JPH0335833A

JPH0335833A - クラウニングを有する歯車の製造法

Info

Publication number: JPH0335833A
Application number: JP16659889A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Konno; 紺野　安紀; Taizo Fujio; 藤生　泰三; Akihiko Ishida; 明彦石田
Original assignee: Yamada Seisakusho KK
Current assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1989-06-30
Publication date: 1991-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPH0710407B2

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
作でき、且つタラウニング量を増加させることかできる
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２４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、クラウニング量Ｗ０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、第１９図。

第２０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ａと、歯厚直交方向に凹形円弧状のダイス歯
先部すと、歯すじが逆クラウニング（この明細書では「
クラウニング」と逆の概念を指す、）を有するダイス歯
面部Ｃをからなる転造ダイスの一対にて転造加工すると
（第２１図参照）その凹形円弧状のダイス歯先部すにて
、歯車材料を極度に押圧するようになり、これによって
、第２２図、第２３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、膨出しないものである、
これは、タラウニングｔｗｏが増加すると顕著になるも
のであった。

また、従来のクラウニングを有する歯車用の転造ダイス
は、第１９図に示すように、超硬工具材等を、円盤砥石
ｄ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■字状にカットした適宜の直径の円盤
砥石ｄ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ｄを円弧状に擦動させつつ研削
することによって、歯厚直交方向に凹形円弧状のダイス
歯元部ａと、歯厚直交方向に凹形円弧状のダイス歯先部
すとが加工され、且つダイス歯面部Ｃが逆クラウニング
に形成されて、クラウニングを有する歯車用の転造ダイ
スが製作されていた（第２０図参照）、また、そのダイ
ス歯は、円盤砥石ｄにて形成され、歯厚直交方向に円弧
状をなし、この全歯丈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、ダイス歯ピッチラインｐと称する。実際の
ダイスピンチ円は直線状となっている。

このような転造ダイスによる加工にて、クラウニングを
有する歯が得られるのは、第２１図、第２２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、転造ダ
イスのダイス歯元部ａは押圧力が小さい状態で形成され
、歯先の歯厚直交方向は略水平状に成形されることとな
り、これらによって、第２４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ｍ形精度が低下する課題が
あり、さらには、クラウニング量ｗ０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。

〔課題を解決するための手段〕

そこで発明者は、前記課題を解決すべく、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、歯厚直交方向に水
平面状としたダイス歯先部と、逆クラウニングを有する
ダイス歯面部とを有し、前記ダイス歯先部の高さ位置は
、前記ダイス歯元部の凹部の最大深さ位置で、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、前記膨出部付き円柱状歯
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作でき、ク
ラウニングＩＷ６を著しく大きくでき、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、製造法に用いる転造ダイスＡの構成と、被加工物
Ｂの構成について述べる。

Ａは転造ダイスで、第１Ｏ図、第１１図に示すように、
断面略方形状で長手方向に直線状をなし、超硬工具材等
にて構成されたダイス本体１よりなっている。

２はダイス歯で、ダイス歯元部２ａとダイス歯先部２ｂ
とダイス歯面部２ｃとから形成されている。該ダイス歯
２の歯すし２ｃ１方向は逆クラウニングをなしている。

即ち、ダイス歯面部２ｃの歯すじ２ｃ＋は、「クラウニ
ング」とは逆の弧状のへこみとして形成されている。

また、そのダイス歯元部２ａの歯厚直交方向（長手方向
）は、適宜の曲率半径で凹状をなし、且つ、ダイス歯先
部２ｂの歯厚直交方向は水平面状をなし、且つ該ダイス
歯先部２ｂの高さ位置は、前記ダイス歯元部２ａの凹部
の最大深さ位ｉＤｍａｘでダイス全歯丈りを有するよう
に構成されている。

また、前記ダイス歯先部２ｂとダイス歯面部２Ｃとの角
部箇所の歯厚直交方向の全長に亘って僅かな半径の円弧
状角部２ｄが形成されてし）る。

また、そのダイス歯先部２ｂは、該ダイス歯先部２ｂ面
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、そのダイス歯２は、円盤砥石にて形
成され、歯厚直交方向に円弧状をなし、この全歯丈の歯
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・
ノチラインｐ０と称する。実際のダイスピノチ円は直線
状となっている。

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が一体形成されてし）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の長平方向の
中央位置円周が、該長手方向の両端箇所に他の箇所に比
較して大径となるように形成されている。その膨出部４
ａ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の長平方向の中央位置円
周が、断面山形弧状で僅かな幅に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成されている。

