JP3546489B2 - 歯車の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、歯車の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来の歯形創成理論に基づく曲線で形成される歯車は、標準化した歯切工具で切削工法により歯形が形成されるため、図４に示すように、歯底１に対し左右の歯面は対称形状に形成され、ドライブ側歯面Ｄとコースト側歯面Ｃは対称形をなしている。しかし、自動車の変速機等に歯車が使用される場合には、左右何れか側の歯面がドライブ側となり、ドライブ側の歯面にはコースト側よりも強く入力荷重が作用し、ドライブ側歯面は摩耗，破損（フレーキング，スポーリング等）にさらされるものであり、現実にはドライブ側歯面はコースト側歯面よりも強度が要求され、また、ギアノイズ等の発生を抑えるためにはドライブ側の歯面はコースト側の歯面よりも歯形精度等が優れていることが要求されるものであり、従来の切削工法による対称形状に形成された歯面では実状にそぐわないという問題点があった。
また、使用時に噛合率が２．０以上となる歯車においては、ドライブ側歯面における噛み合い始め点付近の強度が特に重要となり、この噛み合い始め点付近の強度が歯車の全体強度と相関があり、特にこの付近の歯面組織および歯面精度が要求されるのであるが、従来工法ではこのような点は無視されて歯車が製造されるものであり、実状にそぐわない歯車となってしまうという問題点があった。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、ドライブ側の歯面の特に噛み合い始め点付近の歯面組織及び歯面精度が向上した歯車の製造方法を提供せんことを目的とし、その第１の要旨は、金型を押圧移動させて歯面を盛り上げ形成させる鍛造，圧造，サイジング工法による歯車の製造方法において、ドライブ側となる歯面の噛み合い始め点を始点として前記金型の押圧力を作用させ該金型を歯面に沿って押圧移動させることである。
また第２の要旨は、歯車のすべり方向の軸方向ベクトル成分と、金型の移動の軸方向ベクトル成分方向とが合致していることである。
【０００４】
【作用】
金型を押圧移動させて歯面を盛り上げ形成させる際に、ドライブ側となる歯面の噛み合い始め点をスタートポイントとして、この点から金型の押圧力を加えて徐々に歯面に沿って金型を移動させることにより、噛み合い始め点の内側に強固なファイバーフローが形成されて、この付近の歯面組織が強固なものとなり、また、この付近の歯面精度が向上して歯車全体の強度が高められ、使用時に従来よりも耐久性が高まった歯車となり、また、面精度が良好でギアノイズの発生も少なくすることができる。
また、歯車のすべり方向の軸方向ベクトル成分と、金型の移動の軸方向ベクトル成分方向とが合致していることにより、歯車の噛み合い進行方向にファイバーフローが形成されて、歯面組織が強固なものとなり、また、歯面精度が向上して歯車の強度が高められ、使用時に従来よりも耐久性が高まった歯車となる。
【０００５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、鍛造，圧造，サイジング工法等により金型を用いて歯車を製造する概略構成図を示すものであり、図２は、その要部拡大斜視図を示すものである。
【０００６】
ベース１１には複数の金型１２，１２，１２が固定されており、各金型１２，１２，１２はねじれ角βを有する傾斜状にそれぞれ並列配置されたものであり、各金型１２，１２，１２により図２に示すように歯車の歯形が形成される。
金型のベース１１にＰで示す矢印方向に押圧力を加えると、各金型１２が歯車に押し付けられて、金型１２の移動により、盛り上げ状に歯部Ｇが形成されるものであり、金型１２の底面部１２ａにより歯底１が形成され、金型１２の側面部１２ｂ，１２ｃにより歯面が形成されるものであるが、本例では、金型１２はそれぞれねじれ角βを有する傾斜状に形成されているため、荷重Ｐが作用することにより、ねじれ角βの関係で金型１２の側面部１２ｂが歯面に対し強く押圧されて移動することとなり、従って、金型１２の側面部１２ｂが押圧される図示右側のドライブ側歯面Ｄに押圧荷重が強く作用して、ドライブ側歯面Ｄは反対側のコースト側歯面Ｃよりも強い押圧力により内側に良好なファイバーフロー（繊維組織）が形成され、しかも、ドライブ側歯面Ｄは金型１２の押圧移動に従って強い摩擦力を受けて面精度が良好に確保される。
【０００７】
