(57)【要約】【課題】同一のユニバーサルハブ工具を用いて複数の異なる類似のかさ歯車をソフトフライス加工する。【解決手段】本願発明は、第１かさ歯車を予備歯切りするため、第１フライス盤に内側、外側切れ刃の複数組を有するバーカッタのセットを備えたユニバーサルホブ工具を使用する。第１加工段階では第１かさ歯車に凸状内側歯面および凹状外側歯面を同時にフライス加工するため組を用い、第２加工段階では凹状外側歯面または凸状内側歯面をフライス仕上げ予備加工するため外側切れ刃または内側切れ刃をそれぞれ用いる。次に、第２かさ歯車を予備歯切りするため、第１または第２フライス盤に同じユニバーサルホブ工具を使用する。第３加工段階では第２かさ歯車に凸状内側歯面および凹状外側歯面を同時にフライス加工するため組を用い、第４加工段階では凹状外側歯面または凸状内側歯面をフライス仕上げ予備加工するため外側切れ刃または内側切れ刃をそれぞれ用いる。【選択図】図２Ａ
2013000879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の類似するかさ歯車（２０．１、２０．２）であるかさ歯車の歯のソフトフライス加工方法であって、
ユニバーサルホブ工具（１０）は、内側切れ刃（１３．１）および外側切れ刃（１４．１）の複数の組を有するバーカッタのセットを備え、前記複数の類似するかさ歯車である第１かさ歯車（２０．１）の歯を予備歯切りするため、第１フライス盤において使用され、
第１加工段階において、当該かさ歯車（２０．１）に凸状内側歯面（２１．１＊）および凹状外側歯面（２２．１＊）を同時にフライス加工するために前記組（１３．１、１４．１）が用いられ、
続く第２加工段階において、当該かさ歯車（２０．１）に、凹状外側歯面（２２．１＊）をフライス仕上げ予備加工するために外側切れ刃（１４．１）が用いられるか、または、凸状内側歯面（２１．１＊）をフライス仕上げ予備加工するために内側切れ刃（１３．１）が用いられ、前記第２加工段階では、それぞれにおける他の前記切れ刃（１３．１または１４．１）は使用されず、
前記複数の類似するかさ歯車（２０．１、２０．２）である第２かさ歯車（２０．２）の歯を予備歯切りするため、前記第１または第２フライス盤において同じ前記バーカッタのセットを備えた前記ユニバーサルホブ工具（１０）が使用されることを特徴とし、
第３加工段階において、前記第２かさ歯車（２０．２）に凸状内側歯面（２１．２＊）および凹状外側歯面（２２．２＊）を同時にフライス加工するために前記組（１３．１、１４．１）が用いられ、
続く第４加工段階において、前記第２かさ歯車（２０．２）に、前記凹状外側歯面（２２．２＊）をフライス仕上げ予備加工するために前記外側切れ刃（１４．１）が用いられるか、または、前記凸状内側歯面（２１．２＊）をフライス仕上げ予備加工するために前記内側切れ刃（１３．１）が用いられ、前記第４加工段階では、それぞれにおける他の前記切れ刃（１３．１または１４．１）は使用されない
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１加工段階において、前記内側切れ刃（１３．１）は、前記凸状内側歯面（２１．１＊）のフライス仕上げ予備加工のために用いられ、前記外側切れ刃（１４．１）は、前記凹状外側歯面（２２．１＊）のフライス仕上げ予備加工のために用いられ、
前記第２加工段階において、前記外側切れ刃（１４．１）は、前記凹状外側歯面（２２．１＊）のフライス仕上げ予備加工のために用いられる
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１加工段階において、前記内側切れ刃（１３．１）は、前期凸状内側歯面（２１．１＊）のフライス仕上げ予備加工のために用いられ、前記外側切れ刃（１４．１）は、前記凹状外側歯面（２２．１＊）のフライス仕上げ予備加工のために用いられ、
前記第２加工段階において、前記内側切れ刃（１３．１）は、前記凸状内側歯面（２１．１＊）のフライス仕上げ予備加工のために用いられる
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の類似するかさ歯車（２０．１、２０．２）である前記第２かさ歯車（２０．２）は、前記複数の類似するかさ歯車（２０．１、２０．２）である第１かさ歯車（２０．１）とは、法線方向から見た前記歯底（１７＊）における前記歯溝（１５＊）の溝幅（ｅfn,soft）が異なる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ユニバーサルホブ工具（１０）は、前記内側切れ刃（１３．１）および外側切れ刃（１４．１）を備えており、前記バーカッタのセットは、積極的なチップ間隔が生じるように形成されており、この積極的なチップ間隔（ｗsoft）は、第１かさ歯車（２０．１）の歯溝（１５．１＊）と第２かさ歯車（２０．２）の歯溝（１５．２＊）との最小溝間隔（ｅfn,soft）よりも小さい
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ユニバーサルホブ工具（１０）を用いた予備歯切り後、前記第１かさ歯車（２０．１）は、異なる溝幅（ｅfn,soft）を有し、前記溝幅は、前記予備歯切り後の前記第２かさ歯車（２０．２）と異なる寸法である
