歯面加工装置及び歯車製造方法
【課題】高硬歯車の面粗さの改善などを目的として加工圧を調節することができる歯面加工装置及び歯車製造方法を提供する。
【解決手段】歯面処置装置１０は、はす歯状砥石２と、はす歯状砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を移動できる位置調節手段３と、はす歯状砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を調節して、被加工歯車Ｗの１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面１１のみ、はす歯状砥石２の砥石歯面２１に当接させてはす歯状砥石２及び被加工歯車Ｗを噛み合わせるように位置調節手段３を作動させる相対位置制御部７１と、砥石回転手段４を作動させる砥石回転手段制御部７２と、回転トルクを所定範囲に調節するように回転トルク制御手段５を作動させるトルク制御手段制御部７３と、をもつ制御手段７とを有する。
【解決手段】歯面処置装置１０は、はす歯状砥石２と、はす歯状砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を移動できる位置調節手段３と、はす歯状砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を調節して、被加工歯車Ｗの１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面１１のみ、はす歯状砥石２の砥石歯面２１に当接させてはす歯状砥石２及び被加工歯車Ｗを噛み合わせるように位置調節手段３を作動させる相対位置制御部７１と、砥石回転手段４を作動させる砥石回転手段制御部７２と、回転トルクを所定範囲に調節するように回転トルク制御手段５を作動させるトルク制御手段制御部７３と、をもつ制御手段７とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯面加工装置及び歯車製造方法に関し、特に、はす歯状砥石を用いて高硬歯車の歯面を仕上げる歯面加工装置及び歯車製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車の歯面の面粗さを改善（面粗度を小さく）すれば、歯車の耐久性、伝達効率、騒音が改善することが知られている。
【０００３】
高硬歯車の歯面を仕上げる方法には、高速で回転しているネジ状砥石のフランク面と被加工歯車を強制的に同期回転させながら、被加工歯車の両歯面を同時に仕上げる高能率な歯車研削法が主流である。歯車研削法では、砥石のフランク面（砥石歯面）と被加工歯車の歯面との隙間がゼロ（バックラッシュゼロ）の状態で噛み合わせるため、砥石の切り込み速度をコントロールすることは出来るが、加工面の加工圧をコントロールすることが難しい。結果、加工条件や加工の状況（砥石の切れ味・砥石の目詰まり・削り代など）により、歯面加工点の圧力が変動し、被加工歯車の限度を超した高圧力が発生することがあり、被加工歯車の歯面に研磨焼けやクラックが発生し、時には砥石が破損することがあった。
【０００４】
また、従来の歯車研削法では、歯面の面粗度を小さくするために、例えば仕上げ用砥石（軟らかい、あるいは微細砥粉）を使用したとしても、バックラッシュゼロの条件で加工するため、加工圧のコントロールが難しく、砥石の破損を招き、面粗度を小さくするには限界があった。すなわち、面粗度を小さくするためには、適切な加工速度になるよう加工圧をコントロールすることが望まれていた。
【０００５】
さらに、他の歯面仕上げ法としては、ギヤホーニング法が存在している。しかしながら、特許文献１に示されるように、ギヤホーニング法は、砥石の歯面と歯車とをバックラッシュゼロで噛み合わせ、両歯面を同時に加工する方法のため、砥石の歯面と被加工歯車の歯面との間の加工圧を微妙にコントロールすることが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１２６５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、高硬歯車の面粗さの改善などを目的として加工圧を調節することができる歯面加工装置及び歯車製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る歯面加工装置は、回転軸で回転可能に支承されるはす歯状砥石と、被加工歯車を回転軸で回転可能に支承する被加工歯車支持手段と、前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を移動できる位置調節手段と、前記はす歯状砥石を回転させる砥石回転手段と、前記被加工歯車の回転トルクを制御する回転トルク制御手段を有し、前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を調節して、前記被加工歯車の１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面のみ、前記はす歯状砥石の砥石歯面に当接させて前記はす歯状砥石及び前記被加工歯車を噛み合わせるように前記位置調節手段を作動させる相対位置制御部と、前記砥石回転手段を作動させる砥石回転手段制御部と、前記回転トルクを所定範囲に調節するように前記回転トルク制御手段を作動させるトルク制御手段制御部とをもつ制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、はす歯状砥石は、歯の角度が大きくなったネジ状砥石を含む。ネジ状砥石は、１条又は２条以上のネジ山を有する。
【００１０】
また、本発明に係る歯面加工装置において、前記はす歯状砥石は、前記砥石歯面が前記被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材とすることができる。
【００１１】
さらに、本発明に係る歯面加工装置では、前記砥石回転制御部が前記砥石回転手段を回転させ、前記回転トルク制御手段制御部が前記被加工歯車を一方向及び他方向に回転トルクを切り替え、前記被加工歯車の前記一方及び他方の被加工歯面を加工することができる。
【００１２】
またさらに、本発明に係る歯面加工装置において、前記はす歯状砥石は、前記被加工歯車の歯溝の幅より歯厚を小さくすることが好適である。
【００１３】
さらにまた、本発明に係る歯面加工装置において、前記制御手段は、前記はす歯状砥石及び／又は前記被加工歯車を振動させるように前記位置調節手段を作動させる振動制御部をもつことができる。
【００１４】
また、本発明に係る歯面加工装置では、少なくとも隣り合う１対の山の形状を有し、前記１対の山で形成される谷で前記砥石の１つの山を拘束した状態で前記砥石歯面を成形及び目立てする砥石目立手段を有することができる。
【００１５】
さらに、本発明に係る歯面加工装置において、前記砥石目立手段には、両端面の箇所に、前記被加工歯車の小径に相当する円筒成形部が形成されていることとすることができる。
【００１６】
またさらに、本発明に係る歯面加工装置において、前記被加工歯車を回転可能に支承する被加工歯車支持手段には、ねじれ量を発生させるねじり緩衝体を設置することができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明に係る歯車製造方法は、回転軸で回転可能に支承されるはす歯状砥石と被加工歯車を回転軸で回転可能に支承する被加工歯車支持手段とをもつ加工装置を用い、前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を調節して、前記被加工歯車の１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面のみ、前記はす歯状砥石の砥石歯面に当接させて、前記はす歯状砥石及び前記被加工歯車を噛み合わせる位置調節工程と、前記はす歯状砥石を回転させる砥石回転工程と、前記砥石回転工程中に、前記被加工歯車の回転トルクを所定範囲に調節する回転トルク制御工程を有することを特徴とするものである。
【００１８】
位置調節工程と砥石回転工程とは、砥石回転工程は、位置調節工程の終了後、位置調節工程をしている間、あるいは位置調節工程より前に開始して良い。
【００１９】
また、本発明に係る歯車製造方法において、前記はす歯状砥石は、前記砥石歯面が前記被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材とすることができる。
【００２０】
さらに、本発明に係る歯車製造方法において、前記砥石回転工程では、前記はす歯状砥石を回転させ、前記回転トルク制御工程では、前記被加工歯車を一方向及び他方向に回転トルクを切り替えることで、前記被加工歯車の前記一方及び他方の被加工歯面を加工することができる。
【００２１】
またさらに、本発明に係る歯車製造方法において、前記はす歯状砥石は、前記被加工歯車の歯溝の幅より歯厚を小さくすることが好適である。
【００２２】
さらにまた、本発明に係る歯車製造方法において、前記砥石回転工程では、前記はす歯状砥石及び／又は前記被加工歯車を振動させ、さらに、前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を変化させる振動工程を実行することができる。
【００２３】
また、本発明に係る歯車製造方法では、少なくとも隣り合う１対の山の形状を有する砥石目立手段を用いることで、前記１対の山で形成される谷で前記砥石の１つの山を拘束した状態で、前記砥石歯面の成形及び目立てを行う砥石目立工程を実行することができる。
【００２４】
さらに、本発明に係る歯車製造方法において、前記砥石目立手段には、両端面の箇所に、前記被加工歯車の小径に相当する円筒成形部が形成されており、前記砥石目立工程は、前記円筒成形部を用いて前記砥石歯面の成形及び目立てを行う処理を含むこととすることができる。
【００２５】
またさらに、本発明に係る歯車製造方法において、前記被加工歯車を回転可能に支承する被加工歯車支持手段には、ねじれ量を発生させるねじり緩衝体を設置することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る歯面加工装置では、被加工歯車の１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面のみ、はす歯状砥石の砥石歯面に当接させ、他方の被加工歯面は砥石歯面に当接しない状態で噛み合わせ、砥石回転手段がはす歯状砥石を回転させる。すなわち、被加工歯車の他方の被加工歯面は砥石歯面に接していないため、砥石歯面との間に隙間がある状態で、はす歯状砥石が回転する。そのため、砥石歯面と被加工歯面との間の加工圧をコントロールしやすい。加工圧のコントロールは、回転トルク制御手段によって被加工歯車の回転トルクを制御することで行う。結果、被加工歯車の研磨焼けやクラックの発生、砥石の破損を回避しながら、被加工歯車の被加工歯面の面粗さを改善することが可能である。
【００２７】
また、砥石歯面との間に隙間があると、はす歯状砥石の回転軸と被加工歯車の回転軸との相対位置関係を変化させやすいため、被加工歯車が実際に噛み合う歯車を考慮して被加工歯面を加工することができる。
【００２８】
また、本発明によれば、砥石歯面が被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材をはす歯状砥石に採用することで、前工程の精度に影響されずに加工圧のコントロールがし易く、被加工歯車の研磨焼けやクラックの発生、砥石の破損をより回避することができる。つまり、前工程に生じた歯面の凹凸によって加工圧が変わることが考えられるが、変形可能であれば、歯面の凹凸にそって変形することができるため、前工程の精度に影響されにくい。
【００２９】
また、本発明によれば、はす歯状砥石を一定速度に回転させ、被加工歯車の回転トルクを切り替えることで、被加工歯車やはす歯状砥石などの取り付け向きをセットし直すことなく、被加工歯車の被加工歯面の片歯面ずつ、両歯面を加工することができる。また、はす歯状砥石の回転を素早く反転させるには大きなトルクが必要であるが、本発明のはす歯状砥石は一定速度で一方向に回転させた状態で、回転トルク制御手段による回転トルクの方向を反転するだけで足りる。よって、回転トルク制御手段によるトルクの反転は小さなトルクで実現可能なため、全体としてみた場合であっても、それほど大きな出力のモーターを必要とせず、モーターなど装置全体を小型化できる。
【００３０】
また、本発明によれば、はす歯状砥石の歯厚を、被加工歯車の歯溝の幅より小さくすることで、はす歯状砥石と被加工歯車との相対位置の調節がし易く、より確実に被加工歯車一方の被加工歯面にのみ砥石歯面を当接することができる。
【００３１】
また、本発明によれば、制御手段が位置調節手段を作動させて、はす歯状砥石及び／又は被加工歯車を振動させ、被加工歯車とはす歯状砥石との相対位置を変化させることができるため、被加工歯車が実際に噛み合う歯車を考慮して被加工歯面を加工することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、砥石目立手段の隣り合う１対の山で形成される谷で、砥石の１つの山を挟み込んで拘束するため、砥石の山が成形及び目立てにより変形しにくい。そのため、砥石の砥石歯面が被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材である場合に、特に効果的に砥石を成形及び目立てすることができる。
【００３３】
さらに、本発明によれば、砥石目立手段には、両端面の箇所に、被加工歯車の小径に相当する円筒成形部が形成されているので、さらに効率良く砥石を成形及び目立てすることができる。
【００３４】
また、本発明によれば、被加工歯車を回転可能に支承する被加工歯車支持手段に対して、ねじれ量を発生させるねじり緩衝体を設置しているので、例えば、歯面の加工荷重（トルク）測定と、より安定的な加工荷重（トルク）を得る為に、歯車軸のトルクを計測する機能と、トルクを蓄える機能を得ることができる。
【００３５】
また、本発明に係る歯車製造方法では、位置調節工程で被加工歯車の１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面のみ、はす歯状砥石の砥石歯面に当接し、砥石回転工程ではす歯状砥石を回転させるため、被加工歯車の他方の被加工歯面は砥石歯面と当接しておらず、隙間が確保された状態で被加工歯面を加工することができる。そのため、砥石歯面と被加工歯面との間の加工圧をコントロールしやすい。加工圧のコントロールは、回転トルク制御工程で被加工歯車の回転トルクを所定範囲に調節することで行われる。結果、被加工歯車の研磨焼けやクラックの発生、砥石の破損を回避しながら、被加工歯車の被加工歯面の面粗さを改善することが可能である。
【００３６】
そして、砥石歯面との間に隙間があると、はす歯状砥石と被加工歯車との相対位置関係を変化させやすいため、被加工歯車実際に噛み合う歯車を考慮して被加工歯面を加工することができる。
【００３７】
また、本発明によれば、砥石歯面が被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材をはす歯状砥石に採用することで、前工程の精度に影響されずに加工圧のコントロールがし易く、被加工歯車の研磨焼けやクラック発生、砥石の破損をより回避することができる。
【００３８】
また、本発明によれば、砥石回転工程においてはす歯状砥石を一定方向で回転させ、回転トルク制御工程において被加工歯車の回転トルクを切り替えることができるため、被加工歯車やはす歯状砥石などの取り付け向きをセットし直すことなく、被加工歯車の歯面の片歯毎、両歯面を加工することができる。また、はす歯状砥石の回転を素早く反転させるには大きなトルクが必要であるが、本発明のはす歯状砥石は一定速度で一方向に回転させた状態で、回転トルク制御手段による回転トルクの方向を反転するだけで足りる。よって、回転トルク制御手段によるトルクの反転は小さなトルクで実現可能なため、全体としてみた場合であっても、それほど大きな出力のモーターを必要とせず、装置全体を小型化できる。
