(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲がり歯傘歯車及びハイポイド歯車をフライス切削するための、研がれた輪郭形状を有する或いは研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨されたバー状切削刃（１０、１１、１１’）であって、
シャンク（１２）及びその一端（１４）に設けられた輪郭切削エッジを有し、
前記輪郭切削エッジが、歯溝（５１）を切削するために、第１の歯元の面（ｆｌａｎｋ）（５３）を切削するための第１の切削エッジ（１６）と、前記第１の歯元の面（５３）に対向する第２の歯元の面（５４）の少なくとも一部を切削するための第２の切削エッジ（１８）と、少なくとも前記歯溝の底部の一部（５２）を切削するための頂部切削エッジ（２０）とを有し、
前記第１及び第２の切削エッジ（１６、１８）が、前記第１及び第２の歯元の面（５３、５４）を完全に切削するべく適合され、前記頂部切削エッジ（２０）が、前記歯溝の底部（５２）を完全に切削するべく適合されていることにより、同一のバー状切削刃（１０、１１、１１’）を用いて、前記歯溝を、１回の完全フライス切削パスにより、完全な最終的幾何学形状に切削加工するようにし、
前記輪郭切削エッジが、同一のすくい面（２２、２４、２６）と、少なくとも２つの逃げ面（１７、１９）及び頂面（２１）との交差部分により画定され、前記第１及び第２の切削エッジ（１６、１８）の双方が０度と−１０度との間の小さなすくい角（Yｓｘ、Ｙｓｖ）を有することを特徴とするバー状切削刃。
【請求項２】
前記すくい面（２４）は、互いにある角度をなす２つのすくい面（２４ｖ、２４ｘ）から構成され、前記輪郭切削エッジは、前記互いにある角度をなす２つのすくい面（２４ｖ、２４ｘ）と、少なくとも２つの前記逃げ面（１７、１９）及び前記頂面（２１）との交差部分によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバー状切削刃。
【請求項３】
前記第１及び第２の切削エッジ（１６、１８）が、いずれもゼロのすくい角（Ｙｓｘ、Ｙｓｖ）を有することを特徴とする請求項１に記載のバー状切削刃。
【請求項４】
前記第１及び第２の切削エッジ（１６、１８）が、いずれもゼロよりも小さいすくい角（Ｙｓｘ、Ｙｓｖ）を有することを特徴とする請求項１若しくは２に記載のバー状切削刃。
【請求項５】
前記第１及び第２の切削エッジ（１６、１８）が、一方はゼロよりも小さいすくい角（Ｙｓｘ、Ｙｓｖ）を有することを特徴とする請求項１若しくは２に記載のバー状切削刃。
【請求項６】
前記すくい面（２２）が前記シャンク（１２）に永久的に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のバー状切削刃。
【請求項７】
前記バー状切削刃を総形研磨する際に、前記すくい面（２４、２６；２４ｖ、２４ｘ）が、再研磨されるべきすくい面をなすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のバー状切削刃。
【請求項８】
切削ヘッド（４０）により、曲がり歯傘歯車及びハイポイド歯車をフライス切削するための方法を用いたＮＣホブ切り装置に於いて、上記請求項１乃至７のいずれかに記載された、少なくとも１つの研がれた輪郭形状を有する或いは研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨されたバー状切削刃（１０、１１、１１’）を用いる方法であって、
少なくとも１つの前記バー状切削刃（１０、１１、１１’）が、前記切削ヘッド（４０）の端面（４２）の円周上に配置され、切削加工時には、前記シャンク（１２）の切削端部が、前記切削ヘッド（４０）の前記端面（４２）から突出することを特徴とする使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研がれた輪郭形状を有する或いは研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨されたバー状切削刃を用いて、曲がり歯傘歯車及びハイポイド歯車をフライス切削するための方法であって、前記バー状切削刃が、シャンク及びその一端に設けられた輪郭切削エッジを有し、前記輪郭切削エッジが、各歯溝に於いて、第１の歯元の面(flank)、少なくとも前記歯溝の底部の一部及び前記第１の歯元の面に対向する第２の歯元の面の少なくとも一部を切削するべく適合されているような方法に関する。
【０００２】
本発明は、更に、曲がり歯傘歯車及びハイポイド歯車をフライス切削するための、研がれた輪郭形状を有する或いは研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨されたバー状切削刃であって、シャンク及びその一端に設けられた輪郭切削エッジを有し、前記輪郭切削エッジが、少なくとも１つのすくい面、少なくとも２つの逃げ面及び少なくとも１つの頂面の交差部分により画定され、歯溝を切削するために、第１の歯元の面(flank)を切削するための第１の切削エッジと、前記第１の歯元の面に対向する第２の歯元の面の少なくとも一部を切削するための第２の切削エッジと、少なくとも前記歯溝の底部の一部を切削するための頂部切削エッジとを有するようなバー状切削刃にも関する。
【０００３】
最後に、本発明は、更に、上記形式の、少なくとも１つの研がれた輪郭形状を有する或いは研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨されたバー状切削刃を用いる方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
