JP2023175733A - 歯切り工具の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで取扱いが容易な歯切り工具及び歯切り工具の製造方法を提供する。【解決手段】歯切り工具１Ａは、工作物に歯車の歯を創成する歯切り工具１Ａであって、円筒状又は円柱状の工具本体２Ａと、工具本体２Ａと別体の１つの部材として構成され、工具本体２Ａの一端側に同軸上に連結された環状刃部本体３０Ａ及び環状刃部本体３０Ａの外周面に一体部位として形成された複数の刃３３Ａを有する円環状の工具刃部３Ａと、を備える。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、歯切り工具及び歯切り工具の製造方法に関するものである。

近年、コストの面から高速加工可能な歯車加工が望まれており、特許文献１に記載のようなスカイビング加工が知られている。スカイビング加工とは、歯切り工具の回転軸線と工作物の回転軸線とを傾斜させた状態（歯車加工における交差角を有する状態）とする。そして、歯切り工具及び工作物をそれぞれの回転軸線周りに同期回転させながら、歯切り工具を工作物の回転軸線方向に相対移動（パス）する加工である。

スカイビング加工用の歯切り工具は、上記パスを複数回行うが、全てのパスにおいて歯切り工具の刃の刃先が加工を行うため、刃先の摩耗量が多くなる。対応策としては、刃の刃先の摩耗量が限界を超えたら、工具交換を行えばよいが、歯切り工具は、一般的にソリッド（無垢）の高速度工具鋼もしくは超硬合金で成るため非常にコスト高である。

そこで、特許文献２，３には、工具本体に対し刃のみの交換が可能な歯切り工具が記載されている。これによれば、工具交換によるコストを無くして刃交換のみのコストとなるので、工具コストの上昇を抑制できる。

特開２０１２－１７１０２０号公報 特開２０１５－４４２８２号公報 特開２０１６－１６５１４号公報

上述の特許文献２，３に記載の歯切り工具では、工具本体に対し複数の刃をそれぞれ取り付け、各刃に対して同軸調整を行う作業が必要であり、非常に手間が掛かるという問題がある。

本発明の目的は、低コストで取扱いが容易な歯切り工具及び歯切り工具の製造方法を提供することである。

本発明に係る歯切り工具は、工作物に歯車の歯を創成する歯切り工具であって、円筒状又は円柱状の工具本体と、前記工具本体と別体の１つの部材として構成され、前記工具本体の一端側に同軸上に連結された環状刃部本体及び前記環状刃部本体の外周面に一体部位として形成された複数の刃を有する円環状の工具刃部と、を備える。

本発明に係る歯切り工具の製造方法は、工作物に歯車の歯を創成する歯切り工具の製造方法であって、円筒状又は円柱状の工具本体とは別体の１つの部材として構成される円環状の工具刃部を、前記工具本体の一端側に取り付ける取付工程と、前記取付工程の後に前記工具本体の回転軸線と前記工具刃部の回転軸線を軸調整部材で同軸に調整する同軸調整工程と、前記同軸調整工程の後に前記工具本体と前記工具刃部を締結部材で締結する締結工程と、前記締結工程の後に複数の刃を前記工具刃部の外周面に加工する加工工程と、を備える。

本発明に係る歯切り工具及び歯切り工具の製造方法によれば、工具本体と工具刃部は別体で構成され、複数の刃は工具刃部の環状刃部本体の外周面に一体部位として形成される。このため、工具本体と工具刃部の同軸調整を行うのみで、複数の刃の同軸調整も同時に行われることになる。よって、従来の工具本体に対し複数の刃をそれぞれ取り付け、各刃に対して同軸調整を行う作業が必要な歯切り工具と比較して、本発明の歯切り工具の取扱いは容易となり、創成する歯車の加工精度を従来よりも向上できる。

本発明の第一実施形態の歯切り工具の斜視図である。 図１Ａの歯切り工具を回転軸線と直角な方向から見た一部断面図である。 図１Ａの歯切り工具の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図１Ａの歯切り工具の製造過程において工具刃部の加工状態を示す一部断面図である。 図１Ａの歯切り工具の製造過程において工具本体の加工状態を示す一部断面図である。 図１Ａの歯切り工具の製造過程において工具刃部に工具本体を組み付けた状態を示す一部断面図である。 図１Ａの歯切り工具の製造過程において工具刃部と工具本体を一体化した状態を示す一部断面図である。 図１Ａの歯切り工具の製造過程において完成した歯切り工具を示す一部断面図である。 歯切り工具の製造装置である研削装置を示す斜視図である。 図４Ａの研削装置をＩＶＢ方向から見た図である。 本発明の第二実施形態の歯切り工具を回転軸線と直角な方向から見た一部断面図である。 図５の歯切り工具の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図５の歯切り工具の製造過程において工具刃部の加工状態を示す一部断面図である。 図５の歯切り工具の製造過程において工具本体の加工状態を示す一部断面図である。 図５の歯切り工具の製造過程において工具刃部に工具本体を組み付けて一体化した状態を示す一部断面図である。 図５の歯切り工具の製造過程において完成した歯切り工具を示す一部断面図である。 本発明の第三実施形態の歯切り工具を回転軸線と直角な方向から見た一部断面図である。 図８の歯切り工具の製造装置である付加製造装置を研削装置に付設した概略図である。

