JP2006061997A - 歯切り用回転切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】歯切り切削加工時にカッタブレードのスロット内でのずれを確実に防止して切削精度を十分に高め得る歯切り用回転切削工具を提供する。
【解決手段】歯切り用回転切削工具Ａは、外周面に複数のスロット１２が所定間隔毎に形成されたカッタ取付治具１と、カッタ取付治具の各スロット内に各々挿入して配置された複数のカッタブレード２と、カッタブレードを取り囲むようにカッタ取付治具の外周面に装着されたクランプリング４とを備える。上記各スロットは、互いに対向する回転方向Ｒ前側の第１側壁面１２ａ及び回転方向後側の第２側壁面１２ｂと、この両側壁面間の奥側に位置する内壁面１２ｃとを有する。この内壁面を、第２側壁面に対し鋭角で交差するように設けるとともに、上記各カッタブレードの後面２ｂ及び内側側面２ｃを、各々スロットの第２側壁面及び内壁面に接触するように形成する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、スパイラルベベルギヤやハイポイドベベルギヤなどの歯車を歯切りするための歯切り用回転切削工具に関する。

従来、この種の歯切り用回転切削工具として、例えば特許文献１に開示され、また図８及び図９にも示すように、外周面に複数（図では１つのみ示す。）のスロットａが所定間隔毎に形成されたカッタ取付治具ｂと、このカッタ取付治具ｂの各スロットａ内にそれぞれ挿入して配置された複数（同じく図では１つのみ示す。）のカッタブレードｃと、これらのカッタブレードｃを取り囲むようにカット取付治具ｂの外周面に装着されたクランプリング（図示せず）とを備えてなるものは知られている。上記スロットａは、通常、互いに一定間隔を隔てて平行に対向する回転方向Ｒ前側の第１側壁面ａ２及び回転方向Ｒ後側の第２側壁面ａ２と、この両側壁面ａ１，ａ２間の奥側にこれらと直交して位置する内壁面ａ３とを有している。また、上記カッタブレードｃは、断面矩形状の棒状部材からなり、カッタブレードｃの一端側はシャンク部ｃ１として断面矩形状のままに残し、カッタブレードｃの他端側の前面にすくい面ｃ２を軸方向に所定長さに亘って形成して刃部ｃ３を構成し、この刃部ｃ３の先端に主切れ刃ｃ４及び副切れ刃ｃ５などを形成している。そして、カッタブレードｃのシャンク部ｃ１側をスロットａ内に挿入してカッタブレードｃの内側側面をスロットａの内壁面ａ３に接触させ、この状態でクランプリング側から延出する締結部材によりカッタブレードｃのシャンク部ｃ１をスロットａの内壁面ａ３に押し付けて固定している。

ところが、上記従来の歯切り用回転切削工具では、カッタ取付治具ｂのスロットａ内にカッタブレードｃのシャンク部ｃ１側を挿入するために、この両者間（詳しくはスロットａの第１側壁面ａ１とカッタブレードｃの前面との間及びスロットａの第２側壁面ａ２とカッタブレードｃの後面との間の少なくとも一方）に隙間を若干設ける必要がある。このため、歯切り切削加工時に回転切削工具の回転方向に負荷がかかり、カッタブレードｃがスロットｃ内でずれることがあり、それにより切削精度が低下するという問題があった。

そこで、このような問題を解決するために、例えば特許文献２に開示され、図１０にも示すように、スロットａの内壁面ａ３を、第１側壁面ａ１側から奥側に向かって傾斜する第１取付面ａ４と、第２側壁面ａ２側から奥側に向かって傾斜しかつ第１取付面ａ４と略直角に交差する第２取付面ａ５とを有してなる構成にするとともに、カッタブレードｃの内側側面に、上記第１取付面ａ４及び第２取付面ａ５に各々接触可能な第１傾斜面ｃ６及び第２傾斜面ｃ７を形成することが提案され、実用化されている。
特公平６−４１０６４号公報 特表２００２−５０２７１９号公報

