JPH01215425A - ウオームの転造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野〕 本発明は、ウオームの転造方法に関し、特に、丸棒形状
の素材にねじれ方向の異なるウオームの転造方法の改良
に係り、例えば、自動車等のワイパ駆動装置に使用され
るウオーム軸の製造に利用して有効なものに関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来の自動車等のワイパ駆動装置として、過大な反力が
軸受等に加わることのないようにするために、第６図に
示されているようなワイパ駆動装置が用いられることが
ある。

第６図中、図示しないモータにより駆動回転されるのは
左ねじれウオーム１ａと右ねじれウオーム１ｂとが隣接
されて設けられたウオーム軸ｌであって、左ねじれウオ
ーム１ａおよび右ねじれウオーム１ｂはそれぞれウオー
ムホイール２ａおよび２ｂと噛合され、ウオームホイー
ル２ａおよび２ｂはそれぞれ同軸に固定されたピニオン
３ａおよび３ｂを介して出力ギヤ４とそれぞれ連携され
ている。

この装置によると、モータの高速回転は効率よく減速さ
れて出力ギヤ４の回転軸である出力軸５に伝達される。

そして、各部は矢印の方向に回転するのでそれぞれの左
ねじれウーオームｌａおよび右ねじれウオームｌｂの受
ける軸方向の反力は互いに逆方向となって相殺され、ま
た、軸に対して直角な方向の反力も互いにウオーム軸ｌ
を介して反対方向となって相殺されるため、軸受等に対
する荷重が軽微となる利点がある。

ここで、問題となるのは前記ウオーム軸の成形方法であ
って、第６図に示されているものは切削加工により作製
されたものであるから、ねじ山の端部が正確に加工され
てねし山全部を使用することができる。

ところが、ウオームの転造方法によるものは第７図に示
されているように、中央部の正規ねし山からなる左ねじ
れウオーム１ａおよび右ねじれウオーム１ｂのほかに、
使用することができない不正規のねし山部がその両脇に
それぞれ発生してしまう、その一部拡大図は第８図の通
りである。

そのウオームの転造方法としては、第９図に示されてい
るように、素材Ｃを、隣接した互に異なるねじれの歯を
有するダイスＡおよびＢと、同じく隣接した互に異なる
ねじれの歯を有するダイスＡ′およびＢ′とを対向させ
た間に押圧しながら駆動軸りおよび已により回転させて
、各ダイスＡ、Ｂ、Ａ’　、Ｂ’の歯先で各ウオームｌ
ａ、ｌｂの谷を形成し、同時に各ダイスの歯形に沿う材
料の移動で、各ウオームのねし山を形成するという、転
造加工が実施される。

しかし、各ダイスには各端部にテーパ一部Ｔがあり、こ
のテーパ一部下が不完全歯となっているため、テーパ一
部Ｔの歯先が低いことにより、テーパ一部Ｔの素材Ｃへ
の食い込み量が小さく、材料の移動も少ないので、テー
パ一部Ｔの当たるウオームは歯底が高く歯先が低くなり
、その結果、前記の不正規のねし山部が発生してしまう
。

ちなみに、転造加工においては、ロールダイスの両端部
に前記のテーパ一部を設けておかないと、当初から相当
の負荷がかかるので、シャフトが曲がったり破損したり
する。したがうて、ロールダイスにテーパ一部を設ける
ことは不可欠であり、そのため、転造加工されたウオー
ム軸においては、前記の不正規のねし山部の発生は避け
ることができない、その結果、この不正規のねし山部の
分だけ軸の全長が長くなり、装置が大形とならざるを得
ない。

そこで、第１０図に示されているように、対向するロー
ルダイス群Ａ、ＢおよびＡ’　、Ｂ’を接合面において
軸方向にずらせて対向させることにより、テーパ一部分
子の加工を相手方の正規の歯により加工させるようにし
て、前記の不正規のねし山部を少なくしたウオームの転
造方法が提案されている（例えば、特願昭５７−１０７
６１３号参照）。

