JP2010184306A - フレージングカッタ - Google Patents

Abstract

【課題】はすば歯車を被加工歯車としてその歯面の歯すじ方向の端縁の面取りするフレージングカッタにおいて、特に被加工はすば歯車の鋭角側端縁における歯元側へのバリの発生を抑えることが可能なフレージングカッタを提供する。
【解決手段】被加工はすば歯車と噛み合ってこの被加工はすば歯車の歯面の歯すじ方向の端縁を押圧することにより面取りするフレージングカッタであって、円板状のカッタ本体１の外周面に、被加工はすば歯車の歯の鋭角側端縁を押圧する鋭角側加工歯面４と鈍角側端縁を押圧する鈍角側加工歯面５とを有する歯車状の加工歯２を備え、このうち鋭角側加工歯面４を、加工歯２の歯先側において歯元側の鋭角側加工歯面４を延長した基準面Ｓに対し加工歯２の歯厚方向に後退させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、特にはすば歯車を被加工歯車として、この被加工はすば歯車と噛み合ってその歯面の歯すじ方向の端縁を押圧することにより面取りするフレージングカッタに関するものである。

歯切り加工された歯車の歯面の端縁を面取りするのに用いられるフレージングカッタ（面取り工具）は、通常、歯車状の加工歯を有する一対のカッタ本体がスペーサ等を介して同軸に組み合わされて構成され、これらのカッタ本体の加工歯を被加工歯車の歯面の歯すじ方向の両端縁に噛み合わせるようにして回転しつつ送りを与えることで、加工歯の加工歯面によってこれら端縁を押圧して潰し、すなわち転造による塑性変形によって端縁を面取りしてゆく。そして、例えば特許文献１には、このようなフレージングカッタによりはすば歯車を被加工歯車として面取りすることが記載されている。

特許第３８１６８３７号公報

ところで、このようなフレージングカッタによる加工は、上述のように転造により端縁を塑性変形させて面取りするものであるから、面取りされた端縁部分は周囲に広がるように変形してバリを生じることがある。しかるに、このうち、被加工歯車の端面に広がったものはバイトによる切削加工等によって容易に除去加工であり、また加工歯車の歯面に広がったものはシェービングカッタによる加工で除去が可能である。

しかしながら、こうして変形した端縁部分が加工歯車の歯元側に広がってバリを生じると、これを除去するのは容易ではない。そして、特に被加工歯車がはすば歯車である場合は、その歯が、歯面の歯すじ方向の端縁が鋭角をなす鋭角側端縁と鈍角をなす鈍角側端縁とを対角上に有していて、このうち鋭角側端縁では面取り量も多くなるため、こうして面取りされた端縁の変形が歯元側に及んでバリを生じる傾向も高くなる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、はすば歯車を被加工歯車としてその歯面の歯すじ方向の端縁の面取りするフレージングカッタにおいて、特に被加工はすば歯車の鋭角側端縁における歯元側へのバリの発生を抑えることが可能なフレージングカッタを提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、被加工はすば歯車と噛み合ってこの被加工はすば歯車の歯面の歯すじ方向の端縁を押圧することにより面取りするフレージングカッタであって、円板状のカッタ本体の外周面に、上記被加工はすば歯車の歯の鋭角側端縁を押圧する鋭角側加工歯面と鈍角側端縁を押圧する鈍角側加工歯面とを有する歯車状の加工歯を備え、このうち上記鋭角側加工歯面は、該加工歯の歯先側において歯元側の当該鋭角側加工歯面を延長した基準面に対し上記加工歯の歯厚方向に後退させられていることを特徴とする。

すなわち、このようなフレージングカッタでは、被加工はすば歯車の端縁を面取りする加工歯の歯面は、加工歯が被加工歯車の歯と噛み合うように、通常はインボリュート歯形をなすような基準面に沿って形成されているが、上記構成のフレージングカッタでは、この加工歯の歯面のうち被加工はすば歯車の鋭角側端縁を押圧して面取りする鋭角側加工歯面が、該加工歯の歯元側ではこの基準面に沿って形成されるのに対し、歯先側においては該基準面に対して逃がされるように、歯厚方向に後退させられている。

従って、このようなフレージングカッタにより被加工はすば歯車の面取り加工を行うと、加工される歯の鋭角側端縁では、加工歯の歯先側すなわち被加工はすば歯車の歯の歯元側で、上記基準面のままの加工歯面で面取り加工を行った場合と比べて面取り量を少なくして、面取りによる鋭角側端縁の変形を抑えることができる。このため、変形したこの鋭角側端縁部分が被加工はすば歯車の歯元側に大きく広がってバリを生じるのを防ぐことができ、被加工はすば歯車を高精度に面取り加工することができる。

