JPS6331297B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は被転造物を挾み付けて相対的に移動
することによりヘリカルギヤあるいは油溝等のね
じれ歯やねじれ溝を転造するための平ダイスに関
し、特に奇数の歯もしくは溝を形成する場合に有
効な平ダイスに関するものである。

例えば第１図に示すようなヘリカルギヤ１を製
造する方法として、ホブカツター等により切削す
る方法や転造による方法が考えられるが、切削に
よる方法では、作業に要する時間が長く、またホ
ブカツターの切り上がりによる不完全部分が必要
であるから、最終製品以上の大きさの被加工物を
用意しなければならず、しかも工具費も高くなる
などの問題がある。これに対し、転造による方法
では、上記のような問題が生じないが、被転造物
に大きな荷重をかけて塑性変形させる方法である
ために、従来では充分な精度が出ず、止むを得ず
切削加工によつてヘリカルギヤ１を製造している
のが実情である。

すなわち、ヘリカルギヤ１を転造によつて製造
する場合、被転造物２を第２図に示すように１対
の平ダイス３，４によつて挾み付けるとともに荷
重Ｐをかけ、その状態で各平ダイス３，４を相対
的に逆方向へ移動させて被転造物２を回転させる
ことにより行なうが、特に奇数歯のヘリカルギヤ
１にあつては、被転造物２と平ダイス３，４との
噛合い数が変化するために、歯すじ誤差が生じ
る。第３図は噛合い点の移動を説明するための図
であつて、平ダイス３に対し被転造物２がＡで示
す位置にあるとき、両者はa1点、a2点、a3点の
３点で噛合つており、被転造物２が第３図にＢで
示す位置に相対的に移動すると、両者はb1点、
b2点、b3点、b4点の合計４点で噛合い、これに
対し他方の平ダイス４と被転造物２とは第３図に
示す場合とは逆に、被転造物２がＡで示す位置に
あるときに４点で噛合い、Ｂで示す位置にあると
きに３点で噛合う。このように奇数歯のヘリカル
ギヤ１を転造する場合には、噛合い歯数と噛合い
点が変化し、かつ一方の平ダイス３側と他方の平
ダイス４側とで噛合い歯数および噛合い点位置が
相違するために、平ダイス３，４による被転造物
２への押込み量が変化する。その結果被転造物２
に作用する荷重が変動し、被転造物２は第２図に
矢印で示す方向にわずかなりとも変位もしくは変
形するために、形成された歯すじ５は第４図に示
すように被転造物２における歯の軸線方向でのピ
ツチ間隔Paと同ピツチでうねつた状態になる。
このような誤差ｅは、被転造物２の変位もしくは
変形を防止できれば生じないが、被転造物２の変
位もしくは変形を完全に防止するためには、被転
造物２を剛体としなければならないが、このよう
なことは現実的には不可能である。

このような従来では、転造を行なつた場合の歯
すじ誤差が大きいため、実用に供し得る精度のヘ
リカルギヤ等の転造品を得ることができず、その
結果多くの場合切削加工によつてヘリカルギヤ等
を製造しているのが実情である。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、ヘリカルギヤやねじれ溝等を精度良く転造す
ることのできる転造用平ダイスを提供することを
目的とするものである。そしてこの発明の特徴と
するところは、複数の食い付き歯からなる食い付
き歯群に続けて複数の仕上げ歯からなる仕上げ歯
群を形成し、かつ被転造物を挾んで対向配置され
る第１および第２の１対の平ダイスのうち、第１
の平ダイスにおける歯の被転造物に作用する歯幅
を被転造物に形成すべき歯の歯幅以上に設定し、
かつ第２の平ダイスのうち少なくとも仕上げ歯群
における被転造物に形成すべき歯数の少なくとも
半数の一連の仕上げ歯を、被転造物に作用する歯
幅が被転造物に形成すべき歯の歯幅より狭い狭幅
歯とし、さらにその狭幅歯の被転造物に対する噛
合い開始端を、被転造物の軸線方向における端部
よりも幅方向で内側に設定した点にある。したが
つてこの発明では、噛合い歯数および噛合い点の
変化に伴つて生じる歯すじのうねりの位相が、第
１の平ダイス側と第２の平ダイスにおける狭幅歯
側とでは相違するために、山となつていた個所が
押し込まれ、その結果歯面全体を可及的に滑らか
にし、誤差を少なくすることができるのである。

