JP5790108B2 - シェービングカッター - Google Patents

Description

本発明は、歯車の仕上げ加工に用いる工具であるシェービングカッターの技術に関する。

従来、歯車の精度を確保するために、仕上げ工程において、歯車の歯面をシェービング加工する技術が知られている。
そして、このようなシェービング加工に用いられる工具であるシェービングカッターもまた知られており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され公知となっている。
特許文献１に示されるように、従来のシェービングカッターでは、被切削対象たる歯車と接触する部位である切れ歯を、のこぎり歯状の凹凸部（セレーション）として形成するのが一般的である。

そして、このようなシェービングカッターを用いたシェービング加工では、被切削対象たる歯車とシェービングカッターの切れ歯を噛合させた状態で、シェービングカッターを回転駆動することによって、歯車の歯面をシェービングカッターの切れ歯で歯筋方向に向けて擦るようにして切削する構成としている。

また、このようなシェービング加工においては、切れ歯のランド部で歯車の回転をガイドして、歯車の回転位置を一定に保持することによって、歯車の仕上げ精度を確保することができるため、歯車とシェービングカッターを噛合させたときにおける逃げ（寸法上の余裕）を極力小さくする構成としている。

特開２００６−１３６９５５号公報

このようにシェービングカッターでは、切れ歯の逃げ面となるランド部は、逃げ角がほぼ「０」となっており、また逃げも少なくなっている。
このため、シェービングカッターを用いてシェービング加工を行う場合、ランド部は、歯面と必然的に擦れ合うことになっている。
このため、特許文献１に示すような従来のシェービングカッターでは、ランド部の摩耗が激しくなり、シェービングカッターの工具寿命が短くなるという問題があった。

本発明は、斯かる現状の課題を鑑みて成されたものであり、ランド面の摩耗を抑制することにより、従来に比して工具寿命を延ばすことができるシェービングカッターを提供することを目的としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、歯車状の部材であって、歯車の歯状に配置された複数の切れ歯を備え、該切れ歯の歯面に相当する部位に、歯筋方向に向けて、複数の前記切れ歯の歯先に達する凹部および前記切れ歯の歯先に達するランド部を交互に列状に配置した刃面を備えるシェービングカッターであって、前記ランド部には、前記ランド部の長さに比して短く、かつ、前記切れ歯の歯先に達する溝部が形成されるものである。

請求項２においては、前記溝部は、歯筋方向と直交する方向に形成されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、シェービングカッターのランド部と歯車の歯面との間に切削油を行き渡らせることができ、ランド部と歯面との間の摩擦係数を低減することができる。
これにより、ランド部の摩耗を抑制し、シェービングカッターの寿命を延ばすことができる。

請求項２においては、シェービングカッターのランド部と歯車の歯面との間に切削油をより行き渡らせやすくすることができる。
また、ランド部に対して溝部を形成するときの加工性を良くすることができる。

本発明の一実施形態に係るシェービングカッターの全体構成を示す模式図、（ａ）正面模式図、（ｂ）側面模式図。 本発明の一実施形態に係るシェービングカッターに形成される切れ歯を示す模式図、（ａ）斜視図、（ｂ）部分拡大斜視図。 従来のシェービングカッターに形成される切れ歯を示す模式図。 本発明の一実施形態に係るシェービングカッターによるシェービング加工状況を示す模式図。 本発明の一実施形態に係るシェービングカッターによるシェービング加工状況を示す部分斜視図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係るシェービングカッターの全体構成について、図１および図２を用いて、説明をする。
図１（ａ）（ｂ）に示す如く、本発明の一実施形態に係るシェービングカッター１は、略円形の歯車（本実施形態では平歯車）状部材であり、等間隔かつ放射状に形成される平歯車の歯に相当する部位において、複数の切れ歯２・２・・・を備えている。

図２（ａ）に示す如く、切れ歯２には、複数の凸部たるランド部３・３・・・と、複数の凹部４・４が、歯筋方向（図２（ａ）の両矢印Ａに示すシェービングカッター１の厚み方向）に向けて交互に列状に形成されており、ランド部３・３・・・および凹部４・４・・・によって、被切削対象たる歯車の歯面と当接するのこぎり歯状の部位であって、シェービングカッター１の刃面であるセレーション面５を形成している。

ランド部３は、セレーション面５において、被切削対象たる歯車の歯面に直接当接する部位であり、略歯丈方向（図２（ａ）の両矢印Ｂに示すシェービングカッター１の半径方向）に所定の長さで形成される面である。

