(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な切削工具のためのカッターヘッドであって、前記カッターヘッドは、概してディスク形状であり、カッターヘッド軸線の周りに回転可能であり、前記カッターヘッドは、
第１の側部および第２の側部と、
前記カッターヘッドの中に配置されている１または複数の切削ブレード位置決めスロットであって、前記ブレード位置決めスロットのそれぞれが、前記第１の側部と第２の側部との間に延在している、１または複数の切削ブレード位置決めスロットと
を備え、
前記ブレード位置決めスロットは、前記第１の側部と第２の側部との間に延在する少なくとも１つのブレード着座面をそれぞれ有しており、
前記少なくとも１つのブレード着座面は、修正された形状を有し、前記第１の側部から前記第２の側部へ延在しており、前記修正された形状は、前記第１の側部から前記第２の側部へ延在する連続的な直線状の着座面の形状から逸脱しており、
前記１または複数の切削ブレード位置決めスロットは、２つのブレード着座面を含み、前記２つのブレード着座面のうちの一方は修正され、前記２つのブレード着座面のうちの他方は、修正されていない、ことを特徴とするカッターヘッド。
【請求項２】
前記修正された形状は、
前記第１の側部と第２の側部との間で、前記第１の側部または第２の側部のうちの一方から、所定の位置へ延在する第１の部分であって、第１の形状を有している、第１の部分と、
前記所定の位置から、前記第１の側部または第２の側部のうちの他方へ延在する第２の部分であって、前記第２の部分は、前記第１の部分の形状および前記第２の部分の形状が、前記第１の側部から前記第２の側部へ延在する連続的な直線をともに表さないようになっている、第２の部分と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のカッターヘッド。
【請求項３】
前記第１の部分および前記第２の部分のうちの少なくとも１つの形状は、湾曲していることを特徴とする請求項２に記載のカッターヘッド。
【請求項４】
前記第１の部分および前記第２の部分のうちの少なくとも１つの形状は、直線状であることを特徴とする請求項２に記載のカッターヘッド。
【請求項５】
１または複数のクランプねじをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のカッターヘッド。
【請求項６】
前記所定の位置に力を働かせるように位置決めされている１つのクランプねじを備えることを特徴とする請求項５に記載のカッターヘッド。
【請求項７】
前記第１の部分に力を働かせるように位置決めされている第１のクランプねじと、前記第２の部分に力を働かせるように位置決めされている第２のクランプねじとを含む２つのクランプねじを備えることを特徴とする請求項５に記載のカッターヘッド。
【請求項８】
前記１または複数の切削ブレード位置決めスロットは、概して五角形形状の断面を画定していることを特徴とする請求項１に記載のカッターヘッド。
【請求項９】
前記２つのブレード着座面のうちの一方に対して力を働かせるように位置決めされている少なくとも１つのクランピングねじをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のカッターヘッド。
【請求項１０】
前記力は、カッター半径基準ベクトルＲに対して垂直に最も近く配向されている、前記２つのブレード着座面のうちの前記一方に対して働かせられ、前記一方のブレード着座面は、修正されていることを特徴とする請求項９に記載のカッターヘッド。
【請求項１１】
カッターヘッドの中に位置決めされている少なくとも１つの切削ブレードを旋回させる方法であって、前記方法は、
概してディスク形状であり、カッターヘッド軸線の周りに回転可能であるカッターヘッドを提供するステップであって、前記カッターヘッドは、第１の側部および第２の側部と、前記カッターヘッドの中に配置されている１または複数の切削ブレード位置決めスロットであって、前記ブレード位置決めスロットのそれぞれが、前記第１の側部と第２の側部との間に延在している、１または複数の切削ブレード位置決めスロットとを備え、前記ブレード位置決めスロットは、前記第１の側部と第２の側部との間に延在する少なくとも１つのブレード着座面をそれぞれ有しており、前記少なくとも１つのブレード着座面は、修正された形状を有し、前記第１の側部から前記第２の側部へ延在しており、前記修正された形状は、前記第１の側部から前記第２の側部へ延在する連続的な直線状の着座面の形状から逸脱している、ステップと、
前記ブレード位置決めスロットのうちの少なくとも１つの中へ切削ブレードを挿入し、前記切削ブレードを前記少なくとも１つのブレード着座面に接触させるステップと、