以下この発明の実施例を第５図ないし第１１図
を参照して説明する。

第５図および第６図はこの発明の一実施例を示
す略解図であつて、ここに示す第１および第２の
平ダイス１０，２０は、基体１１，２１の表面に
はす歯１２，２２を形成したヘリカルギヤ転造用
平ダイスとして構成されており、これらのはす歯
１２，２２のうち基体１１，２１の一端部（第５
図Ａおよび第６図Ａでは右端部）から所定の範囲
の複数のはす歯１２，２２が、食い付き歯群１
３，２３とされ、それに続く所定範囲の複数のは
す歯１２，２２が、仕上げ歯群１４，２４とさ
れ、さらに基体１１，２１の他端部側の所定範囲
の複数のはす歯１２，２２が、逃げ歯群１５，２
５とされている。すなわち、食い付き歯群１３，
２３は円柱状の被転造物２の外周に次第に食い込
んで被転造物２に所謂粗形歯を形成するための所
謂食い付き歯からなるものであつて、基体１１，
２１の一端部側のはす歯１２，２２の歯たけが最
も低く、仕上げ歯群１４に隣在するはす歯１２，
２２の歯たけがほぼ正規の歯たけとなるよう、次
第に歯たけが高くなるよう設定されている。

また、仕上げ歯群１４，２４は、前記食い付き
歯群１３，２３によつて被転造物２に形成した不
完全な歯を、正規の歯に仕上げるための所謂仕上
げ歯からなるものであつて、その仕上げ歯群１
４，２４におけるはす歯１２，２２すなわち仕上
げ歯の歯たけおよび歯厚は、被転造物２に形成す
べき所期の歯の形状に合致する正規の寸法に設定
されている。したがつて、仕上げ歯群１４，２４
は、前記食い付き歯群１３，２３によつて被転造
物２に形成した不完全な歯を、正規の形状の歯に
形成するよう構成されている。

これらの平ダイス１０，２０のうち、第５図
Ａ，Ｂに示す第１の平ダイス１０における総ての
はす歯１２の被転造物２に作用する歯幅Ｌ（図で
は基体１１の幅方向での寸法で示す）は、被転造
物２に形成すべき歯の歯幅Ｗ（図では軸線方向で
の寸法で示す）以上に設定されている。

他方、第６図Ａ，Ｂに示す第２の平ダイス２０
におけるはす歯２２は、被転造物２に作用する歯
幅ｌ（図では基体２１の幅方向での寸法で示す）
が、被転造物２に形成すべき歯幅Ｗより狭い一定
幅の狭幅歯２６とされ、かつその作用歯幅ｌの両
端部すなわち被転造物２に対する噛合い開始端お
よび噛合い終了端が、被転造物２の軸線方向にお
ける端部よりも幅方向で内側に設定されている。
このような狭幅歯２６の被転造物２に作用する歯
幅ｌについて更に説明すると、その作用歯幅ｌ
は、被転造物２における歯の軸線方向でのピツチ
間隔Paのほぼ整数倍、例えば次式で示される寸
法に設定することが好ましい。

ｎ・Pa−0.1Pa≦ｌ≦ｎ・Pa＋0.1Pa （ｎは自然数） さらに、前記狭幅歯２６の端部、特に被転造物
２の歯との噛合い開始端（第６図Ｂでは下端部）
と被転造物２の軸線方向における端部との間隔
は、一例として前記ピツチ間隔の半分（Pa／２）
に設定されている。

なお第６図Ｂは、第２の平ダイス２０における
被転造物２に作用する部分のみを示した図であつ
て、狭幅歯２６の実際の歯幅を第６図Ｂに示すよ
うに基体２１の幅より小さくしてもよいが、この
ような形状の平ダイス２０を製造することが困難
であつたり、また被転造物２に作用する荷重の変
動が大きくなつたり、あるいは被転造物２の歯の
歯面に段差が付いたりするおそれがある。そこで
このような不都合を防ぐためには、前記狭幅歯２
６の両側端部を、例えば第７図に示すように、歯
たけをテーパ状に低くし、かつ歯厚をテーパ状に
薄く形成した形状とすればよい。その場合、両方
の歯面を削り落して歯厚を薄くしてもよく、ある
いは一方の歯面を削り落して歯厚を薄くしてもよ
い。

