(57)【要約】【課題】例えばカッタ本体が超硬合金等の高硬度な材料であっても、櫛歯状の工具等を用いずに歯面に容易にセレーション溝を設けることができ、熱処理後の被削歯車に直接仕上げ加工を行うことが可能なシェービングカッタを提供する。【解決手段】軸線Ｏを中心とした歯車形板状の複数枚のブレード４が、軸線Ｏに関して同軸に軸線Ｏ方向に重ね合わされた状態で取付部材６によって取り付けられたカッタ本体１を備え、この取付部材６によって複数枚のブレード４が取り付けられた状態で、カッタ本体１には、歯丈方向に延びるセレーション溝２ｂが歯筋方向に複数列形成された歯面２ａを有する歯２が形成される。【選択図】図２
2017087340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心とした歯車形板状の複数枚のブレードが、上記軸線に関して同軸に該軸線方向に重ね合わされた状態で取付部材によって取り付けられたカッタ本体を備え、上記取付部材によって上記複数枚のブレードが取り付けられた状態で、上記カッタ本体には、歯丈方向に延びるセレーション溝が歯筋方向に複数列形成された歯面を有する歯が形成されていることを特徴とするシェービングカッタ。
【請求項２】
上記ブレードのうち、少なくとも上記カッタ本体の軸線方向両端部のブレードを除いた複数枚のブレードは、互いに同形同大に形成されているとともに、軸線方向に隣り合う該ブレード同士が上記カッタ本体の周方向に交互にずらされてい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。
【請求項３】
上記ブレードのうち、少なくとも上記カッタ本体の軸線方向両端部のブレードを除いた複数枚のブレードは、周方向の位置が調整可能に上記取付部材によって取り付けられていることを請求項１または請求項２に記載のシェービングカッタ。
【請求項４】
上記ブレードのうち、少なくとも上記カッタ本体の軸線方向両端部のブレードを除いた複数枚のブレードは、超硬合金によって形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のシェービングカッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車の歯面を仕上げ加工するのに用いられるシェービングカッタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなシェービングカッタとしては、例えば特許文献１に記載されているように、カッタ本体の外周に複数の歯が周方向に間隔をあけて設けられるとともに、これらの歯の両歯面にはそれぞれセレーション溝が形成されたものが知られている。そして、この特許文献１には、上記カッタ本体は一般的に高速度工具鋼等により形成され、上記セレーション溝は櫛歯状の工具によって形成されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１１５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようにカッタ本体が高速度工具鋼等により形成されたシェービングカッタは、熱処理前の被削歯車と噛み合わされて回転することにより、上記セレーション溝の歯面への開口部におけるエッジによって被削歯車の歯面を切削して仕上げてゆく。ところが、こうして仕上げ加工を行った後に被削歯車に熱処理を施すと、処理後の歯車に熱による歪み等が生じるおそれがある。
【０００５】
そこで、シェービングカッタのカッタ本体を高速度工具鋼などよりも高硬度の超硬合金によって形成して、熱処理後の被削歯車に仕上げ加工を施すことも考えられる。しかしながら、このように超硬合金によってカッタ本体を形成したときには、超硬合金が高速度工具鋼などよりは高硬度であるために、櫛歯状の工具によってセレーション溝を形成することが困難となる。また、このような櫛歯状の工具によってセレーション溝を形成する場合には、工具の刃先との干渉を避けるためにカッタ本体の隣接する歯の間に凹溝や孔を形成しなければならず、カッタ本体の歯の強度を損なう原因ともなる。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、例えばカッタ本体が超硬合金等の高硬度な材料であっても、櫛歯状の工具等を用いずに歯面に容易にセレーション溝を設けることができ、熱処理後の被削歯車に直接仕上げ加工を行うことが可能なシェービングカッタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線を中心とした歯車形板状の複数枚のブレードが、上記軸線に関して同軸に該軸線方向に重ね合わされた状態で取付部材によって取り付けられたカッタ本体を備え、上記取付部材によって上記複数枚のブレードが取り付けられた状態で、上記カッタ本体には、歯丈方向に延びるセレーション溝が歯筋方向に複数列形成された歯面を有する歯が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成されたシェービングカッタにおいては、カッタ本体の軸線に同軸に該軸線方向に重ね合わされて取付部材により取り付けられる前のブレードの歯に、取り付け後にセレーション溝となる部分を予め設けておくことにより、複数枚のブレードが取り付けられて固定された状態のカッタ本体に、歯丈方向に延びるセレーション溝が歯筋方向に複数列形成された歯面を有する歯が形成されるので、元々歯車状に一体に形成されたカッタ本体の歯の歯面に櫛歯状の工具によってセレーション溝を形成する必要がなくなる。