(57)【要約】【課題】同一軸上に一体的に異諸元の複数の歯車を同時に正確に転造すること。【解決手段】歯車転造装置は、歯車素材に各平ダイス３〜６を押し付けて両者に転運動を行わせ各平ダイス３〜６の歯形に応じた歯を歯車素材に付し、同一軸上に一体をなす二歯車１，２を同時に転造する。平ダイス３，４及び平ダイス５，６は、それぞれ一対をなし、各歯車１，２に対応して歯車素材を挟んで配置される。各平ダイス３〜６は、各歯車１，２を転造するために異諸元の歯形を有する。各平ダイス３〜６に対応して、サーボモータ７〜１０がそれそれ設けられる。サーボモータ７，８及びサーボモータ９，１０には、対応する平ダイス３，４及び平ダイス５，６の駆動位相を互いに同期させる同期装置が設けられる。各同期装置による駆動位相の間の位相差を一定に保持する軸間位相調整装置が設けられる。【選択図】　　　　図１
2004074163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車素材に転造工具を押し付けて前記歯車素材と前記転造工具との間で転がり運動を行わせることにより前記転造工具が持つ歯形に応じた歯を前記歯車素材に付けて歯車を転造するものであり、同一軸上に一体をなす複数の歯車を同時に転造する歯車転造装置において、
前記転造工具は、前記転造される各歯車毎に前記歯車素材を挟んで一対ずつ配置されることと、
前記各一対の転造工具は、諸元の異なる複数の歯車を転造するために、互いに異なる諸元の歯形を有することと、
前記各一対の転造工具毎に設けられ、一対の転造工具を相互に反対方向へ駆動するための駆動手段と、
前記各一対の転造工具毎に対応して設けられ、前記一対の転造工具の駆動位相を互いに同期させるため位相同期手段と、
前記各位相同期手段による駆動位相の間の位相差を一定に保持するための位相差保持手段と
を備えたことを特徴とする歯車転造装置。
【請求項２】
前記歯車素材は、前記諸元の異なる各歯車に対応してピッチ円直径の異なる複数の部位を含むことを特徴とする請求項１に記載の歯車転造装置。
【請求項３】
歯車素材に転造工具を押し付けて前記歯車素材と前記転造工具との間で転がり運動を行わせることにより前記転造工具が持つ歯形に応じた歯を前記歯車素材に付けて歯車を転造するものであり、同一軸上に一体をなす複数の歯車を同時に転造する歯車転造方法において、
前記各歯車に対応して前記歯車素材を挟んで配置された一対の転造工具を互いに反対方向へ駆動させ、前記各一対の転造工具の駆動位相を互いに同期させると共に、前記各一対の転造工具に係る駆動位相の間の位相差を一定に保持することを特徴とする歯車転造方法。
【請求項４】
前記歯車素材は、前記諸元の異なる各歯車に対応してピッチ円直径の異なる複数の部位を含むことを特徴とする請求項３に記載の歯車転造方法。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の歯車転造装置により転造されたことを特徴とする歯車。
【請求項６】
請求項３又は４に記載の歯車転造方法により転造されたことを特徴とする歯車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、歯車素材に転造工具を押し付けて歯車素材と転造工具との間で転がり運動を行わせることにより転造工具の歯形に応じた歯を歯車素材に付けて歯車を転造する歯車転造装置及び歯車転造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の歯車転造装置及び歯車転造方法により転造される歯車は、生産能率が高く、歯が丈夫になることが特色となっている。
【０００３】
