(57)【要約】【課題】ホブ取り付け角を修正することなく、ワークに繋がる切削中の切り屑がワークとホブ切刃の間に噛み込むことを防ぐことができる、ホブを提供する。【解決手段】ホブ１０は、ウォームのねじすじ２５を横断する複数の刃溝２６を設けることにより、刃溝２６により形成されたすくい面２３の周囲稜部に切刃２１を持つ刃歯部２０が形成されている。切刃２１の歯たけ方向中間位置に凹部２１ｋが形成されている。刃歯部２０の側部逃げ面２４ａには、凹部２１ｋから連続する溝２２が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォームのねじすじを横断する複数の刃溝を設けることにより、前記刃溝により形成されたすくい面に切刃が形成されているホブにおいて、
前記切刃をすくい面周囲稜部に持つ刃歯部の側部の切刃の歯たけ方向中間位置に凹部が形成され、
刃歯部側部逃げ面には、前記凹部から連続する溝が形成されていることを特徴とするホブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はホブに関し、詳しくは、はすば歯車等のホブ切り加工に用いるホブに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、歯車のホブ切り加工において、ドライカットが行われるようになってきている。
【０００３】
ドライカットにおいては、切削油を用いた従来の加工法に比べ、切り屑の噛み込みが原因と考えられるホブの損傷やワーク歯面の不良（歯面むしれ、歯面キズ、切りくず圧着など）が発生しやすい。
【０００４】
その対策として、ワークから分離した切り屑が飛散してワークとホブの間に噛み込んだり、ホブの切刃に付着したりすることを防ぐため、切り屑をエアーで吹き飛ばすことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、ワークに繋がった状態の切削中の切り屑がワークとホブの間に噛み込むことによっても、ホブの損傷やワーク歯面の不良が発生する。これを防ぐため、ホブ取り付け角を正規位置から修正することが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−８７９４５号公報
【非特許文献１】角昌興、外２名、「切り屑噛み込みによるホブ切刃損傷と対策」、日本機械学会論文集、社団法人日本機械学会、平成１５年５月、第６９巻、第６８１号、Ｃ編、ｐ．１３９６−１４０３頁、
【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、ホブ取り付け角を正規位置から修正することにより、切削中の切り屑の噛み込みを防ぐことができる場合は、限られている。
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑み、ホブ取り付け角を修正することなく、ワークに繋がっている切削中の切り屑がワークとホブの間に噛み込まれることを防ぐことができるホブを、提供しようとするものである。
【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に、以下のように構成したホブを提供する。
【０００９】
ホブには、ウォームのねじすじを横断する複数の刃溝を設けることにより、前記刃溝により形成されたすくい面に切刃を持つ刃歯部が形成されている。前記刃歯部側部の切刃の歯たけ方向中間位置に凹部が形成されている。刃歯部側面の逃げ面には、前記凹部から連続する溝が形成されている。
【００１０】
上記構成において、ホブ切りの際に切刃の前記凹部ならびこれにつながる逃げ面に設けた溝を通過したワークの被削部は切削されないため、切れ始めから連続して生成されていた切り屑がここで途切れる。
【００１１】
ホブ切りの際に、切り屑がホブとワークとの間に噛み込まれると、ホブ破損や歯面不良の原因となる。切り屑が切刃から繋がっている場合にはこの切り屑の噛み込みが規則的に起こり得る。切刃に凹部を設けることにより、切り屑が長く連続することなく、短かくちぎれ、生成中の切り屑の先端が切削中の歯溝の切り屑生成側と反対側の切刃とワークの間のすき間に達する前にワークから分離し、切り屑がホブとワークとの間に噛み込まれないようにすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ホブ取り付け角を修正することなく、ワークに繋がっている切削中の切り屑がワークとホブの間に噛み込むことを防ぐことができる。また、切り屑が長くならないようにすることができるので、ワークから分離した切り屑をエアーで吹き飛ばすことも容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図７を参照しながら説明する。
【００１４】
図１の斜視図に示したように、ホブ１０は、ウォームのねじすじ２５を横断して多数の刃溝（ギャッシュ）２６が設けられ、刃溝２６で分離されたねじすじ２５によって、複数の刃歯部２０が形成されている。
【００１５】
