(57)【要約】ワーク回転及び工具旋回用の複数の回転軸を同時に制御してスクリュー歯溝を形成するスクリューロータの加工方法において、所望深さまで掘り込む工程と、歯溝側面の荒加工を行う工程と、歯溝側面の仕上加工を行う工程と、歯溝底面の仕上加工を行う工程と、を含み、歯溝底面の仕上加工工程では、側面に軸切込み量以上のサイズの切れ刃が設けられるとともに、スクリュー歯溝の底面に対応する先端形状を有し、最大溝深さ位置でスクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外形形状を持つエンドミルを用いるようにした。
2017057026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のエンドミルにより、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め定められた深さまで掘り込む第１の工程と、
前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う第２の工程と、
前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う第３の工程と、
前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有するとともに、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有し、かつ側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第４のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う第４の工程と、
を含むことを特徴とするスクリューロータの加工方法。
【請求項２】
前記第１の工程及び前記第２の工程を省略し、前記第３の工程において前記第３のエンドミルにより前記スクリュー歯溝の掘り込み加工を行いながら、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行うことを特徴とする請求項１に記載のスクリューロータの加工方法。
【請求項３】
前記第４の工程において、前記スクリューロータと当該スクリューロータと噛み合うゲートロータとで圧縮媒体をシールするシール線上に、前記第４のエンドミルの回転軸中心を設定する前記スクリュー歯溝の溝底中央部の１つのカッターパスと、前記シール線上で歯溝側面に前記第４のエンドミルが接する歯溝底部の両端部の２つのカッターパスとを、歯溝底面を形成するカッターパスとすることを特徴とする請求項１または２に記載のスクリューロータの加工方法。
【請求項４】
前記第４の工程において、前記スクリューロータと当該スクリューロータと噛み合うゲートロータとで圧縮媒体をシールするシール線上で歯溝側面に前記第４のエンドミルが接する、歯溝底部の両端部の２つのカッターパスを、歯溝底面を形成するカッターパスとすることを特徴とする請求項１または２に記載のスクリューロータの加工方法。
【請求項５】
前記第４の工程において、前記シール線上で歯溝側面に前記第４のエンドミルが接する歯溝底部の両端部の加工時に、前記第４のエンドミルの旋回半径をリード角にあわせて補正することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のスクリューロータの加工方法。
【請求項６】
第１のエンドミルにより、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め定められた深さまで掘り込む第１の工程と、
前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う第２の工程と、
前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う第３の工程と、
前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有するとともに、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有し、かつ側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第４のエンドミルと、当該第４のエンドミルよりさらに小さい工具径を有し、側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第５のエンドミルと、により、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う第４の工程とを含むことを特徴とするスクリューロータの加工方法。
【請求項７】
前記第４の工程において、前記スクリューロータと当該スクリューロータと噛み合うゲートロータとで圧縮媒体をシールするシール線上に前記第４のエンドミルの回転軸中心を設定する、前記第４のエンドミルによる前記スクリュー歯溝の溝底中央部の加工と、前記シール線上で歯溝側面に前記第５のエンドミルが接する、前記第５のエンドミルによる歯溝底部の両端部の加工とにより、歯溝底面を形成することを特徴とする請求項６に記載のスクリューロータの加工方法。
【請求項８】
工具旋回軸に設置され、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め設定した深さまで掘り込む第１のエンドミルと、
前記工具旋回軸に設置され、前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径を有し、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う第２のエンドミルと、
前記工具旋回軸に設置され、前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部の径より小さい径を有する首部とを具備し、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う第３のエンドミルと、
前記工具旋回軸に設置され、前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有し、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う第４のエンドミルと、を備え、
前記第４のエンドミルは、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有するとともに、側面に軸切込み量以上の切れ刃を有して前記スクリュー歯溝の仕上加工を行うことを特徴とするスクリューロータの加工装置。
【請求項９】
前記工具旋回軸に設置され、前記第４のエンドミルの工具径より小さい外径を有するとともに、前記スクリュー歯溝の底面に対応する断面形状を持ち、側面に軸切込み量以上の切れ刃を有して前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う第５のエンドミルをさらに備えたことを特徴とする請求項８に記載のスクリューロータの加工装置。
【請求項１０】
スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め設定した深さまで掘り込むための第１のエンドミル、
前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う、前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミル、
前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う、前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部の径より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミル、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う、前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状と前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有し、かつ側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第４のエンドミル、
によって構成され、
前記スクリュー歯溝を形成するため、前記第１のエンドミル、前記第２のエンドミル、前記第３のエンドミル、前記第４のエンドミルの順に用いられることを特徴とするスクリューロータの加工用工具。
【請求項１１】
第１のエンドミルにより、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め定められた深さまで掘り込み、
前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行い、
前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行い、前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有し、側面に軸切込み量以上の切れ刃を設け、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有する第４のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行うことで複数の前記スクリュー歯溝を加工して前記スクリューロータを形成する第１の工程と、
前記スクリューロータの複数の歯溝を２つのゲートロータの複数の歯にそれぞれ互いに軸直角となるように前記ゲートロータを前記スクリューロータの外側に配置する第２の工程と、
前記スクリューロータと前記ゲートロータの外周部をケースで覆う第３の工程により、
