JPH0113974B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は歯車の新規な歯切方法特にホブ盤を用
いて歯切を行う方法に関する。

ホブ盤による歯車の創成歯切方法としては、直
接法と間接法とが知られているが、本発明方法は
このいずれとも異なるものである。

こゝで、直接法とは、主にウオームホイールの
歯切に用いられている方法であり、被切削歯車と
組合わせられるウオームの歯形と同形の切歯を有
するカツタを用い、切削中には切削された歯形と
カツタ歯形との間にあたかも正常なかみ合い運動
が行なわれているような相対関係が保たれるよう
両者を回転させると共に、カツタに規定位置まで
ブランク半径方向送りを与えて切削し歯切を行う
方法である。この方法の特徴は、使用するカツタ
（円筒ホブ、舞カツタ等）の歯形がウオームの歯
形と同一である点と加工送りがブランク半径方向
に行なわれる点である。（但し舞カツタの場合は
ブランク接線方向の差動ねじ運動も与えられる。） 間接法とは、工具として汎用のホブ、ピニオ
ン、カツタ、ラツクカツタ等を用いるものであ
る。ねじ状をしたホブを、ブランクに対し所定の
取付角をもつて取付けて回転させると共に、その
ねじの進みに相当した回転をブランクに与えなが
らブランク中心軸に平行に送りをかけて歯切りす
るもので、一つのホブにより同一モジユール同一
圧力角のものであれば平歯車のみならずはすば歯
車やウオームホイールの歯切りもできるものであ
る。インボリユート歯車切削用ホブは普通、歯直
角断面がラツク状の切刃を有し、切削された歯形
とはラツクと歯車の噛み合いに似た噛み合いをす
る。この方法の特徴は、工具の形状および歯形
が、被切削歯車の相手歯車の形状および歯形と異
なつている点と、送りがブランク回転軸に平行に
行なわれる点である。そして、ホブの中央部の切
刃がブランクの一端面から他端面までの間を完全
に通過すると歯切が完了する。

間接法による歯車の創成歯切りには、他にピニ
オンカツタやラツク形工具を用い、セーパーによ
つて歯切りする方法もあるが、これらの方法は一
般的に非能率であり、精度も特に高くはないので
あまり用いられていない。

而して、上記直接法ではウオームホイール以外
の一般的な歯車を切削することが困難である。

従つて、今日では、一般的な歯車の歯切はホブ
による間接法によつて創成歯切されている。

然しながら、この方法は比較的歯幅の大きな歯
車の歯切には適しているが、逆に、例えばＦ、
Ｆ、Car（Front Engine Front Wheel Drive）
用のデフリングギヤの如き大径で歯幅の狭い歯車
を歯切する際は、全加工所要時間中、アプローチ
とレセスの時間、即ち、ブランクの一端面で切削
が開始されてからその一端面に正しい歯形が形成
されるまでの時間および他の一端面で切削が開始
されてから切削が完了するまでの時間、の占める
割合が高くなり効率が低下するという問題があつ
た。また、この方法ではカムシヤフトギアのよう
に歯切りすべき部分が谷間のような所にある歯や
段付歯車の加工は困難であり、また、内歯車はす
ばかさ歯車の創成も困難であつた。

本発明は叙上の観点に立つてなされたものであ
つて、その目的とするところは、アプローチタイ
ム、レセスタイムが短く従つて大径小幅の歯車の
歯切に適した歯切方法を提供することにある。

而して、上記の目的は、ブランクをその中心軸
の回りに所望の速度で回転せしめると共に、所望
の取付角と回転速度とを与えたホブにより上記ブ
ランクの周辺部を切削し歯形を創成する歯車歯切
方法において、歯形及び直径がホブ軸方向に連続
的に変化するホブであつて、ホブ軸を回転軸とし
且つ被切削歯車とは食違い軸歯車として噛み合い
得るが、被切削歯車と噛み合わせるべき相手歯車
とは形状の異なる一つの歯車と同形同寸の曲面上
に切刃を有し、且つ上記切刃が被切削歯車１歯の
全幅にわたつて同時に切削を行い得るよう形成さ
れているホブを用いると共に、ブランクに対する
切込と加工終了時の退避とを行う際は、ホブの回
転軸と直交する平面内でブランク回転中心を通る
直接に沿つてホブを加工送りする歯車歯切る方法
によつて達成される。

本発明において使用するホブは、円筒形でなく
またその歯形もラツク歯形でないので、形状、歯
形ともやゝ複雑となるがこれらはすべて汎用の工
作機械で加工できるものである。

また、本発明によるときは、外歯車や円筒歯車
のみでなく内歯車、かさ歯車、谷間に歯部を有す
るカムシヤフトギア等も加工でき、さらに特殊テ
ーパホブを用いれば従来はピニオンカツタによら
なくては加工ができなかつた段付歯車をホブによ
り加工することが可能となるものである。

