(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動可能な工具軸（２）を備える工具ヘッド（１）と、被削歯車（Ｗ）を取り付ける回転駆動可能な主軸（６１）を備えると共に、上記工具ヘッド（１）に対して相対移動可能に構成されるワーク台（５４）とを備えるＮＣ旋盤等の複合工作機械（５１）において、被削歯車（Ｗ）の研削加工を行う際に使用する歯車研削工具（Ａ）であって、上記工具軸（２）が有する被取付部（４）に取り付けられる取付部（６ａ）を備える工具本体軸（６）と、上記工具本体軸（６）の先端側に装着されるウォーム型研削砥石（７）と、上記工具本体軸（６）を上記ウォーム型研削砥石（７）の両側で回転自在に支持すると共に、上記取付部（６ａ）を上記被取付部（４）に取り付けた状態において上記工具ヘッド（１）の端面（１ａ）に当接される当接部（３０）を備えるケーシング（８）とを備えていることを特徴とする歯車研削工具。
【請求項２】
上記ケーシング（８）は、上記ウォーム型研削砥石（７）を覆うと共に、上記ウォーム型研削砥石（７）の外周部の一部を露出させるように形成されていることを特徴とする請求項１の歯車研削工具。
【請求項３】
上記取付部（６ａ）は上記被取付部（４）に着脱自在に構成され、上記取付部（６ａ）を上記被取付部（４）から取り外した状態において上記工具本体軸（６）と上記ケーシング（８）との相対回転を規制する回転規制手段（３７）を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２の歯車研削工具。
【請求項４】
上記ケーシング（８）は、上記工具本体軸（６）の取付部（６ａ）側を支持すると共に、上記ウォーム型研削砥石（７）の外周部を覆うケーシング本体部（２１）と、上記工具本体軸（６）の先端部を支持すると共に、上記ウォーム型研削砥石（７）の先端側端面を覆うクランプ部（２２）とを有し、上記クランプ部（２２）は上記ケーシング本体部（２１）に着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの歯車研削工具。
【請求項５】
上記取付部は、内周面がテーパ状に形成された被取付孔（４）に挿入して装着するため、テーパシャンク（６ａ）であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの歯車研削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＮＣ旋盤やマシニングセンタのように汎用性を有する複合工作機械で歯車研削加工を実施する際に好適に使用される歯車研削工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯車を完成させるためには、旋削、歯切り、歯車仕上げの加工工程が必要であり、歯車仕上げ加工は、シェービング加工や歯車研削盤による研削加工によって行われている。
【０００３】
図１０は、歯車研削盤７０の概略的構成を示す透過斜視図である。歯車研削盤７０は、工具軸７１にウォーム型研削砥石７２を取り付け、旋回テーブル７３上に被削歯車Ｗを、ウォーム型研削砥石７２の回転軸７１と直交する方向に延びる取付軸７４に回転自在に装着し、ウォーム型研削砥石７２の歯筋方向と被削歯車Ｗの歯筋方向とが略平行となるように上記工具軸７１を傾斜、固定した後、ウォーム型研削砥石７２と被削歯車Ｗとを噛合し、ウォーム型研削砥石７２及び被削歯車Ｗを回転駆動しながら、旋回テーブル７３を被削歯車Ｗの取付軸７４方向に移動させることにより、歯車仕上げ加工を行う加工装置である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記歯車研削盤７０におけるウォーム型研削砥石７２を取り付けた工具軸７１の支持構造は、工具軸７１の一端を支持するいわゆる片持ち支持構造である。そのため、研削加工時には研削抵抗によってウォーム型研削砥石７２に比較的大きな撓みが発生する。この撓みによって、ウォーム型研削砥石７２は被削歯車Ｗに対する所定の研削位置からずれるので、歯車研削加工の加工精度が悪化するという問題がある。一方、工具軸７１の回転数を低くすれば、研削抵抗が減少してウォーム型研削砥石７２の撓み量が小さくなるので、ウォーム型研削砥石７２の位置ずれが抑制され、加工精度の悪化を抑えることができるが、この場合は加工時間が長くなるという問題が発生する。