凹部４は、図２（ｂ）に示すように、底面４ａと、該底面４ａの歯筋方向両側に形成される側面４ｂ・４ｂにより構成されており、側面４ｂとランド部３との稜線部分（以下、エッジ部６と呼ぶ）が、歯車の歯面を切削するための切削刃として機能する。
そして、側面４ｂがエッジ部６のすくい面となり、ランド部３がエッジ部６の逃げ面となる構成としている。

シェービングカッター１では、ランド部３の逃げ角（切削対象物と干渉させないために逃げ面に設定する角度）をほぼ「０」とすることによって、ランド部３によって被切削対象たる歯車をガイドして、歯車を一定の位置で保持しつつ回転させることによって、仕上げ精度を確保する構成としている。
このため、シェービングカッター１では、ランド部３の逃げ角をほぼ「０」とすることが必須となっているが、このことが、シェービングカッター１の摩耗を早める原因となっている。

また、図２（ａ）（ｂ）に示す如く、切れ歯２のランド部３には、歯筋方向と直交する方向であって、かつ、略歯丈方向に向けて延びる凹部である溝部７を形成している。
溝部７は、ランド部３の歯元側から歯先側まで切削油を行き渡らせるために、切削油の流れる経路を形成するための溝であり、断面形状を略Ｖ字状としている。

尚、本実施形態では、溝部７の断面形状が略Ｖ字状である場合を例示しているが、本発明に係るシェービングカッターにおいて、ランド部に形成する溝部の形状をこれ（略Ｖ字状）に限定するものではなく、例えば、略矩形状や略円弧状の溝部であってもよく、略Ｖ字状の溝部とした場合と同様に、断面形状の差異に関わらず、ランド部と歯面の間に切削油を行き渡らせるという効果を奏することができる。

このような溝部７は、ランド部３における歯車との接触部位の範囲に対応させて形成する。
即ち、ランド部３の全てが歯車の歯面に接触するような場合には、ランド部３の全長に渉って溝部７を形成する構成とし、あるいは、ランド部３が部分的に歯車の歯面に接触するような場合には、当該接触する部分に対応させて部分的に溝部７を形成する構成としてもよい。
また、シェービングカッター１において、溝部７は、ランド部３の強度を確保できるように、その溝幅、溝深さ、溝形状等を適宜選択して形成するようにしている。

ランド部３は、切れ歯２の歯幅方向（図２（ａ）の両矢印Ｃに示すシェービングカッター１の外周部における接線方向）における両側の面に形成されている。また、シェービングカッター１は、被切削対象たる歯車と隙間なく噛合するため、各セレーション面５・５は、両方とも（シェービングカッター１の回転方向によらず）同様の条件で、歯車の歯面に接触する。
このため、シェービングカッター１では、両側の各ランド部３・３において、それぞれ溝部７・７を形成する構成としている。

またさらに、ランド部３に溝部７を設けると、歯車の歯面に対するランド部３の接触面積が減少するため、これによって、シェービングカッター１と被切削対象たる歯車との間で生じる摩擦力を低減させることもできる。

ここで、従来のシェービングカッターにおける切れ歯の構成について、図３を用いて説明をする。
図３に示す如く、従来のシェービングカッターにおける切れ歯１２には、複数の凸部たるランド部１３・１３・・・と、複数の凹部１４・１４、歯筋方向に向けて交互に形成することにより、ランド部１３・１３・・・および凹部１４・１４・・・によって、被切削対象たる歯車と当接する部位であるのこぎり歯状のセレーション面１５を形成している。

しかしながら、従来のシェービングカッターにおける切れ歯１２のランド部１３には、歯丈方向に向けた溝部は形成されていない。
即ち、本発明の一実施形態に係るシェービングカッター１は、従来のシェービングカッターと比較して、ランド部３に溝部７が形成されている点で相違しており、その他の点については、従来のシェービングカッターと共通している。

次に、本発明の一実施形態に係るシェービングカッターによるシェービング加工状況について、図４および図５を用いて、説明をする。
図４に示す如く、本発明の一実施形態に係る「平歯車」状のシェービングカッター１の被切削対象たる歯車は、「はすば歯車」状の歯車８としている。

