(57)【要約】【課題】歯車の製造コストを増大させることなく、歯車の寸法精度を向上させることが可能なシェービングカッターおよびシェービング方法を提供する。【解決手段】歯車と、歯車との当接面に複数の凸部３・３・・・を列状に形成し、該凸部３・３・・・のエッジの全部または一部に丸め部３ｃまたは面取り部３ｅを形成した複数の切削歯２・２・・・を具備するシェービングカッター１と、を噛合し、シェービングカッター１の回転軸を、歯車の回転軸に対してねじれの位置に配置し、シェービングカッター１を回転駆動して歯車の歯面の仕上げを行う。  を具備する。【選択図】図２
2006136955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車との当接面に複数の凸部を列状に形成し、該凸部のエッジの全部または一部に丸め部または面取り部を形成した複数の切削歯を具備することを特徴とするシェービングカッター。
【請求項２】
歯車と、歯車との当接面に複数の凸部を列状に形成し、該凸部のエッジの全部または一部に丸め部または面取り部を形成した複数の切削歯を具備するシェービングカッターと、を噛合し、該シェービングカッターの回転軸を、歯車の回転軸に対してねじれの位置に配置する第一工程と、
該シェービングカッターを回転駆動して歯車の歯面の仕上げを行う第二工程と、
を具備することを特徴とするシェービング方法。
【請求項３】
前記第二工程は、
該丸め部の曲率半径または面取り部の大きさよりも大きい切り込み量の切り込みを一回または複数回行う切削工程と、
該丸め部の曲率半径または面取り部の大きさよりも小さい切り込み量の切り込みを一回または複数回行う残留応力付与工程と、
を具備することを特徴とする請求項２に記載のシェービング方法。
【請求項４】
前記切削工程は、切り込みの後にドウェリングを行うことを特徴とする請求項３に記載のシェービング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車の仕上げを行うシェービングカッターおよびシェービングカッターを用いたシェービング方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、歯車の仕上げを行うシェービングカッターおよびシェービングカッターを用いたシェービング方法は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００３】
シェービングカッターは、一般的には略円盤形状の胴体の外周部に複数の切削歯を設けた「歯車状」の部材であり、歯車と噛合した状態で回転駆動することにより、歯車の仕上げを行うものである。
なお、本明細書における「シェービング方法」は、シェービングカッターを用いて上記歯車の仕上げを行う方法を指すものとする。
【特許文献１】特開２００２−１７２５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、実際の歯車の製造時には、上記シェービングカッターによる仕上げ加工を行った後、さらに浸炭や焼入れ等の熱処理が施される。従って、該熱処理による歪みが歯車の寸法精度を低下させる要因となっている。
【０００５】
上記熱処理による歪みを低減し、歯車の寸法精度を確保する方法としては、浸炭時に歯車に侵入する炭素の量を小さくする、あるいは焼入れ時の冷却速度を小さくする、といった方法が挙げられる。
しかし、これらの方法はいずれも歯車の耐摩耗性向上を目的とする浸炭や焼入れ等の熱処理の効果を小さくするものであり好ましくない。
【０００６】
また、上記熱処理による歪みの影響を除去する別の方法としては、該熱処理後に研削やホーニング等の更なる加工を施す方法が挙げられる。
しかし、これらの方法はいずれも工数、ひいては歯車の製造コストを増大させるものであり好ましくない。
【０００７】
本発明は以上の如き状況に鑑み、歯車の製造コストを増大させることなく、歯車の寸法精度を向上させることが可能なシェービングカッターおよびシェービング方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、
歯車との当接面に複数の凸部を列状に形成し、該凸部のエッジの全部または一部に丸め部または面取り部を形成した複数の切削歯を具備するものである。
【００１０】
請求項２においては、
歯車と、歯車との当接面に複数の凸部を列状に形成し、該凸部のエッジの全部または一部に丸め部または面取り部を形成した複数の切削歯を具備するシェービングカッターと、を噛合し、該シェービングカッターの回転軸を、歯車の回転軸に対してねじれの位置に配置する第一工程と、
