WO2003091604A1

WO2003091604A1 - Roue dentee et son procede de production

Info

Publication number: WO2003091604A1
Application number: PCT/JP2003/005231
Authority: WO
Inventors: Junichi Ooka
Original assignee: O-Oka Corporation
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2003-11-06
Also published as: US20050278952A1; CA2483535C; EP1500849A1; EP1500849A4; JPWO2003091604A1; EP1500849B1; CA2483535A1

Description

明細書歯車製品及びその歯車製品の製造方法技術分野本発明は、円盤状部分の周面に沿って所定のピッチにて複数の歯が形成された歯車製品（欠歯のある歯車も含む）に関する。背景技術歯車製品の歯形には、嚙合しあう歯面同士を常に点接触の関係とすべく、図 9 に示すように、歯の中央部から両側端に向かって歯厚が漸次減少するよう、歯面の各両端部にあたる 4箇所にクラウニング F， F， F , Fを設けている。クラゥニング付きの歯車製品を製造するには、切削或いは鍛造にてクラウユングを有しない歯形の製品を形成し、各歯における歯面の端部 4箇所に、クラウニングを切削加工している。

1歯あたり 4箇'所に切削加工でクラウニングを設けることは、手間と時間がかかり、又工具の磨耗による精度のばらつきや、工具の消耗費も無視できない。クラウニングは、その目的を考えると、相互に嚙み合う歯面のいずれかに形成されていれば機能的には問題はない。

鍛造手段にてクラウニングの形成を可能とすれば、大幅な効率ァップとコストダウンを図ることもできる。発明の開示本発明は、相互に嚙み合う歯面のいずれかにクラゥニングを形成することにより、クラゥニングを形成するための加工の手間を軽減するとともに加工時間を短縮し、又工具の磨耗による精度のばらつきや、工具の消耗費を減少し、大幅な効率ァップとコストダウンを図る歯車製品及びその歯車製品の製造方法を提供することを目的とする。本発明は、クラウニングの形成に占められる作業時間を減少すると共に、鍛造手段を利用してクラウニングを形成する技術の提供を目的とするものである。本発明は、円盤状部分の外周面に沿って所定のピッチにて複数の歯が形成された歯車製品において、相互に嚙み合う少なくとも一方の歯車の歯面の少なくとも一方の端部にクラウニングを形成するという技術的思想に基づくものである。本発明の歯車製品（請求項 1に記載の第 1発明）は、

円盤状部分の外周面に沿って所定のピッチにて複数の歯が形成された歯車製品において、

相互に嚙み合う少なくとも一方の歯車の歯面の少なくとも一方の端部にクラゥニングが形成されている

ものである。本発明の歯車製品（請求項 2に記載の第 2発明）は、

前記第 1発明において、

一方または他方の歯車の上側歯面または下側歯面の少なくとも一方の端部にクラウニングが形成されている

ものである。本発明の歯車製品（請求項 3に記載の第 3発明）は、

前記第 1発明において、

一方または他方の歯車の上側歯面および下側歯面の両側の 4個の端部のうち任意の 2個の端部にクラウニングが形成されている

ものである。本発明の歯車製品（請求項 4に記載の第 4発明）は、

前記第 1発明において、

一方または他方の歯車の上側歯面および下側歯面の両側の 4個の端部のうち任意の 3個の端部にクラウニングが形成されている

ものである。

本発明の歯車製品（請求項 5に記載の第 5発明）は、

前記第 1発明において、

一方の歯車の上側歯面の上端部にクラウユングが形成されているとともに、他方の歯車の上側歯面の上下の端部および下側歯面の下端部にクラウニングが形成されている

ものである。本発明の歯車製品（請求項 6に記載の第 6発明）は、

前記第 1発明おいて、 '

一方の歯車の上側歯面の上下の端部および下側歯面の上端部にクラウニングが形成されているとともに、他方の歯車の上側歯面の上下の端部および下側歯面の下端部にクラウニングが形成されている