【０００５】
また、上述したようにウォーム型研削砥石７２による研削加工は、専用の歯車研削盤７０を用いて行っている。そのため、研削加工以外の旋削、歯切り等の他の工程を行うためには、そのための加工装置、及び加工装置間での被削歯車の搬送作業が必要である。このように歯車仕上げ加工を含む複合加工は、複数の加工装置の準備、加工装置の設置スペースの確保、加工装置間での被削歯車の搬送、各加工装置の段取り換え等に多大のコストを要することになる。そのため、この歯車仕上げ加工を含む複合加工が、多品種少量生産における大きなネックとなっている。
【０００６】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、ＮＣ旋盤のように汎用性を有する複合工作機械に取り付けることができ、短時間で高精度の歯車研削加工を可能とすると共に、歯車研削加工と他の加工との集約化、設備投資の抑制、加工時間の低減、工程間移動時間の低減等を図ることによって、製造コストの低減を図ることを可能にした歯車研削工具を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び効果】
そこで請求項１の歯車研削工具は、回転駆動可能な工具軸２を備える工具ヘッド１と、被削歯車Ｗを取り付ける回転駆動可能な主軸６１を備えると共に、上記工具ヘッド１に対して相対移動可能に構成されるワーク台５４とを備えるＮＣ旋盤等の複合工作機械５１において、被削歯車Ｗの研削加工を行う際に使用する歯車研削工具Ａであって、上記工具軸２が有する被取付部４に取り付けられる取付部６ａを備える工具本体軸６と、上記工具本体軸６の先端側に装着されるウォーム型研削砥石７と、上記工具本体軸６を上記ウォーム型研削砥石７の両側で回転自在に支持すると共に、上記取付部６ａを上記被取付部４に取り付けた状態において上記工具ヘッド１の端面１ａに当接される当接部３０を備えるケーシング８とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
上記請求項１の歯車研削工具に従えば、工具軸２に取り付けた状態ではケーシング８の当接部３０は工具ヘッド１の端面１ａに当接しているので、ケーシング８は強固に取り付けられる。そして、工具本体軸６は、ウォーム型研削砥石７の両側をケーシング８で支持するいわゆる両持ち支持構造で支持される。したがって、歯車研削加工時のウォーム型研削砥石７の撓み量が小さくなり、ウォーム型研削砥石７の位置ずれが抑制され、高精度の歯車研削加工を安定して行うことができる。また、工具本体軸６の回転数を高くしても、ウォーム型研削砥石７の撓みによる位置ずれが抑制されるので、高精度の歯車研削加工を短時間で行うことができる。
【０００９】
さらに、汎用性を有するＮＣ旋盤等の複合工作機械５１を用い、工具ヘッド１に歯車研削工具Ａを取り付ける一方、ワーク台５４（主軸６１）に被削歯車Ｗを取り付けて歯車研削加工を行うことができる。
【００１０】
したがって、歯車研削加工工程と他の加工工程との集約を図ることが可能となり、設備投資の抑制、加工時間の低減、工程間移動時間の低減等によって、製造コストの低減を図ることができる。この製造コストの低減は、多品種少量生産の場合に特に効果的である。また近年では、冷間鍛造技術の向上により、歯出し鍛造された歯車素材が高精度に成形されるようになっており、旋削加工と歯車研削加工のみで歯車を完成することが可能となっていることから、上記加工方法により一段と大きなコスト低減効果が得られる。
【００１１】
また請求項２の歯車研削工具は、上記ケーシング８は、上記ウォーム型研削砥石７を覆うと共に、上記ウォーム型研削砥石７の外周部の一部を露出させるように形成されていることを特徴としている。
【００１２】
上記請求項２の歯車研削工具に従えば、ケーシング８はウォーム型研削砥石７の安全カバーとして機能する。したがって、労働省が定めた研削盤等構造規格に適合した歯車研削工具Ａを提供することができ、歯車研削加工を安全に行うことができる。
【００１３】
さらに請求項３の歯車研削工具は、上記取付部６ａは上記被取付部４に着脱自在に構成され、上記取付部６ａを上記被取付部４から取り外した状態において上記工具本体軸６と上記ケーシング８との相対回転を規制する回転規制手段３７を備えていることを特徴としている。