詳しくは後述するが、刃歯部２０は、すくい面２３の外縁に、切刃２１が形成されている。切刃２１は、刃歯部の歯たけ方向の中間位置（例えば、歯先から切刃の高さの４０％〜６０％の位置）に凹部２１ｋが形成され、逃げ面２４には、凹部２１ｋから連続する溝２２が形成されている。
【００１６】
ホブ１０の中心軸１１に対してワーク２の中心軸１が傾いた状態で、ホブ１０とワーク２が同期しながら矢印で示す方向に回転し、ワーク２の外周面４に歯溝６が切削されて形成される。なお、図１では、加工途中の一つの歯溝６のみを模式的に図示しているが、実際には所定のピッチで複数の歯溝が形成される。
【００１７】
ワーク２とホブ１０との相対位置をワークの高さ方向に変えて歯溝６を伸ばしていくと、ワーク２の外周面４に、同一歯形が歯すじ方向に連続するはすば歯車あるいは平歯車が完成する。
【００１８】
図２（ａ）は、ワーク２に形成された歯溝６をワーク内部側より見た要部断面斜視図である。図２（ｂ）は、刃歯部２０の斜視図である。
【００１９】
図２（ｂ）の刃歯部２０は、歯溝６に対して（図を近づけた状態において）、図２（ａ）において矢印で示す方向に切削運動し、逃げ面の頂部２４ｃに隣接する切刃２１の頂部２１ｃによって歯溝６の底面７が形成され、逃げ面の側部２４ａ，２４ｂに隣接する切刃２１の側部２１ａ，２１ｂによって歯溝６の側面６ａ，６ｂが形成される。切刃２１の側部２１ａには、歯たけ方向の中間位置に凹部２１ｋが形成され、逃げ面２４aには、凹部２１ｋから連続する溝２２が形成されている。
【００２０】
例えば、溝２２は、研削やレーザー加工によって形成し、その後、必要に応じて、表面硬化処理等を行い、切刃の研削により、凹部を形成する。凹部２１ｋと溝２２の深さは、切り屑の厚み（切り込み深さ）以上とすれば、詳しくは後述するように切り屑が凹部２１ｋで確実に分断されるので好ましい。
【００２１】
歯溝６の一方の側面６ａには、切刃２１の側部２１ａの凹部２１ｋに対応して微小な突条６ｋが形成される。また、溝２２が形成されているため、刃歯部２０のすくい面２３を研磨して切刃２１に刃付けをしても、凹部２１ｋがなくなることはない。
【００２２】
歯溝６の側面６ａに形成された突条６ｋの最大高さはその箇所の局所切込みに対応する量でわずかであり、また、シェービング等の後加工で除去され、最終製品には残らないようにすることができる。
【００２３】
次に、切刃２１に凹部２１ｋを形成し、逃げ面２４ａに溝２２を形成することによる作用・効果について、図３〜図６を参照しながら説明する。
【００２４】
図３は、凹部２１ｋや溝２２が形成されていない従来のホブを用いてワークに歯溝が形成されるときの様子の一例を示す要部断面斜視図である。刃歯部２０ｘの切刃２１ｘが、ワークの歯溝６の側面６ａ，６ｂ及び底面７に干渉して食い込むと、ワークの刃歯部２０ｘに食い込まれた部分は、刃歯部２０ｘのすくい面２３の前方の空間に押し出されて、切り屑３０，３２となる。食い込みが連続すると、長い切り屑が形成される。
【００２５】
図３に示すように、歯溝６の一方の側面６ａに切刃２１ｘの一方の側部２１ａが食い込で形成された切り屑３０が長く伸び、その先端３０ｘが歯溝６の底面７又は歯溝６の他方の側面６ｂにまで達して、歯溝６と切刃２１との間の隙間８に入り込む（かみ込まれる）と、ホブの損傷やワーク歯面の不良が発生する。このように切り屑の基端側がワークに繋がっていると、この切り屑のかみ込みは規則的に発生し、また、エアーで切り屑を吹き飛ばすことができない。また、ホブの取り付け角度を修正しても解消できない場合がある。
【００２６】
これに対し、図４の要部断面斜視図に示すように、切刃２１に凹部２１ｋを設け、逃げ面２４ａに凹部２１ｋから連続する溝２２が形成されたホブを用いると、切り屑が伸びる途中で、凹部２１ｋによって２つに切り屑３０ａと３０ｂに分断されてしまい、それぞれの切り屑３０ａ，３０ｂは、別の運動をする。すなわち、切り屑３０aは切り屑３０が生成されてきた矢印で示す方向に飛んで、ワークの切られている歯溝の外に排出され、その先端３０ｘは隙間８から遠く離れてこの切り屑がかみ込まれることはない。一方、基端側がワークに繋がっている切り屑３０ｂの先端３０ｔは、歯溝６の底面７又は歯溝６の他方の側面６ｂにまで達するまで長く伸びることがないようにすることができる。これによって、切刃２１の部分２１ａが食い込んで形成された切り屑が凹部２１ｋにより分断されて切り屑３０ａ，３０ｂとなり、歯溝６と切刃２１との間の隙間８に入り込まなくなる。その結果、ホブの損傷やワーク歯面の不良を防止することができる。
【００２７】
切り屑３２は切刃２１c，２１ｂにより同時に生成されており、切られている歯溝の外側へ移動しているので、その先端３２xが、被削面と切刃の間にかみ込まれることはない。
【００２８】
図３及び図４の例は、図５〜図７に示した解析結果に基づく。図５〜図７は、次の条件についての解析結果の一例である。
【００２９】
モジュール：１．７４
圧力角度：１７．５°
歯数：４４
ねじれ角：３６°
歯車外径：９９．６ｍｍ
ホブ外径：９０ｍｍ
ホブ条数：５
すすみ角：５．９６４°
刃溝数：１５
溝ねじれ角：０°
切り込み深さ：５．６４５ｍｍ
送り量：１．３
【００３０】