該シェービングカッターを回転駆動して歯車の歯面の仕上げを行う第二工程と、
を具備するものである。
【００１１】
請求項３においては、
前記第二工程は、
該丸め部の曲率半径または面取り部の大きさよりも大きい切り込み量の切り込みを一回または複数回行う切削工程と、
該丸め部の曲率半径または面取り部の大きさよりも小さい切り込み量の切り込みを一回または複数回行う残留応力付与工程と、
を具備するものである。
【００１２】
請求項４においては、
前記切削工程は、
切り込みの後にドウェリングを行うものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
請求項１においては、歯車の製造コストを増大させることなく、歯車の最終的な寸法形状を向上させることが可能である。
【００１５】
請求項２においては、歯車の製造コストを増大させることなく、歯車の最終的な寸法形状を向上させることが可能である。
【００１６】
請求項３においては、丸め部の曲率半径または面取り部の大きさを基準として、切り込み量の大きさを調整して切削と押し潰しとを精度良く使い分けることが可能であり、歯車の最終的な寸法形状を向上させることが可能である。
【００１７】
請求項４においては、歯車の最終的な寸法形状を更に向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下では、図１、図２および図３を用いて本発明のシェービングカッターの実施例であるシェービングカッター１の詳細構成について説明する。
【００１９】
図１に示す如く、シェービングカッター１は、略円盤形状の胴体の外周部に複数の切削歯２・２・・・を具備する「歯車状」の部材であり、対象物たる歯車（図示せず）の仕上げ加工を行うものである。
なお、シェービングカッターに具備される切削歯の個数は対象物たる歯車の形状や歯数に応じて適宜選択されるものであり、本実施例の如く３６個に限定されるものではない。
【００２０】
シェービングカッター１の回転軸は歯車の回転軸に対してねじれの位置に配置され、シェービングカッター１は歯車と噛合した状態で回転駆動される。このとき、シェービングカッター１の切削歯２・２・・・と歯車の歯とが当接する面は互いに摺動されることとなる。
【００２１】
図２および図３に示す如く、シェービングカッター１の切削歯２における歯車との当接面には、複数の凸部３・３・・・が列状に形成され、隣り合う凸部３・３の間はそれぞれセレーション溝４・４・・・を成す。
凸部３は、切削歯２の根元部から先端部に向かって延びており、略直方体を湾曲した形状をしている。凸部３には、実際に歯車の歯面と当接する面であるランド３ａと、該ランド３ａの左右の側面であり、ランド３ａとセレーション溝４の底面４ａとの間の面である壁面３ｂ・３ｂとが形成される。
また、本実施例のシェービングカッター１の切削歯２に形成された凸部３のエッジ、すなわちランド３ａと左右の壁面３ｂ・３ｂとの境界であり、凸部３において切削刃として機能する部分、には丸め部３ｃ・３ｃがそれぞれ形成される。
【００２２】
以下では、図４を用いて、シェービングカッター１を用いたシェービング方法の実施例について説明する。
本実施例のシェービング方法は、主に第一工程と、第二工程と、を具備する。
【００２３】
第一工程は、歯車と、シェービングカッター１と、を噛合し、かつ、該シェービングカッター１の回転軸を、歯車の回転軸に対してねじれの位置に配置する工程である。
ここで、「噛合する」とは、シェービングカッター１の切削歯２を歯車の隣り合う歯の間に配置し、シェービングカッター１または歯車の一方を回転させれば他方も回転する状態とすることを指す。
また、「シェービングカッター１の回転軸をねじれの位置に配置する」とは、シェービングカッター１の回転軸を、歯車の回転軸に対して、一直線でなく、かつ、平行でない位置に配置することを指す。
第二工程は、シェービングカッター１を回転駆動して歯車の歯面の仕上げを行う工程である。
ここで、「シェービングカッター１を回転駆動する」とは、シェービングカッター１の回転軸または歯車の回転軸のいずれか一方を回転駆動する場合、および、シェービングカッター１の回転軸および歯車の回転軸の両方を回転駆動する場合の両方を含む。
また、「歯車の歯面の仕上げ」とは、歯車の外形を所定の寸法精度を満たす最終形状とするための加工を行うことを指す。
【００２４】
