JPS603889B2 - 転造用平ダイス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、転造用平ダイスに係り、さらに詳しく言えば
、長手方向に喰付歯、仕上歯、逃げ歯を整列して形成し
、この喰付歯、仕上歯群が円筒状素材の回転にともなっ
てその外周面に順次喰い付いていくことにより、この素
材の外面に歯形を加圧創成する歯型転造用平ダイスに関
する。

一般に、円筒状素材の外面に歯形、例えば、スプラィン
歯、歯車の歯、ウオーム歯、セレーション等を加圧創成
する方法の一例として、第１図に示すように、長手方向
に喰付歯（調整歯）１、仕上歯２、逃げ歯３をそれぞれ
整列して形成したほぼラック形状の一対の平ダイス４の
間に円筒状素材５を挟み込み、一対の平ダイス４を円筒
状素材５を一方向に回転させるように対称方向に直線運
動させ、この円筒状素材５の平ダイス４に対する相対的
な転動にともなって、平ダイス４の喰付歯１、仕上歯２
群を円筒状素材の外周面に順次喰い込ませ、もって、円
筒状素材の外周面に所望の歯形を順次加圧創成していく
いわゆる歯形転進方法がある。

このような歯形転造方法に使用される従来の平ダイスに
おいて、喰付歯（調整歯を含む）１は、歯高において、
第２図に示すように、喰付き端ａＦ側から仕上歯端ａＲ
側に向かうにしたがって漸次高くなるよう、いわゆるテ
ーパ状に形成されている。

すなわち、第３図に示すように、喰付歯１は、ピッチＰ
および歯厚については、喰付歯１群のすべてに渡って一
定とし、歯高については相隣る喰付歯１、１相互におい
て転造代ごづつ減少し、仕上歯から初期喰付歯に向って
全体として段階的に順次減少するように構成されている
。このような構成を有する平ダイス４により円筒状素材
５の外周面について前述のような歯形転造方法を実施し
ていくと、円筒状素材５には、第４図に示すような状況
で歯形６が順次加圧創成されていく。しかしながら、こ
のような従釆の転造用平ダイスにあっては、転造代ごが
喰付歯１群の歯の高さ方向についてのみ与えられている
ため、第１に、第５図に示すように円筒状素材に加圧創
成された歯形６の頂部歯面に歯すじ方向の線状の傷痕６
Ｃが発生する、第２に、加圧創成中、喰付歯１による喰
付歯１の両脇への円筒状素材５の隆起肉の振り分けが不
均衡となり、歯形６のリーディング側歯面６Ａとトレー
リング側歯面６Ｂとの肉厚の不均衡が発生し、リーディ
ング側歯面６Ａが起こされて、第５図中想像線で示す正
規の歯形に対して歯形６が傾斜した状となり、斜線で示
されるような膨出部６Ｄが発生する、第３に、喰付歯の
加圧力が大きくなることにより局部的疲労破壊が発生し
易く、平ダイスの寿命が短い。

第４に、加工された製品の歯数の割り切り精度（分割精
度）が悪化し易すし、等の欠点がある。また、平ダイス
の底面と喰付歯の歯底が傾斜した状態にある転造用平ダ
イスにあっては、そのピッチ線が喰付歯の歯底に平行で
かつ平ダイスの底面に対して傾斜した状態と成る。

したがって、このように構成された転造用平ダイスにお
いては、（ｉ）ダイスの加工代が多くなり、ダイス強度
が劣化する、（ｉｉ）転造負荷が喰付歯後半にしわ寄せ
される、等の欠点を持つ。本発明の目的は、前記従来技
術の欠点を解消し、歯形加圧創成製品における歯形のり
ーディング側歯面とトレーリング側歯面との肉厚を可及
的に均衡化させるとともに、加圧創成負荷を軽減化させ
、さらに各創成歯の負荷を均一化させることのできる転
造用平ダイスを提供するにある。

本発明は、この目的を達成するために、転造用平ダイス
本体の底面に平行な線と相隣る喰付歯の仕上歯側片歯面
との交点間の距離で表わされる片歯面ピッチＰＲと、こ
の底面に平行な線と相隣る喰付歯の喰付き端側片歯面と
の交点間の距離で表わされる片歯面ピッチＰＦとの大き
さが、仕上歯の標準ピッチＰｏに対してＰＲ≧Ｐｏ＞Ｐ
Ｆとなるように構成したことを特徴とする。すなわち、
喰付歯群のそれぞれにおいて歯高、並びに、歯厚を険付
き端側から仕上歯側に向って順次小さく形成して、歯高
方向並びに歯厚方向に転造代を与えるように構成したも
のである。以下、図面に即して本発明の実施例を説明す
る。

