JPS6015037A - クラウン歯転造用平ダイス - 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】 本発明は歯屯やスプライン等の被加工物にクラウン＋Ｖ
ｉを転造加工するための平タイスに関する。

従来一般に、歯車やスプライン等の歯の歯面ば、第１，
２図に示す如く曲面に形成される（このような歯をここ
でクラウン歯と呼ぶことにする）。

クラウン歯１の歯面１ａは、図示の如く、被加工物の回
転軸心に平行である歯１の中心線０に対して、歯の中心
部１ｂがその両端部１Ｃより膨出した形状すなわちクラ
ウン形状となっている。この膨出量αは一般に１０μ程
度である。

このように歯車等の歯をクラウン歯とすることにより、
歯車等の噛み合い誤差を吸収することかできるとともに
、噛み合い歯間に潤滑油を十分行きわたらせて歯の焼き
付け防止を図ること等か可能となる。

ところで、歯車等は平タイスを用いる転造加工により製
作できることは周知の事柄であるが、この転造加工によ
りクラウン歯を創成加工する方法は従来試みられていな
い。

平ダイスの転造加工によりクラウン歯の創成加工を試み
ようとするとき、容易に考えられることは、第３図に示
すように、平ダイス２の各歯２ｂの各歯面！２ａを、歯
車等のクラウン歯１に対応ぜし、めで、歯面の両端部が
その中央部より膨出する曲面形状、すなわち鼓状とする
ことである。ところが、実際上、平ダイス２の各歯２ｂ
をこのような曲面形状に加工することは至難で術である
。

本発明は、製作が容易でかつ所望のクラウン歯を被加工
物に創成付与できる新規な構成の平ダイスを提供する。

」二記目的を達成するため、第１の発明に係る平ダイス
は以下の如く構成した。

仕上歯群を、各歯の歯厚がダイスの一側から他側に同っ
て薄くなるように構成１７た第１歯群と、各歯の歯厚が
ダイスの上記他側から上記−側に向って薄くなるように
構成した第２歯群とで構成したことを特徴としている。

上記構成の平ダイスを２つを１組にして転造を行えば、
被加工物に所望のクラウン歯を創成付与することができ
る。そして、この平ダイスの各歯の歯厚変化は直線的で
あるから歯の加工も容易であり、第３図に示した二次元
的に歯厚が変化する歯を形成するような困難は伴わない
。

また、上記構成の平ダイスによれば、一方の平ダイスの
第１歯群が被加工物に対して作用する際今１つの平ダイ
スについてもその第１歯群が被加工物に対して作用し、
一方の平ダイスの第２歯群が被加工物に対して作用する
際は今１つの平ダイスについてもその第２歯群か作用す
る。つまり、被加工物に対して同時的に作用する両者の
平ダイスの作用歯の向きは同じである。換言すれば、両
作用歯の大歯厚端はダイスの同一側に位置している。し
たがって、１対の平ダイスは巾方向において相対向する
同一荷重を被加工物に付与することになり、被加工物は
安定した状態で加工され、その結果被加工物の仕上精度
が非常によい。もし、両者の平ダイスの作用歯の向きが
逆であると、両手ダイスに対して回転力が作用し、この
ため、被加工物が振れて加工が安定せず、被加工物の仕
」二精度は悪くなる。

第２の発明に係る平ダイスは、上記第１発明の構成にお
いて、さら゛に、ストレート歯よりなる第３歯群を有す
ることを特徴としている。

第１発明に係る平ダイスによれば、第１および第２の歯
群の各歯の歯厚変化が極めて小さい場合は然程問題とな
らないが、該歯厚変化が一定値以上になれば、被加工物
の歯の中央部が大きく突出する傾同がある。この突出量
が余り大きすぎると理想のクラウン形状とかけ離れるこ
とになる。第２発明はこのような問題を解決した。

上記第３歯群は、第１歯群の前部、第１歯群と第２歯群
の間あるいは第２歯群の後ろの何れに設けてもよく、ま
た、複数個所に設けてもよい。

第３歯群を第１歯群の前部に設ける場合は、第１歯群が
被加工物に作用する前に、第３歯群により、被加工物の
歯厚を予め所定値まで減小させ、以って、第１および第
２の歯群の作用による、被加工物の歯の中央部の極端な
膨出を予防する。

第３歯群を第１歯群と第２歯群の中間又は第２歯群の後
ろに設ける場合は、第１歯群、第２歯群の作用により生
じた被加工物の歯の中央部の膨出を第３歯群により是正
する。