本発明の実施形態の歯切り工具としては、スカイビング加工により工作物を加工して平歯車やはすば歯車等の歯を創成する外歯車型工具に適用する場合を説明するが、内歯車型工具にも適用可能である。

＜１．第一実施形態＞
（１－１．歯切り工具の形状）
以下、図を参照して第一実施形態の歯切り工具の形状について説明する。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、歯切り工具１Ａは、工具本体２Ａと、工具刃部３Ａとを備える。工具本体２Ａと工具刃部３Ａは、それぞれ別体の１つの部材として構成される。工具本体２Ａは、中空円筒形状に形成される。なお、工具本体２Ａは、円柱状に形成してもよい。

工具刃部３Ａは、円環状に形成され、工具本体２Ａの一端側に同軸上に連結された環状刃部本体３０Ａ及び環状刃部本体３０Ａの外周面に位置調整不能な一体部位として形成された複数の刃３３Ａを有する。さらに、環状刃部本体３０Ａは、円環状の大径部３１Ａ及びこの大径部３１Ａの一端側に一体部位として突設された円環状の小径部３２Ａを有する。小径部３２Ａの内周には、工具本体２Ａの外周が嵌入されて連結される。つまり、工具刃部３Ａは、工具本体２Ａの外周面を基準面として位置決めされる。

環状刃部本体３０Ａの大径部３１Ａにおける刃３３Ａよりも内周部には、締結用ネジ４Ａ（締結部材）を挿入可能な複数（本例では、４つ）の貫通孔４１Ａが、周方向に等角度（９０°）間隔で回転軸線Ｃ方向に穿孔される。また、工具本体２Ａの端面には、工具本体２Ａの外周を環状刃部本体３０Ａの小径部３２Ａの内周に嵌入して連結したとき、４つの貫通孔４１Ａと対応する位置に、締結用ネジ４Ａを螺合可能な４つのメネジ４２Ａが回転軸線Ｃ方向に螺設される。締結用ネジ４Ａは、環状刃部本体３０Ａの大径部３１Ａと工具本体２Ａの端面同士を密着させる機能を有する。

そして、連結された工具本体２Ａと工具刃部３Ａの環状刃部本体３０Ａは、締結用ネジ４Ａの締付け力により直接的に締結される。ただし、詳細は後述するが、工具本体２Ａの外周を工具刃部３Ａの小径部３２Ａの内周に嵌入して連結した直後は、工具本体２Ａの回転軸線と工具刃部３Ａの回転軸線は軸ずれが生じている。このため、軸調整部材であるシュリンクディスク５０（図３Ｃ参照）により、工具本体２Ａの回転軸線と工具刃部３Ａの回転軸線の同軸調整を行い、その後に締結用ネジ４Ａを締め付けて工具本体２Ａと工具刃部３Ａの環状刃部本体３０Ａを同軸で締結する。

ここで、図３Ｃに示すように、シュリンクディスク５０は、一般的な軸調整部材であり、インナーリング５１、２つのスラストリング５２及び複数のボルト５３を備える。インナーリング５１は、円筒状の中空部を有する２つの円錐台の大径側を接合させた形状に形成される。すなわち、インナーリング５１の外周は、中心軸線方向の中央が両端よりも凸になる山形状に形成される。インナーリング５１の内径は、工具刃部３Ａの小径部３２Ａの外径に対し、所定の嵌め合い公差を持って形成される。

スラストリング５２は、円錐台状の中空部を有する円環状に形成される。スラストリング５２の内周のテーパ角は、インナーリング５１の外周のテーパ角と同一に形成される。そして、スラストリング５２の最大内径は、インナーリング５１の最大外径よりも小さく、スラストリング５２の最小内径は、インナーリング５１の最小外径よりも大きくなるように形成される。一方のスラストリング５２には、複数のボルト５３をそれぞれ挿入可能な複数の貫通穴５２ａが等角度間隔で穿孔され、他方のスラストリング５２には、複数のボルト５３をそれぞれ螺合可能な複数のメネジ５２ｂが等角度間隔で螺設される。

作業者は、２つのスラストリング５２をインナーリング５１の両端面側からテーパ面にそれぞれ嵌め込み、複数のボルト５３を一方のスラストリング５２の複数の貫通穴５２ａにそれぞれ挿入して、他方のスラストリング５２の複数のメネジ５２ｂにそれぞれ螺合する。そして、工具本体２Ａと工具刃部３Ａの環状刃部本体３０Ａを連結した状態で、インナーリング５１の内周を工具刃部３Ａの小径部３２Ａの外周に嵌入して連結する。なお、工具本体２Ａに連結された段階の工具刃部３Ａの環状刃部本体３０Ａの外周面には、複数の刃３３Ａがまだ形成されていない状態にある。つまり、環状刃部本体３０Ａの大径部３１Ａは、刃３３Ａの分だけ大径の円環状に形成されている。

