(57)【要約】【課題】刃先にCBN（立方晶窒化ホウ素）電着砥粒層を備えた環状ラック形加工工具を使用した傘歯車の加工において、工具寿命の大幅な向上を図り、且つ仕上げ面精度の高い傘歯車を効率よく生産する。 【解決手段】仕上げ加工用電着砥石の外側又は内側に粗加工用電着砥石を装着する構成の傘歯車加工工具を用いて、１回の割り出しでひとつの歯溝の仕上げと隣の歯溝の粗加工を行うことにより加工時間の短縮または加工精度の向上と、工具寿命の大幅な向上を図る。 【選択図】図１
2005066737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
傘歯車の加工機に取付けて使用する傘歯車加工用ＣＢＮ電着砥石において、仕上げ加工用ＣＢＮ電着砥石の内側又は外側に粗加工用ＣＢＮ電着砥石が隣接して装着されていることを特徴とする傘歯車加工工具。
【請求項２】
請求項１の傘歯車加工工具を用いて加工される傘歯車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傘歯車加工における刃先にＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）電着砥粒層を備えた環状ラック形のＣＢＮ電着砥石の耐久性向上を図った傘歯車加工工具及びそれを用いて加工される傘歯車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
傘歯車の加工方法には、加工工具の形状がそのまま歯形を形成する成形加工方法、あるいは加工工具とワークとがお互いに創成運動しながら部分的に加工されて最終的に歯形が完成される創成加工方法などがある。又、これらの加工に使用される加工工具には切削工具、あるいは砥石によるものなどがある。切削あるいは研削加工工具を粗加工用と仕上げ加工用と２種類の加工工具を使い分けること無く１種類の加工工具のみで傘歯車の歯切り加工をする場合では、工具の寿命が短く、傘歯車の加工精度を高く保つことが困難であった。
【０００３】
切削あるいは研削加工工具を粗加工用加工工具で仕上げ代を残して１度粗加工した後、仕上げ加工用加工工具で仕上げ加工する傘歯車の場合では、傘歯車の加工精度を高く保つことができる。しかしながら、２種類の加工工具を交換使用するため段取りに時間を要し、２工程歯切りとなるために加工時間も長くなっていた。そこで、特に高精度加工のできる研削加工において１パスで成形加工するために粗加工用と仕上げ加工用の２種類の砥石を隣接して装着した傘歯車加工工具、、及びそれを用いて加工される傘歯車を発明した。
【０００４】
従来の傘歯車研削加工方法は、図２の電着砥石を使用して一歯溝ずつワークを割り出し、１パスで仕上げ加工する方法である。
歯車を加工する先行技術情報としては次に記述する特許文献１が見られるが、この例では傘歯車に応用した例は述べられていない。
【特許文献１】特開平０９−２０７０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の傘歯車研削加工例では、ＣＢＮ電着砥石では粗加工用と仕上げ加工用と使い分けること無く１つの工具で加工していた。従って、それぞれの加工に最適な砥石の粒度を選定できないため砥石の耐久性が悪く、砥石の交換間隔が短い欠点があった。又別の傘歯車研削加工例では、ＣＢＮ電着砥石を粗加工用と仕上げ加工用と使い分けて２工程で加工していたため、粗加工時間＋加工工具の交換時間＋仕上げ加工時間と加工時間も長くなっていた。
【０００６】
本発明はこれらの欠点を解決する為に発明されたものである。発明において、仕上げ加工用ＣＢＮ電着砥石では、従来より砥石の砥粒を小さくすることで加工面の粗さを抑えて仕上げ面精度の高い傘歯車が加工できる一方、粗加工用ＣＢＮ電着砥石では、仕上げ加工用ＣＢＮ電着砥石の砥粒より大きな砥粒を設定することで研削量を増すことができた。又１工程で加工できるために総合的に加工時間が短縮されると共に工具の寿命を従来に対し４倍〜９倍程度高めることができた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、従来の仕上げ加工用電着砥石に、加工補助として設けられた粗加工用電着砥石が隣接して装着されていることを特徴とし、最初の立ち上がりのみ切り込みに時間を掛けるだけで、従来の１パスで仕上げ加工するのと同じ加工工程で、粗加工と仕上げ加工とを同時に実施することにより上記課題を解決したものである。