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記凸状内側歯面（２１．１＊、２１．２＊）の前記仕上げ予備加工は、前記凹状外側歯面（２２．１＊、２２．２＊）の前記仕上げ予備歯切りと異なる、フライス盤の機械設定で実行される
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
予備歯切り後、前記類似のかさ歯車（２０．１、２０．２）はそれぞれ、仕上げ歯切り方法を行い、前記仕上げ歯切り方法は、ハード加工方法、好ましくは研削方法を有する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記かさ歯車（２０．１、２０．２）は、前記仕上げ予備歯切り方法の前に熱処理される
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記積極的なチップ間隔は、前記複数の類似のかさ歯車である全てのかさ歯車（２０．１、２０．２）の最小定格溝間隔よりも小さい
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
ユニバーサルホブ工具（１０）は、
複数の対にして並べられた内側カッタ（１３）および外側カッタ（１４）を備え、前記内側カッタはそれぞれ、内側切れ刃（１３．１）を有し、前記外側カッタはそれぞれ、外側切れ刃（１４．１）を有し、
または、複数のフルカッタ（４０）を備え、各フルカッタは、内側切れ刃（１３．１）および外側切れ刃（１４．１）を有する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
フライス盤で複数の類似するかさ歯車（２０．１、２０．２）を予備歯切りするためのユニバーサルホブ工具（１０）の使用方法であり、
前記ユニバーサルホブ工具（１０）は、複数の対にして並べられた内側切れ刃（１４．１）を有するバーカッタのセットを備えており、
前記対にして並べられた内側切れ刃（１３．１）および外側切れ刃（１４．１）は、積極的なチップ間隔を持ち、これは、法線方向から見た、前記複数の類似のかさ歯である全てのかさ歯車（２０．１、２０．２）の歯底（１７）における歯溝（１５．１、１５．２）の最小チップ間隔（ｅfn,soft）よりも小さい
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】
本願発明は、複数の異なるかさ歯車の予備歯切り方法に関する。また、同一のフライス工具の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車の製造方法は、数え切れないほど多い。はすばかさ歯車の切削加工では、単独割り出し方式と連続方式（連続割り出し方式とも呼ばれる）を区別している。
【０００３】
連続方式（連続ホブ切りとも呼ばれ、英語では「continuous indexing process resp. face hobbing」）では、工作物の歯の凸状および凹状歯面を切削するため、例えば、グループにまとめた内側カッタ（ＩＭ）および外側カッタ（ＡＭ）を有するカッタヘッド工具が用いられる。連続方式において、工作物は１度のクランプで連続して切削される。連続方式は、非常に複雑で、組み合わされた連続する動作に基づいており、その中で、工具と加工される工作物は互いに関連する連続割り出し動作を行う。割り出し動作は、同一の機械を駆動する複数軸の協調駆動によって生じる。連続割り出し方式において、カッタヘッドの回転と機械加工される工作物の回転は、あるグループのカッタがある歯溝を通過して、次のグループのカッタが次の歯溝を通過するように連動している。このようにして割り出しは連続的に生じ、全ての溝はほとんど同時に作り出される。この連動した動作によって、幅のある外転サイクロイドが、作り出されるかさ歯車の平らな歯車の上に長手方向の歯すじとして生じる。
【０００４】
割り出し方式（単独割り出し方式とも呼ばれ、英語では「face milling」）において、ある歯溝が機械加工されると、歯溝の外にある工具の駆動を相対的に変位させる、いわゆる割り出し動作（割り出し回転）が生じる。その中で、次の歯溝が機械加工される前に、工作物は工具に対して回転する。このようにして歯車は、段階的に一溝ずつ製造される。単独割り出し方式において、内側歯面（凸状歯面）を工作物に切削して予備的に外側歯面を機械加工するため、内側切れ刃および外側切れ刃を有する第１カッタヘッドが用いられても良い。外側切れ刃は、外側歯面の最終形状を作り出さない。そのとき、第１カッタヘッドは、工作物に外側歯面（凹状歯面）を最終的に切削するため、外側切れ刃を備えた第２カッタヘッドと交換されても良い。この方法は、片面切削とも呼ばれる。工具の切れ刃は（例えば、前側カッタヘッドに対して）環状に配列されており、従って、工作物に生じた歯すじは円弧形状をしている。
【０００５】
上述の単独割り出し方式において、カッタヘッドの交換が発生し、これは一方で総機械加工時間を延ばす原因となり、他方で誤差を引き起こす可能性がある。なぜなら各クランプまたは新たなクランプは、理想的な位置からわずかなずれを引き起こす可能性があるからである。２つの独立したカッタヘッドを伴う片面単独割り出し方式の利点は、両側歯面が互いにほぼ独立して最適化できることである。
【０００６】
