(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状のカッタ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、これらの歯の歯面にセレーション溝が形成されることによって、隣接するセレーション溝の間にランドが形成されてなるシェービングカッタにおいて、上記ランドは、上記歯の歯厚方向の中心を通る面に垂直に上記歯面に対向する方向から見て偏六角形状をなしていて、このランドがなす偏六角形は、それぞれ互いに反対側に位置して対辺をなす、上記歯の歯すじに垂直な方向に対して傾斜して延びる一対の緩傾斜辺と、上記歯の歯すじに垂直な方向に対して上記緩傾斜辺と同じ向きに該緩傾斜辺よりも大きな傾斜角で傾斜して延びる一対の急傾斜辺と、上記歯の歯先側と歯元側に位置して上記歯の歯すじ方向に向けて延びる一対の端辺とにより囲まれて、上記歯の歯先側と歯元側に向かうに従い上記歯すじ方向のランド幅が漸次小さくなる偏六角形状をなしていることを特徴とするシェービングカッタ。
【請求項２】
上記一対の緩傾斜辺と上記一対の急傾斜辺とは、上記歯の歯厚方向の中心を通る面に垂直に上記歯面に対向する方向から見て、それぞれ互いに平行に延びていることを特徴とする請求項１に記載のシェービングカッタ。
【請求項３】
上記ランド幅は、最大ランド幅Ｌと最小ランド幅ｌとの比Ｌ／ｌが１．２を上回り１．８未満の範囲とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシェービングカッタ。
【請求項４】
上記ランドは、上記歯の歯厚方向の中心を通る面に垂直に上記歯面に対向する方向から見て、上記一対の端辺間の歯丈Ｈに対して、上記一対の端辺のうち歯元側の端辺から上記ランド幅が最大ランド幅Ｌとなる位置までの上記歯の歯丈方向における距離ｈがなす比ｈ／Ｈが０．２を上回り０．７未満の範囲とされていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のシェービングカッタ。
【請求項５】
上記セレーション溝の溝底面は、上記歯面に対向する方向からみて上記一対の緩傾斜辺または上記一対の急傾斜辺の延長線上に延びる段差が形成されて、これら段差の間の部分の溝深さが深くされた段差面状とされていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のシェービングカッタ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のシェービングカッタの製造方法であって、上記歯面に、上記緩傾斜辺に沿ったセレーション溝と、上記急傾斜辺に沿ったセレーション溝とを、互いに交差するようにして上記歯の歯先と歯元の間に亙って形成することを特徴とするシェービングカッタの製造方法。
【請求項７】
上記緩傾斜辺に沿ったセレーション溝と、上記急傾斜辺に沿ったセレーション溝からなる溝底面が、上記歯の歯面がなすインボリュート曲線に対して略平行に後退して延びるとともに、この溝底面から上記歯面に至る溝壁面は該溝底面および上記歯面に垂直となるように形成することを特徴とする請求項６に記載のシェービングカッタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車の仕上げ加工に用いられるシェービングカッタおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなシェービングカッタとして、特許文献１には、カッタ本体の外周に形成された植え込み溝にシェービングカッタの歯を植え込み式とすることにより、歯先側からと歯元側からも溝加工を可能として、インボリュート歯形に対し溝の深さが歯丈の中央部で小さくなるように２度の溝研削を行うことにより、インボリュートフォームの中央部のランド幅が広くなるようにしたものが提案されている。また、特許文献２にも、同様にセレーションの深さを浅くすることで歯すじ部のランド幅を歯先や歯元のランド幅よりも広くしたものが提案されている。
【０００３】
さらに、特許文献３には、ランド幅がシェービングカッタの噛み合い円の位置で最大となって、歯先側と歯元側に向かうに従い、ランドの歯すじ方向両端縁に位置する切刃が互いに等間隔で近づくようにしてランド幅が小さくなるように、あるいは一方の端縁に位置する切刃は直線状のままランド幅が小さくなるようにされたシェービングカッタが提案されている。このようなシェービングカッタでは、切刃の切れ味が鈍くなりがちなランドの歯先側と歯元側とでランド幅が小さくなって被削歯車に接する際の面圧を高めることができるので、ランド全体として切れ味の均一化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５４−１２４２９０号公報（第４図）