しかし、上記提案のものでは、カッタブレードｃの内側側面とスロットａの内壁面ａ３との密着性を高めることができるものの、歯切り切削加工時に負荷がかかる回転切削工具の回転方向Ｒであるカッタブレードｃの後面とスロットａの第２側壁面ａ２との間に隙間がそのまま残されていることから、カッタブレードｃのスロットａ内でのずれを防止して切削精度を高めることが十分に達成できないのが実情である。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、カッタ取付治具のスロットの形状とカッタブレードの形状とを改良してカッタブレードをカッタ取付治具のスロット内に安定した状態に固定することにより、歯切り切削加工時にカッタブレードのスロット内でのずれを確実に防止して切削精度を十分に高め得る歯切り用回転切削工具を提供せんとするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、歯切り用回転切削工具として、外周面に複数のスロットが所定間隔毎に形成されたカッタ取付治具と、このカッタ取付治具の各スロット内にそれぞれ挿入して配置された複数のカッタブレードと、これらのカッタブレードを取り囲むようにカッタ取付治具の外周面に装着されたクランプリングとを備えることを前提とする。そして、上記各スロットを、互いに対向する回転方向前側の第１側壁面及び回転方向後側の第２側壁面と、この両側壁面間の奥側に位置する内壁面とを有する構成にし、この内壁面を、第２側壁面に対し鋭角で交差するように設けるとともに、上記各カッタブレードの後面及び内側側面を、それぞれスロットの第２側壁面及び内壁面に接触するように形成する構成にする。

この構成では、カッタ取付治具のスロット内に挿入配置されたカッタブレードは、スロットの第２側壁面との間に隙間があってもクランプリング側から延出する締結部材などによりスロットの内壁面に押し付けて固定する時内壁面が第２側壁面に対し鋭角で交差するように設けられていることから、この内壁面に沿って第２側壁面側に移動し、内側側面がスロットの内壁面に接触するだけでなく、後面がスロットの第２側壁面に接触した状態で固定される。このため、歯切り切削加工時に回転切削工具の回転方向に負荷がかかってもカッタブレードがスロット内でずれることはなく、切削精度を高めることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の歯切り用回転切削工具において、上記各スロットの内壁面と第２側壁面の挟角を、好ましい値、つまり６０°〜８０°の範囲内に設定する構成にする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の歯切り用回転切削工具において、上記各スロットの内壁面と第２側壁面の隅角部に断面円弧状のぬすみ部を形成する構成にする。この構成では、歯切り切削加工時にスロットの内壁面と第２側壁面の隅角部に発生する応力集中が、断面円弧状のぬすみ部によって効果的に緩和されることになる。

以上のように、本発明の歯切り用回転切削工具によれば、カッタ取付治具のスロット内に挿入したカッタブレードは、その内側側面がスロットの内壁面に接触するだけでなく、後面がスロットの第２側壁面に接触した状態で固定されるため、歯切り切削加工時に回転切削工具の回転方向に負荷がかかってもカッタブレードがスロット内でずれるのを確実に防止することができ、切削精度の向上を図ることができる。

特に、請求項３に係る発明では、歯切り切削加工時にスロットの内壁面と第２側壁面の隅角部に発生する応力集中を断面円弧状のぬすみ部によって効果的に緩和することができ、実施化を図る上で有効なものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態である実施形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は本発明の一実施形態に係る歯切り用回転切削工具Ａを示し、この回転切削工具Ａは、カッタヘッドとも称されるカッタ取付治具１と、このカッタ取付治具１の外周部に円周方向に所定間隔毎に設けられた複数のカッタブレード２，３と、これらのカッタブレード２，３を取り囲むようにカッタ取付治具１の外周面に装着されたクランプリング４とを備えてなる。尚、図２では、図面作成上の理由から複数のカッタブレード２，３の大部分を省略している。

上記カッタ取付治具１は、中心に取付穴としてのボア１１を有する円盤状のもので、その外周面は、前面側が後面側よりも大きい段付き状に形成されており、この前面側の外周面上にクランプリング４が装着されている。また、カッタ取付治具１の外周面には前面と後面との間に亘って軸方向に延びる複数のスロット１２，１２，…が円周方向に所定間隔毎に形成されており、上記各カッタブレード２，３は、それぞれこのスロット１２内に挿入して配置されている。

上記各スロット１２は、図３に拡大詳示するように、互いに一定距離を隔てて平行に対向する回転方向Ｒ前側の第１側壁面１２ａ及び回転方向Ｒ後側の第２側壁面１２ｂと、この両側壁面１２ａ，１２ｂの奥側に位置する内壁面１２ｃとを有している。上記両側壁面１２ａ，１２ｂは、スロット１２の入り口側から奥側に向かうに従ってカッタ取付治具１の中心よりも回転方向Ｒ後側に傾斜するように設けられている一方、上記内壁面１２ｃは、第１側壁面１２ａに対し鈍角で、第２側壁面１２ｂに対し鋭角でそれぞれ交差するように設けられており、この内壁面１２ｃと第２側壁面１２ｂとの挟角θは、６０°〜８０°の範囲内（６０°≦θ≦８０°）に設定されている。また、各スロット１２の内壁面１２ｃと第２側壁面１２ｂの隅角部には断面円弧状のぬすみ部１３が軸方向に延びて形成されている。

