JP2019093484A - ホブカッタ - Google Patents

Abstract

【課題】簡便に組み立て可能なホブカッタを提供する。【解決手段】ホブカッタ１００は、ホブ１０と、アーバ２０と、ナット３０とを備える。アーバ２０の軸部２１は、一端側に形成される頭部２１１と、他端側に形成されナット３０が締結される雄ねじ部２１２とを有する。ホブ１０の挿通孔１３は、一端に形成され頭部２１１が当接する第１拡径孔部１３１と、他端に形成されナット３０が当接する第２拡径孔部１３２とを有する。アーバ２０の頭部２１１の外径は、軸方向一端側に向かうほど大きい。ホブ１０の第１拡径孔部１３１の内径は、軸方向一端側に向かうほど大きい。ナット３０は、真球面状に形成され、ホブ１０の第２拡径孔部１３２と当接する当接面３１２Ｓを有する。第２拡径孔部１３２の内径は、軸方向他端側に向かうほど大きい。【選択図】図２

Description

本発明は、ホブカッタに関する。

従来、歯車素材（以下、「ワーク歯車」という。）に歯切り加工を施すためのホブカッタとして、挿通孔を有するホブと、ホブの挿通孔に挿通されるアーバと、ホブをアーバに固定するためのナットとを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。アーバの第１端部にはフランジが形成され、アーバの第２端部には雄ねじが形成されている。アーバを挿通孔に挿通した状態でナットを雄ねじに締結することによって、フランジとナットの間にホブが固定される。

特開２００５−１０３６７１号公報

ところで、ワーク歯車の歯形精度を確保するには、アーバの軸心が挿通孔の軸心と一致している必要がある。しかしながら、特許文献１のホブカッタでは、ナットを雄ねじに締結する際、アーバの軸心が挿通孔の軸心に対して傾いたり、或いは、アーバの軸心が挿通孔の軸心から径方向にずれたりし易いため、ホブカッタの組み立てに時間を要していた。

本発明は、簡便に組み立て可能なホブカッタを提供することを目的とする。

本発明の第１態様に係るホブカッタは、挿通孔を有するホブと、挿通孔に挿通される軸部を有するアーバと、軸部に締結されるナットとを備える。軸部は、一端側に形成される頭部と、他端側に形成されナットが締結されるねじ部とを有する。ホブは、挿通孔の一端に形成され頭部が当接する第１拡径孔部と、挿通孔の他端に形成されナットが当接する第２拡径孔部とを有する。頭部の外径は、軸方向一端側に向かうほど大きい。第１拡径孔部の内径は、軸方向一端側に向かうほど大きい。ナットは、第２拡径孔部と当接し真球面状に形成された当接面を有する。第２拡径孔部の内径は、軸方向他端側に向かうほど大きい。

本発明の第２態様に係るホブカッタは、挿通孔を有するホブと、挿通孔に挿通される軸部を有するアーバと、軸部に締結されるナットとを備える。軸部は、一端側に形成される頭部と、他端側に形成されナットが締結されるねじ部とを有する。挿通孔は、一端に形成され頭部が当接する第１拡径孔部と、他端に形成されナットが当接する第２拡径孔部とを有する。頭部の外径は、軸方向一端側に向かうほど大きい。第１拡径孔部の内径は、軸方向一端側に向かうほど大きい。ナットのうち第２拡径孔部との当接面の外径は、軸方向一端側に向かうほど大きい。第２拡径孔部の内径は、軸方向一端側に向かうほど大きい。挿通孔の第１軸心と、軸部の第２軸心と、ナットのうち第２拡径孔部との当接面の第３軸心とが一致する。

本発明によれば、簡便に組み立て可能なホブカッタを提供することができる。

ホブカッタの斜視図 ホブカッタの断面図 ホブカッタの分解断面図 図２の部分拡大図 ホブカッタの部分断面図 ホブカッタの部分断面図 ホブカッタの部分断面図 ホブカッタの部分断面図 ナットの製造方法を説明するための模式図 ナットの製造方法を説明するための模式図

