(57)【要約】【課題】シェービング段差を極力無くして、歯車の強度を向上させることのできるシェービングカッターを提供する。【解決手段】シェービングカッターの各歯２の歯先部５の外形が被削歯車の歯底部の曲線に近似した形状に形成され、歯たけの長さＬが歯先部５の先端が被削歯車の歯底部に到達可能な長さに設定されているので、本シェービングカッターによって、荒加工された被削歯車をシェービング加工すると、被削歯車の歯面と歯底部とが滑らかに連続するように加工され、シェービング段差を無くすことが可能となり、歯車の強度を向上させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯先部の外形が、被削歯車の歯底部の曲線に近似した形状に形成され、歯たけの長さが、前記歯先部の先端が前記被削歯車の前記歯底部に到達可能な長さに設定された歯を複数備えたことを特徴とするシェービングカッター。
【請求項２】
前記歯先部の外形は、曲線状に形成され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ー。
【請求項３】
前記歯先部の外形は、傾斜の異なる複数の直線を連結した形状に形成され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ー。
【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ーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車のトランスミッション等に使用される歯車は、粗材をホブ切り加工して荒加工した後に、シェービング加工により歯面を精度良く仕上げている。
そこで、図１０に示すように、シェービング加工する際に使用される従来のシェービングカッター５０は、円板状に形成されたカッター本体の外周部分に各歯５１が所定間隔を置いて複数形成されている。また、シェービングカッター５０の各歯５１には、その幅方向両側の歯面５２、５２に、歯すじ方向に沿って間隔をおいてセレーション溝３、３が形成され、歯５１の各歯面５２と各セレーション溝３との間の稜部に切刃が形成されている（図１参照）。
そして、図１０及び図１１に示すように、シュービングマシンの主軸に装着されたこのシェービングカッター５０と、回転可能な軸に軸支された被削歯車２０とを所定の軸交差角の下で噛み合わせて、シェービングカッター５０を回転駆動させると共に、被削歯車２０を従動させて回転させる。その結果、シェービングカッター５０と被削歯車２０との軸交差角によって生じる、シェービングカッター５０の各歯５１の歯面５２と、被削歯車２０の各歯２１の歯面２５との歯すじ方向の相対すべり運動により、被削歯車２０の各歯２１の歯面２５がシェービング加工される。
【０００３】
また、図１０及び図１１に示すように、従来のシェービングカッター５０の各歯５１の歯たけの長さＬ１は、被削歯車２０の各歯２１の必要とする歯面２２の範囲Ｌ２を切削可能とする長さに設定されている。さらに、シェービングカッター５０の各歯５１の歯先面５３は、略直線状（正確には、シェービングカッター５０の円弧の一部）に形成されている。つまり、従来のシェービングカッター５０では、シェービングカッター５０の各歯５１を研削する際には、各歯５１の歯面５２が研削された後に、各歯５１の歯先面５３が円筒研削盤により研削されるために、各歯５１の歯先面５３は略直線状に形成される。
そして、この従来のシェービングカッター５０によって、被削歯車２０の各歯２１の歯面２５を加工すると、図１１に示すように、シェービングカッター５０の各歯２１の歯面５２と歯先面５３との間の角部５４によって、被削歯車２０の荒加工時の歯面２５と歯底部２３との境界部分が抉られるように加工されて、シェービング加工後の歯面２２と荒加工時の歯底部２３との間に段差（以下シェービング段差という）３０が形成されてしまう。このようなシェービング段差３０が形成されてしまうと、歯車２０の強度が低下して、歯車２０が高負荷運転された場合、このシェービング段差３０を起点として歯車２０が折損する虞がある。
なお、図１１において、被削歯車２０の各歯２１の歯面は、２点鎖線で示す位置が荒加工時の歯面２５であり、実線で示す位置がシェービング加工後の歯面２２である。また、図１１において、複数の矢印で示す位置は、各切削段階での切削点を示すものである。
【０００４】
そこで、シェービング段差を少なくする方法として、被削歯車２０の各歯２１を荒加工する際に、図１２に示すプリシェービングプロチュバランス付きホブ（以下ＰＰ付ホブという）６０を使用して荒加工して、その後、従来のシェービングカッター５０にて加工する方法が採用されている。