歯車８に対するシェービングカッター１によるシェービング加工では、シェービングカッター１の回転軸Ｘと歯車８の回転軸Ｙを角度θ１で交差させつつ、図４および図５に示すように、両部材１・８を噛合させて配置する。
そして、このような配置状態で、シェービングカッター１を歯車８に対して押圧して、所定の切り込み量を与えつつシェービングカッター１を回転駆動し、シェービングカッター１に噛合した歯車８を従動的に連れ回すことによって、シェービング加工を行う構成としている。

歯車８が、シェービングカッター１によって従動的に連れ回されている状態において、シェービングカッター１のセレーション面５は、歯車８の歯面８ａに対して、図４中に示す矢印Ｚの方向に切削作用を及ぼすことができる。
またこのとき、図４に示すように、セレーション面５（即ち、各ランド部３）は、歯車８の歯面８ａと当接しているが、このときの逃げ角はほぼ「０」となっている。

このため、例えば、従来のシェービングカッター（図３参照）を用いた場合には、ランド部１３と歯面８ａとの間に切削油が行き渡りにくい状況となってしまう。
そして、ランド部１３と歯面８ａとの間に切削油が行き渡らないと、ランド部１３と歯面８ａとの間の摩擦係数が増大してしまうため、ランド部１３の摩耗が進行して、シェービングカッターの寿命が短くなってしまう。

一方、本発明の一実施形態に係るシェービングカッター１では、ランド部３に溝部７が形成されているため、歯面８ａに対するランド部３の逃げ角がほぼ「０」となっていても、ランド部３と歯面８ａが接触している部位において、溝部７を通じて、ランド部３と歯面８ａとの間に切削油を行き渡らせることができる。
これにより、ランド部３と歯面８ａとの間の摩擦係数を低減させることができ、シェービング加工におけるランド部３の摩耗を抑制することが可能になる。

尚、本実施形態では、ランド部３において、歯筋方向と直交する方向に溝部７を形成する場合を例示しているが、溝部７の形成方向はこれに限定するものではなく、例えば、歯筋方向と平行に複数の溝部７・７・・・を形成する構成とすることも可能であり、この場合にも同様に、溝部７を通じて、ランド部３と歯面８ａとの間に切削油を行き渡らせることができる。

即ち、本発明の一実施形態に係るシェービングカッター１は、歯車状（例えば、本実施形態では平歯車状）の部材であって、歯車の歯状に（即ち、等間隔で、かつ、放射状に）配置された複数の切れ歯２・２・・・を備え、該切れ歯２・２・・・の歯面に相当する部位に、歯筋方向に向けて複数のランド部３・３・・・および凹部４・４・・・を交互に列状に配置した刃面であるセレーション面５を備えるものであって、各ランド部３・３・・・には、各溝部７・７・・・が形成されるものである。
このような構成により、シェービングカッター１のランド部３と歯車８の歯面８ａとの間に切削油を行き渡らせることができ、ランド部３と歯面８ａとの間の摩擦係数を低減することができる。
これにより、ランド部３の摩耗を抑制し、シェービングカッター１の寿命を延ばすことができる。

また、本発明の一実施形態に係るシェービングカッター１において、各溝部７・７・・・は、歯筋方向と直交する方向に形成されるものである。
このような構成により、シェービングカッター１のランド部３と歯車８の歯面８ａとの間に切削油をより行き渡らせやすくすることができる。
また、ランド部３に対して各溝部７・７・・・を形成するときの加工性を良くすることができる。

尚、本実施形態では、一つのランド部３において、歯筋方向と直交する方向に一本の溝部７を形成する場合を例示しているが、例えば、ランド部３に対して、歯筋方向と直交する方向に、二本以上の溝部７・７・・・を形成する構成であってもよい。

１ シェービングカッター
２ 切れ歯
３ ランド部
４ 凹部
５ セレーション面
６ エッジ部
７ 溝部
８ 歯車
８ａ 歯面

Claims (2)

1. 歯車状の部材であって、
   歯車の歯状に配置された複数の切れ歯を備え、
   該切れ歯の歯面に相当する部位に、
   歯筋方向に向けて、複数の前記切れ歯の歯先に達する凹部および前記切れ歯の歯先に達するランド部を交互に列状に配置した刃面を備えるシェービングカッターであって、
   前記ランド部には、
   前記ランド部の長さに比して短く、かつ、前記切れ歯の歯先に達する溝部が形成される、
   ことを特徴とするシェービングカッター。
2. 前記溝部は、
   歯筋方向と直交する方向に形成される、
   ことを特徴とする請求項１記載のシェービングカッター。

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