(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸に対して傾斜した複数の歯を備えた歯形を成形する成形部を内周面に形成したダイスの内部に、円柱状の歯形素材を押し込んで素材の金属を流動させて歯形を成形した後、歯型を形成したヘリカルギヤをダイスから排出する第１工程と、
歯形を形成した素材を、２基のロールダイスの間に位置させて歯車の歯先の歯面を塑性変形させて油溝を形成する第２工程と、
その後に中心線レス研磨によって油溝を有する歯車の表面の研磨を行う第３工程により形成した、
油溝を有するヘリカルギヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油溝を有するヘリカルギヤの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、ヘリカルギヤの歯の表面に油保持溝としての微小な深さのローレットを刻設した形状のギヤが、例えば特開平７−９８０５１号公報に示されているように、自動車の差動装置などに利用されている。
このようなヘリカルギヤの製造工程を図６で説明する。
まず円柱状の歯車素材ａを必要な長さに切断しローレットｂ加工を施す。その後に周面にローレット加工ｂが施された歯車素材ａに、ホブ加工、あるいはシェーパー加工などにより切削してギヤ部の歯ｃ切りを行う。
そして最後に円筒研磨機によって歯ｃ面に残されたローレットｂの先端の研磨加工を行っている。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
しかし前記した従来の油保持溝を形成したヘリカルギヤとデファレンシャル装置にあっては、図７に示すように次のような問題点がある。
＜イ＞最初に円柱状の歯車素材ａの中心線ｐを設定する。このその中心線ｐを利用して最初のローレットｂ加工、次のホブ加工、そして最後の円筒研磨を行っている。そのために、ミクロン単位の微小深さの溝の加工を行うには中心線ｐの位置の微妙な設定がきわめて重要になってくる。
＜ロ＞中心線ｐの位置がミクロン単位で設定できていないと、ローレットｂ加工の工程、さらに円筒研磨の工程で真円性に欠けて精密なヘリカルギヤを製造することができない。
＜ハ＞さらに精密な中心線ｐが設定されていないと、最後の研磨加工において真円性が保持されていないことから、せっかく前工程で加工したローレットｂが一方の面では完全に削り取られたり、他方の面ではまったく研磨されていない、といった不良品が発生する可能性がある。
＜ニ＞ローレットｂ外径と歯ｃ面との相対ズレが大きくなるという問題がある。すなわち同芯性の不良である。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、調整が難しい中心軸の設定を行うことなく、歯車に形成する溝を長さ方向で均等にかつ容易に加工を行うことができる、油溝を有するヘリカルギヤの製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の油溝を形成したヘリカルギヤは、中心軸に対して傾斜した複数の歯を備えた歯形を成形する成形部を内周面に形成したダイスの内部に、円柱状の歯形素材を押し込んで素材の金属を流動させて歯形を成形した後、歯型を形成したヘリカルギヤをダイスから排出する第１工程と、歯形を形成した素材を、２基のロールダイスの間に位置させて歯車の歯先の歯面を塑性変形させて油溝を形成する第２工程と、その後に中心線レス研磨によって油溝を有する歯車の表面の研磨を行う第３工程により形成した、油溝を形成したヘリカルギヤを特徴としたものである。
【０００７】
【本発明の実施の態様】
以下図面を参照しながら本発明の油溝を形成したヘリカルギヤとデファレンシャル装置の実施例について説明する。
【０００８】
＜イ＞ヘリカルギヤ。
歯車素材から製造するヘリカルギヤ１は、ギアの中心軸線に対して斜めにねじれた歯２を、等間隔で複数数本形成してある。
これらの各歯２の歯先の幅は、歯すじの全長にわたって同一である。
【０００９】
＜ロ＞製造装置の下型。
ヘリカルギヤ１を冷間鍛造によって製造する装置について図２によって説明する。
この冷間鍛造装置３は、下型３１と上型３２とより構成する。
下型３１は大口径の外側リング３１１とその外側リング３１１の内面に配置した内側リング３１２とより構成する。
そしてこの内側リング３１２の内面にダイス３１３を配置して構成する。
これらの外側リング３１１、内側リング３１２、およびダイス３１３の上にはワークガイド３１４を設置する。
ワークガイド３１４の中心には、ガイド穴３１５を形成してある。ガイド穴３１５の内径は、円柱状の歯車素材の外径とほぼ等しい。
ダイス３１３の内面には押し出し加工用の加工穴３１６を形成してある。そして、ワークガイド３１４に開口したガイド穴３１５と、ダイス３１３の中心の加工穴３１６は、両者の軸芯が一致するよう上下に重ねて配置してある。上下に重ねて配置した場合に、周囲にストッパーを突設して位置を固定する。
【００１０】
＜ハ＞製造装置の上型。
上型３２は、下型３１の上部空間に昇降自在に設置してある。
そして上型３２の下面にはガイドパンチ３２１を下向きに突設してあり、強大な圧力でガイドパンチ３２１を押し下げることができる。
ガイドパンチ３２１の下降の結果、下型３１のワークガイド３１４のガイド穴３１５に挿入した円柱状の歯車素材を、ガイドパンチ３２１によって、ダイス３１３の加工穴３１６の内部に押し込むことができる。
【００１１】
＜ニ＞ダイスの加工穴の形状。
ダイス３１３の押し出し加工用の加工穴３１６の上端の内径ｄ１は、その上に設置したワークガイド３１４のガイド穴３１５の内径ｄ２とほぼ同径の穴である。