前記スクリューロータの回転とともに連れ回る前記ゲートロータにより前記スクリュー歯溝が閉じられ圧縮媒体を閉じ込める構造とするスクリュー圧縮機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シングルスクリュー圧縮機に組み込まれているスクリューロータの歯溝加工を高精度かつ高能率に加工する方法、装置、及びその加工を行う加工用工具、並びにスクリュー圧縮機の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シングルスクリュー圧縮機に組み込まれるスクリューロータの歯溝加工は、従来、第１の回転軸上に被削材をセットし、第１の回転軸と垂直な第２の旋回軸に工具をセットし、これら２軸を同期的に回転・旋回させ、さらに、加工の進行とともに第２の旋回軸にセットされている工具の旋回半径を微少量ずつ増加させることで歯溝形状を形成する方法により行っていた。その工程としては、大きく分けて、荒加工として溝形状を掘り込む工程と、溝側面を仕上げる工程と、溝底面を仕上げる工程の３工程に分けられる。溝の荒加工は、特許文献１及び特許文献２とも、エンドミルなどの回転工具で行っている。溝側面仕上加工は、特許文献１では首部の細い特殊なエンドミル工具で、特許文献２ではゲートロータのシール半径より小さい工具径のエンドミル工具で、ともに工具を回転させることにより行っている。しかし、溝底面仕上加工は、回転工具では良好な加工精度を得るのが困難なため、特許文献１、２ともゲートロータの先端形状と同じ形状をしたシェービングバイトを使用し、工具を回転させずにシェービング加工で溝底形状を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４６５９８４７号公報
【特許文献２】国際公開第２００９/０２８１２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、スクリューロータの歯溝加工のうち、溝底面のみが特殊形状の工具を使用したシェービング加工となっている。この特殊工具は切削点以外での干渉を防ぐため、製品形状に合わせて製作する必要があり、工具の製造が複雑である。また、特殊形状であるため、工具切れ刃位置の設定において、角度あるいは工具長さの座標誤差が発生しやすく、ダミー加工での補正や調整冶具が必要になる。また、被削材と工具が同期して移動するシェービング加工であるため、被削材と工具との相対速度が切削速度となり、高速化が望めず、加工能率が上げられないという問題点があった。【０００５】
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、スクリューロータの歯溝加工において、特に回転工具で加工出来ていない歯溝底面加工の加工能率を向上させる方法、加工装置、加工工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のスクリューロータの加工方法は、
第１のエンドミルにより、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め定められた深さまで掘り込む第１の工程と、
前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う第２の工程と、
前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う第３の工程と、
前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有するとともに、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有し、かつ側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第４のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う第４の工程と、
を含むことを特徴とするものである。【０００７】
また、この発明のスクリューロータの加工方法は、
第１のエンドミルにより、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め定められた深さまで掘り込む第１の工程と、
前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う第２の工程と、
前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う第３の工程と、
前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有するとともに、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有し、かつ側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第４のエンドミルと、当該第４のエンドミルよりさらに小さい工具径を有し、側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第５のエンドミルと、により、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う第４の工程とを含むことを特徴とするものである。【０００８】
また、この発明のスクリューロータの加工装置は、
工具旋回軸に設置され、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め設定した深さまで掘り込む第１のエンドミルと、
前記工具旋回軸に設置され、前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径を有し、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う第２のエンドミルと、
前記工具旋回軸に設置され、前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部の径より小さい径を有する首部とを具備し、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う第３のエンドミルと、
前記工具旋回軸に設置され、前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有し、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う第４のエンドミルと、を備え、
前記第４のエンドミルは、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有するとともに、側面に軸切込み量以上の切れ刃を有して前記スクリュー歯溝の仕上加工を行うことを特徴とするものである。【０００９】
また、この発明のスクリューロータの加工用工具は、
スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め設定した深さまで掘り込むための第１のエンドミル、
前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う、前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミル、
前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う、前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部の径より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミル、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う、前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状と前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有し、かつ側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第４のエンドミル、
によって構成され、
前記スクリュー歯溝を形成するため、前記第１のエンドミル、前記第２のエンドミル、前記第３のエンドミル、前記第４のエンドミルの順に用いられることを特徴とするものである。【００１０】
また、この発明のスクリュー圧縮機の製造方法は、
第１のエンドミルにより、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め定められた深さまで掘り込み、
前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行い、
前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行い、前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有し、側面に軸切込み量以上の切れ刃を設け、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有する第４のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行うことで複数の前記スクリュー歯溝を加工して前記スクリューロータを形成する第１の工程と、
前記スクリューロータの複数の歯溝を２つのゲートロータの複数の歯にそれぞれ互いに軸直角となるように前記ゲートロータを前記スクリューロータの外側に配置する第２の工程と、
前記スクリューロータと前記ゲートロータの外周部をケースで覆う第３の工程により、
前記スクリューロータの回転とともに連れ回る前記ゲートロータにより前記スクリュー歯溝が閉じられ圧縮媒体を閉じ込める構造とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、歯溝底面の仕上加工に回転工具を使用するため、回転数を通常のエンドミル加工と同等まで高めることができ、特殊形状のシェービングバイトを使用しなくてもよくなるので、加工の高能率化が図られる。また、回転対象工具であるため、特殊形状のシェービングバイトに比べ刃先位置の測定が容易となり歯溝深さ精度が向上する。特殊形状のシェービングバイトに比べ、工具の製造が簡単である等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】シングルスクリュー圧縮機の圧縮原理を示す斜視図である。
【図２】図１のＣ−Ｃ’線断面図である。
【図３】スクリューロータ加工機の装置構成図である。
【図４】スクリューロータ加工時の軸移動を示す説明図である。
