JP3397675B2 - まがりば傘歯車の製造方法およびまがりば傘歯車 - Google Patents
まがりば傘歯車の製造方法およびまがりば傘歯車Info
- Publication number
- JP3397675B2 JP3397675B2 JP03003298A JP3003298A JP3397675B2 JP 3397675 B2 JP3397675 B2 JP 3397675B2 JP 03003298 A JP03003298 A JP 03003298A JP 3003298 A JP3003298 A JP 3003298A JP 3397675 B2 JP3397675 B2 JP 3397675B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tooth
- end position
- bevel gear
- hot forging
- gear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、歯スジ（歯面）が
歯幅方向に真っ直ぐではなく曲がっている歯車、いわゆ
るまがりば傘歯車の製造方法に関する。
歯幅方向に真っ直ぐではなく曲がっている歯車、いわゆ
るまがりば傘歯車の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】すぐば傘歯車の歯は、切削加工により成
形すると非常にコストがかさむため、一般には、図４
（ｃ）に示すように、熱間鍛造用金型４を用いて熱間鍛
造を行い、その後、図４（ｄ）に示すように、冷間鍛造
用金型６を用いて冷間鍛造することで、成形するように
なっている。
形すると非常にコストがかさむため、一般には、図４
（ｃ）に示すように、熱間鍛造用金型４を用いて熱間鍛
造を行い、その後、図４（ｄ）に示すように、冷間鍛造
用金型６を用いて冷間鍛造することで、成形するように
なっている。
【０００３】なお、熱間鍛造用金型４の歯形４ａは、一
般には放電加工によって成形される。即ち、図４（ａ）
に示されるように、成形したいすぐば傘歯車と同一形状
の放電加工用電極２（の歯形２ａ）を歯切りカッタを用
いた切削加工により成形し、次いで、この電極２を用い
た放電加工により、図４（ｂ）に示されるような歯形４
ａをもつ熱間鍛造用金型４を成形する。冷間鍛造用金型
６の歯形６ａについても、熱間鍛造用金型４の歯形４ａ
の成形方法と同様である。
般には放電加工によって成形される。即ち、図４（ａ）
に示されるように、成形したいすぐば傘歯車と同一形状
の放電加工用電極２（の歯形２ａ）を歯切りカッタを用
いた切削加工により成形し、次いで、この電極２を用い
た放電加工により、図４（ｂ）に示されるような歯形４
ａをもつ熱間鍛造用金型４を成形する。冷間鍛造用金型
６の歯形６ａについても、熱間鍛造用金型４の歯形４ａ
の成形方法と同様である。
【０００４】また、まがりば傘歯車についても、図４に
示すように、すぐば傘歯車の製造方法と同様の方法によ
って製造されるが、まがりば傘歯車の歯は、歯スジ（歯
面）が歯幅方向に真っ直ぐではなく曲がっており、熱間
鍛造後に歯車Ｗの歯スジ（歯面）が熱収縮により湾曲変
形するため、従来の方法では、設計通りの歯スジ（歯
面）をもつまがりば傘歯車を成形することは困難であっ
た。
示すように、すぐば傘歯車の製造方法と同様の方法によ
って製造されるが、まがりば傘歯車の歯は、歯スジ（歯
面）が歯幅方向に真っ直ぐではなく曲がっており、熱間
鍛造後に歯車Ｗの歯スジ（歯面）が熱収縮により湾曲変
形するため、従来の方法では、設計通りの歯スジ（歯
面）をもつまがりば傘歯車を成形することは困難であっ
た。
【０００５】なお、熱間鍛造用金型４の歯形４ａは、一
般に放電加工により成形されるため、熱間鍛造により、
まがりば傘歯車の歯形の歯面を設計通りに成形できると
いうことは、まがりば傘歯車熱間鍛造用金型４を成形す
るための放電加工用電極２に所定の歯スジ（歯面）をも
つ歯形２ａを設計（成形）することに他ならない。
般に放電加工により成形されるため、熱間鍛造により、
まがりば傘歯車の歯形の歯面を設計通りに成形できると
いうことは、まがりば傘歯車熱間鍛造用金型４を成形す
るための放電加工用電極２に所定の歯スジ（歯面）をも
つ歯形２ａを設計（成形）することに他ならない。
【０００６】また、従来技術として、特開平６２−２３
０４４７号が提案されている。これは、熱間鍛造用金型
の歯形の歯面における歯当たり中心を、歯面の熱収縮を
考慮して、凸側歯面では半径方向外方に所定量ずらし、
一方、凹側歯面では半径方向内方に所定量ずらすように
したものである。
０４４７号が提案されている。これは、熱間鍛造用金型
の歯形の歯面における歯当たり中心を、歯面の熱収縮を
考慮して、凸側歯面では半径方向外方に所定量ずらし、
一方、凹側歯面では半径方向内方に所定量ずらすように
したものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した特開
平６２−２３０４４７号では、熱間鍛造用金型の歯形の
凸側歯面と凹側歯面とで、歯当たり中心を歯車の大きさ
やモジュール等によって半径方向に所定量（歯当り中心
の直径の３〜２０％だけ）ずらすと説明されているもの
の、具体的にどうやってどれだけずらすかについては、
一切開示されていない。
平６２−２３０４４７号では、熱間鍛造用金型の歯形の
凸側歯面と凹側歯面とで、歯当たり中心を歯車の大きさ