一方、上記カッタブレード２，３としては、内刃と外刃の２種類つまり内刃カッタブレード２と外刃カッタブレード３とが用いられている。この２種類のカッタブレード２，３は、カッタ取付治具１の隣接する２つのスロット１２，１２に交互に挿入配置されて１組をなし、この１組のカッタブレード２，３で被加工材に１つのギヤ溝を切削するものである。

上記内刃カッタブレード２は、図４に示すように、断面略矩形状の棒状素材（高速度工具鋼、超硬合金、サーメット又はセラミックなど）からなり、その前面２ａには、内側側面２ｃ寄りの部位から外側側面２ｄに向かって所定のすくい角α１で傾斜するすくい面２０が軸方向全長に亘って形成されているとともに、一端部には山形に切削してなる刃部２１が形成されている。この刃部２１は、すくい面２０と刃先逃げ面２２とで構成する刃先切れ刃２３と、すくい面２０と主逃げ面２４とで構成する主切れ刃２５と、すくい面２０と副逃げ面２６とで構成する副切れ刃２７とを有している。内刃カッタブレード２の内側側面２ｃは、スロット１２の内壁面１２ｃに対応して、後面２ｂ寄りの部位から前面２ａないしすくい面２０に向かって中心寄りに傾斜する傾斜面２８を有しており、また、内刃カッタブレード２の内側側面２ｃと後面２ｂの隅角部には面取り部２９が形成されている。そして、図５に拡大詳示するように、内刃カッタブレード２は、その後面２ｂ及び内側側面２ｃの傾斜面２８をそれぞれスロット１２の第２側壁面１２ｂ及び内壁面１２ｃに接触（面接触）させた状態でスロット１２内に配置され、この内刃カッタブレード２の外側側面２ｄに対し、クランプリング４に設けたねじ孔４１を通してスロット１２内に延出する締結部材としての締結ねじ４２の先端が押圧して、内刃カッタブレード２がスロット１２の内壁面１２ｃ側に押し付けられるようになっている。

また、上記外刃カッタブレード３は、図６に示すように、内刃カッタブレード２の場合と同じく断面略矩形状の棒状素材からなり、その前面３ａには、内刃カッタブレード２の場合とは逆に外側側面３ｄ寄りの部位から内側側面３ｃに向かって所定のすくい角α２で傾斜するすくい面３０が軸方向全長に亘って形成されている。この外刃カッタブレ−ド３の一端部には山形に切削してなる刃部３１が形成されており、この刃部３１は、すくい面３０と刃先逃げ面３２とで構成する刃先切れ刃３３と、すくい面３０と主逃げ面３４とで構成する主切れ刃３５と、すくい面３０と副逃げ面３６とで構成する副切れ刃３７とを有している。また、外刃カッタブレード３の内側側面３ｃは、内刃カッタブレード２の場合と同じくスロット１２の内壁面１２ｃに対応して、後面３ｂ寄りの部位から前面３ａないしすくい面３０に向かって中心寄りに傾斜する傾斜面３８を有しており、外刃カッタブレード３の内側側面３ｃと後面３ｂの隅角部には面取り部３９が形成されている。そして、図７に拡大詳示するように、外刃カッタブレード３は、内刃カッタブレード２の場合と同じく、その後面３ｂ及び内側側面３ｃの傾斜面３８をそれぞれスロット１２の第２側壁面１２ｂ及び内壁面１２ｃに接触させた状態でスロット１２内に配置され、この外刃カッタブレード３の外側側面３ｄに対し、クランプリング４に設けたねじ孔４１を通してスロット１２内に延出する締結ねじ４２の先端が押圧して、外刃カッタブレード３がスロット１２の内壁面１２ｃ側に押し付けられるようになっている。

従って、上記歯切り用回転切削工具Ａにおいては、カッタ取付治具１の各スロット１２内に挿入配置されたカッタブレード２，３は、内刃と外刃の別を問わずいずれもスロット１２の回転方向Ｒ後側の第２側壁面１２ｂとの間に隙間があってもクランプリング４のねじ孔４１からスロット１２内に延出する締結ねじ４２によりスロット１２の内壁面１２ｃに押し付けて固定する時内壁面１２ｃが第２側壁面１２ｂに対し鋭角で交差するように、つまり内向きに第２側壁面１２ｂ寄りに傾斜するように設けられていることから、この内壁面１２ｃに沿って第２側壁面１２ｂ側に移動し、内側側面２ｃ，３ｃの傾斜面２８，３８がスロット１２の内壁面１２ｃに接触するだけでなく、後面２ｂ，３ｂがスロット１２の第２側壁面１２ｂに接触した状態で確実に固定される。このため、歯切り切削加工時に回転切削工具Ａの回転方向Ｒに負荷がかかってもカッタブレード２，３がスロット１２内でずれることはなく、切削精度を高めることができる。

