JP6413358B2

JP6413358B2 - 組立式ホブ

Info

Publication number: JP6413358B2
Application number: JP2014115970A
Authority: JP
Inventors: 正宣森川; 弘生鳥井
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2034-06-04
Also published as: JP2015229208A

Description

本発明は、ホブ本体の外周部に鋸歯状をなす切刃が形成されたブレードが着脱可能に取り付けられて歯車の歯切り加工を行う組立式ホブに関するものである。

このような組立式ホブとして、特許文献１には、ブレードをホブ本体の中心軸線方向に加圧する軸方向締め付けネジと径方向内周側に加圧する径方向締め付けネジとによってホブ本体に固定するようにしたものが提案されている。また、この特許文献１には、ブレードを中心軸線方向に複数に分割するとともに、１つのブレードをそれぞれ１つの径方向締め付けネジによって、そのテーパ頭部をブレードの斜面に押し付けることにより加圧することも記載されている。

特開平９−１７４３３２号公報

しかしながら、このような組立式ホブでは、径方向締め付けネジのテーパ頭部がブレードの斜面に線当たりで当接することになるため、特に上述のように１つのブレードをそれぞれ１つの径方向締め付けネジによって加圧して固定しようとすると、ブレードの取り付けが不安定となり、歯切り加工時にブレードにがたつきが生じて加工精度を損なうおそれがある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、ブレードを安定してホブ本体に取り付けることができて、加工精度の向上を図ることが可能な組立式ホブ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、外形円筒状のホブ本体の外周部に形成された取付座に、上記ホブ本体の中心軸線方向に鋸歯状をなして延びる切刃が形成された板状のブレードが着脱可能に取り付けられた組立式ホブであって、上記ホブ本体の胴部の外周面には、この外周面から内周側に凹む上記取付座が、上記胴部の両端面に開口するように形成されるとともに、上記ホブ本体の上記胴部の外周部には上記取付座の周方向に隣接して凹所が形成されており、１枚の上記ブレードが、上記凹所に装着される上記中心軸線方向に並んだ複数のクサビ部材によって押圧されて取り付けられ、上記胴部の一方の端面にはプレートが取り付けられて、このプレートに、上記ブレードの上記中心軸線方向の位置を調整する調整手段が備えられているとともに、上記胴部の他方の端面にはプレートが取り付けられていないことを特徴とする。

このように構成された組立式ホブでは、１枚のブレードがホブ本体の中心軸線方向に並んだ複数のクサビ部材によって押圧されて取り付けられるので、クサビ部材とブレードとの接触面積を大きく確保することができるとともに、ブレードが延びる上記中心軸線方向の複数の箇所で該ブレードを押圧することができ、これらによって安定してブレードをホブ本体に取り付けることができる。従って、歯切り加工時にブレードにがたつき生じるのを防いで高い加工精度を得ることができる。

また、上記クサビ部材も、ブレードと同様に上記中心軸線方向に延びる板状または柱状に形成することにより、ブレードとの接触面積をより大きく確保して一層の取付安定性の向上を図ることができる。さらに、上記クサビ部材によって押圧される上記ブレードの被押圧面は、上記ホブ本体の外周側に向かうに従い上記ブレードの厚さ方向に凹む凹面状に形成することにより、ホブ本体外周側へのブレードの抜け止めを図ることができる。

さらにまた、上記ホブ本体に、複数の上記ブレードを周方向に間隔をあけて取り付け、上記ホブ本体の周方向に隣接する上記ブレード同士では、上記中心軸線方向の端面の位置を揃えて取り付けたときに、鋸歯状をなして延びる上記切刃を該中心軸線方向の位相がずれるようにして形成することにより、個々のブレードの上記中心軸線方向の位置は互いに略同じとしたまま、この中心軸線回りに捩れる上記切刃の列をホブ本体の外周に形成して歯切り加工を行うことができる。そして、特にこのような場合に、本発明のように、上記胴部の一方の端面に取り付けられたプレートに、上記ブレードの上記中心軸線方向の位置を調整する調整手段を備えることにより、各ブレードの切刃が正確に上記切刃の列をなすように配置して、一層の加工精度の向上を図ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、ブレードを安定してホブ本体に取り付けることができて、ブレードにがたつきが生じたりするのを防ぎ、高精度の歯切り加工を行うことが可能となる。

