JP6527037B2 - 修正された形状を有するベベルギヤ - Google Patents

Description

本発明は、ベベルギヤの歯のエッジのデバリング（バリ取り）に関する。特に、本発明は、相応に修正された形状を有するベベルギヤに関する。

ベベルギヤの製作中、用いられるツールや技術によっては、切り屑生成加工が歯の外側端部でなされることにより、バリが生じる。

バリの形成やデバリングが議論される前に、いくつかの基本的考察と図面に基づいて、対応する環境（corresponding environment）がより正確に定義されるべきである。

図１Ａは、ベベルギヤピニオン３１の概略側面図を示し、該側面図に基づいて、本願の範囲で用いられる要素及び用語が定義される。図１Ｂは、図１Ａに示されるベベルギヤピニオン３１のメインボディ６０を概略的に示す。図示の例は、歯面の湾曲した長手方向ラインを有するベベルギヤピニオン３１に関する。ただし、本発明は、他のベベルギヤ３１にも適用され得る。図示された例では、図１Ｂに示すように、ベベルギヤピニオン３１は、対応する円錐スキン面を有する２つの円錐台ＫＫ，ＦＫによって規定されるメインボディ６０を備えている。前記円錐スキン面は、厳密に言えば、円錐台状のスキン面である。これらに対応する参照符号６１，６２が付された完全な円錐状の円錐スキン面を、それぞれバック円錐面、ヘッド円錐面という。バック円錐面における図面の面と交わる線は、補助線６１で示される。ヘッド円錐面における図面の面と交わる線は、補助線６２で示される。２つの円錐台ＫＫ，ＦＫは、それぞれ、互いに平行に拡がるカバー面７１，７３及びメイン面７２，７４を有する。両円錐台ＫＫ，ＦＫは、ワークピース回転軸Ｒ１と同軸上に配置されており、円錐台ＫＫのメイン面７２は、円錐台ＦＫのメイン面７４に接している。図示された例において、２つの円錐台ＫＫ，ＦＫは、互いに反対側を向いている。

ベベルギヤピニオン３１の歯７５は、ヘッド円錐面に沿って延びている。円錐台３１の基準端面には符号６３が付され、リヤ側端面には符号６４が付されている。ここでは、端面６４は、円錐台ＦＫのカバー面７３に相当する。図１Ａにおいて薄墨で示された円錐台状のスキン面は、リヤ側円錐面のリング状部分を表しており、ここでは概して、（リング状の）ヒール側スキン面６５と呼ばれる。歯７５からヒール側スキン面６５への遷移領域では、切り屑生成加工（ここでは、「歯切り」又は「ギヤの切り屑が生じる加工」とも呼ばれる）中に、バリ７０が生じ得る（図３参照）。このようなバリは、とりわけ歯７５の凹歯面上に、又は凹歯面におけるヒール側スキン面６５への遷移領域に生じる。この遷移領域は、図１Ａにおいて符号Ｐで示されるが、バリ７０は歯面上及び歯底上の両方に生じ得ることに注意されたい。フライス加工が内側から外側へ行われるとき、すなわち、歯間６７を通り抜けるツールがヒール側スキン面６５の遷移領域において歯間６７から抜け出るとき、通常、（ここでは領域Ｐにおける）ヒール部（かかと部）上でのみバリ７０が生じる。図１Ａにおいて、中央部に図示された歯間にブロック状の矢印が引かれており、該矢印は、この歯間６７からツールが抜け出るときの切削方向を示す。図１Ｂにおいて、リヤ側円錐スキン面６５の領域において該面６５を貫通するときの歯間６７の通り道が点線で示されている。

図２は、別のベベルギヤ３１の詳細を示し、このイメージは、ＤＩＮ（ドイツ工業規格）３９７１規格である「Begriffe und BestimmungsgroBen fur Kegelrader und Kegelradpaare（ベベルギヤ及びベベルギヤ対のための用語及び決定因子）」（１９８０年７月発行）に由来するものである。以下、このＤＩＮ規格の用語は、該用語が要求される限り、また、該用語が関連する限りにおいて用いられる。図２は断面を示す。ヘッド円錐台ＫＫの領域には複数の補助線が示されており、これらの補助線は、全てワークピース回転軸Ｒ１と交差する。ヘッド円錐台の領域に示される補助線は、外側から順に、ヘッド円錐スキン面における図面の面との交差線（破線）６２、インデックス円錐スキン面における図面の面との交差線（破線）６３、ベース円錐スキン面における図面の面との交差線（実線）６６である。