【特許文献２】実開昭５９−１５２９号公報（第５図（ロ））
【特許文献３】特開２００２−１７２５２４号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、これら特許文献１〜３に記載されているようにランド幅を歯先側と歯元側とに向けて小さくするようにしたシェービングカッタでは、特許文献１に記載されたものや特許文献３において歯先側と歯元側に向かうに従いランドの両端縁に位置する切刃が互いに等間隔で近づくようにされたものでは、これら両端縁の切刃が「く」字状と逆「く」字状に曲折して、歯の歯厚方向の中心線を通る面に垂直に歯面に対向する方向から見て、歯の歯すじ方向に垂直な方向に対して歯先側と歯元側とで互いに逆向きに傾斜するとともに、両端縁の切刃同士でも互いに逆向きに傾斜することになる。また、特許文献２に記載されたものや特許文献３において一方の端縁に位置する切刃は直線状のままランド幅が小さくなるようにされたものでは、他方の端縁に位置する切刃が、歯の歯厚方向の中心線を通る面に垂直に歯面に対向する方向から見て、歯すじ方向に垂直な方向に対して歯先側と歯元側とで互いに逆向きに傾斜することになる。
【０００６】
しかるに、このように傾斜した切刃によれば、そのスカーフを噛み合い円の位置に対して平行に近くすることができるため、上述のように面圧が高められることに加えて一層切れ味を向上させることができる効果が得られるが、このような効果が発揮されるのは、被削歯車やシェービングカッタの諸元に応じて一方の向きに傾斜する切刃だけであり、これとは反対向きに傾斜する切刃では却って切れ味を鈍化させる作用を生じてしまう。その一方で、ランドの両端縁に位置する切刃を、被削歯車やシェービングカッタの諸元に応じて上記効果が発揮される一方の向きにともに一定の傾斜で傾斜させたのでは、ランドの歯先側や歯元側あるいはその双方で面圧を高めることができず、やはり切れ味の鈍化を招いてしまう。
【０００７】
本発明は、このような背景の下になされたもので、ランド幅を小さくすることによって歯先側や歯元側での面圧は高めつつ、切刃の反対向きへの傾斜による切れ味の鈍化は防いで、ランド全体として確実な切れ味の向上を図ることが可能なシェービングカッタおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のシェービングカッタは、円板状のカッタ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、これらの歯の歯面にセレーション溝が形成されることによって、隣接するセレーション溝の間にランドが形成されてなるシェービングカッタにおいて、上記ランドは、上記歯の歯厚方向の中心を通る面に垂直に上記歯面に対向する方向から見て偏六角形状をなしていて、このランドがなす偏六角形は、それぞれ互いに反対側に位置して対辺をなす、上記歯の歯すじに垂直な方向に対して傾斜して延びる一対の緩傾斜辺と、上記歯の歯すじに垂直な方向に対して上記緩傾斜辺と同じ向きに該緩傾斜辺よりも大きな傾斜角で傾斜して延びる一対の急傾斜辺と、上記歯の歯先側と歯元側に位置して上記歯の歯すじ方向に向けて延びる一対の端辺とにより囲まれて、上記歯の歯先側と歯元側に向かうに従い上記歯すじ方向のランド幅が漸次小さくなる偏六角形状をなしていることを特徴とする。
【０００９】
このようなシェービングカッタにおいては、ランドが、歯の歯厚方向の中心を通る面に垂直に歯面に対向する方向から見て偏六角形状をなしており、この偏六角形は、それぞれ反対側に位置して対辺をなす各一対の辺が、歯の歯すじに垂直な方向に対して傾斜して延びる一対の緩傾斜辺と、上記歯の歯すじに垂直な方向に対して緩傾斜辺と同じ向きに傾斜して、ただし緩傾斜辺よりも大きな傾斜角で傾斜して延びる一対の急傾斜辺と、歯の歯先側と歯元側に位置して上記歯の歯すじ方向に向けて延びる一対の端辺とにより構成され、このうち各一対の緩傾斜辺と急傾斜辺とに切刃が形成されることになる。
【００１０】
このため、これら緩急斜辺の傾斜の向きを被削歯車やシェービングカッタの諸元に応じて切れ味を向上させる向きに設定することにより、反対向きに傾斜して切れ味を鈍化させる部分が生じることがなく、また歯すじに垂直に延びる切刃もないので切れ味の向上効果のみを得ることができる。そして、ランドの上記歯すじ方向のランド幅は、この歯すじ方向に対向する方向から見た緩急斜辺の間で歯先側と歯元側に向かうに従い漸次小さくされているので、面圧を高めることによって一層鋭い切れ味を確保することができる。