第６図は、本発明にかかる転造用平ダイスの一実施例を
示す部分拡大正面図でり、第６図に正対して右方が初期
喰付き側に、左方が仕上げ歯側にそれぞれ相当する。

第６図では一部のみが図示されているが、この平ダイス
１川ま長手方向に複数個の喰付歯１１と、仕上歯（喰付
歯に隣接する２個のみが図示されている。）１２と、逃
げ歯（第２図に示した従来の平ダイス４における逃げ歯
３の構成と同様であるので、図示を省略した。）とが整
列して形成されており、これら歯は互に等間隔、すなわ
ち、歯の中心線ＣＬ間の間隔Ｌが互に等しくなるように
それそれ配設されている。また、逃げ歯を除く喰付歯１
１および仕上歯１２における歯底１４のそれぞれと、平
ダイス１０自体の底面１５との距離Ｗのそれぞれは、全
て等しくなるように設定されており、よって各歯底１４
を結ぶ直線は底面１５と平行になっている。第６図にお
いて、喰付歯１１君羊の歯先頃面１１日のそれぞれは、
前記底面１５に対して初期喰付き側が次第に近づくよう
に頚斜して、喰付歯１１に隣接する仕上歯１２の歯先頂
面１２日から引き出された仮想線１６に接するようにそ
れぞれ設定されており、よって、喰付歯１１群のそれぞ
れにおける歯高ＧＨは、仕上歯１２側から初期喰付き端
側に向って漸減（初期喰付き端側から仕上歯１２個に向
っては漸増）するようになっている。

この歯高ＧＨのそれぞれの漸減寸法は、喰付歯１１のそ
れぞれにおける歯高方向の転造代ごを形成している。な
お、この転造代どの変化量は段階的でも、定でもよい。
また、第６図の実施例では、喰付歯１１群の歯先頂面１
１日のそれぞれが、仮想線１６に沿って煩斜するように
形成されているが、各歯先頂面１１日は、中心線ＣＬに
対して直交する平面に形成してもよいし、また、適当な
曲率を有する凸状の轡曲面に形成してもよい。さらに、
平ダイス１０の前記底面１５に平行な線１７（第６図に
おいて、この平行線１７は仕上歯１２のピッチ線ＰＬの
延長線として示されているが、このピッチ線ＰＬの延長
線でなくてもよい。）上における喰付歯１１群のそれぞ
れの歯厚ｔは、仕上歯１２の側から初期喰付き端の側に
向って漸減するように設定されている。すなわち、仕上
歯１２に隣接する喰付歯１１の歯厚ｔ，は、仕上歯１２
の歯厚ｔｏよりも若干減少し、この喰付歯１１に隣接す
る次段の喰付歯１１の歯厚ｔ２（不図示）は、前記歯厚
ｔ，よりも若干減少し、以降段階的に減少するようにな
っている。換言すれば、隣懐する喰付歯１１，１１相当
の前記底面１５と平行な線１７上における一対の片歯面
ピッチＰＲとＰＦは、互に異なり、かつ、この片歯面ピ
ッチＰＲ，ＰＦの平均が仕上歯１２群における標準ピッ
チＰｏの値と等しくなるように設定されている。ここで
、一方の片歯面ピッチＰＲは、隣接する喰付歯１１，１
１における仕上歯側に位置する片歯面１１Ｒ，１１Ｒに
前記平行線１７が交わって構成する一対のピッチ点間の
寸法に相当し、他方の片歯面ピッチＰＦは、隣接する喰
付歯１１，１１における初期喰付き側に位置する片歯面
１１Ｆ，１１日こ前記平行線１７が交わって構成する一
対のピッチ点間の寸法に相当する。

前言己喰付歯１１群のそれぞれにおける仕上歯（各喰付
歯１１ごとに点数で描いた。

）１２の歯厚ｔｏに対する各歯厚ｔの減少寸法は、喰付
歯１１のそれぞれにおける歯厚方向の転造代６Ｒおよび
６Ｆをそれぞれ形成している。なお、第６図に示す実施
例において、喰付歯１１の一対の片歯面ピッチＰＲ、Ｐ
Ｆ、歯厚ｔ、転造代６Ｒ、６Ｆおよび、仕上歯１２の標
準ピッチＰ。