本発明の一実施形態を示す中心軸線方向一端側（図３における右側）から見た一部破断正面図である。図１に示す実施形態を中心軸線方向他端側（図３における左側）から見た背面図である。図１に示す実施形態の側断面図である。図３における矢線Ｘ方向視の部分底面図である。図１に示す実施形態の取付座周辺の拡大断面図である。

図１ないし図５は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において、ホブ本体１は鋼材等により形成されて、中心軸線Ｏ方向の両端部１Ａが互いに等しい外径で、その間の胴部１Ｂよりも小径とされた該中心軸線Ｏを中心とする多段の外形円筒状をなしており、その内周部にホブ盤の回転軸が取り付けられて上記中心軸線Ｏ回りに回転方向Ｔに回転させられつつ歯切り加工を行う。なお、このように円筒状のホブ本体１の内周部に回転軸が取り付けられるもののほかに、例えば上記中心軸線Ｏに沿って延びる柄（シャンク）がホブ本体に形成されて、この柄が工作機械の主軸に取り付けられて回転させられることにより歯切り加工を行う組立式ホブに本発明を適用することも可能である。

ホブ本体１の両端部１Ａよりも大径となる胴部１Ｂの外周面には、この外周面から内周側に凹んで中心軸線Ｏに平行に延びる取付座２が該中心軸線Ｏ方向の全長に亙って形成されて、胴部１Ｂの両端面１Ｃに開口している。取付座２は、ホブ本体１の外周側を向く底面２Ａと、この底面２Ａに対して垂直に上記回転方向Ｔを向く壁面２Ｂとを備えており、底面２Ａと壁面２Ｂが交差する隅角部には「コ」字状に凹んだ逃げ部２Ｃが形成されている。

また、上記胴部１Ｂの外周部には、取付座２の周方向に隣接して該取付座２と連通する凹所３が形成されている。本実施形態では、凹所３は、取付座２の回転方向Ｔ側に隣接して形成されていて、取付座２の底面２Ａよりも僅かにホブ本体１の内周側に位置する底面３Ａと、この底面３Ａの回転方向Ｔ側に位置して外周側に延びる回転方向Ｔ後方側を向いた壁面３Ｂとを有しており、取付座２と同様に中心軸線Ｏに平行に延びて胴部１Ｂの両端面１Ｃに開口するように中心軸線Ｏ方向の全長に亙って形成されている。さらに、凹所３の底面３Ａには、中心軸線Ｏに垂直な平面上において壁面３Ｂに平行に延びる中心線を有するネジ孔３Ｃが、中心軸線Ｏ方向に等間隔をあけて複数（本実施形態では３つ）ずつ形成されている。

本実施形態では、同形同大のこのような取付座２と凹所３とが、ホブ本体１の周方向に等間隔に複数（１２）ずつ形成されている。また、胴部１Ｂの外周面には、凹所３の上記壁面３Ｂの外周縁から回転方向Ｔに向けて、回転方向Ｔ側に向かうに従いホブ本体１の外周側に向かう傾斜面１Ｄが形成されており、この傾斜面１Ｄは凹所３の回転方向Ｔ側に隣接する取付座２の壁面２Ｂに達する手前で胴部１Ｂの外周面に切れ上がって、壁面２Ｂの回転方向Ｔ後方側にホブ本体１の肉厚を確保したままチップポケットを形成している。

