JP2018089746A - ホブ - Google Patents

Abstract

【課題】切れ刃の剛性を低下させることなく、すくい面のすくい角を大きくすることにより、当該すくい面に対する摩耗発生を抑制して、工具寿命の延長化を図ることができるホブを提供する。【解決手段】回転可能に支持されるホブ本体１１と、ホブ本体１１の外周部に螺旋状のねじすじに沿って配置される複数の刃部１２と、刃部１２の前面となるすくい面２１と、刃部１２の外周面となる外周逃げ面２２とを備えるホブ１であって、すくい面２１は、刃元側に形成される第１すくい面３１と、第１すくい面３１よりも刃先側で、且つ、第１すくい面３１よりも回転方向前方側に配置され、径方向外側に向かうに従って回転方向前方側に向けて延びることにより、外周逃げ面２２との交差によって形成した交差角部となる刃先切れ刃２４ａを、第１すくい面３１よりも回転方向前方側に配置させる第２すくい面３２とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、歯車の歯切り加工に用いられるホブに関する。

従来から、歯車の歯切り加工に使用される歯切工具として、ホブが提供されている。このホブは、所定のラック歯形を有するねじ状の回転式工具となっており、その外周部には、複数の刃部が螺旋状のねじすじに沿って配置されている。そして、刃部の前部には、すくい面が形成されており、このすくい面の外周角部は、切れ刃を構成している。

ここで、歯切り時における刃部は、ホブの回転数、送り速度、及び、切り込み量等の加工条件に関わらず、高温高圧の過酷な状態で、被削歯車や切屑と接触しながら移動する。このため、刃部には、様々な種類の損傷が発生するおそれがあり、それらの損傷は、工具としての切削性能を次第に低下させる要因となっている。

例えば、すくい面における切れ刃に近い位置には、クレータ摩耗と称される凹状の摩耗が発生する場合がある。このクレータ摩耗は、切屑がすくい面上を擦過することによって生じるものであって、特に、高速切削において切屑が連続する場合に、発生する傾向にあり、このようなクレータ摩耗が発生すると、工具寿命の低下を招くおそれがある。

そこで、すくい面への摩耗発生を抑制する手段の一つとして、すくい面の形状に工夫を施して、切屑の形態を変えたり、切屑の流れを改善したりすることが考えられている。そして、このような、すくい面への摩耗発生を抑制するようにしたホブとしては、例えば、特許文献１に開示されている。

特開平１１−２３９９２０号公報

しかしながら、上記従来のホブのように、すくい面の形状を変更すると、切れ刃の剛性を低下させるおそれがある。特に、すくい面のすくい角を大きく設定しようとすると、刃部の刃先部分は、非常に尖った形状となるため、切れ刃の剛性が低下してしまう。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、切れ刃の剛性を低下させることなく、すくい面のすくい角を大きくすることにより、当該すくい面に対する摩耗発生を抑制して、工具寿命の延長化を図ることができるホブを提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係るホブは、
中心軸周りに回転可能に支持されるホブ本体と、
前記ホブ本体の外周部に、螺旋状のねじすじに沿って配置される複数の刃部と、
前記刃部に回転方向前方側を向くように形成されるすくい面と、
前記刃部に外周側を向くように形成される外周逃げ面とを備えるホブであって、
前記すくい面は、
刃元側に形成される第１すくい面と、
前記第１すくい面よりも刃先側で、且つ、前記第１すくい面よりも回転方向前方側に配置され、径方向外側に向かうに従って回転方向前方側に向けて延びることにより、前記外周逃げ面との交差によって形成した交差角部となる刃先切れ刃を、前記第１すくい面よりも回転方向前方側に配置させる第２すくい面とを有する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係るホブは、
前記第２すくい面は、前記第１すくい面に対して傾斜する傾斜面である
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係るホブは、
前記第２すくい面は、回転方向後方側に向けて凹んだ湾曲面である
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係るホブは、
前記第２すくい面は、
前記第１すくい面及び前記第２すくい面のすくい角の基準となる基準面よりも、回転方向前方側に配置される
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係るホブは、
前記第２すくい面のすくい角は、前記第１すくい面のすくい角よりも大きい
ことを特徴とする。

