(57)【要約】【課題】  サイクルタイムを短縮することができるピニオンカッタの提供。【解決手段】  歯車の歯切加工に用いられるピニオンカッタ１０であって、軸線方向における一側に荒歯切用切刃２１が設けられるとともに、軸線方向における他側に荒歯切用切刃２１よりも大径の仕上歯切用切刃３１が設けられていて、一回のストロークで荒歯切用切刃２１による加工と仕上歯切用切刃３１による加工とを行う。【選択図】        図１
2004160645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車の歯切加工に用いられるピニオンカッタであって、軸線方向における一側に荒歯切用切刃が設けられるとともに、軸線方向における他側に前記荒歯切用切刃よりも大径の仕上歯切用切刃が設けられていることを特徴とするピニオンカッタ。
【請求項２】
前記荒歯切用切刃が荒用カッタ部材に形成されるとともに前記仕上歯切用切刃が仕上用カッタ部材に形成されていて、これら荒用カッタ部材および仕上用カッタ部材を着脱自在に結合してなることを特徴とする請求項１記載のピニオンカッタ。
【請求項３】
前記仕上歯切用切刃の前記荒歯切用切刃側に隣り合って前記仕上歯切用切刃よりも半径方向内方位置まで凹む逃げ溝が回転方向の全周に連続して設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のピニオンカッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はギヤシェーパに取り付けられて歯切加工を行うピニオンカッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ピニオンカッタを用いたギヤシェーパによる歯切加工は、回転するワークに対し、ピニオンカッタを同期回転させながら軸線方向にストロークさせ、しかも各ストローク毎にワーク中心方向すなわちアキシャル方向に徐々に送るようにして行われることになり、このようにしてピニオンカッタを所定の送り位置まで送った後に、アキシャル送りを停止させ、この送り停止位置で全歯を削るように一周以上回転させるようになっている。そして、いずれもこのような工程となる荒加工と仕上加工とを組み合わせて行うようになっている。
【０００３】
このようなギヤシェーパによる歯切加工に用いられるピニオンカッタとして、例えば、特許文献１に開示されたものがある。
【０００４】
また、ピニオンカッタの別の例として、刃部を有するピニオンカッタブレードとカッタベースとを別体で形成し、これらを着脱自在に結合することで、切削性能が低下した場合に刃部を有するピニオンカッタブレードのみを交換することで対応する、いわゆるスローアウエイ式のピニオンカッタが特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開平９−５７５３４号公報
【特許文献２】特開２００１−２５２８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１，２に記載のような従来のピニオンカッタを用いたギヤシェーパによる歯切加工では、上記のようにピニオンカッタのアキシャル送りを伴う荒加工と、アキシャル送りを伴わない回転のみの荒加工と、アキシャル送りを伴う仕上加工と、アキシャル送りを伴わない回転のみの仕上加工とが必要であり、サイクルタイムが長くなってしまうという問題があった。
【０００６】
したがって、本発明は、サイクルタイムを短縮することができるピニオンカッタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、歯車の歯切加工に用いられるピニオンカッタ（例えば実施の形態におけるピニオンカッタ１０）であって、軸線方向における一側に荒歯切用切刃（例えば実施の形態における荒歯切用切刃２１）が設けられるとともに、軸線方向における他側に前記荒歯切用切刃よりも大径の仕上歯切用切刃（例えば実施の形態における仕上歯切用切刃３１）が設けられていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記荒歯切用切刃が荒用カッタ部材（例えば実施の形態における荒用カッタ部材１１）に形成されるとともに前記仕上歯切用切刃が仕上用カッタ部材（例えば実施の形態における仕上用カッタ部材１２）に形成されていて、これら荒用カッタ部材および仕上用カッタ部材を着脱自在に結合してなることを特徴としている。