JP2003094246A - ギヤ部材に対するその製造用のギヤ・カッタ・ブレードの組合せとギヤ部材の製法 - Google Patents

ギヤ部材に対するその製造用のギヤ・カッタ・ブレードの組合せとギヤ部材の製法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 歯側面の切削と同時にトップランド面を機械
加工することにより、トップランド面を仕上げる必要を
なくし、ギヤ歯の歯タケの精度と部分品質を向上させる
ことにある。 【解決手段】 一端部21に切削部材22を設けたカッ
タ・ブレード・シャンク20を備え連続割出し正面ホブ
切り法によりスパイラル・ベベル・アンド・ハイポイド
・ギヤ部材12の歯を生成するように正面ホブ型カッタ
に使うギヤ・カッタ・ブレード10を使用する。切削部
材22は、一定の軸線方向圧力角Bを持つ歯側部切刃2
4と、歯トップランド切刃とを備える。切削部材22の
歯トップランド切刃は、切削部材22の歯側部切刃によ
り歯を切削する際に同時にギヤ部材12の歯14のトッ
プランド面18を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ギヤ製造用のカッタ・
ブレード、ことに平行深さスパイラル・ベベル・アンド
・ハイポイド・ギヤ(parallel depth
spiralbevel and hypoid ge
ar)の正面ホブ切り用のカッタ・ブレードに関する。
【0002】
【従来の技術】スパイラル・ベベル・アンド・ハイポイ
ド・ギヤ対は通常、間欠割出し正面フライス削り法又は
連続割出し正面ホブ切り法を利用して作る。多くのギヤ
・セット製造業者は現在では正面フライス削り法を使う
が、近年の若干の製造業者とくに自動車用のこのような
ギヤ・セットの製造業者は正面ホブ切り法を採用してい
る。正面ホブ盤(base hobbing mach
ine)では、群にして取付けた複数個のカッタ・ブレ
ードを支える円形正面ホブ型回転カッタを利用し、加工
品(ギヤ素材)及びカッタは全部品を完成するまで時間
的に整合した関係で連続的に回転する。切削処理中に加
工品は、ギヤ部材又はピニオン部材の切削に伴って逐次
のカッタ・ブレード群が逐次の歯みぞに接触するように
回転して割出し作用を生ずる。正面ホブ切り法は一様な
深さの歯を生じ1回の操作で中実体から各部品を作るの
で有利である。正面ホブ切り法(base hobbi
ngmethod)は又正面スライス削り法(base
milling method)に比べて所要の製造
ステップが一層少なく所要の製造時間が一層短かくて済
む。
【0003】通常歯切り作業とは別個でこの作業に先行
する作業では、ギヤのトップランド面は、ギヤ歯の切削
に先だってリングギヤ又はピニオンギヤの素材の処理の
間に機械加工する。当業者にはよく知られているように
付加的な製造ステップは、費用、労力、品質管理及び製
造の融通性に関ししては一般に不利である。
【0004】
【発明の要約】本発明は、連続割出し正面ホブ切り加工
(continuous indexbace hob
bing process)によりスパイラル・ベベル
・アンド・ハイポイド・ギヤ部材の歯を生成する正面ホ
ブ形カッタに使うギヤ・カッタ・ブレードに係わる。こ
のギヤ・カッタ・ブレードは、回転カッタ本体に取付け
るようにしたカッタ・ブレード・シャンクと、このブレ
ード・シャンクの一端に設けた切削部材とを備える。こ
の切削部材は、一定の軸線方向圧力角を持つ歯側面切刃
(tooth side cutting edge)
とこの歯側面切刃に隣接するトップランド切刃とを備え
る。この切削部材のトップランド切刃は同時に、この切
削部材の歯側面切刃により歯側面を切削する際にギヤ部
材の歯のトップランド面を形成する。
【0005】歯側面の切削と同時にトップランド面を機
械加工することによりリングギヤ又はピニオンのトップ
ランド面を仕上げる必要が減少し又は全くなくなる。さ
らに引続く製造作業がなくなると、ギヤの歯の全歯タケ
(whole depth)のコンシステンシー(co
nsistency)及び精度と部分品質とを向上する
と共に製造費を低減する。さらに本発明ギヤカッタ・ブ
