JP5846082B2 - スカイビング加工用カッターの研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、スカイビング加工用カッターの研削方法に関し、詳しくは、スカイビング加工用カッターの切刃部を研削により仕上げる技術に関する。

特許文献１には、リング状のワークを回転させ、このワークと同期回転するスカイビング加工用カッター（文献ではピニオンカッター）を、ワークに形成する歯の歯すじ方向に送ることにより歯切りする加工形態が示されている。

この特許文献１では、スカイビング加工用カッターが、はすば歯車状に形成され、このスカイビング加工用カッターとワークとを同期回転させることにより、カッターの切刃部がワークに形成される歯の歯溝に嵌り込む形態で切削が進み、加工が実現する。

このスカイビング加工用カッターは、はすば歯車状に形成されるため、製造時には、はすば歯車と同様の工程で製造することが可能である。

特許文献２には、はすば歯車の形成も可能な歯車成形研削方法として、歯切りしたワークの歯溝の一方の面を研削する砥石と、歯溝の他方の面を研削する砥石とを備え、これらの砥石により研削を行う技術が示されている。

特開２０１２‐４５６８７号公報 特開平７‐１１２３２０号公報

スカイビング加工用カッターの切刃部の形状は、はすば歯車と同じであるが、歯車と機能が異なるため、歯車において歯先、歯面、歯底、歯厚、歯形、歯すじ各々に相当するスカイビング加工用カッターの各部の呼称を、刃先、刃側面、刃底、刃厚、刃形、刃すじとして以下に説明する。これと同様に、歯車の加工時の歯切りを、スカイビング加工用カッターの場合には刃切りとして説明する。

スカイビング加工用カッターを製造する場合には、例えば、歯車と同様に素材を円柱形に成形する旋削を行い、円柱状の素材を刃切り（歯車の歯切りに相当）することで、歯車状の切刃部を形成し、熱処理を行い、この後に砥石を用いて刃側面、刃底面、刃先面（歯車の場合、歯面、歯底、歯先に対応する）を研削する処理形態となる。

スカイビング加工用カッターは、回転軸芯に沿う方向で突出側が切刃面として機能するものであり、歯車状に形成される切刃部の形状が、ワークに形成される歯の形状に反映される。

このような理由から、スカイビング加工用カッターの切刃部の刃の形と刃厚とは高い精度に仕上げられることが要求される。また、刃側面、刃底面、刃先面を成形する場合には、砥石を用いた研削が行われるのが一般的である。具体的には、特許文献２に記載されるように、歯面の一方の側面と他方の側面とを異なる砥石で研削することにより高い精度で歯面を仕上げることも可能となる。

２つの歯車が噛み合う場合には、歯面同士が接触して動力を伝達する構成であるため、接触が生じない歯先や歯底の形状は動力伝達に影響しない。これに対して、スカイビング加工用カッターは歯車状の切刃部の形状が、そのまま、ワークの歯車の形状に反映されるため、刃先面から刃側面に亘る領域の形状に高い精度が要求される。

特に、切刃部の刃側面と刃先面とを単純に形成した場合には、刃側面と刃先面との境界に加工工程の異なりによる段差が形成され、この段差がワークの歯車の形状に現れることになり改善の余地がある。更に、切刃部の刃側面と刃先面との境界に段差が形成されるものでは、切削加工時に応力の集中により切刃部が破損するも考えられ、この点にも改善の余地がある。

本発明の目的は、切削により良好な歯車を形成することが可能なスカイビング加工用カッターの研削方法を合理的に構成する点にある。

本方法の発明の特徴は、素材の外周に回転軸芯を中心にしてヘリカル状となる複数の溝部を形成することにより、隣り合う前記溝部に挟まれる位置に、前記回転軸芯を中心として放射状に複数の切刃部を配置したスカイビング加工用カッターを研削対象とし、前記溝部に面する一対の刃側面のうちの一方を研削する第１研削工程と、一対の前記刃側面の他方を研削する第２研削工程と、一対の前記刃側面から前記切刃部の突出側に伸びる領域の刃先面を研削する第３研削工程とを備え、前記第１研削工程と前記第２研削工程との後に、前記第３研削工程が実行されるように順序が設定されると共に、この第３研削工程では、研削により形成される刃先面が、前記第１研削工程により形成される一方の刃側面と、前記第２研削工程により形成される他方の刃側面とに段差なく連なるように研削が行われ、
前記第３研削工程が、前記刃先面から一方の前記刃側面および他方の前記刃側面に亘る領域の研削が可能な第３砥石を用いて前記刃先面の刃すじ方向での一方の端部から他方の端部に亘る領域を研削することにより、前記刃先面と一方の前記刃側面および他方の前記刃側面との境界部分の段差をなくしている点にある。

