WO2015170654A1

WO2015170654A1 - ホブ盤

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Publication number: WO2015170654A1
Application number: PCT/JP2015/062923
Authority: WO
Inventors: 小松　由尚; 和幸石津; 達朗 ▲高▼木; 吉村　仁
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2015-11-12
Also published as: JP6178753B2; JP2015213983A; CN106413961B; CN106413961A; MX2016012862A

Abstract

　ホブに付着した切屑を、少ないエア噴射量で、効率的に吹き飛ばすことができるホブ盤を提供する。そのため、ホブ（１０）とワーク（Ｗ）とを噛み合わせて互いに回転させることにより、切削油を使用することなく、ワーク（Ｗ）をホブ（１０）によって歯切りするホブ盤（１）において、ホブ（１０）を挟んでワーク（Ｗ）の反対側に設けられ、ホブ（１０）におけるワーク（Ｗ）との噛み合い位置のホブ回転軸（Ｂ）を中心とした反対側に位置する吹き付け位置に向けて、エア（Ａ）をホブ（１０）の回転に対して対向流となるように噴射するエア噴射ノズル（２１）を備える。

Description

ホブ盤

　本発明は、歯切り時に発生する切屑を、エアの噴射によって、ホブから吹き飛ばすようにしたホブ盤に関する。

　近年、歯車加工の技術分野においては、環境対策や作業環境改善等の観点から、切削油を使用することなく加工を行う加工方法が提供されている。このような歯車加工方法では、切削油を使用しない分、発生した切屑を、工具や被加工歯車から洗い流すことができないため、切屑の被加工歯車への噛み込みが発生するおそれがある。

　そこで、従来から、切削油を使用することなく歯切りを可能としたホブ盤の中には、切屑をエアの噴射によって吹き飛ばすようにしたものが提供されている。そして、このようなホブ盤としては、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００１－８７９４５号公報

　上記従来のホブ盤においては、エアを複数の方向からホブに向けて噴射させることにより、ホブに付着した切屑を吹き飛ばすようにしている。しかしながら、このような構成を採用すると、エア噴射量が多くなるため、エアを噴射させるためのポンプ等の大型化を招くおそれがある。

　従って、本発明は上記課題を解決するものであって、ホブに付着した切屑を、少ないエア噴射量で、効率的に吹き飛ばすことができるホブ盤を提供することを目的とする。

　上記課題を解決する第１の発明に係るホブ盤は、
　ホブと被加工歯車とを噛み合わせて互いに回転させることにより、切削油を使用することなく、前記被加工歯車を前記ホブによって歯切りするホブ盤において、
　前記ホブを挟んで前記被加工歯車の反対側に設けられ、前記ホブにおける前記被加工歯車との噛み合い位置のホブ回転軸を中心とした反対側に位置する吹き付け位置に向けて、エアを前記ホブの回転に対して対向流となるように噴射するエア噴射ノズルを備える
　ことを特徴とする。

　上記課題を解決する第２の発明に係るホブ盤は、
　前記エア噴射ノズルは、前記吹き付け位置に対して、当該吹き付け位置における前記ホブの接線方向から、エアを噴射する
　ことを特徴とする。

　上記課題を解決する第３の発明に係るホブ盤は、
　前記エア噴射ノズルのホブ回転方向上流側及び下流側の少なくとも一方側に、前記エア噴射ノズルと対向する遮蔽板を備え、
　前記遮蔽板を、前記エア噴射ノズルとの間の隙間が前記エア噴射ノズルの噴射口に向かうに従って絞られるように配置することにより、前記エア噴射ノズルと前記遮蔽板との間に、絞り流路を形成する
　ことを特徴とする。

　従って、本発明に係るホブ盤によれば、ホブの吹き付け位置において、ホブに付着した切屑に対するエアの相対速度を大きくすることができるので、切屑に作用する流体力（切屑を吹き飛ばすための力）を増大させることができる。よって、ホブに付着した切屑を、少ないエア噴射量で、効率的に吹き飛ばすことができる。

本発明の実施例１に係るホブ盤の概略構成図である。本発明の実施例２に係るホブ盤の概略構成図である。本発明の実施例３に係るホブ盤の概略構成図である。（ａ）～（ｃ）はエア噴射ノズルのノズル幅方向形状を示した図である。

