JP2008133873A

JP2008133873A - ウェブ付曲がり歯傘歯車

Info

Publication number: JP2008133873A
Application number: JP2006319420A
Authority: JP
Inventors: Akinori Hoshino; 彰教星野; Haruji Suzuki; 治ニ鈴木; Shusaku Kamio; 周作神尾
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2008-06-12
Also published as: US7827879B2; US20080121061A1

Abstract

【課題】冷間鍛造の際の成形荷重を低減し、冷間鍛造加工後に高い加工精度が得られ、歯部とウェブ部の間の鋭角側の応力集中を低減する、ウェブ付曲がり歯傘歯車を提供すること。
【解決手段】歯車基部２と、歯車基部２の周縁に一体的に形成され歯車基部２の中心軸１４に対して斜めに曲がりながら延びる山部分３と谷部分４とを備える歯部５と、歯部５の外側端部と一体的に形成され外側端部の谷部分４を閉じるウェブ部６を備え、ウェブ部６と連なる歯部５の山部分３の外側形状は、ウェブ部６の側に広がるハ字形状７を呈する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷間鍛造により加工成形されるウェブ付曲がり歯傘歯車に関するものである。

従来から、自動車用のデファレンシャル装置などの動力伝達部材に、高速回転域で伝達音が小さく、歯車強度の高いウェブ付き曲がり歯傘歯車が用いられている。従来技術として、冷間鍛造によりウェブ付傘歯車を製造する方法が特許文献１に開示されている。

図４、５は従来の冷間鍛造により加工成形されるウェブ付曲がり歯傘歯車２１で、歯車基部２２と、歯車基部２２の周縁に一体的に形成され、歯車基部２２の中心軸に対して斜めに曲がりながら延びる山部分２３と谷部分２４とを備える歯部２５と、歯部２５の外側端部と一体的に形成され、外側端部の谷部分２４を閉じるウェブ部２６を備える。
特開２００１−２０５３８５号公報

しかしながら、従来技術の冷間鍛造により加工成形されるウェブ付曲がり歯傘歯車２１では、図５のＢ部拡大図に示すように、ウェブ部２６と連なる歯部２５の外側形状は、歯部２５からウェブ部２６とにかけて歯車基部の中心軸１４と直交する方向の歯部２５の断面III−IIIがウェブ部２６で急激に広がるため、歯車を成形する際に図示しない成形型内での歯車材料のスムーズな流動が困難で、加工には大きな成形荷重が必要となる。成形荷重の増大は、成形型寿命の短命化を招き、加工コストが高騰する。

また、成形荷重の増大は、歯車材料に無理な引張り、圧縮応力を加わえるため、材料の転写性が悪く、加工精度の低下を招く。加工精度の低下は、後加工（切削加工等）の必要、又はギヤ鳴り音（伝達音）等の問題を招来する。

また、ウェブ付曲がり歯傘歯車２１は、その構造上歯部２５とウェブ部２６の間に鋭角側と鈍角側を形成するが、伝達部材として使用する際に、鋭角側の歯部２５とウェブ部２６の間に応力が集中して、歯車強度の低下を招く恐れがある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、冷間鍛造の際の成形荷重を低減し、冷間鍛造加工後に高い加工精度が得られ、歯部とウェブ部の間の鋭角側の応力集中を緩和する、ウェブ付曲がり歯傘歯車を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、歯車基部と、歯車基部の周縁に一体的に形成され歯車基部の中心軸に対して斜めに曲がりながら延びる山部分と谷部分とを備える歯部と、歯部の外側端部と一体的に形成され外側端部の谷部分を閉じるウェブ部と、を備え、冷間鍛造により加工成形され、ウェブ部と連なる歯部の山部分の外側形状は、ウェブ部の側に広がるハ字形状を呈する構成である。

また、請求項２に記載の発明は、外側端部の谷部分を閉じるウェブ部の周縁で歯車基部の中心軸に対して直交する方向の第一直線部分と、山部分の外側形状でハ字形状の少なくとも一方を形成する第二直線部分とを備え、第一直線部分と第二直線部分は連なる構成である。

また、請求項３に記載の発明は、第二直線部分は、歯部の山部分とウェブ部の成す角度が鋭角側に設けられる構成である。

また、請求項４に記載の発明は、外側端部の谷部分を閉じるウェブ部の周縁を形成する第一曲線部分と、歯部の山部分の外側形状で、ハ字形状の少なくとも一方を形成する第二曲線部分を備え、第一曲線部分と第二曲線部分は連なり、連続した曲線を形成する構成である。