レードにより、切刃寸法が容易に変えられるので製造上
の融通性が著しく高くなり又打抜き加工作業(blan
king operation)中に断続切削による機
械加工時のトップランド区域の精密制御を必要としない
でニア−ネット(near−net)鍛造部品の機械加
工する能力を提供する。
【0006】本発明のその他の目的及び利点は添付図面
による以下の説明から明らかである。
【0007】以下本発明の好適な実施例を添付図面につ
いて詳細に説明する。
【0008】
【実施例】図1及び3には本発明によるギヤ・カッタ・
ブレード(gear cutter blade)10
と正面ホブ切り加工(bace hobbing pr
ocess)中にギヤ・カッタ・ブレード10が作用す
る複数のギヤ歯(gearteeth)14を持つリン
グ・ギヤ部材12の一部とを示してある。各ギヤ歯14
は、互いに対向する側面16とトップランド面18とを
持つ。ギヤ歯14は全歯タケAを持つ。ギヤ部材12は
又別個に図2に詳細に示してある。
【0009】複数のギヤ・カッタ・ブレード10は図4
に例示したように正面ホブ切りカッタ・システムの一部
としてのギヤ・カッタ・アセンブリ1の回転できる円形
カッタ・ヘッド2の選定した半径及び深さの位置に取付
けてある。このようなシステムの例にはトリ−アックTM
(Tri−AcTM)、ペンタックTM(PentacTM
及びスピロンTM(SpironTM)がある。正面ホブ切
り加工中に、加工品保持体(図示してない)に取付けた
ギヤ部材12(加工品)とカッタ・ヘッド2とは、ギヤ
部材12の切削の際に逐次のカッタ・ブレード10が逐
次の歯みぞ(tooth slot)にかみあって連続
的に回転する。図4は又、各ギヤ歯14がカッタ・ヘッ
ド2に取付けたギヤ・カッタ・ブレード10により逐次
に切削される際における正面ホブ切り加工とギヤ部材1
2(加工品)この場合リングギヤの相対的相互作用とを
示す。ギヤ部材12及びカッタ・ヘッド2はそれぞれ図
示の矢印の方向に回転する。
【0010】ギヤ・カッタ・ブレード10は一般にギヤ
・カッタ・アセンブリのカッタ・ヘッド2に群にして取
付けてある。たとえばグリーソン・ワークス(Glea
son Works)により提供されるシステムでは、
ギヤ・カッタ・ブレードは、各カッタ・ブレード対が異
なる歯みぞに作用するようにしてカッタ・ヘッドに2個
のブレードから成る群にして配置する。他のシステムで
はカッタ・ブレードはカッタ・ヘッドに3つの群にして
配置する。このようなシステムでは、それぞれ各歯みぞ
の各側面及び底部を切削するように作用する内側、外側
及び一層粗いブレードを設けてある。一層粗いカッタ・
ブレードは一般に内側及び外側の切刃を設けてある。図
示のカッタ・ブレード10は2個のブレードの群又は3
個のブレードの群に使うのに適当な側面切削ブレードの
1つである。
【0011】リング・ギヤ部材12を図1及び2に示し
てあるが、本発明のギヤ・カッタ・ブレードはギヤ・セ
ットのピニオン部材の正面ホブ切りにも同様に応用でき
る。
【0012】正面ホブ切りシステムは一般に、種種の特
定の形状が得られるように一様な素材から最終使用者の
設備で輪郭研削するギヤ・カッタ・ブレードを利用す
る。図1及び3に例示したようにギヤ・カッタ・ブレー
ド10は、シャンク20とその末端部21に形成した切
削部材22とを備える。各ギヤ・カッタ・ブレード10
の切削部材22の前面は一般にその一方の側だけに切刃
24を設けてある。切刃24は、ギヤ歯14の側面16
を切削する第1の部分26と、ギヤ歯14の頂面18を
切削する第2の部分28とを備える。すなわち第1部分
26は歯側面切刃を形成し、又第2部分28は歯トップ
ランド切刃を形成する。
【0013】切刃24の第1の部分26は切削部材22
のチップ30から所定の軸線方向圧力角Bを挟んで延び
る。切刃24の第1の部分26の軸線方向圧力角Bは明
らかにギヤ歯の各側面に対し望ましい角度による。この
場合使う「軸線方向圧力角」とは切刃24(又は歯形)
の第1の部分26とギヤ・カッタ・ブレード10の中心
軸線11との間の角度と定義する。
【0014】切刃24の第2の部分28は、ギヤ・カッ