ヘッド円錐の頂点は符号ＫＫｓで示されている。図示された例において、上記の交差線６２，６３，６６は、互いに平行に延びることはなく、それぞれ異なる円錐角によって定義される。ベース円錐角δ_ｆは、本発明には特に重要である。この角度は図２に示されている。図示された例において、ヘッド円錐の頂点ＫＫｓ、インデックス円錐の頂点、及び、ベース円錐の頂点は、ワークピース軸Ｒ１の同一点には存在しない。したがって、歯幅ｐの方向における考慮がなされつつ、歯の高さｈは、（ヘッド円錐の頂点ＫＫｓを起源として）増大する。ヒール側スキン面６５を通過する部分の歯の高さは、符号ｈ_ｅで示されている（図２参照）。図示された例において、ベベルギヤの大径部（所謂ヒール部）に比べて、ベベルギヤの小径部（所謂トウ部）では、歯が、（その丈が低いという意味で）小さい。

図示された例では、ヒール円錐の領域においても複数の補助線が引かれている。これらは、ヒール円錐スキン面における図面の面と交わる補助線（破線）６１である。これらの補助線６１は、ヒール円錐の頂点ＦＫｓにおいてワークピース軸Ｒ１と交差する。ヒール円錐の円錐角δ_ｖも、本発明には特に重要である。この角度も図２に示されている。さらに、ヘッド円錐角δ_ａ及びヒールエッジの角度δ_２も重要である。

上述のバリは、主に、ヒール側スキン面６５の領域に生じる。図３において、歯間６７を１つのみ有する状態のベベルギヤ３１が、非常に簡素化され且つ拡大されて図示されている。図３のベベルギヤ３１は、円錐頂部において、非常に大きなベース円錐角δ_ｆを有する（ここではδ_ｆは約８０°である）。ヒール円錐の円錐角δ_ｖは、ここでは約１０°である。明細書及び対応する図面は、概略的な本質を示すものに過ぎず、単に例示として理解されるべきものであり、より分かりやすい説明のために用いられるものである。

ヒール側スキン面６５を通る歯間６７の通路は、概略Ｕ字状又は概略Ｖ字状の形状を有する。バリの形成は、Ｕ字形の側面脚部の領域（とりわけ、ここでは歯間６７の領域における右側に位置する凹歯面上の領域）及びＵ字形の底部領域において生じ得る。底部領域におけるバリの形成には、次のことが特に関係する。バリ７０（ここでは「ヒール側のバリ」ともいう）は、図３において単純化されて（斜線で）図示されており、底部領域において凹歯面に沿って延びている。（図１Ａと同様、）図３においても、ツールの切削方向を示すブロック状の矢印が図示されており、該ツールは、歯間６７を通って移動され、ヒール側スキン面６５の領域に歯間６７を残す。

ベベルギヤのヒール側のバリ７０は特に複雑であり取り除き難いため、本発明は、特にこのようなバリに関連するものである。

ベベルギヤにおけるヒール側のバリを除去するために特別なフライス盤を用いなければならないという更なる欠点があることが考慮される。

ベベルギヤピニオンの製造において、デバリングはベベルギヤピニオンのヒール側において特に厄介である。なぜなら、図４の概略図から推察されるように、ベベルギヤ３１のリヤ側の端面６４は、しばしば、従来の歯切り盤において全く到達できないか又は部分的にしか到達できない部分であるためである。

図４は、シャフト３２を有するベベルギヤ３１の概略的な断面図を示す。シャフト３２は、ワークピーススピンドル３３に収容されている。ヒール側スキン面６５とワークピーススピンドル３３との間にはほとんどスペースが存在しないため、スキン面６５は、領域Ｘにおいて辛うじて到達し得るのみである。

上述した理由により、ヒール側の底部領域におけるデバリングは、手間をかけなければなし得ない。

本発明は、歯底におけるバリを取り除くための解決策を見出すという課題に基づくものである。本発明は、とりわけ、ベベルギヤの歯底におけるヒール側のバリのデバリングに関連するものである。

