JP2002160035A - 異形歯形の同時転造装置 - Google Patents
異形歯形の同時転造装置Info
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- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H5/00—Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21H5/00—Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
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Abstract
(57)【要約】
【課題】歯形が異なる異形歯形を同じ軸上で同時に転造
する異形歯形の同時転造装置を提供する。 【解決手段】カム状の円周面360度に対し順々に所定の
角度の案内面13、所定の角度の漸進成形面14、所定の角
度の完成区間面15、および所定の角度のダイスの回転停
止区間面16に分割設定された欠歯ギア加工部12と、この
欠歯ギア加工部12と同じ軸上に設けられる詳細ギア加工
部11とからなる成形ダイス10と、上記成形ダイス10の駆
動および動力を断続するため設けられた駆動および動力
伝達装置20と、上記成形ダイス10の停止時期を制御する
ため設けられた位置検出センサー30とを含む。
する異形歯形の同時転造装置を提供する。 【解決手段】カム状の円周面360度に対し順々に所定の
角度の案内面13、所定の角度の漸進成形面14、所定の角
度の完成区間面15、および所定の角度のダイスの回転停
止区間面16に分割設定された欠歯ギア加工部12と、この
欠歯ギア加工部12と同じ軸上に設けられる詳細ギア加工
部11とからなる成形ダイス10と、上記成形ダイス10の駆
動および動力を断続するため設けられた駆動および動力
伝達装置20と、上記成形ダイス10の停止時期を制御する
ため設けられた位置検出センサー30とを含む。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は転造装置に関するも
ので、より詳しくは歯形が異なる異形歯形を同じ軸上で
同時に転造するための異形歯形の同時転造装置に関する
ものである。
ので、より詳しくは歯形が異なる異形歯形を同じ軸上で
同時に転造するための異形歯形の同時転造装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、転造は金属の可塑性を利用し
２個または、数個のセットでなった転造ダイ（die）の
間でねじ素材を回しねじ山を作る方式を言う。この方式
は精密度が高く均一なねじの生産が可能なため大部分の
普通のねじの製造に多く利用されている。
２個または、数個のセットでなった転造ダイ（die）の
間でねじ素材を回しねじ山を作る方式を言う。この方式
は精密度が高く均一なねじの生産が可能なため大部分の
普通のねじの製造に多く利用されている。
【０００３】ねじ転造機および、転造装置にはいくつか
の方式がある。どの方式を適用するかは転造された部品
の性質、生産量等により決定される。
の方式がある。どの方式を適用するかは転造された部品
の性質、生産量等により決定される。
【０００４】ねじ転造方式は大きく３つに分類できる。
【０００５】第１には平ダイによる方法で、一つのセッ
トの平（ラック）ダイを配置しその中間に製品を支えた
状態で互いに反対方向に移動させその間に製品を転造す
る方式である。
トの平（ラック）ダイを配置しその中間に製品を支えた
状態で互いに反対方向に移動させその間に製品を転造す
る方式である。
【０００６】第２にはロータリー式の方法で、外部のセ
グメントダイを固定し中間のロール（roll）型ダイを回
転させその中間の製品を転造する方式であり、このとき
製品は中間のロール型ダイ主速の１/２の速度で動くよ
うになる。
グメントダイを固定し中間のロール（roll）型ダイを回
転させその中間の製品を転造する方式であり、このとき
製品は中間のロール型ダイ主速の１/２の速度で動くよ