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記荒用カッタ部材には、仕上歯切用切刃の前記荒歯切用切刃側に隣り合って前記仕上歯切用切刃よりも半径方向内方に凹む逃げ溝（例えば実施の形態における逃げ溝５２）が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、一回のストロークで荒歯切用切刃による加工と仕上歯切用切刃による加工とを行うことができるため、アキシャル送りを伴う荒加工の終了後にアキシャル送りを伴わない荒加工を行うと、仕上加工も終了していることになる。しかも、一回のストロークで二度削るため、一回のストロークに対する送り込み量を多くできる。したがって、サイクルタイムを短縮することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、荒歯切用切刃とこれより大径の仕上歯切用切刃とを別々に形成することができるため、製作が容易となると共に、荒用カッタ部材と仕上用カッタ部材とを分離すれば、荒歯切用切刃と仕上歯切用切刃とが両方とも再研磨可能となる。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、仕上歯切用切刃の荒歯切用切刃側に隣り合って仕上歯切用切刃よりも半径方向内方に凹む逃げ溝が設けられているため、切り粉の排出性を良好にでき、品質をより向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第１実施形態のピニオンカッタについて図１および図２を参照して以下に説明する。
【００１４】
第１実施形態のピニオンカッタ１０は、歯車の歯切加工に用いられるものであって、図１に示すように、リング状の荒用カッタ部材１１と、これとは別体のリング状の仕上用カッタ部材１２と、これら荒用カッタ部材１１および仕上用カッタ部材１２を結合させるボルト（結合部材）１３と、これら荒用カッタ部材１１および仕上用カッタ部材１２の結合時の位置決めを行う位置決めピン１４とで構成されている。
【００１５】
荒用カッタ部材１１は、比較的厚さの薄いもので、軸線方向に貫通する嵌合穴２０が中央に形成されるとともに、外側に歯車状の荒歯切用切刃２１が形成されている。なお、荒歯切用切刃２１は、軸線方向における一側がワークに接触してこれを削る刃部２２とされている。そして、荒用カッタ部材１１には、軸線方向における刃部２２とは反対側の端面から軸線方向における途中位置まで位置決め穴２３が形成されており、また、軸線方向に貫通するネジ穴２４が形成されている。
【００１６】
仕上用カッタ部材１２は、荒用カッタ部材１１より厚さの厚いもので、軸線方向に貫通する取付穴３０が中央に形成されるとともに、外側に歯車状の仕上歯切用切刃３１が形成されている。なお、仕上歯切用切刃３１は、軸線方向における一側がワークに接触してこれを削る刃部３２とされている。そして、仕上用カッタ部材１２には、軸線方向における刃部３２側の端面から軸線方向における途中位置まで位置決め穴３３が形成されており、また、軸線方向に貫通するボルト取付穴３４が形成されている。なお、ボルト取付穴３４は、ボルト１３を埋め込み可能となるように刃部３２に対し反対側が座ぐられている。また、仕上用カッタ部材１２には、軸線方向における刃部３２側の中央部に、荒用カッタ部材１１の嵌合穴２０に嵌合する嵌合部３５が軸線方向に突出して形成されている。さらに、仕上用カッタ部材１２には、軸線方向における刃部３２に対し反対側の端面から軸線方向における途中位置まで位置決め穴３６が形成されている。
【００１７】
なお、荒用カッタ部材１１に形成された荒歯切用切刃２１と、仕上用カッタ部材１２に形成された仕上歯切用切刃３１とは、歯数、圧力角およびモジュールは同一であり、径すなわち刃部２２，３２における外径およびオーバボール径が、荒歯切用切刃２１よりも仕上歯切用切刃３１の方が大径となっている。つまり、加工時における進行方向に刃部２２，３２を透過して見た場合に、荒歯切用切刃２１の刃部２２の一回り外側に仕上歯切用切刃３１の刃部３２が存在するようになっている。なお、径の差は、その半分の値が、通常の荒加工後に仕上加工する際の仕上代に相当する大きさとされている。
【００１８】
そして、仕上用カッタ部材１２の位置決め穴３３および荒用カッタ部材１１の位置決め穴２３に位置決めピン１４を嵌合させるとともに、仕上用カッタ部材１２の嵌合部３５を荒用カッタ部材１１の嵌合穴２０に嵌合させた状態で、ボルト１３を仕上用カッタ部材１２のボルト取付穴３４に挿入し荒用カッタ部材１１のネジ穴２４に螺合させる。これにより、荒用カッタ部材１１および仕上用カッタ部材１２が、荒歯切用刃部２１および仕上歯切用刃部３１の中心を一致させかつ円周方向の位相を合わせた状態で、一体的に結合されて一つのピニオンカッタ１０となる。