これらの課題は、本発明に係るベベルギヤによって解決され、該ベベルギヤの歯底の成形の仕方によって、該歯底におけるヒール側のバリの生成が防止される。このようにして、苦労して取り除かなければならないようなバリが全く生じ得ない。本発明は、技術的な苦労を伴って歯底のデバリングを可能にするような機構的な解決策に関するものではなく、本発明は、好適な成形の仕方によって問題を低減又は防止することによって、完全に新たな道を進むものである。

本発明は、ツールとワークピースとの間の局部的な切削状態が好ましくないときにバリが生じるという発見に基づくものである。とりわけ、（１２０°未満の出口角を有する）エッジにバリが生じることが分かった。出口角は、加工中にワークピースの金属の成形が行われるか否か、すなわち、実際の切削工程がバリの発生を防止するか否かに影響を及ぼす。歯切りの切削工程中に、ツールの刃先が金属材料に入り込み、これにより、金属材料が弾性的かつ塑性的に変形する。金属材料は、限界値を超えた後に流れ始める。刃先の形状に従って、変形された材料は切り屑を形成し、該切り屑は、ツール上のレーキ面によって流れ出る。歯間の出口角が１２０°よりも大きい場合、歯底上に生じる切り屑は、きれいに切除され得る。出口角が１２０°未満である場合、塑性変形によってバリが生じる。

本発明のベベルギヤは、特別な形状を有するメインボディによって特徴付けられるものであり、該メインボディは、（回転の）ワークピース軸と同軸上に配置されて互いに反対側を向いているヘッド円錐台及びヒール円錐台に由来する。ヘッド円錐台は、リング状のヘッド円錐スキン面（ヘッド円錐台スキン面）を有し、ヒール円錐台は、リング状のヒール円錐スキン面（ヒール円錐台スキン面）を有する。ヘッド円錐台は、０°と９０°の間であるヘッド円錐角によって規定される。ヒール円錐台は、０°と９０°の間であるヒール円錐角によって規定される。ベベルギヤは、ヘッド円錐台スキン面の領域において、ヒール円錐台スキン面に入り込む少なくとも１つの歯間を有する。換言すると、該歯間は、ヒール側円錐台のスキン面の領域においてワークピースの材料からの出口を有する。この歯間は歯底を有し、該歯底の輪郭は、ベース円錐角によって規定される。

本発明によれば、ワークピースのヒール円錐台に、ワークピース回転軸の方向において先細り状であるヒール円錐スキン面から隆起したリング構造が設けられる。このリング構造は、歯底におけるヒール側の出口角を規定し、該出口角は、本発明に係るあらゆる実施形態において、好ましくは１２５°と１６０°の間の範囲内である。

歯底におけるヒール側の出口角は、あらゆる実施形態において１３５°と１５０°の間の範囲内であることが特に好ましい。これらの範囲指定のそれぞれには、上限値及び下限値も含まれる。

本発明のベベルギヤは、あらゆる実施形態において、少なくとも１つの第１リング面と少なくとも１つの第２リング面とを有するリング構造を備えていることが好ましく、該リング構造は、（ワークピースのメインボディの）断面において三角形又は台形の形状を有する。本発明のベベルギヤは、あらゆる実施形態において、稜線の無い形状（edge-free configuration）とベベルギヤの断面における凸形状とを有するリング構造を備えてもよい。

本発明のベベルギヤは、あらゆる実施形態において、歯間のヒール側出口領域における出口角を有するリング構造を備え、該出口角は、有効ヒール円錐角を規定し、該有効ヒール円錐角は、メインボディのヒール円錐台のヒール円錐角よりも大きいことが好ましい。

ヒール側円錐台上でリング構造を特定することには、歯切り中にヒール側の歯底にバリが生じないという利点がある。ヒール側円錐台は実際の意味において機能を備えていないため、リング構造の適用は可能である。

ツールの刃先（又はツールの切削速度ベクトル）とワークピースの材料との間の角度は、本発明のあらゆる実施形態において重要である。該角度は、歯底において、ツールのヘッド刃先の動き（該動作方向はベース円錐に概ね一致する。）と補助円錐の外側エッジ（the outer edge of the supplementary cone）との間の角度に関連する。