【図５】実施の形態１のスクリューロータの加工工程を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１のスクリューロータの加工工程を示すモデル図である。
【図７】荒加工用テーパエンドミルの正面図である。
【図８】歯溝深さによる歯溝回転半径と歯回転半径の関係を示す図である。
【図９】歯溝深さによるリード角変化を示す図である。
【図１０】エンドミル加工における歯溝側面の誤差説明図である。
【図１１】エンドミル加工における歯溝側面の誤差模式図である。
【図１２】歯溝側面仕上加工用第３のエンドミルの正面図である。
【図１３】歯溝側面仕上加工時のリードと工具位置の関係を示す正面図である。
【図１４】歯溝側面仕上加工時の軸切込み位置を示す説明図である。
【図１５】実施の形態１による歯溝底面仕上用エンドミルの一例を示す正面図である。
【図１６】実施の形態１による歯溝底面仕上用エンドミルの直径を設定する説明図である。
【図１７】実施の形態１による歯溝底面仕上加工のカッターパスを示す説明図である。
【図１８】実施の形態１による歯溝底面仕上加工の歯溝底面形状を説明するための図である。
【図１９】実施の形態１による歯溝底面仕上加工の歯溝底面補正量を説明するための図である。
【図２０】実施の形態２のスクリューロータの加工工程を示すフローチャートである。
【図２１】実施の形態２のスクリューロータの加工工程を示すモデル図である。
【図２２】実施の形態２による歯溝底面荒加工後の歯溝底面形状を説明するための図である。
【図２３】実施の形態２による歯溝底面仕上加工の歯溝底面誤差形状を説明するための図である。
【図２４】実施の形態２による歯溝底面仕上加工の歯溝底面誤差形状を説明するための図である。
【図２５】実施の形態１、２による歯溝底面仕上用エンドミルの一例を示す正面図である。
【図２６】実施の形態１による歯溝底面仕上加工の旋回半径補正後の歯溝底面形状を説明する図である。
【図２７】実施の形態１による歯溝底面仕上加工の歯溝底面位置を示す説明図である。
【図２８】実施の形態１による歯溝底面仕上加工の往復加工時の旋回半径補正後の歯溝底面形状を説明する図である。
【図２９】実施の形態２による歯溝底面仕上加工の旋回半径オフセット後（φ８）の歯溝底面形状を説明する図である。
【図３０】実施の形態２による歯溝底面仕上加工の旋回半径オフセット後（φ６）の歯溝底面形状を説明する図である。
【図３１】実施の形態３のスクリューロータの加工工程を示すフローチャートである。
【図３２】実施の形態３のスクリューロータの加工工程を示すモデル図である。
【図３３】実施の形態３による歯溝側面仕上加工用第３のエンドミルのチップ交換型エンドミルを示す図である。
【図３４】実施の形態３による歯溝底面仕上加工の制御方法を示す説明図である。
【図３５】実施の形態３による歯溝底面仕上加工の制御後の歯溝底面形状を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
まず、はじめにシングルスクリュー圧縮機の圧縮原理について図１に基づき説明する。シングルスクリュー圧縮機は、複数の歯溝２を有するスクリューロータ１と、複数の歯４を有し、スクリューロータ１と噛み合うゲートロータ３ａ、３ｂが互いに軸直角の位置に左右対称に配置されている。図１ではスクリューロータ１が６個の歯溝２を有し、ゲートロータ３ａ、３ｂが１１個の歯４を有する場合を図示している。スクリューロータ１の外周部にはケーシング（図示せず）が覆っており、スクリューロータ１の歯溝２、ゲートロータ３ａ、３ｂの歯４、ケーシングの内径で密閉空間が形成されている。スクリューロータ１のある位置で歯溝２に圧縮媒体である冷媒ガスが吸入され、スクリューロータ１の回転とともに連れ回りするゲートロータ３ａ、３ｂで、歯溝２が閉じられ冷媒ガスが閉じ込められる。
【００１４】
また、スクリューロータ１が回転するとスクリューロータ１の歯溝２、ゲートロータ３ａ、３ｂの歯４、及びケーシングによって形成された密閉空間の歯溝容積が縮小され冷媒ガスが圧縮される。さらに、スクリューロータ１が回転し、所定の歯溝容積になったところで、開口部から圧縮された冷媒ガスが吐出される。このサイクルを各歯溝において繰り返すことで圧縮が連続的に行われる。なお、図１のＣ−Ｃ’線断面を図２に示しており、スクリューロータ１の歯溝２にゲートロータ３ａの歯４が噛み合っている様子を示している（ケーシングは図示せず）。
【００１５】
次に、このスクリューロータ１を加工する加工装置について、図３の装置構成図に基づき説明する。加工装置は被加工物であるスクリューロータ１を回転させるＣ軸主軸５と、上記Ｃ軸と直交する方向に工具６を移動させるＸ軸（上下方向）移動ステージ７、上記Ｃ軸と平行方向に工具６を移動させるＺ軸（左右方向）移動ステージ８、上記Ｘ軸、Ｚ軸の両軸に直交するＹ軸移動ステージ（図示せず）、工具６がＢ軸を中心として図の矢印方向に旋回させられるＢ軸旋回テーブル９の５軸駆動が可能なＮＣ装置である。ベッド１０上にはＣ軸主軸５が取付けられたＣ軸主軸台１１と、Ｚ軸移動ステージ８と、移動式の心押し台１２と、振れ止め１３ａ、１３ｂが設置されている。
ここで、スクリューロータ１はシャフト１４を介してＣ軸チャック１５でＣ軸主軸５に固定されているが、より高精度な加工を行う場合には、加工時の負荷による変形を抑えるため、心押し台１２と振れ止め１３ａ、１３ｂでシャフトを支えるようにされる。Ｚ軸移動ステージ８上には、Ｘ軸移動ステージ７、Ｙ軸移動ステージ（図示せず）、Ｂ軸旋回テーブル９が搭載されており、Ｂ軸旋回テーブル９上には工具６を回転させるスピンドル１６が搭載されており、その先端にはホルダー１７を介して工具６が取付けられている。
【００１６】
次に図４に基づいて上記加工装置における加工原理を説明する。スクリューロータ１の歯溝２の加工は、圧縮原理で説明したゲートロータ３の歯４を工具６に置き換えて加工を行う。すなわちスクリューロータ１を上記Ｃ軸主軸５で回転させ、スクリューロータ１の回転と同期させて工具６をＢ軸旋回テーブル９で旋回させる。図１、図２に示すようなスクリューロータ１を得るには、スクリューロータ１のＣ軸での回転と工具６のＢ軸での旋回との回転・旋回比率を例えば６：１１で同期するように加工する。また、工具６の旋回中心２０とスクリューロータ１の回転中心２１との距離Ｌ2は、スクリュー圧縮機の芯間距離Ｌ1（図２参照）に相当し、工具６の旋回半径Ｒ2は、ゲートロータ半径Ｒ1（図２参照）に相当する。
【００１７】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、歯溝２を掘り込むときは、図４（ａ）の状態から工具６の旋回中心２０を変更せずに工具６の旋回半径Ｒ2を逐次変更して、最終半径がゲートロータ半径Ｒ1と同じになるように、Ｂ軸旋回テーブル９の中心位置をＸ軸移動ステージ７とＺ軸移動ステージ８で円弧軌道２４ａ、２４ｂ上を移動するように駆動制御する（図４（ｂ）参照）。スクリューロータ１の中心線からのずれは、加工機のＹ軸で補正制御すればよい。
【００１８】
次に、図５、図６を参照して、上記加工装置を用いてスクリューロータ１の歯溝２を加工する工程についてその使用工具と共に説明する。スクリューロータ１の加工母材は中実または中空の円柱状とする。スクリューロータ１の回転中心２１と、スクリューロータ及びゲートロータとで圧縮媒体である冷媒ガスをシールするシール線とが一致する場合について説明する。
【００１９】
まず第１のエンドミル２５を工具として旋回させ、歯溝２の荒加工を行う。この荒加工工程（ステップＡ）では、要求される歯溝形状に対応させて第１のエンドミル２５での溝削りにより、歯溝２の両側を同時に加工し、歯溝深さ方向に一定値の切込みを与えて、要求深さまで掘り込む（図６（ａ）参照）。このとき、要求される歯溝形状に可能な限り近い工具径を使用する方が後工程の加工時間が短くなる。また、図７に示すような先端が細くなったテーパエンドミル２９を用いるとより要求形状に近くなり、さらに時間短縮が可能となる。加工母材を中空として、回転軸を挿入したスクリューロータを使用してもよい。
【００２０】
次に、スクリュー歯溝の溝幅より小さい汎用の第２のエンドミル２６で歯溝２の側面荒加工を行う（図６（ｂ）参照）。この歯溝側面荒加工工程（ステップＢ）では、歯溝２を片側ずつ加工し溝幅を広げ、加工精度を向上させる。溝深さ方向と溝幅方向の２方向に別個に切込みを与えて、複数回の駆動で加工を行う。図１、図２に示すように、スクリューロータ１の歯溝２はゲートロータ３の歯側面３０とで冷媒ガスをシールするため、ゲートロータ３の歯側面３０の形状とスクリューロータ１の歯溝２の側面形状が同じであることが理想的である。
【００２１】
図８は、所定の歯溝深さｈにおける歯溝側面回転半径Ｒ3と歯側面回転半径Ｒ4の関係を示しており、図において、スクリューロータ１の回転中心２１に直交する面とゲートロータ３の回転中心に直交する面とは互いに直交する関係にあり、スクリューロータ直径Ｄ1は前者の面上でのスクリューロータの外径に相当し、歯溝幅３５はシール面上での溝幅に相当する。
【００２２】
また、図９は歯溝深さによるリード角の変化を示すもので、３７ａ、３７ｂはスクリューロータ１の外形表面上におけるリード（の一部）を、３８ａ、３８ｂは歯溝底部におけるリード（の一部）を示している。
【００２３】
圧縮原理から図８、図９に示すように、溝深さ位置によってその溝深さ位置での歯溝側面回転半径Ｒ3とその溝深さ位置での歯側面回転半径Ｒ4が異なることから、溝深さによって歯溝２のリード角が異なる。すなわち、スクリューロータ１の外形表面上では、歯溝側面回転半径Ｒ3が大きく歯側面回転半径Ｒ4が小さいため、外径表面でのリード角θ1が大きくなり、反対に歯溝２の底では歯溝側面回転半径Ｒ3が小さく、歯側面回転半径Ｒ4が大きくなるため、歯溝底でのリード角θ2が小さくなる。
【００２４】
図１０はエンドミル加工における歯溝側面の誤差を説明する図であり、図に示すように、外径表面上でのリード３７と歯溝底部でのリード３８との交点Ｐから、第２のエンドミル２６の外周までの距離が最大形状誤差となり、工具径が小さいほど歯溝側面の形状誤差が小さくなる。図１１は図１０のＤ−Ｄ’線断面から見た歯溝側面の形状誤差を示しており、歯溝側面４１、外径表面４２、歯溝底面４３は、スクリューロータ１の表面を示している。
【００２５】
続いて特殊形状の第３のエンドミル２７で歯溝側面の仕上加工（ステップＣ）を行う（図６（ｃ）参照）。第３のエンドミル２７の形状の一例を図１２に示す。第３のエンドミル２７は、切れ刃部４４、首部４５、シャンク部４６から構成され、第２のエンドミル２６に比べ歯溝深さより短い切れ刃部４４と切れ刃部４４の径より小さい径を有する首部４５を設けているところが特殊である。ここで凹み量ｄを切れ刃部４４の径と首部４５の径の１／２とする。この凹み量ｄは次式（１）で求められる。