そして、複数のボルト５３を徐々に締め付けて、２つのスラストリング５２をインナーリング５１のテーパ面に沿って回転軸線Ｃ方向に移動させる。これにより、インナーリング５１は、２つのスラストリング５２から径方向に締め付けられるので、工具本体２Ａの回転軸線に対し工具刃部３Ａの回転軸線を平行移動させる。よって、工具本体２Ａの回転軸線と工具刃部３Ａの回転軸線の同軸調整を行うことができる。そして、複数のボルト５３の締付トルク管理を行うことで、同軸調整を容易に再現できるようになる。この同軸調整後、複数の刃３３Ａが、環状刃部本体３０Ａの外周面に形成される。

図１Ｂに示すように、歯切り工具１Ａは、工具刃部３Ａにおける回転軸線Ｃ方向の端面に、回転軸線Ｃと直交する面に対してすくい角θを有するすくい面３４Ａを備える。つまり、すくい面３４Ａは、歯切り工具１Ａの回転軸線Ｃを中心としたテーパ状に形成される。また、歯切り工具１Ａの複数の刃３３Ａの外接面は、円錐台形状に形成される。つまり、複数の刃３３Ａの先端面は、すくい面３４Ａに対して、前逃げ角αを有する前逃げ面３５Ａとなる。

従って、刃３３Ａの一方端面から刃すじ方向（刃溝方向に等しい）に行くに従って、刃先面における歯切り工具１Ａの回転軸線Ｃからの距離が徐々に小さくなっている。また、複数の刃３３Ａは、回転軸線Ｃに対してねじれ角βを有している。ただし、創成する歯車の歯のねじれ角と、切削加工における歯車と歯切り工具１Ａとの交差角に応じて、刃３３Ａのねじれ角βは適宜異なる。よって、刃３３Ａは、ねじれ角βを有しない場合（ねじれ角βが０度）も存在する。

以上のように、工具本体２Ａと工具刃部３Ａは別体で構成され、複数の刃３３Ａは工具刃部３Ａの環状刃部本体３０Ａの外周面に一体部位として形成される。このため、工具本体２Ａと工具刃部３Ａの同軸調整を行うのみで、複数の刃３３Ａの同軸調整も同時に行われることになる。よって、従来の工具本体に対し複数の刃をそれぞれ取り付け、各刃に対して同軸調整を行う作業が必要な歯切り工具と比較して、本実施形態の歯切り工具１Ａの取扱いは容易となり、創成する歯車の加工精度を従来よりも向上できる。

また、工具本体２Ａと工具刃部３Ａは締結されたままで刃３３Ａの再研磨が可能となるので、調整した同軸を維持でき、創成する歯車の加工精度を向上できる。また、工具本体２Ａは、例えば浸炭鋼で形成し、工具刃部３Ａは、例えば高速度工具鋼もしくは超硬合金で形成できる。よって、従来のソリッド（無垢）の高速度工具鋼もしくは超硬合金で成る歯切り工具よりも低コスト化が図れる。

（１－２．歯切り工具の製造装置）
上述の歯切り工具１Ａの製造装置は、円筒状の工具本体２Ａ及び円環状の工具刃部３Ａの環状刃部本体３０Ａ（刃３３Ａの分だけ大径の大径部３１Ａ及び小径部３２Ａ）を加工する装置として、旋盤やマシニングセンタ等の切削装置が用いられ、詳細な説明は省略する。また、工具刃部３Ａの刃３３Ａを加工する装置として、工具研削盤やアンギュラ研削盤等の研削装置が用いられ、図４Ａ及び図４Ｂを参照して工具刃部３Ａの刃３３Ａの刃側面の研削を行う場合について説明する。

研削装置６０は、図示しないベッド上において、研削対象である歯切り工具１Ａを、歯切り工具１Ａの中心軸線Ｃ周り（θｃ）に回転可能に支持する主軸ユニット６１を備える。さらに、研削装置６０は、砥石車６３を、砥石車６３の中心軸線Ｔ周り（θｔ）に回転可能に支持する砥石台６２を備える。砥石車６３は、中心軸線Ｔ周りの円盤状に形成される。ただし、砥石車６３の外周面は、歯切り工具１Ａの刃溝の形状に応じた形状に形成される。

砥石台６２は、主軸ユニット６１に対して歯切り工具加工における交差角ηを調整可能（歯切り工具１Ａの中心軸線Ｃと砥石車６３の中心軸線Ｔとを直交させた状態から交差角ηだけ傾斜させる調整が可能）であると共に、主軸ユニット６１に対して直交３軸方向に相対移動可能である。砥石台６２と主軸ユニット６１との交差角ηは、歯切り工具１Ａのねじれ角βに合わせて調整される。本例では、ねじれ角βと交差角ηは同一である。なお、主軸ユニット６１と砥石台６２とは、相対移動すればよく、主軸ユニット６１が移動可能な構成としてもよい。