また、請求項５に記載の発明は、第二曲線部分は、歯部の山部分との成す角度が鋭角側に設けられる構成である。

請求項１に記載の発明では、ウェブ部と連なる歯部の山部分の外側形状は、ウェブ部の側に広がるハ字形状を呈するため、歯部の外側端部からウェブ部にかけて歯車基部の中心軸と直交する方向の断面が徐々に広がり、冷間鍛造加工時に歯車材料が成形型内で歯部からウェブ部へスムーズに流動し、成形荷重を低減できる。冷間鍛造の際の成形荷重の低減により、成形型寿命が延びるため、加工コストが低減する。また、歯車材料のスムーズな流動により高い転写性が得られ、加工精度の向上、後加工（切削加工等）の不要化、ギヤ鳴り音（伝達音）等の防止が可能になる。また、鋭角側の歯部とウェブ部の間の応力集中を緩和するため、従来よりも高い歯車強度が得られる。

また、請求項２に記載の発明では、歯部の谷部分と連なるウェブ部の周縁で歯車基部の中心軸に対して直交する方向の第一直線部分と、山部分の外側形状でハ字形状の少なくとも一方を形成する第二直線部分とを備え、第一直線部分と第二直線部分は連なるため、請求項１と同様に、冷間鍛造加工時に歯車材料が成形型内で歯部からウェブ部へスムーズに流動し、成形荷重を低減できる。冷間鍛造の際の成形荷重の低減により、成形型寿命が延びるため、加工コストが低減する。また、歯車材料のスムーズな流動により高い転写性が得られ、加工精度の向上、後加工（切削加工等）の不要化、ギヤ鳴り音（伝達音）等の防止が可能になる。また、鋭角側の歯部とウェブ部の間の応力集中を緩和するため、従来よりも高い歯車強度が得られる。

また、請求項３に記載の発明では、第二直線部分は、歯部の山部分とウェブ部の成す角度が鋭角側に設けられるため、伝達部材等に使用する際に、鋭角側の歯部とウェブ部の間の応力集中を緩和し、従来よりも高い歯車強度が得られる。

また、請求項４に記載の発明では、歯部の谷部分と連なるウェブ部の周縁を形成する第一曲線部分と、歯部の山部分の外側形状で、ハ字形状の少なくとも一方を形成する第二曲線部分を備え、第一曲線部分と第二曲線部分は連なり、連続した曲線を形成するため、請求項１、２と同様に、冷間鍛造加工時に歯車材料が成形型内で歯部からウェブ部へスムーズに流動し、成形荷重を低減できる。冷間鍛造の際の成形荷重の低減により、成形型寿命が延びるため、加工コストが低減する。また、歯車材料のスムーズな流動により高い転写性が得られ、加工精度の向上、後加工（切削加工等）の不要化、ギヤ鳴り音（伝達音）等の防止が可能になる。また、鋭角側の歯部とウェブ部の間の応力集中を緩和するため、従来よりも高い歯車強度が得られる。

さらに歯部とウェブ部を連続した曲線で結ぶため、直線部分と連なる部分に角部が生じる請求項２、３のウェブ付曲がり歯傘歯車と比べて、さらに応力集中を緩和することができ、歯車強度が向上する。

また、請求項５に記載の発明では、第二曲線部分は、歯部の山部分とウェブ部の成す角度が鋭角側に設けられるため、請求項３の発明と同様に、ウェブ付曲がり歯傘歯車の構造上形成される鋭角側の歯部とウェブ部の間の応力集中を緩和し、歯車強度が向上する。

以下、本発明の冷間鍛造により加工成形されるウェブ付曲がり歯傘歯車を図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明の第一実施例で、ウェブ付曲がり歯傘歯車１の側面図である。冷間鍛造により加工成形されるウェブ付曲がり歯傘歯車１は、歯車基部２と、歯車基部２の周縁に一体的に形成され歯車基部２の中心軸１４に対して斜めに曲がりながら延びる山部分３と谷部分４とを備える歯部５と、歯部５の外側端部と一体的に形成され外側端部の谷部分４を閉じるウェブ部６と、ウェブ部６と連なる歯部５の山部分３の外側形状でウェブ部６の側に広がるハ字形状７から構成される。

図２は、本発明の第一実施例のＡ部拡大図である。ウェブ付曲がり歯傘歯車１は、外側端部の谷部分を閉じるウェブ部６の周縁に歯車基部２の中心軸１４に対して直交する方向の第一直線部分８と、山部分３の外側形状でハ字形状７を形成する第二直線部分９を備え、第一直線部分と第二直線部分は連なる。第二直線部分９は、歯部５の山部分３とウェブ部６の成す角度が鋭角側に設けられる。