【００２６】
【数１】
2017057026.tif 000003
但し、δａは最大溝深さ位置での歯底位置における歯溝側面のリード角
δｂは最大溝深さ位置での溝底から切れ刃長さ分上方における歯溝側面リード角
δｃは最大溝深さ位置での外径表面位置における歯溝側面リード角
【００２７】
また、スクリューロータ圧縮機の製品仕様である芯間距離Ｌ1と歯溝幅３５から所定の歯溝深さ位置での歯溝側面回転半径Ｒ3と所定の歯溝深さ位置での歯側面回転半径Ｒ4が求められ、それとスクリューロータとゲートロータの回転比率からスクリューロータの歯溝側面の各点のリード角は次式（２）で求められる。
【数２】
2017057026.tif 000004
【００２８】
この第３のエンドミル２７を用いたカッターパスについて説明する。図１３は第３のエンドミル加工における歯溝側面加工時のリードと工具位置の関係を示す図で、図１４は図１３のＥ−Ｅ’線断面での軸切込み位置を説明するものである。すなわち、上記第３のエンドミル２７の切れ刃部４４に相当する長さで歯溝深さ方向に分割し、上記切れ刃部４４の外周円筒部が、上記切れ刃部の上部４７の位置で加工される溝深さにおいてスクリューロータに創生される切れ刃部上部リード４９と、切れ刃部の下部４８の位置で加工される溝深さにおいてスクリューロータに創生される切れ刃部下部リード５０との両リードに接するように、上記第３のエンドミル２７の旋回中心を移動させるカーターパスとする。
【００２９】
次に、Ｒ形状付き特殊形状の第４のエンドミル２８で歯溝の底面仕上加工（ステップＤ）を行う（図６（ｄ）参照）。第４のエンドミル２８の形状の一例を図１５に示す。第４のエンドミル２８はエンドミル先端の断面形状はゲートロータの先端５１と同様の形状を持ち、エンドミル側面に切れ刃を軸切込み量以上設け、最大溝深さ位置で溝底まで挿入可能な工具径としたことを特徴とする。図１５に示す一例では、ゲートロータ３の半径が９５ｍｍでゲートロータの先端５１がＲ９５（半径９５ｍｍの意味。以下同様）であるため、第４のエンドミルの先端５２の形状はＲ９５の球面形状とし、軸切込み量を０．２ｍｍと想定して第４のエンドミルの側面切れ刃５３は２〜３ｍｍ程度設けている。また、第４のエンドミルの直径Ｄ2は、図１６に示す最大溝深さ位置での歯溝底でのリード角θ2と歯溝幅３５から次式（３）で求められる。
【数３】
2017057026.tif 000005
【００３０】
図１５に示す一例の第４のエンドミル２８では、Ｒ９５の球面形状部分と側面切れ刃５３とのつながり部分は角張っているが、図２５のように欠損防止のため、面取りやコーナーアール５７を付けても良い。これにより、工具寿命を延ばすことが可能となる。
【００３１】
次に、この第４のエンドミル２８を用いたカッターパスについて説明する。まず、図１７（ａ）に示すように、スクリューロータとゲートロータとのシール線３３と、第４のエンドミル２８の回転軸線が同一平面上に位置し、溝の中央に位置するように駆動させる。図１７（ａ）は最大溝深さ位置での状態を示している。次に、戻り方向に第４のエンドミル２８を駆動させる（図１７（ｂ）参照）。この時、第４のエンドミル２８はＲ９５で旋回させて上記シール線３３上で溝側面に接し、工具回転軸は上記シール線３３を含む平面に平行に−Ｙ方向にオフセットされている。このオフセット量は、リード角が変化するためそれに伴い変化する。
【００３２】
同様に、反対の溝側面に対しても、第４のエンドミル２８の工具回転軸を＋Ｙ方向にオフセットし、Ｒ９５で旋回させて、第４のエンドミル２８が上記シール線３３上で接するように駆動する。このカッターパスを目標の溝底深さになるまで、数回繰り返す。例えば、溝底形状がＲ９５で溝幅２８ｍｍの場合は、１ｍｍ程度掘り込みが必要なため、軸切込み０．２ｍｍで行うと６回程度で加工が終了する。また、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）はどちらを先に加工しても問題ない。また、連続した加工とするため、図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）のいずれの場合においても逆方向に移動させる場合もある。
【００３３】
この場合における図１７（ｂ）、図１７（ｃ）のカッターパスのＹ方向へのオフセット量は、加工点のリード角をθとすると次式（４）で求められる。
【数４】
2017057026.tif 000006
【００３４】
さらに、歯溝側面に接触させるＢ軸旋回オフセット角度は次式（５）で求められる。
【数５】
2017057026.tif 000007
【００３５】
このように加工した時の溝底形状の一例を図１８、図１９に示す。ここで、スクリューロータ直径Ｄ1を１８１ｍｍ、ゲートロータ半径Ｒ1を９５ｍｍ、芯間距離Ｌ1を１４４．８ｍｍ、溝幅を２８ｍｍとし、第４のエンドミル２８の工具径（直径）Ｄ2は１９ｍｍ（φ１９）とした。
【００３６】
図１８からわかるように、図１７（ａ）に示すカッターパスでは誤差が無く、目標形状と一致する。しかし、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）に示すカッターパスではリード角の違いにより、溝底形状が異なっている。その時の誤差量が図１８であり、溝底の位置にはほとんど影響されず、リード角にのみ影響する。
【００３７】
したがって、第４のエンドミル２８の旋回半径をリード角にあわせて補正しながら加工するカッターパスとなる。例えば、上記の場合、リード角が最も小さい最大深さ部分での旋回半径補正量は２４７μｍであり、リード角が最も大きいスクリューロータの外径表面上での旋回半径補正量は１１８μｍとなる（図１９参照）。
図２６に旋回半径をリード角にあわせて補正した後の形状誤差を示す。「補正リード最小（図中の破線で示した特性）」は、図２７（ａ）に示すリード角が最も小さい最大深さ位置での溝底５８の形状誤差であり、「補正リード最大（図中の実線で示した特性）」は、図２７（ｂ）に示すリード角が最も大きいスクリューロータの外径表面位置での溝底５９の形状誤差である。溝底中心から９．５ｍｍまでは、図１７（ａ）のカッターパスで加工するため誤差が無い。また９．５ｍｍから溝幅端（１４ｍｍ）までは、図１７（ｂ）もしくは図１７（ｃ）で旋回半径をリード角にあわせて補正した場合であり、誤差は±１μｍ以下である。
【００３８】
実施の形態１では、図１７に示すように、図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）の３パターンのカッターパスで加工する方法を示したが、工具径が溝幅の半分以上の場合には、図１７（ａ）の溝中央の加工を省略することができる。
上記の場合、溝幅１４ｍｍに対し、工具径φ１９ｍｍであるため、図１７（ｂ）、（ｃ）の往復加工のみで加工が可能である。図２８に、図１７（ｂ）、（ｃ）の往復加工のみで加工した場合の旋回半径を、リード角にあわせて補正した後の形状誤差を示す。「補正リード最小（図中の破線で示した特性）」はリード角が最も小さい場合の誤差、補正リード最大（図中の実線で示した特性）はリード角が最も大きい場合の誤差である。この図から、形状誤差は±１．５μｍ以下となることがわかる。
【００３９】
以上説明したように、この発明の実施の形態１によれば、工具とワークの相対速度が切削速度となる従来のシェービングバイトでの歯溝底面の仕上加工の場合と比較して、歯溝底面の仕上加工に回転工具を使用するため、切削速度が速くなり加工の高能率化が図られる。また、シェービングバイトでは加工機の軸駆動力が律速となって、軸切込み量が数十μm程度となっていたが、本実施の形態の回転工具では、数百μｍの切込みが可能となり、加工の高能率化が図られる。また、本実施の形態の回転工具は、回転対称な工具であるため、シェービングバイトで歯溝あるいは歯底の仕上加工をする場合に比べ、刃先位置の測定が容易となり、歯溝深さ精度が向上する。さらに、本実施の形態において第４のエンドミルを用いる工程は、従来のシェービングバイトで歯溝底面仕上を加工する場合に比べ、工具の製造も簡単となる。
【００４０】
なお、本実施の形態では、スクリューロータの中心線と、歯溝側面と歯側面（ここでは、歯溝側面はスクリューロータの歯溝側面、歯側面はゲートロータの歯側面のこと）、歯溝底面と歯先端でシールされる冷媒ガスのシール線とが一致しているとして説明したが、スクリューロータの中心線とシール線がずれた場合は、シール線位置を基準として同様に考えれば良い。
また、図６、図１７に示す工具移動方向の矢印は、逆方向でも問題なく加工できる。
また、本実施の形態では歯溝側面仕上の後、歯溝底面仕上を行っているが、歯溝側面の仕上しろが少なければ、歯溝底面仕上の後、歯溝側面仕上を行っても同様の効果が得られる。
【００４１】
実施の形態２．
実施の形態１では、歯溝底面の仕上加工の工程に第４のエンドミル２８を用いたものについて説明したが、実施の形態２では、第４のエンドミル２８と第４のエンドミル２８より小さい径の第５のエンドミル５５を工具として用いた場合について説明する。また、歯溝底面の荒加工工程を先端がＲ形状もしくは曲率半径の大きな楕円形状の、汎用の第６のエンドミル５６を工具として用いた場合について、図２０、図２１の加工工程全体を示す図を用いて説明する。
第１のエンドミル２５を工具としてスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め定められた深さまで掘り込む第１の工程（図２１（ａ）参照）、スクリュー歯溝の溝幅より小さい汎用の第２のエンドミル２６を工具としてスクリュー歯溝側面の荒加工を行う第２の工程（図２１（ｂ）参照）、首部を設けたことを特徴とする第３のエンドミル２７を工具としてスクリュー歯溝側面の仕上加工を行う第４の工程（図２１（ｄ）参照）は、実施の形態１と同様であるので重複を避けるため説明は省略する。
【００４２】
歯溝の掘り込み加工、歯溝側面の荒加工の後、第３工程として第６のエンドミル５６として、市販のボールエンドミルもしくは楕円形状のエンドミルを工具として、歯溝底面の荒加工を行う（図２１（ｃ）参照）。
