(57)【要約】【課題】再研量を多く取れるスカイビング加工の歯切り工具の加工装置、加工方法、工具形状シミュレーション装置及び工具形状シミュレーション方法を提供する。【解決手段】歯切り工具の加工装置２０の制御装置４０は、歯切り工具２を歯切り工具２の中心軸Ｘ２周りに回転させると共に、砥石車３を砥石車３の中心軸Ｘ３周りに回転させる回転制御部４１と、砥石車３を歯切り工具２の中心軸Ｘ２方向に相対的に移動させる際に交差角ηを徐変すると共に、砥石車３を歯切り工具２の回転接線方向である並進方向Ｍ３３に移動させる移動制御部４２と、を備える。【選択図】図１７
2018122425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状に形成された砥石車を有し、周面に複数の刃を有する歯切り工具を研削対象として、前記歯切り工具の中心軸と前記砥石車の中心軸とを直交させた状態から交差角だけ傾斜させた状態で、前記砥石車で前記歯切り工具における刃側面を研削する制御を行う制御装置を備える歯切り工具の加工装置であって、
前記歯切り工具は、前記歯切り工具の中心軸を前記歯切り工具による切削対象である歯車の中心軸に対して傾斜した状態で行うスカイビング加工に用いられる工具であり、
前記制御装置は、
前記歯切り工具を前記歯切り工具の中心軸周りに回転させると共に、前記砥石車を前記砥石車の中心軸周りに回転させる回転制御部と、
前記砥石車を前記歯切り工具の中心軸方向に相対的に移動させる際に前記交差角を徐変すると共に、前記砥石車を前記歯切り工具の回転接線方向である並進方向に移動させる移動制御部と、
を備える、歯切り工具の加工装置。
【請求項２】
前記移動制御部は、前記砥石車を前記歯切り工具の一方の端面から他方の端面に向かって前記歯切り工具の中心軸方向に相対的に移動させる際に、前記交差角の変化量を徐々に増加させる制御を行う、請求項１に記載の歯切り工具の加工装置。
【請求項３】
前記移動制御部は、前記砥石車を前記歯切り工具の回転接線方向である並進方向に移動させる際に前記並進方向の移動量を徐変する、請求項１又は２に記載の歯切り工具の加工装置。
【請求項４】
前記移動制御部は、前記砥石車を前記歯切り工具の一方の端面から他方の端面に向かって前記歯切り工具の中心軸方向に相対的に移動させる際に、前記並進方向の移動量の変化量を徐々に増加させる制御を行う、請求項３に記載の歯切り工具の加工装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記歯切り工具の再研毎の理想刃形を演算する理想刃形演算部と、
前記砥石車による前記歯切り工具の再研毎の加工刃形を演算する加工刃形演算部と、
前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯形と、前記再研毎の加工刃形で前記歯車を切削したときの歯形との誤差を演算する歯形誤差演算部と、
前記再研毎の歯形誤差を最適化する前記交差角の徐変量を演算する交差角徐変量演算部と、
を備える、請求項１又は２に記載の歯切り工具の加工装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記歯切り工具の再研毎の理想刃形を演算する理想刃形演算部と、
前記砥石車による前記歯切り工具の再研毎の加工刃形を演算する加工刃形演算部と、
前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯形と、前記再研毎の加工刃形で前記歯車を切削したときの歯形との誤差を演算する歯形誤差演算部と、
前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯厚と、前記再研毎の加工刃形で前記歯車を切削したときの歯厚との誤差を演算する歯厚誤差演算部と、
前記再研毎の歯形誤差を最適化する前記交差角の徐変量を演算する交差角徐変量演算部と、
前記再研毎の歯厚誤差を最適化する前記並進方向の移動量の徐変量を演算する移動量徐変量演算部と、
を備える、請求項３又は４に記載の歯切り工具の加工装置。
【請求項７】
円盤状に形成された砥石車を有し、周面に複数の刃を有する歯切り工具を研削対象として、前記歯切り工具の中心軸と前記砥石車の中心軸とを直交させた状態から交差角だけ傾斜させた状態で、前記砥石車で前記歯切り工具における刃側面を研削する歯切り工具の加工方法であって、
前記歯切り工具は、前記歯切り工具の中心軸を前記歯切り工具による切削対象である歯車の中心軸に対して傾斜した状態で行うスカイビング加工に用いられる工具であり、
前記歯切り工具を前記歯切り工具の中心軸周りに回転させると共に、前記砥石車を前記砥石車の中心軸周りに回転させる回転制御工程と、
前記砥石車を前記歯切り工具の中心軸方向に相対的に移動させる際に前記交差角を徐変すると共に、前記砥石車を前記歯切り工具の回転接線方向である並進方向に移動させる移動制御工程と、
を備える、歯切り工具の加工方法。
【請求項８】
前記移動制御工程は、前記砥石車を前記歯切り工具の回転接線方向である並進方向に移動させる際に前記並進方向の移動量を徐変する、請求項７に記載の歯切り工具の加工方法。
【請求項９】
周面に複数の刃を有する歯切り工具の形状を決定するシミュレーション装置であって、
前記歯切り工具は、前記歯切り工具の中心軸を前記歯切り工具による切削対象である歯車の中心軸に対して傾斜した状態で行うスカイビング加工に用いられる工具であり、且つ、前記歯切り工具の中心軸と円盤状に形成された砥石車の中心軸とを直交させた状態から交差角だけ傾斜させた状態で、前記歯切り工具を前記歯切り工具の中心軸周りに回転させると共に、前記砥石車を前記砥石車の中心軸周りに回転させ、前記砥石車を前記歯切り工具の中心軸方向に相対的に移動させると共に、前記砥石車を前記歯切り工具の回転接線方向である並進方向に相対的に移動させることで、前記砥石車で前記歯切り工具における刃側面を研削して製造される工具であり、
前記歯切り工具の再研毎の理想刃形を演算する理想刃形演算部と、
前記砥石車による前記歯切り工具の再研毎の加工刃形を演算する加工刃形演算部と、
前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯形と、前記再研毎の加工刃形で前記歯車を切削したときの歯形との誤差を演算する歯形誤差演算部と、
前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯厚と、前記再研毎の加工刃形で前記歯車を切削したときの歯厚との誤差を演算する歯厚誤差演算部と、
前記再研毎の歯形誤差を最適化する前記交差角の徐変量を演算する交差角徐変量演算部と、
前記再研毎の歯厚誤差を最適化する前記並進方向の移動量の徐変量を演算する移動量徐変量演算部と、
前記再研毎の交差角の徐変量及び前記再研毎の並進方向の移動量の徐変量に基づいて、前記砥石車による前記歯切り工具の再研毎の修整加工刃形を演算する修整加工刃形演算部と、
前記再研毎の修整加工刃形に基づいて前記歯切り工具の形状を決定する工具形状決定部と、
を備え、
前記歯形誤差演算部は、前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯形と、前記再研毎の修整加工刃形で前記歯車を切削したときの歯形との修整誤差を演算し、
前記歯厚誤差演算部は、前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯厚と、前記再研毎の修整加工刃形で前記歯車を切削したときの歯厚との修整誤差を演算し、
前記交差角徐変量演算部は、求めた前記再研毎の歯形の修整誤差が所定の許容範囲を超えているとき、前記再研毎の交差角の徐変量を再演算し、
前記移動量徐変量演算部は、求めた前記再研毎の歯厚の修整誤差が所定の許容範囲を超えているとき、前記再研毎の並進方向の移動量の徐変量を再演算する、歯切り工具の工具形状シミュレーション装置。