ここで、上記鋭角側加工歯面は、上記加工歯のピッチ円よりも歯先側で、上記基準面に対し後退させられているのが望ましく、すなわちピッチ円よりも加工歯の歯元側では、鋭角側加工歯面は上記基準面上に形成されるのが望ましい。このピッチ円よりも加工歯の歯元側で鋭角側加工歯面が後退していると、被加工はすば歯車において鋭角側端縁の面取りが不十分となるおそれが生じる。

また、上記鋭角側加工歯面は、例えば上記基準面の歯先側を平面によって切り欠くようにして歯先側で後退させられていてもよいが、断面円弧状を呈するような凸曲面状をなして上記基準面に対し後退させられるように形成することにより、上記基準面に沿った部分との接合部分が角張ったりするのを防いで、被加工はすば歯車の鋭角側端縁の面取り形状を高品位に加工することが可能となる。

さらに、上記加工歯の歯先においては、上記基準面に対する上記鋭角側加工歯面の後退量が、被加工はすば歯車の歯の鋭角側端縁の面取り幅ｂに対して（０．４〜０．８）×ｂの範囲とされているのが望ましく、この範囲よりも上記後退量が小さいと、被加工はすば歯車の鋭角側端縁の変形抑制が不十分となって歯元側のバリの発生を抑えることができなくなるおそれがある一方、この範囲を上回るほど後退量が大きいと、加工歯の歯厚自体にもよるが歯先側で加工歯の強度が損なわれたりするおそれが生じる。

以上説明したように、本発明によれば、フレージングカッタによる面取加工において、被加工はすば歯車の歯面の鋭角側端縁における歯元側へのバリの発生を抑えることが可能となり、これにより、かかるバリを後工程で除去したりすることなく、高精度で高品位の面取り加工を図ることが可能となる。

本発明の一実施形態のフレージングカッタによる被加工はすば歯車の面取り加工を示す図である。 図１においてフレージングカッタの加工歯が被加工はすば歯車の歯と噛み合っている状態を示す透視図である。 図１においてフレージングカッタの加工歯が被加工はすば歯車の歯の端縁を面取りしている状態を示すピッチ円に沿った断面図である。 図１に示す実施形態のフレージングカッタにおける加工歯の歯厚方向に沿った断面図である。

本実施形態のフレージングカッタは、図１に示すように円板状のカッタ本体１の外周面に複数の加工歯２が歯車状に一体に形成されていて、一対のこのようなカッタ本体１が、間にカッタ本体１よりも小径の円板状をなすスペーサ３を介して被加工はすば歯車１１の歯幅に応じた所定の間隔をあけ、互いに同軸となるように一体に組み立てられて構成されている。

さらに、このように組み立てられたフレージングカッタは、これら一対のカッタ本体１の各加工歯２における両加工歯面４、５を、被加工はすば歯車１１の歯１２における歯面１３のそれぞれ歯すじ方向の端縁１４、１５に当接させるようにして噛み合わされ、同軸とされた軸線Ｏ回りに回転させられつつ、この軸線Ｏと平行とされた軸線Ｃ回りに従動回転させられる上記被加工はすば歯車１１側に送りが与えられることにより、上記端縁１４、１５を押圧して面取りする。

ここで、本実施形態では加工されるのが被加工はすば歯車１１であるので、その歯１２は歯すじが弦巻状をなし、従って上記歯面１３の端縁１４、１５は、歯面１３が歯１２の端面１６と鋭角に交差する鋭角側端縁１４と鈍角に交差する鈍角側端縁１５とが、例えば図３に示すように歯１２のピッチ円に沿った断面において対角上に位置することになる。そして、これに対して本実施形態では同図３に示すように、加工歯２の加工歯面４、５のうち、鋭角側端縁１４に当接して面取りを行うのが鋭角側加工歯面４とされるとともに、鈍角側端縁１５に当接して面取りを行うのが鈍角側加工歯面５とされる。

本実施形態では、このうち鋭角側加工歯面４は、カッタ本体１の上記軸線Ｏ方向においてはこの軸線Ｏに平行に延びるように形成されており、これにより上記鋭角側端縁１４も被加工はすば歯車１１の軸線Ｃ方向にはこの軸線Ｃと平行に面取りされる。一方、上記鈍角側加工歯面５は、被加工はすば歯車１１の歯面１３がその軸線Ｃに対してなす角度よりも僅かに大きな角度をなすようにカッタ本体１の軸線Ｏに対し傾斜して形成されており、鈍角側端縁１５はこの鈍角側加工歯面５の角度に合わせて歯面１３と端面１６とに鈍角に交差するように面取りされる。

