JPS6024243A - クラウン歯転造用平ダイス - 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】 本発明は歯車やスプライン等の被加工物にクラウン歯を
転造加工するための平ダイスに関する。

従来一般に、歯車やスプライン等の歯の歯面は第１．２
図に示す如く曲面に形成される（このような歯をここで
クラウン歯と呼ぶことにする）。

クラウン歯１の歯面１ａは、図示の如く、被加工物の回
転軸心に平行である歯１の中心線０′に対して、歯の中
心部１ｂがその両端部ＩＣより膨出した形状すなわちク
ラウン形状となっている。この膨出量αは一般に１０μ
程度である。

このように歯車等の歯をクラウン歯とすることにより、
歯車等の噛み合い誤差を吸収することができるとともに
、噛み合い歯間に潤滑油を十分行きわたらせて歯の焼き
付は防止を図ること等が可能となる。

ところで、歯車等は平ダイスを用いる転造加工により製
作できることは周知の事柄であるが、この転造加工によ
りクラウン歯を創成加工する方法は従来試みられていな
い。

平ダイスの転造加工によりクラウン歯の創成加工を試み
ようとするとき、容易に考えられることは、第３図に示
すように、平ダイス２の各歯２ｂの各歯面２ａを、歯車
等のクラウン歯１に対応せしめて、歯面の両端部がその
中央部より膨出する曲面形状、すなわち鼓伏とすること
である。ところが、実際上、平ダイス２の各歯２ｂをこ
のような曲面形状に加工することは至難の術である。

本発明は、製作が容易でかつ所望のクラウン歯を被加二
［物に創成付与できる新規な構成の平ダイスを提供する
。

上記目的を達成するため、第１の発明に係る平ダイスは
以下の如く構成した。

すなわち、仕上歯群を、被加工物の歯ずじ捩れ角より若
干大きい歯すじ捩れ角を有する歯よりなる第１歯群と、
被加工物の歯すじ捩れ角より若干率さい歯すじ捩れ角を
有する歯よりなる第２歯群とで構成したことを特徴とし
ている。

上記構成の平ダイスを２つを１組にして転造を行えば、
被加工物に所望のクラウン歯を創成付与することができ
る。そして、この平ダイスの各歯の歯厚変化は直線的で
あるから歯の加工も容易であり、第３図に示した二次元
的に歯厚が変化する歯を形成するような困難は伴わない
。

才だ、上記構成の平ダイスによれば、一方の平ダイスの
第１歯群が被加工物に対して作用する際今１つの平ダイ
スについてもその第１歯群カ被加工物に対して作用し、
一方の平ダイスの第２歯群が被加工物に対して作用する
際は今１つの平ダイスについてもその第２歯群が作用す
る。つまり、被加工物に対して同時的に作用する両者の
平ダイスの作用歯の傾斜方向は逆となる。したがって、
せ 各平ダイスの作用歯が被加工物に対して生じしめ△ る捩れ方向が逆となりつまり捩れが相殺されることにな
り、被加工物は安定した状態で加工され、その結果、被
加工物の仕上精度が非常に良い。もし、両手ダイスの作
用歯の傾斜方向が同一であると、何れのダイスの作用歯
も被加工物を一回転方向に捩るように作用するため、被
加工物の支持軸が振れて加工が安定せず、被加工物の仕
上精度は悪くなる。

第２の発明に係る平ダイスは、上記第１発明の構成にお
いて、さらに、被加工物の歯すじ捩れ角と同一の歯すじ
捩れ角を有する歯よりなる第３歯群を有することを特徴
としている。

第１発明に係る平ダイスによれば、第１および第２の歯
群の各歯の歯厚変化が極めて小さい場合は然程問題とな
らないが、該歯厚変化が一定値以上になれば、被加工物
の歯の中央部が大きく突出する傾向がある。この突出用
が余り大きすぎると理想のクラウン形状とかけ離れるこ
とになる。第２発明はこのような問題を解決した。

上記第３歯群は、第１歯群の前部、第１歯群と第２歯群
の間あるいは第２歯群の後ろの何れに設けてもよく、ま
た、複数個所に設けてもよい。

第３歯群を第１歯群の前部に設ける場合は、第１歯群が
被加工物に作用する前に、第３歯群により、被加工物の
荒仕上歯の歯厚を予め所定値まで減小させ、以って、第
１および第２の歯群の作用による、被加工物の歯の中央
部の極端な膨出を予防する。

