JP2018024062A - 歯切り工具および歯車加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命化を図ることができる歯切り工具、および当該歯切り工具を用いた歯車加工方法を提供することを目的とする。【解決手段】歯切り工具２０は、加工動作において歯切り工具２０の中心軸Ｌ２周りに回転される軸部材３０と、軸部材３０に同軸に設けられる刃部４０と、を備える。刃部４０は、すくい面４１ａが刃部４０の中心軸Ｌ３方向の一方側を向く第一切れ刃４１と、すくい面４２ａが刃部４０の中心軸Ｌ３方向の他方側を向く第二切れ刃４２とを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、歯切り工具および歯車加工方法に関するものである。

歯切り工具は、歯車の加工に用いられる。歯車加工方法として、特許文献１に記載されたピニオンカッタによるギヤシェーパー加工や、特許文献２に記載されたスカイビングカッタによるスカイビング加工などが知られている。ピニオンカッタやスカイビングカッタなどの歯切り工具は、歯車（工作物）に対して切り込み可能な切れ刃が形成されている。

特開２０１２−１１５９４０号公報 特開２０１５−０５８５０５号公報

上記のような歯切り工具は、歯車を加工する加工動作の諸条件によっては切れ刃の刃先に負荷が集中して、当該刃先の摩耗量が多くなることがある。歯切り工具は、一部の刃先が摩耗した場合にも交換を要し、長寿命化が望まれている。

本発明は、長寿命化を図ることができる歯切り工具、および当該歯切り工具を用いた歯車加工方法を提供することを目的とする。

本発明に係る歯切り工具は、歯車の加工に用いられる。歯切り工具を用いた歯車の加工動作は、歯切り工具を中心軸周りに回転させながら、歯切り工具を歯車の中心軸方向に相対移動させる動作である。歯切り工具は、加工動作において歯切り工具の中心軸周りに回転される軸部材と、軸部材に同軸に設けられる刃部と、を備える。刃部は、すくい面が刃部の中心軸方向の一方側を向く第一切れ刃と、すくい面が刃部の中心軸方向の他方側を向く第二切れ刃とを有する。

本発明に係る歯車加工方法は、歯切り工具を用いた歯車加工方法である。歯切り工具は、歯切り工具の中心軸周りに回転される軸部材と、軸部材に同軸に設けられる刃部と、を備える。刃部は、すくい面が刃部の中心軸方向の一方側を向く第一切れ刃と、すくい面が刃部の中心軸方向の他方側を向く第二切れ刃とを有する。歯車加工方法は、歯切り工具を歯切り工具の中心軸周りに回転させながら、歯切り工具を歯車の中心軸方向に一方側または他方側に相対移動させることにより、第一切れ刃により歯車を加工する第一工程と、歯切り工具を歯切り工具の中心軸周りに回転させながら、歯切り工具を歯車の中心軸方向に一方側または他方側に相対移動させることにより、第二切れ刃のうち他方により歯車を加工する第二工程と、を備える。

本発明に係る発明の構成によると、歯切り工具は、刃部において第一切れ刃および第二切れ刃を有する。よって、第一切れ刃および第二切れ刃の一方が寿命に到達しても、第一切れ刃および第二切れ刃の他方を用いた歯車加工が可能である。従って、歯切り工具の長寿命化を図ることができる。

本発明に係る発明の構成によると、歯車加工において、同一の歯切り工具を用いながら、異なる第一工程と第二工程とを実行することが可能となる。このとき、第一工程および第二工程にて用いられる切れ刃は互いに異なるため、歯切り工具の長寿命化を図ることができる。

実施形態における歯車加工装置を示す図である。 歯切り工具を用いた歯車の加工動作を示す図である。 歯切り工具の刃部の構成を示す拡大図である。 軸部材に刃部を取り付けた状態を示す歯切り工具の断面図である。 歯車加工方法のフローチャートである。 実施形態の第一変形態様における歯車加工方法のフローチャートである。 実施形態の第二変形態様における歯切り工具の刃部の構成を示す拡大図である。

＜実施形態＞
（１．歯車加工装置１０の構成）
本発明の歯切り工具および当該歯切り工具を用いた歯車加工方法を適用する歯車加工装置１０について、図１を参照して説明する。歯車加工装置１０の一例として、５軸マシニングセンタを例に挙げる。つまり、当該歯車加工装置１０は、駆動軸として、相互に直交する３つの直進軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）および２つの回転軸（Ａ軸、Ｃ軸）を有する装置である。

