(57)【要約】【課題】再研磨量を増大することにより工具寿命を向上させつつ、再研磨に要する時間を短縮することができる歯切り工具を提供する。【解決手段】第一加工部１１０の第一刃１１１の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一であり、第二加工部１２０の第二刃１２１の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一であり、且つ、同一径の位置において第一刃１１１の歯厚と同一の歯厚であり、第二刃１２１の歯面１２３は、第一刃１１１の歯面１１３と連続した面を形成する。第三加工部１３０の第三刃１３１の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一であり、且つ、同一径の位置において第一刃１１１及び第二刃１２１の歯厚より大きな歯厚であり、第三刃１３１の歯面１３３は、第二刃１２１の歯面１２３に対して段差を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に複数の第一刃を備え、前記複数の第一刃の外接面が円筒状に形成され、前記第一刃の歯筋方向の一端に第一すくい面を有する第一加工部と、
外周に複数の第二刃を備え、前記複数の第二刃が前記第一すくい面とは反対側において前記複数の第一刃に連続して設けられ、前記複数の第二刃の外接面が円筒状に形成され、前記第二刃の歯先面が前記第一刃の歯先面より径方向外方に設けられ、前記第二刃の歯筋方向の一端に第二すくい面を有する第二加工部と、
外周に複数の第三刃を備え、前記複数の第三刃が前記第二すくい面とは反対側において前記複数の第二刃に連続して設けられ、前記複数の第三刃の外接面が円筒状に形成され、前記第三刃の歯先面が前記第二刃の歯先面より径方向外方に設けられ、前記第三刃の歯筋方向の一端に第三すくい面を有する第三加工部と、
を備え、
前記第一刃の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一であり、
前記第二刃の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一であり、且つ、同一径の位置において前記第一刃の歯厚と同一の歯厚であり、
前記第二刃の歯面は、前記第一刃の歯面と連続した面を形成し、
前記第三刃の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一であり、且つ、同一径の位置において前記第一刃及び前記第二刃の歯厚より大きな歯厚であり、
前記第三刃の歯面は、前記第二刃の歯面に対して段差を有する、スカイビング加工に用いられる、歯切り工具。
【請求項２】
前記歯切り工具は、ねじれ角を有する歯車の加工に適用し、
前記第一刃、前記第二刃及び前記第三刃の歯筋方向は、前記歯切り工具の軸線方向に平行に形成され、
前記第一刃及び前記第二刃の歯厚は、前記ねじれ角に応じた歯厚に形成されている、請求項１に記載の歯切り工具。
【請求項３】
前記第一刃のモジュール及び前記第二刃のモジュールは、同一であり、
前記第一刃のモジュール及び前記第二刃のモジュールは、前記第三刃のモジュールより大きく、
前記第一刃の歯厚及び前記第二刃の歯厚は、歯厚修正により前記第三刃より小さく形成され、
前記第二刃の歯先面は、歯先面修正により前記第三刃の歯先面より径方向内方に形成され、
前記第一刃の歯先面は、歯先面修正により前記第二刃の歯先面より径方向内方に形成される、請求項１又は２に記載の歯切り工具。
【請求項４】
前記第一刃のモジュール、前記第二刃のモジュール及び前記第三刃のモジュールは、同一であり、
前記第一刃の歯厚及び前記第二刃の歯厚は、歯厚修正により前記第三刃より小さく形成され、
前記第二刃の歯先面は、歯先面修正により前記第三刃の歯先面より径方向内方に形成され、
前記第一刃の歯先面は、歯先面修正により前記第二刃の歯先面より径方向内方に形成される、請求項１又は２に記載の歯切り工具。
【請求項５】
前記第一刃及び前記第二刃の圧力角は、圧力角の修正により前記第三刃の圧力角を異ならせる、請求項３又は４に記載の歯切り工具。
【請求項６】
請求項１−５の何れか一項に記載の歯切り工具と、
前記歯切り工具をその中心軸線回りに回転させ、工作物をその中心軸線回りに回転させ、前記歯切り工具の中心軸線を前記工作物の中心軸線に平行な軸線に対して角度を有する状態とし、且つ、前記歯切り工具を前記工作物に対して前記工作物の中心軸線方向に相対的に移動することで、前記工作物に歯を創成する駆動装置と、