【００１４】
上記請求項３の歯車研削工具に従えば、工具軸２から取付部６ａを取り外した状態において、工具本体軸６とケーシング８との相対回転を規制する回転規制手段３７を設けているので、研削加工終了時及び研削加工開始時において、歯車研削工具Ａにおけるケーシング８とウォーム型研削砥石７との相対回転位置が一定の関係に維持されることになる。したがって、研削加工開始時に、ウォーム型研削砥石７と被削歯車Ｗとの位置合わせ作業を容易、かつ正確に行えることになり、製造コストの低減、及び加工精度の向上という利点が確実に得られる。
【００１５】
請求項４の歯車研削工具は、上記ケーシング８は、上記工具本体軸６の取付部６ａ側を支持すると共に、上記ウォーム型研削砥石７の外周部を覆うケーシング本体部２１と、上記工具本体軸６の先端部を支持すると共に、上記ウォーム型研削砥石７の先端側端面を覆うクランプ部２２とを有し、上記クランプ部２２は上記ケーシング本体部２１に着脱可能に構成されていることを特徴としている。
【００１６】
上記請求項４の歯車研削工具に従えば、クランプ部２２をケーシング本体部２１から取り外すことによってウォーム型研削砥石７の先端側端面が露出する。したがって、ウォーム型研削砥石７の工具本体軸６への装着及び取外しを行うことが可能となり、ウォーム型研削砥石７の交換作業を容易に行うことができる。
【００１７】
請求項５の歯車研削工具は、上記取付部は、内周面がテーパ状に形成された被取付孔４に挿入して装着するため、テーパシャンク６ａであることを特徴としている。
【００１８】
上記請求項５の歯車研削工具に従えば、その実施に好適である。また、工具本体軸６と工具軸２との連結強度の向上を図ることができ、ケーシング８による工具本体軸６の両端支持構造と工具ヘッド端面１ａへのケーシング８の当接構造と相俟って、ウォーム型研削砥石７の撓みの抑制効果の向上が期待できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の歯車研削工具の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態である歯車研削工具Ａの断面図である。また図２は、歯車研削工具Ａを図１の矢印Ｒ２方向から見た図であり、図３は図１の矢印Ｒ３方向から見た図である。さらに図４は、歯車研削工具Ａを図１の矢印Ｒ４方向から見た図であり、図５は図１の矢印Ｒ５方向から見た図である。
【００２０】
歯車研削工具Ａは、複合工作機械が備える工具ヘッド１に回転可能に支持されている工具軸２に着脱自在に装着されるものである。工具軸２は、ベアリング３、３によって工具ヘッド１に回転軸線Ｌ２回りに回転可能に支持されており、先端側に被取付孔４を有する。被取付孔４の内周面４ａは、内径が奥に向かうにつれて小さくなるテーパ面であり、さらに被取付孔４の奥にはドローバ５が配置されている。
【００２１】
歯車研削工具Ａは、工具軸２が有する被取付孔４に取り付けられる取付部６ａを備える工具本体軸６と、工具本体軸６の先端側に装着されるウォーム型研削砥石７と、工具本体軸６をウォーム型研削砥石７の両側で回転自在に支持すると共に、上記取付部６ａを上記被取付孔４に取り付けた状態において上記工具ヘッド１の端面１ａに当接される当接部３０を備えるケーシング８とを備える。
【００２２】
工具本体軸６は、基端側に取付部であるテーパシャンク６ａを有し、先端側にウォーム型研削砥石７を装着する装着部６ｂを有し、略中央部に支持部６ｃを有する。
【００２３】
テーパシャンク６ａは、基端側が小径となるように略円錐台形状に形成されている。そして、テーパシャンク６ａの基端部には、プルボルト９が取り付けられている。テーパシャンク６ａは、歯車研削工具Ａを複合工作機械に装着する際、工具軸２の先端側に設けられた被取付孔４に嵌入される。そして、プルボルト９をドローバ５によって被取付孔４の奥側に引き込むことによって、テーパシャンク６ａの外周面と被取付孔４の内周面４ａとが圧着し、これによって歯車研削工具Ａが工具軸２に装着される。
【００２４】
