(57)【要約】【課題】再刃付けの回数を多くし得る歯切り工具の再刃付け方法及びそれに用いるＮＣ研削機を提供する。【解決手段】ＮＣ研削盤Ａは、内刃と外刃とが交互に配列されてなる歯切り工具Ｗの再刃付けを主軸１３に取り付けた研削砥石１４により行うものである。このＮＣ研削盤は、テーブル１１上に固定した歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法を測定する高さ測定手段１５と、この高さ測定手段で測定した高さ寸法と予め入力した歯切り工具の内刃及び外刃の逃げ角とから再刃付け後に歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法が同一になるように内刃及び外刃の各すくい面からの研削寸法を設定する研削寸法設定手段２２と、この研削寸法設定手段で設定した研削寸法に基づいて研削を制御する研削制御手段２３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内刃と外刃とが交互に配列されてなる歯切り工具の再刃付けをＮＣ研削盤の主軸に取り付けた研削砥石により行う歯切り工具の再刃付け方法であって、
ＮＣ研削盤のテーブル上に固定した歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法を測定する工程と、
上記高さ寸法と歯切り工具の内刃及び外刃の逃げ角とから再刃付け後に歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法が同一になるように内刃及び外刃の各すくい面からの研削寸法を設定する工程と、
上記研削寸法を基に歯切り工具の再刃付けを行う工程とを備えたことを特徴とする歯切り工具の再刃付け方法。
【請求項２】
内刃と外刃とが交互に配列されてなる歯切り工具の再刃付けを主軸に取り付けた研削砥石により行うＮＣ研削盤であって、
テーブル上に固定した歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法を測定する高さ測定手段と、
この高さ測定手段で測定した高さ寸法と予め入力した歯切り工具の内刃及び外刃の逃げ角とから再刃付け後に歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法が同一になるように内刃及び外刃の各すくい面からの研削寸法を設定する研削寸法設定手段と、
この研削寸法設定手段で設定した研削寸法に基づいて研削を制御する研削制御手段とを備えたことを特徴とするＮＣ研削盤。
【請求項３】
上記高さ測定手段は、テーブル上に固定した歯切り工具に対向して主軸ヘッドに取り付けられた保持部材と、この保持部材に軸方向に変位可能に保持されかつ先端に上記歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先と接触可能な平面部を具備する接触ロッドとを有し、主軸ヘッドの移動によって接触ロッドの平面部を歯切り工具の内刃又は外刃の刃先に接触させ、その接触時点までの主軸ヘッドの移動量から刃先の基準位置からの高さ寸法を測定するように構成されている請求項２記載のＮＣ研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内刃と外刃とが交互に配列されてなるスパイラルベベルギヤカッタなどの歯切り工具の再刃付けをＮＣ研削盤の支軸に取り付けた研削砥石により行う歯切り工具の再刃付け方法及びそれに用いるＮＣ研削盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、歯切り工具として、非特許文献１に開示され、また図４及び図５にも示すようなスパイラルベベルギヤカッタ（曲がり歯傘歯車用カッタ）Ｗは知られている。このスパイラルベベルギヤカッタＷは、略円盤状のハブ１の正面の周縁部に内刃（内刃部ともいう）２と外刃（外刃部ともいう）３とが複数個ずつ円周方向に沿って交互に配列されてなり、図６に拡大詳示するように、内刃２の先端切れ刃２ａ及び内切れ刃２ｂと外刃３の先端切れ刃３ａ及び外切れ刃３ｂとがカッタＷの切れ刃を構成する。尚、図６は、内刃２と外刃３とを中心軸Ｌからの距離を同一にして重ね合わせて表示したものであり、この図中、２ｃ及び３ｃはそれぞれ内刃２及び外刃３のすくい面、２ｄ及び３ｄはそれぞれ内刃２及び外刃３の逃げ刃である。