第３歯群を第１歯群と第２歯群の中間又は第２歯群の後
ろに設ける場合は、第１歯群、第２歯群の作用により生
じた被加工物の歯の中央部の膨出を第３歯群により是正
する。

以下に、第４〜１５図に示した実施例について本発明を
具体的に説明する。

第４１’７１＋Ｉ＋　、　（ｍにおいて、３ａ、３ｂは
１対の平ダイス、４は歯車等の被加工物である。１対の
平ダイス３ａ、３ｂおよび被加工物（例えば歯車）４は
図示しない転造装置に装着される。図示の如く、被加工
物４は矢印方向に回転可に装着され、一方１対の平ダイ
ス３ａ、３ｂは上記被加工物４を挾むようにその両側に
かつ異なる往復動死点の位置に装着される。そして、１
対の平ダイス３ａ、３ｂは、それらの歯配列面３ｅ、３
ｆが互いに平行をなすとともに、被加工物４の回転軸心
Ｏに対しても平行をなすように転造装置に装着される。

ところで、上記１対の平ダイス３ａ　、３ｂは同一構成
であって、第１発明の１実施例に係る平ダイス３ａ、３
ｂの構成は第５図に示すとおりである。

第５図において、ＫＵは喰付き歯群、ＳＩは仕上歯群、
ＮＩは逃げ歯群である。

上記仕−に歯群は第１歯群５ｒ−ｉと第２歯群ｓｒ−■
とで構成している。

第１歯群５ｒ−Ｔの歯″１゛１　は、被加工物の歯すじ
捩れ角（実施例に示す如き平歯車の場合はこの角度は０
となる）より若干の角度βだけ大きい歯すじ捩れ角を備
えている。一方、第１歯群Ｓｌ−■の歯Ｔ２１−１］、
被加工物の歯すじ捩れ角より若干の角度βだけ小さい歯
すじ捩れ角を備えている。

尚、第１歯群Ｓ　Ｔ　−Ｊ、第２歯群５Ｉ−Ｉｆの各領
域長さは少なくとも被加工物のピッチ円周の１／２であ
ることはいうまでもない。

前記したように、同一１構成の１対の平ダイス３ａ　、
　３　＋）は、第４図（Ｔｌ　、　（ｍに示す如く、被
加工物４を挾んで相対向するように配置されかつ逆方向
に移動せしめられる。したがって、一方の平ダイス３ａ
の第１歯群５ｒ−Ｔの歯３　ａ　Ｔ　］と今１つの平ダ
イス３ｂの第１歯群Ｓｌ−■の歯３ｂ−Ｔ□は、これを
重ね合せた状態で透視すると、第６図（Ｉｌに示すよう
になり、つまり、歯３ａ−Ｔ□と３ｂ−Ｔ□の捩れ方向
が逆になる。また、一方の平ダイス３ａの第２歯群ＳＩ
−］’）の歯３　ａ　Ｔ２と今１つの平ダイス３ｂの第
２歯群Ｓ、Ｉ−ＩＩの歯３ｂ−Ｔ２は、これを重ね合せ
た状態で透視すると、第７図（９）に示すようになり、
つまり、これらの歯３ａ−Ｔ　と３ｂ−Ｔ２の捩れ方向
が逆になる。

上記各歯Ｔ□　、　Ｔ２の被加工物に対する作用を第７
図についてみれば、歯Ｔ□とＴ２は被加工物４の歯４ａ
に対して異なる方向にテーバ状となるように創成する。

図中、３Ｃは歯Ｔ０により創成される被加工物４の歯面
を、３ｄは歯Ｔ２により創成される被加工物の歯面を夫
々示している。

したがって、本発明に係る平ダイスを用いた転造により
創成されるクラウン歯４ａは第８図に示す如きものとな
る。すなわち歯４ａの歯面は２つの曲面（インボリュー
ト曲面）４ｂと４Ｃとで構成され、曲面４ｂ、４ｃが交
わる歯４ａの中央部がその両端部に対して膨出している
。したがってこの歯面は、厳密には２つの曲面で構成さ
れておって、第１．２図に示す従来例の如く１つの曲面
にはなっていないが、前記したように、歯面の中央部の
膨出量は僅かに１０μ程度であるため、この２つの曲面
より成る曲面は上記１つの曲面に限りなく近似している
。そしてこの曲面は、歯面中央部を歯面両端部より膨出
させるというクラウン歯の目的は十分に達成している。