　以下、本発明に係るホブ盤について、図面を用いて詳細に説明する。

　先ず、本発明の実施例１に係るホブ盤１について、図１及び図４を用いて説明する。

　図１に示すように、ホブ盤１には、ホブ１０が、ホブ回転軸Ｂ周りに回転可能に支持されると共に、ワーク（被加工歯車）Ｗが、ワーク回転軸Ｃ周りに回転可能に取り付けられている。また、ホブ１０は、ワーク回転軸Ｃと直交する方向となる切り込み方向（機械前後方向）に移動可能で、且つ、ワーク回転軸方向と平行となる送り方向（機械上下方向）に移動可能となっている。なお、ホブ１０のホブ回転軸Ｂ周りの回転方向は、ホブ１０とワークＷとの噛み合い位置において、ホブ１０が上方から下方に向けて回転する方向となっている。

　そして、ホブ１０の外周部には、ウォームのねじすじを横断するように形成される多数の刃溝１１と、そのねじすじに沿って隣り合う刃溝１１間に形成される刃部１２とが、設けられている。刃部１２は、すくい面１２ａ、逃げ面１２ｂ、及び、切れ刃１２ｃを有している。

　すくい面１２ａは、ホブ回転方向下流側を臨むように刃部１２に形成されており、逃げ面１２ｂは、刃部１２の頂面及び側面を構成している。また、切れ刃１２ｃは、すくい面１２ａと逃げ面１２ｂとによって形成される角部となっている。

　ここで、ホブ盤１においては、切削油をホブ１０及びワークＷに供給することなく、ワークＷをホブ１０によって歯切りする（以下、ドライカットと称す）ことが可能となっている。これにより、ホブ盤１では、切削油を使用しない分、ドライカットによって発生した切屑を、ホブ１０及びワークＷから洗い流すことができない。そこで、ホブ盤１には、切屑のワークＷへの噛み込みを防止することを目的として、切屑をホブ１０やその周囲から吹き飛ばして除去するためのエア噴射ノズル２１が設けられている。

　具体的に、エア噴射ノズル２１は、ホブ１０を挟んで、加工位置に配置されたワークＷの反対側に設けられている。このとき、エア噴射ノズル２１は、ノズル出口となる噴射口２１ａがホブ回転軸Ｂよりも上方に位置するように配置されており、流路面積がノズル入口からノズル出口となる噴射口２１ａに向かうに従って漸次小さくなるような、先細り状に形成されている。

　また、図４（ａ）に示すように、噴射口２１ａのノズル幅方向長さは、ホブ１０の軸方向長さ（ホブ回転軸方向長さ）以上に形成されている。これにより、エア噴射ノズル２１は、エアＡを噴射口２１ａから鉛直下向きに噴射することになり、その噴射されたエアＡは、ホブ１０の軸方向全域に亘って吹き付けられる。

　そして、エア噴射ノズル２１によるエアＡのワークＷへの吹き付け位置は、ホブ１０のホブ回転軸Ｂを中心として、ホブ１０におけるワークＷへの噛み合い位置（歯切り位置）の１８０°反対側に設定されている。つまり、吹き付け位置は、ホブ１０において、ホブ回転軸Ｂを中心として、噛み合い位置の点対称となる位置になっている。更に、エア噴射ノズル２１によるエアＡの噴射方向は、吹き付け位置におけるホブ１０の接線方向で、且つ、エアＡの噴流がホブ１０の回転に対して対向流となる方向となっている。

　従って、切削油を使用することなく、ワークＷをホブ１０によって歯切りする場合には、先ず、ホブ１０とワークＷとを噛み合わせた状態で、ホブ１０をホブ回転軸Ｂ周りに回転させると共に、ワークＷをワーク回転軸Ｃ周りに回転させる。

　次いで、ホブ１０をワークＷに切り込ませながら、ホブ１０に送りを与える。これにより、ワークＷの外周部が、ホブ１０の切れ刃１２ｃによって削られるため、当該外周部に、歯形が創成される。

　これと同時に、ホブ盤１の運転が開始されると（歯切り加工が開始されると）、エア噴射ノズル２１も駆動する。これにより、エア噴射ノズル２１の噴射口２１ａから噴射されたエアＡは、吹き付け位置に回転してきた刃部１２のすくい面１２ａ及び切れ刃１２ｃに対して、吹き付けられる。