を備える、歯車加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯切り工具及び歯車加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１，２には、スカイビング加工に適用する歯切り工具が記載されている。歯切り工具は、外径の異なる工具刃を多段階に有している。これにより、歯切り工具の１回の送り動作により例えば荒加工と仕上加工とを一連で行うことができるため、加工時間の短縮を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１７４８５号公報
【特許文献２】特開２０１６−１２４０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、工具刃が摩耗した場合には、工具刃を再研磨する。工具刃の再研磨は、主として、工具刃のすくい面（刃の端面）に対して行う。特許文献１，２に記載の工具刃は、円錐形状に形成されている。そのため、工具刃のすくい面を再研磨する場合において、円錐形状の工具刃を再研磨すると形状が変化するため、再研磨量に限界がある。
【０００５】
また、工具刃の再研磨は、すくい面の他に、歯面（刃の側面）に対して行うことがある。そして、工具刃のすくい面及び歯面に対する再研磨を行う際に、多大な時間を要するため、再研磨に要する時間の短縮が求められる。
【０００６】
本発明は、再研磨量を増大することにより工具寿命を向上させつつ、再研磨に要する時間を短縮することができる歯切り工具及びその工具を備える歯車加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１．歯切り工具）
本発明に係る歯切り工具は、外周に複数の第一刃を備え、前記複数の第一刃の外接面が円筒状に形成され、前記第一刃の歯筋方向の一端に第一すくい面を有する第一加工部と、外周に複数の第二刃を備え、前記複数の第二刃が前記第一すくい面とは反対側において前記複数の第一刃に連続して設けられ、前記複数の第二刃の外接面が円筒状に形成され、前記第二刃の歯先面が前記第一刃の歯先面より径方向外方に設けられ、前記第二刃の歯筋方向の一端に第二すくい面を有する第二加工部と、外周に複数の第三刃を備え、前記複数の第三刃が前記第二すくい面とは反対側において前記複数の第二刃に連続して設けられ、前記複数の第三刃の外接面が円筒状に形成され、前記第三刃の歯先面が前記第二刃の歯先面より径方向外方に設けられ、前記第三刃の歯筋方向の一端に第三すくい面を有する第三加工部と、を備える。
【０００８】
前記第一刃の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一である。前記第二刃の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一であり、且つ、同一径の位置において前記第一刃の歯厚と同一の歯厚である。前記第二刃の歯面は、前記第一刃の歯面と連続した面を形成する。前記第三刃の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一であり、且つ、同一径の位置において前記第一刃及び前記第二刃の歯厚より大きな歯厚である。前記第三刃の歯面は、前記第二刃の歯面に対して段差を有する、スカイビング加工に用いられる。
【０００９】
上記のように、歯切り工具は、少なくとも、第一加工部、第二加工部及び第三加工部を備える。従って、歯切り工具の１回の送り動作により、少なくとも三段階の加工を行うことができる。そのため、加工時間を大幅に短縮することができる。
【００１０】
また、第一加工部の第一刃は、外接面が円筒状に形成されており、且つ、歯面が同一径の位置において歯筋方向に向かって同一に形成されている。従って、第一刃の第一すくい面が摩耗した場合に、第一刃の第一すくい面を再研磨したとしても、第一すくい面の形状が維持される。第二刃及び第三刃についても、同様である。従って、再研磨を何度も行うことができるため、工具寿命の向上を図ることができる。
【００１１】
また、第一刃の歯厚と第二刃の歯厚は、同一径の位置において同一であり、第一刃の歯面と第二刃の歯面とは、連続した面を形成している。従って、第一刃の歯面及び第二刃の歯面を再研磨する際には、第一刃と第二刃とを一連に行うことができる。従って、第一刃の歯面と第二刃の歯面の再研磨に要する時間を短縮することができる。
【００１２】
