JPH0332437A - クラウニングを有する歯車の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、クラウニングを有する歯を極めて高精度に製
造できるクラウニングを有する歯車の製造法に関する。

〔従来の技術〕

従来より、クラウニングを有する歯は存在していたが、
これを拡大してみると、第２３図に示すように、その歯
の歯厚直交方向の両端が僅かながら膨出し、これによっ
て、クラウニングｉ１ｗｏの最大箇所の中央位置は側面
からみて少し凹んだ状態となっていた。このようになる
のは、従来の超硬工具材等製の歯車用の転造ダイスＡの
構成による。即ち、第１Ｏ図乃至第１３図に示すように
、該転造ダイスＡのダイス本体１の上面に複数設けたダ
イス歯２において、該ダイス歯２のダイス歯元部２ａは
、歯厚直交方向に凹形円弧状をなし、且つダイス歯先部
２ｂも歯厚直交方向に凹形円弧状をなし、ダイス歯面部
２ｃの歯すじ２ｃ＋が逆クラウニング（この明細書では
「クラウニング」と逆の概念を指す。）をなしている、
また、ダイス歯２のダイス全歯丈りはどこでも同一に形
成されている。さらに、前記ダイス歯先部２ｂとダイス
歯面部２ｃとの角部箇所の歯厚に直交する方向の全長に
亘って僅かな半径の円弧状角部２ｄが形成されている、
そのダイス歯先部２ｂは、該ダイス歯先部２ｂに直交す
る面からみると、中央位置がくびれた鼓形状をなしてい
る。また、その転造ダイスＡのダイス歯２は、初期の食
いつき部は、低く、徐々に高さが高くなるようにして形
成され、第３図に示す状態ではダイス全歯丈りが形成さ
れている。また、そのダイス歯２は、円盤砥石ａにて形
成されているため、歯厚直交方向に凹形円弧状をなし、
このダイス全歯丈りの歯厚直交方向の略中央ラインは、
歯厚直交方向に凹形円弧状をなしており、これをこの明
細書では、ダイス歯ピンチラインｐと称する（第１２図
参照）、実際のダイスピッチ円は直線状となっている。

このような転造ダイス歯元部の一対にて、転造加工する
と（第２０図参照）、その凹形円弧状のダイス歯先部２
ｂにて、歯車材料を極度に押圧するようになり、これに
よって、第２１図、第２２図に示すように、その押圧さ
れた部材が上側に僅かながら膨出し、且つ中央位置はク
ラウニング量Ｗ、が存在するために、殆ど膨出しないも
のである。この膨出量は、クラウニング量Ｗ６が増加す
ると顕著になるものであった。

また、前記転造ダイスＡは、第１９図に示すように、超
硬工具材等が、円盤砥石ａを用いた研削盤によって加工
されていた。具体的には、円周断面を有底７字状にカッ
トした適宜の直径の円盤砥石ａを、そのまま研削するこ
とより（第１９図参照）、或いは小径の円盤砥石ａを円
弧状に搗動させつつ研削することによって、クラウニン
グを有する歯に用いる歯車用の転造ダイスＡが製作され
ていた。該転造ダイスＡによる加工にて、クラウニング
を有する歯が得られるのは、第２０図、第２１図に示す
ように、歯車の歯厚直交方向の歯元は、歯厚方向からみ
て凹形円弧状に形成されるが、その製品の歯先は、ダイ
ス歯元部２ａでは押圧力が少ない状態で形成され、歯先
の歯厚直交方向は略水平状暢、形成されることとなり、
これらによって、第２３図に示すような、クラウニング
を有する歯車が加工されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、このように転造加工したクラウニングを有する
歯車は、マタギ歯厚測定等の歯形精度が低下する課題が
あった。また、クラウニング量を大きくしようとすると
、更に歯先部の両端が膨出しく中央が凹む）、歯幅方向
の両端部のダレも発生するため、必要とする歯丈より大
きくなるように、歯先部に余肉を設け、その後、研磨加
工を行って、必要とする歯丈寸法に仕上げねばならぬ等
の不都合があった。

Ｃ？ＩＮを解決するための手段〕 そこで発明者は、前記！ＩＢを解決すべく、鋭意。

研究を重ねた結果、その発明を、被加工物の円柱状歯車
本体の長手方向の中間位置円周を、該長手方向の両端箇
所に比較して大径となる膨出部とし、次いで、歯厚直交
方向に凹形円弧状のダイス歯元部と、歯厚直交方向に凹
形円弧状のダイス歯先部と、逆クラウニングを有するダ
イス歯面部とを有し、歯厚直交方向全長に亘ってダイス
全歯丈を有したダイス歯を備えたクラウニングを有する
歯車用の転造ダイスの一対にて、前記膨出部材き円柱状
歯車本体の周面にクラウニングを有する歯を複数成形す
るクラウニングを有する歯車の製造法としたことにより
、クラウニングを有する歯を極めて高精度に製造でき、
前記課題を解決したものである。

