JPS59202129A - 転造用平ダイス - 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】 この発明は被転造物を挾み付けて相対的に移動すること
によりヘリカルギヤあるいは油溝等のねじれ自やねじれ
溝を転造するための平ダイスに関し、特に奇数の幽もし
くは溝を形成する場合に有効な平ダイスに関するもので
ある。

例えば第１図に示すようなヘリカルギヤ１を製造する方
法として、ホブカッター等により切削する方法や転造に
よる方法が考えられるが、切削による方法では、作業に
要する時間が長く、またホブの切りあがりによる不要部
分が必要であるから、最終製品以上の大きさの被加工物
を用意しなければならず、しかも工具費も高くなるなど
の問題がある。これに対し、転造による方法では、上記
のような問題が生じないが、被転造物に大きな荷重をか
けて塑性変形させる方法であるために、従来では充分な
精度が出す、止むを得ず切削加工によってヘリカルギヤ
１を製造しているのが実情である。

すなわち、ヘリカルギヤ１を転造によって製造する場合
、被転造物２を第２図に示すように１対の平ダイス３．
４によって挾み付けるとともに荷重Ｐをかけ、その状態
で各平ダイス３．４を相対的に逆方向へ移動させて被転
造物２を回転させることにより行なうが、特に奇数歯の
ヘリカルギヤ１にあっては、被転造物２と平ダイス３．
４との噛合い歯数が変化するために、歯すじ誤差が生じ
る。第３図は噛合い点の移動を説明するための図であっ
て、平ダイス３に対し被転造物２がＡで示す位置にある
とき、両者は８１点、８２点、８３点の３点で噛合って
おり、被転造物２が第３図に８で示す位置に相対的に移
動すると、両者はｂ１点、ｂ２点、ｂ３点、ｂ４点の合
計４点で噛合い、これに対し他方の平ダイス４と被転造
物２とは第３図に示す場合とは逆に、被転造物２がＡで
示す位置にあるときに４点で噛合い、Ｂで示す位置にあ
るときに３点で噛合う。このように奇数歯のヘリカルギ
ヤ１を転造する場合には、噛合い歯数と噛合い点が変化
し、かつ一方の平ダイス３側と他方の平ダイス４側とで
噛合い歯数および噛合い点位置が相違するために、平ダ
イス３．４による被転造物２への押込み量が変化するン
その結果被転造物２に作用する荷重が変動し、被転造物
２は第２図に矢印で示す方向にわずかなりとも変位もし
くは変形するために、形成された歯すじ５は第４図に示
すように被転造物２における歯の軸線方向でのピッチ間
隔ｐａと同ピツチでうねった状態になる。このような誤
差ｅは、被転造物２の変位もしくは変形を防３− 止できれば生じないが、被転造物２の変位もしくは変形
を完全に防止するためには、被転造物２を剛体としなけ
ればならないが、このようなことは現実的には不可能で
ある。

このように従来では、転造を行なった場合の歯すじ誤差
が大きいため、実用に供し得る精度のヘリカルギヤ等の
転造量を得ることができず、その結果多くの場合切削加
工によってヘリカルギヤ等を製造しているのが実情であ
る。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、ヘリカ
ルギヤやねじれ溝等を精濱良く転造することのできる転
造用平ダイスを提供することを目的とするものである。

そしてこの発明の特徴とするところは、歯たけが順次高
くなるよう形成した食い付き歯群における食い付き歯の
被転造物に作用する歯幅を、被転造物に形成すべき歯の
歯幅以上に設定し、また食い付き歯群に続けて形成した
仕上げ歯群における仕上げ歯のうち、被転造物に形成す
べき歯数の少なくとも半分の数の一連の仕上げ歯を、被
転造物に作用する歯幅が被転造物に形４− 成すべき歯の歯幅より小さい狭幅仕上げ歯とし、かつそ
の狭幅仕上げ歯の被転造物に対する噛合い開始端を、他
の仕上げ歯もしくは食い付き歯における噛合い開始端よ
り幅方向で内側に設定した点にある。したがってこの発
明では、噛合い歯数および噛合い点の変化に伴って生じ
る歯すじのうねりの位相が、狭幅仕上げ歯と他の仕上げ
歯もしくは食い付き歯とでは相違するために、山となっ
ていた個所が押し込まれ、その結果歯面全体を可及的に
滑らかにし、誤差を少なくすることができるのである。