以下に、第４〜１５図に示した実施例について本発明を
具体的に説明する。

第４図（Ｉ）〜（社）において、３ａ　、３ｂは１対の
平ダイス、４は歯車等の被加工物である。１対の平ダイ
ス３ａ　、３ｂおよび被加工物（例えば歯車）４は図示
しない転造装置に装着される。図示の如く、被加工物４
は矢印方向に回転可に装着され、一方１対の平ダイス３
ａ、３ｂは上記被加工物４を挾むようにその両側にかつ
異なる往復動死点の位置に装着される。そして、１対の
平ダイス３ａ。

３ｂは、それらの歯配列面３ｅ１３ｆが互いに平行をな
すとともに、被加工物４の回転軸心Ｏに対しても平行を
なすように転造装置に装着される。

ところで、上記１対の平ダイス３ａ　、３ｂは同一構成
であって、第１発明の１実施例に係る平ダイス３ａ　、
３ｂの構成は第５，６図に示すとおりである。

第５図において、ＫＵは喰付き歯群、Ｓ工は仕上歯群、
Ｎ１は逃げ歯群である。

上記仕上歯群は第１歯群Ｓ：［−Ｉと第２歯群５１−ｍ
とで構成している。第１歯群ＳニーＩの歯Ｔ□の詳細を
第６°図に示している。第６図より明らかなように、歯
１゛Ｊは、従来の平ダイス歯と同様にダイス長手方間ζ
こ対して直交するよ・うに、ダイス長手方間に沿って等
間隔に並設しているが、各歯の歯厚Ｗは図示の如く歯す
じ方向に敦化をもたしめている。すなわち、ダイスの一
方の側から他側に同って歯厚Ｗか直線的に小さくなるよ
うに、つまり平面形状かテーパ状となるように構成して
いる。各歯の一側の歯厚Ｗ　と他側の歯厚Ｗ２との差は
、第２図に示した膨出量αとの関係にて決定されている
。尚、図示の実施例は平歯車転造用平ダイスを示すもの
であって、ネジレ歯車の転造を目的とする場合は、平ダ
イスの歯にも一定のネジレを与えることは当然である。

第２歯群５Ｉ−ＩＩの歯Ｔ２は、上記歯Ｔ□と基本的に
同一であるが、第５図に明らかな如く、歯厚の薄くなる
方１川が歯１”□と逆方向になっている点か異なってい
る。

尚、第１歯群Ｓ丁−１、第２歯群Ｓニー■の各領域長さ
は少なくとも被加工物のピッチ円周の】／２であること
は云うまでもない。

前記したように、同一構成の１対の平ダイス３ａ、３ｂ
は、第４図（■）、（社）に示す如く、被加工物４を挾
んで相対向するように配置されかつ逆方向に移動せしめ
られる。したがって、一方の平ダイス３ａの第１歯群Ｓ
丁−■の歯３　ａ　−１−１と今１つの平ダイス３ｂの
第１歯群Ｓ丁−１の歯３ｂ、−Ｔ１は、これを重ね合せ
た状態で透視すると、第７図（Ｉ）に示すようになり、
つまり、何れの歯３ａＴ、３ｂ−Ｔ工もその大歯厚端が
被加工物４の−側（Ｓ）に位置した状態で被加工物に作
用する。

また、一方の平ダイス３ａの第２歯群Ｓ丁−■の歯３　
ａ　Ｔ２と今１つの平ダイス３ｂの第２歯群Ｓニー■の
歯３ｂ−Ｔ２は、これを重ね合せた状態で透視すると、
第７図（イ）に示すようになり、つまり何れの歯３　ａ
　−Ｉ’２　、３　ｂ−丁。もその大歯厚端が被加工物
の他側（イ）に位置した状態で被加工物に作用する。

」二記各歯Ｔ　ｔ　、　Ｔ　２　’の被加工物に対する
作用を第８図につ゛いでみれば、歯、Ｔ□とＴ　２は被
加工物の歯に対して異なる方向にテーパ状となるように
創成する。図中、３Ｃは歯Ｔ□により創成される被加工
物４の歯面を、３ｄは歯Ｔ２により創成される被加工物
の歯面を夫々示している。