このような方法及びバー状切削刃は、特許文献１により公知となっており、その詳細について以下に述べる。この特許文献によれば、研がれた輪郭形状を有するバー状切削刃に於いては、切削エッジを復旧し、再び鋭利とするために、頂面及び２つの逃げ面が研がれる。この形式のバー状切削刃に於いては、すくい面は、研磨されない。このような研がれた輪郭形状を有するバー状切削刃は、歯溝の外側即ち凹形歯元面（切削刃の外側）、歯溝の内側即ち凸形歯元面（切削刃の内側）及び又は歯溝の底部（粗削り切削刃）から材料を除去するために用いることができる。それに対して、研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨されたバー状切削刃を鋭利にする場合には、頂面、２つの逃げ面及びすくい面が全て研磨される。
【０００５】
１９２８年に登録された特許文献２によれば、輪郭形状を有する切削刃は、鋭利にするために、すくい面のみが再研磨される。上記したような定義によれば、総形切削用(form cutting)切削刃は、総形研磨(form ground)された切削刃と呼ばれる。このような、総形切削用或いは総形研磨された切削刃は、バー状切削刃ではなく、切削刃の軸線方向に対して直交する方向について可及的に広幅とされた短いシャンクを有するものであった。このような切削刃を再研磨する際には、切削刃の材料を切削刃の軸線方向に対して直交する方向に除去するからである。再研磨のために使用可能な輪郭の長さは、切削刃の軸線方向に対して直交する方向についての、輪郭形状を有する切削刃の厚さにより決定される。輪郭形状を有する切削刃の輪郭形状は固定されたもので、再研磨により変更されることがない。輪郭形状を有する切削刃は、浮き出し研磨された円弧状の形状をなす２つの逃げ面を有する。逃げ面の形状は、頂部切削エッジ上の選択された逃げ角及び必要な浮き出し研磨により決定される。このように、技術的に有利なすくい角及び逃げ角ら対する設計上の制約が強い。
【０００６】
【特許文献１】
ドイツ国特許第６９４ ０５ ９７８号（Ｔ２）
【特許文献２】
米国特許第１，６６７，２９９号（１９２８年）
【特許文献３】
米国特許第２，０２４，４９４号（１９３５年）
【特許文献４】
ドイツ国特許第１９６ ２４ ６８５号（Ｃ１）
【特許文献５】
ＥＰ特許第０ ２０３ ０８５号（Ｂ１）
【特許文献６】
米国特許第４，５７５，２８５号
【０００７】
"Spiral-und Hypoidkegelrader nach dem Spiroflex-Verfahren（Spiroflex法に基づく曲がり歯傘歯車及びハイポイド歯車）", Erich Kotthaus, DE-Zeitschrift Werkstatt und Betrieb, 1967, S. 602-606によれば、この点に関して次のような側面がある。総形切削刃に於いては、逃げ角の正接（tangent）は、法線圧力角の正接と頂部隙間角の正接との積に等しい。研磨に関しては、総形切削刃が装着された切削ヘッドを特別な研磨装置にマウントし、各総形切削刃のすくい面を、切削エッジの磨耗マークが磨耗するまで、インデックス・ヘッドに於いて個々に研磨する。切削刃毎に可及的に多数の歯を切削し得るように、長い使用可能な輪郭長が必要となる。切削ヘッドの外周に於ける切削刃のスペース上の要求は、切削刃の輪郭長及び、研磨輪が通過するのに必要な、２つの隣接する切削刃間のスペースに依存する。スペース上の要求が強ければ強いほど、切削ヘッドの性能が低下する。何故なら、それだけ少数の切削刃を同一円周上に配置可能であり、単位時間当たりそれだけ少数の切削過程を実行し得るからである。
【０００８】
１９２８年から公知になっているものなどのような総形切削刃は、１回のフライス切削パスにより、歯溝を完全な最終的幾何学形状に切削加工するが、機械加工或いは品質確保の要請により、その導入後数年の内に、その当時、何十年にも渡って曲がり歯傘歯車及びハイポイド歯車を切削加工するために用いられていた内側及び外側切削刃を含む総形切削刃群により取って代わられた。（特許文献３及び"Gear Handbook" D. W. Dudley, McGraw-Hill, 1962年,第20-24頁及び第20-25頁参照。）特許文献３は、交互する内側及び外側切削刃を備えた切削ヘッドに関する記載を含み、これにより、同一の設定により、歯傘歯の歯溝の両歯元面を、１回の切削加工により仕上げることができる。凹形歯元面を切削するための少なくとも１つの総形切削刃と、凸形歯元面を切削するための少なくとも１つの総形切削刃とを有する、１９３５年から用いられて来た、このような総形切削刃群が、それぞれ少なくとも２つの切削刃からなる切削刃群により置換されたのは、１９６０年以降のことであった。その理由及び上記したような切削刃群を用いることによる利点は、上記した文献"Spiral-und Hypoidkegelrader nach dem Spiroflex-Verfahren"に詳しく記載されている。この手法によれば、各切削刃群は、２つの仕上げ切削刃（一方は凹形歯元面を切削し、他方は凸形歯元面を切削する）を有し、それぞれ、粗削りのための関連する粗削り切削刃を有する。仕上げ切削刃及び粗削り切削刃は、共通のスロット内に受容される。２つの切削刃を１つのスロット内に受容し、これらの切削刃のシャンクが断面積が小さいことから、通常の総形切削刃に比較して、バー状切削刃を高密度に装着することが可能となる。
【０００９】
