JP2008286364A

JP2008286364A - リングギヤ及びリングギヤの製造方法

Info

Publication number: JP2008286364A
Application number: JP2007134380A
Authority: JP
Inventors: Michihito Ayano; 通仁綾野; Akinori Hoshino; 彰教星野; Haruji Suzuki; 治二鈴木; Shusaku Kamio; 周作神尾
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2007-05-21
Publication date: 2008-11-27

Abstract

【課題】
精度よく加工されたリングギヤ及び精度良くリングギヤを製造するリングギヤの製造方法を提供するものである。
【解決手段】
傘歯状のリングギヤ１であって、該リングギヤ１は、歯２と、該歯２に設けられた平坦面３とを備え、前記平坦面３は、前記歯２のピッチ円錐線Ａ１と前記リングギヤ１の中心軸Ｚ１との交点Ｏ１を通り前記中心軸Ｚ１と直交する直線Ｋ１から軸方向に所定距離Ｈ１離間した位置に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、リングギヤ及びリングギヤの製造方法に関するものである。

リングギヤの鍛造方法には、特許文献１に示す様に、熱間鍛造で歯面を荒成形し、冷間鍛造で歯面を仕上げる方法や、特許文献２に示す様に、歯面の荒成形を揺動転造加工で行い、冷間鍛造で歯面を仕上げる方法等がある。これらの方法において成形された製品は、特許文献３に示す様な歯面に当接する加工治具で受けて、歯形の反対側の端面を機械加工し、この端面を軸方向の基準にとり、三次元測定機で歯面の精度を測定することが行われる。これは、傘歯車の寸法の基準点（中心軸とピッチ円錐線の交点）が架空点であり、直接接触させて測定できないためである。
特許第３３９７６７５号公報特開２００１−７９６３８号公報特開２００１−３０１１１号公報

しかしながら、上述した測定方法では、正確な基準となる場所を基準として歯面を測定していないため、型が軸方向にずれて加工されていても、又、型に対する製品のスプリングバック量がばらついていてもわからない。このため、製品と型との歯面位置の対応を取ることが難しい。したがって、製品と電極との対応も取れず、製品歯面を補正しようとしたとき、対応する型および電極の補正が難しい。

よって、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、精度よく加工されたリングギヤ及び精度良くリングギヤを製造するリングギヤの製造方法を提供するものである。

上記課題を解決するものは以下の通りである。

（１）傘歯状のリングギヤ１であって、該リングギヤ１は、歯２と、該歯２に設けられた平坦面３とを備え、前記平坦面３は、前記歯２のピッチ円錐線Ａ１と前記リングギヤ１の中心軸Ｚ１との交点Ｏ１を通り前記中心軸Ｚ１と直交する直線Ｋ１から軸方向に所定距離Ｈ１離間した位置に形成されていることを特徴とするリングギヤ１。

（２）前記平坦面３は、前記歯２の半径方向内側端部に設けられている上記（１）に記載のリングギヤ１。

また、上記課題を解決するものは、以下のものである。

（３）傘歯状のリングギヤ１の製造方法であって、ワークに、歯２と、該歯２に設けられ前記リングギア１の中心軸に直交する平坦面３とを形成する鍛造工程と、前記平坦面３を基準としてリングギヤ鍛造物１に形成された歯の寸法を測定する測定工程と、測定結果に基づきリングギヤ鍛造物１と製品寸法との差を検出する検出工程と、前記検出結果に基づき、前記鍛造用型１０を補正する補正工程とを備えることを特徴とするリングギヤの製造方法。

（４）前記鍛造工程において、前記平坦面３は、前記歯２のピッチ円推線Ａ１と前記中心軸Ｚ１との交点Ｏ１を通り前記中心軸Ｚ１と直交する直線Ｋ１から軸方向に所定距離Ｈ１離間した位置に形成することを特徴とする上記（３）に記載のリングギヤの製造方法。

