(57)【要約】【課題】エンドミル等の通常工具による加工が困難な微細なルーバ形状にも対応でき、フィン形状とルーバ形状を同時に精度よく成形可能な一体型成形ローラを製作するための新たな方法を提供する。【解決手段】一体型成形ローラ１外周の歯部１１の各歯面に切刃部１４となる凹条溝部１５を、切削バイト４の鋭角刃３で切削加工する工程として、斜刃１４ａの立壁部１４ｂと傾斜部１４ｃのなす溝角度より大きな成形角度αの広角刃３１を用い、溝部１５の溝深さより浅い深さまで切削加工する第１の工程と、溝角度に一致させた成形角度βの形状転写刃３２を用い、溝部の溝深さまで切削加工する第２の工程を有する。【選択図】図３Ｂ
2016087659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒体の外周面にフィン形状に沿う山部（１２）と谷部（１３）を交互に形成した歯部（１１）を有し、該歯部の各歯面に微細ルーバ（２１）形状に沿う切刃部（１４）が一体的に形成された、微細ルーバ付コルゲートフィン（２）成形用の一体型成形ローラ（１）の製造方法であって、
上記切刃部は、上記歯面の軸方向に並設され、立壁部（１４ｂ）と傾斜部（１４ｃ）にて構成される多数の凸条斜刃（１４ａ）と、隣接する立壁部と傾斜部の間に形成される多数の凹条溝部（１５）からなり、
上記溝部を、先端に溝切用の鋭角刃（３）を備える切削バイト（４）を溝長手方向に移動させて切削加工するに際し、
上記鋭角刃として、隣接する立壁部と傾斜部のなす溝角度より大きな成形角度（α）の広角刃（３１）を用い、上記溝部の溝深さより浅い深さまで切削加工する第１の工程と、
上記鋭角刃として、隣接する立壁部と傾斜部のなす溝角度に一致させた成形角度（β）の形状転写刃（３２）を用い、上記溝部の溝深さまで切削加工する第２の工程と、を有することを特徴とする一体型成形ローラの製造方法。
【請求項２】
上記第１の工程は、上記広角刃と側方の上記立壁部との間に、残り代を削り残す荒加工工程であり、
上記第２の工程は、上記第１の工程で形成された残り代を、上記形状転写刃で削り落とす中加工工程と、上記溝部形状に沿う表面を、上記形状転写刃で削り落とす仕上げ加工工程を有する請求項１記載の一体型成形ローラの製造方法。
【請求項３】
上記切刃部は、上記多数の凹条溝部の溝ピッチが０．９ｍｍ以下、溝深さが０．５ｍｍ以下である請求項１または２記載の一体型成形ローラの製造方法。
【請求項４】
上記溝角度が４０〜７０°であり、上記広角刃は成形角度が８０°以上の鋭角刃であるいないし３のいずれか１項に記載の一体型成形ローラの製造方法。
【請求項５】
円筒体の外周面にフィン形状に沿う山部（１２）と谷部（１３）を交互に形成した歯部（１１）を有し、該歯部の各歯面に微細ルーバ（２１）形状に沿う切刃部（１４）が一体的に形成された、微細ルーバ付コルゲートフィン（２）成形用の一体型成形ローラ（１）の切削加工装置であって、
上記切刃部は、上記歯面の軸方向に並設され、立壁部（１４ｂ）と傾斜部（１４ｃ）にて構成される多数の凸条斜刃（１４ａ）と、隣接する立壁部と傾斜部の間に形成される多数の凹条溝部（１５）からなり、
上記一体型成形ローラを回転自在に保持し、任意位置で停止可能なローラ支持ユニット（Ｕ１）と、
上記一体型成形ローラの加工面となる歯面に対して、垂直方向および水平方向に任意動作可能な切削バイト（４）を備え、該切削バイトの先端に設けた溝切用の鋭角刃（３）を溝長手方向に移動させて、上記溝部を切削加工する切削ユニット（Ｕ２）と、を有し、
上記鋭角刃として、隣接する立壁部と傾斜部のなす溝角度より大きな成形角度（α）を有し、上記溝部の溝深さより浅い深さまで切削加工するための広角刃（３１）と、隣接する立壁部と傾斜部のなす溝角度に一致させた成形角度（β）を有し、上記溝部の溝深さまで切削加工するための形状転写刃（３２）を用いることを特徴とする一体型成形ローラの切削加工装置。