【００１１】
ここで、上記一対の緩傾斜辺と上記一対の急傾斜辺とを、上記歯の歯厚方向の中心を通る面に垂直に上記歯面に対向する方向から見て、それぞれ互いに平行に延びるように形成する場合には、後述するようにランドの間のセレーション溝を歯すじに垂直な方向に対して角度を変えた２回の加工によって形成することにより、比較的容易に傾斜角を変えた緩急斜辺の形成が可能となる。
【００１２】
なお、上記ランド幅の最大値である最大ランド幅Ｌと最小値である最小ランド幅ｌとの比Ｌ／ｌが小さすぎて、すなわち最大ランド幅Ｌと最小ランド幅ｌとがそれほど変わらない大きさであると、歯先側や歯元側で上述のように面圧を高めることができずに鋭い切れ味を確保することができない。その一方で、この比Ｌ／ｌが大きすぎると、最大ランド幅Ｌはシェービングカッタのランドの幅やセレーション溝の幅によって決まってしまうので、歯先側や歯元側におけるランドの最小ランド幅ｌが小さくなりすぎ、欠けを生じてしまうおそれがある。このため、この比Ｌ／ｌは１．２を上回り１．８未満の範囲とされるのが望ましい。
【００１３】
また、上記ランドの幅が最大ランド幅Ｌとなる位置が歯先側や歯元側に近すぎると、ただでさえ切れ味の鈍りがちな歯先や歯元において切れ味が損なわれることになるため、歯形精度の劣化を招くおそれがある。従って、このランドの幅が最大ランド幅Ｌとなる位置については、上記歯の歯厚方向の中心を通る面に垂直に上記歯の歯面に対向する方向から見て、上記一対の端辺間の歯丈Ｈに対して、上記一対の端辺のうち歯元側の端辺から上記ランド幅が最大ランド幅Ｌとなる位置までの上記歯の歯丈方向における距離ｈがなす比ｈ／Ｈが０．２を上回り０．７未満の範囲となるようにして、歯丈方向の中央部分に位置するようにされるのが望ましい。
【００１４】
ところで、上記構成のシェービングカッタにおいては、上述のようにランド幅が歯先側と歯元側に向かうに従い漸次小さくなることにより、これらランドの歯先側と歯元側とで強度が低下するおそれが生じる。特に、特許文献１、２に記載されたシェービングカッタのように歯先側と歯元側とでセレーション溝の溝深さを深くすると、これら歯先側と歯元側のランド強度は一層低下することになる。しかしながら、その一方で、ランド強度を確保するために単にセレーション溝の溝深さをその全長に亙って浅くしたのでは、切屑の排出性や切削油の供給が損なわれて円滑な歯車の仕上げ加工を行うことが困難となる。
【００１５】
そこで、このような切屑の円滑な排出性や切削油の確実な供給を維持しつつ、歯先側と歯元側とにおけるランドの強度の確保を図るには、上記セレーション溝の溝底面を、上記歯面に対向する方向からみて上記一対の緩傾斜辺または上記一対の急傾斜辺の延長線上に延びる段差が形成されて、これら段差の間の部分の溝深さが深くされた段差面状とするのが望ましい。
【００１６】
これにより、段差が一対の緩傾斜辺または一対の急傾斜辺のうちのいずれの延長線上に延びている場合でも、ランドの歯先側と歯元側には、段差面状の溝底面が段差を介して一段盛り上がった部分が形成されることになって、これら歯先側と歯元側でのランド強度の向上を図ることができる。その一方で、段差の間のセレーション溝底面は溝深さが深くされて、歯先から歯元に亙って延びるように形成されるので、確実な切屑排出や切削油の供給を促すことができる。
【００１７】
一方、上記構成のシェービングカッタを製造するには、カッタ本体の上記歯面に、上記緩傾斜辺に沿ったセレーション溝と、上記急傾斜辺に沿ったセレーション溝とを、互いに交差するようにして上記歯の歯先と歯元の間に亙って形成すればよい。いずれのセレーション溝を先に形成したとしても、緩傾斜辺と急傾斜辺のうち一方の辺が歯先と歯元の間に亙ってランドの両端縁に形成された後、この一方の辺に交差するように他方の辺が形成される。また、これらのセレーション溝を形成する際に、その溝深さを異なる深さとすれば、上述のような段差の間の部分の溝深さが深くされた段差面状のセレーション溝底面を有するシェービングカッタを形成することができる。
【００１８】
