(57)【要約】【課題】歯車の歯の側面に対してねじれ角の異なる複数の歯面を切削加工で形成する場合において、サイクルタイムの短縮を図ることができる歯車加工装置及び歯車加工方法を提供する。【解決手段】工作物Ｗの軸線Ｌｗの平行線に対して歯切り工具４０の軸線Ｌを傾斜させた状態で、歯切り工具４０と工作物Ｗとを同期回転させつつ、工作物Ｗの軸線Ｌ方向に沿って歯切り工具４０を工作物Ｗに対して相対的に送ることにより、工作物Ｗを切削加工し、歯車を創成する歯車加工装置１であって、第一歯面の切削加工を終了した後に第二歯面の切削加工を開始する際、補正角を第一角度θ１に設定し、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させながら歯切り工具４０を第一終了位置から第二開始位置へ移動させる、歯車加工装置１及び歯車加工方法。【選択図】図８
2020044594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物の軸線の平行線に対して歯切り工具の軸線を傾斜させた状態で、歯切り工具と工作物とを同期回転させつつ、前記工作物の軸線方向に沿って前記歯切り工具を前記工作物に対して相対的に送ることにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する歯車加工装置であって、
前記歯車が有する複数の歯の各々に形成された一の側面は、
第一歯面と、
前記第一歯面とはねじれ角が異なる第二歯面と、
を備え、
前記歯車加工装置は、前記工作物及び前記歯切り工具の回転を制御すると共に、前記工作物に対する前記歯切り工具の相対的な送り動作を制御する加工制御部を備え、
前記第一歯面を形成する際の前記送り動作の開始位置を第一開始位置、前記第一歯面を形成する際の前記送り動作の終了位置を第一終了位置、前記第二歯面を形成する際の前記送り動作の開始位置を第二開始位置とそれぞれ定義し、
前記各々の側面に対して前記歯切り工具が切削する切削点とし、切削加工を開始した時点での前記切削点を始点とし、前記始点から前記歯切り工具を所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を移動点と定義し、
所定の基準同期回転状態で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記始点から前記所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を基準移動点と定義し、
前記始点から前記歯切り工具を前記所定の送り量だけ送る際に、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらすときに設定する前記工作物の周方向一方側への位相ずれ角度を補正角と定義すると、
前記第一終了位置に対する前記第二開始位置の前記工作物における周方向一方側への位相ずれ角度を第一角度と定義した場合に、
前記加工制御部は、前記第一歯面の切削加工を終了した後に前記第二歯面の切削加工を開始する際、前記補正角を前記第一角度に設定し、前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら前記歯切り工具を前記第一終了位置から前記第二開始位置へ移動させる、歯車加工装置。
【請求項２】
前記加工制御部は、前記基準同期回転状態とは異なる回転速度比で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記歯切り工具を前記始点から前記所定の送り量だけ送ることにより、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらす、請求項１に記載の歯車加工装置。
【請求項３】
前記加工制御部は、前記工作物Ｗの軸線方向における前記第一終了位置と前記第二開始位置との距離と前記補正角とに基づき、前記歯切り工具を前記始点から前記所定の送り量だけ送る際の前記工作物と前記歯切り工具との回転速度比を演算する、請求項２に記載の歯車加工装置。
【請求項４】
前記第一開始位置に対する前記第一終了位置の前記工作物における周方向一方側への位相ずれ角度を第二角度と定義し、前記第一開始位置に対する前記第二開始位置の前記工作物における周方向一方側への位相ずれ角度を第三角度と定義した場合に、
前記加工制御部は、前記第三角度から前記第二角度を差し引いた角度を前記第一角度とする、請求項１−３の何れか一項に記載の歯車加工装置。
【請求項５】
前記複数の歯の各々に形成された他の側面は、
前記第一歯面とはねじれ角が異なる第三歯面と、
前記第三歯面とはねじれ角が異なる第四歯面と、
を更に備え、
前記第三歯面を形成する際の前記送り動作の開始位置を第三開始位置、前記第三歯面を形成する際の前記送り動作の終了位置を第三終了位置、前記第四歯面を形成する際の前記送り動作の開始位置を第四開始位置とそれぞれ定義し、
前記第三終了位置に対する前記第四開始位置の前記工作物における周方向他方側への位相ずれ角度を第四角度と定義した場合に、
前記加工制御部は、
前記第一歯面を切削加工する際と前記第二歯面を切削加工する際とで、前記工作物及び前記歯切り工具の各々の回転方向を同一とし、前記第二歯面の切削加工を終了した後に、前記工作物及び前記歯切り工具の各々の回転方向を、前記第一歯面を切削加工する際とは反対方向に設定し、
前記第三歯面の切削加工を終了した後に前記第四歯面の切削加工を開始する際、前記補正角を前記第四角度に設定し、前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら前記歯切り工具を前記第三終了位置から前記第四開始位置へ移動させる、請求項１−４の何れか一項に記載の歯車加工装置。
【請求項６】
工作物の軸線の平行線に対して歯切り工具の軸線を傾斜させた状態で、歯切り工具と工作物とを同期回転させつつ、前記工作物の軸線方向に沿って前記歯切り工具を前記工作物に対して相対的に送ることにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する歯車加工方法であって、
前記歯車が有する複数の歯の各々に形成された一の側面は、
第一歯面と、
前記第一歯面とはねじれ角が異なる第二歯面と、
を備え、
前記第一歯面を形成する際の前記送り動作の開始位置を第一開始位置、前記第一歯面を形成する際の前記送り動作の終了位置を第一終了位置、前記第二歯面を形成する際の前記送り動作の開始位置を第二開始位置とそれぞれ定義し、
前記各々の側面に対して前記歯切り工具が切削する切削点とし、切削加工を開始した時点での前記切削点を始点とし、前記始点から前記歯切り工具を所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を移動点と定義し、
所定の基準同期回転状態で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記始点から前記所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を基準移動点と定義し、
前記始点から前記歯切り工具を前記所定の送り量だけ送る際に、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらすときに設定する前記工作物の周方向一方側への位相ずれ角度を補正角と定義し、
前記第一終了位置に対する前記第二開始位置の前記工作物における周方向一方側への位相ずれ角度を第一角度と定義した場合に、
前記歯車加工方法は、前記第一歯面の切削加工を終了した後に前記第二歯面の切削加工を開始する際、前記補正角を前記第一角度に設定し、前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら前記歯切り工具を前記第一終了位置から前記第二開始位置へ移動させる、歯車加工方法。
【請求項７】
前記歯車加工方法は、前記基準同期回転状態とは異なる回転速度比で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記歯切り工具を前記始点から前記所定の送り量だけ送ることにより、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらす、請求項６に記載の歯車加工方法。
【請求項８】
前記歯車加工方法は、前記工作物Ｗの軸線方向における前記第一終了位置と前記第二開始位置との距離と前記補正角とに基づき、前記歯切り工具を前記始点から前記所定の送り量だけ送る際の前記工作物と前記歯切り工具との回転速度比を演算する、請求項７に記載の歯車加工方法。
【請求項９】
前記第一開始位置に対する前記第一終了位置の前記工作物における周方向一方側への位相ずれ角度を第二角度と定義し、前記第一開始位置に対する前記第二開始位置の前記工作物における周方向一方側への位相ずれ角度を第三角度と定義した場合に、