そして、主軸ユニット６１及び砥石台６２が位置決めされることにより、歯切り工具１Ａの中心軸線Ｃと砥石車６３の中心軸線Ｔとが交差角ηを有する状態に位置決めされる。この状態で、歯切り工具１Ａが中心軸線Ｃ周り（θｃ）に回転される。また、砥石車６３は、中心軸線Ｔ周り（θｔ）に回転される。さらに、砥石車６３は、歯切り工具１Ａの回転に同期して、歯切り工具１Ａの中心軸線Ｃ方向（Ｍｃ）、歯切り工具１Ａの径方向（Ｍｒ）、及び、歯切り工具１Ａの回転接線方向（並進方向）（Ｍｍ）に移動する。このようにして、歯切り工具１Ａの刃３３Ａの刃側面が研削される。

この研削では、砥石車６３は、歯切り工具１Ａの刃溝に沿って回転しながら往復移動してもよいし、一方向のみに移動してもよい。また、砥石車６３は、歯切り工具１Ａの刃溝の両側を同時に研削するが、刃溝の片側を研削してもよいし、歯切り工具１Ａの回転方向が変わっても歯切り工具１Ａの回転方向に合わせて歯切り工具１Ａの刃溝を研削できるように追従してもよい。

（１－３．歯切り工具の製造方法）
次に、上述の歯切り工具１Ａの製造方法について図を参照して説明する。先ず、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、円筒状の工具本体２Ａ及び円環状の工具刃部３Ａの環状刃部本体３０Ａ（刃３３Ａの分だけ大径の大径部３１Ａ及び小径部３２Ａ）を切削装置で加工する。このとき、工具本体２Ａの端面において４つのメネジ４２Ａの加工も行う。また、工具刃部３Ａの環状刃部本体３０Ａの大径部３１Ａの端面において４つの貫通孔４１Ａの加工も行う。（図２のステップＳ１）。

そして、図３Ｃに示すように、工具本体２Ａを工具刃部３Ａの小径部３２Ａに嵌入して連結し（図２のステップＳ２、連結工程）、工具刃部３Ａの小径部３２Ａにシュリンクディスク５０を取り付ける（図２のステップＳ３）。そして、シュリンクディスク５０の複数のボルト５３を徐々に締め付けて、工具本体２Ａの回転軸線と工具刃部３Ａの回転軸線の軸ずれを調整する（図２のステップＳ４、同軸調整工程）。

そして、工具本体２Ａの回転軸線と工具刃部３Ａの回転軸線の軸ずれが許容範囲内に入ったか否かを判断し（図２のステップＳ５）、工具本体２Ａの回転軸線と工具刃部３Ａの回転軸線の軸ずれが許容範囲内に入っていないといは、ステップＳ４に戻って、工具本体２Ａの回転軸線と工具刃部３Ａの回転軸線の軸ずれ調整を続行する。

一方、工具本体２Ａの回転軸線と工具刃部３Ａの回転軸線の軸ずれが許容範囲内に入ったら、図３Ｄに示すように、締結用ネジ４Ａを工具刃部３Ａの貫通孔４１Ａから挿入し、工具本体２Ａのメネジ４２Ａに螺合して締結する（図２のステップＳ６、締結工程）。これにより、工具本体２Ａと工具刃部３Ａは、同軸の状態を維持して締結される。

そして、工具刃部３Ａの小径部３２Ａからシュリンクディスク５０を取り外し（図２のステップＳ７）、締結された工具本体２Ａと工具刃部３Ａを研削装置６０に取り付け、工具刃部３Ａの環状刃部本体３０Ａの大径部３１Ａの外周に刃３３Ａを荒加工する（図２のステップＳ８、加工工程）。そして、刃３３Ａの荒加工が完了したか否かを判断し（図２のステップＳ９）、刃３３Ａの荒加工が完了していないときは、ステップＳ８に戻って、刃３３Ａの荒加工を継続する。

一方、刃３３Ａの荒加工が完了したら、荒加工した刃３３Ａを切れ刃とする仕上げ加工を行う（図２のステップＳ１０、加工工程）。そして、刃３３Ａを切れ刃とする仕上げ加工が完了したか否かを判断し（図２のステップＳ１１）、刃３３Ａを切れ刃とする仕上げ加工が完了していないときは、ステップＳ１０に戻って、刃３３Ａを切れ刃とする仕上げ加工を継続する。一方、刃３３Ａを切れ刃とする仕上げ加工が完了したら、全ての処理を終了する。以上により、図３Ｅに示す歯切り工具１Ａが完成する。

この歯切り工具１Ａの製造方法によれば、工具本体２Ａとこの工具本体２Ａとは別体の１つの部材として構成される工具刃部３Ａを同軸調整して締結した後、工具刃部３Ａに複数の刃３３Ａを荒加工及び仕上げ加工するので、高精度な歯切り工具１Ａが得られる。よって、歯切り工具１Ａで創成する歯車の加工精度を向上できる。なお、単独の工具刃部３Ａに対し複数の刃３３Ａを荒加工し、その工具刃部３Ａと工具本体２Ａを同軸調整して締結した後、荒加工した複数の刃３３Ａを仕上げ加工するようにしてもよい。この製造方法でも、高精度な歯切り工具１Ａが得られ、歯切り工具１Ａで創成する歯車の加工精度を向上できる。

