特許 7227428 歯車の面取り方法

(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】2023-02-13

(45)【発行日】2023-02-21

(54)【発明の名称】歯車の面取り方法

(51)【国際特許分類】

   B23F 19/10 20060101AFI20230214BHJP

   B23F 21/12 20060101ALI20230214BHJP

   B23C 3/12 20060101ALI20230214BHJP

【ＦＩ】

B23F19/10

B23F21/12

B23C3/12 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022511475

(86)(22)【出願日】2020-04-03

(86)【国際出願番号】 JP2020015262

(87)【国際公開番号】W WO2021199417

(87)【国際公開日】2021-10-07

【審査請求日】2021-11-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000103367

【氏名又は名称】オーエスジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000534

【氏名又は名称】弁理士法人真明センチュリー

(72)【発明者】

【氏名】筒山 晃司

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０７９５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３２０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０００４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１４３８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１８４３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０２５３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００６７８０４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１４８３６０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国登録特許第１０－２３８３２８９（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ５／１６

Ｂ２３Ｆ １９／１０

Ｂ２３Ｆ ２１／１２

Ｂ２３Ｃ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

歯車の軸回りに複数の歯を形成する歯車形成工程と、その歯車形成工程により形成された複数の前記歯を工具によって順次面取りする面取り工程と、を備え、前記工具は、前記工具の軸方向端部に形成され前記工具の軸回りに複数形成される底刃を備え、前記面取り工程において、前記歯車の軸に対して前記工具の軸を傾斜させた状態で前記歯車および前記工具を回転させることにより、前記歯の歯面のうち、前記歯車の回転方向前方側に位置する歯面と、歯すじ方向における前記歯の端面との交線部を前記底刃によって順次面取りする歯車の面取り方法であって、
複数の前記底刃のピッチは、複数の前記歯のピッチのＭ倍に設定され、
前記面取り工程では、前記底刃の周速を前記歯の周速よりも速くして前記交線部を面取りし、且つ複数の前記歯をＮ枚おきに面取りし、
Ｍ及びＮの値は、Ｍ＞１の関係と、Ｍ－１＞Ｎ≧１の関係と、Ｎが整数であることと、を満たすことを特徴とする歯車の面取り方法。

【請求項6】

前記工具は、前記工具の回転方向における一方側を向く第１すくい面に形成される第１底刃と、前記工具の回転方向における他方側を向く第２すくい面に形成される第２底刃と、を備え、
前記面取り工程は、前記歯車の回転方向における一方側を向く前記歯面と、前記端面との前記交線部を前記第１底刃で面取りする第１工程と、その第１工程の後に前記歯車および前記工具の回転を反転させ、前記歯車の回転方向における他方側を向く前記歯面と、前記端面との前記交線部を前記第２底刃で面取りする第２工程と、を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の歯車の面取り方法。

【請求項7】

前記工具は、前記第１底刃および前記第２底刃が形成される刃部を備え、
前記刃部は、前記工具の軸に沿う平面を対称面にして面対称に形成されることを特徴とする請求項６記載の歯車の面取り方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歯車の面取り方法に関し、特に、工具の寿命を向上できる歯車の面取り方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、歯車の歯の歯面と、歯すじ方向における端面（側面）との交線部を工具の底刃によって面取りする技術が記載されている。この技術のように、歯車の軸に対して工具の軸を傾斜させた状態で、歯車の歯と工具の底刃とを順次噛み合わせるようにして歯車および工具を回転させることにより、歯の歯面と端面との交線部を底刃によって面取りできる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－０００４５３号公報（例えば、段落００３６～００４４、図２，３）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、上述したような面取りを行う従来の工具について、図９を参照して説明する。図９（ａ）は、従来の工具３００の上面図であり、図９（ｂ）は、歯車１の上面図（側面図）である。

【0005】

図９に示すように、従来の工具３００は、中心に軸Ｏを有する円柱状のシャンク３０１と、そのシャンク３０１の軸Ｏ方向端部（図９（ａ）の紙面垂直方向奥側の端部）に形成される円盤状の円盤部３０２と、その円盤部３０２の外周面に形成される刃部３０３と、を備える。

【0006】

刃部３０３は、工具３００の軸Ｏ回りに複数（図９（ａ）の例では、２４枚）が等間隔に並べて設けられる。複数の刃部３０３は、それぞれ工具３００の径方向外側に向けて突出して形成されており、刃部３０３の回転方向（時計回りの方向）前方側の面にすくい面３３０が形成される。