前記切削ブレードに力を適用し、前記切削ブレードを前記少なくとも１つの着座面に対してクランプするステップであって、それによって、前記切削ブレードの先端部が、前記軸線からある半径方向の距離に位置付けされる、ステップと、
前記切削ブレードに追加的な力を適用し、前記修正された表面の上に前記切削ブレードを効果的に移動させるステップであって、それによって、前記切削ブレード先端部の前記半径方向の距離の変化をもたらす、ステップと、
を含み、
前記１または複数の切削ブレード位置決めスロットは、２つのブレード着座面を含み、前記２つのブレード着座面のうちの一方は修正され、前記２つのブレード着座面のうちの他方は、修正されていない、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１２年１１月９日に出願された米国特許仮出願第６１／７２４，５３１号明細書の利益を主張し、その開示全体は、参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、歯車製造に関し、とりわけ、正面ホブ加工（face hobbing）および正面フライス加工（face milling）のためのかさ歯車正面カッターヘッドに関する。
【背景技術】
【０００３】
かさ歯車およびハイポイド歯車は、単歯割り出しまたは間欠割り出しプロセス（正面フライス加工）で、または、連続割り出しプロセス（正面ホブ加工）で切削され得る。創成（generating）またはクレードル平面においての基礎的な切削セットアップは、いわゆる半径方向距離の量だけ、創成歯車中心（クレードル軸線）から離れている位置に、カッターヘッドの中心を置くこととなる。カッターブレードのシルエットは、カッターが回転する間の創成歯車の１つの歯を表している。かさ歯車切削のための一般的な正面カッターは、いくつかのブレードグループを有しており、それぞれのグループは、１つから４つの間のブレードを有している。最も一般的なカッターは、ブレードグループ当たり、１つの外側ブレードおよび１つの内側ブレードを備える交互の（仕上げ（completing））カッターである。切削プロセスの間に、すべての内側ブレードおよびすべての外側ブレードの均等なチップ荷重を実現するために、すべての外側ブレードの切削刃は、好ましくは、同じ半径方向の位置において、互いの後に続く。また、すべての内側ブレードも、同じ半径方向の位置において、互いの後に続く。換言すれば、１種類の（内側のまたは外側の）すべての切削刃は、カッターが回転している間に、同じ円錐表面を創成するべきである。
【０００４】
カッターヘッド本体部の製造公差、ブレードブランク、および、ブレードプロファイル研削の偏差は、１つのカッターヘッドの中の異なるブレードに関して、異なる切削刃位置を導入することとなる。
【０００５】
古い正面カッターシステムは、半径方向のブレード位置の調節を可能にしたが、今日のスティックブレードシステムは、直接的に半径方向の調節を達成するための設備を有していない。しかし、切削刃位置の半径方向の変化を実現する公知の技法は、下記を含む：
１．  スティックブレードが、公称位置とは異なる軸線方向の位置に移動させられる場合には、カッター基準（reference）平面の中の半径が、おおよそΔＲ＝Δｓ・ｔａｎαだけ、増加または低減し、ここで、Δｓは、スティックブレードの正または負の軸線方向の移動であり、αは、ブレード圧力角度である（たとえば、特許文献１を参照）。  
２．  スティックブレードが、２つのクランプねじ（上側および下側）によってクランプされる場合において、スティックブレードが正確に直線状でないならば、または、垂直スロット壁部が正確に平面でないならば、上側または下側ねじのトルクの増加が、ブレード先端部をわずかに半径方向に移動させることが可能である。
【０００６】
上記方法１の不利益は、すべての軸線方向にシフトされたブレードのブレード先端部が、それらの共通の先端部平面から移動させられることとなるということである。ブレード調節は、半径方向の切削刃位置を改善するが、それは、ブレード先端部の振れ（runout）を生じさせる。ブレード先端部振れは、ブレードの早過ぎる先端部摩耗をもたらすこととなる。
【０００７】
上記方法２の不利益は、カッターが、ブレード当たり２つのクランプねじを必要とするということ、ならびに、それらの２つのクランプねじのトルクは、ブレードおよびスロットの個々の不正確さに応じて選ばれなければならないということである。また、ブレードおよびスロットの特定の形状に起因して、ブレード半径の変化（たとえば、ブレード半径の増加、または、ブレード半径の低減など）が起こらないこととなる可能性がある。そのような場合では、この特定のスロット／ブレード組み合わせの調節は、可能でない可能性がある。方法２は、時間のかかる試行錯誤のループのみによって制御され得る偶然の一致に基づいている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，８３９，９４３号明細書
