特許 7053472 歯車の切削工具、および、かさ歯車およびハイポイド歯車の切削方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-04

(45)【発行日】2022-04-12

(54)【発明の名称】歯車の切削工具、および、かさ歯車およびハイポイド歯車の切削方法

(51)【国際特許分類】

   B23F 21/22 20060101AFI20220405BHJP

   B23F 9/12 20060101ALI20220405BHJP

【ＦＩ】

B23F21/22

B23F9/12

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018538887

(86)(22)【出願日】2017-01-31

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2019-02-14

(86)【国際出願番号】 US2017015791

(87)【国際公開番号】W WO2017136329

(87)【国際公開日】2017-08-10

【審査請求日】2019-11-12

(31)【優先権主張番号】62/289,470

(32)【優先日】2016-02-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500094370

【氏名又は名称】ザ グリーソン ワークス

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ハーマン ジェイ．シュタットフェルト

(72)【発明者】

【氏名】アンソニー ジェイ．ノルセッリ

(72)【発明者】

【氏名】ポール ビー．スペンサー

【審査官】中里 翔平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１７９４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－１１７３１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】東ドイツ国経済特許第０４７５８３（ＤＤ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０００８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０３０３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５３３６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４２６８１９４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｆ ９／０８－ ９／１４

Ｂ２３Ｆ ５／２７

Ｂ２３Ｆ ２１／２２－２１／２３

Ｂ２３Ｃ ３／３２

Ｂ２３Ｃ ５／０６

Ｂ２３Ｃ ５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

かさ歯車およびハイポイド歯車を作成するための歯車の切削工具であって、
カッター軸線（８３）を中心に回転可能であって複数のブレード溝群を具え、前記ブレード溝群のそれぞれが少なくとも２つのブレード位置決め溝を有するカッターヘッド（８２）と、
前記ブレード位置決め溝の一方に配備される第１の切削ブレード（４１）と、前記ブレード位置決め溝の他方に配備される第２の切削ブレード（４０）とを含む少なくとも１つのブレード溝群であって、前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）が第１の切れ刃（３３）および第２の切れ刃（３１）を具えた切削端をそれぞれ有し、前記第１および第２の切削ブレードの前記切削端が同じであり、前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）は、それぞれ、前記第１の切削ブレード（４１）および前記第２の切削ブレード（４０）の両方に同じすくい角を提供する中立の向きを有する前面を有する少なくとも１つのブレード溝群と
を具え、前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）は、歯車加工対象物に歯溝を切削するように操作可能であり、前記歯溝は、前記歯車加工対象物の１つの歯の凸歯面と、直近の前記凸歯面に向かい合う凹歯面との間に空間を画成し、
前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）は、第１の向きに前記ブレード溝群に相互に配置可能であり、前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）の一方（４１）は、前記第１の切れ刃（３３）または前記第２の切れ刃（３１）の一方（３３）を用いて前記歯溝の前記凸歯面または前記凹歯面の一方を切削するように操作可能であり、前記第１および第２の切削ブレードの他方は、前記第１の切れ刃（３３）または前記第２の切れ刃（３１）の他方（３１）を用いて前記歯溝の前記凸歯面または前記凹歯面の他方を切削するように操作可能であり、
かつ、前記第１の向きと歯面が互いに向かい合う第２の向きにおいて、前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）の前記一方（４１）は、前記第１の向きの歯面が互いに向かい合う切れ刃を用いて前記第１の向きの向かい合う歯面を切削するように操作可能であり、前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）の前記他方（４０）は、前記第１の向きの歯面が互いに向かい合う切れ刃（３３）を用いて前記第１の向きの向かい合う歯面を切削するように操作可能であり、
前記第２の向きによって切削される歯溝が前記第１の向きによって切削される歯溝と同じであることを特徴とする歯車の切削工具。

【請求項2】

前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）は、相互に独立して前記カッターヘッド（８２）のカッター軸線（８３）に対して径方向に調節可能であることを特徴とする請求項１に記載の歯車の切削工具。

