(57)【要約】【課題】本発明は、円筒歯車などの歯又はラックを有するワークの歯切り用に形成されたミーリング工具及び工具本体に関する。【解決手段】円筒歯車の歯又はラックを有するワークの歯切り用のミーリング工具において、外周面及び中央回転軸が延在する２つの相対する端部を有する工具本体と、外周面から突出する多数の切削歯と、を有し、多数の切削歯の前端側セット（８ａ〜８ｈ）が、中央回転軸と同心の仮想螺旋の前端部分に沿って配置されており、多数の切削歯の後端側セット（８ｉ）が、螺旋の後端部分に沿って配置されている。多数の切削歯は、前端側セットの先頭の切削歯（８ａ）から出発して連続的にワークと係合するように配置されている。後端側セットは、中央回転軸から一定な第１の半径方向距離（ｒ１）のところに配置され、少なくとも３つの隣接する切削歯を有する。【選択図】図６
2015212006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒歯車などの歯又はラックを有するワーク（３０）の歯切り用のミーリング工具（１）であって、
外周面（７）と、中央回転軸（Ｃ１）が延在する２つの相対する端部（４、６）とを有し、中央回転軸（Ｃ１）を中心として既定の回転方向（Ｒ１）に回転可能である工具本体（３）と、
切れ刃（１１）と切り屑流出面（１２）とを含み、外周面から突出する多数の離隔した切削歯と、を有し、
多数の切削歯の前端側セット（８ａ〜８ｈ）が、中央回転軸（Ｃ１）と同心の仮想螺旋の前端部分に沿って配置されており、前記多数の切削歯の後端側セット（８ｉ）が、前記螺旋の隣接する後端部分に沿って配置されており、前記多数の切削歯は、前端側セットの先頭の切削歯（８ａ）から出発して螺旋に沿って連続的にワークと係合するように配置されており、
前記多数の切削歯の後端側セット（８ｉ）が、中央回転軸（Ｃ１）から螺旋に沿った一定な第１の半径方向距離（ｒ１）のところに配置され、螺旋に沿った少なくとも３つの隣接する切削歯を有する、ミーリング工具において、
前記多数の切削歯の前端側セット（８ａ〜８ｈ）が、中央回転軸（Ｃ１）から螺旋に沿った一定でない第２の半径方向距離（ｒ２）のところに配置され、螺旋に沿った少なくとも２つの隣接する切削歯（８ａ〜８ｈ）を含み、
前記第２の半径方向距離（ｒ２）が、第１の半径方向距離（ｒ１）よりも小さく、螺旋に沿って、先頭の切削歯（８ａ）から連続的に増大することを特徴とする、ミーリング工具。
【請求項２】
第２の半径方向距離（ｒ２）が、螺旋に沿って、１つの切削歯（８ａ〜８ｈ）毎に距離Δｄの割合で増大し、
ここでΔｄが、先頭の切削歯（８ａ）からの角距離の関数であることを特徴とする請求項１に記載のミーリング工具。
【請求項３】
距離Δｄが、螺旋に沿った隣接する切削歯（８ａ〜８ｈ）の各対について一定又は実質的に一定であることを特徴とする請求項２に記載のミーリング工具。
【請求項４】
距離Δｄが螺旋に沿って一定でないことを特徴とする請求項２に記載のミーリング工具。
【請求項５】
第２の半径方向距離（ｒ２）が、螺旋に沿って切削歯１つに毎に、
０．０２ｈ≦Δｄ≦０．１ｈｍｍの距離Δｄの割合で増大し、
ここで、ｈが後端側セットの切削歯（８ｉ）の歯の高さであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のミーリング工具。
【請求項６】
前端部分が螺旋の少なくとも１周に沿って延在していることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のミーリング工具。
【請求項７】
螺旋が一定または実質的に一定の軸方向ピッチを有することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のミーリング工具。
【請求項８】
螺旋に沿った隣接する切削歯（８）の各対の間の角度間隔が、一定又は実質的に一定であることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のミーリング工具。
【請求項９】
後端側セットの全ての切削歯（８ｉ）が、中央回転軸（Ｃ１）から一定の第１の半径方向距離（ｒ１）のところに配置されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のミーリング工具。
【請求項１０】
前記多数の切削歯が螺旋の少なくとも２周に沿って配置されていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載のミーリング工具。
【請求項１１】
前記多数の切削歯が交換可能な切削用インサート（８）として構成されていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のミーリング工具。
【請求項１２】
前記切削用インサート（８）の全てが同一であることを特徴とする請求項１１に記載のミーリング工具。
【請求項１３】
円筒歯車などの歯又はラックを有するワーク（３０）の歯切り用に形成されたミーリング工具（１）のための工具本体であって、
外周面（７）と、
中央回転軸（Ｃ１）が延在する２つの相対する端部（４、６）であって、前記中央回転軸（Ｃ１）を中心として既定の回転方向（Ｒ１）に前記工具本体（３）が回転可能である端部と、