上記取付座２にはそれぞれブレード４が着脱可能に取り付けられる。このブレード４は超硬合金等の硬質材料により平板状に形成されており、この平板の厚さ方向をホブ本体１の周方向に向けて、ホブ本体１の内周側に向けられる着座面４Ａを取付座２の底面２Ａに密着させて当接させるとともに、回転方向Ｔ後方側に向けられる背面４Ｂを壁面２Ｂに密着させて当接させ、取付座２に着座させられる。本実施形態では、１つの取付座２に、ホブ本体１の胴部１Ｂの中心軸線Ｏ方向の長さと略等しい長さを有する１枚ずつのブレード４がそれぞれ取り付けられる。

こうして取付座２に着座させられたブレード４のホブ本体１径方向の幅は、ホブ本体１の胴部１Ｂ外周面から底面２Ａまでの取付座２の深さよりも大きくされている。従って、ブレード４は胴部１Ｂの外周面から突出することになり、この突出した部分には、図３に示すようにホブ本体１の半径方向に凹凸する鋸歯状をなして中心軸線Ｏ方向に延びる切刃４Ｃが形成されている。本実施形態では、個々のブレード４における切刃４Ｃがなす鋸歯の大きさやピッチは一定であるとともに、各取付座２に取り付けられるブレード４の切刃４Ｃがなす鋸歯の大きさやピッチも互いに等しく、またブレード４同士の中心軸線Ｏ方向の長さも等しくされている。

一方、ホブ本体１の周方向に隣接する取付座２に取り付けられるブレード４同士では、それぞれのブレード４が中心軸線Ｏ方向の端面の位置を揃えて取付座２に取り付けられた状態で、上記切刃４Ｃがなす鋸歯がその上記中心軸線Ｏ方向の位相をずらすように形成されている。すなわち、これら周方向に隣接するブレード４同士では、その中心軸線Ｏ方向の端面を揃えてホブ本体１に取り付けた状態で、鋸歯状の切刃４Ｃの中心軸線Ｏ回りの回転軌跡は重なり合わずに、該中心軸線Ｏ方向にずれるようにされている。

ここで、これらのブレード４の切刃４Ｃは、回転方向Ｔの後方側に位置するブレード４に向けて順に、切刃４Ｃがなす鋸歯の凹凸の位相が中心軸線Ｏ方向の一端から他端（図３および図４における右端から左端）に向けて等しい間隔で順次ずらされるように形成されている。従って、これによりホブ本体１の外周には、これらのブレード４の切刃４Ｃの鋸歯の外周側に凸となる凸部が、回転方向Ｔの後方側に向けては中心軸線Ｏ方向の上記一端から他端に向けて一定のリードで捩れる１または複数条の列をなすように配列させられることになる。

なお、切刃４Ｃの回転方向Ｔ後方側に連なるブレード４のホブ本体１外周側に向けられる面は逃げ面４Ｄとされる。この逃げ面４Ｄには、切刃４Ｃから回転方向Ｔ後方側に向かうに従いホブ本体１の内周側に向かうように逃げ角が与えられるとともに、回転方向Ｔの後方側に向かうに従い中心軸線Ｏ方向の一端から他端（図３および図４における右端から左端）に向けて捩れるように、上記切刃４Ｃの列がなすリードと等しいリードが与えられている。

一方、切刃４Ｃに連なりブレード４のホブ本体１外周側において回転方向Ｔに向けられる面はすくい面４Ｅとされ、このすくい面４Ｅはブレード４が取付座２に着座させられた状態において中心軸線Ｏを含む平面上に位置するように形成されている。また、ブレード４の上記着座面４Ａは、上記背面４Ｂに垂直に形成されている。