以下この発明の実施例を第５図ないし第１２図を参照し
て説明する。なお、以下に述べる実施例では、被転造物
を挾み付ける１対の平ダイスは、共に同一構成であるか
ら、説明の重複を避けるために、一方の平ダイスのみの
構成を説明する。

第５図および第６図はこの発明の一実施例を示す略解図
であって、ここに示す平ダイス１０は、基体１１の表面
にはす歯１２を形成したヘリカルギヤ転造用平ダイスと
して構成されており、これらのはす歯１２のうち基体１
１の一端部（第５図および第６図では右端部）から所定
の範囲の複数のはす歯１２が、食い付き歯群１３とされ
、それに続く所定範囲の複数のはす歯１２が、仕上げ歯
群１４とされ、さらに基体１１の他端部側の所定範囲の
複数のばす歯１２が、逃げ歯群１５とされている。すな
わち、食い付き歯群１３は円柱状の被転造物２の外周に
次第に食い込んで被転造物２に所謂粗形歯を形成するた
めの所謂食い付き歯からなるものであって、基体１１の
一端部側のはすｍ１２の歯たけが最も低く、仕上げ歯群
１４に隣在するはす歯１２の歯たけがほぼ正規の歯たけ
となるよう、次第に歯だけが高くなるよう設定されてい
る。また食い付き歯群１３における歯幅Ｌ（図では基体
１１の幅方向での寸法で示す）は、被転造物２に形成す
べき歯の歯幅Ｗ以上に設定されている。

また、仕上げ歯群１４は、前記食い付き歯群１３によっ
て被転造物２に形成した不完全な歯を、正規の歯に仕上
げるための所謂仕上げ歯からなるものであって、その仕
上げ歯群１４におけるはす歯１２すなわち仕上げ歯は、
更に第１小群１４ａと第２小群１４ｂとに区分されてい
る。その第１小群１４ａは、被転造物２に形成すべき歯
数の少なくとも半分のはす歯１２から構成されており、
ここにおけるはす歯１２の歯幅は、前記食い付き歯群１
３における歯幅りと同一に設定されるとともに、その歯
たけおよび歯厚は被転造物２に形成すべき所期の歯の形
状に合致する正規の寸法に設定されている。したがって
、仕上げ歯群１４における第１小群１４ａは、前記食い
付き歯群１３によって被転造物２に形成した不完全な歯
を、正規の形状の歯に形成するよう構成されている。他
方、仕上げ歯群１４における第２小群１４ｂは、被転造
物２に形成されている歯の歯すじ誤差を修正するための
ものであって、少なくとも被転造物２における歯数の半
分の数のはす歯１２すなわち仕上げ歯によって構成され
ており、ここにおけるはす歯１２の被転造物２に作用す
る歯幅ｌ（図では基体１１の幅方向における寸法で示す
）は、被転造７− 物２における歯幅Ｗより小さい一定幅に設定され、かつ
その歯幅ｌの両端部は第１小群１４ａにおけるはす歯１
２の端部より基体１１の幅方向で内側に設定されている
。このような狭幅仕上げ歯１６の被転造物２に作用する
歯幅！について更に説明すると、その作用歯幅！は、被
転造物２における歯の軸線方向でのピッチｆＩｌ隔ｐａ
のほぼ整数倍、例えば次式で示される寸法に設定されて
いる。

ｎ　−Ｐａ　−０，ＩＰａ≦１≦ｎ　−Ｐａ　＋　０．
ＩＰａ（ｎは自然数） 他方、前記狭幅仕上げ歯１６の端部、特に被転造物２の
歯との噛合い開始端（第６図では下端部）と被転造物２
の端部との間隔は、−例として前記ピッチ間隔の半分（
Ｐａ／２）に設定されている。

また、第２小群１４ｂにおける歯、たけおよび歯厚は、
第１小群１４ａにおけると同様に正規の歯たけ、歯厚で
あってもよいが、第２小群１４ｂにおけるはす歯１２は
、歯すじＩ！差を修正することを主目的とし、被転造物
２に作用する荷重や被転造物２の全体としての変位、変
形を防ぐため、第８− ２小群１４ｂにおける歯たけは、正規の歯たけよりわず
か（例えば０．０２〜０．１１程度）低くし、歯先が被
転造物２における歯底部分へ干渉しないようにすること
が好ましい。