【特許文献２】米国特許第５，８９０，８４６号明細書
【特許文献３】米国特許第６，１２０，２１７号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、正面ホブ加工および正面フライス加工のためのかさ歯車を製造する正面カッターヘッドに関し、カッターヘッドは、正のブレード座、ならびに、正の着座面（seating surface）に密着してブレードをクランプする能力、および、それらが事前にクランプされ軸線方向に位置付けされた後に、スティックブレードを半径方向に調節する能力を備える。
【００１０】
本発明のカッターヘッドは、概してディスク形状であり、カッターヘッド軸線の周りに回転可能である。カッターヘッドは、第１の側部および第２の側部と、カッターヘッドの中に配置されている１または複数の切削ブレード位置決めスロットであって、ブレード位置決めスロットのそれぞれが、第１の側部と第２の側部との間に延在している、１または複数の切削ブレード位置決めスロットとを備える。ブレード位置決めスロットは、前記第１の側部と第２の側部との間に延在する少なくとも１つのブレード着座面をそれぞれ有しており、ブレード着座面は、修正された形状を有し、第１の側部から第２の側部へ延在しており、修正された形状は、第１の側部から第２の側部へ延在する連続的な直線形状の着座面の形状から逸脱している。
【００１１】
好ましくは、修正された形状の着座面は、第１の側部と第２の側部との間で、第１の側部または第２の側部のうちの一方から、所定の位置へ延在する第１の部分であって、第１の部分は、第１の形状を有している、第１の部分と、所定の位置から、第１の側部または第２の側部のうちの他方へ延在する第２の部分であって、第２の部分は、ある形状を有しており、第１の部分の形状および第２の部分の形状が、第１の側部から第２の側部へ延在する連続的な直線状の線（全体を通して同じスロープ）を一緒に描かないようになっている。第１の部分は、好ましくは直線状であり、第２の部分は、好ましくは湾曲している。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】スティックブレードのためのカッターヘッドスロットの複数の異なる着座面の修正例を示す図である。
【図２】（ａ）はスティックブレードを備えるカッターヘッドの断面を示す図であり、スティックブレードは、クランプブロックおよび２つのクランプねじによって、カッターヘッドに接続されており、上側クランプねじだけが、トルクをかけられた状態にある、図である。（ｂ）は図２（ａ）と同じ断面を示す図であり、下側クランプねじは、上側クランプねじよりも高いトルクを有している、図である。
【図３】五角形形状の断面を有する切削ブレード、および、カッターヘッドスロットの中の正の座の３次元の図である。両方のブレード着座面の下側セクションが修正されている。
【図４】カッターヘッドスロットの中の、五角形形状の断面を有する切削ブレードの２次元の上面図である。点線は、着座面の下側（見ることはできない）セクションの中の両方の着座面の修正例を示している。
【図５】カッターヘッドスロットの中の、五角形形状の断面を有する切削ブレードの２次元の上面図である。点線は、着座面の下側（見ることはできない）セクションの中で、切削円形に対してより接線方向に配向されている着座面の修正例を示している。
【図６】五角形形状の断面を有する切削ブレード、および、カッターヘッドスロットの中の正の座の３次元の図である。切削円形に対してより接線方向に配向されている着座面の下側セクションが修正されている。
【図７】五角形形状の断面を有する切削ブレード、および、カッターヘッドスロットの中の正の座の３次元の図である。切削円形に対してより接線方向に配向されている着座面の下側セクションが修正されている。Ｐは、軸線であり、φは、ブレード調節のためのブレード回転の方向である。ＶPTは、ブレード調節前のピボット−先端部−距離ベクトルであり、ＶPT*は、調節後のピボット−先端部−距離ベクトルである。
【図８】クランプブロック−ブレード−着座面の配列の断面図であるが、図２（ｂ）の修正されたブレード着座面の代わりに、それは、ピボットブロックを示しており、ピボットブロックは、その右側にブレード着座面を有し、その左側に（カッター中心に向かって）ピボットの配列を有している。
【図９】切削ブレードを伴う３つのブレードスロットを示す図８のカッターヘッドのセクションの上面図である。