やモジュール等によって半径方向に所定量（歯当り中心
の直径の３〜２０％だけ）ずらすと説明されているもの
の、具体的にどうやってどれだけずらすかについては、
一切開示されていない。
【０００８】従って、従来方法（特開平６２−２３０４
４７号）では、熱間鍛造用金型を成形するための放電加
工用電極に成形する歯形の歯面を具体的にどうやって設
計（成形）するかについては、全く不明であり、「熱間
鍛造後、冷間鍛造することで、設計値通りの歯スジ（歯
面）をもつまがりば傘歯車を量産できる」という技術に
ついては、発明者の知るかぎりにおいては、今のところ
全くもって存在しない。
４７号）では、熱間鍛造用金型を成形するための放電加
工用電極に成形する歯形の歯面を具体的にどうやって設
計（成形）するかについては、全く不明であり、「熱間
鍛造後、冷間鍛造することで、設計値通りの歯スジ（歯
面）をもつまがりば傘歯車を量産できる」という技術に
ついては、発明者の知るかぎりにおいては、今のところ
全くもって存在しない。
【０００９】本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなさ
れたもので、その目的は、設計値通り歯スジ（歯面）を
もつ量産に適したまがりば傘歯車の製造方法を提供する
ことにある。
れたもので、その目的は、設計値通り歯スジ（歯面）を
もつ量産に適したまがりば傘歯車の製造方法を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に係るまがりば傘歯車の製造方法おいて
は、熱間鍛造によりまがりば傘歯車の歯面を成形し、次
いで冷間鍛造により歯面を仕上げ加工するまがりば傘歯
車の製造方法において、熱間鍛造用金型に形成する歯形
の歯スジのねじれ角を、熱間鍛造後の傘歯車の歯面の熱
収縮を考慮したねじれ角θ1 ’に設定するようにしたも
ので、具体的には、熱間鍛造温度Ｔと歯車材の線膨張係
数αから、熱収縮後の傘歯車の歯面の大端位置Ｐ１およ
び小端位置Ｐ２に対応する熱収縮前の傘歯車の歯面の大
端位置Ｐ１’および小端位置Ｐ２’を特定し、この特定
した大端位置Ｐ１’および小端位置Ｐ２’を通る歯切り
カッタＣ’の円弧２０’から、前記ねじれ角θ1’を特
定するようにしたものである。請求項２においては、請
求項１記載のまがりば傘歯車の製造方法において、前記
熱収縮後の傘歯車の歯面の大端位置Ｐ１および小端位置
Ｐ２を歯車中心Ｍからの距離のαＴ％（但し、α：歯車
材の線膨張係数，Ｔ：温度変化量である熱間鍛造温度）
だけそれぞれ半径方向外方にずらすことで、前記熱収縮
前の傘歯車の歯面の大端位置Ｐ１’および小端位置
Ｐ２’を特定するようにしたものである。請求項３にお
いては、請求項１または２のいずれかに記載のまがりば
傘歯車の製造方法において、熱間鍛造用金型に形成され
た歯形を熱間鍛造用金型成形用の電極を用いた放電加工
により成形するようにしたものである。請求項４に係る
まがりば傘歯車においては、放電加工により成形された
熱間鍛造用金型を用いた熱間鍛造によりまがりば傘歯車
の歯面が成形され、次いで冷間鍛造によりその歯面が仕
上げ加工されたまがりば傘歯車において、前記熱間鍛造
用金型成形用の放電加工用電極に形成された歯形の歯ス
ジのねじれ角を、熱間鍛造後の傘歯車の歯面の熱収縮を
考慮したねじれ角θ1 ’に設定するようにしたもので、
具体的には、熱間鍛造温度Ｔと歯車材の線膨張係数αか
ら、熱収縮後の傘歯車の歯面の大端位置Ｐ１および小端
位置Ｐ２ に対応する熱収縮前の傘歯車の歯面の大端位置
Ｐ１’および小端位置Ｐ２’を特定し、この特定した大
端位置Ｐ１および小端位置Ｐ２’を通る歯切りカッタ
Ｃ’の円弧２０’から、前記ねじれ角θ1’を特定する
ようにしたものである。請求項５においては、請求項４
に記載のまがりば傘歯車において、前記熱収縮後の傘歯
車の歯面の大端位置Ｐ１および小端位置Ｐ２を歯車中心
Ｍからの距離のαＴ％（但し、α：歯車材の線膨張係
数，Ｔ：熱間鍛造温度）だけそれぞれ半径方向外方にず
らすことで、前記熱収縮前の傘歯車の歯面の大端位置Ｐ
１’および小端位置Ｐ２’を特定するようにしたもので
ある。本発明では、熱間鍛造用金型の歯形の歯スジが熱
収縮を考慮したねじれ角θ1’をもつように設計（形
成）されており、熱間鍛造されたまがりば傘歯車の歯ス
ジは、熱収縮して設計値通りの所定のねじれ角θ1とな
る。実際に熱間鍛造用金型の歯形の歯スジ（歯面）を設
計するには、熱間鍛造後の歯車の歯面の熱収縮を考慮し
て設計することが必要である。そして、歯車の歯面上の
任意の点は、熱収縮（熱膨張）により、半径方向に変位
するため、熱収縮前の歯面上における大端位置Ｐ１’お
よび小端位置Ｐ２’は、熱収縮後の歯面上における大端
位置Ｐ１および小端位置Ｐ２を、歯車中心Ｍからの距離
（半径）のαＴ％（但し、α：歯車材の線膨張係数，
Ｔ：熱間鍛造温度）だけそれぞれ半径方向外方にずらす
ことで特定される。そして、この特定された熱収縮前の
大端位置Ｐ１’および小端位置Ｐ２’を通る歯切りカッ
タＣ’の円弧２０’から求めたねじれ角θ1’が、熱間
鍛造直後の歯車（熱収縮前の歯車）の歯スジのねじれ
角、即ち、熱間鍛造用金型の歯スジのねじれ角である。
なお、この熱収縮前のねじれ角θ1 ’は、熱収縮後の歯
スジねじれ角（歯車の歯面の大端位置Ｐ１および小端位
置Ｐ２を通る歯切りカッタＣの円弧２０から求まるねじ
れ角）θ1 に比べて小さい。従って、歯スジ（歯面）の