前記第一角度は、前記第三角度から前記第二角度を差し引いた角度である、請求項６−８の何れか一項に記載の歯車加工方法。
【請求項１０】
前記歯の他の側面は、
第三歯面と、
前記第三歯面とはねじれ角が異なる第四歯面と、
を備え、
前記第三歯面を形成する際の前記送り動作の開始位置を第三開始位置、前記第三歯面を形成する際の前記送り動作の終了位置を第三終了位置、前記第四歯面を形成する際の前記送り動作の開始位置を第四開始位置とそれぞれ定義し、前記第三終了位置に対する前記第四開始位置の前記工作物における周方向他方側への位相ずれ角度を第四角度と定義した場合に、
前記歯車加工方法は、
前記第一歯面を切削加工する際と前記第二歯面を切削加工する際とで、前記工作物及び前記歯切り工具の各々の回転方向を同一とし、前記第二歯面の切削加工を終了した後に、前記工作物及び前記歯切り工具の各々の回転方向を、前記第一歯面を切削加工する際とは反対方向にし、
前記第三歯面の切削加工を終了した後に前記第四歯面の切削加工を開始する際、前記補正角を前記第四角度に設定し、前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら前記歯切り工具を前記第三終了位置から前記第四開始位置へ移動させる、請求項６−９の何れか一項に記載の歯車加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工用工具及び加工物を同期回転させて切削加工により歯車を加工する歯車加工装置及び歯車加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に用いられるトランスミッションには、円滑な変速操作を行うためにシンクロメッシュ機構が設けられる。図１２に示すように、キー式のシンクロメッシュ機構１１０は、メーンシャフト１１１、メーンドライブシャフト１１２、クラッチハブ１１３、キー１１４、スリーブ１１５、メーンドライブギヤ１１６、クラッチギヤ１１７、シンクロナイザーリング１１８等を備える。なお、メーンドライブギヤ１１６、クラッチギヤ１１７、シンクロナイザーリング１１８は、スリーブ１１５を挟んで両側に配置される。
【０００３】
メーンシャフト１１１とメーンドライブシャフト１１２は、同軸配置される。メーンシャフト１１１には、クラッチハブ１１３がスプライン嵌合され、メーンシャフト１１１とクラッチハブ１１３は共に回転する。クラッチハブ１１３の外周の３か所には、キー１１４が図略のスプリングで支持される。スリーブ１１５の内周には、内歯（スプライン）１１５ａが形成され、スリーブ１１５はキー１１４とともにクラッチハブ１１３の外周に形成される図略のスプラインに沿って回転軸線ＬＬ方向に摺動する。
【０００４】
メーンドライブシャフト１１２には、メーンドライブギヤ１１６が嵌合され、メーンドライブギヤ１１６のスリーブ１１５側には、テーパコーン１１７ｂが突設されたクラッチギヤ１１７が一体形成される。スリーブ１１５とクラッチギヤ１１７の間には、シンクロナイザーリング１１８が配置される。クラッチギヤ１１７の外歯１１７ａ及びシンクロナイザーリング１１８の外歯１１８ａは、スリーブ１１５の内歯１１５ａと噛み合わせ可能に形成される。シンクロナイザーリング１１８の内周は、テーパコーン１１７ｂの外周と摩擦係合可能なテーパ状に形成される。
【０００５】
次に、シンクロメッシュ機構１１０の図１２の左方に動作する場合を説明するが、図１２の右方に動作する場合も同様である。図１３Ａに示すように、スリーブ１１５及びキー１１４は、図略のシフトレバーの操作により、図示矢印の回転軸線ＬＬ方向に移動する。キー１１４は、シンクロナイザーリング１１８を回転軸線ＬＬ方向に押して、シンクロナイザーリング１１８の内周をテーパコーン１１７ｂの外周に押し付ける。これにより、クラッチギヤ１１７、シンクロナイザーリング１１８及びスリーブ１１５は、同期回転を開始する。
【０００６】
図１３Ｂに示すように、キー１１４は、スリーブ１１５に押し下げられてシンクロナイザーリング１１８を回転軸線ＬＬ方向にさらに押し付けるので、シンクロナイザーリング１１８の内周とテーパコーン１１７ｂの外周との密着度は増し、強い摩擦力が発生してクラッチギヤ１１７、シンクロナイザーリング１１８及びスリーブ１１５は同期回転する。クラッチギヤ１１７の回転数とスリーブ１１５の回転数が完全に同期すると、シンクロナイザーリング１１８の内周とテーパコーン１１７ｂの外周との摩擦力が消滅する。
【０００７】
そして、スリーブ１１５及びキー１１４が図示矢印の回転軸線ＬＬ方向にさらに移動すると、キー１１４はシンクロナイザーリング１１８の溝１１８ｂに嵌って止まるが、スリーブ１１５はキー１１４の凸部１１４ａを越えて移動し、スリーブ１１５の内歯１１５ａがシンクロナイザーリング１１８の外歯１１８ａと噛み合う。
【０００８】
図１３Ｃに示すように、スリーブ１１５は図示矢印の回転軸線ＬＬ方向にさらに移動し、スリーブ１１５の内歯１１５ａがクラッチギヤ１１７の外歯１１７ａと噛み合う。以上により変速が完了する。以上のようなシンクロメッシュ機構１１０では、走行中におけるクラッチギヤ１１７の外歯１１７ａとスリーブ１１５の内歯１１５ａとのギヤ抜けを防止するギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂが設けられている。
【０００９】
具体的には、図１４及び図１５に示すように、スリーブ１１５の内歯１１５ａにおけるスリーブ１１５の回転軸線ＬＬ方向の一方側（以下、単に、回転軸線一方側Ｄｆという）及び他方側（以下、単に、回転軸線他方側Ｄｂという）に、テーパ状のギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂが設けられる。一方、各クラッチギヤ１１７の外歯１１７ａには、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂとテーパ嵌合するテーパ状のギヤ抜け防止部１１７ｃが設けられる。
【００１０】
なお、図１４では、クラッチギヤ１１７の外歯１１７ａは、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ側のみを示す。本例のギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂは、内歯１１５ａの頂面におけるスリーブ１１５の回転軸線ＬＬ方向の中央の仮想点に対し点対称形状で形成される。以下の説明では、図１２に示すスリーブ１１５の内歯１１５ａの左側の側面を「左側面１１５Ａ」と称し、スリーブ１１５の内歯１１５ａの右側の側面を「右側面１１５Ｂ」と称す。
【００１１】
左側面１１５Ａは、左歯面１１５ｂと、左歯面１１５ｂよりも回転軸線一方側Ｄｆに設けられる左前テーパ歯面１２１ｆと、左歯面１１５ｂと左前テーパ歯面１２１ｆとの間に設けられる左前サブ歯面１２１ａｆと、左歯面１１５ｂよりも回転軸線他方側Ｄｂに設けられる左後テーパ歯面１２１ｂと、左歯面１１５ｂと左後テーパ歯面１２１ｂとの間に設けられる左後サブ歯面１２１ａｂとを備える。
【００１２】
左前テーパ歯面１２１ｆ及び左後テーパ歯面１２１ｂは、左歯面１１５ｂとはねじれ角が異なる歯面である。左前サブ歯面１２１ａｆは、左歯面１１５ｂ及び左前テーパ歯面１２１ｆに連続する歯面であり、左前サブ歯面１２１ａｆのねじれ角は、左歯面１１５ｂ及び左前テーパ歯面１２１ｆとは異なる。同様に、左後サブ歯面１２１ａｂは、左歯面１１５ｂ及び左後テーパ歯面１２１ｂに連続する歯面であり、左後サブ歯面１２１ａｂのねじれ角は、左歯面１１５ｂ及び左後テーパ歯面１２１ｂとは異なる。
【００１３】
同様に、右側面１１５Ｂは、右歯面１１５ｃと、右歯面１１５ｃよりも回転軸線一方側Ｄｆに設けられる右前テーパ歯面１２２ｆと、右歯面１１５ｃと右前テーパ歯面１２２ｆとの間に設けられる右前サブ歯面１２２ａｆと、右歯面１１５ｃよりも回転軸線他方側Ｄｂに設けられる右後テーパ歯面１２２ｂと、右歯面１１５ｃと右後テーパ歯面１２２ｂとの間に設けられる右後サブ歯面１２２ａｂとを備える。
【００１４】
右前テーパ歯面１２２ｆ及び右後テーパ歯面１２２ｂは、右歯面１１５ｃとはねじれ角が異なる歯面である。右前サブ歯面１２２ａｆは、右歯面１１５ｃ及び右前テーパ歯面１２２ｆに連続する歯面であり、右前サブ歯面１２２ａｆのねじれ角は、右歯面１１５ｃ及び右前テーパ歯面１２２ｆとは異なる。同様に、右後サブ歯面１２２ａｂは、右歯面１１５ｃ及び右後テーパ歯面１２２ｂに連続する歯面であり、右後サブ歯面１２２ａｂのねじれ角は、右歯面１１５ｃ及び右後テーパ歯面１２２ｂとは異なる。
【００１５】