なお第６図は、はす歯１２のうち被転造物２に作用する
部分のみを示した図であって、第２小群１４ｂ以降のは
す歯１２の実際の歯幅を第６図に示すように第１小群１
４ａ以前のけず歯１２の口幅より小さくしてもよいが、
このような形状の平ダイス１０を製造することが困難で
あったり、また被転造物２に作用する荷重の変動が大き
くなったり、あるいは被転造物２の歯の歯面に段差が付
いたりするおそれがある。そこでこのような不都合を防
ぐためには、前記第２小群１４ｂ以降のはす歯１２すな
わち狭幅仕上げ歯１６以降の歯の両側端部を、例えば第
７図に示すように、歯だけをテーバ状に低くし、かつ歯
厚をテーバ状に薄く形成した形状とすればよい。その場
合、両方の歯面を削り落して歯厚を薄くしてもよく、あ
るいは一方の歯面を削り落して歯厚を薄くしてもよい。

さらに逃げ歯群１５は、被転造物２に作用する歯幅が前
記狭幅仕上げ歯１６の作用歯幅！と同一でかつ歯たけが
基体１１の他端部に向けて次第に低くなる複数のけず歯
１２によって形成されている。

つぎに上記のように構成した平ダイス１００作用につい
て説明する。

前記平ダイス１０によるヘリカルギヤ１の転造は、第５
図に示すように１対の平ダイス１０により被転造物２を
挾み付け、その状態で各平ダイス１０を互いに逆方向へ
移動させ、それに伴って被転造物２を回転させることに
より行なう。転造開始当初においては、前記食い付き歯
群１３におけるはす歯１２が先ず被転造物２に食い込む
。その場合、食い付き歯群１３では歯だけが次第に高く
なっているから、被転造物２への食い込み儲が次第に深
くなり、その結果被転造物２の外周部が塑性変形して歯
が形成される。食い付き歯群１３によって被転造物に形
成された歯は、所謂粗形歯あるいは不完全歯となってい
るが、食い付き歯群１３に続けて仕上げ歯群１４におけ
る第１小群１４ａのはす歯１２が被転造物２の歯に噛合
うことにより、その歯は所謂完全歯に整形される。

これら食い付き歯群１３および第１小群１４ａによる転
造時においては、被転造物２の外周面における軸線方向
の端部からはす歯１２が噛み合い始めることになるが、
その場合前述したように、噛合い歯数や噛合い点の変化
によって被転造物２が変動するため、被転造物２の歯面
が、第８図に実線で示すようにうねっており、大きな歯
すじ誤差が生じている。

以上のようにして被転造物２の外周に形成された歯は、
前記第１小群１４ａに続けて第２小群１４ｂにおけるは
す歯１２すなわち仕上げ歯に噛合い、ここで更に仕上げ
加工が施される。第２小群１４ｂにおけるはす歯１２と
被転造物２の歯とを噛合わせて転造を行なっている間に
おいても、噛合い歯数や噛合い点の変化があるために、
被転造物２が周期的に変動し、それに伴って被転造物２
の歯面にうねりが生じる。そのうねりの始端は、１１− 各歯の噛合い開始端となり、したがって第２小群１４ｂ
における被転造物２に対する作用歯幅ｌが被転造物２の
歯幅Ｗよりも小さく、かつ噛合い開始端が基体１１の幅
方向でＰａ　／２だけ内側にあるから、第２小群１４ｂ
を構成する仕上げ歯により被転造物２の歯面に作用する
うねりは、第８図に鎖線で示すように、既に歯面に生じ
ているうねりに対し位相が１／２ずれたうねりとなる。

すなわち、前述した第１小群１４ａまでの間で転造する
ことにより、被転造物２の歯面の歯すじ方向に生じてい
たうねりのうち、山となっている部分が、第２小群１４
ｂ以降の狭幅仕上げ歯１６で転造することに伴って生じ
るうねりによって押し潰される。また第１小群１４ａも
しくは食い付き歯群１３では、第９図に示すように歯先
が被転造物２に干渉するが、前記第２小群１４ｂ以降の
歯たけは、被転造物２に形成すべき歯に対応する歯たけ
よりわすが低く設定しであるから、第２小群１４ｂ以降
の狭幅仕上げ歯１６による転造時には、第１０図に示す
ように、狭幅仕上げ歯１６の歯先が被転１２− 逸物２における歯底部に干渉せず、そのため専ら歯面の
誤差修正がなされる。その結果、第２小群１４ｂ以降で
の転造では、被転造物２の歯面に生じていた歯すじ誤差
が是正され、精度が著しく向上する。