つまり、このＰＰ付ホブ６０は、図１２に示すように、ねじ部６１の先端に、ねじ部６１の幅方向（紙面視左右方向）に突出する凸部６２、６２がそれぞれ形成されており、このＰＰ付ホブ６０で被削歯車１０が荒加工されると、図１３に示すように、被削歯車２０の歯底部２３と歯面２５との境界部分が凹設２６され、その後、従来のシェービングカッター５０にて歯面２５を加工すれば、シェービング段差が少なくなる。しかしながら、この方法であると、被削歯車２０の両歯面２２のシェービング代が不均一になってしまうと、シェービング段差３０が形成される虞がある。
【０００５】
また、シェービングカッターに係る従来技術として特許文献１には、各歯に、各歯の頂部に開口して歯すじ方向へ抜ける１つのスリットが形成されるシェービングカッターが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２０５５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の発明のシェービングカッターでは、シェービングカッターが切込まれた際に、各歯が、スリットを狭めるようにして撓むので、被削歯車の各歯の歯面がシェービングカッターの各歯の歯面で押しつぶされることなく、精度の高い歯車を得ることが可能となっているが、上述したシェービング段差を無くすことは不可能である。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、シェービング段差を極力無くして、歯車の強度を向上させることのできるシェービングカッターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載したシェービングカッターの発明は、歯先部の外形が、被削歯車の歯底部の曲線に近似した形状に形成され、歯たけの長さが、前記歯先部の先端が前記被削歯車の前記歯底部に到達可能な長さに設定された歯を複数備えたことを特徴とするものである。
請求項２に記載したシェービングカッターの発明は、請求項１に記載した発明において、前記歯先部の外形は、曲線状に形成されることを特徴とするものである。
請求項３に記載したシェービングカッターの発明は、請求項１に記載した発明において、前記歯先部の外形は、傾斜の異なる複数の直線を連結した形状に形成されることを特徴とするものである。
【０００９】
従って、請求項１に記載したシェービングカッターの発明では、各歯の歯先部の形状が被削歯車の歯底部の曲線に近似した形状に形成され、歯たけの長さが、歯先部の先端が被削歯車の歯底部に到達可能な長さに設定されており、歯先部の歯面によって、被削歯車の歯面と歯底部との境界部分が滑らかに連続するように加工されるので、シェービング段差が極力形成されることなく、シェービング段差が生じたとしても、この段差は従来よりも大きな曲率を有する段差となる。
請求項２に記載したシェービングカッターの発明では、歯先部の外形を形成する曲線状の歯面によって、被削歯車の歯面と歯底部との境界部分が滑らかに連続するように加工されるので、シェービング段差が無くなる。
請求項３に記載したシェービングカッターの発明では、歯先部の外形を形成する傾斜の異なった複数の直線を連結した形状の歯面によって、被削歯車の歯面と歯底部との境界部分が従来よりも曲率の大きい曲線状に加工されるので、シェービング段差が生じたとしても、従来よりも大きな曲率を有する段差となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シェービング段差を極力無くして、歯車の強度を向上させることのできるシェービングカッターを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図９に基いて詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係るシェービングカッター１は、図１及び図２に示すように、円板状に形成されたカッター本体１ａの外周部分に歯２が周方向に所定間隔を置いて複数形成されている。各歯２には、その幅方向両側の歯面４、４に、歯すじ方向に沿って間隔をおいてセレーション溝３、３が形成され、各歯２の各歯面４と各セレーション溝３との間の稜部に切刃が形成される。また、各歯２の歯先部５の外形は、被削歯車２０の歯底部２３の曲線に近似する形状に形成されている。さらに、各歯２の歯たけの長さＬは、歯先部５の先端が被削歯車２０の歯底部２３に到達可能な長さに設定されている。