うになる。
【０００７】第３には一つのセットの丸いダイを適用す
る方式である。その一つで両方の丸いダイを自転させそ
の中間の素材を回転させ転造させる方式であり、もう一
つの方式はダイを自転または空転させその中間の素材を
転造する方式である。
る方式である。その一つで両方の丸いダイを自転させそ
の中間の素材を回転させ転造させる方式であり、もう一
つの方式はダイを自転または空転させその中間の素材を
転造する方式である。
【０００８】第１と第３の方式が量産をために主として
適用している方式であると言える。
適用している方式であると言える。
【０００９】一方、転造素材の形状と値数は転造ダイの
寿命とねじの精密度に及ぼす影響が非常に大きく、素材
の不適切な形状は転造ダイの破壊と大きな摩耗を発生さ
せる。
寿命とねじの精密度に及ぼす影響が非常に大きく、素材
の不適切な形状は転造ダイの破壊と大きな摩耗を発生さ
せる。
【００１０】図１は転造素材の形状を図示したもので最
近になり新しく開発されている始動モーターシャフトで
ある。この始動モーターシャフトは８列の歯形のヘリコ
ルスプライン（helical spline）１と４列のスプライン
２が同じ軸上に形成され、異形歯形（欠歯）構造を成し
ている。このような転造素材の形状は従来の転造方式で
製作するには難しさが伴う。
近になり新しく開発されている始動モーターシャフトで
ある。この始動モーターシャフトは８列の歯形のヘリコ
ルスプライン（helical spline）１と４列のスプライン
２が同じ軸上に形成され、異形歯形（欠歯）構造を成し
ている。このような転造素材の形状は従来の転造方式で
製作するには難しさが伴う。
【００１１】即ち、２個所の異形歯形（欠歯）に合わせ
２個の転造歯形を同時に転造する方式を適用していた
が、互いに相違する転造転径と円周速度を持っており、
転造後の完成された形状では左側歯形の形状が壊れる現
象を成すのである。
２個の転造歯形を同時に転造する方式を適用していた
が、互いに相違する転造転径と円周速度を持っており、
転造後の完成された形状では左側歯形の形状が壊れる現
象を成すのである。
【００１２】一方、また他の方法で製品の回転をダイス
と同期させる方式を適用したが欠歯部分の転造時ダイス
の山形と製品の山形が互いに離脱し、転造形状が完成で
きず、要求する転造品質を確保することができない。
と同期させる方式を適用したが欠歯部分の転造時ダイス
の山形と製品の山形が互いに離脱し、転造形状が完成で
きず、要求する転造品質を確保することができない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
このような従来の問題点を解決するためのものであり、
歯形が異なる異形歯形を同時に転造できる異形歯形（欠
歯）の転造装置を提供することにその目的がある。
このような従来の問題点を解決するためのものであり、
歯形が異なる異形歯形を同時に転造できる異形歯形（欠
歯）の転造装置を提供することにその目的がある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、歯形が異なる異形歯形を同じ軸上に同
時に転造する転造装置において、カム状の円周面360度
に対し順々に所定の角度の案内面、所定の角度の漸進成
形面、所定の角度の完成区間面、および所定の角度のダ
イスの回転停止区間面に分割設定された欠歯ギア加工部
と、この欠歯ギア加工部と同じ軸上に設けられた詳細ギ
ア加工部とからなる成形ダイスと、上記成形ダイスの駆
動および動力を断続する駆動および動力伝達装置と、上
記成形ダイスの停止時期を制御する位置検出センサーと
を含むことを特徴とする。
めに、本発明は、歯形が異なる異形歯形を同じ軸上に同
時に転造する転造装置において、カム状の円周面360度
に対し順々に所定の角度の案内面、所定の角度の漸進成
形面、所定の角度の完成区間面、および所定の角度のダ
イスの回転停止区間面に分割設定された欠歯ギア加工部
と、この欠歯ギア加工部と同じ軸上に設けられた詳細ギ
ア加工部とからなる成形ダイスと、上記成形ダイスの駆
動および動力を断続する駆動および動力伝達装置と、上