、歯厚ｔｏ、の関係は次式のようになっている。ＰＲ＞
Ｐ。＞ＰＦＰＲ生＝Ｐ。

ｔ。

＞ｔ 、６Ｒｎ十６Ｆｎ＜２・ｎご・ねｎ
Ｑ（Ｑは圧力角）、６Ｒｎ＝６Ｆｎただし、ｎは自然数
で、仕上歯に最も近い喰付歯を１として喰付き端方向に
数えた喰付歯の番号を示し、６Ｒｎ、６Ｆｎはｎ番目の
喰付歯の歯厚方向の転造代を示す。

なお、転造代８Ｒ、６Ｆの変化量は一定であってもよい
。また、歯厚転造代８Ｒと６Ｆとの関係は、６Ｒ＞６Ｆ
、または、６Ｒく６Ｆ、であってもよい。

この場合には、ＰＲ壱ＰＦミＰ。でもよい。ちなみに、
第６図から明らかなように、喰付歯１１群のそれぞれは
、相隣るもの同志において次第に小さくなる相似形状を
なしており（但し、転造代どの分については相似しない
。

）、規則的であるので、喰付歯１１群の創成プロセスは
容易である。前記構成にかかる転造用平ダイスを使用し
て前述した歯形転造方法を実施した場合における作用効
果を説明する。

この平ダイス１０を円筒状素材１８の外周面に圧接し、
珍線運動させて円筒状素材１８を転勤し、平ダイス１０
の喰付歯１１群を歯厚ｔの最も薄い初期喰付き端から仕
上歯１２側へ向って順次喰い込ませていくと、第７図に
示すような状況によって、円筒状素材１８の外周上に所
望の歯形１９が加圧創成される。

第７図に示すように、この平ダイス１川こおける喰付歯
１１群による歯形１９の加圧創成は、喰付歯１１群につ
いて前述したような歯高方向の転造代どのみならず歯厚
方向の転造代６Ｒ、６Ｆが初期喰付き端から仕上歯側へ
向って漸減するように与えられているため、相隣る歯形
１９，１９の間における中心線に対して、リーディング
側とトレーリング側とに各喰付歯１１による円筒状素材
１８の表面における隆起肉が均等に振り分けられること
になり、さらに、均等振り分け状況が、緩やかに順次中
央部から外方向へと拡大して車畳していくことになる。
かくして、前記喰付歯１１群を備えた平ダイス１０によ
って加圧創成された歯形１９は、第８図に示すように、
そのリーディング側１９Ａおよびトレーリング側１９Ｂ
において肉厚が均衡し、かつ、従来の平ダイスによる歯
形における傷痕や膨出部など（第５図参照）は発生する
ことがなく、所望の正規の歯形が創成され、かつ、円筒
状素材全体における歯の分割精度も極めて良好となる。

また、転造過程において、喰付歯１１群は、歯高方向の
転造代ごと歯厚方向の転造代６Ｒ、６Ｆとを有し、それ
らの両方向について一歯当りの転造創成体積をできるだ
け均一にするごとく円筒状素材１８の表面に喰い込み、
その喰い込みにより隆起する肉を両脇に均等に振り分け
る状況となる。したがって、歯形１９の加圧創成に必要
な加圧力は、各喰付歯１１ごとの各段階においてピーク
負荷がなくなることから、均一にすることができ、よっ
て、局部的疲労破壊が発生することがなく、平ダイスの
寿命が長くなる。なお、前記実施例では、喰付歯の全体
形状が歯先にいくに従い細くなるテーパ形状である場合
について説明したが、テーパの殆どない方形状であって
もよいし、テーパが轡曲をなした形状であってもよい。

このように全体的に轡曲形状に形成した場合、円筒状素
材の表面に対する歯形の加圧創成状況が一層緩やかとな
って円滑に行なわれる。第９図は、本発明の他の実施例
を示すものであり、前記実施例と異なる点は、片歯面ピ
ッチＰＲが標準ピッチＰｏに等しくなるようにし、この
平ダイス２０の底面１５に平行な線１７上における喰付
歯２１群のそれぞれの歯厚ｔについての仕上歯１２の側
から初期喰付き端に向っての漸減が、隣接する喰付歯２
１，２１における初期喰付き端側についての片歯面ピッ
チＰＦを仕上歯１２の標準ピッチＰｏと異なるように設
定されることにより、得られた点にある。

よって、喰付歯１１のそれぞれにおける歯厚方向の転造
代は、初期喰付き端側の歯面２１Ｆにおける転造代６Ｆ
のみが与えられている。この平ダイス２０を円筒状素材
２８の外周面に圧接し、直線運動させて円筒状素材２８
を転勤し、平ダイス１０の喰付歯２１群を歯厚ｔの最も
薄い初期喰付き端から仕上歯１２側に向って順次喰い込
ませていくと、第１０図に示すような状況によって、円
筒状素材２８の外周上に所望の歯形２９が加圧創成され
る。