つぎに上記のように構成した１対の平ダイス１
０，２０の作用について説明する。

前記各平ダイス１０，２０によるヘリカルギヤ
１の転造は、第８図に示すように１対の平ダイス
１０，２０により被転造物２を挾み付け、その状
態で各平ダイス１０，２０を互いに逆方向へ移動
させ、それに伴つて被転造物２を回転させること
により行なう。転造開始当初においては、前記食
い付き歯群１３，２３におけるはす歯１２，２２
が先ず被転造物２に食い込む。その場合、食い付
き歯群１３，２３では歯たけが次第に高くなつて
いるから、被転造物２への食い込み量が次第に深
くなり、その結果被転造物２の外周部が塑性変形
して歯が形成される。食い付き歯群１３，２３に
よつて被転造物に形成された歯は、所謂粗形歯あ
るいは不完全歯となつているが、食い付き歯群１
３，２３に続けて仕上げ歯群１４，２４における
はす歯１２，２２が被転造物２の歯に噛合うこと
により、被転造物２における歯は次第に仕上げ加
工が施されて所謂完全歯に整形される。

このようにして転造を行なつている間におい
て、第１の平ダイス１０と被転造物２とは、第１
の平ダイス１０における歯幅Ｌが被転造物２の歯
幅Ｗよりも広いために、被転造物２の軸線方向で
の端部から噛合い始め、したがつて第１の平ダイ
ス１０と被転造物２とが噛合うことによる噛合い
歯数および噛合い点の変動に伴ううねりは、第９
図に実線で示す状態になる。これに対し、第２の
平ダイス２０の歯幅ｌが被転造物２の歯幅Ｗより
も狭く設定され、しかもその作用歯幅ｌの端部と
被転造物２の軸線方方向での端部との間隔が
（Pa／２）に設定されているから、第２の平ダイ
ス２０と被転造物２とは、被転造物２の軸線方向
における端部より内側で噛合い始め、その結果第
２の平ダイス２０と被転造物２とが噛合うことに
よる噛合い歯数および噛合い点の変動に伴ううね
りは、第９図に鎖線で示すように、第１の平ダイ
ス１０が被転造物２に作用することに伴ううねり
に対し、位相が1/2ずれたうねりになる。すなわ
ち第１および第２の平ダイス１０，２０が被転造
物２に作用することによる各うねりは、山と谷と
が相互に逆になり、そのため被転造物２の歯面に
歯すじ方向に生じるうねりの山の部分が逐次押し
潰され、その結果被転造物２の歯面の歯すじ誤差
が是正され、精度が著しく向上する。

仕上げ歯群１４，２４により上述のようにして
所期の寸法の歯が形成された被転造物２は、つい
で前記逃げ歯群１５，２５に噛合うが、逃げ歯群
１５，２５はその歯たけが次第に低くなるように
形成されているから、ここでは被転造物２に作用
する荷重が小さくなり、換言すれば、被転造物２
の加工は特には行なわず、最終的には噛合いが外
れて転造が終了する。

したがつて、狭幅歯２６が作用した部分を、製
品として使用する際の使用歯幅とすることによ
り、精度の良いヘリカルギヤとすることができ
る。

なお、この発明は、要は、いずれか一方の平ダ
イスにおける仕上げ歯群のうち、被転造物に形成
すべき歯数の少なくとも半数の一連の仕上げ歯
が、被転造物に形成すべき歯の歯幅より狭い歯幅
の狭幅歯で、かつその被転造物に対する噛合い開
始端が幅方向で内側にあればよく、したがつてこ
の発明は、一方の平ダイスにおける狭幅歯の歯幅
が、上記の実施例で示したように一定幅である構
成に限定されるものではない。

すなわち、第１０図はこの発明の他の実施例に
おける第２の平ダイス２０を示す第６図Ａ同様の
略解図であつて、ここに示す第２の平ダイス２０
は、食い付き歯群２３から逃げ歯群２５に到る作
用歯幅ｌを食い付き歯群２３の始端側で被転造物
２の歯幅Ｗと同一の最大歯幅ｌ１に設定し、以降
最少幅ｌ２まで次第に狭く設定した構成である。