ところで、各平ダイスの各歯Ｔ□（又はＴ２）が被加工
物４に対して作用する場合、各歯Ｔ□は一定の歯すじ捩
れ角を有しているため、被加工物４を捩るように作用す
る。すなわち、これを第９図に従って説明すれば、今、
一方の平ダイス３ａの歯Ｔ１が被加工物４の手前の歯４
ａに対し矢印方向に作用し、他方の平ダイス３ｂの歯Ｔ
□が奥側の歯　／、に対し逆矢印方向に作用する。つま
り、平ダイス３ａは被加工物４を実線矢印Ｘ方向に、平
ダイス３ｂはその逆矢印Ｙ方向に夫々捩ろうとする。し
かしこの正逆の捩り力は等しいため互いに相殺され、そ
の結果被加工物４は非常に安定した状態で転造加工され
ることになる。このことは、今、歯３ｂ−Ｔ１の捩れ方
向が第９図中歯３ａ−Ｔ０　と同方向である場合を考え
てみるとよく理解される。この場合には、何れの平ダイ
スの歯３ａ−Ｔ　、ａｂ−Ｔ１も矢印Ｘ方向に被加工物
４を捩るように作用するため、被加工物４には振れが生
じて不安定な状態で転造されることになり、転造加工の
精度も悪くなる。

第１発明の詳細な説明は以上のとおりである。

次に第２発明の各実施例について説明する。

第２発明は、前記したように、上記第１発明における第
１歯群と第２歯群とに加えてストレート歯すなわち被加
工物１％の歯４ａと同じ歯すじ捩れ角を有する歯よりな
る第３ｍ群を設けた点に特徴を有している。第１０図に
その１つの実施例を示している。

図に示すように、この実施例においては、仕上歯群ＳＴ
に、第５図で説明したのと同様の第１歯群５Ｉ−１：と
第２歯群５ｌ−ＩＩとに加えて第１歯群５Ｉ−Ｊより前
側に位置する第３歯群５Ｉ−Ｑを形成している。

第３歯群５Ｉ−Ｑは、歯Ｔｔ　、　Ｔ２の如きテーパ状
でない普涌のストレート歯Ｔｏで構成している。

上記構成の平ダイスを１対用いて転造を行うと、先ず仕
」二階群の第３歯群５ｌ−Ｑの各ストレート歯Ｔｏか被
加工物４に作用する。すなわち、第１１図（１）に示す
ように、転造前の歯厚い□の被加工物４の歯４ａが歯Ｊ
９．ｗ２になるように転造加工される。そして、次いで
、第１１図（ｍに示すように、第１歯群５ｒ−１の各歯
Ｔ□および第２歯群Ｓｌ−■の各歯Ｔ２によって、被加
工物の歯４ａの四隅をテーバ状に加二「する。図中３Ｃ
は歯Ｔ□により創成される被加工物４の歯面を、３ｄは
歯］゛２により創成される被加工物の歯面を、３ｅは歯
Ｔ。

により創成される被加二「物の歯面を夫々示している。

上記の如く、被加工物４に対して、第１および第２（Ｄ
歯群Ｓ　Ｉ　−Ｔ　、　Ｓ　Ｉ　−Ｕカ作用ｔルｍＴニ
第３歯群５ｌ−Ｑが作用することにより、被加工物４の
歯４ａの歯厚ＷはＷｉからＷ２に十分に小さくされ、し
たがって、第１車歯５Ｉ−４および第２歯群ＳＩ−］’
）の各歯の被加工物に対する転造荷重が軽減され、かつ
歯４ａの中央部の膨出量も抑制され、所望のクラウン形
状を得ることが可能となる。′＠１５図に加工された歯
４ａの斜視図を示している。この図より明らかなように
、各歯面は３つの歯面４ｂ、４Ｃ，４ｄより構成される
ことになる。

上記第３歯群５Ｉ−Ｑの位置は、第１２図に示す如く、
第１歯群５Ｉ−ｆｉ、第２歯群５Ｉ−ＴＩの後であって
も、また、第１４図ＣＩ＋に示す如く、第１歯群５ｌ−
１：と第２歯群５Ｉ−ｌ’ｊの間にあってもよく、さら
には、第１４．４ＺＩＯＩＩに示す如く、第１歯群５ｌ
−１’Ｊの前と第２歯群の後に計２つあってもよい。