あらゆる実施形態において、歯の外側（ヒール側）端部の領域にリング構造が設けられる。

そのような歯車のブランクは、一般的には旋盤において前加工され、その後、切り屑が発生する歯切り加工が行われる。そのため、回転対称リング構造が選択され得るが、該リング構造は、ブランクの旋盤加工中に問題なく形成され得る。

本発明によれば、ヒール側円錐台上にリング構造が既に設けられたブランクは、好ましくは、旋盤加工の範囲に設けられる。

以下、下記の添付図面を参照しながら、本発明の典型的な実施形態がより詳細に説明される。
ベベルギヤピニオンの概略側面図である。 図１Ａのベベルギヤのメインボディの概略側面図であり、ヒール部の領域における１つの歯間の出口を示す図である。 別のベベルギヤピニオンの概略断面図（軸方向断面）であり、種々の用語を定義するために用いられる図である。 別のベベルギヤにおける１つの歯間のみを有する部分の概略斜視図であり、ヒール部及び凹歯面における底部領域での歯切り中にバリが生じた状態を示す図である。 チャッキングされたベベルギヤピニオンを有するクランプ装置の概略断面図を示す。 本発明に係る第１のベベルギヤにおける１つの歯間のみを有する部分の概略斜視図であり、第１のベベルギヤがヒール部上においてリング構造を備えることを示す図である。 本発明の別のベベルギヤピニオンの一部の概略断面図であり、典型的なリング構造の詳細を断面で示す図である。 図６Ａの一部を拡大して詳細を示す図である。 リング構造を有する本発明の別のベベルギヤの概略側面図であり、１つの歯間が示された図である。 リング構造を有する本発明の別のベベルギヤの概略側面図であり、２つの歯と１つの歯間が図示された図である。 本発明に係る典型的な方法のステップを有する概略的なフローチャートを示す。

本説明と併せて複数の用語が使用され、これらの用語は、関連の出版物及び特許でも使用されている。ただし、これらの用語の使用はよりよい理解に役立つものに過ぎないことに留意されるべきである。本発明の着想及び特許請求の範囲の保護範囲は、用語の特異的選択による解釈に限定されるべきでない。本発明は、他の用語体系及び／又は技術分野に容易に転換され得る。前記用語は、他の技術分野において適切に用いられるべきである。

本発明は、一般にベベルギヤ３１に適用され得るが、ベベルギヤには、本発明においてクラウンギヤも含まれる。クラウンギヤにおいて、ギヤの歯は、円筒における円形の端面に適用される。

本発明は、歯の高さｈが一定及び可変のいずれのベベルギヤ３１にも適用され得る。また、本発明は、歯面の長手方向ラインの輪郭に関係なく、あらゆるベベルギヤ３１に適用され得る。すなわち、本発明は、ストレートベベルギヤ（すぐば傘歯車）３１、ヘリカルベベルギヤ（はすば傘歯車）３１、スパイラルベベルギヤ（まがりば傘歯車）３１のいずれにも適用され得る。

ベベルギヤ３１の形状は、種々の仕様によって規定される。これらには、特に、所望の変速比、係数（modulus）、容量（carrying capacity）、重なり（overlap）が含まれる。ただし、更に、剛性ないし撓み、取付け、設置状態での据え付け寸法も役割を果たす。ベベルギヤの実際の歯のマクロ形状に加えて、メインボディの形状（メイン形状）も、特に撓み、取付け、製造効率の事項において役に立つ。

図５は、非常に簡素化した図において本発明の第１のベベルギヤ３１を示す。該ベベルギヤ３１はメインボディを備え、該メインボディは、（例えば、図１の側面図又は図２の断面図に示されるような）ヘッド円錐台ＫＫ及びヒール円錐台ＦＫからなるものである。ヘッド円錐台ＫＫ及びヒール円錐台ＦＫは、ワークピース回転軸Ｒ１と同軸上に配置されている。ヘッド円錐台ＫＫは、リング状のヘッド円錐台スキン面を有し、ヒール円錐台ＦＫはリング状のヒール円錐台スキン面を有する。該リング状ヒール円錐台スキン面は、ここでは、ヒール側スキン面６５とされている。図５において、ヘッド円錐台ＫＫは、ポイントＰ１から左へ延びており、ヒール円錐台ＦＫは、ポイントＰ１の下側に位置している。