【請求項3】

かさ歯車およびハイポイド歯車の切削方法であって、
カッター軸線（８３）を中心に回転可能であるカッターヘッド（８２）を具えると共に複数のブレード溝群を含み、このブレード溝群のそれぞれが少なくとも２つのブレード位置決め溝を有し、前記ブレード溝群の少なくとも１つが前記ブレード位置決め溝の一方に配備される第１の切削ブレード（４１）と、前記ブレード位置決め溝の他方に配備される第２の切削ブレード（４０）とを含み、これら第１および第２の切削ブレード（４１、４０）が第１の切れ刃（３３）および第２の切れ刃（３１）を具えた切削端をそれぞれ有し、当該第１および第２の切削ブレード（４１、４０）の切削端が同じであり、前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）は、それぞれ、前記第１の切削ブレード（４１）および前記第２の切削ブレード（４０）の両方に同じすくい角を提供する中立の向きを有する前面を有する切削工具を用意することと、
前記切削工具を回転し、この回転している切削工具と歯車加工対象物とを相互にかみ合い状態へともたらし、前記第１および第２の切削ブレードが歯車加工対象物に複数の歯溝を切削するように操作され、これら歯溝が前記歯車加工対象物の１つの歯の凸歯面と、直近の前記凸歯面に向かい合う凹歯面との間に空間をそれぞれ画成することと
を具え、前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）は、前記ブレード溝群へと相互に第１の向きに配置され、前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）の一方（４１）は、前記第１の切れ刃（３３）または前記第２の切れ刃（３１）の一方（３３）を用いて前記歯溝のそれぞれの前記凸歯面または前記凹歯面の一方を切削するように操作され、前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）の他方（４０）は、前記第１の切れ刃（３３）または前記第２の切れ刃（３１）の他方（３１）を用いて前記歯溝のそれぞれの前記凸歯面または前記凹歯面の他方を切削するように操作されることを特徴とする方法。

【請求項4】

前記カッターヘッド（８２）の前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）の前記一方（４１）の位置と、前記カッターヘッド（８２）の前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）の前記他方（４０）の位置とを前記カッターヘッドにて相互に交換し、それによって前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）が前記第１の向きと歯面が互いに向かい合う第２の向きに前記カッターヘッド（８２）に相互に配置されることと、
前記切削工具を回転し、この回転している切削工具と別な歯車加工対象物とを相互にかみ合い状態へともたらすことと
をさらに具え、前記第２の向きにおいて、前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）の前記一方（４１）は、前記第１の向きの歯面が互いに向かい合う切れ刃を用いて前記第１の向きの向かい合う歯面を切削するように操作され、
前記第１および第２の切削ブレード（４１、４０）の前記他方（４０）は、前記第１の向きの歯面が互いに向かい合う切れ刃を用いて前記第１の向きの向かい合う歯面を切削するように操作され、
前記第２の向きによって切削される前記別な歯車加工対象物の歯溝は、前記第１の向きによって切削される前記歯車加工対象物の前記歯溝と同じであることを特徴とする請求項３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歯車を作成するための切削工具、特に別々に配備されるが同一の切削ブレードを有し、歯車の歯を作成するための切削工具に向けられている。

【背景技術】

【0002】

かさ歯車およびハイポイド歯車は、単一割り出し処理（正面フライス加工）または連続割り出し処理（正面ホブ加工）にて切削されることができる。これら両方の処理は、図１の溝群１１で表す複数の溝群（同一ブレード群）を持ったカッターヘッド１０を使用する。図１は、長方形の外側ブレード溝１５と長方形の内側ブレード溝１６とを持つ正面フライス加工カッターへッド１０の立体投影図を示している。溝１５および１６は、１つのブレード群１を表している。カッターヘッド１０は、この切削処理中に方向１４へと回転する。