【００３９】
また、本発明によれば、はす歯状砥石の歯厚を、被加工歯車の歯溝の幅より小さくすることで、より確実に被加工歯車一方の被加工歯面にのみ砥石歯面を当接することができる。
【００４０】
また、本発明によれば、振動工程において、被加工歯車の回転軸とはす歯状砥石の回転軸との相対位置を変化させることができるため、被加工歯車が実際に噛み合う歯車を考慮して被加工歯面を加工することができる。
【００４１】
また、本発明によれば、少なくとも隣り合う１対の山の形状を有する砥石目立手段を用いることで、１対の山で形成される谷で砥石の１つの山を拘束した状態で、砥石歯面の成形及び目立てを行う砥石目立工程を実行するので、効果的に砥石を成形及び目立てすることができる。
【００４２】
さらに、本発明によれば、砥石目立手段には、両端面の箇所に、被加工歯車の小径に相当する円筒成形部が形成されており、この砥石目立工程は、円筒成形部を用いて砥石歯面の成形及び目立てを行う処理を含むので、さらに効率良く砥石を成形及び目立てすることができる。
【００４３】
また、本発明によれば、被加工歯車を回転可能に支承する被加工歯車支持手段に対して、ねじれ量を発生させるねじり緩衝体を設置しているので、例えば、歯面の加工荷重（トルク）測定と、より安定的な加工荷重（トルク）を得る為に、歯車軸のトルクを計測する機能と、トルクを蓄える機能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態１の歯面加工装置１０の構成の説明図である。
【図２】本実施形態１の歯面加工装置１０で用いられる回転トルク制御手段５の構成を示す一部断面である。
【図３】本実施形態１の歯車加工装置１０で用いられる調節部材８の構成を示す一部断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本実施形態１の歯面加工装置１０の構成の説明図である。
【図６】本実施形態１の歯面加工装置１０で実行される歯車製造方法のフローチャートである。
【図７】本実施形態１の歯面加工装置１０で実行される歯車製造方法の砥石回転工程Ｓ４のフローチャートである。
【図８】本実施形態２の歯面加工装置で用いられる調節部材９の構成を示す説明図である。
【図９】本実施形態２の歯面加工装置における回転トルクを測定する方法を説明するための図であり、（ａ）が初期状態、（ｂ）及び（ｃ）が初期状態からのずれを示す説明図である。
【図１０】本実施例１に係る歯面加工装置におけるシステム構成を示す図である。
【図１１】本実施例２に係る歯面加工装置におけるシステム構成を示す図である。
【図１２】本実施例３に係る歯面加工装置におけるシステム構成例を示す図である。
【図１３】本実施例４に係る歯面加工装置におけるシステム構成例を示す図である。
【図１４】本変形形態１の歯面加工装置で用いられる砥石目立手段２３の構成を示す説明図である。
【図１５】図１４の一部断面図である。
【図１６】砥石の歯面を成形及び目立てする従来の方法を説明するための説明図である。
【図１７】本変形形態２に係る砥石目立手段を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明の代表的な実施形態を図１〜図９を参照して説明する。本実施形態に係る歯面加工装置及び歯車製造方法は、被加工歯車Ｗとして平歯車又ははす歯歯車の歯面を加工するものである。そして、本実施形態で用いられる加工方法は、片歯面ずつを加工する方法であり、歯面の加工程度は問わない。本実施形態に係る歯面加工装置及び歯車製造方法は、例えば、研削法、ホーニング法、超仕上げ法に応用でき、シェービング加工方法のカッターを砥石に代えて応用することもできる。
【００４６】
［実施形態１］
本実施形態１の歯面加工装置１０は、図１に示されるように、砥石（はす歯状砥石）２と、位置調節手段３と、砥石回転モーター（砥石回転手段）４と、回転トルク制御手段５と、制御手段７とを有する。
【００４７】
砥石２は、はす歯状砥石の歯の角度が大きくなったネジ状砥石を用いる。そして、砥石２は、砥石歯面２１が被加工歯車Ｗの被加工歯面１１の形状に沿うように変形可能な弾性素材を用いている。砥石２の歯厚は、被加工歯車Ｗの歯溝の幅より小さい。砥石２は、回転軸Ｃを回転中心として回転可能に取り付け基部（図略）に支承されている。
【００４８】
砥石回転モーター４は、減速機構（図示略、必ずしも必要ではない）を介して、砥石２を回転軸Ｃ周りに回転させる。
【００４９】
回転トルク制御手段５は、図２に示されるように、被加工歯車支持手段６と、保持部材５１と、調節部材５２とを有する。被加工歯車支持手段６は、被加工歯車Ｗに一端部６１１が挿入される軸部６１と、軸部６１のフランジ部６１２との間で被加工歯車Ｗを側面から挟持する押さえ部材６２と、押さえ部材６２の中心を貫通し軸部６１の一端部６１１に締結挿入される締結部材６３とを有する。被加工歯車Ｗの内周に挿入される一端部６１１には、軸線方向に開口し、締結部材３２が締結挿入されるネジ穴６１３が形成されている。押さえ部材６２には、軸部６１の一端部６１１に合わせたときに、軸部６１のネジ穴６１３と連通する貫通孔６２１が中央部分に形成されている。締結部材６３は、押さえ部材６２の貫通孔６２１及び軸部６１のネジ穴６１３と締結挿入されるネジ６３１と、ネジ６３１及び押さえ部材６２の間に位置する座金６３２とを有する。被加工歯車支持手段６の軸部６１は、被加工歯車Ｗに挿入される一端部６１１と、軸部６１の他端部６１４に取り付けられた保持回転軸６１５以外の部分が保持部材５１によって回転可能に保持される。保持部材５１は、図示されていない台座に固定される本体部５１１と、軸受け部材５１２とを有する。本体部５１１は、軸部６１が挿入される貫通孔５１１ａが内部に形成されており、軸受け部材５１２を介して軸部６１（被加工歯車支持手段６）を回転可能に保持する。保持部材５１に回転可能に支承される被加工歯車支持手段６の軸部６１に被加工歯車Ｗは挿入され、軸部６１の一端部６１１に押さえ部材６２を合わせた後、締結部材６３によって締結され、被加工歯車Ｗは、被加工歯車支持手段６と回転軸Ｘで一体回転可能に支承される。
【００５０】
調節部材５２は、被加工歯車Ｗが挿入される被加工歯車支持手段６の保持回転軸６１５に設置される。例えば、保持回転軸６１５にオイルシール５２１をいくつか嵌挿することで、被加工歯車Ｗの回転トルクを所定範囲内に調節することが考えられる。
【００５１】
また、図３及び図４には、オイルシール５２１以外の方法を利用して、被加工歯車Ｗの回転トルクを調節する調節部材８が示されている。軸部６１の被加工歯車Ｗに挿入される一端部６１１とは反対側の他端部６１４の外周には、軸部６１と一体回転する第１ディスク８１が嵌合されている。他端部６１４に固定される保持回転軸６１６の外周には、摩擦材８２を介して第１ディスク８３と相対回転可能に第２ディスク８３が配置されている。摩擦材８２は、リング状をしており、軸部６１の軸線方向において、第１ディスク８１と第２ディスク８３との間に位置する。本実施形態では、摩擦材８２は第２ディスク８３の表面（第１ディスク８１と当接する面）に貼り付けられているが、第１ディスク８１の表面（第２ディスク８３と当接する面）に貼り付けても良いし、第１ディスク８１及び第２ディスク８３の双方に貼り付けても良い。なお、摩擦材８２の形状は、リング状に限られず、周方向に適当な間隔（等間隔、不等間隔問わず）で配置されても良い。
【００５２】
第２ディスク８３の外周側の一箇所には、棒状のストッパ８６が周方向に２つ並んだ状態で配置されており、ストッパ８６の軸線が軸部６１の軸線方向を向くように一端部で嵌合されている。そして、ストッパ８６は、他端が第２ディスク８３から軸線方向に突き出しており、突き出した２つのストッパ８６の間には、弾性体からなる測定用部材８７が位置する。測定用部材８７は、補助部材８７１と共に、第２ディスク８３の外周側で、締結部材８７２によってケース８０に固定されている。測定用部材８７には、ひずみ計測器が取り付けられており、計測された計測値は、後述するトルク制御手段制御部７３に伝達される。ひずみ計測器は、ひずみゲージなどによりひずみの大きさを測定するものや、光学的方法などにより測定用部材８７の位置（回転トルクが付加されていない場合を基準とした位置）を計測することによりひずみの大きさを測定するものなどを採用でき、その測定原理や測定方式は特に限定されない。
【００５３】
第２ディスク８３は、軸線方向において摩擦材８２とは逆側で、軸部６１の他端部６１４に固定されている保持回転軸６１６に軸受け８４を介して回転自在に支承されている。軸線方向において、第２ディスク８３とケース８０との間には、コイル状バネ８５と補助ディスク８８とが配置されている。コイル状バネ８５は、一端が第２ディスク８３に、他端が補助ディスク８８に当接され、軸線方向に伸縮可能に配置されており、補助ディスク８８は、コイル状バネ８５が係合する面とは逆の面がケース８０の外部から挿入されるトルク調節部材８９によって、軸線方向に押圧される。
【００５４】
トルク調節部材８９は、軸線方向に移動可能に配設されている。そして、トルク調節部材８９は、軸線方向に移動することにより、被加工歯車Ｗと砥石２との間に作用する圧力に関連する被加工歯車Ｗに加わる回転トルクの大きさを調節することができる。例えば、被加工歯車Ｗの回転トルクを大きくする場合は、トルク調節部材８９を軸線方向で軸部６１側に移動させることで、補助ディスク８８が軸線方向にコイル状バネ８５を押す。そして、縮み方向に荷重が加えられたコイル状バネ８５は、第２ディスク８３を軸線方向に押圧し、摩擦材８２が第１ディスク８１に押圧される。結果、回転軸Ｘで回転する被加工歯車Ｗと一体回転する軸部６１は、その押圧力に応じた回転トルクを回転方向とは反対方向に変えられ、回転トルクが大きくなる。
【００５５】
本実施形態におけるトルク調節部材８９は、ケース８０に螺合するネジ（図略）が外周に形成され、回転することでそのネジの作用により軸線方向に移動する。また、トルク調節部材８９は、後述するトルク制御手段制御部７３によって回転させられる。なお、トルク調節部材８９を軸線方向に移動する手段は、ケース８０に対して軸線方向に移動することができるものであれば、ネジに限られない。
【００５６】
図１に戻って、位置調節手段３は、送りネジ（図示略）と送りネジの一端と係合するサーボモーター（図示略）とを有し、送りネジの他端は、取り付け基部に係合する。取り付け基部は、砥石２を回転可能に支承しており、台座（図略）に移動可能に配置されている。そして、位置調節手段３は、サーボモーターの作動によって、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を調節する。なお、サーボモーターは、パルスモーターなど他のモーターを用いることができる。
【００５７】
制御手段７は、相対位置制御部７１と、砥石回転手段制御部７２と、トルク制御手段制御部７３と、振動制御部７４とを有する。相対位置制御部７１は、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を調節して、被加工歯車の１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面１１のみ、砥石２の砥石歯面２１に当接させて、砥石２及び被加工歯車Ｗを噛み合わせるように位置調節手段３を作動させる。砥石歯面２１と被加工歯車Ｗの他方の被加工歯面１２との間に隙間ｄを確保した状態で砥石２及び被加工歯車Ｗを噛み合わせる位置の調節は、機構的にも電気的にも行うことができる。例えば、本実施形態１では、砥石２の歯厚を被加工歯車Ｗの歯溝の幅より小さくしているため、機構的に、被加工歯車Ｗの歯先が砥石２の歯底に当接した時点で、砥石２及び／又は被加工歯車Ｗの移動は停止する。あるいは、光位置センサー、超音波距離計、光学式距離測定器などを用いて、砥石歯面２と被加工歯車Ｗの他方の被加工歯面１２との隙間を測定し、その測定結果に基づいて目的の相対位置になるように、位置調節手段３を作動させることができる。また、隙間ｄが確保できる砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの位置関係をあらかじめ導き出しておき、その位置に砥石２の回転軸Ｃ及び／又は被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの位置関係を調節する構成とすることもできる。
【００５８】
砥石回転手段制御部７２は、砥石回転モーター４を制御することで、砥石２の回転方向を切り替えることができる。図１において、砥石２が回転方向Ｎ（回転方向Ｚ）で回転する場合に、被加工歯車Ｗが回転方向Ａで回転すると、図１に示す断面において、見かけ上、歯（山）が矢印Ｇ方向に移動する。砥石２の回転の制御は特に限定しないが、砥石の周速度が一定になるように制御することが望ましい。従って、砥石が摩耗して小さくなった場合には、砥石２の角速度を大きくするなどして周速度を一定に保つことが望ましい。
【００５９】
トルク制御手段制御部７３は、被加工歯車Ｗの回転トルクＦを所定範囲に調節するように、回転トルク制御手段５を作動させる。トルク制御手段制御部７３は、被加工歯車Ｗの回転トルクＦを検出し、回転トルクＦを調節する。被加工歯車Ｗの回転トルクＦは、回転トルク制御手段５の調節部材８の測定用部材８７によって測定されたひずみに基づき、トルク制御手段制御部７３によって求められる。そして、求められた回転トルクＦが所定範囲内となるように、調節部材８のトルク調節部材８９を軸線方向に移動させる制御信号を送信する。検出した回転トルクＦが基準となる所定範囲よりも小さければ回転トルクＦを大きくする方向にトルク調節部材８９を移動させ、検出した回転トルクＦが基準となる所定範囲よりも大きければ回転トルクＦを小さくする方向にトルク調節部材８９を移動させ、検出した回転トルクＦが基準となる所定範囲の範囲内であればトルク調節部材８９の軸線方向の位置を維持する。被加工歯車Ｗの回転トルクＦを制御することで、砥石歯面２１と被加工歯面１１との加工圧力Ｐを調節することができる。
【００６０】
振動制御部７４は、砥石２及び／又は被加工歯車Ｗを振動させるように位置調節手段３を作動させ、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を変化させる。例えば、図１に示すように、被加工歯面１１の歯面の形状に沿う方向Ｙに、砥石２を移動させる。移動（振動）させる方向は、被加工歯面１１の歯幅、歯たけ方向に対して傾斜している方向や平行、垂直方向、あるいは円形に振動する等、限定されないが、特に、径方向に振動するのが好ましい。なお、振幅の大きさは、砥石歯面２１と被加工歯面１１とが噛み合って振動できる範囲であり、例えば、本実施形態１の場合は、１μｍ〜１００μｍとなっている。そして、砥石歯面２１と被加工歯面１１とは接触している状態が望ましく、また、振動制御部７４による砥石２の移動（振動）方向は圧力が変化しない方向が望ましく、さらには圧力変化が許容できる範囲での移動（振動）が望ましい。
【００６１】
位置調節手段３により振動を付与する場合には、位置調節手段３自身が有する、送りネジとサーボモーターとによって、砥石２を目的の振幅・周波数で移動させて振動させる構成を用いても良いし、位置調節手段３以外に別の振動装置を有する構成とすることもできる。別の振動装置としては、例えば、超音波発生手段などがある。
【００６２】
制御手段７は、被加工歯面１１の加工後、被加工歯車Ｗの他方の被加工歯面１２を加工するために、砥石回転手段制御部７２によって、砥石２の回転方向を切り替える。歯車加工装置１０の砥石２を逆回転した場合が、図５に示されている。図５において、砥石２が回転方向Ｎの逆回転方向Ｍ（回転方向Ｂ）に回転すると、図５に示す断面において、見かけ上、歯（山）が矢印Ｈ方向に移動する。すると、被加工歯車Ｗの１つの歯の被加工歯面１１の他方の被加工歯面１２が、砥石歯面２１と当接する。また、被加工歯車Ｗは、回転方向Ａの逆方向の回転方向Ｅの方向に回転する。その際、トルク制御手段制御部７３は、被加工歯車Ｗの回転トルクＪを所定範囲に調節するように、回転トルク制御手段５を作動させる。
【００６３】