現在の技術水準に於いては、傘歯車のフライス切削加工は、依然としてバー状切削刃を利用することが一般的である。用いられるバー状切削刃は、高速鋼或いはカーバイドからなる。傘歯車を１回のフライス切削パスにより切削加工しようとする場合、切削ヘッドに於いて、２種類の切削エッジ輪郭を有するバー状切削刃が用いられる。切削エッジ輪郭についての或る設計に基づくバー状切削刃は、外周に設けられた切削エッジ（外側切削エッジ）によって、凹形歯元面を切削する。このような切削エッジ輪郭についての設計に基づくバー状切削刃は、正のすくい角を伴うような特殊な切削エッジの幾何学的特性を有する。正或いは負のすくい角とは、例えばDIN 6581, Mai 1966, 第8頁, 図13に定義されている。切削エッジ輪郭についての別の設計に基づくバー状切削刃は、内周に設けられた切削エッジ（内側切削エッジ）によって、凸形歯元面を切削する。このような切削エッジ輪郭についての設計に基づくバー状切削刃も、正のすくい角を伴うような、やや異なる特殊な切削エッジの幾何学的特性を有する。上記したようなバー状切削刃と共に、１つ又は２つの粗削り切削刃を用いることもできる。
【００１０】
切削ヘッドに装着し得るバー状切削刃の数には限界がある。従来技術に於いて用いられていたバー状切削刃の幾何学的特性のために、切削ヘッドに、少なくとも２種類の異なる幾何学的特性のバー状切削刃を交互に装着しなければならない。この構成によれば、一時には、半数の切削刃のみが、歯元面の最終的幾何学形状を形成する上で関与する。
【００１１】
傘歯車を製造するためのOerlikon法と呼ばれる製造方法によれば、切削ヘッドには、それぞれ３つの切削刃からなる複数の切削刃群が装着される。各切削刃群には、外側切削刃と、内側切削刃と、粗削り切削刃とが含まれる。各切削刃について、切削端に於ける１つのすくい面と、２つの逃げ面とが再研磨される。このような切削刃は、三重逃げ面研磨切削刃即ち、上記定義によれば、研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨されたバー状切削刃と呼ばれる。Oerlikon法の詳細については、例えば、特許文献４の導入部を参照されたい。
【００１２】
特許文献５に基づく方法に於いては、粗削り切削刃を省略し得るような輪郭設計の切削刃が用いられている。従って、各切削刃群には、２つの切削刃のみが含まれる。そのために、上記したOerlikon法の場合よりも、それだけ多数の切削刃群を切削ヘッドに装着することができる。これらの切削刃は、シャンクの方向に２つの面のみが再研磨され、再研磨されることのないすくい面にはコーティングを行うことができる。従って、再研磨の間隔を大幅に延長することができる。このような切削刃は、二重逃げ面研磨切削刃即ち、上記定義によれば、研がれた輪郭形状を有するバー状切削刃と呼ばれる。
【００１３】
同一の歯溝について、凹形歯元面を切削する切削刃と、凸形歯元面を切削する切削刃とが交互するように、全ての切削刃が円周上に配置されるような切削ヘッドは、シングル・インデックス法とよばれる方法に於いて用いられる。この方法では、１回のフライス切削パスにより、歯溝が、最終的幾何学形状に切削加工される。次に、インデックス動作が行われ、次の歯溝が同様に、次のフライス切削パスにより、切削加工される。それに対して、切削刃が切削刃群として装着されるような切削ヘッドは、連続製造法とよばれる方法に於いて用いられる。この場合、１つの切削刃群が、同一の歯溝の凹形歯元面及び凸形歯元面を切削し、次の切削刃群が、次の歯溝の凹形歯元面及び凸形歯元面を切削する。この方法の詳細については、"Handbook of Bevel and Hypoid Gears", Hermann J. Stadtfeld, Rochester Institute of Technology, 1993, 第35頁を参照されたい。
【００１４】
上記したような方法に共通な点は、歯溝を切削する際に、必ず少なくとも２つの切削刃が必要となり、これら２つの切削刃の切削エッジが、互いに協働して、１回のフライス切削パスにより、歯溝を、最終的幾何学形状に切削加工する点である。しかも、各切削刃群に於ける切削刃を切削ヘッド上の適切な位置に装着することが、重要であって、複雑な手法を必要とする。
【００１５】
上記したような方法及びバー状切削刃は、前記したように特許文献２により公知となっている。各バー状切削刃は、研がれた輪郭形状を有するもので、その主切削エッジ即ち第１の切削エッジは、外側切削刃或いは内側切削刃として用いられるが、更に、その副切削エッジの領域に於けるすくい面には、第２の切削エッジが存在する。第２の切削エッジを得るためには、すくい面にスロットが設けられ、第２の切削エッジのすくい角が、第１の切削エッジのすくい角と異なるようにする。第２の切削エッジは、歯溝の底部の一部及び、第１の切削エッジにより切削された歯元面に対向する歯元面の一部を切削する。そのような第２の切削エッジについては、特許文献１には明らかにされていない。しかしながら、この特許文献１には、特許文献６について言及されている。特許文献６は、切削刃群が、外側切削刃、内側切削刃及び歯溝の底部を粗削りするための追加の切削刃からなる３つの切削刃を含むような従来技術に基づくものである。スロットにより形成された第２の切削エッジのおかげで、外側切削刃及び内側切削刃のそれぞれが、対応する歯元面を切削し得るばかりでなく、対向する歯元面の一部及び歯溝の底部の一部を切削することを可能にする。その目的は、粗削り用の切削刃を不要とし、各切削刃群を２つの切削刃からなるように単純化することにある。従って、各切削刃群には、歯溝を、完全な最終的幾何学形状に切削加工するためには、依然として２つの切削刃が必要である。