この方法によると、一方の刃側面を第１研削工程で研削し、他方の刃側面を第２研削工程で形成するので、一対の刃側面を１つの工程で研削する方法と比較して、一対の刃側面を個別に高精度で形成することができる。この後に、第３研削工程で刃先面を研削することにより、リーディング側の刃側面とトレーリング側の刃側面とに段差なく連なる形態で刃先面を形成することができる。また、この方法では、第１研削工程での研削と第２研削工程での研削とを個別に行えるので、刃厚（歯車の歯厚に相当）を調節する場合には、歯車の横転位と同様の技術により調節が可能となる。
特に、この方法で研削されたスカイビング加工用カッターでワークを加工した場合には、滑らかに連なる歯面を形成できる。更に、カッターの刃側面と刃先面との境界部分に段差が形成されたものでは、切削時に段差の部位に応力が集中して切刃部に欠け等の破損が生じる。これに対して、本発明の方法で研削されたカッターでは、刃側面と刃先面との境界部分に段差が形成されないので、この部位に応力が集中することがなく寿命を延ばすことが可能となる。
従って、切削により良好に歯車を形成することが可能で、カッターの寿命も長いスカイビング加工用カッターの研削方法が構成された。

本発明は、前記第３砥石が、第３駆動軸芯を中心に駆動回転自在なディスク状であり、その外周部に対して前記刃先面から一方の前記刃側面および他方の前記刃側面に亘る領域の研削が可能な溝状の第３研削面が形成されても良い。

これによると、ディスク状の第３砥石を駆動回転することにより、その外周に溝状に形成された第３研削面により刃先面から一対の刃側面の境界部分に達する領域の研削が可能となる。

本発明は、前記第１研削工程が、一方の前記刃側面に沿う形状の研削面を有し駆動回転により研削を行うディスク状の第１砥石を用い、前記第２研削工程が、他方の前記刃側面に沿う形状の研削面を有し駆動回転により研削を行うディスク状の第２砥石を用いるように構成されても良い。

これによると、第１砥石の駆動回転による研削により、その研削面に対応した刃側面が形成され、第２砥石の駆動回転による研削により、その研削面に対応した刃側面が形成される。これにより高い精度で一対の刃側面を異なる形状に形成することも可能となる。

本発明は、前記第３研削工程が、前記刃先面に沿う形状の研削面を有し駆動回転により研削を行うディスク状の第３砥石を用い、この第３砥石により形成された刃先面を、前記第１砥石により形成された一方の前記刃側面、及び、前記第２砥石により形成された他方の前記刃側面に連なるように形成しても良い。

これによると、第３砥石の駆動回転により、その研削面に対応した刃先面が、一対の刃側面と滑らかに連なる状態に形成される。これにより一対の刃側面に滑らかに連なる状態となる刃先面が高い精度で形成できる。

本発明は、前記第１砥石と前記第２砥石との少なくとも一方を、前記回転軸芯を中心にして周方向に向けて、刃厚の調整に必要な量だけ移動させて前記刃側面の研削を行っても良い。

これによると、スカイビング加工用カッターの刃側面を研削する際に、第１砥石と第２砥石との少なくとも一方を、スカイビング用カッターに対し、回転軸芯を中心とする周方向に相対移動させ、この相対移動量を刃厚の調節に必要な量に設定することで刃厚（歯車の歯厚に相当）の調整が実現する。この加工方法は、歯車の歯厚を調整する際の横転位と同様の技術であり、刃形（歯車の歯形に相当）を変化させることがない。これに対して、歯車の加工における縦転位と同様に第１砥石と第２砥石との少なくとも一方を回転軸芯に接近させて研削量を増大した場合には、刃形が変化する不都合に繋がるが、本発明では、横転位の技術を利用することにより刃形を変化させることなく必要とする刃厚を得る。

本発明は、前記第３研削工程が、バフ、又は、投射材のブラストによって研削が行われても良い。

これによると、砥石による研削とは異なり、研削対象面の近傍も少し研削することになるため、特別な加工を行わずともこの第３研削工程での研削により形成される刃先面と、刃側面との境界部分の段差を小さくして、刃先面と刃側面とを滑らかに連なる状態に形成する。

スカイビング加工時のカッターとワークとを示す斜視図である。 スカイビング加工時のカッターとワークとを示す断面図である。 研削装置の構成を模式的に示す図である。 カッターの製造工程を示す図である。 カッターの切刃部を拡大した斜視図である。 荒削り状態のカッターの切刃部の断面図である。 第１砥石による研削状態を示す断面図である。 第２砥石による研削状態を示す断面図である。 第３砥石による研削直前の状態を示す断面図である。 第３砥石による研削状態を示す断面図である。 研削後のカッターの断面図である。 別実施形態（ａ）で兼用型砥石による研削状態を示す断面図である。 別実施形態（ａ）で第３砥石による研削状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔スカイビング加工の概要〕
スカイビング加工用カッター（以下、カッター１０と略称する）は、図１及び図２に示すスカイビング加工用装置において、リング状のワーク１の内周面を切削して、平内歯車を形成する際に使用される。このスカイビング加工用装置は、特開２０１２−４５６８７号公報や、特開２０１２−５１０４９号公報に示されるものと同様の作動により加工が実現する。