この時の溝底形状の具体例を図２２に示す。スクリューロータ直径を１８１ｍｍ、ゲートロータ半径を９５ｍｍ、芯間距離を１４４．８ｍｍ、溝幅を２８ｍｍとした場合、溝底まで挿入可能な工具径は外径１９．４ｍｍ（φ１９．４）であるため、市販のボールエンドミルではＲ８のボールエンドミル（工具直径１６ｍｍ）が最大の曲率半径を持つエンドミルとなる。また、楕円形状の市販の工具では、長軸の長さが１６ｍｍ、端軸の長さが３ｍｍ（型番１６×１．５）の楕円エンドミルが使用できる。長軸の長さが２０ｍｍ、短軸の長さが３ｍｍ（型番２０×１．５）の楕円エンドミルも存在するが、歯溝底面まで挿入できないため、この実施の形態では、使用できない。外周の直径を１９．４ｍｍ（φ１９．４）以下に修正加工すれば、使用可能となる。
それぞれの工具を使用した時の形状と目標形状（Ｒ９５）とを図２２に示す。歯溝側面荒加工後の形状は平面であるため、Ｒ８のボールエンドミルよりも型番１６×１．５の楕円エンドミルの方がより除去量を多くできる。また、歯溝底面の仕上に使用した寿命となった第３のエンドミルを使用すれば、さらに除去量を多くとることができる。目標形状に近い形状であるほど、側面加工後の平面からの除去量が多くなるためである。
【００４３】
第４工程として歯溝側面の仕上加工を行った後、第５工程として第４のエンドミル２８により、歯溝底面の中央のみの仕上加工を行う（図２１（ｅ）参照）。この実施の形態２の第５工程は、実施の形態１の第４工程の中央のみの加工（図１７（ａ）参照）を最終深さまで加工することと同じである。
【００４４】
次に第６工程として、第４のエンドミル２８より小さい径で先端に溝底形状と同じＲ形状付き特殊形状の第５のエンドミル５５で歯溝の底面仕上加工を行う（図２１（ｆ）参照）。第５のエンドミル５５は図１５と同様の形状で、エンドミル先端の断面形状はゲートロータの先端５１と同じ形状を持ち、エンドミル側面に切れ刃を切込み量以上設け、第４のエンドミル２８より小さい工具径としたことを特徴とする。
また、第５のエンドミル５５のカッターパスは、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）の場合と同じく、工具回転軸が上記シール線３３を含む平面に平行に±Ｙ方向にオフセットされ、Ｂ軸旋回オフセットで上記シール線３３上に溝側面に接しながら駆動される。このＹ方向のオフセット量はリード角に伴い変化するため、Ｒ９５の旋回運動中にＹ方向も動くことになる。
この場合において、Ｙ方向のオフセット量は実施の形態１に記載の式（４）と、Ｂ軸旋回オフセット量は実施の形態１に記載の式（５）と、それぞれ同じである。実際の作業においては、このカッターパスを目標の溝底深さになるまで、数回繰り返す。
【００４５】
第６工程で第５のエンドミル５５の工具径が外径８ｍｍ（φ８）の場合と外径６ｍｍ（φ６）の場合の底面形状を、それぞれ図２３、図２４に示す。これらの場合においては、スクリューロータ直径を１８１ｍｍ、ゲートロータ半径を９５ｍｍ、芯間距離を１４４．８ｍｍ、溝幅を２８ｍｍとした。図２３の工具径φ８ではリード最小部で４４μｍ、リード最大部で２１μｍの誤差、図２４の工具径φ６ではリード最小部で２５μｍ、リード最大部で１２μｍとなっており、図１９に示した実施の形態１の旋回半径を補正してない場合の誤差よりも小さいことがわかる。
また、第５のエンドミル５５で加工する場合に旋回半径を一定値オフセット加工することで、より高精度に加工できる。図２９に第５のエンドミル５５をφ８とした場合、図３０に第５のエンドミル５５をφ６とした場合の底面誤差形状を示す。φ８の場合、旋回半径を３２．５μｍオフセットすることにより、底面誤差形状が±１２μｍ以下となっている。φ６の場合は、旋回半径を１８μｍオフセットすることにより、底面誤差形状が±７μｍ以下となっている。
【００４６】
この誤差は、歯溝底部の歯側面に近い両端部で、溝幅から第４のエンドミル２８の工具径長さをひいた長さ分存在し、実施の形態１のような旋回半径の補正をしなくても高精度に加工することができる。第５のエンドミル５５のサイズは小さいほど、溝底形状の誤差は小さくなるが、溝幅から第４のエンドミル２８の工具径長さを引いた半分の長さ以上の直径が望ましい。第５のエンドミル５５の直径が、溝幅から第４のエンドミル２８の工具径長さを引いた半分の長さより小さいと、第５工程と第６工程だけでは歯溝底面の仕上加工ができず、荒加工の面が残存することになるからである。また、工具径が小さいと工具剛性が小さくなるため、加工時のびびり振動などの発生により作業効率が低下する。
【００４７】
この発明の実施の形態２によれば、工具とワークの相対速度が切削速度となるこれまでのシェービングバイトを用いて歯溝底面の仕上加工をする場合と比較して、歯溝底面の仕上加工に回転工具を使用するため、切削速度が速くなり加工の高能率化が図られる。シェービングバイトでは加工機の軸駆動力が律速となって、（１回の）軸切込み量が数十μｍ程度となっていたが、回転工具では、（１回で）数百μｍの切込みが可能となり、加工の高能率化が図られる。
【００４８】
また、回転対称な工具であるため、シェービングバイトで歯溝あるいは歯底の仕上加工をする場合に比べ、刃先位置の測定が容易となり、歯溝深さ精度が向上する。更に、本実施の形態において第４のエンドミルおよび第５のエンドミル５５を用いる工程は、シェービングバイトで歯溝あるいは歯底の仕上加工をする場合に比べ、工具の製作も簡単となる。
【００４９】
また、上記実施の形態１及び２の加工方法で加工されたスクリューロータ１は、図１８、図２３、図２４、さらには、図２６、図２８〜図３０に示されるように、底面形状については、工具形状が転写されるため、高精度に加工される。また、工具先端の位置座標の測定が精度よく行われるため、歯溝深さ位置を設計値通りに加工できる。このため、スクリューロータ１の複数のスクリューロータの歯溝２とゲートロータ３ａ、３ｂの複数の歯４が精度良くかみ合い、歯溝と歯の隙間が少なくなる。従って、スクリューロータとゲートロータの外周部をケースで覆い、スクリューロータの回転とともに連れ回るゲートロータによりスクリューロータの歯溝２が閉じられ、冷媒ガスが漏れなく閉じ込められるため、性能の良いスクリュー圧縮機を製造することができる。
【００５０】
実施の形態３．
実施の形態１では歯溝の加工工程を４工程、実施の形態２では歯溝の加工工程を６工程としたが、実施の形態３では、工程数を削減した側面仕上と底面仕上の２工程で製造する場合について図３１、図３２を用いて説明する。
【００５１】
実施の形態１や実施の形態２のような荒加工工程を省略し、首部を設けたことを特徴とする第３のエンドミル２７を工具としてスクリュー歯溝の掘り込み加工を行いながら歯溝側面の仕上加工を行う工程（図３２（ａ）参照）と、実施の形態１と同じくＲ形状付き特殊エンドミルで第４のエンドミル２８を工具としてスクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う工程（図３２（ｂ）参照）で歯溝加工を行う。
【００５２】
本実施の形態では、首部を設けたことを特徴とする第３のエンドミルとして、市販のチップ交換式エンドミルを使用する。図３３に、市販されているＡＳＭ形（ここでＡＳＭとは工具ホルダーの型番である）のアンダーカット形式の工具形状の概形を示す。例えば、スクリューロータ直径を１８１ｍｍ、ゲートロータ半径を９５ｍｍ、芯間距離を１４４．８ｍｍ、溝幅を２８ｍｍとした場合、工具外径（図中ではＤｃで示した）がφ１７ｍｍで、シャンク外径（図中ではＤｓで示した）がφ１６ｍｍであるＡＳＭ０７１７Ｓ１６Ｒ−４の型番の工具を使用すれば、首部を設けたことを特徴とする第３のエンドミルと同等の効果を示す。したがって、式（１）を満たす形状でチップ交換式の市販工具を使用すれば、工具費が安価となる。なお、図３３において、工具全長を記号Ｌで、また、切れ刃長を記号Ｌｃで表した。
【００５３】
次に、この第３のエンドミル２７を用いたカッターパスについて説明する。基本的なカッターパスは、実施の形態１の場合と同じで、上記第３のエンドミル２７の切れ刃部４４に相当する長さで歯溝深さ方向に分割し、上記切れ刃部４４の外周円筒部が、上記切れ刃部の上部４７の位置で加工される溝深さにおいて、スクリューロータに創生される切れ刃部上部リード４９と、切れ刃部の下部４８の位置で加工される溝深さにおいて、スクリューロータに創生される切れ刃部下部リード５０との両リードに接するように、上記第３のエンドミル２７の旋回中心を移動させるカーターパスとする。
【００５４】
荒加工を行っていないため、歯溝２の両側を別々に加工することになり、歯溝深さ方向に一定の切込みを与えるので、最初に加工する側は溝削りとなり加工負荷が大きく、反対側の歯溝側面の加工時は溝削りとならないため、最初の加工側ほど加工負荷が大きくならない。最初に加工する歯溝側面の送り速度を反対側の歯溝側面の送り速度より遅くして、両側の加工精度を同等になるように制御する。一例としては、最初に加工する側の工具径に対し、反対側を加工する時の半径切り込みとの比率の逆数で送り速度を制御すると、ほぼ加工負荷が同等となり、両側の加工精度も同等になる。この加工を繰り返して、要求深さまで掘り込む（図３２（ａ）参照）。
【００５５】
次に歯溝の底仕上げについて説明する。使用する工具は実施の形態１と同じく、Ｒ付きの特殊エンドミルで第４のエンドミルを使用する。第４のエンドミル２８は、図１５に示すように、エンドミル先端の断面形状はゲートロータの先端５１と同様の形状を持ち、エンドミル側面に切れ刃を軸切込み量以上設け、最大溝深さ位置で溝底まで挿入可能な工具径としたことを特徴とする。
【００５６】
ゲートロータ３の半径が９５ｍｍでゲートロータの先端５１がＲ９５の場合を想定して、歯溝の底面を仕上げるカッターパスについて説明する。図３２（ｂ）に示すように、第４のエンドミル２８はＲ９５で旋回させて上記シール線３３上で溝側面に接するように工具を駆動する。同様に、反対の溝側面に対しても、第４のエンドミル２８をＲ９５で旋回させて、第４のエンドミル２８が上記シール線３３上で接するように駆動する。
【００５７】
この時、図３４（ａ）に示すように、工具先端の回転中心６０は上記シール線３３を含む平面に平行に−Ｙ方向にオフセットされているが、Ｒ９５の旋回中心（ゲートロータの回転中心と同じ）３４は上記シール線３３上に存在するように制御する。このように制御すると、第４のエンドミル２８の先端は、溝底の仮想円６１に接することになる。また、上記オフセットの量は、リード角が変化するため、それに伴い変化する。計算方法については実施の形態１と同じであるため、ここでの説明は省略する。
【００５８】
反対の溝側面の加工時は、図３４（ｂ）に示すように、工具先端の回転中心６０は上記シール線３３を含む平面に平行に＋Ｙ方向にオフセットされ、Ｒ９５の旋回中心（ゲートロータの回転中心と同じ）３４は上記シール線３３上に存在するように制御する。
【００５９】