＜２．第二実施形態＞
（２－１．歯切り工具の形状）
以下、図を参照して第二実施形態の歯切り工具の形状について説明する。図５に示すように、歯切り工具１Ｂは、工具本体２Ｂと、工具刃部３Ｂとを備える。工具本体２Ｂと工具刃部３Ｂは、それぞれ別体の１つの部材として構成される。工具本体２Ｂは、中空円筒形状の大径部２１Ｂ及び大径部２１Ｂの一端側に一体部位として突設された中空円筒形状の小径部２２Ｂを有する。なお、工具本体２Ｂは、円柱状に形成してもよい。

工具刃部３Ｂは、円環状に形成され、工具本体２Ｂの一端側に同軸上に連結された環状刃部本体３０Ｂ及び環状刃部本体３０Ｂの外周面に位置調整不能に一体部位として形成された複数の刃３３Ｂを有する。さらに、環状刃部本体３０Ｂは、工具本体２Ｂの小径部２２Ｂの外周が嵌入される小径内周部３１Ｂと、小径内周部３１Ｂに続く大径内周部３２Ｂを有する。小径内周部３１Ｂの内周には、工具本体２Ｂの小径部２２Ｂの外周が嵌入されて連結される。つまり、工具刃部３Ｂは、工具本体２Ｂの外周面を基準面として位置決めされる。

工具本体２Ｂの小径部２２Ｂと工具刃部３Ｂの環状刃部本体３０Ｂの大径内周部３２Ｂの間には、後述する締結部材であって軸調整部材であるシュパンリング７０の２つのスラストリング７１，７２（摩擦締結要素）が挿入される。そして、工具刃部３Ｂの大径内周部３２Ｂの端面には、シュパンリング７０の押圧リング７３（摩擦締結要素）が配置され、複数（ただし、図５では、１個のみ示す）のボルト７４（摩擦用ネジ）が螺合されるメネジ７５が等角度間隔で螺設される。

シュパンリング７０は、一般的な締結部材であって軸調整部材であり、２つのスラストリング７１，７２、押圧リング７３及び複数のボルト７４を備える。スラストリング７１は、円筒状の中空部を有する円錐台状に形成される。スラストリング７２は、円錐台状の中空部を有する円環状に形成される。スラストリング７１の外周のテーパ角は、スラストリング７２の内周のテーパ角と同一に形成される。そして、スラストリング７１は、スラストリング７２の内周側に挿入され、工具本体２Ｂの小径部２２Ｂの外周面と工具刃部３Ｂの環状刃部本体３０Ｂの大径内周部３２Ｂの内周面との径方向間に介在して摩擦力で締結する。

スラストリング７１の内径は、工具本体２Ｂの小径部２２Ｂの外径に対し、所定の嵌め合い公差を持って形成される。スラストリング７２の外径は、工具刃部３Ｂの環状刃部本体３０Ｂの大径内周部３２Ｂの内径に対し、所定の嵌め合い公差を持って形成される。押圧リング７３は、円環状に形成され、スラストリング７１の端面及び工具刃部３Ｂの大径内周部３２Ｂの端面に形成される複数のメネジ７５を覆える大きさに形成される。そして、押圧リング７３には、複数のメネジ７５にそれぞれ対応する位置に、複数のボルト７４をそれぞれ挿入可能な複数の貫通穴７３ａが等角度間隔で穿孔される。複数のボルト７４は、締付け力で後述する２つのスラストリング７１，７２の摩擦力を発生させる。

作業者は、工具本体２Ｂと工具刃部３Ｂの環状刃部本体３０Ａを連結した状態で、工具刃部３Ｂの環状刃部本体３０Ａの大径内周部３２Ｂの内周に、テーパ面が上向きの状態のスラストリング７２の外周を嵌入する。さらに、工具本体２Ｂの小径部２２Ｂの外周に、テーパ面が下向きの状態のスラストリング７１の内周を嵌入する。そして、押圧リング７３をスラストリング７１の端面上に載置し、複数のボルト７４を押圧リング７３の複数の貫通穴７３ａにそれぞれ挿入する。そして、工具刃部３Ｂの大径内周部３２Ｂの端面に形成される複数のメネジ７５にそれぞれ螺合する。なお、工具本体２Ｂに連結された段階の工具刃部３Ｂの環状刃部本体３０Ｂの外周面には、複数の刃３３Ｂがまだ形成されていない状態にある。つまり、環状刃部本体３０Ｂの大径内周部３２Ｂは、刃３３Ｂの分だけ大径の円環状に形成されている。

