JPS6358065B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 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。

従来例 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の歯すじ方向
O′に対して歯の中心部１ｂがその両端部１ｃよ
り膨出した形状、換言すれば中心部１ｂに対しそ
の両端部１ｃが後退した形状、すなわちクラウン
形状となつている。この膨出量αは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きの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を創成加
工しようとするとき、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形
状、すなわち鼓状とすることである。ところが、
実際上、平ダイス２の各歯２ｂをこのような形状
とすることは至難の術である。

上記従来事情に鑑み、本発明者等は、被加工物
にクラウン歯を創成付与できる平ダイスをすでに
提供した。その１つは特願昭57−66023号に示し
ており、他の１つは特願昭57−76795号に示して
いる。これらの平ダイスは、その仕上歯群をテー
パ歯または捩れ歯により構成し、これらの歯によ
り被加工物にクラウン歯を創成付与するようにし
たものである。

第４，５図に上記平ダイスの概略を示してい
る。第４図は前者の一組の平ダイスを示してい
る。この平ダイス３ａ，３ｂはそれぞれ喰付き歯
群KU、仕上歯群SIおよび逃げ歯群NIより構成さ
れており、一方の平ダイス３ａの仕上歯群SIの歯
配列面３ｅには平ダイスの一側Ｓから他側S′に向
つて歯厚が小さくなるテーパ歯T₁を設けており、
一方今１つの平ダイス３ｂの仕上歯群SIの歯配列
面３ｆには上記他側S′から上記一側Ｓに向つて歯
厚が小さくなるテーパ歯T₂を設けている。つま
り、上記テーパ歯T₁およびT₂は互いに逆方向の
テーパを有している。

一方、後者の一組の平ダイスを第５図に示して
いる。これらの平ダイス３ａ，３ｂは各仕上歯群
SIの歯配列面３ｅ，３ｆに捩れ歯T₁′，T₂′を設け
たものであつて、一方の平ダイス３ａの捩れ歯
T₁′は、被加工物の歯すじ捩れ角（平歯車の場合
この捩れ角は0゜である）より若干の角度βだけ大
きい歯すじ捩れ角を有しており、一方平ダイス３
ｂの捩れ歯T₂′は被加工物の歯すじ捩れ角より若
干小さい角度βだけ小さい歯すじ捩れ角を有して
いる。つまり、被加工物が平歯車である場合は、
平ダイス３ａの捩れ歯T₁′の歯すじ捩れ角は＋β、
平ダイス３ｂの捩れ歯T₂′の捩れ角は−βとなる。
また、被加工物が例えば捩れ角＋5゜のハスバ歯車
である場合は、平ダイス３ａの捩れ歯T₁′の歯す
じ捩れ角は例えば＋6゜、平ダイス３ｂの捩れ歯
T₂′の捩れ角は例えば＋4゜とされる。

ところで、第４，５図に示した各一組の平ダイ
ス３ａ，３ｂは、周知の平ダイスと同様第６図
，に示すように、被加工物４を挾むようにそ
の両側にかつ異る往復動支点の位置にそれぞれ装
着され、図中矢印で示す如く逆方向に移動せしめ
ることにより被加工物４の周面にクラウン歯を転
造加工するものである。

ところが、上記２つの平ダイスを第６図，
の如くして使用した場合、その仕上歯群のテーパ
歯または捩れ歯の形状に起因して被加工物が振れ
あるいは振動を生じ、その結果転造加工精度が悪
くなるという問題がある。本発明者等はその原因
を追及したところ、それは以下の点にあることを
見い出した。

すなわち、先ず前者の平ダイスすなわち第４図
に示した平ダイスについて述べれば、第７図に示
すように、一対の平ダイス３ａ，３ｂが重なつた
状態を透視してみれば、テーパ歯T₁，T₂はそれ
ぞれ異る方向性を持つことになる。すなわちT₁
の太歯厚端は一側Ｓに位置し、今１つのテーパ歯
T₂の太歯厚端は他側S′に位置することになる。