但し、本発明によるときは、一つのホブで加工
できるのは、そのホブと食違い軸歯車として噛み
合い得る歯車に限られるから、通常は製作すべき
歯車に対しそれぞれ専用のホブを必要することに
なる。

また、本発明によれば、歯すじ方向に沿つて歯
形が変化するような歯車を一工程で創成すること
も可能であり、そのため、例えば、歯切とクラウ
ニングとを単一工程で一挙に行い、クラウニング
された歯車を得ることも可能である。

以下図面により具体的に説明する。

第１図および第２図は本発明を実施する際使用
するホブの一例を示す正面図および側面図、第３
図および第４図は外歯車を切削する要領を示す平
面図および側面図、第５図および第６図は内歯車
を切削する要領を示す平面図および側面図、第７
図は段付歯車の加工例を示す側面図、第８図はカ
ムシヤフトギアの加工例を示す側面図、第９図は
かさ歯車の加工例を示す一部破断側面図である。

第１，２図は通常の円筒外歯車を創成するため
用いられる一口ホブ１を示している。このホブ１
は、後に詳述する理由により円筒ホブとならず、
中央のくびれた鼓形ホブとなる。

第３，４図中、２は創成歯切された外歯車、３
はホブ、３ａはそのつるまき線である。なお図を
簡略にするため、ホブはピツチ曲面と切刃のつる
まき線のみで示してある。

ホブ３は、歯車２とは食違い軸歯車として噛み
合い、かつ、ブランク中心軸方向に加工送りを行
なわなくとも円筒歯が切削できるよう構成され、
取付けられる。

ホブ３はブランクに対し、始めは正規の軸間距
離S₀よりも大きな距離Ｓを距てゝ取付けられ、図
中矢符方向に軸間距離がS₀となるまで加工送りさ
れる。ホブ取付角Γは Γ＝α＋β−π／２ で考えられる。但しこゝで、αは歯車２のねじれ
角、βはホブのつるまき角である。

また、ブランクとホブとは公知の回転角度比
ω／ωHをもつて回転せしめられる。

ブランクの中心面２ａからｕだけ離れた平面２
ｂにおける歯形は、平面２ｂとホブ回転軸３ｂと
の交点P_Hを含むホブ３の軸直角断面３ｄにおけ
る切刃によつて最終的に創成されるものである。

平面３ｄとホブ中心面３ｃとの距離をωとする
と、 ω＝ｕ cosec Γ （但し、Γはホブの取付角。） が成り立つ。

而して、ｕ＝ｕ、ｖ＝ｖで示される直線が歯車
２のピツチ円筒面と交わる点をP_Gとすると、P_H
P_G間の距離、即ち断面３ｄにおけるホブのピツ
チ円半径は、ｕが増大するのに応じて増大するか
らホブ３は結句図示されているような鼓形ホブと
なる。

この鼓形ホブ側面部のブランク軸直角断面への
正投影図形（第３図に示された胴部のプロフイ
ル）は円弧となるが、ホブの軸方向中央断面にお
けるプロフイルムは楕円弧とならない。その理由
は、このホブのピツチ曲面と歯車２のピツチ円筒
との接触線が、歯車２の一端面から他の一端面ま
でなめらかに連続する一曲線となるものゝ、ホブ
３の軸方向中央断面に含まれる平面的な曲線では
なく、三次元曲線となるためである。

而して、ホブ３の歯面の形状は、ホブ３と歯車
２の歯面接触点における両者の相対速度ベクトル
が、歯車歯面に立てた法線と常に直交し、かつ、
上記法線がホブ歯面との共通法線であるという条
件から求められる。

而して、ホブは、歯形及び直径がホブ軸方向に
連続的に変化し、ホブ軸を回転軸とし且つ被切削
歯車とは食違い軸歯車として噛み合い得るが、被
切削歯車と噛み合わせるべき相手歯車とは形状の
異なる一つの歯車と同形同寸の曲面上に切刃を有
し、かつ上記切刃が被切削歯車の歯の全幅にわた
つて同時に切削を行い得るよう形成されている。

このホブの歯形を簡単な式で示すことは不可能
であるが、これは、歯車２の歯形、モジユールお
よび歯数が与えられゝば容易に算出し得るもので
あり、通常広く使用されているインボリユート歯
車で、歯数が多くかつ歯幅の狭いものについては
ほとんど例外なく干渉等を生ずることなく創成加
工できるホブが得られる。なお、このホブは多口
とすることも可能である。