比較のため、実施の形態１および２の場合の補正方法を図３４（ｃ）に示す。第４のエンドミル２８はＲ９５で旋回させて上記シール線３３上で溝側面に接し、工具回転軸６２は上記シール線３３を含む平面に平行に−Ｙ方向にオフセットされており、さらに旋回半径をリード角にあわせて補正している。
【００６０】
実施の形態３のように、工具先端位置を補正することにより、Ｒ付きエンドミルの形状が歯溝の底面に転写されるため、図３５に示すように、理論的には形状誤差無しで加工可能となる。このカッターパスを目標の溝底深さになるまで、数回繰り返す。
【００６１】
本実施の形態３によれば、工具とワークの相対速度が切削速度となる、これまでのシェービングバイトを用いた歯溝底面の仕上加工の場合と比較して、歯溝底面の仕上加工に回転工具を使用するため、切削速度が速くなり加工の高能率化が図られる。シェービングバイトを用いた場合には、加工機の軸駆動力が律速となって（１回の）軸切込み量が数十μｍ程度となっていたが、回転工具を用いた場合には、（１回で）数百μｍの切込みが可能となり、加工の高能率化が図られる。
【００６２】
また、回転対称な形状の工具であるため、シェービングバイトで歯溝側面あるいは歯溝底面の仕上加工をする場合に比べ、刃先位置の測定が容易となり、歯溝深さ精度が向上する。更に、本実施の形態において第４のエンドミルを用いる工程は、シェービングバイトで歯溝あるいは歯底の仕上加工をする場合に比べ、工具の製作も簡単となる。
【００６３】
また、上記実施の形態３の加工方法で加工されたスクリューロータ１の底面形状については、工具形状が転写されるため、高精度に加工される。また、工具先端の位置座標の測定が精度よく行われるため、歯溝深さ位置を設計値通りに加工できる。このため、スクリューロータ１の複数のスクリューロータの歯溝２とゲートロータ３ａ、３ｂの複数の歯４が精度良くかみ合い、歯溝と歯の隙間が少なくなる。
【００６４】
従って、スクリューロータとゲートロータの外周部をケースで覆い、スクリューロータの回転とともに連れ回るゲートロータにより、スクリューロータの歯溝２が閉じられ、冷媒ガスが漏れなく閉じ込められるため、性能の良いスクリュー圧縮機を製造することができる。
【００６５】
なお、上記実施の形態１、２および３において、ワーク回転軸と工具旋回軸は別々のベースに搭載されており、Ｘ、Ｙ、Ｚの直交する３軸が１つのベースに搭載されていたが、その組み合わせに制約させるものではない。なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１  スクリューロータ、２  歯溝、３、３ａ、３ｂ  ゲートロータ、４  歯、５  Ｃ軸主軸、６  工具、７  Ｘ軸移動ステージ、８  Ｚ軸移動ステージ、９  Ｂ軸旋回テーブル、１０  ベッド、１１  Ｃ軸主軸台、１２  心押し台、１３ａ、１３ｂ  振れ止め、１４  シャフト、１５  Ｃ軸チャック、１６  スピンドル、１７  ホルダー、２０  工具の旋回中心、２１  スクリューロータの回転中心、２４ａ、２４ｂ  円弧軌道、２５  第１のエンドミル、２６  第２のエンドミル、２７  第３のエンドミル、２８  第４のエンドミル、２９  テーパエンドミル、３０  歯側面、３３  スクリューロータとゲートロータとのシール線、  ３４  ゲートロータの回転中心、３５  歯溝幅、３７、３７ａ、３７ｂ  外径表面でのリード、３８、３８ａ、３８ｂ  歯溝底部でのリード、４１  歯溝側面、４２  外径表面、４３  歯溝底面、４４  切れ刃部、４５  首部、４６  シャンク部、４７  切れ刃部の上部、４８  切れ刃部の下部、４９  切れ刃部上部リード、５０  切れ刃部下部リード、５１  ゲートロータの先端、５２  第４のエンドミルの先端、５３  第４のエンドミルの側面切れ刃、５５  第５のエンドミル、５６  第６のエンドミル、５７  コーナーアール、５８  リード角が最も小さい最大深さ位置での溝底、５９  リード角が最も大きいスクリューロータの外径表面位置での溝底、６０  工具先端の回転中心、６１  溝底の仮想円、６２  工具回転軸、Ｄ1  スクリューロータ直径、Ｄ2  第４のエンドミルの直径、ｄ  凹み量、ｈ  歯溝深さ、Ｌ1  芯間距離、Ｌ2  工具の旋回中心とスクリューロータの回転中心との距離、Ｒ1  ゲートロータ半径、Ｒ2  工具の旋回半径、Ｒ3  歯溝深さ位置での歯溝側面回転半径、Ｒ4  歯溝深さ位置での歯側面回転半径、θ  加工点でのリード角、θ1  外径表面でのリード角、θ2  歯溝底でのリード角、Ｄｃ  工具外径、Ｄｓ  シャンク外径、Lｃ  切れ刃長、Ｌ  全長。
【図１】
2017057026.tif 000008
【図２】
2017057026.tif 000009
【図３】
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【図４】
2017057026.tif 000011
【図５】
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【図６】
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【図７】
2017057026.tif 000014
【図８】
2017057026.tif 000015
【図９】
2017057026.tif 000016
【図１０】
2017057026.tif 000017
【図１１】
2017057026.tif 000018
【図１２】
2017057026.tif 000019
【図１３】
2017057026.tif 000020
【図１４】
2017057026.tif 000021
【図１５】
2017057026.tif 000022
【図１６】
2017057026.tif 000023
【図１７】
2017057026.tif 000024
【図１８】
2017057026.tif 000025
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2017057026.tif 000029
【図２３】
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【図２４】
2017057026.tif 000031
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
2017057026.tif 000034
【図２８】
2017057026.tif 000035
【図２９】
2017057026.tif 000036
【図３０】
2017057026.tif 000037
【図３１】
2017057026.tif 000038
【図３２】
2017057026.tif 000039
【図３３】
2017057026.tif 000040
【図３４】
2017057026.tif 000041
【図３５】
2017057026.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月2日(2017.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のエンドミルにより、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め定められた深さまで掘り込む第１の工程と、
前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う第２の工程と、
前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部の径より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う第３の工程と、
前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有するとともに、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有し、かつ側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第４のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う第４の工程と、
を含むことを特徴とするスクリューロータの加工方法。
【請求項２】
前記第１の工程及び前記第２の工程を省略し、前記第３の工程において前記第３のエンドミルにより前記スクリュー歯溝の掘り込み加工を行いながら、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行うことを特徴とする請求項１に記載のスクリューロータの加工方法。
【請求項３】
前記第４の工程において、前記スクリューロータと当該スクリューロータと噛み合うゲートロータとで圧縮媒体をシールするシール線上に、前記第４のエンドミルの回転軸中心を設定する前記スクリュー歯溝の溝底中央部の１つのカッターパスと、前記シール線上で前記スクリュー歯溝の側面に前記第４のエンドミルが接する前記スクリュー歯溝の底部の両端部の２つのカッターパスとを、前記スクリュー歯溝の底面を形成するカッターパスとすることを特徴とする請求項１または２に記載のスクリューロータの加工方法。
【請求項４】
前記第４の工程において、前記スクリューロータと当該スクリューロータと噛み合うゲートロータとで圧縮媒体をシールするシール線上で前記スクリュー歯溝の側面に前記第４のエンドミルが接する、前記スクリュー歯溝の底部の両端部の２つのカッターパスを、前記スクリュー歯溝の底面を形成するカッターパスとすることを特徴とする請求項１または２に記載のスクリューロータの加工方法。
【請求項５】
前記第４の工程において、前記シール線上で前記スクリュー歯溝の側面に前記第４のエンドミルが接する前記スクリュー歯溝の底部の両端部の加工時に、前記第４のエンドミルの旋回半径をリード角にあわせて補正することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のスクリューロータの加工方法。
【請求項６】
第１のエンドミルにより、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め定められた深さまで掘り込む第１の工程と、
前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う第２の工程と、