【００１２】
そして、本発明の実施の形態に係るシェービングカッター１の各歯２は、次に説明する４形態で構成されるようになる。
まず、第１の実施の形態に係るシェービングカッター１の各歯２は、図２に示すように、各歯２の歯たけの長さＬが、歯先部５の先端が被削歯車２０の歯底部２３を所定の切削深さ（約３０μｍ）でシェービング加工可能な長さに設定されている。また、シェービングカッター１の各歯２の歯先部５の外形は、被削歯車２０の歯底部２３の曲線に近似するように、歯２の各歯面４、４から連続し、所定の曲率半径Ｒ１を有する円弧状に形成されている。
そして、この第１の実施形態に係るシェービングカッター１によって、荒加工された被削歯車２０をシェービング加工すると、図３から解るように、シェービングカッター１の歯２の歯面４及び歯先部５によって、被削歯車２０の荒加工時の歯面２５及び歯底部２３が所定深さ（約３０μｍ）まで切削される。その結果、図４に示すように、シェービング加工後の被削歯車２０の歯面２２と歯底部２７との境界部分には、従来形成されていたシュービング段差３０（図１１参照）が形成されることがない。
なお、図３及び４において、被削歯車２０の各歯２１の歯面は、２点鎖線で示す位置が荒加工時の歯面２５で、実線で示す位置がシェービング加工後の歯面２２であり、また、各歯２１の歯底部は、２点鎖線で示す位置が荒加工時の歯底部２３で、実線で示す位置がシェービング加工後の歯底部２７である。さらに、図３において、複数の矢印で示す位置は、各切削段階での切削点を示すものである。
【００１３】
次に、第２の実施の形態に係るシェービングカッター１の各歯２ａは、図５に示すように、各歯２ａの歯たけの長さＬが、歯先部５の先端が被削歯車２０の歯底部２３に到達可能な長さに設定されている。また、シェービングカッター１の各歯２ａの歯先部５の外形は、被削歯車２０の歯底部２３の曲線に近似するように、歯２ａの各歯面４、４から異なった曲率半径Ｒ２、Ｒ３で連続する複数の曲線を連結した形状に形成されている。
そして、この第２の実施形態に係るシェービングカッター１によって、荒加工された被削歯車２０をシェービング加工すると、図６から解るように、シェービングカッター１の歯２ａの歯先部５によって、被削歯車２０の荒加工時の歯面２５と歯底部２３との境界部分が、シェービング加工後の歯面２２と荒加工時の歯底部２３とが滑らかに連続するように加工される。その結果、第１の実施形態に係るシェービングカッター１と同様に、被削歯車２０のシェービング加工後の歯面２２と荒加工時の歯底部２３との境界部分には、従来形成されていたシュービング段差３０（図１１参照）が形成されることがない。
【００１４】
次に、第３の実施の形態に係るシェービングカッター１の各歯２ｂは、図７に示すように、各歯２ｂの歯たけの長さＬが、歯先部５の先端の歯先面６が被削歯車２０の歯底部２３に到達可能な長さに設定されている。また、シェービングカッター１の各歯２ｂの歯先部５の外形は、被削歯車２０の歯底部２３の曲線に近似するように、先端の略直線状の歯先面６と、歯２ｂの各歯面４、４から歯先面６に向けてそれぞれ傾斜する略直線状の各歯面７、７とが連続された形状に形成されている。
そして、この第３の実施形態に係るシェービングカッター１によって、荒加工された被削歯車２０をシェービング加工すると、図９から解るように、シェービングカッター１の歯２の歯先部５によって、被削歯車２０の荒加工時の歯面２５と歯底部２３との境界部分が従来よりも曲率の大きい曲線状に加工されて、シェービング加工後の歯面２２と荒加工時の歯底部２３と間に若干のシェービング段差３０ａが形成されるものの、このシェービング段差３０ａは、従来のシェービング段差３０（図１１参照）よりも大きな曲率を有する段差となる。
なお、第３の実施形態に係る歯２ｂの歯先部５に設けた各歯面７、７の各歯面４、４に対する傾斜角度は、シェービング段差３０ａを形成する曲線の曲率が十分に大きくなるような傾斜角度に設定される。また、歯２ｂの各歯面４、４と、歯先部５の各歯面７、７とは曲線的に連結されてもよい。
ここで、図９において、被削歯車２０の各歯２１の歯面は、２点鎖線で示す位置が荒加工時の歯面２５であり、実線で示す位置がシェービング加工後の歯面２２である。
【００１５】
次に、第４の実施の形態に係るシェービングカッター１の各歯２ｃは、図８に示すように、各歯２ｃの歯たけの長さＬが、歯先部５の先端が被削歯車２０の歯底部２３に到達可能な長さに設定されている。また、シェービングカッター１の各歯２ｃの歯先部５の外形は、被削歯車２０の歯底部２３の曲線に近似するように、歯２ｃの各歯面４、４から略直線状の各歯面８、８が先端で連結されるように傾斜する形状に形成されている。