（ホブカッタ１００の構成）
図１は、ホブカッタ１００の斜視図である。図２（ａ）は、ホブカッタ１００の断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。図３は、ホブカッタ１００の分解断面図である。図４（ａ）は、図２（ａ）に図示されたホブ１０の一端側を拡大した図である。図４（ｂ）は、図２（ａ）に図示されたホブ１０の他端側を拡大した図である。

ホブカッタ１００は、図示しない歯車素材に歯切り加工を施すことによって、歯車素材にワーク歯を形成するための切削用工具である。ホブカッタ１００は、ホブ１０と、アーバ２０と、ナット３０とを備える。ホブカッタ１００は、ホブ１０をアーバ２０に挿通した状態でナット３０を締結することによって組み立てられる。

（１）ホブ１０
ホブ１０は、基体１１と、刃部１２と、挿通孔１３と、キー溝１４とを有する。基体１１は、円筒状に形成される。刃部１２は、基体１１の外周面に配置される。刃部１２は、基体１１と一体的に形成される。刃部１２は、螺旋状に配列された複数の切り刃によって構成される。挿通孔１３は、基体１１の内部に形成される。挿通孔１３は、第１軸心ＡＸ１に沿って一直線状に形成される。

図２〜４に示すように、挿通孔１３は、単径孔部１３０と、第１拡径孔部１３１と、第２拡径孔部１３２とを有する。

単径孔部１３０は、第１拡径孔部１３１と第２拡径孔部１３２の間に配置される。単径孔部１３０は、第１拡径孔部１３１と第２拡径孔部１３２のそれぞれに連なる。単径孔部１３０は、単一の内径を有する。

第１拡径孔部１３１は、単径孔部１３０の一端に連なる。第１拡径孔部１３１は、基体１１の一端面に開口する。第１拡径孔部１３１は、キー溝１４を除くと第１軸心ＡＸ１を中心として線対称に形成される。第１拡径孔部１３１の内径は、軸心方向一端側に向かうほど大きい。軸心方向とは、第１軸心ＡＸ１に沿った方向である。第１拡径孔部１３１の内径は、単径孔部１３０から離れるほど大きい。第１拡径孔部１３１の内径は、軸心方向内側に向かうほど小さい。第１拡径孔部１３１の内径は、単径孔部１３０に近づくほど小さい。

図４（ａ）に示すように、第１拡径孔部１３１の内周面１３１Ｓは、挿通孔１３の軸心方向内側に向かってテーパ状に形成されている。本実施形態において、内周面１３１Ｓは、円錐面状に形成されている。

第２拡径孔部１３２は、単径孔部１３０の他端に連なる。第２拡径孔部１３２は、単径孔部１３０を挟んで、第１拡径孔部１３１の反対側に配置される。第２拡径孔部１３２は、基体１１の他端面に開口する。第２拡径孔部１３２は、第１軸心ＡＸ１を中心として線対称に形成される。第２拡径孔部１３２の内径は、軸心方向他端側に向かうほど大きい。第２拡径孔部１３２の内径は、単径孔部１３０から離れるほど大きい。第２拡径孔部１３２の内径は、軸心方向内側に向かうほど小さい。第２拡径孔部１３２の内径は、単径孔部１３０に近づくほど小さい。

図４（ｂ）に示すように、第２拡径孔部１３２の内周面１３２Ｓは、挿通孔１３の軸心方向内側に向かってテーパ状に形成されている。本実施形態において、内周面１３２Ｓは、円錐面状に形成されている。

キー溝１４は、基体１１の内部に形成される。キー溝１４は、挿通孔１３に沿って形成される。キー溝１４は、第１軸心ＡＸ１に沿って一直線状に形成される。キー溝１４には、後述するアーバ２０のキー２４が嵌め合わされる。これによって、アーバ２０がホブ１０に対して第１軸心ＡＸ１廻りに回転することが抑制される。図３に示されるホブ１０では、キー溝１４は第１拡径孔部１３１から第２拡径孔部１３２の手前まで延びているが、第２拡径孔部１３２まで延びて形成されてもよい。