第１０図に示すように、この平ダイス２川こおける喰付
歯２１群による歯形２９の加圧創成は、喰付歯２１群に
ついて前述したように歯高方向の転造代ごのみならず歯
厚方向の転造代６Ｆが初期喰付き端から仕上歯側へ向っ
て漸減するように与えられているため、相隣る歯形２９
，２９の間における喰い込みにおいて、そのリーディン
グ側２９Ａにおける円筒状素材２８の表面の肉の隆起が
段階を追って重畳される状態で行なわれ、よって、トレ
ーリング側２９Ｂの加圧力に影響されてリーディング側
２９Ａの歯形面が押し出され、傾斜し膨出部を形成して
しまうという事態は回避される。なお、前記第２実施例
では、喰付歯２１群の歯厚ｔを初期喰付き端側における
片歯面ピッチＰＦを標準ピッチＰ。

に対して異ならしめることにより漸減させる場合につき
説明したが、場合によっては、喰付歯群の歯厚ｔを仕上
歯側における片歯面ピッチＰＲを標準ピッチＰｏに対し
て異ならしめることにより漸減させるようにしてもよい
。この場合、歯形のトレーリング側歯面の創成において
、円筒状素材の表面の隆起が段階を追って重畳される状
態で、緩やかに行なわれるので、トレーリング側の歯面
にける傷痕の発生が防止されることになる。以上説明す
るように、本発明によれば、喰付歯群における歯厚を順
次薄く形成して歯厚転造代を与えたので、予め設定され
た所望の正規の歯形に可及的に近づいた歯形を加圧創成
させることができるとともに、加圧創成における加圧負
荷を軽減化させることができる。

加えて、喰付歯および仕上歯の歯底を結ぶ直線が工具本
体の底面と平行な構成となっているので、歯の強度の強
化をはかることができると共に、加圧時間の短縮化をは
かれるという効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は歯形転造方法の一例を示す正面図、第２図は従
来の平ダイスを示す正面図、第３図は従来の平ダイスの
喰付歯の部分を示す拡大正面図、第４図は従来の平ダイ
スによる歯形転造状況を示す説明図、第５図は従来の平
ダイスによって転造された歯形を示す正面図、第６図は
本発明にかかる転造用平ダイスの一実施例を示す要部の
拡大正面図、第７図はその平ダイスによる歯形転造状況
を示す説明図、第８図はその平ダイスによって転造され
た歯形を示す正面図、第９図は本発明にかかる転造用平
ダイスの他の実施例を示す要部の拡大正面図、第１０図
はその平ダイスによる歯形転造状況を示す説明図である
。 １０…平ダイス、１１…喰付歯、１２・・・仕上歯、１
４・・・歯底、１５・・・底面、１６・・・仮想線、１
７…平行線、１８・・・円筒状素材、１９・・・歯形、
２０・・・平ダイス、２１…喰付歯、２８…円筒状素材
、２９・・・歯形、ＰＲ，ＰＦ・・・片歯面ピッチ、Ｐ
ｏ・・・標準ピッチ、ｔ・・・歯厚、ご・・・歯高転造
代、６・・・歯厚転造代。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第８図 第１０図 第６図 第７図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長手方向に複数個の喰付歯、仕上歯、逃げ歯を整列
   して形成し、喰付歯群におけるそれぞれの歯高が喰付き
   端側から仕上歯側に向って漸増して形成され、喰付歯お
   よび仕上歯の歯底を結ぶ直線が転造用平ダイス本体の底
   面と平行で、かつ、前記底面に平行な線と相隣る喰付歯
   の仕上歯側片歯面との交点間の距離で表わされる片歯面
   ピツチＰ＿Ｒと、前記底面に平行な線と相隣る喰付歯の
   喰付き端側片歯面との交点間の距離で表わされる片歯面
   ピツチＰ＿Ｆとの大きさが、仕上歯の標準ピツチＰ＿Ｏ
   に対してＰ＿Ｒ≧Ｐ＿Ｏ＞Ｐ＿Ｆとなるように構成した
   ことを特徴とする転造用平ダイス。 ２ 前記片歯面ピツチＰ＿Ｆと前記片歯面ピツチＰ＿Ｒ
   との平均値が前記標準ピツチＰ＿Ｏに等しくなるように
   構成した特許請求の範囲第１項記載の転造用平ダイス。