(57)【要約】【課題】本発明の課題は、すくい面の磨耗量の増大を抑えることができる歯切工具を提供することにある。【解決手段】歯切工具は、本体部と、刃部と、高硬度部とを備える。本体部は、高速度鋼製である。刃部は、本体部の外周に設けられる。刃部は、本体部に一体的に形成されており、高速度鋼製である。高硬度部は、刃部のすくい面において、すくい面の縁部から離れた内側に配置される。高硬度部は、高速度鋼よりも高い硬度を有する材料で形成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速度鋼製の本体部と、
前記本体部の外周に設けられ、前記本体部に一体的に形成された前記高速度鋼製の刃部と、
前記刃部のすくい面において前記すくい面の縁部から離れた内側に配置され、前記高速度鋼よりも高い硬度を有する材料で形成された高硬度部と、
を備える歯切工具。
【請求項２】
前記すくい面には、前記すくい面の表面から、前記すくい面の反対側に位置する前記刃部の裏面へ向かって延びる孔が設けられており、
前記高硬度部は、前記孔に挿入されている、
請求項１に記載の歯切工具。
【請求項３】
前記刃部は、前記すくい面に垂直な方向に対して傾斜した方向に前記すくい面の縁部から延びる逃げ面をさらに有し、
前記孔は、前記すくい面に垂直な方向に対して前記逃げ面の傾斜方向と同じ方向に傾斜している、
請求項２に記載の切歯工具。
【請求項４】
前記孔の前記裏面側は閉じられている、
請求項２または３に記載の歯切工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯切工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯切工具は、歯切加工装置による歯車の歯切り加工に用いられる。歯切工具とワークとは、歯切加工装置によって一定の関係で回転させられる。また、歯切工具は、歯切加工装置によって、ワークに対して、歯車の軸方向に一定の送り量で送られる。
【０００３】
歯切工具には、本体部と刃部とが一体成形された一体型のものと、本体部に別体の刃部が取り付けられた組立型のものとがある。組立型の歯切工具は、刃部の位置精度を高めることが容易ではない。また、組立型とすることで構造が複雑になる。このため、一般的には、一体型の歯切工具が多く用いられている。例えば、特許文献１には、歯切工具として、一体型のホブカッタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−５４８２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
歯切工具による切削効率を向上させる方法としては、切削速度を増大させること及び送り量を増大させることが考えられる。しかし、一般的に、切削速度の増大は、刃部の逃げ面の磨耗量を増大させる。そこで、上述した特許文献１では、刃部に第１逃げ面と第２逃げ面とを設けて、第１逃げ面の逃げ角と第２逃げ面の逃げ角とを適切に設定することで、切削速度の増大を図っている。
【０００６】
一方、送り量の増大は、刃部のすくい面の磨耗量を増大させる。このため、特許文献１のように逃げ面を加工することでは、送り量の増大による、すくい面の磨耗量の増大を抑えることはできない。
【０００７】
本発明の課題は、すくい面の磨耗量の増大を抑えることができる歯切工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係る歯切工具は、本体部と、刃部と、高硬度部とを備える。本体部は、高速度鋼製である。刃部は、本体部の外周に設けられる。刃部は、本体部に一体的に形成されており、高速度鋼製である。高硬度部は、刃部のすくい面において、すくい面の縁部から離れた内側に配置される。高硬度部は、高速度鋼よりも高い硬度を有する材料で形成される。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る歯切工具は、第１の態様の歯切工具であって、すくい面には、孔が設けられている。孔は、すくい面の表面から、すくい面の反対側に位置する刃部の裏面へ向かって延びる。高硬度部は、孔に挿入されている。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る歯切工具は、第２の態様の歯切工具であって、刃部は、逃げ面をさらに有する。逃げ面は、すくい面の縁部から、すくい面に垂直な方向に対して傾斜した方向に延びる。孔は、すくい面に垂直な方向に対して逃げ面の傾斜方向と同じ方向に傾斜している。
【００１１】