図１に示すように、歯車加工装置１０は、ベッド１１と、コラム１２と、サドル１３と、回転主軸１４と、テーブル１５と、チルトテーブル１６と、回転テーブル１７と、保持具１８等とから構成される。なお、図示省略するが、ベッド１１と並んで既知の自動工具交換装置が設けられる。

ベッド１１は、床上に配置される。このベッド１１の上面には、コラム１２がＸ軸方向（水平方向）に移動可能に設けられる。さらに、コラム１２の側面には、サドル１３がＹ軸方向（鉛直方向）に移動可能に設けられる。回転主軸１４は、サドル１３内に収容された主軸モータ（図示せず）により回転可能に設けられる。歯切り工具２０は、回転主軸１４の先端に固定されており、回転主軸１４の回転に伴って回転する。なお、歯切り工具２０の詳細は後述する。

さらに、ベッド１１の上面には、テーブル１５がＺ軸方向（水平方向）に移動可能に設けられる。テーブル１５の上面には、チルトテーブル１６を支持するチルトテーブル支持部１６ａが設けられる。そして、チルトテーブル支持部１６ａには、チルトテーブル１６が水平方向のＡ軸回りで揺動可能に設けられる。チルトテーブル１６には、回転テーブル１７がＡ軸に直角なＣ軸回りに回転可能に設けられる。回転テーブル１７には、加工対象としての歯車Ｗを保持する保持具１８が装着される。

（２．歯切り工具２０の詳細構成）
歯切り工具２０の構成について、図２−図４を参照して説明する。図２に示すように、歯切り工具２０は、軸部材３０と、刃部４０と、ボルト５０（図４に示す）とを備える。ここで、歯切り工具２０を用いた歯車Ｗの加工動作は、歯切り工具２０を中心軸Ｌ２周りに回転させながら、歯切り工具２０を歯車Ｗの中心軸Ｌ１方向に相対移動させる動作である。

軸部材３０は、加工動作において歯切り工具２０の中心軸Ｌ２周りに回転される。本実施形態において、軸部材３０は、回転主軸１４に保持されるホルダ部材である。軸部材３０は、図４に示すように、取付部３１と大径部３２とを有する。取付部３１は、所定の外径に設定された円筒外面３１ａを形成され、刃部４０が外周側に取り付けられる。大径部３２は、取付部３１の外径よりも大径に形成されている。

刃部４０は、軸部材３０に同軸に、即ち軸部材３０の中心軸Ｌ２に刃部４０の中心軸Ｌ３が一致するように設けられる。刃部４０は、複数の第一切れ刃４１と、複数の第二切れ刃４２と、固定部４３とを有する。複数の第一切れ刃４１は、刃部４０の周面に周方向に等間隔で複数形成されている。複数の第一切れ刃４１のそれぞれは、図３に示すように、すくい面４１ａと、前逃げ面４１ｂと、側逃げ面４１ｃとの交線部分により構成される。

第一切れ刃４１のすくい面４１ａは、すくい角γを有する。第一切れ刃４１のすくい面は、歯切り工具２０の中心軸Ｌ２を中心としたテーパ状としてもよいし、１つの第一切れ刃４１毎に異なる方向を向く面状に形成してもよい。また、歯切り工具２０の複数の第一切れ刃４１の外接円は、円筒形状に形成されている。つまり、第一切れ刃４１の前逃げ面４１ｂは、刃部４０の中心軸Ｌ３までの距離が一定となるように形成される。第一切れ刃４１の側逃げ面４１ｃは、第一切れ刃４１のすくい面４１ａに対して所定の側逃げ角を有する刃側面である。

さらに、複数の第一切れ刃４１のそれぞれは、刃部４０の中心軸Ｌ３に対してねじれ角を有している。ただし、歯車Ｗの歯Ｗａのねじれ角と、歯車を生成する切削加工における歯車Ｗと歯切り工具２０との交差角に応じて、第一切れ刃４１のねじれ角は適宜設定される。そのため、第一切れ刃４１は、ねじれ角を有しない場合も存在する。

また、本実施形態において、第一切れ刃４１および第二切れ刃４２は、同一の種類である。つまり、第二切れ刃４２は、刃部４０の一端部に形成された第一切れ刃４１と同一のすくい角γを有するすくい面４２ａと、前逃げ面４２ｂと、側逃げ面４２ｃとの交線部分により構成され、第一切れ刃４１と同一諸元に設定される。但し、第一切れ刃４１のすくい面４１ａが刃部４０の中心軸Ｌ３方向の一方側を向いているのに対して、第二切れ刃４２のすくい面４２ａが刃部４０の中心軸Ｌ３方向の他方側を向いている。

