JPS5950941A - 歯車転造用ラツク型工具 - 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】 本発明は歯車転造用ラック工具の改良に関し、特にラン
クの歯形状を漸次規則的に変化させたランクを適用する
ことに工９、精度の高い転造歯車を得ら九るようにした
ものである。

従来、歯車の転造に使用さｎる転造用二［具としては第
１図および第２図シて示す歯用転造用ランク工具（以下
単に「ランク工具」という。）（１）が知られている。

このランク工具（１）クゴ土ランク（１ａ）および下ラ
ック（１ｂ）からな−（り、それぞれのランク（１ａ）
＋（１ｂ）　（ｄ油圧シリンダ（ｌｃ）＋（＋ａ）　Ｋ
連結さｔ”Ｌる。したがって、これら上下対称に形成さ
、ｎた−にランク（１ａ）と下ラック（１ｂ）とは互い
に並設されて上記油圧シリンダ（ｉｃ）、（ｉａ）の作
動に、、ｃ！ｌｌ被転造素月（２）ケ挾んで擦れ違い運
動を行う。ところで、十ランク（１ａ）と下ランク（１
ｂ）とに上述のごとく対称であるため、今ここでは、そ
れらのうち下ランク（１ｂ）のみにつき第２図に基づい
て詳述ｆなと、該ランク（１ｂ）のランク歯（１）　、
　（ＩＩ）Ｕそハらの歯先に傾斜を付け１ζテーバ形状
に形成さ九、歯丈（ｈ）は基端部１＋１１１に向は漸次
大きくなっている。したがって、この下ラック（１ｂ）
基端部近傍での爾丈帆）σ転造ぎわ、６１東車の歯丈に
ほぼ近似してラック歯による喰い込みを順次拡大できる
ように調：１”１−きれている。

なお、仕上部分ては修正全顎えず、逆チー／々等の逃げ
シｒ設けるのが７６常である。

然して、この工うな上下ランク（ｉａ、）　、（１１）
）　ｆ備えたランク工具（１）（て被転造累月（２）テ
抑圧、挾持させ油圧シリンダ（ｌｃ）、（Ｉｄ）　ｋ作
動させると、上下ラック（Ｉａ）、（＋ｂ）　ｔｒｓそ
八ぞｎ矢印Ａお工ひＢの方向廼二互いに擦れ違い運動を
い被転造素４′Ａ’　（：２）　＆よこの運動に、Ｊ：
り上下ランク（Ｉａ）、（＋ｂ）間全回転しなから該累
月（２）に加わるラック歯（１）　、　（＋＋）の喰い
込みにＪ：り金属流動を強いらノｔ１塑性変形を生じて
、ランク工具（１）に合致する歯車（２）が創成さ、／
″Ｌる。ここで、転潰さ汎る歯車の一歯部に着目すると
、その累月（２）の金属ｆＡｔ動は第５図のごとく図式
化できる。すなわち、ラック歯（１１が累４Ａに喰い込
むと、被転造累月（２）には、歯元と歯先相当部分に抑
圧摩擦力による相対的なすべり運動が発生し、転造歯車
特有の金属流動が強制される。この転造さｆｌ、る爾の
フォロワー１１１１１　（ａ）の歯面でＩ／ｉ藷士省ピ
ッチ円（Ｐ）から歯先仰では摩擦力か歯先方向（Ｃ作用
して−まくれ返りが生じ、歯先面を突出子せる。一方、
トリ７ン倶ｊ（４）でに歯先からピッチ円（Ｐ）に向が
って（傘搾力が作用して、金属流動による欠内部（４ａ
、）ｉ生じ、歯先面の乱れの原因となる（第６図ｔａ、
）参照）。ここて欠肉都（４ａ）は理想的なたとえはイ
ンボリュート曲ｉ腺に沿う曲面と創成後の歯先面との誤
差ｖ′ｒＣイ目当するものである。従来は第２図に示す
上記テーパイー１のランク（１ａ）　＋（ｌｂ）　ｆｆ
：ｆＭえたランク工具（］）忙１史用し、これにより金
属流動孕徐々（て誘引［７、塑性変形を漸次大きくする
ような努力がなさハたものである。

