(57)【要約】【課題】切削抵抗を小さくして高速に溝切を行うことができ，かつ切粉の排出性能を向上させることができる溝切工具及びそれを用いた溝切方法を提供すること。【解決手段】溝切工具１は，外周に沿って複数の切削刃３１を有する円盤状刃物３と，この円盤状刃物３を回転させるための回転軸２とを有する。円盤状刃物３は，回転軸２の軸方向に対する直角方向から所定の傾斜角度θだけ傾斜して配設してある。そして，溝切工具１は，回転軸２の回転によって生ずる円盤状刃物３の切削刃３１の軌跡が軸方向に揺動するよう構成してある。【選択図】　図１
2004017172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に沿って複数の切削刃を有する円盤状刃物と，該円盤状刃物を回転させるための回転軸とを有し，
上記円盤状刃物は，上記回転軸の軸方向に対する直角方向から所定の傾斜角度だけ傾斜して配設してあり，
上記回転軸の回転によって生ずる上記円盤状刃物の上記切削刃の軌跡が上記軸方向に揺動するよう構成したことを特徴とする溝切工具。
【請求項２】
請求項１において，上記円盤状刃物は，上記軸方向に最も離れた互いに対向する２位置に上記切削刃における刃先が存在するよう構成したことを特徴とする溝切工具。
【請求項３】
請求項１又は２において，上記円盤状刃物の各切削刃における刃先は，該円盤状刃物を上記回転軸に組み付けた状態で外周部の研磨を行うことにより形成したことを特徴とする溝切工具。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において，上記円盤状刃物の傾斜角度，直径，厚み，及び上記切削刃の刃数は，各切削刃が切削する領域と，各切削刃にそれぞれ隣接する切削刃が切削する領域の一部とが重なるよう決定したことを特徴とする溝切工具。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の溝切工具を用いて，
上記回転軸により上記円盤状刃物を回転させて，該円盤状刃物の上記切削刃の軌跡を上記軸方向に揺動させながら被加工材に上記切削刃を接触させて溝を切ることを特徴とする溝切方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，円盤状刃物と回転軸とにより構成される溝切工具及びそれを用いた溝切方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
図６，図７に示すごとく，被加工材４に対して溝４１を形成する場合には，外周に沿って複数の切削刃９３１を有する円盤状刃物９３を回転軸９２の先端に取り付けて構成した溝切工具９を用いている。そして，この溝切工具９によれば，上記円盤状刃物９３の切削刃９３１における上記回転軸９２の軸方向における厚みＴとほぼ同じ溝幅Ｗを有する溝４１を上記被加工材４に形成することができる。
【０００３】
【解決しようとする課題】
ところで，上記溝切加工の際に溝切を行った深さが深くなれば，上記溝切を行った溝４１の両側の側壁４１２が互いの間隔を狭めるように変形しようとする。そして，上記溝切を行っている円盤状刃物９３における切削刃９３１の両側面９３３に上記側壁４１２が接触すると，この切削刃９３１に挟み込み力が作用し，この切削刃９３１に生ずる切削抵抗が大きくなる。
そのため，上記挟み込み力の発生により，上記溝切を行うための切削速度をあまり向上させることができない。
【０００４】
また，上記円盤状刃物９３においては，各切削刃９３１同士の間の切欠き部により形成した複数のポケット９３２に，切削を行った切粉を排出して切削を行う。そのため，上記切粉の排出性能を向上させるためには，上記ポケット９３２を大きくすることが考えられる。しかしながら，上記ポケット９３２を大きくすると上記切削刃９３１の強度が低下してしまう。そのため，上記切粉の排出性能をあまり向上させることができない。
【０００５】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，切削抵抗を小さくして高速に溝切を行うことができ，かつ切粉の排出性能を向上させることができる溝切工具及びそれを用いた溝切方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題の解決手段】
第１の発明は，外周に沿って複数の切削刃を有する円盤状刃物と，該円盤状刃物を回転させるための回転軸とを有し，
上記円盤状刃物は，上記回転軸の軸方向に対する直角方向から所定の傾斜角度だけ傾斜して配設してあり，
上記回転軸の回転によって生ずる上記円盤状刃物の上記切削刃の軌跡が上記軸方向に揺動するよう構成したことを特徴とする溝切工具にある（請求項１）。