ここで、「すくい面４１ａが刃部４０の中心軸Ｌ３方向の一方側を向く」とは、図３に示すように、すくい面４１ａが所定のすくい角γを有する場合であっても、すくい面４１ａの法線方向のうち刃部４０の中心軸Ｌ３に平行な成分が中心軸Ｌ３の一方側である状態をいう。よって、第二切れ刃４２は、第一切れ刃４１と同一の種類ではあるが、そのすくい面４２ａの法線方向のうち刃部４０の中心軸Ｌ３に平行な成分が中心軸Ｌ３の他方側であり、すくい面４２ａの向いている方向が第一切れ刃４１と相違する。

また、本実施形態において、第一切れ刃４１および第二切れ刃４２は、刃部４０の周面にねじれ角をもって形成された同一の突条部の両端部に形成されている。つまり、一対の第一切れ刃４１および第二切れ刃４２は、それぞれの前逃げ面４１ｂ，４２ｂ、および側逃げ面４１ｃ，４２ｃが同一の面に形成されている。このような構成により、刃部４０は、第一切れ刃４１および第二切れ刃４２を周面に形成される際に、前逃げ面４１ｂ，４２ｂ、および側逃げ面４１ｃ，４２ｃを形成する工程の一部を適宜共通化することが可能としている。

上記のように、第一切れ刃４１の前逃げ面４１ｂ、および第二切れ刃４２の前逃げ面４２ｂは、刃部４０の中心軸Ｌ３までの距離が一定となるように形成される。よって、刃部４０の外形状は、全体として円筒形状に形成される。但し、それぞれの前逃げ面４１ｂ，４２ｂに前逃げ角を設定して、刃部４０の端部が円錐台形状となるように形成することも可能である。

また、本実施形態において、刃部４０は、軸部材３０とは別部材であり、軸部材３０に対して着脱可能に設けられる。また、刃部４０は、軸部材３０に対して刃部４０の中心軸Ｌ３を入れ換え可能に形成される。具体的には、刃部４０は、図４に示すように、第一切れ刃４１が軸部材３０の先端側（図４の左側）に位置し、且つ第二切れ刃４２が軸部材３０の根元側（図４の右側）に位置するように取り付け可能である。また、刃部４０は、第一切れ刃４１が軸部材３０の根元側に位置し、且つ第二切れ刃４２が軸部材３０の先端側に位置するように取り付け可能である。

ここで、刃部４０は、上記のような構成により、中心軸Ｌ３方向に対称形状となるように形成される。そのため、歯切り工具２０は、先端側が第一切れ刃４１となるように刃部４０が軸部材３０に取り付けられた場合と、先端側が第二切れ刃４２となるように刃部４０が軸部材３０に取り付けられた場合とにおいて同一の機能を発揮するように構成される。

固定部４３は、刃部４０の内周において刃部４０の中心軸Ｌ３方向の中央に形成され、軸部材３０に固定される部位である。固定部４３は、両端部よりも内径が小径となるように形成された円筒内面４３ａを有する。円筒内面４３ａの内径は、軸部材３０における取付部３１の円筒外面３１ａよりも僅かに大径に設定される。このような構成により、刃部４０は、取付部３１の円筒外面３１ａに固定部４３の円筒外面３１ａが嵌め合わせられる。これにより、軸部材３０の中心軸Ｌ２に対して刃部４０の中心軸Ｌ３が一致するように芯出しされる。

また、固定部４３の中心軸Ｌ３方向の長さは、軸部材３０の取付部３１の中心軸Ｌ２方向の長さよりも長く設定される。これにより、固定部４３の一端が軸部材３０の大径部３２に接触する位置まで刃部４０が移動された場合に、取付部３１の端部から固定部４３の他端が歯切り工具２０の先端側（図４の左側）に位置する。ボルト５０は、軸部材３０の中心軸Ｌ２方向の端部に締結される。ボルト５０の頭部５１は、固定部４３の円筒内面４３ａの内径より大径に、且つ固定部４３を除く刃部４０の内周面の内径より小径に形成される。