そして、複数のボルト７４を徐々に締め付けて、スラストリング７１をスラストリング７２のテーパ面に沿って回転軸線Ｃ方向に移動させる。これにより、工具本体２Ｂの小径部２２Ｂは、スラストリング７１から径方向に締め付けられるので、工具刃部３Ｂの環状刃部本体３０Ｂは、工具本体２Ｂの小径部２２Ｂに対し２つのスラストリング７１，７２の摩擦力で締結される。さらに、工具本体２Ｂの回転軸線に対し工具刃部３Ｂの回転軸線を平行移動させる。よって、工具本体２Ｂの回転軸線と工具刃部３Ｂの回転軸線の同軸調整を行うことができる。そして、複数のボルト７４の締付トルク管理を行うことで、同軸調整を容易に再現できるようになる。この同軸調整後、複数の刃３３Ｂが、環状刃部本体３０Ｂの大径内周部３２Ｂの外周面に形成される。

また、工具刃部３Ｂにおける刃３３Ｂの刃先とは反対側の端面には、キー８１（回転規制部材）を嵌入可能なキー溝８２（回転規制部材）が、径方向に１か所設けられる。また、工具本体２Ｂの大径部２１Ｂにおける小径部２２Ｂ側の端面には、小径部２２Ｂの外周に工具刃部３Ｂの環状刃部本体３０Ｂの小径内周部３１Ｂの内周を嵌入したときキー溝８２と対応する位置に、キー８１を嵌入可能なキー溝８３（回転規制部材）が、径方向に１か所設けられる。そして、工具本体２Ｂと工具刃部３Ｂは、キー溝８２，８３にキー８１が嵌入されることで、工具刃部３Ｂの工具本体２Ｂに対する相対回転が規制される。つまり、複数の刃３３Ｂ毎の回転規制は不要となる。

なお、歯切り工具１Ｂも第一実施形態の歯切り工具１Ａと同様に、すくい角θを有するすくい面３４Ｂ、前逃げ角αを有する前逃げ面３５Ｂ、ねじれ角βを有する複数の刃３３Ｂを有する。以上のように、第二実施形態の歯切り工具１Ｂも、第一実施形態の歯切り工具１Ａと同様の効果が得られる。

（２－２．歯切り工具の製造装置及び製造方法）
次に、上述の歯切り工具１Ｂの製造方法について図を参照して説明する。なお、歯切り工具１Ｂの製造装置としては、第一実施形態の歯切り工具１Ａの製造装置と同様であり、詳細な説明は省略する。先ず、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、円筒状の工具本体２Ｂ（大径部２１Ｂ及び小径部２２Ｂ）及び円環状の工具刃部３Ｂの環状刃部本体３０Ｂ（刃３３Ｂの分だけ大径の大径内周部３２Ｂ及び小径内周部３１Ｂ）を切削装置で加工する。

このとき、工具本体２Ｂの大径部２１Ｂの端面においてキー溝８３の加工も行う。また、工具刃部３Ｂの大径内周部３２Ｂの端面において複数のメネジ５５の加工、及びキー溝８３に対向するキー溝８２の加工も行う（図６のステップＳ２１）。

そして、図７Ｃに示すように、工具本体２Ｂの小径部２２Ｂを工具刃部３Ｂの小径内周部３１Ｂに嵌入して連結する（図６のステップＳ２２、連結工程）。そして、工具本体２Ｂと工具刃部３Ｂの間のキー溝８２，８３にキー８１を嵌入するとともに、工具本体２Ｂの小径部２２Ｂの外周と工具刃部３Ｂの大径内周部３２Ｂの内周にシュパンリング７０を挿入する（図６のステップＳ２３）。そして、シュパンリング７０の複数のボルト７４を徐々に締め付けて、工具本体２Ｂの回転軸線と工具刃部３Ｂの回転軸線の軸ずれを調整する（図６のステップＳ２４、同軸調整工程）。

そして、工具本体２Ｂの回転軸線と工具刃部３Ｂの回転軸線の軸ずれが許容範囲内に入ったか否かを判断し（図６のステップＳ２５）、工具本体２Ｂの回転軸線と工具刃部３Ｂの回転軸線の軸ずれが許容範囲内に入っていないといは、ステップＳ２４に戻って、工具本体２Ｂの回転軸線と工具刃部３Ｂの回転軸線の軸ずれ調整を続行する。一方、工具本体２Ｂの回転軸線と工具刃部３Ｂの回転軸線の軸ずれが許容範囲内に入ったら、この状態で工具本体２Ｂと工具刃部３Ｂは締結される（締結工程）。

そして、締結された工具本体２Ｂと工具刃部３Ｂを研削装置６０に取り付け、工具刃部３Ｂの環状刃部本体３０Ｂの大径内周部３２Ｂの外周に刃３３Ｂを荒加工する（図６のステップＳ２６、加工工程）。そして、刃３３Ｂの荒加工が完了したか否かを判断し（図６のステップＳ２７）、刃３３Ｂの荒加工が完了していないときは、ステップＳ２６に戻って、刃３３Ｂの荒加工を継続する。

一方、刃３３Ｂの荒加工が完了したら、荒加工した刃３３Ｂを切れ刃とする仕上げ加工を行う（図６のステップＳ２８、加工工程）。そして、刃３３Ｂを切れ刃とする仕上げ加工が完了したか否かを判断し（図６のステップＳ２９）、刃３３Ｂを切れ刃とする仕上げ加工が完了していないときは、ステップＳ２８に戻って、刃３３Ｂを切れ刃とする仕上げ加工を継続する。一方、刃３３Ｂを切れ刃とする仕上げ加工が完了したら、全ての処理を終了する。以上により、図７Ｄに示す歯切り工具１Ｂが完成する。