第一実施例のウェブ付曲がり歯傘歯車１では、ウェブ部６と連なる歯部５の山部分３の外側形状は、ウェブ部６の側に広がるハ字形状を呈するので、冷間鍛造加工時に歯部５の外側端部からウェブ部６とにかけて歯車基部２の中心軸１４と直交する方向の断面I−Iが徐々に広がるため、図示しない成形型内で歯車材料が歯部５からウェブ部６へスムーズに流動し、成形荷重を低減できる。冷間鍛造加工の際の成形荷重の低減により、成形型寿命を延ばすことができ（例えば成形個数が１万個から１０万個に）、加工コストが低減する。また、歯車材料のスムーズな流動により高い転写性が得られる。また、加工精度の向上、後加工（切削加工等）の不要化、ギヤ鳴り音（伝達音）等の問題を解決できる。また、鋭角側の歯部５とウェブ部６の間の応力集中を緩和し、従来より高い歯車強度が得られる。

図３は、本発明の第二実施例で、Ａ部に対応する箇所の拡大図である。第一実施例と同一の部位については同一の符号を用いて説明する。第二実施例のウェブ付曲がり歯傘歯車１０は、外側端部の谷部分４を閉じるウェブ部６の周縁を形成する第一曲線部分１１と、歯部５の山部分３の外側形状で、ハ字形状７を形成する第二曲線部分１２を備え、第一曲線部分１１と第二曲線部分１２は連なり、連続した曲線１３を形成する。第二曲線部分１２は、歯部５の山部分３とウェブ部６の間の角度が鋭角側と鈍角側にそれぞれ設けられる。

第二実施例のウェブ付曲がり歯傘歯車１０では、第一実施例と同様に、冷間鍛造時に歯部５の外側端部からウェブ部とにかけて歯車基部の中心軸１４と直交する方向の断面II−IIが徐々に広がるため、成形型内で材料が歯部５からウェブ部６へスムーズに流動し、成形荷重を低減できる。冷間鍛造の際の成形荷重の低減により、成形型寿命を延ばすことができ、加工コストを低減する。また、歯車材料のスムーズな流動により、高い転写性が得られる。また、加工精度の向上、後加工（切削加工等）の不要化、ギヤ鳴り音（伝達音）等の問題を解決できる。また、鋭角側の歯部５とウェブ部６の間の応力集中を緩和し、従来より高い歯車強度が得られる。

さらに歯部５とウェブ部６を連続した曲線１３で結ぶため、第一直線部分８又は第二直線部分９と連なる部分で角部が発生する第一実施例のウェブ付曲がり歯傘歯車１と比べて、さらに応力集中を緩和することができる。

本発明の第一実施例で、ウェブ付曲がり歯傘歯車の側面図である。本発明の第一実施例で、Ａ部拡大図である。本発明の第二実施例で、Ａ部に対応する箇所の拡大図である。従来のウェブ付曲がり歯傘歯車の側面図である。従来のウェブ付曲がり歯傘歯車のＢ部拡大図である。

符号の説明

１ウェブ付曲がり歯傘歯車（第一実施例）
２歯車基部
３山部分
４谷部分
５歯部
６ウェブ部
７ハ字形状（外側形状）
８第一直線部分
９第二直線部分
１０ウェブ付曲がり歯傘歯車
１１第一曲線部分
１２第二曲線部分
１３曲線
１４中心軸

Claims

歯車基部と、
該歯車基部の周縁に一体的に形成され、前記歯車基部の中心軸に対して斜めに曲がりながら延びる山部分と谷部分とを備える歯部と、
該歯部の外側端部と一体的に形成され、該外側端部の前記谷部分を閉じるウェブ部と、
を備える冷間鍛造により加工成形されるウェブ付曲がり歯傘歯車において、
前記ウェブ部と連なる前記歯部の前記山部分の前記外側形状は、前記ウェブ部の側に広がるハ字形状を呈すること、
を特徴とするウェブ付曲がり歯傘歯車。
前記外側端部の前記谷部分を閉じる前記ウェブ部の周縁で、前記歯車基部の中心軸に対して直交する方向の第一直線部分と、
前記山部分の前記外側形状で、前記ハ字形状の少なくとも一方を形成する第二直線部分と、を備え、
前記第一直線部分と前記第二直線部分は連なること、
を特徴とする請求項１に記載のウェブ付曲がり歯傘歯車。
前記第二直線部分は、前記歯部の山部分と前記ウェブ部が成す角度が鋭角側に設けられること、
を特徴とする請求項２に記載のウェブ付曲がり歯傘歯車。
前記外側端部の前記谷部分を閉じる前記ウェブ部の周縁を形成する第一曲線部分と、
前記歯部の前記山部分の前記外側形状で、前記ハ字形状の少なくとも一方を形成する第二曲線部分と、を備え、
前記第一曲線部分と第二曲線部分は連なり、連続した曲線を形成すること、
を特徴とする請求項１に記載のウェブ付曲がり歯傘歯車。
前記第二曲線部分は、前記歯部の山部分と前記ウェブ部が成す角度が鋭角側に設けられること、
を特徴とする請求項４に記載のウェブ付曲がり歯傘歯車。