【０００７】
本発明の溝切工具においては，上記円盤状刃物は，上記回転軸に対して上記所定の傾斜角度だけ傾斜して配設してある。そして，上記回転軸により上記円盤状刃物を回転させたときには，この円盤状刃物の上記切削刃の軌跡は，上記軸方向に対して揺動する。これにより，上記円盤状刃物により切削を行う被加工材に形成する溝幅は，上記切削刃の軌跡が上記軸方向に揺動するときに形成される幅となる。つまり，上記溝切工具によれば，上記円盤状刃物の厚みよりも十分に大きな幅を有する溝を形成することができる。
【０００８】
そして，上記溝切加工を行っている際には，溝切を行った溝の両側の側壁と上記円盤状刃物の両側面との間にはそれぞれ空間が形成される。そのため，上記溝切を行った溝の両側の側壁が，その側壁同士の間の間隔を狭めるように変形したとしても，上記空間の存在によって上記側壁と上記円盤状刃物との接触を回避することができる。
そして，上記円盤状刃物には，それを挟み込もうとする挟み込み力が作用することがないので，上記円盤状刃物に生ずる切削抵抗を小さくすることができる。そのため，本例の溝切工具によれば，上記溝切を行う切削速度を大きくして，高速に溝切を行うことができる。
【０００９】
また，上記溝切加工時において，上記切削刃により切削を行った切粉は，上記溝の側壁と上記円盤状刃物との間の空間を利用してスムーズに排出することができる。そのため，上記切削刃同士の間のポケットを大きくする必要がなく，切粉の排出性能を向上させることができ，一層良好な切削を行うことができる。
【００１０】
第２の発明は，上記溝切工具を用いて行う溝切方法であって，
上記回転軸により上記円盤状刃物を回転させて，該円盤状刃物の上記切削刃の軌跡を上記軸方向に揺動させながら被加工材に上記切削刃を接触させて溝を切ることを特徴とする溝切方法にある（請求項５）。
本発明の溝切方法によれば，上記優れた作用効果を有する溝切工具を用いて溝切を行う。そのため，上記発明と同様に，切削抵抗を小さくして高速に溝切を行うことができ，かつ切粉の排出性能を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第１，第２の発明において，上記円盤状刃物を所定の傾斜角度だけ傾斜して配設した状態は，この円盤状刃物を，上記回転軸に直角に配した状態から，上記回転軸の中心線に直交する当該円盤状刃物の直径方向における基準線を中心にして回転して傾斜させて形成することができる。
また，上記円盤状刃物を所定の傾斜角度だけ傾斜して配設した状態は，上記傾斜した状態から上記円盤状刃物上の基準線を上記回転軸の中心線に対してさらに傾斜させて形成することもできる。
【００１２】
また，上記円盤状刃物は，上記軸方向に最も離れた互いに対向する２位置に上記切削刃における刃先が存在するよう構成することが好ましい（請求項２）。
この場合には，上記円盤状刃物による上記軸方向の幅を容易に決定することができ，溝切を行う溝の溝幅を容易に決定することができる。
【００１３】
また，上記円盤状刃物の各切削刃における刃先は，該円盤状刃物を上記回転軸に組み付けた状態でその外周部の研磨を行うことにより形成することが好ましい（請求項３）。
この場合には，上記のごとく，上記円盤状刃物を傾斜して上記回転軸に配設し，上記回転軸の円周方向において，上記回転軸の軸中心から上記各切削刃の刃先までの距離に差ができたときでも，上記外周部の研磨を行うことにより各切削刃の刃先までの距離を同じにすることができる。そのため，溝切を行う溝の底部を直線状に加工することができる。
【００１４】
また，上記円盤状刃物の傾斜角度，直径，厚み，及び上記切削刃の刃数は，各切削刃が切削する領域と，各切削刃にそれぞれ隣接する切削刃が切削する領域の一部とが重なるよう決定することが好ましい（請求項４）。
この場合には，上記各切削刃は，１つ前に切削を行った領域を重ねて切削することができる。そのため，切削刃に無理な負荷が加わって，この切削刃が破損してしまうことを防止することができる。
【００１５】
【実施例】
以下に，図面を用いて本発明にかかる溝切工具及び溝切方法の実施例につき説明する。
（実施例１）
本例の溝切工具１は，図１，図２に示すごとく，外周に沿って複数の切削刃３１を有する円盤状刃物３と，この円盤状刃物３を回転させるための回転軸２とを有する。また，上記円盤状刃物３は，上記回転軸２の軸方向に対する直角方向から所定の傾斜角度θだけ傾斜して配設してある。そして，上記溝切工具１は，上記回転軸２の回転によって生ずる上記円盤状刃物３の上記切削刃３１の軌跡が上記軸方向に揺動するよう構成してある。