なお、このようにして上記シェービングカッタを製造する場合には、上記緩傾斜辺に沿ったセレーション溝と、上記急傾斜辺に沿ったセレーション溝からなる溝底面が、上記歯の歯面がなすインボリュート曲線に対して略平行に後退して延びるとともに、この溝底面から上記歯面に至る溝壁面は該溝底面および上記歯面に垂直となるように形成するのが望ましく、これにより、セレーション溝の容量を確保して一層確実な切屑排出と切削油供給を図ることができるとともに、切刃とされる上記ランドの各一対の緩急傾斜辺において、このランドにおける歯の歯面と上記溝壁面を直角に交差させて歯直角とすることができ、さらに鋭い切れ味を確保することができる。また、歯面を再研磨したときでも、溝底面はやはり上記インボリュート曲線に対して略平行に後退して延びるため、部分的に溝深さが浅くなることはなく、再研磨回数を確保することができる。また、再研磨後にランドの歯面の形状も変わることはない。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、切れ味を鈍くする向きに傾斜する切刃が形成されるのを避けながらも、ランドの歯先側や歯元側での面圧を高めることができて、ランド全体として均一で鋭い切れ味を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のシェービングカッタの一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１に示す実施形態の歯の斜視図である（ただし、段差は図示が略されている。）。
【図３】図２に示す歯の歯面を、この歯の歯厚方向の中心を通る面に垂直に歯面に対向する方向から見た図である。
【図４】図３におけるＹＹ断面図である。
【図５】図３におけるＺＺ断面図である。
【図６】プランジカット方式のシェービング加工の加工サイクルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１ないし図５は本発明のシェービングカッタの一実施形態を示すものである。本実施形態において、カッタ本体１は、高速度工具鋼等の硬質材料により図１に示すように軸線Ｏを中心とした外形略円板状に形成され、その外周面には複数の歯２が周方向に等間隔に設けられていて、これらの歯２の歯面３には、図２および図３に示すように歯丈方向（図３において上下方向）に延びるセレーション溝４が歯すじ方向（図３において左右方向）に間隔をあけて複数形成されるとともに、これらのセレーション溝４の間の部分はランド５とされて、これらセレーション溝４とランド５によりセレーションが形成される。
【００２２】
そして、このランド５は、歯２の歯厚方向の中心を通る面に垂直に歯面３に対向する方向から見て図３に示すように偏六角形状をなしており、このランド５がなす偏六角形の六辺は、上記歯２の歯すじに垂直な方向（図３における二点鎖線方向）に対して傾斜角αで傾斜して延びる一対の対辺をなす緩傾斜辺５ａと、これらの緩傾斜辺５ａにそれぞれ鈍角に交差しつつ上記傾斜角αよりも大きな傾斜角βで該緩傾斜辺５ａと同じ向きに歯すじに垂直な方向に対して傾斜して延びる一対の対辺をなす急傾斜辺５ｂと、歯２の歯先側（図３において上側）と歯元側（図３において下側）に位置して上記歯すじ方向に向けて延びる一対の対辺をなす端辺５ｃにより構成されている。
【００２３】
また、一対の緩傾斜辺５ａ同士と、一対の急傾斜辺５ｂ同士、さらには一対の端辺５ｃ同士も、本実施形態では上記歯面３に対向する方向から見てそれぞれ互いに平行に延びるようにされており、このうち、ランド５の歯すじ方向両端縁に位置する各一対の緩傾斜辺５ａと急傾斜辺５ｂが切刃とされる。
【００２４】
このようにランド５が偏六角形状に形成されることにより、ランド５の歯すじ方向の幅すなわちランド幅は、歯丈方向の中央部で最大ランド幅Ｌとなり、この最大ランド幅Ｌの位置から歯先側と歯元側とに向かうに従い漸次小さくなって、歯先側の上記端辺５ｃと歯元側の端辺５ｃの位置の少なくとも一方で最小ランド幅ｌとなる。ここで、本実施形態では、これら最大ランド幅Ｌと最小ランド幅ｌとの比Ｌ／ｌは、１．２を上回り１．８未満の範囲とされている。
【００２５】
また、本実施形態では、上述のようにランド幅が最大ランド幅Ｌとなる位置は、同じく歯２の歯厚方向の中心を通る面に垂直に歯面３に対向する方向から見て図３に示すように歯元側の端辺５ｃからこの最大ランド幅Ｌの位置までの歯すじに垂直な方向における距離ｈがランド５の一対の端辺５ｃ間の歯丈Ｈに対してなす比ｈ／Ｈが、０．２を上回り０．７未満の範囲となるように、すなわちランド５の歯丈方向の略中央部に位置するようにされている。なお、図２に示した歯２においては、歯面３の歯すじ方向両端部にランド５が残されているが、これら両端部の少なくとも一方にはランド５が形成されていなくてもよい。また、歯２の歯厚方向の中心を通る面に垂直に歯面３に対向する方向から見て、一対の端辺５ｃは歯すじ方向に向けて延びていればよく、すなわち歯すじに平行な方向に対して僅かに傾斜していてもよい。