【0007】

このすくい面３３０と、刃部３０３の底逃げ面との交線部分に底刃３３１が形成されるが、底刃３３１のピッチＰは、歯車１の歯２のピッチＰａと同一に設定されている。

【0008】

このため、複数の歯２を底刃３３１によって順次面取りする場合には、底刃３３１の周速を歯２の周速と同一に設定する必要がある。つまり、従来の工具３００では、底刃３３１の周速を歯２の周速よりも速くすることができないため、面取りを行う際の切削抵抗を低減することが難しく、工具３００の寿命が低下し易いという問題点があった。

【0009】

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、工具の寿命を向上できる歯車の面取り方法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】

【0010】

この目的を達成するために本発明の歯車の面取り方法は、歯車の軸回りに複数の歯を形成する歯車形成工程と、その歯車形成工程により形成された複数の前記歯を工具によって順次面取りする面取り工程と、を備え、前記工具は、前記工具の軸方向端部に形成され前記工具の軸回りに複数形成される底刃を備え、前記面取り工程において、前記歯車の軸に対して前記工具の軸を傾斜させた状態で前記歯車および前記工具を回転させることにより、前記歯の歯面のうち、前記歯車の回転方向前方側に位置する歯面と、歯すじ方向における前記歯の端面との交線部を前記底刃によって順次面取りする歯車の面取り方法であって、複数の前記底刃のピッチは、複数の前記歯のピッチのＭ倍に設定され、前記面取り工程では、前記底刃の周速を前記歯の周速よりも速くして前記交線部を面取りし、且つ複数の前記歯をＮ枚おきに面取りし、Ｍ及びＮの値は、Ｍ＞１の関係と、Ｍ－１＞Ｎ≧１の関係と、Ｎが整数であることと、を満たす。

【発明の効果】

【0011】

請求項１記載の歯車の面取り方法によれば、複数の底刃のピッチは、複数の歯のピッチのＭ倍に設定され、Ｍの値は、Ｍ＞１の値を満たすので、歯の歯面と端面との交線部を面取りする面取り工程において、底刃の周速を歯の周速よりも速くすることができる。これにより、底刃と歯との周速差を利用して面取りできるので、その面取り時の切削抵抗を低減できる。よって、工具の寿命を向上できるという効果がある。

【0012】

また、請求項１記載の歯車の面取り方法によれば、面取り工程では、複数の歯をＮ枚おきに面取りし、Ｎの値は、Ｎ≧１を満たす整数であるので、工具の設計の自由度が向上する。即ち、底刃の周速（底刃のピッチ）は、工具の径や、底刃の刃数によって調節可能であるが、例えば、工具の径は、面取り形状（交線部の長さ等）によって制約が生じることがある。この場合、隣合う歯を連続して面取りする構成であると、底刃の周速を底刃の刃数で調節する必要があり、工具の設計の自由度が低下する。

【0013】

これに対して請求項１によれば、複数の歯をＮ枚おきに面取りし、Ｎの値は、Ｎ≧１を満たす整数であるため、そのＮの値を変化させることで底刃の周速（底刃のピッチ）を調節することができる。これにより、底刃の周速を調節する際に底刃の刃数に制約が生じることを抑制できるので、工具の設計の自由度が向上するという効果がある。

【0014】

また、例えば、歯のピッチに対する底刃のピッチの倍率が２倍であり、複数の歯を１枚おきに面取りする構成の場合、即ち、「Ｍ－１＝Ｎ」の関係を満たす場合、底刃の周速と歯の周速とが一致してしまう。これに対し、請求項１によれば、「Ｍ－１＞Ｎ」の関係を満たすようにＮの値が設定されるので、底刃の周速を歯の周速よりも速くすることができる。よって、工具の寿命を向上できるという効果がある。

【0015】

請求項２記載の歯車の面取り方法によれば、請求項１記載の歯車の面取り方法の奏する効果に加え、次の効果を奏する。複数の歯の総数をＮａとした場合に、Ｎ＋１の値とＮａとが互いに素であるので、歯車および工具を所定回数回転させて複数の歯の交線部を順次面取りすることにより、全ての歯が面取りされた状態を形成できるという効果がある。

【0016】

請求項３記載の歯車の面取り方法によれば、請求項１記載の歯車の面取り方法の奏する効果に加え、次の効果を奏する。複数の歯の総数をＮａとした場合に、Ｎ＋１の値とＮａとが２つ以上の公約数を持つので、歯車および工具を所定回数回転させて複数の歯の交線部を順次面取りすることにより、一部の歯のみが面取りされた状態を形成できる。つまり、複数の歯のうち、所望の歯のみを面取りできるという効果がある。

【0017】

請求項４記載の歯車の面取り方法によれば、請求項３記載の歯車の面取り方法の奏する効果に加え、次の効果を奏する。Ｎ＋１の値がＮａの約数であるので、歯車および工具を所定回数回転させて複数の歯の交線部を順次面取りすることにより、複数の歯がＮ枚おきに面取りされた状態を形成できるという効果がある。