前述のＤＩＮ規格において規定されるように、かつ図２に示されるように、ヘッド円錐台ＫＫは、ワークピース回転軸Ｒ１との関連でのヘッド円錐角δ_ａによって規定され、ヒール円錐台ＦＫは、ワークピース回転軸Ｒ１との関連でのヒール円錐角δ_ｖによって規定されている。

ベベルギヤにおいて、ヘッド円錐角δ_ａは０°と９０°の間であり、ヒール円錐角δ_ｖは０°と９０°の間である。ヒール円錐台ＦＫは、ヒール円錐角が０°である場合には円筒に、ヒール円錐角が９０°である場合には平らなリング状の面又は円形の面に「変異」することは、ここで言及されるべきである。これらの特別な場合にも本発明は適用可能である。したがって、必要に応じて、リング状のスキン面６５が言及される。該リング状スキン面６５は、ワークピース回転軸Ｒ１と同軸上に位置付けられる。リング状スキン面６５は、あらゆる実施形態において円筒スキン面の一部又は前述のヒール円錐スキン面の一部とされ得る。

さらに、図５に示すように、ベベルギヤ３１は、ヒール円錐台スキン面の領域において少なくとも１つの歯間６７を有する。該歯間６７は、ヘッド円錐スキン面６２を突き抜け、すなわち、歯間６７は、ヒール円錐スキン面６５の領域においてベベルギヤ３１のメインボディの材料からの出口を有する。歯間６７は歯底６８を有し、該歯底６８の輪郭は、ワークピース回転軸Ｒ１との関連でのベース円錐角δ_ｆによって規定される（図２参照）。ベース円錐角δ_ｆは、（歯間６７の歯の高さｈが一定であれば）ヘッド円錐角δ_ａと一致してもよい。ただし、図２ではδ_ａがδ_ｆよりも大きい例が示されている（δ_ｆ≠δ_ａ、δ_ｆ＜δ_ａ）。

本発明によれば、全ての実施形態において、ベベルギヤ３１は、ヒール円錐台ＦＫ上において、ヒール円錐スキン面６５から隆起したリング構造８０を有する。図５は、第１の例に係るリング構造８０を示す。リング構造８０は、ヒール側の出口角δ_１を規定し、該ヒール側の出口角δ_１は、１２５°と１６０°の間の角度範囲内である。

ここで、図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、本発明の詳細をより正確に説明することができる。図６Ａは、本発明の別のベベルギヤ３１の断面図の詳細を示す。右の歯面６９は図６Ａにおける右側に図示されている。歯間６７は、図における歯面６９の前側に位置している。図６Ｂは、図６Ａを拡大した詳細図である。ヒール円錐スキン面６５における図面の面との交差線は、補助的な破線６１に基づいて示されている。補助線６６は、ベース円錐における図面の面との交差線である。参照符号Ｒ１｜｜によって、ワークピース回転軸Ｒ１に平行な線が示されている。

リング構造８０は、図示された断面において典型的な三角形の形状を有し、ヒール側スキン面６５の領域に設けられている。図６Ｂの拡大図に見られるように、リング構造８０は、歯底６８の領域のすぐ近くで始まっている。ベベルギヤ３１の三次元のメインボディを考慮すれば、リング構造８０は、２つのリング面８１，８２を有する断面三角形状とされている。出口角δは、ベース円錐角δ_ｆとリヤ円錐角δ_ｖとから決定され得る（図６Ａ参照）。具体的には、δ＝１８０−δ_ｆ−δ_ｖとなる。

図６Ａに示すように、第１のリング面８１は、有効ヒール円錐角δ_ｖｅを規定する。ヒール円錐角δ_ｖｅは、リヤ円錐角δ_ｖよりも小さいため、従来のベベルギヤの出口角δよりも大きなヒール側の出口角δ_１が形成される。本発明のこの形態は、図６Ｂから特に明確に推察され得る。

上記の出口角δ_１は、既述したように、あらゆる実施形態において１２５°と１６０°の間の角度範囲内であることが好ましい。従来のベベルギヤに比べて拡大された出口角δを特定することによって、歯切り中において、ヒール側のバリ７０の形成が防止される。