したがって、本発明に係る平ダイスを用いた転造により
創成されるクラウン歯４ａは第９図に示す如きものとな
る。すなわち歯４ａの歯面は２つの曲面（インボリュー
ト曲面）４ｂと４Ｃとで構成され、曲面４ｂ、４ｃが交
わる歯４ａの中央部がその両端部に対して膨出している
。したがってこの歯面は、厳密には２つの曲面で構成さ
れておって、第１，２図に示す従来例の如く１つの曲面
にはなっていないが、前記したように、歯面の中央部の
膨出量は僅かに１０μ程度であるため、この２つの曲面
より成る曲面は上記１つの曲面に限りなく近似している
。そしてこの曲面は、歯面中央部を歯面両端部より膨出
させるというクラウン歯の目的は十分に達成している。

ところで、各平ダイスの各歯Ｔ１．Ｔ２が被加工物４に
対して作用する場合、歯１】方向に見て、被加工物４に
対する荷重は、歯の大歯厚端の方が細歯原端より大きい
が、つまり、大歯厚端の荷重をＬ□、細歯原端の荷重を
Ｌ２とずれはＬ２〉Ｌｌであるが、」二記実施例に係る
１対の平ダイス３ａ。

３ｂを用いて転造すれば、第７図ｆＩ）　、　ｆｆＤに
ついて既に説明したように、平ダイス３ａ　、３ｂの被
加工物４に対する各作用時において、各平ダイス３ａ、
３ｂの歯Ｔ□（又はＴ２）の大歯厚端は被加工物４に対
して同一側に位置するため、第１０図に示すように、各
平ダイス３ａ、３ｂの被加工物４をこ対する荷重Ｌ１と
Ｌ　１；　Ｌ　２とＬ２とがバランスする。したがって
、被加工物４は非常に安定した状態で転造加工されるこ
とになる。このことは、今、一方の平ダイス３ａの荷重
Ｌ１とＬ２が逆方向になる場合を考えてみるとよく理解
される。この場合には被加工物４に対して図中左方間に
回転させる力が作用するため、被加工物４には振れが生
じ不安定な状態で転造されることになり、転造加工の精
度も悪くなる。

第１発゛明０実施例の説明は以上のとおりである。

次に第２発明の各実施例について説明する。

第２発明は、前記したように、上記第１発明における第
１歯群と第２歯群とに加えてストレート歯よりなる第３
歯群を設けた点に特徴を有している。第１１図にその１
つの実施例を示している。

図に示すように、この実施例においては、仕上歯群ｓ工
に、第５図で説明したのと同様の第１歯群Ｓニー■と第
２歯群Ｓ’Ｉ−ＩＩとに加えて第１歯群Ｓ’Ｉ−Ｉより
前側に位置する第３歯群Ｓニー０を形成している。

第３歯群Ｓニー０は、歯Ｔ工、　Ｔ　２の如きテーパ状
でない音頭のストレート歯Ｔｏで構成している。

上記構成の平ダイスを１対用いて転造を行うと、先ず仕
上歯群の第３歯群Ｓニー〇の各ストレート歯Ｔ。が被加
工物４に作用する。すなわち、第１２図（Ｉ）に示すよ
うに、転造前の歯厚Ｗ□の被加工物４の歯４ａが歯厚Ｗ
２になるように転造加工される。そして、次いで、第１
２図（社）に示すように、第１歯群Ｓエーエの各歯Ｔ□
および第２歯群ＳＴ−■の各歯゛ｌ゛２によって、被加
工物の歯４ａの四隅をテーパ状に加工する。図中３Ｃは
歯Ｔ□により創成される被加工物４の歯面を、３ｄは歯
Ｔ２により創成される被加工物の歯面を、３ｅは歯１゛
。

により創成される被加工物の歯面を夫々示している。

上記の如く、被加工物４に対して、第１および第２の歯
群ＳニーＩ、５ｒ−ＩＩが作用する前に第３歯群Ｓニー
〇が作用することにより、被加工物４の歯４ａの歯厚Ｗ
はＷ　からＷ２に十分に小さくされ、したがって、第１
歯群５Ｉ−Ｉおよび第２歯群ＳニーＩＩの各歯の被加工
物に対する転造荷重が軽減され、かつ歯４ａの中央部の
膨出量も抑制され、所望のクラウン形状を得ることが可
能となる。第１５図に加工された歯１４ａの斜視図を示
している。この図より明らかなように、各歯面ば３つの
歯面４ｂ、４ｃ、４ｄより構成されるこ上記第３、歯群
Ｓ１−〇の位置は、第１３図に示へ 歯群Ｓｆ、−Ｉと第２歯群Ｓニー■の間にあってもよく
、さらには、第１５図ＵＩＩＩに示す如く、第１歯群Ｓ
丁−■の前と第２歯群の後に計２つあってもよい。

