JP2013132645A - 歯車の転造方法および転造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1工程で歯丈の大きな歯車が予備成形され、第2工程で最終歯車の歯丈、歯底半径および歯先半径を有する歯車が成形される。そして、第3工程で歯側面が均される。したがって、歯側面の平滑性を維持しつつ、所望の歯先半径および歯底半径を有する歯部が形成された歯車を転造により成形することができる。
【選択図】 図1
Description
歯車の歯部の歯先面と歯側面、および、歯底面と歯側面は、それぞれ曲面で滑らかに連結される。この曲面部分はトルクの伝達に寄与しない。そのため、歯先面と歯側面とを連結する曲面の半径(歯先半径)や、歯底面と歯側面とを連結する曲面の半径(歯底半径)は小さい方が望ましい。歯先半径および/または歯底半径が小さければ、歯側面を大きく成形することができ、伝達効率が向上する。伝達効率が向上することで、歯車の小型化を図ることができる。あるいは、歯車を駆動させるための駆動手段(例えば電動モータ)の小型化を図ることができる。
本発明は、成形すべき最終歯車の歯部の歯底半径よりも大きい歯先半径を有する転造用第1歯部が形成された転造用ダイスを用いて転造用素材を転造することにより、前記最終歯車の歯部の歯底半径よりも大きい歯底半径を有し、且つ前記最終歯車の歯部の容積よりも大きい容積を有する第1歯部が形成された第1歯車を成形する第1工程と、前記最終歯車の歯部の歯丈に等しい歯丈および前記最終歯車の歯部の歯底半径に等しい歯先半径ならびに前記最終歯車の歯部の歯先半径に等しい歯底半径を有する転造用第2歯部が形成された転造用ダイスを用いて前記第1歯車を転造することにより、前記最終歯車の歯部の歯丈、歯底半径および歯先半径に等しい歯丈、歯底半径および歯先半径を有する第2歯部が形成された第2歯車を成形する第2工程と、前記最終歯車の歯部の歯丈よりも大きい歯丈および前記最終歯車の歯部の歯底半径よりも大きい歯先半径を有する転造用第3歯部が形成された転造用ダイスを用いて前記第2歯車を転造することにより、前記第2歯車の歯部の歯側面を平滑化して、前記第2歯車から前記最終歯車を成形する第3工程と、を含む、歯車の転造方法を提供する。
第1工程では、転造用素材Wの大径部W2が一対の転造用ローラダイス41a,41bの外周面の領域Aに形成された転造用第1歯部411上を転動するように、制御装置6により一対の転造用ローラダイス41a,41bの回転が制御される。図7は、第1工程時における転造用素材Wの大径部W2と一対の転造用ローラダイス41a,41bとの配置関係を示す図である。図7に示すように、第1工程の実施中、一対の転造用ローラダイス41a,41bにそれぞれ形成された転造用第1歯部411が転造用素材Wの大径部W2に接触しながら同一方向に同一速度で回転する。このため転造用素材Wは一対の転造用ローラダイス41a,41bの回転方向とは反対方向に回転する。一対の転造用ローラダイス41a,41bの転造用第1歯部411が転造用素材Wの大径部W2の外周面を加圧しながら回転することにより、転造用素材Wの大径部W2の外周に歯部が創成される。
第2工程では、第1歯車11の第1歯部11aが一対の転造用ローラダイス41a,41bの外周面の領域Bに形成された転造用第2歯部412上を転動するように、制御装置6により一対の転造用ローラダイス41a,41bの回転が制御される。図10は、第2工程時における第1歯車11の第1歯部11aと一対の転造用ローラダイス41a,41bとの配置関係を示す図である。図10に示すように、第2工程の実施中、一対の転造用ローラダイス41a,41bにそれぞれ形成された転造用第2歯部412が第1歯車11の第1歯部11aに噛み合う。転造用第2歯部412が第1歯部11aに噛み合った状態で転造用ローラダイス41a,41bが同一方向に同一速度で回転することにより、第1歯車11が転造用ローラダイス41a,41bの回転方向と反対の方向に回転させられるとともに、第1歯部11aが転造用第2歯部412によって塑性変形(転造)される。