スカイビング加工用装置では、縦軸芯Ｙを中心にして回転するテーブル２にワーク１を支持し、この縦軸芯Ｙと食い違う位置関係の回転軸芯Ｘに対して回転自在にカッター１０を支持している。カッター１０は、外周に複数の切刃部１１を、はすば歯車状に形成しており、縦軸芯Ｙに対して回転軸芯Ｘを傾斜角αだけ傾斜させることにより、ワーク１の内面に接触する部位の切刃部１１の刃すじ方向をワーク１に形成される歯の歯すじ方向と一致させている。

つまり、カッター１０の切刃部１１を、縦軸芯Ｙと平行する姿勢でワーク１の内周面に接触させるため、この切刃部１１を、はすば歯車状に形成しており、このような相対姿勢を作り出すために傾斜角αが設定されている。

この状態で、ワーク１を、縦軸芯Ｙを中心にして主回転方向Ｒに回転させると共に、このワーク１の内周の移動速度と、カッター１０の切刃部１１の外周の移動速度とが等速となるように回転軸芯Ｘを中心にしてカッター１０を従回転方向Ｓに回転させる。更に、カッター１０を縦軸芯Ｙに沿うシフト方向Ｚに移動させることで切削が実現する。

〔カッターの特徴〕
図１、図２、図５、図６に示すように、カッター１０は、素材の外周に回転軸芯Ｘを中心にしてヘリカル状となる複数の溝部１０Ａを形成することにより、隣り合う溝部１０Ａに挟まれる位置に切刃部１１が形成される。これにより複数の切刃部１１は回転軸芯を中心にして放射状に形成され、カッター１０の断面形状は歯車状となる。

また、切刃部１１のうち、一対の溝部１０Ａに面する部位を刃側面１２と称し、切刃部１１のうち、回転軸芯Ｘから最も離間する位置で、一対の刃側面１２から突出側に伸びる領域の部位を刃先面１３と称している。また、一対の刃側面１２に連なる刃底部分を刃底面１４と称している。更に、回転軸芯Ｘに沿う方向でカッター１０の突出端の端部を回転軸芯Ｘと直交する略平坦に成形することにより切刃面１５が形成されている。これにより、一対の刃側面１２と切刃面１５との境界位置のエッジと、刃先面１３と切刃面１５との境界位置のエッジとの部位で切削が可能となる。

カッター１０の一対の刃側面１２のうち、従回転方向Ｓの下手側をリーディング側と称し、従回転方向Ｓの上手側をトレーリング側と称している。切削時には、リーディング側の刃側面１２が、トレーリング側の刃側面１２より先にワーク１に接触するが、切削時に発生する切粉の厚さを計測すると、リーディング側で発生する切粉より、トレーリング側で発生する切粉が厚いことを確認できる。

また、図５に示すように、カッター１０の刃底面１４は、切削に関与するものではなく、一対の刃側面１２のうち限界線Ｌより刃底側は切削に関与しないものとして捉えることが可能である。

〔カッターの製造の概要〕
図４には、カッター１０の製造工程の概要を示している。この製造工程では、同図に示されるように、高速度鋼等の材料を旋盤等で旋削することにより回転軸芯Ｘを中心とする円柱状となる素材Ｍを作り出す（＃０１）。次に、この円柱状に成形された素材Ｍの外周に対してホブ盤等の切削加工により回転軸芯Ｘを中心にしてヘリカル状となる複数の溝部１０Ａを形成する。これにより隣合う溝部１０Ａに挟まれる位置に複数の切刃部１１を形成する（＃０２）。このように形成されたカッター１０は荒削り状態であるが、切刃部１１のうち、溝部１０Ａに面する位置に一対の刃側面１２が形成され、切刃部１１の突出側に伸びる部位（回転軸芯Ｘから離間する部位）に刃先面１３が形成され、回転軸芯Ｘに沿う方向での端部には切刃面１５（図５を参照）が形成される。

このようにリーディング側の刃側面１２とトレーリング側の刃側面１２とで切削に関与する程度が異なることもあり、リーディング側の刃側面１２とトレーリング側の刃側面１２とは、非対称形に形成される。このため、この製造工程では、＃０２工程でリーディング側の刃側面１２とトレーリング側の刃側面１２と対称形に形成し、この後の研削により非対称形となるように仕上げている。尚、＃０２工程の研削時に一対の刃側面１２が非対称となるように研削を行っても良い。

この後、荒削り状態のカッター１０は熱処理される（＃０３）。この熱処理の後に、一対の刃側面１２のうちの一方を第１砥石Ｗ１で研削し（＃０４）、次に、一対の刃側面１２のうちの他方を第２砥石Ｗ２で研削する（＃０５）。この後、刃先面１３を第３砥石Ｗ３で研削する（＃０６）。この図面には示していないが、これらの工程の中間、あるいは、最後に切刃面１５の面の研削を行うことにより、一対の刃側面１２と、刃先面１３と切刃面１５とが所定形状となるように高い精度で仕上げられ、カッター１０が完成する。また、＃０４工程が本発明の第１研削工程に対応し、＃０５工程が本発明の第２研削工程に対応し、工程＃０６が第３研削工程に対応する。

