JP2010082786A - ホブカッタ及び歯車の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ホブカッタによる歯車の製造時に発生する切り屑を効率よく排出できるようにする。
【解決手段】自動車用自動変速機に使用される遊星歯車装置のインターナルギア３の外周面に、ホブカッタ１を用いて外歯５を形成する。ホブカッタ１は、ホブ歯１１が螺旋状に形成され、かつこのホブ歯１１を螺旋方向に沿って複数に分断した分断補ホブ歯１１ａを複数備えている。この各分断補ホブ歯１１ａの外周面の逃げ面１７に、螺旋方向に沿った溝２１を形成する。この溝２１によって、ホブカッタ１により歯車を作成する際に発生する切り屑を分断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホブカッタ及びホブカッタによる歯車の製造方法に関する。

ホブカッタやブローチ工具（下記特許文献１）などで、ワークに対して切削あるいは成形加工を行う際には切り屑が排出されるが、この切り屑を効率よく排出することで、加工効率を高めることができる。
特開平７−１９５２２９号公報

ところで、ホブカッタで歯車を製造する際の切り屑は、螺旋状に形成されたホブ歯の軸方向相互間の隙間、すなわちホブカッタの歯底と被削歯車の刃先との間の隙間から排出される。

このため、特に上記したホブカッタの歯底と被削歯車の刃先との間の隙間が狭いと、この狭い隙間に切り屑が詰まる恐れがあり、切り屑を効率よく排出することができなくなって加工効率の低下を招く。また、隙間に切り屑が詰まると、被削歯車の刃先に切り屑が咬み込み、被削歯車を損傷させることになる。

そこで、本発明は、ホブカッタによる歯車の製造時に発生する切り屑を効率よく排出できるようにすることを目的としている。

本発明は、ホブカッタによって形成する歯車の歯底に対応するホブ歯の逃げ面に、ホブ歯の螺旋方向に沿う溝を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、ホブ歯によりワークの表面を切削する際に排出される切り屑を、歯車の歯底に対応する面に形成されかつホブ歯の螺旋方向に沿う溝により分断することができる。これにより、ホブカッタの歯底と被削歯車の刃先との間の隙間が狭い場合であっても、この狭い隙間に切り屑が詰まることを抑制して、切り屑を効率よく排出することができ、被削歯車の刃先に切り屑が咬み込むことによる被削歯車の損傷を抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１に正面図及び図２に図１の左側面図として示すホブカッタ１は、例えば自動車の自動変速機に使用される遊星歯車装置の図３に示す歯車としてのインターナルギア３の外周面に対して外歯５を形成する際に使用する。

上記インターナルギア３は、環状に形成されてその内周面に遊星歯車装置のプラネタリギアが噛み合う内歯７を備え、外周面の前記した外歯５は、自動変速機のハウジングに固定するためのものである。この外歯５の円周方向に沿って複数形成される歯９は、ほぼ直方体形状を呈している。

ホブカッタ１は、ホブ歯１１の全体が螺旋状に形成され、その外周部に軸線方向（図１中で左右方向）に沿って延びる軸方向溝１３を円周方向等間隔に複数設けてあり、これによりホブ歯１１は、図２に示すように螺旋方向に沿って互いに離間するように、複数に分断される分断ホブ歯１１ａを形成している。この各分断ホブ歯１１ａには、ホブ歯１１の回転方向（図２の矢印Ａで示す方向）前方にすくい面（工具研削面）１５を備えるとともに、外周面に逃げ面１７を備えている。

そして、上記したホブ歯１１の逃げ面１７に、ホブ歯１１の螺旋方向に沿う溝２１を設けている。すなわち、このホブカッタ１は、歯車であるインターナルギア３における歯９の歯底２３に対応するホブ歯１１の逃げ面１７に、ホブ歯１１の螺旋方向に沿う溝２１を設けたことになる。

ここで、分断ホブ歯１１ａは、図２に示すように、円周方向に沿って偶数個備えており、この偶数個の分断ホブ歯１１ａに対し、溝２１を１個設けた分断ホブ歯１１ａと、溝２１を２個設けた分断ホブ歯１１ａとを、円周方向（螺旋方向）に沿って交互に設定している。

