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【発明の名称】 締結・固定構造
【発明者】 【氏名】大関 浩

【要約】 【課題】フェイスホブカッターに工具バーなどを取り付ける締付・固定構造において、取付を確実に行って、振動に対するがたつきなどを防止する。

【解決手段】被締結部材(工具バー5)を、楔部材などの締結材6、7により押圧方向と該押圧方向に交差する方向の2軸方向に押圧する際に、被締結部材と、被締結部材と接する締結材(締結材6)に係合面60を形成し、係合面に対し、所定の押圧方向と、該押圧方向に交差する方向の2方向に押圧する。被締結部材を複数の方向から押圧して締結することができ、安定且つ強固な締結状態が得られる。締結・固定構造を工具に適用すれば、加工中の工具振動が軽減されて工具寿命が延びる効果がある。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被締結部材を、締結材を介して押圧方向と該押圧方向に交差する方向の2軸方向に押圧することを特徴とする締結構造・固定構造。
【請求項2】
前記締結材が一または二以上の楔部材を含むことを特徴とする請求項1記載の締結構造・固定構造。
【請求項3】
前記被締結部材と、該被締結部材と接する前記締結材に係合面を形成し、該係合面に対し、所定の押圧方向と、該押圧方向に交差する方向の2方向に押圧することを特徴とする請求項1または2に記載の締結・固定構造。
【請求項4】
前記係合面は、前記被締結部材および前記締結部材の一方側の溝と、他方側の突出部で形成されていることを特徴とする請求項3記載の締結・固定構造。
【請求項5】
前記係合面は、相対向する、テーパー面で形成されていることを特徴とする請求項3または4記載の締結・固定構造。
【請求項6】
前記締結部材が複数の締結部材で構成される場合、該締結部材間に係合ピンが挿入されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の締結・固定構造。
【請求項7】
前記被締結部材が、切削工具であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の締結・固定構造。
【請求項8】
前記切削工具はフェイスホブカッターであることを特徴とする請求項7記載の締結・固定構造。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、フェイスホブカッターに工具バーを締結・固定する際などに適用される締結・固定構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
最近、自動車用デフギアの加工用に、切削油を使用しない工法が用いられ始めている。これはフェイスホブカッターなどと呼ばれ、円盤状のカッターボディに超硬製の工具バーをはめ込んで使用する(例えば特許文献1参照)。カッターボディは2重円筒構造となっており、円筒を2つ組み合わせた後に溶接により一体化している。また、工具バーはボディに差し込み貫通させて使用するようになっており、このような工具バーの固定は、図7に示すように、溶接線25によって2重円筒を溶接して得たカッターボディ20に、工具バー保持用の貫通孔20aを形成し、この貫通孔20aに押さえブロック22とともに工具バー21を貫通した後、外周面に形成したボルト孔20bを通して横方向から締め付けボルト23によって押さえることによって行っている。
また、工具バーは先端部分を歯形形状に合わせて長手方向に再研削して使用するので、再研磨の回数が多くできると同時に、すくい面は削り取らないのですくい面のコーティングが無くなることは無い。
【特許文献1】特開平9−174332号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、カッターボディ自体が2重円筒の溶接構造であるために、工具バーの締め付けボルトによる軸力が外周側の部材にかかり、溶接部分近傍の弾性変形が予想される。また、溶接構造であるので接合部も含めたボディ全体の剛性も一体構造と較べると低いといえる。そして、工具バーの締め付けを1本のボルトで行っており、ボディの径方向に締め付ける構造のため、接線方向に働く切削力への効果は低い。同時に工具バーの嵌合部の隙間についても、径方向はボルトの締め付けにより確実に締まるが、接線方向の隙間は無くすことができない。したがって径方向の締め付けによって接線方向の締め付け機能も兼ねることになるので、工具バーの剛性確保も困難である。前記した特許文献1や特開2005−46951号公報で提案されている固定構造は、工具バーの側面から径方向にボルトを締め付けることで接線方向での固定力を強める工夫がなされているが、逆に径方向での拘束が不十分になりやすく、切削振動の減衰を効果的に行うことが難しいという問題がある。
【0004】
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、異なる方向での押圧力を高めて工具バーなどの被締結部材を確実かつ強固に締結・固定することができる締結・固定構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