【請求項１０】
周面に複数の刃を有する歯切り工具の形状を決定するシミュレーション方法であって、
前記歯切り工具は、前記歯切り工具の中心軸を前記歯切り工具による切削対象である歯車の中心軸に対して傾斜した状態で行うスカイビング加工に用いられる工具であり、且つ、前記歯切り工具の中心軸と円盤状に形成された砥石車の中心軸とを直交させた状態から交差角だけ傾斜させた状態で、前記歯切り工具を前記歯切り工具の中心軸周りに回転させると共に、前記砥石車を前記砥石車の中心軸周りに回転させ、前記砥石車を前記歯切り工具の中心軸方向に相対的に移動させると共に、前記砥石車を前記歯切り工具の回転接線方向である並進方向に相対的に移動させることで、前記砥石車で前記歯切り工具における刃側面を研削して製造される工具であり、
前記歯切り工具の再研毎の理想刃形を演算する理想刃形演算工程と、
前記砥石車による前記歯切り工具の再研毎の加工刃形を演算する加工刃形演算工程と、
前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯形と、前記再研毎の加工刃形で前記歯車を切削したときの歯形との誤差を演算する歯形誤差演算工程と、
前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯厚と、前記再研毎の加工刃形で前記歯車を切削したときの歯厚との誤差を演算する歯厚誤差演算工程と、
前記再研毎の歯形誤差を最適化する前記交差角の徐変量を演算する交差角徐変量演算工程と、
前記再研毎の歯厚誤差を最適化する前記並進方向の移動量の徐変量を演算する移動量徐変量演算工程と、
前記再研毎の交差角の徐変量及び前記再研毎の並進方向の移動量の徐変量に基づいて、前記砥石車による前記歯切り工具の再研毎の修整加工刃形を演算する修整加工刃形演算工程と、
前記再研毎の修整加工刃形に基づいて前記歯切り工具の形状を決定する工具形状決定工程と、
を備え、
前記歯形誤差演算工程は、前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯形と、前記再研毎の修整加工刃形で前記歯車を切削したときの歯形との修整誤差を演算し、
前記歯厚誤差演算工程は、前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯厚と、前記再研毎の修整加工刃形で前記歯車を切削したときの歯厚との修整誤差を演算し、
前記交差角徐変量演算工程は、求めた前記再研毎の歯形の修整誤差が所定の許容範囲を超えているとき、前記再研毎の交差角の徐変量を再演算し、
前記移動量徐変量演算工程は、求めた前記再研毎の歯厚の修整誤差が所定の許容範囲を超えているとき、前記再研毎の並進方向の移動量の徐変量を再演算する、歯切り工具の工具形状シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯切り工具の加工装置、加工方法、工具形状シミュレーション装置及び工具形状シミュレーション方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯車を切削するための歯切り工具は、切削対象である歯車の形状に基づいた形状に形成されている。そして、歯切り工具の刃先が摩耗した場合は、再研削（以下、単に「再研」という）を行っている。例えば、特許文献１には、ピニオンカッタの刃形輪郭に関する発明が記載されている。この発明は、ピニオンカッタの再研時に、理想的な刃形から刃形輪郭の誤差を求める方法である。
【０００３】
また、特許文献２には、歯切り工具としてピニオンカッタの再研に関する発明が記載されている。この発明は、ピニオンカッタを研削するための砥石車の理想的な移動軌跡、すなわち再研後に切削した歯車の歯厚を理想的にする移動軌跡に基づいて、近似的な直線状の移動軌跡及び円弧状の移動軌跡を求める。そして、両移動軌跡に基づくピニオンカッタの径方向のずれに応じて、砥石車の移動軌跡をピニオンカッタの刃厚方向に補正して研削する方法である。
【０００４】
ところで、近年、コストの面から高速切削可能な歯車加工が望まれており、特許文献３に記載のようなスカイビング加工が知られている。スカイビング加工とは、切削対象の中心軸と歯切り工具の中心軸とを傾斜させた状態（歯車加工における交差角を有する状態）とし、切削対象及び歯切り工具をそれぞれの中心軸周りに同期回転させながら、歯切り工具を切削対象の中心軸に相対移動する加工である。
【０００５】
また、特許文献４には、歯車加工のシミュレーション装置に関する発明が記載されている。このシミュレーション装置は、工具刃における端面と側面との境界線を複数の定義点により規定して、工具刃のどの部位にどれだけの切削力が作用しているかを把握する。その結果、例えば切込量、送り速度などの加工条件の決定に利用することができる。また、工具刃のどの部位が摩耗するかを把握できるため、工具の寿命を推定することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４７６３６１１号公報
【特許文献２】特許第３０８０８２４号公報
【特許文献３】特開２０１２−１７１０２０号公報
【特許文献４】特開２０１４−２３７１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スカイビング加工の歯切り工具（スカイビングカッタ）は、ピニオンカッタの加工方法で製作した場合、再研により工具刃の厚み（歯車における歯厚に相当する）が薄くなるとともに工具外径が小さくなるため、再研したスカイビングカッタで加工した歯車には、理想的な歯車に対し歯形誤差及び歯厚誤差が生じる。これらの誤差は、再研量が増加するほど大きくなる傾向にあり、スカイビングカッタは、一般的に再研量が２−５ｍｍ（１０回再研）程度で工具寿命を迎える。
【０００８】
特許文献１に記載の発明では、再研量の増加に伴う歯車の歯形誤差及び歯車の歯厚誤差については言及されていない。また、特許文献２に記載の発明では、再研量の増加に伴う歯車の歯厚誤差の増大を抑制できるが、歯車の歯形誤差の増大は抑制できない。大量生産するような現場では、特にスカイビングカッタのトータルコストが重要になってくるので、再研量の増加に伴う歯車の歯形誤差及び歯車の歯厚誤差の増大を抑制して、可能な限り再研量を多くとれるスカイビングカッタが望まれている。
【０００９】
本発明の目的は、再研量を多く取れるスカイビング加工の歯切り工具の加工装置、加工方法、工具形状シミュレーション装置及び工具形状シミュレーション方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１．歯切り工具の加工装置）
本発明に係る歯切り工具の加工装置は、円盤状に形成された砥石車を有し、周面に複数の刃を有する歯切り工具を研削対象として、前記歯切り工具の中心軸と前記砥石車の中心軸とを直交させた状態から交差角だけ傾斜させた状態で、前記砥石車で前記歯切り工具における刃側面を研削する制御を行う制御装置を備える。前記歯切り工具は、前記歯切り工具の中心軸を前記歯切り工具による切削対象である歯車の中心軸に対して傾斜した状態で行うスカイビング加工に用いられる工具である。
【００１１】
前記制御装置は、前記歯切り工具を前記歯切り工具の中心軸周りに回転させると共に、前記砥石車を前記砥石車の中心軸周りに回転させる回転制御部と、前記砥石車を前記歯切り工具の中心軸方向に相対的に移動させる際に前記交差角を徐々に変更すると共に、前記砥石車を前記歯切り工具の回転接線方向である並進方向に移動させる移動制御部と、を備える。
【００１２】