ことを特徴とする請求項 1に記載の歯車製品。

ものである。

本発明の歯車製品（請求項 7に記載の第 7発明）は、

前記第 1発明において、

一方の歯車の上側歯面の上端部および下側歯面の下端部にクラウユングが形成されている

ものである。

本発明の歯車製品（請求項 8に記載の第 8発明）は、前記第 1発明において、

一方の歯車の上側歯面の上下の端部および下側歯面の下端部にクラウニングが形成されているとともに、他方の歯車の上側歯面の上端部および下側歯面の下端部にクラウニングが形成されている

ことを特徵とする請求項 1に記載の歯車製品。

ものである。本発明の歯車製品（請求項 9に記載の第 9発明）は、

前記第 1発明において、 . 一方の歯車の上側歯面の下端部および下側歯面の上端部にクラウニングが形成されている

ものである。本発明の歯車製品（請求項 1 0に記載の第 1 0発明）は、

前記第 1発明において、

一方の歯車の上側歯面の下端部および下側歯面の上端部にクラウニングが形成されているとともに、他方の歯車の上側歯面の下端部および下側歯面の上端部にクラウニングが形成されている

ことを特徵とする請求項 1に記載の歯車製品。

ものである。本発明の歯車製品（請求項 1 1に記載の第 1 1発明）は、

クラゥニングの形成に占められる作業時間を減少すると共に、鍛造手段を利用してクラウニングを形成する技術の提供を目的としたもので、その構成は、円盤状部分の周面に沿って所定のピッチにて複数の歯が形成された歯車製品にあって

、総ての歯の歯形を、歯面の各両端部にあたる 4箇所のうち、クラウニングが形成された箇所とクラウユングが形成されていない箇所とを有した複数のパターンの中から選択された一つのパターンに統一した歯車製品である。本発明の歯車製品（請求項 1 2に記載の第 1 2発明）は、

前記第 1 1発明において、

前記選択されるパターンが、上側傾斜面の上端部または下端部、下側傾斜面の上端部または下端部のうちいずれか 1箇所の 4バタ一ン、上側傾斜面の上端部と下端部、上側傾斜面の上端部と下側傾斜面の上端部、上側傾斜面の上端部と下側傾斜面の下端部、上側傾斜面の下端部と下側傾斜面の上端部、上側傾斜面の下端部と下側傾斜面の下端部、下側傾斜面の上端部と下端部とのそれぞれ 2箇所の組み合わせから成る 6パターン、上側傾斜面の上端部と下端部及び下側傾斜面の上端部、上側傾斜面の上端部と下端部及び下側傾斜面の下端部、上側傾斜面の上端部と下側傾斜面の上端部及び下端部、上側傾斜面の下端部と下側傾斜面上端部及び下端部のそれぞれ 3箇所の組み合わせから成る 4パターンの計 1 4パターンのうちのいずれか 1つのパターンである

ものである。本発明の歯車製品（請求項 1 3に記載の第 1 3発明）は、

前記第 1発明ないし第 1 2発明のいずれかにおいて、

前記円盤状部分の外周面に形成された複数の歯が、へリカル歯であるものである。本発明の歯車製品の製造方法（請求項 1 4に記載の第 1 4発明）は、円盤状部分の外周面に沿って所定のピッチにて複数の歯を形成する歯車製品の製造方法において、