なお、一対のカッタ本体１は互いに略同形同大であるが、その加工歯２の鋭角側加工歯面４と鈍角側加工歯面５とが周方向において反対向きとなるようにされ、従って、これらのカッタ本体１同士の加工歯２は、軸線Ｏ方向において互いに他方のカッタ本体１側に向けて（スペーサ３側に向けて）、その歯厚が小さくなるように配置される。しかも、これら一対のカッタ本体１の加工歯２は、被加工はすば歯車１１の歯１２の各一対の鋭角側端縁１４と鈍角側端縁１５とに当接して面取り可能なように、周方向の位相がずらされて組み立てられる。

そして、さらにこれら一対のカッタ本体１の加工歯２は、それぞれその上記鋭角側加工歯面４が、図４に示すように加工歯２の歯先側（図４における上側）において、歯元側（図４において下側）の当該鋭角側加工歯面４を延長した基準面Ｓに対し、加工歯２の歯厚方向に後退させられている。なお、図中に符号Ｐで示すのは、カッタ本体１のこの加工歯２がなす歯車のピッチ円であり、鋭角側加工歯面４は、このピッチ円Ｐよりも歯先側において基準面Ｓから後退させられていて、ピッチ円Ｐより歯元側では基準面Ｓに沿って形成されている。

すなわち、このようなフレージングカッタの加工歯２は、被加工はすば歯車１１の歯１２と噛み合ってその端縁１４、１５と加工歯面が当接するように、通常は歯１２の歯面１３がなすインボリュート歯形に応じたインボリュート歯形をなす上記基準面Ｓに沿って形成されており、本実施形態でも鈍角側加工歯面５と鋭角側加工歯面４の歯元側とはそれぞれこのような基準面Ｓに沿って形成されているが、鋭角側加工歯面４の歯先側では、歯元側の鋭角側加工歯面４を延長したこの基準面Ｓに対して逃げるように、歯厚方向に凹むように後退させられているのである。

ここで、本実施形態では、この鋭角側加工歯面４の歯先側は、図４に示すように例えばカッタ本体１の軸線Ｏに直交する断面において凸円弧を呈するような凸曲面状をなして基準面Ｓに対し後退させられており、従ってこの基準面Ｓからの後退量は歯先側に向けて漸次大きくなるようにされる。なお、こうして後退した鋭角側加工歯面４の歯先側と上記基準面Ｓに沿った歯元側とは滑らかに連なるように接続されている。

また、こうして後退させられた鋭角側加工歯面４の加工歯２の歯先における後退量Ｑ、すなわち鋭角側加工歯面４を歯先まで基準面Ｓに沿って形成したときの位置と、後退した鋭角側加工歯面４の歯先の位置との歯厚方向の間隔は、本実施形態では被加工はすば歯車１１の歯１２の鋭角側端縁１４の面取り幅ｂに対して（０．４〜０．８）×ｂの範囲とされている。ただし、本実施形態では図４に示すように、こうして後退した鋭角側加工歯面４の歯先の位置は、鋭角側加工歯面４を基準面Ｓに沿って形成したときの加工歯２の歯厚方向の中心線Ｒを越えないようにされている。

このように構成されたフレージングカッタによって被加工はすば歯車１１の面取り加工を行うと、基準面Ｓに沿った鈍角側加工歯面５と鋭角側加工歯面４の歯元側とでは、従来と同様にこれらの加工歯面５、４が被加工はすば歯車１１の鈍角側端縁１５と鋭角側端縁１４の歯先側とに当接して押圧することにより押し潰して所定の面取り量で面取りを行うが、鋭角側加工歯面４の歯先側ではこの鋭角側加工歯面４が上記基準面Ｓに対して後退しているため、その面取り量は少なくなる。

このため、特に被加工はすば歯車１１において面取り量が多くなる鋭角側端縁１４において押し潰された該端縁１４が歯１２の歯元側に大きく広がるのを抑えることができ、面取りされた歯１２の歯元にバリが生じるような事態を防止することができる。従って、上記構成のフレージングカッタによれば、被加工はすば歯車１１を高精度で高品位に面取り加工することが可能となり、またこのような歯元側のバリを除去するための後加工も必要なくなって、歯車製造工程の簡略化を図ることができる。

また、本実施形態では、この鋭角側加工歯面４が、加工歯２のピッチ円Ｐよりも歯先側で基準面Ｓに対して後退させられており、すなわち少なくともピッチ円Ｐから歯元側では上記基準面Ｓに沿って鋭角側加工歯面４が形成されている。このため、被加工はすば歯車１１の歯１２における歯先側では必要な面取り量を確実に維持して面取りを行うことができる。