ところか、かかるランク工具（１）全開いると、歯車の
創成運動は所定の歯厚内での累月の盛り土カ・りを必ず
強制するから、転造南東！持有（つま＜　ｉｔ返りおよ
び欠肉の現象は第６図（ｂ）に示す１＋ｉｌ　（程度の
多募に拘らず依然として回避し得ず、旨精度の南東ｒ得
ることが困難であった。更にはすは歯車では爾すし方向
に大きなウネリ誤差欠生じるという欠点を有していた。

本発明は斜上の点に鑑みなされたもので、被転造累月に
ランフケ抑圧させ、該ラックのランク歯形状に合致した
歯形２４」与しつつ所Ｔの南東を創成する歯車転造用ラ
ック型工具において、上記ラック歯のピンチ、ねじｉ％
角、圧力角、および歯厚を含む１”１１車諸元のうち少
くとも一つを該ランクの先端部から基端部に向けて漸進
的に仕上山形に近接せしめる如く変化させたこと孕特徴
とする歯車転造用ランク型工具全提供するものであり、
高精度の転造歯車を加工できるとともに、ランク工具の
耐久性の増大ｒ期待できるようにしている。

以下、本発明（で係る平歯車の転造についての一実施例
を第４図ないし第６図に基づき説明すると、第４図Ｇ・
」本実施例に係るランク工具ｔｚ＋、＋　２適用した全
体図市水し、このうち下ランク（２１ｂ）の部分拡大図
を示したものが第５図である。この第５図（てＪ：　ｉ
ｔば１図中左部１がラック（２１ｂ）の先端部１であり
、該ランク（２１ｂ）の矢印Ｂ方向に運動する様子が示
されている。該ラック（２１ｂ）はその先端部から基＠
部にかけて歯車諸元が規則的に変化して形成されたラッ
ク歯幅、蜘を具備する。すなわちランク歯（ハ）の圧力
角（αｌ）はラック歯Ｉ２４）のＬｆ圧力角α２）より
太きく形成される。このため成形時ラック歯１ｂ。

／２４）の各歯部に沿う金属流動の抵抗は小さくなり、
しかも漸次所定の圧力角（ロ））に仕」二げられる。

寸だこのとき、ラック歯（ハ）の歯厚（ｔｌ）について
も従来と異なった変化を付される。すなわち第２［ン１
に示す従来の工具（１）ではラック歯（１１のドライブ
佃歯部（Ｉａ）とフォロワー側歯部（１ｂ）、および該
ラック歯（１）のコロガリビソチｍ　（ｐｌ）との交点
で形成される線分（ｔｌ）は、ラック歯（１）の中上・
線（Ｃ）との交点で左右等しくｔａ＝ｔｂとなるよう配
分される。

しかしこの線分ｔａ、　　ｔｉｂを本実Ｍｙ　ｆａｌｌ
でＵ：　、　線分（１，）に示すようにｔａ）ｔｂ　　
としており、これによりランク歯輪の創成される歯部ｌ
四のフォロワー１１１１の喰い込みを緩やかにしてまく
れ返り現象を抑１Ｉｉ１１シ、ドリブン側の喰い込みを
強化して欠肉の発生を抑えることができる。さらに、ラ
ック歯１′２３、’２４）のピッチについても規則的に
変化を−ｌうえ、創成される歯部を精度よく加工するこ
とができる。ずなわち、各ラック歯のピッチは創成され
る歯車（濶のピッチよりやや）〈きめのピッチから漸次
小さくなるようにしており、これによれば、たとえ」°
伶初のラック歯が被転造Ｒｈ　７．２１　にですべりを
生じても、次に当該ｇ＋りに広量のランク歯が１１曲合
するときにＣ１この次位のラック歯ｄ、当初のラック歯
よりつツク歯厚寸ンノニか太きく形成されているから、
かかるすべりによるピッチ誤差を吸収してし寸う。し／
ｒがって、ラック歯が基端部に進行するにつれ素４７Ｉ
’　＋２２１への喰い込み尾が歯形全般に及んで逐次的
に拡大きれることとなる。