【図１０】クランプブロックおよびブレード−着座面の配列の断面図であるが、図２（ｂ）の修正されたブレード着座面の代わりに、それは、機械的な枢動軸線の代わりにコンプライアンスエレメント（compliance element）を備えるピボットブロックを示している。このエレメントは、着座面が枢動することを可能にするために、鋼鉄の線形の弾性特性を使用している。ブレード着座面が、その右側にあり、ピボット配置が、その左側にある（カッター中心に向かっている）。
【図１１】切削ブレードを伴う３つのブレードスロットを示す図１０のカッターヘッドのセクションの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書で使用されている「発明」、「本発明（the invention）」、および「本発明（the present invention）」の用語は、本明細書および以下の任意の特許請求の範囲の主題のすべてを広く表すことが意図されている。これらの用語を含有する記述は、本明細書で説明されている主題を限定するように、または、以下の任意の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を限定するように理解されるべきではない。そのうえ、本明細書は、本出願の任意の特定の部分、段落、記述、または図面において、任意の請求項によってカバーされる主題を説明または限定しようとはしていない。本主題は、明細書全体、すべての図面、および、以下の任意の請求項を参照することによって、理解されるべきである。本発明は、他の構成にすることができ、様々な方式で実行または実施されることができる。また、本明細書で使用されている言語表現および専門用語は、説明の目的のためであり、限定するものとしてみなされるべきではないということが理解される。
【００１４】
ここで、本発明の詳細が、単なる例として本発明を図示している添付の図面を参照して議論されることとなる。図面において、類似の特徴または成分は、同様の参照数字によって表されることとなる。
【００１５】
本明細書において、「含む（including）」、「有する（having）」、および「備える（comprising）」、ならびに、その変形例の使用は、その後にリストアップされている項目およびその均等物、ならびに、追加的な項目を包含することを意味している。方法またはプロセスのエレメントを識別するための文字の使用は、単に識別のためのものであり、エレメントが特定の順序で行われるべきであるということを指示することは意味されていない。
【００１６】
図面を説明する際に、以下の方向（たとえば、上側、下側、上向き、下向き、後ろ向き、下部、上部、前方、後方など）が参照され得るが、便宜上、（通常通り見られるように）図面に対して参照がなされている。これらの方向は、文字通りにとられること、または、本発明を任意の形式に限定することは意図していない。加えて、「第１の」、「第２の」、「第３の」などのような用語は、本明細書において、説明の目的のために使用されており、特定されていなければ、重要性または重大性を指示または暗示することは意図されていない。
【００１７】
本発明は、最小の副作用の有無にかかわらず、決定された方式で半径方向に調節され得る１または複数の切削ブレードを備えるかさ歯車カッターヘッドの開発に関する。それらの副作用は、ブレード先端部高さ変動、ブレードオフセット変動、空間におけるすべての３つの軸線（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の周りのブレード回転、および／または、ブレードシーティング剛性の損失であり得る。
【００１８】
ブレード着座面は、種々変更（図１に示されているように、凹部、下側（または、上側）セクションの中のスロープ、樽形状；下側（または、上側）セクションの中の湾曲した凹部；下側（または、上側）セクションの中の直線状の膨出（rising）形状、直線状の後退（dropping）および膨出形状、下側（または、上側）セクションの中の湾曲した膨出形状、凹形形状、または高次修正を含む）によって、それらの直線状の（平面の）初期の形状から修正することができる。
【００１９】
図１は、スティックまたはバータイプ切削ブレードのためのカッターヘッド２の中の切削ブレード位置決めスロットの中の着座面４の異なる変形例を示している。直線状の着座面は、従来技術であり、本発明は、カッターヘッドの対向する側部の間に連続的な直線状の着座面の直線形状から逸脱する形状を有する着座面を提供する（たとえば、図１の「直線状の」形状および「下側湾曲」形状を比較されたい）。下側凹部、下側スロープ、下側湾曲、直線状膨出、および湾曲した膨出は、修正であり、それは、切削刃突出部により近い着座面の上側領域の中に作製され得る。初期のシーティングは、好ましくは、（着座面の修正された部分ではなく）直線状の部分によって提供される。凹まされた領域の中に位置付けされているクランプねじのトルクの増加は、ブレード傾斜（および、いくらかのブレード曲げ）につながることとなり、それは、ブレード先端部の半径方向の位置を変化させることとなる。直線状後退および膨出は、一点鎖線においてその低点を有しており、それは、一点鎖線において高点を有するために反転させられ得る。直線状後退および膨出、ならびに、凹形修正および高次修正は、ねじが一点鎖線に存在し、ブレードを弾性的に変形させる場合には、半径方向のブレード先端部移動を可能にする。