外周面（７）に配置された多数の離隔されたインサート座であって、前端側セット（１４Ａ〜１４ｈ）は中央回転軸（Ｃ１）と同心の仮想螺旋の前端部分に沿って配置されており、後端側セット（１４ｉ）は螺旋に隣接する後端部分に沿って配置されており、組み付けられた切削用インサート（８）が、前端側セットの先頭のインサート座（１４ａ）内に組み付けられた切削用インサート（８ａ）から出発し、螺旋に沿って連続的にワーク（３０）と係合するように配置されている、インサート座と、を有し、
各インサート座が、半径方向でそれぞれの切削用インサート（８）を固定するための停止用手段（１５）を有し、
インサート座の後端側セット（１４ｉ）が、中央回転軸（Ｃ１）から螺旋に沿った一定な第１の半径方向距離（ｒ３）のところに配置され、それぞれの停止用手段（１５ｉ）を伴う螺旋に沿った少なくとも３つの隣接するインサート座（１４ｉ）を有する、
工具本体において、
インサート座の前端側セット（１４ａ〜１４ｈ）が、中央回転軸（Ｃ１）から螺旋に沿った一定でない第２の半径方向距離（ｒ４）のところに配置され、それぞれ停止用手段（１５ａ〜１５ｈ）を伴う螺旋に沿った少なくとも２つの隣接するインサート座（１４ａ〜１４ｈ）を有し、第２の半径方向距離（ｒ４）が第１の半径方向距離（ｒ３）よりも小さく、螺旋に沿って、先頭のインサート座（１４ａ）から連続的に増大することを特徴とする工具本体。
【請求項１４】
螺旋の前端部分が円錐台螺旋の一部として形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の工具本体。
【請求項１５】
螺旋の前端部分が螺旋の少なくとも１周に沿って延在していることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の工具本体。
【請求項１６】
少なくとも２つの着脱可能な形で相互連結された円盤形セグメントを含み、
各セグメントが、
中央回転軸に直交して延在する２つの相対する平面平行端部を有するハブ部分と、
少なくとも２つの離隔した切削用インサートを収容するように構成された周囲カムと、
セグメントを近隣セグメントと相互連結するための相互連結手段と、を有することを特徴とする請求項１３〜１５の何れか一項に記載の工具本体。
【請求項１７】
請求項１６に記載の工具本体に用いられるセグメントであって、
インサート座の前端側セットの少なくとも一部を有することを特徴とするセグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒歯車などの歯又はラックを有するワークの歯切り用に形成されたミーリング工具に関する。本発明は同様に、このようなミーリング工具用の工具本体およびこのような工具本体用のセグメントにも関する。
【０００２】
ミーリング工具は、平歯車、すなわち円筒形の直線歯筋の歯車かまたは右ねじれまたは左ねじれの歯筋を有するはすば歯車のいずれかの形の歯（cog）を形成するために構成されていてよい。ミーリング工具は、この目的で、右ねじれリードまたは左ねじれリードのいずれかを伴って構成され得る。
【背景技術】
【０００３】
ワークの歯切り用に形成されるミーリング工具は、特許文献１、特許文献２、および特許文献３で開示されている。
【０００４】
特許文献１は、円筒歯車などの歯を有するかまたはラックを有するワークの歯切り用のミーリング工具を開示している。ミーリング工具は、外周面と、中央回転軸が延在する２つの相対する端部とを有し、中央回転軸を中心として既定の回転方向に回転可能である工具本体を含んでいる。工具は、さらに、外周面から突出する切削用インサートの形態で切れ刃稜線と切り屑流出面とを有すると共に、多数の離隔した切削歯を有する。多数の切削歯は、螺旋に沿って連続的にワークと係合するように、中央回転軸と同心の仮想螺旋に沿って配置されている。切削歯は全て、中央回転軸から同じ半径方向距離のところに配置されている。
【０００５】
特許文献１で開示されているミーリング工具は、ワークの弦(chord:円周上の２点を結ぶ直線)を覆うのに充分なものである必要がある工具長さを有し、そのためワークが転動して工具と係合するにつれて工具の切削歯が円滑にワークと係合できるようになっているタイプのミーリング工具である。特に粗加工のためにこの要件を満たすことができない場合には、結果として、ワークとの係合時点で、先頭の切削歯上に大きな力が及ぼされることになる。したがって比較的短尺の工具には、高い騒音レベルが付随することになる。ワークに対して同時に係合させられる複数の切削歯を有する長尺の工具には、より低い騒音レベルが付随するが、その一方で振動を発生させ易い。その上、このような長尺の工具に付随するコストは、高い材料費に起因して、と同時に、例えば摩耗した切削用インサートを交換するためそして工具が中実の高速度鋼工具である場合には切れ刃稜線を研ぐためなどの多額のメンテナンス費に起因して、高額なものである。高いメンテナンス費は、工具の切削歯上の不規則な摩耗が起こった場合にも発生する。螺旋の周回の先頭および最後尾の切削歯が除去する材料は、工具の中間区分内にある切削歯が除去する材料よりも少ないため、摩耗する可能性は低い。摩耗した切削用インサートを交換する時点で、多数のインサートの摩耗を検査し、交換する必要のないインサートも同様に検査する必要がある。その上、機械加工中に切削歯上に及ぼされる力がより大きいために中央区分が端部区分に比べて速く摩耗することから、工具本体上の摩耗は不規則である。このような理由から、高価な工具本体は、端部区分がまだ機能できる状態であるのに、中央区分の摩耗に起因して、頻繁に交換する必要がある。