その上、上記各スロット１２の内壁面１２ｃと第２側壁面１２ｂの隅角部に断面円弧状のぬすみ部１３が形成されているため、歯切り切削加工時にスロット１２の内壁面１２ｃと第２側壁面１２ｂの隅角部に発生する応力集中をぬすみ部１３によって効果的に緩和することができ、破損の防止化に寄与することができる。

ここで、上記各スロット１２の内壁面１２ｃと第２側壁面１２ｂとの交差角である挟角θを６０°〜８０°の範囲内（６０°≦θ≦８０°）に設定したのは、次のような理由による。すなわち、上記挟角θを８０°より大きい９０°に近い値（８０°＜θ＜９０°）に設定した場合には、締結ねじ４２によりカッタブレード２，３をスロット１２の内壁面１２ｃに押し付けて固定する時カッタブレード２，３が内壁面１２ｃに沿って第２側壁面１２ｂ側に移動し難くなる。また、挟角θを６０°よりも小さい値（θ＜６０°）に設定した場合には、歯切り切削加工時にスロット１２の内壁面１２ｃと第２側壁面１２ｂの隅角部に発生する応力集中が大きくなったり、この両壁面１２ｂ，１２ｃに接触するカッタブレード２，３の後面２ｂ，３ｂと内側側面２ｃ，３ｃの隅角部が尖って欠損を生じ易くなったりするという不具合がある。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。例えば上記実施形態では、２個１組のカッタブレード２，３つまり内刃カッタブレード２と外刃カッタブレード３とで被加工材に１つのギヤ溝を切削するタイプの歯切り用回転切削工具Ａについて述べたが、本発明は、このタイプ以外に、例えば３個１組のカッタブレードで被加工材に１つのギヤ溝を切削するタイプなどの歯切り用回転切削工具にも同様に適用することができる。

本発明の実施形態に係る歯切り用回転切削工具の一部を切開した正面図である。 同回転切削工具の中心線より左側半分を切開した側面図である。 同回転切削工具のカッタ取付治具のスロット付近を拡大した正面図である。 内刃カッタブレードを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は平面図である。 内刃カッタブレードがカッタ取付治具のスロット内に挿入配置された状態を示す一部切開拡大正面図である。 外刃カッタブレードを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は平面図である。 外刃カッタブレードがカッタ取付治具のスロット内に挿入配置された状態を示す一部切開拡大正面図である。 従来のカッタ取付治具のスロット内でのカッタブレードの取付状態を示す拡大正面図である。 同じく斜視図である。 別の従来例を示す図８相当図である。

符号の説明

Ａ 歯切り用回転切削工具
Ｒ 回転方向
θ 挟角
１ カッタ取付治具
２ 内刃カッタブレード
３ 外刃カッタブレード
２ｂ，３ｂ 後面
２ｃ，３ｃ 内側側面
４ クランプリング
１２ スロット
１２ａ 第１側壁面
１２ｂ 第２側壁面
１２ｃ 内壁面
１３ ぬすみ部
２８，３８ 傾斜面

Claims (3)

1. 外周面に複数のスロットが所定間隔毎に形成されたカッタ取付治具と、このカッタ取付治具の各スロット内にそれぞれ挿入して配置された複数のカッタブレードと、これらのカッタブレードを取り囲むようにカッタ取付治具の外周面に装着されたクランプリングとを備えた歯切り用回転切削工具において、
   上記各スロットは、互いに対向する回転方向前側の第１側壁面及び回転方向後側の第２側壁面と、この両側壁面間の奥側に位置する内壁面とを有し、この内壁面は、第２側壁面に対し鋭角で交差するように設けられており、
   上記各カッタブレードの後面及び内側側面は、それぞれスロットの第２側壁面及び内壁面に接触するように形成されていることを特徴とする歯切り用回転切削工具。
2. 上記各スロットの内壁面と第２側壁面の挟角は、６０°〜８０°の範囲内に設定されている請求項１記載の歯切り用回転切削工具。
3. 上記各スロットの内壁面と第２側壁面の隅角部には断面円弧状のぬすみ部が形成されている請求項１又は２記載の歯切り用回転切削工具。
   

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