(57)【要約】【課題】歯幅の広い被削歯車に対してコンベンショナルシェービング加工による仕上げ加工を行う場合に、加工精度を良好に保ちながら、仕上げ加工に要する作業時間を短縮する。【解決手段】予め歯切り加工された被削歯車６の歯６１を、周方向に複数の歯３が形成されたシェービングカッター１で切削することにより仕上げ加工を行う歯車のシェービング加工方法であって、シェービングカッター１の各歯３は歯すじ方向両端部から歯すじ方向中央部に向かって歯厚ｄが徐々に小さくなるように形成され、仕上げ加工は、シェービングカッター１を回転させながら被削歯車６の軸方向に相対移動させることにより行われる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め歯切り加工された被削歯車の歯を、周方向に複数の歯が形成されたシェービングカッターで切削することにより仕上げ加工を行う歯車のシェービング加工方法であって、
前記シェービングカッターは、前記歯が歯すじ方向両端部から歯すじ方向中央部に向かって歯厚が徐々に小さくなるように形成され、
前記仕上げ加工は、前記シェービングカッターを回転させながら前記被削歯車の軸方向に相対移動させることにより行われることを特徴とする歯車のシェービング加工方法。
【請求項２】
複数の前記歯それぞれは、歯たけ方向に延びる複数の溝部が歯すじ方向に複数形成され、前記溝部の歯すじ方向への配列が、複数の前記歯で互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の歯車のシェービング加工方法。
【請求項３】
複数の前記歯それぞれにおける前記溝部の歯すじ方向への配列は、前記シェービングカッターが前記被削歯車に対して軸方向へ相対移動する速度に基づいて定められていることを特徴とする請求項２に記載の歯車のシェービング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め歯切り加工された被削歯車の歯をシェービングカッターで切削することで仕上げ加工を行う歯車のシェービング加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車の製造工程においては、予め歯切り加工された被削歯車に対し、同じく歯車形状を有するシェービングカッターを平面視で１５°程度の交差角をもって噛み合わせて回転させるシェービング加工を行うことにより、被削歯車の歯を平滑に切削する仕上げ加工が行われる。このシェービングカッターは、周方向に複数の歯を有し、各歯の歯面には歯たけ方向に延びる複数のセレーション（溝部）が形成されている。
【０００３】
ここで、シェービングカッターには製作上の制約があるため、歯幅の広いシェービングカッターを製作することが難しい。従って、被削歯車がシェービングカッターより歯幅の広い形状を有する場合、シェービングカッターを回転させながら被削歯車の軸方向に相対移動させる、いわゆるコンベンショナルシェービング加工による仕上げ加工が従来行われている。このコンベンショナルシェービング加工で用いられるシェービングカッターは、その周方向に形成された複数の歯が、同じセレーション配列（歯すじ方向への溝部の配列）を有している。
【０００４】
ところで、シェービング加工方法に用いられるシェービングカッターとしては、カッター本体の外周に複数の歯が周方向に間隔をあけて設けられ、両歯面には、歯面の歯すじ方向中央部が両端部に対して凹曲するようにされたホローリードが与えられたものが従来知られている（例えば、特許文献１を参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２０１５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のコンベンショナルシェービング加工によれば、仕上げ加工に長い時間を要するという問題がある。より詳細に説明すると、シェービングカッターは前述のように平面視で１５°程度の交差角をもって被削歯車に噛み合わされるので、シェービングカッターと被削歯車とが接触する領域は狭い領域に限定される。従って、被削歯車の軸方向全長に渡って仕上げ加工を行うためには、被削歯車に対するシェービングカッターの相対移動距離を長く取る必要があるため、加工時間が長くなる。
【０００７】
そこで本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、歯幅の広い被削歯車に対してコンベンショナルシェービング加工による仕上げ加工を行う場合に、仕上げ加工に要する作業時間を短縮することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の態様によれば、