本発明の第４の態様に係る歯切工具は、第２又は第３の態様の歯切工具であって、孔の裏面側は閉じられている。
【００１２】
本発明の第５の態様に係る歯切工具は、第１から第４の態様のいずれかの歯切工具であって、少なくとも刃部のすくい面には、高速度鋼よりも耐熱温度の高いコーティングが施されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の態様に係る歯切工具では、高硬度部が、刃部のすくい面において、すくい面の縁部から離れた内側に配置される。歯切工具の送り量が増大すると、摩擦によって刃部のすくい面が高温となる。ここで、本願の発明者は、すくい面における最高温度位置が、すくい面の縁部ではなく、縁部から離れた内側であり、この最高温度位置を起点として、クレータ磨耗がすくい面に発生することを見出した。本態様に係る歯切工具では、この最高温度位置となる、すくい面の縁部から離れた内側の位置に、高硬度部が設けられる。これにより、すくい面の磨耗量の増大を抑えることができる。
【００１４】
本発明の第２の態様に係る歯切工具では、高硬度部が、すくい面の孔に挿入されている。このため、すくい面を研磨することによって高硬度部も研磨される。これにより、高硬度部の機能を維持することができる。
【００１５】
本発明の第３の態様に係る歯切工具では、すくい面を研磨する前後で、すくい面における高硬度部の位置の変化を抑えることができる。
【００１６】
本発明の第４の態様に係る歯切工具では、歯切り加工時に高硬度部に高圧が加えられても、高硬度部が孔から抜けることを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る歯切工具による歯切り加工を説明するための模式図。
【図２】歯切工具の刃部の拡大図。
【図３】歯切工具の刃部の断面図。
【図４】歯切工具の刃部の研磨前後の状態を示す模式図。
【図５】歯切工具の研磨時の処理手順を示すフローチャート。
【図６】本発明の他の実施形態に係る歯切工具の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
まず、図１により、本発明の実施形態に係る歯切工具１による歯切り加工の概略を説明する。歯切工具１は、いわゆるホブカッタである。図１において、歯切工具１はホブ盤の主軸２に装着されて図のＲ１方向に回転する。また、歯車素材としてのワーク３はホブ盤のテーブルに支持されて図のＲ２方向に回転する。このように、歯切工具１及びワーク３は所定の関係で互いに回転しながら歯切り加工が行われる。また、歯切工具１は、ワーク３の１回転当たり、歯車軸方向（図１の紙面垂直方向）に所定の送り量だけ送られる。
【００１９】
歯切工具１は、本体部４と複数の刃部５とを有する。なお、図１では、複数の刃部５の１つのみに符号を付して、他の刃部５の符号を省略している。また、一部の刃部５を簡略化して図示している。本体部４は、略円筒状の形状を有している。本体部４は、ホブ盤の主軸２が通される孔６を有している。刃部５は、本体部４の外周に設けられている。本体部４と刃部５とは、一体的に形成されている。例えば、本体部４と刃部５とは、鋳造によって一体的に形成される。本体部４と刃部５とは、高速度鋼製である。高速度鋼としては、例えば、ＳＫＨ１０，ＳＫＨ４０，ＳＫＨ５１，ＳＫＨ５５，ＳＫＨ５７（いずれもＪＩＳ記号）などが使用可能である。
【００２０】
図２は、歯切工具１の刃部５の拡大図である。図３は、図２におけるIII−III断面図である。刃部５は、すくい面７と逃げ面８とを有する。逃げ面８は、すくい面７に垂直な方向に対して傾斜した方向に、すくい面７の縁部７１から延びている。逃げ面８は、僅かに湾曲した形状を有する。なお、刃部５には、ＴｉＮ或いはＴｉＡｌＮなどの高速度鋼よりも耐熱温度の高い硬質皮膜がコーティングされている。硬質皮膜は、例えば、化学的あるいは物理的蒸着法によって刃部５にコーティングされる。
【００２１】
すくい面７には、孔７２が設けられている。孔７２は、刃部５のすくい面７においてすくい面７の縁部７１から離れた内側に配置されている。孔７２は、すくい面７の表面からすくい面７の反対側に位置する刃部５の裏面へ向かって延びている。孔７２は、すくい面７に垂直な方向に対して逃げ面８の傾斜方向と同じ方向に傾斜している。孔７２のすくい面７の反対側は閉じられている。孔７２には、高硬度部９が挿入されている。
【００２２】
高硬度部９は、刃部５のすくい面７において、すくい面７の縁部７１から離れた内側に配置されている、高硬度部９は、刃部５を構成する高速度鋼よりも高い硬度を有する材料で形成されている。高硬度部９の材料としては、例えば、超硬合金、サーメット、或いは、立方晶窒化ほう素（ＣＢＮ）などが使用可能である。高硬度部９は、概ね円筒状の形状を有する。高硬度部９の表面は、すくい面７と面一になっている。高硬度部９は、例えば圧入によって刃部５の孔７２に固定されている。