ここで、第三刃が工作物を最後に加工する刃となるため、工作物の所望形状（仕上形状）に加工することができる刃の形状とする必要がある。従って、第三刃が、すくい面と歯先面との稜線の部位のみならずすくい面と歯面との稜線の部位においても工作物を加工することができるようにする必要がある。そこで、第三刃の歯先面が、第一刃及び第二刃の歯先面より径方向外方に設けられ、且つ、第三刃の歯厚が、第一刃及び第二刃の歯厚より大きくされている。第三刃を上記のような形状とすることにより、第三刃が確実に仕上加工を行うことができ、高精度な歯車を加工することができる。
【００１３】
（２．歯車加工装置）
本発明に係る歯車加工装置は、上記の歯切り工具と、前記歯切り工具をその中心軸線回りに回転させ、工作物をその中心軸線回りに回転させ、前記歯切り工具の中心軸線を前記工作物の中心軸線に平行な軸線に対して角度を有する状態とし、且つ、前記歯切り工具を前記工作物に対して前記工作物の中心軸線方向に相対的に移動することで、前記工作物に歯を創成する駆動装置と、を備える。歯車加工装置においても、上記の歯切り工具による効果と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】歯車加工装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】歯切り工具をその中心軸線方向から見た図である。
【図３】図２の歯切り工具のIII−III断面図である。
【図４】歯切り工具の部分拡大斜視図である。
【図５】歯切り工具の第一刃及び第二刃の形成方法パターンを示す図である。
【図６】第一刃及び第二刃の形状決定手順を説明する図であり、モジュールを大きくした状態の図である。
【図７】第二刃の形状決定手順を説明する図であり、歯厚修正及び歯先面修正を行う状態の図である。
【図８】パターン１により決定された第二刃を示す図である。
【図９】第一刃の形状決定手順を説明する図であり、歯厚修正及び歯先面修正を行う状態の図である。
【図１０】パターン１により決定された第一刃を示す図である。
【図１１】第二刃の形状決定手順を説明する図であり、圧力角の修正を行う状態の図である。
【図１２】パターン２により決定された第二刃を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（１．歯車加工装置１の構成）
歯車加工装置１の構成について、図１を参照して説明する。歯車加工装置１の一例として、５軸マシニングセンタを例にあげる。つまり、歯車加工装置１は、駆動軸として、相互に直交する３つの直進軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）及び２つの回転軸（Ａ軸，Ｃ軸）を有する装置である。本実施形態においては、歯車加工装置１は、横形５軸マシニングセンタを例にあげるが、横形５軸マシニングセンタに限られず、立形５軸マシニングセンタを適用することができ、マシニングセンタ以外の構成の装置も適用できる。
【００１６】
図１に示すように、歯車加工装置１は、歯切り工具Ｔと、歯切り工具Ｔと工作物Ｗとを相対移動することで工作物Ｗを切削加工することにより工作物Ｗに歯を創成する駆動装置１０−８０とを備える。歯切り工具Ｔは、スカイビング加工に用いる工具であって、外周に複数の刃を有する。つまり、歯車加工装置１は、スカイビング加工により、工作物Ｗを切削加工することにより工作物Ｗに歯を創成する。工作物Ｗの素材は、円筒状又は円柱状であり、歯車加工装置１は、工作物Ｗの素材の内周面又は外周面を加工することにより、内歯車又は外歯車を形成する。
【００１７】
ここで、スカイビング加工とは、歯切り工具Ｔをその中心軸線回りに回転させ、工作物Ｗをその中心軸線回りに回転させ、歯切り工具Ｔの中心軸線を工作物Ｗの中心軸線に平行な軸線に対して角度を有する状態とし、歯切り工具Ｔを工作物Ｗに対して工作物Ｗの中心軸線方向に相対的に移動することで、歯切り工具Ｔにより歯を創成する方法である。なお、歯切り工具Ｔの中心軸線を工作物Ｗの中心軸線に平行な軸線に対して角度を有する状態とは、歯切り工具Ｔの中心軸線と工作物Ｗの中心軸線とが交差角を有する状態に相当する。
【００１８】
歯車加工装置１は、駆動装置として、ベッド１０と、コラム２０と、サドル３０と、回転主軸４０と、スライドテーブル５０と、チルトテーブル６０と、回転テーブル７０と、工作物保持具（工作物主軸）８０を備える。なお、図示省略するが、ベッド１０と並んで既知の自動工具交換装置が設けられる。
【００１９】