【０００３】
そして、このようなスパイラルベベルギヤカッタＷは、切れ刃が摩耗などをしたときに繰り返し再刃付けを行っており、この再刃付けは、近年、ＮＣ研削盤の主軸に取り付けた研削砥石により自動的に行っている。この再刃付け方法としては、図７に示すように、ＮＣ研削盤の主軸ヘッドなどに取り付けた位置センサ５により内刃２又は外刃３のすくい面２ｃ，３ｃの位置を測定した後、その位置から内刃２又は外刃３のすくい面２ｃ，３ｃをそれぞれ研削砥石により所定寸法Δａ，Δｂ（Δａ≒Δｂ）研削する手順で行われている。
【非特許文献１】ＪＩＳハンドブック（５）工具、２００３年版、財団法人日本規格協会、２００３年１月３１日、第１６５頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の再刃付け方法では、一回当たりの内刃２と外刃３の研削寸法Δａ，Δｂの誤差が公差範囲内になるようにしているが、再刃付けを繰り返し行う毎にその誤差が累積するため、再刃付けの回数が多くなると内刃２の総研削寸法ΔＡ（＝Δａ１＋Δａ２＋…＋Δａｎ）と外刃３の総研削寸法ΔＢ（＝Δｂ１＋Δｂ２＋…＋Δｂｎ）との差が公差以上に大きくなる。この場合、図６（ｂ）に拡大詳示するように、内刃２の先端切れ刃２ａと外刃３の先端切れ刃３ａの高さ位置が大きく（Δｈ）異なり、カッタＷとして使用できなくなる。このため、再刃付けの回数が制限されるという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、スパイラルベベルギヤカッタなどの歯切り工具の再刃付けの手順を改良し、再刃付けの回数を多くし得る歯切り工具の再刃付け方法及びそれに用いるＮＣ研削盤を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、内刃と外刃とが交互に配列されてなる歯切り工具の再刃付けをＮＣ研削盤の主軸に取り付けた研削砥石により行う歯切り工具の再刃付け方法として、ＮＣ研削盤のテーブル上に固定した歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法を測定する工程と、上記高さ寸法と歯切り工具の内刃及び外刃の逃げ角とから再刃付け後に歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法が同一になるように内刃及び外刃の各すくい面からの研削寸法を設定する工程と、上記研削寸法を基に歯切り工具の再刃付けを行う工程とを備える構成にする。
【０００７】
この構成では、ＮＣ研削盤の主軸に取り付けた研削砥石により歯切り工具の再刃付けを自動的に行うに当たり、歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法を測定し、この高さ寸法と歯切り工具の内刃及び外刃の逃げ角とから再刃付け後に歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法が同一になるように内刃及び外刃の各すくい面からの研削寸法を設定した後、この研削寸法を基に歯切り工具の再刃付けを行っているため、再刃付けの回数に拘わらず歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法が同一に維持されることになり、再刃付けの回数を可及的に多くすることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、内刃と外刃とが交互に配列されてなる歯切り工具の再刃付けを主軸に取り付けた研削砥石により行うＮＣ研削盤として、テーブル上に固定した歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法を測定する高さ測定手段と、この高さ測定手段で測定した高さ寸法と予め入力した歯切り工具の内刃及び外刃の逃げ角とから再刃付け後に歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法が同一になるように内刃及び外刃の各すくい面からの研削寸法を設定する研削寸法設定手段と、この研削寸法設定手段で設定した研削寸法に基づいて研削を制御する研削制御手段とを備える構成にする。
【０００９】