いわゆる仕上げ方式は、大規模な連続生産において好んで用いられる特別な単独割り出しである。図１Ａには、二歯面切削で仕上げを行うのに用いられる内側カッタ３および外側カッタ４を備えた工具１の代表例が示されている。工具１は、予備歯切りのために用いられる。予備歯切りにおいて、外側カッタ４は、工作物２の外側歯面（凹状歯面）を切削し、内側カッタ３は工作物２の内側歯面（凸状歯面）を加工する。内側および外側カッタ３、４の工具チップ幅は、ここでは数値ｓa0,softで参照される。この工具チップ幅は、図１Ａに示されているように、２つのカッタ３、４を合わせたチップ間隔ｗsoftよりも小さい。
【０００７】
図１Ｂにおいて、予備歯切り後の歯溝５＊が示されている。予備歯切りされた歯溝５＊の実効歯幅ｅfn,softは、両カッタ３、４のチップ幅ｗsoftと同じ大きさである。
【０００８】
ここで、予備歯切りと焼き入れの後、歯溝５＊を仕上げ加工するため、共通の断面を持つフルカット工具６（ほとんどの場合、研削ディスク）が適用される。共通する工程は図１Ｃに示されている。フルカット工具６のチップ幅は、ここでは参照数字ｗhardで参照される。最終歯溝５は、図１Ｄで見ることができる。最終歯溝５は、フルカット工具６のチップ幅ｗhardと同じ大きさの最終歯幅ｅfn,hardを有する。
【０００９】
仕上げにおいて、法線方向での予備歯切り歯溝５＊の一様な歯面寸法は、ほとんどの場合、同じ機械設定であっても工具チップ半径を変えることによって実現できる。それによって、内側カッタ３のチップ半径は、ハード加工のためのフルカット工具６のチップ半径や研削ディスクに関して、歯面寸法だけ大きくなり、一方、外側カッタ４のチップ半径は同じ寸法だけ小さくなる。
【発明の概要】
【００１０】
仕上げ方式において、リングギヤまたはピニオンは、二歯面切削を完全に包含する仕上げ加工が行われる。他の単独割り出し方式に関して、仕上げ方式は、より生産性が高い（２倍の金属切削力）という特徴を備えているが、機械の運動学的な変化は両歯面に常に影響するため、二歯面切削を包含する全ての方式の場合のように、歯面の形状の変更はより難しい。したがって、機械の運動学によってある歯面を変更した結果、他の歯面が変更されてしまうことが、二歯面切削を完全に包含する仕上げ方式の不利な点である。したがって、これらが二歯面切削に適合している場合でのみ変更が可能である。
【００１１】
ここで、複数の類似するかさ歯車を加工しなければならない状況がしばしばある。例えば、自動車産業において、異なるギヤトランスミッションのタイプのかさ歯車は、歯直角モジュールや圧力角や速度伝達比等の形状がわずかにしか異ならないことがしばしばある。これまでは、あるタイプのかさ歯車や他のタイプのものを必要に応じて加工できるようにするため、複数のフライス工具や複数のバーカッタのセットを準備して保管している。その都度、カッタバーをカッタヘッドから取り外して、他のカッタバーを位置について正確に挿入しなければならず、または、カッタヘッド全体を異なる装備の他のものに交換する。複数の異なるカッタバーのセットまたは完全に装着されたカッタヘッドをその都度保管して準備しなければならないため、労力は多大でありコストがかかる。
【００１２】
本願発明の目的は、工具のコストとこのような状況での労力を削減するのに役立つ方法を発展させることである。
【００１３】
本願発明によれば、この方法は、半仕上げ方式の基本的な考え方に基づく方法によって解決される。
【００１４】
本願発明による方法は、異なる類似のかさ歯車を仕上げ予備加工するために対にして並べられた内側および外側カッタを備えたユニバーサル工具で半仕上げ方式が実行されるという特徴を備える。
【００１５】
本願発明は、１つの共通するユニバーサルフライス工具を用いて異なる類似するかさ歯車を個々に予備歯切りする加工に役立つ。このユニバーサルフライス工具を用いると、一群のかさ歯車のうち異なるかさ歯車を、これらかさ歯車が類似していれば、加工することができる。ここでは、かさ歯車の平均歯直角モジュールがわずかしかずれておらず、これらの圧力角がわずかしか異なっておらず、速度伝達比が同程度であり、その結果、類似する曲率状態が歯に生じている場合、これらは類似するかさ歯車として考える。
【００１６】
本願発明によれば、予備歯切りにおいて、かさ歯車の凹状および凸状歯面は、個別の機械設定を用いてフライス加工される。
【００１７】
本願発明によれば、
各内側カッタは、内側切れ刃と呼ばれる切れ刃を有し、各外側カッタは、外側切れ刃と呼ばれる切れ刃を有する、対にして並べられた内側カッタおよび外側カッタが用いられるか、
または、内側切れ刃および外側切れ刃を有するフルカッタが用いられる。
【００１８】
類似のかさ歯車の予備歯切りにおいて、ユニバーサルフライス工具を交換する必要が無いということは、本願発明の利点である。
【００１９】
本願発明による方法は、ドライまたはウェット加工のいずれとしても実行可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本願発明のさらなる詳細と利点について、実施例に基づいて、図面を参照しながら以下に説明する。
【図１Ａ】予備歯切りにおける既知の仕上げ方式を表す概略断面図を示している。
【図１Ｂ】図１Ａの予備歯切り後の歯溝を表す概略断面図を示している。
【図１Ｃ】予備歯切りと焼き入れ後に実行される、ハード加工のための既知の方法を表す概略断面図を示している。
【図１Ｄ】図１Ｃのハード加工後の歯溝を表す概略断面図を示している。