第１３図に示した実施例による加工過程を、第１４図（
Ｉ）　、　ＣＩＤについて説明すれば、先ず第１歯群ｓ
丁−■と第２歯群Ｓ丁−ＩＩとで被加工物の歯４ａの４
隅をテーパ状に加工しく第１４図（■））、次いで、第
３歯群Ｓ丁−〇で歯４ａの中央膨出部の膨出量を減少さ
せるべく加工する。

尚、第１１．１３図（Ｉ）、　＠、　ＣｌＩＤ　、に夫
々示される各実施例においても、各歯群の領域長さは少
なくとも被加工物４のピンチ円周の１／２は必要である
ことは云うまでもない。

尚又、第１〜１５図に示した実施例は何れも、荒加工さ
れた被加工物を仕上けるための仕上用平ダイスとして示
しているが、本発明は、これに限定されるものではなく
、ムク転造用平ダイスにも適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はクラウン歯面を有する歯車等の歯の斜視図、第
２図は第１図ＩＩ−ＩＩ線断面図、第３図は第１図の歯
を有する歯車等を転造するために特別の歯を有する想像
上の平ダイスの要部斜視図、第４図（Ｉ）は１対の平ダ
イスを用いて歯車等を転造する一般的方法を示す説明図
、第４図（社）は第４図（Ｉ）の右側面図、第５図は第
１発明の１実施例に係る平ダイスの平面図および側面図
、第６図は第５図における平ダイスの第１歯群を示す部
分斜視図、（Ｉ） 第７図は第５図に示した平ダイスを１対用いて転△ 造加工する場合の両手ダイスの各第１歯群の重なり合い
状態を示す説明図、第７図（２）は第７図（Ｉ＋と同様
の図で各第１２歯群の重なり状態を示す説明図、第８図
は上記実施例に係る１対の平ダイスの各歯Ｔ□、　Ｔ　
２が被加工物（歯車）の歯面を創成する状態を平面的に
見た図、第９図は上記実施例に係る平ダイスを用いて転
造加工した被加工物の歯を示す斜視図、第１０図ぼ上記
実施例において１対の平ダイスの被加工物に対する転造
荷重を示す説明図、第？図〜第１５図は第２発明の各実
施例を示−５第１１図は１実施例に係る平ダイスの平面
図および側面図、第１２図（Ｉ）　、　（［）は第１１
図の実施例に係る平ダイスによる転造加工の過程を示す
説明図、第１３図（Ｉ）、　（ＪＤ、αｌＤ、は夫々他
の実施例に係る平ダイスの平面図、第１４図（Ｉ）　、
　（［）は第１３図の実施例に係る平ダイスによる転造
加工の過程を示す説明図、第１５図は上記各実施例によ
り加工された被加工物の歯を示す第９図と同様の斜視図
である。 ｓ■・・・仕」二歯群、ｓ　ｒ−■・・・第１歯群、ｓ
丁−１１・・・第２歯群、５Ｔ−０・・・第３歯群、Ｔ
□、Ｔ２・・・テーパ状陳、Ｔｏ・・・ストレート歯、
３ａ、３ｂ・・・平ダイス、４・・・被加工物、４ａ・
・・歯。 特許　出　願人　株式会社神戸製鋼所 代理人　弁理士　前出　葆ほか２名 第１図 ０ 第２図 １３図 ７／ ス＾− 第６図 伽、ｈ 第１５図 第７図（Ｉ） 第７図（Ｉｔ） 第８図 第９図 第１４図（Ｉ） ３ｄ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］）仕」−歯群を、各歯の歯厚かクイスの一側から他
   側に同って薄くなるように構成した第１歯群と、各歯の
   歯厚がタイスの」二紀他側からｌ記一側に向って；ｉ’
   Ｘ　＜なるように構成した第２歯群とで構成したことを
   特徴とするクラウン歯転造用平ダイス。 （２）仕」二山群を、各歯の歯厚がダイスの一側から他
   側に回って薄くなるように構成した第１歯群と、各爾の
   歯厚かタイスの上記他側から土記一側に回ってｊｒ’７
   　＜なるように構成した第２歯群と、ストレート歯より
   なる第３歯群とて構成したことを特徴とするクラウン歯
   転造川平タイス。