【0003】

それぞれのブレード群は、通常、個々のカッターへッドの溝に組み込まれる１つから３つまでのブレードにて構成される。１つのブレード群あたり３つのブレードの場合、一般に第１のブレードはより荒い、または歯底のブレードである。すべてのブレード群の荒い、または底面のブレードは、凸歯面および凹歯面の他に、かさ歯車のすみ肉および歯底もまた荒削りする。それぞれのブレード群の第２のブレードは、一般的に外側ブレードである。すべてのブレード群の外側ブレードは、凹歯面と凹歯面側のすみ肉とを仕上げ削りする。それぞれのブレード群の第３のブレードは、一般的に内側ブレードである。すべてのブレード群の内側ブレードは、凸歯面と凹歯面側のすみ肉とを仕上げ削りする。

【0004】

より一般的な構成は、ブレード群毎に２つの溝１１を持つカッターへッド１０である。カッターヘッドのそれぞれのブレード群の第１のブレードは、外側ブレード（溝底半径１２）である。すべてのブレード群の外側ブレードは、かさ歯車のすべての溝の歯底の一部を含むすみ肉の凹歯面側を粗削りすると共に仕上げ削りする役割を有する。前記カッターヘッドのそれぞれのブレード群の第２のブレードは、内側ブレード（溝底半径１３）である。すべてのブレード群の内側ブレードは、かさ歯車のすべての溝の歯底の一部を含むすみ肉の凸歯面側を粗削りして仕上げ削りする役割を有する。

【0005】

図２(ａ)は、外側ブレード５１および内側ブレード５５を縦につなげた断面図にて上述の切り屑除去構成を示している。相対的な切削方向５９が両方のブレード５１および５５に作用する。外側ブレード５１は、外側の歯面（凹歯面）を切削して切り屑５２を形成する鋭い切れ刃５３を有する。ブレード５１の隙間端５４は、なまくら形状を有し、内側の歯面（凸歯面）の如何なる切削にも関与しない。内側ブレード５５は、内側の歯面（凸歯面）を切削して切り屑５６を形成する鋭い切れ刃５７を有する。ブレード５５の隙間端５８は、なまくら形状を有し、外側の歯面（凹歯面）の如何なる切削にも関与しない。

【0006】

この分野で知られている他の可能性は、例えば特許文献１に示されたようなブレード群毎に１つのブレードを持つカッターヘッドである。このような構成において、図３(ａ)に示すような単一ブレード型（すなわち総形ブレード）は、凹歯面と、凹側のすみ肉と、歯底と、凸側のすみ肉とに加え、かさ歯車の凸歯面をもまた、粗削りおよび仕上げ削りしよう。

【0007】

図３(ａ)は、総形ブレード２０に対する正面図を示している。その前面６０は、両方の切れ刃２１および２３に対して同じ横すくい角を与える中立の向きを持つ。また、刃先半径２２および２４も示されている。ブレード刃先幅２５は、切削される歯元の幅と等しく、ブレード２０が両方の歯面（凹および凸）から切り屑を同時に除去することを可能にする。図３(ａ)における総形切削ブレード２０は、刃先半径２２を持つ外側切れ刃２１と、内側刃先半径２４を持つ内側切れ刃２３と、２つの切れ刃の間に空間をあけて正確な溝幅を切削するための刃先幅２５とを具えている。

【0008】

図２(ｂ)は、縦につなげた総形ブレード６４および第２の総形ブレード６９の断面図を示している。相対的な切削方向５９が両方のブレード６４および６９に作用する。ブレード６４は、相対的な切削方向５９に対して直交する正面６０を有する。ブレード６４の２つの切れ刃６１および６２は、凸および凹歯面に加え、歯元領域（図示せず）からもまた、つながった切り屑６３を切り取る。ブレード６４の切れ刃６１および６２は、正面６０が切削方向に対して直交しているので、中立に（穏やかに）働く。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】米国特許第７７７５７４９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