【0018】

請求項５記載の歯車の面取り方法によれば、請求項１から４のいずれかに記載の歯車の面取り方法の奏する効果に加え、次の効果を奏する。面取り工程では、底刃の周速を歯の周速のＭ／（Ｎ＋１）倍にして交線部を面取りするので、底刃の周速を歯の周速よりも速くしつつ、複数の歯をＮ枚（Ｎ≧１）おきに面取りできるという効果がある。

【0019】

請求項６記載の歯車の面取り方法によれば、請求項１から５のいずれかに記載の歯車の面取り方法の奏する効果に加え、次の効果を奏する。工具は、工具の回転方向における一方側を向く第１すくい面に形成される第１底刃と、工具の回転方向における他方側を向く第２すくい面に形成される第２底刃と、を備える。これにより、歯車の回転方向における一方側を向く歯面と、歯の端面との交線部を第１底刃で面取りした後、歯車および工具の回転を反転させることにより、歯車の回転方向における他方側を向く歯面と、歯の端面との交線部を第２底刃で面取りすることができる。即ち、歯車の回転方向おいて歯の両側に形成される一対の交線部のそれぞれを面取りする場合に、工具を交換する必要が無いので、加工時間を短縮できるという効果がある。

【0020】

請求項７記載の歯車の面取り方法によれば、請求項６記載の歯車の面取り方法の奏する効果に加え、次の効果を奏する。工具は、第１底刃および第２底刃が形成される刃部を備え、その刃部は、工具の軸に沿う平面を対称面にして面対称に形成されるので、第１底刃で面取りを行う場合と、第２底刃で面取りを行う場合とで刃部に加わる負荷を均一にできる。よって、刃部の強度設定を容易にできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施の形態における歯車の面取り方法を示す歯車および工具の斜視図である。

【図2】（ａ）は、工具の正面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ－ＩＩｂ線における工具の部分拡大断面図である。

【図3】（ａ）は、図２（ａ）の矢印ＩＩＩａ方向視における工具の上面図であり、（ｂ）は、図１の矢印ＩＩＩｂ方向視における歯車の上面図である。

【図4】（ａ）は、図１の矢印ＩＶａ方向視における歯車および工具の上面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）の状態から歯車および工具を回転させた状態を示す歯車および工具の上面図である。

【図5】（ａ）は、面取り方法の第１の変形例を示す歯車および工具の上面図であり、（ｂ）は、面取り方法の第２の変形例を示す歯車および工具の上面図である。

【図6】（ａ）は、面取り方法の第３の変形例を示す歯車および工具の上面図であり、（ｂ）は、面取り方法の第４の変形例を示す歯車および工具の上面図である。

【図7】（ａ）は、第２実施形態の面取り方法に用いられる工具の正面図であり、（ｂ）は、図７（ａ）の矢印ＶＩＩｂ方向視における工具の上面図である。

【図8】（ａ）は、歯の一方の交線部を面取りする様子を示す模式図であり、（ｂ）は、歯の他方の交線部を面取りする様子を示す模式図である。

【図9】（ａ）は、従来の工具の上面図であり、（ｂ）は、歯車の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１～３を参照して、本発明の面取り方法が適用される歯車１と、その歯車１を面取りする工具１００の構成について説明する。

【0023】

図１は、本発明の一実施の形態における歯車１の面取り方法を示す歯車１及び工具１００の斜視図である。図２（ａ）は、工具１００の正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ－ＩＩｂ線における工具１００の部分拡大断面図である。図３（ａ）は、図２（ａ）の矢印ＩＩＩａ方向視における工具１００の上面図であり、図３（ｂ）は、図１の矢印ＩＩＩｂ方向視における歯車１の上面（側面）図である。

【0024】

図１に示すように、本実施形態の面取り方法が適用される歯車１は、歯車１の軸Ｏａに向けて複数（本実施形態では、３２枚）の歯２が突出する内歯歯車である。複数の歯２は、歯車１の軸Ｏａ回りに等間隔に設けられる。

【0025】

図１の拡大部分に示すように、歯２のうち、歯２の突出先端部に形成される面が歯先面２０、その歯先面２０に軸Ｏａ回りの方向で連なる一対の面（フランク）が歯面２１、それら歯先面２０及び歯面２１のそれぞれに連なり歯２の歯すじ方向（軸Ｏａ方向）端部に形成される面（側面）が端面２２である。