【００１９】
なお、この状態で、ピニオンカッタ１０には、軸線方向における一側に荒歯切用切刃２１が設けられるとともに、軸線方向における他側に荒歯切用切刃２１よりも大径の仕上歯切用切刃３１が設けられることになり、しかも、これら荒歯切用切刃２１および仕上歯切用切刃３１は、それぞれの刃部２２，３２の方向を軸線方向における同じ方向に向けている。また、荒用カッタ部材１１および仕上用カッタ部材１２は、ボルト１３によって互いに着脱自在に結合されているため、ボルト１３の螺合を解除することで分離される。
【００２０】
そして、以上のようにして組み上がったピニオンカッタ１０を、図２に示すように、荒用カッタ部材１１が下側になり仕上用カッタ部材１２が上側となる姿勢として、その取付穴３０をギヤシェーパ４０のスピンドル４１の嵌合部４３に下側から嵌合させ、スピンドル４１の位置決め穴４４に予め嵌合された位置決めピン４５を位置決め穴３６に嵌合させる。この状態で、スピンドル４１の嵌合部４３より下側のネジ部４５に締付ナット４６を螺合させる。これにより、ギヤシェーパ４０のスピンドル４１にピニオンカッタ１０が位置決めされた状態で固定される。なお、位置決めピン４５はピニオンカッタ１０側の位置決め穴３６に予め嵌合させておいても良い。
【００２１】
このようにして取り付けられたピニオンカッタ１０をギヤシェーパ４０で、回転するワークに対し同期回転させながら軸線方向にストロークさせ、しかも各ストローク毎にワーク中心方向すなわちアキシャル方向に徐々に送ることになり、このようにしてピニオンカッタ１０を所定の送り位置まで送る。そして、ピニオンカッタ１０を所定の送り込み位置まで送ると、アキシャル送りを停止させ、この送り停止位置で全歯を削るように一周以上回転させる。以上の間において、ピニオンカッタ１０は、各ストローク毎に、荒歯切用切刃２１の刃部２２による加工と仕上歯切用切刃３１の刃部３２による加工とを行うことになり、アキシャル送りを停止させた状態での回転で荒歯切用切刃２１の刃部２２による荒歯切りの最終段階と仕上歯切用切刃３１の刃部３２による仕上げ歯切りの最終段階とが一度に行われる。このようにして、ワークに歯が形成される。
【００２２】
以上により、第１実施形態のピニオンカッタ１０によれば、一回のストロークで荒歯切用切刃２１による加工と仕上歯切用切刃３１による加工とを行うことができるため、アキシャル送りを伴う荒加工の終了後にアキシャル送りを伴わない荒加工を行うと、仕上加工も終了していることになる。しかも、一回のストロークで二度削るため、一回のストロークに対する送り込み量を多くできる。したがって、サイクルタイムを短縮することができる。
【００２３】
また、荒歯切用切刃２１が形成される荒用カッタ部材１１と仕上歯切用切刃３１が形成される仕上用カッタ部材１２とが別体であるため、荒歯切用切刃２１とこれより大径の仕上歯切用切刃３１とを別々に形成することができ、製作が容易となる。
【００２４】
さらに、ボルト１３の螺合を解除することにより荒用カッタ部材１１と仕上用カッタ部材１２とを分離すれば、荒歯切用切刃２１と仕上歯切用切刃３１とが両方とも再研磨可能となる。
【００２５】
次に、本発明の第２実施形態のピニオンカッタについて主に図３を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００２６】
第２実施形態のピニオンカッタ１０においては、仕上歯切用切刃３１の荒歯切用切刃２１側に隣り合って仕上歯切用切刃３１よりも半径方向内方に凹む逃げ溝５１が回転方向の全周に連続して設けられている。
【００２７】
具体的には、荒用カッタ部材１１の軸線方向における仕上用カッタ部材１２側であって半径方向外側の角部に、軸線方向に凹む段部５２が、回転方向の全周に連続して形成されており、この段部５２を軸線方向外側から覆うように仕上用カッタ部材１２が取り付けられることで半径方向内方に凹む形状の逃げ溝５１が形成されるようになっている。ここで、この逃げ溝５１は、回転方向の全周にわたって、歯車状の荒歯切用切刃２１の歯底よりも半径方向内側位置まで凹みかつ歯車状の仕上歯切用切刃３１の歯底よりも半径方向内側位置まで凹んでいる。
【００２８】
以上に述べた第２実施形態のピニオンカッタ１０によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができ、その上で、仕上歯切用切刃３１の荒歯切用切刃２１側に隣り合って仕上歯切用切刃３１よりも半径方向内方まで凹む逃げ溝５１が設けられているため、切り粉の排出性を良好にでき、品質をより向上させることができる。
【００２９】