図２(ｂ)における第２のブレード６９は、相対的な切削方向５９に関して鋭利ではなくて中立に見える切れ刃６６および６７を形成する正面６５を持ち、ブレード６４と同じ外形を有する。理想的な場合、切り屑６８は切り屑６３と同じとなろう。切れ刃６１がカッターヘッドにおいて切れ刃６６と同じ径方向位置を有すると共に切れ刃６２がカッターヘッドにおいて切れ刃６７と同じ径方向位置を有するように、カッターヘッドにおける総形ブレード６４および６９の径方向の調整は、ほとんど不可能である。同一ブレードの一部である２つの切れ刃（例えば６１および６２）に対し、異なる径方向の調整を実現させることは不可能である。ブレード形状の研削における誤差に加えてカッターへッドの溝の誤差もまた、個々の切れ刃の独立した調整によって補償することができない。

【0011】

切り屑６３および６８は大きくてかさ高であり、切削領域から除去することが困難である。中立角度の正面６０および６５を持つ２つの向かい合わせの切れ刃にかぶさる切り屑を形成するため、２つの切れ刃６１および６２の切り屑形成は、６５および５７も同様に、相互に妨害すると共に最適な切り屑の剪断および形成を妨げる。結果として、図２(ｂ)に示す工具形状を用いた切削処理によって生み出される切削力ならびに切り屑および部品の温度は、図２(ａ)に示す工具形状を用いた切削処理によって生み出される切削力ならびに切り屑および部品の温度と比較すると、より高い。

【0012】

ブレード６４および６９は、異なるブレード群に属する。図２ｂによるブレードを持つカッターへッドは、ブレード群毎に１つのブレードを有する。

【0013】

単一ブレード型のカッターへッドは、完成したかさ歯車が歯先と歯元との間の歯底に沿った平行な溝幅を示すので、完成処理にて切削される正面フライス加工のかさ歯車に単に用いられるだけである。溝底を含むそれぞれの歯溝の両歯面を作成するために一種類のブレード６４を単に使用するだけの単一ブレード切削処理（図２(ｂ)に概略的に示す）は、多くの欠点を有する。両方の切れ刃をつなぐブレード正面（一般には平坦面である）６０は、およそゼロ度の横すくい角を両方の切れ刃６１および６２のために単に与えることができるだけである。ゼロ度の横すくい角（切削方向５９に対して直交する正面６０）に関し、切り屑除去処理は、切り屑を除去するために（正の横すくい角を必要とする鋭い切れ刃で切り屑を剪断するというよりはむしろ）より大きな可塑化作業を行わなければならない。

【0014】

全ブレード輪郭（図３(ａ)の２３－２４－２５－２２－２１の部分）の周囲の切削動作のため、２つの歯面からの切り屑は、しばしば結合されたような単一の切り屑６３および６８である。両方ともゼロの横すくい角に加えてつながった切り屑もまた、切削中により高い切削力と、より高い部品温度とを引き起し、その後、より低い品質の部品をもたらす。他の欠点は、結合された外側－内側の切り屑６３および６８が大きい空間を必要とし、従って切削領域から簡単に離れて流出しないということである。大きくてよりかさばる切り屑は、ブレード群毎に２つのブレード５１および５５を有する外側－内側ブレード切削システムにて作り出されるより小さく丸まった切り屑５２および５６（図２(ａ)）よりも、連続するブレード間に切り屑を詰まらせてしまう可能性がより高い。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明は、別々に配備されるが２つの同一な切削ブレード（例えば１つの外側ブレードおよび１つの内側ブレード）をそれぞれの切削ブレード群が含む歯車切削工具を具えている。本発明のブレード構成は、歯車の凸歯面および凹歯面の他に歯溝のすみ肉および歯底部もまた同時に切削するための一種類のブレードをただ単に必要とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明のカッターシステムは、外側切削ブレードおよび内側切削ブレードの径方向の調整を相互に独立に可能とする。さらに、内側および外側の切削ブレードを相互に交換することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】長方形のブレード溝を持つ正面フライスカッターヘッドの立体投影図を示す。