第１０図に示されているウオームの転造方法は、ダブル
ねしく２条ねし）の左および右ねじれウオームを有する
ウオーム軸の製造において、ロールダイス群Ａ′および
Ｂ′に対して対向するロールダイス群ＡおよびＢをねし
山の１ピッチ分Ｐだけずらせて転造加工するものである
。この方法によれば、ダイスＡ′の右端のテーパ一部Ｔ
で形成された不正規のねじ山部はダイス八で正規１のね
じ山部に変えられ、また、ダイスＢの左端のテーパー部
Ｔで形成された不正規のねし山部はダイスＢ′で正規の
ねじ山部に変えられる。その結果、不正規のねし山部が
それぞれ１個づつ短くなり、換言すれば、正規のねし山
部が１ピッチづつ中央寄りになる。したがって、その分
だけウオームの全長を短くすることができる。

第１１図は第１０図に示されている方法で形成された左
右ねじれウオームを有するウオーム軸が示されており、
ウオーム中央部の菱形形状突起は、ダイスＡとダイスＢ
′が形成した逆ねじれのウオームをそれぞれのダイスが
つぶし合うことによって形成されたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、第１θ図に示されているウオームの転遣方法に
おいては、第１２図に示されているように、ダイスＢの
歯により刻まれた線すと、ダイスＡ′の歯により刻まれ
た線ａとが重なるため、ダイスが損傷され、ダイスの寿
命が短くなるという不具合がある。

本発明の目的は、°ダイスの寿命を短くすることなく、
左ねじれウオームおよび右ねじれウオームを有するウオ
ーム軸の全長を短くすることができるウオームの転造方
法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るウオームの転造方法は、左ねじれの歯列を
有するダイスと、右ねじれの歯列を有するダイスとが同
軸上で互いに接合するように配設されているロールダイ
ス群を２＆Ｉ、互いに平行に、かつ、外周面が対向する
ようにそれぞれ軸支するとともに、一方のロールダイス
群における両ダイス接合面と、他方のロールダイス群に
おける両ダイス接合面とが軸方向に互いに１／２ピッチ
ずれるように、かつ、両ダイス群の歯列のそれぞれが周
方向に互いに１７２ピッチずれるように、両ダイス群を
それぞれ配設し、両ロールダイス群の間に丸棒形状の素
材を挟み込み、各ダイスを互いに押圧させるとともに、
素材を相対的に回転させることにより、素材の表面に左
ねじれウオームおよび右ねじれウオームを互いに突合状
態でそれぞれ成形することができることを特徴とする。

〔作用〕

前記した手段によれば、両ロールダイス群の接合面同士
が相互に軸方向に１／２ピッチずらされた分だけ、左ね
じれウオームと右ねじれウオームとは１／２ピッチ宛中
央寄りになるため、全長が短くなる。しかも、各ウオー
ムの境界部にば各ウオームの稜線が、互いに重合せずに
交互に入りくんだ状態で形成される。したがって、ロー
ルダイスの歯が相手方のロールダイスが素材上に刻んだ
稜線によって損傷されることはない、その結果、各ロー
ルダイスの寿命はいずれも短命化されることはない。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるウオームの転造方法を
示す拡大部分正面図、第２図、第３図および第４図はそ
の作用を説明するための各拡大部分正面図である。

