JP2015188971A - フレージングカッタ - Google Patents

Abstract

【課題】加工歯を再研削するときに別の砥石を用いて外周面の削り残しを除去する工程を省略して、複数種の研削砥石を不要とするとともに再研削工程の簡略化を図ることが可能なフレージングカッタを提供する。
【解決手段】円板状のカッタ本体１の外周面２に複数の加工歯３が周方向に間隔をあけて形成され、これらの加工歯３におけるカッタ本体１の一方の側面４側には、被加工歯車の歯と噛み合ってその歯の歯すじ方向の端縁を押圧することにより面取りする加工部６が設けられているとともに、カッタ本体１の一方の側面４には、隣接する加工歯３の間のカッタ本体１の外周面２に開口するとともにカッタ本体１の他方の側面５側に凹む凹部７が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、被加工歯車の歯と噛み合って、その歯面の歯すじ方向の端縁を押圧することにより面取りする加工部が設けられた加工歯を外周面に有するフレージングカッタに関するものである。

このようなフレージングカッタは、例えば特許文献１に記載されているように、複数の加工歯が外周面に間隔をあけて設けられた歯車形のカッタ本体を備えている。通常は、一対のこのようなカッタ本体がスペーサ等を介して間隔をあけて互いに同軸に組み合わされて一体化され、その軸線回りに回転させられて使用される。

上記加工歯には、これら一対のカッタ本体の互いに対向する一方の側面側に、被加工歯車の歯と噛み合ってその歯面の歯すじ方向の端縁を押圧することにより面取りする加工部が設けられており、一対のカッタ本体の加工歯のこれらの加工部が被加工歯車の歯面の軸線方向両端の端縁にそれぞれ噛み合わされて、被加工歯車がフレージングカッタと共回りしつつ押圧されることにより、このような面取り加工が行われる。

特許第５２２８９６９号公報

ところで、近年このようなフレージングカッタによる面取り加工も自動加工機によって行われることが多くなってきており、自動加工機に取り付け可能となるようにカッタ本体が小径化されるのに伴い、このカッタ本体に設けられる加工歯の歯数も少なくなってきている。従って、同じ歯数の歯車を加工するにしても個々の加工歯への負荷は大きくなり、従来の歯数の多いフレージングカッタでは問題とならなかった加工部の摩耗が、面取り加工の精度や効率に影響を及ぼすおそれが生じてきた。

ここで、このように加工歯の加工部に摩耗が生じた場合には、カッタ本体の有効利用を図るために加工歯を再研削して新たな加工部を形成することが考えられる。このような再研削は、隣接する加工歯に干渉しないように薄型の円板状砥石を用いて、摩耗した加工歯の表面を新たな加工歯の表面形状に沿うようにカッタ本体の内周側に研削してゆくことになる。

ところが、こうして加工歯を再研削しただけでは、隣接する加工歯の間に再研削前のカッタ本体の外周面が削り残されることになる。そして、このような外周面の削り残しは、上記加工部が設けられるカッタ本体の一方の側面側において、再研削された加工歯による面取り加工の際に被加工歯車の歯と干渉するおそれがあるため、加工歯の再研削の後に、こうして削り残されたカッタ本体の一方の側面側の外周面を別の砥石で研削して除去しなければならない。このため、再研削工程が煩雑となるとともに複数種の研削砥石が必要となるという問題が生じる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、加工歯を再研削するときに別の砥石を用いて外周面の削り残しを除去する工程を省略して、複数種の研削砥石を不要とするとともに再研削工程の簡略化を図ることが可能なフレージングカッタを提供することを目的としている。

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、円板状のカッタ本体の外周面に複数の加工歯が周方向に間隔をあけて形成されており、これらの加工歯における上記カッタ本体の一方の側面側には、被加工歯車の歯と噛み合って該歯の歯すじ方向の端縁を押圧することにより面取りする加工部が設けられているとともに、上記カッタ本体の一方の側面には、隣接する上記加工歯の間の上記カッタ本体の外周面に開口するとともに上記カッタ本体の他方の側面側に凹む凹部が形成されていることを特徴とする。

このように構成されたフレージングカッタにおいては、加工歯の加工部が設けられるカッタ本体の一方の側面において、他方の側面側に凹む凹部が隣接する加工歯の間のカッタ本体外周面に開口するように形成されていて、すなわち少なくともこの一方の側面側では外周面に凹部が開口して逃げが設けられることになる。従って、加工歯を再研削したときに、隣接する加工歯の少なくとも加工部同士の間に再研削前の外周面が削り残されるようなことはなく、このような削り残しを除去する工程や削り残し除去用の砥石を要することもない。