ねじれ角がθ1 ’である歯形の形成された熱間鍛造用金
型を用いて熱間鍛造した直後の歯車の歯スジのねじれ角
はθ1 ’であるが、歯車が冷えることでθ1 となり、即
ち、冷間鍛造により仕上げ加工されることで、歯スジ
（歯面）のねじれ角が設計値通りの所定のねじれ角θ1
をもつまがりば傘歯車となる。また、熱間鍛造用金型
（の歯形）は、放電加工により成形されることから、熱
間鍛造用金型成形用の電極に形成する歯形の歯面を、歯
スジ（歯面）の熱収縮を考慮したねじれ角θ1 ’に形成
することで、この電極を用いた放電加工により成形され
た熱間鍛造用金型の歯形の歯スジ（歯面）も熱収縮を考
慮したねじれ角θ1 ’をもち、この金型によって熱間鍛
造された歯車の歯スジ（歯面）のねじれ角θ1 ’は、冷
えることで設計値通りのねじれ角θ1 となる。
に、請求項１に係るまがりば傘歯車の製造方法おいて
は、熱間鍛造によりまがりば傘歯車の歯面を成形し、次
いで冷間鍛造により歯面を仕上げ加工するまがりば傘歯
車の製造方法において、熱間鍛造用金型に形成する歯形
の歯スジのねじれ角を、熱間鍛造後の傘歯車の歯面の熱
収縮を考慮したねじれ角θ1 ’に設定するようにしたも
ので、具体的には、熱間鍛造温度Ｔと歯車材の線膨張係
数αから、熱収縮後の傘歯車の歯面の大端位置Ｐ１およ
び小端位置Ｐ２に対応する熱収縮前の傘歯車の歯面の大
端位置Ｐ１’および小端位置Ｐ２’を特定し、この特定
した大端位置Ｐ１’および小端位置Ｐ２’を通る歯切り
カッタＣ’の円弧２０’から、前記ねじれ角θ1’を特
定するようにしたものである。請求項２においては、請
求項１記載のまがりば傘歯車の製造方法において、前記
熱収縮後の傘歯車の歯面の大端位置Ｐ１および小端位置
Ｐ２を歯車中心Ｍからの距離のαＴ％（但し、α：歯車
材の線膨張係数，Ｔ：温度変化量である熱間鍛造温度）
だけそれぞれ半径方向外方にずらすことで、前記熱収縮
前の傘歯車の歯面の大端位置Ｐ１’および小端位置
Ｐ２’を特定するようにしたものである。請求項３にお
いては、請求項１または２のいずれかに記載のまがりば
傘歯車の製造方法において、熱間鍛造用金型に形成され
た歯形を熱間鍛造用金型成形用の電極を用いた放電加工
により成形するようにしたものである。請求項４に係る
まがりば傘歯車においては、放電加工により成形された
熱間鍛造用金型を用いた熱間鍛造によりまがりば傘歯車
の歯面が成形され、次いで冷間鍛造によりその歯面が仕
上げ加工されたまがりば傘歯車において、前記熱間鍛造
用金型成形用の放電加工用電極に形成された歯形の歯ス
ジのねじれ角を、熱間鍛造後の傘歯車の歯面の熱収縮を
考慮したねじれ角θ1 ’に設定するようにしたもので、
具体的には、熱間鍛造温度Ｔと歯車材の線膨張係数αか
ら、熱収縮後の傘歯車の歯面の大端位置Ｐ１および小端
位置Ｐ２ に対応する熱収縮前の傘歯車の歯面の大端位置
Ｐ１’および小端位置Ｐ２’を特定し、この特定した大
端位置Ｐ１および小端位置Ｐ２’を通る歯切りカッタ
Ｃ’の円弧２０’から、前記ねじれ角θ1’を特定する
ようにしたものである。請求項５においては、請求項４
に記載のまがりば傘歯車において、前記熱収縮後の傘歯
車の歯面の大端位置Ｐ１および小端位置Ｐ２を歯車中心
Ｍからの距離のαＴ％（但し、α：歯車材の線膨張係
数，Ｔ：熱間鍛造温度）だけそれぞれ半径方向外方にず
らすことで、前記熱収縮前の傘歯車の歯面の大端位置Ｐ
１’および小端位置Ｐ２’を特定するようにしたもので
ある。本発明では、熱間鍛造用金型の歯形の歯スジが熱
収縮を考慮したねじれ角θ1’をもつように設計（形
成）されており、熱間鍛造されたまがりば傘歯車の歯ス
ジは、熱収縮して設計値通りの所定のねじれ角θ1とな
る。実際に熱間鍛造用金型の歯形の歯スジ（歯面）を設
計するには、熱間鍛造後の歯車の歯面の熱収縮を考慮し
て設計することが必要である。そして、歯車の歯面上の
任意の点は、熱収縮（熱膨張）により、半径方向に変位
するため、熱収縮前の歯面上における大端位置Ｐ１’お
よび小端位置Ｐ２’は、熱収縮後の歯面上における大端
位置Ｐ１および小端位置Ｐ２を、歯車中心Ｍからの距離
（半径）のαＴ％（但し、α：歯車材の線膨張係数，
Ｔ：熱間鍛造温度）だけそれぞれ半径方向外方にずらす
ことで特定される。そして、この特定された熱収縮前の
大端位置Ｐ１’および小端位置Ｐ２’を通る歯切りカッ
タＣ’の円弧２０’から求めたねじれ角θ1’が、熱間
鍛造直後の歯車（熱収縮前の歯車）の歯スジのねじれ
角、即ち、熱間鍛造用金型の歯スジのねじれ角である。
なお、この熱収縮前のねじれ角θ1 ’は、熱収縮後の歯
スジねじれ角（歯車の歯面の大端位置Ｐ１および小端位
置Ｐ２を通る歯切りカッタＣの円弧２０から求まるねじ
れ角）θ1 に比べて小さい。従って、歯スジ（歯面）の
ねじれ角がθ1 ’である歯形の形成された熱間鍛造用金
型を用いて熱間鍛造した直後の歯車の歯スジのねじれ角
はθ1 ’であるが、歯車が冷えることでθ1 となり、即
ち、冷間鍛造により仕上げ加工されることで、歯スジ
（歯面）のねじれ角が設計値通りの所定のねじれ角θ1
をもつまがりば傘歯車となる。また、熱間鍛造用金型
（の歯形）は、放電加工により成形されることから、熱
間鍛造用金型成形用の電極に形成する歯形の歯面を、歯
スジ（歯面）の熱収縮を考慮したねじれ角θ1 ’に形成
することで、この電極を用いた放電加工により成形され
た熱間鍛造用金型の歯形の歯スジ（歯面）も熱収縮を考
慮したねじれ角θ1 ’をもち、この金型によって熱間鍛