【００２０】
図２（ａ）および図２（ｂ）は、カッターヘッド２を参照して本発明のブレード調節原理を示しており、カッターヘッド２は、上部表面３、下部または逆側表面５を有しており、カッター軸線Ａの周りに回転可能であり、カッター半径Ｒを有している。修正された着座面を有するブレード位置スロットは、上部表面３と下部表面５との間に延在するように示されている。下側ねじ１２からのトルクなしに（図２ａ）、および、上側ねじ１０からのトルクよりも高い下側ねじ１２からのトルクによって（図２ｂ）、スティックブレード８は、クランプブロック６によって、修正された着座面（たとえば、図１の「下側湾曲」）の上に押し付けられている。上側クランプねじの弾性に起因して、上側ねじ１０のブレードクランピング力が一定またはほぼ一定に保持され得る場合には、修正された着座面の上で時計回りの方向に切削ブレード８を効果的にローリングさせることによって、切削ブレード８を揺動させるために、下側ねじ１２のクランピングトルクが増加させられ得る。上側クランプねじ配置の中の弾性は、上部セクションの中の大幅なクランプ力の増加を防止し、ブレードたわみというよりもブレードローリングが起こる。上側クランプねじ１０が十分な弾性を有していない場合には、ブレード曲げおよびブレードローリングの組み合わせが起こり、それは、依然として、切削ブレード８の半径方向の調節を可能にすることとなる。両方の場合において、ブレードと着座面との間のギャップ１４は、下部セクション（図２ａ）から上部セクション（図２ｂ）へ移される。示されている着座面がクランプねじの軸線方向に対して垂直である場合には、結果は、クランピング剛性の低減である。
【００２１】
クランプねじまたは圧力点の数（たとえば、１つ、２つ、または３つ）に応じて、半径方向Ｒのブレード先端部移動ΔＲは、クランプ設備（図２ｂを参照）のトルクに応じて実現され得る。１つの副作用は、φの切削刃圧力角度の変化である。第２の副作用は、着座面の上側セクションまたは下側セクションの中のブレードとスロットとの間のギャップ１４であり、それは、ブレードシーティング剛性を低減させ得る。
【００２２】
本発明のカッターヘッド設計は、好ましくは、五角形形状のブレード断面を有するタイプのスティックブレードシステムを収容する。図３は、五角形形状の断面（たとえば、特許文献２または特許文献３に開示されているようなタイプのもの）を備える切削ブレード、および、本発明のカッターヘッドスロットの中の正の座の３次元の図を示している。カッターヘッドスロットのそれぞれのブレード着座面１６、１８の下側セクションは、各々の湾曲した凹部２０、２２によって修正されている。着座面の下側部分が、たとえば、特定のクラウニング（crowning）によって修正されている場合には、ブレードを回転させ、それによって、ブレード先端部の位置を半径方向に調節するために、下側クランプねじによって生成される力を使用することが可能である。トルクＴ１は、着座面１６、１８の平坦な上側部分に対してスティックブレード８をクランプし、一方、トルクＴ２は、時計回りの方向にブレードをローリングさせ、それは、ブレード先端部を正のＺ方向に移動させることとなる。ブレード回転は、下部凹部から上部セクションへギャップを移動させ、それは、ブレード座の剛性を低減させ得る。
【００２３】
図４は、カッターヘッドスロットの中の五角形形状の断面を備えるブレードの２次元の上面図を示している。点線は、着座面の下側（見ることはできない）セクションの中の両方の着座面１６、１８の修正２０、２２を示している。この図の中の２つのクランプねじ１０、１２は、互いに重なり合っている。切削ブレード８は、下側クランプねじ１２の上のトルクが未だ適用されていないので、上部の着座面１６、１８に密着している。
【００２４】
たとえば、図４および図５の中の表面１６、１８によって示されているように、複数の着座面が非対称的に配向されている五角形形状の切削ブレード装着スロットを有するカッターヘッドに対して、カッター半径Ｒに対してより垂直に近く配向されている着座面は、効果的なブレード移動を許容するために本発明にしたがって修正されることとなる好適な着座面であるということを、本発明者は見い出した。たとえば、図４および図５において、着座面１６は、着座面１８よりも、半径Ｒに対してより垂直に近くなっている。したがって、着座面１６を修正することが好ましい。着座面１６の下側セクションが修正され、下側クランプねじ１２は、クランプ力成分Ｆ2aの結果として、切削ブレード８の先端部の位置の半径方向の調節をもたらすようにトルク（Ｆ2）を加えられ、クランプ力成分Ｆ2aは、修正されたおよび「より垂直方向に配向された」着座面１６の上へ方向付けされているということが示されている。成分Ｆ2aは、修正された凹まされた領域２０の中へ下側ブレード部分を動かしており、一方、力成分Ｆ2bは、切削ブレード８と「より垂直方向に配向されていない」着座面１８との間の一定の接触を確実にする。