【０００６】
特許文献２および特許文献３は、多数の切れ刃稜線を含む複数の離脱可能な形で相互連結された円盤形のセグメントから形成された工具本体を含む、歯切り用のミーリング工具を開示している。このような工具については、工具本体の摩耗した区分のみを交換し、こうしてミーリング工具の部品の寿命を延ばすことが可能である。しかしながら、工具内、さらにはセグメント内部の切削歯上の不規則な摩耗についての問題は、依然として残る。特許文献２および特許文献３に開示されているタイプの短尺のミーリング工具には同様に、特にワークの粗加工についての上述の不利益が付随する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第２４８７０００号
【特許文献２】欧州特許第２６６２１７３号
【特許文献３】欧州特許第２５３７６１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の問題を克服すること、そして、不規則な摩耗を受ける可能性が比較的低く、短尺のミーリング工具の利点と長尺のミーリング工具の利点（例えば比較的低い騒音）とを組合せた、ワークの歯切りに好適なミーリング工具を提供することを目的とする。したがって、本発明の主要な目的は、少なくともいくつかの面において歯切り用の公知のミーリング工具および工具本体に比べて改善されている、歯切り用のミーリング工具およびこのようなミーリング工具用の工具本体を提供することにある。別の目的は、ワークの粗加工のために特に好適である歯切り用のミーリング工具およびこのようなミーリング工具用の工具本体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によると、これらの目的は以下のミーリング工具によって達成される。
ミーリング工具は、
外周面及び中央回転軸が延在する２つの相対する端部を有し、中央回転軸を中心として既定の回転方向に回転可能である工具本体と、
切れ刃稜線と切り屑流出面とを含み、外周面から突出する多数の離隔した切削歯と、を有し、
多数の切削歯の前端側セットが、中央回転軸と同心の仮想螺旋の前端部分に沿って配置されており、多数の切削歯の後端側セットが、前記螺旋の隣接する後端部分に沿って配置されており、多数の切削歯は、前端側セットの回転方向で先頭の切削歯から出発して螺旋に沿って連続的にワークと係合するように配置されており、
多数の切削歯の後端側セットが、中央回転軸から螺旋に沿った一定の第１の半径方向距離のところに配置され、螺旋に沿った少なくとも３つの隣接する切削歯を有する。ミーリング工具は、多数の切削歯の前端側セットが、中央回転軸から螺旋に沿った一定でない第２の半径方向距離のところに配置され、螺旋に沿った少なくとも２つの隣接する切削歯を含み、第２の半径方向距離が第１の半径方向距離よりも小さく、螺旋に沿って、回転方向で先頭の切削歯から連続的に増大することを特徴とする。
【００１０】
こうして、ミーリング工具は、２セットの切削歯を備え、そのうち前端側セットは、螺旋の前端部分に沿って配置され、後端側セットは、螺旋の後端部分に沿って配置されている。前端側セットは、ミーリング工具の回転方向で先頭の切削歯を含み、後端側セットは好ましくは、ミーリング工具の回転方向で最後尾の切削歯を含む。螺旋の前端部分に沿って切削歯は、後端部分に沿った中央回転軸からの半径方向距離より短い半径方向距離のところに設置されている。切削歯から中央回転軸までの半径方向距離はここでは、中央回転軸から最も遠隔の切れ刃稜線上の点から、半径方向に中央回転軸に至るまでの距離として定義づけられる。こうして、これは、螺旋に沿った切削歯のサイズを変動させることによって、または同じサイズの切削歯の半径方向の配置を変動させることによって達成可能である。
【００１１】
切削歯の後端側セットに先行してワークと係合する切削歯の前端側セットは、特にワークの粗加工のために、円滑かつ迅速な材料除去を保証する。前端側セットの切削歯の数は、ミーリング工具の意図された利用分野に応じて、螺旋の１周を超えるまで２つから変更することができる。後端側セットの切削歯は、形成される歯の最終形状を付与するインボリュート整形用切削歯として機能してよい。後端側セットの切削歯の数をさらに多くすることは、概して歯のより精確な整形に寄与する。ミーリング工具が粗加工のみを目的として使用される場合、後端側セット内で少数の切削歯を使用することができ、その場合、歯の最終的整形のために別のミーリング工具を使用してよい。
【００１２】
中央回転軸からの半径方向距離が連続的に増大することから、螺旋に沿って切削深さは増大し、こうして、前端側セットの連続する各切削歯は、先行する切削歯よりも多くの材料を除去するようになっている。したがって、先頭の切削歯に作用する切削力は、全ての切削歯が中央回転軸から同じ半径方向距離のところに配置されている短尺のミーリング工具と比べて有効に減少し、こうしてより高い送り速度ひいてはより効率の良い機械加工およびより高い生産性が可能となる。したがって、本発明のミーリング工具は、切削歯の数を相対的に減少させて、比較的短尺にすることができる。こうして、ワークの弦を横断し到達する長尺のミーリング工具と比べて、ミーリング工具のコストならびに振動レベルは減少する。その上、切削歯の前端側セットの配置によって、ミーリング工具を、全ての切削歯がワークの機械加工においてより均等に使用されるような形で構成することが可能である。したがって、ミーリング工具は、従来の長尺のミーリング工具に比べてより均等に摩耗する。