ベッド１０は、床上に配置される。このベッド１０の上面には、コラム２０がＸ軸方向（水平方向）に移動可能に設けられる。さらに、コラム２０の前面には、サドル３０がＹ軸方向（鉛直方向）に移動可能に設けられる。回転主軸４０は、サドル３０内に収容された主軸モータ（図示せず）により回転可能に設けられる。回転主軸４０の先端に、歯切り工具Ｔが保持される。従って、回転主軸４０の回転により、歯切り工具Ｔをその中心軸線回りに回転可能となる。
【００２０】
また、ベッド１０の上面には、スライドテーブル５０がＺ軸方向（水平方向）に移動可能に設けられる。スライドテーブル５０の上面に、チルトテーブル６０が水平方向のＡ軸回りで揺動可能に設けられる。チルトテーブル６０には、回転テーブル７０が、Ａ軸に直角なＣ軸回りで回転可能に設けられる。回転テーブル７０には、工作物Ｗを保持する工作物保持具８０が装着される。工作物保持具８０は、工作物Ｗが内歯車である場合と外歯車である場合とに応じて、異なる形状に形成される。
【００２１】
（２．歯車加工方法の概要）
歯車加工方法の概要について図１を参照して説明する。まず、チルトテーブル６０を旋回することにより、歯切り工具Ｔの中心軸線と工作物Ｗの中心軸線とが所定の交差角を有する状態とする。続いて、回転主軸４０を回転することで、歯切り工具Ｔをその中心軸線回りに回転させる。さらに、回転テーブル７０を回転することで、工作物Ｗをその中心軸線回りに回転させる。続いて、コラム２０、サドル３０及びスライドテーブル５０を移動させることにより、歯切り工具Ｔを工作物Ｗに対して工作物Ｗの中心軸線方向に相対的に移動させる。このようにして、歯切り工具Ｔにより工作物Ｗが切削加工されることにより工作物Ｗに歯が創成される。
【００２２】
ここで、歯車加工装置１は、ねじれ角を有する歯車、及び、ねじれ角を有しない歯車の何れも加工することができる。そして、交差角は、歯車のねじれ角及び歯切り工具Ｔのねじれ角に応じて設定される。
【００２３】
（３．歯切り工具Ｔの詳細構成）
歯切り工具Ｔの詳細構成について、図２−図４を参照して説明する。歯切り工具Ｔは、第一加工部１１０、第二加工部１２０及び第三加工部１３０を備える。第一加工部１１０は、第一荒加工を実行する部位であり、第二加工部１２０は、第一荒加工に続いて第二荒加工を実行する部位であり、第三加工部１３０は、第二荒加工に続いて仕上加工を実行する部位である。
【００２４】
第一加工部１１０は、円盤状又は円筒状に形成されている。第一加工部１１０の中央には、キー溝を有する貫通孔が形成されており、図３に示すように、回転主軸４０（図１に示す）の軸状の取付部位１４１に挿通されると共に、締結部材１４２により固定される。
【００２５】
第一加工部１１０は、外周に複数の第一刃１１１を備える。第一刃１１１の歯筋方向は、歯切り工具Ｔの中心軸線に平行である。つまり、第一刃１１１は、ねじれ角を有しない。さらに、複数の第一刃１１１の外接面は、円筒状に形成されている。つまり、第一刃１１１は、歯切り工具Ｔの中心軸線方向に延在し、且つ、歯切り工具Ｔの中心軸線に平行な第一歯先面１１２を有する。
【００２６】
第一刃１１１は、側方に第一歯面１１３を有する。第一刃１１１の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一である。歯厚とは、任意の径における一方の第一歯面１１３と他方の第一歯面１１３との周方向距離である。つまり、第一歯面１１３も、歯切り工具Ｔの中心軸線に平行な面となる。
【００２７】
さらに、第一刃１１１は、第一刃１１１の歯筋方向の一端に第一すくい面１１４を有する。第一すくい面１１４は、歯切り工具Ｔの中心軸線に直交する面である。従って、第一すくい面１１４は、第一歯先面１１２及び第一歯面１１３に対して直交する。
【００２８】
第二加工部１２０は、第一加工部１１０と同様に円盤状又は円筒状に形成されている。第二加工部１２０は、第一加工部１１０と一体に形成された１つの部材を構成する。つまり、第一加工部１１０と第二加工部１２０とは、１つの素材を加工することにより得られており、締結部材等により連結されたものではない。そして、第二加工部１２０の中央には、キー溝を有する貫通孔が形成されており、図３に示すように、回転主軸４０の取付部位１４１に挿通されると共に、締結部材１４２により固定される。第二加工部１２０は、第一加工部１１０よりも回転主軸４０の基端側に位置する。つまり、第一加工部１１０が、歯切り工具Ｔにおける先端側となる。
【００２９】
