(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯面にセレーションが設けられた歯を複数有し、加工する被削歯車の歯の歯すじ方向に相対送りが与えられつつシェービング加工を行うシェービングカッタであって、
前記被削歯車の一の歯に対して、この被削歯車の１回転目，２回転目，…，Ｎ回転目（Ｎ≧２）に作用する前記セレーションの切刃の位置を同一としたことを特徴とするシェービングカッタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車の歯の歯面を仕上げ加工するシェービングカッタに関し、特にコンベンショナルシェービング法及びダイヤゴナルシェービング法で用いられるシェービングカッタの歯のセレーション配列に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シェービングカッタ１０は、図７に示すように、外周に沿って複数の歯１１が一定間隔で設けられた略円板状をなすものである。この歯１１の歯面１３には、図８に示すように、一定間隔で複数の溝部を設けたセレーション１４が形成されていて、山部をランド１５、溝部をセレーション溝１６といい、ランド１５の両端に位置する稜線部は切刃１７となっている。
そして、シェービング加工においては、図９に示すように、被削歯車２０の軸線２２とシェービングカッタ１０の軸線１２との間に一定の交差角αをもたせて、シェービングカッタ１０の歯１１と被削歯車２０の歯とを噛み合わせ、回転運動によって生じる滑り作用で、被削歯車２０の歯の歯面を仕上げ加工していく。
【０００３】
シェービングカッタ１０によるシェービング加工法には、コンベンショナルシェービング法、ダイヤゴナルシェービング法、アンダーパスシェービング法、プランジカットシェービング法の４種類があり、このうち、コンベンショナル、ダイヤゴナルシェービング法は、被削歯車２０とシェービングカッタ１０との間に、被削歯車２０の歯の歯すじ方向に相対送りが与えられつつシェービング加工が行われるものである。
コンベンショナルシェービング法においては、被削歯車２０の軸線２２と平行（図９における矢印Ｘ方向）に、シェービングカッタ１０と被削歯車２０との間に相対的な送りが与えられ、ダイヤゴナルシェービング法においては、被削歯車２０の軸線２２に対して斜め方向（図９における矢印Ｙ方向）に、シェービングカッタ１０と被削歯車２０との間に相対的な送りが与えられる、すなわち、これら２つのシェービング加工法では、被削歯車２０の歯の歯すじ方向に相対的な送りが与えられることになる。
【０００４】
このようなコンベンショナル、ダイヤゴナルシェービング法にて用いられるシェービングカッタ１０の各歯１１のセレーション１４を、外周に沿って配置されている順に並べて配列すると、図１０に示すように、各セレーション１４の切刃１７の位置がそれぞれ歯すじ方向にずれることなく同じ位置となっている。
つまり、被削歯車２０の歯の歯すじ方向に切刃１７の送りが与えられるため、すべてのセレーション１４の切刃１７が歯すじ方向にずれないで同じ位置に配置されてあったとしても、被削歯車２０の歯の歯面を仕上げ加工することが可能となる。
【０００５】
すなわち、図１１に示すように、被削歯車２０の歯２１の歯すじ方向における相対送り量Ｔに対して、実際に、切刃１７が、被削歯車２０の歯２１の歯すじ方向に送り量Ｔでずれていくことになって、被削歯車２０の歯２１の歯面が仕上げ加工されていく。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなシェービングカッタ１０では、シェービング加工によってセレーション１４の切刃１７が摩耗して切れ味が低下すると、被削歯車２０の歯の歯面の加工精度が落ちてしまい、これにともなって、シェービングカッタ１０自体を交換せざるを得なくなり、シェービングカッタ１０の寿命が短くなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、シェービングカッタの切れ味を良好に保ち、なおかつ寿命も長いシェービングカッタを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、歯面にセレーションが設けられた歯を複数有し、加工する被削歯車の歯の歯すじ方向に相対送りが与えられつつシェービング加工を行うシェービングカッタであって、前記被削歯車の一の歯に対して、この被削歯車の１回転目，２回転目，…，Ｎ回転目（Ｎ≧２）に作用する前記セレーションの切刃の位置を同一としたことを特徴とする。すなわち、被削歯車の一の歯がＮ回転する毎に、この一の歯に作用するセレーションの切刃の位置が順次ずれていくようなセレーション配列を有するものである。