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。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Ｉ　Ｗ　＋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指称する。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、前記歯元部５ａ及び歯先部５ｂのそれぞれの長手
方向は本体の軸心Ｓと平行をなすように形成されている
（第１４図、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、歯厚直交方向に水
平面状としたダイス歯先部２ｂと、逆クラウニングを有
するダイス歯面部２ｃとを有し、前記ダイス歯先部２ｂ
の高さ位置は、前記ダイス歯元部２ａの凹部の最大深さ
位置Ｄｍａｘで、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全歯丈
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にクラウニング量を格段と増加させることが
でき、第３に製造法を従来と同様に極めて簡単にできる
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１９図
、第２０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ａと、歯厚直交方向に凹形円弧状のダイス
歯先部すと、歯すしが逆クラウニングを有する歯面部Ｃ
からなる転造ダイスの一対にて転造加工すると、第２１
図に示すように、その凹形円弧状のダイス歯先部すにて
、被製造物を極度に押圧するようになり、これによって
、第２２図、第２３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１ｌＷｌ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２４図に示すようなクラウニングを有する歯
が形成され、歯車の精度が低下する欠点があったが、本
発明の施工法によれば、特に、その転造ダイスＡには、
歯厚直交方向に水平面状としたダイス歯先部２ｂが形成
されていることと、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を形成しであるため、
第４図乃至第７図に示すように、水平面状としたダイス
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、製品の歯５の歯厚直交方向の歯先部５
ｂの両端を膨出するようなことも一切なく、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。このときの膨出部４ａは、特に、クラウニン
グ量ｗｗｗ（第１７図、第１８図参照）を増加させる方
向への材料として好適に流動するよう番ごなる６また、
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２４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、新
規の転造ダイスＡにて、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。

同時に、クラウニング１Ｗｌ、ＷＥ（第１７図。

第１８図参照）を増加させても、歯車の歯５の歯先部５
ｂを略平坦状に加工できる利点がある。この点を詳述す
ると、従来ではタラウニング攪ｗ０（第２４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
に仕上げねばならぬ等の不都合があったが、本発明の製
造法では、前述したように歯先部５ｂの中央の凹みも全
くなく、極めて歯形精度が高く、且つクラウニング１ｌ
Ｗｌ、Ｗｆｉを大きく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、製造コストも低度にで
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
目安としてのマクギ歯厚測定では、格段と精度を向上さ
せることができる効果がある。

以上のように、本発明の製造法では、タラウニング量ｗ
ｌ、ｗ、（第１７図、第１８図参照）を増加させても、
依然として、歯車の精度を向上させる所に発明の本質が
ある。このタラウニング量ｗ、、ｗ、の増加によって、
歯面の当りを一層良好にすることもできる利点もある。

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、新規の転造ダイスＡで加工するものである
が、この工程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。

もあるまた、軸部３付きの歯車の場合には、従来のように、転
造ダイスの凹形円弧状のダイス歯先部すにて素材を押圧
することもないため、転造加工した歯５の歯元部５ａと
軸部３とで必要最小限の段差ｍがあれば（第７図参照）
、軸部３との干渉もないクラウニングの歯を底形するこ
とができる効果があり、さらに、軸部３を傷つけたり、
或いは軸部３を無駄に細径とすることもなく、強度性の
点でも極めて好適であるし、素材を有効に利用できる利
点もある。

【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
−ＴＶ矢視断面図１．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１Ｏ図は本発明の製造法に用いる転造ダ
イスの斜視図、第１１図は第１０図の平面的斜視図、第
１２図は第１０図の拡大断面図、第１３図は第１１図Ｐ
−Ｐ矢視断面図、第１４図は本発明の製造法によって製
造した軸部付き歯車の斜視図、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１
７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、ｗ４２０図は従来の転造
ダイスの一部拡大斜視図、第２１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２２図は第
２１図の要部拡大断面図、第２３図は第２２図Ｑ−Ｑ矢
視拡大断面図、第２４図は従来の転造ダイスを使用して
従来の製造法←、７゛で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、ＤＩａに・・・最
大深さ位置、　　　ｈ・・・・・・ダイス全歯丈、５・
・・・・・歯。特　許　出　願　人　　株式会社山田製作所第４図４ａ第６図第８図第５図第７図第１４図３第１６図第１５図第１７図

Claims

【特許請求の範囲】

（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、歯厚直交方向に水平面状としたダイス歯先部
と、逆クラウニングを有するダイス歯面部とを有し、前
記ダイス歯先部の高さ位置は、前記ダイス歯元部の凹部
の最大深さ位置で、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、前記膨出部付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。