スカイビング加工の歯切り工具は、ピニオンカッタの加工方法で製作した場合、再研により工具刃の厚みが薄くなるとともに工具外径が小さくなるため、再研したスカイビング加工の歯切り工具で加工した歯車には、理想的な歯車に対し歯形誤差が生じる。歯形誤差は、再研量が増加するほど大きくなる傾向にある。歯形誤差は、歯切り工具の中心軸と砥石車の中心軸とのなす交差角に依存するため、歯形誤差に応じて交差角を徐変して歯切り工具を研削することで、歯形誤差の増大を抑制できる。よって、本発明に係る歯切り工具の加工装置は、再研量を多く取れるスカイビング加工の歯切り工具を加工できる。
【００１３】
（２．歯切り工具の加工方法）
本発明に係る歯切り工具の加工方法は、円盤状に形成された砥石車を有し、周面に複数の刃を有する歯切り工具を研削対象として、前記歯切り工具の中心軸と前記砥石車の中心軸とを直交させた状態から交差角だけ傾斜させた状態で、前記砥石車で前記歯切り工具における刃側面を研削する。前記歯切り工具は、前記歯切り工具の中心軸を前記歯切り工具による切削対象である歯車の中心軸に対して傾斜した状態で行うスカイビング加工に用いられる工具である。
【００１４】
歯切り工具の加工方法は、前記歯切り工具を前記歯切り工具の中心軸周りに回転させると共に、前記砥石車を前記砥石車の中心軸周りに回転させる回転制御工程と、前記砥石車を前記歯切り工具の中心軸方向に相対的に移動させる際に前記交差角を徐々に変更すると共に、前記砥石車を前記歯切り工具の回転接線方向である並進方向に移動させる移動制御工程と、を備える。これにより、歯切り工具の加工装置と同様の効果が得られる。
【００１５】
（３．歯切り工具の工具形状シミュレーション装置）
本発明に係る工具形状シミュレーション装置は、周面に複数の刃を有する歯切り工具の形状を決定する。前記歯切り工具は、前記歯切り工具の中心軸を前記歯切り工具による切削対象である歯車の中心軸に対して傾斜した状態で行うスカイビング加工に用いられる工具であり、且つ、前記歯切り工具の中心軸と円盤状に形成された砥石車の中心軸とを直交させた状態から交差角だけ傾斜させた状態で、前記歯切り工具を前記歯切り工具の中心軸周りに回転させると共に、前記砥石車を前記砥石車の中心軸周りに回転させ、前記砥石車を前記歯切り工具の中心軸方向に相対的に移動させると共に、前記砥石車を前記歯切り工具の回転接線方向である並進方向に相対的に移動させることで、前記砥石車で前記歯切り工具における刃側面を研削して製造される工具である。
【００１６】
工具形状シミュレーション装置は、前記歯切り工具の再研毎の理想刃形を演算する理想刃形演算部と、前記砥石車による前記歯切り工具の再研毎の加工刃形を演算する加工刃形演算部と、前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯形と、前記再研毎の加工刃形で前記歯車を切削したときの歯形との誤差を演算する歯形誤差演算部と、前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯厚と、前記再研毎の加工刃形で前記歯車を切削したときの歯厚との誤差を演算する歯厚誤差演算部と、前記再研毎の歯形誤差を最適化する前記交差角の徐変量を演算する交差角徐変量演算部と、前記再研毎の歯厚誤差を最適化する前記並進方向の移動量の徐変量を演算する移動量徐変量演算部と、前記再研毎の交差角の徐変量及び前記再研毎の並進方向の移動量の徐変量に基づいて、前記砥石車による前記歯切り工具の再研毎の修整加工刃形を演算する修整加工刃形演算部と、前記再研毎の修整加工刃形に基づいて前記歯切り工具の形状を決定する工具形状決定部と、を備える。
【００１７】
そして、前記歯形誤差演算部は、前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯形と、前記再研毎の修整加工刃形で前記歯車を切削したときの歯形との修整誤差を演算し、前記歯厚誤差演算部は、前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯厚と、前記再研毎の修整加工刃形で前記歯車を切削したときの歯厚との修整誤差を演算し、前記交差角徐変量演算部は、求めた前記再研毎の歯形の修整誤差が所定の許容範囲を超えているとき、前記再研毎の交差角の徐変量を再演算し、前記移動量徐変量演算部は、求めた前記再研毎の歯厚の修整誤差が所定の許容範囲を超えているとき、前記再研毎の並進方向の移動量の徐変量を再演算する。
【００１８】
本発明に係る工具形状シミュレーション装置は、歯形誤差及び歯厚誤差が所定の許容範囲内となるまで、交差角の徐変量及び並進方向の移動量の徐変量を繰り返し演算しているので、再研量をより多く取れるスカイビング加工の歯切り工具の形状を得ることができる。
【００１９】
（４．歯切り工具の工具形状シミュレーション方法）
本発明に係る工具形状シミュレーション方法は、周面に複数の刃を有する歯切り工具の形状を決定する。前記歯切り工具は、前記歯切り工具の中心軸を前記歯切り工具による切削対象である歯車の中心軸に対して傾斜した状態で行うスカイビング加工に用いられる工具であり、且つ、前記歯切り工具の中心軸と円盤状に形成された砥石車の中心軸とを直交させた状態から交差角だけ傾斜させた状態で、前記歯切り工具を前記歯切り工具の中心軸周りに回転させると共に、前記砥石車を前記砥石車の中心軸周りに回転させ、前記砥石車を前記歯切り工具の中心軸方向に相対的に移動させると共に、前記砥石車を前記歯切り工具の回転接線方向である並進方向に相対的に移動させることで、前記砥石車で前記歯切り工具における刃側面を研削して製造される工具である。
【００２０】
工具形状シミュレーション方法は、前記歯切り工具の再研毎の理想刃形を演算する理想刃形演算工程と、前記砥石車による前記歯切り工具の再研毎の加工刃形を演算する加工刃形演算工程と、前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯形と、前記再研毎の加工刃形で前記歯車を切削したときの歯形との誤差を演算する歯形誤差演算工程と、前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯厚と、前記再研毎の加工刃形で前記歯車を切削したときの歯厚との誤差を演算する歯厚誤差演算工程と、前記再研毎の歯形誤差を最適化する前記交差角の徐変量を演算する交差角徐変量演算工程と、前記再研毎の歯厚誤差を最適化する前記並進方向の移動量の徐変量を演算する移動量徐変量演算工程と、前記再研毎の交差角の徐変量及び前記再研毎の並進方向の移動量の徐変量に基づいて、前記砥石車による前記歯切り工具の再研毎の修整加工刃形を演算する修整加工刃形演算工程と、前記再研毎の修整加工刃形に基づいて前記歯切り工具の形状を決定する工具形状決定工程と、を備える。
【００２１】
そして、前記歯形誤差演算工程は、前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯形と、前記再研毎の修整加工刃形で前記歯車を切削したときの歯形との修整誤差を演算し、前記歯厚誤差演算工程は、前記再研毎の理想刃形で前記歯車を切削したときの歯厚と、前記再研毎の修整加工刃形で前記歯車を切削したときの歯厚との修整誤差を演算し、前記交差角徐変量演算工程は、求めた前記再研毎の歯形の修整誤差が所定の許容範囲を超えているとき、前記再研毎の交差角の徐変量を再演算し、前記移動量徐変量演算工程は、求めた前記再研毎の歯厚の修整誤差が所定の許容範囲を超えているとき、前記再研毎の並進方向の移動量の徐変量を再演算する。これにより、工具形状シミュレーション装置と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】歯切り工具を研削対象とし、砥石車を備える加工装置（研削盤）の図である。
【図１Ｂ】図１ＡのIＢ方向から見た図である。
【図２】歯車を切削するための歯切り工具であり、研削対象としての歯切り工具の図である。
【図３】歯切り工具を研削するための砥石車の図である。
【図４】切削対象としての歯車の側面図である。
【図５】歯車を切削対象とし、歯切り工具を備える加工装置（マシニングセンタ）の図である。