また、このようなシェービングカッタを得るには、例えば、歯面にセレーションが設けられた歯を複数有し、加工する被削歯車の歯の歯すじ方向に相対送りが与えられつつシェービング加工を行うシェービングカッタであって、前記被削歯車の一の歯に対して、この被削歯車の１回転目，２回転目，…，Ｎ回転目（Ｎ≧２）に作用する前記セレーションの配列を、１回転目に作用するセレーションの切刃の位置から、２回転目以降に作用するセレーションの切刃の位置が、前記被削歯車の歯の歯すじ方向における相対送り量の分だけ、この相対送りの方向と逆方向に順次ずれていくようにすればよい。
【０００９】
このような構成とすると、被削歯車の一の歯に対して、同じ位置に切刃が作用する複数のセレーションのうち、最初に被削歯車の一の歯に作用するセレーションの切刃が荒刃の役割を果たし、２回目以降に被削歯車の一の歯の同じ位置に作用するセレーションの切刃が仕上げ歯の役割を果たすことになる。これにより、シェービング加工で被削歯車の一の歯に最初に作用して荒刃の役割を果たすセレーションの切刃が摩耗して切れ味が落ちたとしても、２回目以降に被削歯車の一の歯の同じ位置に作用して仕上げ刃の役割を果たすセレーションの切刃で仕上げ加工ができるので、被削歯車の歯の歯面形状の精度を良好に維持できる。また、荒刃の役割を果たすセレーションの切刃は多少切れ味が落ちたとしても、被削歯車の歯の歯面を切削することは可能であり、仕上げ刃の役割を果たすセレーションの切刃が仕上げ加工するので、被削歯車の歯の歯面形状の精度を落とすことなく、シェービングカッタの寿命を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明するが、上述の先行技術と同一または同様の部分には同一の符号を用いてその説明を省略する。
図１は本実施形態によるシェービングカッタのセレーションの様子を示す説明図である。
【００１１】
本実施形態によるシェービングカッタ３０は略円板状をなし、図１に示すように、その外周に沿って複数の歯３１が一定間隔で設けられていて歯車状とされている。また、歯３１の歯面３３には、ランド１５とセレーション溝１６とからなるセレーション３４が形成されており、ランド１５の両端の稜線部は切刃１７となっている。
【００１２】
ここで、本実施形態によるシェービングカッタ３０を用いて被削歯車２０をシェービング加工する際の、シェービングカッタ３０の歯３１と被削歯車２０の歯２１との位置関係を模式的に示したものを図２に示す。なお、本実施形態によるシェービングカッタ３０の歯３１は例えば１３枚の歯数を有するものとし、外周に沿って配置されている順に３１ａ〜３１ｍの番号をつけ、加工される被削歯車２０の歯２１は例えば５枚の歯数を有するものとし、外周に沿って配置されている順に２１▲１▼〜２１▲５▼までの番号をつけて考える。
また、シェービングカッタ３０の歯３１のセレーション３４を、シェービングカッタ３０の外周に沿って配置されている順（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，…）に並べて配列したものを図３に示す。
【００１３】
まず、図２に示すように、被削歯車２０の一の歯２１▲１▼とシェービングカッタ３０の歯３１ａが当接しているときを基準に考えると、この状態から被削歯車２０の歯２１▲１▼が一回転したとき、被削歯車２０の歯２１▲１▼はシェービングカッタ３０の歯３１ｆと当接することとなり、さらにもう一回転したときは被削歯車２０の歯２１▲１▼はシェービングカッタ３０の歯３１ｋと当接する。このようにして、被削歯車２０が回転するごとに、被削歯車２０の歯２１▲１▼はシェービングカッタ３０の歯３１ａ，３１ｆ，３１ｋ，３１ｃ，３１ｈ，３１ｍ，…という順に当接して切削され、シェービング加工が施されていく。