図６は、本実施形態１の歯車処理装置１０で実行される歯車製造方法の代表的な制御方法を示したフローチャートを示す。但し、このフローチャートにて示した制御方法は一例であり、これに限定されるものではない。
【００６４】
歯車製造方法は、位置調節工程Ｓ３と砥石回転工程Ｓ４とを有する。位置調節工程Ｓ３では、相対位置制御部７１によって、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を調節し、被加工歯面１１のみ砥石歯面２１に当接させて砥石２と被加工歯車Ｗとを噛み合わせる。砥石回転工程Ｓ４では、砥石回転手段制御部７２によって、砥石２を回転させる。砥石回転工程Ｓ４は、位置調節工程Ｓ３の途中や、位置調節工程Ｓ３を開始する前に開始しても良い。なお、本実施形態１の歯車製造方法は、位置調節工程Ｓ３及び砥石回転工程Ｓ４を所定条件が満たされるまで繰り返すようにしても良い。所定条件としては、一定時間が経過すること、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置が所定の範囲に入ったこと、被加工歯面１１の加工程度が所定範囲にまで進んでいることなどが考えられる。
【００６５】
回転トルク制御工程Ｓ５は、図７に示されるように、砥石回転工程Ｓ４中に実行される。回転トルク制御工程Ｓ５は、回転トルク制御部７３によって、被加工歯車Ｗの回転トルクを所定範囲に調節するように回転トルク制御手段５の作動を制御する。また、砥石回転工程Ｓ４中において、振動工程Ｓ６を実行する場合もある。振動工程Ｓ６では、振動制御部７４からの動作指令に基づいて、位置調節手段３による砥石２の移動が実行される。砥石２が移動することで、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置が変化する。
【００６６】
歯車製造方法は、砥石回転工程Ｓ４において砥石２を回転させ、回転トルク制御工程Ｓ５を実行する。回転トルク制御工程Ｓ５では、被加工歯車Ｗの回転トルクを制御し、砥石歯面２１と被加工歯面１１との加工圧Ｐをコントロールする。そして、砥石回転工程Ｓ４中で回転トルク制御工程Ｓ５が実行されている状態で、振動工程Ｓ６を任意に実行することができる。振動工程Ｓ６を実行することで、被加工歯面１１の形状をより精密に、あるいは高能率に加工することができる。
【００６７】
そして、本実施形態１の歯車処理装置１０で実行される歯車製造方法によれば、被加工歯車Ｗの歯面の一方の処理の後、砥石２の回転方向を切り替えることで、他方の被加工歯面を加工することができる。また、回転トルク制御手段５が、回転トルクを被加工歯車Ｗが増速する方向にも付与できる場合（調節部材５２，８を回転させることができるモーターが設けられている場合など）には、回転トルク制御工程Ｓ５において、被加工歯車Ｗの回転トルクを制御し、砥石２の回転する速さより被加工歯車Ｗの回転が増速する方向に回転トルクを付与することで、被加工歯車Ｗの他方の被加工歯面を加工することができる。
【００６８】
本実施形態１の歯面加工装置１０及び歯車製造方法によれば、砥石歯面２１と被加工歯面１１とを当接させ、砥石歯面２１と他方の被加工歯面１２との間に隙間ｄが設けられるように、砥石２と被加工歯車Ｗとを噛み合わせるため、砥石歯面２１と被加工歯面１１との間の加工圧Ｐをコントロールし易い。加工圧Ｐのコントロールは、例えば、歯車付勢工程Ｓ５を実行して歯車回転モーター４で被加工歯車Ｗの回転トルクを制御する。加工圧Ｐをコントロールし易いことで、被加工歯車Ｗの研磨焼けやクラックの発生、砥石２の破損を回避しながら、被加工歯車Ｗの被加工歯面１１の面粗さを改善することができる。
【００６９】
また、隙間ｄがあることで、砥石２と被加工歯車Ｗとの相対位置関係も変化させ易い。例えば、振動工程Ｓ６を実行して位置調節手段３によって砥石２を移動させる。このように、砥石２が回転している状態で、砥石２を振動するように移動させることで、被加工歯車Ｗが実際に噛み合う歯車を考慮して、被加工歯面の形状を加工することができる。実際に噛み合う歯車を考慮した歯面によれば、騒音が抑制される。
【００７０】
また、砥石回転モーター４の回転方向を切り替えられるため、被加工歯車Ｗの取り付け向きを変えてセットし直すことなく、被加工歯車Ｗの他方の被加工歯面１２を加工することができる。
【００７１】
さらに、砥石２として、砥石歯面１２が被加工歯面１１の形状に沿うように変形可能な素材を採用することで、変形した歯面に沿って磨き上げる事が出来る。
【００７２】
［実施形態２］
本実施形態２の歯面加工装置は、実施形態１の歯面加工装置１０と基本的に同様の構成及び作用効果を有する。以下、異なる構成及び作用効果を中心に説明する。
【００７３】
本実施形態２の歯面加工装置は、調節部材９が、実施形態１の歯面加工装置１０で用いられる調節部材５２，８と異なっている。本実施形態２の歯面加工装置で用いられる調節部材９は、図８に示されるように、被加工歯車Ｗに一端が挿入され、図略された軸受け部に対して回転可能な状態で軸部６１の他端６１４側が設置される。調節部材９は、他端の端部にトルクを生成するトルク生成モーター９１と、トルク生成モーター９１及び軸部６１の間に第１測定部材９２と、第２測定部材９３と、ねじり緩衝体９４とを有する。第１測定部材９２及び第２測定部材９３は、トルク生成モーター９１のモーター軸９０に同軸に回転可能に設置される円盤状の部材である。第１測定部材９２及び第２測定部材９３は、軸線方向に厚みのある円筒状の部材でも良い。ねじり緩衝体９４は、軸線方向で第１測定部材９２と第２測定部材９３との間に位置するねじりバネである。ただし、ねじり緩衝体９４は、ねじりバネに限られるものではなく、ゴムやコイルバネ等の弾性力を有する部材であれば良い。
【００７４】
第１測定部材９２及び第２測定部材９３は、それぞれ周方向に少なくとも１つ、基準ポイント９２１，９３１を有する。被加工歯車Ｗの被加工歯面１１に加わる回転トルクの調節は、２つの基準ポイント９２１，９３１のずれを検知し、その値を用いて行うことができる。基準ポイント９２１，９３１の検知は、光学センサー、磁気センサー、画像処理センサーなどの位置検出センサー９５，９６で行う。なお、図８において、基準ポイント９２１，９３１は、円盤状の本体から径方向に突出した形状としてあるが、突出した形状に限定されない。通過を画像によって識別可能な色彩だけの場合、あるいは磁石が埋め込まれており外観に現れていない場合も考えられる。
【００７５】
基準ポイント９２１，９３１を用いて、回転トルクを調節する方法として、例えば以下に示す方法がある。なお、これは一例であり、本発明は、この方法に限定されるものではない。まず、被加工歯車Ｗが砥石２と噛み合っておらず、トルク生成モーター９１が駆動していない状態の基準ポイント９２１，９３１のぞれぞれの位置を確認する。必要に応じて、それぞれの位置を周方向で同じ位置に調整する（図９（ａ）参照）。次に、噛み合っていない状態で、被加工歯車Ｗと砥石２とが同期回転する回転数となるように、トルク生成モーター９１を駆動する。砥石２の回転数がＮ２、被加工歯車Ｗの歯数がＺ、砥石２の条数がＪである場合、被加工歯車Ｗは、回転数Ｎ３＝Ｎ２／Ｚ＊Ｊで同期回転する。トルク生成モーター９１が被加工歯車Ｗを回転数Ｎ３となるように駆動したとき、基準ポイント９２１，９３１が周方向でずれた状態を初期状態（被加工歯車Ｗの被加工歯面１１に加わるトルクがゼロ）とする。被加工歯車Ｗと砥石２とが位置調節手段３によって、相対位置が調節されて噛み合い、砥石回転手段制御部７２によって砥石２が回転した後は、基準ポイント９３１が初期状態からどれだけずれているか検知し（図９（ｂ）、（ｃ））、トルク生成モーター９１の駆動を調節する。なお、初期状態は、被加工歯車Ｗを取り替える毎、一定時間経過毎、加工の進行程度に応じてなど、適正に設定すれば良い。
【００７６】
トルク生成モーター９１を加速方向に駆動して基準ポイント９３１がずれた正方向の場合（図９（ｂ））、被加工歯面１１が加工される。トルク生成モーター９１を減速方向に駆動して基準ポイント９３１が正方向に対して逆方向にずれた場合（図９（ｃ））、被加工歯面１１の逆歯面である他方の被加工歯面１２が加工される。トルク制御手段制御部７３は、トルク生成モーターの電力や回転数を増減させ、初期状態からの±Ｓの大きさを変えて、加工圧Ｐを調節する。
【００７７】
本実施形態２の歯面加工装置によれば、砥石回転モーター４の回転方向を切り替えるのではなく、回転トルク制御手段５としての調節部材９のトルク生成モーター９１を調節することで、被加工歯車Ｗの他方の被加工歯面１２を加工することができ、被加工歯車Ｗの取り付け向きを変えてセットし直したり、砥石の回転方向を変える必要がなく、効率的に被加工歯車Ｗの両歯面を加工することができる。
【００７８】
以上、図１〜図９を用いることで、本発明の基本構成である実施形態１及び２を説明した。ただし、上述した実施形態１及び２は、本発明に係る歯面加工装置と、この装置を用いて実行される歯車製造方法の基本的な概念を説明したものである。そこで、次に、図１０〜図１３を参照して、本発明に係る歯面加工装置の具体的なシステム構成の実施例を説明することとする。
【００７９】
［実施例１］
ここで、図１０は、本実施例１に係る歯面加工装置におけるシステム構成を示す図である。なお、図１０で例示する実施例１に係る歯面加工装置は、砥石２と被加工歯車Ｗが同期回転を行う方式を採用した装置である。
【００８０】
本実施例１に係る歯面加工装置において、砥石２には、スピンドルモーターである砥石回転モーター４が連結されており、このスピンドルモーター４によって、はす歯状をした砥石２が回転駆動可能となっている。なお、スピンドルモーター４には、内蔵検出器４ａが設置されており、砥石２の回転量を把握できるようになっている。一方、被加工歯車Ｗは、Ｃ軸１６とタイミングベルト１７を介して駆動用サーボモーター１８と連結されており、被加工歯車Ｗについても、この駆動用サーボモーター１８によって回転駆動可能となっている。そして、スピンドルモーター４に連結された砥石２と、駆動用サーボモーター１８に連結された被加工歯車Ｗとは、電子ギヤボックス１９を介して電気的かつ制御的に接続されており、両者は噛み合わさった状態で同期回転することができるように構成されている。
【００８１】
なお、一般的な数値制御を使って研削を行う従来の機構においても、スピンドルモーターと連結した「はす歯状砥石」と、駆動用サーボモーターと連結した「被加工歯車」とを、電子ギヤボックスを介して噛み合わせて同期回転させることが行われていた。しかしながら、従来技術では、はす歯状砥石の切込みは、被加工歯車のラジアル方向に向けて別のサーボモーターを使って切込みをかけることで、被加工歯車の両歯面を同時研削することが行われていた。しかしながら、図１０で例示する本実施例１に係る歯面加工装置では、被加工歯車Ｗのラジアル方向への砥石２の切り込みに際して、別のサーボモーターを使用する必要がない。すなわち、本実施例１に係る歯面加工装置によれば、電子ギヤボックス１９で同期回転して噛合っている砥石２と被加工歯車Ｗのうち、被加工歯車Ｗに連結された駆動用サーボモーター１８に対して、同期の「進み」や「遅れ」を別個に指令し、歯車の噛合いピッチ方向に「切込み」（位置制御・電流制限）をかけることで、歯車の片歯面毎に歯面圧力を加えて研磨することが可能となっている。
【００８２】
このように、電子ギヤボックス１９を用いた同期回転方式のシステム構成は、はす歯状砥石２と被加工歯車Ｗとが自身のトルクによって回転することになるので、例えばＣ軸１６の慣性や回転抵抗に左右されず、加工歯面に対して小さく安定した荷重を与えることが可能となる。また、砥石２と被加工歯車Ｗとの相対加工方向が同じ方向となり、左右歯面が同じ加工条件となるので、表面性状や表面粗さが均一化できるといった利点も得られる。さらに、本実施例１によれば、はす歯状砥石２の回転停止・逆回転起動の動作が不要となるので、省エネ・省資源・加工時間短縮等といった効果が得られる。
【００８３】
［実施例２］
以上、図１０を用いて、本実施例１に係る歯面加工装置を説明した。しかし、実施例１の構造は、「進み」方向のトルク調製は容易であるが、「遅れ・減速」方向でのトルク調整に改良すべき余地が残されていた。そこで次に、実施例２として、「進み・遅れ」方向に関係無くトルク管理が容易なシステム構成例を説明する。ここで、図１１は、本実施例２に係る歯面加工装置におけるシステム構成を示す図である。なお、図１１で例示する実施例２に係る歯面加工装置についても、砥石２と被加工歯車Ｗが同期回転を行う方式を採用した装置である。また、本実施例２の歯面加工装置は、実施例１の歯面加工装置と同一又は類似の構成及び作用効果を有するので、以下では、異なる構成及び作用効果を中心に説明する。
【００８４】
本実施例２に係る歯面加工装置では、被加工歯車Ｗと駆動用サーボモーター１８との間に設置されたＣ軸１６´に対して、ねじり緩衝体１６ａが設置されるとともに、このねじり緩衝体１６ａの両端に対して、それぞれ１つずつポジションコーダー１６ｂ，１６ｃを設置する構成が採用されている。一対のポジションコーダー１６ｂ，１６ｃは、ねじり緩衝体１６ａのねじれ量を測定して被加工歯車Ｗに加わる加工トルクを検知するとともに、駆動用サーボモーター１８に対して位置制御と電流制御を行うことができるので、かかる構成によって、被加工歯車Ｗに加わる加工圧力を調整することが可能となっている。なお、ねじり緩衝体１６ａについては、ばねやゴム等といった小さな力で変形し、共振し難い素材を用いることが好適である。ただし、本実施例２で用いることのできるねじり緩衝体１６ａは、これらのものに限られず、例えば、電気的な緩衝体を用いることも可能である。
【００８５】
なお、図１１では示していないが、本実施例２に係る歯面加工装置に対しては、被加工歯車Ｗの回転軸上に砥石成形用ロータリードレッサーを設置してもよい。本実施例２に係る歯面加工装置に砥石成形用ロータリードレッサーを併設することで、砥石成形が容易な装置構成とすることができる。
【００８６】
また、本実施例２に係る歯面加工装置に対して、ねじり緩衝体１６ａの機能選択を行うためのクラッチ機能を追加することで、ねじり緩衝体１６ａの機能のＯＮ／ＯＦＦが可能な装置構成を採用することも可能である。クラッチ機能をＯＮ状態としてねじり緩衝体１６ａを剛体として機能させれば、Ｃ軸１６´は研磨軸とドレス軸を兼用した軸となり、好適である。
【００８７】
さらに、上述した実施例２では、ねじり緩衝体１６ａのねじれ量を一対のポジションコーダー１６ｂ，１６ｃによって測定する構成が採用されていたが、例えば、ねじり緩衝体１６ａに対してストレンゲージを貼り、直接撓み量を検出することで、加工トルクを測定する手法を採用することもできる。
【００８８】
［実施例３］
上述した本実施例２については、電子ギヤボックス１９を廃止することで、コスト削減を図った装置構成を実現することも可能である。かかる廉価版の構成を、図１２に例示する。ここで、図１２は、本実施例３に係る歯面加工装置におけるシステム構成例を示す図である。
【００８９】
図１２に示す本実施例３に係る歯面加工装置の場合、実施例１及び２で示した電子ギヤボックス１９が廃止されている。そこで、本実施例３に係る歯面加工装置では、スピンドルモーターである砥石回転モーター４の駆動力に対し、機械的に同期回転している被加工歯車Ｗ用の駆動用サーボモーター１８の回転方向に「進み」及び「遅れ」を別個に指令し、歯車の噛合いピッチ方向に切込みを掛けると同時に、電流制限（加工トルク）を指示することで、歯車の片歯面毎に歯面圧力を加えて研磨することが可能となる。かかる制御方式の採用によって、電子ギヤボックス１９が不要となるので、製造コストの削減効果を得ることができる。
【００９０】
［実施例４］
以上説明した実施例１〜３は、砥石２と被加工歯車Ｗとの両方に駆動源が設置され、両者が同期回転することで歯面加工を行うものであった。しかし、次に図１３を用いて説明する本実施例４に係る歯面加工装置では、被加工歯車Ｗ用の駆動用サーボモーター１８と電子ギヤボックス１９とが廃止されており、駆動源は、砥石２に連結されたスピンドルモーターである砥石回転モーター４のみとなっている。ただし、被加工歯車Ｗの側には、ブレーキ装置１８´が設置されており、スピンドルモーター４の回転駆動力に対して、ブレーキを掛けることで歯面加工を制御する方式となっている。