【0026】

このような歯車１の歯２は、図示しない歯切装置や転造装置によって形成され（歯車形成工程）、その歯２の形成後に工具１００による面取りが行われる（面取り工程）。本実施形態では、主に歯２の歯面２１と端面２２との交線部２３が工具１００によって面取りされるが、その面取り位置（面取りの始点）Ａは、軸Ｏａ回りの周方向における端面２２の略中央であり、端面２２が広範囲にわたって（図１の拡大部分の破線で示す部位が）面取りされる。

【0027】

この歯２の面取りを行う工具１００は、中心に軸Ｏｂを有する円柱状のシャンク１０１と、そのシャンク１０１の軸Ｏｂ方向端部に形成される刃部１０２と、を備えるエンドミルである。シャンク１０１は、複合加工機等の工作機械（図示せず）に保持される部位である。工作機械からは、シャンク１０１の軸Ｏｂ回りに工具１００を回転させる駆動力が伝達され、この工具１００の回転により、歯２の交線部２３が刃部１０２によって面取りされる。

【0028】

刃部１０２は、シャンク１０１の軸Ｏｂ回りに複数（本実施形態では、４枚）形成され、それら複数の刃部１０２は、軸Ｏｂ回りにおいて互いに回転対称（４回対称）の形状となっている。

【0029】

図２に示すように、刃部１０２は、シャンク１０１の外周面から軸Ｏｂ方向一端側（図２（ａ）の下側）に突出するように形成される。刃部１０２には、工具１００の回転方向前方側（図２（ｂ）の左側）を向くすくい面１２０が形成される。

【0030】

すくい面１２０と底逃げ面１２１（図２（ｂ）参照）との交線部分には、径方向に延びる底刃１２２が形成される。また、すくい面１２０と外周逃げ面１２３（図２（ａ）参照）との交線部分には、軸Ｏｂ方向に延びる外周刃１２４が形成される。これらの底刃１２２及び外周刃１２４によって歯２の交線部２３（図１の拡大部分参照）が面取りされる。

【0031】

図３に示すように、工具１００の径（底刃１２２の各々の外周端を通る円の直径）は、歯車１の内径（歯２の内接円の直径）よりも小さく形成されている。また、工具１００の複数の底刃１２２（外周刃１２４）のピッチＰｂは、歯車１の複数の歯２のピッチＰａよりも大きく（本実施形態では、５倍）に設定される。このピッチＰａ，Ｐｂの差により、歯２を面取りする際の底刃１２２の周速を歯２の周速よりも速くすることができる。この面取り方法の詳細について、図４を参照して説明する。

【0032】

図４（ａ）は、図１の矢印ＩＶａ方向視における歯車１及び工具１００の上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態から歯車１及び工具１００を回転させた状態を示す歯車１及び工具１００の上面図である。図４では、工具１００（刃部１０２）の外形を２点鎖線で模式的に図示している。

【0033】

なお、以下の説明においては、工具１００の４つの底刃１２２に対し、工具１００の回転方向とは反対回りの順に底刃１２２ａ、底刃１２２ｂ、底刃１２２ｃ及び底刃１２２ｄと符号を付して説明する。

【0034】

また、底刃１２２ａによって最初（工具１００の１回転目）に面取りされる歯２を歯２ａ１とし、２番目（工具１００の２回転目）に面取りされるものを２ａ２・・・とし、底刃１２２ｂ～１２２ｄによって面取りされる歯２についても同様に、歯２ｂ１，２ｃ１，２ｄ１、歯２ｂ２，２ｃ２，２ｄ２・・・と符号を付して説明する。但し、底刃１２２ａ～１２２ｄや、歯２ａ１，２ｂ１，２ｃ１，２ｄ１・・・を区別しない場合には、単に底刃１２２や歯２と記載して説明する。

【0035】

図４に示すように、歯車１の面取りを行う面取り工程では、上述した通り、歯車１の軸Ｏａに対し、工具１００の軸Ｏｂが所定角度（本実施形態では、１５°）傾斜した状態で工作機械に固定される。この状態で歯車１と工具１００とを互いに同一の方向（図４の例では、時計回り）に回転させることにより、歯２の端面２２に対して底刃１２２が斜めに切り込むように回転する。これにより、歯２の回転方向前方側に位置する歯面２１と端面２２との交線部２３を面取りすることができる。

【0036】

このような面取り行う場合、本実施形態では、底刃１２２のピッチが歯２のピッチの５倍に設定されているため、底刃１２２の周速を歯２の周速の５倍に設定する。これにより、底刃１２２ａによって歯２ａ１が面取りされた後、その底刃１２２ａによる面取り位置Ａ（底刃１２２ａが端面２２に接触する位置）において、底刃１２２ｂによる歯２ｂ１の面取りが行われる（図４（ｂ）参照）。このような面取り位置Ａでの歯２ｃ１，２ｄ１の面取りが底刃１２２ｃ，１２２ｄによっても同様に繰り返されることにより、隣合う歯２ａ１、２ｂ１、２ｃ１、２ｄ１、２ａ２、２ｂ２、２ｃ２、２ｄ２・・・が連続的に面取りされ、３２枚の全ての歯２が面取りされた状態になる。