相互に嚙み合う少なくとも一方の歯車の歯面の少なくとも一方の端部にクラゥニングを形成する

ものである。本発明の歯車製品の製造方法（請求項 1 5に記載の第 1 5発明）は、前記第 1 4発明において、

外周面に形成される歯のクラウニングを備えた歯形が、切削加工によって成形される

ものである。本発明の歯車製品の製造方法（請求項 1 6に記載の第 1 6発明）は、前記第 1 4発明において、

外周面に形成されるヘリカル歯のクラウニングを備えた歯形が、鍛造成形における据え込み工法によって成形される

ものである。本発明の歯車製品の製造方法（請求項 1 7に記載の第 1 7発明）は、前記第 1 4発明において、

外周面に形成されるヘリカル歯のクラウニングを備えた歯形が、鍛造成形におけるしごき工法によって成形される

ものである。また本発明の歯車製品の製造方法（請求項 1 8に記載の第 1 8発明）は、円盤状部分の周面に沿って等しいピッチにてクラウニングを有しない複数の歯が形成された一次成形品に対し、総ての歯の歯形を、歯面の各両端部にあたる 4 箇所のうち、クラウニングが形成された箇所とクラウニングが形成されていない箇所とを有した複数のパターンの中から選択された一つのパターンに統一されるものである。さらに本発明の歯車製品の製造方法（請求項 1 9に記載の第 1 9発明）は、円盤状部分の周面に沿って所定のピッチにて複数のクラウニングを有しないへリカル歯が形成された一次成形品に対し、総ての歯の歯形に、据え込み工法で、歯面の各両端部にあたる 4箇所のうち上側歯面の上部と下側歯面の下部とにクラものである。また本発明の歯車製品の製造方法（請求項 2 0に記載の第 2 0発明）は、円盤状部分の周面に沿って所定のピッチにて複数のクラウニングを有しないへリカル歯が形成された一次成形品に対し、総ての歯の歯形に、しごき工法で、歯面の各両端部にあたる 4箇所のうち下側歯面の上部と上側歯面の下部とにクラゥニングを形成する歯車製品の製造方法である。本発明によれば、切削にて形成する場合、切削箇所が少なくとも一力所は減り、合理化につながる。

又、鍛造にて形成すれば、切削が不要で、効率が良くばらつきもない。図面の簡単な説明図 1は、本発明に係る製造方法で一次成形品を成形する工程を示した説明図である。

図 2は、一次成形品の説明図である。

図 3は、切削加工により形成されるクラウニングのパターンを示した説明図である。

図 4は、歯車の嚙み合わせ例を示した説明図である。

図 5は、据え込み工法によるクラウニングの形成例を示した説明図である。図 6は、据え込み工法にて形成された歯車同士の組み合わせを示した説明'図である。

図 7は、しごき工法によるクラウニングの形成例を示した説明図である。図 8は、しごき工法にて形成された歯車同士の組み合わせを示した説明図である。

図 9は、従来のクラウニング形成パターンを示した説明図である。発明を実施するための最良の形態本発明の実施形態に係る歯車製品及び歯車製品の製造方法を、図面に基づいて説明する。 ' 図 1は一次成形品の成型工程を示したもので、 1は上型、 2は下型であり、上型 1には加圧面の中央にマンドレル 3が突設されている。

—方下型 2には、円盤状のボス形成部 4 aと歯車形成部 4 bとを二段重ねした形状のキヤビティ 4が設けられ、歯車形成部 4 bに対応した部分の内周には、ヘリカル歯成型用歯形 5が形成され、底面にはノックァゥトスリーブ 6が出没自在に装備されている。キヤビティ 4の口元にセッ卜したドーナツ形状のワーク Wを上型 1で加圧する (図 1の b ) と、ワーク Wは回転しながらキヤビティ 4内に押し込まれてキヤビティ 4内に充満し、下面にボス部 7が押し出し形成されると共に、軸穴を有した, 円盤状の歯車部 8周面にヘリカル歯 9が形成される。