【００９１】
すなわち、本実施例４に係る歯面加工装置は、はす歯状の砥石２と被加工歯車Ｗとをバックラッシュ有りの状態で噛み合わせ、砥石２側を回転させることでその回転力によって被加工歯車Ｗをも回転させ、連れ回りに基づく回転トルクに対して被加工歯車Ｗの軸側に設けられたブレーキ装置１８´を作動させることでブレーキを掛け、歯車歯面に圧力を加えて研磨する構成を特徴とする装置である。かかる装置構成は、砥石２に対して被加工歯車Ｗが連れ回ることで歯面加工が実現する方式である。本実施例４に係る構造では、逆歯面を研磨する時は、はす歯状砥石２の回転方向を変える必要がある。また、歯車歯面への加工圧力の調整は、ブレーキ装置１８´側でトルク検知する方式と、被加工歯車Ｗに連結するＣ軸１６´に設置されたねじり緩衝体１６ａをもって検知する方式を選択することができる。さらに、本実施例４では、ねじり緩衝体１６ａの強さ（コイルバネに例えればバネ定数）の選定により、より緻密な加工圧力が調整できる。またさらに、ねじり緩衝体１６ａを設けることにより、直接的に微小なトルクが調節できるので、結果として精度の高い研磨面を得る事ができる。さらにまた、ねじり緩衝体１６ａは、ゴム・各種スプリング、樹脂などの部材を使い、ストレンゲージ等により直接撓み量を測定し荷重を測定できる。なお、ねじり緩衝体１６ａについては、電気的な緩衝体を採用することも可能である。
【００９２】
以上、本発明の好適な実施形態及び各種の実施例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態等に記載の範囲には限定されない。上記実施形態等には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。例えば、以下に説明する変形形態１等の構成を採用することも可能である。
【００９３】
［変形形態１］
本変形形態１の砥石目立手段２３は、実施形態１及び実施形態２の歯面加工装置で被加工歯車Ｗを加工する砥石２を成形及び目立てするための手段である。
【００９４】
本変形形態１の砥石目立手段２３は、図１４及び図１５に示されるように、表面がダイヤモンド製のロータリードレッサーとして構成されている。この砥石目立手段２３は、２枚の円盤が並んだ形状である。砥石２の１つの山が、砥石目立手段２３の相隣り合う２つの山による谷フランクで、左右両側から所定の圧力角で挟み込まれる。
【００９５】
砥石２を成形及び目立てする構成としては、図１４に示されるように、砥石目立手段２３が砥石２の歯スジに沿うように配置される。砥石２は、モーター４によって回転軸Ｃを回転中心として回転する。砥石目立手段２３は、砥石目立手段２３の軸周りで回転できるように支持され、砥石２の回転に従動し、軸線方向に移動する。また、図示が省略されているが、砥石目立手段２３を砥石２と噛み合わせる方向に、砥石目立手段２３の位置を調節する手段も有する。
【００９６】
ところで、従来、砥石を成形及び目立てする場合には、図１６に示されるように、砥石目立手段２４，２５のような形状のロータリードレッサーが用いられていた。１つの山だけの砥石目立手段２４は、１つの山が、砥石の２つの山の一方の砥石歯面２１を一方向から押圧する。また、目立てされる側の砥石の隣り合う２つの山を挟み込んで砥石歯面２１を成形及び目立てする砥石目立手段２５は、砥石の隣り合う２つの山を近づけるように砥石目立手段２５によって一方向から押圧する。砥石が被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材である場合、この砥石目立手段２４，２５では、図に示される小さい矢印の方向に、砥石の山が変形してしまい、砥石を成形及び目立てすることが難しかった。
【００９７】
しかしながら、本変形形態１の歯面加工装置によれば、砥石目立手段２３が２つの山で砥石２の１つの山を成形及び目立てするため、接触面積が狭く抵抗が少ないため、小さな力（電力等）で砥石２の成形及び目立てをすることができる。また、特に、砥石が被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材である場合、本変形形態１に係る砥石目立手段２３は効果的であり、砥石の１つの山は砥石目立手段２３の２つの山に挟み込まれて拘束されて、砥石が成形及び目立てされることとなる。
【００９８】
［変形形態２］
以上、変形形態１の砥石目立手段２３として構成されるロータリードレッサーの形態例を図１４及び図１５を用いて説明したが、本発明に適用可能な砥石目立手段については、さらに多様な変形形態を採用することができる。例えば、図１７は、変形形態２に係る砥石目立手段２６を例示する図であるが、図１７で例示する砥石目立手段２６としてのロータリードレッサーは、砥石目立手段２６の両端面の箇所に、被加工歯車Ｗの小径に相当する円筒成形部２６ａが形成されていることを特徴としている。また、変形形態２に係る砥石目立手段２６としてのロータリードレッサーは、２つのネジ山を有する歯型形状のロータリードレッサーとして形成されている。
【００９９】
変形形態２に係る砥石目立手段２６は、２つのネジ山を有する歯型形状のロータリードレッサーとして形成されることで、上述した変形形態１の砥石目立手段２３と同様に、従来技術に比べて非常に効率よく砥石２の成形及び目立てをすることが可能となっている。また、変形形態２に係る砥石目立手段２６は、両端面の箇所に円筒成形部２６ａを有しており、図１７にて例示するように、その円筒成形部２６ａの形状を生かした動作を実行させることで、変形形態１の砥石目立手段２３と比較しても、非常に効率よく砥石２の成形及び目立てをすることが可能となっている。
【０１００】
なお、図１７で例示した変形形態２に係る砥石目立手段２６は、２つのネジ山を有する構成例が示されているが、ネジ山の個数は２つに限定されるものではなく、３つ以上のネジ山を設けることも可能である。
【０１０１】
［その他の実施形態］
以上、本発明の好適な実施形態、実施例及び変形形態について説明したが、本発明は上記の実施形態等に限定されるものではない。例えば、トルク調節部材８９は、弾性体からなる計測用部材８７のひずみを計測することで、被加工歯車Ｗの回転トルクを導出しているが、計測用部材８７の変形に伴う位置の変化や、計測用部材８７ではなく第２ディスク８３の移動量（回転角度）等を計測することで、被加工歯車Ｗの回転トルクを導出する構成を採用することもできる。
【０１０２】
また、振動工程Ｓ６で実行される振動手段６は、被加工歯車Ｗを移動させることで振動させる装置、あるいは砥石２及び被加工歯車Ｗの両方を移動させることで振動させる装置、とすることができる。
【０１０３】
また、回転トルク制御手段５としては、被加工歯車Ｗの回転を制御する手段に代えて、位置制御手段３を用いて、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を変化させることのみで行っても良い。つまり、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を変化させることにより、砥石２と被加工歯車Ｗとの当接の程度を変化させることができる。本実施形態では、砥石２は被加工歯車Ｗの被加工歯面のうちの一方のみに当接させた状態で加工を進行させているため、位置制御手段３のみにより加工圧を適正に制御することが可能である。
【０１０４】
［付記］
その他の歯面加工装置の構成上の特徴は、前記はす歯状砥石の歯幅以上の歯幅で、前記はす歯状砥石の回転に従動して回転し、前記はす歯状砥石の軸方向の移動に従動する砥石目立手段を有することである。砥石歯面を目立てする砥石目立手段の歯幅が砥石歯面の歯幅以上とすることで、砥石目立手段の回転及び軸方向移動がはす歯状砥石に従動することができるため、砥石目立手段を回転させ、軸方向に移動させる手段を追加することなく、砥石歯面を目立てすることができる。本発明は、研磨焼けやクラックの発生、砥石の破損を回避することができるため、はす歯状砥石によって被加工歯車を加工しながら、砥石歯面の目立てをすることができ、加工効率が高い。
【０１０５】
また、その他の歯車製造方法の特徴は、前記加工装置が、前記はす歯状砥石の歯幅以上の歯幅で、前記はす歯状砥石の回転に従動して回転し、前記はす歯状砥石の軸方向の移動に従動する砥石目立手段を有することである。当該方法によれば、砥石歯面を目立てする砥石目立手段の歯幅が砥石歯面の歯幅以上とすることで、砥石目立手段の回転及び軸方向移動がはす歯状砥石に従動することができるため、砥石目立手段を回転させ、軸方向に移動させる手段を追加することなく、砥石歯面を目立てすることができる。本発明は、研磨焼けやクラックの発生、砥石の破損を回避することができるため、はす歯状砥石によって被加工歯車を加工しながら、砥石歯面の目立てをすることができ、加工効率が高い。
【符号の説明】
【０１０６】
１０：歯面加工装置、Ｗ：被加工歯車、１１：被加工歯面、１２：他方の被加工歯面、１６，１６´：Ｃ軸、１６ａ ねじり緩衝体、１６ｂ，１６ｃ：ポジションコーダー、１７：タイミングベルト、１８：駆動用サーボモーター、１８´：ブレーキ装置、１９：電子ギヤボックス、２：砥石（はす歯状砥石）、２１：砥石歯面、２３，２６：砥石目立手段、２４，２５：砥石目立手段（従来）、３：位置調節手段、４：砥石回転手段（スピンドルモーター）、４ａ 内蔵検出器、５：回転トルク制御手段、５１：保持部材、５１１：本体部、５１２：軸受け部材、５２：調節部材、５２１：オイルシール、６：被加工歯車支持手段、６１：軸部、６１１：一端部、６１２：フランジ部、６１３：ネジ穴、６１４：他端部、６１５，６１６：保持回転軸、６２：押さえ部材、６２１：貫通孔、６３：締結部材、６３１：ネジ、６３２：座金、７：制御手段、７１：相対位置制御部、７２：砥石回転手段制御部、７３：トルク制御手段制御部、７４：振動制御部、８：調節部材、８０：ケース、８１：第１ディスク、８２：摩擦部材、８３：第２ディスク、８４：軸受け、８５：コイル状バネ８５、８６：ストッパ、８７：測定用部材、８７１：補助部材、８７２：締結部材、８８：補助ディスク、８９：トルク調節部材、９：調節部材、９０：モーター軸、９１：トルク生成モーター、９２：第１測定部材、９２１，９３１：基準ポイント、９３：第２測定部材、９４：ねじり緩衝体、９５，９６：位置検出センサー。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯面加工装置及び歯車製造方法に関し、特に、はす歯状砥石を用いて高硬歯車の歯面を仕上げる歯面加工装置及び歯車製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車の歯面の面粗さを改善（面粗度を小さく）すれば、歯車の耐久性、伝達効率、騒音が改善することが知られている。
【０００３】
高硬歯車の歯面を仕上げる方法には、高速で回転しているネジ状砥石のフランク面と被加工歯車を強制的に同期回転させながら、被加工歯車の両歯面を同時に仕上げる高能率な歯車研削法が主流である。歯車研削法では、砥石のフランク面（砥石歯面）と被加工歯車の歯面との隙間がゼロ（バックラッシュゼロ）の状態で噛み合わせるため、砥石の切り込み速度をコントロールすることは出来るが、加工面の加工圧をコントロールすることが難しい。結果、加工条件や加工の状況（砥石の切れ味・砥石の目詰まり・削り代など）により、歯面加工点の圧力が変動し、被加工歯車の限度を超した高圧力が発生することがあり、被加工歯車の歯面に研磨焼けやクラックが発生し、時には砥石が破損することがあった。
【０００４】
また、従来の歯車研削法では、歯面の面粗度を小さくするために、例えば仕上げ用砥石（軟らかい、あるいは微細砥粉）を使用したとしても、バックラッシュゼロの条件で加工するため、加工圧のコントロールが難しく、砥石の破損を招き、面粗度を小さくするには限界があった。すなわち、面粗度を小さくするためには、適切な加工速度になるよう加工圧をコントロールすることが望まれていた。
【０００５】
さらに、他の歯面仕上げ法としては、ギヤホーニング法が存在している。しかしながら、特許文献１に示されるように、ギヤホーニング法は、砥石の歯面と歯車とをバックラッシュゼロで噛み合わせ、両歯面を同時に加工する方法のため、砥石の歯面と被加工歯車の歯面との間の加工圧を微妙にコントロールすることが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１２６５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、高硬歯車の面粗さの改善などを目的として加工圧を調節することができる歯面加工装置及び歯車製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る歯面加工装置は、回転軸で回転可能に支承されるはす歯状砥石と、被加工歯車を回転軸で回転可能に支承する被加工歯車支持手段と、前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を移動できる位置調節手段と、前記はす歯状砥石を回転させる砥石回転手段と、前記被加工歯車の回転トルクを制御する回転トルク制御手段を有し、前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を調節して、前記被加工歯車の１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面のみ、前記はす歯状砥石の砥石歯面に当接させて前記はす歯状砥石及び前記被加工歯車を噛み合わせるように前記位置調節手段を作動させる相対位置制御部と、前記砥石回転手段を作動させる砥石回転手段制御部と、前記回転トルクを所定範囲に調節するように前記回転トルク制御手段を作動させるトルク制御手段制御部とをもつ制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、はす歯状砥石は、歯の角度が大きくなったネジ状砥石を含む。ネジ状砥石は、１条又は２条以上のネジ山を有する。
【００１０】
また、本発明に係る歯面加工装置において、前記はす歯状砥石は、前記砥石歯面が前記被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材とすることができる。
【００１１】
さらに、本発明に係る歯面加工装置では、前記砥石回転制御部が前記砥石回転手段を回転させ、前記回転トルク制御手段制御部が前記被加工歯車を一方向及び他方向に回転トルクを切り替え、前記被加工歯車の前記一方及び他方の被加工歯面を加工することができる。
【００１２】
またさらに、本発明に係る歯面加工装置において、前記はす歯状砥石は、前記被加工歯車の歯溝の幅より歯厚を小さくすることが好適である。
【００１３】
さらにまた、本発明に係る歯面加工装置において、前記制御手段は、前記はす歯状砥石及び／又は前記被加工歯車を振動させるように前記位置調節手段を作動させる振動制御部をもつことができる。
【００１４】
また、本発明に係る歯面加工装置では、少なくとも隣り合う１対の山の形状を有し、前記１対の山で形成される谷で前記砥石の１つの山を拘束した状態で前記砥石歯面を成形及び目立てする砥石目立手段を有することができる。
【００１５】
さらに、本発明に係る歯面加工装置において、前記砥石目立手段には、両端面の箇所に、前記被加工歯車の小径に相当する円筒成形部が形成されていることとすることができる。
【００１６】
またさらに、本発明に係る歯面加工装置において、前記被加工歯車を回転可能に支承する被加工歯車支持手段には、ねじれ量を発生させるねじり緩衝体を設置することができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明に係る歯車製造方法は、回転軸で回転可能に支承されるはす歯状砥石と被加工歯車を回転軸で回転可能に支承する被加工歯車支持手段とをもつ加工装置を用い、前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を調節して、前記被加工歯車の１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面のみ、前記はす歯状砥石の砥石歯面に当接させて、前記はす歯状砥石及び前記被加工歯車を噛み合わせる位置調節工程と、前記はす歯状砥石を回転させる砥石回転工程と、前記砥石回転工程中に、前記被加工歯車の回転トルクを所定範囲に調節する回転トルク制御工程を有することを特徴とするものである。