この構成では、高さ制御手段により歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法を測定し、研削寸法制御手段において、この高さ寸法と歯切り工具の内刃及び外刃の逃げ角とから再刃付け後に歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法が同一になるように内刃及び外刃の各すくい面からの研削寸法を設定した後、研削制御手段によりこの研削寸法に基づいて研削が制御されるため、再刃付けの回数に拘わらず歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法が同一に維持されることになり、再刃付けの回数を可及的に多くすることができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２記載のＮＣ研削盤において、高さ測定手段の好ましい形態を提供するものである。すなわち、上記高さ測定手段は、テーブル上に固定した歯切り工具に対向して主軸ヘッドに取り付けられた保持部材と、この保持部材に軸方向に変位可能に保持されかつ先端に上記歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先と接触可能な平面部を具備する接触ロッドとを有し、主軸ヘッドの移動によって接触ロッドの平面部を歯切り工具の内刃又は外刃の刃先に接触させ、その接触時点までの主軸ヘッドの移動量から刃先の基準位置からの高さ寸法を測定するように構成する。この構成では、高さ測定手段が主軸ヘッドの移動によって接触ロッドの平面部を歯切り工具の内刃又は外刃の刃先に接触させ、その接触時点までの主軸ヘッドの移動量から刃先の基準位置からの高さ寸法を測定するように構成されているため、特別なアクチュエータを要することなく、被測定物との接触方式により測定精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明における歯切り工具の再刃付け方法及びそれに用いるＮＣ研削盤によれば、再刃付けの回数に拘わらず歯切り工具の内刃及び外刃の各刃先の基準位置からの高さ寸法を常に同一に維持することができるので、再刃付けの回数を可及的に多くすることができ、実用性に優れた効果を奏するものである。
【００１２】
特に、請求項３に係る発明では、高さ寸法を測定するための高さ測定手段が特別なアクチュエータを要することなく、被測定物との接触方式により測定精度を高めることができるので、実施化を図る上で非常に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態である実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係るＮＣ研削盤Ａの概略構成を示し、このＮＣ研削盤Ａは、被研削物であるスパイラルベベルギヤカッタＷを固定して載置する回転テーブル１１と、この回転テーブル１１の上方に位置する主軸ヘッド１２と、回転テーブル１１及び主軸ヘッド１２の作動などを制御するＮＣ装置２０とを備えてなる。
【００１５】
上記回転テーブル１１は、その中心軸回りに回転可能であるばかりでなく、Ｚ軸方向に移動可能にかつＺ軸回りに所定角度範囲内で傾動可能に設けられている。尚、この回転テーブル１１上に載置されるスパイラルベベルギヤカッタＷは、背景技術の項で述べたように、図４及び図５に示す如く略円盤状のハブ１の正面の周囲に内刃２と外刃３とが複数個ずつ円周方向に沿って交互に配列されてなる。
【００１６】
上記主軸ヘッド１２は、回転駆動される主軸１３を有しており、この主軸１３には円盤状の研削砥石１４が回転一体に取り付けられている。また、主軸ヘッド１２は、上下方向であるＹ軸及び主軸１３の軸方向であるＸ軸にそれぞれ独立的に移動可能に設けられている。この主軸ヘッド１２には、回転テーブル１１上に固定したスパイラルベベルギヤカッタＷの内刃２及び外刃３の各刃先（詳しくは各すくい面２ｃ，３ｃ位置の刃先である先端切れ刃）２ａ，３ａの基準位置からの高さ寸法を測定する高さ測定手段１５が設けられている。
【００１７】