上型 1を上昇させて加圧力を解除し、ノックアウトスリーブ 6の押し上げによつて図 2に示す一次成形品 W 1を取り出すことができる。

この工程で成型された一次成形品 W 1のへリカル歯 9にはクラウニングが一切形成されてはいない。そこで第 2工程によりクラウユングを形成する。

クラウニングを形成する手段としては 3通りあり、先ず第 1には切削工法が挙げられる。

切削工法は、切削工具で切削するこれまでの方法と変わりない。

ただし切削箇所は、歯面の各両端部にあたる 4箇所総てにではなく、上側傾斜面 9 1の上端部 A、下端部 B、下側傾斜面 9 2の上端部 C、下端部 Dのうちいずれか 1箇所の 4パターン（図 3の a ) 、上側傾斜面 9 1の上端部 Aと下端部 B、上側傾斜面 9 1の上端部 Aと下側傾斜面 9 2の上端部 C、上側傾斜面 9 1の上端部 Aと下側傾斜面 9 2の下端部 D、上側傾斜面 9 1の下端部 Bと下側傾斜面 9 2 の上端部 ( 、上側傾斜面 9 1の下端部 Bと下側傾斜面 9 2の下端部 D、下側傾斜面 9 2の上端部 Cと下端部 Dとのそれぞれ 2箇所の組み合わせから成る 6パ夕一ン（図 3の b ) 、上側傾斜面 9 1の上端部 Aと下端部 B及び下側傾斜面の上端部 (、上側傾斜面 9 1の上端部 Aと下端部 B及び下側傾斜面 9 2の下端部 D、上側傾斜面 9 1の上端部 Aと下側傾斜面 9 2の上端部 C及び下端部 D、上側傾斜面 9 1の下端部 Bと下側傾斜面 9 2の上端部 C及び下端部 Dのそれぞれ 3箇所の組み合わせから成る 4パターン（図 3の c ) の計 1 4パターンのうちのいずれか 1つのノヽ⁰ターンである。このように形成された歯車製品は、例えば図 4の（a ) に示すように、上側歯面 9 1の上端部 Aの一力所にクラウニングが形成されたタイプの歯車 Pと、下側傾斜面 9 2の下端部 Bと上側傾斜面 9 1の上端部 C及び下端部 Dとにクラウニングが形成されたタイプの歯車 Q (歯車 Qの歯の傾斜は歯車 Pの歯の逆の関係となり、歯車 Pの上側傾斜面 9 1は歯車 Qの下側傾斜面 9 2と嚙み合うことになるため、歯車 Qにあっては、歯車 Pに対して嚙み合う部分に対応する符号を使用した ) との組み合わせといったように、嚙み合う歯面相互の少なくとも一方にクラウニングが形成されていれば、クラウニングの機能を満足し、例えば図 4の（b ) に示すように、上側歯面 9 1の上端部 Aと下端部 B及び下側歯面 9 2の上端部 C とにクラウニングが形成されたタイプの歯車 Rと、下側傾斜面 9 2の下端部 Bと、上側傾斜面 9 1の上端部 C及び下端部 Dとにクラウニングが形成されたタイプの歯車 Sとの組み合わせのように、歯車 Rにおける上側傾斜面 9 1の下端部 B及び下側傾斜面 9 2の上端部じと、歯車 Sにおける下側傾斜面 9 2の下端部 B及び上側傾斜面 9 1の上端部 Cとの互いに対応する部位に重複して設けられる場合は問題はなく、互いに嚙み合う部分の少なくともいずれか一方にクラウニングが形成されている歯車の組み合わせとすればよいのである。次に挙げられるのが鍛造手段のうちの据え込み工法であつて、この据え込みェ法は、例えば図 5の（a ) 、 ( b ) に示すように、ヘリ'カル歯整形用型 1 0内でへリカル歯 9を軸方向へ加圧する。

ヘリカル歯 9は加圧されることで、上側歯面 9 1の下部と下側歯面 9 2の上部とが共にヘリカル歯整形用型 1 0の.内面に強く押し付けられるが、上側歯面 9 1 の上部と下側歯面 9 2の下部に加わる押し付け力は弱く、むしろ上側歯面 9 1の上端部と下側歯面 9 2の下端部とが内側に引っ張られる。そのためへリカル歯 1 1には、図 5の（b ) に示す歯車および図 6に示す歯車 Tのように、上側歯面 1 1 1の上部 Aと下側歯面 1 1 2の下部 Dとにそれぞれクラウニングが形成される。