ここで、このような凹部としては、上述のように隣接する加工歯の間のカッタ本体外周面に開口してカッタ本体の他方の側面側に凹むものであれば、個々の加工歯の間に１つずつ点在するものであってもよく、あるいは複数の加工歯の間に連続するものであってもよい。例えば、このように複数の加工歯間に連続するものとして、上記凹部を、隣接する加工歯の間のカッタ本体の外周面に沿ってカッタ本体の一方の側面を周回する凹溝とすることにより、カッタ本体をその中心軸線回りに回転しつつバイトのような旋削工具によって一方の側面の外周縁を切削することで容易に形成することができる。

一方、上述のように凹部を個々の加工歯の間に１つずつ点在するように形成する場合には、一つに、該凹部を、隣接する加工歯の間のカッタ本体の外周面に開口するとともにカッタ本体の一方の側面から他方の側面側に凹む止まり穴として形成してもよい。このような止まり穴も、一方の側面の加工歯の間に外周面に開口するように、ドリルのような穴明け工具によって容易に形成することができる。

なお、これらのように凹部を凹溝や止まり穴とした場合には、カッタ本体の他方の側面側には加工歯の間に外周面が残されることになるが、この他方の側面側で加工歯が面取り加工に使用されない場合には、外周面が削り残されていても被加工歯車と干渉することはない。むしろ、凹溝や止まり穴の底面と他方の側面との間にはカッタ本体の肉厚が残されることになるので、凹部を形成したことによってカッタ本体の剛性等が必要以上に低下するのを避けることができる。

ただし、凹部を個々の加工歯の間に１つずつ点在するように形成する場合には、他の一つとして、上述のように止まり穴とすることなく、隣接する加工歯の間のカッタ本体の外周面に開口してカッタ本体の一方の側面から他方の側面に貫通する貫通穴として形成してもよい。この場合には、隣接する加工歯間のカッタ本体外周面に、両側面間に亙って上述した逃げが設けられることになる。

以上説明したように、本発明によれば、加工歯を再研削してカッタ本体を再利用する場合に、被加工歯車と干渉する外周面の削り残しを除去する工程や除去用の研削砥石を要することがなく、再研削工程の簡略化を図るとともに必要な研削砥石を削減して効率的な再研削を行うことができる。

本発明の第１の実施形態を示すカッタ本体の一方の側面側から見た側面図である。 図１に示す実施形態の加工歯を示す部分拡大側面図である。 図１に示す実施形態の加工歯をカッタ本体の外周側から見た部分拡大平面図である。 本発明の第２の実施形態を示すカッタ本体の一方の側面側から見た側面図である。 図４に示す実施形態の加工歯を示す部分拡大側面図である。 図４に示す実施形態の加工歯をカッタ本体の外周側から見た部分拡大平面図である。 本発明の第３の実施形態を示すカッタ本体の一方の側面側から見た側面図である。 図７に示す実施形態の加工歯を示す部分拡大側面図である。 図７に示す実施形態の加工歯をカッタ本体の外周側から見た部分拡大平面図である。

図１ないし図３は、本発明の第１の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を中心とした円板状をなしているとともに、その外周面２には複数の加工歯３が周方向に等間隔をあけて一体に突設されていて、外観略歯車形状を呈している。これらの加工歯３は、カッタ本体１の一対の側面４、５のうち一方の側面４側に、被加工歯車の歯面の歯すじ方向の端縁を押圧することにより面取りする加工部６を有している。

ここで、本実施形態のフレージングカッタは、特許文献１に記載されたフレージングカッタと同様にはすば歯車を被加工歯車として、その歯面の歯すじ方向の端縁の面取り加工に用いられる。加工歯３の上記加工部６には、この被加工はすば歯車の歯の鋭角側端縁に当接して押圧することにより面取りする鋭角側加工歯面６Ａと、この歯の鈍角側端縁に当接して押圧することにより面取りする鈍角側加工歯面６Ｂとが形成されている。

このうち、鋭角側加工歯面６Ａは、カッタ本体１の外周側から見て図３に示すように平歯車状をなす加工歯３の軸線Ｏに平行に延びる歯面とされている。また、鈍角側加工歯面６Ｂは、この鋭角側加工歯面６Ａとは反対の歯面の一方の側面４側の端縁を、この反対の歯面と一方の側面４側を向く加工歯３の端面とに鈍角に交差するように歯すじ方向に亙って面取りして形成されている。