本実施例において、本発明に係るウオームの転造方法に
使用される転造装置は、軸心が互いに平行になるように
それぞれ配設されている２＆ｌｌのロールダイス群１０
および２０を備えている。一方の組のロールダイス群（
以下、第１ダイス群という、）１０は、互いに異なるね
じれの歯列１１ａおよび１２ａがそれぞれ形成されてい
る一対のダイス１１および１２を備えており、両ダイス
１１と１２とは同軸上において互いに端面ｔｔｂ、ｔ２
ｂ同士を接合された状態で、一体回転するように軸架さ
れている０両ダイス１１．１２の接合面１１ｂ、１２ｂ
にはテーパ一部１１ｄ、１２ｄが歯列１１ａ、１２ａの
端末にそれぞれ形成されている。同様に、他方の組のロ
ールダイス群（以下、第２ダイス群という、）２０は、
互いに異なるねじれの歯列２１ａおよび２２ａがそれぞ
れ形成されている一対のダイス２１および２２を備えて
おり、両ダイス２１と２２とは同軸上において互いに端
面２１ｂ、２２ｂ同士を接合された状態で、一体回転す
るように軸架されている６両ダイス２１１２２の接合面
２１ｂ、２２ｂにはテーパ一部２１ｄ、２２ｄが歯列２
１ａ、２２ａの端末にそれぞれ形成されている。

第１ダイス群１０および第２ダイス群２０において、仮
に、歯列が左ねじれ方向のうオームを転　　造するよう
にそれぞれ形成されているダイスが、左ねじれ用第１ダ
イス１１および左ねじれ用第２ダイス２１であるとする
と、これら第１ダイス１１と第２ダイス２１とは互いに
外周面が対向するように、かつ、その歯列１１ａと２１
ａとが展開図において平行になるようにそれぞれ配設さ
れている。同様に、第１ダイス群１０および第２ダイス
群２０において、仮に、歯列が右ねじれ方向のウオーム
を転造するようにそれぞれ形成されているダイスが、右
ねじれ用第１ダイス１２および右ねじれ用第２ダイス２
２であるとすると、これら第１ダイス１２と第２ダイス
２２とは互いに外周面が対向するように、かつ、その歯
列１２ａと２２ａとが展開図において平行になるように
それぞれ配設されている。

そして、本実施例においては、第１ダイス群１０および
第２ダイス群２０は、左ねじれ用第１ダイス１１と右ね
じれ用第１ダイ不１２との第１接合面１１ｂ−１２ｂと
、左ねじれ用第２ダイス２１と右ねじれ用第２ダイス２
２との第２接合面２１ｂ−２２ｂとが、軸心方向にウオ
ームピッチの１／２分だけずれるように、かつ、接合面
と反対側の端面１１ｃと１２ｃおよび２１ｃと２２ｃが
それぞれ揃うようにそれぞれ配設されている。したがっ
て、左ねじれ用第１ダイス１１および右ねじれ用第２ダ
イス２２は、その厚さがずれた分だけ、他のダイス１２
および２１に対して相対的に薄くなるように、それぞれ
設定されている。

かつまた、左ねじれ用第１ダイス１１と右ねじれ用第１
ダイス１２とは、その接合面１１ｂ−１２ｂにおいてそ
の歯列１１ａ、１２ａの端末相互が突き合わさるように
、配設されており、同様に、左ねじれ用第２ダイス２１
と右ねじれ用第２ダイス２２とは、その接合面２１ｂ−
２２ｂにおいてその歯列２１ａｓ２２ａの端末相互が突
き合わさるように、配設されている。また、第１ダイス
群１０と第２ダイス群２０の歯列は周方向に１／２ピッ
チずれた状態に配設されている。

次に作用を説明する。

例えば、ウオーム軸に左右ねじれウオーム相互を突き合
わさるように同時に転造加工する場合、所望の丸棒形状
に形成されたウオーム軸の素材３０が第１ダイス群ｌＯ
と第２ダイス群２０との間に、各ダイス１１．１２およ
び２１２２にそれぞれ外接するように配されて挟み込ま
れる。第１ダイス群１０と第２ダイス群２０とが互いに
接近する方向に押圧されながら、素材３０が一方向に相
対的に回転されると、各ダイス１１．１２および２１．
２２により素材３０の表面に左ねじれウオーム３１およ
び右ねじれウオーム３２がそれぞれ転造される。このと
き、第１ダイス群１０と第２ダイス群２０とは、その外
側端面１１ｃと２１ｃ１および１２ｃと２２ｃとが一直
線上に揃うように配設されているため、素材３０には両
方向から互いに相殺する押圧力が作用することになる。