【図２Ａ】外側カッタの外側切れ刃を用いた外側歯面の仕上げ予備歯切りと、これと同時に行われる、内側カッタの内側切れ刃を用いた内側歯面の予備歯切りにおける第１加工段階を表す概略断面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ａに示された第１加工段階におけるかさ歯車の概略平面図を示している。
【図２Ｃ】内側カッタの内側切れ刃を用いた内側歯面の仕上げ予備歯切りにおける第２加工段階を表す概略断面図を示す。
【図２Ｄ】図２Ｃに示された第２加工段階におけるかさ歯車の概略平面図を示す。
【図２Ｅ】図２Ａから２Ｄによる仕上げ予備歯切り後の歯溝を表す概略断面図を示す。
【図２Ｆ】仕上げ予備歯切りと焼き入れ後に行われるハード加工のための既知の方法を表す概略断面図を示す。
【図２Ｇ】図２Ｆによるハード加工後の歯溝を表す概略断面図を示す。
【図３Ａ】外側カッタの外側切れ刃を用いた追加のかさ歯車の外側歯面の仕上げ予備歯切りと、これと同時に行われる、内側カッタの内側切れ刃を用いた内側歯面の予備歯切りにおける第１加工段階を表す概略断面図を示す。
【図３Ｂ】内側カッタの内側切れ刃を用いた、図３Ａの追加のかさ歯車の内側歯面のの仕上げ予備歯切りにおける第２加工段階を表す概略断面図を示す。
【図４Ａ】フルカッタの外側切れ刃を用いた外側歯面の仕上げ予備歯切りと、これと同時に行われる、フルカッタの内側切れ刃を用いた内側歯面の予備歯切りにおける第１加工段階を表す概略断面図を示す。
【図４Ｂ】フルカッタの内側切れ刃を用いた内側歯面の仕上げ予備歯切りにおける第２加工段階を表す概略断面図を示す。
【図４Ｃ】図４Ａと４Ｂによる仕上げ予備歯切り後の歯溝を表す概略断面図を示す。
【図４Ｄ】仕上げ予備歯切りと焼き入れの後に実行するハード加工のための公知の方法を表す概略断面図を示す。
【図４Ｅ】図４Ｄによるハード加工後の歯溝を表す概略断面図を示す。
【図５】複数の内側カッタおよび外側カッタの組を有するバーカッタのセットを備えるユニバーサルホブ工具を例示する斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本願の詳細な説明に関して、関連する公報や特許でも使用されている用語を使用している。しかし、これら用語は、単により良い理解のために使用する過ぎないものとする。本願発明のアイデアと特許請求の範囲を、これらの翻訳における用語の具体的な選択によって限定すべきではない。本願発明は、他の用語のシステムおよび／または技術分野に容易に転用可能である。他の技術分野では、用語をこれらの意味に従って使用する必要がある。
【００２２】
図２Ａから３Ｂは、概略であって正確な縮尺ではない。図２Ａ、２Ｃ、２Ｆ、３Ａ、３Ｂには、わかり易くするため、ユニバーサルフライス工具１０の基体３０だけが、環状ディスクを通した断面図として示されている。工作物側を向いた正面３１は、その上に図２Ａから３Ｂの内側カッタ１３および外側カッタ１４、図４Ａから４Ｄのフルカッタがそれぞれ配置されており、図５で見られる環状ディスクの上側に相当する。工作物と反対側を向いた正面３６は、平坦な（構造化されていない）面として、図２Ａ、２Ｃ、２Ｆ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ、４Ｄに示されている。図５において、例えば、ユニバーサルフライス工具１０をアダプタや工具主軸に取り付けるために、この工作物と反対側を向いた正面３６は、回転によって外される部品、貫通穴および機能的な面を有しているため、構造化されている。
【００２３】
図２Ａ、４Ａおよび５には、基体３０の厚さＤ１が示されており、ユニバーサルフライス工具１０の対応する要素を相互に関連づけて配置するようになっている。図２Ａ、４Ａおよび５において、基体３０の外径は、ＲＡで参照される。
【００２４】
ここで、図２Ａとそれに続く図に基づいて、本願発明について詳細に説明する。これら図面は、本願発明による方法の所定の加工段階を非常に概略的に示している。これら図面はそれぞれ、工作物２０．１の１つの歯溝と、この歯溝に対応するユニバーサル工具１０のカッタ１３、１４のみを示している。
【００２５】
必要に応じて、前加工と仕上げ前加工を意図的に区別している。以下の詳細な説明と図面に基づいてこれらの用語を明確する。さらに、以下では、ソフト加工、ソフト歯切りとハード加工、ハード歯切りとをそれぞれ区別している。ハード予備歯切りの前に、ここでかさ歯車２０．１、２０．２として参照される工作物を温度調整する。したがって以下では、「軟らかい」工作物の加工段階に関する場合、予備歯切り、ソフトフライス加工等の用語を用いる。
【００２６】
以下において、予備歯切りされた要素は、上付きの「＊」によって参照される。例えば、１５＊は、焼き入れ前の歯溝を参照し、１５は、焼き入れおよびハード歯切り後の歯溝を参照する。
【００２７】
本願発明によれば、１つの同じユニバーサルハブ工具１０を用いて複数の異なる類似のかさ歯車をソフトフライス加工することが課題となる。異なるかさ歯車は、参照番号２０とインデックスで参照される。第１かさ歯車は２０．１で、これと異なるが類似する第２かさ歯車は２０．２で参照される。しかし、当然ながら２つのかさ歯車２０．１、２０．２よりも多くのかさ歯車は、ユニバーサルホブ工具１０を用いてソフトフライス加工しても良い。
【００２８】