　ここで、ドライカットによって発生した切屑においては、発生後直ちに刃部１２に付着するものや、発生後そのまま周囲に飛散するものがある。

　このうち、刃部１２に付着した切屑は、上述したように、エア噴射ノズル２１から噴射されたエアＡによって、吹き飛ばされる。このとき、エアＡの噴流をホブ１０の回転に対して対向流としているため、刃部１２（特に、すくい面１２ａ及び切れ刃１２ｃ）に付着した切屑に対するエアＡの相対速度を大きくすることができる。これにより、切屑に作用する流体力を増大させることができるので、刃部１２に付着した切屑を、少ないエア噴射量で、効率的に吹き飛ばすことができる。

　一方、噛み合い位置の周囲に飛散した切屑は、ホブ１０の回転に伴って発生する回転流に追従する。このように、飛散した切屑がホブの回転流に追従すると、当該切屑は、飛散経路Ｌによって示すように、噛み合い位置側から、その反対側に向けて回り込む傾向があり、その反対側において、ホブ１０に再付着するおそれがある。

　しかしながら、ホブ盤１においては、噛み合い位置の反対側となる吹き付け位置に向けて、エアＡを噴射させているため、その反対側に回り込んできた切屑を、噴射したエアＡによって、ホブ１０の下方に向けて吹き飛ばすようにしている。これにより、切屑のホブ１０への再付着を防止することができる。

　次に、本発明の実施例２に係るホブ盤２について、図２を用いて説明する。なお、上記実施例１と同じ部材及び同じ構成となるものについては、同一の符号を付して、その説明を省略している。そして、図２に示したホブ盤２においては、上記実施例１に係るホブ盤１に、遮蔽板３１を追加した構成となっている。

　図２に示すように、エア噴射ノズル２１のホブ回転方向上流側には、遮蔽板３１が設けられている。この遮蔽板３１は、エア噴射ノズル２１におけるホブ回転方向上流側に位置する傾斜面２１ｂと対向して設けられると共に、傾斜面２１ｂとの間の隙間が、噴射口２１ａに向かうに従って絞られるように、配置されている。

　これにより、遮蔽板３１とエア噴射ノズル２１の傾斜面２１ｂとの間には、絞り流路（縮流流路）４１が形成されることになり、この絞り流路４１は、流路面積が上端部から下端部に向かうに従って漸次小さくなっている。このように、エア噴射ノズル２１の噴射口２１ａに隣接して、絞り流路４１を形成することにより、その噴射口２１ａの周囲にエゼクタ効果を発揮させることができる。

　即ち、遮蔽板３１とエア噴射ノズル２１との間に介在するエアＡ１を、噴射口２１ａから噴射されたエアＡの噴流に巻き込ませることができるので、ホブ１０の吹き付け位置に対して、噴射したエアＡと、これに巻き込まれたエアＡ１とを、吹き付けることができる。よって、エアＡの噴射量を少なくしても、切屑を十分に吹き飛ばすことができる。

　また、遮蔽板３１を、エア噴射ノズル２１のホブ回転方向上流側に設けることにより、飛散経路Ｌを通るように回り込んできた切屑を、遮蔽板３１に衝突させることができる。これにより、切屑のホブ１０への再付着を一層防止することができる。

　次に、本発明の実施例３に係るホブ盤３について、図３を用いて説明する。なお、上記実施例１，２と同じ部材及び同じ構成となるものについては、同一の符号を付して、その説明を省略している。そして、図３に示したホブ盤３においては、上記実施例２に係るホブ盤２に、遮蔽板３２を追加した構成となっている。

　図３に示すように、エア噴射ノズル２１のホブ回転方向下流側には、遮蔽板３２が設けられている。この遮蔽板３２は、エア噴射ノズル２１におけるホブ回転方向下流側に位置する傾斜面２１ｃと対向して設けられると共に、傾斜面２１ｃとの間の隙間が、噴射口２１ａに向かうに従って絞られるように、配置されている。