【００２５】
図４および図５に示されている実施形態では、「より垂直方向に配向されていない」着座面１８は、修正されることとはならない。クランプねじ力成分Ｆ2bは、同時に、より急角度の着座面に対してブレードを十分に押し付けることとなる。着座面１８の上の力は、切削ブレードおよびカッターヘッドの表面分離を防止することとなる。また、切削力の大部分は、着座面１８に対して配向されており、それは、良好なシーティング剛性を備える良好にクランプされたブレード８を結果として生じさせることとなる。
【００２６】
図６は、五角形形状の断面を備えるブレード、および、カッターヘッドスロットの中の正の座を３次元で見た図を示している。カッター半径Ｒに対してより垂直方向に配向された着座面の下側セクションだけが修正された。クランプ力は、両方の着座面の上に成分を有している。下側クランプねじ１２の上のトルクが増加させられる場合には、ブレード８は、依然として、「より垂直方向に配向されていない」着座面１８に接触しているままとなり、この表面に沿って、凹まされた領域２０の中へ摺動することとなる。クランプねじ１２を介して増大したクランピングの結果として、凹まされた座１６の表面の下部におけるギャップは減少することとなり、ギャップは、同じ着座面の上部において増大する（たとえば、図２ａおよび図２ｂの１４を参照）。
【００２７】
「より垂直方向に配向されていない」着座面１８は、切削ブレード８から分離されることができないので、力成分Ｆ2a（図５）は、切削ブレードの下側部を、「より垂直方向に配向された」着座面１６の凹部２０（図６）の中へ移動させており、ブレードは、水平方向の軸線「Ｐ」（図７）の周りに回転することとなり、水平方向の軸線「Ｐ」は、より垂直方向に配向されていない着座面１８に対して直交している。この配置は、本発明のカッターヘッドスロット設計の１つの好適な実施形態である。
【００２８】
図７は、五角形形状の断面を備えるブレード、および、カッターヘッド２の切削ブレードスロットの中の正のシーティング（表面１６、１８）の３次元の図を示している。カッター半径Ｒに対してより垂直方向に配向されている着座面１６の下側セクションが修正されている。Ｐは、軸線であり、φは、ブレード調節のためのブレード回転の方向である。ＶPTは、ブレード調節の前のピボット−先端部−距離ベクトルであり、ＶPT*は、調節の後のピボット−先端部−距離ベクトルである。調節は、ブレードをΔΖ方向に移動させ、それは、ブレード先端部位置の所望の半径方向変化である。また、切削ブレード８の回転スライディングに起因して、付随するＸ方向の変化、および、Ｙ方向の変化も、起こることとなる。両方のＸおよびＹ位置変化は、概して、望ましくないと考えられることとなるが、そのような変化は、小さく、切削プロセスによって形成される歯の幾何学形状に対して無視できる程の影響を有するということを、本発明者は見出した。本発明のブレード調節の追加的な副作用は、ブレード回転（または、ローリング）角度φと概して同じ程度の切削刃の角度変化である。しかし、０．０１０ｍｍの量の半径方向のブレード調節は、約１分の角度だけ、有効切削刃圧力角度を変化させる。また、ブレードごとのそのような変動は、切削性能および生み出される歯フランク幾何学形状に対して無視できる程である。
【００２９】
例として、調節の結果としてのブレード先端部移動の数学的説明は、図７の中の切削ブレードおよびスロットによって示されている座標系を使用して作製された。水平方向の回転の軸線Ｐは、より垂直方向に配向されていない着座面に対して垂直である。Ｐの周りの回転を実現するために、Ｐの方向は、図７の座標系のＸ軸にぴったり合わせられ、それは、Ｐ方向とＸ軸との間の角度の量の、Ｙ軸の周りの１つの回転を必要とする。五角形形状のスティックブレードにおいて、この角度は−γ（それは、一般に−３０°である）である。次いで、大きいが現実的な回転φの量のＸ軸の周りの回転が、（着座面の修正程度に応じて）たとえば、０．０８°となるように選ばれる。この回転の後に、Ｐの元の方向へ逆側回転が行われ、それは、３０°のＹ軸の周りの回転γを必要とする。
【００３０】
−γのＹ軸の周りの回転行列は：
【００３１】
【数１】
0006431846.tif 000002
【００３２】
φのＸ軸の周りのブレード調節回転は：
【００３３】
【数２】
0006431846.tif 000003
【００３４】