さらに、上記１個の溝２１は、２個の溝２１に対し、軸方向の位置として中間位置に設定してある。すなわち、螺旋方向に沿って互いに隣接する各分断ホブ歯１１ａに設けた１個の溝２１と２個の溝２１とは、ホブカッタ１の軸方向（図１中で左右方向）に沿って互いにずれていることになる。

なお、溝２１の断面形状は、ここでは図４（ａ）に示すように円弧（凹曲面）形状とするが、図４（ｂ）のようにＶ字形状の溝２１Ａや、図４（ｃ）のようにＵ字形状の溝２１Ｂであってもよい。円弧形状の溝２１は、図４（ｂ）のＶ字形状の溝２１Ａに対して、切り屑の一部が入り込む容積を大きく取りやすく、また図４（ｃ）のＵ字形状の溝２１Ｂに対して、角部の角度（α）が直角よりも大きな角度（鈍角）となっているので、工具磨耗関して有利でありホブカッタ１として高寿命化を達成できる。

また、溝２１に代わる溝の断面形状として、図４（ｂ）のＶ字形状の溝２１Ａの先端（底部）にＲを付けた形状でもよい。

ここで、特に、図４（ａ）に示すように、溝２１の幅Ｗと溝２１の深さＨとの関係を、Ｗ＞Ｈとすることで、ホブ歯１１の逃げ面１７と溝２１の円弧との交点Ｐにおける円弧の接線Ｌと、逃げ面１７とがなす角度αをより確実に大きくすることができ、工具磨耗抑制により効果的である。

また、図５に示すように、ホブカッタ１の各分断ホブ歯１１ａは、溝２１の底面２１ａを逃げ面１７に平行となるように、逃げ角βと同等の角度βだけ傾斜させてある。

このようなホブカッタ１により、図６に示すワークＷの表面２５に対して歯切加工を行う際には、ホブカッタ１を図６中で左右方向の中心軸線を中心として回転させつつ、加工に伴ってホブカッタ１をワークＷの表面２５に向けて（図６中で上方に向けて）徐々に接近させる。

ここで図６（ａ）は、溝２１を２個備えた分断ホブ歯１１ａで加工している状態を示しており、この際発生する切り屑２７は、２個の溝２１によってホブカッタ１の軸方向（図６中で左右方向）に沿って３つの分断切り屑２７ａ，２７ｂ，２７ｃに分断される。このとき、２個の溝２１によってワークＷの表面２５には２個の突起Ｗａが形成される。

また、図６（ｂ）は、上記溝２１を２個備えた分断ホブ歯１１ａに対し、ホブカッタ１の回転方向後方側に位置する、溝２１を１個備えた分断ホブ歯１１ａでの加工状態を示している。すなわち、この溝２１を１個備えた分断ホブ歯１１ａでは、切り屑２７を２つの分断切り屑２７ｄ，２７ｅに分断する。このとき、１個の溝２１によってワークＷの表面２５には１個の突起Ｗｂが形成されるが、１個の溝２１は、前記した２個の溝２１に対してホブカッタ１の軸方向（図６中で左右方向）にずれているので、図６（ａ）にて２個の溝２１によって形成された２個の突起Ｗａは削除される。

以上のようなホブ歯１１による加工を行う際のホブ歯１１の切り込み量Ｍは、溝２１の深さＨよりも小さくすることで、切り屑２７の分断をより確実なものとする。

このように切り屑２７を分断切り屑２７ａ，２７ｂ，２７ｃあるいは分断切り屑２７ｄ，２７ｅとして小さくすることで、この分断切り屑２７ａ，２７ｂ，２７ｃあるいは分断切り屑２７ｄ，２７ｅを、ホブカッタ１の歯底２９とインターナルギア３に形成した歯９の先端との間の隙間から容易に排出することができる。

この結果、ホブカッタ１の歯底２９と被削歯車の刃先（歯の先端）との間の隙間が狭い場合であっても、この狭い隙間に対しても切り屑２７が詰まることを抑制して切り屑２７を効率よく排出することができ、加工速度も向上して加工効率を高めることができる。また、上記した隙間に対する切り屑２７の詰まりを抑制することで、インターナルギア３に形成した歯９の先端への切り屑の咬み込みを抑制し、インターナルギア３の損傷を抑制することができる。