本願発明によれば、ユニバーサルホブ工具１０は、複数の内側切れ刃１３．１および外側切れ刃１４．１の組を有するセットのバーカッタを備えており、これは、図２Ａおよび２Ｃで認められるように、例えば、内側カッタ１３または外側カッタ１４に設けられてもよい。しかし、内側切れ刃１３．１および外側切れ刃１４．１はまた、図４Ａから４Ｄに示すように、フルカッタ１４に設けられてもよい。前記組はそれぞれ独立して形成されており、すなわち、ユニバーサルホブ工具１０は、例えば、ｎ個の独立した内側切れ刃１３．１とｎ個の独立した外側切れ刃１４．１を備えている（全ての実施形態において、ｎは２よりも大きな整数である。）。全ての実施形態において、内側切れ刃１３．１および外側切れ刃１４．１は、ユニバーサルホブ工具１０の外周に沿って対にして並べられており、それぞれ内側切れ刃１３．１が外側切れ刃１４．１の次に来る。
【００２９】
複数の異なるかさ歯車である第１かさ歯車２０．１の予備歯切りを行うため、ユニバーサルホブ工具１０を第１フライス盤に適用する。
【００３０】
全ての実施形態において、ユニバーサルホブ工具１０は、５軸ＣＮＣフライス盤に適用されるのが好ましい。なぜなら、５軸ＣＮＣフライス盤は、新しい方法を実行するのに必要な設定可能性があるからである。しかし、本願発明は、従来型の機械や５軸以上の機械に適用してもよい。
【００３１】
本願発明によれば、第１加工段階において、内側切れ刃１３．１および外側切れ刃１４．１の組は、第１かさ歯車２０．１上に凸状内側歯面２１．１＊および凹状外側歯面２２．１＊を同時にフライス加工するように用いられる。第１かさ歯車２０．１のこの第１加工段階のスナップショットが、図２Ａに示されている。第１かさ歯車２０．１の詳細が明らかである。示される時点において、内側切れ刃１３．１は凸状内側歯面２１．１＊を加工し、外側切れ刃１４．１は凹状外側歯面２２．１＊を加工する。示される例の中では、凹状外側歯面２２．１は、第１加工段階において仕上げに予備歯切り（仕上げ予備加工と呼ばれる）が行われる。すなわち、外側切れ刃１４．１は、フライス加工のためのこの第１加工段階においてのみ使用される。しかし、凸状内側歯面２１．１＊は、第１加工段階において予備歯切りされるだけであり、すなわち、これらはまだ望ましい寸法に達していない。
【００３２】
図２Ｂは、図２Ａによる第１加工段階を非常に概略化した平面図を示している。図２Ｂにおいて、加工される歯溝１５＊を連続して通過している内側カッタ１３および外側カッタ１４が認められる。示された例において、内側カッタ１３および外側カッタ１４は、（図５に示す）カッタヘッドの中心点Ｍの周りを上方に向けられた状態で一体になって円形の軌跡を描いて動く。両カッタ１３、１４は、第２加工段階において使用される。第１加工段階において機能する切れ刃１３．１、１４．１は、図２における黒色の縁部によって描かれている。さらに、フライス加工によって生じる切りくず１８．１、１８．２が示されている。第１加工段階の後、凹状外側歯面２１．１＊は仕上げ予備歯切りが行われ、凸状内側歯面２１．１＊は予備歯切りのみが行われる。
【００３３】
ここで、図２Ｃに示されるように、続く第２加工段階において、同じ内側切れ刃１３．１が、かさ歯車２０．１の凸状内側歯面２１．１＊のフライス仕上げ予備加工のために用いられる。第２加工段階の前に、少なくとも１度、フライス盤の機械設定が変更される。図２Ｃには、他の機械設定の指示が、矢印Ｐ１によって概略的に示されている。機械設定の再調整は、一般的に、工作物の回転とユニバーサル工具１０の半径と回転角の変更を有する。しかし、機械設定の再調整は、他の方法でも実行可能である。
【００３４】
第１加工段階の終了後、歯溝１５＊は、図２Ａに示されているようにｅ＊fn,softによって描かれている溝幅（底幅）を有する。溝幅ｅ＊fn,softは、２つの外側および内側カッタ１３、１４のチップ幅ｗsoftに一致している。図２Ｄは、図２Ｃによる第２加工段階の平面図を非常に概略化して示している。図２Ｄにおいて、内側切れ刃１３．１および外側切れ刃１４．１が認められ、これらは加工される歯溝１５＊を連続して通過する。示された例の中で、内側カッタ１３および外側カッタ１４は、一体的にかさ歯車２０．１に対して上方に向って相対的な動きをする。第２加工段階においては、内側切れ刃１３．１のみを用いる。第２加工段階において機能する内側カッタ１３の切れ刃１３．１は、黒色の隅部によって描かれている。さらに、フライス加工によって生じる切りくず１８．３が示されている。外側切れ刃１４．１は機能していない。
【００３５】
第２加工段階の後、全ての歯面２１．１＊、２２．１＊は、仕上げ予備歯切りを行う。仕上げ予備歯切りされた歯溝１５＊が図２Ｅに示されている。ここで、それは溝幅ｅ＊fn,softよりも広い溝幅ｅfn,softを有している。
【００３６】
本願発明によれば、複数の類似するかさ歯車である第２かさ歯車２０．２を予備歯切りするように、第１または第２フライス盤において同じセットのバーカッタを備えたユニバーサルホブ工具１０が用いられる。この第２かさ歯車２０．２は、第１かさ歯車２０．１とわずかに異なる。
【００３７】
しかし、さらなる実施形態の例に基づいて以下に説明するように、複数の類似するかさ歯車であるかさ歯車の歯のソフトフライス加工方法は、フルカッタ４０を用いて実行してもよい。
【００３８】