（２）アーバ２０
アーバ２０は、軸部２１と、フランジ２２と、テーパ軸２３と、キー２４とを有する。軸部２１は、第２軸心ＡＸ２に沿って一直線状に形成される。軸部２１は、ホブ１０の挿通孔１３に挿通される。フランジ２２は、軸部２１の一端部に設けられる。フランジ２２は、軸部２１と一体的に形成される。フランジ２２の外径は、軸部２１の外径よりも大きい。キー２４は、ホブ１０のキー溝２４と係合する。

図４（ａ）に示すように、本実施形態において、フランジ２２は、ホブ１０の基体１１の端面１１Ｓに当接している。テーパ軸２３は、フランジ２２を挟んで、軸部２１の反対側に配置される。テーパ軸２３は、フランジ２２と一体的に形成される。テーパ軸２３の外径は、フランジ２２から離れるほど小さい。このテーパ軸２３は、工作機械の主軸に設けられたテーパ孔に嵌合される。

図２〜４に示すように、軸部２１は、中央部２１０と、頭部２１１と、雄ねじ部２１２とを有する。

中央部２１０は、頭部２１１と雄ねじ部２１２の間に配置される。中央部２１０は、頭部２１１と雄ねじ部２１２のそれぞれに連なる。中央部２１０は、頭部２１１及び雄ねじ部２１２のそれぞれと一体的に形成される。中央部２１０は、キー２４を除き円筒状に形成される。中央部２１０は、単一の外径を有する。中央部２１０は、ホブ１０の挿通孔１３のうち単径孔部１３０の内側に配置される。中央部２１０には、円筒曲面部上で第２軸芯ＡＸ２と平行に延びるキー２４が取り付けられる。

頭部２１１は、中央部２１０の一端側に連なる。頭部２１１は、中央部２１０とフランジ２２との間に配置される。頭部２１１は、ホブ１０の挿通孔１３のうち第１拡径孔部１３１の内側に配置される。頭部２１１は、軸部２１の第２軸心ＡＸ２を中心として線対称に形成される。頭部２１１の外径は、軸心方向一端側に向かうほど大きい。軸心方向とは、第２軸心ＡＸ２に沿った方向である。頭部２１１の外径は、中央部２１０から離れるほど大きい。頭部２１１の外径は、軸心方向内側に向かうほど小さい。頭部２１１の外径は、中央部２１０に近づくほど小さい。

図４（ａ）に示すように、頭部２１１の外周面２１１Ｓは、軸部２１の軸心方向内側に向かってテーパ状に形成されている。本実施形態において、外周面２１１Ｓは、円錐面状に形成されている。

雄ねじ部２１２は、中央部２１０の他端側に連なる。雄ねじ部２１２は、中央部２１０を挟んで、頭部２１１の反対側に配置される。雄ねじ部２１２は、ホブ１０の挿通孔１３のうち第２拡径孔部１３２の内側に配置されるとともに、第２拡径孔部１３２から外側に突出している。雄ねじ部２１２は、円筒状に形成される。雄ねじ部２１２は、単一の外径を有する。雄ねじ部２１２の外周面には、螺旋状の雄ねじが形成される。雄ねじ部２１２には、ナット３０が締結される。

（３）ナット３０
ナット３０は、本体３１と、雌ねじ孔３２とを有する。

本体３１は、筒状に形成される。本体３１は、ナット部３１０と、中間部３１１と、当接部３１２とを含む。ナット部３１０は、六角柱状に形成される。ナット部３１０は、ナット３０をアーバ２０（具体的には、雄ねじ部２１２）に締結する際に工具を嵌合するための部位である。中間部３１１は、ナット部３１０と当接部３１２の間に配置される。中間部３１１は、円筒状に形成される。中間部３１１は、単一の外径を有する。