【００２６】
ここで、本実施形態では、このランド５は、図３に示すように上記最大ランド幅Ｌとなる位置で両端縁の緩傾斜辺５ａと急傾斜辺５ｂとが交差するようにされており、従って最大ランド幅Ｌの位置は歯丈方向に１点だけとなる。ただし、両端縁の緩傾斜辺５ａ同士または両端縁の急傾斜辺５ｂ同士が歯丈方向にオーバラップしていて、最大ランド幅Ｌとなる位置が上記範囲内で歯丈方向に幅を有していてもよい。また、図３では歯先側の端辺５ｃで最小ランド幅ｌとなるようにされているが、歯元側の端辺５ｃで最小ランド幅ｌとなるようにされていてもよく、これら歯先側と歯丈側の端辺５ｃが互いに等しく最小ランド幅ｌとされていてもよい。
【００２７】
一方、本実施形態では、セレーション溝４は、その溝底面４ａが、図４に示すように歯２の歯面（ランド５の上記偏六角形状をなす表面）３がなすインボリュート曲線に対して略平行に後退して延びるように形成されるとともに、この溝底面４ａから歯面３に至る溝壁面４ｂは、図５に示すように溝底面４ａおよび上記歯面３に垂直となるように形成されている。
【００２８】
ただし、上記溝底面４ａには、歯面３に対向する方向から見て図３に破線で示すように、本実施形態ではランド５の一対の急傾斜辺５ｂの延長線上に延びる段差４ｃが形成されており、歯すじ方向に隣接する段差４ｃおよび溝壁面４ｂの間の部分では、図５に示すようにセレーション溝４の溝深さが段差４ｃとランド５との間よりも一段深くされて、溝底面４ａが段差面状とされている。なお、段差４ｃは、溝底面４ａに垂直とされている。
【００２９】
このようなセレーションが形成されたシェービングカッタを製造する際の本発明の製造方法の一実施形態では、上記歯面３に、上記緩傾斜辺５ａに沿ったセレーション溝４と、上記急傾斜辺５ｂに沿ったセレーション溝４とを、互いに交差するようにして歯２の歯先と歯元の間に亙って形成すればよい。どちらのセレーション溝４を先に形成しても構わないが、急傾斜辺５ｂに沿ったセレーション溝４を緩傾斜辺５ａに沿ったセレーション溝４よりも深くすれば、上述のような段差面状の溝底面４ａを有するセレーション溝４を形成することができる。
【００３０】
例えばこのような製造方法によって製造される上記構成のシェービングカッタにおいては、上述のようにランド５の幅が最大ランド幅Ｌとなる位置が歯丈方向の略中央部に位置していて、この位置から歯先側と歯元側に向かうに従いランド幅が漸次小さくなって、歯先側か歯元側の少なくとも一方（本実施形態では歯先側）で最小ランド幅ｌとなるようにされている。
【００３１】
すなわち、シェービング加工において切れ味が鋭い噛み合い円の周辺位置から切れ味が鈍くなる歯先側および歯元側に向けてランド幅が小さくなっていって、逆に被削歯車に対する面圧は大きくなってゆく。このため、これら歯先側および歯元側における切れ味を、面圧を高くすることによって補って、歯丈方向の全体に亙ってランド５の上記切刃による切れ味の均一化を図ることができ、これにより被削歯車を高精度に仕上げ加工することが可能となる。
【００３２】
そして、歯２の歯厚方向の中心を通る面に垂直に歯面３に対向する方向から見てランド５が、歯２の歯すじに垂直な方向に対して傾斜角αで傾斜して延びる一対の緩傾斜辺５ａと、これら緩傾斜辺５ａと同じ向きで、ただし歯すじに垂直な方向に対してより大きな傾斜角βで傾斜して延びる一対の急傾斜辺５ｂとを備えた偏六角形状をなしていて、これら各一対の緩急傾斜辺５ａ、５ｂが切刃として作用する。このため、これら緩急傾斜辺５ａ、５ｂの傾斜の向きを被削歯車やシェービングカッタの諸元に応じて切れ味を向上させる向きに設定することにより、反対向きに傾斜する切刃や歯すじに垂直に延びる切刃は形成されることはないので、切刃の切れ味向上効果のみを得ることができる。従って、上記構成のシェービングカッタによれば、一層高精度の仕上げ加工を行うことができる。
【００３３】
また、本実施形態では、このように歯丈方向の略中央部で最大となるランド５の最大ランド幅Ｌと、歯先側または歯元側あるいはその双方で最小となるランド５の最小ランド幅ｌとの比Ｌ／ｌが１．２を上回り１．８未満の範囲とされているので、上述のような切れ味の均一化を確実に奏功しつつ、歯先側や歯元側でランド５に欠けが生じたりするのは防ぐことができる。すなわち、この比Ｌ／ｌが１．２以下であって、最大ランド幅Ｌと最小ランド幅ｌとの差が小さすぎると、上述のような切れ味の均一化を図ることができずに歯形精度の劣化を招くおそれがあり、逆に比Ｌ／ｌが１．８以上で大きいと、最小ランド幅ｌとなる歯先側または歯元側あるいはその双方でランド幅が小さくなりすぎてランド５に欠けが生じてしまうおそれがある。