タ・ブレード10の中心軸線11に直交する実質的に直
線であり図3に示すような幅Wを特長とする。
【0015】切削部材22のチップ30から切刃24の
第1の部分26及び第2の部分28の交点までの距離C
は切削部材22の切刃24の第1の部分26の高さであ
る。この距離Cはギヤ歯14の全歯タケAに実質的に等
しい。
【0016】素材からギヤ・カッタ・ブレード10を形
成する特定のブレード研削パラメータを変えることによ
り、切刃24の形状を第2の部分28に協働するように
変えることができる。
【0017】すなわち本発明のギヤ・カッタ・ブレード
10は、切刃24の第1の部分26によりギヤ刃14の
側面16を切削し同時に切刃24の第2の部分28によ
りギヤ歯14のトップランド面18の実質的な部分を形
成する。或は切刃24の第2の部分28はギヤ歯14の
全トップランド面18を切削するように寸法を定める。
【0018】本発明のギヤ・カッタ・ブレード10は円
形のカッタ・ヘッド2に普通の方法で固着され、又正面
ホブ切りシステムは従来のギヤ・カッタ・ブレードを使
った場合と同じようにして作動する。しかし本発明によ
る正面ホブ切り加工中にカッタ・ヘッド2が連続的に回
転する際に逐次のギヤ・カッタ・ブレード10は、切刃
24の第1の部分26によってギヤ歯14の側面16を
切削し、同時に切刃24の第2の部分28によりギヤ歯
14のトップランド面18の少なくとも実質的な部分を
機械加工する。
【0019】従って本発明のギヤ・カッタ・ブレード1
0ではトップランド面は歯側面切削作業と同時にギヤ部
材又はピニオン部材の歯に機械加工を行う。このように
してリング・ギヤ又はピニオンのトップランド面を仕上
げる必要が減り又は全くなくなる。さらに引続く製造作
業がないと、ギヤ歯全歯タケにわたりコンシステンシー
及び精度と部分品質とを向上すると共に製造費を低減す
る。さらに本発明のギヤカッタ・ブレードでは、切刃寸
法を容易に変えられるので製造上の融通性が高められ、
素材加工作業中に断続切削による機械加工を行うトップ
ランド区域の精密制御を必要としないでニア・ネット鍛
造部品を機械加工することができる。
【0020】本発明ギヤ・カッタ・ブレードの加工作用
の例として次の特性を持つ歯切り工具を構成した。 材料:高速度鋼又はカーバイド 軸線方向圧力角B:5°ないし35° 距離C:0.150inないし1.000in以上 幅W:0.030inないし0.200in
【0021】以上本発明の好適な実施例を添付図面につ
いて詳細に説明した。前記した説明は本発明を限定する
ものではない。従って本発明はその精神を逸脱しないで
なお種種の変化変型を行うことができるのは明らかであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるギヤ・カッタ・ブレードの正面と
カッタ・ブレードが作用するギヤ部材の部分との平面図
である。
【図2】図1のリング・ギヤの斜視図である。
【図3】図1のギヤ・カッタ・ブレードの切刃の形状を
示す平面図である。
【図4】本発明に使う正面ホブ切り加工における加工品
(リング・ギヤ)及びカッタの下面図である。
【図5】ギヤ部材のギヤ歯の全トップランド面を切削す
る寸法を持つ本発明の別の実施例によるギヤ・カッタ・
ブレードの正面の平面図である。
【符号の説明】
10 ギヤ・カッタ・ブレード 12 ギヤ部材 14 ギヤ歯 16 側面 18 トップランド面 20 シャンク 21 末端部 22 切削部材 24 切刃 26 第1の部分 28 第2の部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラバト、サリヴァン アメリカ合衆国インディアナ州46835、フ ォート・ウェイン、ヘレズレット・ロウド 6830番

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ互いに対向する1対の側面と、
    トップランド面とを持つ複数のギヤ歯を備えたギヤ部材
    と、 一様な深さのギヤ歯を持つ前記ギヤ部材を作るためのギ