【００１３】
本発明の一実施形態によると、第２の半径方向距離は、螺旋に沿って、１つの切削歯毎に距離Δｄの割合で増大し、ここでΔｄは、先頭の切削歯からの角距離(angular distance)の関数である。距離Δｄは、利用分野に応じて、先頭の切削歯からの角距離の線形関数または非線形関数、例えば指数関数であってよい。
【００１４】
本発明の一実施形態によると、距離Δｄは、螺旋に沿った隣接する切削歯の各対について一定であるかまたは実質的に一定である。この実施形態において、螺旋の前端部分は、円錐台螺旋の一部として形成され得る。切削深さの規則的増加は、一部の利用分野について円滑な機械加工に寄与する。円錐台螺旋は好ましくは、円錐台アルキメデススパイラルとして形成される。この特定の構成は、最初の切削歯については切削深さが小さく、螺旋に沿って連続的に最大切削深さまで深さが増大することによって円滑な機械加工を保証する。
【００１５】
本発明の一実施形態によると、距離Δｄは螺旋に沿って一定でない。この場合、距離Δｄは、螺旋に沿って増大するかまたは減少するかのいずれかであり得る。先頭の切削歯について半径方向距離が大幅に増加し、螺旋に沿って距離Δｄが連続的に減少するミーリング工具が概して、大きな直径のワークの機械加工にとって、より好適である。
【００１６】
本発明の一実施形態によると、第２の半径方向距離（ｒ２）は、螺旋に沿って切削歯１つ毎に、
０．０２ｈ≦Δｄ≦０．１ｈｍｍ
の距離Δｄの割合で増大し、ここでｈは切削歯の後端側セットの各切削歯の高さである。ここで歯の高さｈは、工具の半径方向距離で測定した場合の、ミーリング工具の外周面から切削歯が突出する距離として定義される。歯の高さｈは同様に、輪郭高さとしても一般に公知である。この実施形態において、半径方向距離の増大は、ワークの機械加工において全ての切削歯が使用状態に置かれていることを保証するために充分小さいものであるが、それでもなお、切削深さの充分に漸進的な増加を提供するのに充分な程度に大きいものである。半径方向距離の比較的大きい増大、すなわち大きいΔｄは、比較的大きなワークの機械加工に使用することができ、一方歯数が少ない比較的小さいワークの機械加工には、より小さい増加が好ましい。
【００１７】
本発明の一実施形態によると、前端部分は、螺旋の少なくとも１回の全周に沿って延在している。切削歯の前端側セットは、この場合、螺旋の少なくとも一回の全周に沿って配置されている。これにより、連続する切削歯間の半径方向距離の相対的増加を小さくすることができることから、円滑な作業が保証される。こうして、この実施形態に係るミーリング工具は、静寂で、粗加工に極めて好適である。切削歯１つあたりの切削深さの小さな相対的増加は同様に、送り速度の増大も可能にし、より効率の良い機械加工が可能となる。
【００１８】
本発明の一実施形態によると、螺旋は、一定なまたは実質的に一定な軸方向ピッチを有する。
【００１９】
本発明の一実施形態によると、螺旋に沿った隣接する切削歯の各対間の角度間隔は、一定であるか実質的に一定である。切削歯のこのような位置づけは、歯の機械加工における高い精度に寄与する。これは、高い精度が所望されるインボリュート整形切削歯として機能する切削歯の後端側セットにとって極めて有利である。
【００２０】
本発明の一実施形態によると、後端側セットの全ての切削歯は、中央回転軸から前記一定な第１の半径方向距離のところに配置されている。こうして、機能性を損なうことなく、ミーリング工具の設計が簡略化される。したがって、後端側セットの全ての切削歯が機械加工作業のために使用されることから、この実施形態においては、ミーリング工具の効率が改善される。
【００２１】
本発明の一実施形態によると、切削歯は、螺旋の少なくとも２回の全周に沿って配置されている。この実施形態において、ミーリング工具は、ワークの外歯の歯切りのために極めて好適である。前端部分および後端部分の相対的延長、ならびに切削歯のそれぞれ前端側セットおよび後端側セット内に含まれる歯の数は変化してよい。
【００２２】
本発明の一実施形態によると、切削歯は、交換可能な切削用インサートとして構成されている。この実施形態では、こうしてミーリング工具は工具本体および締結手段により締結される別個の着脱可能な切削用インサートを含む。工具本体よりも摩耗の早い切削用インサートを容易に交換できることから、こうしてミーリング工具の耐用年数は延びる。これにより、ミーリング工具内部で異なる位置のために異なる切削用インサートを使用すること、あるいは、異なる利用分野について異なる切削用インサートを使用することも可能となる。例えば、先頭の切削用インサートは、一部の利用分野について、後端部分の切削用インサートと異なる形状のものであってよい。切削用インサートは、割出し可能な切削用インサート、両面使用可能な切削インサートまたは片面使用可能な切削インサートの形をしていてよい。