刃部４０の固定部４３は、ボルト５０が軸部材３０に締結された場合に、軸部材３０の大径部３２とボルト５０の頭部５１とにより軸部材３０の中心軸Ｌ２方向に挟まれた状態とされる。刃部４０は、ボルト５０を取り外すことにより、軸部材３０の取付部３１から取り外し可能となる。また、刃部４０は、軸部材３０に対して周方向に係止し、軸部材３０に対して回り止めされる。具体的には、軸部材３０の取付部３１に形成されたキー溝３１ｂに、刃部４０の固定部４３に形成された凸部４３ｂが挿入されて、両部材の相対回転が規制される。なお、歯車加工における切削抵抗により軸部材３０と刃部４０との間に発生するトルクの大きさによっては、上記のような回り止めをする機構を省略してもよい。

（３．歯車加工方法）
次に、歯車加工装置１０により、加工対象としての歯車Ｗを加工する方法について、図２および図５を参照して説明する。ここで、歯車加工方法は、スカイビング加工を適用する。スカイビング加工とは、歯車Ｗおよび歯切り工具２０をそれぞれ回転させながら、歯切り工具２０を歯車Ｗの中心軸Ｌ１方向に相対移動させることで、歯切り工具２０により歯車Ｗを加工する方法である。また、歯車Ｗとして外歯歯車を例示するが、歯車Ｗとして内歯歯車を適用することもできる。

なお、以下では、歯車Ｗの中心軸Ｌ１方向のうち、歯車Ｗの回転テーブル１７側の端部から反対側の端部に向かう方向を第一方向Ｄ１（図２の右下から左上に向かう方向）とする。また、歯車Ｗの中心軸Ｌ１方向のうち、第一方向Ｄ１とは反対方向を第二方向Ｄ２とする（図２の左上から右下に向かう方向）。また、歯車加工に際して、歯切り工具２０の先端側に第一切れ刃４１が位置するように軸部材３０に刃部４０が取り付けられているものとする。

先ず、図５に示すように、加工対象としての歯車Ｗ（工作物）が保持具１８に自動または手動によりセットされる（Ｓ１１）。次に、第一工程が実行される（Ｓ１２）。詳細には、第一工程（Ｓ１２）は、歯切り工具２０を、歯車Ｗに対して、歯車Ｗの中心軸Ｌ１方向のうち第一方向Ｄ１または第二方向Ｄ２に相対移動させることにより、第一切れ刃４１により歯車Ｗを加工する工程である。ここでは、歯切り工具２０が歯車Ｗに対して第一方向Ｄ１に相対移動され、歯切り工具２０の先端側が歯車Ｗに対して押し進められる押し加工が実行される。

なお、第一工程（Ｓ１２）において、歯車Ｗに対して歯切り工具２０を相対移動させる回数は、歯車Ｗの径方向への切り込み回数として適宜設定される。例えば、複数回に亘って切り込みを行う場合には、初期位置への位置決めと１回の相対移動を行う加工動作とが繰り返えされる。上記の「初期位置」とは、歯車Ｗと歯切り工具２０とが接触していない位置であって、歯車Ｗの中心軸Ｌ１と歯切り工具２０の中心軸Ｌ２とが所定の交差角を有する位置である。

また、上記の加工動作では、歯車Ｗが中心軸Ｌ１周りに回転され、且つ歯車Ｗの回転に同期して歯切り工具２０が中心軸Ｌ２周りに回転される。同時に、歯切り工具２０が、歯車Ｗの中心軸Ｌ１方向のうち第一方向Ｄ１に相対移動させる。第一工程（Ｓ１２）に設定された切り込み回数だけ位置決めおよび加工動作が実行されると、最終的な所望形状である歯Ｗａが形成される。

続いて、歯車加工により予定の数量まで歯車Ｗが生産されたか否かに基づいて、歯車加工を終了するか否かが判定される（Ｓ１３）。現在の生産数量が予定数量に未達の場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、切れ刃交換の要否が判定される（Ｓ１４）。切れ刃交換の要否は、現在使用している第一切れ刃４１の摩耗状態に基づいて判定される。具体的には、第一切れ刃４１を用いた加工動作の回数、切り込み量、加工速度などに基づいて算出される摩耗状態が一定未満の場合には、切れ刃交換が不要であると判定される（Ｓ１４：Ｎｏ）。

切れ刃交換が不要の場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、上記のＳ１１−Ｓ１３が繰り返し実行される。一方で、第一切れ刃４１の摩耗状態が一定以上に達した場合に、切れ刃交換が必要であると判定される（Ｓ１４：Ｙｅｓ）。そして、切れ刃の交換工程が自動または手動により実行される（Ｓ１５）。切れ刃の交換工程（Ｓ１５）は、具体的には、歯切り工具２０のボルト５０を取り外し、軸部材３０に対して刃部４０の中心軸Ｌ３を入れ換えて、ボルト５０を再度締結する工程である。