第１２図に示した実施例による加工過程を第１３図（Ｉ
）　、　（ｍについて説明すれば、先ず第１歯群ＳＩ−
■と第２歯群ＳＩ−］’［とで被加工物の歯４ａの４隅
をテーパ状に加工しく第１３図ぼ））、次いで、第３歯
群５Ｉ−Ｑで歯４ａの中央膨出部の膨出量を減少させる
べく加工する（第１３図（ＩＩ））。

尚、第１０．１２図、第１４　ｒｌ（１：ｌ　、　（ｍ
　ニ夫々示される各実施例においても、各歯群の領域長
さは少なくとも被加工物４のピンチ円周の１／２は必要
であることは云うまでもない。

尚又、第１〜１５図に示した実施例は何れも、荒加工さ
れた被加工物を仕上げるための仕上用平ダイスとして示
しているが、本発明は、これに限定されるものではなく
、ムク転造用平ダイスにも適用できるものである。

尚さらに、上記各実施例は平歯車を転造加工する場合に
ついて説明したが、捩れ歯車の転造にも本発明を適用で
きることは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はクラウン歯面を有する歯車等の歯の斜視図、第
２図は第１図ｍ−］’Ｉ線断面図、第３図は第１図の歯
を有する歯車等を転造するために特別の歯を有する想像
−Ｌの平ダイスの要部斜視図、第４図（Ｔ）は１対の平
ダイスを用いて歯車等を転造する一般的方法を示す説明
図、第４図（９）は第４図（Ｉ）の右側面図、第５図は
第１発明の１実施例に係る平ダイスの平面図および側面
図、第６図（Ｉｌは第５図に示した平ダイスを１対用い
て転造加工する場合の両手ダイスの各第１歯群の重なり
合い状態を示す説明図、第６図（５）は第６図（Ｉｌと
同様の図で各第２歯群の重なり状態を示す説明図、第７
図は上記実施例に係る１対の平ダイスの各歯Ｔ□、Ｔ２
が被加工物（歯車）の歯面を創成する状態を平面的に見
た図、第８図は上記実施例に係る平ダイスを用いて転造
加工１．た被加工物の歯を示す斜視図、第９図は上記実
施例において１対の平ダイスの被加工物に対する転造荷
重のかかり具合を示す説明図、第１０図〜第１５図は第
２発明の各実施例を示し、第１０図は１実施例に係る平
ダイスの平面図および側面図、第１１図（Ｉ）　、　Ｑ
Ｄは第１０図の実施例に係る平ダイスによる転造加工の
過程を示す説明図、第１２図、第１４図（Ｉｌ　、　＠
は夫々他の実施例に係る平ダイスの平面図、第１３図（
Ｉ）　、　（ｍは第１２図の実施例に係る平ダイスによ
る転造加工の過程を示す説明図、第１５図１は上記各実
施例により加工された被加工物の歯を示す第８図と同様
の斜視図である。 ＳＩ・・・仕−Ｌ歯群、５ｒ−４・・・負）１歯群、Ｓ
Ｔ−■・・・第２歯群、５ｌ−０・・・第３歯群、Ｔ、
、Ｔ２・・・捩れ歯、Ｔｏ・・・ストレート歯、３ａ、
３ｂ・・・平ダイス、４・・・被加工物、４ａ・・・歯
。 特許　出　１頓人　株式会社神戸製鋼所代　理　人　弁
理士　青　山　葆　ほか２名第１図 第７図 スｄ 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１Ｆ（：−上歯群を、被加工物の歯すじ捩れ角より
   若干大きい歯すじ捩れ稍を有する歯よりなる第１歯群と
   、被加工物の由すじ捩れ角より若干小さい歯すじ捩れ角
   を有する歯よりなる第２歯群とで構成したことを特徴と
   するクラウン歯転造用平ダイス。 （２）仕上歯群を、被加］−物の歯すじ捩れ角より若干
   大きい歯すじ捩れ角を有する歯よりなる第１歯群と、被
   加工物の歯すじ捩れ角より若干小さい歯すじ捩れ角を有
   する歯よりなる第２歯群と、被加工物の歯すじ捩れ角と
   同一の歯すじ捩れ角を有する歯よりなる＠３歯群とで構
   成したことを特徴とするクラウン歯転造用平ダイス。