【0037】

つまり、底刃１２２のピッチを歯２のピッチの５倍に設定し、隣合う歯２を連続して面取りすることにより、底刃１２２の周速を歯２の周速の５倍にすることができる。これにより、底刃１２２と歯２との周速差を利用して面取りできるので、その面取り時の切削抵抗を低減できる。よって、工具１００の寿命を向上できる。更に、面取り時の切削抵抗を低減することにより、面取り部分の全長（交線部２３の長さ）が長い面取りや、面取り深さが深い面取りを可能にできる。

【0038】

なお、上述した面取り位置Ａでの歯２と底刃１２２と接触部分における任意の点を接触点とすると、その接触点の径方向位置における軸Ｏａ回りの歯２の間隔が歯２のピッチＰａ（図３参照）である。また、かかる接触点の径方向位置における軸Ｏｂ回りの底刃１２２の間隔が底刃１２２のピッチＰｂである。

【0039】

ここで、歯２の面取りを底刃１２２によって順次行う場合、例えば、歯２ｂ１を面取りした後の底刃１２２ｂが歯２ａ１に干渉するおそれがある。この干渉は、本実施形態のように底刃１２２の周速を歯２の周速よりも速くした場合に生じ易くなる（歯２ａ１が回転方向前方側に逃げる前に底刃１２２ｂが歯２ａ１に接触し易くなるため）。

【0040】

この干渉を抑制するためには、工具１００の径（底刃１２２の回転半径）を小さくして底刃１２２の回転軌跡が歯２から逃げ易くなるように構成するか、若しくは、底刃１２２の周速を歯２に干渉しない程度の速度に設定する必要がある。

【0041】

この場合、底刃１２２の周速、即ち、底刃１２２のピッチは、工具の径に比例し、底刃１２２の刃数に反比例するものである。よって、上述したような底刃１２２と歯２との干渉を抑制しつつ、底刃１２２に所定以上の周速を与えるためには、工具１００の径や底刃１２２の刃数を調節する必要がある。

【0042】

しかし、工具１００の径は、交線部２３の長さ等、面取り面の形状によって制約が生じることがあり、この場合には、底刃１２２の刃数によって底刃１２２のピッチ（底刃１２２の周速）を調節しなければならない。よって、工具１００の設計の自由度が低下するという問題が生じる。この問題を解消する面取り方法について、図５（ａ）を参照して説明する。

【0043】

図５（ａ）は、面取り方法の第１の変形例を示す歯車１及び工具１００の上面図である。なお、図５（ａ）は、図１の矢印ＩＶａ方向視における歯車１及び工具１００の上面図に相当し、図５（ａ）では、工具１００の外形を２点鎖線で模式的に図示している。

【0044】

図５（ａ）に示すように、面取り方法の第１の変形例では、歯車１の歯２を２枚おきに順次面取りするものである。なお、歯２をＮ枚おきに面取りする時には、歯２のピッチに対する底刃１２２のピッチの倍率をＭとした場合に、底刃１２２の周速を歯２の周速のＭ／（Ｎ＋１）倍に設定すれば良い。よって、本実施形態では、工具１００の底刃１２２のピッチが歯２のピッチの５倍（Ｍ＝５）に設定されているため、歯２を２枚（Ｎ＝２）おきに面取りする場合には、底刃１２２の周速を歯２の周速の５／３倍（Ｍ／（Ｎ＋１）倍）に設定する。

【0045】

これにより、底刃１２２ａ～１２２ｄによって歯２ａ１、２ｂ１、２ｃ１、２ｄ１、２ａ２、２ｂ２、２ｃ２、２ｄ２・・・２ａ８、２ｂ８、２ｃ８、２ｄ８の順に面取りが行われ、全ての歯２を面取りすることができる。このように、歯２をＮ枚おきに面取りすることにより、隣合う歯２を連続して面取りする場合に比べ、底刃１２２の周速を１／（Ｎ＋１）にする（図５（ａ）の例では、１／３にする）ことができる。つまり、底刃１２２と歯２との干渉を抑制できる程度に底刃１２２の周速を調節する場合に、底刃１２２の刃数を変化させるのではなく、Ｎの値を変化させることで底刃１２２の周速を調節できるので、工具１００の設計の自由度が向上する。