【請求項６】
上記請求項１ないし５のいずれか１項に記載の製造方法または切削加工装置により上記溝部が切削加工された上記切刃部を備える微細ルーバ付コルゲートフィン成形用の一体型成形ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型熱交換器用の微細ルーバ付コルゲートフィンを成形するための一体型成形ローラに関し、詳しくは、一体型成形ローラに微細ルーバ形成用の切刃部を加工する方法および切削加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用熱交換器、例えばヒータコアの伝熱部を構成するコルゲートフィンは、一般に、一対の成形ローラを備える成形装置を用いて、波型のフィン形状に折り曲げ加工するとともに、ルーバ形状に切り起こし加工を施すことで所定形状に成形される。一対の成形ローラは円筒歯車形で、外周面に互いに噛合する凹凸部を有し、この間にフィン材の薄板を通過させてルーバ付フィン形状に成形する。特許文献１に記載される方法では、円筒ローラの外周面にルーバ用スリットを形成する多数の刃を設けた第１加工装置と、歯車形ローラの外周面にルーバ折り曲げ加工用の多数の凸部を設けた第２加工装置を組み合わせて、ルーバ付コルゲートフィンを製造している。
【０００３】
また、一対の歯車形ローラに、フィン形状に対応する対応する凹凸部と、ルーバ形状に対応する切刃部を形成して、フィンとルーバを同時に加工可能としたものがある。図１０Ａ、１０Ｂは、従来の成形ローラの詳細例であり、歯車形の平板２０１を、軸方向に所定枚数重ねた積層型ローラ２００として構成されている。右図中、積層型ローラ２００となる平板２０１の外周部は、円周方向にフィンを波型に加工するための山部と谷部が交互に形成されており、これら山部と谷部が軸方向に一致するように重畳されている。積層型ローラ２００は、軸方向の両端部と中間部を除く各平板２０１の外周面が、軸方向に傾斜する鋭角な切断刃２０２となっており、左図に示すように、一対の積層型ローラ２００を対向させて切断刃２０２間にフィン２０３を挟み込み、ルーバ形状に切り起こすようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１３９０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の積層型ローラ２００は、円盤状の平板２０１母材を公知の研削盤で歯車形状に加工するとともに、外周面を軸方向に傾斜する切断刃２０２形状に研削し、位置決め用の基準穴を用いて組み付けしてボルト固定している。このため、多数の平板をそれぞれ所定の歯車形状に加工した上で、周方向位置を一致させて所定の順序で積層する必要があり、製作工程数が多くなるだけでなく、組付調整に時間がかかって製作コストが上昇する。また、切り屑の噛み込みによる精度不良のおそれがある。そこで本発明者等は、積層型ローラに代えて、円筒ブロック状のローラ外周を切削工具で加工し、切刃部を有する歯車形状の一体型成形ローラとすることを検討した。
【０００６】
しかしながら、ヒータコア部の小型化に伴い、コルゲートフィンの波型形状が縮小し、フィン表面のルーバが微細になると、対応する切刃部の刃溝も微細となり、公知のエンドミル等の工具では溝加工に限界があることが判明した。図９（左図）は、ルーバ形成用の切刃部形状の一例を示しており、例えば溝ピッチ０．９ｍｍ程度の時、エンドミル加工すると、使用する工具径はφ０．２〜０．６ｍｍ程度となる。ところが、近年、コルゲートフィンのさらなる微細化が要求されており、図９（右図）のようにルーバ形成用の切刃部の溝形状が例えば１／３程度になると、使用可能なエンドミル（工具径φ０．０５ｍｍ以下）自体の製作が難しい。あるいは、使用工具の剛性が著しく低下することから、現実的ではなかった。
【０００７】
