CN101115938B - 齿轮及齿轮形成用的滚轧模 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种齿轮及齿轮形成用的滚轧模，该齿轮在将蜗轮以止转状和止脱状模制成形在驱动轴上时，不必为了止脱而在周方向刻设凹槽状的缝隙，而是在驱动轴(1)的外周，以在轴芯方向邻接(并列)的状态形成第1、第2锯齿形槽(3、4)，该第1、第2锯齿形槽(3、4)在周方向错开1/2节距的相位，这样，在该相邻的锯齿槽(3、4)间的交界处形成了台阶状部(S)，由该台阶状部(S)阻止蜗轮(2)的脱出。

Description

齿轮及齿轮形成用的滚轧模
技术领域
本发明涉及在车辆的刮水器马达驱动轴等的旋转轴上，模制成形蜗轮等的齿轮轮体(ギアホイ一ル)而形成的齿轮，以及齿轮形成用的滚轧模(転造ダイス)。
背景技术
下面，把设在刮水器马达上的驱动轴作为齿轮轴的例子进行说明。树脂制的蜗轮(相当于齿轮)，被嵌入模制在金属制的驱动轴上。但是，该蜗轮(或齿轮)必须相对于驱动轴止脱并止转地固定。为此，在已往的技术中，在驱动轴的被蜗轮轮毂部外嵌的外周面上，沿周方向以凹凸重复的方式刻设有锯齿形槽，在该锯齿形槽的轴芯方向中间部，沿周方向刻设有环状的凹槽状缝隙，用锯齿形槽止住周方向的转动，用缝隙限制轴芯方向的脱出(滑脱)，达到止脱的目的(例如，专利文献1)。
专利文献1：日本特公昭63-53406号公报
但是，在上述已往的技术中，由于缝隙的宽度狭窄(轴芯方向的长度短)，所以不能充分确保止脱强度。为此，为了提高止脱强度，提出了加宽缝隙宽度，或者在轴芯方向设置多条缝隙的方案。但这样一来，锯齿形槽的轴芯方向槽长变短、导致止转强度降低。为此，又提出了将齿轮加厚，将缝隙和锯齿形槽的轴方向长度做成与所需强度对应的长度，或者把锯齿形槽的外径做得比轴粗的方案。但这样一来，导致装置大型化，并且轴外形加工也复杂化。这些是本发明要解决的课题。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而作出的。技术方案1的发明是一种齿轮，把树脂材料构成的齿轮轮体(ギアホイ一ル)用模制成形的方式固定在齿轮轴上，其特征在于，在齿轮轴的固定有齿轮轮体的部位的外周面，沿轴芯方向形成两组锯齿形槽，所述锯齿形槽的凹部和凸部在周方向上以规定节距重复，以相对于一方的锯齿形槽的凸部使另一方的锯齿形槽的凹部邻接的方式错开形成相邻的锯齿形槽，在相邻的锯齿形槽彼此的交界处形成在轴方向上位置错开状态的台阶状部。
技术方案2的发明，是在技术方案1所述的齿轮中，其特征在于，所述锯齿形槽分别是凹部和凸部以相同的节距重复的锯齿形槽，相邻的锯齿形槽的相位彼此不同。
技术方案3的发明，是在技术方案1所述的齿轮中，其特征在于，相邻的锯齿形槽分别是凹部和凸部以不同的节距重复的锯齿形槽。
技术方案4的发明，是在技术方案1至3中任一项所述的齿轮中，其特征在于，相邻的锯齿形槽是用滚轧加工同时形成的。
技术方案5的发明，是在技术方案1至3中任一项所述的齿轮中，其特征在于，相邻的锯齿形槽中的一方是用第1滚轧形成的，相邻的锯齿形槽中的另一方是形成了该一方的锯齿形槽后用第2滚轧形成的。
技术方案6的发明，是在技术方案1至3中任一项所述的齿轮中，其特征在于，在台阶状部，形成了从一方的锯齿形槽的凸部到另一方的锯齿形槽的凹部的倾斜端面。
技术方案7的齿轮形成用的滚轧模，其特征在于，在齿轮轴上用模制成形方式固定着齿轮轮体，在齿轮轴的固定有上述齿轮轮体的部位的外周面上，用多个滚轧模形成锯齿形槽，所述锯齿形槽的凹部和凸部在周方向上以规定节距重复，在上述滚轧模上形成了与各上述锯齿形槽的凹部和凸部相向的凸部和凹部，在用该滚轧模形成上述锯齿形槽时，相邻的滚轧模彼此以其凹部和凸部在轴芯方向邻接的方式对齿轮轴的外周进行滚轧。