従って、例えばこのようなブレードを超硬合金によって形成することにより、複数枚の該ブレードが重ね合わされたカッタ本体を超硬合金製として、熱処理後の被削歯車に対しても仕上げ加工を行うことが可能となる。
【０００９】
ここで、このように複数枚のブレードが重ね合わされたカッタ本体の歯の歯面にセレーション溝が形成されるようにするには、例えば上記ブレードのうち、少なくとも上記カッタ本体の軸線方向両端部のブレードを除いた複数枚のブレードを、互いに同形同大に形成するとともに、軸線方向に隣り合う該ブレード同士を上記カッタ本体の周方向に交互にずらして取り付ければよい。この場合には、軸線方向の両隣りのブレードの歯面に対して周方向にずらされて後退したブレードの歯面と、両隣りのブレードの軸線方向を向く端面に連なる歯の側面とによってセレーション溝が形成される。
【００１０】
また、上記ブレードのうち、少なくとも上記カッタ本体の軸線方向両端部のブレードを除いた複数枚のブレードは、周方向の位置を調整可能に上記取付部材によって取り付けることにより、例えば被削歯車の仕上げ加工によってブレードの歯面に摩耗が生じたときに再研磨を施した際、再研磨によって後退した歯面の後退量に応じて各ブレードの周方向の位置を調整することで、再研磨前と同じ歯面の位置で被削歯車に仕上げ加工を施すことが可能となる。
【００１１】
なお、複数枚のブレードをすべて超硬合金によって形成することにより、カッタ本体の歯の全領域に亙って上述のように熱処理後の被削歯車の仕上げ加工が可能なシェービングカッタを提供することができるが、このような超硬合金は高硬度である反面、ネジ加工等を施すことが困難であるため、例えば取付部材を取付ボルトとした場合に、この取付ボルトを軸線方向の端部のブレードにねじ込もうとしても雌ネジを形成することが容易ではなく、また超硬合金は脆くて欠け易くもある。
【００１２】
そこで、これら複数枚のブレードのうち、少なくともカッタ本体の軸線方向両端部のブレードを除いた複数枚のブレードは超硬合金により形成し、仕上げ加工には使用されない領域に位置する残りの軸線方向両端部のブレードは、例えば高速度工具鋼などの雌ネジが形成しやすく、また超硬合金よりも靱性の高い材料とすることにより、この両端部のブレードに上述のような取付ボルトをねじ込むことができるとともに、カッタ本体を誤ってぶつけたり落としたりしても、両端部のブレードによって保護して超硬合金よりなるブレードが損傷するのを防ぐことが可能となる。ただし、取付部材が取付ボルトであっても、ナットを用いて複数枚のブレードを取り付ける場合には、上述のように全てのブレードが超硬合金製であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、超硬合金等のような高硬度のカッタ本体においても、その歯面に容易にセレーション溝を設けることができ、熱処理後の被削歯車に直接仕上げ加工を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態を図１とは反対側から見た一部破断斜視図である。
【図３】図１に示す実施形態を軸線Ｏ方向から見た側面図である。
【図４】図１に示す実施形態を軸線Ｏに垂直な方向から見た正面図である。
【図５】図１に示す実施形態の変形例を示す１つの歯の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１ないし図４は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において、カッタ本体１は軸線Ｏを中心として外周部に多数の歯２が設けられた歯車状をなしており、その中央部には、軸線Ｏに沿ってカッタ本体１を貫通する軸線Ｏを中心とした円形の取付孔３が形成されている。このようなシェービングカッタは、カッタ本体１の取付孔３に図示されない歯車シェービング盤の回転軸が取り付けられて被削歯車と交差角を有するように噛み合わされ、これらシェービングカッタと被削歯車の一方が強制回転駆動されるとともに他方が従動回転させられることにより、上記歯２の歯面２ａと、この歯面２ａに設けられたセレーション溝２ｂとのエッジにより被削歯車の歯面を仕上げ加工する。
【００１６】