従って、ドライブ側歯面Ｄはコースト側歯面Ｃよりも面精度および面強度が高められたものとなり、特に、ねじれ角βを有するヘリカルギア等を形成する際には、極めて良好に金型１２により一方側のドライブ側歯面Ｄを他方側のコースト側歯面Ｃよりも面精度等を高めたものとして製造することができ、このように製造された歯車を自動車用変速機等に使用する際には、ドライブ側歯面Ｄは入力荷重等を受けて使用頻度がコースト側歯面Ｃよりも高いものであり、従来よりもドライブ側歯面Ｄは優れた面精度および面強度に形成されているため、実際の使用状況に良好に対応することができる。
【０００８】
なお、本例では、金型１２を歯面に押圧させて移動させる際に、図３に示すように、ドライブ側歯面Ｄの噛み合い始め点Ｅを始点とし、この点Ｅから金型１２の押圧力を作用させてゆき、歯面に沿って金型１２を押圧移動させるものであり、このように噛み合い始め点Ｅから歯面に沿って押圧力を移動させて製造することにより、噛み合い始め点Ｅから、歯面の内側にはファイバーフロー（繊維組織）が金型１２の移動方向に沿って連続して強固に形成されるため、ファイバーフローにより、噛み合い始め点Ｅから歯面に沿って歯面組織が強固なものに形成されることとなり、また特に噛み合い始め点Ｅから押圧力を開始させるため、金型１２の強大な摩擦力によりこの付近の歯面精度が良好なものとなる。
【０００９】
この噛み合い始め点Ｅは、実際の歯車の使用時において相手方の歯車からの入力荷重が最も強く作用する点であり、この噛み合い始め点Ｅの面組織および面精度が歯車全体の強度に強く影響するものであり、本例では前述した如く、金型の押圧力がこの噛み合い始め点Ｅからスタートして歯面に沿って加えられるため、噛み合い始め点Ｅから内側に連続して金型１２の滑り方向に沿ってファイバーフローが良好に形成され、歯面組織が強化されるとともに、金型の押圧移動に沿って、歯面精度が金型の精度に近いものとなり、高精度の歯面を得ることができ、また、歯車のすべり方向の軸方向ベクトル成分と、金型の移動の軸方向ベクトル成分方向とを合致させることにより、図３における金型１２の滑り方向Ａに沿って良好な歯面組織および歯面精度が形成され、この図３でハッチングで示す部分は、使用時において相手方の歯車が噛み合い入力荷重を受ける部分であり、特にこのハッチング部分が強化されて、従来の歯車よりも耐久性が高まり、また、面精度が向上しているためギアノイズの発生も少なくなるものである。
【００１０】
【発明の効果】
本発明は、金型を押圧移動させて歯面を盛り上げ形成させる鍛造，圧造，サイジング工法による歯車の製造方法において、ドライブ側となる歯面の噛み合い始め点を始点として前記金型の押圧力を作用させ該金型を歯面に沿って押圧移動させることとしたため、使用時に、特に強度および面精度の要求されるドライブ側歯面の噛み合い始め点に、金型により強固なファイバーフローを形成させ、かつファイバーフローを歯面方向に金型を滑らせて良好に形成させ、ファイバーフローにより歯面組織を強化させることができ、また歯面精度も向上したものとなり、使用状態において歯車全体の強度が増し、従来よりも耐久性に優れ、かつギアノイズの発生の少ない歯車を得ることができる効果を有する。
また、歯車のすべり方向の軸方向ベクトル成分と、金型の移動の軸方向ベクトル成分方向とが合致していることにより、歯車の噛み合い進行方向にファイバーフローが形成されて、歯面組織が強固なものとなり、また、歯面精度が向上して歯車の強度が高められ、使用時に従来よりも耐久性が高まった歯車となる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】金型を押圧移動させて歯車を製造する作用説明図である。
【図２】図１の要部拡大斜視図である。
【図３】ドライブ側歯面の噛み合い始め点と金型の滑り方向を示す斜視構成図である。
【図４】従来の歯形創性理論に基づく歯形図である。
【符号の説明】
Ｇ 歯部
Ｄ ドライブ側歯面
Ｃ コースト側歯面
Ｐ 荷重
Ａ 金型の滑り方向
Ｅ 噛み合い始め点
１１ ベース
１２ 金型
１２ａ 底面部
１２ｂ，１２ｃ 側面部

Claims (2)

1. 金型を押圧移動させて歯面を盛り上げ形成させる鍛造，圧造，サイジング工法等による歯車の製造方法において、ドライブ側となる歯面の噛み合い始め点を始点として前記金型の押圧力を作用させ、該金型を歯面に沿って押圧移動させることを特徴とする歯車の製造方法。
2. 歯車のすべり方向の軸方向ベクトル成分と、金型の移動の軸方向ベクトル成分方向とが合致している請求項１に記載の歯車の製造方法。

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