造された歯車の歯スジ（歯面）のねじれ角θ1 ’は、冷
えることで設計値通りのねじれ角θ1 となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、実
施例に基づいて説明する。
施例に基づいて説明する。
【００１２】本発明方法においても、図４（ｃ），
（ｄ）に示す従来方法と同様に、熱間鍛造用金型４を用
いて熱間鍛造を行い、次いで冷間鍛造用金型６を用いて
冷間鍛造を行うが、熱間鍛造用金型４の歯形４ａの歯ス
ジのねじれ角θ1 ’は、熱間鍛造後の歯車Ｗの歯形の歯
スジの熱収縮を考慮した大きさに形成されており、熱間
鍛造された直後でまだ冷えていない歯車Ｗの歯形の歯ス
ジのねじれ角θ1 ’は、冷間鍛造されることで、設計通
りの目的とするねじれ角θ1 となるようになっている。
（ｄ）に示す従来方法と同様に、熱間鍛造用金型４を用
いて熱間鍛造を行い、次いで冷間鍛造用金型６を用いて
冷間鍛造を行うが、熱間鍛造用金型４の歯形４ａの歯ス
ジのねじれ角θ1 ’は、熱間鍛造後の歯車Ｗの歯形の歯
スジの熱収縮を考慮した大きさに形成されており、熱間
鍛造された直後でまだ冷えていない歯車Ｗの歯形の歯ス
ジのねじれ角θ1 ’は、冷間鍛造されることで、設計通
りの目的とするねじれ角θ1 となるようになっている。
【００１３】即ち、熱間鍛造用金型４に形成されている
歯形４ａ（金型４の歯形４ａを成形するための放電加工
用電極２の歯形２ａ）の歯スジのねじれ角は、歯スジ
（歯面）の熱収縮を考慮している分、従来の同金型４に
形成される歯形の歯スジのねじれ角とは異なっている
が、冷間鍛造用金型６に形成される歯形６ａの歯スジの
ねじれ角は、冷間鍛造が熱間鍛造のような高温状態で行
われる訳ではないので、歯スジ（歯面）の熱収縮を考慮
せず、従来の同金型６に形成される歯形６ａの歯スジの
ねじれ角と同一である等、熱間鍛造用金型４に形成され
ている歯形４ａを除いたその他の構成については従来方
法と同一であり、この従来方法に対し異なる点（熱間鍛
造用金型４の歯形４ａの形状）について説明する。
歯形４ａ（金型４の歯形４ａを成形するための放電加工
用電極２の歯形２ａ）の歯スジのねじれ角は、歯スジ
（歯面）の熱収縮を考慮している分、従来の同金型４に
形成される歯形の歯スジのねじれ角とは異なっている
が、冷間鍛造用金型６に形成される歯形６ａの歯スジの
ねじれ角は、冷間鍛造が熱間鍛造のような高温状態で行
われる訳ではないので、歯スジ（歯面）の熱収縮を考慮
せず、従来の同金型６に形成される歯形６ａの歯スジの
ねじれ角と同一である等、熱間鍛造用金型４に形成され
ている歯形４ａを除いたその他の構成については従来方
法と同一であり、この従来方法に対し異なる点（熱間鍛
造用金型４の歯形４ａの形状）について説明する。
【００１４】図１は、熱収縮前後におけるまがりば傘歯
車の歯スジ（歯面）のねじれ角の変化を説明する図、図
２は、図１の要部拡大図で、符号Ｄ1 ’，Ｄ2 ’は、熱
間鍛造直後（以下、熱膨張時という）の同歯車の大端
円，小端円で、各歯面における大端位置，小端位置はそ
れぞれ大端円Ｄ1 ，小端円Ｄ2 上にある。符号Ｄ1 ，Ｄ
2 は、熱間鍛造終了後に常温まで冷えた時（熱収縮時）
の同歯車の大端円，小端円で、各歯面における大端位
置，小端位置はそれぞれ大端円Ｄ1 ，小端円Ｄ2 上にあ
る。符号Ｃ，Ｃ’は歯切りカッタ円で、同一径である。
符号２０’は熱膨張時の同歯車の歯スジ（歯面）、符号
２０は熱収縮時の同歯車の歯スジ（歯面）を示す。
車の歯スジ（歯面）のねじれ角の変化を説明する図、図
２は、図１の要部拡大図で、符号Ｄ1 ’，Ｄ2 ’は、熱
間鍛造直後（以下、熱膨張時という）の同歯車の大端
円，小端円で、各歯面における大端位置，小端位置はそ
れぞれ大端円Ｄ1 ，小端円Ｄ2 上にある。符号Ｄ1 ，Ｄ
2 は、熱間鍛造終了後に常温まで冷えた時（熱収縮時）
の同歯車の大端円，小端円で、各歯面における大端位
置，小端位置はそれぞれ大端円Ｄ1 ，小端円Ｄ2 上にあ
る。符号Ｃ，Ｃ’は歯切りカッタ円で、同一径である。
符号２０’は熱膨張時の同歯車の歯スジ（歯面）、符号
２０は熱収縮時の同歯車の歯スジ（歯面）を示す。
【００１５】これらの図において、熱間鍛造により熱膨
張しているまがりば傘歯車の歯面の大端円および小端円
は、熱間鍛造後の熱収縮により、Ｄ1 ’，Ｄ2 ’位置か
らＤ1 ，Ｄ2 位置となる。このとき、熱膨張時の歯面の
大端位置Ｐ1 ’および小端位置Ｐ2 ’は、歯面が熱収縮
することで、各位置Ｐ1 ’，Ｐ2 ’の歯車中心Ｍからの
距離（半径）のαＴ％（但し、α：歯車材の線膨張係
数，Ｔ：温度変化量である熱間鍛造温度）だけ半径方向
内側に移動したＰ1 ，Ｐ2 となる。
張しているまがりば傘歯車の歯面の大端円および小端円
は、熱間鍛造後の熱収縮により、Ｄ1 ’，Ｄ2 ’位置か
らＤ1 ，Ｄ2 位置となる。このとき、熱膨張時の歯面の
大端位置Ｐ1 ’および小端位置Ｐ2 ’は、歯面が熱収縮
することで、各位置Ｐ1 ’，Ｐ2 ’の歯車中心Ｍからの
距離（半径）のαＴ％（但し、α：歯車材の線膨張係
数，Ｔ：温度変化量である熱間鍛造温度）だけ半径方向
内側に移動したＰ1 ，Ｐ2 となる。
【００１６】即ち、熱膨張（熱収縮）による歯車の周方
向の伸び（縮み）δは、δ＝２πＲαＴ（但し、Ｒ：歯
車中心Ｍからの距離，α：歯車材の線膨張係数，Ｔ：温
度変化量）であり、従って、熱膨張（熱収縮）による歯
車の周方向の長さは２πＲ（１±αＴ）となる。ここ