当接部３１２は、中間部３１１を挟んで、ナット部３１０の反対側に配置される。当接部３１２は、ホブ１０の挿通孔１３のうち第２拡径孔部１３２の内側に配置される。当接部３１２は、第２軸心ＡＸ２を中心として線対称に形成される。

当接部３１２の外径は、軸心方向他端側に向かうほど大きい。軸心方向とは、アーバ２０の第２軸心ＡＸ２に沿った方向である。当接部３１２の外径は、ホブ１０の挿通孔１３のうち単径孔部１３０から離れるほど大きい。当接部３１２の外径は、軸心方向内側に向かうほど小さい。当接部３１２の外径は、ホブ１０の挿通孔１３のうち単径孔部１３０に近づくほど小さい。

図４（ｂ）に示すように、当接部３１２の当接面３１２Ｓは、アーバ２０の軸心方向内側に向かってテーパ状に形成されている。当接面３１２Ｓは、第３軸心ＡＸ３を中心とする環状に形成される。本実施形態において、当接面３１２Ｓは、真球面状に形成されている。当接面３１２Ｓは、所定の外径を有する真球の外周面の一部である。

ここで、本実施形態において、ホブ１０のうち挿通孔１３の第１軸心ＡＸ１と、アーバ２０のうち軸部２１の第２軸心ＡＸ２とは、互いに一致している。第１及び第２軸心ＡＸ１，ＡＸ２が互いに一致していることは、挿通孔１３の第１軸心ＡＸ１に対してアーバ２０の第２軸心ＡＸ２が傾いたり、或いは、挿通孔１３の第１軸心ＡＸ１からアーバ２０の第２軸心ＡＸ２が径方向にずれたりしていないことを意味する。

雌ねじ孔３２は、本体３１の内部に形成される。雌ねじ孔３２は、第３軸心ＡＸ３に沿って形成される。雌ねじ孔３２の内周面には、アーバ２０の雄ねじ部２１２に形成された雄ねじと噛み合う雌ねじが形成される。

（特徴）
（１）アーバ２０の頭部２１１の外径は、軸方向一端側に向かうほど大きい。ホブ１０の第１拡径孔部１３１の内径は、軸方向一端側に向かうほど大きい。従って、ナット３０をアーバ２０に締結することによって、軸部２１０の第２軸心ＡＸ２の一端を、挿通孔１３の第１軸心ＡＸ１の一端に求心させることができる。

また、ナット３０は、真球面状に形成され、ホブ１０の第２拡径孔部１３２と当接する当接面３１２Ｓを有する。第２拡径孔部１３２の内径は、軸方向他端側に向かうほど大きい。従って、ナット３０をアーバ２０に締結することによって、軸部２１０の第２軸心ＡＸ２の他端を、挿通孔１３の第１軸心ＡＸ１の他端に求心させることができる。

第２軸心ＡＸ２の他端が第１軸心ＡＸ１の他端に求心される理由を、以下に説明する。ナット３０の雌ねじ孔３２の内周に加工された雌ねじは、アーバ２０のうち雄ねじ部２１２の外周に加工された雄ねじとは別加工であるため、加工誤差により不可避的に両者のねじれ角は相違する。そのため、ナット３０をアーバ２０に締め付ける際、ナット３０は雌ねじのねじれ角に沿って移動して、ナット３０の第３軸心ＡＸ３とアーバ２０の第２軸心ＡＸ２とが交差する。このように、本発明に係るホブカッタ１００では、ナット３０の締め付け時における、ナット３０の雌ねじの第３軸心ＡＸ３とアーバ２０の雄ねじの第２軸心ＡＸ２とが交差する点は従来と同じであるものの、ナット３０がホブ１０と球面で接している点で従来とは異なっている。球面の中心点は、ナット３０の雌ねじの第３軸心ＡＸ３とアーバ２０の雄ねじの第２軸心ＡＸ２との交差点である。ナット３０をアーバ２０に締め付けると、ナット３０はホブ１０に対して滑ることができるため、ねじれ角の違いから生じるずれはナット３０の第３軸心ＡＸ３のホブ１０の第１軸心ＡＸ１に対するずれとして相殺される。従って、挿通孔１３の第１軸心ＡＸ１と軸部２１０の第２軸心ＡＸ２とを一致させることができるため、軸ずれを抑制した状態で簡便にホブカッタ１００を組み立てることができる。