そして、このカッタ本体１は、上記軸線Ｏを中心とした歯車形板状の複数枚（例えば１０枚〜１５枚）のブレード４と、これらのブレード４を軸線Ｏに関して同軸に該軸線Ｏ方向に重ね合わせた状態で取り付ける取付部材とを備えている。すなわち、各ブレード４は、中央部に上記取付孔３が形成された円環板状のブレード本体４ａと、このブレード本体４ａの外周部に周方向に等間隔をあけて配設された複数（多数）の歯部４ｂとが一体に形成された構成とされており、隣接する歯部４ｂの間は円環板状のブレード本体４ａの外周面によって凸円弧状をなしている。本実施形態では、１０枚のブレード４が軸線Ｏ方向に重ね合わされてカッタ本体１が形成されており、これらブレード４は互いに同形同大であって、いずれも超硬合金により形成されている。
【００１７】
また、ブレード本体４ａの取付孔３と歯部４ｂとの間には、２つの長孔４ｃ、４ｄと大小２つの円形孔４ｅ、４ｆが周方向に間隔をあけて順に配設された貫通孔の組が形成されている。このうち、長孔４ｃ、４ｄは、軸線Ｏ方向から見て図３に示すように、軸線Ｏを中心としてブレード本体４ａの内周側に位置する円弧と外周側に位置する円弧の両端を、これらの円弧の径方向の間隔と等しい長さの直径を有する半円によって繋いだ形状をなしており、これらの半円の中心と、大小の円形孔４ｅ、４ｆの中心とは軸線Ｏを中心とする１つの円周上に位置している。また、長孔４ｃ、４ｄの上記半円の直径は、円形孔４ｅ、４ｆの直径よりも大きい。
【００１８】
本実施形態では、このような２つの長孔４ｃ、４ｄと２つの円形孔４ｅ、４ｆからなる貫通孔の組が、周方向に等間隔に複数組（２組）形成されている。ここで、上記複数枚のブレード４のうち、軸線Ｏ方向に１つおきずつの５枚１組のブレード４同士は、上記円形孔４ｅ、４ｆの周方向の位置が互いに一致させられて歯部４ｂの位相も一致させられるとともに、一方の組のブレード４の円形孔４ｅ、４ｆが他方の組のブレード４の長孔４ｃ、４ｄの周方向の略中央部にそれぞれ位置するように配設されている。
【００１９】
そして、このうち直径が小さい円径孔４ｅにピン５が嵌め入れられることにより、各組のブレード４は隣接する他の組のブレード４と周方向に摺動可能に密着させられた状態で固定される。なお、各組の軸線Ｏ方向両端のブレード４から突出したピン５の端部は、２つの長孔４ｃ、４ｄのうち一方の長孔４ｃ内に収容される。
【００２０】
また、こうして固定された各組のブレード４の直径が大きい円形孔４ｆには、本実施形態における取付部材としての取付ボルト６がそれぞれ挿通される。この取付ボルト６は、少なくとも先端部に雄ネジ部が形成された円形孔４ｆに挿通可能な軸部６ａと、この軸部６ａの後端部に設けられた他方の長孔４ｄの上記半円よりも直径の大きな頭部６ｂとを備えている。
【００２１】
この軸部６ａの長さは、該軸部６ａを円形孔４ｆに挿通して頭部６ｂを軸線Ｏ方向の一端側のブレード４の側面に当接させた状態で、上記雄ネジ部が他端側のブレード４における他方の長孔４ｄから該ブレード４の側面に突出するように設定されている。そして、本実施形態では、こうして突出した雄ネジ部が、他方の長孔４ｄの上記半円よりも大きな外形を有するナット７にねじ込まれることにより、複数枚のブレード４が軸線Ｏ方向に締結されて固定され、カッタ本体１が組み立てられる。
【００２２】
このとき、本実施形態のシェービングカッタでは、図３に示すように軸線Ｏ方向から見て、上記一方の組のブレード４と他方の組のブレード４とで、互いの歯部４ｂが部分的に重なり合いつつ周方向の位相が僅かにずらされるようにして固定される。従って、こうして組み立てられたカッタ本体１の歯２では、その周方向の一方の側を向く歯面２ａにおいて、一方の組のブレード４の歯部４ｂに対して他方の組のブレード４の歯部４ｂが僅かに後退することになり、またこの一方の側とは周方向の反対側を向く歯面２ａにおいては、他方の組のブレード４の歯部４ｂに対して一方の組のブレード４の歯部４ｂが僅かに後退することとなって、両歯面２ａに歯丈方向に延びるセレーション溝２ｂが歯筋方向に複数列形成される。
【００２３】
このように、上記構成のシェービングカッタでは、カッタ本体１を構成するブレード４が、櫛歯状の工具等による加工が不可能な超硬合金製であっても、カッタ本体１の歯２の歯面２ａにセレーション溝２ｂを形成することができ、熱処理後の被削歯車の仕上げ加工を行うことが可能となる。従って、仕上げ加工後に熱処理を行うのに比べ、被削歯車に熱による歪み等が生じるのを防ぐことができる。また、周方向に隣接する歯２の間には、ブレード４の各ブレード本体４ａの外周面が凸円弧状に残されているので、歯２の強度が損なわれることもない。
【００２４】
さらに、本実施形態では、複数枚の上記ブレード４すべてが互いに同形同大に形成されていて、軸線Ｏ方向に隣り合うブレード４同士がカッタ本体１の周方向に交互にずらされて取り付けられることにより、セレーション溝２ｂが形成される。このため、必要なブレード４は１種類でよく、その製造や管理が容易となるとともに、１つの歯２の両歯面２ａにおけるセレーション溝２ｂの深さを確実に等しくすることができる。