第二加工部１２０は、外周に複数の第二刃１２１を備える。複数の第二刃１２１が第一すくい面１１４とは反対側において複数の第一刃１１１に連続して設けられている。第二刃１２１の歯筋方向は、歯切り工具Ｔの中心軸線に平行である。つまり、第二刃１２１は、第一刃１１１と同様に、ねじれ角を有しない。従って、第二刃１２１は、第一刃１１１の延長線上に位置する。
【００３０】
さらに、複数の第二刃１２１の外接面は、円筒状に形成されている。つまり、第二刃１２１は、歯切り工具Ｔの中心軸線方向に延在し、且つ、歯切り工具Ｔの中心軸線に平行な第二歯先面１２２を有する。第二歯先面１２２は、第一刃１１１の第一歯先面１１２より径方向外方に設けられる。
【００３１】
第二刃１２１は、側方に第二歯面１２３を有する。第二刃１２１の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一である。つまり、第二刃１２１も、歯切り工具Ｔの中心軸線に平行な面となる。さらに、第二刃１２１の歯厚は、同一径の位置において第一刃１１１の歯厚と同一の歯厚である。つまり、第二刃１２１の第二歯面１２３は、第一刃１１１の第一歯面１１３と連続した面を形成する。従って、第一刃１１１の第一歯面１１３と第二刃１２１の第二歯面１２３との間に、段差を有さず、境界線がない。換言すると、第二歯面１２３は、歯切り工具Ｔの中心軸線方向において、第一歯面１１３の延長線上に位置する。
【００３２】
さらに、第二刃１２１は、第二刃１２１の歯筋方向の一端に第二すくい面１２４を有する。第二すくい面１２４は、第一刃１１１の第一歯先面１１２の径方向外方のみに有する。つまり、第二すくい面１２４は、略台形状となる。上述したように、第一刃１１１の第一歯面１１３と第二刃１２１の第二歯面１２３とは連続した面である。従って、第二すくい面１２４は、第一歯面１１３に隣接する部位には形成されていない。第二すくい面１２４は、歯切り工具Ｔの中心軸線に直交する面である。従って、第二すくい面１２４は、第二歯先面１２２及び第二歯面１２３に対して直交すると共に、第一歯先面１１２に対しても直交する。
【００３３】
第三加工部１３０は、第一加工部１１０及び第二加工部１２０と同様に円盤状又は円筒状に形成されている。第三加工部１３０は、第一加工部１１０及び第二加工部１２０とは別体に形成されている。そして、第三加工部１３０の中央には、キー溝を有する貫通孔が形成されており、図３に示すように、回転主軸４０の取付部位１４１に挿通されると共に、締結部材１４２により固定される。ここで、第三加工部１３０は、第二加工部１２０よりも回転主軸４０の基端側に位置する。
【００３４】
第三加工部１３０は、外周に複数の第三刃１３１を備える。複数の第三刃１３１が第二すくい面１２４とは反対側において複数の第二刃１２１に連続して設けられている。第三刃１３１の歯筋方向は、歯切り工具Ｔの中心軸線に平行である。つまり、第三刃１３１は、第一刃１１１及び第二刃１２１と同様に、ねじれ角を有しない。従って、第三刃１３１は、第一刃１１１及び第二刃１２１の延長線上に位置する。
【００３５】
さらに、複数の第三刃１３１の外接面は、円筒状に形成されている。つまり、第三刃１３１は、歯切り工具Ｔの中心軸線方向に延在し、且つ、歯切り工具Ｔの中心軸線に平行な第三歯先面１３２を有する。第三歯先面１３２は、第二刃１２１の第二歯先面１２２より径方向外方に設けられる。
【００３６】
第三刃１３１は、側方に第三歯面１３３を有する。第三刃１３１の歯厚は、同一径の位置において歯筋方向に向かって同一である。つまり、第三刃１３１も、歯切り工具Ｔの中心軸線に平行な面となる。さらに、第三刃１３１の歯厚は、同一径の位置において第一刃１１１及び第二刃１２１の歯厚より大きな歯厚である。つまり、第三刃１３１の第三歯面１３３は、第二刃１２１の第二歯面１２３に対して段差を有する。
【００３７】
さらに、第三刃１３１は、第三刃１３１の歯筋方向の一端に第三すくい面１３４を有する。第三すくい面１３４は、第二刃１２１の第二歯先面１２２の径方向外方、及び、第二歯面１２３に隣接する部位に有する。つまり、第三すくい面１３４は、略Ｕ字状となる。また、第三すくい面１３４は、歯切り工具Ｔの中心軸線に直交する面である。従って、第三すくい面１３４は、第三歯先面１３２及び第三歯面１３３に対して直交すると共に、第二歯先面１２２及び第二歯面１２３に対しても直交する。
【００３８】
上述したように、歯切り工具Ｔは、第一荒加工を担当する第一加工部１１０、第二荒加工を担当する第二加工部１２０、仕上加工を担当する第三加工部１３０を備える。従って、歯切り工具Ｔの１回の送り動作により、三段階の加工を行うことができる。そのため、加工時間を大幅に短縮することができる。