【００１６】
図６は、歯溝５１に係合する外側切削刃６０及び内側切削刃６６からなる公知の切削刃群を示す。外側切削刃６０は、主切削エッジ６１ｖ及びその反対側に設けられた副切削エッジ６１ｘを有する。内側切削刃６６は、主切削エッジ６７ｖ及びその反対側に設けられた副切削エッジ６７ｘを有する。外側切削刃６０は、主切削エッジ６１ｖにより、歯溝５１の第１の歯元の面５３を切削加工し、歯溝５１の最終的幾何学形状を形成する。同時に、外側切削刃６０は、副切削エッジ６１ｘにより、図６に示されていない、第１の歯元の面５３に対向する第２の歯元の面を切削加工する。しかしながら、第２の歯元の面は、歯溝５１の最終形状の一部をなすものではなく、同じ群の隣接する内側切削刃６６の主切削エッジ６７ｘの加工を容易にするための過渡的な歯元の面であって、この切削刃は、歯溝５１の、第１の歯元の面５３に対向する第２の歯元の面５４を、最終形状に切削加工する。従って、特許文献１に基づく、研がれた輪郭形状を有するバー状切削刃に設けられた副切削エッジは、せいぜい、僅かに第２切削エッジの加工動作を改善し得るのみである。何故なら、このエッジは、第２切削エッジの負のすくい角とは異なるすくい角を有し、特許文献１に図示された実施例では、このすくい角はゼロとなっているからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
このような点に鑑み、本発明の主な目的は、切削ヘッドに於ける切削刃の配置を容易とし、傘歯車の切削加工を高度に効果的に実施し得るようにした、上記形式の方法及びバー状切削刃を提供することにある。本発明の更なる目的は、バー状切削刃特別な使用方法を示すことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によれば、このような目的は、上記形式の方法に於いて、傘歯車のフライス切削加工に於いて、少なくとも１つの前記バー状切削刃を用いて、前記歯溝を、１回の完全フライス切削パスにより、完全な最終的幾何学形状に切削加工するようにして達成される。
【００１９】
本発明によれば、このような目的は、上記形式のバー状切削刃に於いて、前記第１及び第２の切削エッジが、前記第１及び第２の歯元の面を完全に切削するべく適合され、前記頂部切削エッジが、前記歯溝の底部を完全に切削するべく適合されていることにより、同一のバー状切削刃を用いて、前記歯溝を、１回の完全フライス切削パスにより、完全な最終的幾何学形状に切削加工するようにして達成される。
【００２０】
上記したようなバー状切削刃の使用方法に於いて、このような目的は、切削ヘッドにより、曲がり歯傘歯車及びハイポイド歯車をフライス切削するための方法に於いて、少なくとも１つの研がれた輪郭形状を有する或いは研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨されたバー状切削刃を用いる方法であって、前記又は各バー状切削刃が、前記切削ヘッドの端面の円周上に配置され、作動時には、前記シャンクの切削端部が、前記切削ヘッドの前記端面から突出するようにして達成される。
【００２１】
本発明に基づく方法は、公知の方法よりも容易に実施可能である。何故なら、単一の総形バー状切削刃が、一回の切削パスにより、各歯溝を完全な最終的幾何学形状に形成し得るような切削エッジ輪郭を備えているからである。歯溝に突入するバー状切削刃の全切削エッジ輪郭（外側、内側及び頂部切削エッジ）は、歯車を最終的な幾何学形状に仕上げる。その結果、同一の切削ヘッドを用いるにも関わらず、歯車の面を形成するのに関与する切削エッジの数が倍増される。各バー状切削刃により切削されるチップの量は、同様に大幅に増大する。何故なら、歯溝に突入する輪郭の全体が機械加工に関与するからである。個々のバー状切削刃の摩耗も低減される。何故なら、各切削刃に於いて、歯溝に突入する輪郭全体が摩耗するからである。１つの歯車を切削する際の各切削エッジにより切削されるべきチップの量が低減され、切削ヘッド個々に製造される部品の数を増大させることができる。本発明に基づく個々のバー状切削刃の切削ヘッド上の配置は、１対の切削刃或いは切削刃の群れを用いる場合に比較して大幅に容易となる。
【００２２】
従来技術に於いては、バー状切削刃は一方の歯元面のみを機械加工する。その反対側に於いては、バー状切削刃と隣接する歯元面との間に隙間が生じる。チップの流れは、この隙間に向けられ、この隙間に入り込んだチップは、歯車とバー状切削刃との間に閉じ込められ、歯元面に損傷を与える場合がある。本発明のバー状切削刃の切削エッジの幾何学的特性により、歯元面に対して有益であるようにチップの流れを変更することができる。本発明のバー状切削刃の切削エッジ輪郭が、歯溝に突入した時に、歯溝全体をカバーすることから、チップが、歯元面とバー状切削刃との間の隙間に閉じ込められることを回避することができる。
【００２３】
本発明に基づくバー状切削刃は、創成切削法及び非創成切削法に等しく使用可能である。しかも、本発明のバー状切削刃は、粗削り及び仕上げの動作の切削加工に利用することができる。
【００２４】
本発明に基づくバー状切削刃は、すくい面及び逃げ面を所望の形状に湾曲したものとして、切削エッジの輪郭を形成することができる。本発明のバー状切削刃の切削エッジ輪郭は、極めて小さなすくい角を伴うものであることから、それだけ大きな切削力を必要とする。従って、本発明に基づくバー状切削刃は、近代的なＮＣホブ切り装置に用いるのに適している。
【００２５】
本発明に基づく総形バー状切削刃は、シングル・インデックス法に適用するのに適している。