ところで、テーパ歯T₁，T₂は、その太歯厚端
のほうが反対側端よりも被加工物４の歯４ａに対
する加工量が多いため、第９図に示すように、一
方の平ダイス３ａにおいては、そのテーパ歯T₁
の太歯厚端側にかかる荷重L₁に対する反力が、
反対側にかかる荷重L₂に対する反力より大きく
なるため、被加工物４は矢印Ｙ方向に回転しよう
とする。一方、今１つの平ダイス３ｂについて
も、そのテーパ歯T₂の太歯厚端の荷重L₁に対す
る反力が反対側の荷重L₂に対する反力より大き
くなるため、上記と同じ回転方向Ｙに被加工物４
を回転させることになる。このように被加工物４
に対して回転方向の力すなわち捩れ力が加わるた
め、被加工物４に加工中振れまたは振動が生じ、
従つてその転造加工精度が非常に悪くなるのであ
る。

一方、第５図に示した一対の平ダイス３ａ，３
ｂを用いる場合においては、第８図に示すよう
に、一対の平ダイス３ａ，３ｂを重ね合わせてこ
れを透視すれば、一方のテーパ歯T₁′と今１つの
テーパ歯T₂′は同方向に捩れており、すなわちそ
れらの歯すじが一致している。従つて、第１０図
に示すように、一方の捩れ歯T₁′は被加工物４の
１つの歯４ａに対して図示の如く作用するので、
被加工物４は矢印Ｘ方向に回転しようとし、また
今１つの捩れ歯T₂′は被加工物４の今１つの歯４
a′に対して図示の方向に作用するので、この場合
にも被加工物４は矢印Ｘ方向に回転しようとす
る。従つて、第９図について説明した場合と同様
に、被加工物４には振れまたは振動が生じ転造加
工精度が悪くなるという問題がある。

上記の如きテーパ歯T₁，T₂あるいは捩れ歯
T₁′，T₂′を用いる限りは、これらの歯が被加工物
の歯に対して巾方向において異る力で作用するた
め上記如き振れまたは振動の現象を完全に解決す
ることは不可能である。しかしながら本発明者等
はこれらの不具合を解消するため鋭意研究したと
ころ、上記平ダイスのいずれにおいても、仕上歯
のテーパ歯または捩れ歯に被加工物の歯にクラウ
ン形状を付与する機能とこれに加えて歯自体の厚
みを所定の厚み寸法まで小さくする機能を持たし
めているところに大きな原因があることを見出し
た。すなわち、第１１図，に示すように、テ
ーパ歯T₁，T₂および捩れ歯T₁′，T₂′はそれぞれ
被加工物の歯４ａに対して非常に大きな肉量Ｄ，
D′を減少すべく歯４ａに対して作用している。
このように取り代Ｄ，D′が大きくなればなるほ
ど、第９図においては平ダイスの被加工物４に対
する荷重L₁とL₂との差が大きくなり、また第１
０図においては捩れ歯T₁′，T₂′の被加工物の歯４
ａに対する偏荷重が大きくなり、従つて被加工物
４の捩り力も大きくなるわけである。

本発明の目的 従つて、本発明は、テーパ歯または捩れ歯等の
クラウン形成歯で被加工物を転造する前に予め被
加工物の歯の厚みを所定厚みまで小さくしてお
き、クラウン歯形成歯群の歯を被加工物の歯の側
面コーナ部の加工に限定して該クラウン歯形成歯
群の加工負担を軽くし、つまり、上記した平ダイ
ス３ａ，３ｂの被加工物４に対する荷重L₁，L₂
自体を小さくし、あるいは捩れ歯T₁′，T₂′の被加
工物の歯４ａに対する偏荷重を小さくし、これに
より被加工物４の振れや振動を防止して被加工物
の加工精度を向上しようとするものである。

本発明の構成・作用・効果 上記目的を達成するため本発明は以下の如く構
成した。

すなわち、各平ダイスの仕上歯群を、歯すじ方
向に歯厚が一定であつて、被加工物の各歯に作用
してその歯厚を全体的に一様に小さくするストレ
ート歯よりなる一次仕上歯群と、該一次仕上歯群
に後続して配設され、該一次仕上歯群により歯厚
が全体的に小さくされた被加工物の各歯の各側面
コーナ部に作用して該各コーナ部の歯厚をさらに
小さくするクラウン歯形成歯よりなる二次仕上歯
群とで構成したことを特徴としている。