図４に示す如く、本実施例の第二工程は、切削工程と、残留応力付与工程と、を具備する。
【００２５】
切削工程は、シェービングカッター１の切削歯２の凸部３の丸め部３ｃの曲率半径（図３に示す曲率半径Ｒ）よりも大きい切り込み量の切り込みを一回または複数回行う工程である。
【００２６】
ここで、「切り込み」とは、シェービングカッター１の回転軸と歯車の回転軸とを近づけて相対的な距離を小さくすることによりシェービングカッター１の切削歯２・２・・・を歯車の歯に所定の力で当接させるとともに、シェービングカッター１の回転により切削歯２・２・・・を歯車の歯面に対して摺動させ、凸部３・３・・・による歯車の歯面の「切削」、または、「押し潰し」を行うことを指す。
また「切り込み量」とは、切り込み時における凸部３・３・・・のランド３ａを歯車の歯面に当接させる方向へのシェービングカッター１の移動量を指す。
また、「切削」とは、歯車の歯面の凹凸に相当する部分を凸部３・３・・・により歯車の歯面から切り離して除去することを指す。
さらに、「押し潰し」とは、歯車の歯面の凹凸に相当する部分を凸部３・３・・・により塑性変形させ、凹凸が無い状態または凹凸が小さい状態とするとともに、当該部分に所定の残留応力を付与することを指す。
【００２７】
本実施例では、切削工程において切り込みを二回に分けて行っている。
これは、一度に過大な切り込み量の切り込みを行うと、シェービングカッター１に過度の負担がかかり、シェービングカッター１の寿命を低下させる要因となる場合があること、および、歯車に過度の負担がかかり、歯車の寸法精度に悪影響を及ぼす場合があること、による。
従って、切削工程における切り込みの回数は、上記問題を考慮して適宜選択すれば良く、本実施例の二回に限定されるものではない。
【００２８】
また、本実施例では、切削工程における一回当たりの切り込み量（図４におけるＸ１およびＸ２）を、丸め部３ｃの曲率半径Ｒよりも大きく設定することにより、「切削」および「押し潰し」のうち、「切削」を優勢な状態として、歯車の外形を所定の寸法精度を満たす最終形状に近い形状に成形している。
【００２９】
さらに、本実施例では、切削工程において、切り込みの後にドウェリングを行っている。
ここで、「ドウェリング」とは、シェービングカッター１を回転駆動させつつ、所定の時間、所定の切り込み量を保持することを指す。
ドウェリングを行うことにより、切削工程後の歯車の寸法精度が向上する。
【００３０】
残留応力付与工程は、シェービングカッター１の切削歯２の凸部３の丸め部３ｃの曲率半径（図３に示す曲率半径Ｒ）よりも小さい切り込み量の切り込みを一回または複数回行う工程である。
【００３１】
本実施例では、残留応力付与工程における一回当たりの切り込み量（図４におけるＸ３）を、丸め部３ｃの曲率半径Ｒよりも小さく設定することにより、「切削」および「押し潰し」のうち、「押し潰し」を優勢な状態として、歯車の外形の寸法精度を更に向上させると共に、歯車の歯面に所定の残留応力を付与している。当該残留応力の大きさは、曲率半径Ｒの大きさ、あるいは残留応力付与工程における切り込み量等により調整することが可能であり、残留応力の大きさを調整することにより、後工程における熱処理（浸炭や焼入れ等）時の歯車の歪みを打ち消して、最終的な歯車の寸法精度を向上させることが可能である。
なお、本実施例では、残留応力付与工程において一回の切り込みを行っているが、歯車の形状や材質等に応じて、二回以上に分けて行っても良い。
【００３２】
また、本実施例では、残留応力付与工程においても、切り込みの後にドウェリングを行っている。
ドウェリングを行うことにより、残留応力付与工程後の歯車の寸法精度が向上する。
【００３３】
以上の如く、本発明のシェービングカッターの実施例であるシェービングカッター１は、
歯車との当接面に複数の凸部３・３・・・を列状に形成し、該凸部３・３・・・のエッジに丸め部３ｃを形成した切削歯２・２・・・を具備するものである。
また、本発明のシェービング方法の実施例は、
歯車と、歯車との当接面に複数の凸部３・３・・・を列状に形成し、該凸部３・３・・・のエッジに丸め部３ｃを形成した切削歯２・２・・・を具備するシェービングカッター１と、を噛合し、該シェービングカッター１の回転軸を、歯車の回転軸に対してねじれの位置に配置する第一工程と、
該シェービングカッター１を回転駆動して歯車の歯面の仕上げを行う第二工程と、
を具備するものである。
このように構成することにより、切り込み量を調整して歯車の歯面の切削および押し潰しを使い分けることが可能である。