【0046】

このように、歯２をＮ枚おきに面取りすることで全ての歯２を面取りするためには、Ｎ＋１の値と歯２の総数Ｎａとが互いに素となるようにＮの値を設定すれば良い。例えば、本実施形態のように歯２の総数Ｎａが３２枚である場合には、Ｎ＋１の値が３、５、７、９、１３・・・になるように、即ち、歯２を２枚おき、４枚おき、６枚おき、８枚おき・・・に面取りすれば、工具１００を所定回数回転させることで全ての歯２を面取りできる。

【0047】

但し、本実施形態のように歯２のピッチＰａに対する底刃１２２のピッチＰｂの倍率が５倍（Ｍ＝５）である場合、歯２を４枚（Ｎ＝４）おきに面取りすると、底刃１２２の周速と歯２の周速とが一致してしまう。即ち、Ｍ－１＝Ｎ（Ｍ＝Ｎ＋１）の関係にしてしまうと底刃１２２の周速と歯２の周速が同じ速度になるため、Ｎの値を増加させる場合には、「Ｍ－１＞Ｎ（Ｍ＞Ｎ＋１）」の関係を満たすようにピッチの倍率Ｍも増加させれば良い。これにより、底刃１２２の周速を歯２の周速よりも速くすることができるので、工具１００の寿命を向上できる。

【0048】

以上のように、工具１００を所定回数回転させることにより、全ての歯２が面取りされた状態を形成することも可能であるが、歯２が飛ばし飛ばしで面取りされた状態を形成することも可能である。この面取り方法について、図５（ｂ）及び図６を参照して説明する。

【0049】

図５（ｂ）は、面取り方法の第２の変形例を示す歯車１及び工具１００の上面図であり、図６（ａ）は、面取り方法の第３の変形例を示す歯車１及び工具１００の上面図であり、図６（ｂ）は、面取り方法の第４の変形例を示す歯車１及び工具１００の上面図である。なお、図５（ｂ）及び図６は、図１の矢印ＩＶａ方向視における歯車１及び工具１００の上面図に相当し、図５（ｂ）及び図６では、工具１００の外形を２点鎖線で模式的に図示している。

【0050】

図５（ｂ）に示すように、面取り方法の第２の変形例は、歯車１の歯２を１枚おきに順次面取りするものである。上述した通り、底刃１２２のピッチが歯２のピッチの５倍（Ｍ＝５）に設定されているため、歯２を１枚（Ｎ＝１）おきに面取りする場合には、底刃１２２の周速を歯２の周速の５／２倍（Ｍ／（Ｎ＋１）倍）に設定する。

【0051】

これにより、底刃１２２ａ～１２２ｄによって歯２ａ１、２ｂ１、２ｃ１、２ｄ１、２ａ２、２ｂ２、２ｃ２、２ｄ２・・・２ａ４、２ｂ４、２ｃ４、２ｄ４の順に面取りが行われるが、工具１００を所定以上（例えば、５回以上）回転させた場合であっても、底刃１２２ａで面取りした歯２ａ１を底刃１２２ａが再度通過するため、歯２が１枚飛ばしで（１枚おきに）面取りされた状態になる。これは、歯２の総数が３２枚（Ｎａ＝３２）であるのに対し、歯２を１枚（Ｎ＝１）おきに面取りしており、Ｎ＋１の値である２がＮａの約数になっているためである。

【0052】

図６（ａ）に示すように、面取り方法の第３の変形例は、歯車１の歯２を３枚おきに順次面取りするものである。上述した通り、底刃１２２のピッチが歯２のピッチの５倍（Ｍ＝５）に設定されているため、歯２を３枚（Ｎ＝３）おきに面取り場合には、底刃１２２の周速を歯２の周速の５／４倍（Ｍ／（Ｎ＋１）倍）に設定する。

【0053】

これにより、底刃１２２ａ～１２２ｄによって歯２ａ１、２ｂ１、２ｃ１、２ｄ１、２ａ２、２ｂ２、２ｃ２、２ｄ２の順に面取りが行われる。この場合においても、歯２の総数が３２枚（Ｎａ＝３２）であるのに対し、歯２を３枚（Ｎ＝１）おきに面取りしており、Ｎ＋１の値である４がＮａの約数になっている。よって、工具１００を所定以上（例えば、３回以上）回転させた場合であっても、歯２が３枚飛ばしで面取りされた状態を形成できる。

【0054】

これら図５（ｂ）及び図６（ａ）に示す第２，３の変形例のように、歯２をＮ枚おきに面取りする場合に、Ｎ＋１の値をＮａの約数とすることにより、歯２がＮ枚おきに面取りされた状態を形成できる。よって、Ｎの値を適宜設定することにより、所望の歯２のみを面取りできる。