このため、素材３０はその軸心の曲がりを防止されるこ
とになる。

この転造加工において、各ダイスの接合面のそれぞれに
はテーパ一部ｌｉｄ、１２ｄ、２１ｄおよび２２ｄが形
成されているため、各歯列１１ａ２１２ａ、２１ａおよ
び２２ａの当該テーパ一部によるウオーム３１３２につ
いての転造加工は不適切になるのが、一般である。

ところが、本実施例においては、第１ダイス群１０およ
び第２ダイス群２０が、それらの接合面１１ｂおよび１
２ｂと、２１ｂおよび２２ｂとが軸心方向に１７２ピッ
チずれるように、配設されているため、テーパ一部１１
ｄＳ　１２ｄ、２１ｄおよび２２ｄに対向する部分にお
いても、左ねじれウオーム３１および右ねじれウオーム
３２が略適正に転造される０例えば、左ねじれ用第１ダ
イス１１におけるテーパ一部ｌｉｄに形成された歯列１
１ａの端末によれば、左ねじれウオーム３１−が不適切
に転造加工されるが、軸心方向に１／２ピッチ分ずれる
ことにより、不適切に転造加工された当該部分は相手方
の左ねじれ用第２ダイス２１の歯列２Ｌａにおける適正
領域により修正加工されることになる。同様に、右ねじ
れ用第２ダイス２２におけるテーパ一部２２ｄに形成さ
れた歯列２２ａの端末によれば、右ねじれウオーム３２
が不適切に転造加工されるが、不適切に転造加工された
当該部分は相手方の右ねじれ用第１ダイス１２の歯列１
２ａにおける適正領域により修正加工される。つまり、
１／２ピッチ分ずらされることにより、第１ダイス群ｌ
Ｏと第２ダイス群２０とは相互に補償し合うことになる
。

ここで、接合面１１ｂ−１２ｂと接合面２１ｂ−２２ｂ
が１／２ウオームピッチずれているので、第２図に示さ
れているように、右ねじれ用第１ダイス１２における歯
の線ａ２と、この第１ダイス１２によって素材３０に形
成される右ねじれウオーム３２の歯の線ａ　、　ｌ　と
、右ねじれ用第２ダイス２２における歯の線ｂ２によっ
て素材３０に形成される歯の線ｂ！“とが互いに一致し
なければならないが、接合面１１ｂ−１２ｂと、２１ｂ
−２２ｂとが互いに１／２ウオームピッチ宛ずれている
ところから、このままでは、歯の線ａ　、　ｌと、ｂ２
′とは一致せず、Ｉ／２つ、オームピッチずれた状態と
なる。

そこで、第３図に示されているように、第２ダイス群２
０のダイス２１および２２を軸まわりにＥ方向に回転さ
せる。この回転量は、歯の線ｂ２′が歯の線ａ′と一致
する歯の線す、ＩＴになるまで回転させる。そして、そ
の円周上における回転移動量Ｍは次式によって求められ
る。

回転移動量Ｍ＝０．５ＸＰ／ｌａｎθ ただし、θは第３図に示すねじれ角を表す。

前述した状態に各ダイス１１．．１２．２１および２２
をセットすると、第４図に示されているように、右ねじ
れ用第１ダイス１２により不完全歯の限界点が点Ｓ２に
形成されるが、この第１ダイス１２に相対向する右ねじ
れ用第２ダイス２２による不完全歯の限界点が点Ｓ４に
形成される。−方、転造は素材３０を回転しながら行わ
れるので、点Ｓ４は点Ｔ、に移り、点Ｓｔは完全歯に含
まれる。同様にして、左ねじれ用第１ダイス１１による
不完全歯の限界点は点Ｓｔに形成され、同第２ダイス２
１による不完全歯の限界点が点Ｔ、に形成されるが、点
Ｓｓが点Ｔ２に移り、点Ｓｌが完全歯に含まれるため、
不完全歯は点Ｓ、−Ｔ、、Ｔ　ｔ　”’−Ｓ　ａの範囲
となる。