【００３９】
また、第三刃１３１が工作物Ｗを最後に加工する刃となるため、工作物Ｗの所望形状（仕上形状）に加工することができる刃の形状とする必要がある。従って、第三刃１３１が、第三すくい面１３４と第三歯先面１３２との稜線の部位のみならず、第三すくい面１３４と第三歯面１３３との稜線の部位においても工作物Ｗを加工することができるようにする必要がある。そこで、第三刃１３１の第三歯先面１３２が、第二刃１２１の第二歯先面１２２より径方向外方に設けられ、且つ、第三刃１３１の歯厚が、第一刃１１１及び第二刃１２１の歯厚より大きくされている。第三刃１３１を上記のような形状とすることにより、第三刃１３１が確実に仕上加工を行うことができ、高精度な歯車を加工することができる。
【００４０】
工作物Ｗが円筒状の素材である場合であって、歯切り工具Ｔを工作物Ｗの中心軸線方向への送り動作を１回のみ行うことにより、第三刃１３１に対応する歯が創成される場合とする。このとき、第一刃１１１による切削面積は、第二刃１２１による切削面積にほぼ等しくなるように設定されている。つまり、第一すくい面１１４と第二すくい面１２４とは、ほぼ等しい面積に設定されている。従って、第一刃１１１による第一荒加工としての切削負荷と、第二刃１２１による第二荒加工としての切削負荷とが、ほぼ等しくなる。
【００４１】
また、第三刃１３１による切削面積は、第一刃１１１及び第二刃１２１による切削面積に比べて僅かに小さくなるように設定されている。つまり、第三すくい面１３４は、第一すくい面１１４及び第二すくい面１２４に対して、僅かに小さい面積に設定されている。従って、第三刃１３１による仕上加工としての切削負荷は、第一刃１１１及び第二刃１２１による荒加工としての切削負荷に比べて少なくなる。これにより、第三刃１３１による仕上加工によって高精度な歯を創成できる。
【００４２】
（４．歯切り工具Ｔの第一刃１１１及び第二刃１２１の設計方法）
歯切り工具Ｔの第一刃１１１及び第二刃１２１の設計方法について、図５−図１２を参照して説明する。第三刃１３１は、仕上加工を担当するため、工作物Ｗに創成する歯の諸元に等しい。つまり、第三刃１３１のモジュール及び圧力角等は、歯の諸元と同一である。そこで、第三刃１３１の諸元を基準として、第一刃１１１及び第二刃１２１を設計する。
【００４３】
第一刃１１１及び第二刃１２１は、図５に示すように、４つのパターンの何れかにより設計される。第一刃１１１及び第二刃１２１の諸元は、基本的には同一である。ただし、両者は、歯先面１１２，１２２の位置のみ相違する。
【００４４】
パターン１は、以下のように設定されている。第一刃１１１及び第二刃１２１のモジュールは、第三刃１３１のモジュールより大きい。第一刃１１１及び第二刃１２１の圧力角は、第三刃１３１の圧力角と同一である。歯厚修正が行われており、歯先面修正が行われている。ここで、歯厚修正とは、JIS B 1603-1995に定義されており、歯面の位置を周方向に変更する処理である。歯面の位置が変更されることで、歯厚が変更される。歯先面修正とは、歯先面を切断することにより、歯先面の位置を変更する処理である。
【００４５】
パターン２では、第一刃１１１及び第二刃１２１のモジュールは、第三刃１３１のモジュールより大きく、第一刃１１１及び第二刃１２１の圧力角は、第三刃１３１の圧力角と異なり、歯厚修正が行われており、歯先面修正が行われている。
【００４６】
パターン３では、第一刃１１１及び第二刃１２１のモジュールは、第三刃１３１のモジュールと同一であり、第一刃１１１及び第二刃１２１の圧力角は、第三刃１３１の圧力角と同一であり、歯厚修正が行われており、歯先面修正が行われている。
【００４７】
パターン４では、第一刃１１１及び第二刃１２１のモジュールは、第三刃１３１のモジュールと同一であり、第一刃１１１及び第二刃１２１の圧力角は、第三刃１３１の圧力角と異なり、歯厚修正が行われており、歯先面修正が行われている。
【００４８】
パターン１の場合における第二刃１２１の形状決定手順ついて、図６−図８を参照してより詳細に説明する。まず、図６に示すように、基準としての第三刃１３１に対して、モジュールの大きな歯１２１ａを決定する。このとき、歯１２１ａの形状は、第三刃１３１の外側に位置する。
【００４９】
続いて、図７に示すように、歯１２１ａの両側の歯面に対して歯厚修正を行う。具体的には、歯１２１ａの両側の歯面の位置を移動させて、第三刃１３１の第三歯面１３３よりも内側に変更する。歯厚修正された両側の歯面１２１ｂ，１２１ｃが決定される。つまり、歯厚修正された両側の歯面１２１ｂ，１２１ｃにより表される歯厚は、第三刃１３１の歯厚よりも小さくされる。