【００２５】
ただし、本実施形態では、このように１種類のブレード４を周方向に交互にずらして取り付けてセレーション溝２ｂを形成しているが、例えば歯部４ｂの周方向の歯厚が大きなブレード４と小さなブレード４とを用意して、これらの歯部４ｂの周方向の位相を揃えて該ブレード４を交互に重ね合わせることにより、歯厚の小さな歯部４ｂによってセレーション溝２ｂが形成されるようにしてもよい。また、上記実施形態と同じく１種類のブレード４を用いる場合でも、例えば歯部４ａの両歯面における歯筋方向（軸線Ｏ方向）の片側に断面Ｌ字状の溝を歯丈方向に延びるように形成しておいて、歯部４ａの周方向の位相を揃えてこのようなブレード４を重ね合わせることにより、上記溝によってセレーション溝２ｂが形成されるようにしてもよい。
【００２６】
さらに、本実施形態では、上記複数枚のブレード４が、取付部材である取付ボルト６とナット７により締結されて取り付けられており、この取付ボルト６を緩めて２組のブレード４を軸線Ｏ回りに相対回転させることにより、各組のブレード４の周方向の位置が調整可能となる。このため、例えば被削歯車の仕上げ加工によってカッタ本体１における歯２の歯面２ａを形成するブレード４の歯部４ｂに摩耗が生じたときには、ブレード４を取り外して歯部４ｂを再研磨した後に、再研磨によって後退した歯面２ａの後退量に応じてブレード４の周方向の位置を調整することにより、再研磨前と同じ位置の歯面２ａによって同じ諸元の被削歯車を仕上げ加工することが可能となる。
【００２７】
なお、本実施形態では、カッタ本体１を構成するブレード４をすべて超硬合金製とするとともに、このように取付ボルト６とナット７によってこれらのブレード４を締結して取り付けているが、例えばカッタ本体１の歯２の歯筋方向の幅に対して被削歯車の歯の幅が小さい場合など、軸線Ｏ方向両端部のブレード４が仕上げ加工に使用されないときなどには、これら軸線Ｏ方向の両端部を除くブレード４を超硬合金製とするとともに、両端部のブレード４は、高速度工具鋼や、あるいは一般鋼材のような超硬合金よりも硬度の低い材料によって形成されていてもよい。このような場合には、両端部のブレード４に直接雌ネジ部を形成することができるので、ナットを用いずに複数枚のブレード４を締結することができる。
【００２８】
また、このようにカッタ本体１の軸線Ｏ方向両端部のブレード４を超硬合金よりも硬度の低い材料にとって形成した場合には、図５に示す上記実施形態の変形例のように、この両端部のブレード４Ａを、その間の超硬合金製のブレード４よりも歯部４ａの周方向の歯厚が大きいものとしてもよい。図５に示す変形例では、両端部のブレード４Ａの歯部４ａ歯厚を、その間に位置する複数枚の超硬合金製のブレード４によるカッタ本体１の歯２の歯厚（２組のブレード４により構成される歯２の両歯面２ａ間の周方向の厚さ）と等しくし、この両歯面２ａと両端部のブレード４Ａの歯面とが面一となるようにブレード４、４Ａが取り付けられている。
【００２９】
すなわち、超硬合金製のブレード４は高硬度である反面、脆くて欠け易く、誤って万一ぶつけたり落としたりすると損傷してしまうおそれがあるのに対し、このような変形例のシェービングカッタでは、両端部のブレード４Ａを超硬合金よりは低高度であるものの、靱性の高い高速度工具鋼や一般鋼材により形成して、しかもその歯部４ａの歯面を、超硬合金製のブレード４よりなるカッタ本体１の歯２の歯面２ａと面一にすることにより、超硬合金製のブレード４の歯部４ａを保護して欠け等を防止することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態ではブレード４がすべて超硬合金製であり、また変形例でも両端部以外のブレード４は超硬合金製であるが、これらのブレード４はすべてが超硬合金製でなくてもよく、例えば高速度工具鋼製であってもよい。そのような場合でも、カッタ本体１にセレーション溝２ｂを形成するのに櫛歯状の工具による加工が不要になるとともに、周方向に隣接する歯２の間に凹溝や孔を形成する必要もなくなるので、歯２の強度を確保することができるという効果を得られる。
【符号の説明】
【００３１】
１  カッタ本体
２  歯
２ａ  歯面
２ｂ  セレーション溝
３  取付孔
４  ブレード
４Ａ  両端部のブレード
４ａ  ブレード本体
４ｂ  歯部
４ｃ、４ｄ  長孔
４ｅ、４ｆ  円形孔
５  ピン
６  取付ボルト（取付部材）
６ａ  軸部
６ｂ  頭部
７  ナット
Ｏ  カッタ本体１の軸線
【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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