ところで、テーパシャンク６ａは、工具本体軸６の回転軸線方向に延びる軸部１０と、軸部１０の基端側に摺動可能に装着されるテーパカラ１１と、軸部１０の先端側に配置されてテーパカラ１１を基端側に付勢する付勢手段１２とを備えて構成されている。軸部１０は、円柱状の先端部分１０ａと、先端部分１０ａよりもやや外形の大きい円柱状の中間部分１０ｂと、略円錐台形状の基端部分１０ｃとの３つの部分からなる。テーパカラ１１は軸部１０の先端部分１０ａに装着され、この先端部分１０ａの先端部には先端部分１０ａよりも外形の大きな規制部材１３が装着されている。テーパカラ１１の先端が規制部材１３に当接することによって、テーパカラ１１が軸部１０から脱落するのが防止される。また、テーパカラ１１の外周面１１ａは、先端に向かうにつれて外形が小さくなるテーパ面である。
【００２５】
付勢手段１２は、軸部１０の中間部分１０ｂに装着される外筒１２ａと、外筒１２ａに内挿される内筒１２ｂと、中間部分１０ｃに巻着されるバネ１２ｃとを備えて構成される。そしてバネ１２ｃは、圧縮状態で巻着されると共に、一端が外筒１２ａの基端部に固定され、他端が内筒１２ｂの先端部に固定される。したがって付勢手段１２は、内筒１２ｂの先端をテーパカラ１１に当接させることによって、バネ１２ｃのバネ力を利用してテーパカラ１１を基端側に付勢している。このように、テーパシャンク６ａを構成するテーパカラ１１は工具本体軸６の回転軸線方向に摺動可能であると共に、基端側に付勢されているので、テーパカラ１１のテーパ面１１ａと被取付孔４のテーパ面４ａとの寸法誤差を吸収して確実にテーパ面１１ａ、４ａ同士が圧接される。したがって、工具軸２と工具本体軸６との連結強度が向上する。
【００２６】
一方、装着部６ｂは、支持部６ｃ側から先端側に向かって工具本体軸６の回転軸線方向に延びる装着軸１４と、装着軸１４の先端に形成されているテーパ状支持部１５とを備えて構成されている。ウォーム型研削砥石７は、テーパ状支持部１５側から装着され、キー１６を用いて装着軸１４に固定される。また、ウォーム型研削砥石７の先端側には押さえ部材１７が装着されており、この押さえ部材１７の先端側に装着した締付ナット１８を締結することによって、ウォーム型研削砥石７の先端側への位置ずれが防止される。さらに、ウォーム型研削砥石７と支持部６との間には、基準リング１９がストッパネジ２０によって固定されており、これによってウォーム型研削砥石７の支持部６ｃ側への位置ずれが防止される。尚、基準リング１９は、後述する回転規制手段３７の構成要素でもある。
【００２７】
上述した構成の工具本体軸６は、ケーシング８に対して支持部６ｃと装着部６ｂのテーパ状支持部１５とによって回転自在に支持される。すなわち、ウォーム型研削砥石７の両側がケーシング８によって支持される。ケーシング８は、ウォーム型研削砥石７を覆うと共に、ウォーム型研削砥石７の外周部の一部を露出させるように形成されている。したがって、ケーシング８はウォーム型研削砥石７の安全カバーとして機能する。
【００２８】
ところで、ケーシング８は、本体部２１とクランプ部２２とを組み合わせて構成されている。ケーシング本体部２１は、略有底円筒状の部材であり、底板部で工具本体軸６の支持部６ｃを支持し、そして円筒部でウォーム型研削砥石７の外周部を覆うと共に、底板部でウォーム型研削砥石７の基端側端面を覆うものである。但し、上述したようにケーシング本体部２１は、円筒部の一部を切断することによってウォーム型研削砥石７の外周部の一部を露出させると共に、図５に示すように底板部の一部を切断することによってウォーム型研削砥石７の基端側端面の一部を露出させるように形成されている。一方、クランプ部２２は、略円盤状の部材であり、工具本体軸６の先端部、すなわち装着部６ｂのテーパ状支持部１５を支持すると共に、ウォーム型研削砥石７の先端側端面を覆うものである。但し、クランプ部２２は、図４に示すようにその一部を切断することによってウォーム型研削砥石７の先端側端面の一部を露出させるように形成されている。そして、クランプ部２２は、取付ボルト２３・・・２３によってケーシング本体部２１に取り付けられており、取付ボルト２３を緩めて抜き取ることによってクランプ部２２をケーシング本体部２１から取り外すことができる。
【００２９】
このようにクランプ部２２は、ケーシング本体部２１に着脱可能に構成されている。したがって、クランプ部２２をケーシング本体部２１から取り外すことによって、ウォーム型研削砥石７の先端側端面が露出する。そして、締付ナット１８と押さえ部材１７とを取り外すことによって、ウォーム型研削砥石７の工具軸６への装着及び取外しを行うことが可能となる。