本発明の目的は、エンドミル等の工具による切削加工が困難なルーバ形状にも対応することができ、外周歯部に微細ルーバ形成用の切刃部を有して、フィン形状とルーバ形状を同時に成形可能な一体型成形ローラを、高い寸法精度で効率よく製作するための新たな方法と装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明は、円筒体の外周面にフィン形状に沿う山部と谷部を交互に形成した歯部を有し、該歯部の各歯面に微細ルーバ形状に沿う切刃部が一体的に形成された、微細ルーバ付コルゲートフィン成形用の一体型成形ローラの製造方法であって、
上記切刃部は、上記歯面の軸方向に並設され、立壁部と傾斜部にて構成される多数の凸条斜刃と、隣接する立壁部と傾斜部の間に形成される多数の凹条溝部からなり、
上記溝部を、先端に溝切用の鋭角刃を備える切削バイトを溝長手方向に移動させて切削加工するに際し、
上記鋭角刃として、隣接する立壁部と傾斜部のなす溝角度より大きな成形角度の広角刃を用い、上記溝部の溝深さより浅い深さまで切削加工する第１の工程と、
上記鋭角刃として、隣接する立壁部と傾斜部のなす溝角度に一致させた成形角度の形状転写刃を用い、上記溝部の溝深さまで切削加工する第２の工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明において、
上記第１の工程は、上記広角刃と側方の上記立壁部との間に、残り代を削り残す荒加工工程であり、
上記第２の工程は、上記第１の工程で形成された残り代を、上記形状転写刃で削り落とす中加工工程と、上記溝部形状に沿う表面を、上記形状転写刃で削り落とす仕上げ加工工程を有する。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明において、上記切刃部は、上記多数の凹条溝部の溝ピッチが０．９ｍｍ以下であり、溝深さが０．５ｍｍ以下である。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明において、上記溝角度が４０〜７０°であり、上記広角刃は成形角度が８０°以上の鋭角刃である。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の発明は、
円筒体の外周面にフィン形状に沿う山部と谷部を交互に形成した歯部を有し、該歯部の各歯面に微細ルーバ形状に沿う切刃部が一体的に形成された、微細ルーバ付コルゲートフィン成形用の一体型成形ローラの切削加工装置であって、
上記切刃部は、上記歯面の軸方向に並設され、立壁部と傾斜部にて構成される多数の凸条斜刃と、隣接する立壁部と傾斜部の間に形成される多数の凹条溝部からなり、
上記一体型成形ローラを回転自在に保持し、任意位置で停止可能なローラ支持ユニットと、
上記一体型成形ローラの加工面となる歯面に対して、垂直方向および水平方向に任意動作可能な切削バイトを備え、該切削バイトの先端に設けた溝切用の鋭角刃を溝長手方向に移動させて、上記溝部を切削加工する切削ユニットと、を有し、
上記鋭角刃として、隣接する立壁部と傾斜部のなす溝角度より大きな成形角度を有し、上記溝部の溝深さより浅い深さまで切削加工するための広角刃と、隣接する立壁部と傾斜部のなす溝角度に一致させた成形角度を有し、上記溝部の溝深さまで切削加工するための形状転写刃を用いることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項６に記載の発明は、上記請求項１ないし４のいずれか１項に記載の製造方法または請求項５の切削装置により、上記溝部が切削加工された上記切刃部を備える微細ルーバ付コルゲートフィン成形用の一体型成形ローラである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の切削加工方法は、歯車状の一体型成形ローラの外周歯面に、軸方向に並ぶ多数の溝部を切削加工して、微細ルーバ形成用の切刃部を形成する。