また、図１６及び図１７に示すように、スリーブ１１５には、左前テーパ歯面１２１ｆの回転軸線一方側Ｄｆの端部に対し、左歯面１１５ｂ及び左前テーパ歯面１２１ｆとはねじれ角が異なる左前チャンファ歯面１３１ｆが形成されるものがある。この場合、左前テーパ歯面１２１ｆの回転軸線一方側Ｄｆの端部に、左歯面１１５ｂ及び左前テーパ歯面１２１ｆとはねじれ角が異なる左前チャンファ歯面１３１ｆが形成され、左後テーパ歯面１２１ｂの回転軸線他方側Ｄｂの端部に、左歯面１１５ｂ及び左後テーパ歯面１２１ｂとはねじれ角が異なる左後チャンファ歯面１３１ｂが形成される。同様に、右前テーパ歯面１２２ｆの回転軸線一方側Ｄｆの端部には、右歯面１１５ｃ及び右前テーパ歯面１２２ｆとはねじれ角が異なる右前チャンファ歯面１３２ｆが形成され、右後テーパ歯面１２２ｂの回転軸線他方側Ｄｂの端部には、右歯面１１５ｃ及び右後テーパ歯面１２２ｂとはねじれ角が異なる右後チャンファ歯面１３２ｂが形成される。
【００１６】
そして、左前テーパ歯面１２１ｆ、左前サブ歯面１２１ａｆ及び左前チャンファ歯面１３１ｆと、右前テーパ歯面１２２ｆ、右前サブ歯面１２２ａｆ及び右前チャンファ歯面１３２ｆが、ギヤ抜け防止部１２０Ｆを構成する。同様に、左後テーパ歯面１２１ｂ、左後サブ歯面１２１ａｂ及び左後チャンファ歯面１３１ｂと、右後テーパ歯面１２２ｂ、右後サブ歯面１２２ａｂ及び右後チャンファ歯面１３２ｂが、ギヤ抜け防止部１２０Ｂを構成する。なお、ギヤ抜け防止は、例えば、左前テーパ歯面１２１ｆとギヤ抜け防止部１１７ｃとがテーパ嵌合することにより達成される。
【００１７】
このように、スリーブ１１５の内歯１１５ａの構造は複雑である。一方、スリーブ１１５は大量生産が必要な部品である。そのため、一般的に、スリーブ１１５の内歯１１５ａは、ブローチ加工やギヤシェーパ加工等により形成されるのに対し、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂは、ローリング加工（特許文献１，２参照）により形成される。しかし、ローリング加工は塑性加工であり、加工精度が低くなる傾向にある。よって、加工精度を高めるには、切削加工が望ましい。この点に関し、特許文献３には、ギヤ抜け防止部を切削加工により形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】実開平６−６１３４０号公報
【特許文献２】特開２００５−１５２９４０号公報
【特許文献３】特開２０１８−７９５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
例えば、特許文献３に記載の技術を用いてギヤ抜け防止部１２０Ｆを切削加工で形成する場合において、左前テーパ歯面１２１ｆ（右前テーパ歯面１２２ｆ）の切削加工後に、左前チャンファ歯面１３１ｆ（右前チャンファ歯面１３２ｆ）を形成する際、工作物に対する工具の位相や工具の姿勢等を再設定する必要がある。この場合において、工作物及び工具の回転を停止し、位相合わせを行うと、左前テーパ歯面１２１ｆ（右前テーパ歯面１２２ｆ）の切削加工を終了してから左前チャンファ歯面１３１ｆ（右前チャンファ歯面１３２ｆ）の切削加工を開始するまでの時間が長くなり、サイクルタイムが長期化する。
【００２０】
本発明は、歯車の歯の側面に対してねじれ角の異なる複数の歯面を切削加工で形成する場合において、サイクルタイムの短縮を図ることができる歯車加工装置及び歯車加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の歯車加工装置は、工作物の軸線の平行線に対して歯切り工具の軸線を傾斜させた状態で、歯切り工具と工作物とを同期回転させつつ、前記工作物の軸線方向に沿って前記歯切り工具を前記工作物に対して相対的に送ることにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する歯車加工装置である。前記歯車が有する複数の歯の各々に形成された一の側面は、第一歯面と、前記第一歯面とはねじれ角が異なる第二歯面とを備え、前記歯車加工装置は、前記工作物及び前記歯切り工具の回転を制御すると共に、前記工作物に対する前記歯切り工具の相対的な送り動作を制御する加工制御部を備える。
【００２２】
前記第一歯面を形成する際の前記送り動作の開始位置を第一開始位置、前記第一歯面を形成する際の前記送り動作の終了位置を第一終了位置、前記第二歯面を形成する際の前記送り動作の開始位置を第二開始位置とそれぞれ定義し、前記各々の側面に対して前記歯切り工具が切削する切削点とし、切削加工を開始した時点での前記切削点を始点とし、前記始点から前記歯切り工具を所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を移動点と定義し、所定の基準同期回転状態で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記始点から前記所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を基準移動点と定義し、前記始点から前記歯切り工具を前記所定の送り量だけ送る際に、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらすときに設定する前記工作物の周方向一方側への位相ずれ角度を補正角と定義する。
【００２３】
また、前記第一終了位置に対する前記第二開始位置の前記工作物における周方向一方側への位相ずれ角度を第一角度と定義した場合に、前記加工制御部は、前記第一歯面の切削加工を終了した後に前記第二歯面の切削加工を開始する際、前記補正角を前記第一角度に設定し、前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら前記歯切り工具を前記第一終了位置から前記第二開始位置へ移動させる。
【００２４】
本発明の歯車加工方法は、工作物の軸線の平行線に対して歯切り工具の軸線を傾斜させた状態で、歯切り工具と工作物とを同期回転させつつ、前記工作物の軸線方向に沿って前記歯切り工具を前記工作物に対して相対的に送ることにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する歯車加工方法である。前記歯車が有する複数の歯の各々に形成された一の側面は、第一歯面と、前記第一歯面とはねじれ角が異なる第二歯面とを備える。
【００２５】
前記第一歯面を形成する際の前記送り動作の開始位置を第一開始位置、前記第一歯面を形成する際の前記送り動作の終了位置を第一終了位置、前記第二歯面を形成する際の前記送り動作の開始位置を第二開始位置とそれぞれ定義し、前記各々の側面に対して前記歯切り工具が切削する切削点とし、切削加工を開始した時点での前記切削点を始点とし、前記始点から前記歯切り工具を所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を移動点と定義し、所定の基準同期回転状態で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記始点から前記所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を基準移動点と定義し、前記始点から前記歯切り工具を前記所定の送り量だけ送る際に、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらすときに設定する前記工作物の周方向一方側への位相ずれ角度を補正角と定義する。
【００２６】
また、前記第一終了位置に対する前記第二開始位置の前記工作物における周方向一方側への位相ずれ角度を第一角度と定義した場合に、前記歯車加工方法は、前記第一歯面の切削加工を終了した後に前記第二歯面の切削加工を開始する際、前記補正角を前記第一角度に設定し、前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら前記歯切り工具を前記第一終了位置から前記第二開始位置へ移動させる。
【００２７】
本発明の歯車加工装置及び歯車加工方法によれば、加工制御部は、第一歯面の切削加工を終了した後に第二歯面の切削加工を開始する際に、補正角を第一角度に設定する。そして、加工制御部は、工作物及び歯切り工具を回転させながら、歯切り工具を第一終了位置から第二開始位置へ移動させる。つまり、歯車加工装置は、第一角度を補正角とみなし、第一終了位置から第二開始位置へ歯切り工具を送る際に、工作物Ｗ及び歯切り工具を回転させた状態を維持しながら、第一終了位置に対する第二開始位置の位相ずれを調整することができる。よって、歯車加工装置は、第一歯面の切削加工を終了してから第二歯面の切削加工を開始するまでに要する時間を短くできるので、サイクルタイムの短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る歯車加工装置の斜視図である。
【図２】歯切り工具の概略構成を径方向から見た図であり、一部を断面で示す。
【図３】加工制御部のブロック図である。
【図４Ａ】斜め上方から見たスプライン歯を部分的に示した図である。
【図４Ｂ】軸線方向から工作物を部分的に示した図である。
【図５Ａ】斜め上方から見たスプライン歯を部分的に示した図であり、右前テーパ歯面及び右サブ歯面が形成された後の状態を示す。