【００１６】
以下に，これを詳説する。
本例においては，図２に示すごとく，上記溝切工具１により，被加工材４に円弧状の溝４１を加工する。また，上記被加工材４は，オートマチックトランスミッションに用いるケーストランスミッションである。
また，図１，図２に示すごとく，上記円盤状刃物３は，上記軸方向に最も離れた互いに対向する２位置に上記切削刃３１における刃先３１１が存在するよう構成してある。そして，上記軸方向に最も離れた互いに対向する２位置に存在する一方の切削刃３１（３１０）の外側の側面３０１から他方の切削刃３１（３１０）の外側の側面３０１までの間が，上記溝切工具１により溝切を行う溝４１の溝幅Ｗとなり，この溝幅Ｗを容易に決定することができる。
なお，本例では，図示は省略するが，上記切削刃３１０の外側の側面３０１には，溝切を行う溝４１の側壁４１２側を切削する側面刃が形成されていても勿論よい。
【００１７】
本例では，図１に示すごとく，上記円盤状刃物３を所定の傾斜角度だけ傾斜して配設した状態は，この円盤状刃物３を，上記回転軸２に直角に配した状態から，上記回転軸２の中心線Ｌ１に直交する当該円盤状刃物３の直径方向における基準線Ｌ２を中心にして回転して傾斜させて形成することができる。具体的には以下の構造により円盤状刃物３を上記回転軸２に取り付けた。
【００１８】
すなわち，上記回転軸２の先端部には，上記円盤状刃物３の中心穴を挿通可能な縮径部２１を形成し，この縮径部２１の先端部にはネジ部２１１を形成した。また，上記円盤状刃物３を，両側面３０１より挟み込むと共に，上記円盤状刃物３の両側面３０１にそれぞれ当接する傾斜面２２１を有する一対のスリット２２を準備した。そして，上記円盤状刃物３を上記一対のスリット２２で挟み込んだ状態で，上記円盤状刃物３の中心穴３４と上記一対のスリット２２の中心穴２２２とに上記縮径部２１に挿通させ，この縮径部２１のネジ部２１１に止め具２３を螺合して，上記円盤状刃物３を上記回転軸２に取り付けた。
【００１９】
図１，図２に示すごとく，上記円盤状刃物３の各切削刃３１における刃先３１１は，この円盤状刃物３を上記回転軸２に組み付けた状態で，その外周部３０２の研磨を行うことにより形成してある。具体的には，上記円盤状刃物３の外周部３０２を，上記回転軸２に組み付けた円盤状刃物３を円筒研磨機における円筒状の研磨穴を通すことにより円筒研磨を行った。
そのため，上記のごとく上記円盤状刃物３を傾斜して上記回転軸２に配設した場合に，上記回転軸２の円周方向において，上記回転軸２の軸中心から上記各切削刃３１の刃先３１１までの距離に差ができたときでも，上記円筒研磨を行うことにより各切削刃３１の刃先３１１までの距離を同じにすることができる。そして，上記溝切を行う溝４１の底部４１１を直線状に加工することができる（図１参照）。
【００２０】
また，図３，図４に示すごとく，上記円盤状刃物３の傾斜角度θ，直径Ｄ，厚みＴ，及び上記切削刃３１の刃数Ｚは，各切削刃３１が切削する領域と，各切削刃３１にそれぞれ隣接する切削刃３１が切削する領域の一部とが重なるよう決定してある。
具体的には，上記各切削刃３１の重なりが形成されるためには，以下の条件式を満たすようにして，上記円盤状刃物３の傾斜角度θ，直径Ｄ，厚みＴ，及び上記切削刃３１の刃数Ｚを決定することができる。
【００２１】
すなわち，（Ｄ／２）×ｔａｎθ×（ｓｉｎβ−ｓｉｎα）＞Ｔ／ｃｏｓθを満たすことにより，上記各切削刃３１の重なりを形成することができる（図２，図４参照）。なお，α及びβは，それぞれ基準とする切削刃３１の刃先３１１から各切削刃３１の刃先３１１までの角度であり，α及びβと上記刃数Ｚとの間には，Ｚ＝３６０°／（β°−α°）の関係がある。また，上記溝切工具１によって溝切を行う溝４１の溝幅Ｗは，Ｗ＝Ｄ×ｔａｎθ＋Ｔ／ｃｏｓθとなる（図４参照）。
【００２２】
このように，上記各切削刃３１の重なりを形成することにより，各切削刃３１は，１つ前に切削を行った領域を重ねて切削することができる。そのため，切削刃３１に無理な負荷が加わって，この切削刃３１が破損してしまうことを防止することができる。
【００２３】
本例の溝切工具１においては，上記のごとく，上記円盤状刃物３は上記回転軸２に対して上記所定の傾斜角度θだけ傾斜して配設してある。そして，図３に示すごとく，上記回転軸２により上記円盤状刃物３を回転させたときには，この円盤状刃物３の上記切削刃３１の軌跡は，上記軸方向に対して揺動し，被加工材４に上記切削刃３１を接触させて溝４１を切る。これにより，上記円盤状刃物３により切削を行う被加工材４に形成する溝幅Ｗは，上記切削刃３１の軌跡が上記軸方向に揺動するときに形成される幅となる。つまり，上記溝切工具１によれば，上記円盤状刃物３の厚みＴよりも十分に大きな溝幅Ｗを有する溝４１を形成することができる。