で、熱膨張時の歯車の半径をｒとすると、２πｒ＝２π
Ｒ（１±αＴ）で、ｒ＝Ｒ±ＲαＴから、熱膨張（熱収
縮）による歯車の半径方向の伸び（縮み）はαＴＲとな
る。このため、熱膨張（熱収縮）時における歯スジ（歯
面）は、熱収縮することで、点Ｐ１’およびＰ２’を通
る半径ｄの歯切りカッタ円Ｃ’のつくる円弧２０’（円
弧Ｐ１’Ｐ２’）位置から、点Ｐ１およびＰ２を通る半
径ｄの歯切りカッタ円Ｃのつくる円弧２０（円弧Ｐ１Ｐ
２）位置となって、歯スジ（歯面）のねじれ角はθ1 ’
からθ1となる。
向の伸び（縮み）δは、δ＝２πＲαＴ（但し、Ｒ：歯
車中心Ｍからの距離，α：歯車材の線膨張係数，Ｔ：温
度変化量）であり、従って、熱膨張（熱収縮）による歯
車の周方向の長さは２πＲ（１±αＴ）となる。ここ
で、熱膨張時の歯車の半径をｒとすると、２πｒ＝２π
Ｒ（１±αＴ）で、ｒ＝Ｒ±ＲαＴから、熱膨張（熱収
縮）による歯車の半径方向の伸び（縮み）はαＴＲとな
る。このため、熱膨張（熱収縮）時における歯スジ（歯
面）は、熱収縮することで、点Ｐ１’およびＰ２’を通
る半径ｄの歯切りカッタ円Ｃ’のつくる円弧２０’（円
弧Ｐ１’Ｐ２’）位置から、点Ｐ１およびＰ２を通る半
径ｄの歯切りカッタ円Ｃのつくる円弧２０（円弧Ｐ１Ｐ
２）位置となって、歯スジ（歯面）のねじれ角はθ1 ’
からθ1となる。
【００１７】このように、歯スジのねじれ角がθ1 ’と
なるように熱間鍛造用金型４の歯形４ａの歯面を形成す
ることで、熱間鍛造終了後、冷えた歯スジのねじれ角は
θ1となることから、製造される歯車の歯スジのねじれ
角をθ1 とするには、熱間鍛造用金型４の歯形４ａの歯
スジのねじれ角を、熱収縮を考慮したθ1 ’となるよう
に設計すればよい。
なるように熱間鍛造用金型４の歯形４ａの歯面を形成す
ることで、熱間鍛造終了後、冷えた歯スジのねじれ角は
θ1となることから、製造される歯車の歯スジのねじれ
角をθ1 とするには、熱間鍛造用金型４の歯形４ａの歯
スジのねじれ角を、熱収縮を考慮したθ1 ’となるよう
に設計すればよい。
【００１８】また、熱間鍛造用金型４の歯形４ａは、図
４（ａ），（ｂ）に示されるように、放電加工によって
成形されるので、即ち、熱間鍛造用金型４の歯形４ａ
は、熱間鍛造用金型成形用の電極２を用いた放電加工に
より成形されるので、熱間鍛造用金型４の歯形４ａの設
計は、放電加工用電極２の歯形２ａの設計に他ならな
い。
４（ａ），（ｂ）に示されるように、放電加工によって
成形されるので、即ち、熱間鍛造用金型４の歯形４ａ
は、熱間鍛造用金型成形用の電極２を用いた放電加工に
より成形されるので、熱間鍛造用金型４の歯形４ａの設
計は、放電加工用電極２の歯形２ａの設計に他ならな
い。
【００１９】従って、図１，２を参照しつつ、放電加工
用電極２の歯形２ａの具体的設計手順について説明す
る。
用電極２の歯形２ａの具体的設計手順について説明す
る。
【００２０】まず、ピッチ線上の計算値である歯幅中心
円Ｄ0 と直交基準軸Ｘ，Ｙとを描く。次に、これら（歯
幅中心円Ｄ0 と直交基準軸Ｘ，Ｙ）の交点Ｐ0 を通る所
定の大きさのねじれ角θ1 をもつねじれ角直線Ｌ0 を描
く。次に、この点Ｐ0 において、ねじれ角直線Ｌ0 に接
する所定の径ｄの円（歯切りカッタ円）Ｃを描く。次
に、歯車の歯面の大端円Ｄ1 ，小端円Ｄ2 を描き、これ
らの円Ｄ1 ，Ｄ2 と歯切りカッタ円Ｃとの交点を大端位
置Ｐ1 ，小端位置Ｐ2 としてプロットする。次に、各交
点位置Ｐ1 ，Ｐ2 を歯車中心Ｍから半径方向外方にαＴ
Ｒ（α：歯車材の線膨張係数，Ｔ：熱間鍛造温度，Ｒ：
歯車中心Ｍから交点Ｐ1 ，Ｐ2 までの距離）だけ拡大し
た点を、拡径大端位置Ｐ1 ’，拡径小端位置Ｐ2 ’とし
てプロットする。なお、符号Ｌ1 ，Ｌ2 は、歯車中心Ｍ
と点Ｐ1 ，Ｐ2 を通る直線で、拡径大端位置Ｐ1 ’，拡
径小端位置Ｐ2 ’は、熱膨張した歯車の歯面の大端円Ｄ
1 ’，小端円Ｄ2 ’上に位置している。
円Ｄ0 と直交基準軸Ｘ，Ｙとを描く。次に、これら（歯
幅中心円Ｄ0 と直交基準軸Ｘ，Ｙ）の交点Ｐ0 を通る所
定の大きさのねじれ角θ1 をもつねじれ角直線Ｌ0 を描
く。次に、この点Ｐ0 において、ねじれ角直線Ｌ0 に接
する所定の径ｄの円（歯切りカッタ円）Ｃを描く。次
に、歯車の歯面の大端円Ｄ1 ，小端円Ｄ2 を描き、これ
らの円Ｄ1 ，Ｄ2 と歯切りカッタ円Ｃとの交点を大端位
置Ｐ1 ，小端位置Ｐ2 としてプロットする。次に、各交
点位置Ｐ1 ，Ｐ2 を歯車中心Ｍから半径方向外方にαＴ
Ｒ（α：歯車材の線膨張係数，Ｔ：熱間鍛造温度，Ｒ：
歯車中心Ｍから交点Ｐ1 ，Ｐ2 までの距離）だけ拡大し
た点を、拡径大端位置Ｐ1 ’，拡径小端位置Ｐ2 ’とし
てプロットする。なお、符号Ｌ1 ，Ｌ2 は、歯車中心Ｍ
と点Ｐ1 ，Ｐ2 を通る直線で、拡径大端位置Ｐ1 ’，拡
径小端位置Ｐ2 ’は、熱膨張した歯車の歯面の大端円Ｄ
1 ’，小端円Ｄ2 ’上に位置している。
【００２１】次に、拡径大端位置Ｐ1 ’および拡径小端
位置Ｐ2 ’を通る所定の径ｄの歯切りカッタ円Ｃ’を描
く。そして、歯切りカッタ円Ｃ’と歯幅中心円Ｄ0 との
交点Ｐ0 ’に接するねじれ角直線Ｌ0 ’を描く。そし
て、この交点Ｐ0 ’と歯車中心Ｍを結ぶ直線Ｌを描く
と、ねじれ角直線Ｌ0 ’の直線Ｌに対する角度θ1 ’が
放電加工用電極２に形成する歯形２ａの歯スジのねじれ
角に他ならない。
位置Ｐ2 ’を通る所定の径ｄの歯切りカッタ円Ｃ’を描