前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部の径より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う第３の工程と、
前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有するとともに、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有し、かつ側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第４のエンドミルと、当該第４のエンドミルよりさらに小さい工具径を有し、側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第５のエンドミルと、により、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う第４の工程とを含むことを特徴とするスクリューロータの加工方法。
【請求項７】
前記第４の工程において、前記スクリューロータと当該スクリューロータと噛み合うゲートロータとで圧縮媒体をシールするシール線上に前記第４のエンドミルの回転軸中心を設定する、前記第４のエンドミルによる前記スクリュー歯溝の溝底中央部の加工と、前記シール線上で前記スクリュー歯溝の側面に前記第５のエンドミルが接する、前記第５のエンドミルによる前記スクリュー歯溝の底部の両端部の加工とにより、前記スクリュー歯溝の底面を形成することを特徴とする請求項６に記載のスクリューロータの加工方法。
【請求項８】
工具旋回軸に設置され、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め設定した深さまで掘り込む第１のエンドミルと、
前記工具旋回軸に設置され、前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径を有し、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う第２のエンドミルと、
前記工具旋回軸に設置され、前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部の径より小さい径を有する首部とを具備し、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う第３のエンドミルと、
前記工具旋回軸に設置され、前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有し、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う第４のエンドミルと、を備え、
前記第４のエンドミルは、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有するとともに、前記第４のエンドミルの側面に軸切込み量以上の切れ刃を有して前記スクリュー歯溝の仕上加工を行うことを特徴とするスクリューロータの加工装置。
【請求項９】
前記工具旋回軸に設置され、前記第４のエンドミルの工具径より小さい外径を有するとともに、前記スクリュー歯溝の底面に対応する断面形状を持ち、側面に軸切込み量以上の切れ刃を有して前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う第５のエンドミルをさらに備えたことを特徴とする請求項８に記載のスクリューロータの加工装置。
【請求項１０】
スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め設定した深さまで掘り込むための第１のエンドミル、
前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う、前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミル、
前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う、前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部の径より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミル、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う、前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状と前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有し、かつ側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第４のエンドミル、
によって構成され、
前記スクリュー歯溝を形成するため、前記第１のエンドミル、前記第２のエンドミル、前記第３のエンドミル、前記第４のエンドミルの順に用いられることを特徴とするスクリューロータの加工用工具。
【請求項１１】
第１のエンドミルにより、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め定められた深さまで掘り込み、
前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行い、
前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部の径より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行い、前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有し、側面に軸切込み量以上の切れ刃を設け、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有する第４のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行うことで複数の前記スクリュー歯溝各々を加工して前記スクリューロータを形成する第１の工程と、
前記スクリューロータの複数のスクリュー歯溝を２つのゲートロータの複数の歯にそれぞれ互いに軸直角となるように前記ゲートロータを前記スクリューロータの外側に配置する第２の工程と、
前記スクリューロータと前記ゲートロータの外周部をケースで覆う第３の工程により、
前記スクリューロータの回転とともに連れ回る前記ゲートロータにより前記複数のスクリュー歯溝が閉じられ圧縮媒体を閉じ込める構造とすることを特徴とするスクリュー圧縮機の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
上述のように、スクリューロータの歯溝加工のうち、溝底面のみが特殊形状の工具を使用したシェービング加工となっている。この特殊工具は切削点以外での干渉を防ぐため、製品形状に合わせて製作する必要があり、工具の製造が複雑である。また、特殊形状であるため、工具切れ刃位置の設定において、角度あるいは工具長さの座標誤差が発生しやすく、ダミー加工での補正や調整治具が必要になる。また、被削材と工具が同期して移動するシェービング加工であるため、被削材と工具との相対速度が切削速度となり、高速化が望めず、加工能率が上げられないという問題点があった。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明のスクリューロータの加工方法は、
第１のエンドミルにより、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め定められた深さまで掘り込む第１の工程と、
前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う第２の工程と、
前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部の径より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う第３の工程と、
前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有するとともに、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有し、かつ側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第４のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う第４の工程と、
を含むことを特徴とするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、この発明のスクリューロータの加工方法は、
第１のエンドミルにより、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め定められた深さまで掘り込む第１の工程と、
前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う第２の工程と、
前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部の径より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う第３の工程と、
前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有するとともに、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有し、かつ側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第４のエンドミルと、当該第４のエンドミルよりさらに小さい工具径を有し、側面に軸切込み量以上の切れ刃を設けた第５のエンドミルと、により、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う第４の工程とを含むことを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、この発明のスクリューロータの加工装置は、
工具旋回軸に設置され、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め設定した深さまで掘り込む第１のエンドミルと、