本願発明による更なる方法は、図４Ａから４Ｅに示されている。ここでは、内側切れ刃１３．１および外側切れ刃１４．１を有する複数のフルカッタ４０が用いられている。これまでに示して説明してきた実施形態と異なり、１つの内側カッタ１３と１つの外側カッタ１４はそれぞれ、適宜配置された１つの内側切れ刃１３．１と１つの外側切れ刃１４．１を備えた１つのフルカッタ４０として組み合わされる。
【００３９】
図４Ａにおいて、加工される歯溝１５＊を通過している、内側切れ刃１３．１および外側切れ刃１４．１を有するフルカッタ４０が認められる。フルカッタ４０の内側切れ刃１３．１および外側切れ刃１４．１は、（図５に示す）カッタヘッドの中心点Ｍの周りを一体的に移動する。図４Ａで認められるように、第１加工段階において、内側切れ刃１３．１および外側切れ刃１４．１が用いられる。第１加工段階の後、凹状外側歯面２２．１＊は、仕上げ予備歯切りが行われ、凸状内側歯面２１．１＊は、予備歯切りのみが行われる。
【００４０】
ここで、図４Ｂに示されているように、続く第２加工段階において、かさ歯車２０．１に凸状内側歯面２１．１＊をフライス仕上げ予備加工するため、同じフルカッタ４０の内側切れ刃１３．１が用いられる。第２加工段階において、内側切れ刃１３．１のみが用いられる。第２加工段階の前に、フライス盤の機械設定は少なくとも１度変更される。図４Ｂにおいて、異なる機械設定の指示は矢印Ｐ３によって概略的に示されている。機械設定の再調整は、一般的に、工作物の回転と、ユニバーサル工具１０の半径と回転角の変更を有する。しかし、機械設定の再調整は異なる方法で実行されてもよい。
【００４１】
第２加工段階の後、全ての歯面２１．１＊、２２．１＊は、仕上げ予備歯切りされる。仕上げ予備歯切りされた歯溝１５＊が、図４Ｃに示されている。ここで、この歯溝１５＊は溝幅ｅfn,softを有する。
【００４２】
ここで、熱処理とそれに続く仕上げ歯切り方法は、一般的に、更なる加工工程の中で行われる。仕上げ歯切りのためには、ハード加工方法の使用が好ましく、研削方法は特に好ましい。フルカッタ工具１６（例えば、研削ディスク）を用いるかさ歯車２０．３の仕上げ歯切りは、図４Ｄに示されている。図４Ｄに点線で示された歯すじ２１．１＊、２２．１＊は、フルカッタ工具１６が法線方向で溝幅ｅfn,softよりも広い幅ｗhardを有することを示している。
【００４３】
最後に、かさ歯車２０．３の歯溝１５は、図４Ｅに例示された形状と寸法を有する。ここで、内側歯面は２１．１で参照され、外側歯面は２２．１で参照される。図４Ｄおよび４Ｅは、実質的に図２Ｆおよび２Ｇに対応している。
【００４４】
図５は、複数の内側カッタ１３および外側カッタ１４の組を有するバーカッタのセットを備えたユニバーサルホブ工具１０を例示する斜視図を示している。一般に、ユニバーサルホブ工具１０は、ディスク形状の基体３０を有しており、その正面３１には、内側カッタ１０および外側カッタ１４を挿入して固定するためのカッタ軸３２が収納されている。示されている実施例において、基体３０は、全部で４０個のカッタ軸３２を有している。４０個のカッタ軸３２は、２０個の内側カッタ１３と２０個の外側カッタ１４を備えている。
【００４５】
内側カッタ１３および外側カッタ１４、または、フルカッタ４０は、カッタバーの形で組み込まれ、基体３０の後方の正面にカッタ軸が突き出るようなカッタ軸長を選択することが好ましい。図５において、外側カッタ１４のカッタ軸は、参照番号１９で参照される。
【００４６】
（好ましくは円筒形の）外側マントル表面３３から内側に向けて放射状に伸びてカッタ軸３２で止まっている、好ましくは放射状に延びる貫通穴３４が、基体３０に設けられている。（ここでは見えない）ねじが、これらの貫通穴の中に入る。２つの取付ねじ３５が、ユニバーサルホブ工具１０のそばに印によって示されている。
【００４７】
取付ねじ３５は、内側カッタ１３および外側カッタ１４を、または、フルカッタ４０をカッタ軸３２の中で固定することが可能である。
【００４８】
カッタ軸３２は、平面図において矩形形状を有する。全てのカッタ軸３２は、図５に示されているように、２本の点線Ｌ１、Ｌ２に基づいて放射状に配置される。
【００４９】
外側切れ刃１４．１は外円上に位置し、その中心点はユニバーサルホブ工具１０の中心点Ｍに一致する。外円は半径ｒａを有する。内側切れ刃１３．１は内円上に位置し、その中心点はユニバーサルホブ工具１０の中心点Ｍに一致する。内側円は半径ｒｉを有する。半径ｒａは半径ｒｉよりも大きい。
【００５０】
ここで、ＲＷは工具１０の回転軸を指している。中心点Ｍにおいて、回転軸はユニバーサルホブ工具１０によって張られる平面を横断する。
【００５１】
第３加工段階において、内側切れ刃１３．１および外側切れ刃１４．１の組は、このさらなるかさ歯車２０．２に凸状内側歯面２１．１＊および凹状外側歯面２２．２＊を同時にフライス加工するために用いられてもよい。この第３加工段階のスナップショットが図３Ａに示されている。図３Ａにおける寸法は、図２Ａにおける寸法に一致している。すなわち、溝幅（底幅）ｅ＊fn,softは、かさ歯車２０．１の第１加工段階後、かさ歯車２０．２の第３加工段階後の２つのかさ歯車２０．１、かさ歯車２０．２とそれぞれ同じである。第２かさ歯車２０．２の詳細が、図３Ａにおいて認められる。示されている時点において、内側切れ刃１３．１は凸状内側歯面２１．２＊を加工し、外側切れ刃１４．１は凹状外側歯面２２．２＊を加工する。示されている実施例において、凹状外側歯面２２．２＊は仕上げ予備歯切りが行われ、すなわち、外側切れ刃１４．１は、この第３加工段階においてのみ第２かさ歯車２０．２のフライス加工に用いられる。しかし、凸状内側歯面２１．２＊は、予備歯切りのみ行われる。そのようにして、図３Ｂに示されているように、次の第４加工段階において、内側切れ刃１３．１は、このかさ歯車２０．２に凸状内側歯面２１．２＊をフライス仕上げ加工するために用いられる。図３Ｂにおける寸法は、図２Ｃにおける寸法とおおよそ同じである。ここでは、溝幅（底幅）ｅfn,softは、図２Ｃと比べてわずかに異なる。図３Ｂにおける溝幅（底幅）ｅfn,softは、図２Ｃのそれよりも狭い。