【００３０】
クランプ部２２には、テーパカラ２４がベアリング２５によって回転自在に取り付けられている。このテーパカラ２４に装着部６ｂのテーパ状支持部１５を嵌入させることによって、工具本体軸６は回転自在に支持される。一方、本体部２１は、工具本体軸６の支持部６ｃを外囲する円筒部２６を有し、この円筒部２６に設けられたベアリング２７、２８、２９によって支持部６ｃ、すなわち工具本体軸６が回転自在に支持される。
【００３１】
また、円筒部２６の先端部（テーパシャンク６ｃ側端部）には、円環状の当接部３０が設けられている。この当接部３０の先端面３０ａは、工具本体軸６の回転軸線に垂直な平面であり、工具本体軸６のテーパシャンク６ａを工具軸２の被取付孔４に装着した際に、工具ヘッド１の先端面１ａに圧接される。これによって、工具ヘッド１ａとケーシング８とが強固に連結され、また歯車研削工具Ａと複合工作機械との連結強度を向上させることができる。
【００３２】
さらに、円筒部２６の外周部には、全周にわたって環状溝３１が形成されている。この環状溝３１は、自動工具交換装置のチェンジアーム（図示せず）で歯車研削工具Ａを把持する際に、チェンジアームを嵌合させるものである。
【００３３】
尚、円筒部２６の当接部２７の内周面部分と、基準リング１１の円筒部２６側端面部分と、クランプ部２２の内周面であってベアリング２５より外側部分とには、それぞれ円環状のシール部材３２、３３、３４が装着されている。このシール部材３２、３３、３４は、ベアリングの配置空間内に外部からの異物が侵入するのを防止すると共に、ベアリング潤滑剤の外部への流出を防止する。
【００３４】
また、ケーシング８のケーシング本体部２１には、位置決め機構３５が設けられている。位置決め機構３５は、歯車研削工具Ａを工具軸２に装着した際に、工具ヘッド１に対する工具軸２の回転軸線回りのケーシング８の位置を規定するためのものである。位置決め機構２５は、工具本体軸６の回転軸線と平行に摺動可能に設けられた位置決め部材３５ａと、位置決め部材３５ａをテーパシャンク６ａ側に付勢するバネ３５ｂとを有し、位置決め部材２５ａの先端を外側に突出させている。この位置決め部材３５ａの突出部分を、工具ヘッド１の先端部に形成した凹部３６に嵌入させることによって、ケーシング８が位置決めされる。したがって、図示しない工具マガジンに収納されている歯車研削工具Ａを図示しない自動工具交換装置を用いて工具軸２に装着する場合、位置決め機構３５によってケーシング８の位置決めがなされ、工具ヘッド１に対するウォーム型研削砥石７の露出部分の位置が一定となるため、歯車研削加工の自動制御が可能となる。
【００３５】
さらに、歯車研削工具Ａには、テーパシャンク６ａを被取付孔４から取り外した状態において、工具本体軸６とケーシング８との相対回転を規制する回転規制手段３７が設けられている。回転規制手段３７は、上記位置決め機構３５を利用して構成されている。具体的に説明すると、ケーシング８の本体部２１の内側に透孔３８を形成して、位置決め機構３５の位置決め部材３５ａの外周部を工具本体軸６に、正確には基準リング１９に対向するように露出させる。そして、位置決め部材３５ａの露出した外周部に、位置決め部材３５ａの移動方向（工具本体軸６の回転軸線方向）に対して垂直方向に延びる回り止めピン３９を立設する。一方、基準リング１９の外周部には、所定の位置（１箇所）に溝部４０を形成する。そして、歯車研削工具Ａを取り外した状態で、かつ位置決め部材３５ａがバネ３５ｂによって付勢されて外部に突出した状態であるときに、回り止めピン３９が溝部４０に嵌入するように構成する。
【００３６】
このような回転規制手段３７によって、歯車研削工具Ａを取り外した状態では、ケーシング８と工具本体軸６、すなわちウォーム型研削砥石７との相対回転を規制できる。また、歯車研削工具Ａを工具軸２に装着した状態では、位置決め部材３５ａは工具ヘッド１の先端部によって押されてバネ３５ｂのバネ力に抗して移動し、回り止めピン３９が溝部４０から脱離するため、工具本体軸６は回転可能状態となる。したがって、研削加工開始時及び研削加工終了時において、歯車研削工具Ａにおけるケーシング８とウォーム型研削砥石７との相対回転位置が一定の関係に維持されることになる。
【００３７】