しかも、荒用カッタ部材１１に段部５２を形成することによって仕上歯切用切刃３１に隣り合うように逃げ溝５１を設けるため、仕上用カッタ部材１２に段部５２を形成する場合に比して仕上歯切用切刃３１の再研磨が良好にできることになる。
【００３０】
次に、本発明の第３実施形態のピニオンカッタについて主に図４を参照して第２実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１，第２実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００３１】
第３実施形態のピニオンカッタ１０においては、仕上用カッタ部材１２が、仕上歯切用切刃３１を有するピニオンカッタブレード１２Ａと、このピニオンカッタブレード１２Ａとは別体で設けられてこのピニオンカッタブレード１２Ａを保持する歯車状のカッタベース１２Ｂとで構成されており、ピニオンカッタブレード１２Ａがカッタベース１２Ｂの荒用カッタ部材１１側に配置されている。
【００３２】
ここで、ボルト１３は、仕上用カッタ部材１２のピニオンカッタブレード１２Ａおよびカッタベース１２Ｂと荒用カッタ部材１１とを結合させることになり、位置決めピン１４が、仕上用カッタ部材１２のピニオンカッタブレード１２Ａおよびカッタベース１２Ｂと荒用カッタ部材１１との結合時の位置決めを行う。
【００３３】
仕上用カッタ部材１２のカッタベース１２Ｂは、軸線方向に貫通する取付穴３０が中央に形成されるとともに、荒用カッタ部材１１の嵌合穴２０に嵌合する嵌合部３５が軸線方向に突出して形成されている。また、カッタベース１２Ｂには、外側に歯車状の溝部５５が形成され、軸線方向に沿って位置決め穴３３Ｂが形成され、軸線方向に沿ってボルト取付穴３４Ｂが形成されている。
【００３４】
ピニオンカッタブレード１２Ａには、軸線方向に貫通する嵌合穴５７が中央に形成されるとともに、外側に歯車状の仕上歯切用切刃３１が形成され、軸線方向に沿って位置決め穴３３Ａが形成され、軸線方向に沿ってボルト取付穴３４Ａが形成されている。
【００３５】
そして、カッタベース１２Ｂの嵌合部３５をピニオンカッタブレード１２Ａの嵌合穴５７および荒用カッタ部材１１の嵌合穴２０に嵌合させるとともに、カッタベース１２Ｂの位置決め穴３３Ｂ、ピニオンカッタブレード１２Ａの位置決め穴３３Ａおよび荒用カッタ部材１１の位置決め穴２３に位置決めピン１４を嵌合させた状態で、ボルト１３をカッタベース１２Ｂのボルト取付穴３４Ｂおよびピニオンカッタブレード１２Ａのボルト取付穴３４Ａに挿入し荒用カッタ部材１１のネジ穴２４に螺合させる。これにより、荒用カッタ部材１１および仕上用カッタ部材１２のカッタベース１２Ｂおよびピニオンカッタブレード１２Ａが、荒歯切用刃部２１および仕上歯切用刃部３１の中心を一致させかつ円周方向の位相を合わせた状態で、一体的に結合されて一つのピニオンカッタ１０となる。
【００３６】
なお、ピニオンカッタブレード１２Ａは、仕上歯切用切刃３１の刃部３２を荒用カッタ部材１１側に配置している。また、荒用カッタ部材１１には、第２実施形態と同様の段部５２が形成されており、ピニオンカッタブレード１２Ａの仕上歯切用切刃３１の荒歯切用切刃２１側に隣り合って仕上歯切用切刃３１よりも半径方向内方まで凹む逃げ溝５１が設けられている。
【００３７】
以上に述べた第３実施形態のピニオンカッタ１０によれば、第１，第２実施形態と同様の効果を奏することができ、その上で、切削性能が低下した場合に刃部３２を有するピニオンカッタブレード１２Ａのみを交換することで対応できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態のピニオンカッタを示す分解正断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のピニオンカッタをギヤシェーパのスピンドルに取り付けた状態を示す正断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態のピニオンカッタを示す正断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態のピニオンカッタを示す正断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ピニオンカッタ
１１  荒用カッタ部材
１２  仕上用カッタ部材
２１  荒歯切用切刃
３１  仕上歯切用切刃
５１  逃げ溝
【図１】
2004160645.tif 000003
【図２】
2004160645.tif 000004
【図３】
2004160645.tif 000005
【図４】
2004160645.tif 000006