そして、このような加工部６が設けられるカッタ本体１の一方の側面４には、周方向に隣接する加工歯３の間のカッタ本体１の上記外周面２に開口するとともにカッタ本体１の他方の側面５側に凹む凹部７が形成されている。この凹部７は、本実施形態では、隣接する加工歯３の間のカッタ本体１の外周面２に沿ってカッタ本体１の一方の側面４を周回する凹溝とされている。

具体的に、本実施形態における凹部７は、軸線Ｏに沿った断面が該軸線Ｏ方向に偏平した「コ」字状をなして一方の側面４に開口するとともに他方の側面５側に凹む有底の凹溝状に形成され、軸線Ｏを中心として一方の側面４を１周するように形成されている。さらに、この凹部７は、軸線Ｏに対する径方向には一定の幅で、隣接する加工歯３の間のカッタ本体１の外周面２よりも内周側から、この外周面２の位置を越えて外周側の加工歯３の歯元にまで延びている。

従って、この凹部（凹溝）７は、その外周縁が隣接する加工歯３の間の外周面２を切り欠くようにして、この外周面２の一方の側面４側に開口することになる。そして、この凹溝状の凹部７の一方の側面４からの溝深さＤ、すなわち外周面２における一方の側面４からの開口幅は、図３に示すように上記加工部６の鋭角側加工歯面６Ａと鈍角側加工歯面６Ｂに被加工はすば歯車の歯面の端縁が当接する範囲であるカッタ作用範囲Ｗよりも大きくなるように設定されている。

このように構成されたフレージングカッタのカッタ本体１は、通常は上述したように同形同大の一対のカッタ本体１が、互いの上記一方の側面４を対向させるようにスペーサ等を介して軸線Ｏ方向に間隔をあけて同軸に組み合わされて一体化される。さらに、このように一体化された一対のカッタ本体１は、それぞれの加工歯３の加工部６が被加工はすば歯車の歯面の両側の端縁に上述のように当接するようにして被加工はすば歯車と噛み合わされ、軸線Ｏ回りに回転させられつつ該端縁を押圧することによって塑性変形させて面取り加工する。

そして、このような面取り加工を行ううちに、加工歯３の加工部６における上記鋭角側加工歯面６Ａと鈍角側加工歯面６Ｂに摩耗が生じたときには、図２に破線で示すように、これら鋭角側加工歯面６Ａおよび鈍角側加工歯面６Ｂと、鈍角側加工歯面６Ｂに連なる歯面および加工歯３の歯先を薄型の円板状砥石によって再研削し、すなわち加工歯３をカッタ本体１の内周側に一段削り込むようにして新たな加工部６を形成する。

ところが、このとき、隣接する加工歯３の間の一方の側面４側にカッタ本体１の外周面２が延びたままであると、図２や図３にハッチングを付けて示したようにこの部分の外周面２が削り残されてしまう。このような削り残しは、新たな加工部６による面取り加工の際に被加工はすば歯車の歯と干渉するため、これを別の研削工程で他の研削砥石により除去しなければならない。

これに対して、上記構成のフレージングカッタでは、上記加工歯３の加工部６が設けられるカッタ本体１の一方の側面４に、他方の側面５側に凹む凹部７が形成されていて、この凹部７が隣接する加工歯３の間においてカッタ本体１の外周面２に開口しているので、削り残される外周面２が一方の側面４側に存在することがない。すなわち、この一方の側面４側の外周面２には凹部７によって逃げが設けられることになり、再研削の際に外周面２の削り残しが生じるのを避けることができる。

このため、再研削の後にこのような削り残しを除去する別の研削工程が必要となることがなく、またこのような別の研削工程に用いる研削工具を用意する必要もない。従って、上記構成のフレージングカッタによれば、再研削工程の簡略化を図ることができるとともに、再研削に必要な研削砥石を加工歯３の研削用の砥石だけとして削減することができ、これらにより効率的な再研削を行うことが可能となる。

また、本実施形態のフレージングカッタでは、このように一方の側面４に形成される凹部７が、隣接する加工歯３の間のカッタ本体１の外周面２に沿って上記一方の側面４を周回する凹溝とされている。このような凹溝状の凹部７は、例えばカッタ本体１を工作機械の回転軸に把持して軸線Ｏ回りに回転しつつ、一方の側面４の凹部７を形成する周縁部にバイトのような旋削工具を切り込ませることにより、１回の切削工程で容易に形成することができるので、カッタ本体１の製造が容易であるという利点が得られる。