また、本実施形態では、ホブ歯１１は螺旋方向に沿って互いに離間するように分断ホブ歯１１ａを複数備え、前記螺旋方向に沿って互いに隣接する各分断ホブ歯１１ａに設けた溝２１は、ホブカッタ１の軸方向に沿って互いにずれている。これにより、ホブカッタ１の回転方向前方の分断ホブ歯１１ａで切削後のワークの表面に残る突起Ｗａ（Ｗｂ）を、その回転方向後方の分断ホブ歯１１ａでの切削時に削除することができ、効率よい切削加工を行うことができる。

また、本実施形態では、軸方向に互いに隣接する螺旋状のホブ歯１１の先端相互の軸方向間隔Ｂが、ホブ歯１１によるインターナルギア３の歯９の形成時に発生する分断切り屑２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅの軸方向に対応する長さよりも短く（狭く）なるように、切削条件やホブ歯１１の形状を設定する。

これにより、分断切り屑２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅが、ホブ歯１１相互間の歯溝に入りやすくなり、切り屑２７をより効率よく排出することができる。

さらに、本実施形態では、図５に示すように、ホブ歯１１先端の逃げ面１７の逃げ角βに対し、溝２１の底面２１ａの傾斜角度を同等として、逃げ面１７と溝２１の底面２１ａとを互いに平行としている。

これにより、すくい面１５を再研磨しても溝２１の深さを常に一定として変化を抑えることができ、再研磨後も切り屑２７に対する分断作用を継続して維持することができる。

なお、上記実施形態では、溝２１を１個設けた分断ホブ歯１１ａと、溝２１を２個設けた分断ホブ歯１１ａとを、円周方向（螺旋方向）に沿って交互に設定することで、螺旋方向に沿って互いに隣接する各分断ホブ歯１１ａの溝２１をホブ歯１１の軸方向にずらしているが、各分断ホブ歯１１ａに溝２１を１個ずつ設けて、これら各溝２１をホブ歯１１の軸方向にずらしてもよい。要するに、溝２１の数に関係なく、互いに隣接する各分断ホブ歯１１ａにおける溝２１が軸方向に互いにずれていればよい。

本発明の一実施形態を示すホブカッタの正面図である。 図１の左側面図である。 図１のホブカッタで外歯を形成するインターナルギアの斜視図である。 ホブカッタに設けた溝の断面形状図であり、（ａ）は円弧形状、（ｂ）はＶ字形状、（ｃ）はＵ字形状である。 ホブカッタのホブ歯先端における軸線と直交する方向の断面図である。 ワークの表面に対して歯切加工を行っている状態を示す動作説明図で、（ａ）は溝を２個備えた分断ホブ歯により切り屑が３つに分断された状態を示し、（ｂ）は溝を１個備えた分断ホブ歯により切り屑をさらに分断した状態を示す。

符号の説明

Ｗ ワーク
１ ホブカッタ
３ インターナルギア（歯車）
９ 歯
１１ ホブ歯
１１ａ 分断ホブ歯
１７ ホブ歯の逃げ面
２１ ホブ歯の螺旋方向に沿う溝
２１ａ 溝の底面
２３ インターナルギアの歯底
２７ 切り屑
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ 分断切り屑

Claims (5)

1. ワークの表面に歯を形成して歯車を製造するホブカッタであって、前記歯車の歯底に対応するホブ歯の逃げ面に、ホブ歯の螺旋方向に沿う溝を設けたことを特徴とするホブカッタ。
2. 前記ホブ歯は前記螺旋方向に沿って互いに離間するように分断ホブ歯を複数備え、前記螺旋方向に沿って互いに隣接する前記各分断ホブ歯に設けた前記溝は、ホブカッタの軸方向に沿って互いにずれていることを特徴とする請求項１に記載のホブカッタ。
3. 軸方向に互いに隣接する螺旋状のホブ歯の先端相互の軸方向間隔を、前記ホブ歯による歯の形成時に発生する切り屑の前記軸方向に対応する長さよりも短くすることで、前記切り屑を前記ホブ歯の先端相互間へ入り込ませることを特徴とする請求項１または２に記載のホブカッタ。
4. 前記溝の底面を前記ホブ歯先端表面の逃げ面に対して平行としたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のホブカッタ。
5. ホブカッタによりワークの表面に歯を形成して歯車を製造する歯車の製造方法であって、ホブ歯により前記ワークの表面を切削する際に排出される切り屑を、前記歯車の歯底に対応する逃げ面に形成されかつホブ歯の螺旋方向に沿う溝によって分断することを特徴とする歯車の製造方法。

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