【００２４】
そして，上記溝切加工を行っている際には，溝切を行った溝４１の両側の側壁４１２と上記円盤状刃物３の両側面３０１との間にはそれぞれ空間４２が形成される。そのため，上記溝切を行った溝４１の両側の側壁４１２が，その側壁４１２同士の間の間隔を狭めるように変形したとしても，上記空間４２の存在によって上記側壁４１２と上記円盤状刃物３との接触を回避することができる。
【００２５】
そして，上記円盤状刃物３には，それを挟み込もうとする挟み込み力が作用することがないので，上記円盤状刃物３に生ずる切削抵抗を小さくすることができる。そのため，本例の溝切工具１によれば，上記溝切を行う切削速度を大きくして，高速に溝切を行うことができる。
【００２６】
また，上記溝切加工時において，上記切削刃３１により切削を行った切粉は，上記溝４１の側壁４１２と上記円盤状刃物３との間の空間４２を利用してスムーズに排出することができる。そのため，上記溝切工具１によれば，上記切削刃３１同士の間のポケット３２を大きくする必要がないため，切削刃３１の強度低下を抑制して，切粉の排出性能を向上させることができ，一層良好な切削を行うことができる。
【００２７】
また，本例の溝切工具１においては，上記円盤状刃物３を上記回転軸２に取り付けるときの傾斜角度θを変更することによって，溝切を行う溝４１の溝幅Ｗを容易に変更することができる。具体的には，上記一対のスリット２２における傾斜面２２１の傾斜角度θを変更することにより，容易に上記円盤状刃物３の傾斜角度θを変更することができる。
また，上記溝切工具１においては，上記円盤状刃物３の厚みＴが小さくても，この円盤状刃物３を上記回転軸２に傾斜させて配設した構造により，上記回転軸２の軸方向に対する上記円盤状刃物３の剛性をあまり低下させることがない。
【００２８】
（実施例２）
本例においては，上記実施例１に記載した溝切工具１（発明品）の優れた作用効果を確認するために，溝切加工時に，上記溝切工具１で上記被加工材４に円弧状の溝４１を切る場合に発生した切削抵抗（Ｎ）を測定した。
また，上記切削抵抗の測定は，上記回転軸２の回転数（ｒｐｍ）は６００，２４００，３０００，４０００と変化させ，上記円盤状刃物３の切削刃３１を上記被加工材４に近づける送り速度（ｍｍ／ｍｉｎ）は５，１０，４０，８０，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０と変化させて行った。
【００２９】
また，上記切削抵抗の測定は，上記被加工材４に測定器を取り付け，上記円盤状刃物３に対向する方向における加重Ｘと，上記円盤状刃物３の回転方向における加重Ｙとを測定し，これらの加重の合力（Ｘ２＋Ｙ２）１／２を上記切削抵抗とした。また，比較のために，従来の溝切工具９（比較品，図６，図７参照）についても上記切削抵抗の測定を行った。
【００３０】
上記切削抵抗の測定結果を図５に示す。
同図に示すごとく，上記切削抵抗の値については，上記発明品が約４５０〜１４００（Ｎ）であったのに対し，上記比較品が約１８００〜２５００（Ｎ）であった。このことより，上記発明品については，上記切削抵抗が小さいため，溝切を行う切削速度を大きくして，高速な溝切が可能であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における，溝切工具を示す断面説明図。
【図２】実施例１における，溝切工具を示す正面図。
【図３】実施例１における，円盤状刃物の切削刃の軌跡が回転軸の軸方向に揺動して溝切を行う状態を示す説明図。
【図４】実施例１における，各切削刃の重なりを形成するための条件式及び溝切を行う溝幅を求めるために用いたモデル図。
【図５】実施例２における，切削抵抗の測定結果を示すグラフ。
【図６】従来例における，溝切工具を示す断面説明図。
【図７】従来例における，溝切工具を示す正面図。
【符号の説明】
１．．．溝切工具，
２．．．回転軸，
３．．．円盤状刃物，
３０１．．．側面，
３１．．．切削刃，
３１１．．．刃先，
４．．．被加工材，
４１．．．溝，
４１１．．．底部，
４１２．．．側壁，
４２．．．空間，
θ．．．傾斜角度，
Ｗ．．．溝幅，
【図１】
2004017172.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004017172.tif 000007
【図６】
2004017172.tif 000008
【図７】
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