切れ刃の交換工程（Ｓ１５）が実行されると、歯切り工具２０の先端側に第二切れ刃４２が位置する状態となる。そして、歯車Ｗ（工作物）のセット（Ｓ１６）、第二工程（Ｓ１７）、および歯車加工の終了判定（Ｓ１８）が実行される。第二工程に関するＳ１６−Ｓ１８の各ステップは、第一工程に関するＳ１１−Ｓ１３と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。なお、第二工程（Ｓ１７）における歯車Ｗに対する歯切り工具２０の相対移動の方向は、第一工程（Ｓ１２）と同様に第一方向Ｄ１である。

また、第二切れ刃４２の摩耗状態が第一切れ刃４１と別個に管理される。そして、例えば第一切れ刃４１および第二切れ刃４２の摩耗状態がともに一定以上に達した場合には、刃部４０自体の交換を要する。刃部４０の交換は、自動または、作業者等に交換を要する旨の通知をして手動によりなされるようにしてもよい。現在の生産数量が予定数量に達した場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ、Ｓ１８：Ｙｅｓ）、歯車加工を終了する。

＜実施形態の変形態様＞
（第一変形態様）
実施形態において、第一工程（Ｓ１２）および第二工程（Ｓ１７）は、歯切り工具２０を歯車Ｗに対して第一方向Ｄ１に相対移動させる。これに対して、歯車Ｗに対する歯切り工具２０の相対移動の方向を、第一工程（Ｓ１２）と第二工程（Ｓ１７）とで反対方向としてもよい。

つまり、例えば第一切れ刃４１は、第一工程（Ｓ１２）の加工動作において歯切り工具２０を歯車Ｗの中心軸Ｌ１方向の一方側（第一方向Ｄ１）に相対移動させる場合に用いられる。且つ、第二切れ刃４２は、第二工程（Ｓ１７）の加工動作において歯切り工具２０を歯車Ｗの中心軸Ｌ１方向の他方側（第二方向Ｄ２）に相対移動させる場合に用いられるようにしてもよい。

上記のような構成では、実施形態にて例示した態様によると、第一切れ刃４１を用いた第一工程（Ｓ１２）においては歯切り工具２０の押し加工によって歯車Ｗが形成される。そして、第二切れ刃４２を用いた第二工程（Ｓ１７）においては歯切り工具２０の先端側が歯車Ｗに対して引き戻される引き加工によって歯車Ｗが形成される。よって、上記のような構成によると、切れ刃の交換工程（Ｓ１５）を省略した歯車加工が可能となる。

また、上記のように歯車加工において押し加工と引き加工を実行する場合に、それぞれの加工が同一の歯車Ｗにおける異なる軸方向位置を加工対象としてもよい。例えば、異なる諸元の歯を同軸上に一体的に有するやまば歯車の加工に適用できる。このような加工対象としての歯車Ｗを加工する方法によると、図６に示すように、歯車Ｗ（工作物）のセット（Ｓ２１）、第一工程（Ｓ２２）、第二工程（Ｓ２３）、および歯車加工の終了判定（Ｓ２４）が実行される。

このとき、第一工程（Ｓ２２）と第二工程（Ｓ２３）とでは、それぞれの初期位置および歯車Ｗに対する歯切り工具２０の相対移動の方向が異なる。つまり、同一の歯車Ｗに対して、第一切れ刃４１を用いた第一工程（Ｓ２２）と第二切れ刃４２を用いた第二工程（Ｓ２３）をセットで実行し、予定数量に達するまで歯車加工が実行される（Ｓ２４）。このような構成によると、歯車Ｗをセットする回数、および切れ刃を交換する回数を通常の歯車加工と比較して低減でき、歯車加工に要する加工時間を短縮できる。

（第二変形態様）
実施形態において、刃部４０の第一切れ刃４１および第二切れ刃４２は、同一の種類であるものとした。これに対して、第一切れ刃４１および第二切れ刃４２は、互いに異なる種類であるものとしてもよい。例えば、図７に示すように、刃部１４０の第二切れ刃１４２は、第一切れ刃４１の第一すくい角γ１とは異なる第二すくい角γ２を有するすくい面１４２ａと、前逃げ面１４２ｂと、側逃げ面１４２ｃとの交線部分により構成され、第一切れ刃４１と異なる諸元に設定される。