ここで、歯車転造装置及び歯車転造方法として、丸棒状の歯車素材に一つの歯車を転造するものの他、丸棒状の一つの歯車素材に複数の歯車を同時に転造するものもある。複数の歯車を同時に転造する技術は、例えば、特開昭５９−７４５０号公報及び特開昭６３−６７４６３号公報に開示されている。これらの従来技術では、外径、歯形及び歯数等の諸元を同じくした複数の歯車が、隣りどうし相互に半ピッチだけずらされて転造されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記各従来公報には、複数の歯車を同時に転造することが開示されるものの、外径、歯形及び歯数等の諸元の異なる複数の歯車を同時に転造することについて何も開示されていない。即ち、前記従来公報の歯車転造装置及び歯車転造方法では、諸元の異なる複数の歯車を同一軸上に同時に転造することができなかった。
【０００５】
このため、同一軸上に一体をなす諸元の異なる複数の歯車を得るには、個々の歯車を別々に転造しなければならず、転造の全工程に時間がかかると共に、複数の歯車相互の歯の位相を整合させることが難しかった。
【０００６】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、同一軸上に一体をなす諸元の異なる複数の歯車を同時に正確に転造することを可能にした歯車転造装置及び歯車転造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、歯車素材に転造工具を押し付けて歯車素材と転造工具との間で転がり運動を行わせることにより転造工具が持つ歯形に応じた歯を歯車素材に付けて歯車を転造するものであり、同一軸上に一体をなす複数の歯車を同時に転造する歯車転造装置において、転造工具は、転造される各歯車毎に歯車素材を挟んで一対ずつ配置されることと、各一対の転造工具は、諸元の異なる複数の歯車を転造するために、互いに異なる諸元の歯形を有することと、各一対の転造工具毎に設けられ、一対の転造工具を相互に反対方向へ駆動するための駆動手段と、各一対の転造工具毎に対応して設けられ、一対の転造工具の駆動位相を互いに同期させるため位相同期手段と、各位相同期手段による駆動位相の間の位相差を一定に保持するための位相差保持手段とを備えたことを趣旨とする。
【０００８】
上記発明の構成によれば、各駆動手段を駆動させることにより、転造される各歯車毎に歯車素材を挟んで配置された各一対の転造工具が駆動され、歯車素材と両転造工具との間で転がり運動が行われる。これにより、転造工具が持つ歯形に応じた歯が歯車素材に付けられ複数の歯車が同時に転造される。又、諸元の異なる複数の歯車を転造するために、各一対の転造工具が互いに異なる諸元の歯形を持つことから、各一対の転造工具により転造される歯車は、互いに諸元の異なる歯車として転造される。
ここで、転造される各歯車毎に、諸元の異なる歯形を持った一対の転造工具が駆動されることから、それらの駆動位相は各一対の転造工具の間で互いに異なるものとなる。しかし、この発明では、各一対の転造工具において、二つの転造工具の駆動位相が位相同期手段により互いに同期させられ、各位相同期手段による駆動位相の間の位相差が位相差保持手段により一定に保持されるので、転造される各歯車の間で、歯の位相の関係が一定に保たれる。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、歯車素材は、諸元の異なる各歯車に対応してピッチ円直径の異なる複数の部位を含むことを趣旨とする。
【００１０】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、歯車素材が各歯車に対応してピッチ円直径の異なる複数の部位を含むことから、それらの部位で互いにピッチ円直径の異なる複数の歯車が同時に転造されることになる。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、歯車素材に転造工具を押し付けて歯車素材と転造工具との間で転がり運動を行わせることにより転造工具が持つ歯形に応じた歯を歯車素材に付けて歯車を転造するものであり、同一軸上に一体をなす複数の歯車を同時に転造する歯車転造方法において、各歯車に対応して歯車素材を挟んで配置された一対の転造工具を互いに反対方向へ駆動させ、各一対の転造工具の駆動位相を互いに同期させると共に、各一対の転造工具に係る駆動位相の間の位相差を一定に保持することを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、転造される各歯車毎に歯車素材を挟んで配置された各一対の転造工具が駆動され、歯車素材と両転造工具との間で転がり運動が行われる。