そして、この第４の実施形態に係るシェービングカッター１によって、荒加工された被削歯車２０をシェービング加工すると、図９から解るように、シェービングカッター１の歯２の歯先部５によって、被削歯車２０の荒加工時の歯面２５と歯底部２３との境界部分が従来よりも曲率の大きい曲線状に加工されて、シェービング加工後の歯面２２と荒加工時の歯底部２３と間に若干のシェービング段差３０ａが形成されるものの、このシェービング段差３０ａは、従来のシェービング段差３０（図１１参照）よりも大きな曲率を有する段差となる。
なお、第４の実施形態に係る歯２ｃの歯先部５に設けた各歯面８、８の各歯面４、４に対する傾斜角度は、シェービング段差３０ａを形成する曲線の曲率が十分に大きくなるような傾斜角度に設定される。
【００１６】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係るシェービングカッター１では、各歯２の歯先部５の外形を、被削歯車２０の歯底部２３の曲線に近似する形状に形成して、歯たけの長さＬを、歯先部５の先端が被削歯車２０の歯底部２３に到達可能な長さＬに設定している。これにより、本シェービングカッター１と被削歯車２０との噛み合い率が向上すると共に、本シェービングカッター１により、被削歯車２０の歯面２２と歯底部２３または２７とが滑らかに連続するように加工されるので、従来形成されていたシェービング段差３０を無くすことが可能となり、歯車２０の強度を向上させることができる。また、本シェービングカッター１により、シェービング段差３０ａが形成されたとしても、このシェービング段差３０ａは、従来のシェービング段差３０の曲率よりも大きい曲率であるために、歯車２０の折損の起点に成り難くくなる。
なお、本シェービングカッター１の第１〜第４の実施形態に係る歯２、２ａ、２ｂ、２ｃの研削は、従来使用されていたシェービングカッター研削盤及び円筒研削盤ではなく、ＮＣプロファイル研削盤等を使用すれば研削可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るシェービングカッターの各歯の斜視図である。
【図２】図２の（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るシェービングカッターの各歯の正面図であり、（ｂ）は歯先部の拡大図である。
【図３】図３は、図２のシェービングカッターによって被削歯車を加工する過程を段階的に示した図である。
【図４】図４は、図２のシェービングカッターによる切削加工後の被削歯車の各歯の正面図である。
【図５】図５の（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るシェービングカッターの各歯の正面図であり、（ｂ）は歯先部の拡大図である。
【図６】図６は、図５のシェービングカッターによる切削加工後の被削歯車の各歯の正面図である。
【図７】図７の（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係るシェービングカッターの各歯の正面図であり、（ｂ）は歯先部の拡大図である。
【図８】図８の（ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係るシェービングカッターの各歯の正面図であり、（ｂ）は歯先部の拡大図である。
【図９】図９は、図７及び図８のシェービングカッターによる切削加工後の被削歯車の各歯の正面図である。
【図１０】図１０は、従来のシェービングカッターの各歯の正面図である。
【図１１】図１１は、図１０のシェービングカッターによって被削歯車を加工する過程を段階的に示した図である。
【図１２】図１２は、従来の歯車の加工方法を説明する図であって、歯車を荒加工する際に使用されるＰＰ付きホブの各ねじ部の正面図である。
【図１３】図１３は、図１２のＰＰ付きホブで荒加工した後、図１０に示す従来のシェービングカッターによって切削加工された後の被削歯車の各歯の正面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  シェービングカッター，２、２ａ、２ｂ、２ｃ  歯，４、７、８  歯面，５  歯先部，６  歯先面，２０  被削歯車，２３  歯底部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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