【図2(a)】縦につなげた外側切削ブレードおよび内側切削ブレードの断面図を示す。

【図2(b)】縦につなげた第１の総形切削ブレードおよび第２の総形切削ブレードの断面図を示す。

【図2(c)】縦につなげた本発明の単一ブレードおよび第２単一ブレードの断面図を示す。

【図3(a)】総形切削ブレードの正面図を示す。

【図3(b)】本発明による単一ブレードの正面図を示す。

【図3(c)】２つの平行な単一ブレードの正面図を示す。

【図4】その中心線８３と、縦につなげた単一ブレード４１に関する外側溝取り付け面８４および単一ブレード４０に関する内側溝取り付け面８５とを持つカッターへッド８２の断面図を示す。

【図5】スペーサーブロック８６および８７を追加した図４のカッターヘッドを示す。

【図6】ブレードの下の固定ブロック１１４と、ブレードの上のスペーサープリズム１１１とを有する五角形断面の切削ブレード１１０の立体投影図を示す。

【図7】その中心線８３と、縦につなげた単一ブレード４１に関する外側溝取り付け面８４および単一ブレード４０に関する内側溝取り付け面８５とを持つカッターへッド１０１の断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

この明細書にて用いた「発明」および「この発明」および「本発明」という用語は、この明細書および下の特許請求の範囲の任意の請求項のあらゆる内容を概括的に参照することを意図している。これらの用語を含む記述は、そこに記述した内容に限定するか、その意図または下の特許請求の範囲の任意の請求項の範囲に限定するように理解されるべきではない。さらにまた、この明細書は、この出願の任意の特定部分や段落、表現または図面において、すべての請求項によって保護される内容を記述または限定しようと務めていない。この内容は、明細書全体と、すべての図面と、下の任意の請求項とを参照することによって理解されるべきである。この発明は、他の構成が可能であり、種々の方法にて実践または実行できる。また、ここで用いた言い回しおよび術語が説明の目的のためであって、限定するものとして見なされるべきではないものと解釈される。

【0019】

さて、本発明の詳細がこの発明を単なる例示によって説明する添付図面を参照しつつ論じられよう。図面において、類似の特長または構成要素は、同様な参照符号によって言及されよう。

【0020】

ここでの「含む」や「有する」および「具えている」ならびにこれらの変化形の使用は、その後に列挙される物品およびそれらの均等物に加えて付加的物品もまた包含することを意図している。

【0021】

図面の記述において、上部，下部，上方，下方，後方，底，上，前，後などの如き方向に対して参照することができるけれども、これらの参照は、便宜性のために図面に対して（普通に見られるように）なされる。これら方向は、文字通りに取り上げ、すなわち本発明を何れかの形態に限定するように意図していない。加えて、「第１」，「第２」，「第３」などの如き用語は、説明の目的のためにここで用いられ、重要性または有意性を示すか、または暗示するために意図していない。

【0022】

本発明の切削ブレード３０は図３(ｂ)に示されており、２３の圧力角および形状を再現する内側切れ刃３１が設けられ、２４と同じ刃先半径３２を有する。切削ブレードの前面３６は、両方の切れ刃３１および３３に対して同じすくい角を与える中立の向きを有する。ブレード刃先幅３５は、総形ブレード２０の刃先幅２５よりも、或る量４２だけ小さい（図３(ｃ)）。刃先半径３４は２２と同一であることが好ましく、外側切れ刃３３は２１と同じ圧力角および形状を有する。切れ刃３３は、２３に対してより大きな隔たりを有する切れ刃２１と比較すると、切れ刃３１に対して（前記の量４２だけ）より近い。

【0023】

ブレード型３０の２つの切削ブレードは、小さな誤差の溝底半径を有するカッターヘッドに配される。これは、切削ブレード３０と共に同一である切削ブレード４０および４１と共に図３(ｃ)に描かれている。ブレード４０および４１は、相互に後続するように配されているが、前記の量４２だけ相互に対して横に位置を変えている。この構成は、切れ刃３１を位置４３に、そして切れ刃３３を位置４４に配置する。