前記工具旋回軸に設置され、前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径を有し、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行う第２のエンドミルと、
前記工具旋回軸に設置され、前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部の径より小さい径を有する首部とを具備し、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行う第３のエンドミルと、
前記工具旋回軸に設置され、前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有し、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行う第４のエンドミルと、を備え、
前記第４のエンドミルは、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有するとともに、前記第４のエンドミルの側面に軸切込み量以上の切れ刃を有して前記スクリュー歯溝の仕上加工を行うことを特徴とするものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、この発明のスクリュー圧縮機の製造方法は、
第１のエンドミルにより、スクリューロータのスクリュー歯溝の深さ方向に一定の切込みを与えて予め定められた深さまで掘り込み、
前記スクリュー歯溝の溝幅より小さい径の第２のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の荒加工を行い、
前記スクリュー歯溝の深さサイズより短い切れ刃部と前記切れ刃部の径より小さい径を有する首部とを具備する第３のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の側面の仕上加工を行い、前記スクリュー歯溝の底面に対応する形状を有し、側面に軸切込み量以上の切れ刃を設け、前記スクリュー歯溝の溝底まで挿入可能な工具径以下の外径を有する第４のエンドミルにより、前記スクリュー歯溝の底面の仕上加工を行うことで複数の前記スクリュー歯溝各々を加工して前記スクリューロータを形成する第１の工程と、
前記スクリューロータの複数のスクリュー歯溝を２つのゲートロータの複数の歯にそれぞれ互いに軸直角となるように前記ゲートロータを前記スクリューロータの外側に配置する第２の工程と、
前記スクリューロータと前記ゲートロータの外周部をケースで覆う第３の工程により、
前記スクリューロータの回転とともに連れ回る前記ゲートロータにより前記複数のスクリュー歯溝が閉じられ圧縮媒体を閉じ込める構造とするものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明では、歯溝底面の仕上加工に回転工具を使用するため、回転数を通常のエンドミル加工と同等まで高めることができ、特殊形状のシェービングバイトを使用しなくてもよくなるので、加工の高能率化が図られる。また、その回転工具は回転対称工具であるため、特殊形状のシェービングバイトに比べ切れ刃先位置の測定が容易となり歯溝深さ精度が向上する。特殊形状のシェービングバイトに比べ、工具の製造が簡単である等の効果を有する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図８は、所定の歯溝深さｈにおける歯溝側面回転半径Ｒ３と歯側面回転半径Ｒ４の関係を示しており、図において、スクリューロータ１の回転中心２１に直交する面とゲートロータ３の回転中心３４に直交する面とは互いに直交する関係にあり、スクリューロータ直径Ｄ１は前者の面上でのスクリューロータの外径に相当し、歯溝幅３５はシール面上での溝幅に相当する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、図９は歯溝深さによるリード角の変化を示すもので、３７ａ、３７ｂはスクリューロータ１の外径表面上におけるリード（の一部）を、３８ａ、３８ｂは歯溝底部におけるリード（の一部）を示している。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
圧縮原理から図８、図９に示すように、歯溝深さ位置によってその溝深さ位置での歯溝側面回転半径Ｒ３とその溝深さ位置での歯側面回転半径Ｒ４が異なることから、歯溝深さによって歯溝２のリード角が異なる。すなわち、スクリューロータ１の外径表面上では、歯溝側面回転半径Ｒ３が大きく、歯側面回転半径Ｒ４が小さいため、外径表面でのリード角θ１が大きくなり、反対に歯溝２の底では歯溝側面回転半径Ｒ３が小さく、歯側面回転半径Ｒ４が大きくなるため、歯溝底でのリード角θ２が小さくなる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
この第３のエンドミル２７を用いたカッターパスについて説明する。図１３は第３のエンドミル加工における歯溝側面加工時のリードと工具位置の関係を示す図で、図１４は図１３のＥ−Ｅ’線断面での軸切込み位置を説明するものである。すなわち、上記第３のエンドミル２７の切れ刃部４４に相当する長さで歯溝深さ方向に加工を分割し、上記切れ刃部４４の外周円筒部が、上記切れ刃部の上部４７の位置で加工される歯溝深さにおいて、スクリューロータに創生される切れ刃部上部リード４９と、切れ刃部の下部４８の位置で加工される歯溝深さにおいて、スクリューロータに創生される切れ刃部下部リード５０との両リードに接するように、上記第３のエンドミル２７の旋回中心を移動させるカッターパスとする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
実施の形態１では、図１７に示すように、図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）の３パターンのカッターパスで加工する方法を示したが、工具径が溝幅の半分以上の場合には、図１７（ａ）の溝中央の加工を省略することができる。
上記の場合、溝幅２８ｍｍに対し、工具径φ１９ｍｍであるため、図１７（ｂ）、（ｃ）の往復加工のみで加工が可能である。図２８に、図１７（ｂ）、（ｃ）の往復加工のみで加工した場合の旋回半径を、リード角にあわせて補正した後の形状誤差を示す。「補正リード最小（図中の破線で示した特性）」はリード角が最も小さい場合の誤差、「補正リード最大（図中の実線で示した特性）」はリード角が最も大きい場合の誤差である。この図から、形状誤差は±１．５μｍ以下となることがわかる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
歯溝の掘り込み加工、歯溝側面の荒加工の後、第３の工程として第６のエンドミル５６として、市販のボールエンドミルもしくは楕円形状のエンドミルを工具として、歯溝底面の荒加工を行う（図２１（ｃ）参照）。
この時の溝底形状の具体例を図２２に示す。スクリューロータ直径を１８１ｍｍ、ゲートロータ半径を９５ｍｍ、芯間距離を１４４．８ｍｍ、溝幅を２８ｍｍとした場合、溝底まで挿入可能な工具径は外径１９．４ｍｍ（φ１９．４）であるため、市販のボールエンドミルではＲ８のボールエンドミル（工具直径１６ｍｍ）が最大の曲率半径を持つエンドミルとなる。また、楕円形状の市販の工具では、長軸の長さが１６ｍｍ、短軸の長さが３ｍｍ（型番１６×１．５）の楕円エンドミルが使用できる。長軸の長さが２０ｍｍ、短軸の長さが３ｍｍ（型番２０×１．５）の楕円エンドミルも存在するが、歯溝底面まで挿入できないため、この実施の形態では、使用できない。外周の直径を１９．４ｍｍ（φ１９．４）以下に修正加工すれば、使用可能となる。
それぞれの工具を使用した時の形状と目標形状（Ｒ９５）とを図２２に示す。歯溝側面荒加工後の形状は平面であるため、Ｒ８のボールエンドミルよりも型番１６×１．５の楕円エンドミルの方がより除去量を多くできる。また、歯溝底面の仕上に使用した寿命となった第４のエンドミルを使用すれば、さらに除去量を多くとることができる。目標形状に近い形状であるほど、側面加工後の平面からの除去量が多くなるためである。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
次に第６工程として、第４のエンドミル２８より小さい径で先端に溝底形状と同じＲ形状付き特殊形状の第５のエンドミル５５で歯溝の底面仕上加工を行う（図２１（ｆ）参照）。第５のエンドミル５５は図１５と同様の形状で、エンドミル先端の断面形状はゲートロータの先端５１と同じ形状を持ち、エンドミル側面に切れ刃を軸切込み量以上設け、第４のエンドミル２８より小さい工具径としたことを特徴とする。
また、第５のエンドミル５５のカッターパスは、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）の場合と同じく、工具回転軸が上記シール線３３を含む平面に平行に±Ｙ方向にオフセットされ、Ｂ軸旋回オフセットで上記シール線３３上に歯溝側面に接しながら駆動される。このＹ方向のオフセット量はリード角に伴い変化するため、Ｒ９５の旋回運動中にＹ方向にも動くことになる。
この場合において、Ｙ方向のオフセット量は実施の形態１に記載の式（４）と、Ｂ軸旋回オフセット量は実施の形態１に記載の式（５）と、それぞれ同じである。実際の作業においては、このカッターパスを目標の溝底深さになるまで、数回繰り返す。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
次に、この第３のエンドミル２７を用いたカッターパスについて説明する。基本的なカッターパスは、実施の形態１の場合と同じで、上記第３のエンドミル２７の切れ刃部４４に相当する長さで歯溝深さ方向に加工を分割し、上記切れ刃部４４の外周円筒部が、上記切れ刃部の上部４７の位置で加工される歯溝深さにおいて、スクリューロータに創生される切れ刃部上部リード４９と、切れ刃部の下部４８の位置で加工される歯溝深さにおいて、スクリューロータに創生される切れ刃部下部リード５０との両リードに接するように、上記第３のエンドミル２７の旋回中心を移動させるカッターパスとする。
【国際調査報告】
2017057026.tif 000043
2017057026.tif 000044
2017057026.tif 000045
2017057026.tif 000046