く。そして、歯切りカッタ円Ｃ’と歯幅中心円Ｄ0 との
交点Ｐ0 ’に接するねじれ角直線Ｌ0 ’を描く。そし
て、この交点Ｐ0 ’と歯車中心Ｍを結ぶ直線Ｌを描く
と、ねじれ角直線Ｌ0 ’の直線Ｌに対する角度θ1 ’が
放電加工用電極２に形成する歯形２ａの歯スジのねじれ
角に他ならない。
【００２２】図３は、本発明方法により製造されたまが
りば傘歯車の縦断面図である。
りば傘歯車の縦断面図である。
【００２３】即ち、ピッチ角７４°２９’，ねじれ角３
２°３０’の歯形をもったまがりば傘歯車を製造するた
めに、熱間鍛造温度Ｔを１０００℃，歯車材（ＳＣｒ
材）の線膨張係数αを１５×１０-6として、図１，２に
示す実施例方法によって設計したピッチ角７４°２
９’，ねじれ角３２°０２’の歯形２ａを、歯切りカッ
タ（半径ｄ＝２．５ｉｎ）を用いた切削加工によって放
電加工用電極２に成形し、この電極２を用いた放電加工
により熱間鍛造用金型４（の歯形４ａ）を成形した。そ
して、この熱間鍛造用金型４を用いて歯車材（ＳＣｒ４
２０材）を熱間鍛造（温度１０００℃）し、次いで、所
定の歯形（ピッチ角７４°２９’，ねじれ角３２°３
０’）の形成された冷間鍛造用金型６を用いて冷間鍛造
したところ、図３に示すような歯形１２の形成されたま
がりば傘歯車１０が得られた。この歯形１２は、ピッチ
角が７４°２９’、歯スジのねじれ角が３２°３０’
で、ＪＩＳ３級の歯車精度をもつことが確認された。
２°３０’の歯形をもったまがりば傘歯車を製造するた
めに、熱間鍛造温度Ｔを１０００℃，歯車材（ＳＣｒ
材）の線膨張係数αを１５×１０-6として、図１，２に
示す実施例方法によって設計したピッチ角７４°２
９’，ねじれ角３２°０２’の歯形２ａを、歯切りカッ
タ（半径ｄ＝２．５ｉｎ）を用いた切削加工によって放
電加工用電極２に成形し、この電極２を用いた放電加工
により熱間鍛造用金型４（の歯形４ａ）を成形した。そ
して、この熱間鍛造用金型４を用いて歯車材（ＳＣｒ４
２０材）を熱間鍛造（温度１０００℃）し、次いで、所
定の歯形（ピッチ角７４°２９’，ねじれ角３２°３
０’）の形成された冷間鍛造用金型６を用いて冷間鍛造
したところ、図３に示すような歯形１２の形成されたま
がりば傘歯車１０が得られた。この歯形１２は、ピッチ
角が７４°２９’、歯スジのねじれ角が３２°３０’
で、ＪＩＳ３級の歯車精度をもつことが確認された。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、歯スジのねじれ角が熱収縮を考慮した値とな
るように熱間鍛造用金型の歯形を設計することで、設計
値通りのねじれ角をもつまがりば傘歯車を製造できるこ
とから、金型の設計が非常に容易となる。また、まがり
ば傘歯車の量産が可能となるので、それだけまがりば傘
歯車を安価に供給できる。また、熱間鍛造用金型（の歯
形）を放電加工により成形する場合には、この熱間鍛造
用金型成形用の電極に、熱間鍛造による歯車材の熱収縮
を考慮したねじれ角をもつ歯形を形成することで、設計
値通りのねじれ角をもつまがりば傘歯車を熱間鍛造する
ための金型を簡単に製造できる。
によれば、歯スジのねじれ角が熱収縮を考慮した値とな
るように熱間鍛造用金型の歯形を設計することで、設計
値通りのねじれ角をもつまがりば傘歯車を製造できるこ
とから、金型の設計が非常に容易となる。また、まがり
ば傘歯車の量産が可能となるので、それだけまがりば傘
歯車を安価に供給できる。また、熱間鍛造用金型（の歯
形）を放電加工により成形する場合には、この熱間鍛造
用金型成形用の電極に、熱間鍛造による歯車材の熱収縮
を考慮したねじれ角をもつ歯形を形成することで、設計
値通りのねじれ角をもつまがりば傘歯車を熱間鍛造する
ための金型を簡単に製造できる。
【図１】熱収縮前後におけるまがりば傘歯車の歯スジ
（歯面）のねじれ角の変化を説明する図
（歯面）のねじれ角の変化を説明する図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】本発明方法において製造された歯車の縦断面図
【図４】放電加工により形成した金型を使って傘歯車を
鍛造する工程を説明する図
鍛造する工程を説明する図
４ 熱間鍛造用金型
４ａ 歯形
６ 冷間鍛造用金型
６ａ 歯形
１０ まがりば傘歯車
１２ 歯形
２０ 熱収縮後の歯スジである円弧
２０’ 熱収縮前（熱膨張時）の歯スジである円弧
α 歯車材の線膨張係数
Ｔ 温度変化量である熱間鍛造温度
Ｃ，Ｃ’ 歯切りカッタ円
Ｄ0 歯幅中心円
Ｐ1 熱収縮後の大端位置
Ｐ1 ’ 熱収縮前（熱膨張時）の大端位置
Ｐ2 熱収縮後の小端径位置
Ｐ2 ’ 熱収縮前（熱膨張時）の小端位置
Ｐ0 熱収縮後の歯幅中心円と歯切りカッタ円Ｃとの交
点位置 Ｐ0 ’ 熱収縮前（熱膨張時）の歯幅中心円と歯切りカ
ッタ円Ｃ’との交点位置 θ1 熱収縮後のねじれ角 θ1 ’ 熱収縮前（熱膨張時）のねじれ角
点位置 Ｐ0 ’ 熱収縮前（熱膨張時）の歯幅中心円と歯切りカ
ッタ円Ｃ’との交点位置 θ1 熱収縮後のねじれ角 θ1 ’ 熱収縮前（熱膨張時）のねじれ角
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 羽田 芳智
静岡県浜松市入野町14591−２
(72)発明者 新間 和好
静岡県浜松市新橋町202−２
(72)発明者 荒川 英俊
静岡県磐田郡豊田町森下528−２