【００１８】
位置調節工程と砥石回転工程とは、砥石回転工程は、位置調節工程の終了後、位置調節工程をしている間、あるいは位置調節工程より前に開始して良い。
【００１９】
また、本発明に係る歯車製造方法において、前記はす歯状砥石は、前記砥石歯面が前記被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材とすることができる。
【００２０】
さらに、本発明に係る歯車製造方法において、前記砥石回転工程では、前記はす歯状砥石を回転させ、前記回転トルク制御工程では、前記被加工歯車を一方向及び他方向に回転トルクを切り替えることで、前記被加工歯車の前記一方及び他方の被加工歯面を加工することができる。
【００２１】
またさらに、本発明に係る歯車製造方法において、前記はす歯状砥石は、前記被加工歯車の歯溝の幅より歯厚を小さくすることが好適である。
【００２２】
さらにまた、本発明に係る歯車製造方法において、前記砥石回転工程では、前記はす歯状砥石及び／又は前記被加工歯車を振動させ、さらに、前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を変化させる振動工程を実行することができる。
【００２３】
また、本発明に係る歯車製造方法では、少なくとも隣り合う１対の山の形状を有する砥石目立手段を用いることで、前記１対の山で形成される谷で前記砥石の１つの山を拘束した状態で、前記砥石歯面の成形及び目立てを行う砥石目立工程を実行することができる。
【００２４】
さらに、本発明に係る歯車製造方法において、前記砥石目立手段には、両端面の箇所に、前記被加工歯車の小径に相当する円筒成形部が形成されており、前記砥石目立工程は、前記円筒成形部を用いて前記砥石歯面の成形及び目立てを行う処理を含むこととすることができる。
【００２５】
またさらに、本発明に係る歯車製造方法において、前記被加工歯車を回転可能に支承する被加工歯車支持手段には、ねじれ量を発生させるねじり緩衝体を設置することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る歯面加工装置では、被加工歯車の１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面のみ、はす歯状砥石の砥石歯面に当接させ、他方の被加工歯面は砥石歯面に当接しない状態で噛み合わせ、砥石回転手段がはす歯状砥石を回転させる。すなわち、被加工歯車の他方の被加工歯面は砥石歯面に接していないため、砥石歯面との間に隙間がある状態で、はす歯状砥石が回転する。そのため、砥石歯面と被加工歯面との間の加工圧をコントロールしやすい。加工圧のコントロールは、回転トルク制御手段によって被加工歯車の回転トルクを制御することで行う。結果、被加工歯車の研磨焼けやクラックの発生、砥石の破損を回避しながら、被加工歯車の被加工歯面の面粗さを改善することが可能である。
【００２７】
また、砥石歯面との間に隙間があると、はす歯状砥石の回転軸と被加工歯車の回転軸との相対位置関係を変化させやすいため、被加工歯車が実際に噛み合う歯車を考慮して被加工歯面を加工することができる。
【００２８】
また、本発明によれば、砥石歯面が被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材をはす歯状砥石に採用することで、前工程の精度に影響されずに加工圧のコントロールがし易く、被加工歯車の研磨焼けやクラックの発生、砥石の破損をより回避することができる。つまり、前工程に生じた歯面の凹凸によって加工圧が変わることが考えられるが、変形可能であれば、歯面の凹凸にそって変形することができるため、前工程の精度に影響されにくい。
【００２９】
また、本発明によれば、はす歯状砥石を一定速度に回転させ、被加工歯車の回転トルクを切り替えることで、被加工歯車やはす歯状砥石などの取り付け向きをセットし直すことなく、被加工歯車の被加工歯面の片歯面ずつ、両歯面を加工することができる。また、はす歯状砥石の回転を素早く反転させるには大きなトルクが必要であるが、本発明のはす歯状砥石は一定速度で一方向に回転させた状態で、回転トルク制御手段による回転トルクの方向を反転するだけで足りる。よって、回転トルク制御手段によるトルクの反転は小さなトルクで実現可能なため、全体としてみた場合であっても、それほど大きな出力のモーターを必要とせず、モーターなど装置全体を小型化できる。
【００３０】
また、本発明によれば、はす歯状砥石の歯厚を、被加工歯車の歯溝の幅より小さくすることで、はす歯状砥石と被加工歯車との相対位置の調節がし易く、より確実に被加工歯車一方の被加工歯面にのみ砥石歯面を当接することができる。
【００３１】
また、本発明によれば、制御手段が位置調節手段を作動させて、はす歯状砥石及び／又は被加工歯車を振動させ、被加工歯車とはす歯状砥石との相対位置を変化させることができるため、被加工歯車が実際に噛み合う歯車を考慮して被加工歯面を加工することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、砥石目立手段の隣り合う１対の山で形成される谷で、砥石の１つの山を挟み込んで拘束するため、砥石の山が成形及び目立てにより変形しにくい。そのため、砥石の砥石歯面が被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材である場合に、特に効果的に砥石を成形及び目立てすることができる。
【００３３】
さらに、本発明によれば、砥石目立手段には、両端面の箇所に、被加工歯車の小径に相当する円筒成形部が形成されているので、さらに効率良く砥石を成形及び目立てすることができる。
【００３４】
また、本発明によれば、被加工歯車を回転可能に支承する被加工歯車支持手段に対して、ねじれ量を発生させるねじり緩衝体を設置しているので、例えば、歯面の加工荷重（トルク）測定と、より安定的な加工荷重（トルク）を得る為に、歯車軸のトルクを計測する機能と、トルクを蓄える機能を得ることができる。
【００３５】
また、本発明に係る歯車製造方法では、位置調節工程で被加工歯車の１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面のみ、はす歯状砥石の砥石歯面に当接し、砥石回転工程ではす歯状砥石を回転させるため、被加工歯車の他方の被加工歯面は砥石歯面と当接しておらず、隙間が確保された状態で被加工歯面を加工することができる。そのため、砥石歯面と被加工歯面との間の加工圧をコントロールしやすい。加工圧のコントロールは、回転トルク制御工程で被加工歯車の回転トルクを所定範囲に調節することで行われる。結果、被加工歯車の研磨焼けやクラックの発生、砥石の破損を回避しながら、被加工歯車の被加工歯面の面粗さを改善することが可能である。
【００３６】
そして、砥石歯面との間に隙間があると、はす歯状砥石と被加工歯車との相対位置関係を変化させやすいため、被加工歯車実際に噛み合う歯車を考慮して被加工歯面を加工することができる。
【００３７】
また、本発明によれば、砥石歯面が被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材をはす歯状砥石に採用することで、前工程の精度に影響されずに加工圧のコントロールがし易く、被加工歯車の研磨焼けやクラック発生、砥石の破損をより回避することができる。
【００３８】
また、本発明によれば、砥石回転工程においてはす歯状砥石を一定方向で回転させ、回転トルク制御工程において被加工歯車の回転トルクを切り替えることができるため、被加工歯車やはす歯状砥石などの取り付け向きをセットし直すことなく、被加工歯車の歯面の片歯毎、両歯面を加工することができる。また、はす歯状砥石の回転を素早く反転させるには大きなトルクが必要であるが、本発明のはす歯状砥石は一定速度で一方向に回転させた状態で、回転トルク制御手段による回転トルクの方向を反転するだけで足りる。よって、回転トルク制御手段によるトルクの反転は小さなトルクで実現可能なため、全体としてみた場合であっても、それほど大きな出力のモーターを必要とせず、装置全体を小型化できる。
【００３９】
また、本発明によれば、はす歯状砥石の歯厚を、被加工歯車の歯溝の幅より小さくすることで、より確実に被加工歯車一方の被加工歯面にのみ砥石歯面を当接することができる。
【００４０】
また、本発明によれば、振動工程において、被加工歯車の回転軸とはす歯状砥石の回転軸との相対位置を変化させることができるため、被加工歯車が実際に噛み合う歯車を考慮して被加工歯面を加工することができる。
【００４１】
また、本発明によれば、少なくとも隣り合う１対の山の形状を有する砥石目立手段を用いることで、１対の山で形成される谷で砥石の１つの山を拘束した状態で、砥石歯面の成形及び目立てを行う砥石目立工程を実行するので、効果的に砥石を成形及び目立てすることができる。
【００４２】
さらに、本発明によれば、砥石目立手段には、両端面の箇所に、被加工歯車の小径に相当する円筒成形部が形成されており、この砥石目立工程は、円筒成形部を用いて砥石歯面の成形及び目立てを行う処理を含むので、さらに効率良く砥石を成形及び目立てすることができる。
【００４３】
また、本発明によれば、被加工歯車を回転可能に支承する被加工歯車支持手段に対して、ねじれ量を発生させるねじり緩衝体を設置しているので、例えば、歯面の加工荷重（トルク）測定と、より安定的な加工荷重（トルク）を得る為に、歯車軸のトルクを計測する機能と、トルクを蓄える機能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態１の歯面加工装置１０の構成の説明図である。
【図２】本実施形態１の歯面加工装置１０で用いられる回転トルク制御手段５の構成を示す一部断面である。
【図３】本実施形態１の歯車加工装置１０で用いられる調節部材８の構成を示す一部断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本実施形態１の歯面加工装置１０の構成の説明図である。
【図６】本実施形態１の歯面加工装置１０で実行される歯車製造方法のフローチャートである。
【図７】本実施形態１の歯面加工装置１０で実行される歯車製造方法の砥石回転工程Ｓ４のフローチャートである。
【図８】本実施形態２の歯面加工装置で用いられる調節部材９の構成を示す説明図である。
【図９】本実施形態２の歯面加工装置における回転トルクを測定する方法を説明するための図であり、（ａ）が初期状態、（ｂ）及び（ｃ）が初期状態からのずれを示す説明図である。
【図１０】本実施例１に係る歯面加工装置におけるシステム構成を示す図である。
【図１１】本実施例２に係る歯面加工装置におけるシステム構成を示す図である。
【図１２】本実施例３に係る歯面加工装置におけるシステム構成例を示す図である。
【図１３】本実施例４に係る歯面加工装置におけるシステム構成例を示す図である。
【図１４】本変形形態１の歯面加工装置で用いられる砥石目立手段２３の構成を示す説明図である。
【図１５】図１４の一部断面図である。
【図１６】砥石の歯面を成形及び目立てする従来の方法を説明するための説明図である。
【図１７】本変形形態２に係る砥石目立手段を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明の代表的な実施形態を図１〜図９を参照して説明する。本実施形態に係る歯面加工装置及び歯車製造方法は、被加工歯車Ｗとして平歯車又ははす歯歯車の歯面を加工するものである。そして、本実施形態で用いられる加工方法は、片歯面ずつを加工する方法であり、歯面の加工程度は問わない。本実施形態に係る歯面加工装置及び歯車製造方法は、例えば、研削法、ホーニング法、超仕上げ法に応用でき、シェービング加工方法のカッターを砥石に代えて応用することもできる。
【００４６】
［実施形態１］
本実施形態１の歯面加工装置１０は、図１に示されるように、砥石（はす歯状砥石）２と、位置調節手段３と、砥石回転モーター（砥石回転手段）４と、回転トルク制御手段５と、制御手段７とを有する。
【００４７】
砥石２は、はす歯状砥石の歯の角度が大きくなったネジ状砥石を用いる。そして、砥石２は、砥石歯面２１が被加工歯車Ｗの被加工歯面１１の形状に沿うように変形可能な弾性素材を用いている。砥石２の歯厚は、被加工歯車Ｗの歯溝の幅より小さい。砥石２は、回転軸Ｃを回転中心として回転可能に取り付け基部（図略）に支承されている。
【００４８】
砥石回転モーター４は、減速機構（図示略、必ずしも必要ではない）を介して、砥石２を回転軸Ｃ周りに回転させる。
【００４９】
回転トルク制御手段５は、図２に示されるように、被加工歯車支持手段６と、保持部材５１と、調節部材５２とを有する。被加工歯車支持手段６は、被加工歯車Ｗに一端部６１１が挿入される軸部６１と、軸部６１のフランジ部６１２との間で被加工歯車Ｗを側面から挟持する押さえ部材６２と、押さえ部材６２の中心を貫通し軸部６１の一端部６１１に締結挿入される締結部材６３とを有する。被加工歯車Ｗの内周に挿入される一端部６１１には、軸線方向に開口し、締結部材３２が締結挿入されるネジ穴６１３が形成されている。押さえ部材６２には、軸部６１の一端部６１１に合わせたときに、軸部６１のネジ穴６１３と連通する貫通孔６２１が中央部分に形成されている。締結部材６３は、押さえ部材６２の貫通孔６２１及び軸部６１のネジ穴６１３と締結挿入されるネジ６３１と、ネジ６３１及び押さえ部材６２の間に位置する座金６３２とを有する。被加工歯車支持手段６の軸部６１は、被加工歯車Ｗに挿入される一端部６１１と、軸部６１の他端部６１４に取り付けられた保持回転軸６１５以外の部分が保持部材５１によって回転可能に保持される。保持部材５１は、図示されていない台座に固定される本体部５１１と、軸受け部材５１２とを有する。本体部５１１は、軸部６１が挿入される貫通孔５１１ａが内部に形成されており、軸受け部材５１２を介して軸部６１（被加工歯車支持手段６）を回転可能に保持する。保持部材５１に回転可能に支承される被加工歯車支持手段６の軸部６１に被加工歯車Ｗは挿入され、軸部６１の一端部６１１に押さえ部材６２を合わせた後、締結部材６３によって締結され、被加工歯車Ｗは、被加工歯車支持手段６と回転軸Ｘで一体回転可能に支承される。
【００５０】
調節部材５２は、被加工歯車Ｗが挿入される被加工歯車支持手段６の保持回転軸６１５に設置される。例えば、保持回転軸６１５にオイルシール５２１をいくつか嵌挿することで、被加工歯車Ｗの回転トルクを所定範囲内に調節することが考えられる。
【００５１】
また、図３及び図４には、オイルシール５２１以外の方法を利用して、被加工歯車Ｗの回転トルクを調節する調節部材８が示されている。軸部６１の被加工歯車Ｗに挿入される一端部６１１とは反対側の他端部６１４の外周には、軸部６１と一体回転する第１ディスク８１が嵌合されている。他端部６１４に固定される保持回転軸６１６の外周には、摩擦材８２を介して第１ディスク８３と相対回転可能に第２ディスク８３が配置されている。摩擦材８２は、リング状をしており、軸部６１の軸線方向において、第１ディスク８１と第２ディスク８３との間に位置する。本実施形態では、摩擦材８２は第２ディスク８３の表面（第１ディスク８１と当接する面）に貼り付けられているが、第１ディスク８１の表面（第２ディスク８３と当接する面）に貼り付けても良いし、第１ディスク８１及び第２ディスク８３の双方に貼り付けても良い。なお、摩擦材８２の形状は、リング状に限られず、周方向に適当な間隔（等間隔、不等間隔問わず）で配置されても良い。
【００５２】