【0024】

ブレード４０および４１の構成は、位置４４において、切れ刃２３に対してその径方向の位置と、圧力角と、形状とが同一である内側切れ刃をもたらす。ブレード４０および４１の構成はまた、２５と等しい両方のブレードを介して刃先幅４５をもたらす。その結果として、位置４４の切れ刃は、切れ刃２１と同じ圧力角と、形状と、径方向位置とを有する。ブレード４０および４１の組み合わせは、２つの異なるように配備されるが同一のブレード（１つの外側ブレードおよび１つの内側ブレード）からなる。それ故、本発明の切削ブレードを単一ブレードとして呼称することができる。作成される歯車溝の形状は、総形ブレード２０によって作り出される形状と同一である。総形ブレード２０のように、本発明のブレード構成は、完成したカッターヘッドで凸および凹歯面に加えてすみ肉および歯底もまた同時に切削するため、単一種類のブレードを単に必要とするだけである。図２(ｃ)は、位置４４に切り屑７０を単一の側方切り屑として除去する切れ刃を持った外側ブレードとして機能する第１の単一ブレード４１を示す。ブレード４１の隙間側７２は、凸歯面に対する隙間４２を示す。次の単一ブレード４０は、位置４３に切り屑７１を単一の側方切り屑として除去する切れ刃を持った内側ブレードとして機能する。ブレード４０の隙間側７３は、凹歯面に対する隙間４２を示す。

【0025】

本発明の単一ブレードシステムの利点は、以下を含む。
・ 同一の仕様を持つ２つの異なるブレードに対して内側および外側の切削を分離するこ
とは、管理され、取り扱われ、そして再研磨されるべき異なるブレード形状の種類を低減する。
・ 切り屑の形成がより最適であり、切削処理がより円滑である。
・ 本発明のブレード構成の切削力は、総形ブレード２０の切削力よりも低く、これは処
理温度もまた、より低くする。
・ 本発明の単一ブレードのカッターシステムは、外側切削ブレードおよび内側切削ブレ
ードの径方向の調整を独立に可能にする。総形ブレード２０のためのブレード調整は、１つのブレードに対する２つの切れ刃間の連続性のために不可能である。一方の切れ刃を他方の切れ刃に対して変位させることはできない。両方の切れ刃が相互に移動する。
・ 本発明のブレードおよびカッターシステムで作成される部品の品質は、総形ブレード
システム（ブレード２０）の部品の品質よりも高い。
・ 工具寿命が終わった後、（それぞれの側に刃先半径を含む）切れ刃４４および４３は
摩耗している。ここで、隙間端７３が４４の代わりに切れ刃になり、隙間端７２が４３の代わりに切れ刃になるように、ブレード４０および４１を交換することが可能である。これは、再研磨および再コーティングすることなく、完全な第２の工具寿命を提供する。コストを節減する第２の工具寿命は重要である。

【0026】

図４は、その中心線８３（回転軸線）と、縦につなげて表した単一ブレード４１のための外側溝取り付け面８４および単一ブレード４０のための内側溝取り付け面８５とを持ったカッターへッド８２の断面図を示す。凹歯面ＲＷOBを切削する外側ブレードのブレード先端半径は、溝底半径８０を持つ取り付け面８４にブレード４１を配することによって達成される。凸歯面ＲＷIBを切削する内側ブレードのブレード先端半径は、溝底半径８１を持つ取り付け面８５にブレード４０を配することによって達成される。半径８１は、半径８０に対して前記の量４２だけ減じられる。図４におけるカッターへッドの設計は、同一のブレード４０および４１を使用することを可能にし、ブレード４１が外側ブレードとして機能すると同時にブレード４０が内側ブレードとして機能するという結果を伴う。

【0027】

内側および外側のブレードを持つ従来のカッターへッドでの異なる溝底半径は、一般的に段付きにされる。段を付けることは、内側ブレードが外側ブレードよりも小さな溝底半径を有することを意味する。外側および内側のブレードの溝底半径間の差の値は、本発明の単一ブレードを位置決めするために必要とされる量４２よりも５から２０倍大きい。溝底半径の差は、従来のカッターへッドが広範囲に亙って異なるかさ歯車の設計を可能にし、また様々なモジュールを持った歯車の切削をも可能にする。

