JPH0710407B2 - クラウニングを有する歯車の製造法 - Google Patents

クラウニングを有する歯車の製造法

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JPH0710407B2
JPH0710407B2 JP1166598A JP16659889A JPH0710407B2 JP H0710407 B2 JPH0710407 B2 JP H0710407B2 JP 1166598 A JP1166598 A JP 1166598A JP 16659889 A JP16659889 A JP 16659889A JP H0710407 B2 JPH0710407 B2 JP H0710407B2
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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、且つクラウニング量を増加させることができる
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、歯厚直交方向に円弧
状凹形のダイス歯元部aと、歯厚直交方向に円弧状凹形
のダイス歯先部b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)、その円弧状凹形のダイス歯
先部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w0が存在するために、膨出しないものであ
る。これは、クラウニング量w0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V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を円弧状に移動させつつ研削する
ことによって、歯厚直交方向に円弧状凹形のダイス歯元
部aの、歯厚直交方向に円弧状凹形のダイス歯先部b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、この全歯状の歯厚直交方向の略中央ラインは、歯
厚直交方向に円弧状凹形をなしており、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
スピッ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、歯厚方向からみて円
弧状凹形に形成されるが、その製品の歯先記は、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歯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(中央が凹む)、歯幅
方向と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
円弧状凹形のダイス歯元部と、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、歯厚
直交方向の前記ダイス歯元部の円弧状凹形の最大深さ位
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、クラウニング量w0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10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
すじ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2c1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
2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
さ位置Dmaxでダイス全歯丈h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が形成されている。
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、歯厚直交方向に円弧状凹形を
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p0と称する。実際とダイスピッ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他の箇所に比較
して大径となるよう形成されている。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φ1に対し、中央位置の直径φ
2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)、今後は、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5aの歯
面部5cとから構成されている。その歯5の歯すじ5c1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5c1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
ラウニング量w1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
らみを指す。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
は本体の軸芯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
して大径となる棒出部4aとし、次いで、歯厚直交方向に
円弧状凹形のダイス歯元部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、歯厚直交方向の前記ダイス歯元部2aの円弧状凹形の
最大深さ位置Dmaxで、ダイス全歯丈h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、歯厚直交方向に円弧状凹形のダイ
ス歯元部aと、歯厚直交方向に円弧状凹形のダイス歯先
部bと、歯すじ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、その円弧状凹形のダイス歯先部にて、被加工
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量w
0(第24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2c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
形成してあるため、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5b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w1,w2(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塑性流動するようにな
る。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、クラウニング量w1,w2(第17図,第18図参照)
を増加させても、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。この点を詳述すると、従来ではク
ラウニング量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(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、且つクラウニング量w1,w2を大きくしたクラ
ウニングを有する歯5を成形できるため、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。
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。
以上のように、本発明の製造法では、クラウニング量
w1,w2(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。
このクラウニング量w1,w2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がある。
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
造ダイスの円弧状凹形のダイス歯先部b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成形すること
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−
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VII−VII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
11図S−S矢視拡大断面図、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、 Dmax……最大深さ位置、h……ダイス全歯丈、 5……歯。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−176038(JP,A) 特開 昭58−196133(JP,A) 特開 昭58−181446(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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、歯厚直交方向に円弧状凹形の
    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、歯厚直交方向の前
    記ダイス歯元部の円弧状凹形の最大深さ位置で、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。
JP1166598A 1989-06-30 1989-06-30 クラウニングを有する歯車の製造法 Expired - Fee Related JPH0710407B2 (ja)

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JPS6018509B2 (ja) * 1982-04-19 1985-05-10 株式会社神戸製鋼所 クラウン歯転造用平ダイス
JPS6043217B2 (ja) * 1982-05-08 1985-09-27 株式会社神戸製鋼所 歯車等の被加工物にクラウン歯を転造加工する方法並びに1対の平ダイス

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