これにより、転造工具が持つ歯形に応じた歯が歯車素材に付けられ複数の歯車が同時に転造される。又、諸元の異なる複数の歯車を転造するために、各一対の転造工具が互いに異なる諸元の歯形を持つことから、各一対の転造工具により転造される歯車は、互いに諸元の異なる歯車として転造される。
ここで、転造される各歯車毎に、諸元の異なる歯形を持った一対の転造工具が駆動されることから、それらの駆動位相は各一対の転造工具の間で互いに異なるものとなる。しかし、この発明では、各一対の転造工具において、二つの転造工具の駆動位相が互いに同期させられ、各一対の駆動工具に係る駆動位相の間の位相差が一定に保持されるので、転造される各歯車の間で、歯の位相の関係が一定に保たれる。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、歯車素材は、諸元の異なる各歯車に対応してピッチ円直径の異なる複数の部位を含むことを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、請求項３に記載の発明の作用に加え、歯車素材が各歯車に対応してピッチ円直径の異なる複数の部位を含むことから、それらの部位で互いにピッチ円直径の異なる複数の歯車が同時に転造されることになる。
【００１５】
請求項５に記載の歯車の発明は、請求項１又は２に記載の歯車転造装置により転造されたことを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、転造により得られる複数の歯車が同一軸上に一体をなす。
【００１７】
請求項６に記載の歯車の発明は、請求項３又は４に記載の歯車転造方法により転造されたことを趣旨とする。
【００１８】
上記発明の構成によれば、転造により得られる複数の歯車が同一軸上に一体をなす。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の歯車転造装置及び歯車転造方法を具体化した第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１には、この実施の形態の歯車転造装置の機械的な概略構成を斜視図に示す。この歯車転造装置は、丸棒状の歯車素材に転造工具を押し付けて歯車素材と転造工具との間で転がり運動を行わせることにより転造工具が持つ歯形に応じた歯を歯車素材に付けて歯車を転造するものであり、同一軸上に一体をなす小歯車１と大歯車２を同時に転造するように構成される。
【００２１】
この実施の形態で、転造工具として平ダイス３，４，５，６が使用される。各平ダイス３〜６は、転造される各歯車１，２毎に歯車素材を挟んで一対をなして配置される。即ち、小歯車１を転造するためのＡ軸用第１平ダイス３とＡ軸用第２平ダイス４が一対をなし、大歯車２を転造するためのＢ軸用第１平ダイス５とＢ軸用第２平ダイス６が一対をなす。ここで、「Ａ軸」とは、加工軸の一つを意味し、「Ｂ軸」とは、加工軸の他の一つを意味する（以下において同じ。）。
【００２２】
各一対の平ダイス３〜６は、諸元の異なる二つの歯車１，２を転造するために、互いに異なる諸元の歯形を有する。ここで、各歯車１，２の諸元として、外径、歯形、歯数及びモジュール等が互いに異なる。二つの歯車１，２は、これらの諸元を異にするが、同一軸上に一体形成される。
【００２３】
各一対の平ダイス３〜６には、対応する平ダイス３，４及び対応する平ダイス５，６を相互に反対方向へ駆動するための駆動手段として、サーボモータ７〜１０が設けられる。即ち、Ａ軸用第１平ダイス３には、Ａ軸用第１サーボモータ７が、Ａ軸用第２平ダイス４には、Ａ軸用第２サーボモータ８がそれぞれ設けられる。Ａ軸用の両サーボモータ７，８は、一対をなして駆動制御される。一方、Ｂ軸用第１平ダイス５には、Ｂ軸用第１サーボモータ９が、Ｂ軸用第２平ダイス６には、Ｂ軸用第２サーボモータ１０がそれぞれ設けられる。Ｂ軸用の両サーボモータ９，１０は、一対をなして駆動制御される。