（実施例） 以下、本発明の製造法を図面に基づいて説明する。

まず、製造法に用いる被加工物Ｂの構成について述べる
。

Ｂは被加工物であって、実施例では、軸部３の端部に円
柱状歯車本体４が一体形成されている。

図示しないが、単に、円柱状歯車本体４のみでも被加工
物Ｂとなることもあり、実施例に限定されない。

４ａは膨出部であって、円柱状歯車本体４の長手方向の
中央位置円周が、該長手方向の両端箇所に比較して大径
となるように形成されている。その膨出部４ａの実施例
は複数存在し、第１実施例は、第１図に示すように、そ
の円柱状歯車本体４の長手方向の中央位置円周が、断面
山形弧状で僅かな幅で膨出形成されている。

また、その膨出部４ａの第２実施例は、第８図に示すよ
うに、その円柱状歯車本体４の長手方向の中央位置円周
が最大となるようにして、断面台形山形状となり、長手
方向の両側端又は途中で消滅するように形成されている
。

さらに、その膨出部４ａの第３実施例は、第９図に示す
ように、その円柱状歯車本体４の長手方向の中央位置円
周が最大となるようにして、断面山形弧状となり、長手
方向の両側端又は途中で消滅するように形成されている
。この場合には、端部直径φ、に対し、中央位置の直径
φ２が大きくなるように形威されている。

次に、製造法について説明する。まず、第１図に示すよ
うに、その被加工物Ｂを、歯車用転造機械に回転可能に
取り付ける０次いで、一対の前記転造ダイスＡ、　Ａの
ダイス歯２．２を対向させつつ、第２図に示すように、
互いに左右方向に移動させ、これによって、ダイス歯２
のダイス歯先部２ｂが被加工物Ｂの膨出部４ａに食いつ
き（第２図、第４図参照）、さらに、移動させると（第
５図参照）、今度は、そのダイス歯先部２ｂにて、膨出
部４ａを押圧しつつ円柱状歯車本体４の外周箇所をも押
圧転造し、さらに、この転造歯が深くなり（第６図参照
）、そして終期段階での移動で（第３図参照）、第７図
に示すような歯車が転造加工される。

該歯車の歯５は、具体的には、歯元部５ａと歯先部５ｂ
と歯面部５Ｃとから構成されている。その歯５の歯すじ
５ｃ、方向はクラウニングをなしている。

該クラウニングとは、第１６図に示すように、歯５の歯
面部５ｃの歯すじ５ｃ＋方向に適当な膨らみをつけるこ
とをいい、歯当りを良好にするため等のものである。ま
た、クラウニングｆｉｔＷＩ又はＷ２は、膨らみ量を表
し、第１７図、第１８図において、端部より中間の最大
膨らみ位置までの膨らみを相称する。このクラウニング
は、歯厚直交方向に対称に、紡錘状に形成されている。

また、前記歯先部５ｂの長手方向は本体の軸心Ｓと平行
をなすように形威されている（第１５図参照）。

〔発明の効果〕

本発明においては、被加工物Ｂの円柱状歯車本体４の長
手方向の中間位置円周を、該長手方向の両端箇所に比較
して大径となる膨出部４ａとし、次いで、歯厚直交方向
に凹形円弧状のダイス歯元部２ａと、歯厚直交方向に凹
形円弧状のダイス歯先部２ｂと、逆クラウニングを有す
るダイス歯面部２ｃとを有し、歯厚直交方向全長に亘っ
てダイス全歯丈りを有したダイス歯２を備えたクラウニ
ングを有する歯車用の転造ダイスＡ、Ａの一対にて、前
記膨出部４ａ付き円柱状歯車本体４の周面にクラウニン
グを有する歯５を複数成形するクラウニングを有する歯
車の製造法としたことにより、第１にクラウニングを有
する歯車を高精度に製造することができるし、第２に該
歯車を著しく簡単に製造でき、第３にクラウニングｉｔ
ｗｅを増加できる等の効果を奏する。

これらの効果について詳述すると、従来では、第１０図
乃至第１３図に示すように、歯厚直交方向に凹形円弧状
のダイス歯元部２ａと、歯厚直交方向に凹形円弧状のダ
イス歯先部２ｂと、歯すじが逆クラウニングを有するダ
イス歯面部２Ｃをからなる転造ダイスＡ、Ａの一対にて
、転造加工すると、第２０図に示すように、その凹形円
弧状のダイス歯先部２ｂにて、被製造物を極度に押圧す
るようになり、これによって、第２１図、第２２図に示
すように、その押圧された部材が上側に僅かながら膨出
し、且つ中央位置はクラウニング量ｗ、（第２３図参照
）が存在するために、殆ど膨出せず、これによって、少
し極端ではあるが、第２３図に示すようなりラウニング
を有する歯が形威され、歯車の精度が低下する欠点があ
ったが、本発明の製造法によれば、例え、その転造ダイ
スＡは同一であっても、予め、被加工物Ｂの円柱状歯車
本体４の長手方向の中間位置円周に、該長手方向の両端
箇所に比較して大径となる膨出部４ａを形威しであるた
め、第４図乃至第７図に示すように、凹形円弧状のダイ
ス歯先部２ｂにて、被加工物Ｂの円柱状歯車本体４の外
周部を押圧しても、その膨出部４ａが次第にその周囲に
材料が流動し、最終的には第７図に示すように、歯５の
歯先部５ｂは略平坦状に加工できる。この第４図乃至第
７図の過程は、図面では極端に凹凸しているが、この作
用を明確化したものである。