第２ディスク８３の外周側の一箇所には、棒状のストッパ８６が周方向に２つ並んだ状態で配置されており、ストッパ８６の軸線が軸部６１の軸線方向を向くように一端部で嵌合されている。そして、ストッパ８６は、他端が第２ディスク８３から軸線方向に突き出しており、突き出した２つのストッパ８６の間には、弾性体からなる測定用部材８７が位置する。測定用部材８７は、補助部材８７１と共に、第２ディスク８３の外周側で、締結部材８７２によってケース８０に固定されている。測定用部材８７には、ひずみ計測器が取り付けられており、計測された計測値は、後述するトルク制御手段制御部７３に伝達される。ひずみ計測器は、ひずみゲージなどによりひずみの大きさを測定するものや、光学的方法などにより測定用部材８７の位置（回転トルクが付加されていない場合を基準とした位置）を計測することによりひずみの大きさを測定するものなどを採用でき、その測定原理や測定方式は特に限定されない。
【００５３】
第２ディスク８３は、軸線方向において摩擦材８２とは逆側で、軸部６１の他端部６１４に固定されている保持回転軸６１６に軸受け８４を介して回転自在に支承されている。軸線方向において、第２ディスク８３とケース８０との間には、コイル状バネ８５と補助ディスク８８とが配置されている。コイル状バネ８５は、一端が第２ディスク８３に、他端が補助ディスク８８に当接され、軸線方向に伸縮可能に配置されており、補助ディスク８８は、コイル状バネ８５が係合する面とは逆の面がケース８０の外部から挿入されるトルク調節部材８９によって、軸線方向に押圧される。
【００５４】
トルク調節部材８９は、軸線方向に移動可能に配設されている。そして、トルク調節部材８９は、軸線方向に移動することにより、被加工歯車Ｗと砥石２との間に作用する圧力に関連する被加工歯車Ｗに加わる回転トルクの大きさを調節することができる。例えば、被加工歯車Ｗの回転トルクを大きくする場合は、トルク調節部材８９を軸線方向で軸部６１側に移動させることで、補助ディスク８８が軸線方向にコイル状バネ８５を押す。そして、縮み方向に荷重が加えられたコイル状バネ８５は、第２ディスク８３を軸線方向に押圧し、摩擦材８２が第１ディスク８１に押圧される。結果、回転軸Ｘで回転する被加工歯車Ｗと一体回転する軸部６１は、その押圧力に応じた回転トルクを回転方向とは反対方向に変えられ、回転トルクが大きくなる。
【００５５】
本実施形態におけるトルク調節部材８９は、ケース８０に螺合するネジ（図略）が外周に形成され、回転することでそのネジの作用により軸線方向に移動する。また、トルク調節部材８９は、後述するトルク制御手段制御部７３によって回転させられる。なお、トルク調節部材８９を軸線方向に移動する手段は、ケース８０に対して軸線方向に移動することができるものであれば、ネジに限られない。
【００５６】
図１に戻って、位置調節手段３は、送りネジ（図示略）と送りネジの一端と係合するサーボモーター（図示略）とを有し、送りネジの他端は、取り付け基部に係合する。取り付け基部は、砥石２を回転可能に支承しており、台座（図略）に移動可能に配置されている。そして、位置調節手段３は、サーボモーターの作動によって、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を調節する。なお、サーボモーターは、パルスモーターなど他のモーターを用いることができる。
【００５７】
制御手段７は、相対位置制御部７１と、砥石回転手段制御部７２と、トルク制御手段制御部７３と、振動制御部７４とを有する。相対位置制御部７１は、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を調節して、被加工歯車の１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面１１のみ、砥石２の砥石歯面２１に当接させて、砥石２及び被加工歯車Ｗを噛み合わせるように位置調節手段３を作動させる。砥石歯面２１と被加工歯車Ｗの他方の被加工歯面１２との間に隙間ｄを確保した状態で砥石２及び被加工歯車Ｗを噛み合わせる位置の調節は、機構的にも電気的にも行うことができる。例えば、本実施形態１では、砥石２の歯厚を被加工歯車Ｗの歯溝の幅より小さくしているため、機構的に、被加工歯車Ｗの歯先が砥石２の歯底に当接した時点で、砥石２及び／又は被加工歯車Ｗの移動は停止する。あるいは、光位置センサー、超音波距離計、光学式距離測定器などを用いて、砥石歯面２と被加工歯車Ｗの他方の被加工歯面１２との隙間を測定し、その測定結果に基づいて目的の相対位置になるように、位置調節手段３を作動させることができる。また、隙間ｄが確保できる砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの位置関係をあらかじめ導き出しておき、その位置に砥石２の回転軸Ｃ及び／又は被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの位置関係を調節する構成とすることもできる。
【００５８】
砥石回転手段制御部７２は、砥石回転モーター４を制御することで、砥石２の回転方向を切り替えることができる。図１において、砥石２が回転方向Ｎ（回転方向Ｚ）で回転する場合に、被加工歯車Ｗが回転方向Ａで回転すると、図１に示す断面において、見かけ上、歯（山）が矢印Ｇ方向に移動する。砥石２の回転の制御は特に限定しないが、砥石の周速度が一定になるように制御することが望ましい。従って、砥石が摩耗して小さくなった場合には、砥石２の角速度を大きくするなどして周速度を一定に保つことが望ましい。
【００５９】
トルク制御手段制御部７３は、被加工歯車Ｗの回転トルクＦを所定範囲に調節するように、回転トルク制御手段５を作動させる。トルク制御手段制御部７３は、被加工歯車Ｗの回転トルクＦを検出し、回転トルクＦを調節する。被加工歯車Ｗの回転トルクＦは、回転トルク制御手段５の調節部材８の測定用部材８７によって測定されたひずみに基づき、トルク制御手段制御部７３によって求められる。そして、求められた回転トルクＦが所定範囲内となるように、調節部材８のトルク調節部材８９を軸線方向に移動させる制御信号を送信する。検出した回転トルクＦが基準となる所定範囲よりも小さければ回転トルクＦを大きくする方向にトルク調節部材８９を移動させ、検出した回転トルクＦが基準となる所定範囲よりも大きければ回転トルクＦを小さくする方向にトルク調節部材８９を移動させ、検出した回転トルクＦが基準となる所定範囲の範囲内であればトルク調節部材８９の軸線方向の位置を維持する。被加工歯車Ｗの回転トルクＦを制御することで、砥石歯面２１と被加工歯面１１との加工圧力Ｐを調節することができる。
【００６０】
振動制御部７４は、砥石２及び／又は被加工歯車Ｗを振動させるように位置調節手段３を作動させ、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を変化させる。例えば、図１に示すように、被加工歯面１１の歯面の形状に沿う方向Ｙに、砥石２を移動させる。移動（振動）させる方向は、被加工歯面１１の歯幅、歯たけ方向に対して傾斜している方向や平行、垂直方向、あるいは円形に振動する等、限定されないが、特に、径方向に振動するのが好ましい。なお、振幅の大きさは、砥石歯面２１と被加工歯面１１とが噛み合って振動できる範囲であり、例えば、本実施形態１の場合は、１μｍ〜１００μｍとなっている。そして、砥石歯面２１と被加工歯面１１とは接触している状態が望ましく、また、振動制御部７４による砥石２の移動（振動）方向は圧力が変化しない方向が望ましく、さらには圧力変化が許容できる範囲での移動（振動）が望ましい。
【００６１】
位置調節手段３により振動を付与する場合には、位置調節手段３自身が有する、送りネジとサーボモーターとによって、砥石２を目的の振幅・周波数で移動させて振動させる構成を用いても良いし、位置調節手段３以外に別の振動装置を有する構成とすることもできる。別の振動装置としては、例えば、超音波発生手段などがある。
【００６２】
制御手段７は、被加工歯面１１の加工後、被加工歯車Ｗの他方の被加工歯面１２を加工するために、砥石回転手段制御部７２によって、砥石２の回転方向を切り替える。歯車加工装置１０の砥石２を逆回転した場合が、図５に示されている。図５において、砥石２が回転方向Ｎの逆回転方向Ｍ（回転方向Ｂ）に回転すると、図５に示す断面において、見かけ上、歯（山）が矢印Ｈ方向に移動する。すると、被加工歯車Ｗの１つの歯の被加工歯面１１の他方の被加工歯面１２が、砥石歯面２１と当接する。また、被加工歯車Ｗは、回転方向Ａの逆方向の回転方向Ｅの方向に回転する。その際、トルク制御手段制御部７３は、被加工歯車Ｗの回転トルクＪを所定範囲に調節するように、回転トルク制御手段５を作動させる。
【００６３】
図６は、本実施形態１の歯車処理装置１０で実行される歯車製造方法の代表的な制御方法を示したフローチャートを示す。但し、このフローチャートにて示した制御方法は一例であり、これに限定されるものではない。
【００６４】
歯車製造方法は、位置調節工程Ｓ３と砥石回転工程Ｓ４とを有する。位置調節工程Ｓ３では、相対位置制御部７１によって、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を調節し、被加工歯面１１のみ砥石歯面２１に当接させて砥石２と被加工歯車Ｗとを噛み合わせる。砥石回転工程Ｓ４では、砥石回転手段制御部７２によって、砥石２を回転させる。砥石回転工程Ｓ４は、位置調節工程Ｓ３の途中や、位置調節工程Ｓ３を開始する前に開始しても良い。なお、本実施形態１の歯車製造方法は、位置調節工程Ｓ３及び砥石回転工程Ｓ４を所定条件が満たされるまで繰り返すようにしても良い。所定条件としては、一定時間が経過すること、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置が所定の範囲に入ったこと、被加工歯面１１の加工程度が所定範囲にまで進んでいることなどが考えられる。
【００６５】
回転トルク制御工程Ｓ５は、図７に示されるように、砥石回転工程Ｓ４中に実行される。回転トルク制御工程Ｓ５は、回転トルク制御部７３によって、被加工歯車Ｗの回転トルクを所定範囲に調節するように回転トルク制御手段５の作動を制御する。また、砥石回転工程Ｓ４中において、振動工程Ｓ６を実行する場合もある。振動工程Ｓ６では、振動制御部７４からの動作指令に基づいて、位置調節手段３による砥石２の移動が実行される。砥石２が移動することで、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置が変化する。
【００６６】
歯車製造方法は、砥石回転工程Ｓ４において砥石２を回転させ、回転トルク制御工程Ｓ５を実行する。回転トルク制御工程Ｓ５では、被加工歯車Ｗの回転トルクを制御し、砥石歯面２１と被加工歯面１１との加工圧Ｐをコントロールする。そして、砥石回転工程Ｓ４中で回転トルク制御工程Ｓ５が実行されている状態で、振動工程Ｓ６を任意に実行することができる。振動工程Ｓ６を実行することで、被加工歯面１１の形状をより精密に、あるいは高能率に加工することができる。
【００６７】
そして、本実施形態１の歯車処理装置１０で実行される歯車製造方法によれば、被加工歯車Ｗの歯面の一方の処理の後、砥石２の回転方向を切り替えることで、他方の被加工歯面を加工することができる。また、回転トルク制御手段５が、回転トルクを被加工歯車Ｗが増速する方向にも付与できる場合（調節部材５２，８を回転させることができるモーターが設けられている場合など）には、回転トルク制御工程Ｓ５において、被加工歯車Ｗの回転トルクを制御し、砥石２の回転する速さより被加工歯車Ｗの回転が増速する方向に回転トルクを付与することで、被加工歯車Ｗの他方の被加工歯面を加工することができる。
【００６８】
本実施形態１の歯面加工装置１０及び歯車製造方法によれば、砥石歯面２１と被加工歯面１１とを当接させ、砥石歯面２１と他方の被加工歯面１２との間に隙間ｄが設けられるように、砥石２と被加工歯車Ｗとを噛み合わせるため、砥石歯面２１と被加工歯面１１との間の加工圧Ｐをコントロールし易い。加工圧Ｐのコントロールは、例えば、歯車付勢工程Ｓ５を実行して歯車回転モーター４で被加工歯車Ｗの回転トルクを制御する。加工圧Ｐをコントロールし易いことで、被加工歯車Ｗの研磨焼けやクラックの発生、砥石２の破損を回避しながら、被加工歯車Ｗの被加工歯面１１の面粗さを改善することができる。
【００６９】
また、隙間ｄがあることで、砥石２と被加工歯車Ｗとの相対位置関係も変化させ易い。例えば、振動工程Ｓ６を実行して位置調節手段３によって砥石２を移動させる。このように、砥石２が回転している状態で、砥石２を振動するように移動させることで、被加工歯車Ｗが実際に噛み合う歯車を考慮して、被加工歯面の形状を加工することができる。実際に噛み合う歯車を考慮した歯面によれば、騒音が抑制される。
【００７０】
また、砥石回転モーター４の回転方向を切り替えられるため、被加工歯車Ｗの取り付け向きを変えてセットし直すことなく、被加工歯車Ｗの他方の被加工歯面１２を加工することができる。
【００７１】
さらに、砥石２として、砥石歯面１２が被加工歯面１１の形状に沿うように変形可能な素材を採用することで、変形した歯面に沿って磨き上げる事が出来る。
【００７２】
［実施形態２］
本実施形態２の歯面加工装置は、実施形態１の歯面加工装置１０と基本的に同様の構成及び作用効果を有する。以下、異なる構成及び作用効果を中心に説明する。
【００７３】
本実施形態２の歯面加工装置は、調節部材９が、実施形態１の歯面加工装置１０で用いられる調節部材５２，８と異なっている。本実施形態２の歯面加工装置で用いられる調節部材９は、図８に示されるように、被加工歯車Ｗに一端が挿入され、図略された軸受け部に対して回転可能な状態で軸部６１の他端６１４側が設置される。調節部材９は、他端の端部にトルクを生成するトルク生成モーター９１と、トルク生成モーター９１及び軸部６１の間に第１測定部材９２と、第２測定部材９３と、ねじり緩衝体９４とを有する。第１測定部材９２及び第２測定部材９３は、トルク生成モーター９１のモーター軸９０に同軸に回転可能に設置される円盤状の部材である。第１測定部材９２及び第２測定部材９３は、軸線方向に厚みのある円筒状の部材でも良い。ねじり緩衝体９４は、軸線方向で第１測定部材９２と第２測定部材９３との間に位置するねじりバネである。ただし、ねじり緩衝体９４は、ねじりバネに限られるものではなく、ゴムやコイルバネ等の弾性力を有する部材であれば良い。
【００７４】
第１測定部材９２及び第２測定部材９３は、それぞれ周方向に少なくとも１つ、基準ポイント９２１，９３１を有する。被加工歯車Ｗの被加工歯面１１に加わる回転トルクの調節は、２つの基準ポイント９２１，９３１のずれを検知し、その値を用いて行うことができる。基準ポイント９２１，９３１の検知は、光学センサー、磁気センサー、画像処理センサーなどの位置検出センサー９５，９６で行う。なお、図８において、基準ポイント９２１，９３１は、円盤状の本体から径方向に突出した形状としてあるが、突出した形状に限定されない。通過を画像によって識別可能な色彩だけの場合、あるいは磁石が埋め込まれており外観に現れていない場合も考えられる。
【００７５】
基準ポイント９２１，９３１を用いて、回転トルクを調節する方法として、例えば以下に示す方法がある。なお、これは一例であり、本発明は、この方法に限定されるものではない。まず、被加工歯車Ｗが砥石２と噛み合っておらず、トルク生成モーター９１が駆動していない状態の基準ポイント９２１，９３１のぞれぞれの位置を確認する。必要に応じて、それぞれの位置を周方向で同じ位置に調整する（図９（ａ）参照）。次に、噛み合っていない状態で、被加工歯車Ｗと砥石２とが同期回転する回転数となるように、トルク生成モーター９１を駆動する。砥石２の回転数がＮ２、被加工歯車Ｗの歯数がＺ、砥石２の条数がＪである場合、被加工歯車Ｗは、回転数Ｎ３＝Ｎ２／Ｚ＊Ｊで同期回転する。トルク生成モーター９１が被加工歯車Ｗを回転数Ｎ３となるように駆動したとき、基準ポイント９２１，９３１が周方向でずれた状態を初期状態（被加工歯車Ｗの被加工歯面１１に加わるトルクがゼロ）とする。被加工歯車Ｗと砥石２とが位置調節手段３によって、相対位置が調節されて噛み合い、砥石回転手段制御部７２によって砥石２が回転した後は、基準ポイント９３１が初期状態からどれだけずれているか検知し（図９（ｂ）、（ｃ））、トルク生成モーター９１の駆動を調節する。なお、初期状態は、被加工歯車Ｗを取り替える毎、一定時間経過毎、加工の進行程度に応じてなど、適正に設定すれば良い。
【００７６】