予め歯切り加工された被削歯車の歯を、周方向に複数の歯が形成されたシェービングカッターで切削することにより仕上げ加工を行う歯車のシェービング加工方法であって、
前記シェービングカッターは、前記歯が歯すじ方向両端部から歯すじ方向中央部に向かって歯厚が徐々に小さくなるように形成され、
前記仕上げ加工は、前記シェービングカッターを回転させながら前記被削歯車の軸方向に相対移動させることにより行われることを特徴とする歯車のシェービング加工方法が提供される。
【０００９】
なお、複数の前記歯それぞれは、歯たけ方向に延びる複数の溝部が歯すじ方向に複数形成され、前記溝部の歯すじ方向への配列が、複数の前記歯で互いに異なってもよい。
【００１０】
また、複数の前記歯それぞれにおける前記溝部の歯すじ方向への配列は、前記シェービングカッターが前記被削歯車に対して軸方向へ相対移動する速度に基づいて定められてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一の態様によれば、歯幅の広い被削歯車に対してコンベンショナルシェービング加工による仕上げ加工を行う場合に、その仕上げ加工に要する作業時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る歯車のシェービング加工方法に用いられるシェービングカッターを示す概略斜視図である。
【図２】シェービングカッターの歯の１つを拡大した部分拡大図である。
【図３】各歯のセレーションの配列を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る歯車のシェービング加工方法を工程順に説明するための説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る歯車のシェービング加工方法を工程順に説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
（シェービングカッター）
まず、本発明の実施形態に係る歯車のシェービング加工方法に用いられるシェービングカッターの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るシェービングカッター１を示す概略斜視図である。
【００１５】
シェービングカッター１は、図１に示すように、概略円盤形状のカッター本体２と、このカッター本体２の外周面に周方向に等間隔で形成された複数の歯３と、を備えている。
【００１６】
図２は、シェービングカッター１の歯３の１つを拡大した部分拡大図である。各歯３は、図１に示すカッター本体２の軸方向に延びる歯本体部４と、この歯本体部４の歯面４１に形成された凹凸状のセレーション５とを有している。なお、図面の簡略化のため、図２以外の他の図面においては、セレーション５の図示を省略している。
【００１７】
歯本体部４は、図２に示すように、歯すじ方向両端部から歯すじ中央部に向かって歯厚ｄが徐々に小さくなる形状、いわゆるホロー形状に形成されている。なお、本発明において「歯すじ方向」とは歯３の延びる方向を意味し、本実施形態ではカッター本体２の軸方向と所定の角度をなして交差する方向である。すなわち、図４に示す被削歯車６がはすば歯車であることに対応して、これに噛み合うシェービングカッター１もはすば歯車としている。但し、歯すじ方向をカッター本体２の軸方向と一致させてもよい。すなわち、被削歯車６が平歯車である場合には、シェービングカッター１も平歯車とすればよい。また、本発明において「歯厚ｄ」とは、図に詳細は示さないが、被削歯車６との噛み合い位置であるピッチ円上で測った時の歯３の厚みを意味している。
【００１８】
セレーション５は、図２に示すように、歯面４１を切り欠いて形成されて歯たけ方向に延びる複数の溝部５１と、各溝部５１の間に形成された複数の山部５２とを有している。そして、各溝部５１の歯すじ方向両縁部それぞれが、図４に示す被削歯車６（特許請求の範囲に言う「歯車」）の歯６１を切削する切れ歯としての役割を果たすようになっている。本実施形態では、複数の溝部５１は、歯すじ方向に一定間隔で形成されている。なお、「歯たけ方向」とは、一般的には歯３の高さ方向を意味しているが、本発明では歯面４１に沿う方向を含んだ広い意味に用いている。
【００１９】