【0055】

図６（ｂ）に示すように、面取り方法の第４の変形例は、歯車１の歯２を５枚おきに順次面取りするものである。上述した通り、底刃１２２の周速を歯２の周速よりも速くするためには、「Ｍ－１＞Ｎ（Ｍ＞Ｎ＋１）」の関係を満たす必要がある。よって、第４の変形例においては、底刃１２２のピッチが歯２のピッチの７倍に設定されているが、図６（ｂ）では、工具１００の外形を図６（ａ）等と同一にして図示している。

【0056】

このように、第４の変形例では、底刃１２２のピッチが歯２のピッチの７倍（Ｍ＝７）に設定されているため、歯２を５枚（Ｎ＝５）おきに面取りする場合には、底刃１２２の周速を歯２の周速の７／６倍（Ｍ／（Ｎ＋１）倍）に設定する。

【0057】

これにより、底刃１２２ａ～１２２ｄによって歯２ａ１、２ｂ１、２ｃ１、２ｄ１、２ａ２、２ｂ２、２ｃ２、２ｄ２・・・２ａ４、２ｂ４、２ｃ４、２ｄ４の順に面取りが行われる。この場合、歯２の総数が３２枚（Ｎａ＝３２）であり、歯２を５枚（Ｎ＝５）おきに面取りしており、Ｎ＋１の値である６と、Ｎａの値である３２とが「１」及び「２」の２つ以上の公約数を持っている。このような構成においても、工具１００を所定数（例えば、４回）回転させることにより、歯２が１枚飛ばしで面取りされた状態を形成できる。

【0058】

なお、図示は省略するが、例えば、歯２を９枚（Ｎ＝９）おきに順次面取りした場合も同様に、Ｎ＋１の値である１０と、Ｎａの値である３２とが「１」及び「２」の２つ以上の公約数を持っているため、歯２が１枚飛ばしで面取りされた状態になる。

【0059】

以上の通り、第１～４の変形例によれば、複数の歯２をＮ枚（Ｎ≧１）おきに面取りするので、そのＮの値を変化させることにより、所望の歯２のみが面取りされた状態を形成できる。また、複数の歯２をＮ枚（Ｎ≧１）おきに面取りする構成であるため、Ｎの値を変化させることにより、底刃１２２の刃数を変化させることなく、底刃１２２の周速を調節することができる。これにより、工具１００の設計の自由度が向上する。

【0060】

次いで、図７を参照して、第２実施形態の面取り方法について説明する。なお、上述した第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図７（ａ）は、第２実施形態の面取り方法に用いられる工具２００の正面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の矢印ＶＩＩｂ方向視における工具２００の上面図である。

【0061】

図７に示すように、工具２００は、シャンク１０１の軸Ｏｂ方向端部に形成される円盤状の円盤部２０３と、その円盤部２０３の外周面に形成される刃部２０４と、を備える歯車状の工具として構成される。刃部２０４は、円盤部２０３の外周面に複数（本実施形態では、１２枚）形成されており、それら複数の刃部２０４は軸Ｏｂ回りにおいて互いに回転対称（１２回対称）の形状となっている。

【0062】

刃部２０４は、円盤部２０３の外周面から径方向外側に突出するように形成され、刃部２０４は、軸Ｏｂ回りの円筒面で切断した断面形状が台形に形成される。刃部２０４には、工具２００の回転方向前方側を向く第１すくい面２４０ａと、工具２００の回転方向後方側を向く第２すくい面２４０ｂとが形成される。

【0063】

刃部２０４の底面は、軸Ｏｂと直交する平面となっており、この刃部２０４の底面と、第１すくい面２４０ａ及び第２すくい面２４０ｂとの交線部分に第１底刃２４１ａ及び第２底刃２４１ｂが形成される。また、刃部２０４の外周面と、第１すくい面２４０ａ及び第２すくい面２４０ｂとの交線部分に第１外周刃２４２ａ及び第２外周刃２４２ｂが形成される。

【0064】

工具２００の径（第１底刃２４１ａ及び第２底刃２４１ｂの各々の外周端を通る円の直径）は、歯車１（図３参照）の内径よりも小さく形成されている。また、刃部２０４の第１底刃２４１ａ（第１外周刃２４２ａ）のピッチＰｃや、第２底刃２４１ｂ（第２外周刃２４２ｂ）のピッチＰｃは、それぞれ歯２のピッチＰａ（図３参照）の２．５倍に設定されている。

【0065】

次いで、図８を参照して、工具２００を用いた歯車１の面取り方法について説明する。図８（ａ）は、歯２の一方の交線部２３を面取りする様子を示す模式図であり、図８（ｂ）は、歯２の他方の交線部２３を面取りする様子を示す模式図である。なお、図８では、工具２００の１枚の刃部２０４のみを模式的に図示している。