技术方案8的发明，是在技术方案7所述的齿轮形成用的滚轧模中，其特征在于，各上述滚轧模，在滚轧模相互邻接的端部，形成了将凸部的前端切削成倾斜状的切削面。
技术方案9的发明，是在技术方案8所述的齿轮形成用的滚轧模中，其特征在于，切削面是把从凸部前端到凹部的中间部的部位切削而形成的。
技术方案10的发明，是在技术方案7或8所述的齿轮形成用的滚轧模中，其特征在于，将多个滚轧模一体化，齿轮轴外周的锯齿形槽是用一次滚轧形成的。
发明效果
根据技术方案1的发明，在齿轮轴的相邻的锯齿形槽之间的交界处，凹部和凸部相互错开位置而形成了台阶状部，所以，可发挥齿轮轮体的止脱功能，尽管在齿轮轴上不形成缝隙，但也能实现切实而牢固的止转和止脱功能。
根据技术方案2或3的发明，由于形成了锯齿形槽，因此可简单地实现切实而牢固的止转和止脱。
根据技术方案4的发明，可以用一次滚轧工序简单地形成在周方向上节距不同的锯齿形槽。
根据技术方案5的发明，锯齿形槽之间交界处的台阶状部的形状复杂化，可以提高止脱效果。
根据技术方案6的发明，可切实地填充树脂材料，并可使齿轮轮体与齿轮轴的一体化更加切实牢固。
根据技术方案7的发明，不必形成缝隙，可提高齿轮轴的加工效率。
根据技术方案8的发明，在齿轮轴上模制成形齿轮轮体时，可有效地填充树脂材料，可使齿轮轮体的一体化更加切实牢固。
根据技术方案9的发明，可不影响齿轮轮体的止脱效果，而且在齿轮轴上模制成形齿轮轮体时，可有效地填充树脂材料。
根据技术方案10的发明，可以用一次滚轧加工形成多个锯齿形槽，可提高加工效率。
附图说明
图1是驱动轴的正面剖视图。
图2表示驱动轴单体，(A)是要部放大侧视图，(B)是将要部展开了的正视图，(C)是说明用滚轧模进行的滚轧工序的正视图。
图3是驱动轴的要部立体图。
图4是第2实施方式的驱动轴单体的要部放大侧视图。
图5是说明第3实施方式的驱动轴单体的、用滚轧模进行的滚轧工序的要部放大正视图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
在图中，1是刮水器的驱动轴(相当于本发明的齿轮轴)，在该驱动轴1的一端部，一体地外嵌支撑着蜗轮2(相当于本发明的齿轮轮体)的轮毂部2b，构成本发明的齿轮，在该蜗轮2的外周刻设着齿轮齿2a。另外，与齿轮的齿相当的蜗轮2，以一体化的状态形成在驱动轴1上，其形成的方法是，用注射成形等的措施把树脂材料填充到金属模内的空间部分、模制成形在驱动轴1的一端部。蜗轮2的齿轮齿2a，与未图示的马达输出轴上刻设的蜗轮啮合，与马达的驱动连动地旋转。这些都与已往技术相同。
在第1实施方式中，上述驱动轴1如下述地构成。即，在驱动轴1的、被蜗轮轮毂部2b外嵌的一端部上，以沿轴芯方向并排的状态刻设着第1、第2锯齿形槽(相当于本发明的凹凸群)3、4，这些第1、第2锯齿形槽3、4形成为同样的直径。第1锯齿形槽3，形成在轮毂部2b的外嵌部的、轴芯方向一端侧的一半侧部位，其长度是轮毂部2b的轴芯方向嵌合长度的1/2，在驱动轴1的外周面上，以规定的节距在周方向重复形成了三角形状(也可以是以四角形状为首的其它凹凸形状)的凸部(峰部)3a和凹部(谷部)3b。
第2锯齿形槽4，形成在驱动轴1的、轮毂部2b的外嵌部的轴芯方向另一半侧的另一半部位，其长度是轮毂部2b的轴芯方向嵌合长度的1/2，与上述第1锯齿形槽3同样的凸部4a、凹部4b，以与第1锯齿形槽3同样的节距、以在周方向重复的状态进行刻设。该第2锯齿形槽4相对于第1锯齿形槽3，在周方向错开1/2节距的相位(位置错开)，第1、第2锯齿形槽3、4的相互位置关系是，第2锯齿形槽的凹部4b与第1锯齿形槽的凸部3a在轴芯方向相邻，第2锯齿形槽的凸部4a与第1锯齿形槽的凹部3b在轴芯方向相邻。这样，在第1、第2锯齿形槽3、4之间的交界部分(正交于轴芯方向的端面)，由于凸部3a、4a与凹部3b、4b的各内径差，在驱动轴1的周方向一体地形成了台阶状部S。该台阶状部S起到了与缝隙同样的效果，阻止模制成形的蜗轮2从驱动轴1上脱出。