ヒール円錐台ＦＫの形状は、任意に選択可能ではない。とりわけ、冠歯車（クラウンギヤ）を用いて問題なくベベルギヤピニオンを回転させるためには、冠歯車の歯が、ベベルギヤピニオンのヒール側において衝突することなくベベルギヤピニオンの歯間に噛み合えることが重要である。したがって、ヒール円錐台の位置及び形状は、歯底と相手の歯車の歯先との間に間隔、いわゆるヘッドベースクリアランス（head-base clearance）が存在するように、選択されなければならない。この間隔は、可能であれば、歯幅の全幅に亘って略一定であるべきである。歯は、歯底におけるテンションの集中を低減するための底部の丸み付けも有し、種々の動作条件下において、該歯の丸み付けと相手の歯車の歯先との間に接触が生じ得ない。ただし、歯の噛み合い部と歯底に力を加えるレバーがより大きくなることによって（due to a greater lever arm of the force on the tooth engagement and the tooth base）歯底のテンションが不必要に増大することを防ぐために、前記間隔は大きすぎてはいけない。

図８に示すように、リング構造８０は、全ての実施形態において台形の断面形状を有してもよい。台形状のリング構造８０は、例えば、３つのリング面８１，８２，８３で構成されてもよい。

本発明のリング構造８０によれば、あらゆる実施形態において、ヒール円錐台ＦＫのヒール円錐角δ_ｖよりも小さな有効ヒール円錐角δ_ｖｅが、歯間６７のヒール側出口領域に生じる。

ヒール円錐台ＦＫにおける外側ヘッド円錐エッジＰ１から設置面６４までの距離ａ_２を有するベベルギヤ３１であって、距離ａ_２が、ヒール円錐台ＦＫの傾斜したスキン面（「ヒール側スキン面６５」ともいう）の領域において歯底６８が抜け出るのに十分な大きさを有するベベルギヤ３１に、本発明は適用され得る。言い換えると、図２に示すように、ヒール側の歯の高さｈ_ｅの軸方向成分ａ_１が前記距離ａ_２よりも小さくなければならないと言える。

本発明のリング構造８０は、スキン面６５を通る歯底６８の出口に位置する円形上縁部８４を有する。図５において、該円形上縁部８４は、スキン面６５を通る歯底６８の出口の上方に小さな間隔を空けて位置付けられている。図７及び図８において、円形上縁部８４は、各場合において、歯底６８の出口に位置付けられている。リング構造８０の位置決めでは、各場合においてスキン面６５を通る歯底６８の出口がリング構造８０内に位置付けられるように、製造上の公差が考慮されるべきである。

本発明のベベルギヤ３１は、別の円錐台の一部を形成する第１のリング面８１を備えたリング構造８０を有する。前記別の円錐台は、ワークピース回転軸Ｒ１と同軸上に配置され、ヒール円錐角δ_ｖよりも小さな有効ヒール円錐角δ_ｖｅを有する。

図７は、リング構造８０を有する本発明の別のベベルギヤ３１の概略側面図を示す。図７には、歯間６７の輪郭が示されており、該歯間６７は、ヘッド円錐ＫＫのヘッド円錐台スキン面の領域において延びている。歯間６７の歯底６８がヒール円錐台ＦＫのヒール円錐台スキン面を貫く場所において、ヒール円錐台ＦＫ上にリング構造８０が設けられている。図７は、リング構造８０が三角形で近似されてもよい実施形態を示す。対応する三角形の２つのリング面８１，８２は、図７において見える。

図８は、リング構造８０を有する本発明の別のベベルギヤ３１の一部の概略側面図を示す。図８には、２つの歯７５によって横方向に区切られ、規定された歯間６７の輪郭が図示されている。歯間６７は、ヘッド円錐ＫＫのヘッド円錐台スキン面の領域内で延びている。歯間６７の歯底６８がヒール円錐台ＦＫのヒール円錐台スキン面を貫く場所において、ヒール円錐台ＦＫ上にリング構造８０が設けられている。図８は、リング構造８０が台形で近似されてもよい実施形態を示す。対応する台形の３つのリング面８１，８２，８３は、図８において見える。図８の右側部分には、面の場所を強調するために、表面の陰影付けがなされている。