従って、本発明に係るホブによれば、第２すくい面のすくい角を、第１すくい面のすくい角よりも大きくすることができるので、刃部の刃先部分となる、第２すくい面と外周逃げ面との間の刃厚を厚くすることができる。これにより、第２すくい面と外周逃げ面との交差によって形成される刃先切れ刃の剛性を低下させることなく、すくい面における刃先部分のすくい角のみを大きくすることができる。この結果、すくい面に対する摩耗発生を抑制することができるので、工具寿命の延長化を図ることができる。

本発明に係るホブの正面図である。 （ａ）は本発明の第１実施例に係るホブの側面図、（ｂ）は同図（ａ）の要部拡大図である。 （ａ）は本発明の第２実施例に係るホブの側面図、（ｂ）は同図（ａ）の要部拡大図である。 （ａ）は本発明の第３実施例に係るホブの側面図、（ｂ）は同図（ａ）の要部拡大図である。

以下、本発明に係るホブについて、図面を用いて詳細に説明する。

先ず、本発明の第１実施例に係るホブについて、図１及び図２（ａ），（ｂ）を用いて説明する。

図１に示したホブ１は、歯車の歯切り加工に使用されるねじ状の歯切工具であって、その中心軸Ｏを回転中心として回転しながら、被削歯車（図示省略）と互いに噛み合うような相対移動が与えられることによって、被削歯車の外周部に歯形を創成可能となっている。なお、図１には、中心軸Ｏを中心とした矢印を記載しており、この矢印の向きが、ホブ１の回転方向となっている。

そこで、図１及び図２（ａ），（ｂ）に示すように、ホブ１の中心部には、円筒状をなすホブ本体１１が設けられている。このホブ本体１１の外周部には、複数個の刃部１２が、中心軸Ｏをねじすじ中心（螺旋中心）とした螺旋状のねじすじ（つる巻き線）に沿って、所定の間隔で配置されると共に、複数本の刃溝１３が、周方向に所定の間隔で、軸方向に延設されている。

つまり、刃溝１３は、ホブ本体１１のねじすじを軸方向に横断しており、当該ホブ本体１１の外周部における軸方向全域に亘って形成されている。これにより、刃部１２は、ねじすじに沿って隣接する刃溝１３間に形成されることになる。そして、刃部１２を回転方向前方側（ねじすじ方向前方側）から見た形状が、当該刃部１２の刃形形状となっており、上記被削歯車に加工される歯形の輪郭は、その刃形の輪郭と同じものとなっている。

更に、各刃部１２には、すくい面２１、外周逃げ面２２、側逃げ面２３、及び、切れ刃２４が形成されている。

すくい面２１は、刃部１２の前面を構成しており、回転方向前方側を向いて、当該刃部１２の直前に位置する刃溝１３を臨むように形成されている。また、外周逃げ面２２は、刃部１２の外周面を構成しており、すくい面２１の回転方向後方側に連なって、径方向外側を向いて、ねじすじに沿って延設している。更に、側逃げ面２３は、刃部１２の左右両側面を構成しており、軸方向外側を向いて、すくい面２１及び外周逃げ面２２と連続して形成されている。

そして、切れ刃２４は、すくい面２１と外周逃げ面２２及び側逃げ面２３とが交差することによって形成される交差角部（交差稜線部）となっている。このうち、切れ刃２４を構成する交差角部の中でも、すくい面２１（後述する第２すくい面３２）と外周逃げ面２２とによる交差角部は、刃先切れ刃２４ａを形成しており、すくい面２１と側逃げ面２３とによる交差角部は、左切れ刃及び右切れ刃をそれぞれ形成している。