上記高さ測定手段１５は、図２に示すように、回転テーブル１１上に固定したスパイラルベベルギヤカッタＷに対向して主軸ヘッド１２に取り付けられた保持部材１６と、この保持部材１６内から垂下しかつ軸方向に変位可能に保持された接触ロッド１７と、この接触ロッド１７の垂下先端である下端に固定されスパイラルベベルギヤカッタＷの内刃２及び外刃３の各刃先２ａ，３ａと接触可能な接触ロッド１７の平面部としての円形平板状の接触プレート１８と、上記保持部材１６内に接触ロッド１７を囲周するようにコイル状に配線された電流線１９とを有している。そして、高さ測定手段１５は、主軸ヘッド１２の移動（詳しくはＹ軸方向の下降移動）に伴って接触プレート１８をスパイラルベベルギヤカッタＷの内刃２又は外刃３の刃先２ａ，３ａに接触させ、その接触時点を上記電流線１９の電流値から検知すると同時に、接触時点までの主軸ヘッド１２の移動量から刃先２ａ，３ａの基準位置からの高さ寸法を測定するように構成されている。尚、高さ寸法は、被測定物であるスパイラルベベルギヤカッタＷのハブ１の表面又は裏面を基準位置として刃先２ａ，３ａの絶対的な高さでもよく、また基準の刃先２ａ，３ａの高さを基準位置とする相対的な高さでもよい。
【００１８】
一方、上記ＮＣ装置２０は、スパイラルベベルギヤカッタＷの内刃２及び外刃３の逃げ角などの各種情報及び作業指令を入力するための入力部２１と、この入力部２１からの各種情報及び作業指令に基づいて研削加工のための演算制御を行う演算制御部２２と、この演算制御部２２からの制御指令に基づいて回転テーブル１１及び主軸ヘッド１２などの駆動用サーボモータを制御するサーボモータ制御部２３とを有してなる。演算制御部２２は、上記高さ測定手段１５の演算部として、接触プレート１８がスパイラルベベルギヤカッタＷの内刃２又は外刃３の刃先２ａ，３ａと接触する接触時点までの主軸ヘッド１２の移動量から刃先２ａ，３ａの基準位置からの高さ寸法を算出するとともに、その算出した高さ寸法と入力部２１からの入力情報であるスパイラルベベルギヤカッタＷの内刃２及び外刃３の逃げ角（詳しくは先端逃げ角）α（図３参照）とから再刃付け後にスパイラルベベルギヤカッタＷの内刃２及び外刃３の各刃先２ａ，３ａの基準位置からの高さ寸法が同一になるように内刃２及び外刃３の各すくい面２ｃ，３ｃからの研削寸法を設定する研削寸法設定手段としての機能を発揮するようになっている。また、サーボモータ制御部２３は、この演算制御部２２で設定した研削寸法に基づいて研削を制御する研削制御手段としての機能を発揮する。
【００１９】
次に、上記ＮＣ研削盤Ａを用いてスパイラルベベルギヤカッタＷの再刃付けを行う場合の作動ないし作業手順を、図３などを参照しながら説明する。
【００２０】
先ず、ＮＣ研削盤Ａの回転テーブル１１上にスパイラルベベルギヤカッタＷの正面側を上側にして載置し固定具などで固定した後、このスパイラルベベルギヤカッタＷの内刃２及び外刃３の各刃先２ａ，３ａの基準位置からの高さ寸法を、主軸ヘッド１２に取り付けた高さ測定手段１５により測定する。その測定では、主軸ヘッド１２を所定位置から下降移動させることにより、図３に示すように、高さ測定手段１５の接触ロッド１７先端の接触プレート１８をスパイラルベベルギヤカッタＷの内刃２又は外刃３の刃先２ａ，３ａに接触させ、その接触時点までの主軸ヘッド１２の移動量から刃先２ａ，３ａの基準位置からの高さ寸法を測定する。
【００２１】
続いて、ＮＣ装置２０の演算制御部２２において、上記高さ測定手段１５で測定した高さ寸法と、予め入力部２１を通して入力したスパイラルベベルギヤカッタＷの内刃２及び外刃３の逃げ角αとから、再刃付けに後にスパイラルベベルギヤカッタＷの内刃２及び外刃３の各刃先２ａ，３ａの基準位置からの高さ寸法が同一になるように内刃２及び外刃３の各すくい面２ｃ，３ｃからの研削寸法Δを設定する。ここで、内刃２及び外刃３の逃げ角αが同一（例えば１５°程度）の場合、一つの内刃２又は外刃３を基準に、その高さ寸法をｈ１、研削寸法をΔ１、求める他の内刃２又は外刃３の高さ寸法をｈ２とすると、その研削寸法Δ２は、下記の式により
【００２２】
Δ２＝（ｈ２／ｈ１）・Δ１
算出される。そして、例えば図３（ａ）に示すように、基準の内刃２の高さ寸法ｈ１よりも求める外刃３の高さ寸法ｈ２が小さい場合、その外刃３の研削寸法Δ２は基準の内刃２の研削寸法Δ１よりも小さくなり、また図３（ｂ）に示すように、基準の内刃２の高さ寸法ｈ１よりも求める外刃３の高さ寸法ｈ２が大きい場合、その外刃３の研削寸法Δ２´は基準の内刃２の研削寸法Δ１よりも大きくなる。
【００２３】
しかる後、ＮＣ装置２０のサーボモータ制御部２３は、演算制御部２２で設定した研削寸法Δに基づいて、回転テーブル１１及び主軸ヘッド１２などの駆動用サーボモータを制御しながら、研削砥石１４によりスパイラルベベルギヤカッタＷの内刃２及び外刃３の各すくい面２ｃ，３ｃを研削することにより再刃付けを行う。