【００５０】
さらに、図７に示すように、歯１２１ａの歯先面に対して歯先面修正を行う。具体的には、歯１２１ａの歯先面の位置を移動させて、第三刃１３１の第三歯先面１３２より径方向内方（歯元側）に変更する。歯先面修正された歯先面１２１ｄが決定される。図８に示すように、歯厚修正された歯面１２１ｂ，１２１ｃ、及び、歯先面修正された歯先面１２１ｄにより、第二刃１２１が決定される。
【００５１】
また、パターン１の場合における第一刃１１１の形状決定手順ついて、図６、図９及び図１０を参照してより詳細に説明する。第一刃１１１と第二刃１２１とは、モジュールが同一であるため、図６に示すように、第二刃１２１のときと同様に、基準としての第三刃１３１に対して、モジュールの大きな歯１２１ａを決定する。
【００５２】
続いて、図９に示すように、歯１２１ａの両側の歯面に対して歯厚修正を行う。第一刃１１１における歯厚修正量も、第二刃１２１と同一である。第二刃１２１のときと同様に、歯１２１ａの両側の歯面の位置を移動させて、第三刃１３１の第三歯面１３３よりも内側に変更する。歯厚修正された両側の歯面１２１ｂ，１２１ｃが決定される。つまり、歯厚修正された両側の歯面１２１ｂ，１２１ｃにより表される歯厚は、第三刃１３１の歯厚よりも小さくされる。
【００５３】
さらに、図９に示すように、歯１２１ａの歯先面に対して歯先面修正を行う。具体的には、歯１２１ａの歯先面の位置を移動させて、第三刃１３１の第三歯先面１３２より径方向内方（歯元側）に変更する。歯先面修正された歯先面１１１ｄが決定される。ここで、歯先面１１１ｄは、第二刃１２１を決定するために決定された歯先面１２１ｄよりもさらに径方向内方（歯元側）に位置する。図１０に示すように、歯厚修正された歯面１２１ｂ，１２１ｃ、及び、歯先面修正された歯先面１１１ｄにより、第一刃１１１が決定される。
【００５４】
第一刃１１１及び第二刃１２１は、第三刃１３１に対してモジュールを大きくすることにより、第一歯先面１１２及び第二歯先面１２２の幅を大きくすることができる。第一歯先面１１２及び第二歯先面１２２の幅を大きくすることにより、第一刃１１１及び第二刃１２１の剛性を高くすることができ、結果として寿命を向上することができる。
【００５５】
ここで、ねじれ角を有する歯車を加工する場合においては、歯厚修正を行う際に、ねじれ角に応じた歯厚とされる。歯切り工具Ｔは、その中心軸線回りに回転しながら、工作物Ｗの中心軸線方向に送り移動される。歯車がねじれ角を有する場合には、歯切り工具Ｔを工作物Ｗの中心軸線方向に所定量送り移動させたときに、歯切り工具Ｔの回転量は、歯車のねじれ角の分を追加又は減少させる必要がある。なお、一般に、歯切り工具Ｔが、加工開始の位置から加工終了の位置へ移動する場合に、歯切り工具Ｔの修正回転量に対応する角度を、補正角と称される。
【００５６】
つまり、ねじれ角を有する歯車を加工する場合には、加工条件として補正角を決定する必要がある。しかし、補正角は、仕上加工を担当する第三刃１３１を基準に決定する必要があり、第一刃１１１及び第二刃１２１は、第三刃１３１とは形状が異なるため、当該補正角が第一刃１１１及び第二刃１２１に適応するとは限らない。そこで、決定された補正角に応じて、歯厚修正量が決定される。つまり、第二刃１２１による第二荒加工を施した状態において、第三刃１３１が仕上加工のための所望の取代を残すことができるように、歯厚修正量が決定される。つまり、歯厚修正量は、歯車のねじれ角に応じた歯厚となるように設定されている。
【００５７】
パターン２は、パターン１に対して、さらに圧力角が修正されている。パターン２の場合における第二刃１２１の形状決定手順について、図６、図７，図１１及び図１２を参照して説明する。パターン１において説明したように、図６及び図７に示すように、モジュールの大きな歯１２１ａを決定し、歯厚修正された両側の歯面１２１ｂ，１２１ｃを決定し、歯先面修正された歯先面１２１ｄを決定する。
【００５８】
続いて、図１１に示すように、歯厚修正された両側の歯面１２１ｂ，１２１ｃに対して圧力角の修正を行う。圧力角の修正をすることにより、歯面１２１ｅ，１２１ｆを決定する。図１２に示すように、圧力角の修正がされた歯面１２１ｅ，１２１ｆ、及び、歯先面修正された歯先面１２１ｄにより、第二刃１２１が決定される。第一刃１１１についても同様に決定される。
【００５９】