すなわち、本発明の締結・固定構造のうち、請求項1記載の発明は、被締結部材を、締結材を介して押圧方向と該押圧方向に交差する方向の2軸方向に押圧することを特徴とする。
【0006】
請求項2記載の締結・固定構造の発明は、請求項1記載の発明において、前記締結材が一または二以上の楔部材を含むことを特徴とする。
【0007】
請求項3記載の締結・固定構造の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記被締結部材と、該被締結部材と接する前記締結材に係合面を形成し、該係合面に対し、所定の押圧方向と、該押圧方向に交差する方向の2方向に押圧することを特徴とする。
【0008】
請求項4記載の締結・固定構造の発明は、請求項3記載の発明において、前記係合面は、前記被締結部材および前記締結部材の一方側の溝と、他方側の突出部で形成されていることを特徴とする。
【0009】
請求項5記載の締結・固定構造の発明は、請求項3または4記載の発明において、前記係合面は、相対向する、テーパー面で形成されていることを特徴とする。
【0010】
請求項6記載の締結・固定構造の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、前記締結部材が複数の締結部材で構成される場合、該締結部材間に係合ピンが挿入されていることを特徴とする。
【0011】
請求項7記載の締結・固定構造の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載の発明において、前記被締結部材が、切削工具であることを特徴とする。
【0012】
請求項8記載の締結・固定構造の発明は、請求項7記載の発明において、前記切削工具はフェイスホブカッターであることを特徴とする。
【0013】
本発明は、締結材にボルトなどによって押圧力を加えることで、被締結部材に前記押圧力がかかる押圧方向と、該押圧方向と直交などして交差する方向に押圧力が加わり、したがって、被締結部材が確実に締結、固定される。該2方向での押圧力を加えるため、締結材に楔部材を用い、該楔部材の傾斜面形状に伴って前記2方向での押圧を可能にすることができる。または、この他に、もしくはこれに加えて、締結材が被締結材に接する方向に対し、斜め方向から押圧することで上記2方向への押圧力の付与を可能にすることもできる。
締結部材は、1または2以上とすることができ、本発明としては、その数を限定するものではない。締結材への押圧力付与には、ボルトなどの締結具を用いることができる。
【0014】
また、締結材と被締結部材との間に係合面を設け、該係合面を介して被締結部材に2方向への押圧力を確実に与えることができる。係合面は、互いの凹凸の係合や、傾斜の異なる面の組み合わせや他方の部材の側面への一部添設などにより行うことができ、本発明としては特定の構造に限定されない。
係合面は、全体としては互いに相対向するテーパー面で構成することができ、上記二方向への押圧力の伝達を容易に行うことができる。
【0015】
本発明の締結・固定構造は、代表的には、フェイスホブカッターなどの切削具に好適に適用することができる。これら用途では、使用時の振動などの問題があり、強固な締結力により、工具に伝わる振動を減衰させることができる。ただし、本発明の用途がこれに限定されるものではなく、被締結部材を強固に締結することが望まれる種々の用途に適用することができる。
【発明の効果】
【0016】
すなわち、本発明によれば、被締結部材を、締結材により押圧方向と該押圧方向に交差する方向の2軸方向に押圧するので、被締結部材を複数の方向から押圧して締結することができ、安定且つ強固な締結状態が得られる。
例えば、締結・固定構造を工具に適用すれば、工具バーを2軸方向に同時に締め付けるので、どの方向にも隙間が無くなり剛性の高い取付が可能となる。その結果、加工中の工具振動が軽減されて工具寿命が延びる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下に、本発明の締結・固定構造の一実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。
一体構造からなる円柱形状のカッターボディ1に、周方向に間隔をおいて軸方向に沿った四角穴形状の工具バー保持穴2…2が貫通して形成されており、該工具バー保持穴2…2の外周側に、長穴形状の締結材収納穴3…3が略径方向において前記工具バー保持穴2に連通して形成されている。
【0018】
なお、カッターボディ1は、上記のように一体形状であり、溶接部分は存在していない。工具バー保持穴2はワイヤカットなどにより形成でき、この結果、カッターボディ1の剛性が確保される。
また、カッターボディ1の外周面には、前記締結材収納穴3…3に連通する略径方向内周側に向けたボルト穴4、4が、軸方向に間隔をおいて2つずつ形成されており、各ボルト穴4はボルト形状の締結具9が螺合される雌ねじ形状を有している。なお、各工具バー保持穴2、締結材収納穴3、ボルト穴4は、後述する工具バー5の刃先が周方向に対する角度が順次変化しているのに対応して、径方向に対する配置方向の角度差が変化している。