【０００８】
粗加工用電着砥石の刃部は、仕上げ加工用電着砥石の刃部にて形成される歯溝と隣り合った歯溝を形成するように設けられており、さらに粗加工用電着砥石の刃部は、粗加工により形成される歯溝が仕上げ加工用電着砥石にて形成される歯溝より小さくなるように、すなわち仕上げ加工取代が残るように内周面及び外周面、先端面が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
仕上げ加工用電着砥石のＣＢＮ砥粒は、従来と同じか傘歯車の加工精度を良くするためにそれより小さい砥粒を用いること、又粗加工用電着砥石に使用されるＣＢＮ砥粒は、仕上げ加工用電着砥石のＣＢＮ砥粒と同じか、それより大きい砥粒を用いることを特徴とする。
【００１０】
この工具で傘歯車を研削加工することにより、従来の工具に比べ、仕上げ加工用電着砥石の加工量が減少し加工による負担を軽減することが可能となり、さらに、粗加工用電着砥石のＣＢＮ砥粒を仕上げ加工用電着砥石よりも大きくすることで粗加工用電着砥石の加工性が向上する。この工具を使用することにより加工能率及び品質を維持したまま工具の耐久性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の傘歯車加工工具は、刃先にＣＢＮ砥粒層を備えた環状ラック形仕上げ加工工具である電着砥石に、加工補助として設けられた粗加工用電着砥石を装着し加工することにより、仕上げ加工工具の負担が軽減されたことと、粗加工用電着砥石の刃先部に仕上げ加工工具の仕上げに最適なＣＢＮ砥粒に比べ加工性のよい大きいＣＢＮ砥粒を選択的に用いることで、傘歯車加工工具の耐久性の向上が可能となり、傘歯車の加工における工具１ヶ当りの歯車加工個数が増加し、工具の交換間隔を長くすることが可能となる。又仕上げ加工工具のＣＢＮ砥粒を小さくすることで傘歯車の加工精度を従来より良くすることが可能となる。これらの総合的効果として、電着砥石を使用した傘歯車の研削加工において従来に対し４倍〜９倍程度の大幅な工具寿命の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について具体的な実施例を挙げ、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の一実施例に係る傘歯車加工工具の断面図であり、図２には、従来の電着砥石の断面を示してある。 図２において、５は電着砥石の本体で、先端には歯形形状をもった刃部５aが設けられており、刃部５aには砥粒層６が電着されている。
【００１４】
図３は要部の拡大断面図を示したものである。 仕上げ加工用電着砥石１は環状に形成されており、先端には歯形形状をもった刃部１aが設けられている。また、その内周面及び外周面、先端面にはＣＢＮ砥粒層３が電着されている。 粗加工用電着砥石２においても仕上げ加工用電着砥石１と同様に環状に形成されており、先端には刃部２aが設けられている。また、その内周面及び外周面、先端面にはＣＢＮ砥粒層４が電着されている。
この仕上げ加工用電着砥石１の外側に粗加工用電着砥石２が組立ボルト１１にて装着されている。
【００１５】
粗加工用電着砥石２の刃部２aは、仕上げ加工用電着砥石１の刃部１aが加工する歯溝と隣り合った歯溝を加工するように設計されており、さらに粗加工用電着砥石２の刃部２aは加工される歯溝が仕上げ加工用電着砥石にて加工される歯溝８より小さく、仕上げ加工取代が残るように内周面及び外周面、先端面が形成されている。
【００１６】