下面，说明在驱动轴1上形成各锯齿形槽3、4的方法。在本实施方式中，第1、第2锯齿形槽3、4是通过一次的滚轧加工而同时形成的。
即，第1、第2锯齿形槽3、4是用圆筒形的第1、第2滚轧模5、6滚轧加工出来的，在该第1、第2滚轧模5、6的外周面形成有与各锯齿形槽3、4相对应的槽。在第1、第2滚轧模5、6的外周，以与第1、第2锯齿形槽3、4的凸部3a、4a及凹部3b、4b的形成节距相同的方式，沿轴芯方向较长地形成了与其相向的凹部5a、6a和凸部5b、6b。另外，第1、第2滚轧模5、6，在其凸部5b、6b的轴芯方向两端部，把从凸部5b、6b的前端到该凸部5b、6b与凹部5a、6a之间的部位、即到凹部5a、6a的中间部位，切削成为倾斜状，这样，在凸部5b、6b侧形成了倾斜状的切削面5c、6c，在凹部5a、6a侧形成了与滚轧模5、6的轴芯方向直交的直交面5d、6d。在本实施方式中，第1滚轧模的凸部5b和第2滚轧模的凹部6a以在轴芯方向上排列的方式一体化，将这些第1、第2滚轧模5、6压靠在驱动轴1上、进行滚轧加工，通过一次的滚轧加工，在驱动轴1上形成第1、第2锯齿形槽3、4。这样，如前所述，在驱动轴1上，以沿轴芯方向排列的状态形成了第1锯齿形槽3的凹部3b和第2锯齿形槽4的凸部4a，在第1、第2锯齿形槽3、4的交界部分，形成了台阶状部S。
这样，在用第1、第2滚轧模5、6滚轧驱动轴1时，第1、第2锯齿形槽3、4的槽深，相当于从第1、第2滚轧模5、6的凸部5b、6b到凹部5a、6a的槽深。在第1、第2滚轧模5、6的相邻的端部，在从凸部5b、6b到凹部5a、6a的凸部侧，形成了倾斜状的切削面5c、6c，在凹部5a、6a侧，形成了直交面5d、6d。因此，在第1、第2锯齿形槽3、4的相互邻接的部位、即交界部分，如图2(B)所示，在锯齿形槽的凸部3a、4a的前端侧(外径侧)端部，根据滚轧模直交面5d、6d形成了与驱动轴1的轴芯方向直交的直交端面3c、4c。在内径侧的锯齿形槽的凹部3b、4b侧，根据第1、第2滚轧模的切削面5c、6c，以与相邻凸部4a、3a连续的状态形成了倾斜状的倾斜端面3d、4d。
这样，在驱动轴1的一端部模制成形蜗轮2时，树脂材料经由倾斜端面3d、4d诱导而流入凹部3b、4b侧，树脂材料与驱动轴1切实地成为一体，实现周方向的牢固一体化，同时，由直交端面3c、4c切实地防止蜗轮2沿轴芯方向脱出。
另外，在图2(B)所示的驱动轴1一端部的展开图中，用实线表示凸部3a、4a的峰顶部、即顶折线，用虚线表示凹部3b、4b的谷底部、即谷底折线。
在上述第1实施方式中，蜗轮2借助第1、第2锯齿形槽3、4切实地止转，同时，在该槽3、4彼此的交界部，各凸部3a、4a位于另一方的凹部4b、3b之间，在从轴芯方向看时，在两侧呈交错状地露出、形成为台阶状。该呈交错状露出的端面(台阶)，起到防止蜗轮2脱出的作用，其结果，不必像已往那样刻设缝隙，可以高强度地防止蜗轮2从驱动轴1上脱出。由于不必形成缝隙，所以，可以缩短驱动轴1的长度，实现小型化。
而且，第1、第2滚轧模5、6以相位错开的状态进行滚轧，可以容易地形成相位错开的锯齿形槽3、4。由于不必刻设凹槽状的缝隙，所以，可提高加工效率。
另外，由于在滚轧模上形成切削面5c、6c和直交面，所以，在第1、第2锯齿形槽3、4的交界处，形成了凸部3a、4a侧直交端面3c、4c，在凹部3b、4b侧形成了倾斜端面3d、4d，这样，在模制成形蜗轮2时，树脂材料以被倾斜端面3d、4d向凹部4b、3b侧引导的状态进行填充，可实现蜗轮2的切实而牢固的一体化。而且，由于在凸部3a、4a侧形成了直交端面3c、4c，所以，可切实地防止蜗轮2从驱动轴1上脱出，能提供优质的齿轮。