【００２３】
本発明のさらなる実施形態によると、前記切削用インサートは全て同一である。ここでは、切削用インサートの第１の端部セットは、後端側セットの切削用インサートよりも中央回転軸により近いところに組み付けられている。こうして、半径方向距離は、切削用インサートの配置によってのみ変化させることができる。こうして、ミーリング工具のエンドユーザーにとって、切削用インサートの組み付けおよび交換プロセスは簡略化される。
【００２４】
本発明の第２の態様によると、本発明は、円筒歯車などの歯又はラックを有するワークの歯切り用に形成されたミーリング工具のための工具本体において、
外周面と、
中央回転軸が延在する２つの相対する端部であって、中央回転軸を中心として既定の回転方向に工具本体が回転可能である端部と、
外周面内に配置された多数の離隔されたインサート座であって、前端側セットは中央回転軸と同心の仮想螺旋の前端部分に沿って配置されており、後端側セットは螺旋の隣接する後端部分に沿って配置され、組み付けられた切削用インサートは、前端側セットの先頭のインサート座に組み付けられると共に、螺旋に沿って連続的にワークと係合するように組み付けられるインサート座と、を有し、
各インサート座が、半径方向でそれぞれの切削用インサートを固定するための停止用手段を含み、
インサート座の後端側セットが、中央回転軸から螺旋に沿った一定な第１の半径方向距離のところに配置されたそれぞれの停止用手段を伴う螺旋に沿った少なくとも３つの隣接するインサート座を有する工具本体に関する。
工具本体は、インサート座の前端側セットが、中央回転軸から螺旋に沿った一定でない第２の半径方向距離のところに配置されたそれぞれ停止用手段を伴う螺旋に沿った少なくとも２つの隣接するインサート座を有し、第２の半径方向距離が第１の半径方向距離よりも小さく、螺旋に沿って、先頭のインサート座から連続的に増大することを特徴とする。
【００２５】
このような工具本体は、本明細書中に記載の実施形態のいずれかに係るミーリング工具内で使用するように構成されている。したがって、このような工具本体に付随する利点は、上述の利点に対応する。半径方向で切削用インサートを固定するために使用される停止用手段は、停止用表面の形をしていてよく、その場合、停止用表面は、好ましくは、工具本体の半径方向に対して垂直であり、中央回転軸と平行に延在する。別の代替案は、例えば特許文献に開示されているＣｏｒｏＴｕｒｎ  ＴＲ  ｉＬｏｃｋシステム中で使用されているものなどの、切削用インサート内の対応する部材と係合するように形成されている雄または雌の停止用部材の形で、停止用手段を使用することである。
【００２６】
本発明のこの第２の態様の一実施形態によると、第２の半径方向距離は、螺旋に沿って、１つのインサート座毎に距離Δｄの割合で増大し、ここでΔｄは、先頭のインサート座からの角距離の関数である。
【００２７】
本発明の第２の態様の一実施形態によると、距離Δｄは、螺旋に沿った隣接するインサート座の各対について一定又は実質的に一定である。螺旋の前端部分は、この場合、円錐台螺旋の一部として形成されてよい。円錐台螺旋は好ましくは、円錐台アルキメデススパイラルとして形成される。
【００２８】
本発明の第２の態様の一実施形態によると、距離Δｄは、螺旋に沿って一定でない。
【００２９】
本発明の第２の態様の一実施形態によると、螺旋の前端部分は、螺旋の少なくとも１回の全周に沿って延在している。
【００３０】
本発明の第２の態様の一実施形態によると、螺旋は一定又は実質的に一定な軸方向ピッチを有する。
【００３１】
本発明の一実施形態によると、螺旋に沿った隣接するインサート座の各対の間の角度間隔は一定又は実質的に一定である。
【００３２】
本発明の一実施形態によると、後端側セットの全てのインサート座は、中央回転軸から一定な第１の半径方向距離のところに配置された停止用手段を有する。
【００３３】
本発明に係る工具本体のさらなる実施形態によると、インサート座は螺旋の少なくとも２周に沿って配置されている。
【００３４】
工具本体の上述の実施形態に付随する利点は、対応するミーリング工具について上述した利点に対応する。
【００３５】
本発明の第２の態様の別の実施形態によると、工具本体は、少なくとも２つの着脱可能な形で相互連結された円盤形セグメントを含み、各セグメントは、中央回転軸に直交して延在する２つの相対する平面平行端部を有するハブ部分と、少なくとも２つの離隔した切削用インサートを収容するように構成された周囲カムと、セグメントを近隣セグメントと相互連結するための相互連結手段とを含んでいる。このようなセグメント化された工具本体のセグメントを相互連結するための相互連結手段は、特許文献２および特許文献３で開示されている通りであってよい。この実施形態において、工具本体の１つ以上のセグメントは、切削歯の前端側セットを含んでいてよく、一方、他のセグメント（単複）は、切削歯の後端側セットを含んでいてよい。こうして工具の構成は、機械加工の利用分野に応じて容易に修正され得る。
【００３６】
本発明の第３の態様によると、本発明は、上述の工具本体のためのセグメントにおいて、インサート座の前端側セットの少なくとも一部を含むことを特徴とするセグメントに関する。セグメントの設計に応じて１つ以上のこのようなセグメントは、各インサート座の後端側セットの少なくとも一部を含む１つ以上の他のセグメントと組合わされてよい。本発明に係るセグメントを用いて、非常に多目的な工具を達成することができる。