ここで、すくい面２１は、刃元側に位置する第１すくい面３１と、刃先側に位置する第２すくい面３２とから構成されている。第１すくい面３１は、径方向に延在している。これに対して、第２すくい面３２は、第１すくい面３１よりも刃先側、即ち、第１すくい面３１よりも径方向外側で、且つ、第１すくい面３１よりも回転方向前方側に配置されている。

このとき、第２すくい面３２は、径方向外側に向かうに従って、回転方向前方側に向けて延在することにより、刃先切れ刃２４ａを外周逃げ面２２との交差によって形成している。これにより、刃先切れ刃２４ａは、第１すくい面３１よりも回転方向前方側に配置されることになる。

即ち、第２すくい面３２は、第１すくい面３１の刃先側端部から外周逃げ面２２に向うに従って、回転方向前方側に向けて漸次傾斜しており、第１すくい面３１に対して直線的に傾斜する傾斜面となっている。このように、第１すくい面３１に対して第２すくい面３２を形成することにより、第２すくい面３２のすくい角θ２は、第１すくい面３１のすくい角θ１よりも大きくなる。

なお、すくい角θ１，θ２の基準となる基準面Ｓは、ホブ本体１１の中心軸Ｏを通って径方向に延びる平面となっている。つまり、すくい角θ１，θ２は、すくい面３１，３２と基準面Ｓとが交差するときの中心軸Ｏ周りの交差角度となっている。

よって、第１すくい面３１は、基準面Ｓと一致して、これに含まれる面となっているため、そのすくい角θ１は、０°となっている。これに対して、第２すくい面３２は、基準面Ｓと一致する第１すくい面３１に対して傾斜した傾斜面となっており、そのすくい角θ２は、例えば、２０°となっている。

以上より、ホブ１を用いて歯切りする場合には、ホブ１と被削歯車とを回転させた状態で、ホブ１に対して、ホブ１の径方向への切り込みと、被削歯車の軸方向への送りとを与えることにより、被削歯車の外周部に歯形を創成することができる。

つまり、被削歯車の外周部は、刃部１２の切れ刃２４によって削られる。そして、切れ刃２４によって削り取られた切屑は、第２すくい面３２上から第１すくい面３１上へと順に、径方向内側に向けて流れた後、その刃部１２の直前に位置する刃溝１３内を通って、ホブ本体１１の径方向外側や軸方向外側に向けて排出される。

このとき、第２すくい面３２のすくい角θ２が、第１すくい面３１のすくい角θ１よりも大きくなっているため、第２すくい面３２における刃先切れ刃２４ａに沿って発生するすくい面摩耗（例えば、クレータ摩耗等）を抑制することができるだけでなく、そのすくい面摩耗が発生した場合であっても、当該すくい面摩耗は、第２すくい面３２の中でも、刃先切れ刃２４から径方向外側に離れた位置に発生したり、第１すくい面３１に発生したりする。

また、すくい面２１の中でも、刃先部分となる第２すくい面３１のすくい角θ２を大きくすることにより、切屑の流れを改善することができるので、切削温度の低下を図ることができる。更に、切れ刃２４の切削性（切れ味）を向上させることができるので、加工負荷を低減させることができる。

従って、第１実施例に係るホブ１によれば、第２すくい面３２のすくい角θ２を、第１すくい面３１のすくい角θ１よりも大きくすることができるので、刃部１２の刃先部分となる、第２すくい面３２と外周逃げ面２２との間の刃厚を厚くすることができる。これにより、第２すくい面３２と外周逃げ面２２及び側逃げ面２３との交差によって形成される切れ刃２４の剛性を低下させることなく、すくい面２１における刃先部分のすくい角のみを大きくすることができる。