上記の構成によれば二次仕上歯群の歯は、被加
工物の歯の側面のコーナ部のみを加工するもので
あつて歯厚自体を小さくする積極的な機能を持た
ないため、加工負担すなわち被加工物に対する荷
重が小さくなり、従つて被加工物の振れや振動が
防止されて精度の高い加工を行うことが可能とな
る。

実施例 以下に第１２〜１５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１２図は第１実施例すなわち第４図に示した
第１従来例を改良した実施例を示し、第１３図に
第５図に示した第２従来例を改良した第２実施例
を示している。

先ず第１２図の第１実施例について説明する。
図に示す如く、一対の平ダイス３ａ，３ｂの大略
構成は前記第１従来例と同じであつて、喰付き歯
群KU、仕上歯群SIおよび逃げ歯群NIより構成し
ている。しかしながら、本実施例においては仕上
歯群SIには、喰付き歯群KU側に歯厚が歯すじ方
向に一定のストレート歯T₀よりなる一次仕上歯
群SI―を形成する一方、逃げ歯群NI側には従
来と同様のテーパ、つまりクラウン歯形成歯、
T₁またはT₂よりなる二次仕上歯群SI―を形成
している。これらのテーパ歯T₁，T₂は第４図の
符号と同じ符号を用いているところからも明らか
なように、それらのテーパ方向は逆になつてい
る。

一方第２実施例に係る一対の平ダイス３ａ，３
ｂはその仕上歯群SIを、第１実施例と同様にスト
レート歯T₀よりなる一次仕上歯群SI―と、捩
れ歯、つまりクラウン歯形成歯、T₁′またはT₂′よ
りなる二次仕上歯群SI―とで構成している。こ
れらの捩れ歯T₁′，T₂′の捩れ方向は、第５図の第
２従来例に示したと同様に、一方の捩れ歯T₁′は
被加工物の歯の捩れ角より若干の角度βだけ大き
い歯すじ捩れ角を有し、その逆に、捩れ歯T₂′は
被加工物の歯の捩れ角より若干の角度βだけ小さ
い歯すじ捩れ角を有している。

上記第１実施例および第２実施例のいずれにお
いても、これらの平ダイス３ａ，３ｂを用いて被
加工物を転造加工すれば、第１４図に示すよう
に、仕上歯群SIにおいては、一次仕上歯群SI―
のストレート歯T₀により、被加工物の歯４ａの
厚み寸法が加工前寸法w₁よりw₂まで減小される。
この歯厚寸法w₂は最終的に被加工物の歯４ａに
付与すべき歯厚寸法すなわち歯の中央部の寸法に
略等しい寸法となつている。

次いで、第１４図に示す如く、各平ダイス３
ａ，３ｂの二次仕上歯群SI―のテーパ歯T₁，
T₂又は捩れ歯T₁′，T₂′によりそのコーナ部が加
工され取り代Ｄ，D′の部分が除去されることに
なる。すなわち、各歯T₁，T₂；T₁′，T₂′はそれ
ぞれ歯４ａの歯面のコーナ部のみに作用するの
で、その取り代Ｄ，D′は第１１図，と比較
すれば明らかな如く、非常に小さくなつている。
つまり、これらの歯T₁，T₂；T₁′，T₂′の歯４ａ
に対する加工負担が小さくなつており、換言すれ
ば歯４ａに対する加工荷重が小さくてよく、従つ
て被加工物４に対する加工中の振れや振動が緩和
され、従つてその分だけ被加工物の加工精度がよ
くなるのである。

上記第１実施例および第２実施例に係る平ダイ
スを用いた転造により創成されるクラウン歯４ａ
は第１５図に示す如きものとなる。なすわち歯４
ａの側面は歯T₁，T₂；T₁′，T₂′により創成され
る両側の歯面４ｃ，４ｂとストレート歯T₀で創
成される歯面４ｄとで構成されている。従つて、
この歯面は、厳密には３つの曲面で構成されてお
つて、第１，２図に示す従来例の如く１つの曲面
にはなつていないが、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３
つの曲面よりなる曲面は上記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。換言すれば歯面両
端部を歯面中央部より後退させるというクラウン
歯の目的は十分に達成している。