そして、図３のような配列をなすセレーション３４を、上記のように、被削歯車２０の一の歯２１▲１▼に対して作用していく順（３１ａ，３１ｆ，３１ｋ，３１ｃ，３１ｈ，…）に並べて配列すると図４に示すようになる。
【００１４】
さらに、このようなシェービングカッタ３０が、コンベンショナル、ダイヤゴナルシェービング法で用いられ、被削歯車２０の軸線２２と平行あるいは斜め方向に相対的な送りが与えられる、すなわち、シェービングカッタ３０と被削歯車２０との間に、被削歯車２０の歯２１の歯すじ方向に相対的な送り（相対送り量Ｔ）が与えられることを考慮したとき、図４のような配列をなすセレーション３４は、被削歯車２０の一の歯２１▲１▼を基準として見ると、図５に示すようになる。
【００１５】
この図５に示すように、本実施形態によるシェービングカッタ３０の歯３１のセレーション３４は、実際に被削歯車２０の一の歯２１▲１▼に対して作用するときに、被削歯車２０の一の歯２１▲１▼に対して作用する順に連続して２つずつ歯すじ方向で同じ位置に配置されることとなる。つまり、図５において、シェービングカッタ３０の歯３１ａ，ｆのセレーション３４の組Ａが歯すじ方向で同じ位置に配置され、次に歯３１ｋ，ｃのセレーション３４の組Ｂが歯すじ方向で同じ位置に配置され、…というように連続する２つのセレーション３４が一組として、歯すじ方向で同じ位置に配置されていることになる。
また、このとき、歯すじ方向でずれるように配置された連続する２つのセレーション３４同士（歯３１ｆ，３１ｋのセレーション３４同士、歯３１ｃ，３１ｈのセレーション３４同士、…）のずれ量は、相対送り量Ｔの２倍の２Ｔとなる。
【００１６】
これは、図４に示すように、被削歯車２０の一の歯２１▲１▼に対して同じ位置に作用するセレーション３４の組Ａ，Ｂ，Ｃ，…のそれぞれにおいて、最初に被削歯車２０の一の歯２１▲１▼に対して作用するセレーション３４の切刃１７の位置を、シェービングカッタ３０の歯すじ方向で同一とするとともに、２回目に作用するセレーション３４の切刃１７の位置を、１回目に作用するセレーション３４の切刃１７の位置から、シェービング加工時に与えられる相対的な送り方向と逆方向に、相対送り量Ｔの分だけずらすことによって可能となる。
【００１７】
このような構成とされたシェービングカッタ３０を用いて、まず、被削歯車２０の歯２１▲１▼をシェービング加工する過程を考える。被削歯車２０の歯２１▲１▼は、シェービングカッタ３０の歯３１ａのセレーション３４により切削が行われ、それに続き、歯３１ｆのセレーション３４によって切削が行われる。
ここで、歯３１ａ，３１ｆのセレーション３４の組Ａの切刃１７が歯すじ方向にずれないで被削歯車２０の歯２１の歯面の同じ位置に作用することとなるので、歯３１ａのセレーション３４の切刃１７が主たる切削を行う荒刃の役割を果たし、次の歯３１ｆのセレーション３４の切刃１７が表面の仕上げ加工を行う仕上げ刃の役割を果たすことになる。
次の一組Ｂ（歯３１ｋ，３１ｃのセレーション３４）も同様にして、被削歯車２０の歯２１▲１▼を加工し、また次の一組Ｃが加工していくという繰り返しで被削歯車２０のシェービング加工が進んでいく。
【００１８】
つまり、図６に示すように、被削歯車２０の歯２１の歯すじ方向に与えられる相対送り量Ｔに対して、実際にセレーション３４の切刃１７に与えられる相対送り量は、送り量０と、送り量２Ｔとが交互に繰り返されていくことになる。
そして、被削歯車２０の他の歯２１▲２▼〜２１▲５▼も同様にしてシェービング加工が施されていき、被削歯車２０のシェービング加工が終了する。
【００１９】
本実施形態によるシェービングカッタ３０によれば、コンベンショナル、ダイヤゴナルシェービング法にて用いられ、このとき与えられる相対送りを考慮して、被削歯車２０の一の歯２１を基準として見たときに、この被削歯車２０の一の歯２１に対して作用する順に、連続して２つずつ歯すじ方向の同じ位置に配置されるセレーションの組Ａ，Ｂ，…が形成されることとなる。それゆえ、その組Ａ，Ｂ，…のうちで、最初に被削歯車２０の一の歯２１に作用するセレーション３４の切刃１７が荒刃の役割を果たし、次に一の歯２１の同じ位置に作用するセレーション３４の切刃１７が仕上げ刃の役割を果たすこととなり、従来のものと比較して、被削歯車２０の歯２１の歯面形状の精度を向上させることができる。