これにより、点Ｔ、〜Ｔ２の長さは、点Ｓ２〜Ｓ、（ま
たは、Ｓ＋”Ｓｇ）の長さ＝２×により−も、０．５Ｘ
Ｐ分少なくなる。すなわち、不完全歯が少なくなったこ
とを意味する。ここで、ｋはテーパ一部の幅に相当する
。

この状態において、第５図に示されているように、素材
３０に形成される左ねじれウオーム３１と右ねじれウオ
ーム３２との境界部において、歯の稜線は交互に入りく
んだ形態に形成されている。

さらに、第１図に示されているように、右ねじれ用第１
ダイス１２の歯列１２ａによって形成される歯の線３２
ａと、左ねじれ用第１ダイス２１の歯列２１ａによって
形成される歯の線３１ａとが重合することがないので、
各ダイスが損傷するのを防止することができる。

本実施例によれば、ウオーム軸の全長を短くすることが
できるため、製造コストの低減を図ることができるとと
もに、減速機構の小型化に寄与することができる。また
、各ダイスの幅を狭くすることができるので、ダイスの
製造費を低減することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、２＆ｆｌのロー
ルダイス群を軸方向および周方向で互いに１／２ウオー
ムピッチずらした状態で素材に左ねじれウオームおよび
右ねじれウオームを転造加工するようにしたため、ウオ
ーム軸の全長を短くすることができるとともに、ダイス
の長寿命化を図ることができる。さらに、ダイスの両端
面が同一直線上に揃えることにより、素材の軸方向の曲
がりを防止させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるウオームの転造方法を
示す拡大部分正面図、第２図、第３図および第４図はそ
の作用を説明するための各拡大部分正面図、第５図は製
造されたウオームの要部を示す正面図、第６図はワイパ
駆動装置の要部を示す一部省略部分正面図、第７図は従
来例のウオーム軸を示す正面図、第８図は同じく拡大部
分正面図、第９図は従来のウオームの転造方法を示す正
面図、第１０図は従来の他のウオームの転造方法を示す
正面図、第１１図は第１０図に示されたウオームの転造
方法により製造されたウオーム軸を示す正面図、第１２
図は第１Ｏ図に示されたウオームの転造方法の作用を説
明するための模式図である。 １０・・・第１０−ルダイス群、１１・・・左ねじれ用
第１ダイス、１２・・・右ねじれ用第２ダイス、２０・
・・第２０−ルダイス群、２１・・・左ねじれ用第２ダ
イス、２２・・・右ねじれ用第２ダイス、３０・・・素
材、３１・・・左ねじれウオーム、３２・・・右ねじれ
ウオー代理人　弁理士　梶　　原　　辰　　也第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図　、　　　第１０図 第１Ｉ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、左ねじれの歯列を有するダイスと、右ねじれの歯列
   を有するダイスとが同軸上で互いに接合するように配設
   されているロールダイス群を２組、互いに平行に、かつ
   、外周面が対向するようにそれぞれ軸支するとともに、
   一方のロールダイス群における両ダイス接合面と、他方
   のロールダイス群における両ダイス接合面とが軸方向に
   互いに１／２ピッチずれるように、かつ、両ダイス群の
   歯列のそれぞれが周方向に互いに１／２ピッチずれるよ
   うに、両ダイス群をそれぞれ配設し、両ロールダイス群
   の間に丸棒形状の素材を挟み込み、各ダイスを互いに押
   圧させるとともに、素材を相対的に回転させることによ
   り、素材の表面に左ねじれウォームおよび右ねじれウォ
   ームを互いに突合状態でそれぞれ成形することができる
   ことを特徴とするウォームの転造方法。