ここで、図３は、各歯３のセレーション５の配列を説明するための説明図である。なお、図３では、説明の便宜上、シェービングカッター１に形成された複数の歯３を、Ａ１〜Ａ１３としてそれぞれ記載している。図３に示すように、各歯３（Ａ１〜Ａ１３）のセレーション５は、溝部５１と山部５２の位置が歯すじ方向に一定距離ずつずらされることにより、いわゆるディファレンシャルセレーションとして構成されている。
【００２０】
そして、このディファレンシャルセレーションの具体的な態様、すなわち複数の歯３それぞれにおけるセレーション５の配列は、シェービングカッター１を被削歯車６に対して相対移動させる時の相対移動速度に基づいて定められている。すなわち、シェービングカッター１を被削歯車６に対して比較的速い速度で相対移動させた場合でも、各歯３によって被削歯車６の歯６１が偏りなく切削されることにより、被削歯車６の歯６１の面粗さや歯面形状を高い精度で仕上げることができるように、各歯３のセレーション５の配列が最適化されている。
【００２１】
（歯車のシェービング加工方法）
次に、歯幅の広い被削歯車６に対して上述のシェービングカッター１を使用して歯車のシェービング加工方法を実行する場合の手順を説明する。図４は、本発明の実施形態に係る歯車のシェービング加工方法を工程順に説明するための説明図である。
【００２２】
予め歯切り加工された被削歯車６に対して仕上げ加工工程を行う場合、まず、被削歯車６の軸方向一端部において、シェービングカッター１と被削歯車６との位相合わせを行う。具体的には、図４（ａ）に示すように、シェービングカッター１を被削歯車６から上方へ若干離間させた状態において、シェービングカッター１の各歯３が被削歯車６の軸方向一端部における各歯６１と良好に噛み合うよう、シェービングカッター１を被削歯車６の軸方向及び回転方向に適宜位置決めする。なお、図４（ａ）に示すように、シェービングカッター１と被削歯車６とは、それぞれの軸が所定角度で交差するような位置関係となっている。なお、シェービングカッター１の軸と被削歯車６の軸との交差角は、任意の角度とすることができる。
【００２３】
次に、図４（ａ）に矢印で示すように、シェービングカッター１を被削歯車６に近接する側、本実施形態では下方へ移動させ、図４（ｂ）に示すように、シェービングカッター１の各歯３を被削歯車６の各歯６１に対して噛み合わせる。そして、その状態においてシェービングカッター１の回転を開始させる。それに伴い、シェービングカッター１に噛み合った被削歯車６も、シェービングカッター１に従動して回転を開始する。この時、シェービングカッター１と被削歯車６とはそれぞれの軸が交差する位置関係にあるため、シェービングカッター１と被削歯車６との接触部において横滑りが生じる。これにより、図２に示す溝部５１の両縁部によって被削歯車６の歯６１が切削されることにより、仕上げ加工が行われる。
【００２４】
次に、シェービングカッター１を回転させた状態のまま、図４（ｂ）に矢印で示すようにトラバース移動すなわち被削歯車６の軸方向他端部側に向かって移動させる。これにより、シェービングカッター１の移動に伴って、被削歯車６の各歯６１の歯面が歯すじ方向に徐々に切削されることにより、仕上げ加工が行われる。
【００２５】
その後、シェービングカッター１が図５（ａ）に示すように被削歯車６の軸方向他端部に到達すると、図に矢印で示すようにトラバース移動の方向を逆転させて、被削歯車６の軸方向一端部側に向けてシェービングカッター１をトラバース移動させる。このようなシェービングカッター１の往復動を所定回数繰り返した後、シェービングカッター１のトラバース移動を終了させると共に、シェービングカッター１の回転を停止させる。これにより、シェービングカッター１に従動して回転していた被削歯車６も、その回転が停止する。
【００２６】
シェービングカッター１及び被削歯車６の回転が停止した後、図５（ｂ）に示すようにシェービングカッター１を上方へ移動させることにより、被削歯車６から離間させる。これにより、被削歯車６の仕上げ加工が終了する。
【００２７】
（作用効果）
以上説明したようなコンベンショナルシェービング加工方法によれば、図２に示すようにシェービングカッター１の各歯３が歯すじ方向両端部から歯すじ方向中央部に向かって歯厚ｄが徐々に小さくなるようなホロー形状に形成されているので、シェービングカッター１の各歯３の歯厚ｄが歯すじ方向に一定である場合と比較すると、シェービングカッター１と被削歯車６との接触面積が広くなる。従って、被削歯車６に対してシェービングカッター１を相対移動させる総距離を短くすることができる。これにより、被削歯車６の仕上げ加工に要する時間を短縮することができる。