(56)参考文献 特開 昭62−230447（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21J 1/00 - 13/14
B21J 17/00 - 19/04
B21K 1/00 - 31/00
Claims (5)
- 【請求項１】 熱間鍛造によりまがりば傘歯車の歯面を
成形し、次いで冷間鍛造により歯面を仕上げ加工するま
がりば傘歯車の製造方法において、熱間鍛造温度と歯車材の線膨張係数から、熱収縮後の傘
歯車の歯面の大端位置および小端位置に対応する熱収縮
前の傘歯車の歯面の大端位置および小端位置を特定し、
この特定した大端位置および小端位置を通る歯切りカッ
タの円弧から、 熱間鍛造用金型に形成する歯形の歯スジ
のねじれ角を特定することを特徴とするまがりば傘歯車
の製造方法。 - 【請求項２】 前記熱収縮後の傘歯車の歯面の大端位置
および小端位置を歯車中心からの距離のαＴ％（但し、
α：歯車材の線膨張係数，Ｔ：温度変化量である熱間鍛
造温度）だけそれぞれ半径方向外方にずらすことで、前
記熱収縮前の傘歯車の歯面の大端位置および小端位置を
特定することを特徴とする請求項１に記載のまがりば傘
歯車の製造方法。 - 【請求項３】 前記熱間鍛造用金型に形成された歯形
は、熱間鍛造用金型成形用の電極を用いた放電加工によ
り形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載
のまがりば傘歯車の製造方法。 - 【請求項４】 放電加工により成形された熱間鍛造用金
型を用いた熱間鍛造によりまがりば傘歯車の歯面が成形
され、次いで冷間鍛造によりその歯面が仕上げ加工され
たまがりば傘歯車において、 前記熱間鍛造用金型成形用の放電加工用電極に形成され
た歯形の歯スジのねじれ角は、熱間鍛造温度と歯車材の
線膨張係数から、熱収縮後の傘歯車の歯面の大端位置お
よび小端位置に対応する熱収縮前の傘歯車の歯面の大端
位置および小端位置を特定し、この特定した大端位置お
よび小端位置を通る歯切りカッタの円弧から、特定され
たことを特徴とするまがり歯傘歯車。 - 【請求項５】 前記熱収縮後の傘歯車の歯面の大端位置
および小端位置を歯車中心からの距離のαＴ％（但し、
α：歯車材の線膨張係数，Ｔ：熱間鍛造温度）だけそれ
ぞれ半径方向外方にずらすことで、前記熱収縮前の傘歯
車の歯面の大端位置および小端位置が特定されたことを
特徴とする請求項４に記載のまがりば傘歯車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03003298A JP3397675B2 (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | まがりば傘歯車の製造方法およびまがりば傘歯車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03003298A JP3397675B2 (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | まがりば傘歯車の製造方法およびまがりば傘歯車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11226694A JPH11226694A (ja) | 1999-08-24 |
| JP3397675B2 true JP3397675B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=12292490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03003298A Expired - Fee Related JP3397675B2 (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | まがりば傘歯車の製造方法およびまがりば傘歯車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3397675B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002239676A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-27 | Yutaka Seimitsu Kogyo Ltd | かさ状歯車鍛造用金型の製造方法 |
| CN102303219B (zh) * | 2011-08-12 | 2013-02-27 | 天津第一机床总厂 | 大型插齿机刀轴的蜗杆齿形的加工方法 |
| CN102441773A (zh) * | 2011-09-09 | 2012-05-09 | 江苏飞船股份有限公司 | 弧齿锥齿轮热精锻及冷精整形复合工艺 |
| CN102764847B (zh) * | 2012-07-12 | 2014-06-18 | 南昌大学 | 一种直/斜齿柱形齿轮精密成形方法 |
| CN104057268A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-09-24 | 柳州市汉森机械制造有限公司 | 农耕机圆锥齿轮的加工方法 |
| CN105983847A (zh) * | 2015-02-13 | 2016-10-05 | 常州飞天齿轮有限公司 | 一种弧齿锥齿轮制造工艺 |