叙」二の記載から明きらかなように、ラック歯の歯車諸
元を漸進的に微小変化させるようにしておけば、各ラッ
ク歯（ハ）、（ハ）への圧縮力および曲げモーメントな
どの負荷が歯車の創成時に局所的に大きくならず、歯形
全体的な緩やかな金属流動を伴なう塑性変形を誘起する
ことが理解され辱よう。この金属流動の一態様を示した
ものが第６図である。

彼転造素材（２２）は第１段階の塑性変形部（効で図示
の歯厚（ｔＯ１歯丈（ｈ□）が創成され、該累月（翌）
を僅かに盛り土がらせ、更に該素側イ辷半回転さぜ新た
に別のランク歯が第１段階の塑性変形部１４５１に喰い
込み用２段階の盛り土がりによる塑性変形部（絢を生じ
させ、歯厚（１，）、歯丈（ｈ２）が形成さｉ’Ｌる。

しｌこかつて、咳素材（Ｃ２）の歯車の転造に伴なう金
属流動（−，１ランク歯全般に応じ−Ｃ局所変形を伴わ
ない緩やかなものとなり、変形部（効、　ｔ２ＵＪの十
分な盛（］上かりか得らノ９．る。この転造さＩｔた変
形部（が）、３Ｇ）のフォロワー１則（２５ａ）、（２
６ａ）のｉ＜ｆ″Ｌ、Ｍり現象」９よび、ドリブン側（
２５ｂ）　、　（２６ｂ）の欠肉は殆ど抑０ｊ１１さハ
、各歯部の盛り土がりが十分な歯車（２２）が創成さｉ
する。

丑た、このときラック工具ｔＺＩｊ　＆てついて言えば
、各ランク（２１ａ）＋（２１ｂ）へ加わる負荷に、」
−記そイ１ぞれのランクにおける各ラック歯（１）　、
　Ｃｌ１１等−均四に分散されることとなり、局部的に
負荷か請人することがなく、結果的にランク工具（２１
１の面１久性も向上されるという効果忙も達成すること
かできる。

次に、本発明全特ににすば歯車の転造に適用した実施例
について第７図および第８図に関し言及すると、図中、
ｔ２７１＋１１本実施例のラック工具を示し、ｔ：　７
ｊ　ｍ　８図（ａ）　、　（１））　Ｈ下うック（２７
ｂ）　’５部分的に拡大して示す平面図および側面図で
ある。

ここで（ｆま、ランク歯（、，９１、＋３０１　ｉ−ユ
そ〕ｔぞ九ねしｎ角（γ１）、おＪ：び（γ２）を有し
、こｆＬらの値は上記実施例における他の歯車諸元と同
様に歯部々に漸進的にランク基端側に向けて逐次変化さ
ｉしている。すなわち、被転造素４１　ｆ２Ｚｌが加工
さｉ”Ｌ−’、、）過程で、噛み合いピンチ円の寸、去
は漸次小さくなろ」二つ変化するため、該噛み合いピッ
チ円上の鮭悲壬丑品ねじれ角（γ）の変化率が漸進的に
ランク基端側に向けて小さくなり、Ｌ、７ｖがって創成
さｆｌ、　７．、）歯車のねじれ角（γ）に近づけるよ
うにラック歯を成型しておけば、精度の高い加工全期待
することができる。

従来のはすげ歯車転造においては、むしろ、歯すじの変
化にが余計に現われて修正が困難であり、またそ、！ｔ
だけラック工具に対す、５負荷も太となる傾向を有して
いたが、本発明に、［：　ｆ’Ｌば、上述の如く漸進的
（で変化するγ値の移動過程において各ラック歯に応じ
た十分なｍ部の盛り土がりと均整のとれた爾すしの整形
がなし得られ、特に、はすは歯車例の歯幅（Ｗ）の大き
いものに本実施例工具（２７１ｆ適用すれば歯すじ方向
誤差を極力抑制したＪ工Ｓ規格の許容誤差におさ捷るは
丁ば歯車努）ヲ創成−ｉゐことができる利点がある。