本実施形態では、工程＃０４（第１研削工程）で切刃部１１のリーディング側の刃側面１２の研削を行い、工程＃０５（第２研削工程）で切刃部１１のトレーリング側の刃側面１２の研削を行うように研削の順序が設定されている。尚、この順序は逆であっても良い。また、本発明では、工程＃０４（第１研削工程）による研削と工程＃０５（第２研削工程）とを交互に行っても良く、工程＃０４（第１研削工程）による研削と工程＃０５（第２研削工程）とを同時に行うように工程を設定しても良い。

特に、工程＃０４と工程＃０５とで研削を行う場合に、第１砥石Ｗ１と第２砥石Ｗ２との一方、又は、第１砥石Ｗ１と第２砥石Ｗ２との双方を、荒削り状態のカッター１０に対して、回転軸芯Ｘを中心にして周方向に向けて、刃厚の調整に必要な量だけ相対移動させることにより刃厚の調節が実現する。この研削形態は、歯車の歯厚を調整する場合の横転位と同様の技術であり、刃形（歯車の歯形に相当）を変化させずに、必要とする刃厚に仕上げることができる。

尚、前述した砥石は研削用の高硬度の砥粒を焼結することや、結合材で結合してディスク状に成形したものである。砥石は、ホブ盤等による切削加工面を平滑に仕上げる目的から、砥粒の粒径として仕上げに適した値のものが使用されている。

〔研削装置〕
図３には本発明のカッター１０の研削装置を模式的に示している。この研削装置は、本発明のカッター１０の研削方法を実現するものであり、熱処理後のカッター１０をセットすることにより、工程＃０４〜＃０６の処理を自動的に行うように構成されている。

この研削装置は、荒削り状態のカッター１０を支持するカッター支持部Ａと、一方の刃側面１２を研削する第１研削部Ｂと、他方の刃側面１２を研削する第２研削部Ｃと、切刃部１１の刃先面１３を研削する第３研削部Ｄと、研削作動部Ｅと、ドレッシング部Ｆと、これらを制御する研削制御部Ｇを備えている。

カッター支持部Ａは、カッター１０を回転軸芯Ｘを中心に回転自在に支持すると共に、この回転軸芯Ｘを中心にカッター１０を回転させる電動モータ型の回転作動機構２１を備えている。カッター支持部Ａは、回転軸芯Ｘに沿ってカッター１０を移動させるように電動モータ型の回転駆動装置２２からの駆動力を直線作動力に変換する直線作動機構２３を備えている。

このカッター支持部Ａは、一対の刃側面１２又は刃先面１３の研削時に、カッター１０を、回転軸芯Ｘを中心に回転させると共に、カッター１０を回転軸芯Ｘに沿って移動させるように機能するものであり、研削対象制御部２４によって制御される。

第１研削部Ｂは、第１駆動軸芯Ｐ１を中心にして駆動回転自在に支持されるディスク状の第１砥石Ｗ１と、この第１砥石を駆動回転する電動型の第１研削モータＭ１とを備えている。第２研削部Ｃは、第２駆動軸芯Ｐ２を中心にして駆動回転自在に支持されるディスク状の第２砥石Ｗ２と、この第２砥石Ｗ２を駆動回転する電動型の第２研削モータＭ２とを備えている。第３研削部Ｄは、第３駆動軸芯Ｐ３を中心にして駆動回転自在に支持されるディスク状の第３砥石Ｗ３と、この第３砥石Ｗ３を駆動回転する電動型の第３研削モータＭ３とを備えている。

第１研削部Ｂの第１研削モータＭ１と、第２研削部Ｃの第２研削モータＭ２と、第３研削部Ｄの第３研削モータＭ３とは、研削モータ制御部２６によって制御される。

第１砥石Ｗ１の第１駆動軸芯Ｐ１と、第２砥石Ｗ２の第２駆動軸芯Ｐ２と、第３砥石Ｗ３の第３駆動軸芯Ｐ３とは互いに平行となる姿勢に設定されている。これにより、後述するように支持ディスク３１の回転により第１砥石Ｗ１と、第２砥石Ｗ２と、第３砥石Ｗ３との何れが選択された場合でも、砥石の姿勢を目標とする姿勢に維持する。

研削作動部Ｅは、第１研削部Ｂと第２研削部Ｃと第３研削部Ｄとを支持するターレット型の支持ディスク３１と、これを回転自在に支持する可動ベース３２と、可動ベース３２の移動と角度との設定を行うベース作動機構３３とを備えている。支持ディスク３１の外周の全周にギヤ部３１Ａが形成され、このギヤ部３１Ａに咬合するピニオンギヤ３４を回転駆動する選択モータ３５を備えている。また、選択モータ３５は砥石選択制御部３６により制御される。