　これにより、遮蔽板３２とエア噴射ノズル２１の傾斜面２１ｃとの間には、絞り流路（縮流流路）４２が形成されることになり、この絞り流路４２は、流路面積が上端部から下端部に向かうに従って漸次小さくなっている。このように、エア噴射ノズル２１の噴射口２１ａに隣接して、絞り流路４２を形成することにより、その噴射口２１ａの周囲にエゼクタ効果を発揮させることができる。

　即ち、遮蔽板３２とエア噴射ノズル２１との間に介在するエアＡ２を、噴射口２１ａから噴射されたエアＡの噴流に巻き込ませることができるので、ホブ１０の吹き付け位置に対して、噴射したエアＡと、これに巻き込まれたエアＡ１，Ａ２とを、吹き付けることができる。よって、エアＡの噴射量を少なくしても、切屑を十分に吹き飛ばすことができる。

　なお、上述した実施形態においては、図４（ａ）に示すように、エア噴射ノズル２１のノズル幅方向形状を、噴射口２１ａが、ノズル幅方向に一直線状に延びるような形状としているが、図４（ｂ），（ｃ）に示すような、エア噴射ノズル２２，２３のノズル幅方向形状としても構わない。

　つまり、図４（ｂ），（ｃ）に示したエア噴射ノズル２２，２３の噴射口２２ａ，２３ａにおいては、ノズル幅方向中央部が、ノズル幅方向に一直線状に延びおり、ノズル幅方向両側部が、ノズル幅方向外側に向かうに従って徐々に後退するように形成されている。このように、噴射口２２ａ，２３ａの形状を設定することにより、切屑をホブ回転軸方向両側方（ノズル幅方向両側方）に向けても吹き飛ばすことできる。

　また、上述した実施形態においては、エア噴射手段として、先細ノズル（亜音速ノズル）となるエア噴射ノズル２１，２２，２３を用いているが、末広ノズル（超音波ノズル、ラバルノズル）となるエア噴射ノズルを採用しても構わない。これにより、刃部１２（特に、すくい面１２ａ及び切れ刃１２ｃ）に付着した切屑に対するエアＡの相対速度を、更に大きくすることができる。よって、切屑に作用する流体力を容易に増大させることができるので、刃部１２に付着した切屑を、少ないエア噴射量で、効率的に吹き飛ばすことができる。

　本発明に係るホブ盤は、切屑を効率的に吹き飛ばして除去することにより、被加工歯車の加工面性状を良好に保つことができるため、歯車加工技術分野において、極めて有益に利用することができる。

　１～３　ホブ盤、　１０　ホブ、　１１　刃溝、　１２　刃部、　１２ａ　すくい面、　１２ｂ　逃げ面、　１２ｃ　切れ刃、　２１～２３　エア噴射ノズル、　２１ａ～２３ａ　噴射口、　３１，３２　遮蔽板、　４１，４２　絞り流路、　Ａ，Ａ１，Ａ２　エア、　Ｂ　ホブ回転軸、　Ｃ　ワーク回転軸、　Ｌ　飛散経路、　Ｗ　ワーク

Claims

　ホブと被加工歯車とを噛み合わせて互いに回転させることにより、切削油を使用することなく、前記被加工歯車を前記ホブによって歯切りするホブ盤において、
　前記ホブを挟んで前記被加工歯車の反対側に設けられ、前記ホブにおける前記被加工歯車との噛み合い位置のホブ回転軸を中心とした反対側に位置する吹き付け位置に向けて、エアを前記ホブの回転に対して対向流となるように噴射するエア噴射ノズルを備える
　ことを特徴とするホブ盤。
　請求項１に記載のホブ盤において、
　前記エア噴射ノズルは、前記吹き付け位置に対して、当該吹き付け位置における前記ホブの接線方向から、エアを噴射する
　ことを特徴とするホブ盤。
　請求項１に記載のホブ盤において、
　前記エア噴射ノズルのホブ回転方向上流側及び下流側の少なくとも一方側に、前記エア噴射ノズルと対向する遮蔽板を備え、
　前記遮蔽板を、前記エア噴射ノズルとの間の隙間が前記エア噴射ノズルの噴射口に向かうに従って絞られるように配置することにより、前記エア噴射ノズルと前記遮蔽板との間に、絞り流路を形成する
　ことを特徴とするホブ盤。