記成形ダイスの停止時期を制御する位置検出センサーと
を含むことを特徴とする。
【００１５】ここで、前記案内面は、同じ曲率で形成さ
れ、円周面３６０度に対し大略 80〜100°の範囲で設定
されていることがいい。
れ、円周面３６０度に対し大略 80〜100°の範囲で設定
されていることがいい。
【００１６】また、前記漸進成形面は、入り口から完成
部に行くほど漸次的に山形の高さが高く形成されている
ことがいい。
部に行くほど漸次的に山形の高さが高く形成されている
ことがいい。
【００１７】また、前記漸進成形面は、円周面３６０度
に対し大略 125〜145°の範囲に設定されていることが
いい。、さらに、前記漸進成形面は、各山形に対し中心
軸からの半径が0.01mm〜0.03mmずつ増加するよう偏心で
形成されていることがいい。
に対し大略 125〜145°の範囲に設定されていることが
いい。、さらに、前記漸進成形面は、各山形に対し中心
軸からの半径が0.01mm〜0.03mmずつ増加するよう偏心で
形成されていることがいい。
【００１８】さらに、前記完成区間面の山形は、上記漸
進成形面の完成部と同じ山形で形成されていることが好
ましい。
進成形面の完成部と同じ山形で形成されていることが好
ましい。
【００１９】さらに、前記完成区間面は、円周面 ３６
０度に対し大略80〜100°の範囲に設定されていること
が好ましい。
０度に対し大略80〜100°の範囲に設定されていること
が好ましい。
【００２０】また、前記回転停止区間面は、円周面３６
０度に対し大略35〜55°の範囲に設定されていることが
いい。
０度に対し大略35〜55°の範囲に設定されていることが
いい。
【００２１】また、前記回転停止区間面には、山形が形
成されていないことがいい。
成されていないことがいい。
【００２２】さらに、前記駆動および動力伝達装置は、
駆動力を発生させる駆動モーターと、駆動モーターの駆
動力が伝達される駆動軸と駆動軸の駆動力を断続させる
クラッチと、駆動軸の駆動を停止させるブレーキとから
構成されていることが好ましい。
駆動力を発生させる駆動モーターと、駆動モーターの駆
動力が伝達される駆動軸と駆動軸の駆動力を断続させる
クラッチと、駆動軸の駆動を停止させるブレーキとから
構成されていることが好ましい。
【００２３】さらに、前記位置検出センサーは、成形ダ
イスの回転停止区間面の入り口に配設される駆動力解除
センサーと、回転停止区間面の中間に配設される停止確
認センサーとから構成されていることが好ましい。
イスの回転停止区間面の入り口に配設される駆動力解除
センサーと、回転停止区間面の中間に配設される停止確
認センサーとから構成されていることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の前記の目的とさまざまな
長所は当業者により添付した図面を参照し下の記述した
発明の好ましい実施の形態からより明確になるであろ
う。
長所は当業者により添付した図面を参照し下の記述した
発明の好ましい実施の形態からより明確になるであろ
う。
【００２５】以下、図面を参照しながら本発明の好まし
い実施の形態について説明する。
い実施の形態について説明する。
【００２６】図２は本発明に係る成形ダイスを示した概
略斜視図であり、図３は本発明に係る欠歯ギア加工部の
平面形状を示した平面図であり、図４は本発明に係る異
形歯形の同時転造装置を概略的に示した構成図である。
略斜視図であり、図３は本発明に係る欠歯ギア加工部の
平面形状を示した平面図であり、図４は本発明に係る異
形歯形の同時転造装置を概略的に示した構成図である。
【００２７】図面に示したように、本発明の好ましい実
施の形態に係る異形歯形の同時転造装置は８列の歯形の
ヘリコルスプライン1と４列のスプライン2が同じ軸上に
形成される異形歯形（欠歯）構造を有している始動シャ
フト（図１参照）について例示する。
施の形態に係る異形歯形の同時転造装置は８列の歯形の
ヘリコルスプライン1と４列のスプライン2が同じ軸上に
形成される異形歯形（欠歯）構造を有している始動シャ
フト（図１参照）について例示する。
【００２８】本実施の形態において、異形歯形の同時転