次に、上述した歯車研削工具Ａを用いた歯車研削加工方法について説明する。本実施の形態では、歯車研削加工装置として汎用的な複合工作機械である複合加工ＮＣ旋盤を用いている。
【００３８】
図６は、複合加工ＮＣ旋盤５１の外観を示す斜視図であり、図７は複合加工ＮＣ旋盤５１の概略的構成を示す正面図である。複合加工ＮＣ旋盤５１は、基台５２と、基台５２の上部に配置される刃物台５３と、基台５２の側部に配置されるワーク台５４とを備える。
【００３９】
刃物台５３は、Ｚ軸台５５と、Ｘ軸台５６と、Ｙ軸台５７とを備えて構成されている。Ｚ軸台５５は、基台５２の上部に配置されると共に、基台５２の上面に平行に設定されるｚ軸方向に移動可能に設けられている。また、Ｘ軸台５６は、Ｚ軸台５５の上部に配置されると共に、基台５２の上面に平行でｚ軸に直交するｘ軸方向に移動可能に設けられている。さらに、Ｙ軸台５７は、Ｘ軸台５６の移動方向の一方側に位置する側部に配置されると共に、ｘ軸及びｚ軸に共に直交するｙ軸方向に移動可能に設けられている。これによって、Ｙ軸台５７はｘ軸−ｙ軸−ｚ軸から成る直交３軸方向に移動可能となる。
【００４０】
Ｙ軸台５７には、ホルダ機枠５８と、揺動部５９とが取り付けられている。ホルダ機枠５８は、略円盤状の部材であって、Ｙ軸台５７の側部であってＸ軸台５６とは反対側に位置する側部に配置されている。また、揺動部５９は、ホルダ機枠５８の側部（Ｙ軸台５７とは反対側）に取り付けられると共に、ｘ軸に平行な回転軸線回りに（矢印Ｂ方向に）回転可能に設けられている。そして、揺動部５９は、一端側を工具ヘッド１として、工具軸２を設けている。この工具軸２に歯車研削工具Ａが着脱自在に取り付けられている。工具軸２は、ｘ軸に直交する回転軸線Ｌ２回りに回転可能に設けられている。
【００４１】
したがって複合加工ＮＣ旋盤５１では、歯車研削工具Ａを、基台５２の側部から突出させてワーク台５４に対向するように配置させることができる。そして、揺動部５９に角度変位を与えることによって、ウォーム型研削砥石７を矢印Ｂ方向に角度変位させることができる。ところで、ウォーム型研削砥石７は、図１に示すように、研削すべき被削歯車Ｗの歯形曲線を創成する台形形状をした研削突起７ａをねじ状に形成した砥石である。尚、歯車研削工具Ａは不使用時等には図７に示す工具収容部６０に収容され、工具軸２には他の切削刃具を装着して使用することも可能である。
【００４２】
一方、ワーク台５４は、基台５２の側部であって、ｘ軸方向の一方側に位置する側部に隣接して配置されている。そして、ワーク台５４は、ｚ軸と平行な回転軸線回りに回転可能な主軸６１を有している。さらに主軸６１には、被削歯車Ｗを把持するチャック６２が取り付けられている。
【００４３】
Ｘ軸台５６、Ｙ軸台５７、Ｚ軸台５５は、図示しない制御装置によって移動方向及び移動量が制御され、これによって被削歯車Ｗに対してウォーム型研削砥石７を直交３軸方向に移動させることができる。また、主軸６１及び工具軸２は上記制御装置によって回転数が制御され、これによってウォーム型研削砥石７及び被削歯車Ｗの回転数が制御される。
【００４４】
次に、歯車研削加工方法の手順を説明する。まず、Ｘ軸台５６、Ｙ軸台５７、Ｚ軸台５５を移動させると共に、揺動部５９を所定の角度変位させて、ウォーム型研削砥石７を被削歯車Ｗに対する加工開始位置に位置決めする。加工開始位置とは、ウォーム型研削砥石７が被削歯車Ｗの一端側に位置すると共に、被削歯車Ｗの歯筋方向とウォーム型研削砥石７のリード角とが一致するように工具本体軸６が主軸６１に対して所定の交差角θを持って配置され、かつ被削歯車Ｗの歯とウォーム型研削砥石７の研削突起７ａとが理想状態で噛み合うような位置である。ここで述べる理想状態とは、被削歯車Ｗに創成される歯面が仕上がり歯面と一致する研削状態をいうが、さらには、所定の取り代を研削突起７ａによって研削される被削歯車Ｗの歯面と被削歯車Ｗの仕上がり歯面が一致する研削状態をいう。
【００４５】
図８は、被削歯車Ｗとウォーム型研削砥石７との位置関係を示す正面図である。図８（ａ）は、被削歯車Ｗが平歯車である場合の位置関係を示している。平歯車では歯筋方向が回転軸線と平行であり、ねじれ角βは０であるので、歯筋方向は主軸６１と平行になる。一方、ウォーム型研削砥石７では研削突起７ａは右ねじ状に形成されており、リード角α傾斜している。したがって、リード角を被削歯車Ｗの歯筋方向と一致させるためには、工具本体軸６を垂直方向に対して正面から見て右回りにリード角αだけ傾斜させる必要がある。この場合の交差角θは、９０°＋αである。尚、リード角αとは、ウォーム型研削砥石７の回転軸線に対するつる巻き角であり、ねじれ角βとは被削歯車Ｗの回転軸線と歯筋方向とが成す角である。