上記のような構成により、一つの刃部１４０により複数種類の歯車Ｗを形成することが可能となる。また、互いに異なる種類の切れ刃を有する刃部１４０を備える歯切り工具２０を用いた歯車加工において、実施形態にて例示したように押し加工（または引き加工）のみにより加工動作を行う場合には、２種類の歯車のそれぞれの生産数量に基づいて、歯車加工を終了するか否かが判定される（図５のＳ１３，Ｓ１８を参照）。

さらに、第一変形態様にて例示したように押し加工と引き加工により同一の歯車Ｗに対して加工動作を行う場合においても同様に、互いに異なる種類の切れ刃を有する刃部１４０を備える歯切り工具２０を用いた歯車加工を行うことが可能である。このとき、第一加工（Ｓ２２）と第二加工（Ｓ２３）との間に、歯車Ｗのセットや切れ刃の交換工程を適宜挿入して、所望の歯車Ｗの生産に対応させてもよい。

＜実施形態および変形態様の構成による効果＞
実施形態および変形態様において、歯切り工具２０は、歯車Ｗの加工に用いられる。歯切り工具２０を用いた歯車Ｗの加工動作は、歯切り工具２０を中心軸Ｌ２周りに回転させながら、歯切り工具２０を歯車Ｗの中心軸Ｌ１方向に相対移動させる動作である。歯切り工具２０は、加工動作において歯切り工具２０の中心軸Ｌ２周りに回転される軸部材３０と、軸部材３０に同軸に設けられる刃部４０，１４０と、を備える。刃部４０，１４０は、すくい面４１ａが刃部４０，１４０の中心軸Ｌ３方向の一方側を向く第一切れ刃４１と、すくい面４２ａ，１４２ａが刃部４０，１４０の中心軸Ｌ３方向の他方側を向く第二切れ刃４２，１４２とを有する。
このような構成によると、歯切り工具２０は、刃部４０，１４０において第一切れ刃４１および第二切れ刃４２，１４２を有する。よって、第一切れ刃４１および第二切れ刃４２，１４２の一方が寿命に到達しても、第一切れ刃４１および第二切れ刃４２，１４２の他方を用いた歯車加工が可能である。従って、歯切り工具２０の長寿命化を図ることができる。

実施形態の変形態様において、第一切れ刃４１は、加工動作において歯切り工具２０を歯車Ｗの中心軸Ｌ１方向の一方側に相対移動させる場合に用いられる。第二切れ刃４２，１４２は、加工動作において歯切り工具２０を歯車Ｗの中心軸Ｌ１方向の他方側に相対移動させる場合に用いられる。
このような構成によると、歯切り工具２０の先端側が歯車Ｗに対して押し進められる押し加工と、歯切り工具２０の先端側が歯車Ｗに対して引き戻される引き加工とに、歯切り工具２０を用いることができる。また、押し加工と引き加工とを切り換える際に、歯切り工具２０の取り替えを要しないことから、生産性を向上し歯車Ｗの製造コストを低減できる。

実施形態および変形態様において、刃部４０，１４０の外形状は、円筒形状に形成される。
このような構成によると、円筒形状の刃部４０，１４０は、例えば円錐台形状の刃部と比較して、切れ刃を再研磨しやすく工具寿命が長くすることができる。よって、歯車加工に要するコストの低減を図ることができる。

実施形態において、第一切れ刃４１および第二切れ刃４２は、同一の種類である。
このような構成によると、歯切り工具２０は、同一の種類である第一切れ刃４１および第二切れ刃４２，１４２を有する。これにより、すくい面が刃部の中心軸Ｌ３方向の一方を向く切れ刃のみを有するような一般的な歯切り工具と比較して、工具寿命を実質的に２倍にすることができる。また、刃部４０が円筒形状の場合には、一つの突条部の一端側に第一切れ刃４１を形成し、且つ突条部の他端側に第二切れ刃４２を形成するように、同一工程で第一切れ刃４１と第二切れ刃４２とを製造できる。よって、歯切り工具２０の製造コストを低減できる。

実施形態の変形態様において、第一切れ刃４１および第二切れ刃１４２は、互いに異なる種類である。
このような構成によると、歯切り工具２０は、互いに異なる種類である第一切れ刃４１および第二切れ刃１４２を有する。これにより、例えば歯車加工に必要な異なる加工工程に対応した種類の切れ刃を一つの歯切り工具２０に形成することができ、歯切り工具２０を種々の用途に対応させることができる。