仕上げ歯群１４により上述のようにして所期の寸法の歯
が形成された被転造物２は、ついで前記逃げ歯群１５に
噛合うが、逃げ歯群１５はその歯たけが次第に低くなる
ように形成されているから、ここでは被転造物２に作用
する荷重が次第に小さくなり、換言すれば被転造物２の
加工は特には行なわず、Ｒｎ的には噛合いが外れて転造
が終了する。

したがって、狭幅仕上げ歯１６によって仕上げた部分を
、製品として使用する際の使用歯幅とすることにより、
精度の良いヘリカルギヤとすることができる。

第１１図（Ａ）はこの発明の他の実施例を示す略解図で
あって、ここに示す平ダイス１０は、仕上げ歯群１４に
おける第２小群１４ｂ以降の狭幅仕上げ歯１６を、被転
造物２に形成すべき歯数の少なくとも半分の歯数の小群
に更に区分し、かつ各小群における被転造物２に作用す
る歯幅ｌを一定にするとともに、その作用歯の部分を各
小群毎に基体１１の幅方向へ左右に交互にずらせたもの
である。

このような構成の平ダイス１０で転造を行なった場合、
転造開始から仕上げ歯群１４の第１小群１４ａまでの間
に被転造物２の歯に生じるうねりは、第１１図（Ｂ）に
実線で示す状態となるが、狭幅仕上げ歯１６と噛合って
いる際に生じるうねりは、噛合い開始端が前述した各小
群毎に異なるから、第１１図（Ｂ）に破線もしくは鎖線
で示すように位相がずれた状態になる。したがって、被
転造物２の歯面に生じていたうねりの山の部分が、次第
に押し潰されるから、結局歯すじ誤差のない歯すなわち
ヘリカルギヤを得ることができる。

第１２図（Ａ）はこの発明の更に他の実施例を示す略解
図であって、ここに示す平ダイス１０は、仕上げ歯群１
４における第２小群１４ｂ以降の狭幅仕上げ歯１６を、
被転造物２に形成すべき歯数の少なくとも半分の歯数の
小群に更に区分し、かつ各小群における被転造物２に作
用する歯幅ｌを一定とするとともに、その作用歯の部分
を各小群毎に基体１１の幅方向へ連続的に変化させ、さ
らに全体としてジクザグ状に構成したものである。

このような構成の平ダイス１０で転造を行なった場合、
狭幅仕−ヒげｆｉ＋１６の被転造物２に対する噛合い開
始端が連続的に変化するから、それに伴って被転造物２
の歯面に作用するうねりの位相が第１２図（Ｂ）に破線
もしくは鎖線で示すように連続的に変化し、その結果仕
上げ歯群１４のうち第１小群１４ａまでの間で転造する
ことにより被転造物２の歯面に生じていたうねり（第１
２図（Ｂ）の実Ｉｉりの山が次第に押し潰され、結果的
には上述した各実施例における場合と同様に、肖すし誤
差の小さい、精度の良いヘリカルギヤを得ることができ
る。

なお、上記の各実施例では、ヘリカルギヤを転造する場
合を例に採って説明したが、この発明の１５− 平ダイスは油溝等のねじれ溝を転造する場合にも適用す
ることができる。