さらに、ブレード４のすくい面４Ｅと同じく回転方向Ｔに向けられる面のうちホブ本体１の内周側に位置して上記凹所３に臨む部分には、被押圧面４Ｆが形成されている。この被押圧面４Ｆは、ホブ本体１の外周側（すくい面４Ｅ側）に向かうに従い該すくい面４Ｅに対してブレード４の厚さ方向に緩やかに凹んで上記背面４Ｂ側に向かう凹面状の傾斜平面に形成されており、すくい面４Ｅとは背面４Ｂ側に僅かに凹む小さな段差を介して連なっている。このような被押圧面４Ｆが着座面４Ａから一定の幅でブレード４の全長に亙って形成されており、上述のようにブレード４を取付座２に着座させた状態で、この被押圧面４Ｆはホブ本体１の外周側に向かうに従い凹所３の上記壁面３Ｂに対して離間するように傾斜している。

取付座２に着座させられたこのようなブレード４は、クランプネジ５によって凹所３に装着されるクサビ部材６により、上記被押圧面４Ｆが押圧されて取り付けられる。クランプネジ５は、その両端部に互いに逆向きに捩れた雄ネジ部５Ａ、５Ｂが形成されたものであって、そのうち一方の端部に形成された雄ネジ部５Ａが凹所３のネジ孔３Ｃにねじ込まれる。

クサビ部材６は、回転方向Ｔに向けられて凹所３の壁面３Ｂに摺接する平面状の側面６Ａと、回転方向Ｔ後方側に向けられて上記被押圧面４Ｆを押圧する、やはり平面状の押圧面６Ｂとを備えて、上記中心軸線Ｏ方向に延びる板状または柱状に形成されている。押圧面６Ｂはホブ本体１の外周側に向かうに従い側面６Ａに対して離間するように傾斜していて、クサビ部材６は断面台形状をなしており、この押圧面６Ｂが側面６Ａに対してなす傾斜角は、取付座２に着座させられたブレード４の被押圧面４Ｆが凹所３の壁面３Ｂに対してなす傾斜角と略等しくされている。

また、クサビ部材６には、上記側面６Ａと押圧面６Ｂとの間に、上記クランプネジ５の他方の端部に形成された雄ネジ部５Ｂがねじ込まれるネジ孔６Ｃが形成されている。このネジ孔６Ｃは、側面６Ａを凹所３の壁面３Ｂに密着させたときに、中心軸線Ｏ方向視に見て凹所３のネジ孔３Ｃと同軸となるように形成されている。

そして、本実施形態では、１つの凹所３に形成されたネジ孔３Ｃと同数の複数（３つ）のクサビ部材６が、該ネジ孔３Ｃにそれぞれねじ込まれる１つずつのクランプネジ５によって中心軸線Ｏ方向に並ぶように凹所３に装着されている。すなわち、取付座２に着座させられた１枚のブレード４が、これら複数のクサビ部材６によって取り付けられる。

これら１つの凹所３に装着される複数のクサビ部材６は互いに同形同大のものであり、個々のクサビ部材６の中心軸線Ｏ方向の長さは、凹所３の中心軸線Ｏ方向の長さを装着されるクサビ部材６の数で除した長さよりも僅かに短くされていて、ネジ孔６Ｃは各クサビ部材６の中心軸線Ｏ方向中央部に、１つのクサビ部材６に１つずつ形成されている。これにより、１つの凹所３に装着される中心軸線Ｏ方向に隣接したクサビ部材６同士の間には僅かな隙間があけられる。

このようなクサビ部材６をクランプネジ５によって凹所３に装着することにより、取付座２に着座させられたブレード４は、被押圧面４Ｆが押圧されて着座面４Ａと背面４Ｂが取付座２の底面２Ａと壁面２Ｂにそれぞれ押し付けられて取付座２に固定される。複数の取付座２に固定されたブレード４同士の間では、上述のように切刃４Ｃがなす鋸歯の凸部が、一定のリードの１または複数条の螺旋状の列を形成するように、中心軸線Ｏ方向の位置が調整させられる。