このようにして据え込み工法で形成されるクラウニングは、へリカル歯の傾斜方向によって左右逆の関係となる部位に形成されるので、それらクラウニングが互いの逆のパターンとなる歯車 Tと歯車 Uとを組み合わせれば、嚙み合い面の四力所 A， B , C , Dすべて、いずれかの歯にクラウニングを有することになる。残る鍛造手段のうちのしごき工法では、図 7の（a ) ，（b ) 、（c ) に示すように、途中にくびれ部 1 2を有したへリカル歯整形用型 1 3内を通過させることで歯筋方向にしごきを加える。

しごきを加えることで、ヘリカル歯 1 4には、上側歯面 1 4 1の下部と下側歯面 1 4 2の上部とにクラウニング F， Fが形成される。

このようにしてしごき工法で形成されるクラウニングも、へリカル歯の傾斜方向によって左右逆の関係となる部位に形成されるので、それらクラウニングが互いに逆のパターンとなる歯車 Vと歯車 Wとを組み合わせれば、嚙み合い面の四力所 A , B , C , Dすべて、いずれかの歯にクラウニングを有することになる。据え込み工法、又はしごき工法による鍛造手段でクラウニングを形成すれば、切削工法は不要となり、一瞬にして完成されるし、ばらつきもない。

尚、切削手段を利用してクラウユングを形成する場合は、ヘリカル歯以外の歯形にも適用できる。

又、鍛造手段にて形成したクラウニングは、精度アップのために仕上げ加工しても差し支えない。これら鍛造手段により製造された歯車製品は、いずれも歯筋方向両サイドの歯面における片側のクラウニングが上部であると他側のクラウニングは下部となるが、切削であれば、前記図 3にて例示した総てのパターンを形成可能であり、少なくとも切削箇所は従来より少なくて済むことになる。又、鍛造と切削とを併用することにより合理化を図ることもできる。上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。産業上の利用可能性円盤状部分の外周面に沿つて所定のピッチにて複数の歯が形成された歯車製品及びその製造方法において、相互に嚙み合う歯面のいずれかにクラウニングを形成することにより、クラウニングを形成するための加工の手間を軽減するとともに加工時間を短縮し、又工具の磨耗による精度のばらつきや、工具の消耗費を減少し、大幅な効率ァップとコストダウンを図るものである。

Claims

請求の範囲

1 . 円盤状部分の外周面に沿って所定のピッチにて複数の歯が形成された歯車製品において.、

ことを特徴とする歯車製品。

2 . —方または他方の歯車の上側歯面または下側歯面の少なくとも一方の端部にクラウニングが形成されている

ことを特徴とする請求項 1に記載の歯車製品。

3 . 一方または他方の歯車の上側歯面および下側歯面の両側の 4個の端部のうち任意の 2個の端部にクラウニングが形成されている

ことを特徵とする請求項 1に記載の歯車製品。

4 . —方または他方の歯車の上側歯面および下側歯面の両側の 4個の端部のうち任意の 3個の端部にクラウニングが形成されている

ことを特徵とする請求項 1に記載の歯車製品。

5 . 一方の歯車の上側歯面の上端部にクラウニングが形成されているとともに、他方の歯車の上側歯面の上下の端部および下側歯面の下端部にクラウ三ングが形成されている

ことを特徴とする請求項 1に記載の歯車製品。

6 . —方の歯車の上側歯面の上下の端部および下側歯面の上端部にクラウニングが形成されているとともに、他方の歯車の上側歯面の上下の端部および下側歯面の下端部にクラウニングが形成されている

ことを特徴とする請求項 1に記載の歯車製品。

7 . 一方の歯車の上側歯面の上端部および下側歯面の下端部にクラウニングが形成されている

ことを特徴とする請求項 1に記載の歯車製品。

8 . 一方の歯車の上側歯面の上下の端部および下側歯面の下端部にクラウニングが形成されているとともに、他方の歯車の上側歯面の上端部および下側歯面の下端部にクラウユングが形成されている