【００２６】
本発明に基づくバー状切削刃を使用するに際して、切削ヘッドに装着された全てのバー状切削刃が、歯溝を最終的幾何学形状に切削加工することに関与するものとすることができる。これにより、切削に要する時間を（５０％もの）大幅に短縮することができる。しかも、個々のバー状切削刃の磨耗を大幅に低減する利点が得られる。
【００２７】
従って、奇数のスロットを備えた新規な切削ヘッドを利用することが可能となる。従来は、２つの異なる輪郭設計の切削刃を含む切削刃群を用いていたことから、従来の切削ヘッドには偶数のスロットが設けられていた。
【００２８】
本発明によれば、切削刃の管理が劇的に単純化される。何故なら、本発明に基づくバー状切削刃は、切削ヘッド上にて、全て同一の幾何学特性の切削エッジを有するものであって良いからである。同様に、切削刃の使用量及び切削刃の維持コストが大幅に節減される。
【００２９】
本発明の方法及びバー状切削刃の好適な実施形態が、従属請求項に記載されている。
【００３０】
本発明の方法の或る実施例によれば、ホブ切り加工により、最終的幾何学形状に切削加工されるようにしたことにより、ピニヨンの製造を特に容易に行うことができるようになる。
【００３１】
本発明の方法の或る実施例によれば、プランジ切削加工により、最終的幾何学形状に切削加工されるようにしたことにより、リングギヤの製造を特に容易に行うことができるようになる。
【００３２】
本発明の方法の更に別の実施例によれば、粗削り加工及び又は仕上げ加工としてフライス切削加工を実行することにより、本発明のバー状切削刃を広い範囲の用途に適用することができる。
【００３３】
本発明のバー状切削刃の或る実施例によれば、前記輪郭切削エッジが、同一のすくい面と、少なくとも２つの逃げ面及び少なくとも１つの頂面との交差部分により画定されるものとすることにより、バー状切削刃が、研がれた輪郭形状を有するものであれ、或いは研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨されたものであれ、容易に製造することが可能となる。
【００３４】
本発明のバー状切削刃の更に別の実施例によれば、前記すくい面は、互いにある角度をなす２つのすくい面から構成され、前記輪郭切削エッジが、２つの互いに角度をなす前記すくい面と、少なくとも２つの前記逃げ面及び少なくとも１つの前記頂面との交差部分により画定されるものとすることにより、２つの主要な切削エッジのすくい角を、互いに独立して最適に設定することが可能となる。
【００３５】
本発明のバー状切削刃の更に別の実施例によれば、前記第１及び第２の切削エッジが、いずれもゼロのすくい角を有するものとしている。これは、すくい角を計測する際の基準面に対してすくい面を平行に配置することにより、すくい面を平面からなるものとすることにより達成することができる。
【００３６】
本発明のバー状切削刃の更に別の実施例によれば、前記第１及び第２の切削エッジが、いずれもゼロよりも小さいすくい角を有する。これは、すくい角を計測する際の基準面に対して、凸状に湾曲するすくい面として突出する２つの互いに角度をなすすくい面を用いることにより簡単に実現することができる。このようなバー状切削刃は、カーバイドからなるものであるのが望ましい。
【００３７】
本発明のバー状切削刃の更に別の実施例によれば、前記第１及び第２の切削エッジが、一方はゼロよりも小さいすくい角を有する。これは、すくい角を計測する際の基準面に対して、一方に或いは他方に或る角度をなす平面としてのすくい面を用いることにより簡単に実現することができる。
【００３８】
本発明のバー状切削刃の更に別の実施例によれば、前記すくい面が前記シャンクに永久的に設けられていることにより、再研磨時に、すくい面が研磨されない。従って、二重逃げ面研磨切削刃即ち研がれた輪郭形状を有する切削刃が得られる。
【００３９】
本発明のバー状切削刃の更に別の実施例によれば、前記バー状切削刃を総形研磨する際に、前記すくい面が、再研磨されるべきすくい面をなす。従って、三重逃げ面研磨切削刃即ち研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨されたバー状切削刃が得られ、これはいくつかの利点を提供する。このような切削刃に於いては、再研磨の過程毎に、すくい面及び２つの横方向の逃げ面が新たにコーティングされる。これは、切削刃の使用可能時間を改善する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００４１】
図１は、本発明に基づくバー状切削刃１０の全体を示し、この切削刃は、カーバイドからなり、４角形断面のシャンク１２を有する。バー状切削刃１０は、切削端１４を有し、該切削端は、使用時に、図８に示される切削ヘッド４０の端面４２から突出する。切削エッジの輪郭は、図７の傘歯車５０に於いて、凹形の歯元の面５３を切削するための第１の切削エッジ１６と、凸形の歯元の面５４を切削するための第２の切削エッジ１８と、歯溝５１の底部５２を切削するための頂部切削エッジ２０とを有する。
【００４２】
第１及び第２の切削エッジ１６、１８の間には、すくい面２２が設けられ、本実施例では、このすくい面は平面をなし、再研磨時に研磨されない。切削エッジの輪郭は、すくい面２２と、２つの逃げ面１７、１９と、頂面２１（図１ｃ）の交差部分により画定される。これらの逃げ面に二次的な面が設けられていれば、２つよりも多い逃げ面或いは１つよりも多い頂面を設けることもできることを了解されたい。第１及び第２の切削エッジ１６、１８は、それぞれ凹形の歯元の面及び凸形の歯元の面を完全に切削する主切削エッジ即ち総形切削エッジとして構成され、頂部切削エッジ２０は、歯溝５１の底部５２を完全に切削するように構成されていることから、単一かつ同一の切削刃１０を用いた１回の完全フライス切削パスにより、歯溝５１を、完全な最終的幾何学形状に切削加工することができる。