【図６】歯切り工具の工具形状シミュレーション装置を示す図である。
【図７】歯切り工具の工具形状シミュレーション装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】理想刃形と加工刃形の形状を比較する図である。
【図９】歯車の左右歯面の理想の歯形と加工された歯形の歯形誤差を示す図である。
【図１０】再研毎の加工刃形による歯車の歯形誤差及び再研毎の修整加工刃形による歯車の歯形誤差を示す図である。
【図１１】再研毎の加工刃形による歯車の歯厚誤差及び再研毎の修整加工刃形による歯車の歯厚誤差を示す図である。
【図１２Ａ】砥石車による歯切り工具の研削時の動作を説明するための図であり、歯切り工具の中心軸と直角な方向から砥石車の周面を見た図である。
【図１２Ｂ】砥石車による歯切り工具の研削時の動作を説明するための図であり、歯切り工具の中心軸方向から見た図である。
【図１２Ｃ】砥石車による歯切り工具の研削時の動作を説明するための図であり、歯切り工具の中心軸と直角な方向から砥石車の端面を見た図である。
【図１３】交差角を徐変するときの交差角の変化量と工具軸方向距離との関係を示す図である。
【図１４】並進方向の移動量を徐変するときの並進方向の移動量の変化量と工具軸方向距離との関係を示す図である。
【図１５】理想刃形と修整加工刃形の形状を比較する図である。
【図１６】歯切り工具の加工装置の制御装置を示す図である。
【図１７】歯切り工具の加工装置の制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１８】歯切り工具の加工装置の制御装置の別例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（１．歯切り工具の刃側面の研削を行う加工装置）
図１Ａ及び図１Ｂを参照して、歯車１（図４参照）を切削するための歯切り工具２の刃側面の研削を砥石車３で行う加工装置２０（研削盤）について説明する。本実施形態においては、加工装置２０は、工具研削盤やアンギュラ研削盤などである。加工装置２０は、制御装置４０を備える。なお、加工装置２０の制御装置４０については後述する。
【００２４】
加工装置２０は、図示しないベッド上において、研削対象である歯切り工具２を、歯切り工具２の中心軸Ｘ２周り（θ２２）に回転可能に支持する主軸ユニット２１を備える。さらに、加工装置２０は、砥石車３を、砥石車３の中心軸Ｘ３周り（θ３）に回転可能に支持する砥石台２２を備える。制御装置４０は、ＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）装置やＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）などの組み込みシステムとすることもでき、パーソナルコンピュータやサーバなどとすることもできる。
【００２５】
ここで、図２−図４を参照して、歯切り工具２、砥石車３及び歯車１の形状の概要について説明する。歯切り工具２の形状は、図２に示すように、中心軸Ｘ２周りの外周面に複数の刃２ａを備える。歯切り工具２は、軸方向の端面にすくい面２ｂを備える。すくい面２ｂは、歯切り工具２の中心軸Ｘ２を中心としたテーパ状としてもよいし、１つの刃２ａ毎に異なる方向を向く面状に形成してもよい。
【００２６】
また、歯切り工具２の複数の刃２ａの外接円は、円錐台形状に形成されている。つまり、複数の刃２ａの先端面は、すくい面２ｂに対して、前逃げ角αを有する前逃げ面となる。従って、刃２ａの一方端面から刃すじ方向（刃溝方向に等しい）に行くに従って、刃先面における歯切り工具２の中心軸Ｘ２からの距離が徐々に小さくなっている。
【００２７】
また、複数の刃２ａの刃側面は、すくい面２ｂに対して、側逃げ角γを有する側逃げ面となる。さらに、複数の刃２ａは、中心軸Ｘ２に対してねじれ角βを有している。ただし、歯車１の歯１ａのねじれ角と、切削加工における歯車１と歯切り工具２との交差角ηに応じて、刃２ａのねじれ角βは適宜異なる。そこで、刃２ａは、ねじれ角βを有しない場合も存在する。本例では、ねじれ角βと交差角ηは同一である。
【００２８】
砥石車３は、図３に示すように、歯切り工具２を研削対象として、歯切り工具２の刃２ａの刃側面を主として研削する。砥石車３は、中心軸Ｘ３周りの円盤状に形成されている。ただし、砥石車３の外周面は、歯切り工具２の刃溝の形状に応じた形状に形成される。
【００２９】
切削対象である歯車１の形状は、図４に示すように、中心軸Ｘ１周りの周面に複数の歯１ａを備える。本実施形態においては、歯車１は、外歯車を例に挙げるが、内歯車を適用することもできる。また、図４においては、歯車１は、平歯車を例に挙げるが、はすば歯車など種々の歯車を適用することができる。
【００３０】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、砥石台２２は、主軸ユニット２１に対して歯切り工具加工における交差角η（本発明の「交差角」に相当）を調整可能（歯切り工具２の中心軸Ｘ２と砥石車３の中心軸Ｘ３とを直交させた状態から交差角ηだけ傾斜させる調整が可能）であると共に、主軸ユニット２１に対して直交３軸方向に相対移動可能である。砥石台２２と主軸ユニット２１との交差角ηは、歯切り工具２のねじれ角βに合わせて調整される。本例では、ねじれ角βと交差角ηは同一である。なお、主軸ユニット２１と砥石台２２とは、相対移動すればよく、主軸ユニット２１が移動可能な構成としてもよい。
【００３１】
そして、主軸ユニット２１及び砥石台２２が位置決めされることにより、歯切り工具２の中心軸Ｘ２と砥石車３の中心軸Ｘ３とが交差角ηを有する状態に位置決めされる。この状態で、歯切り工具２が中心軸Ｘ２周り（θ２２）に回転される。また、砥石車３は、中心軸Ｘ３周り（θ３）に回転される。さらに、砥石車３は、歯切り工具２の回転に同期して、歯切り工具２の中心軸Ｘ２方向（Ｍ３１）、歯切り工具２の径方向（Ｍ３２）、及び、歯切り工具２の回転接線方向（並進方向）（Ｍ３３）に移動する。このようにして、歯切り工具２の刃２ａの刃側面が研削される。
【００３２】
砥石車３は、歯切り工具２の刃溝に沿って回転しながら往復移動してもよいし、一方向のみに移動してもよい。また、砥石車３は、歯切り工具２の刃溝の両側を同時に研削するが、刃溝の片側を研削してもよいし、歯切り工具２の回転方向が変わっても歯切り工具２の回転方向に合わせて歯切り工具２の刃溝を研削できるように追従してもよい。
【００３３】
（２．歯車の歯側面の切削を行う加工装置）
次に、歯車１の歯側面の切削を行う加工装置１０について、図５を参照して説明する。本実施形態においては、加工装置１０は、例えば、マシニングセンタを例に挙げる。特に、回転工具を支持する主軸の他に、直交３軸及び回転２軸を有する５軸マシニングセンタが適用される。
【００３４】
加工装置１０は、図示しないベッド上において直交３軸方向へ移動可能な主軸ユニット１１と、主軸ユニット１１の先端に取り付けられる歯切り工具２とを備える。従って、歯切り工具２は、歯切り工具２の中心軸Ｘ２の周り（θ２１）に回転可能となり、ベッドに対して直交３軸方向へ移動可能である。
【００３５】
さらに、加工装置１０は、切削対象としての歯車１を支持する回転テーブル１２を備える。回転テーブル１２は、歯車１の中心軸Ｘ１の周り（θ１）に歯車１を回転可能に支持する。回転テーブル１２は、ベッドに対して、回転テーブル１２の回転軸とは異なる１軸周りに揺動可能（チルト（傾斜）可能）に設けられる。つまり、回転テーブル１２は、チルト（傾斜）可能なように歯車１を支持する。
【００３６】
そして、主軸ユニット１１及び回転テーブル１２が位置決めされることにより、歯車１の中心軸Ｘ１と歯切り工具２の中心軸Ｘ２とが交差角を有する状態に位置決めされる。この状態で、歯車１が中心軸Ｘ１周り（θ１）に回転される。歯車１の回転に同期して、歯切り工具２が、中心軸Ｘ２周り（θ２１）に回転されると共に、歯車１の中心軸Ｘ１方向（Ｍ２）に相対的に移動させる。このようにして、歯車１が形成される。