造装置はロールタイプである。ロールタイプ転造装置は
通常的に図２に示したように、それぞれ平行な二つの軸
を有している２個の成形ダイス10からなる。その中で一
つの軸は位置が固定されており、もう一つの軸は移動で
き加圧しながら成形ダイス10と素材即ち、始動シャフト
を回転させる。
造装置はロールタイプである。ロールタイプ転造装置は
通常的に図２に示したように、それぞれ平行な二つの軸
を有している２個の成形ダイス10からなる。その中で一
つの軸は位置が固定されており、もう一つの軸は移動で
き加圧しながら成形ダイス10と素材即ち、始動シャフト
を回転させる。
【００２９】一方、ロールタイプの転造装置は転造を始
める時、製品の円周の長さと転造を完了したときの円周
の長さに差が生じるので同時に加工しなければならな
い。
める時、製品の円周の長さと転造を完了したときの円周
の長さに差が生じるので同時に加工しなければならな
い。
【００３０】例示した図面で異形歯形構造の始動シャフ
ト３を同時に転造加工するための成形ダイス１０は、８
列の歯形のヘリコルスプラインを加工するための詳細ギ
ア加工部１１と、４列のスプラインを加工するための欠
歯ギア加工部１２が同じ軸上に構成されている。
ト３を同時に転造加工するための成形ダイス１０は、８
列の歯形のヘリコルスプラインを加工するための詳細ギ
ア加工部１１と、４列のスプラインを加工するための欠
歯ギア加工部１２が同じ軸上に構成されている。
【００３１】詳細ギア加工部１１および、欠歯ギア加工
部１２は加工しようとするシャフト３の歯形と同じピッ
チで山と谷を逆にし彫刻されたものである。
部１２は加工しようとするシャフト３の歯形と同じピッ
チで山と谷を逆にし彫刻されたものである。
【００３２】一方、詳細ギア加工部１１と欠歯ギア加工
部１２は互いに相違した転造転径と円周速度を持ってい
るので一回転ずつ回転するたびに転造のスタート点を一
致させなければならない。
部１２は互いに相違した転造転径と円周速度を持ってい
るので一回転ずつ回転するたびに転造のスタート点を一
致させなければならない。
【００３３】このため成形ダイス１０はその断面形状が
真円でないカム現象を成しており、円周面３６０度に対
し順々に所定角度の案内面１３と、所定角度の漸進成形
面１４と、所定角度の完成区間面１５と、所定角度の回
転停止区間面１６に分割設定される。
真円でないカム現象を成しており、円周面３６０度に対
し順々に所定角度の案内面１３と、所定角度の漸進成形
面１４と、所定角度の完成区間面１５と、所定角度の回
転停止区間面１６に分割設定される。
【００３４】本実施の形態において、案内面１３は転造
が始まるとき案内部の役割ができるよう同じ曲率で形成
され、このとき可動される成形ダイス１０の切入量を微
細にする。また、この案内面１３は円周面３６０度に対
し大略 80〜100°の範囲で設定することが好ましい。
が始まるとき案内部の役割ができるよう同じ曲率で形成
され、このとき可動される成形ダイス１０の切入量を微
細にする。また、この案内面１３は円周面３６０度に対
し大略 80〜100°の範囲で設定することが好ましい。
【００３５】本実施の形態において、漸進成形面１４は
入り口から完成部へ行くにつれ次第に成形ダイスの山形
の高さが高く形成されている。それによって、漸進的に
始動シャフトに８列のヘリコルスプラインの山形と４列
のスプラインの山形を形成することができる。また、本
実施の形態において、漸進成形面１４は円周面３６０度
に対し大略125〜145°の範囲に設定することが好まし
く、漸進成形面１４は各山形に対し中心軸からの半径が
0.02mmずつ増加するよう偏心で形成させ漸進的に成形で
きるようになっている。
入り口から完成部へ行くにつれ次第に成形ダイスの山形
の高さが高く形成されている。それによって、漸進的に
始動シャフトに８列のヘリコルスプラインの山形と４列
のスプラインの山形を形成することができる。また、本
実施の形態において、漸進成形面１４は円周面３６０度
に対し大略125〜145°の範囲に設定することが好まし
く、漸進成形面１４は各山形に対し中心軸からの半径が