【0066】

図８に示すように、工具２００によって歯車１の歯２の面取りを行う面取り工程では、歯２の回転方向（図８の左右方向）における右側に位置する交線部２３を面取りする第１工程と、左側に位置する交線部２３を面取りする第２工程とが順に行われる。

【0067】

第１工程では、工具２００の軸Ｏｂが、歯車１の軸Ｏａに対して所定の角度（本実施形態では、１５°）傾斜した状態で工作機械に固定される。この状態で歯車１と工具２００とを互いに同一の方向（図８（ａ）の例では、右側）に回転させることにより、歯２の一対の交線部２３のうちの一方（図８の右側）に位置する交線部２３を第１底刃２４１ａによって面取りできる。

【0068】

次いで、第２工程では、歯車１の軸Ｏａに沿う平面であって第１底刃２４１ａによる歯２の面取り位置Ａを通る平面を挟んで第１工程の時とは反対側に工具２００の軸Ｏｂを傾斜させる。なお、この第２工程における工具２００の傾斜角度は、第１工程の時と同一（本実施形態では、１５°）でも良いし、異なる角度でも良い。この状態で歯車１と工具２００とを第１工程の時とは反対方向（図８（ｂ）の例では、左側）に反転させることにより、歯２の一対の交線部２３のうちの他方（図８の左側）に位置する交線部２３を第２底刃２４１ｂによって面取りできる。

【0069】

このように、本実施形態の面取り方法によれば、１枚の歯２に形成される一対の交線部２３のそれぞれを面取りする場合に、工具２００を交換する必要が無いので、加工時間を短縮できる。

【0070】

また、第１すくい面２４０ａ及び第２すくい面２４０ｂは、各々の軸Ｏｂ方向および径方向のすくい角が同一に設定されており、刃部２０４は、軸Ｏｂに沿う平面を対称面にして面対称に形成されている。よって、第１底刃２４１ａで面取りを行う場合と、第２底刃２４１ｂで面取りを行う場合とで刃部２０４に加わる負荷を均一にできる。よって、刃部２０４の強度設定を容易にできる。

【0071】

なお、図示は省略するが、第１工程および第２工程のそれぞれにおいては、隣合う歯２が連続的に面取りされる。即ち、上述した通り、第１底刃２４１ａ及び第２底刃２４１ｂのピッチが歯２のピッチの２．５倍（Ｍ＝２．５）に設定されているが、第１工程および第２工程のそれぞれにおいて、第１底刃２４１ａ及び第２底刃２４１ｂの周速が歯２の周速の２．５倍に設定されているため、第１実施形態と同様、面取り時の切削抵抗を低減できる。よって、工具２００の寿命を向上できる。

【0072】

以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。

【0073】

上記各実施形態では、歯車１が３２枚の歯２からなる内歯歯車である場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、歯車１が外歯歯車等の他の種類の歯車である場合や、歯２が３２枚未満または３３枚以上である場合においても、上記各実施形態の面取り方法を適用できる。

【0074】

上記各実施形態では、工具１００の底刃１２２の刃数が４枚であり、工具２００の第１底刃２４１ａ及び第２底刃２４１ｂの刃数が１２枚である場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、工具１００の底刃１２２や、第１底刃２４１ａ及び第２底刃２４１ｂの刃数を適宜設定して刃のピッチ（周速）を調節することは当然可能である。

【0075】

上記各実施形態では、歯２の歯すじ方向（軸Ｏａ方向）における一方側に位置する交線部２３のみを面取りする場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、歯２の歯すじ方向における両側の交線部２３を面取りする構成でも良い。

【0076】

上記第１実施形態では、歯２に形成される一対の交線部２３のうち、一方の交線部２３のみを面取りする場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、歯２に形成される一対の交線部２３のそれぞれを面取りする構成でも良い。この場合には、工具１００の軸Ｏｂ回りにおいて、すくい面１２０とは反対側を向くすくい面を有する工具を使用し、第２実施形態と同様の方法で面取りを行えば良い。

【0077】

上記第２実施形態では、隣合う歯２を工具２００によって連続的に面取りする場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、第１実施形態で説明した面取り方法の第２～４の変形例のように、工具２００によって歯２をＮ枚おきに面取りする構成でも良い。

【符号の説明】

【0078】

１ 歯車
２ 歯
２１ 歯面
２２ 端面
２３ 交線部
１００，２００ 工具
１２２ 底刃
２０４ 刃部
２４０ａ 第１すくい面
２４０ｂ 第２すくい面
２４１ａ 第１底刃（底刃）
２４１ｂ 第２底刃（底刃）
Ｏａ 歯車の軸
Ｏｂ 工具の軸
Ｐａ 歯のピッチ
Ｐｂ，Ｐｃ 底刃のピッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】