【００４６】
図８（ｂ）は、被削歯車Ｗが右ねじれはすば歯車である場合の位置関係を示している。右ねじれはすば歯車とは、歯を一端側から見たときに他端側が右方向にねじれているはすば歯車である。右ねじれはすば歯車では歯筋方向が回転軸線に対してねじれ角β分傾斜しており、傾斜方向はウォーム型研削砥石７側から見て歯の他端側が下に向く方向である。したがって、リード角を被削歯車Ｗの歯筋方向と一致させるためには、工具本体軸６を垂直方向に対して正面から見て左回りにねじれ角β−リード角α分だけ傾斜させる必要がある。この場合の交差角θは、９０°＋α−βである。
【００４７】
図８（ｃ）は、被削歯車Ｗが左ねじれはすば歯車である場合の位置関係を示している。左ねじれはすば歯車とは、歯を一端側から見たときに他端側が左方向にねじれているはすば歯車である。左ねじれはすば歯車では歯筋方向が回転軸線に対してねじれ角β分傾斜しており、傾斜方向はウォーム型研削砥石７側から見て歯の他端側が上に向く方向である。したがって、リード角を被削歯車Ｗの歯筋方向と一致させるためには、工具本体軸６を垂直方向に対して正面から見て右回りにねじれ角β＋リード角α分だけ傾斜させる必要がある。この場合の交差角は、９０°＋α＋βである。
【００４８】
上述したような被削歯車Ｗとウォーム型研削砥石７との位置決め完了後に、被削歯車Ｗとウォーム型研削砥石７とを同期回転させると共に、工具本体軸６を主軸６１方向（ｚ軸方向）に移動させることによって、被削歯車Ｗの研削加工を行う。同期回転とは、ウォーム型研削砥石７の１回転に対して被削歯車Ｗを１ピッチ分回転させることである。
【００４９】
森精機製ＮＣ旋盤（型式ＭＴ−２５０）を用い、下記表１記載の被削歯車Ｗの諸元、本歯車研削工具Ａの諸元、ＮＣ旋盤での研削加工条件に基づき、加工した。
【００５０】
【表１】
0004311701.tif 000002
【００５１】
その研削加工結果、図９に示す歯形形状を得ることができた。被削歯車Ｗの歯数３６枚を時計回りにＮｏ．１から順に番号付けして、４等分の位置にあたる歯Ｎｏ．１、Ｎｏ１０、Ｎｏ１９、Ｎｏ２８の左歯面、右歯面について歯形形状の計測結果を以下の表２及び表３に示す。
【００５２】
【表２】
0004311701.tif 000003
【００５３】
【表３】
0004311701.tif 000004
【００５４】
以上の歯形形状の計測結果によれば、歯形誤差は最大１３．１μｍであり、ＪＩＳ３級規格（１３μｍ以下）に近く、また歯筋誤差は最大１６μｍであり、ＪＩＳ３級規格（１７μｍ以下）内に入る。したがって、本歯車研削工具ＡによってもＪＩＳ３級規格を得ることが可能であって、従来の加工方法と遜色のないことがわかる。
【００５５】
以上のように本実施の形態によれば、歯車研削工具Ａを工具軸２に取り付けた状態ではケーシング８の当接部３０は工具ヘッド１の先端面１ａに当接しているので、ケーシング８は強固に取り付けられる。そして、工具本体軸６は、ウォーム型研削砥石７の両側をケーシング８で支持する両持ち支持構造で支持される。したがって、歯車研削加工時のウォーム型研削砥石７の撓み量が小さくなり、ウォーム型研削砥石７の位置ずれが抑制され、高精度の歯車研削加工を安定して行うことができる。また、工具本体軸６の回転数を高くしても、ウォーム型研削砥石７の撓みによる位置ずれが抑制されるので、高精度の歯車研削加工を短時間で行うことができる。
【００５６】
さらに、汎用性を有する複合加工ＮＣ旋盤５１を用い、刃物台５３に歯車研削工具Ａを取り付ける一方、ワーク台５４に被削歯車Ｗを取り付けて歯車研削加工を行うことができる。したがって、歯車研削加工工程と他の加工工程（例えば、旋削、歯切り）との集約を図ることが可能となり、設備投資の抑制、加工時間の低減、工程間移動時間の低減等によって、製造コストの低減を図ることができる。この製造コストの低減は、多品種少量生産の場合に特に効果的である。また近年では、冷間鍛造技術の向上により、歯出し鍛造された歯車素材が高精度に成形されるようになっており、旋削加工と歯車研削加工のみで歯車を完成することが可能となっていることから、上記加工方法により一段と大きなコスト低減効果が得られる。