この結果、第２すくい面３２に対する摩耗発生を抑制することができるだけでなく、そのすくい面摩耗が発生した場合であっても、第２すくい面３２内の摩耗発生位置を、刃先切れ刃２４ａから刃元側に向けてずらすことができるので、工具寿命の延長化を図ることができる。

次に、本発明の第２実施例に係るホブについて、図３（ａ），（ｂ）を用いて説明する。なお、本第２実施例においては、第１実施例に示した部材と対応した部材に、その第１実施例に示した部材の符号と同一の符号を付して、説明を省略している。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、すくい面２１は、刃元側に位置する第１すくい面３１と、刃先側に位置する第２すくい面４２とから構成されている。第２すくい面４２は、第１すくい面３１よりも刃先側、即ち、第１すくい面３１よりも径方向外側で、且つ、第１すくい面３１よりも回転方向前方側に配置されている。

このとき、第２すくい面４２は、径方向外側に向かうに従って、回転方向前方側に向けて延在することにより、刃先切れ刃２４ａを外周逃げ面２２との交差によって形成している。これにより、刃先切れ刃２４ａは、第１すくい面３１よりも回転方向前方側に配置されることになる。

即ち、第２すくい面４２は、第１すくい面３１の刃先側端部から外周逃げ面２２に向うに従って、回転方向前方側に向けて漸次傾斜しており、第１すくい面３１に対して、回転方向後方側に向けて凹んだ湾曲面となっている。このように、第１すくい面３１に対して第２すくい面４２を形成することにより、第２すくい面４２のすくい角θ２は、第１すくい面３１のすくい角θ１よりも大きくなる。

よって、第２すくい面４２は、基準面Ｓと一致する第１すくい面３１に対して湾曲した湾曲面となっており、そのすくい角θ２は、例えば、２０°となっている。但し、第２すくい面４２のすくい角θ２は、第２すくい面４２の刃元側端部（第１すくい面３１の刃先側端部）と刃先切れ刃２４ａとを直線的に結ぶ平面と、基準面Ｓとが交差する交差角度となっている。

従って、第２実施例に係るホブ１によれば、第２すくい面４２に対する摩耗発生を抑制することができるだけでなく、そのすくい面摩耗が発生した場合であっても、第２すくい面４２内の摩耗発生位置を、刃先切れ刃２４ａから刃元側に向けてずらすことができるので、工具寿命の延長化を図ることができる。

最後に、本発明の第３実施例に係るホブについて、図４（ａ），（ｂ）を用いて説明する。なお、本第３実施例においては、第１実施例に示した部材と対応した部材に、その第１実施例に示した部材の符号と同一の符号を付して、説明を省略している。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、各刃部１２には、すくい面５１、外周逃げ面２２、側逃げ面２３、及び、切れ刃５４が形成されている。

すくい面５１は、刃部１２の前面を構成しており、回転方向前方側を向いて、当該刃部１２の直前に位置する刃溝１３を臨むように形成されている。また、切れ刃５４は、すくい面５１と外周逃げ面２２及び側逃げ面２３とが交差することによって形成される交差角部（交差稜線部）となっている。このうち、切れ刃５４を形成する交差角部の中でも、すくい面５１（後述する第２すくい面６２）と外周逃げ面２２とによる交差角部は、刃先切れ刃５４ａを形成しており、すくい面５１と側逃げ面２３とによる交差角部は、左切れ刃及び右切れ刃をそれぞれ形成している。

ここで、すくい面５１は、刃元側に位置する第１すくい面６１と、刃先側に位置する第２すくい面６２とから構成されている。第１すくい面６１は、径方向外側に向かうに従って、回転方向前方側に向けて延在している。これに対して、第２すくい面６２は、第１すくい面６１よりも刃先側、即ち、第１すくい面６１よりも径方向外側で、且つ、第１すくい面６１よりも回転方向前方側に配置されている。