従って、従来の第２３図のように、歯の歯先部の両端が
膨出するようなことなく、本発明の製造法によれば、従
来と同一の転造ダイスＡを使用しても、被加工物Ｂの円
柱状歯車本体４に膨出部４ａを形成した後に加工したの
みの簡単な製造法によって、歯車の歯５の歯先部５ｂを
略平坦状に加工できる利点がある。

このように加工できることによって、歯車の精度を図る
目安としてのマタギ歯厚測定では、格段と精度を向上さ
せることができる効果がある。

また、従来ではクラウニング量Ｗ６（第２３図参照）を
大きくしようとすると、更に歯先部の両端が膨出しく中
央が凹む）、歯幅方向の両端部のダレも発生するため、
必要とする歯丈より大きくなるように、歯先部に余肉を
設け、その後、研磨加工を行って、必要とする歯丈寸法
に仕上ねばならぬ不都合があったが、本発明の製造法で
は、前述したように歯先部５ｂの中央の凹みもなく、極
めて整然としたクラウニングを有する歯５を底形できる
ため、その歯先部５ｂの修正研磨加工がいらないので、
製造効率が向上でき、製造コストも低廉にできる利点が
ある。

さらに、本発明の製造法では、凹形円弧状のダイス歯先
部２ｂで、押圧しても、膨出部４ａの存在により、第１
７図、第１８図に示すように、クラウニング１ｗ、、ｗ
ｚを僅かながら増加させ、且つ高精度の歯５を製造でき
る。

また、本発明の製造法は、被加工物Ｂの形状を変えて、
その後には、従来の転造加工と何ら変わることもないた
め、従来と同様に簡単に、クラウニングを有する歯車を
高精度に製造できる大きな利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、その第１図
は本発明の製造法の加工前の略示斜視図、第２図は本発
明の製造法の加工途中の略示側面図、第３図は本発明の
製造法の加工完了した略示側面図、第４図は第２図ＩＶ
−ＩＶ矢視断面図、第５図。 第６図は第４図の場合よりもさらに後方段階の要部断面
図、第７図は第３図■−■矢視断面図、第８図、第９図
は被加工物の別の実施例の一部側面図、第１０図は本発
明の製造法に用いる従来の山車用の転造ダイスの斜視図
、第１１図は第１Ｏ図の平面的斜視図、第１２図は第１
０図の拡大断面図、第１３図は第１１図Ｐ−Ｐ矢視拡大
断面′図、第１４図は本発明の製造法によって製造した
軸部材き歯車の斜視図、第１５図は第１４図の一部断面
とした側面図、第１６図は本発明の製造法によって製造
したクラウニングを有する歯の拡大斜視図、第１７図、
第１８図は本発明の製造法によって製造したクラウニン
グを有する歯の拡大平面図、第１９図は従来の転造ダイ
スの製造状態の断面図、第２０図は従来のクラウニング
を有する歯車の転造加工状態の断面図、第２１図は第２
０図の要部拡大断面図、第２２図は第２１図Ｑ−Ｑ矢視
拡大断面図、第２３図は従来の転造ダイスを使用して従
来の製造法にて製造された歯の一部拡大斜視図である。 Ａ・・・・・・転造ダイス、　　　２・・・・・・ダイ
ス歯、２ａ・・・・・・ダイス歯元部、２ｂ・・・・・
・ダイス歯先部、２Ｃ・・・・・・ダイス歯面部、　Ｂ
・・・・・・被加工物、４・・・・・・円柱状歯車本体
、４ａ・・・膨出部、Ｄｓａｘ・・・最大深さ位置、　
ｈ・・・・・・ダイス全歯丈、５・・・・・・歯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加工物の円柱状歯車本体の長手方向の中間位置
   円周を、該長手方向の両端箇所に比較して大径となる膨
   出部とし、次いで、歯厚直交方向に凹形円弧状のダイス
   歯元部と、歯厚直交方向に凹形円弧状のダイス歯先部と
   、逆クラウニングを有するダイス歯面部とを有し、歯厚
   直交方向全長に亘ってダイス全歯丈を有したダイス歯を
   備えたクラウニングを有する歯車用の転造ダイスの一対
   にて、前記膨出部材き円柱状歯車本体の周面にクラウニ
   ングを有する歯を複数成形することを特徴としたクラウ
   ニングを有する歯車の製造法。