【００３４】
さらに、本実施形態では、ランド５がなす偏六角形の歯元側の端辺５ｃから上記最大ランド幅Ｌとなる位置までの歯丈方向における距離ｈが一対の端辺５ｃ間の歯丈Ｈに対してなす比ｈ／Ｈが、０．２を上回り０．７未満の範囲となるようにされていて、ランド５の歯丈方向の略中央部にこの最大ランド幅Ｌが位置するようにされており、切れ味の鈍りがちな歯先側や歯元側でさらに切れ味が損なわれて歯形精度の劣化を生じるのを防ぐことができる。すなわち、最大ランド幅Ｌとなる位置が上記範囲よりも歯先側や歯元側に近いとこの近い側での切れ味が損なわれて被削歯車の歯形精度の劣化を招くおそれが生じる。
【００３５】
一方、本実施形態では、上述のように最大ランド幅Ｌと最小ランド幅ｌとの比Ｌ／ｌが上記範囲となるようにすることにより歯先側や歯元側のランド５の強度を確保して欠けの発生を防止しているが、これに加えて、セレーション溝４の溝底面４ａを、歯面３に対向する方向からみて上記一対の緩傾斜辺５ａまたは上記一対の急傾斜辺５ｂの延長線（本実施形態では一対の急傾斜辺５ｂの延長線）上に延びる段差４ｃが形成されて、これら段差４ｃの溝深さを浅くした段差面状とすることによっても、これら歯先側および歯元側におけるランド５の強度の向上を図っている。
【００３６】
従って、上記段差４ｃによって溝深さが浅くされたランド５の歯先側と歯元側では、切刃となる一対の緩傾斜辺５ａと一対の急傾斜辺５ｂのうち、本実施形態では一対の緩傾斜辺５ａにより近い位置までセレーション溝４の溝底面４ａが盛り上がって肉厚が確保されるので、これら歯先側と歯元側とでランド５の強度を向上させて欠け等の発生を防止することができる。その一方で、セレーション溝４を挟む上記急傾斜辺５ｂと段差４ｃとの間では歯先から歯元に亙って溝深さが深くされているので、切刃とされる一対の緩傾斜辺５ａおよび急傾斜辺５ｂによって生成された切屑は円滑に排出することができるとともに、シェービング加工時に供給される切削油も確実に加工部位に行き渡らせることができる。
【００３７】
また、このようなシェービングカッタを製造する際の本発明のシェービングカッタの製造方法の一実施形態では、上述のように歯面３に、ランド５の上記緩傾斜辺５ａに沿ったセレーション溝４と、上記急傾斜辺５ｂに沿ったセレーション溝４とを、互いに交差するようにして歯２の歯先と歯元の間に亙って形成しており、一対の緩傾斜辺５ａ同士と一対の急傾斜辺５ｂ同士はそれぞれ平行であるので、セレーション溝が一方向に斜めに延びているシェービングカッタを製造する方法を、異なる傾斜角α、βで２回行うだけで比較的容易に製造することができる。
【００３８】
そして、このとき、これら緩傾斜辺５ａに沿ったセレーション溝４と急傾斜辺５ｂに沿ったセレーション溝４とで溝深さを異なる深さとすることにより、溝底面４ａには深いセレーション溝４に沿った辺の延長線上に段差４ｃが形成されるので、上述のような歯先側と歯元側で肉厚が確保されるとともに段差４ｃの間では溝深さが深くされたシェービングカッタを、やはり比較的容易に製造することができる。
【００３９】
さらに、本実施形態では、これら緩傾斜辺５ａに沿ったセレーション溝４と急傾斜辺５ｂに沿ったセレーション溝４からなる溝底面４ａが、歯２のランド５における歯面３がなすインボリュート曲線に対して略平行に後退して延びるとともに、この溝底面４ａから歯面３に至る溝壁面４ｂは溝底面４ａおよび歯面３に垂直となるようにして、切刃とされる上記緩傾斜辺５ａと急傾斜辺５ｂとが歯直角となるようにされている。このため、セレーション溝４により大きな容量を確保して一層確実な切屑排出と切削油供給を図ることができるとともに、ランド５の切刃とされる一対の緩傾斜辺５ａと急傾斜辺５ｂにさらに鋭い切れ味を確保することができる。
【００４０】
また、ランド５の歯面３を再研磨したときでも、セレーション溝４の溝底面４ａは上記インボリュート曲線に対して略平行に後退して延びることになるため、セレーション溝４の溝深さが部分的に浅くなるようなことはなく、再研磨回数を減らすことなく維持することができる。さらに、再研磨後に一対の緩急傾斜辺５ａ、５ｂによるランド５の歯面３の偏六角形状も変わることがない。
【００４１】
なお、上記実施形態の製造方法では、急傾斜辺５ｂに沿ったセレーション溝４を緩傾斜辺５ａに沿ったセレーション溝４よりも深くすることにより、上記実施形態のシェービングカッタにおいて上記段差４ｃが歯面３に対向する方向から見てランド５の一対の急傾斜辺５ｂの延長線上に延びるようにしているが、これとは逆に緩傾斜辺５ａに沿ったセレーション溝４を急傾斜辺５ｂに沿ったセレーション溝４よりも深くすれば、段差４ｃが緩傾斜辺５ａの延長線上に延びてその間では溝深さが深くされた段差面状の溝底面４ａを有するセレーション溝４を形成することができる。