【００２４】
図２には、転造前の歯車素材１１と各平ダイス３〜６の配置を示す。歯車素材１１は、諸元の異なる二つの歯車１，２に対応してピッチ円直径の異なる小径部位１１ａ及び大径部位１１ｂを含む。この歯車素材１１は、所定の支軸１２上に固定され、支軸１２と一体回転可能に設けられる。
【００２５】
図１において、Ａ軸用の両サーボモータ７，８を駆動させることにより、Ａ軸用の両平ダイス３，４が、歯車素材１１の小径部位１１ａに押し付けられ、矢印で示すように、互いに逆方向へ動かされて、両平ダイス３，４と小径部位１１ａとの間で転がり運動が行われる。そして、両平ダイス３，４が持つ歯形に応じた歯を小径部位１１ａに付けて小歯車１の転造が行われる。
【００２６】
図３〜図６には、平ダイス３，４を使用して行う一連の転造方法の原理図を示す。図３に示すように、平ダイス３，４の歯形１３は、食付き刃と、加工刃と、仕上げ刃とを含み、それらが互いに連続して設けられる。そして、図３に示すように、最初の「食付き開始」の段階では、両平ダイス３，４の食付き刃の先端が歯車素材１１に押し付けられて食付きが開始される。その後、図４に示すように、両平ダイス３，４が移動すると、食付き刃による食付き加工が進行する。
図５に示すように、両平ダイス３，４が更に移動すると、加工刃による加工が開始される。そして、両平ダイス３，４が更に移動すると、仕上げ刃による仕上げが行われ、やがて図６に示すように、仕上げが終了する。このように、両平ダイス３，４が互いに逆方向へ移動する間に、歯車素材１１の外周に歯１４が付けられ、仕上げが終了することにより小歯車１の転造が完了する。
【００２７】
同様に、Ｂ軸用の両サーボモータ９，１０を駆動させることにより、図１において、Ｂ軸用の両平ダイス５，６が、歯車素材１１の大径部位１１ｂに押し付けられ、互いに逆方向へ動かされて、両平ダイス５，６と大径部位１１ｂとの間で転がり運動が行われる。そして、両平ダイス５，６が持つ歯形に応じた歯を歯車素材１１の大径部位１１ｂに付けて大歯車２の転造が行われる。
【００２８】
図７には、一つの歯車素材１１から転造された小歯車１及び大歯車２を一体に有する複歯車１５の断面図を、図８には、複歯車１５を図７の左側から見た図をそれぞれ示す。この実施の形態で、小歯車１及び大歯車２の歯１４はそれぞれヘリカルスプラインであり、それらスプラインの捻れの方向は互いに逆向きに設定される。歯数は、小歯車１より大歯車２の方が多くなっている。
【００２９】
この実施の形態では、小歯車１と大歯車２の転造が、一対をなすＡ軸用平ダイス３，４と、同じく一対をなすＢ軸用平ダイス５，６とにより同時に行われる。即ち、一対の平ダイス３，４、一対の平ダイス５，６により、小歯車１と大歯車２の食付き開始が同時に行われ、小歯車１と大歯車２の仕上げ終了が同時に行われる。従って、外径、歯形、歯数、モジュール及び捻れ方向の異なる二つの歯車１，２を、同一の歯車素材１１において同一軸上に同時に転造するためには、Ａ軸用及びＢ軸用の各対の平ダイス３〜６を、互いに同期を整合させながら駆動させる必要がある。そのためには、Ａ軸用及びＢ軸用の各サーボモータ７〜１０を好適に制御する必要がある。
【００３０】