（５）前記鍛造工程において用いる鍛造用型１０は、リングギヤ１の歯２を形成する歯形成部１２と、平坦面３を形成する平坦面形成部１３とを備え、平坦面形成部１３は、歯形成部１２のピッチ円錐線Ａ２と鍛造用型１０の中心軸Ｚ２との交点Ｏ２を通り前記中心軸Ｚ２と直交する直線Ｋ２から軸方向に所定距離Ｈ２離間した位置に形成され、所定距離Ｈ２は、リングギヤ１の平坦面３の所定距離Ｈ１と同じ長さに形成されていることを特徴とする上記（３）または（４）に記載のリングギヤの製造方法。

（６）前記補正工程は、歯形電極２０を用いて鍛造用型１０を放電加工することにより行われ、歯形電極２０は、歯形電極２０のピッチ円錐線Ａ３と中心軸Ｚ３との交点Ｏ３を通り中心軸Ｚ３と直交する直線Ｋ３から軸方向にＨ３距離離間した位置に形成された平坦面２３を備え、所定距離Ｈ３は、リングギヤ１の平坦面３の所定距離Ｈ１に放電代ｄを加えた距離であることを特徴とする上記（３）ないし（５）のいずれかに記載のリングギヤの製造方法。

本発明のリングギヤによれば、傘歯状のリングギヤ歯に平坦面が設けられ、平坦面は、歯のピッチ円錐線とリングギヤの中心軸との交点を通り中心軸と直交する直線から軸方向に所定距離離間した位置に形成されているので、平坦面をリングギヤの軸方向の基準として正確に鍛造物を測定することが可能である。このため、必要な補正位置及び補正量を確実に得ることができる。よって、精度の良いリングギヤを得ることができる。

また、本発明のリングギヤの製造方法によれば、歯と、該歯に設けられ前記リングギアの中心軸に直交する平坦面とを形成する鍛造工程と、前記平坦面を基準として鍛造物に形成された歯の寸法を測定する測定工程を備えているため、リングギヤの形状及び寸法を正確に測定することができ、リングギヤに必要な補正量及び補正位置を確実に得ることができる。このため、精度の良いリングギヤを製造することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例であるリングギヤを示す図であり、図２は、鍛造用型を示す。

本発明の実施例で示すリングギヤ１は、具体的には、スパイラルベベルギヤである。なお、本発明のリングギヤとしては、傘歯状のリングギヤであればよく、例えば、ストレートベベルギア、ハイポイドギア等であってもよい。

リングギヤ１は、図１に示すように、上面に複数の歯２が形成された歯車部を備えている。各々の歯２は、半径方向内側（小径側）から半径方向外側（大径側）に行くにつれて周方向に湾曲する（ねじれる）ように形成されており、そのねじれ角は、小径側から大径側に向かう方向に沿った各位置において異なっている。

また、リングギヤ１に形成された歯２には、平坦面３が設けられている。具体的に、平坦面３は、歯２のリングギヤ１の半径方向内側端部（リングギヤ１の中心軸側端部）に設けられている。平坦面３は、リングギヤ１の中心軸Ｚ１に直交して形成されている。さらに、平坦面３は、中心軸Ｚ１とピッチ円錐線Ａ１の交点である基準点Ｏ１を通り中心軸Ｚ１と直交するように延びる直線Ｋ１から所定距離Ｈ１離間した位置に形成されている。所定距離Ｈ１は、製品により決まる値である。平坦面３は、リングギヤ１の歯面の寸法を測定する際に、三次元測定機のプローブにて測定可能なφ１以上の大きさであることが好ましい（測定基準面となりうる大きさであることが好ましい。）。本発明の実施例において、平坦面３は、略楕円形状の平坦面となっている。平坦面は、３次元測定可能であれば略楕円形状に限定されず、四角形等であってもよい。３次元測定に際して、この平坦面３が軸方向の基準となる。また、本発明の実施例においては、径方向の基準はリングギヤ１の外径部５となっている。なお、本発明の実施例において、平坦面（測定基準面）３は、歯２の半径方向内側端部に形成されているが、これに限定されるものではなく、リングギヤの性能に影響を与えないものであれば、歯のいかなる位置に形成されていてもよい。また、平坦面３は、複数の歯に設けられていることが好ましい。特に、平坦面３は、全ての歯に設けられていることが好ましい。３次元測定においては、軸方向の基準は、複数の基準面の平均値であることが好ましい。