【００４２】
このようにして製造されたシェービングカッタにおいても、ランド５の歯先側と歯元側では溝底面４ａから急傾斜辺５ｂに連なる部分で肉厚が確保されるので強度の向上を図ることができるとともに、溝深さの深い部分によって円滑な切屑排出と切削油の供給を促すことができる。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明の実施例を挙げて本発明の効果を実証する。本実施例では、図１ないし図５に示した実施形態に略基づいて、ランド５が、歯２の歯厚方向の中心を通る面に垂直に歯面３に対向する方向から見て、歯２の歯すじに垂直な方向に対して傾斜角αで傾斜して延びる一対の対辺をなす緩傾斜辺５ａと、これらの緩傾斜辺５ａにそれぞれ鈍角に交差しつつ上記傾斜角αよりも大きな傾斜角βで該緩傾斜辺５ａと同じ向きに歯２の歯すじに垂直な方向に対して傾斜して延びる一対の対辺をなす急傾斜辺５ｂと、歯２の歯先側と歯元側に位置して歯すじ方向に向けて延びる一対の対辺をなす端辺５ｃにより囲まれた偏六角形状をなす６つのシェービングカッタを製造した。これらを実施例１〜６とする。
【００４４】
なお、これら実施例１〜６のうち実施例１、３、４では、ランド５の歯すじ方向の最大ランド幅Ｌと最小ランド幅ｌとの比（以下、ランド比と称する。）Ｌ／ｌが１．２を上回り１．８未満の範囲とされている。また、実施例１、２では、ランド５の一対の端辺５ｃ間の歯丈Ｈに対して、上記一対の端辺５ｃのうち歯元側の端辺５ｃからランド幅が最大ランド幅Ｌとなる位置までの歯丈方向における距離（以下、最大ランド部の位置と称する。）ｈがなす比（以下、歯丈比と称する。）ｈ／Ｈが０．２を上回り０．７未満の範囲とされている。さらに、傾斜角αは実施例１〜６で互いに等しく３°とした。
【００４５】
一方、これら実施例１〜６に対する比較例として、実施例１〜６とランド比Ｌ／ｌおよび歯丈比ｈ／Ｈがそれぞれ等しくて、緩傾斜辺５ａを傾斜角α＝０°すなわち歯すじに垂直で傾斜しない辺とするとともに、急傾斜辺５ｂの傾斜角βが実施例１〜６における緩急傾斜辺５ａ、５ｂの傾斜角α、βの差β−αと等しくなるようにした６つのシェービングカッタを製造した。これらを、ランド比Ｌ／ｌおよび歯丈比ｈ／Ｈと傾斜角α、βの差β−αが実施例１〜６と等しいものにそれぞれ対応して比較例１〜６とする。
【００４６】
さらに、実施例１〜６のうち実施例２、５、６とランド比Ｌ／ｌ、歯丈比ｈ／Ｈ、および傾斜角α、βの差β−αが等しくて、ただし緩傾斜辺５ａの傾斜角αを６°と大きくした３つのシェービングカッタを製造した。これらを、ランド比Ｌ／ｌ、歯丈比ｈ／Ｈ、および傾斜角α、βの差β−αが実施例２、５、６と等しいものの順に実施例７〜９とする。従って、これら実施例７〜９では急傾斜辺５ｂの傾斜角βも実施例２、５、６より大きくなる。
【００４７】
そして、これら実施例１〜９と比較例１〜６のシェービングカッタにより、同一の条件において被削歯車にシェービング加工を施し、その際の歯形誤差を測定するとともに、ランド５の欠けの有無を確認した。この結果を、各シェービングカッタの最大ランド幅Ｌ（ｍｍ）、最小ランド幅ｌ（ｍｍ）、歯丈Ｈ（ｍｍ）、上記最大ランド部の位置ｈ（ｍｍ）、ランド比Ｌ／ｌ、歯丈比ｈ／Ｈ、緩傾斜辺５ａの傾斜角α（°）、急傾斜辺５ｂの傾斜角β（°）、および緩急傾斜辺５ａ、５ｂの傾斜角α、βの差β−α（°）とともに表１に示す。
【００４８】
なお、これら以外のシェービングカッタの諸元は、カッタ本体１の材質が高速度工具鋼で外径２２１．７ｍｍ、歯数７１、歯の捩れ角１５°ＲＨ、歯幅２５．４ｍｍ、セレーションピッチ１．８ｍｍであり、ランド比Ｌ／ｌと歯丈比ｈ／Ｈによる効果を確認するためにセレーション溝４の溝底面４ａには段差が形成されないようにして、溝深さを０．６８ｍｍとした。
【００４９】
また、被削歯車の諸元は、材質がはだ焼鋼で外径４７．５ｍｍ、モジュール３．０、圧力角１７．５°、歯数１３、捩れ角０°、歯幅２０ｍｍであり、加工条件は、加工方法がプランジカットで、カッタ回転数１５０ｒｐｍ、プランジ送り０．５ｍｍ／ｍｉｎ、ドゥエルタイムはＴ１：３ｓｅｃ、Ｔ２：３ｓｅｃ、Ｔ３：５ｓｅｃでＢＭ（バックムーブメント）量：０．０２ｍｍであった。
【００５０】