この歯切り工具１Ｂの製造方法によっても、第一実施形態の歯切り工具１Ａの製造方法と同様の効果が得られる。なお、単独の工具刃部３Ｂに対し複数の刃３３Ｂを荒加工し、その工具刃部３Ｂと工具本体２Ｂを同軸調整して締結した後、荒加工した複数の刃３３Ｂを仕上げ加工するようにしてもよい。この製造方法でも、高精度な歯切り工具１Ｂが得られ、歯切り工具１Ｂで創成する歯車の加工精度を向上できる。

＜３．第三実施形態＞
（３－１．歯切り工具の形状）
以下、図を参照して第三実施形態の歯切り工具の形状について説明する。図８に示すように、歯切り工具１Ｃは、工具本体２Ｃと、環状刃部本体３０Ｃと、刃３３Ｃとを備える。工具本体２Ｃは、円筒状に形成される。なお、工具本体２Ｃは、円柱状に形成してもよい。環状刃部本体３０Ｃは、工具本体２Ｃに一体部位として形成されており、工具本体２Ｃの一端側に同軸上に設けられる。

刃３３Ｃは、環状刃部本体３０Ｃの外周面に一体部位として形成された荒刃型部３３１Ｃと、荒刃型部３３１Ｃの外面に付加造形物として形成された造形刃３３２Ｃとを備える。つまり、工具本体２Ｃと環状刃部本体３０Ｃと荒刃型部３３１Ｃは、一体的に形成、すなわちソリッド（無垢）の例えば浸炭鋼で形成される。造形刃３３２Ｃは、高速度工具鋼もしくは超硬合金で形成される。

なお、歯切り工具１Ｃも第一実施形態の歯切り工具１Ａと同様に、すくい角θを有するすくい面３４Ｃ、前逃げ角αを有する前逃げ面３５Ｃ、ねじれ角βを有する複数の造形刃３３２Ｃを有する。以上のように、第三実施形態の歯切り工具１Ｃも、第一実施形態の歯切り工具１Ａと同様の効果が得られる。また、工具本体２Ｃと環状刃部本体３０Ｃと荒刃型部３３１Ｃは、一体的に形成された場合を説明したが、第一、第二実施形態の歯切り工具１Ａ，１Ｂと同様に、工具本体２Ｃと、一体的に形成された環状刃部本体３０Ｃ及び荒刃型部３３１Ｃとをそれぞれ別体の１つの部材として構成してもよい。

（３－２．歯切り工具の製造装置及び製造方法）
上述の歯切り工具１Ｃの製造装置としては、第一実施形態の歯切り工具１Ａの製造装置（詳細な説明は省略する）の他に、付加製造装置が用いられる。つまり、図９に示すように、付加製造装置９０は、研削装置６０に付設され、粉末供給装置９１及び光照射装置９２等を備える。

粉末供給装置９１は、主軸ユニット６１に支持される歯切り工具１Ｃの環状刃部本体３０Ｃの荒刃型部３３１Ｃの外面に、高速度工具鋼もしくは超硬合金の粉末材料を噴射して供給する。光照射装置９２は、歯切り工具１Ｃの環状刃部本体３０Ｃの荒刃型部３３１Ｃの外面及び供給される粉末材料に、例えばレーザ光を照射して溶融池を形成し、荒刃型部３３１Ｃの外面に付加造形物を付加する。なお、付加製造装置９０は、切削装置に付設してもよく、単独の装置としてもよい。

歯切り工具１Ｃの製造方法は、先ず、切削装置で例えば浸炭鋼で成る無垢材から工具本体２Ｃと環状刃部本体３０Ｃと荒刃型部３３１Ｃを加工する（加工工程）。このとき、荒刃型部３３１Ｃは荒加工でよい。そして、付加製造装置９０で複数の荒刃型部３３１Ｃの外面に、例えば超硬合金で成る付加造形物を付加する（付加工程）。そして、研削装置６０で付加造形物を切れ刃となる造形刃３３２Ｃとする仕上げ加工を行う（加工工程）。

なお、工具本体２Ｃと環状刃部本体３０Ｃ及び荒刃型部３３１Ｃとをそれぞれ別体の部材として構成する場合は、第一、第二実施形態の歯切り工具１Ａ，１Ｂの製造方法と同様の工程となる。また、第三実施形態では、付加製造装置９０で付加造形物を付加して造形刃３３２Ｃを形成する場合を説明したが、高速度工具鋼もしくは超硬合金で成る切れ刃となるチップ（付加造形物）を造形刃３３２Ｃとして、複数の荒刃型部３３１Ｃの外面にろう付けするようにしてもよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ：歯切り工具、 ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ：工具本体、 ３Ａ，３Ｂ：工具刃部、 ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ：環状刃部本体、 ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ：刃、 ３３１Ｃ：荒刃型部、 ３３２Ｃ：造形刃、 ５０：シュリンクディスク、 ６０：研削装置、 ７０：シュパンリング、 ８１：キー、 ９０：付加製造装置