【0019】
前記締結材収納穴3内に収納される締結材は、それぞれ略三角柱形状とした二つの楔部材からなる締結材6、締結材7によって構成されており、それぞれの傾斜面(テーパー面)を相対向させて全体として直方体状にして軸方向に沿って締結材収納穴3内に収納される。締結材6は、上記工具バー保持穴2に収納される被締結部材である4角柱形状の工具バー5側に位置し、工具バー5に接する外面が係合面60になっている。該係合面60は、図3に詳細に示すように、工具バー5の一側面全体に接する主係合面60aと、該主係合面60aと交差し、工具バー5の隣接する一側面に添う添設面60bとによって構成されている。該主係合面60aと添設面60bとは、工具バー5の外面形状に従ってその交差角が定まる。したがって工具バー5が断面直方体形状の場合には、該主係合面60aと添設面60bとは90度の交差角度を有しており、図4に示すように、工具バー5の外面形状(締結具が接する側)が鋭角の場合には、上記交差角は90度よりも大きくなり、工具バー5の外面形状が鈍角の場合には、上記交差角は90度よりも小さくなる。
工具バーに2種類有り、すくい面の向きが異なる際には、図4に示すように、それぞれの種類に合わせて工具バー5側の締結部の工具角部が接触する部分の形状は工具バー5のすくい面の形状に合わせて加工する。
【0020】
また、締結材6の外周面には、係合ピン8の一端側が埋設されて、係合ピン8の他端側が外周側に突出している。
一方、締結材7は、工具バー5の反対側、すなわち締結具9側に位置しており、図3に示すように、前記係合ピン8が貫通する係合孔7aが形成されている。なお、係合孔7aの径は、係合ピン8の外径より僅かに大きくなっており、係合ピン8を係合孔7aに円滑に貫通させることができる。そして締結材7のテーパ面と締結材6のテーパー面とを相対向させて前記位置合わせピン8を係合孔7aに貫通させることで締結材7の位置合わせおよび係合がなされる。係合ピン8は、上記位置合わせの結果、締結材7の外周側に突出した状態になる。
上記の締結材6、7は締結具9を緩めた時に脱落しやすく、外した後の組み付けも面倒なため、工具バー5側の締結材6に上記のように係合ピン8を打ち込み、そこにもう一方の締結材7を貫通させることで、両者の係合を行っている。
【0021】
上記各ボルト穴4にねじ込まれる締結具9は、先端に平坦な押圧面9aが設けられており、該押圧面9aに位置合わせ穴9bが形成されている。該締結具9は、ボルト穴4に螺合させることで、前進し、位置合わせ穴9bに前記係合ピン8の先端が挿入されて、締結具6、7との位置合わせがなされるとともに、締結具6、7の脱落が阻止される。該締結具9は、その押圧面9aによってこれら締結具6、7を押圧する。なお、締結具9も、工具バー5を締結する部材として機能しており、締結材の一部を構成している。すなわち、締結材6、7、締結具9によって、この形態における締結材が構成されている。
【0022】
次に、上記により構成されたフェイスホブカッター10における工具バー5の締結・固定構造の作用について説明する。
上記構成において、締結具9をボルト穴4内でねじ込むと、締結具9によって締結材7が押圧され、さらに締結材6のテーパー面に押圧力が加わる。この押圧力は、締結具9のねじ込み方向に対する押圧力とこれに略直交する方向の押圧力との分力に分けられる。これらの分力は斜め方向の合成力として作用する。
【0023】
上記合成力は、締結材6の係合面60から工具バー5に伝達される。この合成力によって、工具バー5には、主係合面60aによって工具バー5を内周側に押圧する力が作用し、また、添設面60bによって、工具バー5を周方向に押圧する力が作用する。すなわち締結材6、7のくさび効果によって、工具バー5は径方向と接線方向に締め付け力を受けて隙間無く取り付けられて強固に締結・固定することができる。この結果、径方向および周方向において、工具バー5が工具バー保持穴2に密着し、工具作動時の振動を確実に減衰させることができる。
【0024】
なお、上記実施形態では、締結具9を、締結材6、7の相対向面に対し、斜め方向から押圧するものとして説明をしたが、相対向面に対し直角な方向から締結具の押圧力を加えても良い。
図5(a)(b)は、締結材7に対し、径方向を基準にして径方向面において傾斜させてボルト形状の締結具90およびボルト穴4aを配置した変更例を示すものである。該形態においても、締結具90で加えられた押圧力は、締結材6の係合面60に伝えられ、工具バー5に対し、主係合面60aによる押圧力と、添設面60bによる押圧力が加えられて径方向と接線方向に締め付け力を与えて強固に締結する。なお、この際に、径方向と周方向の押圧力の比が前記形態と異なっている。すなわち、締結具90による押圧方向を変更することで、工具バー5に加わる二つの方向での押圧力の比率を変えることができる。
【0025】