【００３７】
（３．歯切り工具の工具形状のシミュレーション装置）
次に、歯切り工具２の工具形状のシミュレーション装置について図６を参照して説明する。この工具形状シミュレーション装置３０は、理想刃形演算部３１、加工刃形演算部３２、歯形誤差演算部３３、歯厚誤差演算部３４、交差角徐変量演算部３５、移動量徐変量演算部３６、修整加工刃形演算部３７及び工具形状決定部３８を備える。
【００３８】
工具形状シミュレーション装置３０は、制御装置４０と同様に加工装置２０に備えることもできる。工具形状シミュレーション装置３０は、ＣＮＣ装置やＰＬＣなどの組み込みシステムとすることもでき、パーソナルコンピュータやサーバなどとすることもでき、直接又はネットワークで接続され、歯車条件や工具条件を制御装置４０又はシミュレーション条件を設定するシミュレーション作業者から取得し、それぞれの演算部へ入力して求められる工具形状決定部３８の情報を制御装置４０へ送って加工したり、シミュレーション作業者に対し表示したりする。
【００３９】
理想刃形演算部３１は、歯切り工具２の再研毎の理想的な刃形（理想刃形）を演算する。具体的には、先ず、既知形状の歯車１に関する条件及び歯車１の歯１ａを切削するための歯切り工具２に関する条件から、再研前の歯切り工具２の理想刃形を求め、さらに歯切り工具２の全体の形状を求める。歯車１に関する条件としては、モジュール、歯数、転位係数、歯先円直径、歯底円直径、基準円直径、基礎円直径、ねじれ角、歯直角圧力角、軸直角圧力角等である。
【００４０】
歯切り工具２に関する条件としては、刃数、刃先円直径、基準円直径、基礎円直径、すくい角、ねじれ角、前逃げ角、側逃げ角、軸直角圧力角等である。そして、再研前の歯切り工具２の理想的な刃形、刃先円直径、歯車１と歯切り工具２の中心間距離、歯切り工具２の全体の形状及び再研量等から、幾何学的に歯切り工具２の再研毎の理想刃形（図８の実線の下側に示す形状）を求める。
【００４１】
加工刃形演算部３２は、砥石車３により加工された歯切り工具２の再研毎の刃形（加工刃形）を演算する。具体的には、設計した砥石車３による歯切り工具２の研削シミュレーションを行って歯切り工具２の再研毎の加工刃形を求める。図８の一点鎖線が加工刃形の輪郭であり、一点鎖線の下側が加工刃形となる。なお、図８では、刃先から刃底に至る途中までの加工刃形を示す。
【００４２】
砥石車３の設計方法としては、例えば以下の方法がある。研削目的である既知形状（上記研削シミュレーションにより得られる形状）の歯切り工具２の刃側面を研削するための砥石車３の外周面形状を決定する。歯切り工具２の刃側面が研削されることにより、歯切り工具２の刃２ａの刃側面に加えて、刃２ａの刃側面のうちすくい面２ｂとの稜線が研削されることになる。そして、以下の設計方法では、歯切り工具２の刃２ａの刃側面のうちすくい面２ｂとの稜線の形状を設計するための砥石車３の形状を設計する方法として説明する。
【００４３】
そこで、歯切り工具２の刃側面のうちすくい面２ｂとの稜線における１つの被研削点について、当該被研削点を研削することができる研削点（外周形状点）を決定する。そして、上記の処理（１つの被研削点に対する処理）を、複数の被研削点について行って、複数の研削点（外周形状点）を取得する。最後に、複数の研削点を連続した線とすることで、砥石車３の形状が決定される。
【００４４】
また、砥石車３による歯切り工具２の研削シミュレーションとしては、例えば以下の方法がある。既知形状の歯車１の歯１ａにおける１つの被切削点について、当該被切削点を切削することができる切削点（刃形状点）を決定する。そして、上記処理（１つの被切削点に対する処理）を、複数の被切削点について行って、複数の切削点（刃形状点）を取得する。最後に、複数の切削点を連続した線とすることで、歯切り工具２の加工刃形が決定される。
【００４５】
歯形誤差演算部３３は、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯形と、再研毎の加工刃形で歯車１を切削したときの歯形との誤差を演算する。また、歯形誤差演算部３３は、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯形と、再研毎の後述する修整加工刃形で歯車１を切削したときの歯形との後述する修整誤差を演算する。
【００４６】
具体的には、図９に示すように、再研前の理想刃形で切削したときの歯車１の左右の歯面の歯形を直線Ｔｌ，Ｔｒに変換した場合、再研前の加工刃形（砥石車３による加工直後の加工刃形）で切削したときの歯車１の左右の歯形は、上記変換を施すと一点鎖線Ｔｌａ，Ｔｒａで表される。よって、歯車１の左右の歯形誤差は、一点鎖線Ｔｌａ，Ｔｒａで表される歯車１の左右の歯形の最大変化量Δｆｌ，Δｆｒとなる。
【００４７】
そして、同様の処理で再研毎の加工刃形で切削したときの歯車１の左右の歯形から左右の歯形誤差を求める。この結果、図１０に示すように、再研毎の歯車１の左右の歯形誤差（図示一点鎖線）は、再研量の増加に伴って急激に変化（増大）し、再研回数が本例では３回で許容範囲Ｔｆを超えて工具寿命を迎えている。なお、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯形誤差はほぼ０である。
【００４８】
歯厚誤差演算部３４は、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯厚と、再研毎の加工刃形で歯車１を切削したときの歯厚との誤差を演算する。また、歯厚誤差演算部３４は、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯厚と、再研毎の後述する修整加工刃形で歯車１を切削したときの歯厚との後述する修整誤差を演算する。具体的には、歯車１の歯厚は、基準円と左右歯面との交差点間距離で表す。この結果、図１１に示すように、再研毎の歯車１の歯厚誤差（図示一点鎖線）は、再研量の増加に伴って急激に変化（一旦増大した後に急激に減少）し、再研回数が本例では３回で許容範囲Ｔｔを超えて工具寿命を迎えている。なお、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯厚誤差はほぼ０である。
【００４９】
歯切り工具２の再研回数を増加するには、再研量の増加に伴う歯車１の左右の歯形誤差の急激な変化を抑制し、所望の再研回数において歯車１の左右の歯形誤差が許容範囲Ｔｆ内となるようにする必要がある。また、歯切り工具２の再研回数を増加するには、再研量の増加に伴う歯車１の歯厚誤差の急激な変化を抑制し、所望の再研回数において歯車１の歯厚誤差が許容範囲Ｔｔ内となるようにする必要がある。ここで、従来の砥石車３で歯切り工具２を研削する動作（ナイルス式工具研削動作）において、歯形誤差及び歯厚誤差をそれぞれ最適化できるパラメータが存在することを発明者は見出した。以下に各パラメータについて説明する。
【００５０】
図１２Ａ，図１２Ｂ，図１２Ｃに示すように、砥石車３による歯切り工具２の研削動作は、砥石車３を歯切り工具２の刃溝に沿って通し研削を行う動作であり、以下の３つの動作を行う。１つ目は、歯切り工具２の刃形を形成する動作である。すなわち、砥石車３が歯切り工具２の基準円Ｃ（転がり円）に対して滑りなく並進方向に移動する動作、すなわち基準円の半径をｒ、歯切り工具２の回転角度をθとしたとき、砥石車３をｒθだけ並進方向Ｍ３３に移動する動作である。
【００５１】
２つ目は、歯切り工具２の逃げ角を形成する動作である。すなわち、前逃げ角α及び側逃げ角γを同時に形成するために、砥石車３の追い込み量を軸線方向に応じて変化させる動作である。３つ目は、歯切り工具２のねじれ角を形成する動作である。すなわち、砥石車３と歯切り工具２を交差角ηを有するように配置し、砥石車３に並進方向Ｍ３３の移動を補正する動作である。以上の研削動作から、交差角ηは、歯形誤差を最適化できるパラメータとなり、並進方向Ｍ３３の移動量は、歯厚誤差を最適化できるパラメータとなる。