【００２３】
本実施形態に係る歯切工具１は、刃部５の研磨を繰り返すことによって、刃部５の形状精度を維持することができる。一方、すくい面７には硬質皮膜がコーティングされているので、研磨後には、すくい面７に硬質皮膜を再コーティングする必要がある。以下、歯切工具１の研磨時の処理について説明する。
【００２４】
図５は、歯切工具１の研磨時の処理手順を示すフローチャートである。まず、脱膜処理を行う（ステップＳ１）。脱膜処理では、刃部５に残った硬質皮膜のコーティングを刃部５から除去する。脱膜処理は、例えば、公知の剥離溶液を使用して化学的に膜を取り除くことによって行われる。次に、すくい面７の研磨を行う（ステップＳ２）。このとき、すくい面７を研磨することによって、高硬度部９も研磨される。そして、すくい面７の再コーティングを行う（ステップＳ３）。なお、すくい面７の研磨が行われる度に、すくい面７の再コーティングが行われることが好ましい。
【００２５】
本実施形態に係る歯切工具１は、以下の特徴を有する。
【００２６】
高硬度部９が、刃部５のすくい面７において、すくい面７の縁部７１から離れた内側に配置される。歯切り加工時には、すくい面７における最高温度位置が、すくい面７の縁部７１ではなく、縁部７１から離れた内側に位置する。従って、この最高温度位置となるすくい面７の縁部７１から離れた内側の位置に、高硬度部９が設けられることによって、すくい面７の磨耗量の増大を抑えることができる。
【００２７】
さらに、すくい面７を強化することによって、歯切り加工時の送り量を増大させることが可能となる。これにより、切削距離が少なくなることで、逃げ面８の摩耗の進行も抑制することができる。
【００２８】
なお、すくい面７の孔７２の位置は、歯切加工の加工条件に応じて定まるすくい面７の最高温度位置を実験的に求めることによって決定される。また、孔７２の形状、及び、大きさは、歯車のモジュールや歯形などに基づいて決定される。
【００２９】
高硬度部９は、すくい面７の孔７２に挿入されている。このため、すくい面７を研磨することによって高硬度部９も研磨される。これにより、高硬度部９の機能を維持することができる。特に、高硬度部９の材料として、炭化タングステン（WC）と、バインダーとしてのコバルト（Co）とを混合して焼結した超硬合金が用いられるときには、上述した脱膜処理によって、コバルトが流出し、すくい面の再コーティングを阻害してしまう。しかし、脱膜処理の後に、すくい面７の研磨が行われることによって、コバルトが流出した部分を高硬度部９から除去することができる。これにより、脱膜処理が行われた後も、すくい面の再コーティングが可能となり、高硬度部９の機能を維持することができる。
【００３０】
孔７２は、すくい面７に垂直な方向に対して逃げ面８の傾斜方向と同じ方向に傾斜している。従って、逃げ面８と高硬度部９との間の距離は、逃げ面８に沿った方向に亘って概ね同じである。従って、図４に示すように、研磨後のすくい面７における縁部７１と高硬度部９との間の距離Ｄは、研磨前のすくい面７’における縁部７１’と高硬度部９との間の距離Ｄ’と概ね同じである。従って、すくい面７を研磨する前後で、すくい面７における高硬度部９の位置の変化を抑えることができる。
【００３１】
孔７２の裏面側は閉じられている。従って、歯切り加工時に高硬度部９に高圧が加えられても、高硬度部９が孔７２から抜けることを抑えることができる。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３３】
本発明のホブカッタに限らず、他の歯切工具に適用することができる。例えば、本発明の歯切工具は、図６に示すような、ピニオンカッター１０であってもよい。
【００３４】
孔７２は、刃部５を貫通していてもよい。ただし、高硬度部９の抜けを防止するためには、上記の実施形態のように、孔７２の裏面側は閉じられていることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、すくい面の磨耗量の増大を抑えることができる歯切工具を提供することができる。
【符号の説明】
【００３６】
４    本体部
５    刃部
８    逃げ面
９    高硬度部
７２  孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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