実施形態および変形態様において、刃部４０，１４０は、軸部材３０に対して着脱可能に設けられ、且つ軸部材３０に対して刃部４０，１４０の中心軸Ｌ３方向を入れ換え可能に形成される。
このような構成によると、第一切れ刃４１および第二切れ刃４２，１４２のそれぞれがともに押し加工または引き加工に用いられるように歯切り工具２０を構成できる。よって、刃部４０，１４０の両端部の切れ刃を使用することができ、歯切り工具２０全体として長寿命化を図ることができる。

実施形態および変形態様において、軸部材３０は、円筒外面３１ａを有する。刃部４０，１４０の内周には、軸部材３０の円筒外面３１ａに嵌め合わせられる円筒内面４３ａが形成される。
このような構成によると、刃部４０，１４０は、軸部材３０と嵌め合いによって芯出しされる。これにより、別部材からなる軸部材３０と刃部４０，１４０を容易に同軸に配置でき、回転動作の安定化を図ることができる。

実施形態および変形態様において、歯切り工具２０は、軸部材３０の中心軸Ｌ２方向の端部に締結されるボルト５０をさらに備える。刃部４０，１４０の内周には、ボルト５０が軸部材３０に締結された場合に、軸部材３０とボルト５０の頭部５１とにより軸部材３０の中心軸Ｌ２方向に挟まれた状態とされる固定部４３が形成される。
このような構成によると、歯切り工具２０は、ボルト締結によって軸部材３０に刃部４０，１４０が固定される。これにより、軸部材３０に対して刃部４０，１４０を確実に固定できるとともに、固定作業を簡易化できる。よって、軸部材３０に対する刃部４０，１４０の交換作業や刃部４０，１４０の軸方向を入れ換え作業（交換工程（Ｓ１５））の作業効率を向上できる。

実施形態および変形態様において、刃部４０，１４０は、軸部材３０に対して周方向に係止し、軸部材３０に対して回り止めされる。
このような構成によると、歯車加工において歯車Ｗとの接触によって刃部４０，１４０が回転方向とは反対方向の負荷を受けた場合に、軸部材３０に対して刃部４０，１４０が相対回転することを確実に防止できる。これにより、歯車加工における歯切り工具２０の動作を安定化できる。

実施形態および変形態様において、歯車加工方法は、歯切り工具２０を用いた歯車Ｗの加工方法である。歯切り工具２０は、歯切り工具２０の中心軸Ｌ２周りに回転される軸部材３０と、軸部材３０に同軸に設けられる刃部４０，１４０と、を備える。刃部４０，１４０は、すくい面４１ａが刃部４０，１４０の中心軸Ｌ３方向の一方側を向く第一切れ刃４１と、すくい面４２ａ，１４２ａが刃部４０，１４０の中心軸Ｌ３方向の他方側を向く第二切れ刃４２，１４２とを有する。
歯車加工方法は、歯切り工具２０を歯切り工具２０の中心軸Ｌ２周りに回転させながら、歯切り工具２０を歯車Ｗの中心軸Ｌ１方向に一方側または他方側に相対移動させることにより、第一切れ刃４１により歯車Ｗを加工する第一工程（Ｓ１２，Ｓ２２）と、歯切り工具２０を歯切り工具２０の中心軸Ｌ２周りに回転させながら、歯切り工具２０を歯車Ｗの中心軸Ｌ１方向に一方側または他方側に相対移動させることにより、第二切れ刃４２，１４２のうち他方により歯車Ｗを加工する第二工程（Ｓ１７，Ｓ２３）と、を備える。
このような構成によると、歯車加工において、同一の歯切り工具２０を用いながら、異なる第一工程（Ｓ１２，Ｓ２２）と第二工程（Ｓ１７，Ｓ２３）とを実行することが可能となる。このとき、第一工程（Ｓ１２，Ｓ２２）および第二工程（Ｓ１７，Ｓ２３）にて用いられる切れ刃は互いに異なるため、歯切り工具２０の長寿命化を図ることができる。

＜その他＞
実施形態において、歯車加工装置１０は、５軸マシニングセンタを例示して説明した。これに対して、歯車加工装置１０は、歯切り工具２０を中心軸Ｌ２周りに回転させながら、歯切り工具２０を歯車Ｗの中心軸Ｌ１方向に相対移動させる加工動作を実行可能であれば、例えばギヤシェーパーなどであってもよい。このとき、例えば歯切り工具２０は、ピニオンカッタであり、ギヤシェーパー加工に用いられる。