図５は、ワーク内部から歯溝を通るホブ切刃を見た状態を図示している。一定時間ごとにワークの中心軸に対して垂直方向に見たホブ切刃２１の形状を、時間経過に比例して横軸方向に平行移動し（正確にはワーク中心軸１まわりの回転移動になっている）、図において上下方向（ワーク軸方向）に略一列に揃うように２１−１，２１−２、・・・と図示している。曲線４２，４４は、ホブの切刃２１の頂部２１ｃと側部２１ａ，２１ｂとの交点を結んでいる。曲線４０，４６は、ワークの外周面により歯溝が制限される開口縁を示す。
【００３１】
図６は、ワーク軸直角断面で見た図である。横線のように見える５０は、ワークの外周面である。着目する切刃の形状２１の１つ前の切刃５２（破線で示す）の位置と、ワークにすでに形成されている歯溝形状５６の内側部分をつなぐ曲線が切られるべき歯溝６であり、この歯溝と切刃２１の干渉部分が切削される。すなわち、形状５２と５６よりも切刃の形状２１がくい込んでいる量を切取量（ワーク軸から径方向の寸法差）として算出する。図６中に縦軸を切取量で示した図の横軸の座標値は、ホブ切刃の図の横軸の座標値と一致して示している。切取量が、正の部分６２ａ，６２ｂ，６２ｃでは、ホブの切刃がワークの歯溝に干渉して切り屑が生成され、負の部分６４ａ〜６４ｄでは、切刃と歯溝の間に隙間が形成されている。切取量が０となる位置を、図５において黒丸で示している。
【００３２】
図５において斜線を付した領域３０ｋ，３２ｋは、ワークの歯溝とホブ切刃が干渉して切り屑として生成される領域である。
【００３３】
一方の領域３０ｋについて見ると、ホブ切刃が図５において上から下に移動し、図３に示すように、切り屑３０が図５の切刃位置２１−１１の直前から生成される。このとき、切り屑の基端３０ｙの位置は、図５から分かるように、ワークの外周面側からワークの歯溝６の底面７に、ワークの内側に向かって移動する。切り屑３０ｋは図５ならびに図６の切刃２１a、すなわち３０ｙの垂直方向に伸びる。例えば、図５の切刃２１−２１の位置において、切り屑３０ｋの先端３０ｘが、前述したように、歯溝６の底面７又は歯溝６の他方の側面６ｂにまで達して、歯溝６と切刃２１との間の隙間８に入り込むと、ホブの損傷やワーク歯面の不良が発生する。
【００３４】
図７は、図５と同じ図であるが、ホブ切刃２１に凹部２１ｋが形成されている場合である。鎖線３４は、切刃２１に形成された凹部２１ｋの位置を示す。領域３０ｋが、図４に示すように、凹部２１ｋならびにこれに続く溝２２によって切り屑３０ａ，３０ｂに分断される。これによって、切り屑３０ａはワーク外に飛散し、その先端３０ｘは隙間８にかみ込まれず、また、切り屑３０ｂは短くなり、その先端３０ｔが歯溝６の底面７又は歯溝６の他方の側面６ｂにまで達せず、歯溝６と切刃２１との間の隙間８に入り込むことがない。これにより、ホブの損傷やワーク歯面の不良を防止することができる。
【００３５】
なお、他方の領域３２ｋについて見ると、ホブ切刃が図５において上から下に移動し、ワークの歯溝の底面７と切刃２１ｂの側から切り屑が生成される。この切り屑３２の先端３２ｘは、図３及び図４に示すように、ワークの外側に向かって伸び、歯溝６の外側に排出される。
【００３６】
以上に説明したように、ホブ切刃の歯たけ方向中間位置に凹部を設けることにより、切り屑が短くなり、切り屑の先端がワークの歯溝の底面近くに出現する隙間に達しないため、切り屑の噛み込み等の不具合が発生しなくなる。全てのホブ切刃について、少なくとも一方の側部に凹部を設けておくと、ホブの軸方向任意位置で加工しても、切り屑の噛み込み等の不具合発生を防止することができる。
【００３７】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施可能である。
【００３８】
例えば、一つの刃部の切刃に複数か所に凹部を形成し、逃げ面にそれぞれの凹部から連続する溝を形成するようにしてもよい。その場合、切刃の左右の側部の両方に凹部を形成しても、一方の側部にのみ複数の凹部を形成してもよい。
【００３９】
また、本発明は、切削油を用いてホブ切りする場合に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ワークをホブ切りしている状態を示す斜視図である。（実施例）
【図２】（ａ）ワークの歯溝の要部断面、（ｂ）刃部の斜視図である。（実施例）
【図３】ホブ切りの状態を示す斜視図である。（従来例）
【図４】ホブ切りの状態を示す斜視図である。（実施例）
【図５】ホブ切りの解析結果を示す図である。（従来例）
【図６】ホブ切りの解析結果を示す図である。（従来例）
【図７】ホブ切りの解析結果を示す図である。（実施例）
【符号の説明】
【００４１】
１０  ホブ
２０  刃歯部
２１  切刃
２１ｋ  凹部
２３  すくい面
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ  逃げ面
２５  ウォームのねじすじ
【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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