（２）第２拡径孔部１３２の内周面１３２Ｓは、円錐面状である。従って、ナット３０をアーバ２０に締結する際、ナット３０の当接面３１２Ｓを第２拡径孔部１３２の内周面１３２Ｓ上でスムーズに移動させることができるため、よりスムーズに挿通孔１３の第１軸心ＡＸ１と軸部２１０の第２軸心ＡＸ２とを一致させることができる。

（３）第１拡径孔部１３１の内周面１３１Ｓ及び頭部２１１の外周面２１１Ｓのそれぞれは、円錐面状である。従って、ナット３０をアーバ２０に締結する際、頭部２１１を第１拡径孔部１３１に圧入することで密接させられるため、より確実に挿通孔１３の第１軸心ＡＸ１と軸部２１０の第２軸心ＡＸ２とを一致させることができる。

（４）アーバ２０のフランジ２２は、ホブ１０の端面１１Ｓに当接している。従って、ホブ１０とアーバ２０との密着性を向上させることができるため、ホブ１０に対してアーバ２０をより強固に固定することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態において、第１拡径孔部１３１の内周面１３１Ｓ及び頭部２１１の外周面２１１Ｓのそれぞれは円錐面状であることとしたが、これに限られるものではなく、それぞれテーパ状であればよい。例えば、図５に示すように、第１拡径孔部１３１の内周面１３１Ｓは、第１軸心ＡＸ１を中心とする径方向外側に向かって凸状に形成されており、かつ、頭部２１１の外周面２１１Ｓは、第２軸心ＡＸ２を中心とする径方向外側に向かって凸状に形成されていてもよい。この場合、第１拡径孔部１３１の内周面１３１Ｓの曲率半径は、頭部２１１の外周面２１１Ｓの曲率半径より大きいことが好ましい。また、図６に示すように、第１拡径孔部１３１の内周面１３１Ｓは、第１軸心ＡＸ１を中心とする径方向内側に向かって凸状に形成されており、かつ、頭部２１１の外周面２１１Ｓは、第２軸心ＡＸ２を中心とする径方向外側に向かって凸状に形成されていてもよい。この場合も、第１拡径孔部１３１の内周面１３１Ｓの曲率半径は、頭部２１１の外周面２１１Ｓの曲率半径より大きいことが好ましい。図５及び図６に示す構成であっても、軸部２１０の第２軸心ＡＸ２の一端を、挿通孔１３の第１軸心ＡＸ１の一端に求心させることができる。

上記実施形態において、フランジ２２は、ホブ１０（具体的には、基体１１）の端面１１Ｓに当接することとしたが、これに限られるものではなく、図７に示すように、フランジ２２は端面１１Ｓから離れていてもよい。

上記実施形態において、第２拡径孔部１３２の内周面１３２Ｓは、円錐面状であることとしたが、これに限られるものではなく、テーパ状であればよい。例えば、図８に示すように、第２拡径孔部１３２の内周面１３２Ｓは、第１軸心ＡＸ１を中心とする径方向外側に向かって凸状に形成されていてもよい。第２拡径孔部１３２の内周面１３２Ｓの曲率半径は、ナット３０の当接面３１２Ｓの曲率半径より大きいことが好ましい。この場合においても、軸部２１０の第２軸心ＡＸ２の他端を、挿通孔１３の第１軸心ＡＸ１の他端に求心させることができる。

上記実施形態において、ナット３０の当接面３１２Ｓは、真球面状に形成されることとしたが、これに限られるものではなく、アーバ２０の軸心方向内側に向かってテーパ状に形成されていればよい。例えば、ナット３０の当接面３１２Ｓは、曲面状であってもよいし、円錐面状であってもよい。ただし、ナット３０の当接面３１２Ｓを曲面状又は円錐面状である場合には、挿通孔１３の第１軸心ＡＸ１と、アーバ２０の第２軸心ＡＸ２と、当接面３１２Ｓの第３軸心ＡＸ３Ｓとが互いに一致していることが好ましい。このようなナット３０は、以下の製造方法を採用することで簡便に作製することができる。