この時、切削バイトの２種類の鋭角刃として、立壁部と傾斜部からなる溝部の角度に対応させた形状転写刃と、より成形角度の大きい広角刃を用い、まず広角刃による第１の工程で荒加工することにより、刃先に加わる応力を略均等としてチッピングを抑制しつつ、溝概略形状を切削する。次いで、広角刃が削り残した部位を、形状転写刃による第２の工程で徐々に削り落とし、所定形状に仕上げ加工する。形状転写刃は、広角刃が削り残した立壁部側の一部のみを削り落とすので、刃先に加わる応力は小さく、チッピングを生じることなく、高精度な溝加工が可能になる。
【００１５】
したがって、一体型成形ローラの歯部に、多数の斜刃からなる切刃部を精度よく加工することができる。よって、一体型成形ローラの成形性、信頼性を大きく向上させ、所望形状の微細ルーバを有するコルゲートフィンを容易に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】熱交換器用の微細ルーバフィンの製造工程を説明するための模式的な図である。
【図１Ｂ】微細ルーバフィンを成形加工するための一対の一体型成形ローラの全体斜視図である。
【図１Ｃ】成形加工された微細ルーバフィンの部分拡大図とルーバ形状を示すＡ−Ａ断面図である。
【図２Ａ】一体型成形ローラの正面図とその部分拡大斜視図である。
【図２Ｂ】一体型成形ローラの歯部の部分拡大図である。
【図２Ｃ】一体型成形ローラの歯部に形成される切刃部の部分拡大図で、図２ＢのＢ矢視図である。
【図３Ａ】本発明の切削加工方法を説明するための一体型成形ローラの部分拡大図である。
【図３Ｂ】本発明の切削加工方法において、広角刃および形状転写刃を用いた切削加工工程を説明するための模式的な図である。
【図４Ａ】本発明の切削加工方法における鋭角刃の成形角度と加工形状および応力ベクトルの関係を示す図である。
【図４Ｂ】鋭角刃の成形角度とベクトル角度および応力指数の関係を示す図である。
【図５】形状転写刃による総型切削時に生じるチッピングを説明するための模式的な図である。
【図６】本発明の切削加工装置の全体概略断面図である。
【図７】本発明の切削加工方法による切削加工工程の詳細例を説明するための模式的な断面図である。
【図８】本発明を適用して切削加工した一体型成形ローラの加工形状例と評価結果を示す図である。
【図９】本発明を適用可能な一体型成形ローラの切刃部形状例を説明するための模式的な図である。
【図１０Ａ】従来の積層型成形ローラの構成を示す部分拡大断面図である。
【図１０Ｂ】従来の積層型成形ローラの構成を示す部分拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。図１Ａは、ヒータコア等の小型熱交換器に用いられる微細ルーバフィン（微細ルーバ付コルゲートフィン）２を製造する一連の工程を示しており、本発明は、ローラ成形工程に用いられる一体型成形ローラ１を加工対象とする。図１Ｂにおいて、一対の一体型成形ローラ１は円筒歯車状で、それぞれ外周面にフィン成形用の歯部１１を有し、対向する歯部１１を噛合可能に成形して、両歯部１１の間を通過する薄板状のフィン材２´を所定のフィン形状に加工する。フィン材２´は、アルミニウム等の金属コイル材であり、ロール状のフィン材２´を公知のアンコイラで繰り出して、同期回転する一対の一体型成形ローラ１の間へ連続供給する。一体型成形ローラ１の歯部１１には、ルーバ加工用の切刃部１４が設けられ、図１Ｃに示すルーバ付コルゲートフィン型の微細ルーバフィン２の波型加工とルーバ２１の切り起こし加工を同時に行う。
【００１８】