【００５２】
交差角徐変量演算部３５は、再研毎の歯形誤差を最適化する交差角ηの徐変量を演算する。また、交差角徐変量演算部３５は、歯形誤差演算部３３で求めた再研毎の歯形の修整誤差が所定の許容範囲を超えているとき、再研毎の交差角ηの徐変量を再演算する。具体的な交差角の徐変方法としては、図１３に示すように、砥石車３を歯切り工具２のすくい面２ｂの位置（図１３の工具軸方向距離が０の位置）から刃２ａの刃すじに沿って工具軸方向へ移動させる際に線形で変化させる。
【００５３】
すなわち、歯切り工具２の１つの刃２ａにおいて砥石車３の上記移動方向に対し右側の刃面を研削する際は、交差角の変化量が歯切り工具２の中心軸Ｘ２に対し左回りに線形で増加するように、研削開始時の交差角を変化させる。また、歯切り工具２の１つの刃２ａにおいて砥石車３の移動方向に対し左側の刃面を研削する際は、交差角の変化量が歯切り工具２の中心軸Ｘ２に対し右回りに線形で増加するように研削開始時の交差角を変化させる。
【００５４】
移動量徐変量演算部３６は、再研毎の誤差を最適化する並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量を演算する。また、移動量徐変量演算部３６は、歯厚誤差演算部３４で求めた再研毎の歯厚の修整誤差が所定の許容範囲を超えているとき、再研毎の並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量を再演算する。具体的な並進方向の移動量の徐変方法としては、図１４に示すように、砥石車３を歯切り工具２のすくい面２ｂの位置（図１４の工具軸方向距離が０の位置）から刃２ａの刃すじに沿って工具軸方向へ移動させる際に２次曲線で変化させる。
【００５５】
すなわち、歯切り工具２の１つの刃２ａにおいて砥石車３の移動方向に対し右側の刃面を研削する際は、並進方向Ｍ３３の移動量の変化量を左方向に２次曲線で増加するように変化させる。また、歯切り工具２の１つの刃２ａにおいて砥石車３の移動方向に対し左側の刃面を研削する際は、並進方向Ｍ３３の移動量の変化量を右方向に２次曲線で増加するように変化させる。
【００５６】
修整加工刃形演算部３７は、再研毎の交差角ηの徐変量及び再研毎の並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量に基づいて、砥石車３による歯切り工具２の研削シミュレーション（加工刃形演算部３２で使用したものと同一）を行って歯切り工具２の再研毎の修整加工刃形を演算する。工具形状決定部３８は、再研毎の修整加工刃形に基づいて歯切り工具２の形状を決定する。
【００５７】
具体的な結果としては、図１５に示すように、一点鎖線で示す修整加工刃形の輪郭は、実線で示す理想刃形の輪郭に近付いている。図１５の一点鎖線が修整加工刃形の輪郭であり、一点鎖線の下側が修整加工刃形となる。なお、図１５では、刃先から刃底に至る途中までの修整加工刃形を示す。図８に示す加工刃形と理想刃形の誤差と比較して、図１５に示す修整加工刃形と理想刃形の誤差は小さくなっている。
【００５８】
（４．工具形状シミュレーション装置の動作）
次に、歯切り工具２の工具形状シミュレーション装置（以下、単に「装置」という）３０の動作（シミュレーション方法）について図７を参照して説明する。装置３０は、歯切り工具２の再研毎の理想刃形を演算し（図７のステップＳ１、理想刃形演算工程）、砥石車３による歯切り工具２の再研毎の加工刃形を演算する（図７のステップＳ２、加工刃形演算工程）。そして、理想刃形により加工した歯車１の歯形と加工刃形により加工した歯車１の歯形の再研毎の誤差及び歯厚の再研毎の誤差を演算する（図７のステップＳ３，Ｓ４、歯形誤差演算工程、歯厚誤差演算工程）。
【００５９】
装置３０は、歯形誤差を最適化する交差角ηの徐変量及び歯厚誤差を最適化する並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量を演算する（図７のステップＳ５，Ｓ６、交差角徐変量演算工程、移動量徐変量演算工程）。そして、各徐変量に基づいて、砥石車３による歯切り工具２の再研毎の修整加工刃形を演算する（図７のステップＳ７、修整加工刃形演算工程）。そして、理想刃形により加工した歯車１の歯形と修整加工刃形により加工した歯車１の歯形の再研毎の修整誤差及び歯厚の再研毎の修整誤差を演算する（図７のステップＳ８，Ｓ９、歯形誤差演算工程、歯厚誤差演算工程）。
【００６０】
装置３０は、求めた歯形修整誤差及び歯厚修整誤差が許容範囲内であるか否かを判断し（図７のステップＳ１０）、歯形修整誤差及び歯厚修整誤差が許容範囲を超えているときは、ステップＳ５に戻って上述の処理を繰り返す。一方、ステップＳ９において、歯形修整誤差及び歯厚修整誤差が許容範囲内であるときは、再研毎の修整加工刃形に基づいて歯切り工具２の形状を決定し（図７のステップＳ１１、工具形状決定工程）、全ての処理を終了する。
【００６１】
（５．歯切り工具の加工装置の制御装置）
次に、歯切り工具２の加工装置２０の制御装置４０について図１６を参照して説明する。図１６に示すように、歯切り工具２の加工装置２０の制御装置４０は、回転制御部４１及び移動制御部４２を備える。
【００６２】
回転制御部４１は、主軸ユニット２１に備えられる歯切り工具２を中心軸Ｘ２周り（θ２２）に回転させる図略の回転駆動モータ及び砥石台２２に備えられる砥石車３を中心軸Ｘ３周り（θ３）に回転させる図略の回転駆動モータを駆動制御する。
【００６３】
移動制御部４２は、砥石台２２を歯切り工具２の中心軸Ｘ２方向（Ｍ３１）、歯切り工具２の径方向（Ｍ３２）、及び、歯切り工具２の回転接線方向（並進方向）（Ｍ３３）にそれぞれ移動させる図略のボールねじ機構及び駆動モータを駆動制御する。さらに、移動制御部４２は、回転テーブル１２を揺動させる図略の駆動モータを駆動制御する。
【００６４】
（６．歯切り工具の加工装置の制御装置の動作）
次に、歯切り工具２の加工装置２０の制御装置４０の動作について図１７を参照しながら説明する。制御装置４０は、砥石台２２を移動制御して砥石車３を歯切り工具２のすくい面側に移動し、歯切り工具２の中心軸Ｘ２と砥石車３の中心軸Ｘ３とが交差角を有する状態となるように位置決めする（図１７のステップＳ２１）。この状態で、歯切り工具２を中心軸Ｘ２周り（θ２２）に回転するとともに、砥石車３を中心軸Ｘ３周り（θ３）に回転する（図１７のステップＳ２２、回転制御工程）。
【００６５】
そして、制御装置４０は、砥石車３を歯切り工具２の基準円（転がり円）に対して滑りなく並進方向Ｍ３３に移動させつつ、砥石車３の追い込み量を歯切り工具２の軸線方向Ｍ３１に応じて変化させながら歯切り工具２の軸線方向に移動させる。この移動時、交差角ηを徐変させつつ並進方向Ｍ３３の移動量を徐変する（図１７のステップＳ２３、移動制御工程）。この交差角の徐変量及び並進方向の移動量の徐変量は、工具形状のシミュレーション装置３０で予め求めて制御装置４０に記憶しておく。
【００６６】
そして、歯切り工具２の全ての刃２ａの研削が完了したか否かを判断し（図１７のステップＳ２４）、歯切り工具２の全ての刃２ａの研削が完了していないときはステップＳ２３に戻って上述の処理を繰り返す。一方、ステップＳ２４において、歯切り工具２の全ての刃２ａの研削が完了したときは、砥石車３の退避位置へ移動して停止し（図１７のステップＳ２５）、砥石車３及び歯切り工具２の回転を停止して（図１７のステップＳ２６）、全ての処理を終了する。
【００６７】
（７．歯切り工具の加工装置の制御装置の別例）