結果として、歯車の製造コストを増大させることなく、切削により歯車を所望の形状に成形するとともに、押し潰しにより歯車の歯面に所望の残留応力を付与することが可能であり、歯車の最終的な寸法形状を向上させることが可能である。
【００３４】
また、本発明のシェービング方法の実施例の第二工程は、
丸め部３ｃの曲率半径Ｒよりも大きい切り込み量の切り込みを二回行う切削工程と、
丸め部３ｃの曲率半径Ｒよりも小さい切り込み量の切り込みを一回行う残留応力付与工程と、
を具備するものである。
このように構成することにより、丸め部３ｃの曲率半径Ｒを基準として、切り込み量の大きさを調整して切削と押し潰しとを精度良く使い分けることが可能であり、歯車の最終的な寸法形状を向上させることが可能である。
【００３５】
また、本発明のシェービング方法の実施例の切削工程は、
切り込みの後にドウェリングを行うものである。
このように構成することにより、歯車の最終的な寸法形状を更に向上させることが可能である。
【００３６】
なお、図１から図３に示すシェービングカッター１は、凸部３・３・・・のエッジに丸め部３ｃを形成したものであるが、図５に示す別実施例の如く、凸部３・３・・・のエッジに面取り部３ｅを形成することも可能である。
このように構成することにより、面取り部３ｅの大きさ（図５中のＸ）を基準として、切り込み量の大きさを調整し、切削と押し潰しとを精度良く使い分けることが可能であり、歯車の最終的な寸法形状を向上させることが可能である。
【００３７】
また、図１から図３に示すシェービングカッター１は、凸部３・３・・・の左右のエッジの両方に丸め部３ｃを形成したものであるが、図６に示す別実施例の如く、凸部３・３・・・の左右のエッジにのうち、一方のエッジにのみ丸め部３ｃを形成し、他方のエッジはそのままエッジ３ｄとして残しておくことも可能である。
このように構成することにより、エッジ３ｄによる切削効果を保持しつつ、丸め部３ｃにより切削と押し潰しとを使い分けることが可能である。
【００３８】
また、図１から図３に示すシェービングカッター１は、凸部３・３・・・のエッジの全部に丸め部３ｃを形成したものであるが、図７に示す別実施例の如く、凸部３・３・・・のエッジの一部（図７では上半部）に丸め部３ｃを形成し、残りの部分（図７では下半部）はエッジ３ｄとすることも可能である。
このように構成することにより、歯車の歯面の所望の位置に効果的に残留応力を付与することが可能である。
【００３９】
また、図１から図３に示すシェービングカッター１は、凸部３・３・・・のエッジの全部に同じ曲率半径Ｒの丸め部３ｃを形成したものであるが、図８に示す別実施例の如く、凸部３・３・・・に丸め部３ｃを形成された丸め部３ｃの曲率半径を位置により変化させることも可能である。図８では、丸め部３ｃの曲率半径を上部から下部に向かって徐々に小さくしている。
このように構成することにより、歯車の歯面の所望の位置に所望の大きさの残留応力を付与することが可能である。
【００４０】
また、一つのシェービングカッターに丸め部と面取り部とが混在する構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のシェービングカッターの実施例を示す側面図。
【図２】本発明のシェービングカッターの実施例を示す斜視図。
【図３】本発明のシェービングカッターの切削歯の実施例を示す平面断面図。
【図４】本発明のシェービング方法の実施例を示す図。
【図５】本発明のシェービングカッターの切削歯の別実施例を示す平面断面図。
【図６】本発明のシェービングカッターの別実施例を示す斜視図。
【図７】同じく本発明のシェービングカッターの別実施例を示す斜視図。
【図８】同じく本発明のシェービングカッターの別実施例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４２】
１    シェービングカッター
２    切削歯
３    凸部
３ｃ  丸め部
３ｅ  面取り部
【図１】
2006136955.tif 000003
【図２】
2006136955.tif 000004
【図３】
2006136955.tif 000005
【図４】
2006136955.tif 000006
【図５】
2006136955.tif 000007
【図６】
2006136955.tif 000008
【図７】
2006136955.tif 000009
【図８】
2006136955.tif 000010