【図５Ｂ】軸線方向から工作物を部分的に示した図であり、右前テーパ歯面及び右サブ歯面が形成された後の状態を示す。
【図６】スプライン歯を径方向から見た状態を模式的に表した図である。
【図７Ａ】工作物に対する歯切り工具の相対位置を模式的に表した図であり、右前テーパ歯面の切削加工を開始する前の状態を示す。
【図７Ｂ】工作物に対する歯切り工具の相対位置を模式的に表した図であり、右前テーパ歯面の切削加工が終了した時点の状態を示す。
【図７Ｃ】工作物に対する歯切り工具の相対位置を模式的に表した図であり、右前チャンファ歯面の切削加工を開始する前の状態を示す。
【図７Ｄ】工作物に対する歯切り工具の相対位置を模式的に表した図であり、右前チャンファ歯面の切削加工を終了した時点の状態を示す。
【図７Ｅ】工作物に対する歯切り工具の相対位置を模式的に表した図であり、左前テーパ歯面の切削加工を開始する前の状態を示す。
【図８】加工制御部により実行される歯車加工処理を示すフローチャートである。
【図９】第二実施形態における歯切り工具の概略構成を径方向から見た図であり、一部を断面で示す。
【図１０Ａ】加工制御部により実行される歯車加工処理２を示すフローチャート１である。
【図１０Ｂ】加工制御部により実行される歯車加工処理２を示すフローチャート２である。
【図１１】工作物に対する歯切り工具の相対位置を模式的に表した図であり、右後テーパ歯面の切削加工を開始する前の状態を示す。
【図１２】スリーブを有するシンクロメッシュ機構を示す断面図である。
【図１３Ａ】図９に示すシンクロメッシュ機構の作動開始前の状態を示す断面図である。
【図１３Ｂ】図９に示すシンクロメッシュ機構の作動中の状態を示す断面図である。
【図１３Ｃ】図９に示すシンクロメッシュ機構の作動完了後の状態を示す断面図である。
【図１４】スリーブのギヤ抜け防止部を示す斜視図である。
【図１５】図１４に示すスリーブのギヤ抜け防止部を径方向から状態を模式的に表した図である。
【図１６】チャンファ歯面を有するギヤ抜け防止部を示す斜視図である。
【図１７】図１６に示すスリーブのギヤ抜け防止部を径方向から状態を模式的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
＜１．第一実施形態＞
（１−１．歯車加工装置１の概略構成）
以下、本発明に係る歯車加工装置及び歯車加工方法を適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態における歯車加工装置１の概略構成を説明する。
【００３０】
図１に示すように、歯車加工装置１は、相互に直交する３つの直進軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）と２つの回転軸（Ａ軸及びＣ軸）を駆動軸として有するマシニングセンタである。歯車加工装置１は、ベッド１０と、工具保持装置２０と、工作物保持装置３０と、加工制御部１００とを主に備える。
【００３１】
ベッド１０は、床上に配置される。ベッド１０の上面には、Ｘ軸方向へ延びる一対のＸ軸ガイドレール１１と、Ｚ軸方向へ延びる一対のＺ軸ガイドレール１２とが設けられる。工具保持装置２０は、コラム２１と、Ｘ軸駆動装置２２（図３参照）と、サドル２３と、Ｙ軸駆動装置２４（図３参照）と、工具主軸２５と、工具主軸モータ２６（図３参照）とを備える。なお、図１では、Ｘ軸駆動装置２２、Ｙ軸駆動装置２４、及び、工具主軸モータ２６の図示が省略されている。
【００３２】
コラム２１は、一対のＸ軸ガイドレール１１に案内されながらＸ軸方向へ移動可能に設けられる。Ｘ軸駆動装置２２は、ベッド１０に対し、コラム２１をＸ軸方向へ送るねじ送り装置である。また、コラム２１の側面には、Ｙ軸方向に沿って延びる一対のＹ軸ガイドレール２７が設けられ、サドル２３は、コラム２１に対し、一対のＹ軸ガイドレール２７に案内されながらＹ軸方向へ移動可能に設けられる。Ｙ軸駆動装置２４は、サドル２３をＹ軸方向へ送るねじ送り装置である。
【００３３】
工具主軸２５は、サドル２３に対し、Ｚ軸方向に平行な軸線まわりに回転可能に支持される。工具主軸２５の先端には、工作物Ｗの加工に用いる歯切り工具４０が着脱可能に装着される。歯切り工具４０は、コラム２１の移動に伴ってＸ軸方向へ移動し、サドル２３の移動に伴ってＹ軸方向へ移動する。工具主軸モータ２６は、工具主軸２５を回転させるための駆動力を付与するモータであり、サドル２３の内部に収容される。
【００３４】
工作物保持装置３０は、送り台３１と、Ｚ軸駆動装置３２（図３参照）と、チルト装置３３と、工作物回転装置３４とを備える。なお、図１では、Ｚ軸駆動装置３２の図示が省略されている。送り台３１は、ベッド１０に対し、一対のＺ軸ガイドレール１２に案内されながらＺ軸方向へ移動可能に設けられる。Ｚ軸駆動装置３２は、送り台３１をＺ軸方向へ送るねじ送り装置である。
【００３５】
チルト装置３３は、一対のテーブル支持部３５と、チルトテーブル３６と、Ａ軸モータ３７（図３参照）とを備える。一対のテーブル支持部３５は、送り台３１の上面に設置され、チルトテーブル３６は、一対のテーブル支持部３５に対し、Ｘ軸に平行なＡ軸まわりに揺動可能に支持される。Ａ軸モータ３７は、チルトテーブル３６をＡ軸まわりに揺動させるための駆動力を付与するモータであり、テーブル支持部３５の内部に収容される。
【００３６】
工作物回転装置３４は、回転テーブル３８と、Ｃ軸モータ３９（図３参照）とを備える。回転テーブル３８は、チルトテーブル３６の底面に対し、Ａ軸に直交するＣ軸まわりに回転可能に設置される。そして、回転テーブル３８には、工作物Ｗを固定する保持部３８ａが設けられる。Ｃ軸モータ３９は、回転テーブル３８を回転させるための駆動力を付与するモータであり、チルトテーブル３６の下面に設けられる。
【００３７】
歯車加工装置１は、歯車加工を行う際に、チルトテーブル３６を揺動させることにより、工作物Ｗの軸線Ｌｗの平行線に対して歯切り工具４０の軸線Ｌを傾斜させる。その状態で、歯車加工装置１は、歯切り工具４０と工作物Ｗとを同期回転させつつ、工作物Ｗの軸線Ｌｗ方向への歯切り工具４０の相対的な送り動作を行うことにより、切削加工を行い、歯車を創成する。
【００３８】
（１−２．歯切り工具４０）
次に、図２を参照して、歯切り工具４０について説明する。図２に示すように、歯切り工具４０は、ねじれ角を有する複数の工具刃４１を備える。複数の工具刃４１は、歯切り工具４０の軸線Ｌ方向から見た形状がインボリュート曲線形状に形成される。各々の工具刃４１には、歯切り工具４０の先端側（図２下側）を向く端面４２に、歯切り工具４０の軸線Ｌ方向に直交する平面に対して角度γだけ傾斜したすくい角を有するすくい面４３が設けられる。さらに、各々の工具刃４１は、歯切り工具４０の軸線Ｌと平行な直線に対し、角度δだけ傾斜した前逃げ角が設けられる。
【００３９】
（１−３．加工制御部１００）
次に、図３を参照して、加工制御部１００について説明する。加工制御部１００は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転を制御すると共に、工作物Ｗに対する歯切り工具４０の相対的な送り動作を行う。図３に示すように、加工制御部１００は、工具回転制御部１０１と、工作物回転制御部１０２と、チルト制御部１０３と、位置制御部１０４と、加工プログラム記憶部１０５と、演算部１０６とを備える。
【００４０】
工具回転制御部１０１は、工具主軸モータ２６の駆動制御を行い、工具主軸２５に装着された歯切り工具４０を回転させる。工作物回転制御部１０２は、Ｃ軸モータ３９の駆動制御を行い、回転テーブル３８に固定された工作物Ｗを軸線Ｌｗ周り（Ｃ軸周り）に回転させる。チルト制御部１０３は、Ａ軸モータ３７の駆動制御を行い、チルトテーブル３６を揺動させる。これにより、回転テーブル３８に固定された工作物Ｗは、Ａ軸まわりに揺動し、歯切り工具４０の軸線Ｌが工作物Ｗの軸線Ｌｗの平行線に対して傾斜する。
【００４１】
位置制御部１０４は、Ｘ軸駆動装置２２の駆動制御を行い、コラム２１をＸ軸方向へ移動させると共に、Ｙ軸駆動装置２４の駆動制御を行い、サドル２３をＹ軸方向へ移動させる。これにより、工具保持装置２０に保持された歯切り工具４０は、工作物保持装置３０に保持された工作物Ｗに対し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向へ相対移動する。また、位置制御部１０４は、Ｚ軸駆動装置３２の駆動制御を行い、送り台３１をＺ軸方向へ移動させる。これにより、工作物保持装置３０に保持された工作物Ｗは、工具保持装置２０に保持された歯切り工具４０に対してＺ軸方向へ相対移動し、工作物Ｗに対する歯切り工具４０の相対的な送り動作が行われる。
【００４２】