また、このとき、シェービングカッタ３０に対して、被削歯車２０の歯２１の歯すじ方向に与えられる相対送り量Ｔは、歯面形状の精度及び加工効率を考慮して適宜設定することにより、所望の性能を有するシェービングカッタ３０を得ることができる。
【００２０】
さらに、シェービング加工で被削歯車２０の一の歯２１に最初に作用して荒刃の役割を果たすセレーション３４の切刃１７が摩耗して切れ味が落ちても、２回目に同じ位置に作用して仕上げ刃の役割を果たすセレーション３４の切刃１７により仕上げ加工できるので、被削歯車２０の歯２１の歯面形状の精度を良好に維持できる。また、荒刃の役割を果たすセレーション３４の切刃１７は多少切れ味が落ちても被削歯車２０の歯２１の歯面を切削することは可能であり、仕上げ刃の役割を果たすセレーション３４の切刃１７が仕上げ加工するので、被削歯車２０の歯２１の歯面形状の精度を落とすことなく、シェービングカッタ３０の寿命を向上させることができる。
【００２１】
なお、本実施形態においては、被削歯車２０の一の歯２１に対して同じ位置に切刃１７が作用するセレーション３４を連続して２つとしたが、これに限定されることなく、連続して３つ以上のセレーション３４の切刃１７が被削歯車２０の一の歯２１に対して同じ位置に作用するようにしてもよい。
さらに、シェービングカッタ３０の歯３１にセレーション３４を加工する際の加工精度等を考慮して、±０．０７ｍｍ、好ましくは、±０．０５ｍｍの範囲で狙った位置よりずれていてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被削歯車の一の歯に対して、１，…，Ｎ回転目（Ｎ≧２）に作用するシェービングカッタの歯のセレーションの切刃が同じ位置となるので、シェービング加工で被削歯車の一の歯に最初に作用して荒刃の役割を果たすセレーションの切刃が摩耗して切れ味が落ちたとしても、２回目以降に被削歯車の一の歯の同じ位置に作用して仕上げ刃の役割を果たすセレーションの切刃によって仕上げ加工でき、被削歯車の歯の歯面形状の精度を良好に維持できる。また、荒刃の役割を果たすセレーションの切刃は多少切れ味が落ちても被削歯車の歯の歯面を切削する事は可能であり、仕上げ刃の役割を果たすセレーションの切刃が仕上げ加工するので、シェービングカッタの寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態によるシェービングカッタのセレーションの様子を示す説明図である。
【図２】シェービング加工を行う際のシェービングカッタと被削歯車との位置関係を示した説明図である。
【図３】本実施形態によるシェービングカッタのセレーションを配置されている順に並べて配列した説明図である。
【図４】本実施形態によるシェービングカッタのセレーションを被削歯車の一の歯に対して作用する順に並べて配列した説明図である。
【図５】図４に示すセレーションの配列において、相対的な送りを考慮し、被削歯車の一の歯を基準として見たときの説明図である。
【図６】本実施形態によるシェービングカッタを用いて被削歯車の歯の歯面をシェービング加工している様子を示す説明図である。
【図７】一般的なシェービングカッタを示す概略図である。
【図８】図７におけるシェービングカッタの要部拡大図である。
【図９】一般的なシェービングカッタのシェービング加工の様子を示す概略図である。
【図１０】従来のシェービングカッタのセレーションを配置されている順に並べて配列した説明図である。
【図１１】従来のシェービングカッタを用いて被削歯車の歯の歯面をシェービング加工している様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１２  軸線
１５  ランド
１６  セレーション溝
１７  切刃
２０  被削歯車
２１  歯
２２  軸線
３０  シェービングカッタ
３１  歯
３３  歯面
３４  セレーション
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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