本発明は、歯切り工具の製造方法に関するものである。

本発明の目的は、低コストで取扱いが容易な歯切り工具の製造方法を提供することである。

本発明の一態様は、スカイビング加工に用いられる工具であり、工作物に歯車の歯を創成する歯切り工具の製造方法であって、
前記歯切り工具は、
円筒状又は円柱状の工具本体と、
前記工具本体に一体部位として形成されており、前記工具本体の一端側に同軸上に設けられた環状刃部本体と、
前記環状刃部本体の外周面に少なくとも一部を付加造形物として形成され、軸方向端面にすくい面を有すると共に外周面に前逃げ面を有する複数の刃と、を備え、
前記工具本体及び前記環状刃部本体を備える一体部材を準備する工程と、
前記一体部材の外面に、付加製造装置を用いて付加造形物としての造形刃を付加する付加工程と、
前記付加工程により付加された前記造形刃を仕上げ加工することにより、前記複数の刃を形成する仕上げ加工工程と、
を備える、歯切り工具の製造方法にある。

本発明に係る歯切り工具の製造方法によれば、工具本体と工具刃部とは一体部位として形成され、複数の刃は工具刃部の環状刃部本体の外周面に一体部位として形成される。従って、従来の工具本体に対し複数の刃をそれぞれ取り付け、各刃に対して同軸調整を行う作業が必要な歯切り工具と比較して、本発明の歯切り工具の取扱いは容易となり、創成する歯車の加工精度を従来よりも向上できる。

Claims (11)

1. 工作物に歯車の歯を創成する歯切り工具であって、
   円筒状又は円柱状の工具本体と、
   前記工具本体と別体の１つの部材として構成され、前記工具本体の一端側に同軸上に連結された環状刃部本体及び前記環状刃部本体の外周面に一体部位として形成された複数の刃を有する円環状の工具刃部と、
   を備える、歯切り工具。
2. 前記歯切り工具は、さらに、前記工具本体に前記工具刃部の前記環状刃部本体を締結する締結部材、を備える、請求項１に記載の歯切り工具。
3. 前記締結部材は、前記工具本体と前記工具本体に同軸に調整された前記工具刃部の前記環状刃部本体とを直接的に締付け力で締結する締結用ネジである、請求項２に記載の歯切り工具。
4. 前記締結部材は、前記工具本体の外周面と前記工具刃部の前記環状刃部本体の内周面との径方向間に介在して摩擦力で締結する摩擦締結要素を含む、請求項２に記載の歯切り工具。
5. 前記締結部材は、前記摩擦締結要素の摩擦力を締付け力で発生させる摩擦用ネジを含む、請求項４に記載の歯切り工具。
6. 前記歯切り工具は、さらに、前記工具本体及び前記工具刃部の前記環状刃部本体に設けられ、前記工具本体と前記工具刃部の前記環状刃部本体との相対回転を規制する回転規制部材、を備える、請求項４又は５に記載の歯切り工具。
7. 前記工具刃部は、前記工具本体の外周面を基準面として位置決めされる、請求項２－６の何れか一項に記載の歯切り工具。
8. 工作物に歯車の歯を創成する歯切り工具であって、
   円筒状又は円柱状の工具本体と、
   前記工具本体と別体の１つの部材として構成され又は前記工具本体に一体部位として形成されており、前記工具本体の一端側に同軸上に設けられた環状刃部本体と、
   前記環状刃部本体の外周面に少なくとも一部を付加造形物として形成された複数の刃と、
   を備える、歯切り工具。
9. 前記複数の刃のそれぞれは、
   前記環状刃部本体の外周面に一体部位として形成された荒刃型部と、
   前記荒刃型部の外面に付加造形物として形成された造形刃と、
   を備える、請求項１－８の何れか一項に記載の歯切り工具。
10. 工作物に歯車の歯を創成する歯切り工具の製造方法であって、
    円筒状又は円柱状の工具本体とは別体の１つの部材として構成される円環状の工具刃部を、前記工具本体の一端側に連結する連結工程と、
    前記連結工程の後に前記工具本体の回転軸線と前記工具刃部の回転軸線を軸調整部材で同軸に調整する同軸調整工程と、
    前記同軸調整工程の後に前記工具本体と前記工具刃部を締結部材で締結する締結工程と、
    前記締結工程の後に複数の刃を前記工具刃部の外周面に加工する加工工程と、
    を備える、歯切り工具の製造方法。
11. 工作物に歯車の歯を創成する歯切り工具の製造方法であって、
    円筒状又は円柱状の工具本体とは別体の１つの部材として構成され又は前記工具本体に一体部位として形成されており、前記工具本体の一端側に同軸上に設けられた円環状の工具刃部の外周面に、複数の刃として機能する付加造形物を付加する付加工程と、
    前記付加工程の後に前記付加造形物を造形刃として加工する加工工程と、
    を備える、歯切り工具の製造方法。
    

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