また、実施形態において、歯切り工具２０における軸部材３０と刃部４０は、別部材であるものとした。これに対して、歯切り工具２０は、軸部材３０の周面に刃部４０が直接形成されるようにしてもよい。このような構成によると、実施形態にて例示したような第一切れ刃４１と第二切れ刃４２の入れ換えが不能であるが、押し加工や引き加工の加工動作により歯車加工が可能である。

１０：歯車加工装置、 ２０：歯切り工具、 ３０：軸部材、 ３１：取付部、 ３１ａ：円筒外面、 ３１ｂ：キー溝、 ３２：大径部、 ４０，１４０：刃部、 ４１：第一切れ刃、 ４１ａ：すくい面、 ４２，１４２：第二切れ刃、 ４２ａ，１４２ａ：すくい面、 ４３：固定部、 ４３ａ：円筒内面、 ４３ｂ：凸部、 ５０：ボルト、 ５１：（ボルトの）頭部、 Ｌ１：（歯車の）中心軸、 Ｌ２：（歯切り工具、軸部材の）中心軸、 Ｌ３：（刃部の）中心軸、 Ｗ：歯車

Claims (10)

1. 歯車の加工に用いられる歯切り工具であって、
   前記歯切り工具を用いた前記歯車の加工動作は、前記歯切り工具を中心軸周りに回転させながら、前記歯切り工具を前記歯車の中心軸方向に相対移動させる動作であり、
   前記歯切り工具は、
   前記加工動作において前記歯切り工具の中心軸周りに回転される軸部材と、
   前記軸部材に同軸に設けられる刃部と、を備え、
   前記刃部は、すくい面が前記刃部の中心軸方向の一方側を向く第一切れ刃と、すくい面が前記刃部の中心軸方向の他方側を向く第二切れ刃とを有する歯切り工具。
2. 前記第一切れ刃は、前記加工動作において前記歯切り工具を前記歯車の中心軸方向の一方側に相対移動させる場合に用いられ、
   前記第二切れ刃は、前記加工動作において前記歯切り工具を前記歯車の中心軸方向の他方側に相対移動させる場合に用いられる、請求項１に記載の歯切り工具。
3. 前記刃部の外形状は、円筒形状に形成される、請求項１または２に記載の歯切り工具。
4. 前記第一切れ刃および前記第二切れ刃は、同一の種類である請求項１−３の何れか一項に記載の歯切り工具。
5. 前記第一切れ刃および前記第二切れ刃は、互いに異なる種類である請求項１−３の何れか一項に記載に歯切り工具。
6. 前記刃部は、前記軸部材に対して着脱可能に設けられ、且つ前記軸部材に対して前記刃部の中心軸方向を入れ換え可能に形成される、請求項１−５の何れか一項に記載の歯切り工具。
7. 前記軸部材は、円筒外面を有し、
   前記刃部の内周には、前記軸部材の前記円筒外面に嵌め合わせられる円筒内面が形成される、請求項６に記載の歯切り工具。
8. 前記歯切り工具は、前記軸部材の中心軸方向の端部に締結されるボルトをさらに備え、
   前記刃部の内周には、前記ボルトが前記軸部材に締結された場合に、前記軸部材と前記ボルトの頭部とにより前記軸部材の中心軸方向に挟まれた状態とされる固定部が形成される、請求項６または７に記載の歯切り工具。
9. 前記刃部は、前記軸部材に対して周方向に係止し、前記軸部材に対して回り止めされる、請求項６−８の何れか一項に記載の歯切り工具。
10. 歯切り工具を用いた歯車加工方法であって、
    前記歯切り工具は、前記歯切り工具の中心軸周りに回転される軸部材と、前記軸部材に同軸に設けられる刃部と、を備え、
    前記刃部は、すくい面が前記刃部の中心軸方向の一方側を向く第一切れ刃と、すくい面が前記刃部の中心軸方向の他方側を向く第二切れ刃とを有し、
    前記歯車加工方法は、
    前記歯切り工具を前記歯切り工具の中心軸周りに回転させながら、前記歯切り工具を前記歯車の中心軸方向に一方側または他方側に相対移動させることにより、前記第一切れ刃により前記歯車を加工する第一工程と、
    前記歯切り工具を前記歯切り工具の中心軸周りに回転させながら、前記歯切り工具を前記歯車の中心軸方向に一方側または他方側に相対移動させることにより、前記第二切れ刃のうち他方により前記歯車を加工する第二工程と、
    を備える歯車加工方法。

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