上述の制御装置４０は、工具形状シミュレーション装置３０で求めた交差角ηの徐変量及び並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量を入力することで歯切り工具２の加工を制御する構成としたが、図１８に示すように、工具形状シミュレーション装置３０の一部の機能を備えた制御装置５０としてもよい。
【００６８】
この制御装置５０は、回転制御部４１、移動制御部４２、理想刃形演算部３１、加工刃形演算部３２、歯形誤差演算部３３、歯厚誤差演算部３４、交差角徐変量演算部３５及び移動量徐変量演算部３６を備える。この制御装置５０は、工具形状シミュレーション装置３０の一部の機能（同一番号を付した部）を備えており、交差角ηの徐変量及び並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量を内部で演算して歯切り工具２の加工を制御する。
【００６９】
（８．その他）
上述した実施形態では、交差角ηの徐変量及び並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量を共に用いて研削する構成を示したが、どちらか一方を用いて研削する構成、つまり歯車１の歯形誤差が大きい場合は交差角ηの徐変量を用いて研削し、歯車１の歯厚誤差が大きい場合は並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量を用いて研削する構成としてもよい。
【００７０】
また、交差角を徐変するときの交差角の変化量は、工具軸方向距離に対して線形で変化する場合を説明したが、歯形誤差が抑制できないときは、ｎ次（ｎは整数）曲線で変化させるようにしてもよい。また、並進方向の移動量を徐変するときの並進方向の移動量の変化量は、工具軸方向距離に対して２次曲線で変化する場合を説明したが、歯厚誤差が抑制できないときは、線形もしくは３次曲線以上で変化させるようにしてもよい。また、再研量が増えると歯形誤差が歯すじ方向や歯幅方向で不均一で複雑になるため、歯形誤差に基づいて曲線の次数を設定してもよい。
【００７１】
（９．実施形態の効果）
本実施形態の歯切り工具の加工装置２０は、円盤状に形成された砥石車３を有し、周面に複数の刃２ａを有する歯切り工具２を研削対象として、歯切り工具２の中心軸Ｘ２と砥石車３の中心軸Ｘ３とを直交させた状態から交差角ηだけ傾斜させた状態で、砥石車３で歯切り工具２における刃側面を研削する制御を行う制御装置４０を備える。そして、歯切り工具２は、歯切り工具２の中心軸Ｘ２を歯切り工具２による切削対象である歯車１の中心軸Ｘ１に対して傾斜した状態で行うスカイビング加工に用いられる工具である。
【００７２】
制御装置４０は、歯切り工具２を歯切り工具２の中心軸Ｘ２周りに回転させると共に、砥石車３を砥石車３の中心軸Ｘ３周りに回転させる回転制御部４１と、砥石車３を歯切り工具２の中心軸Ｘ２方向に相対的に移動させる際に交差角ηを徐変すると共に、砥石車３を歯切り工具２の回転接線方向である並進方向Ｍ３３に移動させる移動制御部４２と、を備える。
【００７３】
スカイビング加工の歯切り工具２は、ピニオンカッタの加工方法で製作した場合、再研により工具刃の厚みが薄くなるとともに工具外径が小さくなるため、再研したスカイビング加工の歯切り工具２で加工した歯車１には、理想的な歯車１に対し歯形誤差が生じる。歯形誤差は、再研量が増加するほど大きくなる傾向にある。歯形誤差は、歯切り工具２の中心軸Ｘ２と砥石車３の中心軸Ｘ３とのなす交差角ηに依存するため、歯形誤差に応じて交差角ηを徐変して歯切り工具２を研削することで、歯形誤差の増大を抑制できる。よって、本実施形態の歯切り工具２の加工装置２０は、再研量を多く取れるスカイビング加工の歯切り工具２を加工できる。
【００７４】
また、移動制御部４２は、砥石車３を歯切り工具２の一方の端面から他方の端面に向かって歯切り工具２の中心軸Ｘ２方向に相対的に移動させる際に、交差角ηの変化量を徐々に増加させる制御を行う。これにより、歯切り工具２の中心軸Ｘ２方向に増大傾向にある歯形誤差を小さくできる。
【００７５】
また、移動制御部４２は、砥石車３を歯切り工具２の回転接線方向である並進方向Ｍ３３に移動させる際に並進方向Ｍ３３の移動量を徐変する。再研したスカイビング加工の歯切り工具２で加工した歯車１には、理想的な歯車１に対し歯厚誤差が生じる。歯厚誤差は、再研量が増加するほど大きくなる傾向にある。歯厚誤差は、歯切り工具２の回転接線方向である並進方向Ｍ３３の移動量に依存するため、歯厚誤差に応じて並進方向Ｍ３３の移動量を徐変して歯切り工具２を研削することで、歯厚誤差の増大を抑制できる。よって、本実施形態の歯切り工具２の加工装置２０は、再研量を多く取れるスカイビング加工の歯切り工具２を加工できる。
【００７６】
また、移動制御部４２は、砥石車３を歯切り工具２の一方の端面から他方の端面に向かって歯切り工具２の中心軸Ｘ２方向に相対的に移動させる際に、並進方向Ｍ３３の移動量の変化量を徐々に増加させる制御を行う。これにより、歯切り工具２の中心軸Ｘ２方向に増大傾向にある歯厚誤差を小さくできる。
【００７７】
また、制御装置４０は、歯切り工具２の再研毎の理想刃形を演算する理想刃形演算部３１と、砥石車３による歯切り工具２の再研毎の加工刃形を演算する加工刃形演算部３２と、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯形と、再研毎の加工刃形で歯車１を切削したときの歯形との誤差を演算する歯形誤差演算部３３と、再研毎の歯形誤差を最適化する交差角ηの徐変量を演算する交差角徐変量演算部３５と、を備える。これにより、制御装置４０は、求めた交差角ηの徐変量に基づいて歯切り工具２の研削を制御できるので、歯形誤差の増大を抑制した歯切り工具２を加工できる。
【００７８】
また、制御装置４０は、歯切り工具２の再研毎の理想刃形を演算する理想刃形演算部３１と、砥石車３による歯切り工具２の再研毎の加工刃形を演算する加工刃形演算部３２と、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯形と、再研毎の加工刃形で歯車１を切削したときの歯形との誤差を演算する歯形誤差演算部３３と、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯厚と、再研毎の加工刃形で歯車１を切削したときの歯厚との誤差を演算する歯厚誤差演算部３４と、再研毎の歯形誤差を最適化する交差角ηの徐変量を演算する交差角徐変量演算部３５と、再研毎の歯厚誤差を最適化する並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量を演算する移動量徐変量演算部３６と、を備える。これにより、制御装置４０は、求めた交差角ηの徐変量及び並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量に基づいて歯切り工具２を研削を制御できるので、歯形誤差及び歯厚誤差の増大を抑制した歯切り工具２を加工できる。
【００７９】
本実施形態の歯切り工具の加工方法は、円盤状に形成された砥石車３を有し、周面に複数の刃２ａを有する歯切り工具２を研削対象として、歯切り工具２の中心軸Ｘ２と砥石車３の中心軸Ｘ３とを直交させた状態から交差角ηだけ傾斜させた状態で、砥石車３で歯切り工具２における刃側面を研削する。そして、歯切り工具２は、歯切り工具２の中心軸Ｘ２を歯切り工具２による切削対象である歯車１の中心軸Ｘ１に対して傾斜した状態で行うスカイビング加工に用いられる工具である。
【００８０】
歯切り工具２を歯切り工具２の中心軸Ｘ２周りに回転させると共に、砥石車３を砥石車３の中心軸Ｘ３周りに回転させる回転制御工程と、砥石車３を歯切り工具２の中心軸Ｘ２方向に相対的に移動させる際に交差角ηを徐変すると共に、砥石車３を歯切り工具２の回転接線方向である並進方向Ｍ３３に移動させる移動制御工程と、を備える。これにより、歯切り工具の加工装置２０と同様の効果が得られる。
【００８１】