さらに、粗加工用電着砥石２の砥粒は、仕上げ加工用電着砥石１の砥粒と同じかそれより大きい砥粒を用いている。例えば、仕上げ加工用電着砥石１の刃部に粒度＃３２５のＣＢＮ砥粒を電着させ、粗加工用電着砥石２の刃部には粒度＃５０〜＃１４０程度の砥粒を電着させる。このように、仕上げ加工工具のＣＢＮ砥粒を小さくすることで傘歯車の加工精度を従来より良くすることが可能となる。又粗加工用電着砥石の刃先部に仕上げ加工工具の仕上げに最適なＣＢＮ砥粒に比べ加工性のよい大きいＣＢＮ砥粒を選択的に用いることで、傘歯車加工工具の耐久性の向上が可能となる。更に、傘歯車の加工における工具１ヶ当りの歯車加工個数が増加し、工具の交換間隔を長くすることが可能となる。
【００１７】
請求項２の傘歯車は、請求項１の傘歯車加工工具を用いて以下の方法で研削加工される。工具を回転させ仕上げ寸法まで切り込むことにより、仕上げ加工用電着砥石１のＣＢＮ砥粒層３と粗加工用電着砥石２のＣＢＮ砥粒層４によりワーク７が削られ、同時に２ヶ所の歯溝、すなわち粗加工された仕上げ加工溝より小さい歯溝と仕上げ加工された歯溝が形成される。
次に、工具をワーク７から逃がした後に、粗加工された歯溝に仕上げ加工用電着砥石が入る方向９にワーク７を１ピッチ割り出して回転させ、再度仕上げ寸法まで切り込む。粗加工された歯溝は仕上げ加工用電着砥石１で仕上げ加工されて、仕上げられた歯溝が形成される。同時にその隣の未加工の部分に粗加工された歯溝が形成される。
【００１８】
ここで、歯溝の最初の一歯溝目は仕上げ寸法まで切り込むと仕上げ加工用電着砥石１の加工量が多くなり加工による負担がかかる。そこで負担を軽減するために仕上げ寸法よりも切り込み量を小さくし不完全な歯形にしておく。二歯溝目以降は加工補助として設けられた粗加工用電着砥石によって粗加工されているので、仕上げ寸法まで切り込み完全な歯形を形成していき、一周したら最初の不完全な一歯溝目を仕上げ寸法まで切り込み、完全な歯形を形成して加工サイクルを終了する。
【００１９】
上述のように傘歯車加工工具において加工補助として粗加工用電着砥石２を設け、上記のような加工サイクルを採用したことにより、仕上げ加工用電着砥石１の加工による負担を小さくすることができた。
また、粗加工用電着砥石２の砥粒を大きくしたことにより、粗加工用電着砥石２の耐久性も向上することができた。
【００２０】
また、仕上げ加工用砥石の砥粒をより小さくすることで加工面の粗さを抑えて仕上げ面精度の高い傘歯車を製作することが可能となった。
【００２１】
実施例では、加工補助として設けられた粗加工用電着砥石の個数は本体の外側に１個であるが、個数を増やして具体化することも、内側に配置することも可能であり、それに限定されるものではない。
【００２２】
実施例では、仕上げ加工用電着砥石と粗加工用電着砥石とが別途形成され組立ボルトで固定、装着されたものであるが、一体で形成し具体化することも可能である。さらに、ＣＢＮ砥粒層を備えた環状ラック形加工工具のみに限定されるものではなく、環状フライスカッター等の工具にも適用して具体化することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
工作機械や産業車両、民生車両、自動車等に使用される傘歯車などの加工に利用でき、その発明による効果は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の加工工具の断面図
【図２】従来の加工工具の断面図
【図３】本発明の要部の拡大断面図
【符号の説明】
【００２５】
１  ・・・仕上げ加工用電着砥石
１a  ・・・仕上げ加工用電着砥石の刃部
２  ・・・粗加工用電着砥石
２a  ・・・粗加工用電着砥石の刃部
３、４、６  ・・・ＣＢＮ砥粒層
５  ・・・従来の電着砥石
５ａ  ・・・従来の電着砥石の刃部
７  ・・・ワーク
８  ・・・仕上加工で形成される歯溝
９  ・・・ワークの割り出し方向
１０・・・仕上加工取代
１１・・・組付ボルト
【図１】
2005066737.tif 000003
【図２】
2005066737.tif 000004
【図３】
2005066737.tif 000005