ここで、このようにブレード４の中心軸線Ｏ方向の位置を調整するのに、本実施形態ではホブ本体１に調整手段７が備えられている。この調整手段７は、本実施形態では図２および図３に示すように、ホブ本体１の一方の端部１Ａに嵌挿されて胴部１Ｂの一方の端面１Ｃに取付ネジ７Ａによって着脱可能に取り付けられる中心軸線Ｏを中心とした円環板状のプレート７Ｂに、この一方の端面１Ｃに開口した各取付座２に連通してプレート７Ｂを中心軸線Ｏ方向に貫通するようにそれぞれネジ孔７Ｃが形成され、これらのネジ孔７Ｃに調整ネジ７Ｄがねじ込まれて構成されている。

このような調整手段７によってブレード４の中心軸線Ｏ方向の位置を調整するには、上述のようにブレード４を取付座２に着座させた上で、クランプネジ５によりクサビ部材６を凹所３に装入し、ただしクランプネジ５を完全にねじ込まずにクサビ部材６によってブレード４がある程度押圧されただけの仮締めの状態とする。そして、この状態から、調整ネジ７Ｄをねじ込んで中心軸線Ｏ方向にブレード４と当接させ、さらに調整ネジ７Ｄをねじ込んで押圧することによってブレード４はホブ本体１の他方の端部１Ａ側に移動するので、ブレード４が所定の位置に配置されたところで、クランプネジ５を完全にねじ込んで取付座２に固定すればよい。

なお、本実施形態では、ブレード４が装着される取付座２がホブ本体１の胴部１Ｂの両端面１Ｃに開口しているので、各ブレード４が所定の位置に配置されているかどうかは、調整手段７のプレート７Ｂが取り付けられていない胴部１Ｂの他方の端面１Ｃ側から測定器の端子をブレード４に当接させてブレード４の中心軸線Ｏ方向の位置を測定することにより検知することができる。ただし、このような調整手段７は、ブレード４の中心軸線Ｏ方向の位置を調整した後にはホブ本体１から取り外してもよい。

このようにしてブレード４の中心軸線Ｏ方向の位置が調整させられて組み立てられた組立式ホブは、上述のように中心軸線Ｏ回りに回転方向Ｔに回転させられつつ、ブレード４の切刃４Ｃが回転するワークに切り込まれ、このワークの周面に歯切り加工によって歯形を形成して歯車を製造してゆく。

このとき、上記構成の組立式ホブにおいては、取付座２に着座させられた１枚のブレード４が、ホブ本体１の中心軸線Ｏ方向に並んだ複数（本実施形態では３つ）のクサビ部材６によって押圧されて取り付けられているので、１枚のブレード４の被押圧面４Ｆとこれらのクサビ部材６の押圧面６Ｂとの接触面積を大きく確保することができるとともに、中心軸線Ｏ方向に延びる板状のブレード４を、同じく中心軸線Ｏ方向の複数の箇所で押圧して取り付けることができる。このため、ブレード４を安定してホブ本体１に取り付けることが可能となって、歯切り加工時にブレード４にがたつきが生じたりするのを防ぐことができ、高い加工精度を得ることができる。

また、本実施形態では、こうして１枚のブレード４を押圧する複数のクサビ部材６のそれぞれが中心軸線Ｏ方向に延びる板状あるいは柱状に形成されており、ブレード４は略その全長に亙って複数のクサビ部材６によって押圧される。このため、ブレード４とクサビ部材６との接触面積を一層大きく確保することができ、さらにブレード４を安定的にホブ本体１に取り付けて加工精度の向上を図ることができる。

さらに、ブレード４の被押圧面４Ｆは、ホブ本体１の外周側に向かうに従い周方向に向けられたブレード４の厚さ方向に凹む凹面状に形成されており、この被押圧面４Ｆをクサビ部材６の押圧面６Ｂが密着して押圧することにより、ブレード４をホブ本体１の外周側に抜け止めして取り付けることができる。このため、歯切り加工の際にホブ本体１を高速で回転させた場合でもブレード４にがたつきが生じるのを防ぐことができ、一層安定してブレード４を保持して高能率の歯切り加工を行うことが可能となる。