    ヤ・カッタ・ブレードと、 の組合せにおいて、 前記ギヤ・カッタ・ブレードにシャンクと、 このシャンクの末端部に形成した切削部材と、を設け、 前記切削部材に、 前記シャンクの前記末端部から一定の軸線方向圧力角を
    なして延びる第1の部分であって、前記ギヤ部材の前記
    ギヤ歯の前記側面の少なくとも一方を切削するように寸
    法を定めた第1の部分と、 前記ギヤ・カッタ・ブレードの中心軸線に実質的に直交
    する第2の部分であって、前記ギヤ歯の前記トップラン
    ド面の少なくとも実質的な部分を切削するように寸法を
    定めた第2の部分と、を備えた切刃、を設けて組合せ。
  2. 【請求項2】 前記切刃の前記第2の部分を実質的にま
    っすぐにした請求項1の組合せ。
  3. 【請求項3】 前記切削部材のチップから前記切刃の前
    記第1の部分と前記切刃の前記第2の部分との交点まで
    の軸線方向距離を、前記ギヤ歯の全歯タケに実質的に等
    しくした請求項1の組合せ。
  4. 【請求項4】 前記第2の部分を、前記ギヤ歯の前記全
    トップランド面を切削するように設けた請求項1の組合
    せ。
  5. 【請求項5】 それぞれ互いに対向する1対の側面と、 トップランド面とを持つ複数のギヤ歯を備えたギヤ部材
    と、 一様な深さのギヤ歯を持つ前記ギヤ部材を連続正面ホブ
    切り加工により作る正面ホブ型切削装置用のギヤ・カッ
    タ・ブレードと、の組合せにおいて、 前記ギヤ・カッタ・ブレードに、 シャンクと、 中心軸線と、 前記シャンクの末端部に形成した切削部材と、を設け、 この切削部材に、チップ及び切刃を設け、この切刃に、 前記ギヤ歯の前記側面の少なくとも一方を切削するよう
    に寸法を定めた第1の部分と、 この第1部分に隣接し、前記ギヤ歯のトップランド面の
    少なくとも実質的な部分を切削するように寸法を定めた
    第2の部分と、を設け、 前記切刃の前記第1の部分は、前記シャンクの前記末端
    部から一定の軸線方向圧力角をなして延び、 前記切刃の前記第2の部分は、実質的にまっすぐであっ
    て、前記ギヤ・カッタ・ブレードの前記中心軸線に実質
    的に直交して延び、 前記切削部材の前記チップから前記切刃の前記第1の部
    分と前記切刃の前記第2の部分との交点までの軸線方向
    距離が前記ギヤ歯の全歯タケに実質的に等しくなるよう
    にして成る、組合せ。
  6. 【請求項6】 それぞれ互いに対向する側面と、 トップランド面とを持つ複数の歯を備えたギヤ部材を連
    続割出し正面ホブ切り加工によって作る方法において、 複数個のギヤ・カッタ・ブレードを支える円形正面ホブ
    型カッタ・ヘッドを回転するステップと、 前記ギヤ部材を前記カッタ・ヘッドに対し時間を調節し
    た関係で回転するステップと、 前記ギヤ部材が切削される際に、逐次のギヤ・カッタ・
    ブレードが逐次の歯みぞに係合するように、前記カッタ
    ・ヘッド及びギヤ部材の相対的送り運動を生じさせるス
    テップとを含み、 前記各ギヤ・カッタ・ブレードに、切刃を設け、 前記切刃に、 シャンクの末端部から一定の軸線方向圧力角をなして延
    びる第1の部分であって、前記ギヤ部材の前記ギヤ歯の
    前記側面の少なくとも一方を切削するように寸法を定め
    た第1の部分と、 前記カッタ・ブレードの中心軸線に実質的に直交する第
    2の部分であって、前記ギヤ歯の前記トップランド面の
    少なくとも実質的な部分を切削するように寸法を定めら
    れた第2の部分とを設けることにより、前記ギヤ部材の
    前記歯を前記切削部材の前記切刃の第1の部分により切
    削する際に、前記ギヤ部材の前記歯の前記トップランド
    面の少なくとも実質的な部分を、前記第2の部分が同時
    に形成するようにする方法。
  7. 【請求項7】 前記トップランド面を実質的にまっすぐ
    に形成する、請求項6の方法。
  8. 【請求項8】 前記第2の部分により前記ギヤ歯の前記
    全トップランド面を切削する、請求項6の方法。
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