さらに、本実施形態では、こうして後退させられた鋭角側加工歯面４の歯先側が上述のような凸曲面状をなしており、基準面Ｓに沿った鋭角側加工歯面４の歯元側との接続部分を滑らかに連続させることができるので、例えばこの鋭角側加工歯面４の歯先側を平面で切り欠くようにして基準面Ｓに対し後退させた場合などに比べ、鋭角側加工歯面４に角張った部分が形成されたりするのを防ぐことができる。このため、このような角張った部分により、被加工はすば歯車１１の面取りされた鋭角側端縁１４にスジが付いたりするのを防ぐことができ、一層高品位の面取り加工を図ることができる。

しかも、このように鋭角側加工歯面４の歯先側が凸曲面状をなして基準面Ｓに対し後退していることにより、この基準面Ｓに対する鋭角側加工歯面４の上記後退量Ｑを上述のように歯先側に向かうに従い漸次大きくすることができるので、本実施形態によれば、この鋭角側加工歯面４による面取り量を、その歯先側に向かうに従い、すなわち被加工はすば歯車１１の歯１２の歯元側に向かうに従い、徐々に少なくすることができる。このため、木の葉１２の歯元側でのバリの発生を一層確実に防止することが可能となる。

なお、この鋭角側加工歯面４の加工歯２歯先における後退量Ｑは、図３に示す被加工はすば歯車１１の歯１２の鋭角側端縁１４の面取り幅ｂとこの歯１２の捩れ角βとにより、Ｑ＝ｂ×ｔａｎβで与えられるが、本実施形態では、この後退量Ｑを鋭角側端縁１４の面取り幅ｂに対して（０．４〜０．８）×ｂの範囲としている。これは、この歯先における後退量Ｑが上記範囲よりも小さいと、歯先側における鋭角側加工歯面４の逃げが不十分で、被加工はすば歯車１１においてその歯１２の歯元側におけるバリの発生を確実に防ぐことができなくなるおそれがあるからである。

その一方で、この後退量Ｑが上記範囲を上回るほど大きいと、加工歯２の歯厚にもよるが、歯先側で加工歯２の強度が損なわれて面取り加工時に欠けを生じたりするおそれが生じる。このため、歯先における上記後退量Ｑは本実施形態のように上記範囲内に設定されるのが望ましく、例えば０．２〜０．８ｍｍ程度とされ、また上述のように加工歯２の歯厚方向の中心線Ｒを越えない範囲で鋭角側加工歯面４の歯先側が基準面Ｓに対して後退させられるのが、より望ましい。

１ カッタ本体
２ 加工歯
４ 鋭角側加工歯面
５ 鈍角側加工歯面
１１ 被加工はすば歯車
１２ 被加工はすば歯車１１の歯
１３ 歯面
１４ 鋭角側端縁
１５ 鈍角側端縁
Ｏ カッタ本体１の軸線
Ｃ 被加工はすば歯車１１の軸線
Ｓ 基準面
Ｐ 加工歯２のピッチ円
Ｑ 基準面Ｓに対する鋭角側加工歯面４歯先側の歯厚方向の後退量
ｂ 鋭角側端縁１４の面取り幅

Claims (4)

1. 被加工はすば歯車と噛み合ってこの被加工はすば歯車の歯面の歯すじ方向の端縁を押圧することにより面取りするフレージングカッタであって、円板状のカッタ本体の外周面に、上記被加工はすば歯車の歯の鋭角側端縁を押圧する鋭角側加工歯面と鈍角側端縁を押圧する鈍角側加工歯面とを有する歯車状の加工歯を備え、このうち上記鋭角側加工歯面は、該加工歯の歯先側において歯元側の当該鋭角側加工歯面を延長した基準面に対し上記加工歯の歯厚方向に後退させられていることを特徴とするフレージングカッタ。
2. 上記鋭角側加工歯面は、上記加工歯のピッチ円よりも歯先側で、上記基準面に対し後退させられていることを特徴とする請求項１に記載のフレージングカッタ。
3. 上記鋭角側加工歯面の歯先側は、凸曲面状をなして上記基準面に対し後退させられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフレージングカッタ。
4. 上記加工歯の歯先において、上記基準面に対する上記鋭角側加工歯面の後退量が、被加工はすば歯車の歯の鋭角側端縁の面取り幅ｂに対して（０．４〜０．８）×ｂの範囲とされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフレージングカッタ。

Images