本実施形態の微細ルーバフィン２は、波型の斜面幅方向に微細形状の多数のルーバ（微細ルーバ）２１が所定のルーバ角度θで並設され、幅方向の中央平坦部を境に、一方の側と他方の側でルーバ２１の傾斜方向が異なる対称形に配置されている。一体型成形ローラ１で波型加工され、ルーバ２１が形成された微細ルーバフィン２は、次いで、一対の矯正ローラ１００間で折曲部を略直角方向から押圧して凹凸形状を矯正し（矯正工程）、さらに一対のブレーキシュー１０１間で進行方向に押し縮めて形状を整える（整形工程）。
【００１９】
図２Ａ、２Ｂは、一体型成形ローラ１の詳細形状であり、円筒ブロック体の筒内を回転駆動軸の連結穴１０とし、外周面に山部１２と谷部１３を交互に形成した歯部１１を有している。歯部１１は、山部１２と谷部１３を結ぶ側面を歯面として、各歯面に、ルーバ２１切り起こし用の多数の凸条斜刃１４ａを有する切刃部１４を一体的に形成している。各斜刃１４ａは、略三角形断面の細長い鋭角刃で、歯面表面に沿って、山部１２の頂点近傍から谷部１３の底部近傍へ延びている。図２Ｃに示すように、切刃部１４の多数の斜刃１４ａは、ローラ軸方向（図の左右方向）に所定のピッチで並行配設されており、各斜刃１４ａは、略垂直な立壁部１４ｂと傾斜部１４ｃにて構成される。多数の斜刃１４ａは、微細ルーバフィン２の多数のルーバ２１に対応し、中央平坦部を中心に、図の左半部と右半部で傾斜方向が異なる対称形に配置されている。
【００２０】
一対の一体型成形ローラ１は、成形時に対向する切刃部１４が噛合するように、多数の斜刃１４ａの傾斜方向が設定されている。これにより、ローラ成形工程において、一体型成形ローラ１が回転し、互いの歯部１１が噛み合うことで、微細ルーバフィン２が山部１２と谷部１３に沿う波形に折り曲げ加工され、同時に、微細ルーバフィン２を挟んで対向位置する切刃部１４の多数の斜刃１４ａが、立壁部１４ｂの頂部を支点としてフィン材をせん断し、傾斜部１４ｃに沿ってねじり加工する。
【００２１】
このローラ成形工程、特に、微細ルーバフィン２の多数のルーバ２１を高精度に成形加工するために、一体型成形ローラ１についても、切刃部１４の多数の斜刃１４ａに、極めて高い寸法精度が要求される。このため、一体型成形ローラ１は、詳細を後述する本発明の切削加工方法によって、切刃部１４となる多数の斜刃１４ａを、歯部１１の各側面と一体に形成する。すなわち、歯部１１の側面に、立壁部１４ｂと傾斜部１４ｃで囲まれる鋭角な凹条溝部１５を、軸方向に所定ピッチで切削加工することにより、隣り合う溝部１５間に所望形状の微細な斜刃１４ａを多数形成する。
【００２２】
具体的には、図３Ａに示すように、先端部に溝切加工用の鋭角刃３を有する切削バイト４を用い、略水平な被加工面（歯部１１の歯面）に対して、垂直に配置する。そして、溝部１５の形成位置を、対応する形状とした鋭角刃３で切り込み、溝長手方向に略水平に移動させることで、所定の溝形状とする。この動作を繰り返して軸方向に並ぶ多数の溝部１５、すなわち多数の斜刃１４ａを歯面と一体的に形成し、切刃部１４とする。ここで、本発明の対象とする一体型成形ローラ１は、溝部１５が微小ピッチであるために、対応する切削バイト４も微小となり、先端の鋭角刃３に応力がかかって破損しやすくなる（チッピング）。そこで、本発明では、溝切加工用の鋭角刃３として、図３Ｂに示す２種類の刃物を順に用い、段階的に効率よい加工を行って、高精度な溝加工を実現する。
【００２３】
図３Ｂは、本発明の切削加工方法の基本工程であり、第１の工程では、２種類の鋭角刃３のうち、チッピングを抑制するために、最終的な加工形状（溝部１５）の溝角度より広い成形角度αを有する広角刃３１を、第２の工程では、最終的な加工形状とするために、溝角度と一致させた成形角度β（β＜α＜９０°）を有する形状転写刃３２を、それぞれ用いる。広角刃３１および形状転写刃３２は、公知の超硬材料からなり、加工方向（送り方向）に所定の刃厚を有して剛性を確保し、上部側面を被加工面に略垂直な基準面３３として、刃先の位置出しを容易にしている。広角刃３１は、基準面３３下方に略三角形状に突出する刃先形状で、両刃面（図の左右側面）を基準面３３に対して傾斜させて、刃先にかかる荷重が略均等になるようにする。形状転写刃３２は、立壁部１４ｂ側に基準面３３に続く垂直な刃面を有している。
【００２４】
この時、前進動作する切削バイト４とともに広角刃３１が図の手前側から奥側へ引かれると、溝部１５の立壁部１４ｂ側が削り残され、残り代が形成される。そこで、最終的な加工形状より浅い溝深さとなる位置で、広角刃３１に代えて形状転写刃３２を切削バイト４に取り付け、引き続いて、所定の溝深さまで切削加工を行って、残り代を削り落とし、刃形状を転写することができる。
【００２５】
ここで、図４、５により、広角刃３１の成形角度αと形状転写刃３２の成形角度βの設定方法について検討する。図４Ａ（左図）において、加工形状である溝部１５に対して、鋭角刃３の成形角度を大きくしていくと、溝部１５の立壁部１４ｂ側に形成される残り代部位が多くなる。また、成形角度により鋭角刃３の両刃面と加工部（立壁部１４ｂ側または傾斜部１４ｃ側）の接触面が変化し、鋭角刃３の刃先に作用する応力ベクトルの大きさと向きが変化する（右図）。そこで、これらの関係を調べて、図４Ｂに示した。図中、ベクトル角度は、鋭角刃３の切り込み方向（垂直方向）に対する応力ベクトルの傾斜角度であり、応力指数は、鋭角刃３の成形角度が溝角度に一致する場合（形状転写刃３２の成形角度β）を、応力指数＝１として、応力の大きさを相対評価した。
【００２６】
図４Ｂは、鋭角刃３の成形角度とベクトル角度および応力指数の関係を示しており、ここでは、溝部１５の溝角度を５４°として５°刻みで鋭角刃３の成形角度を大きくした。また、それぞれにつき試験片を用いて切削加工を行った時のチッピングの有無を調べた。図示されるように、成形角度が大きくなるに従い、ベクトル角度が徐々に小さくなり、応力指数が急減して７９°近傍でほぼ一定（約０．８）となった。また、７９°を超える領域では、チッピングの発生が見られなかった。これにより、ベクトル角度を小さくすることで、切削加工時の応力の偏りが緩和され、チッピングのおそれが小さくなることがわかる。
【００２７】
したがって、２種類の鋭角刃３は、第１の工程で使用する広角刃３１の成形角度αを極力大きくすることで、チッピングを抑制する効果が高くなる。好適には、広角刃３１を成形角度αが８０°以上の鋭角刃とするのがよく、応力指数が小さい所定範囲で残り代を最小限となるように設定する。第２の工程で使用する形状転写刃３２形状は、一体型成形ローラ１の切刃部１４の仕様に応じて決定される。例えば、溝部１５の溝角度は、４０〜７０°程度の範囲であり、形状転写刃３２の成形角度βはこれに一致するように設定される。
【００２８】
このように、微小な鋭角刃３で溝部１５を切削加工する場合には、予め第１の工程で、広角刃３１を用いて溝部１５の一部を残して切削し、次いで第２の工程で、形状転写刃３２を用いることで、チッピングを生じさせず正確に刃物形状を転写することができる。これに対して、図５に示すように、広角刃３１を用いずに形状転写刃３２のみで総型切削した場合は、すべて立壁部１４ｂ側の刃先（図の左側）にチッピングが生じた。これは、形状転写刃３２の切り込み形状が、切り込み方向に対して非対称であり、接触面が刃先の立壁部１４ｂ側で小さく、傾斜部１４ｃ側で大きくなって応力のアンバランスが生じることに起因すると推測される。
【００２９】
図６、７に、本発明を適用した切削加工装置５の構成例と、加工工程の好適例を示す。図６において、切削加工装置５は、回転駆動軸５１の外周に一体型成形ローラ１を装着し、水平方向を軸方向として回転可能に支持するローラ支持ユニットＵ１を有している。回転駆動軸５１の先端側には、円盤状の押さえ板５２が取り付けられて、一体型成形ローラ１の面振れを防止し、後端側には、回転駆動軸５１を回転させ所定の加工位置で停止させるインデックス機構５３が取り付けられる。一体型成形ローラ１の上方には切削ユニットＵ２が設けられ、図３の切削バイト４が、バイトホルダ５４に保持されて垂直方向に配置され、一体型成形ローラ１１の歯部１１と切削バイト４先端の鋭角刃３が対向位置している。
【００３０】
バイトホルダ５４は、基準バー５５を有する加工ヘッド５６の外周に固定されており、図示しない駆動部により加工ヘッド５６と一体に、水平方向および垂直方向に任意に動作できる。また、切削バイト４の刃先位置は、基準バー５５との相対位置（ＸＹ方向およびＺ方向）を測定することにより、正確な位置出しが可能となる。バイトホルダ５４は、角筒状の筒内に突出して切削バイト４の外周に当接する複数の調整ボルトを有し、刃先の調整を容易にしている。この時、鋭角刃３となる広角刃３１または形状転写刃３２を、任意の切り込み深さおよび送り速度で溝長手方向に動作させ、所望の溝形状に切削加工することができる。
【００３１】
好適には、図７に示すように、広角刃３１を用いた第１の工程である荒加工工程（１）と、形状転写刃３２を用いた第２の工程である中加工工程（２）および仕上げ加工工程（３）を組み合わせた３段階加工を行う。まず、荒加工工程（１）では、未加工の一体型成形ローラ１の歯部１１に対して、広角刃３１を用いて、図に斜線で示す加工部位を徐々に切削し、刃形状に沿う溝を形成する。この時、広角刃３１は、切り込み方向（垂直方向）に対して両刃面（図の左右刃面）が傾斜し、被加工面との接触面に比較的均等に荷重がかかる。つまり、均等な荷重のかかる部位を削り落とし、応力がかかる箇所だけを削り残すことで、応力集中によるチッピングを抑制することができる。形成される溝幅は、加工しようとする溝部１５幅よりわずかに小さく、溝周囲、特に立壁部１４ｂ側に残り代部位となる削り残しが生じる。
【００３２】
中加工工程（２）では、荒加工工程（１）後の残り代部位のうち、図に斜線で示す加工部位を、形状転写刃３２を用いて徐々に切削し、刃形状に沿う溝を形成する。この時、形状転写刃３２は、切り込み方向（垂直方向）に対して一方の刃面（図の右刃面）のみ傾斜するが、荒加工工程（１）により、この一方の刃面側の相当部位が削り落とされているので、残り代部位を切削する際に、両刃面にかかる応力は比較的小さい。つまり、応力が大きくならない箇所を削り落とし、溝周囲に残り代をわずかにつける程度まで加工することで、仕上げ加工工程（３）を効果的に行う。
【００３３】
仕上げ加工工程（３）では、中加工工程（２）後の残り代部位を、形状転写刃３２を用いて切削する。加工部位となる残り代部位は、両刃面（図の左右刃面）にかかる応力が略均等になるように残されるので、同じ刃物で再度切削し、残り代全てを削り落とす。このような２種類の刃物を用いた３段階の加工により、応力を小さくしてチッピングを抑制しながら、溝部１５形状を高精度に加工できる。
【００３４】
本発明の効果を確認するため、図６の切削加工装置５を用い、図７の３段階加工工程（１）〜（３）に従って、一体型成形ローラ１の切削加工を実施した。図８に、加工形状と評価結果を示す。一体型成形ローラ１は、切刃部１４の指示寸法が、隣り合う斜刃１４ａのピッチＰ：０．３ｍｍ（要求交差±０．００４ｍｍ）、溝部１５深さＤ：０．１７ｍｍ（要求交差±０．００２ｍｍ）、溝部１５の角度γ：５４°（要求交差±５´）であり、切削バイト４の鋭角刃３として、広角刃３１（成形角度α：８４°）、形状転写刃３２（成形角度β：５４°）を用いた。その結果、図中の表に示すように、各部の測定値（ピッチＰ：０．２９９〜０．３０２ｍｍ、深さＤ：０．１６８〜０．１７１ｍｍ、角度γ：５３．９９°）は、いずれも要求交差の範囲内であった（評価：○）。
【００３５】
なお、３段階加工工程（１）〜（３）における応力ベクトルについて調べたところ、広角刃３１を用いた荒加工工程（１）では、ベクトル角度１７．９２°、応力指数０．７８７であった。また、形状転写刃３２を用い中加工工程（２）では、ベクトル角度３５．０３°、応力指数０．４４４で、ベクトル角度は大きいものの、応力が低減しており、仕上げ加工工程（３）では、ベクトル角度２．７１７°、応力指数０．４０５と、ともに大きく低減したことで、切削加工が効果的に実施可能となったことがわかる。さらに、得られた一体型成形ローラ１を用いて、図１の製造工程により、多数のルーバ２１を有する微細ルーバフィン２の成形加工を実施したところ、ルーバ角度（平均値）が所望の範囲内となり、十分な実用性を有することがわかった。
【００３６】
以上のように、本発明の切削加工方法および切削加工装置によれば、一体型成形ローラ１の微細な切刃部１４を、総型切削による転写方式を用いて、高い成形精度で製作することができる。すなわち、切削バイト４の鋭角刃３となる２種類の刃物の組み合わせで、応力の不均等を解消しチッピングを抑制可能であり、従来困難であった微細なルーバ２１形状に対応する一体型成形ローラ１を実現できる。本発明は、具体的には、図９（左図）に示すように、溝ピッチＰが０．９ｍｍ程度以下、溝深さＤが０．５ｍｍ程度以下の溝部１５を有する切刃部１４に適用され、好適には、溝ピッチＰが０．５ｍｍ以下、例えば０．３ｍｍ程度の微細な切刃部１４の切削加工に、特に有効である。
【００３７】
図９（左図）に示す溝部形状（溝ピッチＰ：０．９ｍｍ±５μｍ、溝深さＤ：０．５ｍｍ、底部Ｒ：０．２ｍｍ以下）が、より小さくなると、従来の方法での加工が困難になる。例えば図９（右図）のように、３分の１サイズに微細化した溝部形状（溝ピッチＰ：０．３ｍｍ±５μｍ、溝深さＤ：０．１５ｍｍ、底部Ｒ：０．０５ｍｍ以下）では、使用可能なエンドミル（工具径φ０．０５ｍｍ以下）の製作が難しいだけでなく、剛性の著しい低下により加工性が悪化する。このような場合も、本発明の切削方法を採用することで、生産性よく切削加工を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、上記実施形態に例示したヒータコアに限らず、小型熱交換器に用いられる微細ルーバ付コルゲートフィンを製造する一体型成形ローラに適用されて、微細な切刃部を高精度に切削加工できる。また、本発明の方法または装置により製作された一体型成形ローラは、微細な切刃部により、多数のルーバが高精度に切り起こし加工された微細ルーバ付コルゲートフィンを成形加工することができ、小型熱交換器の性能向上に寄与する。
【符号の説明】
【００３９】
Ｕ１  ローラ支持ユニット
Ｕ２  切削ユニット
１  一体型成形ローラ
１１  歯部
１２  山部
１３  谷部
１４  切刃部
１４ａ  斜刃
１４ｂ  立壁部
１４ｃ  傾斜部
１５  溝部
２  微細ルーバフィン
２１  微細ルーバ
３  鋭角刃
３１  広角刃
３２  形状転写刃
４  切削バイト
【図１Ａ】
2016087659.tif 000003
【図１Ｂ】
2016087659.tif 000004
【図１Ｃ】
2016087659.tif 000005
【図２Ａ】
2016087659.tif 000006
【図２Ｂ】
2016087659.tif 000007
【図２Ｃ】
2016087659.tif 000008
【図３Ａ】
2016087659.tif 000009
【図３Ｂ】
2016087659.tif 000010
【図４Ａ】
2016087659.tif 000011
【図４Ｂ】
2016087659.tif 000012
【図５】
2016087659.tif 000013
【図６】
2016087659.tif 000014
【図７】
2016087659.tif 000015
【図８】
2016087659.tif 000016
【図９】
2016087659.tif 000017
【図１０Ａ】
2016087659.tif 000018
【図１０Ｂ】
2016087659.tif 000019