【0028】

図５は、その中心線８３（回転軸線）を持つカッターへッド８２を縦につなげた断面図を示す。また広範囲に亙って異なるかさ歯車の設計およびモジュールに対しても本発明の単一ブレードカッターシステムを可能にするため、ブレード取り付け面８４および８５を改造することができ、図５に示すように平面の平行なスペーサーブロック８６および８７をこれらに連結することができる。スペーサーブロック８６および８７の有無にかかわらず、カッターへッド８２を使用することができる。異なる厚さを持つ種々のスペーサーブロック８６および８７を利用可能にすることによって大きな長さの半径ＲＷOB＋ΔおよびＲＷIB＋Δを達成するため、異なる寸法９０のスペーサーブロックを用意することができる。好ましい一実施形態において、外側ブレード４１と内側ブレード４０との間の半径差は、カッターヘッドの取り付け面８４および８５にて実現される。この好ましい実施形態でのスペーサーブロックの各種組み合わせは、同一厚さ９０のブロック８６および８７を（内側および外側のブレード溝に対して）使用する。

【0029】

また、外側および内側のブレード溝に対して異なる厚さのスペーサーブロックを使用することも可能である。これは、広いモジュール範囲に対処しなければならない場合に有利である。異なる部材８６および８７の厚さはまた、同じ形状のブレードを使用する（同一圧力角だが異なる歯車溝幅の場合）ため、種々の異なる歯車設計の統合を可能にする。

【0030】

本発明のカッターシステムの他の変形例は、被加工物の溝底半径８０および８１を同一にし、必要とされる半径差をスペーサーブロック８６および８７に生じさせることである。量４２の一部をカッター設計に適用し、量４２の残りの部分をスペーサーブロックに充てるという組み合わせもまた、可能である。

【0031】

長方形の溝１５および１６を持ち、かつ図１のカッターへッド１０のようなカッターへッドか、あるいは図６に示すような五角形状の溝断面（例えば米国特許第６１２０２１７号）と１１０によるスティックブレードとを持つカッターヘッドにて本発明の単一ブレードのカッターへッドシステムを実現することができる。この場合、スペーサーブロック１１１はプリズムの形態を有しよう。固定ブロック１１４はブレード１１０の下に配され、スペーサーブロック１１１はブレード１１０の上に配される。スペーサーブロック１１１が五角形状の断面を持つブレード１１０に対する相似機能で対応すると同時に、スペーサーブロック８６および８７は、長方形のブレード４１および４０に対して対応する。スペーサーブロック１１１は、使用可能なブレード幅１１３をより大きな半径へとほぼ１１２の距離、変位させよう。長方形のスペーサーブロック８６および８７の厚さ９０を正確に再現するため、厚さ１１２のスペーサーブロック１１１を製作することができる。

【0032】

本発明のカッターへッドシステムはまた、半径方向に調節可能なカッター（例えば米国特許出願第２０１５/０２９０７２５号または米国特許出願第２０１５/０３０６６８８号）を実現することも可能である。図７は、その中心線８３（回転軸線）と、垂直なつながる単一ブレード４１に関する外側溝取り付け面８４および単一ブレード４０に関する内側溝取り付け面８５とを持つカッターへッド１０１の断面図を示す。図７は、上部に改造がなく、かつ下部に改造部９５および９６を有する取り付け面８４および８５を示している。固定ねじ９１および９２に加え、個々の調整ねじ９３および９４が組み込まれている。調整ねじ９３の時計回りの回転は、ブレード４１の先端を方向９７に動かして先端半径ＲＷ_OBtrueを増大させよう。調整ねじ９３の反時計回りの回転は、ブレードの先端を方向９８に動かして先端半径ＲＷ_OBtrueを減少させよう。調整ねじ９４の時計回りの回転は、ブレード４０の先端を方向９９に動かして先端半径ＲＷ_IBtrueを増大させよう。調整ねじ９４の反時計回りの回転は、ブレードの先端を方向１００に動かして先端半径ＲＷ_IBtrueを減少させよう。これは、ブレード４１およびブレード４０を最適な切削処理のための正確な径方向位置へと相互に独立に調整することを可能にし、全体的に正確なブレード刃先幅４５をもまた、保証する。また、カッターへッド１０１にて２つの同一な単一ブレード４１および４０が好ましくは利用される。取り付け面８４および８５は、４２の半径差を有し、単一ブレード４１の外側ブレードと、単一ブレード４０の内側ブレードとをもたらす。