ベース作動機構３３は、砥石（第１砥石Ｗ１と第２砥石Ｗ２と第３砥石Ｗ３との総称）をカッター支持部Ａに対して接近あるいは離間させるように可動ベース３２を平行移動させる機能と、カッター１０に対する砥石が接触する角度を設定する機構とを有している。この実施形態ではベース作動機構３３としてロボットハンドと同様の構成を有している。このベース作動機構３３は、可動ベース３２の平行移動と角度設定とを行うための複数の電動モータ（図示せず）を備えており、これらの電動モータは砥石セッティング部３７により制御される。

ドレッシング部Ｆは、ダイヤモンドドレッサー４１と、このダイヤモンドドレッサー４１を作動させるドレッサー作動機構４２とを備えて構成されている。ドレッサー作動機構４２は、砥石の研削面のツルーイング（形直し）を行うための作動を行うものであり、ロボットハンドと同様の構成を有している。このドレッサー作動機構４２は、ダイヤモンドドレッサー４１を決まった軌跡に沿って移動させるための複数の電動モータ（図示せず）を備えており、これらの電動モータはドレッサーセッティング部４３によって制御される。

研削制御部Ｇは、マイクロプロセッサやＤＳＰ等を備えると共に、自動的な研削を実行するためのデータをメモリに記憶し、このメモリのデータに基づいて制御を実行するプログラムを備えている。この研削制御部Ｇは、研削対象制御部２４、研削モータ制御部２６と、砥石選択制御部３６と、砥石セッティング部３７と、ドレッサーセッティング部４３とを制御する。

〔制御の概要〕
この研削装置は、非制御時に、砥石をカッター支持部Ａから離間させるホームポジションに維持し、ダイヤモンドドレッサー４１を砥石から離間するホームポジションに維持する。また、この非制御時には、回転軸芯Ｘの方向でカッター１０を砥石による研削位置から離間するホームポジションに維持する。この状態で、熱処理後の荒削り状態のカッター１０をカッター支持部Ａに支持して制御を開始することにより、砥石選択制御部３６が、研削に必要とする砥石として、第１砥石Ｗ１を選択し、その第１砥石Ｗ１をカッター支持部Ａに接近させるように支持ディスク３１を回転させる。

第１砥石Ｗ１は、リーディング側の刃側面１２を所定の形状に仕上げるように図４、図７に示す第１研削面Ｗｓ１を外周部に有している。第２砥石Ｗ２は、トレーリング側の刃側面１２を所定の形状に仕上げるように図４、図８に示す第２研削面Ｗｓ２を外周部に有している。第３砥石Ｗ３は、刃先面１３の一方を所定の形状に仕上げるように図４、図９に示す第３研削面Ｗｓ３を外周部に有している。

次に、砥石セッティング部３７は、第１砥石Ｗ１の外周面が存在する仮想平面がカッター１０の切刃部１１の刃すじ方向に沿う姿勢（切刃部１１のねじれ角に対応する姿勢）となるように可動ベース３２を作動させて第１駆動軸芯Ｐ１の角度をセットする。

図面には示していないが、カッター支持部Ａには、カッター１０の切刃部１１の一対の刃側面１２と刃先面１３との位置を検出するセンサを備えている。このセンサの検出結果に基づいて研削対象制御部２４が、カッター１０の回転姿勢を、リーディング側の刃側面１２の研削に対応する初期姿勢にセットする。

このセッティング状態で、研削モータ制御部２６が第１研削モータＭ１を制御して第１砥石Ｗ１の回転を開始した後に、砥石セッティング部３７が第１砥石Ｗ１をカッター１０に接近する方向にシフトする。また、このシフトと同時に研削対象制御部２４が、カッター１０を回転軸芯Ｘの方向に移動させ、これと同期してカッター１０を、回転軸芯Ｘを中心に回転させる。

この作動により、カッター１０のリーディング側の刃側面１２に対し、図７に示す如く、第１砥石Ｗ１の第１研削面Ｗｓ１が接触し、この接触状態で刃すじ方向の一方の端部から他方に端部に亘る領域の研削が行われる。この研削時には第１砥石Ｗ１は定位置にあり、カッター１０が回転軸芯Ｘを中心にして回転すると共に、回転軸芯Ｘの方向にシフトすることにより切刃部１１の刃すじ方向に沿う領域の切削が行われる。

この切削は、複数の切刃部１１の全てのリーディング側の刃側面１２について行う必要があるため、１つ刃側面１２の研削が終了した後には、他のリーディング側の刃側面１２が行われる。

尚、複数のリーディング側の刃側面１２を研削する際の制御形態の１つとして、刃側面１２を第１砥石Ｗ１で下方から上方（図３において下端側から上端側）に研削し、この後に、隣接するリーディング側の刃側面１２の研削を上方から下方に研削することが考えられる。また、カッター１０と第１砥石Ｗ１とを決まった方向に相対移動させる形態で１つのリーディング側の刃側面１２を研削した後に、第１砥石Ｗ１を同じ方向に相対移動させる形態で隣接するリーディング側の刃側面１２を研削するように制御形態を設定しても良い。