加工プログラム記憶部１０５は、切削加工に用いる加工プログラムを記憶する。演算部１０６は、加工プログラム記憶部１０５に記憶された加工プログラムに基づき、工作物Ｗに対して歯切り工具４０が切削加工を行う加工軌跡を特定する。位置制御部１０４は、Ｘ軸駆動装置２２、Ｙ軸駆動装置２４及びＺ軸駆動装置３２を駆動制御し、歯切り工具４０を工作物Ｗに対して相対移動させる。
【００４３】
演算部１０６は、特定した加工軌跡に基づき、交差角α、補正角β、及び、工作物Ｗに対する歯切り工具４０の相対的な送り量Ｆを導出する。なお、交差角αとは、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対する歯切り工具４０の軸線Ｌの傾斜角度であり、工作物Ｗに形成する歯面の形状や工具刃４１のねじれ角等に基づいて決定される。そして、チルト制御部１０３は、演算部１０６が演算した交差角αに基づき、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対する歯切り工具４０の軸線Ｌの傾斜角度が交差角αとなるようにチルトテーブル３６を揺動させる。
【００４４】
（１−４：補正角）
次に、補正角βについて説明する。本実施形態において、補正角βは、以下のように定義される。即ち、歯切り工具４０が工作物Ｗを切削する位置を「切削点Ｃ」とした場合、切削加工を開始する時点での切削点Ｃを「始点Ｓ」とし、始点Ｓから歯切り工具４０を所定の送り量Ｆだけ送った時点での切削点Ｃを「移動点Ｍ」と定義する。また、所定の基準同期回転状態で工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させながら、始点Ｓから所定の送り量Ｆだけ送った時点での切削点Ｃを「基準移動点ＭＲ」と定義する。そして、始点Ｓから歯切り工具４０を所定の送り量Ｆだけ送る際に、基準移動点ＭＲに対して移動点Ｍの位相をずらすときに設定する工作物Ｗの周方向一方側への位相ずれ角度を「補正角β」と定義する。
【００４５】
なお、「基準同期回転状態」とは、送り動作に伴って移動する切削点Ｃが、工作物Ｗに形成する歯車の歯のねじれ方向に沿って移動するように、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を同期回転させた状態のことである。即ち、工作物Ｗにはすば歯車を形成する場合、基準同期回転状態とは、工作物Ｗに形成する歯車のねじれ方向に沿って切削点Ｃが移動するように工作物Ｗ及び歯切り工具４０を同期回転させた状態のことである。一方、工作物Ｗに平歯車を形成する場合、基準同期回転状態とは、工作物Ｗの軸線Ｌｗ方向に沿って切削点Ｃが移動するように工作物Ｗ及び歯切り工具４０を同期回転させた状態のことである。
【００４６】
つまり、基準同期回転状態で送り動作を行うと、切削点Ｃは、工作物Ｗに形成する歯車の歯すじ方向に沿って移動する。これに対し、加工制御部１００は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を基準同期回転状態とは異なる回転速度比で回転させた状態で送り動作を行うことにより、切削点Ｃを歯すじ方向とは異なる方向へ移動させることができる。
【００４７】
また、本実施形態において、加工制御部１００は、歯切り工具４０の回転速度を一定としつつ、工作物Ｗの回転速度を変えることにより、工作物Ｗと歯切り工具４０との回転速度比（以下において単に「回転速度比」と称す）を変更する。この場合、加工制御部１００は、基準同期回転状態よりも工作物Ｗの回転速度を上げることで、移動点Ｍの位相を、基準移動点ＭＲの位相よりも工作物Ｗの周方向一方側へずらすことができる。その一方、加工制御部１００は、基準同期回転状態よりも工作物Ｗの回転速度を下げることで、移動点Ｍの位相を、基準移動点ＭＲの位相よりも工作物Ｗの周方向他方側へずらすことができる。
【００４８】
このように、加工制御部１００は歯切り工具４０の回転速度を一定としつつ、工作物Ｗの回転速度を変えることで、回転速度比の変更を円滑に行うことができる。なお、本実施形態では、歯切り工具４０の回転速度を一定としつつ、工作物Ｗの回転速度を変えているが、工作物Ｗの回転速度を一定としつつ、歯切り工具４０の回転速度を変えてもよい。
【００４９】
またこの場合、送り動作での送り量Ｆが大きくなるほど、基準移動点ＭＲに対する移動点Ｍの位相ずれ角度が大きくなる。従って、回転速度比は、補正角βと送り量Ｆとに基づいて決定する必要がある。このように、加工制御部１００は、加工プログラムに基づいて加工軌跡を特定した後、加工軌跡から補正角β及び送り量Ｆを導出し、補正角β及び送り量Ｆを用いて回転速度比を演算により求める。
【００５０】
続いて、図４Ａから図５Ｂを参照しながら補正角βについての具体例を説明する。ここでは、図１６及び図１７に示すギヤ抜け防止部１２０Ｆの右前テーパ歯面１２２ｆ、右前サブ歯面１２２ａｆ及び右前チャンファ歯面１３２ｆを形成する場合について説明する。なお、図４Ａから図５Ｂでは、図面を見やすくするために工作物Ｗの端面にハッチングを付している。
【００５１】
図４Ａ及び図４Ｂには、工作物Ｗの内周面にスプライン歯１１５ａ０を形成した後の状態が図示されている。このスプライン歯１１５ａ０には、左側面１１５Ａ及び右側面１１５Ｂの全域に亘って左歯面１１５ｂ及び右歯面１１５ｃが形成されている。また、図４Ａには、右前テーパ歯面１２２ｆを形成するときに切削点Ｃが移動する加工軌跡である第一軌跡Ｐ１が一点鎖線で示されている。歯車加工装置１は、第一軌跡Ｐ１に沿って切削点Ｃを移動させることにより、スプライン歯１１５ａ０の右歯面１１５ｃに右前テーパ歯面１２２ｆを形成する。なお、右前サブ歯面１２２ａｆは、切削点Ｃを移動点Ｍまで移動させることでおのずと形成される。
【００５２】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、スプライン歯１１５ａ０の歯すじ方向は、工作物Ｗの軸線Ｌｗに平行である。これに対し、第一軌跡Ｐ１は、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対して傾斜している。
【００５３】
演算部１０６は、第一軌跡Ｐ１を特定した後、第一軌跡Ｐ１に基づき、始点Ｓ１及び移動点Ｍ１を導出する。そして、演算部１０６は、始点Ｓ１及び移動点Ｍ１に基づき、第一軌跡Ｐ１に沿って切削点Ｃを移動させる際の送り量Ｆ１を導出し、始点Ｓ１及び送り量Ｆ１に基づいて基準移動点ＭＲ１を導出する。その後、演算部１０６は、基準移動点ＭＲ１と移動点Ｍ１とに基づいて補正角β１を導出する。なお、移動点Ｍ１は、基準移動点ＭＲ１よりも工作物Ｗにおける周方向一方側（図４Ａ左側）に位置するので、補正角β１は、正の値となる。その後、演算部１０６は、補正角β１及び送り量Ｆ１を用いて回転速度比を演算により求める。なお、補正角β１が正の値であるため、工作物回転制御部１０２は、工作物Ｗの回転速度を基準同期回転状態よりも高速にする。
【００５４】
図５Ａ及び図５Ｂには、右前テーパ歯面１２２ｆ及び右前サブ歯面１２２ａｆが形成されたスプライン歯１１５ａ０が図示され、右前チャンファ歯面１３２ｆを形成する際の加工軌跡である第二軌跡Ｐ２が一点鎖線で示されている。歯車加工装置１は、第二軌跡Ｐ２に沿って切削点Ｃを移動させることにより、右前テーパ歯面１２２ｆに右前チャンファ歯面１３２ｆを形成する。
【００５５】
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、演算部１０６は、第二軌跡Ｐ２を特定した後、第二軌跡Ｐ２に基づき、始点Ｓ２及び移動点Ｍ２を導出する。次に、演算部１０６は、始点Ｓ２及び移動点Ｍ２に基づき、第二軌跡Ｐ２に沿って切削点Ｃを移動させる際の送り量Ｆ２を導出し、始点Ｓ２及び送り量Ｆ２に基づいて基準移動点ＭＲ２を導出する。その後、演算部１０６は、基準移動点ＭＲ２と移動点Ｍ２とに基づいて補正角β２を導出する。なお、移動点Ｍ２は、基準移動点ＭＲ２よりも工作物Ｗにおける周方向他方側（図４Ａ右側）に位置するので、補正角β２は、負の値となる。その後、演算部１０６は、補正角β２及び送り量Ｆ２を用いて回転速度比を演算により求める。なお、補正角β２が負の値であるため、工作物回転制御部１０２は、工作物Ｗの回転速度を基準同期回転状態よりも低速にする。
【００５６】
ここで、第二軌跡Ｐ２の始点Ｓ２の位相は、第一軌跡Ｐ１の移動点Ｍ１の位相に対して周方向一方側へ第一角度θ１だけずれている。よってこの場合、加工制御部１００は、右前テーパ歯面１２２ｆの切削加工終了後、右前チャンファ歯面１３２ｆの切削加工を開始する際に、切削点Ｃが第二軌跡Ｐ２の始点Ｓ２に配置されるように、工作物Ｗに対する歯切り工具４０の位相を再設定する必要がある。
【００５７】
そこで、歯車加工装置１は、工作物Ｗと歯切り工具４０との回転速度比を調整することにより、工作物Ｗと歯切り工具４０との位相調整を行う。つまり、加工制御部１００は、第一軌跡Ｐ１の移動点Ｍ１と第二軌跡Ｐ２の始点Ｓ２とに基づき、工作物Ｗと歯切り工具４０との回転速度比を演算により求め、求めた回転速度比で工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させながら、戻し動作を行う。