【0033】

カッターへッドの取り付け面８４および８５を改造する代わりに、改造しない取り付け面を用いると共にスペーサーブロック８６および８７に改造部９５および９６（図５）を機械加工することもまた、可能である。また、カッターヘッド取り付け面の改造とスペーサーブロックの改造とを組み合わせることが実質的に可能であって、特別な場合に有用である。

【0034】

本発明の工具構成の他の実施形態は、内側ブレード溝８５の半径８１と等しい溝底半径８０を有する外側ブレード溝８４を持ったカッターへッド１０１を用いることである。この場合、差の量４２はゼロに等しい。単一ブレードを利用し、溝８４の純粋な外側切削と溝８５の純粋な内側切削との利点を依然として有するため、外側ブレード４１をより大きなベース量にて方向９７に調整することができ、内側ブレード４０を小さなベース量にて方向９９に調整する（図７）ことができる。例えば、単一ブレードは、正確な歯車溝幅を切削するために必要とされる刃先幅２５よりも０.０５０ｍｍ小さいブレード刃先幅３５へと研磨されることができ、図７に示すような内側および外側のブレードのための初期位置にてカッターへッド１０１に組み立てられる。そして、外側ブレード４１を方向９７に０.０２５ｍｍ（プラスまたはマイナスの小さな修正量）調節することができ、内側ブレード４０を方向１００に０.０２５ｍｍ（プラスまたはマイナスの小さな修正量）調整することができる。この構成はまた、外側切れ刃で切削するだけの単一ブレード４１と、内側切れ刃で切削するだけの内側単一ブレード４０とをもたらそう。

【0035】

単一ブレードおよびカッターシステムはまた、これを単一割り出し正面フライス加工に対して上述したように、連続割り出し正面ホブ切り加工に利用することも可能である。同一の内側および外側のブレードを実現するため、外側および内側ブレード間の個々の前面距離によって、ブレードの間合いを制御することはできない。内側ブレードの切れ刃の基準点と、外側ブレードの切れ刃の基準点との間の角距離であるブレードの間合いは、歯厚と共に溝幅に影響を与える。外側の溝に配されたブレードの正面の間隔と他のすべてのパラメーターとが内側ブレードのパラメーターと等しい場合、その場合には切削の完了での正確な歯厚は、切れ刃の径方向位置の変更にて単に達成されることができるだけである。両方のブレードを同一にするため、例えば＋Δｓの溝幅の相違は、内側切れ刃の半径をΔｓ/２だけ増大させると共に外側切れ刃の半径をΔｓ/２だけ減少させることにより、修正されることができる。この場合、正確な歯溝幅（および歯厚）は、外側切削のためのカッターへッド溝に加えて内側切削のためのカッターへッド溝にも同一のブレードを用いることによって達成されよう。

【0036】

外側および内側の切削溝の溝半径は、外側および内側の両方の切れ刃に対する基準点の同じ半径に切削する平均的な歯車に対して達成するため、特定されなければならない。より広範囲の歯車設計を扱うため、スペーサーブロック８６および８７を正面ホブ切りにて用いることもまた、可能である。

【0037】

好ましい実施形態を参照しつつ本発明を記述してきたけれども、本発明がこれらの事項に限定されないことを理解すべきである。本発明は、内容に関して当業者らにとって明白である改造を包含するように意図されている。

【図1】

【図2(a)】

【図2(b)】

【図2(c)】

【図3(a)】

【図3(b)】

【図3(c)】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】