【００４３】
曲がり歯傘歯車及びハイポイド歯車をフライス切削するための方法については、図７及び８を参照して詳しく説明する。
【００４４】
図１に示されたバー状切削刃１０は、二重逃げ面研磨切削刃即ち研がれた輪郭形状を有する切削刃と呼ばれるもので、図１ｂに良く示されているように、すくい面２２がシャンク１２に永久的に設けられている。
【００４５】
図２は、三重逃げ面研磨切削刃即ち研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨された切削刃と呼ばれるバー状切削刃１１を示す図１と同様の図である。この切削刃は、再研磨されるべきすくい面２４を有すると共に、すくい面２２とは異なり、すくい面２４は、シャンク１２に延出していない。図２のバー状切削刃１１の、図１に示されたバー状切削刃１０に対応する部分には、同様の符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
図３は、本発明の第３実施例として、再研磨されるべきすくい面２４を有する、三重逃げ面研磨された即ち研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨されたバー状切削刃１１を正面図（図３ａ）及び平面図（図３ｂ）により示す。すくい面２４の向きに関して一般的な例を示す図２の実施例とは異なり、図３の実施例は、２つの切削エッジ１６、１８が互いに対称をなし、（図５ｃに示されるように）それぞれ同一のすくい角Ｙｓを有するようにすくい面２４の向きが定められた特別な例である。
【００４７】
図３に示されたバー状切削刃１１のすくい角Ｙｓは、図２に示されたバー状切削刃１０のすくい角とは異なる。すくい角は、図５を参照して後記するように、図１ｃ、図２ｃ、図３ｂ、図４ｂ及び図の投影面として与えられる切削エッジの基準面Ｂ（図５ａ参照）とすくい面との間の角度として測定される。第１及び第２の切削エッジ１６、１８のすくい角Ｙｓは、図２に於いてはゼロに等しくないが、図３に於いてはゼロに等しい。
【００４８】
図４は、本発明の第４実施例として、再研磨されるべきすくい面２６を有する、三重逃げ面研磨された即ち研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨されたバー状切削刃１１を正面図（図４ａ）及び平面図（図４ｂ）により示す。他の実施例とは異なり、第１及び第２の切削エッジ１６、１８の間のすくい面２６は、凹形に湾曲している。この場合、第１及び第２の切削エッジ１６、１８は、何れも正のすくい角を有する。
【００４９】
図５は、異なる実施例について、バー状切削刃のすくい角Ｙｓの大きさ及び位置を示す。図５ａは、図１のバー状切削刃１０についてのものである。特に、図５ｂは、図２のバー状切削刃１１についてのものであり、図５ｃは、図３のバー状切削刃１１についてのものであり、図５ｄは、図３のバー状切削刃１１について、すくい面２４が、基準面Ｂに対して倒立した関係にある例についてのものであり、図５ｅは、図３のバー状切削刃１１についてのものであり、図５ｆは、互いにある角度をなす２つのすくい面２４ｖ、２４ｘを備えた図示されていないバー状切削刃１１’についてのものである。
【００５０】
図５ａ、図５ｂ及び図５ｄは、図１及び図２に示されたバー状切削刃１０、１１に関するもので、第１及び第２の切削エッジ１６、１８は、一方はゼロよりも小さいすくい角Ｙｓを有し、他方はゼロよりも大きいすくい角Ｙｓを有する。
【００５１】
第１の切削エッジ１６は、凹形の歯元の面５３を切削し、第２の切削エッジ１８は、凸形の歯元の面５４を切削することから、図５に於いて、これらの切削エッジのすくい角が、Ｙｓｘ、Ｙｓｖとして示されている。図５ａに示されたバー状切削刃では、すくい角Ｙｓｖはゼロよりも小さく、すくい角Ｙｓｘはゼロよりも大きい。これは、図５ｂに示されたバー状切削刃１１についても同様である。図５ｄに示されたバー状切削刃１１では、すくい角Ｙｓｖはゼロよりも大きく、すくい角Ｙｓｘはゼロよりも小さい。
【００５２】
図５ｃに示されたバー状切削刃１１では、第１及び第２の切削エッジ１６、１８は、それぞれゼロに等しいすくい角Ｙｓｖ、Ｙｓｘを有する。
【００５３】
すくい面２４が湾曲する図５ｅに示されたバー状切削刃１１では、それぞれゼロよりも大きいすくい角Ｙｓｖ、Ｙｓｘを有する。
【００５４】
すくい面２４が、互いに或る角度をなす２つのすくい面２４ｖ、２４ｘからなる図５ｆに示されたバー状切削刃１１’では、逃げ面１７及びすくい面２４ｖの交差部分により形成される第１の切削エッジ１６及び逃げ面１９及びすくい面２４ｘの交差部分により形成される第２の切削エッジ１８は、それぞれゼロよりも小さいすくい角Ｙｓｘ、Ｙｓｖを有する。
【００５５】
図５に示された全ての実施例に共通な特徴は、すくい角が、０度と±１０度との間の小さな角度をなすことである。すくい角が正である場合には、本発明のバー状切削刃は、工具鋼からなるものであって良い。すくい角がゼロである場合及び負である場合には、このようなすくい角では、工具鋼の磨耗特性が比較的良好でないことから、本発明のバー状切削刃は、カーバイドからなるものであって良い。
【００５６】