【００５７】
さらに、交差角θを調整することができるので、１つの歯車研削工具Ａでねじれ角の異なる多種類の被削歯車Ｗを研削することができ、工具数の削減による製造コストの低減を図ることができる。
【００５８】
また、ケーシング８はウォーム型研削砥石７の安全カバーとして機能する。したがって、労働省が定めた研削盤等構造規格に適合した歯車研削工具Ａを提供することができ、歯車研削加工を安全に行うことができる。
【００５９】
さらに、歯車研削工具Ａは工具軸２の被取付孔４ａへテーパシャンク６ａを介して着脱自在に設けられているので、不使用時には取り外すことによって工具軸２の被取付孔４ａの有効利用を図ることができると共に、歯車研削工具Ａの修理点検を容易に行い得るという利点を有する。
【００６０】
また、回転規制手段３７を設けたことによって、研削加工終了時及び研削加工開始時において、歯車研削工具Ａにおけるケーシング８とウォーム型研削砥石７との相対回転位置が一定の関係に維持されるので、研削加工開始時に、ウォーム型研削砥石７と被削歯車Ｗとの位置合わせ作業を容易、かつ正確に行えることになり、製造コストの低減、及び加工精度の向上という利点が確実に得られる。
【００６１】
また、クランプ部２２を取り外し、締付ナット１８及び押さえ部材１７を取り外すことによって、ウォーム型研削砥石７の先端側端面が露出するので、ウォーム型研削砥石７の工具本体軸６への装着及び取外しを行うことが可能となり、ウォーム型研削砥石７の交換作業を容易に行うことができる。
【００６２】
さらに、テーパシャンク６ａによる被取付孔４への装着と、バネ付勢されるテーパカラ１１による被取付孔４の内周面４ａへの圧着とによって、工具本体軸６と工具軸２との連結強度の向上を図ることができる。この連結強度の向上は、ケーシング８による工具本体軸６の両端支持構造と、工具ヘッド１の先端面１ａへのケーシング８の当接構造と相俟って、ウォーム型研削砥石７の撓みの抑制効果の向上が期待できる。
【００６３】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、ケーシング８は全体を同一材料で形成してもよいが、工具本体軸を支持する部分は剛性の高い材料（例えば、金属）で形成し、他の部分、すなわち安全カバーとして機能する部分は剛性の低い材料（例えば、合成樹脂）で形成してもよい。この場合は、歯車研削工具Ａの軽量化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である歯車研削工具の断面図である。
【図２】上記歯車研削工具を図１の矢印Ｒ２方向から見たときの外観図である。
【図３】上記歯車研削工具を図１の矢印Ｒ３方向から見たときの外観図である。
【図４】上記歯車研削工具を図１の矢印Ｒ４方向から見たときの外観図である。
【図５】上記歯車研削工具を図１の矢印Ｒ５方向から見たときの外観図である。
【図６】上記歯車研削工具を装着する複合加工ＮＣ旋盤の斜視図である。
【図７】上記複合加工ＮＣ旋盤の概略を示す正面図である。
【図８】被削歯車とウォーム型研削砥石との位置関係を示す正面図である。
【図９】上記歯車研削工具で研削した被削歯車の歯形形状を示すグラフである。
【図１０】歯車研削盤の透過斜視図である。
【符号の説明】
１    工具ヘッド
１ａ    先端面
２    工具軸
４    被取付孔
６    工具本体軸
６ａ    取付部（テーパシャンク）
７    ウォーム型研削砥石
８    ケーシング
２１    ケーシング本体部
２２    クランプ部
３０    当接部
３７    回転規制手段
５１    複合加工ＮＣ旋盤
５３    刃物台
５４    ワーク台
６１    主軸
Ａ    歯車研削工具
Ｗ    被削歯車
【図１】
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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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