【００２８】
また、従来のシェービング加工方法では、シェービングカッターを被削歯車の軸方向に相対移動させるコンベンショナルシェービング加工を行う場合、シェービングカッターとしては周方向に形成された全ての歯が同じセレーション配列を有するものを使用していた。このようなシェービングカッターを使用した場合、シェービングカッターの各歯が被削歯車の歯面における同じ領域を切削することになる。従って、被削歯車の歯面においてシェービングカッターによる仕上げ加工が行われる領域は、被削歯車に対するシェービングカッターの相対移動速度に依存することになる。そして、シェービングカッターの相対移動速度を速くした場合、被削歯車の歯面上でシェービングカッターによって切削される互いに隣接する領域の間隔が広くなることになり、被削歯車の面粗さや歯面形状の精度が悪化することになる。従って、従来のシェービング加工方法では、シェービングカッターの相対移動速度を速くすることが難しく、その結果として被削歯車の仕上げ加工に要する時間が長くなるという問題があった。
【００２９】
この点、本実施形態のコンベンショナルシェービング加工で使用されるシェービングカッター１は、各歯３が異なる配列のセレーション５をそれぞれ有している。そして、このセレーション５の配列は、被削歯車６に対するシェービングカッター１の相対移動速度に基づいて定められている。より詳細には、比較的速い速度でシェービングカッター１を相対移動させた場合でも、シェービングカッター１の各歯３によって被削歯車６の歯６１が偏りなく切削されるように、シェービングカッター１の各歯３のセレーション５の配列が最適化されている。これにより、シェービングカッター１の相対移動速度を速くすることによって仕上げ加工に要する時間を短縮しつつ、被削歯車６の歯６１の面粗さや歯面形状を高い精度で仕上げることができる。
【００３０】
（変形例）
以上、本発明の実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態としては以下に示すような変形例も考えられる。
【００３１】
（１）  本実施形態では、被削歯車６に対してシェービングカッター１を相対移動させる一態様として、被削歯車６を位置固定した状態でシェービングカッター１を被削歯車６に対して移動させた。しかし、相対移動の態様はこれに限られず、シェービングカッター１を位置固定した状態で被削歯車６だけを移動させてもよいし、またはシェービングカッター１と被削歯車６の両方を移動させてもよい。
【００３２】
（２）  本実施形態では、シェービングカッター１の各歯３を、歯すじ方向両端部から歯すじ方向中央部に向かって徐々に歯厚ｄが小さくなるようなホロー形状にそれぞれ形成した。しかし、シェービングカッター１と被削歯車６との接触面積を広くすることができる形状であれば、例えば、本実施形態のようなホロー形状に加えて、更に歯すじ方向両端部から歯すじ方向中央部に向かって徐々に歯たけが小さくなるような形状に各歯３を形成してもよい。
【００３３】
（３）  本実施形態では、シェービングカッター１の各歯３の歯面４１に、歯すじ方向に一定間隔で溝部５１を形成することによってセレーション５を構成した。しかし、各歯３のセレーション５はこれに限られず、例えば歯すじ方向にランダムな間隔で溝部５１を形成することによってセレーション５を構成してもよい。また、本実施形態では、図３に示すように隣接する溝部５１の間隔は全ての歯３で等しく設定しつつ、各歯３によって溝部５１の位置を歯すじ方向に一定距離ずつずらすことによってディファレンシャルセレーションを構成した。しかし、ディファレンシャルセレーションの態様は本実施形態に限定されず、例えば隣接する溝部５１の間隔が各歯３で互いに異なるように設定してもよいし、あるいは隣接する溝部５１の間隔は全ての歯３で等しく設定しつつ、各歯３によって溝部５１の位置を歯すじ方向にランダムな距離ずつずらすことによってディファレンシャルセレーションを構成してもよい。
【００３４】
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１  シェービングカッター
３  歯（シェービングカッター）
６  被削歯車
５１  溝部
６１  歯（被削歯車）
ｄ  歯厚
【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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