【００５８】
具体的に、加工制御部１００は、移動点Ｍ１を戻し動作における始点Ｓとみなし、始点Ｓ２を戻し動作における移動点Ｍとみなす。また、加工制御部１００は、工作物Ｗの軸線Ｌｗ方向における第一終了位置から第二開始位置までの距離を送り量Ｆとみなし、第一角度θ１を補正角βとみなす。そして、加工制御部１００は、第一終了位置から第二開始位置までの距離と第一角度θ１とに基づき、戻し動作時における工作物Ｗと歯切り工具４０との回転速度比を演算する。
【００５９】
このように、歯車加工装置１は、工作物Ｗの軸線Ｌｗ方向における第一終了位置から第二開始位置までの距離と第一角度θ１とに基づき、第一終了位置から第二開始位置への戻し動作時における回転速度比を求めることができる。即ち、歯車加工装置１は、切削加工時において補正角β及び送り量Ｆを導出し、回転速度比を演算する手順と同様の手順で、第一角度θ１を導出し、戻し動作時における回転速度比を演算により求めることができる。よって、加工制御部１００は、戻し動作時における回転速度比を容易に演算することができる。
【００６０】
そして、歯車加工装置１は、工作物Ｗと歯切り工具４０とが同期回転した状態を維持しつつ、工作物Ｗに対する歯切り工具４０の位相調整を行うことができる。この場合、歯車加工装置１は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転を一旦停止し、位相合わせ後に再度、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させる場合と比べて、右前テーパ歯面１２２ｆの切削加工を終了してから右前チャンファ歯面１３２ｆの切削加工を開始するまでに要する時間を短縮できる。よって、歯車加工装置１は、サイクルタイムの短縮を図ることができる。
【００６１】
ここで、第一角度θ１は、第一軌跡Ｐ１の始点Ｓ１と移動点Ｍ１との位相ずれ角度（即ち、補正角β１）と、第一軌跡Ｐ１の始点Ｓ１と第二軌跡Ｐ２の始点Ｓ２との位相ずれ角度により演算できる。つまり、始点Ｓ１に対する移動点Ｍ１の周方向一方側への位相ずれ角度を第二角度θ２、始点Ｓ１に対する始点Ｓ２の周方向一方側への位相ずれ角度を第三角度θ３とすると、第一角度θ１は、第三角度θ３から第二角度θ２を引いた差となる。これにより、演算部１０６は、第一角度θ１を容易に求めることができる。
【００６２】
また、演算部１０６は、第一角度θ１及び第二角度θ２を導出し、第一角度θ１と第二角度θ２との和を演算することにより第三角度θ３を求めることもできる。このように、演算部１０６は、補正角βとしての第二角度θ２と、第一角度θ１及び第三角度θ３の何れか一方の角度とを導出することにより、他方の角度を演算により求めることができる。
【００６３】
（１−５：歯車加工装置１の動作）
次に、図６から図７Ｅを参照しながら、右歯面１１５ｃに右前テーパ歯面１２２ｆ、右前サブ歯面１２２ａｆ及び右前チャンファ歯面１３２ｆを形成する際の歯車加工装置１の動作を説明する。
【００６４】
図６には、スプライン歯１１５ａ０が形成された後の工作物Ｗが図示されている。図６には、一部のスプライン歯１１５ａ０のみが図示され、第一軌跡Ｐ１、第二軌跡Ｐ２、左前テーパ歯面１２１ｆ及び左前サブ歯面１２１ａｆを形成する際の加工軌跡である第三軌跡Ｐ３と、左前チャンファ歯面１３１ｆを形成する際の加工軌跡である第四軌跡Ｐ４とが一点鎖線で図示されている。
【００６５】
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、右前テーパ歯面１２２ｆを形成する際、加工制御部１００は、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対する歯切り工具４０の軸線Ｌの傾斜角度を交差角α１に設定する。その後、加工制御部１００は、演算部１０６が予め演算した回転速度比で工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させながら回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの送り動作を行い、切削点Ｃを始点Ｓ１から移動点Ｍ１に移動させることにより、右前テーパ歯面１２２ｆを形成する。このとき、加工制御部１００は、工作物Ｗの回転速度を、基準同期回転状態での回転速度よりも高速にする。またこのとき、加工制御部１００は、送り速度を一定とする。
【００６６】
図７Ｂ及び図７Ｃに示すように、加工制御部１００は、右前テーパ歯面１２２ｆの切削加工が終了すると、歯切り工具４０の戻し動作を行う。このとき、工作物回転制御部１０２は、工作物Ｗの回転速度を変更し、演算により求めた戻し動作での回転速度比で工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させながら、回転軸線他方側Ｄｂから回転軸線一方側Ｄｆへ歯切り工具４０を相対送りする。これにより、歯車加工装置１は、戻し動作と、工作物Ｗに対する歯切り工具４０の位相調整とを並行して行うことができる。次に、チルト制御部１０３は、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対する歯切り工具４０の軸線Ｌの傾斜角度が交差角α２となるようにチルトテーブル３６（図１参照）を揺動させる。
【００６７】
続いて、図７Ｃ及び図７Ｄに示すように、加工制御部１００は、演算部１０６が予め演算した回転速度比で工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させながら回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの送り動作を行い、切削点Ｃを始点Ｓ２から移動点Ｍ２に移動させることで、右前チャンファ歯面１３２ｆを形成する。このとき、加工制御部１００は、工作物Ｗの回転速度を、基準同期回転状態での回転速度よりも低速にする。
【００６８】
図７Ｄ及び図７Ｅに示すように、加工制御部１００は、右前チャンファ歯面１３２ｆの切削加工が終了すると、歯切り工具４０の戻し動作を行う。このとき、加工制御部１００は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転を停止した状態で、回転軸線他方側Ｄｂから回転軸線一方側Ｄｆへ歯切り工具４０を相対送りする。その後、チルト制御部１０３は、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対する歯切り工具４０の軸線Ｌの傾斜角度が交差角α３となるようにチルトテーブル３６を揺動させる。続いて、加工制御部１００は、工作物Ｗに形成されたスプライン歯１１５ａ０と歯切り工具４０の工具刃４１との位相合わせを行う。
【００６９】
その後、加工制御部１００は、右前テーパ歯面１２２ｆ及び右前チャンファ歯面１３２ｆの切削加工時と反対方向へ工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させながら回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの送り動作を行い、左前テーパ歯面１２１ｆの切削加工を行う。その後、加工制御部１００は、右前テーパ歯面１２２ｆ及び右前チャンファ歯面１３２ｆを形成する際と同様の手順で左前テーパ歯面１２１ｆ及び左前チャンファ歯面１３１ｆの切削加工を行う。
【００７０】
（１−６：歯車加工処理）
次に、図８に示すフローチャートを参照して、加工制御部１００により実行される歯車加工処理について説明する。歯車加工処理は、円筒状に形成された工作物Ｗの内周面にスプライン歯１１５ａ０を形成し、その後にギヤ抜け防止部１２０Ｆを形成する際に実行される処理である。
【００７１】
図８に示すように、加工制御部１００は、歯車加工処理において、加工プログラム記憶部１０５に記憶された加工プログラムを読み込み（Ｓ１）、加工制御部１００は、加工プログラムに基づいて加工軌跡を特定する。その後、加工制御部１００は、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対する歯切り工具４０の傾斜角度を交差角αに設定し（Ｓ２）、スプライン加工を行う（Ｓ３）。このとき、加工制御部１００は、補正角を０度に設定した状態で、回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの送り動作を行う。これにより、工作物Ｗの内周面には、工作物Ｗの軸線Ｌｗに平行な歯すじを有するスプライン歯１１５ａ０が切削加工により形成される。
【００７２】