而且，由于使第1、第2滚轧模5、6一体化地进行滚轧加工，所以，用一次滚轧加工就能形成第1、第2锯齿形槽3、4，进一步提高了加工效率。
本发明并不限定于上述实施方式，也可以如图4所示的第2实施方式那样，在形成驱动轴上的第1、第2凹凸群(锯齿形槽)7、8时，即使凸部7a、8a的周方向节距与凹部7b、8b的周方向节距不相同，由于凸部7a、8a和凹部7b、8b在轴芯方向相邻，因此也能在周方向形成台阶状部。
另外，也可以做成为图5所示的第3实施方式。在该形态中，通过使用第1滚轧模10的滚轧加工，在驱动轴1上形成第1凹凸群9，然后，再用第2滚轧模12进行滚轧加工，在驱动轴1上形成与第1凹凸群9节距相同但错开1/2节距相位的第2凹凸群11。这时，在第1、第2滚轧模10、12上，与前述第1实施方式同样地，形成倾斜状的切削面10a、12a，该切削面10a、12a，是从凸部10b、12b一直到达凹部10c、12c的倾斜面。这样，如图5所示，在第1、第2凸部9a、11a的交界部位，形成了一直到达凹部11b、9b的倾斜状部9c、11c。而且这时，使形成第1凹凸群9用的第1滚轧模10、和形成第2凹凸群11用的第2滚轧模12，在交界部分以相互重叠的位置关系进行滚轧，这样，在交界部分，可形成在轴方向位置错开的台阶，在这种情况下，可进一步提高止转方向的一体化强度。
另外，在轴芯方向并排设置的凹凸群不一定是二个，根据需要也可以是三个以上，随着其个数的增加，交界数也增加，可发挥更高的止脱功能。另外，也可以使多个凹凸群的轴芯方向长度不同。
本发明的齿轮和齿轮形成用的滚轧模，作为车辆的刮水器马达的驱动轴是非常有用的，尤其是在需要高强度的蜗轮止脱、止转时更加有效。

Claims (10)

1.一种齿轮，把树脂材料构成的齿轮轮体用模制成形的方式固定在齿轮轴上，其特征在于，在齿轮轴的固定有齿轮轮体的部位的外周面，沿轴芯方向形成两组锯齿形槽，所述锯齿形槽的凹部和凸部在周方向上以规定的节距重复，以相对于一方的锯齿形槽的凸部使另一方的锯齿形槽的凹部邻接的方式，在周方向上错开形成相邻的锯齿形槽，在相邻的锯齿形槽彼此的交界处形成在轴方向上位置错开状态的台阶状部。
2.如权利要求1所述的齿轮，其特征在于，所述锯齿形槽分别是凹部和凸部以相同的节距重复的锯齿形槽。
3.如权利要求1所述的齿轮，其特征在于，相邻的锯齿形槽分别是凹部和凸部以不同的节距重复的锯齿形槽。
4.如权利要求1至3中任一项所述的齿轮，其特征在于，相邻的锯齿形槽彼此是用滚轧加工同时形成的。
5.如权利要求1至3中任一项所述的齿轮，其特征在于，相邻的锯齿形槽中的一方是用第1滚轧加工形成的，相邻的锯齿形槽中的另一方是在形成该一方的锯齿形槽后用第2滚轧加工形成的。
6.如权利要求1至3中任一项所述的齿轮，其特征在于，在台阶状部，形成了从一方的锯齿形槽的凸部到另一方的锯齿形槽的凹部的倾斜端面。
7.一种齿轮形成用的滚轧模，其特征在于，在齿轮轴上用模制成形方式固定着齿轮轮体，在齿轮轴的固定有上述齿轮轮体的部位的外周面上，用多个滚轧模形成锯齿形槽，各所述锯齿形槽的凹部和凸部在周方向上以规定节距重复，在上述滚轧模上形成了与各上述锯齿形槽的凹部和凸部相向的凸部和凹部，在用该滚轧模形成上述锯齿形槽时，相邻的滚轧模彼此以其凹部和凸部在轴芯方向邻接的方式对齿轮轴的外周进行滚轧。
8.如权利要求7所述的齿轮形成用的滚轧模，其特征在于，各上述滚轧模，在滚轧模相互邻接的端部，形成了将凸部的前端切削成倾斜状的切削面。
9.如权利要求8所述的齿轮形成用的滚轧模，其特征在于，切削面是把从凸部前端到凹部的中间部的部位切削而形成的。
10.如权利要求7或8所述的齿轮形成用的滚轧模，其特征在于，将多个滚轧模一体化，在齿轮轴外周用一次滚轧形成锯齿形槽。
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