【００３７】
本発明の好ましい実施形態について、以下で、添付図面を参照しながら説明する。図面中、同等のまたは対応する構成要素について同じ参照名が使用されている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ワークと共に本発明の第１の実施形態に係るミーリング工具の斜視図を概略的に示す。
【図２】ワークと係合した状態にある、図１のミーリング工具の側面図を示す。
【図３】ワークと係合する前の図１のミーリング工具の端面図を示す。
【図４】図１中のミーリング工具の斜視図を示す。
【図５】図１中のミーリング工具の側面図を示す。
【図６】図１中のミーリング工具の平面図を示す。
【図７】図１中のミーリング工具内で使用されるミーリングインサートおよび締結手段の斜視図を示す。
【図８】本発明の一実施形態に係る工具本体の端面図を示す。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るミーリング工具の斜視図を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１〜６は、いわゆる歯切りにより円筒形のワーク３０に歯を形成するように構成された本発明の第１の実施形態に係るミーリング工具を概略的に示す。ミーリング工具１は、ミーリング機械または多機能機械の工具スピンドル２内に固定され、中央回転軸Ｃ１を中心にして回転方向Ｒ１に回転可能である。ワーク３０は、ワークスピンドル３１内に固定され、中央回転軸Ｃ２を中心にして回転方向Ｒ２に回転可能であり、この方向は、ミーリング工具１とワーク３０がそれぞれ、ウォーム駆動機構のウォームおよびウォームギアとして回転するようなものである。ミーリング工具１は、ワーク３０との関係において、ワーク３０の中央回転軸Ｃ２と平行な移動方向Ｚに移動可能である。明確さを期して、ワーク３０はここでは、完成した複数の歯を伴って、すなわち機械加工された完成状態で示されている。
【００４０】
図４に示されているように、ミーリング工具は、２つの端部、すなわちこの実施形態においては、工具スピンドル２内に固定されるＣｏｒｏｍａｎｔ  Ｃａｐｔｏ（登録商標）部品の形をした固定用部分５を伴う固定用端部および反対側の外側端部６と、を有する工具本体３を含む。外周面７が、外側端部と固定用端部４との間で中央回転軸Ｃ１の周囲に延在している。多数の離隔した切削歯が、工具本体３内にネジ１０により締結されるクランプ９を用いて工具本体３のインサート座１４上にしっかりと組み付けられた同一の切削用インサート８の形で配置されている。図７にさらに詳細に示されている各切削用インサート８は、ミーリング工具１の回転方向Ｒ１で見た場合に前方に面している切り屑流出面１２と切れ刃１１とを含む。切削用インサート８は、リード角度βで仮想螺旋の２周に沿って組み付けられ、回転方向で先頭の切削用インサート８ａから出発して螺旋に沿って連続的にワーク３０と係合するように配置されている。リード角度βはここでは２．９°であるが、ミーリング工具の直径に応じて典型的には０．５°〜１０°、より具体的には１°〜５°の間で変動してよく、ここで大きな直径を有する工具は、典型的に比較的小さいリード角度で構成されている。２つの隣接する切削用インサート８の間の螺旋に沿った距離は、隣接する切削用インサート８の各対について等しく、したがって、２つの隣接する切削用インサート８の間の角度間隔も同様である。角度間隔αはここでは４０°であるが、１８°〜６０°の間で変動してよい。図示された実施形態において、ミーリング工具１は、右ねじれリードを伴って構成されており、平歯車および右ねじれはすば歯車の外歯の歯切りに好適である。
【００４１】
多数の切削用インサート８は、ここでは８つの切削用インサート８ａ〜８ｈを含む前端側セット、およびここでは１０の切削用インサート８ｉを含む後端側セットとして配置されている。前端側セットの切削用インサート８ａ〜８ｈは、中央回転軸Ｃ１と同心の仮想螺旋の前端部分に沿って配置されている。前端部分は、ここでは、最初にワーク３０と係合する切削用インサート８ａを含む螺旋の部分として定義される。ミーリング工具１が右ねじれリードを伴って構成されている図示された実施形態においては、螺旋の前端部分は、工具本体３の外側端部６に最も近い部分である。前端側セットの先頭の切削用インサート８ａから前端側セットの最後尾の切削用インサート８ｈまでの角距離は、ここでは２８０°である。後端側セットの切削用インサート８ｉは、前端部分に隣接する螺旋の後端部分に沿って配置されている。ここでは、切削用インサート８ｉの後端側セットは、前端側セットの先頭の切削用インサート８ａから３２０°の角距離のところで開始する。後端側セットの切削用インサート８ｉは、全て、中央回転軸Ｃ１から第１の半径方向距離ｒ１のところに配置されており、ここで、この半径方向距離は、中央回転軸Ｃ１から切れ刃１１の最外側部分１３までの距離として定義される。第１の半径方向距離ｒ１は螺旋に沿って一定であり、そのため、切削用インサート８ｉは全て、中央回転軸Ｃ１から同じ距離のところにそのそれぞれの切れ刃１１を伴って配置されるようになっている。
【００４２】