リング構造８０は、ヒール円錐台ＦＫ上に配置されることが好ましく、全ての実施形態において、対応する従来のベベルギヤと比べて間隔ａ_２が変わらないような寸法を有することが好ましい。したがって、設置位置は同じ位置に維持され、それにもかかわらず、歯切り中において、歯底６８におけるヒール側のバリ７０の形成が防止される。

図９は、本発明の例示的な製造方法の概略的なフローチャートを示す。第１のステップＳ１において、ベベルギヤ３１を製造するのに適したブランクが提供される。該ブランクは、例えば図１Ｂのメインボディ６０の形状を有してもよい。該ブランクは、ステップＳ２において、ベベルギヤの場合に典型的であるように、旋盤加工にさらされる。この場合、例えば、端面が平らになるように回転（加工）されてもよい。更に、旋盤加工によってリング構造８０が形成される。リング構造の位置は、ベベルギヤ３１が設計された後にコンピュータによって確定されてもよい。旋盤加工によるリング構造８０の形成のために十分な材料がブランクに提供されるように、これに応じて拡大されるか又は寸法が異なるヒール円錐ＦＫが事前に規定される。

リング構造８０が生成されるか又は作り上げられた後、公知の方法によって歯切りＳ３（歯間の生成）が行われる。この場合、ヒール側（すなわち、ヒール円錐台の領域）にバリが生じ得るが、本発明によれば、歯面の出口エッジにしかバリが生じ得ない。歯底にはバリが生じ得ない。次のステップでは、歯切りマシン又は別のマシンにおいて、デバリングＳ４を実行することができ、このステップＳ４では、デバリングされるべきヒール側のバリ７０は存在しない。したがって、従来のベベルギヤの場合に比べて、デバリングＳ４に要する時間が短縮され、コストが低減される。

３１ ：ベベルギヤ
３２ ：シャフト
３３ ：ワークピーススピンドル
６０ ：メインボディ
６１ ：リヤ円錐
６２ ：ヘッド円錐
６３ ：インデックス円錐
６４ ：取付面（端面、ヒール部）
６５ ：ヒール側リヤ面（リング状スキン面）
６６ ：ベース円錐
６７ ：歯間
６８ ：歯底（谷底部）
６９ ：歯面
７０ ：バリ
７１ ：ＫＫのカバー面
７２ ：ＫＫのメイン面
７３ ：ＦＫのカバー面
７４ ：ＦＫのメイン面
７５ ：歯
８０ ：リング構造
８１ ：第１リング面
８２ ：第２リング面
８３ ：第３リング面
８４ ：上側円形エッジ
ａ_１ ：ヒール側の歯の高さの軸方向成分
ａ_２ ：ヘッド円錐の外側エッジから取付面までの距離
ｂ ：歯幅
ｄ_ｆｅ ：ベース円の直径
ｄ_ｆ１ ：第１ベース円の直径
δ_ａ ：ヘッド円錐角
δ_ｆ ：ベース円錐角
δ_ｖ ：ヒール円錐角（リヤ円錐角）
δ_ｖｅ ：有効ヒール円錐角
δ ：出口角（リング構造８０なし）
δ_１ ：出口角
δ_２ ：ヒールエッジの角度
ＦＫ ：ヒール円錐台
ＦＫｓ ：ヒール円錐の頂部
ｈ ：歯の高さ
ｈ_ｅ ：ヒール側の歯の高さ
ＫＫ ：ヘッド円錐台
ＫＫｓ ：ヘッド円錐の頂部
Ｒ１ ：ワークピース軸
Ｒ１｜｜ ：ワークピース軸に平行な線
Ｐ ：遷移領域
Ｐ１ ：ヘッド円錐の外側エッジ
ｒ_ｖ ：リヤ円錐の長さ（ヒール円錐の長さ）
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４：方法ステップ
Ｘ ：臨界領域

Claims (9)