0.02mmずつ増加するよう偏心で形成させ漸進的に成形で
きるようになっている。
【００３６】このような漸進成形面１４以後には完成区
間面１５が円周面３６０度に対し大略80〜100°の範囲
で設定される。完成区間面１５の山形は前の漸進成形面
１４の完成部の山形と同じく形成される。一方、円周面
３６０度に対し残りの角度の大略 35〜55°には回転停
止区間面１６が形成される。回転停止区間面１６には山
形が形成されておらず、歯形を加工するには影響を与え
ないが、互いに相違する転造転径と円周速度を補整する
役割をするようになる。即ち、加工物が回転停止区間面
１６の入り口に到達すると成形ダイス１０に供給される
駆動力を遮断し、しばらくして成形ダイス１０の回転を
一時的に停止させ再び案内面１３が始まる時点で成形ダ
イス１０に駆動力を供給し成形ダイス１０を回転させ
る。
間面１５が円周面３６０度に対し大略80〜100°の範囲
で設定される。完成区間面１５の山形は前の漸進成形面
１４の完成部の山形と同じく形成される。一方、円周面
３６０度に対し残りの角度の大略 35〜55°には回転停
止区間面１６が形成される。回転停止区間面１６には山
形が形成されておらず、歯形を加工するには影響を与え
ないが、互いに相違する転造転径と円周速度を補整する
役割をするようになる。即ち、加工物が回転停止区間面
１６の入り口に到達すると成形ダイス１０に供給される
駆動力を遮断し、しばらくして成形ダイス１０の回転を
一時的に停止させ再び案内面１３が始まる時点で成形ダ
イス１０に駆動力を供給し成形ダイス１０を回転させ
る。
【００３７】このため、本発明に係る異形歯形の同時転
造装置は成形ダイス１０の駆動および、動力断続のため
の駆動および動力伝達装置２０が具備され、成形ダイス
１０の停止時期を制御するための位置検出センサー３０
が具備される。
造装置は成形ダイス１０の駆動および、動力断続のため
の駆動および動力伝達装置２０が具備され、成形ダイス
１０の停止時期を制御するための位置検出センサー３０
が具備される。
【００３８】本実施の形態において、駆動および動力伝
達装置２０は、通常的に駆動力を発生させる駆動モータ
ー２と駆動モーターの駆動力が伝達される駆動軸２４
と、駆動軸２４の駆動力を断続させるクラッチ２３と、
駆動軸２４の駆動を停止させるブレーキ２３とからなっ
ている。本実施の形態において、位置検出センサー３０
は、成形ダイス１０の回転停止区間面１６の入り口に配
設される駆動力解除センサー３１と、回転停止区間面１
６の中間に配設される停止確認センサー３２とからなっ
ている。即ち、駆動力解除センサー３１は成形ダイス１
０が回転し回転停止区間面１６の入り口が素材即ち、始
動シャフトと対面する位置を検出する瞬間、クラッチ２
０を作動させ駆動力の伝達を遮断させる。また、停止確
認センサー３２は駆動力が遮断された状態で慣性により
回転する成形ダイス１０を停止させることができるよう
ブレーキ２３を作動させる。
達装置２０は、通常的に駆動力を発生させる駆動モータ
ー２と駆動モーターの駆動力が伝達される駆動軸２４
と、駆動軸２４の駆動力を断続させるクラッチ２３と、
駆動軸２４の駆動を停止させるブレーキ２３とからなっ
ている。本実施の形態において、位置検出センサー３０
は、成形ダイス１０の回転停止区間面１６の入り口に配
設される駆動力解除センサー３１と、回転停止区間面１
６の中間に配設される停止確認センサー３２とからなっ
ている。即ち、駆動力解除センサー３１は成形ダイス１
０が回転し回転停止区間面１６の入り口が素材即ち、始
動シャフトと対面する位置を検出する瞬間、クラッチ２
０を作動させ駆動力の伝達を遮断させる。また、停止確
認センサー３２は駆動力が遮断された状態で慣性により
回転する成形ダイス１０を停止させることができるよう
ブレーキ２３を作動させる。
【００３９】以上に本発明の好ましい実施の形態につい
て説明したが、当業者なら本発明の要旨を変更すること
なく本発明に対する修正および、変更を行うことができ
るのは勿論である。
て説明したが、当業者なら本発明の要旨を変更すること
なく本発明に対する修正および、変更を行うことができ