一方、本実施形態では、ホブ本体１に取り付けられた複数のブレード４のうち周方向に隣接するブレード４同士では、互いの中心軸線Ｏ方向の端面の位置を揃えて取り付けたときに、鋸歯状をなして延びる切刃４Ｃは中心軸線Ｏ方向の位相がずれるように形成されており、このように位相がずらされた切刃４Ｃにより、ホブ本体１の外周に螺旋状の切刃４Ｃの列が形成される。このため、個々のブレード４の中心軸線Ｏ方向の位置は互いに略同じとして歯切り加工を行うことができるので、ホブ本体１の回転バランスを向上させることができ、精度の高い歯切り加工を行うことが可能となる。

さらにまた、このように取り付けられるブレード４の中心軸線Ｏ方向の位置は、本実施形態では上記調整手段７によって調整することが可能である。従って、この調整手段７によって各ブレード４を正確に所定の位置に配設することにより、本実施形態によれば一層高精度の歯切り加工を行うことができる。

ただし、上述のように複数のブレード４において中心軸線Ｏ方向の端面の位置を揃えたときに、切刃４Ｃは中心軸線Ｏ方向の位相がずれるように形成するのに代えて、ブレード４の端面の位置を揃えたときには切刃４Ｃの中心軸線Ｏ回りの回転軌跡も一致する同形同大の複数のブレード４を取付座２に取り付けて、上述のような調整機構７によってブレード４自体の中心軸線Ｏ方向の位置をずらすことにより、ホブ本体１の外周に螺旋状の切刃４Ｃの列を形成するようにしてもよい。また、本実施形態では、個々のブレード４において切刃４Ｃがなす鋸歯のピッチを一定としているが、例えば所定位置の歯を欠いた欠け歯状の切刃を有するブレードを用いてもよい。

１ホブ本体
２取付座
３凹所
４ブレード
４Ｃ切刃
４Ｆ被押圧面
５クランプネジ
６クサビ部材
６Ｂ押圧面
７調整手段
Ｏホブ本体１の中心軸線Ｏ
Ｔ回転方向

Claims

外形円筒状のホブ本体の外周部に形成された取付座に、上記ホブ本体の中心軸線方向に鋸歯状をなして延びる切刃が形成された板状のブレードが着脱可能に取り付けられた組立式ホブであって、上記ホブ本体の胴部の外周面には、この外周面から内周側に凹む上記取付座が、上記胴部の両端面に開口するように形成されるとともに、上記ホブ本体の上記胴部の外周部には上記取付座の周方向に隣接して凹所が形成されており、１枚の上記ブレードが、上記凹所に装着される上記中心軸線方向に並んだ複数のクサビ部材によって押圧されて取り付けられ、上記胴部の一方の端面にはプレートが取り付けられて、このプレートに、上記ブレードの上記中心軸線方向の位置を調整する調整手段が備えられているとともに、上記胴部の他方の端面にはプレートが取り付けられていないことを特徴とする組立式ホブ。
上記クサビ部材は上記中心軸線方向に延びる板状または柱状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の組立式ホブ。
上記クサビ部材によって押圧される上記ブレードの被押圧面は、上記ホブ本体の外周側に向かうに従い上記ブレードの厚さ方向に凹む凹面状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の組立式ホブ。
上記ホブ本体には、複数の上記ブレードが周方向に間隔をあけて取り付けられており、上記ホブ本体の周方向に隣接する上記ブレード同士では、上記中心軸線方向の端面の位置を揃えて取り付けたときに、鋸歯状をなして延びる上記切刃が該中心軸線方向の位相をずらすようにして形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の組立式ホブ。