また、叙上に説明したように、歯車２の一つの
軸直角断面における歯形は、対応するホブの一つ
の軸直角断面上の切刃で決定されるから、ホブの
刃形に修正を施しておけば、歯条に沿つて歯の断
面形状を変えることができるものであり、例えば
歯切と同時にクラウニングを施したり、圧力角を
なめらかに変えたりすることが可能である。

なお、叙上の説明から、本発明方法では、一つ
の歯車を創成するのに、専用のホブが必要となる
ことが理解されよう。このため、本発明方法によ
り多種多様な歯車を少量宛生産することは得策で
ない。本発明方法は、例えば、自動車用等の歯車
を大量に生産するのに適しているものである。

次に第５，６図について説明する。図中４は内
歯車、５はホブ、５ａはそのつるまき線である。

このような内歯車でも図示されているような樽
形ホブによつて、外歯車と同様に歯切することが
可能である。

また、本発明によれば、第７図に示されている
ような段付歯車６も簡単に創成し得るものであ
る。

このような段付歯車６を切削するには、図示さ
れているようなベル形ホブ７が用いられる。

これら、樽形、ベル形等のホブにおいても、被
切削歯車と食違い軸、歯車として噛み合う点、お
よび、切込みを行う際はホブの回転軸に直交する
平面内でブランク回転中心を通る直線に沿つてホ
ブを加工送りする点は、第１図ないし第４図に示
した鼓形ホブと同様である。

本発明において用いられるホブは短くてよく、
また、加工送りも歯車のピツチ曲面の法線方向に
行なわれるので、本発明によるときは、例えば、
第８図に示されているようなカムシヤフトギア８
も簡単に切削し得るものである。こゝで、カムシ
ヤフトギア８は、シヤフト８ａ、カム８ｂ，８
ｃ、ギア８ｄが一体となつているものであり、こ
のギア８ｄはカム８ｂ，８ｃの間に設けたブラン
クにホブ９により歯切して製作される。この歯切
中、カム８ｂ，８ｃは回転して図中８b′，８c′の
位置を占めるが、本発明方法によるときは、これ
らのカムに妨害されることなく、歯切が可能であ
る。なお図中９ａはつるまき線である。

叙上の説明では、切削される歯車はすべて円筒
歯車であつたが、本発明によれば、円筒歯車以外
のかさ歯車、冠歯車等も創成し得るものである。

第９図は、かさ歯車１０を匏形ホブ１１を用い
て創成する一例を示す一部破断側面図であるが、
本実施例におけるホブの形状、加工送り等はもは
や改めて説明するまでもなく明らかであろう。

本発明は叙上の如く構成されるから本発明によ
るときは、平歯車は勿論のこと、はすば歯車や各
種かさ歯車、冠歯車、等を高能率で大量生産し得
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明を実施する際使用
するホブの一例を示す正面図および側面図、第３
図および第４図は外歯車を切削する要領を示す平
面図および側面図、第５図および第６図は内歯車
を切削する要領を示す平面図および側面図、第７
図は段付歯車の加工例を示す側面図、第８図はカ
ムシヤフトギアの加工例を示す側面図、第９図は
かさ歯車の加工例を示す一部破断側面図である。 １，３，９……鼓形ホブ、２……外歯車、４…
…内歯車、５……樽形ホブ、６……段付歯車、７
……ベル形ホブ、８……カムシヤフトギア、１０
……かさ歯車、１１……匏形ホブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ブランクをその中心軸の回りに所望の速度で
   回転せしめると共に、所望の取付角と回転速度と
   を与えたホブにより上記ブランクの周辺部を切削
   し歯形を創成する歯車歯切方法において、 歯形及び直径がホブ軸方向に連続的に変化する
   ホブであつて、ホブ軸を回転軸とし且つ被切削歯
   車とは食違い軸歯車として噛み合い得るが、被切
   削歯車と噛み合わせるべき相手歯車とは形状の異
   なる一つの歯車と同形同寸の曲面上に切刃を有
   し、且つ上記切刃が被切削歯車の歯の全幅にわた
   つて同時に切削を行い得るよう形成されているホ
   ブを用いると共に、ブランクに対する切込と加工
   終了時の退避とを行う際は、ホブの回転軸と直交
   する平面内でブランク回転中心を通る直線に沿つ
   てホブを加工送りすることを特徴とする上記の歯
   車歯切方法。 ２ 切削する歯車が、その直径に比し歯幅の小さ
   い歯車である特許請求の範囲第１項記載の歯車歯
   切方法。 ３ 切削する歯車が外歯車である特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の歯車歯切方法。 ４ 切削する歯車が内歯車である特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の歯車歯切方法。 ５ 切削する歯車がかさ歯車である特許請求の範
   囲第１項記載の歯車歯切方法。 ６ 切削する歯車がはすば歯車である特許請求の
   範囲第１項ないし第５項のいずれか一に記載の歯
   車歯切方法。