γのＹ軸の周りの逆側回転行列は：
【００３５】
【数３】
0006431846.tif 000004
【００３６】
ここで、γ＝３０°、φ＝０．０８°である。
【００３７】
中間（medium）ピッチブレードに関する初期のピボット−先端部−距離ベクトルは：
【００３８】
【数４】
0006431846.tif 000005
【００３９】
左から右への回転の順序での回転行列の掛け算は、行列（ＲＯＴ）をもたらし、それは、すべての３つの回転を含有している：
（ＲＯＴ）＝（＋ＧＡＭＡ）ｘ（＋ＰＨＩ）ｘ（−ＧＡＭＡ）
【００４０】
ピボット−先端部−距離ベクトルと行列（ＲＯＴ）の掛け算は、水平方向の軸線Ｐの周りのピボット−先端部−ベクトルの正確な回転を考慮することとなる：
【００４１】
【数５】
0006431846.tif 000006
【００４２】
ベクトル−行列掛け算の結果が、その一般的形式で以下に示されている：
【００４３】
【数６】
0006431846.tif 000007
【００４４】
ＶPTのベクトル成分ならびに角度γおよびφが、上記の３つの成分公式に代入された場合には、調節した後のピボット−先端部−距離ベクトルに関する結果が得られ得る：
【００４５】
【数７】
0006431846.tif 000008
【００４６】
調節後のピボット−先端部−距離ベクトルから調節前のピボット−先端部−距離ベクトルの引き算は、調節に起因するブレード先端部位置変化の成分をもたらす。
【００４７】
【数８】
0006431846.tif 000009
【００４８】
ブレード圧力角度変化は、以下によって計算され得る：
【００４９】
【数９】
0006431846.tif 000010
【００５０】
Δα＝０．０７°
【００５１】
図６の座標系のＹ軸は、カッターの回転軸線に平行に選ばれ、左（負の方向）へのＺ軸の延長は、カッターの回転軸線と交差する。理論的なブレードフロントは、Ｙ軸およびＺ軸によって画定される平面の中に配向されている。現実のカッターヘッドの中のスティックブレードは、一般に、Ｙ軸に対してそれらの長さ方向に傾斜されており、Ｚ軸に対してそれらの理論的なフロント面に伴うオフセットを有しているが、調節の原理機能は、変化することとはならず、結果として生じるブレード先端部位置および角度変化は、単一パーセントだけ異なることとなる。
【００５２】
それぞれのブレードの上に内側および外側の切削刃を備えるブレードを使用するブレードシステムは、特殊な種類の半径方向のブレード調節を必要とするということが理解される。ブレード先端部半径が増加させられる場合には、そのようなブレードの両方の切削刃が、より大きい半径へ移動する。しかし、調節可能なブレード半径に関する本発明は、１つのブレードの両方の切削刃の半径方向の位置に関する最適な妥協点を見出し、それらを実現化させるために、良好に適している。
【００５３】
また、本発明方法の好適な実施形態は、ブレード先端部半径を増加させるだけであって、それを低減させることとはならないということが理解される。カッターヘッドは、基準ブレードに対してそれらを調節するために、ブレード先端部半径の低減または増加を必要とするかもしれない。基準（reference）ブレードは、通常、任意に選ばれるので（たとえば、外側ブレードとして「１」のラベルが付されたスロットの中のブレード、および、基準内側ブレードとして「２」のラベルが付されたスロットの中のブレード）、基準ブレードとして、最大半径を有する外側ブレードおよび内側ブレードを選ぶことが可能である。この手順によって、各々の基準ブレードの半径に向けて先端部の位置を調節することによって、１種類のすべてのブレード（内側または外側）を改善することが常に可能となる。任意に選ばれた基準ブレードの理論的に正しいカッター半径と有効半径との間の半径変動は、ほとんどの場合において、．００２ｍｍ未満であり、機械加工された歯表面に対して、測定可能な影響を有さない。
【００５４】
修正された着座面に対して、凹部または修正深さの程度は、切削工具および切削プロセスのパラメーターに応じて、任意の量であり得る。しかし、好適な範囲は、０．０１０ｍｍから０．０５０ｍｍの間である。凹部または修正された領域の高さは、好ましくは、クランピング長さの約５０％から約７５％である。本発明のカッターヘッド設計は、クランプブロックの有無にかかわらず工具システムに適用する。
【００５５】