上記の如く、いずれの実施例によつても、転造
加工中被加工物４の振れまたは振動の現象を緩和
して被加工物の加工精度を向上せしめる目的を達
成することができる。

尚、本発明の変形例として、仕上歯群SIにおい
て、クラウン歯形成歯群SI―の後すなわち逃げ
歯群NI側にさらにストレート歯T₀よりなる最終
仕上歯群を設けてもよい。このようにすれば、ク
ラウン歯形成歯群SI―により創成されて歯の中
央部が幾分膨出気味の被加工物の歯４ａの該中央
部を修正することができ、一層精度のよい加工を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクラウン歯を有する歯車等の歯の斜視
図、第２図は第１図―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
歯を有する想像上の平ダイスの要部斜視図、第４
図は第１従来例に係る一対の平ダイス３ａ，３ｂ
の平面図、第５図は第２従来例に係る一対の平ダ
イス３ａ，３ｂの平面図、第６図は上記平ダイ
ス３ａ，３ｂを用いて歯車等の被加工物４を転造
する方法を示す説明図、第６図は第６図の右
側面図、第７図は上記第１従来例に係る一対の平
ダイス３ａ，３ｂの重なり状態を示す説明図、第
８図は上記第２従来例に係る一対の平ダイス３
ａ，３ｂの重なり合いを説明図、第９図は上記第
１従来例に係る平ダイス３ａ，３ｂを用いて被加
工物４を転造する場合に生ずる被加工物４の振れ
または振動を説明する説明図、第１０図は上記第
２従来例に係る一対の平ダイス３ａ，３ｂを用い
て被加工物４を加工する際生ずる被加工物４の振
れまたは振動を説明するための説明図、第１１図
，は第１および第２の従来例に係るテーパ歯
T₁，T₂または捩れ歯T₁′，T₂′が被加工物の歯４
ａに対して転造加工する状態を示す説明図、第１
２〜１５図は本発明の実施例を示し第１２図は第
１実施例に係る一対の平ダイス３ａ，３ｂの平面
図、第１３図は第２実施例に係る一対の平ダイス
３ａ，３ｂの平面図、第１４図，は上記第１
および第２の実施例に係る一対の平ダイス３ａ，
３ｂにより被加工物の歯４ａを加工する過程を示
す説明図、第１５図は上記第１および第２の平ダ
イス３ａ，３ｂにより加工した被加工物の歯４ａ
の歯面を示す斜視図である。 ３ａ，３ｂ…一対の平ダイス、４…被加工物
（歯車）、４ａ…被加工物４の歯、KU…喰付き歯
群、SI…仕上歯群、NI…逃げ歯群、SI―…一
次仕上歯群、SI―…二次仕上歯群、T₀…スト
レート歯、T₁，T₂…テーパ歯、T₁′，T₂′…捩れ
歯。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各平ダイスの仕上歯群を、歯すじ方向に歯厚
   が一定であつて、被加工物の各歯に作用してその
   歯厚を全体的に一様に小さくするストレート歯よ
   りなる一次仕上歯群と、該一次仕上歯群に後続し
   て配設され、該一次仕上歯群により歯厚が全体的
   に小さくされた被加工物の各歯の各側面コーナ部
   に作用して該各コーナ部の歯厚をさらに小さくす
   るクラウン歯形成歯よりなる二次仕上歯群とで構
   成したことを特徴とする一対のクラウン歯転造用
   平ダイス。 ２ 一方の上記平ダイスの二次仕上歯群は、平ダ
   イスの一側から他側に向つて歯厚が小さくなるテ
   ーパ歯よりなり、他方の上記平ダイスの二次仕上
   歯群は、平ダイスの上記他側から上記一側に向つ
   て歯厚が小さくなるテーパ歯よりなることを特徴
   とする第１項に記載のクラウン歯転造用平ダイ
   ス。 ３ 一方の上記平ダイスの二次仕上歯群は、被加
   工物の歯すじ捩れ角より若干大きい歯すじ捩れ角
   を有する歯よりなり、他方の上記平ダイスの二次
   仕上歯群は、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ことを特徴
   とする第１項に記載のクラウン歯転造用平ダイ
   ス。