以上の説明から明らかなようにこの発明の平ダイスは、
歯だけが順次高くなるよう形成した食い付き歯群におけ
る食い付き歯の被転造物に作用する歯幅を、被転造物に
形成すべき歯の歯幅以上に設定し、また食い付き歯群に
続けて形成した仕上げ歯群における仕上げ歯のうち、被
転造物に形成すべき歯数の少なくとも半分の数の一連の
仕上げ歯を、被転造物に作用する歯幅が被転造物に形成
すべき歯の歯幅より小さい狭幅仕上げ歯とし、かつその
狭幅仕上げ歯の被転造物に対する噛合い開始端を、他の
仕上げ歯もしくは食い付き歯における噛合い開始端より
幅方向で内側に設定した構成であるから、狭幅仕上げ歯
によって被転造物の歯面に作用するうねりの位相が、狭
幅仕上げ歯に噛合う以前に被転造物の歯面に生じている
うねりの位相と異なることになり、したがって狭幅仕上
げ歯によって既存のうねりの山の部分を押し潰すことに
なるために、被転造物の歯面の歯すじ誤差を１６− 可及的に小さくすることができる。また少なくとも狭幅
仕上げ歯の歯だけを、それより前段の仕上げ歯群もしく
は食い付き歯群の歯たけよりわずか低くすることにより
、狭幅仕上げ歯は専ら被転造物の歯面に作用することに
なり、その結果被転造物に作用する負荷の変動や被転造
物自体の変動が小さくなるため、より精度を向上させる
ことができる。このようにこの発明の平ダイスによれば
、精度の良い転造を行なうことができるから、従来精度
が悪いために実用化し得なかったヘリカルギヤ等の転造
加工が可能となり、その生産性を著しく向上させること
ができる等実用１優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はヘリカルギヤの一例を示す正面図、第２図はヘ
リカルギヤの転造法を説明するための略解正面図、第３
図は被転造物と平ダイスとの噛合い歯数および噛合い点
の変化を説明するための説明図、第４図は被転造物の歯
面に生じるうねりの模式図、第５図はこの発明の一実施
例を示す略解側面図、第６図は被転造物に作用しない部
分を省略したこの発明の一実施例を示す略解平面図、第
７図ははす歯のうち被転造物に作用しない端部の形状を
示す部分斜視図、第８図は被転造物に作用するうねりを
示す線図、第９図および第１０図は被転造物と平ダイス
との噛合い状態をそれぞれ示す部分断面図、第１１図（
Ａ）はこの発明の他の実施例を示す第６図同様の略解平
面図、第１１図（Ｂ）はその平ダイスで転造した際に被
転造物の歯面に生じるうねりを示す線図、第１２図（Ａ
）はこの発明の更に他の実施例を示す第６図同様の略解
平面図、第１２図（Ｂ）はその平ダイスで転造した際に
被転造物の歯面に生じるうねりを示す線図である。 ２・・・被転造物、　１０・・・平ダイス、　１２・・
・はす歯、　１３・・・食い付き歯群、　１４・・・仕
上げ歯群、１４ａ・・・（仕上げ歯群のうちの）第１小
群、　１４ｂ・・・（仕上げ歯群のうちの）第２小群、
　１６・・・狭幅仕上げ歯、　し・・・食い付き歯およ
び第１小群における作用歯幅、　！・・・狭幅仕上げ歯
の作用歯幅、　Ｗ・・・被転造物における歯幅、　ｐａ
・・・被転造物における歯の軸線方向でのピッチ間隔。 出願人　　トヨタ自ｖＪＩＩ株式会社 株式会社　神戸製鋼所 代理人　　弁理士　豊　１）武　久 （ばか１名） 第９図 第１１　図（Ａ）　　　　　　第１２図（Ａ）（Ｂ）　
　　　　　　　　　（Ｂ） 第１頁の続き ０発　明　者　山崎啓文 明石市魚住町金ケ崎西犬池１７９ −１株式会社神戸製鋼所明石工 場内 ０発　明　者　森口拓治 明石市魚住町金ケ崎西犬池１７９ −１株式会社神戸製鋼所明石工 場内 ■出　願　人　株式会社神戸製鋼所 神戸市中央区脇浜町１丁目３番 １８号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）歯だけが順次高くなる複数の食い付き歯からなる
   食い付き歯群に続けて複数の仕上げ歯からなる仕上げ歯
   群が形成され、かつ被転造物を挾んで対向装置される１
   対の転造用平ダイスにおいて、前記食い付き歯群におけ
   る歯幅が、被転造物に形成すべき歯の歯幅以上に設定さ
   れ、また前記仕上げ歯群のうち前記被転造物に形成すべ
   き歯数の少なくとも半分の数の一連の仕上げ歯が、その
   被転造物に作用する歯幅を被転造物に形成すべき歯幅よ
   りも狭く設定した狭幅仕上げ歯とされ、かつその狭幅仕
   上げ歯の被転造物との噛合い開始端が他の仕上げ歯もし
   くは食い付き歯における噛合い開始端よりも幅方向で内
   側に設定されていることを特徴とする転造用平ダイス。
2. （２）前記狭幅仕上げ歯の被転造物に作用する歯幅が、
   一定幅であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の転造用平ダイス。
3. （３）前記狭幅仕上げ歯の被転造物に作用する歯幅が、
   被転造物に形成すべき歯の軸線方向におけるピッチ間隔
   のほぼ整数倍に設定されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項もしくは第２項記載の転造用平ダイス。
4. （４）前記仕上げ歯群における少なくとも前記狭幅仕上
   げ歯の歯たけが、狭幅仕上げ歯に対し前記食い付き歯群
   側に隣在する仕上げ歯もしくは食い付き歯の歯たけより
   わずか低く設定されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の転造用平ダイス。