そして加工穴３１６の内周面には、製造する対象であるヘリカルギヤ１の歯形を成形する成形歯形がを設けてある。
各成形歯形は、ダイス３１３の軸線に対して斜めにねじれた形状をしており、これらの成形歯形の歯先が、ヘリカルギヤ１の歯２の歯底を形成する。
また、各成形歯形の歯底が、ヘリカルギヤ１の歯２の歯先を形成する。
また、２本の隣接する成形歯形の向かいあっている１組の歯面が、ヘリカルギヤ１の１本の歯２の歯面を形成する。
【００１２】
＜ホ＞歯形の製造。
次に上記の装置を使用した製造工程について説明する。
まず円柱状の長尺の材料を所定の長さに切断し、焼鈍しボンデ処理などの前工程を行う。
次にこの円柱状の歯車素材を常温の状態で下型３１のワークガイド３１４のガイド穴３１５内に挿入する。
そして上型３２を大きな圧力の下で下降させて円柱状の歯車素材をダイス３１３の加工穴３１６の内部に押し込む。
すると円柱状歯車素材の周囲には、ダイス３１３内面に設けた成形歯形の歯形が押し付けられて塑性変形を起こし、歯面の間の溝内に流入してヘリカルギヤ１の歯２の歯形が形成される。
このようにプレスによって歯２を形成するから、精密な中心線を出す工程が不要である。歯型を形成したヘリカルギヤ１は、下からノックアウト３１７で押し出し、あるいはノックアウト３１７を使用せずに排出する。
また歯型は常温下のプレスで行うから、ダイスの加工穴３１６の寸法通りの形状を得ることができ、高い真円性が得られ、ミクロン単位の同軸性を確保することができる。
【００１３】
＜ヘ＞油溝の転造加工。（図３）
ヘリカルギヤ１の歯先（歯車の表面）に微小な深さの溝で構成した油溝を形成する。
油溝として例えば多数の微小なピラミッド型を突設させたローッレット２１を形成する。
そのために歯２の形成の終わったヘリカルギヤ１を、２個の同一直径の転造用のロールダイス４の間に位置させる。
このロールダイス４の表面には、ローレット２１加工用の微小な突起が多数突出して形成してある。
この両側のロールダイス４を同方向へ同速度で回転させ、互いに接近させる。その結果レスト４１上で水平に支持したヘリカルギヤ１の歯面を塑性変形させて歯車の表面にローレット２１を長さ方向で均等にかつ精度よくさらには容易に形成することができる。
【００１４】
＜ト＞油溝の他の実施例。
油溝としてはピラミッド型に突設したローレット２１に限らず、歯先に平行な油溝、歯先を横断する油溝、歯先に独立した多数のくぼみを形成した油溝などを採用することができる。
【００１５】
＜チ＞ローレットの研磨。
油溝として歯の面にピラミッド状のローレット２１加工を施した場合には、その先端を中心線レス研磨機によって研磨する。
中心線レス研磨機は、研磨砥石と、調整車、および支持台によって構成する。研磨砥石は、対象とするヘリカルギヤ１の種類によって交換できる。さらにヘリカルギヤ１の種類によって最適に回転速度、および支持高さを選択することができる構造である。
中心線レス研磨機を使用するから、加工の対象であるヘリカルギヤ１では中心軸を精密に設定することなく、ローレット２１の先端を精密に削り取る加工を行うことができる。
【００１６】
＜リ＞デファレンシャル装置。
次に上記したヘリカルギヤ１の特定の性質を専ら利用して構成するデファレンシャル装置について説明する。
まずヘリカルギヤを用いたデファレンシャル装置の全体は、例えば特開平７−９８０５１号公報に記載してあり、装置の断面は図４に記載してある。
このデファレンシャル装置の各ギヤを、上記で説明した冷間鍛造で製作したヘリカルギヤ１によって構成する。
すなわちエンジンの駆動力により回転するデフケース５の収納孔にヘリカルピニオンギヤを摺動回転自在に収納する。そしてこのヘリカルピニオンギヤ５１を介して、一対のヘリカルサイドギヤ５２を設置し、このヘリカルサイドギヤ５２によって連結した車輪側に駆動力を伝達する。
各ヘリカルピニオンギヤ５１、ヘリカルサイドギヤ５２は、ギヤの歯先径、ローレットを施すことによる微小な深さの油溝が正確な真円性が確保され、かつヘリカルギヤの全長にわたって均等な寸法が確保されているから、収納孔の壁面に接触して安定してかつ十分な摩擦抵抗を得ることができる。
微小な深さとは歯車とその歯車の摺動部材との間にオイルを保持することが可能な深さであり、すなわちオイルフィルムを形成することが可能な深さである。
この深さは特開平７−９８０５１号公報に示されているように０，１〜０，３ｍｍが好ましい。
【００１７】
【本発明の効果】
本発明は次のような効果を得ることができる。
＜イ＞ヘリカルギヤは、その製造工程において、調整が難しい中心軸の設定を行うことなく、溝をギヤの長さ方向で均一かつ精度よく、かつ容易に加工することができる。
＜ロ＞歯車歯面とローレットをもつ外径は、優れた同芯性を得ることができるから、そのようなヘリカルギヤを利用して構成したデファレンシャル装置は安定した摩擦抵抗、つまり安定した差動制限特性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油溝を形成したヘリカルギヤの実施例の説明図。
【図２】ヘリカルギヤの冷間鍛造工程の実施例の説明図。
【図３】センターレス研磨によってローレットを付ける工程の実施例の説明図。
【図４】ヘリカルギヤの特定の性質を利用したデファレンシャル装置の実施例の説明図。
【図５】デファレンシャル装置におけるヘリカルギヤの配置状態の実施例の説明図。
【図６】従来のヘリカルギヤ製造方法の説明図。
【図７】従来のヘリカルギヤの製造方法の問題点の説明図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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