1. メインボディ（６０）を有するベベルギヤ（３１）であって、
   前記メインボディは、前記ベベルギヤ（３１）のワークピース回転軸（Ｒ１）と同軸上に配置されたリング状のヒール側スキン面（６５）を備え、
   前記ベベルギヤ（３１）は、前記スキン面（６５）の領域において前記メインボディ（６０）からの出口を有する少なくとも１つの歯間（６７）を備え、
   前記歯間（６７）は、前記ワークピース回転軸（Ｒ１）に対するベース円錐角（δ_ｆ）によって規定される輪郭を有する歯底（６８）を備え、
   前記スキン面（６５）に、該スキン面（６５）から隆起した同心円状リング構造（８０）が設けられ、
   前記リング構造（８０）は、該リング構造と前記歯底（６８）との間にヒール側の出口角（δ_１）を生じさせ、
   前記出口角（δ_１）は、１２５°と１６０°との間の範囲内であり、好ましくは１３５°と１５０°との間の範囲内であることを特徴とするベベルギヤ。
2. 前記リング構造（８０）は、
   少なくとも１つの第１リング面（８１）と、少なくとも１つの第２リング面（８２）とを備え、前記ベベルギヤ（３１）の断面において三角形状であるか、
   少なくとも１つの第１リング面（８１）と、少なくとも１つの第２リング面（８２）と、少なくとも１つの第３リング面（８３）とを備え、前記ベベルギヤ（３１）の断面において台形状であるか、又は、
   稜線が無い形状を有し、前記ベベルギヤ（３１）の断面において凸形状であることを特徴とする請求項１に記載のベベルギヤ。
3. 前記出口角（δ_１）を有する前記リング構造（８０）によって、前記歯間（６７）のヒール側の出口領域において、ヒール円錐台（ＦＫ）のヒール円錐角（δ_ｖ）よりも小さな有効ヒール円錐角（δ_ｖｅ）が規定されていることを特徴とする請求項１に記載のベベルギヤ。
4. 前記リング構造（８０）は、第１リング面（８１）を備え、
   前記第１リング面（８１）は、前記ワークピース回転軸（Ｒ１）と同軸上に配置されてヒール円錐角（δ_ｖ）よりも小さな有効ヒール円錐角（δ_ｖｅ）を有する円錐台の一部であることを特徴とする請求項１に記載のベベルギヤ。
5. 前記リング状のヒール側スキン面（６５）は、ヒール円錐台（ＦＫ）のヒール円錐台スキン面の一部であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のベベルギヤ。
6. 前記ベベルギヤ（３１）は、前記ヒール円錐台（ＦＫ）に加えて、前記ワークピース回転軸（Ｒ１）と同軸上に配置された少なくとも１つのヘッド円錐台（ＫＫ）を備え、
   前記ヘッド円錐台（ＫＫ）は、リング状のヘッド円錐台スキン面を備え、
   前記ヘッド円錐台（ＫＫ）は、前記ワークピース回転軸（Ｒ１）に対する０°と９０°との間のヘッド円錐角（δ_ａ）によって規定され、
   前記ヒール円錐台（ＦＫ）は、前記ワークピース回転軸（Ｒ１）に対する０°と９０°との間のヒール円錐角（δ_ｖ）によって規定されることを特徴とする請求項５に記載のベベルギヤ。
7. 前記ヒール円錐台（ＦＫ）は、前記ワークピース回転軸（Ｒ１）に対する０°と９０°との間のヒール円錐角（δ_ｖ）によって規定されることを特徴とする請求項５に記載のベベルギヤ。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のベベルギヤ（３１）を製造する方法であって、
   ベベルギヤブランクを提供するステップ（Ｓ１）と、
   前記ベベルギヤブランクの旋盤加工を実行するステップ（Ｓ２）であって、該旋盤加工の範囲において、前記ベベルギヤ（３１）のワークピース回転軸（Ｒ１）と同軸上に配置されたリング構造（８０）が形成されるステップ（Ｓ２）と、
   前記ベベルギヤブランクの切り屑生成加工を実行して、前記ベベルギヤ（３１）に少なくとも１つの歯間（６７）を形成するステップ（Ｓ３）と、を備えることを特徴とする方法。
9. 前記ヒール側スキン面（６５）の領域において前記歯底（６８）上にデバリング加工が実行されることなく、前記ベベルギヤ（３１）のデバリング加工が実行されることを特徴とする請求項８に記載の方法。

Images