Ｓ３の処理後、加工制御部１００は、回転軸線他方側Ｄｂから回転軸線一方側Ｄｆへの戻し動作を行い、右前テーパ歯面１２２ｆを形成する際の送り動作の開始位置となる第一開始位置へ歯切り工具４０を相対移動させる（Ｓ４）。Ｓ４の処理後、加工制御部１００は、回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの送り動作を行い、第一軌跡Ｐ１に沿って切削点Ｃを相対移動させることにより、右前テーパ歯面１２２ｆ及び右前サブ歯面１２２ａｆを切削加工により形成する（Ｓ５）。
【００７３】
ここで、歯車加工装置１は、Ｓ３の処理で行うスプライン加工時に、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対する歯切り工具４０の軸線Ｌの傾斜角度を、右前テーパ歯面１２２ｆの切削加工時に設定される交差角α１と同一角度にする。これにより、加工制御部１００は、Ｓ４の処理を開始する際に、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対する歯切り工具４０の軸線Ｌの傾斜角度の変更を不要とすることができる。
【００７４】
また、歯車加工装置１は、ギヤ抜け防止部１２０Ｆの切削加工に用いる歯切り工具４０を使用し、スプライン歯１１５ａ０の切削加工をギヤ抜け防止部１２０Ｆの切削加工と併せて行うので、工作物Ｗの移動を不要とすることができる。また、歯車加工装置１は、スプライン加工が終了した後、工作物保持装置３０から工作物Ｗを取り外さずに、そのままギヤ抜け防止部１２０Ｆの切削加工に移行できる。よって、歯車加工装置１は、ギヤ抜け防止部１２０Ｆの切削加工を開始する前の心出し作業を不要とすることができる。その結果、歯車加工装置１は、サイクルタイムの短縮を図ることができると共に、加工精度の向上を図ることができる。
【００７５】
Ｓ５の処理が終了すると、加工制御部１００は、回転軸線他方側Ｄｂから回転軸線一方側Ｄｆへの戻し動作を行う（Ｓ６）。Ｓ６の処理において、加工制御部１００は、右前テーパ歯面１２２ｆを形成する際の送り動作の終了位置となる第一終了位置から、右前チャンファ歯面１３２ｆを形成する際の送り動作の開始位置となる第二開始位置へ歯切り工具４０を相対移動させる。Ｓ６の処理後、加工制御部１００は、第二開始位置において、交差角をα２に設定する（Ｓ７）。Ｓ７の処理後、加工制御部１００は、回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの送り動作を行い、第二軌跡Ｐ２に沿って切削点Ｃを相対移動させることにより、右前チャンファ歯面１３２ｆを切削加工により形成する（Ｓ８）。
【００７６】
Ｓ８の処理後、加工制御部１００は、回転軸線他方側Ｄｂから回転軸線一方側Ｄｆへの戻し動作を行う（Ｓ９）。Ｓ９の処理において、加工制御部１００は、右前チャンファ歯面１３２ｆを形成する際の送り動作の終了位置となる第二終了位置から、左前テーパ歯面１２１ｆを形成する際の送り動作の開始位置となる第三開始位置へ歯切り工具４０を相対移動させる。Ｓ９の処理後、加工制御部１００は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転を一旦停止し、工作物Ｗに形成されたスプライン歯１１５ａ０と歯切り工具４０の工具刃４１との位相合わせを行う（Ｓ１０）。その後、加工制御部１００は、交差角をα３に変更する（Ｓ１１）。
【００７７】
続いて、加工制御部１００は、右前テーパ歯面１２２ｆ及び右前チャンファ歯面１３２ｆの切削加工時と反対方向へ工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させながら、回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの送り動作を行い、第三軌跡Ｐ３に沿って切削点Ｃを相対移動させることにより、左前テーパ歯面１２１ｆ及び左前サブ歯面１２１ａｆを切削加工により形成する（Ｓ１２）。
【００７８】
Ｓ１２の処理後、加工制御部１００は、回転軸線他方側Ｄｂから回転軸線一方側Ｄｆへの戻し動作を行う（Ｓ１３）。Ｓ１３の処理において、加工制御部１００は、左前テーパ歯面１２１ｆを形成する際の送り動作の終了位置となる第三終了位置から、左前チャンファ歯面１３１ｆを形成する際の送り動作の開始位置となる第四開始位置へ歯切り工具４０を相対移動させる。
【００７９】
ここで、第三終了位置に対する第四開始位置の工作物Ｗにおける周方向他方側への位相ずれ角度を第四角度θ４とした場合に、加工制御部１００は、第一角度θ１と同様の手順で第四角度θ４を導出できる。即ち、加工制御部１００は、第四角度θ４を補正角とみなし、工作物Ｗの軸線Ｌｗ方向における第三終了位置から第四開始位置までの距離を送り量とみなす。そして、加工制御部１００は、工作物Ｗの軸線Ｌｗ方向における第三終了位置から第四開始位置までの距離と第四角度θ４とに基づき、第三終了位置から第四開始位置への戻し動作時における回転速度比を求めることができる。これにより、加工制御部１００は、工作物Ｗと歯切り工具４０とが同期回転した状態を維持しつつ、工作物Ｗに対する歯切り工具４０の位相調整を行うことができる。
【００８０】
Ｓ１３の処理後、加工制御部１００は、第四開始位置において、交差角をα４に設定する（Ｓ１４）。Ｓ１４の処理後、加工制御部１００は、回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの送り動作を行い、第四軌跡Ｐ４に沿って切削点Ｃを移動させることで左前チャンファ歯面１３１ｆを形成し（Ｓ１５）、本処理を終了する。
【００８１】
上記した歯車加工処理を終了すると、歯車加工装置１は、上記した歯車加工処理と同様の手順でスプライン歯１１５ａ０の回転軸線他方側Ｄｂにギヤ抜け防止部１２０Ｂを形成する。
【００８２】
なお、上記した歯車加工処理において、右前テーパ歯面１２２ｆ、右前チャンファ歯面１３２ｆ、左前テーパ歯面１２１ｆ及び左前チャンファ歯面１３１ｆが一回の送り動作で切削加工される場合を例に挙げて説明したが、複数回の送り動作で右前テーパ歯面１２２ｆ、右前チャンファ歯面１３２ｆ、左前テーパ歯面１２１ｆ及び左前チャンファ歯面１３１ｆを切削加工してもよい。また、上記の例では、右前テーパ歯面１２２ｆ及び右前チャンファ歯面１３２ｆを形成した後に、左前テーパ歯面１２１ｆ及び左前チャンファ歯面１３１ｆを形成する場合について説明したが、左前テーパ歯面１２１ｆ及び左前チャンファ歯面１３１ｆを形成した後に右前テーパ歯面１２２ｆ及び右前チャンファ歯面１３２ｆを形成してもよい。
【００８３】
以上説明したように、加工制御部１００は、右前テーパ歯面１２２ｆの切削加工を終了した後、右前チャンファ歯面１３２ｆの切削加工を開始する際に、補正角を第一角度θ１に設定する。そして、加工制御部１００は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させながら歯切り工具４０を第一終了位置から第二開始位置へ移動させる。つまり、歯車加工装置１は、第一角度θ１を補正角とみなし、第一終了位置から第二開始位置へ歯切り工具４０を送る際に、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させた状態を維持しながら、第一終了位置に対する第二開始位置の位相ずれを調整することができる。よって、歯車加工装置１は、右前テーパ歯面１２２ｆの切削加工を終了してから右前チャンファ歯面１３２ｆの切削加工を開始するまでに要する時間を短くできるので、サイクルタイムの短縮を図ることができる。
【００８４】
＜２．第二実施形態＞
次に、第二実施形態を説明する。第二実施形態では、２つの工具を備えた歯切り工具２４０を用いて、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂを形成する場合について説明する。なお、上記した第一実施形態と同一の部品には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８５】
（２−１．歯切り工具２４０）
図９に示すように、歯切り工具２４０は、複数の第一工具刃２４１Ｆを有する第一工具２４０Ｆと、複数の第二工具刃２４１Ｂを有する第二工具２４０Ｂと、第一工具２４０Ｆ及び第二工具２４０Ｂの間に配置されるカラー２４４とを備える。歯切り工具２４０は、特開２０１８−６９４３５号公報に記載の加工用工具と同等の構成を有する工具であり、第一工具２４０Ｆ及び第二工具２４０Ｂは、同等の形状を有する。第一工具２４０Ｆは、第一工具刃２４１Ｆのすくい面２４３Ｆが歯切り工具２４０の軸線Ｌ方向一方側（図９上側）を向くように配置され、第二工具２４０Ｂは、第二工具刃２４１Ｂのすくい面２４３Ｂが歯切り工具２４０の軸線Ｌ方向他方側（図９下側）を向くように配置される。カラー２４４は、円筒状に形成され、第一工具２４０Ｆと第二工具２４０Ｂとを一体回転可能に連結する。
【００８６】
（２−２．歯車加工処理２）