圧力角の修正を行うことにより、第一歯先面１１２及び第二歯先面１２２の幅を大きくすることができる。第一刃１１１及び第二刃１２１の剛性を高くすることができ、結果として寿命を向上することができる。
【００６０】
パターン３，４は、パターン１，２に対して、第三刃１３１とモジュールを同一とする点において相違する。モジュールが同一ということは、歯厚修正及び歯先面修正を行う前の形状が、第三刃１３１そのものとなる。
【００６１】
（５．再研磨）
歯切り工具Ｔが摩耗した場合には、再研磨を行う。再研磨の部位は、主として、すくい面である。すなわち、歯切り工具Ｔの再研磨の部位は、第一すくい面１１４、第二すくい面１２４及び第三すくい面１３４となる。
【００６２】
ここで、歯切り工具Ｔは、第一加工部１１０と第二加工部１２０とを一体とする部材と、第三加工部１３０とにより構成されている。そこで、当該一体部材を第三加工部１３０から分離して、当該一体部材に対して、第一すくい面１１４及び第二すくい面１２４の再研磨を行う。
【００６３】
第一加工部１１０の第一刃１１１は、外接面が円筒状に形成されており、且つ、第一歯面１１３が同一径の位置において歯筋方向に向かって同一に形成されている。従って、第一刃１１１の第一すくい面１１４が摩耗した場合に、第一刃１１１の第一すくい面１１４を再研磨したとしても、第一すくい面１１４の形状が維持される。第二加工部１２０の第二刃１２１についても同様である。従って、第一すくい面１１４及び第二すくい面１２４の再研磨を何度も行うことができるため、工具寿命の向上を図ることができる。
【００６４】
また、第三加工部１３０は、第一加工部１１０及び第二加工部１２０を一体とする部材から分離して、第三すくい面１３４の再研磨を行う。第三すくい面１３４の再研磨を行う場合についても、第一すくい面１１４と同様に、第三すくい面１３４の形状が維持される。従って、第三すくい面１３４の再研磨を何度も行うことができるため、工具寿命の向上を図ることができる。
【００６５】
また、歯切り工具Ｔの再研磨は、すくい面の他に、歯面（刃の側面）に対して行うことがある。すくい面の再研磨と同様に、まず、第一加工部１１０及び第二加工部１２０を一体とする部材と第三加工部１３０とを分離する。
【００６６】
そして、当該一体部材に対して、第一歯面１１３及び第二歯面１２３の再研磨を行う。ここで、第一刃１１１の歯厚と第二刃１２１の歯厚は、同一径の位置において同一であり、第一刃１１１の第一歯面１１３と第二刃１２１の第二歯面１２３とは、連続した面を形成している。従って、第一刃１１１の第一歯面１１３及び第二刃１２１の第二歯面１２３を再研磨する際には、第一刃１１１と第二刃１２１とを一連に行うことができる。従って、第一刃１１１の第一歯面１１３と第二刃１２１の第二歯面１２３の再研磨に要する時間を短縮することができる。また、分離された第三加工部１３０に対して、第三歯面１３３の再研磨を行う。
【００６７】
第一加工部１１０と第二加工部１２０とを一体とし、且つ、第一歯面１１３及び第二歯面１２３が連続した面を形成しているため、当該一体部材における歯面１１３，１２３の再研磨を一連に行うことができる。しかし、第二歯面１２３と第三歯面１３３とは段差を有しているため、これらは一連の再研磨を行うことができない。ただし、第三加工部１３０が、第一加工部１１０及び第二加工部１２０から分離されるため、第三歯面１３３の再研磨は、個別に行うことができる。このように、歯切り工具Ｔのすくい面及び歯面の再研磨を行う際に、時間の短縮を図ることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１：歯車加工装置、１０−８０：駆動装置、１１０：第一加工部、１１１：第一刃、１１２：第一歯先面、１１３：第一歯面、１１４：第一すくい面、１２０：第二加工部、１２１：第二刃、１２２：第二歯先面、１２３：第二歯面、１２４：第二すくい面、１３０：第三加工部、１３１：第三刃、１３２：第三歯先面、１３３：第三歯面、１３４：第三すくい面、Ｔ：歯切り工具、Ｗ：工作物
【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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【図１１】
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【図１２】
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