このような構成の第２の平ダイス２０と前述し
た実施例における第１の平ダイス１０とで転造を
行なつた場合、第１の平ダイス１０が被転造物２
に作用することによつて生じるうねりは、前述し
た実施例の場合と同様（第１１図の実線）である
が、第２の平ダイス２０が被転造物２に作用する
ことに伴ううねりは、第２の平ダイス２０におけ
る狭幅歯２６の作用歯幅ｌが連続的に狭く設定さ
れ、それに伴つて噛合い開始端が連続的に変化す
るから、第１１図に鎖線もしくは破線で示すよう
に位相が連続的に変化するうねりとなる。その結
果各平ダイス１０，２０が被転造物２に作用する
ことに伴つて生じる各うねりのうち、山の部分と
谷の部分とが次第に重なり合うために、被転造物
２の歯面におけるうねりの山の部分が逐次押し潰
され、それに伴つて被転造物２の歯面の歯すじ誤
差が次第に是正され、最終的には仕上げ精度が極
めて高くなる。

なお、上記の各実施例では、ヘリカルギヤを転
造する場合を例に採つて説明したが、この発明の
平ダイスは油溝等のねじれ溝を転造する場合にも
適用することができる。

以上の説明から明らかなようにこの発明の１対
の平ダイスは、第１の平ダイスが被転造物に作用
することによるうねりと第２の平ダイスが被転造
物に作用することによるうねりとの位相が異なる
構成であるから、一方の平ダイスが噛合うことに
よつて被転造物の歯面に生じたうねりのうちの山
の部分は、他方の平ダイスが被転造物に噛合うこ
とによつて押し潰され、その結果被転造物の歯面
の歯すじ誤差を可及的に小さくすることができ
る。したがつてこの発明によれば、精度の良い転
造を行なうことができるから、従来精度が悪いた
めに実用化し得なかつたヘリカルギヤ等の転造加
工が可能となり、またその生産性を著しく向上さ
せることができる等実用上優れた効果を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はヘリカルギヤの一例を示す正面図、第
２図はヘリカルギヤの転造法を説明するための略
解正面図、第３図は被転造物と平ダイスとの噛合
い歯数および噛合い点の変化を説明するための説
明図、第４図は被転造物の歯面に生じるうねりの
模式図、第５図Ａはこの発明の一実施例における
第１の平ダイスを示す略解側面図、第５図Ｂはそ
の略解平面図、第６図Ａは第２の平ダイスを示す
略解側面図、第６図Ｂは被転造物に作用しない部
分を省略したこの発明の一実施例における第２の
平ダイスを示す略解平面図、第７図は狭幅歯のう
ち被転造物に作用しない端部の形状を示す部分斜
視図、第８図は転造時の状態を示す断面図、第９
図は被転造物に生じるうねりを示す線図、第１０
図はこの発明の他の実施例における第２の平ダイ
スを示す第６図Ｂ同様の略解平面図、第１１図は
その平ダイスを用いて転造した際に被転造物の歯
面に生じるうねりを示す線図である。 ２…被転造物、１０，２０…平ダイス、１２，
２２…はす歯、１３，２３…食い付き歯群、１
４，２４…仕上げ歯群、２６…狭幅歯、Ｌ…第１
の平ダイスにおける歯幅、ｌ…第２の平ダイスに
おける作用歯幅、Ｗ…被転造物における歯幅、
Pa…被転造物における歯の軸線方向でのピツチ
間隔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 歯たけが順次高くなる複数の食い付き歯から
   なる食い付き歯群に続けて複数の仕上げ歯からな
   る仕上げ歯群が形成され、かつ被転造物を挾んで
   対向配置される１対の転造用平ダイスにおいて、
   第１の平ダイスにおける食い付き歯群および仕上
   げ歯群の歯幅が、被転造物に形成すべき歯の歯幅
   以上に設定され、かつ第２の平ダイスにおける少
   なくとも前記仕上げ歯群のうち前記被転造物に形
   成すべき歯数の少なくとも半数の一連の仕上げ歯
   が、その被転造物に作用する歯幅を被転造物に形
   成すべき歯幅よりも狭く設定した狭幅歯とされ、
   さらにその狭幅歯の被転造物との噛合い開始端が
   被転造物の軸線方向での端部よりも幅方向で内側
   に設定されていることを特徴とする１対の転造用
   平ダイス。