図７は、歯溝５１に係合するバー状切削刃１０を示す。歯溝５１を切削する際に、単一かつ同一のバー状切削刃１０が、１回のフライス切削パスにより、歯溝５１をその完全な最終幾何学的形状に切削する。図７及び図６の比較から、本発明に基づくバー状切削刃１０が、外側切削刃６０及び内側切削刃６６からなる公知の切削刃群を置換するものであることが明らかとなろう。公知の切削刃群の主切削エッジ６１ｖ、６１ｘが、単一かつ同一のバー状切削刃１０の対応する総形切削エッジ１６、１８により置換される。
【００５７】
図８ａは、切削ヘッド４０の平面図であって、その端面４２から、外側切削刃６０及び内側切削刃６６からなる公知の切削刃群が突出している。両切削刃６０、６６は円周４９上に配置されている。切削ヘッド４０の回転方向が、矢印４４により示され、軸線４６回りに回転する。傘歯車５０は、軸線５６回りに回転する。
【００５８】
図８ｂは、比較のために、本発明に基づくバー状切削刃１０を備えた切削ヘッド４０を示す。バー状切削刃１０は、図８ａの切削刃６０、６６と同様に、リング状に配列されるものであって良い。図８ａに於いては、外側切削刃６０は、歯溝５１の凹形の歯元の面５３を切削し、内側切削刃６６は、歯溝５１の凸形の歯元の面５４を切削する。図６は、図８ａを更に詳しく示したもので、両切削刃６０、６６が、歯溝５１の底部５２をも切削する様子を示している。図８ａ及び図８ｂに於いては、傘歯車５０がシングル・インデックスにより切削加工される。即ち、歯溝５１は、１回のフライス切削パスにより、最終的幾何学形状に切削加工される。次に傘歯車５０をインデックスする動作が行われ、次の歯溝５１にインデックスされる。次の歯溝５１も、やはり１回のフライス切削パスにより、最終的幾何学形状に切削加工される。図８ｂに於いては、単一かつ同一のバー状切削刃１０を用いて、歯溝５１を切削し、その対応する第１及び第２の１６、１８により、歯溝５１の凹形の歯元の面５３及び凸形の歯元の面５４を形成し、その頂部切削エッジ２０により、歯溝５１の底部５２を形成する（図７参照）。第１及び第２の切削エッジ１６、１８が、歯溝５１の凹形の歯元の面５３及び凸形の歯元の面５４を完全に切削する主切削エッジ即ち総形切削エッジであることから、歯溝５１は、単一かつ同一のバー状切削刃１０を用いて、１回のフライス切削パスにより、その最終的幾何学形状に切削加工される。次に、インデックス動作が行われ、次の歯溝５１も、同様にその最終的幾何学形状に切削加工される。バー状切削刃１０も、円周上に配置され、切削ヘッド４０の端面４２から突出する。
【００５９】
切削ヘッド４０及び図８ｂに示された構成のバー状切削刃１０を用いて実行される本発明に基づく方法は、単一かつ同一のバー状切削刃１０の切削エッジ輪郭を有いて歯溝５１を１回のフライス切削パスにより切削する間に、歯溝５１の最終的幾何学形状が形成される点で従来の方法と異なる。本発明に基づく方法によれば、同様の切削ヘッドを用いるが、傘歯車５０を切削するために関与する切削エッジの数が、従来のものの２倍である。本発明のバー状切削刃１０では、歯溝５１に突入する切削エッジ輪郭の全体が切削作用を発揮することから、各バー状切削刃１０が削り取る材料（チップ）の量は、公知の切削刃６０、６６が削り取る材料の量よりもかなり大きい。本発明のバー状切削刃１０の輪郭形状は、切削エッジ１６、１８のすくい角を小さくした点を特徴とし、それにより極めて高い切削力を伴うこととなるが、現在市販されているＮＣホブ切り装置であれば、問題とならない。
【００６０】
図８ａ及び図８ｂは、それぞれリングギヤ及び傘歯車を示す。図５に於いて選択された構成では、左側切削エッジ１６が凹形の歯元の面を切削し、右側切削エッジ１８が凸形の歯元の面を切削するようにされているが、例えば図８に示されるように、フライス切削加工されるべきワークピースによっては、その役割を逆にすることもできる。
【００６１】
本発明の完全切削バー状切削刃の用途は、主にシングル・インデックス法即ち円弧状切削方法の分野であるが、本発明に基づくバー状切削刃は、連続切削方法の分野にも適用可能であることを了解されたい。
【００６２】
切削ヘッド４０に装着された本発明に基づくバー状切削刃１０の全てが、傘歯車の歯を最終的幾何学形状に切削加工するのに関与することを考慮すると、図８ａに示された公知の方法に比較すると、切削に要する時間を（５０％もの）大幅に短縮し、個々のバー状切削刃の磨耗を大幅に低減する利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１ａ】二重逃げ面研磨された即ち研がれた輪郭形状を有するバー状切削刃をなす本発明の第１実施例の正面図である。
【図１ｂ】二重逃げ面研磨された即ち研がれた輪郭形状を有するバー状切削刃をなす本発明の第１実施例の側面図である。
【図１ｃ】二重逃げ面研磨された即ち研がれた輪郭形状を有するバー状切削刃をなす本発明の第１実施例の平面図である。
【図２ａ】三重逃げ面研磨された即ち研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨された、再研磨されるべきすくい面を有するバー状切削刃をなす本発明の第２実施例の正面図である。
【図２ｂ】三重逃げ面研磨された即ち研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨された、再研磨されるべきすくい面を有するバー状切削刃をなす本発明の第２実施例の側面図である。
【図２ｃ】三重逃げ面研磨された即ち研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨された、再研磨されるべきすくい面を有するバー状切削刃をなす本発明の第２実施例の平面図である。