さらに、凹溝状の凹部７は有底であって、その一方の側面４側を向く底面と他方の側面５との間には、カッタ本体１の肉厚が残されることになる。このため、カッタ本体１の剛性が凹部７を形成することによって必要以上に損なわれるのを防ぐこともできる。なお、この凹部７の底面と他方の側面５との間にはカッタ本体１の外周面２が残されることになるが、この部分は上述したカッタ作用範囲Ｗから離れていて、再研磨した加工歯３が面取り加工する際に被加工はすば歯車の歯と干渉することはないので、再研磨の際に除去する必要はない。

一方、凹部７は、第１の実施形態のように一方の側面４を周回するように連続して形成されていなくてもよく、例えば図４ないし図９に示す第２、第３の実施形態のように隣接する加工歯３の間ごとに点在するように形成されていてもよい。なお、これら第２、第３の実施形態において第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を簡略化する。

このうち、図４ないし図６に示す第２の実施形態では、凹部７は、周方向に隣接する加工歯３の間のカッタ本体１の外周面２に開口してカッタ本体１の一方の側面４から他方の側面５側に凹む止まり穴とされている。各凹部（止まり穴）７は、互いに等しい内径で軸線Ｏから等しい半径の位置に該軸線Ｏと平行な中心線を有する円形穴とされていて、カッタ本体１の一方の側面４から上記カッタ作用範囲Ｗを超える互いに等しい深さにまで穿設されており、その内壁面のうちカッタ本体１の外周側に位置する一部が外周面２に開口している。

このような止まり穴状の凹部７は、カッタ本体１の一方の側面４から軸線Ｏに平行に上記カッタ作用範囲Ｗを超えるところまで、隣接する加工歯３の間に外周面２に開口するようにドリルのような穴明け工具によってカッタ本体１に穴明け加工を行うことにより形成することができる。こうして穴明け加工によって凹部７を形成した場合には、この凹部７の上記一方の側面４側を向く底面は、ドリルの刃先形状に合わせて図６に示すように凹円錐状に形成される。

このような第２の実施形態のフレージングカッタにおいても、第１の実施形態と同様に加工歯３の再研削の際に加工部６の間のカッタ本体１の外周面２に削り残しが生じることがなく、再研削工程の簡略化や研削砥石の削減を図ることができる。また、凹部７が止まり穴であるので、第１の実施形態と同様にその上記底面と他方の側面５との間にはカッタ本体１の肉厚が残されることになってカッタ本体１の剛性を確保することができ、しかも凹部７がカッタ本体１の周方向に点在しているため、第１の実施形態のように加工歯３の内周側におけるカッタ本体１の一方の側面４が切り欠かれることもなくなって、加工部６の剛性も確保することができる。

ただし、凹部７をこのような止まり穴とすることなく、図７ないし図９に示す第３の実施形態のように他方の側面５に貫通する貫通穴としてもよい。このような第３の実施形態によれば、第１、第２の実施形態と同様に再研削工程の簡略化や研削砥石の削減を図ることができるとともに、例えば他方の側面５側でも加工歯３に加工部６を形成した場合に、この他方の側面５側の加工部６を再研削するときでも外周面２に削り残しが生じるのを防ぐことができ、一層効率的である。

１ カッタ本体
２ カッタ本体１の外周面
３ 加工歯
４ カッタ本体１の一方の側面
５ カッタ本体１の他方の側面
６ 加工部
７ 凹部
Ｏ カッタ本体１の軸線

Claims (4)

1. 円板状のカッタ本体の外周面に複数の加工歯が周方向に間隔をあけて形成されており、これらの加工歯における上記カッタ本体の一方の側面側には、被加工歯車の歯と噛み合って該歯の歯すじ方向の端縁を押圧することにより面取りする加工部が設けられているとともに、上記カッタ本体の一方の側面には、隣接する上記加工歯の間の上記カッタ本体の外周面に開口するとともに上記カッタ本体の他方の側面側に凹む凹部が形成されていることを特徴とするフレージングカッタ。
2. 上記凹部は、隣接する上記加工歯の間の上記カッタ本体の外周面に沿って上記カッタ本体の一方の側面を周回する凹溝であることを特徴とする請求項１に記載のフレージングカッタ。
3. 上記凹部は、隣接する上記加工歯の間の上記カッタ本体の外周面に開口するとともに上記カッタ本体の一方の側面から他方の側面側に凹む止まり穴であることを特徴とする請求項１に記載のフレージングカッタ。
4. 上記凹部は、隣接する上記加工歯の間の上記カッタ本体の外周面に開口して上記カッタ本体の一方の側面から他方の側面に貫通する貫通穴であることを特徴とする請求項１に記載のフレージングカッタ。

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