第3工程では、第2歯車12の第2歯部12aが一対の転造用ローラダイス41a,41bの外周面に形成された転造用第3歯部413上を転動するように、制御装置6により一対の転造用ローラダイス41a,41bの回転が制御される。図13は、第3工程時における第2歯車12の第2歯部12aと一対の転造用ローラダイス41a,41bとの配置関係を示す図である。図14は、第3工程で第2歯車12が転造される様子を示す図である。第3工程の実行中、一対の転造用ローラダイス41a,41bの転造用第3歯部413が第2歯車12の第2歯部12aに噛み合う。転造用第3歯部413が第2歯部12aに噛み合った状態で一対の転造用ローラダイス41a,41bが同一方向に同一速度で回転することにより、第2歯車12が転造用ローラダイス41a,41bの回転方向とは反対方向に回転させられるとともに、第2歯部12aが転造用第3歯部413によって塑性変形される。
Claims (7)
- 成形すべき最終歯車の歯部の歯底半径よりも大きい歯先半径を有する転造用第1歯部が形成された転造用ダイスを用いて転造用素材を転造することにより、前記最終歯車の歯部の歯底半径よりも大きい歯底半径を有し、且つ前記最終歯車の歯部の容積よりも大きい容積を有する第1歯部が形成された第1歯車を成形する第1工程と、
前記最終歯車の歯部の歯丈に等しい歯丈および前記最終歯車の歯部の歯底半径に等しい歯先半径ならびに前記最終歯車の歯部の歯先半径に等しい歯底半径を有する転造用第2歯部が形成された転造用ダイスを用いて前記第1歯車を転造することにより、前記最終歯車の歯部の歯丈、歯底半径および歯先半径に等しい歯丈、歯底半径および歯先半径を有する第2歯部が形成された第2歯車を成形する第2工程と、
前記最終歯車の歯部の歯丈よりも大きい歯丈および前記最終歯車の歯部の歯底半径よりも大きい歯先半径を有する転造用第3歯部が形成された転造用ダイスを用いて前記第2歯車を転造することにより、前記第2歯車の歯部の歯側面を平滑化して、前記第2歯車から前記最終歯車を成形する第3工程と、
を含む、歯車の転造方法。 - 請求項1に記載の歯車の転造方法において、
前記転造用第1歯部の歯丈は前記最終歯車の歯部の歯丈よりも大きく形成され、
前記第1工程にて、前記第1歯部が、前記最終歯車の歯部の歯丈よりも大きい歯丈および前記最終歯車の歯部の歯厚に等しい歯厚を有するように形成される、歯車の転造方法。 - 請求項2に記載の歯車の転造方法において、
前記転造用第3歯部の形状が前記転造用第1歯部の形状と同一である、歯車の転造方法。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の歯車の転造方法において、
一つの転造用ダイスに、前記転造用第1歯部および前記転造用第2歯部ならびに前記転造用第3歯部が形成されており、
前記第1工程、前記第2工程及び前記第3工程にて、前記一つの転造用ダイスが共用される、歯車の転造方法。 - 成形すべき最終歯車の歯部の歯底半径よりも大きい歯先半径を有する転造用第1歯部と、前記最終歯車の歯部の歯丈に等しい歯丈および前記最終歯車の歯部の歯底半径に等しい歯先半径ならびに前記最終歯車の歯部の歯先半径に等しい歯底半径を有する転造用第2歯部と、前記最終歯車の歯部の歯丈よりも大きい歯丈および前記最終歯車の歯部の歯底半径よりも大きい歯先半径を有する転造用第3歯部と、が形成された転造用ダイスと、
転造用素材を前記転造用第1歯部で転造することにより前記最終歯車の歯部の歯底半径よりも大きい歯底半径を有し且つ前記最終歯車の歯部の容積よりも大きい容積を有する第1歯部が形成された第1歯車が成形され、次いで、前記第1歯車を前記転造用第2歯部で転造することにより前記最終歯車の歯部の歯丈、歯底半径および歯先半径に等しい歯丈、歯底半径および歯先半径を有する第2歯部が形成された第2歯車が成形され、次いで、前記第2歯車を前記転造用第3歯部で転造することにより前記第2歯車の前記第2歯部の歯側面を平滑化して前記第2歯車から最終歯車が成形されるように、前記転造用ダイスの動作を制御する制御装置と、
を備える歯車の転造装置。 - 請求項5に記載の歯車の転造装置において、
前記転造用第1歯部の歯丈は前記最終歯車の歯部の歯丈よりも大きく形成され、
前記第1歯部は、前記最終歯車の歯部の歯丈よりも大きい歯丈および前記最終歯車の歯部の歯厚に等しい歯厚を有するように形成される、歯車の転造装置。 - 請求項5または6に記載の歯車の転造装置において、
前記転造用ダイスは、前記転造用第1歯部、前記転造用第2歯部および前記転造用第3歯部が連続して外周に形成されたロールダイスであり、
前記制御装置は、前記ロールダイスの回転を制御する、歯車の転造装置。
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