【図３ａ】三重逃げ面研磨された即ち研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨された、第２実施例とはやや異なる配置の再研磨されるべきすくい面を有するバー状切削刃をなす本発明の第３実施例の正面図である。
【図３ｂ】三重逃げ面研磨された即ち研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨された、第２実施例とはやや異なる配置の再研磨されるべきすくい面を有するバー状切削刃をなす本発明の第３実施例の平面図である。
【図４ａ】三重逃げ面研磨された即ち研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨された、他の実施例とは異なり凹形に湾曲した形状の再研磨されるべきすくい面を有するバー状切削刃をなす本発明の第４実施例の正面図である。
【図４ｂ】三重逃げ面研磨された即ち研がれた輪郭形状を有しかつ総形研磨された、他の実施例とは異なり凹形に湾曲した形状の再研磨されるべきすくい面を有するバー状切削刃をなす本発明の第４実施例の平面図である。
【図５ａ】図１に示された実施例について、バー状切削刃のすくい角の大きさ及び位置を示す図である。
【図５ｂ】図２に示された実施例について、バー状切削刃のすくい角の大きさ及び位置を示す図である。
【図５ｃ】図３に示された実施例について、バー状切削刃のすくい角の大きさ及び位置を示す図である。
【図５ｄ】図２に示された実施例と同様であるが、すくい面が、基準面に対して倒立した関係にある実施例について、バー状切削刃のすくい角の大きさ及び位置を示す図である。
【図５ｅ】図５に示された実施例について、バー状切削刃のすくい角の大きさ及び位置を示す図である。
【図５ｆ】互いにある角度をなす２つのすくい面を備えた図示されていない実施例について、バー状切削刃のすくい角の大きさ及び位置を示す図である。
【図６】歯溝に係合する外側切削刃及び内側切削刃からなる公知の切削刃群を示す図である。
【図７】歯溝に係合する本発明に基づくバー状切削刃を示す図である。
【図８ａ】シングル・インデックス法を用いて傘歯車を切削加工するための、公知のバー状切削刃を備えた切削ヘッドの平面図である。
【図８ｂ】シングル・インデックス法を用いて傘歯車を切削加工するための、本発明に基づくバー状切削刃を備えた切削ヘッドの平面図である。
【００６４】
【符号の説明】
１０        バー状切削刃                １１        バー状切削刃
１１’      バー状切削刃                １４        切削端
１６        第１の切削エッジ            １７        逃げ面
１８        第２の切削エッジ            １９        逃げ面
２０        頂部切削エッジ              ２１        頂面
２２        すくい面                    ２４        すくい面
２４ｖ      すくい面                    ２４ｘ      すくい面
２６        すくい面                    ４０        切削ヘッド
４２        端面                        ４４        切削ヘッドの回転方向
４６        軸線                        ４９        円周
５０        傘歯車                      ５１        歯溝
５２        歯溝の底部                  ５３        凹形の歯元の面
５４        凸形の歯元の面              ５５        歯元
５６        軸線                        ６０        外側切削刃
６１ｖ      主切削エッジ                ６１ｘ      副切削エッジ
６６        内側切削刃                  ６７ｖ      副切削エッジ
６７ｘ      主切削エッジ                Ｂ          基準面
Ｙｓ        すくい角
Ｙｓｘ      凹形の歯元の面に対するすくい角
Ｙｓｖ      凸形の歯元の面に対するすくい角
【図１ａ】
0004694477.tif 000002
【図１ｂ】
0004694477.tif 000003
【図１ｃ】
0004694477.tif 000004
【図２ａ】
0004694477.tif 000005
【図２ｂ】
0004694477.tif 000006
【図２ｃ】
0004694477.tif 000007
【図３ａ】
0004694477.tif 000008
【図３ｂ】
0004694477.tif 000009
【図４ａ】
0004694477.tif 000010
【図４ｂ】
0004694477.tif 000011
【図５ａ】
0004694477.tif 000012
【図５ｂ】
0004694477.tif 000013
【図５ｃ】
0004694477.tif 000014
【図５ｄ】
0004694477.tif 000015
【図５ｅ】
0004694477.tif 000016
【図５ｆ】
0004694477.tif 000017
【図６】
0004694477.tif 000018
【図７】
0004694477.tif 000019
【図８ａ】
0004694477.tif 000020
【図８ｂ】
0004694477.tif 000021