【００２４】
このような再刃付けでは、再刃付け後のスパイラルベベルギヤカッタＷの内刃２及び外刃３の各刃先２ａ，３ａの基準位置からの高さ寸法が、再刃付けの回数に拘わらず常に同一に維持されるため、カッタＷの使用によるスパイラルベベルギヤの製造精度を良好に維持しながら、再刃付けの回数を可及的に多くすることができる。
【００２５】
しかも、本実施形態の場合、上記高さ寸法を測定するための高さ測定手段１５が特別なアクチュエータを要することなく、被測定物との接触方式により測定精度を高めることができるので、実施化を図る上で非常に有効である。
【００２６】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の形態を包含するものである。例えば上記実施形態では、高さ測定手段１５の演算部として、接触プレート１８がスパイラルベベルギヤカッタＷの内刃２又は外刃３の刃先２ａ，３ａと接触する接触時点までの主軸ヘッド１２の移動量から刃先２ａ，３ａの基準位置からの高さ寸法を算出することをＮＣ装置２０の演算制御部２２で行うように構成したが、本発明は、この演算部を、ＮＣ装置２０の演算制御部２２と別に設けてもよい。また、高さ測定手段１５は、実施形態の如き接触方式のものに限らず、光センサなどを用いた非接触式のものを用いてよい。
【００２７】
また、上記実施形態では、ＮＣ研削盤の回転テーブル１１を水平方向のＺ軸方向に移動可能でかつＺ軸回りに傾動可能に設ける一方、主軸ヘッド１２を上下方向のＹ軸方向及び主軸方向であるＸ軸方向に移動可能に設けてなる場合について述べたが、本発明は、その他のＮＣ研削盤、例えば回転テーブルをＺ軸回りに傾動可能に設ける一方、主軸ヘッドを３軸方向のいずれにも移動可能に設けてなる場合、あるいは回転テーブルを垂直に立てた状態で上下方向のＹ軸方向に移動可能にかつＹ軸回りに傾動可能に設ける一方、主軸ヘッドを互いに直交する水平方向のＸ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に設けてなる場合などにも同様に適用することができる。
【００２８】
さらに、本発明は、上記実施形態の如きスパイラルベベルギヤカッタＷの再刃付けに限らず、正面フライスカッタなど内刃と外刃とが交互に配列されてなる歯切り工具の再刃付けにも同様に適用することができる。また、歯切り工具は、実施形態の如く内刃２及び外刃３がハブ１に一体成形されてなるものに限らず、内刃及び外刃がチップ状のもので、ハブに組み付けてなるブレードタイプのカッタでもよいのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係るＮＣ研削盤の概略構成図である。
【図２】上記ＮＣ研削盤の主要な構成要素である高さ測定手段の構造を示し、（ａ）は一部切開側面図であり、（ｂ）は高さ測定手段の接触ロッド及び接触プレートの斜視図である。
【図３】ＮＣ研削盤を用いて再刃付けをする場合の作動を説明するための図である。
【図４】スパイラルベベルギヤカッタの正面図である。
【図５】同カッタの左半分を切開した側面図である。
【図６】同カッタの内刃と外刃とを中心軸からの距離を同一にして重ね合わせて表示した図である。
【図７】従来技術を示す図３相当図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ    ＮＣ研削盤
Ｗ    スパイラルベベルギヤカッタ（歯切り工具）
２    内刃
３    外刃
２ａ，３ａ    先端切れ刃（刃先）
２ｃ，３ｃ    すくい面
１１    回転テーブル
１２    主軸ヘッド
１３    主軸
１４    研削砥石
１５    高さ測定手段
１６    保持部材
１７    接触ロッド
１８    接触プレート（平板部）
２０    ＮＣ装置
２２    演算制御部（研削寸法設定手段）
２３    サーボモータ制御部（研削制御手段）
α    逃げ角
【図１】
2007152519.tif 000003
【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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