また、移動制御工程は、砥石車３を歯切り工具２の回転接線方向である並進方向Ｍ３３に移動させる際に並進方向Ｍ３３の移動量を徐変する。これにより、歯切り工具２の中心軸Ｘ２方向に増大傾向にある歯厚誤差を小さくできる。
【００８２】
本実施形態の歯切り工具２の工具形状シミュレーション装置３０は、周面に複数の刃２ａを有する歯切り工具２の形状を決定する。そして、歯切り工具２は、歯切り工具２の中心軸Ｘ２を歯切り工具２による切削対象である歯車１の中心軸Ｘ１に対して傾斜した状態で行うスカイビング加工に用いられる工具であり、且つ、歯切り工具２の中心軸Ｘ２と円盤状に形成された砥石車３の中心軸Ｘ３とを直交させた状態から交差角ηだけ傾斜させた状態で、歯切り工具２を歯切り工具２の中心軸Ｘ２周りに回転させると共に、砥石車３を砥石車３の中心軸Ｘ３周りに回転させ、砥石車３を歯切り工具２の中心軸Ｘ２方向に相対的に移動させると共に、砥石車３を歯切り工具２の回転接線方向である並進方向Ｍ３３に相対的に移動させることで、砥石車３で歯切り工具２における刃側面を研削して製造される工具である。
【００８３】
歯切り工具２の再研毎の理想刃形を演算する理想刃形演算部３１と、砥石車３による歯切り工具２の再研毎の加工刃形を演算する加工刃形演算部３２と、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯形と、再研毎の加工刃形で歯車１を切削したときの歯形との誤差を演算する歯形誤差演算部３３と、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯厚と、再研毎の加工刃形で歯車１を切削したときの歯厚との誤差を演算する歯厚誤差演算部３４と、再研毎の歯形誤差を最適化する交差角ηの徐変量を演算する交差角徐変量演算部３５と、再研毎の歯厚誤差を最適化する並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量を演算する移動量徐変量演算部３６と、再研毎の交差角ηの徐変量及び再研毎の並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量に基づいて、砥石車３による歯切り工具２の再研毎の修整加工刃形を演算する修整加工刃形演算部３７と、再研毎の修整加工刃形に基づいて歯切り工具２の形状を決定する工具形状決定部３８と、を備える。
【００８４】
そして、歯形誤差演算部３３は、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯形と、再研毎の修整加工刃形で歯車１を切削したときの歯形との修整誤差を演算し、歯厚誤差演算部３４は、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯厚と、再研毎の修整加工刃形で歯車１を切削したときの歯厚との修整誤差を演算し、交差角徐変量演算部３５は、求めた再研毎の歯形の修整誤差が所定の許容範囲を超えているとき、再研毎の交差角ηの徐変量を再演算し、移動量徐変量演算部３６は、求めた再研毎の歯厚の修整誤差が所定の許容範囲を超えているとき、再研毎の並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量を再演算する。
【００８５】
本実施形態の工具形状シミュレーション装置３０は、歯形誤差及び歯厚誤差が所定の許容範囲内となるまで、交差角ηの徐変量及び並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量を繰り返し演算しているので、再研量をより多く取れるスカイビング加工の歯切り工具２の形状を得ることができる。
【００８６】
本実施形態の歯切り工具の工具形状シミュレーション方法は、周面に複数の刃２ａを有する歯切り工具２の形状を決定する。そして、歯切り工具２は、歯切り工具２の中心軸Ｘ２を歯切り工具２による切削対象である歯車１の中心軸Ｘ１に対して傾斜した状態で行うスカイビング加工に用いられる工具であり、且つ、歯切り工具２の中心軸Ｘ２と円盤状に形成された砥石車３の中心軸Ｘ３とを直交させた状態から交差角ηだけ傾斜させた状態で、歯切り工具２を歯切り工具２の中心軸Ｘ２周りに回転させると共に、砥石車３を砥石車３の中心軸Ｘ３周りに回転させ、砥石車３を歯切り工具２の中心軸Ｘ２方向に相対的に移動させると共に、砥石車３を歯切り工具２の回転接線方向である並進方向Ｍ３３に相対的に移動させることで、砥石車３で歯切り工具２における刃側面を研削して製造される工具である。
【００８７】
歯切り工具２の再研毎の理想刃形を演算する理想刃形演算工程と、砥石車３による歯切り工具２の再研毎の加工刃形を演算する加工刃形演算工程と、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯形と、再研毎の加工刃形で歯車１を切削したときの歯形との誤差を演算する歯形誤差演算工程と、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯厚と、再研毎の加工刃形で歯車１を切削したときの歯厚との誤差を演算する歯厚誤差演算工程と、再研毎の歯形誤差を最適化する交差角ηの徐変量を演算する交差角徐変量演算工程と、再研毎の歯厚誤差を最適化する並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量を演算する移動量徐変量演算工程と、再研毎の交差角ηの徐変量及び再研毎の並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量に基づいて、砥石車３による歯切り工具２の再研毎の修整加工刃形を演算する修整加工刃形演算工程と、再研毎の修整加工刃形に基づいて歯切り工具２の形状を決定する工具形状決定工程と、を備える。
【００８８】
そして、歯形誤差演算工程は、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯形と、再研毎の修整加工刃形で歯車１を切削したときの歯形との修整誤差を演算し、歯厚誤差演算工程は、再研毎の理想刃形で歯車１を切削したときの歯厚と、再研毎の修整加工刃形で歯車１を切削したときの歯厚との修整誤差を演算し、交差角徐変量演算工程は、求めた再研毎の歯形の修整誤差が所定の許容範囲を超えているとき、再研毎の交差角ηの徐変量を再演算し、移動量徐変量演算工程は、求めた再研毎の歯厚の修整誤差が所定の許容範囲を超えているとき、再研毎の並進方向Ｍ３３の移動量の徐変量を再演算する。これにより、工具形状シミュレーション装置３０と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００８９】
１：歯車、  １ａ：歯、  ２：歯切り工具、  ２ａ：刃、  ３：砥石車、  ２０：歯切り工具の加工装置、  ２１：主軸ユニット、  ２２：砥石台、  ３０：歯切り工具の工具形状シミュレーション装置、  ３１：理想刃形演算部、  ３２：加工刃形演算部、  ３３：歯形誤差演算部、  ３４：歯厚誤差演算部、  ３５：交差角徐変量演算部、  ３６：移動量徐変量演算部、  ３７：修整加工刃形演算部、  ３８：工具形状決定部、  ４０：歯切り工具の加工装置の制御装置、  ４１：回転制御部、  ４２：移動制御部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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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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【図１８】
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