また、図5(c)(d)は、他の形態を示すものであり、二つの締結具91、92の押圧方向を異なるものとしたものである。すなわち、締結具91、92を螺合するボルト穴4b、4cを、径方向に対し、軸方向面において傾斜させるようにしたものであり、それぞれ内周側が軸方向外側に位置するように傾斜している。また、これに合わせて、締結材7に相対面する内周側の締結材13には、締結具91、92の軸方向に直交する受圧面13b、13cを形成している。この形態によれば、締結具91、92の押圧力が、軸方向外側に傾斜しているので、工具バー5に加わる押圧点が軸方向においてより距離が離れたものとなり、工具バー5を軸方向においてより安定して締結することが可能になる。
【0026】
なお、上記各実施形態では、被締結部材と締結材との係合面を、主係合面と、これと交差する添設面とで構成をしたが、本発明における係合面はこれに限定されるものではなく、種々の形状を採用することができる。
図6(a)〜(d)は、種々の係合面を有する締結材を備える締結・固定構造を示したものである。
【0027】
先ず、図6(a)では、工具バー50に対し、主係合面140aと添設面140bとからなる係合面140を有する締結材14が用いられ、該締結材14に対し、位置合わせピン8が埋設され、該締結材14に対し、締結具9で押圧する構成になっている。該構成では、締結材14の外周面側が傾斜しており、この外周面側から締結具9によって斜め方向から押圧することで、上記で説明したように、主係合面140aと添設面140bからなる係合面140を介して、工具バー50に径方向と周方向の二方向の押圧力が加えられて締結される。
【0028】
図6(b)は、締結材側に溝51aを形成した工具バー51に対し、係合面150に該溝51aに嵌合する凸部150aを有する締結材15が用いられ、該締結材15に対し、位置合わせピン8が埋設されている。該、該締結材15に対し、斜め方向から締結具9で押圧する構成になっている。該構成では、上記係合構造を介し、工具バー51に径方向と周方向の二方向の押圧力が加えられて締結される。
【0029】
図6(c)は、締結材側に山形に傾斜したテーパ面52aを形成した工具バー52に対し、係合面160が前記テーパ面52aに略沿って相対面する谷形のテーパ面160aを有する締結材16が用いられ、該締結材16に対し、位置合わせピン8が埋設され、該締結材16に対し、斜め方向から締結具9で押圧する構成になっている。該構成では、上記相対面するテーパ面合構造を介し、工具バー52に径方向と周方向の押圧力が加えられて締結される。なお、この形態では、工具バーと締結部とが広い面積で係合するので、係合部に加わる面積当たりの負荷を小さくすることができる。
【0030】
図6(d)は、締結材側に凸部53aを形成した工具バー53に対し、係合面170に前記凸部53aが嵌合する溝170aを有する締結材17が用いられ、該締結材17に対し、位置合わせピン8が埋設され、該締結材17に対し、斜め方向から締結具9で押圧する構成になっている。該構成では、上記係合構造を介し、工具バー53に径方向と周方向の押圧力が加えられて締結される。
【0031】
図6(e)は、締結材側に段部54aを形成した工具バー54に対し、係合面180として該段部54aに嵌合する段部180aを有する締結材18が用いられ、該締結材18に対し、位置合わせピン8が埋設され、該締結材18に対し、斜め方向から締結具9で押圧する構成になっている。該構成では、上記係合構造を介し、工具バー54に径方向と周方向の押圧力が加えられて締結される。
【0032】
以上、本発明について上記各実施形態および変更例について説明を行ったが、本発明は上記説明の範囲に限定をされるものではなく、本発明を逸脱しない範囲で適宜の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本発明の一実施形態におけるフェイスホブカッターの締結・固定構造を示す全体概略斜視図である。
【図2】同じく、一部を拡大した拡大図である。
【図3】同じく、一部を拡大した拡大図である。
【図4】同じく、工具バーと締結材との係合状態を示す図である。
【図5】同じく、他の実施形態における締結・固定構造を示す図である。
【図6】同じく、係合面形状の変更例を示す図である。
【図7】フェイスホブカッターにおける従来の締結・固定構造を示す図である。
【符号の説明】
【0034】
1 カッターボディ
2 工具バー保持穴
3 締結材収納穴
4 ボルト穴
5 工具バー
6 締結材
60 係合面
60a 主係合面
60b 添設面
7 締結材
8 係合ピン
9 締結具
10 フェイスホブカッター
【出願人】 【識別番号】000000170
【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社
【出願日】 平成19年3月23日(2007.3.23)
【代理人】 【識別番号】100091926
【弁理士】
【氏名又は名称】横井 幸喜


【公開番号】 特開2008−229808(P2008−229808A)
【公開日】 平成20年10月2日(2008.10.2)
【出願番号】 特願2007−76151(P2007−76151)