ことを特徴とする請求項 1に記載の歯車製品。

9 . 一方の歯車の上側歯面の下端部および下側歯面の上端部にクラウニングが形成されている

ことを特徵とする請求項 1に記載の歯車製品。

1 0 . —方の歯車の上側歯面の下端部および下側歯面の上端部にクラウニングが形成されているとともに、他方の歯車の上側歯面の下端部および下側歯面の上端部にクラウニングが形成されている

ことを特徴とする請求項 1に記載の歯車製品。

1 1 . 円盤状部分の周面に沿って所定のピッチにて複数の歯が形成された歯車製品にあって、総ての歯の歯形を、歯面の各両端部にあたる 4箇所のうち、クラゥニングが形成された箇所とクラウニングが形成されていない箇所とを有した複数のパ夕一ンの中から選択された一つのパターンに統一した

ことを特徴とする歯車製品。

1 2 . 前記選択されるパターンが、上側傾斜面の上端部または下端部、下側傾斜面の上端部または下端部のうちいずれか 1箇所の 4パターン、上側傾斜面の上端部と下端部、上側傾斜面の上端部と下側傾斜面の上端部、上側傾斜面の上端部と下側傾斜面の下端部、上側傾斜面の下端部と下側傾斜面の上端部、上側傾斜面の下端部と下側傾斜面の下端部、下側傾斜面の上端部と下端部とのそれぞれ 2箇所の組み合わせから成る 6パターン、上側傾斜面の上端部と下端部及び下側傾斜面の上端部、上側傾斜面の上端部と下端部及び下側傾斜面の下端部、上側傾斜面の上端部と下側傾斜面の上端部及び下端部、上側傾斜面の下端部と下側傾斜面上端部及び下端部のそれぞれ 3箇所の組み合わせから成る 4パターンの計 1 4パターンのうちのいずれか 1つのパターンである

ことを特徴とする請求項 1 1に記載の歯車製品。

1 3 . 前記円盤状部分の外周面に形成された複数の歯が、ヘリカル歯であることを特徴とする請求項 1ないし 1 2いずれかに記載の歯車製品。

1 4 . 円盤状部分の外周面に沿って所定のピッチにて複数の歯を形成する歯車製品の製造方法において、相互に嚙み合う少なくとも一方の歯車の歯面の少なくとも一方の端部にクラゥニングを形成する

ことを特徵とする歯車製品の製造方法。

1 5 . 外周面に形成される歯のクラウニングを備えた歯形が、切削加工によつて成形される

ことを特徴とする請求項 1 4に記載の歯車製品の製造方法。

1 6 . 外周面に形成されるヘリカル歯のクラウニングを備えた歯形が、鍛造成形における据え込み工法によって成形される

ことを特徵とする請求項 1 4に記載の歯車製品の製造方法。

1 7 . 外周面に形成されるヘリカル歯のクラウニングを備えた歯形が、鍛造成形におけるしごき工法によつて成形される

ことを特徴とする請求項 1 4.に記載の歯車製品の製造方法。

1 8 . 円盤状部分の周面に沿って所定のピッチにてクラウニングを有しない複数の歯が形成された一次成形品に対し、総ての歯の歯形を、歯面の各両端部にあたる 4箇所のうち、クラウニングが形成された箇所とクラウニングが形成されていない箇所とを有した複数のパターンの中から選択された一つのパターンに統一されるよう切削加工する歯車製品の製造方法。

1 9 . 円盤状部分の周面に沿って所定のピッチにて複数のクラウニングを有しないヘリカル歯が形成された一次成形品に対し、総ての歯の歯形に、据え込みェ法で、歯面の各両端部にあたる 4箇所のうち上側歯面の上部と下側歯面の下部とにクラウニングを形成する歯車製品の製造方法。

2 0 . 円盤状部分の周面に沿って所定のピッチにて複数のクラウニングを有しないヘリカル歯が形成された次成形品に対し、総ての歯の歯形に、しごき工法で、歯面の各両端部にあたる 4箇所のうち下側歯面の上部と上側歯面の下部とにクラウニングを形成する歯車製品の製造方法。