トルク生成モーター９１を加速方向に駆動して基準ポイント９３１がずれた正方向の場合（図９（ｂ））、被加工歯面１１が加工される。トルク生成モーター９１を減速方向に駆動して基準ポイント９３１が正方向に対して逆方向にずれた場合（図９（ｃ））、被加工歯面１１の逆歯面である他方の被加工歯面１２が加工される。トルク制御手段制御部７３は、トルク生成モーターの電力や回転数を増減させ、初期状態からの±Ｓの大きさを変えて、加工圧Ｐを調節する。
【００７７】
本実施形態２の歯面加工装置によれば、砥石回転モーター４の回転方向を切り替えるのではなく、回転トルク制御手段５としての調節部材９のトルク生成モーター９１を調節することで、被加工歯車Ｗの他方の被加工歯面１２を加工することができ、被加工歯車Ｗの取り付け向きを変えてセットし直したり、砥石の回転方向を変える必要がなく、効率的に被加工歯車Ｗの両歯面を加工することができる。
【００７８】
以上、図１〜図９を用いることで、本発明の基本構成である実施形態１及び２を説明した。ただし、上述した実施形態１及び２は、本発明に係る歯面加工装置と、この装置を用いて実行される歯車製造方法の基本的な概念を説明したものである。そこで、次に、図１０〜図１３を参照して、本発明に係る歯面加工装置の具体的なシステム構成の実施例を説明することとする。
【００７９】
［実施例１］
ここで、図１０は、本実施例１に係る歯面加工装置におけるシステム構成を示す図である。なお、図１０で例示する実施例１に係る歯面加工装置は、砥石２と被加工歯車Ｗが同期回転を行う方式を採用した装置である。
【００８０】
本実施例１に係る歯面加工装置において、砥石２には、スピンドルモーターである砥石回転モーター４が連結されており、このスピンドルモーター４によって、はす歯状をした砥石２が回転駆動可能となっている。なお、スピンドルモーター４には、内蔵検出器４ａが設置されており、砥石２の回転量を把握できるようになっている。一方、被加工歯車Ｗは、Ｃ軸１６とタイミングベルト１７を介して駆動用サーボモーター１８と連結されており、被加工歯車Ｗについても、この駆動用サーボモーター１８によって回転駆動可能となっている。そして、スピンドルモーター４に連結された砥石２と、駆動用サーボモーター１８に連結された被加工歯車Ｗとは、電子ギヤボックス１９を介して電気的かつ制御的に接続されており、両者は噛み合わさった状態で同期回転することができるように構成されている。
【００８１】
なお、一般的な数値制御を使って研削を行う従来の機構においても、スピンドルモーターと連結した「はす歯状砥石」と、駆動用サーボモーターと連結した「被加工歯車」とを、電子ギヤボックスを介して噛み合わせて同期回転させることが行われていた。しかしながら、従来技術では、はす歯状砥石の切込みは、被加工歯車のラジアル方向に向けて別のサーボモーターを使って切込みをかけることで、被加工歯車の両歯面を同時研削することが行われていた。しかしながら、図１０で例示する本実施例１に係る歯面加工装置では、被加工歯車Ｗのラジアル方向への砥石２の切り込みに際して、別のサーボモーターを使用する必要がない。すなわち、本実施例１に係る歯面加工装置によれば、電子ギヤボックス１９で同期回転して噛合っている砥石２と被加工歯車Ｗのうち、被加工歯車Ｗに連結された駆動用サーボモーター１８に対して、同期の「進み」や「遅れ」を別個に指令し、歯車の噛合いピッチ方向に「切込み」（位置制御・電流制限）をかけることで、歯車の片歯面毎に歯面圧力を加えて研磨することが可能となっている。
【００８２】
このように、電子ギヤボックス１９を用いた同期回転方式のシステム構成は、はす歯状砥石２と被加工歯車Ｗとが自身のトルクによって回転することになるので、例えばＣ軸１６の慣性や回転抵抗に左右されず、加工歯面に対して小さく安定した荷重を与えることが可能となる。また、砥石２と被加工歯車Ｗとの相対加工方向が同じ方向となり、左右歯面が同じ加工条件となるので、表面性状や表面粗さが均一化できるといった利点も得られる。さらに、本実施例１によれば、はす歯状砥石２の回転停止・逆回転起動の動作が不要となるので、省エネ・省資源・加工時間短縮等といった効果が得られる。
【００８３】
［実施例２］
以上、図１０を用いて、本実施例１に係る歯面加工装置を説明した。しかし、実施例１の構造は、「進み」方向のトルク調製は容易であるが、「遅れ・減速」方向でのトルク調整に改良すべき余地が残されていた。そこで次に、実施例２として、「進み・遅れ」方向に関係無くトルク管理が容易なシステム構成例を説明する。ここで、図１１は、本実施例２に係る歯面加工装置におけるシステム構成を示す図である。なお、図１１で例示する実施例２に係る歯面加工装置についても、砥石２と被加工歯車Ｗが同期回転を行う方式を採用した装置である。また、本実施例２の歯面加工装置は、実施例１の歯面加工装置と同一又は類似の構成及び作用効果を有するので、以下では、異なる構成及び作用効果を中心に説明する。
【００８４】
本実施例２に係る歯面加工装置では、被加工歯車Ｗと駆動用サーボモーター１８との間に設置されたＣ軸１６´に対して、ねじり緩衝体１６ａが設置されるとともに、このねじり緩衝体１６ａの両端に対して、それぞれ１つずつポジションコーダー１６ｂ，１６ｃを設置する構成が採用されている。一対のポジションコーダー１６ｂ，１６ｃは、ねじり緩衝体１６ａのねじれ量を測定して被加工歯車Ｗに加わる加工トルクを検知するとともに、駆動用サーボモーター１８に対して位置制御と電流制御を行うことができるので、かかる構成によって、被加工歯車Ｗに加わる加工圧力を調整することが可能となっている。なお、ねじり緩衝体１６ａについては、ばねやゴム等といった小さな力で変形し、共振し難い素材を用いることが好適である。ただし、本実施例２で用いることのできるねじり緩衝体１６ａは、これらのものに限られず、例えば、電気的な緩衝体を用いることも可能である。
【００８５】
なお、図１１では示していないが、本実施例２に係る歯面加工装置に対しては、被加工歯車Ｗの回転軸上に砥石成形用ロータリードレッサーを設置してもよい。本実施例２に係る歯面加工装置に砥石成形用ロータリードレッサーを併設することで、砥石成形が容易な装置構成とすることができる。
【００８６】
また、本実施例２に係る歯面加工装置に対して、ねじり緩衝体１６ａの機能選択を行うためのクラッチ機能を追加することで、ねじり緩衝体１６ａの機能のＯＮ／ＯＦＦが可能な装置構成を採用することも可能である。クラッチ機能をＯＮ状態としてねじり緩衝体１６ａを剛体として機能させれば、Ｃ軸１６´は研磨軸とドレス軸を兼用した軸となり、好適である。
【００８７】
さらに、上述した実施例２では、ねじり緩衝体１６ａのねじれ量を一対のポジションコーダー１６ｂ，１６ｃによって測定する構成が採用されていたが、例えば、ねじり緩衝体１６ａに対してストレンゲージを貼り、直接撓み量を検出することで、加工トルクを測定する手法を採用することもできる。
【００８８】
［実施例３］
上述した本実施例２については、電子ギヤボックス１９を廃止することで、コスト削減を図った装置構成を実現することも可能である。かかる廉価版の構成を、図１２に例示する。ここで、図１２は、本実施例３に係る歯面加工装置におけるシステム構成例を示す図である。
【００８９】
図１２に示す本実施例３に係る歯面加工装置の場合、実施例１及び２で示した電子ギヤボックス１９が廃止されている。そこで、本実施例３に係る歯面加工装置では、スピンドルモーターである砥石回転モーター４の駆動力に対し、機械的に同期回転している被加工歯車Ｗ用の駆動用サーボモーター１８の回転方向に「進み」及び「遅れ」を別個に指令し、歯車の噛合いピッチ方向に切込みを掛けると同時に、電流制限（加工トルク）を指示することで、歯車の片歯面毎に歯面圧力を加えて研磨することが可能となる。かかる制御方式の採用によって、電子ギヤボックス１９が不要となるので、製造コストの削減効果を得ることができる。
【００９０】
［実施例４］
以上説明した実施例１〜３は、砥石２と被加工歯車Ｗとの両方に駆動源が設置され、両者が同期回転することで歯面加工を行うものであった。しかし、次に図１３を用いて説明する本実施例４に係る歯面加工装置では、被加工歯車Ｗ用の駆動用サーボモーター１８と電子ギヤボックス１９とが廃止されており、駆動源は、砥石２に連結されたスピンドルモーターである砥石回転モーター４のみとなっている。ただし、被加工歯車Ｗの側には、ブレーキ装置１８´が設置されており、スピンドルモーター４の回転駆動力に対して、ブレーキを掛けることで歯面加工を制御する方式となっている。
【００９１】
すなわち、本実施例４に係る歯面加工装置は、はす歯状の砥石２と被加工歯車Ｗとをバックラッシュ有りの状態で噛み合わせ、砥石２側を回転させることでその回転力によって被加工歯車Ｗをも回転させ、連れ回りに基づく回転トルクに対して被加工歯車Ｗの軸側に設けられたブレーキ装置１８´を作動させることでブレーキを掛け、歯車歯面に圧力を加えて研磨する構成を特徴とする装置である。かかる装置構成は、砥石２に対して被加工歯車Ｗが連れ回ることで歯面加工が実現する方式である。本実施例４に係る構造では、逆歯面を研磨する時は、はす歯状砥石２の回転方向を変える必要がある。また、歯車歯面への加工圧力の調整は、ブレーキ装置１８´側でトルク検知する方式と、被加工歯車Ｗに連結するＣ軸１６´に設置されたねじり緩衝体１６ａをもって検知する方式を選択することができる。さらに、本実施例４では、ねじり緩衝体１６ａの強さ（コイルバネに例えればバネ定数）の選定により、より緻密な加工圧力が調整できる。またさらに、ねじり緩衝体１６ａを設けることにより、直接的に微小なトルクが調節できるので、結果として精度の高い研磨面を得る事ができる。さらにまた、ねじり緩衝体１６ａは、ゴム・各種スプリング、樹脂などの部材を使い、ストレンゲージ等により直接撓み量を測定し荷重を測定できる。なお、ねじり緩衝体１６ａについては、電気的な緩衝体を採用することも可能である。
【００９２】
以上、本発明の好適な実施形態及び各種の実施例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態等に記載の範囲には限定されない。上記実施形態等には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。例えば、以下に説明する変形形態１等の構成を採用することも可能である。
【００９３】
［変形形態１］
本変形形態１の砥石目立手段２３は、実施形態１及び実施形態２の歯面加工装置で被加工歯車Ｗを加工する砥石２を成形及び目立てするための手段である。
【００９４】
本変形形態１の砥石目立手段２３は、図１４及び図１５に示されるように、表面がダイヤモンド製のロータリードレッサーとして構成されている。この砥石目立手段２３は、２枚の円盤が並んだ形状である。砥石２の１つの山が、砥石目立手段２３の相隣り合う２つの山による谷フランクで、左右両側から所定の圧力角で挟み込まれる。
【００９５】
砥石２を成形及び目立てする構成としては、図１４に示されるように、砥石目立手段２３が砥石２の歯スジに沿うように配置される。砥石２は、モーター４によって回転軸Ｃを回転中心として回転する。砥石目立手段２３は、砥石目立手段２３の軸周りで回転できるように支持され、砥石２の回転に従動し、軸線方向に移動する。また、図示が省略されているが、砥石目立手段２３を砥石２と噛み合わせる方向に、砥石目立手段２３の位置を調節する手段も有する。
【００９６】
ところで、従来、砥石を成形及び目立てする場合には、図１６に示されるように、砥石目立手段２４，２５のような形状のロータリードレッサーが用いられていた。１つの山だけの砥石目立手段２４は、１つの山が、砥石の２つの山の一方の砥石歯面２１を一方向から押圧する。また、目立てされる側の砥石の隣り合う２つの山を挟み込んで砥石歯面２１を成形及び目立てする砥石目立手段２５は、砥石の隣り合う２つの山を近づけるように砥石目立手段２５によって一方向から押圧する。砥石が被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材である場合、この砥石目立手段２４，２５では、図に示される小さい矢印の方向に、砥石の山が変形してしまい、砥石を成形及び目立てすることが難しかった。
【００９７】
しかしながら、本変形形態１の歯面加工装置によれば、砥石目立手段２３が２つの山で砥石２の１つの山を成形及び目立てするため、接触面積が狭く抵抗が少ないため、小さな力（電力等）で砥石２の成形及び目立てをすることができる。また、特に、砥石が被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材である場合、本変形形態１に係る砥石目立手段２３は効果的であり、砥石の１つの山は砥石目立手段２３の２つの山に挟み込まれて拘束されて、砥石が成形及び目立てされることとなる。
【００９８】
［変形形態２］
以上、変形形態１の砥石目立手段２３として構成されるロータリードレッサーの形態例を図１４及び図１５を用いて説明したが、本発明に適用可能な砥石目立手段については、さらに多様な変形形態を採用することができる。例えば、図１７は、変形形態２に係る砥石目立手段２６を例示する図であるが、図１７で例示する砥石目立手段２６としてのロータリードレッサーは、砥石目立手段２６の両端面の箇所に、被加工歯車Ｗの小径に相当する円筒成形部２６ａが形成されていることを特徴としている。また、変形形態２に係る砥石目立手段２６としてのロータリードレッサーは、２つのネジ山を有する歯型形状のロータリードレッサーとして形成されている。
【００９９】
変形形態２に係る砥石目立手段２６は、２つのネジ山を有する歯型形状のロータリードレッサーとして形成されることで、上述した変形形態１の砥石目立手段２３と同様に、従来技術に比べて非常に効率よく砥石２の成形及び目立てをすることが可能となっている。また、変形形態２に係る砥石目立手段２６は、両端面の箇所に円筒成形部２６ａを有しており、図１７にて例示するように、その円筒成形部２６ａの形状を生かした動作を実行させることで、変形形態１の砥石目立手段２３と比較しても、非常に効率よく砥石２の成形及び目立てをすることが可能となっている。
【０１００】
なお、図１７で例示した変形形態２に係る砥石目立手段２６は、２つのネジ山を有する構成例が示されているが、ネジ山の個数は２つに限定されるものではなく、３つ以上のネジ山を設けることも可能である。
【０１０１】
［その他の実施形態］
以上、本発明の好適な実施形態、実施例及び変形形態について説明したが、本発明は上記の実施形態等に限定されるものではない。例えば、トルク調節部材８９は、弾性体からなる計測用部材８７のひずみを計測することで、被加工歯車Ｗの回転トルクを導出しているが、計測用部材８７の変形に伴う位置の変化や、計測用部材８７ではなく第２ディスク８３の移動量（回転角度）等を計測することで、被加工歯車Ｗの回転トルクを導出する構成を採用することもできる。
【０１０２】
また、振動工程Ｓ６で実行される振動手段６は、被加工歯車Ｗを移動させることで振動させる装置、あるいは砥石２及び被加工歯車Ｗの両方を移動させることで振動させる装置、とすることができる。
【０１０３】
また、回転トルク制御手段５としては、被加工歯車Ｗの回転を制御する手段に代えて、位置制御手段３を用いて、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を変化させることのみで行っても良い。つまり、砥石２の回転軸Ｃと被加工歯車Ｗの回転軸Ｘとの相対位置を変化させることにより、砥石２と被加工歯車Ｗとの当接の程度を変化させることができる。本実施形態では、砥石２は被加工歯車Ｗの被加工歯面のうちの一方のみに当接させた状態で加工を進行させているため、位置制御手段３のみにより加工圧を適正に制御することが可能である。
【０１０４】
［付記］
その他の歯面加工装置の構成上の特徴は、前記はす歯状砥石の歯幅以上の歯幅で、前記はす歯状砥石の回転に従動して回転し、前記はす歯状砥石の軸方向の移動に従動する砥石目立手段を有することである。砥石歯面を目立てする砥石目立手段の歯幅が砥石歯面の歯幅以上とすることで、砥石目立手段の回転及び軸方向移動がはす歯状砥石に従動することができるため、砥石目立手段を回転させ、軸方向に移動させる手段を追加することなく、砥石歯面を目立てすることができる。本発明は、研磨焼けやクラックの発生、砥石の破損を回避することができるため、はす歯状砥石によって被加工歯車を加工しながら、砥石歯面の目立てをすることができ、加工効率が高い。