このとき、第２すくい面６２は、径方向外側に向かうに従って、回転方向前方側に向けて延在することにより、刃先切れ刃５４ａを外周逃げ面２２との交差によって形成している。これにより、刃先切れ刃５４ａは、第１すくい面６１よりも回転方向前方側に配置されることになる。

即ち、第２すくい面６２は、第１すくい面６１の刃先側端部から外周逃げ面２２に向うに従って、回転方向前方側に向けて漸次傾斜しており、第１すくい面６１に対して直線的に傾斜する傾斜面となっている。このように、第１すくい面６１に対して第２すくい面６２を形成することにより、第２すくい面６２のすくい角θ４は、第１すくい面６１のすくい角θ３よりも大きくなる。つまり、すくい角θ３，θ４は、すくい面６１，６２と基準面Ｓとが交差するときの中心軸Ｏ周りの交差角度となっている。

よって、第１すくい面６１は、基準面Ｓに対して傾斜した傾斜面となっており、そのすくい角θ３は、例えば、６°となっている。これに対して、第２すくい面６２は、基準面Ｓに対して傾斜した第１すくい面６１に対して、更に傾斜した傾斜面となっており、そのすくい角θ４は、例えば、２０°となっている。

従って、第３実施例に係るホブ１によれば、第２すくい面６２のすくい角θ４を、第１すくい面６１のすくい角θ３よりも大きくすることができるので、刃部１２の刃先部分となる、第２すくい面６２と外周逃げ面２２との間の刃厚を厚くすることができる。これにより、第２すくい面６２と外周逃げ面２２及び側逃げ面２３との交差によって形成される切れ刃５４の剛性を低下させることなく、すくい面５１における刃先部分のすくい角のみを大きくすることができる。

この結果、第２すくい面６２に対する摩耗発生を抑制することができるだけでなく、そのすくい面摩耗が発生した場合であっても、第２すくい面６２内の摩耗発生位置を、刃先切れ刃５４ａから刃元側に向けてずらすことができるので、工具寿命の延長化を図ることができる。

１ ホブ
１１ ホブ本体
１２ 刃部
１３ 刃溝
２１，５１ すくい面
２２ 外周逃げ面
２３ 側逃げ面
２４，５４ 切れ刃
２４ａ，５４ａ 刃先切れ刃
３１、６１ 第１すくい面
３２，４２，６２ 第２すくい面
θ１〜θ４ すくい角
Ｓ 基準面
Ｏ 中心軸

Claims (5)

1. 中心軸周りに回転可能に支持されるホブ本体と、
   前記ホブ本体の外周部に、螺旋状のねじすじに沿って配置される複数の刃部と、
   前記刃部に回転方向前方側を向くように形成されるすくい面と、
   前記刃部に外周側を向くように形成される外周逃げ面とを備えるホブであって、
   前記すくい面は、
   刃元側に形成される第１すくい面と、
   前記第１すくい面よりも刃先側で、且つ、前記第１すくい面よりも回転方向前方側に配置され、径方向外側に向かうに従って回転方向前方側に向けて延びることにより、前記外周逃げ面との交差によって形成した交差角部となる刃先切れ刃を、前記第１すくい面よりも回転方向前方側に配置させる第２すくい面とを有する
   ことを特徴とするホブ。
2. 請求項１に記載のホブにおいて、
   前記第２すくい面は、前記第１すくい面に対して傾斜する傾斜面である
   ことを特徴とするホブ。
3. 請求項１に記載のホブにおいて、
   前記第２すくい面は、回転方向後方側に向けて凹んだ湾曲面である
   ことを特徴とするホブ。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のホブにおいて、
   前記第２すくい面は、
   前記第１すくい面及び前記第２すくい面のすくい角の基準となる基準面よりも、回転方向前方側に配置される
   ことを特徴とするホブ。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のホブにおいて、
   前記第２すくい面のすくい角は、前記第１すくい面のすくい角よりも大きい
   ことを特徴とするホブ。

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