前端側セットの切削用インサート８ａ〜８ｈは、中央回転軸Ｃ１から螺旋に沿った一定でない第２の半径方向距離ｒ２のところに配置されている。図６ではスパイラル線として示されている第２の半径方向距離ｒ２は、第１の半径方向距離ｒ１より小さく、先頭の切削用インサート８ａから螺旋に沿って連続的に増大する。図示された実施形態において、螺旋の前端部分は、円錐台螺旋として、そしてより具体的には、円錐台アルキメデススパイラルとして形成され、ここで螺旋は、ミーリング工具１の外側端部６で切断されている。ここではミーリング工具１は、９０ｍｍの直径φを有し、こうして第１の半径方向距離ｒ１は４５ｍｍである。第２の半径方向距離ｒ２は、先頭の切削用インサート８ａについての３８．６ｍｍから前端側セットの最後の切削用インサート８ｈについての４４．２ｍｍまで、切削用インサート８ａ〜８ｈの１つ毎に一定な距離Δｄ＝０．８ｍｍの割合で、漸進的に増大する。図５に示されている通り、後端側セットの切削用インサート８ｉは、９．８ｍｍという歯の高さｈを有し、この高さはここでは、工具の半径方向に測定した場合の、切削歯がミーリング工具１の外周面７から突出する距離として定義される。こうして、この実施形態において、Δｄ＝０．０８ｈである。
【００４３】
工具本体３は、切削用インサートが組み付けられていない状態で、図８に示されている。工具本体３は、中央回転軸Ｃ１と同心の仮想螺旋に沿って外周面７内に配置された多数の離隔されたインサート座１４を含む。前記インサート座１４の前端側セットは、ここでは、螺旋の前端部分に沿って配置された８つのインサート座１４ａ〜１４ｈを含み、前記インサート座１４の後端側セットは、前記螺旋の隣接する後端部分に沿って配置された１０のインサート座１４ｉを含む。各インサート座１４は、切削用インサート８を収容するように配置され、こうして、組み付けられた時点で切削用インサート８は、前端側セットの先頭のインサート座１４ａ内に組み付けられた切削用インサート８ａから出発して螺旋に沿って連続的にワーク３０と係合することになる。
【００４４】
各インサート座１４は、インサート座１４中に組み付けられた切削用インサート８が、工具本体３の半径方向に中央回転軸Ｃ１に向かって移動するのを防ぐための停止用表面の形をした停止用手段を含む。停止用表面１５は、この目的で工具本体３の半径方向に対して垂直に配置され、中央回転軸Ｃ１と平行に延在する。各停止用表面１５は、外周面７よりも中央回転軸Ｃ１に近いところに配置され、こうして切削用インサート８を収容するためのポケットが工具本体３内に形成されるようになっている。後端側セットのインサート座１４ｉのそれぞれの停止用表面１５ｉは、中央回転軸Ｃ１から第１の半径方向距離ｒ３のところに配置されており、この第１の半径方向距離ｒ３は、螺旋に沿って一定である。こうして、後端側セットの全ての停止用表面１５ｉは、中央回転軸Ｃ１から同じ距離のところに配置される。
【００４５】
前端側セットのインサート座１４ａ〜１４ｈは、そのそれぞれの停止用表面１５ａ〜１５ｈが、図８にスパイラル線として示されている中央回転軸Ｃ１から螺旋に沿った一定でない第２の半径方向距離ｒ４のところに配置されている。第２の半径方向距離ｒ４は、第１の半径方向距離ｒ３より小さく、先頭のインサート座１４ａから螺旋に沿って連続的に増大する。図示された実施形態において、螺旋の前端部分は、円錐台螺旋として、そしてより具体的には、円錐台アルキメデススパイラルとして形成されている。図示されている実施形態において、インサート座１４ａ〜１４ｈの１つ毎の半径方向距離の増加は、ミーリング工具１について上述した通り、切削用インサート８ａ〜８ｈの１つ毎の半径方向距離の増加に対応している。換言すると、本実施形態における工具本体３を含むミーリング工具１の半径方向距離ｒ２は、工具本体３の半径方向距離ｒ４を変えることによって変更することができる。
【００４６】
各インサート座１４はさらに、工具本体３の外周面７から突出し、切削用インサート８の回転方向後方に支持構造を形成する突起１６をさらに含む。突起１６の中には、係止凸部１７が形成される。
【００４７】
図７は、図示された実施形態に係るミーリング工具１内で使用される切削用インサート８、クランプ９およびネジ１０を示す。切削用インサート８は、この実施形態において、片面切削インサートとして形成されている。切削用インサート８は、工具本体３の半径方向停止用表面１５上に載置するための支持表面１８を含む。係止凸部１７と係合するための溝１９が形成されている。切削用インサート８は、クランプ９およびネジ１０を用いてインサート座１４内にしっかりと固定される。組み付けられた時点で、クランプ９の押圧用表面２０が、切削用インサート８の切り屑流出面１２の延長部分に押圧し、こうして、切削用インサートはインサート座１４内にしっかり固定される。切削用インサートは、組み付けられた時点で、ワーク３０との切削係合のため工具本体３から突起１６を超過して半径方向に突出する。
【００４８】