なお、本実施例ではランク工具外、　＋２７１の歯車諸
元をランク歯ｆ＆３１　、洲、　（２９１、（：ｄＯ）
毎に規則的に変化孕匈えたものについてのみ説明したが
、被転造累月（２２）等の寸法に合わせて該素側の半回
転毎Ｖこラック歯の歯車諸元全規則的に変化させるよう
に−１「ゐことかできる。−１：た、歯車諸元の変化は
該諸元の一つ一つ、または全体全適宜変化させ得ること
は言う甘でもない。

以上本発明に係るランク工具によれば精度の匂い転造歯
車が得られるとともに、ラック工具の耐久性の向上を図
ることができ、特にはすば歯車の転造に著しい効果を期
待することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のランク工具を示す説明図、第２図は第１
図中下ランクの部分拡大図、第６図（ａ）。 （ｂ）け第１図に係るランク工具による歯車の転造過程
Ｖこおいて破転造素材Ｖこ生じる塑性流動全順次示す１
脱明図、第４図は本発明の一実力１１例勿示す説明図、
第５１￥１　＆：ｒ第４図のドラックの部分拡大図、第
６図は第４図のラソク工具ケ適用し１こときの第６図と
同様な塑性流動の説明図、第７図は本発明に係る他の実
Ｊｉ１′！ｉ例否：示す説明図、第８図（ａｌ　、　（
ｂ）は第７図の要部を部分的に拡大して示す平面図と（
ｊｉｌ１面図であ４〕０ （２１１、１２７１：ランク工具　（２＋ａ）　：土ラ
ック（２＋ｂ）、（２７ｂ）　：下ラック （ａ）：被転造累月 （２３１＋ρ１→＋　ｔｚｓ＋　、　（２９＋　ニラツ
ク歯（α）、（α１）、（α２）：圧力角 （γ）、（γ１）、（γ、）：ねじれ角（１；）、（ｔ
□）、（１２）：＋１１　厚手　続　補　正　書　　（
自発） １．事件の表示 昭和５７年特許願第１６０６９３号 ２、発明の名称　・ 歯ｉｌｊ転造田ラッう型工具 ３、補正をする者 １１件との関係　特許出願人 住　所　　　東京都渋谷区代々木２丁「１００番１２号
４、代理人　〒１０３ 住　所　　　東京都中央区日本橋本町１丁目４番地中山
ビル４階 ５、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄および発明の詳細な説明の
欄。 ６、補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲の記載を別紙の通り補正
する。 （２）明細書第８頁第７行の「該素材（α２）」という
記載を「該素材（２２）Ｊ　と補止する。 ７、原料書類の目録 補正後の特許請求の範囲を記載した書面　１通補正後の
特許請求の範囲を記載した１、書面（１）＃転造素材に
ラックを押圧させ、該ラックのラック歯形状に合致した
歯形を伺与しつつ所定の歯車を創成する歯車転造用ラッ
ク型工具において、」二記ラック歯のピッチ、ねじれ角
、圧力角、および歯厚を含む歯車諸元のうち少くども一
つを該ラックの先端部から基端部に向けて漸進的に仕」
−歯形に近接せしめる如く変化させたことを特徴とする
歯車転造用ラック型工具。 （２）ランク歯のピッチェねじれ角、圧力角、および歯
厚を含む各歯車諸元をそれぞれ変化させたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の歯車転造用ラック型工
具。 （３）歯車諸元の変化を所定の歯数おきに周期的に変化
させるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項記載の歯車転造用ラック型工具。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被転造素材にランク？押圧させ、該ラックのラッ
   ク歯形状に合致１．た歯形全付与しつつ所定の歯車全創
   成゛する南東転造用ランク型工具において、上記ランク
   歯のピッチ、ねじれ角、圧力角、お工び歯厚ケ含む歯車
   諸元のうち少くとも一つを該ランクの先端部から基端部
   に向けて漸進的に仕上歯形に近接せしめる如く変化させ
   たことを特徴とする爾屯転；告用ラック型工具。
2. （２）ランク歯のピンチねじれ角、圧力角、お工び爾厚
   全含む各歯車諸元’ｉ（ｆ”Ｌぞれ変化させたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の両市転造用ラック
   型工具。
3. （３）歯車諸元の変化を所定の歯数おきに周期的に変化
   させる１うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ま７こは第２項記載の歯車転造用ラック型工具。