なお、図６にプランジカット方式のシェービング加工の加工サイクルを示す。この図６に示すように、カッタ本体１を正転させつつ加工開始時（ａ）から切込み開始時（ｂ）までは被削歯車に早送り接近させ、切込み開始時（ｂ）から切込み停止時（ｃ）までは上記プランジ送りで切込みを行う。次いで、仕上げ面の凹凸を除去して完全にシェービングを行うために切込み停止時（ｃ）から逆転開始時（ｄ）までは切込みを停止する。この間の時間（ｓｅｃ）がドゥエルタイムＴ１である。
【００５１】
さらに、逆転開始時（ｄ）からカッタ本体１を逆回転させつつ後退開始時（ｅ）までは切込みを停止した状態を維持する。この間の時間（ｓｅｃ）がドゥエルタイムＴ２である。次いで、後退開始時（ｅ）から後退停止時（ｆ）の間にカッタ本体１を被削歯車に対して後退させ、後退停止時（ｆ）から離脱開始時（ｇ）までは逆転したまま後退した状態で切込みを停止して弾性変形を修正する。この後退開始時（ｅ）から後退停止時（ｆ）までのカッタ本体１の後退（バックムーブメント）量がＢＭ量であり、また後退停止時（ｆ）から離脱開始時（ｇ）までの間の時間（ｓｅｃ）がドゥエルタイムＴ３である。さらに、離脱開始時（ｇ）から加工終了時（ｈ）まではカッタ本体１が被削歯車から早送りで離脱してスタート位置に戻る。
【００５２】
【表１】
0005776594.tif 000002
【００５３】
この表１の結果より、まずランド比Ｌ／ｌ、歯丈比ｈ／Ｈ、および傾斜角α、βの差β−αが互いに等しい実施例１〜６と比較例１〜６とをそれぞれ比べると、いずれの組み合わせにおいても、緩傾斜辺５ａが歯すじに垂直とされて傾斜していない比較例１〜６に対して、この緩傾斜辺５ａが急傾斜辺５ｂと同じ向きに傾斜している実施例１〜６の方が歯形誤差が小さくなっていることが分かる。なお、実施例１〜６および比較例１〜６ともにランド比Ｌ／ｌが１．８以上のものはなく、ランド５に欠けは認められなかった。
【００５４】
また、緩傾斜辺５ａが互いに等しい傾斜角αで急傾斜辺５ｂと同じ向きに傾斜した実施例１〜６を比べると、ランド比Ｌ／ｌが１．２を上回り１．８未満の範囲と歯丈比ｈ／Ｈが０．２を上回り０．７未満の範囲との少なくとも一方を満たす実施例１〜４では、歯形誤差が４μｍ以下であって旧ＪＩＳ（ＪＩＳ  Ｂ  １７０２：１９６０）の０級（４μｍ以下）を満たすものであり、特に両方を満たす実施例１では歯形誤差が３μｍで高い歯形精度を得ることができた。また、これらの範囲を両方とも満たさない実施例５、６においても、歯形誤差は旧ＪＩＳの０級は満たさなかったものの、１級（６μｍ以下）を満たす結果となり、製品歯車としての歯形精度は満足するものであった。
【００５５】
さらに、ランド比Ｌ／ｌ、歯丈比ｈ／Ｈ、および傾斜角α、βの差β−αが互いに等しくて、緩急傾斜辺５ａ、５ｂの傾斜角α、βが異なる実施例２、５、６と実施例７〜９を比較すると、いずれも傾斜角α、βが大きい実施例７〜９が高い歯形精度を得ていることが分かる。特に、上述のように実施例５、６が旧ＪＩＳ１級の歯形誤差であったのに対して、これら実施例５、６とランド比Ｌ／ｌ、歯丈比ｈ／Ｈ、および傾斜角α、βの差β−αが等しくて傾斜角αが２倍の６°とされた実施例８、９では旧ＪＩＳの０級を満たす結果となった。
【００５６】
ただし、この緩傾斜辺５ａの傾斜角αが大きくなり過ぎると、図３から分かるように緩傾斜辺５ａと端辺５ｃとの交差角は小さくなり、これら緩傾斜辺５ａと端辺５ｃとの交差部におけるランド５の強度が損なわれて欠けが生じるおそれがある。その一方で、緩傾斜辺５ａの傾斜角αが小さくなり過ぎて０°に近づくと、比較例１〜６のシェービングカッタと同じようになって、より高い歯形精度を得ることができない。
【００５７】
このため、緩傾斜辺５ａの傾斜角αは実施例１〜９のように３°〜６°の範囲とされるのが望ましい。また、急傾斜辺５ｂの傾斜角βは、この緩傾斜辺５ａの傾斜角αに対して、ランド比Ｌ／ｌが１．２を上回り１．８未満の範囲と歯丈比ｈ／Ｈが０．２を上回り０．７未満の範囲との少なくとも一方を満たす範囲に設定されるのが望ましく、双方を満たす範囲とされるのがより望ましい。
【符号の説明】
【００５８】
１  カッタ本体
２  歯
３  歯面
４  セレーション溝
４ａ  溝底面
４ｂ  溝壁面
４ｃ  段差
５  ランド
５ａ  緩傾斜辺
５ｂ  急傾斜辺
５ｃ  端辺
Ｏ  カッタ本体１の軸線
Ｌ  最大ランド幅
ｌ  最小ランド幅
Ｈ  一対の端辺５ｃ間の歯丈
ｈ  歯元側の端辺５ｃからランド幅が最大ランド幅Ｌとなる位置までの軸線Ｏに垂直な方向における距離
【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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