このようにリーディング側の刃側面１２の全ての研削が終了した後には、砥石セッティング部３７が、砥石をカッター支持部Ａから離間するホームポジションにセットする。この状態で、砥石選択制御部３６が、研削に必要とする砥石として、第２砥石Ｗ２を選択し、研削対象制御部２４が、カッター１０の回転姿勢をトレーリング側の刃側面１２の研削に対応する初期姿勢にセットする。

このセッティング状態で研削モータ制御部２６が第２研削モータＭ２を制御して第２砥石Ｗ２の回転を開始した後に、砥石セッティング部３７が第２砥石Ｗ２をカッター１０に接近する方向にシフトする。また、このシフトと同時に研削対象制御部２４が、カッター１０を回転軸芯Ｘの方向に移動させ、これと同期してカッター１０を、回転軸芯Ｘを中心に回転させる。

図８には、荒削り状態の刃側面１２を二点鎖線で示し、第１砥石Ｗ１及び第２砥石Ｗ２で研削された刃側面１２を実線で示している。これと同様に、図９には、第３砥石Ｗ３で研削された刃先面１３を二点鎖線で示し、第３砥石Ｗ３で研削された刃先面１３を実線で示している。理解を容易にするために、研削量を誇張している。

これらの作動により、カッター１０のトレーリング側の刃側面１２に対し、図８に示す如く、第２砥石Ｗ２の第２研削面Ｗｓ２が接触し、この接触状態で刃すじ方向の一方の端部から他方に端部に亘る領域の研削が行われる。第２砥石Ｗ２によりトレーリング側の刃側面１２の研削を行うことにより、第１砥石Ｗ１と略同様の研削が行われる。

また、刃厚を調節する場合には、第１砥石Ｗ１によるリーディング側の研削と、第２砥石Ｗ２によるトレーリング側の研削との少なくとも一方の研削において、荒削り状態のカッター１０に対して、砥石を回転軸芯Ｘを中心にして周方向に向けて刃厚の調整に必要な量だけ相対移動させることにより刃厚の調節を実現している。

このようにトレーリング側の刃側面１２の全ての研削が終了した後には、前述と同様に、砥石をカッター支持部Ａから離間するホームポジションにセットした状態で、研削に必要とする砥石として、第３砥石Ｗ３を選択し、カッター１０の回転姿勢を刃先面１３の研削に対応する初期姿勢にセットする。

このようにセットされた状態で前述と同様のプロセスで研削を実行することにより、カッター１０の刃先面１３に対し、図１０、図１１に示す如く、第３砥石Ｗ３の第３研削面Ｗｓ３が接触して、刃すじ方向の全領域の研削が実現する。

特に、第３砥石Ｗ３で研削を行う場合には、第１砥石Ｗ１の研削で形成されたリーディング側の刃側面１２と、第２砥石Ｗ２の研削で形成されたトレーリング側の刃側面１２と段差なく連なる刃先面１３が形成されるように研削が行われる。

第１砥石Ｗ１と第２砥石Ｗ２と第３砥石Ｗ３とによる研削を行った場合には、夫々の砥石が摩滅する。この摩滅により砥石の研削面の形状が所望の形状から大きく変化する以前に、ドレッシング部Ｆのダイヤモンドドレッサー４１を研削面に接触させてツルーイングを行うように制御形態が設定されている。このツルーイングは、研削時間の積算時間が予め設定された値に達すると、自動的に行うように制御形態が設定されている。

第１砥石Ｗ１のツルーイングを行う際には、砥石をホームポジションに保持した状態で、第１砥石Ｗ１を回転させ、この回転状態の第１研削面Ｗｓ１に対してダイヤモンドドレッサー４１を接触させた状態で、本来の第１研削面Ｗｓ１の面を倣うようにダイヤモンドドレッサー４１を移動させることになる。

このツルーイングは、第２砥石Ｗ２と第３砥石Ｗ３とについても同様に行われる。尚、このツルーイングにより砥石の直径が小さくなり、研削面の位置が変位するため研削に影響を与える。この影響を排除するため、研削制御部Ｇは、ツルーイングの後に各砥石について補正値を与え、この補正値に基づいて研削面を適正な位置にセットして適正な研削を行わせる。

〔実施形態の作用・効果〕
このように、本発明の研削方法、及び、この研削方法を実現する研削装置によると、リーディング側の刃側面１２の形状を第１砥石Ｗ１での研削により仕上げ、トレーリング側の刃側面１２の形状を第２砥石Ｗ２での研削により仕上げることが可能となる。特に、カッター支持部Ａに荒削り状態のカッター１０を支持し、第１砥石Ｗ１でリーディング側の刃側面１２を研削し、第２砥石Ｗ２でトレーリング側の刃側面１２を研削するので、これら一対の刃側面１２が非対称であっても必要とする形状に仕上げることが可能となる。