図１〜３に示されている機械加工プロセスにおいて、ミーリング工具１は、回転方向Ｒ１に高速で回転するように設定されている。ワーク３０は、ミーリング工具１が最初に回転方向で先頭の切削用インサート８ａでワーク３０と係合し、その後切削用インサート８ｂ等々で係合するように選択された回転方向Ｒ２での著しく低い速度で回転するように設定される。各切削用インサート８はこうしてワーク３０から材料を除去する。平歯車のミーリングのためには、ミーリング工具１の中央回転軸Ｃ１は、螺旋のリード角度βに対応する角度で、ワーク３０の回転方向Ｒ２との関係において傾動させられる。ミーリング工具３０は、ワーク３０との関係において方向Ｚに送られ、こうしてワーク内に歯が形成される。切削用インサート８ｉの後端側セットより前にワーク３０と係合する切削用インサート８ａ〜８ｈの前端側セットは、歯の粗加工および予備加工を実施する。後端側セットの切削用インサート８ｉは歯にその最終的なインボリュート形状を提供する。
【００４９】
図９は、本発明の第２の実施形態に係るミーリング工具１を示す。この実施形態におけるミーリング工具１は、それが左ねじれリードを伴って構成されているという点においてのみ、第１の実施形態中のミーリング工具１と異なっている。中央回転軸Ｃ１から最小の半径方向距離のところに位置設定された回転方向で先頭の切削用インサート８ａは、こうして、ミーリング工具１の固定用端部４の最も近くに位置設定される。後端側セットの切削用インサート８ｉは、ミーリング工具１の外側端部６により近いところに位置設定される。使用中、ミーリング工具１が係合すべきワークの回転方向は、先頭の切削用インサート８ａが最初にワークと係合するようなものでなければならない。第１の実施形態と比べて、ワークの回転は、逆転されなければならない。この実施形態においてミーリング工具１は、平歯車（その場合、ミーリング工具は、ワークの回転方向との関係において傾動されなければならない）、および左ねじれはすば歯車の歯切りに好適である。
【００５０】
本発明は、開示された実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲内で変更および修正されてよい。例えば、特許文献１で開示されているタイプの刃先割出し可能な切削用インサートなどの、他のタイプの切削用インサートを使用してもよい。同様に、ネジなどの切削用インサートを締結する他の手段も使用可能である。切削用インサートの設計によって、少なくとも部分的に第２の半径方向距離ｒ２を変更することも可能である。例えば、切削用インサートの前端側セットの少なくとも一部は、残りの切削用インサートより小さく、かつ／またはより大きい曲率半径を伴う切れ刃を有していてよい。
【００５１】
同様に、前端側セットならびに後端側セット内の切削歯の数、工具の直径、および螺旋の１周回毎の切削歯数を変動させることも可能である。螺旋に沿った隣接する切削歯の間、あるいは工具本体の場合には螺旋に沿った隣接するインサート座の間の、前端側セット内部の第２の半径方向距離の増大は、螺旋に沿って等しいものである必要はなく、螺旋に沿って変動してよい。
【００５２】
当然のことながら、ミーリング工具は同様に、中実の高速度鋼工具など、工具本体と一体化された交換不能な切削歯を伴うミーリング工具の形をしていてもよい。その場合、切削歯の前端側セット内部の一定でない第２の半径方向距離は、切削歯の設計または、工具の外周面との関係における切削歯の配置を用いて、変動させてよい。
【００５３】
上述のミーリング工具は、一条ネジのミーリング工具、すなわち単一の螺旋ラインに沿って配置された切削歯を伴うミーリング工具の形をしていてよい。しかしながら、本発明に係るミーリング工具を二条ネジさらには三条ネジミーリング工具として構成することも同様に可能であり、その場合、ミーリング工具のリード角度は、対応する一条ミーリング工具と比べて増大させられる。
【００５４】
ミーリング工具は同様に、その外側端部に、特許文献２および特許文献３に記載のものなどの、ミーリング工具の両端部で支持を提供するための担持用ブラケットなどにミーリング工具を連結する手段を含んでいてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１    ミーリング工具
２    工具スピンドル
３    工具本体
４    固定用端部
５    固定用部品
６    外側端部
７    外周面
８    切削用インサート
９    クランプ
１０    ネジ
１１    切れ刃稜線
１２    切り屑流出面
１３    切れ刃の最外側部分
１４    インサート座
１５    停止用表面
１６    突起
１７    係止凸部
１８    支持表面
１９    溝
２０    押圧用表面
３０    ワーク
３１    ワークスピンドル
Ｃ１    工具の中央回転軸
Ｃ２    ワークの中央回転軸
Ｒ１    工具の回転方向
Ｒ２    ワークの回転方向
Ｚ    移動方向
α    角度間隔
β    リード角度
φ    工具直径
ｒ１    工具の第１の半径方向距離
ｒ２    工具の第２の半径方向距離
ｒ３    工具本体の第１の半径方向距離
ｒ４    工具本体の第２の半径方向距離
ｈ    歯の高さ
【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】
2015212006.tif 000009
【図８】
2015212006.tif 000010
【図９】
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【外国語明細書】
2015212006000001.pdf