【０１０５】
また、その他の歯車製造方法の特徴は、前記加工装置が、前記はす歯状砥石の歯幅以上の歯幅で、前記はす歯状砥石の回転に従動して回転し、前記はす歯状砥石の軸方向の移動に従動する砥石目立手段を有することである。当該方法によれば、砥石歯面を目立てする砥石目立手段の歯幅が砥石歯面の歯幅以上とすることで、砥石目立手段の回転及び軸方向移動がはす歯状砥石に従動することができるため、砥石目立手段を回転させ、軸方向に移動させる手段を追加することなく、砥石歯面を目立てすることができる。本発明は、研磨焼けやクラックの発生、砥石の破損を回避することができるため、はす歯状砥石によって被加工歯車を加工しながら、砥石歯面の目立てをすることができ、加工効率が高い。
【符号の説明】
【０１０６】
１０：歯面加工装置、Ｗ：被加工歯車、１１：被加工歯面、１２：他方の被加工歯面、１６，１６´：Ｃ軸、１６ａ ねじり緩衝体、１６ｂ，１６ｃ：ポジションコーダー、１７：タイミングベルト、１８：駆動用サーボモーター、１８´：ブレーキ装置、１９：電子ギヤボックス、２：砥石（はす歯状砥石）、２１：砥石歯面、２３，２６：砥石目立手段、２４，２５：砥石目立手段（従来）、３：位置調節手段、４：砥石回転手段（スピンドルモーター）、４ａ 内蔵検出器、５：回転トルク制御手段、５１：保持部材、５１１：本体部、５１２：軸受け部材、５２：調節部材、５２１：オイルシール、６：被加工歯車支持手段、６１：軸部、６１１：一端部、６１２：フランジ部、６１３：ネジ穴、６１４：他端部、６１５，６１６：保持回転軸、６２：押さえ部材、６２１：貫通孔、６３：締結部材、６３１：ネジ、６３２：座金、７：制御手段、７１：相対位置制御部、７２：砥石回転手段制御部、７３：トルク制御手段制御部、７４：振動制御部、８：調節部材、８０：ケース、８１：第１ディスク、８２：摩擦部材、８３：第２ディスク、８４：軸受け、８５：コイル状バネ８５、８６：ストッパ、８７：測定用部材、８７１：補助部材、８７２：締結部材、８８：補助ディスク、８９：トルク調節部材、９：調節部材、９０：モーター軸、９１：トルク生成モーター、９２：第１測定部材、９２１，９３１：基準ポイント、９３：第２測定部材、９４：ねじり緩衝体、９５，９６：位置検出センサー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸で回転可能に支承されるはす歯状砥石と、
被加工歯車を回転軸で回転可能に支承する被加工歯車支持手段と、
前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を移動できる位置調節手段と、
前記はす歯状砥石を回転させる砥石回転手段と、
前記被加工歯車の回転トルクを制御する回転トルク制御手段と、
を有し、
前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を調節して、前記被加工歯車の１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面のみ、前記はす歯状砥石の砥石歯面に当接させて前記はす歯状砥石及び前記被加工歯車を噛み合わせるように前記位置調節手段を作動させる相対位置制御部と、前記砥石回転手段を作動させる砥石回転手段制御部と、前記回転トルクを所定範囲に調節するように前記回転トルク制御手段を作動させるトルク制御手段制御部とをもつ制御手段を有することを特徴とする歯面加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載の歯面加工装置において、
前記はす歯状砥石は、前記砥石歯面が前記被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材であることを特徴とする歯面加工装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の歯面加工装置において、
前記砥石回転制御部は、前記砥石回転手段を回転させ、
前記回転トルク制御手段制御部は、前記被加工歯車を一方向及び他方向に回転トルクを切り替え、前記被加工歯車の前記一方及び他方の被加工歯面を加工することを特徴とする歯車加工装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯面加工装置において、
前記はす歯状砥石は、前記被加工歯車の歯溝の幅より歯厚が小さいことを特徴とする歯面加工装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯面加工装置において、
前記制御手段は、前記はす歯状砥石及び／又は前記被加工歯車を振動させるように前記位置調節手段を作動させる振動制御部をもつことを特徴とする歯面加工装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の歯面加工装置において、
少なくとも隣り合う１対の山の形状を有し、前記１対の山で形成される谷で前記砥石の１つの山を拘束した状態で前記砥石歯面を成形及び目立てする砥石目立手段を有することを特徴とする歯面加工装置。
【請求項７】
請求項６に記載の歯面加工装置において、
前記砥石目立手段は、両端面の箇所に、前記被加工歯車の小径に相当する円筒成形部が形成されていることを特徴とする歯面加工装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の歯面加工装置において、
前記被加工歯車を回転可能に支承する被加工歯車支持手段には、ねじれ量を発生させるねじり緩衝体が設置されていることを特徴とする歯面加工装置。
【請求項９】
回転軸で回転可能に支承されるはす歯状砥石と被加工歯車を回転軸で回転可能に支承する被加工歯車支持手段とをもつ加工装置を用い、
前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を調節して、前記被加工歯車の１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面のみ、前記はす歯状砥石の砥石歯面に当接させて、前記はす歯状砥石及び前記被加工歯車を噛み合わせる位置調節工程と、
前記はす歯状砥石を回転させる砥石回転工程と、
前記砥石回転工程中に、前記被加工歯車の回転トルクを所定範囲に調節する回転トルク制御工程を有することを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の歯車製造方法において、
前記はす歯状砥石は、前記砥石歯面が前記被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材であることを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の歯車製造方法において、
前記砥石回転工程で前記はす歯状砥石を回転させ、
前記回転トルク制御工程で前記被加工歯車を一方向及び他方向に回転トルクを切り替え、前記被加工歯車の前記一方及び他方の被加工歯面を加工することを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載の歯車製造方法において、
前記はす歯状砥石は、前記被加工歯車の歯溝の幅より歯厚が小さいことを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか１項に記載の歯車製造方法において、
前記砥石回転工程で前記はす歯状砥石及び／又は前記被加工歯車を振動させ、さらに、
前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を変化させる振動工程を実行することを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれか１項に記載の歯車製造方法において、
少なくとも隣り合う１対の山の形状を有する砥石目立手段を用い、前記１対の山で形成される谷で前記砥石の１つの山を拘束した状態で、前記砥石歯面の成形及び目立てを行う砥石目立工程を実行することを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の歯車製造方法において、
前記砥石目立手段には、両端面の箇所に、前記被加工歯車の小径に相当する円筒成形部が形成されており、
前記砥石目立工程は、前記円筒成形部を用いて前記砥石歯面の成形及び目立てを行う処理を含むことを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１６】
請求項９〜１５のいずれか１項に記載の歯車製造方法において、
前記被加工歯車を回転可能に支承する被加工歯車支持手段には、ねじれ量を発生させるねじり緩衝体が設置されていることを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１】
回転軸で回転可能に支承されるはす歯状砥石と、
被加工歯車を回転軸で回転可能に支承する被加工歯車支持手段と、
前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を移動できる位置調節手段と、
前記はす歯状砥石を回転させる砥石回転手段と、
前記被加工歯車の回転トルクを制御する回転トルク制御手段と、
を有し、
前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を調節して、前記被加工歯車の１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面のみ、前記はす歯状砥石の砥石歯面に当接させて前記はす歯状砥石及び前記被加工歯車を噛み合わせるように前記位置調節手段を作動させる相対位置制御部と、前記砥石回転手段を作動させる砥石回転手段制御部と、前記回転トルクを所定範囲に調節するように前記回転トルク制御手段を作動させるトルク制御手段制御部とをもつ制御手段を有することを特徴とする歯面加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載の歯面加工装置において、
前記はす歯状砥石は、前記砥石歯面が前記被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材であることを特徴とする歯面加工装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の歯面加工装置において、
前記砥石回転制御部は、前記砥石回転手段を回転させ、
前記回転トルク制御手段制御部は、前記被加工歯車を一方向及び他方向に回転トルクを切り替え、前記被加工歯車の前記一方及び他方の被加工歯面を加工することを特徴とする歯車加工装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯面加工装置において、
前記はす歯状砥石は、前記被加工歯車の歯溝の幅より歯厚が小さいことを特徴とする歯面加工装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯面加工装置において、
前記制御手段は、前記はす歯状砥石及び／又は前記被加工歯車を振動させるように前記位置調節手段を作動させる振動制御部をもつことを特徴とする歯面加工装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の歯面加工装置において、
少なくとも隣り合う１対の山の形状を有し、前記１対の山で形成される谷で前記砥石の１つの山を拘束した状態で前記砥石歯面を成形及び目立てする砥石目立手段を有することを特徴とする歯面加工装置。
【請求項７】
請求項６に記載の歯面加工装置において、
前記砥石目立手段は、両端面の箇所に、前記被加工歯車の小径に相当する円筒成形部が形成されていることを特徴とする歯面加工装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の歯面加工装置において、
前記被加工歯車を回転可能に支承する被加工歯車支持手段には、ねじれ量を発生させるねじり緩衝体が設置されていることを特徴とする歯面加工装置。
【請求項９】
回転軸で回転可能に支承されるはす歯状砥石と被加工歯車を回転軸で回転可能に支承する被加工歯車支持手段とをもつ加工装置を用い、
前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を調節して、前記被加工歯車の１つの歯を形成する歯面のうち一方の被加工歯面のみ、前記はす歯状砥石の砥石歯面に当接させて、前記はす歯状砥石及び前記被加工歯車を噛み合わせる位置調節工程と、
前記はす歯状砥石を回転させる砥石回転工程と、
前記砥石回転工程中に、前記被加工歯車の回転トルクを所定範囲に調節する回転トルク制御工程を有することを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の歯車製造方法において、
前記はす歯状砥石は、前記砥石歯面が前記被加工歯面の形状に沿うように変形可能な弾性素材であることを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の歯車製造方法において、
前記砥石回転工程で前記はす歯状砥石を回転させ、
前記回転トルク制御工程で前記被加工歯車を一方向及び他方向に回転トルクを切り替え、前記被加工歯車の前記一方及び他方の被加工歯面を加工することを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載の歯車製造方法において、
前記はす歯状砥石は、前記被加工歯車の歯溝の幅より歯厚が小さいことを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか１項に記載の歯車製造方法において、
前記砥石回転工程で前記はす歯状砥石及び／又は前記被加工歯車を振動させ、さらに、
前記はす歯状砥石の回転軸と前記被加工歯車の回転軸との相対位置を変化させる振動工程を実行することを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれか１項に記載の歯車製造方法において、
少なくとも隣り合う１対の山の形状を有する砥石目立手段を用い、前記１対の山で形成される谷で前記砥石の１つの山を拘束した状態で、前記砥石歯面の成形及び目立てを行う砥石目立工程を実行することを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の歯車製造方法において、
前記砥石目立手段には、両端面の箇所に、前記被加工歯車の小径に相当する円筒成形部が形成されており、
前記砥石目立工程は、前記円筒成形部を用いて前記砥石歯面の成形及び目立てを行う処理を含むことを特徴とする歯車製造方法。
【請求項１６】
請求項９〜１５のいずれか１項に記載の歯車製造方法において、
前記被加工歯車を回転可能に支承する被加工歯車支持手段には、ねじれ量を発生させるねじり緩衝体が設置されていることを特徴とする歯車製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−３９６５９（Ｐ２０１３−３９６５９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１２８７４２（Ｐ２０１２−１２８７４２）
【出願日】平成２４年６月６日（２０１２．６．６）
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【出願人】（５１１１７４４４３）エーアイ・マシンテック株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月６日（２０１２．６．６）
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【出願人】（５１１１７４４４３）エーアイ・マシンテック株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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