また、第１砥石Ｗ１の研削で形成されたリーディング側の刃側面１２と、第２砥石Ｗ２の研削で形成されたトレーリング側の刃側面１２と段差なく連なる刃先面１３が形成されることにより、図１１に示す如くこれらの研削領域の境界点Ｖにも段差が現れることがない。これによりワーク１に形成される歯車の歯面に段差が現れることがなく、切削時に刃側面１２と刃先面１３との境界部分に応力が集中することがなくカッター１０の寿命も長くなる。

切刃部１１の刃厚を調節する場合には、第１砥石Ｗ１又は第２砥石Ｗ２の周方向に変位させることにより、歯車の横転位と同様の技術により刃厚の調節が実現する。具体的には、回転軸芯Ｘを中心にするカッター１０の回転角の設定により刃側面１２の研削量を大きくすることで切刃部１１の刃厚の増大と縮小とが実現する。

ちなみに、本発明のスカイビング加工用カッターの研削方法又はスカイビング加工用カッターの研削装置加工方法では、刃底面１４には第１砥石Ｗ１による研削と、第２砥石Ｗ２による研削により段差が形成されることもある。しかしながら、この刃底面１４は限界線Ｌより、回転軸芯Ｘの中心側であるため、ワーク１の切削に影響する領域ではなく、ワーク１に形成された歯面は円滑となる。また、切削時には刃底面１４に応力が集中する部位ではないのでカッター１０の寿命を低下させることもない。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。

（ａ）図１２、図１３に示すように、実施形態で示した第１砥石Ｗ１の第１研削面Ｗｓ１と、第２砥石Ｗ２の第２研削面Ｗｓ２とを有する兼用型砥石ＷＴを用いて、リーディング側の刃側面１２とトレーリング側の刃側面１２との研削を行う。図面には示していないが、この兼用型砥石ＷＴも軸芯を中心にして回転自在なディスク型に構成され、カッター１０は図３に示す構成と同様に回転軸芯Ｘを中心に回転自在に支持されている。

この兼用型砥石ＷＴで研削を行う場合には、図１２に示すように、第１研削面Ｗｓ１をリーディング側の刃側面１２に接触させて研削を行い、この後に、カッター１０を所定角度だけ回動させることで兼用型砥石ＷＴの第２研削面Ｗｓ２をトレーリング側の刃側面１２に接触させて研削を行う。この研削を繰り返して行うことにより、複数の切刃部１１のリーディング側の刃側面１２と、トレーリング側の刃側面１２とを所望の面形状に仕上げることが可能となる。尚、図１２、図１３には、荒削り状態の刃側面１２を二点鎖線で示し、第１砥石Ｗ１及び第２砥石Ｗ２で研削された刃側面１２を実線で示している。

尚、この兼用型砥石ＷＴで研削を行う場合に、リーディング側の刃側面１２の切削の後にトレーリング側の刃側面１２の切削を行う際に、兼用型砥石ＷＴとカッター１０との相対回転量の設定により刃厚の調節も可能となる。

この後には、図１３に示すように、第３砥石Ｗ３の第３研削面Ｗｓ３を刃先面１３に接触させる形態で研削を行うことにより、第１砥石Ｗ１の研削で形成されたリーディング側の刃側面１２と、第２砥石Ｗ２の研削で形成されたトレーリング側の刃側面１２と段差なく連なる刃先面１３が形成される。

特に、この別実施形態（ａ）構成では、刃側面１２から刃底面１４に連なる領域の研削も可能であるため、この刃側面１２から刃底面１４に亘る領域を滑らかな円弧状に仕上げて切刃部１１の強度向上を実現する。また、この構成では、一方の刃側面１２の研削の後に他方の刃側面１２の研削を行う場合に、兼用型砥石ＷＴの外端部分が刃底面１４に接触した状態で周方向に移動するため、刃底面１４には段差が作り出されることがなく、滑らかな刃底面１４が形成される。

（ｂ）切刃部１１の刃先面１３を研削する手段として、駆動回転するバフに刃先面１３を接触させる形態で回転させるものを採用しても良い。このように研削を行う場合、バフに研磨材を含ませて刃先面１３に接触させても良い。この研削形態では、刃先面１３の研削時に、この刃先面１３の近傍も研削するため、この刃先面１３と刃側面１２と境界部分の段差を容易に小さくする。これにより、刃先面１３が刃側面１２と段差なく連なる研削を容易に行える。

（ｃ）切刃部１１の刃先面１３を研削する手段として、投射材を刃先面１３に投射する、所謂、ショットブラストやショットピーニングの技術により研削を行うものを採用しても良い。この手段で研削する場合に、投射材として硬質の粒子を用いることや、粒径を設定することにより、研削量を調節することが可能となる。また、この研削形態では、刃先面１３の研削時に、この刃先面１３の近傍も研削するため、この刃先面１３と刃側面１２と境界部分の段差を容易に小さくする。これにより、刃先面１３が刃側面１２と段差なく連なる研削を容易に行える。