【００５２】
第４加工段階の前に、フライス盤の機械設定を少なくとも１度変更する。第４加工段階において凸状内側歯面２１．１＊のフライス仕上げ予備加工のために内側カッタ１３を用いることができるように、フライス盤の工作物の回転軸はわずかに傾いていることが好ましい。図３Ｂにおいて、他の機械設定の指示が、矢印Ｐ２で概略的に示されている。
【００５３】
第２かさ歯車２０．２は、第１かさ歯車２０．１と法線方向から見た歯底１７＊における歯溝１５＊の歯幅ｗが異なる。示された実施例において、第２かさ歯車２０．２の溝幅ｅfn,softは、第１かさ歯車２０．１の溝幅ｅfn,softよりも狭い。仕上げ予備歯切りの後、例えば、（図示しない）第３かさ歯車が、図２Ｃと３Ｂにおける溝幅ｅfn,softよりも広い溝幅ｅfn,softを有していてもよい。異なるかさ歯車において異なるのは、溝幅ｅfn,softだけではないことがわかる。
【００５４】
ユニバーサルホブ工具１０は、内側カッタ１３および外側カッタ１４を備え、バーカッタのセットは、積極的なチップ幅が得られるように形成されており、この積極的なチップ幅ｗsoftは、第１かさ歯車２０．１の歯溝１５．１＊や第２かさ歯車２０．２の歯溝１５．２＊の最小溝幅ｅfn,softよりも狭いのが好ましい。
【００５５】
ここで、熱処理とそれに続く仕上げ歯切り方法は、一般的に、更なる加工工程の中で行われる。ハード加工方法、特に研削方法は仕上げ歯切りに用いられるのが好ましい。フルカット工具１６（例えば、研削ディスク）による第１かさ歯車２０．１の仕上げ歯切りは、図２Ｆに示されている。図２Ｆに点線で示された歯すじ２１．１＊、２２．１＊は、フルカット工具１６が溝幅ｅfn,softよりも法線方向でより広い幅ｗhardを有することを示している。
【００５６】
第２かさ歯車２０．２は、第１かさ歯車２０．１と異なる最終溝幅ｅfn,softを有しているため、第２かさ歯車２０．２の仕上げ歯切りは、（図示されない）他のフルカット工具によって生み出される。最終溝幅ｅfn,softは、幅ｗhardと直接的に関連している。ハード加工のために用いられる工具は、これまで従来の方法で用いられてきた工具と同一であることが好ましい。
【００５７】
仕上げ歯切りにおいて、最終溝幅ｅfn,hardに正確に調整された工具１６が用いられる。工具１６は、達成すべき最終溝幅ｅfn,hardに調整されたチップ幅ｗhardを有する。
【００５８】
最後に、第１かさ歯車２０．１の歯溝１５は、図２Ｇに例示されている形状と寸法を有する。内側歯面は２１．１で参照され、外側歯面は２２．１で参照される。
【００５９】
第１かさ歯車２０．１の第１加工段階、および、第２かさ歯車２０．２の第３加工段階において、内側切れ刃１３．１は凸状内側歯面２１．１＊のフライス仕上げ予備加工のために、外側切れ刃１４．１は凹状外側歯面２２．１＊のフライス予備加工のためにそれぞれ用いられてもよい。すなわち、図２Ａ、２Ｃおよび３Ａ、３Ｂに示されている基本的な考え方を反対にしてもよい。この場合、第１かさ歯車２０．１の第２加工段階および第２かさ歯車２０．２の第４加工段階において、外側カッタ１４のみが凹状外側歯面２２．１＊のフライス仕上げ予備加工に用いられる。
【００６０】
本願発明による方法を用いて製造することができる類似のかさ歯車２０．１、２０．２は、類似の形状、類似の各寸法を有する。圧力角がわずかしかずれておらず、速度伝達比が同程度であり、類似する曲率状態が歯に生じる場合には、ここではかさ歯車は類似すると考えるのが好ましい。平均歯直角モジュールは、類似のかさ歯車２０．１、２０，２にとって最大でも±１０％のずれが望ましい。圧力角は、類似のかさ歯車２０．１、２０，２にとって最大でも±１°のずれが望ましい。速度伝達比は、類似のかさ歯車２０．１、２０，２にとって最大でも±１０％のずれが望ましい。
【００６１】
以下に例を挙げる。本願発明による、外側切れ刃１４．１および内側切れ刃１３．１を備えたユニバーサルカッタヘッド１０は、例えば、歯数＝２４、速度伝達比ｉ＝２の第１かさ歯車を製造することができる。同じユニバーサルカッタヘッド１０を用いて、歯数＝２１、速度伝達比ｉ＝２．１の第２かさ歯車を製造することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１          工具
２          工作物
３、ＩＭ    内径
４、ＡＭ    外径
５          最終の歯溝
５＊          予備歯切り後の歯溝
６          ハード歯切り用フルカット工具
１０        ユニバーサルホブ工具
１３、ＩＭ  内側カッタ