るのは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、同じ軸
上に異形歯形（欠歯）構造を成していても転造加工でき
る効果を得ることができる。
上に異形歯形（欠歯）構造を成していても転造加工でき
る効果を得ることができる。
【図１】図1は転造素材の形状を図示したもので最近に
なり新しく開発されている始動モーターシャフトであ
る。
なり新しく開発されている始動モーターシャフトであ
る。
【図２】図２は本発明に係る成形ダイスを示した概略斜
視図である。
視図である。
【図３】図３は本発明に係る欠歯ギア加工部の平面形状
を示した平面図である。
を示した平面図である。
【図４】図４は本発明に係る異形歯形の同時転造装置を
概略的に示した構成図である。
概略的に示した構成図である。
１０ 成形ダイス １１ 詳細ギア加工部 １２ 欠歯ギア加工部 １３ 案内面 １４ 漸進成形面 １５ 完成区間面 １６ 回転停止区間面 ２０ 駆動および動力伝達装置 ２１ 駆動モーター ２２ クラッチ ２３ ブレーキ ２４ 駆動軸 ３０ 位置検出センサー ３１ 駆動力解除センサー ３２ 停止確認センサー
Claims (11)
- 【請求項１】歯形が異なる異形歯形を同じ軸上に同時に
転造する転造装置において、カム状の円周面360度に対
し順々に所定の角度の案内面、所定の角度の漸進成形
面、所定の角度の完成区間面、および所定の角度のダイ
スの回転停止区間面に分割設定された欠歯ギア加工部
と、この欠歯ギア加工部と同じ軸上に設けられた詳細ギ
ア加工部とからなる成形ダイスと、上記成形ダイスの駆
動および動力を断続する駆動および動力伝達装置と、上
記成形ダイスの停止時期を制御する位置検出センサーと
を含む異形歯形の同時転造装置。 - 【請求項２】前記案内面は、同じ曲率で形成され、円周
面３６０度に対し大略 80〜100°の範囲で設定されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の異形歯形の同時転
造装置。 - 【請求項３】前記漸進成形面は、入り口から完成部に行
くにつれて漸次的に山形の高さが高く形成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の異形歯形の同時転造装
置。 - 【請求項４】前記漸進成形面は、円周面３６０度に対し
大略 125〜145°の範囲に設定されていることを特徴と
する請求項１に記載の異形歯形の同時転造装置。 - 【請求項５】前記漸進成形面は、各山形に対し中心軸か
らの半径が0.01mm〜0.03mmずつ増加するよう偏心で形成
されていることを特徴とする請求項１に記載の異形歯形
の同時転造装置。 - 【請求項６】前記完成区間面の山形は、上記漸進成形面
の完成部と同じ山形で形成されていることを特徴とする
請求項１に記載の異形歯形の同時転造装置。 - 【請求項７】前記完成区間面は、円周面 ３６０度に対
し大略80〜100°の範囲に設定されていることを特徴と
する請求項１に記載の異形歯形の同時転造装置。 - 【請求項８】前記回転停止区間面は、円周面３６０度に
対し大略35〜55°の範囲に設定されていることを特徴と
する請求項１に記載の異形歯形の同時転造装置。 - 【請求項９】前記回転停止区間面には、山形が形成され
ていないことを特徴とする請求項１に記載の異形歯形の
同時転造装置。 - 【請求項１０】前記駆動および動力伝達装置は、駆動力
を発生させる駆動モーターと、駆動モーターの駆動力が
伝達される駆動軸と駆動軸の駆動力を断続させるクラッ
チと、駆動軸の駆動を停止させるブレーキとから構成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の異形歯形の
同時転造装置。 - 【請求項１１】前記位置検出センサーは、成形ダイスの
回転停止区間面の入り口に配設される駆動力解除センサ
ーと、回転停止区間面の中間に配設される停止確認セン
サーとから構成されていることを特徴とする請求項１に
記載の異形歯形の同時転造装置。
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