次に、本発明のリングギヤの製造方法について説明する。図２は、リングギヤ鍛造用型を示す図であり、図３は、放電加工装置を構成する歯形電極を示す図であり、図４は、リングギヤの製造方法を説明するためのフローチャートである。

一般に、リングギヤの製造方法は、熱間鍛造で荒成形した歯を冷間鍛造で仕上げる方法で製造する。

本発明の実施例のリングギヤの製造方法は、図４のフローチャートに示すように、熱間鍛造工程（Step 10)と、冷間鍛造工程(Step 20)と、浸炭工程(Step 30)と、鍛造品の歯面の寸法測定工程（Step 40)と、歯面寸法と製品寸法との差を検出する検出工程(Step 50)と、歯形電極を補正する工程(Step 60)と、鍛造用型を補正する工程(Step 70)とを備えている。

本発明の実施例のリングギヤの製造方法においては、熱間鍛造工程（Step 10)で荒成形した歯を冷間鍛造工程(Step 20)で仕上げる。

鍛造工程において、ワークに、歯２と、歯２に設けられリングギア１の中心軸に直交する平坦面３とが形成される。

図２に示す実施例において、リングギヤ鍛造用型１０は、リングギヤ１を冷間鍛造するための鍛造用型である。リングギヤ鍛造用型１０は、リングギヤ１に対応する形状及び寸法を有している。鍛造用型１０は、リングギヤ１の歯２を成形するための歯形成部１２と、リングギヤ１の平坦面３を形成する平坦面形成部１３を備えている。平坦面形成部１３は、３次元測定する際の軸方向の測定基準面となる。平坦面形成部１３は、図２に示すように、歯形成部１２の半径方向内側端部（鍛造用型の中心軸側端部）に形成されている。言い換えると、平坦面形成部１３は、リングギヤ１の歯２の中心軸側先端面に対応する位置に形成されている。

平坦面形成部１３は、図２に示すように、中心軸Ｚ２とピッチ円錐線Ａ２の交点である基準点Ｏ２を通り中心軸Ｚ２と直交するように延びる直線Ｋ２から所定距離Ｈ２離間した位置に形成されている。所定距離Ｈ２は、リングギヤ１の所定距離Ｈ１と同じ長さとなっている。このため、リングギヤ鍛造品１の歯面精度に基づいて、鍛造用型１０の歯面を補正する場合、リングギヤ鍛造品１の歯面の所定位置に対応する位置、補正量を正確に把握することができる。

上記のような鍛造用型１０を用いることにより、リングギヤ１の荒成形された歯面が仕上げられるとともに、リングギヤ１の歯面２に平坦面３が形成される。

次に、リングギヤ鍛造品１の強度を高めるため浸炭する(Step 30)。

次に、リングギヤ１の平坦面３を測定基準としてリングギヤの寸法を測定する測定工程（Step 40)について説明する。

寸法の測定は、公知の３次元測定方法により行われる。本発明においては、リングギヤ鍛造物１の中心軸Ｏ１に直交する平坦面３を軸方向の基準として行われる。平坦面３は、中心軸に対して直交しているため、軸方向における測定基準面となる。また、本発明の実施例の場合、リングギヤ１の外径部５が、径方向の基準となっている。

次に、測定結果に基づき、リングギヤ鍛造品の鍛造用型に対する寸法差を検出する検出工程(Step 50)について説明する。

リングギヤ１の鍛造用型１０に対する寸法差は、公知の方法により検出される。次に、歯形電極２０の補正工程を行う(Step 60)。

歯形電極２０の補正量は、上記のリングギヤ鍛造品１と製品寸法との寸法差に基づいて求められる。

放電加工に用いられる放電加工装置は、歯形電極２０を備えている。歯形電極２０は、歯２２と、歯２２に設けられ、歯形電極２０の中心軸２０と直交する平坦面２３とを備えている。実施例において、平坦面２３は、図３に示すように、歯形電極２０の歯２２のピッチ円錐線Ａ３と中心軸Ｚ３との交点Ｏ３を通り中心軸Ｚ３と直交する直線Ｋ３から軸方向に所定距離Ｈ３離間した位置に形成されている。所定距離Ｈ３は、上述したリングギアｙ１の所定距離Ｈ１にさらに、放電代ｄを加えた距離である。

歯形電極２０の形状は、リングギヤ１及び鍛造用型１０の形状に対応した形状となっている。また、歯形電極２０は、リングギヤ１及び鍛造用型１０の寸法に対して放電加工代ｄ分オフセットした寸法となっている。

平坦面２３は、３次元測定する際の歯形電極２０の軸方向における測定基準となっている。上述したような位置に平坦面２３を形成することにより、リングギヤ鍛造品１の歯面精度に基づいて歯形電極２０の形状及び寸法を補正しようとする際、歯形電極２０において補正が必要な位置及び補正量を確実に知ることができる。

以上のような構成により、リングギヤ１の寸法に基づいて歯形電極２０を補正することができる。

次に、鍛造用型１０の補正工程(Step 70)について説明する。

上記のように補正した歯形電極２０を用いて放電加工によりリングギヤの鍛造用型１０の補正を行う。このように鍛造用型１０を補正することにより、リングギヤ１の歯面精度に基づいて確実に鍛造用型１０を補正することができる。

以上のように、本発明のリングギヤ１、鍛造用型１０、歯型電極２０とは、歯のピッチ円推線とそれぞれの中心軸との交点に基づく正確な測定基準と成る平坦面を有しているため、それぞれの歯面の所定位置の対応を正確に取ることができる。よって、リングギヤ１の歯面精度に基づいて、歯形電極２０を介してリングギヤの鍛造用型１０を確実に補正することができる。

図１は、リングギヤを示す図である。図２は、鍛造用型を示す図である。図３は、放電加工装置を構成する歯形電極を示す図である。図４は、本発明のリングギヤの製造方法を説明するための説明図である。

符号の説明

１リングギヤ
２歯
３平坦面
Ａ１ピッチ円錐線
Ｚ１中心軸
Ｏ１交点
Ｋ１中心軸Ｚ１と直交する直線

Claims

傘歯状のリングギヤであって、該リングギヤは、歯と、該歯に設けられた平坦面とを備え、
前記平坦面は、前記歯のピッチ円錐線と前記リングギヤの中心軸との交点を通り前記中心軸と直交する直線から軸方向に所定距離離間した位置に形成されていることを特徴とするリングギヤ。
前記平坦面は、前記歯の半径方向内側端部に設けられている請求項に記載のリングギヤ。
傘歯状のリングギヤの製造方法であって、
ワークに、歯と、該歯に設けられ前記リングギアの中心軸に直交する平坦面とを形成する鍛造工程と、
前記平坦面を基準としてリングギヤ鍛造物に形成された歯の寸法を測定する測定工程と、
測定結果に基づきリングギヤ鍛造物と製品寸法との差を検出する検出工程と、
前記検出結果に基づき、前記鍛造用型を補正する補正工程と
を備えることを特徴とするリングギヤの製造方法。
前記鍛造工程において、前記リングギヤの前記平坦面は、前記歯のピッチ円推線と前記中心軸との交点を通り前記中心軸と直交する直線から軸方向に所定距離離間した位置に形成することを特徴とする請求項３に記載のリングギヤの製造方法。
前記鍛造工程において用いる鍛造用型は、リングギヤの歯を形成する歯形成部と、平坦面を形成する平坦面形成部とを備え、平坦面形成部は、歯形成部のピッチ円錐線と鍛造用型の中心軸との交点を通り前記中心軸と直交する直線から軸方向に所定距離離間した位置に形成され、該所定距離は、前記リングギヤの平坦面の所定距離と同じ長さに形成されていることを特徴とする前記請求項３または４に記載のリングギヤの製造方法。
前記補正工程は、歯形電極を用いて鍛造用型を放電加工することにより行われ、歯形電極は、歯形電極のピッチ円錐線と中心軸との交点を通り中心軸と直交する直線から軸方向に所定距離離間した位置に形成された平坦面を備え、該所定距離は、前記リングギヤの平坦面の所定距離に放電代を加えた距離であることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか一項に記載のリングギヤの製造方法。