まず、図９に示すように、当接面３１２Ｓを形成してない素材状態のナット３０ａを、アーバ２０の軸部２１に噛み合わせる。次に、図１０に示すように、当接部３１２の外周面を、アーバ２０の第２軸心ＡＸ２を中心として線対称になるように、所望のテーパ状（図１０では、円錐面状）に切削加工する。これによって、当接面３１２Ｓの第３軸心ＡＸ３Ｓを挿通孔１３の第１軸心ＡＸ１とアーバ２０の第２軸心ＡＸ２とに簡便に一致させることができる。

上記実施形態において、アーバ２０は、フランジ２２を有することとしたが、フランジ２２を有していなくてもよい。

上記実施形態において、ナット３０は、中間部３１１を有することとしたが、中間部３１１を有していなくてもよい。

１０ ホブ
１１ 基体
１２ 刃部
１３ 挿通孔
１４ キー溝
１３０ 単径孔部
１３１ 第１拡径孔部
１３１Ｓ 内周面
１３２ 第２拡径孔部
１３２Ｓ 内周面
２０ アーバ
２１ 軸部
２１０ 中央部
２１１ 頭部
２１１Ｓ 外周面
２１２ 雄ねじ部
３０ ナット
３１ 本体
３１０ ナット部
３１１ 中間部
３１２ 当接部
３１２Ｓ 当接面
３２ 雌ねじ孔

Claims (5)

1. 挿通孔を有するホブと、
   前記挿通孔に挿通される軸部を有するアーバと、
   前記軸部に締結されるナットと、
   を備え、
   前記軸部は、一端側に形成される頭部と、他端側に形成され前記ナットが締結されるねじ部とを有し、
   前記ホブは、前記挿通孔の一端に形成され前記頭部が当接する第１拡径孔部と、前記挿通孔の他端に形成され前記ナットが当接する第２拡径孔部とを有し、
   前記頭部の外径は、軸方向一端側に向かうほど大きく、
   前記第１拡径孔部の内径は、前記軸方向一端側に向かうほど大きく、
   前記ナットは、前記第２拡径孔部と当接し真球面状に形成された当接面を有し、
   前記第２拡径孔部の内径は、前記軸方向他端側に向かうほど大きい、
   ホブカッタ。
2. 前記第２拡径孔部の内周面は、円錐面状である、
   請求項１に記載のホブカッタ。
3. 前記第１拡径孔部の内周面及び前記頭部の外周面のそれぞれは、円錐面状である、
   請求項１又は２に記載のホブカッタ。
4. 前記アーバは、前記頭部に連なるフランジを有し、
   前記フランジは、前記ホブの端面に当接する、
   請求項１乃至３のいずれかに記載のホブカッタ。
5. 挿通孔を有するホブと、
   前記挿通孔に挿通される軸部を有するアーバと、
   前記軸部に締結されるナットと、
   を備え、
   前記軸部は、一端側に形成される頭部と、他端側に形成され前記ナットが締結されるねじ部とを有し、
   前記挿通孔は、一端に形成され前記頭部が当接する第１拡径孔部と、他端に形成され前記ナットが当接する第２拡径孔部とを有し、
   前記頭部の外径は、軸方向一端側に向かうほど大きく、
   前記第１拡径孔部の内径は、前記軸方向一端側に向かうほど大きく、
   前記ナットのうち前記第２拡径孔部との当接面の外径は、前記軸方向一端側に向かうほど大きく、
   前記第２拡径孔部の内径は、前記軸方向一端側に向かうほど大きく、
   前記挿通孔の第１軸心と、前記軸部の第２軸心と、前記ナットのうち前記第２拡径孔部との当接面の第３軸心とが一致する、
   ホブカッタ。

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