１３．１    フルカッタの内側切れ刃
１４、ＡＭ  外側カッタ
１４．１    フルカッタの外側切れ刃
１５        焼き入れおよびハード歯切り後の歯溝
１５＊        焼き入れ前の歯溝
１６        ハード歯切り用フルカット工具
１７＊        予備歯切り後の歯底
１７        焼き入れおよびハード歯切り後の歯底
１８．１、１８．２、１８．３  切りくず
１９        カッタ軸
２０．１、２０．２、２０．３、・・・  工作物、かさ歯車
２１．１＊    予備歯切り後の第１かさ歯車２０．１の凸状内側歯面
２１．１    焼き入れおよびハード歯切り後の第１かさ歯車２０．１の凸状内側歯面
２１．２＊    予備歯切り後の第２かさ歯車２０．１の凸状内側歯面
２１．２    焼き入れおよびハード歯切り後の第２かさ歯車２０．１の凸面の内側歯面
２２．１＊    第１かさ歯車２０．１の凹状外側歯面
２２．２＊    第２かさ歯車２０．２の凹状外側歯面
３０        基体
３１        工作物側を向いた正面
３２        カッタ軸
３３        外側マントル面 
３４        放射状に延びる貫通穴
３５        取付ねじ
３６        工作物と反対側を向いた正面
４０        フルカッタ
Ｄ１        基体３０の厚さ
ｅ＊fn,soft    法線方向から見た歯底１７における第１加工工程後の予備歯切りされた歯溝１５＊の溝幅（底幅）
ｅfn,soft      法線方向から見た歯底１７における仕上げ予備歯切りされた歯溝５*、１５*の有効歯幅
ｅfn,hard      法線方向から見た歯底１７における最終の歯幅
ｉ          速度伝達比
Ｌ１、Ｌ２  点線
Ｍ          カッタヘッドの中心点
ｎ          ２より大きな整数
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  他の機械設定の指示
ｒａ        円の半径
ＲＡ        基体３０の外径
ｒｉ        円の半径
ＲＷ        工具１０の回転軸
ｓa0,soft      法線方向から見た歯底１７における内側および外側カッタ３、４の工具チップ幅
ｗsoft        法線方向から見た歯底１７＊における２つのカッタ３、４、１３、１４を合わせたチップ幅
ｗhard        法線方向から見た歯底１７におけるフルカット工具６、１６のチップ幅
【図１Ａ】
2013000879.tif 000003
【図１Ｂ】
2013000879.tif 000004
【図１Ｃ】
2013000879.tif 000005
【図１Ｄ】
2013000879.tif 000006
【図２Ａ】
2013000879.tif 000007
【図２Ｂ】
2013000879.tif 000008
【図２Ｃ】
2013000879.tif 000009
【図２Ｄ】
2013000879.tif 000010
【図２Ｅ】
2013000879.tif 000011
【図２Ｆ】
2013000879.tif 000012
【図２Ｇ】
2013000879.tif 000013
【図３Ａ】
2013000879.tif 000014
【図３Ｂ】
2013000879.tif 000015
【図４Ａ】
2013000879.tif 000016
【図４Ｂ】
2013000879.tif 000017
【図４Ｃ】
2013000879.tif 000018
【図４Ｄ】
2013000879.tif 000019
【図４Ｅ】
2013000879.tif 000020
【図５】
2013000879.tif 000021
【外国語明細書】
2013000879.tif 000022
2013000879.tif 000023
2013000879.tif 000024
2013000879.tif 000025
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2013000879.tif 000029
2013000879.tif 000030
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2013000879.tif 000032
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2013000879.tif 000038
2013000879.tif 000039
2013000879.tif 000040
2013000879.tif 000041
2013000879.tif 000042
2013000879.tif 000043
2013000879.tif 000044
2013000879.tif 000045
2013000879.tif 000046
2013000879.tif 000047
2013000879.tif 000048
2013000879.tif 000049
2013000879.tif 000050
2013000879.tif 000051
2013000879.tif 000052
2013000879.tif 000053
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