| CN105710620A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-06-29 | 江苏威鹰机械有限公司 | 轿车变速器结合齿齿轮制造工艺 |
| CN115229455B (zh) * | 2022-07-05 | 2024-02-23 | 一汽解放汽车有限公司 | 齿轮加工方法、装置、计算机设备和存储介质 |
-
1998
- 1998-02-12 JP JP03003298A patent/JP3397675B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11226694A (ja) | 1999-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3397675B2 (ja) | まがりば傘歯車の製造方法およびまがりば傘歯車 | |
| EP0933157B1 (en) | Cold forming tap with inside diameter finish blade and method of manufacturing same | |
| US4216826A (en) | Heat transfer tube for use in boiling type heat exchangers and method of producing the same | |
| KR100365667B1 (ko) | 금속핀튜브 | |
| JPS6462235A (en) | Heat transfer tube having improved heat transfer property and production unit and manufacture thereof | |
| EP2423585B1 (en) | Method of forming, inserting and permanently bonding ribs in boiler tubes | |
| US4245695A (en) | Heat transfer tube for condensation and method for manufacturing same | |
| JP5293584B2 (ja) | 捩り管形熱交換器および捩り管形熱交換器の製造方法 | |
| US6626277B2 (en) | Synchronizer sleeve for a change speed gear and method of manufacturing same | |
| JPH06198376A (ja) | 熱交換器用フィン付き金属管およびその製造方法 | |
| JPH03288052A (ja) | 変速装置用歯車 | |
| JPS6029594A (ja) | 伝熱管の製造方法 | |
| JP2008246569A (ja) | 鍛造成形用金型の製造方法 | |
| JP2569250B2 (ja) | カムピースの製造方法 | |
| JPS6224827A (ja) | 拡管用マンドレル | |
| JP2021100778A (ja) | ねじ山をチップレスで製造しまたは仕上する工具、その工具の製造方法、およびねじ山の製造方法 | |
| JPS61291895A (ja) | 沸騰伝熱管およびその製造方法 | |
| JP3631109B2 (ja) | ヘリカルブローチ加工方法及びヘリカルブローチ | |
| JPH0520162B2 (ja) | ||
| SU612558A1 (ru) | Способ изготовлени магнитопроводов электрических машин | |
| US3025946A (en) | Production of electric cable sheaths | |
| ITMI20150668A1 (it) | Metodo di produzione di un albero con profilo sagomato | |
| JPS62259624A (ja) | 熱間バルジ成形装置 | |
| KR20050064221A (ko) | 플라즈마챔버에 사용되는 플라즈마소스코일의 제조방법 | |
| SU782940A1 (ru) | Бесстружечный метчик |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080214 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090214 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100214 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110214 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120214 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130214 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140214 Year of fee payment: 11 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |