JP2007098527A

JP2007098527A - ネジ状電着工具及びネジ状電着工具の釣合い調整方法

Info

Publication number: JP2007098527A
Application number: JP2005293163A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Fujisaki; 和寛藤嵜
Original assignee: Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2007-04-19

Abstract

【課題】釣合い調整機構を有し、ネジ状電着工具の釣合い良さを向上させることができ、高速回転時においても、大きな振動を発生しないネジ状電着工具及びネジ状電着工具の釣合い調整方法を提供する。
【解決手段】外形が略円柱状とされ、該円柱の外周面がネジ状に形成された工具台金１２を有し、工具台金１２に超硬材質で構成された砥粒が電着されたネジ状電着工具１１であって、工具台金１２の端部には、前記円柱の周方向に向けてリング状に配置されて、工具台金１２の径方向の重量配分を周方向にわたって調整可能な釣合い調整機構１４が設けられたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ギヤの歯形の加工等に使用されるネジ状電着工具であって、その釣合いを調整する機構が具備されたネジ状電着工具及びネジ状電着工具の釣合い調整方法に関する。

近年、各種ギヤの歯形等を直接創成する方法として、例えば、特許文献１に示されるようにネジ状に形成された切刃を有するネジ状工具を使用する方法が知られている。このようなネジ状工具は、被切削材を回転させるとともに、ネジ状工具をその軸線回りに回転させながら軸線に沿った方向に送り込み、被切削材に押し当てることで、被切削材の外周面を切削して所定の歯形を創成するものである。

上記のネジ状工具で歯形が創成されるギヤは、その歯を噛み合わせて動力を伝えるものであり、耐摩耗性が重要な特性となるため、硬度の高い、例えば焼入鋼等で構成されたものが広く使用されている。
焼入鋼等を切削加工して歯形を創成するために使用されるネジ状工具としては、ネジ状に形成された工具台金の周面に、ダイヤモンドや立方晶窒化硼素焼結体（ＣＢＮ）等の超砥粒を電着によって強固に固定したものが提供されている。

上記の構成のネジ状電着工具では、非常に硬度の高いダイヤモンドやＣＢＮ等の超砥粒が切刃の役割を有するので、ギヤが焼入鋼等で構成されていても切削加工でき、歯形を容易に創成することができる。また、砥粒を電着しているので、工具台金が変形や損傷していない場合には、再度砥粒を電着することにより、繰り返し使用することができるといったメリット有する。
特開２００３−２６６２４１号公報

ところで、上記の構成のネジ状電着工具は、その外形がネジ状に形成されているので、ネジ状電着工具の軸線に垂直な断面においては非対称な形状を呈しており、この断面での重量バランスが取れていないものである。つまり、ネジ状電着工具は、重量バランスが取れていない面が軸線上に複数並べられたものであるといえる。このようなネジ状電着工具の釣合いを取るためには、ネジ状電着工具の全体の形状を考慮して厳密に設計する必要がある。

しかしながら、ネジ状電着工具の全体の形状を考慮して工具台金を設計しても、工具台金に砥粒を電着させており、砥粒の電着量によって形状が変化してしまうので、ネジ状電着工具の寸法精度を厳密に制御することは非常に困難である。また、ネジ状電着工具を使用して砥粒が偏摩耗した場合には、釣合いが取れなくなってしまうおそれがあった。

このように釣り合いが取れていない状態のネジ状電着工具を、その軸線を中心として回転させた場合には、ネジ状電着工具が取り付けられた工作機械全体が振動し、被切削材に歯形を精度良く創成することができなくなるといった問題があった。また、上記の振動に起因して、軸受け部の摩耗が進んだり工作機械やネジ状電着工具が破損したりするといった問題があった。
とくに、ネジ状電着工具の回転速度を大きくした場合には上記の振動が大きくなるため、回転速度を上げることができず、その加工効率が低下するといった問題があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、釣合い調整機構を有し、釣合い良さを向上させることができ、高速回転時においても大きな振動を発生しないネジ状電着工具及びネジ状電着工具の釣合い調整方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、この発明は、外形が略円柱状とされ、該円柱の外周面がネジ状に形成された工具台金を有し、該工具台金に超硬材質で構成された砥粒が電着されたネジ状電着工具であって、前記工具台金の端部には、前記円柱の周方向に向けてリング状に配置されて、前記工具台金の径方向の重量配分を周方向にわたって調整可能な釣合い調整機構が設けられたことを特徴とする。

上記の構成のネジ状電着工具においては、ネジ状に形成された工具台金の端部に、リング状に配置された釣合い調整機構が設けられているので、例えば径方向の重量が小さい部分にはこの調整機構により重量配分を大きくすることで、ネジ状電着工具の釣合いを調整することができる。したがって、ネジ状電着工具をその軸線を中心として高速回転させた際の振動の発生を抑えることができ、ギヤの歯形を精度良く創成することができるとともに、振動に伴う騒音を抑えることができる。また、振動に起因する軸受け部の摩耗や工作機械等の破損などのトラブルを未然に防止することができる。

また、前記釣合い調整機構をリング状に配列された複数のネジ孔とすることにより、前記ネジ孔にネジを螺着して周方向におけるこのネジ孔部分の径方向の重量を増加することによって、ネジ状電着工具の釣合い調整することができる。また、上記構成の釣合い調整機構では、ネジ孔にネジを螺着して調整するので、螺着するネジのサイズを変更したり材質を変えて重量調整したりすることによって、釣合い調整を精度良く行うことができるとともに、ネジが着脱可能なので釣合い調整を容易に行うことができる。

また、前記釣合い調整機構をリング状部材とすることにより、前記リング状部材の周方向において部分的に穿孔加工したり切断加工したりしてその重量を低減することによって、ネジ状電着工具の釣合い調整することができる。また、上記構成の釣合い調整機構では、リング状部材を加工することで釣合い調整するので、工具台金自体が切り欠かれたり傷つけられたりせず、工具台金に再度砥粒を電着して使用することができる。

また、前記リング状部材を前記工具台金よりも硬度の低い材料で構成することにより、工具台金が硬度の高い材料、例えば高速度工具鋼（ハイス鋼）等で構成されていて加工が困難な場合であっても、硬度の低いリング状部材を穿孔加工あるいは切断加工することで釣合い調整を行うことができるので、ネジ状電着工具の釣合い調整を確実に行うことができる。

また、前記釣合い調整機構を用いて釣合い調整することによって、ＪＩＳＢ０９０５−１９９２で規定されている釣合い良さ等級がＧ６．３以下とされたネジ状電着工具においては、工作機械や一般機械の部品に要求される釣合い良さを充足しているので、このネジ状電着工具を工作機械等に使用した場合に、工作機械の加工精度を十分に確保できるとともに、振動によって工作機械等が破損することを確実に防止できる。

上述のように、本発明のネジ状電着工具に設けられた釣合い調整機構を使用してネジ状電着工具の釣合いを調整することにより、上記ネジ状電着工具の釣合い良さを向上させることができ、高速回転時においても、大きな振動を発生しないネジ状電着工具を提供することができる。

本発明の第１の実施形態について添付した図面を参照して説明する。
図１、図２に本実施形態であるネジ状電着工具１１を示す。ネジ状電着工具１１は、工具台金１２と、ＣＢＮやダイヤモンド等の超砥粒が固着された電着層１３と、釣合い調整機構１４とを具備している。

工具台金１２は、高速度工具鋼から構成され、その外形が図２に示すように略円柱形とされている。工具台金１２外周の軸線Ｌ方向の中央部には、ネジ状部１５が形成されており、このネジ状部１５の両端部には、ネジ状部１５の外径よりも小径とされた小径部１６が設けられている。この小径部１６の両端面中央部には、図示しない工作機械に取り付けられる取付孔１７が軸線Ｌに沿って設けられており、取付孔１７にはキー溝１８が左右対称に形成されている。

上記ネジ状部１５には、超砥粒が電解Ｎｉメッキによって電着された電着層１３が形成されており、ネジ状部１５の形状と略同形に形成された切刃を構成している。この電着層１３では、工具台金１２の表面にＮｉメッキ層が形成され、このＮｉメッキ層の中に超砥粒が埋め込まれており、超砥粒は工具台金１２の表面に強固に固定されている。

そして、ネジ状部１５の端面には、軸線Ｌを中心としてリング状に配列された複数（本実施形態においては１２個）の調整ネジ孔１９が、軸線Ｌと平行な方向に穿設されており、これらの複数の調整ネジ孔１９が釣合い調整機構１４を構成している。
ここで、上記工具台金１２は高速度工具鋼によって構成されており硬度が高いため、通常の加工では調整ネジ孔１９を形成することは困難である。そこで、本実施形態においては、工具台金１２を焼入れ処理して硬度を高くする前に、調整ネジ孔１９を予め加工形成しておくことによって、上記調整ネジ孔１９を形成した。

上記構成のネジ状電着工具１１は、取付孔１７に工作機械の回転軸が挿入されて、軸線Ｌを中心として回転されるとともに、軸線Ｌ方向に沿って移動され、回転されている被切削材の外周面に押し当てられることにより、ネジ状部１５に設けられた電着層１３の超砥粒によって、被切削材を切削して被切削材の外周面に所定の歯形を創成するものである。

上記のネジ状電着工具１１のような軸線Ｌ方向に長さを有する回転体では、動釣合いを調整する必要があるので、その釣合い調整する場合には、回転式の動釣合い試験機を用いて行うのが一般的である。
上記の回転式の動釣合い試験機でネジ状電着工具１１を回転させることにより、遠心力が働く方向、つまり径方向で余分な重量を有している方向を周方向に沿って確認することができる。

ここで、上記の構成のネジ状電着工具１１においては、リング状に配列された調整ネジ孔１９のうちの一部に、つまり、上記の動釣合い試験機によって確認された余分な重量を有している方向に対応する部分の調整ネジ孔１９に、調整ネジ２０を螺着させて重量を増加させることによって、釣合いの調整を行うことができる。このように調整ネジ２０を螺着したネジ状電着工具１１を、再度、動釣合い試験機によって釣合いを確認する。これを繰り返すことによって、ネジ状電着工具１１の釣合いを精度良く調整することができ、釣合い良さ等級をＧ６．３以下とすることができる。

上記の構成のネジ状電着工具１１では、上述のように釣合いを調整できるので、このネジ状電着工具１１を軸線Ｌ回りに高速回転させた場合でも、振動の発生を抑えることができ、ギヤの歯形を精度良く創成することができるとともに、振動に伴う騒音や軸受け部の摩耗や工作機械の破損などのトラブルを未然に防止することができる。また、電着層１３の大きさを厳密に制御する必要がないので、ネジ状電着工具１１の製造コストを低減することができる。

また、調整ネジ孔１９に調整ネジ２０を螺着することによって重量調整するので、調整ネジ２０のサイズや材質を変えて重量調整することによって、釣合い調整を精度良く行うことができるとともに、調整ネジ２０が着脱可能なので上記の釣合い調整を容易にしかも短時間で行うことができる。

また、釣合い良さ等級がＧ６．３以下とされているので、工作機械や一般機械の部品に要求される釣合い良さを充足しており、上記のネジ状電着工具１１を工作機械等に使用した場合にも、工作機械の加工精度を十分に確保できるとともに、振動によって工作機械等が破損することが確実に防止することができる。

本発明の第２の実施形態について説明する。図３、図４に第２の実施形態であるネジ状電着工具２１を示す。
この第２の実施形態においては、釣合い調整機構１４としてリング状部材２２が設けられている。ネジ状部１５の端面には、リング状部材取付孔２３が、円周方向に４個設けられており、リング状部材取付孔２３は、軸線Ｌを中心として回転対称となるように配置されるとともに軸線Ｌに平行に穿設されている。

上記のリング状部材２２は、工具台金１２を構成する高速度工具鋼よりも硬度の低い材料、例えば、一般鋼で構成されており、リング状部材取付孔２３と同じ配置とされたボルト挿通孔２４を有している。取付ボルト２５がボルト挿通孔２４に挿通されてリング状部材取付孔２３に螺着されることにより、リング状部材２２が工具台金１２の端面に装着されている。

上記の構成のネジ状電着工具２１においては、ネジ状部１５の端面にリング状部材２２が装着されているので、上記の動釣合い試験機によって確認された余分な重量を有している方向に該当するリング状部材２２部分に穿孔加工や切断加工を行うことで、その方向の重量を低減し、ネジ状電着工具２１の釣合いを調整することができる。

また、リング状部材２２が一般鋼で構成されているので、高速度工具鋼で構成された工具台金１２を加工することなく、硬度の低く加工が容易なリング状部材２２を加工することで釣合い調整でき、釣合い調整を容易に行うことができる。また、工具台金１２自体を切り欠くことがないので、工具台金１２の寿命が向上し、超砥粒が摩耗した場合に、再度超砥粒を電着して使用することができる。また、リング状部材２２を別途の部材として装着しているので、リング状部材２２を取り替えることにより、再度、釣合い調整を行うことができる。

なお、本実施形態においては、釣合い調整機構１４としてリング状に配列された調整ネジ孔１９を１２個設けたもので説明したが、これに限定されることは無く、ネジ状電着工具１１のネジ状部１５の外径や調整ネジ孔１９の内径やネジ状部１５の形状等を考慮して適宜、配置及び個数を決定することが好ましい。
また、工具台金１２を高速度工具鋼で構成したもので説明したが、これに限定されることは無く、例えば、合金工具鋼（ダイス鋼）や一般鋼などで構成されたものであっても良い。

第１の実施形態であるネジ状電着工具の部分側面図である。第１の実施形態であるネジ状電着工具の上面図である。第２の実施形態であるネジ状電着工具の部分側面図である。第２の実施形態であるネジ状電着工具の上面図である。

符号の説明

１１、２１ネジ状電着工具
１２工具台金
１４釣合い調整機構
１９調整ネジ孔（ネジ孔）
２２リング状部材

Claims

外形が略円柱状とされ、該円柱の外周面がネジ状に形成された工具台金を有し、該工具台金に超硬材質で構成された砥粒が電着されたネジ状電着工具であって、
前記工具台金の端部には、前記円柱の周方向に向けてリング状に配置されて、前記工具台金の径方向の重量配分を周方向にわたって調整可能な釣合い調整機構が設けられたことを特徴とするネジ状電着工具。
前記釣合い調整機構が、リング状に配列された複数のネジ孔であることを特徴とする請求項１に記載のネジ状電着工具。
前記釣合い調整機構が、リング状部材であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のネジ状電着工具。
前記リング状部材が、前記工具台金のよりも硬度の低い材料で構成されていることを特徴とする請求項３に記載のネジ状電着工具。
前記釣合い調整機構を用いて釣合い調整することにより、釣合い良さの等級が、Ｇ６．３以下とされていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のネジ状電着工具。
請求項１から請求項５のいずれかに記載のネジ状電着工具に設けられた前記釣合い調整機構を用いて、前記工具台金の径方向の重量配分を周方向にわたって調整することを特徴とするネジ状電着工具の釣合い調整方法。