代替的な実施形態では、図８は、ピボットまたは旋回ブロック２４を備えるクランプブロック−ブレード−着座面の配列の断面図を示しており、ピボットまたは旋回ブロック２４は、その右側にブレード着座面を有し、左側に（カッター中心に向かって）ピボット配置を有している。ピボット中心は、ピボットピン２６によって、または、単に、ピボット表面２８、３０の湾曲した適合によって、達成され得る。上側クランプねじ１０は、ブレードがスロットの中にある後に、特定のトルクまで締められる。次いで、下側クランプねじが、同じトルクまで締められる。半径方向のブレード位置測定の後に、上側ねじは、たとえば、５°（ねじ回転）などのような量だけ、外へ回される。次いで、下側ねじが、同じ量（たとえば、５°）だけ、中へ回される。ねじ山のリードに応じて、これは、たとえば、約０．０３９ｍｍだけ、ブレード先端部を半径方向に外へ移動させることとなる。
【００５６】
図９は、３つのブレードスロットおよび切削ブレード８を備える、図８からのカッターヘッドのセクションの上面図を示している。旋回ブロック２４は、着座面の左に見ることができる。
【００５７】
別の実施形態として、図１０は、図９のような機械的な枢動軸線の代わりにコンプライアンスエレメントを備えるピボットブロック３２を備えるクランプブロック−ブレード−着座面の配列の断面図を示している。このエレメントは、着座面が枢動することを可能にするために、カッターヘッド材料（たとえば、鋼鉄）の線形の弾性特性を使用している。ブレード着座面は、ピボットブロック３２の右側に位置付けされており、ピボット配置は、左側に（カッター中心に向かって）位置付けされている。この図面の中のピボット中心は、上側コンプライアンススロット３６と下側コンプライアンススロット３８との間のリブ部３４によって達成される。コンプライアンススロットは、それらが、「より垂直方向に配向された」着座面（図４および図５を参照）を支持するように配向されている。両方のクランプねじ１０、１２は、ブレード８がスロットの中にある後に、特定のトルクまで締められる。半径方向のブレード位置測定の後に、上側ねじ１０は、たとえば、５°（反時計回りのねじ回転）などのような量だけ、外へ回され得る。次いで、下側ねじ１２が、同じ量（たとえば、５°）だけ、時計回りの方向に中へ回され得る。ねじ山のリードに応じて、これは、たとえば、約０．０３９ｍｍだけ、ブレード先端部を半径方向に外へ移動させることとなる。
【００５８】
図１１は、３つのブレードスロットおよび切削ブレードを備える図１０のカッターヘッド２のセクションの上面図を示している。コンプライアンスエレメントは、ギャップまたはスロット３６によって、着座面の左にだけ見ることができる。バージョン１（４２に示されている）は、（設計パラメーターによって）良好に制御可能なコンプライアンスを、「より垂直方向に配向された」着座面に提供する。コンプライアンススロットと着座面との間の点線の接続４０は、（たとえば、ワイヤーＥＤＭによって）製造された随意的な細いスロットを表しており、それは、ブレード調節手順の間に、十分な旋回回転（図１０の回転矢印）を確実にする。バージョン２（４４に示されている）は、両方の着座面の下に一般的コンプライアンスを提供する。バージョン３（４６に示されている）は、（設計パラメーターによって）良好に制御可能なコンプライアンスを、両方の着座面に提供する。好ましくは、コンプライアンススロット３６、４４、４６の幅は、１つまたは両方のブレード着座面の幅に概して等しく、１つ（４２）もしくは両方（４６）のブレード着座面に対して平行に位置決めされ得、または、カッター半径（４４）に対して垂直に位置決めされ得る。
【００５９】
材料接続リブ部３４の位置は、枢動軸線を生成させる。枢動軸線の位置および調節原理は、図２、図３、図５、図６、および図７に対して説明された原理と同様である。コンプライアンス修正を備える着座面の主要な相違は、「より垂直方向に配向された」着座面と切削ブレードとの間の分離が起こらないということ、ならびに、（より大きい半径への、および、より小さい半径への）両方の方向のブレード調節が実現され得るということである。４２に示されている配置は、「より垂直方向に配向された」着座面だけに影響を与えるコンプライアンススロット配向を使用している。コンプライアンスの量は、リブ部の厚さによって、および、コンプライアンスギャップ３６と「より垂直方向に配向された」着座面の２つの端部（図１１の点線）との間の随意的な細い接続４０によって、制御され得る。調節を制御するために、コンプライアンススロットは、図１１において４４に示されているように、（両方の着座面に影響を与えるように、）図８および図９のピボットブロックのように配向され得る。コンプライアンススロット設計の別の可能性が、図１１において４６に示されている。
【００６０】
本発明は、好適な実施形態を参照して説明されてきたが、本発明は、その個々の事項に限定されないということが理解されるべきである。本発明は、主題に関する当業者に明らかになることとなる修正を含むように意図されている。
【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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