次に、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すフローチャートを参照して、加工制御部１００により実行される歯車加工処理２について説明する。なお、歯車加工処理２におけるＳ２１からＳ２８までの処理は、第一実施形態で説明した歯車加工処理におけるＳ１からＳ８までの処理と同じであるため、それらの処理についての説明を省略する。なお、Ｓ２３，Ｓ２４及びＳ２８の処理において、切削加工は、第一工具２４０Ｆを用いて行われる。
【００８７】
Ｓ２８の処理後、加工制御部１００は、回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの送り動作を行い、歯切り工具２４０は、工作物Ｗの回転軸線他方側Ｄｂに移動させる（Ｓ２９）。具体的には、図１１に示すように、加工制御部１００は、右前チャンファ歯面１３２ｆを形成する際の送り動作の終了位置となる第二終了位置から、右後テーパ歯面１２２ｂを形成する際の送り動作の開始位置となる第五開始位置へ歯切り工具４０を相対移動させる。
【００８８】
Ｓ２９の処理後、加工制御部１００は、第五開始位置において、交差角をα３に設定する（Ｓ３０）。その後、加工制御部１００は、回転軸線他方側Ｄｂから回転軸線一方側Ｄｆへの送り動作を行い、第五軌跡Ｐ５に沿って切削点Ｃを相対移動させることにより、右後テーパ歯面１２２ｂ及び右後サブ歯面１２２ａｂを切削加工により形成する（Ｓ３１）。
【００８９】
Ｓ３１の処理後、加工制御部１００は、回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの戻し動作を行う（Ｓ３２）。Ｓ３２の処理において、加工制御部１００は、右後テーパ歯面１２２ｂを形成する際の送り動作の終了位置となる第五終了位置から、右後チャンファ歯面１３２ｂを形成する際の送り動作の開始位置となる第六開始位置へ歯切り工具４０を相対移動させる。
【００９０】
Ｓ３２の処理後、加工制御部１００は、第六開始位置において、交差角をα４に変更する（Ｓ３３）。Ｓ３２の処理後、加工制御部１００は、回転軸線他方側Ｄｂから回転軸線一方側Ｄｆへの送り動作を行い、第六軌跡Ｐ６に沿って切削点Ｃを相対移動させることで右後チャンファ歯面１３２ｂを形成する（Ｓ３４）。
【００９１】
図１０Ｂに示すように、加工制御部１００は、Ｓ３４の処理後、右後チャンファ歯面１３２ｂを形成する際の送り動作の終了位置となる第六終了位置から、左前テーパ歯面１２１ｆを形成する際の送り動作の開始位置となる第三開始位置へ歯切り工具４０を相対移動させる（Ｓ３５）。その後、加工制御部１００は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転を一旦停止した状態で、工作物Ｗに形成されたスプライン歯１１５ａ０と歯切り工具４０の工具刃４１との位相合わせを行い（Ｓ３６）、Ｓ３７の処理へ移行する。
【００９２】
ここで、Ｓ３７からＳ４１の処理は、第一実施形態で説明した歯車加工処理におけるＳ１１からＳ１４までの処理と同じであるため、それらの処理についての説明を省略する。なお、Ｓ３８及びＳ４１の処理において、切削加工は、第一工具２４０Ｆを用いて行われる。
【００９３】
Ｓ４１の処理後、加工制御部１００は、回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの送り動作を行い、歯切り工具２４０を工作物Ｗの回転軸線他方側Ｄｂに移動させる（Ｓ４２）。このとき、加工制御部１００は、左前チャンファ歯面１３１ｆを形成する際の送り動作の終了位置となる第六終了位置から、左後テーパ歯面１２１ｂを形成する際の送り動作の開始位置となる第七開始位置へ歯切り工具４０を相対移動させる。
【００９４】
Ｓ４２の処理後、加工制御部１００は、第七開始位置において、交差角をα１に設定する（Ｓ４３）。その後、加工制御部１００は、回転軸線他方側Ｄｂから回転軸線一方側Ｄｆへの送り動作を行い、第七軌跡Ｐ７に沿って切削点Ｃを相対移動させることにより、左後テーパ歯面１２１ｂ及び左後サブ歯面１２１ａｂを切削加工により形成する（Ｓ４４）。
【００９５】
Ｓ４４の処理後、加工制御部１００は、回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの戻し動作を行う（Ｓ４５）。Ｓ４５の処理において、加工制御部１００は、左後テーパ歯面１２１ｂを形成する際の送り動作の終了位置となる第七終了位置から、左後チャンファ歯面１３１ｂを形成する際の送り動作の開始位置となる第八開始位置へ歯切り工具４０を相対移動させる。
【００９６】
Ｓ４５の処理後、加工制御部１００は、第八開始位置で交差角をα２に設定する（Ｓ４６）。Ｓ４６の処理後、加工制御部１００は、回転軸線他方側Ｄｂから回転軸線一方側Ｄｆへの送り動作を行い、第八軌跡Ｐ８に沿って切削点Ｃを相対移動させることにより、左後チャンファ歯面１３１ｂを切削加工により形成し（Ｓ４７）、本処理を終了する。
【００９７】
このように、歯車加工装置１は、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂを形成するにあたり、第一工具２４０Ｆ及び第二工具２４０Ｂを有する歯切り工具２４０を用いることで、サイクルタイムの短縮を図ることができる。
【００９８】
また、歯車加工装置１は、歯切り工具２４０を用いてギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂを形成する場合に、右側面１１５Ｂに形成する歯面（右前テーパ歯面１２２ｆ、右前チャンファ歯面１３２ｆ、右後テーパ歯面１２２ｂ及び右後チャンファ歯面１３２ｂ）をまとめて切削加工する。これにより、歯車加工装置１は、右側面１１５Ｂに形成する全ての歯面を、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転方向を変えずに形成することができる。そして、歯車加工装置１は、右側面１１５Ｂに形成する歯面を全て形成した後に、左側面１１５Ａに形成する歯面を形成する。
【００９９】
この点に関し、歯車加工装置１は、戻し動作の中で、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させた状態を維持しながら、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の位相調整を行うことができる。よって、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転方向を変える必要がなければ、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転を停止させる必要がない。その結果、歯車加工装置１は、右側面１１５Ｂに対して行う全ての切削加工をまとめて行った後に、左側面１１５Ａに対して行う全ての切削加工をまとめて行うことで、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転を停止させる回数を１回で済ませることができる。従って、歯車加工装置１は、サイクルタイムの短縮を図ることができる。
【０１００】
＜３．その他＞
以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。また、上記実施形態では、スプライン歯１１５ａ０にギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂを形成する場合に本発明を適用する場合について説明したが、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂを形成する場合以外にも本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１：歯車加工装置、  １２１ｂ：左後テーパ歯面（第一歯面、第二歯面の一例）、  １２１ｆ：左前テーパ歯面（第一歯面、第二歯面又は第三歯面の一例）、  １２２ｂ：右後テーパ歯面（第一歯面又は第二歯面の一例）、  １２２ｆ：右前テーパ歯面（第一歯面の一例）、  １３１ｂ：左後チャンファ歯面（第二歯面の一例）、  １３１ｆ：左前チャンファ歯面（第一歯面、第二歯面又は第四歯面の一例）、  １３２ｂ：右後チャンファ歯面（第二歯面の一例）、  １３２ｆ：右前チャンファ歯面（第一歯面又は第二歯面の一例）、  ４０，２４０：歯切り工具、  Ｆ，Ｆ１，Ｆ２：送り量、  Ｌ：歯切り工具の軸線、  Ｌｗ 工作物の軸線、  Ｍ，Ｍ１，Ｍ２：移動点、  ＭＲ，ＭＲ１，ＭＲ２：基準移動点、  Ｓ，Ｓ１，Ｓ２：始点、  Ｗ：工作物、  β，β１，β２：補正角、  θ１：、  θ２：第二角度、  θ３：第三角度、  θ４：第四角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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