（ｄ）カッター１０を定位置に保持した状態で、砥石をヘリカル状の溝部１０Ａに沿って移動させる作動を行うように研削形態を設定する。このように研削形態を設定することによっても一対の刃側面１２と刃先面１３とを所望の形状に成形できる。

（ｅ）研削作動部Ｅとして、単一のロボットハンドのアーム端に対して、第１砥石Ｗ１と、第２砥石Ｗ２、第３砥石Ｗ３を着脱自在に構成し、この着脱により３種の砥石を順次選択してカッター１０の切刃部１１の研削を行うように研削装置を構成しても良い。特に、ロボットハンドのアーム端に砥石を支持する構成を採用した場合には、カッター１０の回転や移動を行うことなく、切刃部１１の形成方向（刃すじ方向）に沿って砥石を移動させる形態で研削を行うことも可能となり、カッター支持部Ａの回転作動機構２１と直線作動機構２３とを備えずに済む。

（ｆ）研削作動部Ｅとして、可動ベース３２をレール状の案内機構に沿う移動によりカッター支持部Ａに対して接近する位置と、離間する位置とに切換自在となるように研削装置を構成しても良い。更に、この可動ベース３２をチルトさせることにより角度の調節を行えるように構成しても良い。

（ｇ）材料を旋削し、このように旋削された素材Ｍにヘリカル状の溝部１０Ａを切削により形成することでカッター１０を製造し、このように製造されたカッター１０の刃側面１２と刃先面との研削を行う切削装置に本発明の切削装置を組み合わせてカッター製造装置を構成しても良い。

本発明は、スカイビング用カッターの製造に利用することができる。

１０ カッター
１０Ａ 溝部
１１ 切刃部
１２ 刃側面
１３ 刃先面
Ａ カッター支持部
Ｂ 第１研削部
Ｃ 第２研削部
Ｄ 第３研削部
Ｇ 制御部（研削制御部）
Ｍ 素材
Ｗ１ 第１砥石
Ｗ２ 第２砥石
Ｗ３ 第３砥石
Ｗｓ１ 研削面（第１研削面）
Ｗｓ２ 研削面（第２研削面）
Ｗｓ３ 研削面（第３研削面）
Ｘ 回転軸芯

Claims (6)

1. 素材の外周に回転軸芯を中心にしてヘリカル状となる複数の溝部を形成することにより、隣り合う前記溝部に挟まれる位置に、前記回転軸芯を中心として放射状に複数の切刃部を配置したスカイビング加工用カッターを研削対象とし、
   前記溝部に面する一対の刃側面のうちの一方を研削する第１研削工程と、一対の前記刃側面の他方を研削する第２研削工程と、一対の前記刃側面から前記切刃部の突出側に伸びる領域の刃先面を研削する第３研削工程とを備え、
   前記第１研削工程と前記第２研削工程との後に、前記第３研削工程が実行されるように順序が設定されると共に、この第３研削工程では、研削により形成される刃先面が、前記第１研削工程により形成される一方の刃側面と、前記第２研削工程により形成される他方の刃側面とに段差なく連なるように研削が行われ、
   前記第３研削工程が、前記刃先面から一方の前記刃側面および他方の前記刃側面に亘る領域の研削が可能な第３砥石を用いて前記刃先面の刃すじ方向での一方の端部から他方の端部に亘る領域を研削することにより、前記刃先面と一方の前記刃側面および他方の前記刃側面との境界部分の段差をなくしているスカイビング加工用カッターの研削方法。
2. 前記第３砥石が、第３駆動軸芯を中心に駆動回転自在なディスク状であり、その外周部に対して前記刃先面から一方の前記刃側面および他方の前記刃側面に亘る領域の研削が可能な溝状の第３研削面が形成されている請求項１記載のスカイビング加工用カッターの研削方法。
3. 前記第１研削工程が、一方の前記刃側面に沿う形状の研削面を有し駆動回転により研削を行うディスク状の第１砥石を用い、前記第２研削工程が、他方の前記刃側面に沿う形状の研削面を有し駆動回転により研削を行うディスク状の第２砥石を用いるように構成されている請求項１又は２記載のスカイビング加工用カッターの研削方法。
4. 前記第３研削工程が、前記刃先面に沿う形状の研削面を有し駆動回転により研削を行うディスク状の第３砥石を用い、この第３砥石により形成された刃先面を、前記第１砥石により形成された一方の前記刃側面、及び、前記第２砥石により形成された他方の前記刃側面に連なるように形成する請求項３記載のスカイビング加工用カッターの研削方法。
5. 前記第１砥石と前記第２砥石との少なくとも一方を、前記回転軸芯を中心にして周方向に向けて、刃厚の調整に必要な量だけ移動させて前記刃側面の研削を行う請求項３又は４記載のスカイビング加工用カッターの研削方法。
6. 前記第３研削工程が、バフ、又は、投射材のブラストによって研削が行われる請求項１記載のスカイビング加工用カッターの研削方法。

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