図９には、Ａ軸用及びＢ軸用の各サーボモータ７〜１０を制御するための制御装置の構成をブロック図に示す。この制御装置は、中心的な役割を果たす軸間位相調整装置２１と、その軸間位相調整装置２１に速度比係数α及び位置補正値β等の微調整データを入力するための微調整データ入力装置２２と、軸間位相調整装置２１に、寸法、位置情報、歯車諸元、歯車位置位相、速度比係数α及び位置補正値βの設定値等の加工仕様データを入力するための加工仕様データ入力装置２３と、軸間位相調整装置２１からの指令信号を受けて動作するＡ軸用同期装置２４及びＢ軸用同期装置２５と、Ａ軸用同期装置２４からの指令信号を受けて動作するＡ軸用第１電動サーボ装置２６及びＡ軸用第２電動サーボ装置２７と、Ｂ軸用同期装置２５からの指令信号を受けて動作するＢ軸用第１電動サーボ装置２８及びＢ軸用第２電動サーボ装置２９とを備える。Ａ軸用第１電動サーボ装置２６は、Ａ軸用第１サーボモータ７を安定駆動させるものである。Ａ軸用第２電動サーボ装置２７は、Ａ軸用第２サーボモータ８を安定駆動させるものである。Ｂ軸用第１電動サーボ装置２８は、Ｂ軸用第１サーボモータ９を安定駆動させるものである。Ｂ軸用第２電動サーボ装置２９は、Ｂ軸用第２サーボモータ１０を安定駆動させるのものである。
【００３１】
Ａ軸用同期装置２４は、Ａ軸用の平ダイス３，４の駆動位相を互いに同期させるためにＡ軸用の電動サーボ装置２６，２７を介して、Ａ軸用のサーボモータ７，８を制御する。同じく、Ｂ軸用同期装置２５は、Ｂ軸用の平ダイス５，６の駆動位相を互いに同期させるためにＢ軸用の電動サーボ装置２８，２９を介して、Ｂ軸用のサーボモータ９，１０を制御する。Ａ軸用同期装置２４及びＢ軸用同期装置２５は、本発明の位相同期手段に相当する。
【００３２】
軸間位相調整装置２１は、Ａ軸用同期装置２５によるＡ軸用の平ダイス３，４の駆動位相と、Ｂ軸用同期装置２５によるＢ軸用の平ダイス５，６の駆動位相との間の位相差を一定に保持するためのものであり、本発明の位相差保持手段に相当する。軸間位相調整装置２１は、次式１に従って、上記位相差を一定に保持する。
ＸＢ＝α・ＸＡ＋β　　　・・・（式１）
ここで、「ＸＡ」は、Ａ軸位置を意味し、「ＸＢ」は、Ｂ軸位置を意味する。
【００３３】
各装置２１〜２５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等の電子部品より構成され、所定のプログラムに基づいてそれぞれに必要な演算処理を実行する。従って、軸間位相調整装置２１は、Ａ軸用同期装置２５及びＢ軸用同期装置２６による駆動位相の位相差を一定に保つような位相調整信号を、各軸用同期装置２５，２６へ出力する。各軸用同期装置２５，２６は、軸間位相調整装置２１からの位相調整信号に従い、各軸用電動サーボ装置２６〜２９を介して、各軸用サーボモータ７〜１０の出力を制御する。これにより、Ａ軸用の平ダイス３，４の駆動位相とＢ軸用の平ダイス５，６の駆動位相との間の位相差が一定に保たれる。これにより、小歯車１と大歯車２とに付けられる歯の位相差が常に一定に保たれる。
【００３４】
ここで、上記歯車転造装置を用いて行われる歯車転造の手順について説明する。図１０にその工程流れをフローチャートに示す。
【００３５】
先ず、第１工程（１）では、数値制御の設定が行われる。即ち、第１に、設備条件を「原点」にする。ここでは、各平ダイス３〜６を取り付けるための工具台（図示略）には、予め原点が設定される。同様に、各組の平ダイス３〜６も、工具台との定められた関係位置に歯車歯形等が切られている。第２に、数値制御の設定として、加工データの入力が行われる。これは、加工仕様データ入力装置２３を使用してオペレータにより行われる。
【００３６】
次に、第２工程（２）では、工具（各平ダイス３〜６）を工具台に取り付ける。第３工程（３）では、歯車素材１１を加工センターに取り付ける。これもオペレータにより行われる。
【００３７】
次に、第４工程（４）では、各サーボモータ７〜１０を駆動させて二つの歯車１，２の加工を行う。
【００３８】
次に、第５工程（５）では、加工具合を検査し、或いは、Ａ軸用平ダイス３，４の位相とＢ軸用平ダイス５，６の位相との位相差等を測定する。これもオペレータにより行われる。
【００３９】
次に、第６工程（６）では、測定された位相差に誤差があれば、速度比係数α及び位置補正値β等の補正数値データを手作業で再入力する。このデータ再入力は、微調整データ入力装置２２を使用してオペレータにより行われる。ここで、これらのデータは、必要があれば、第１工程（１）の「加工データ入力」で入力されたデータに自動的にフィードバックされ次回からの加工誤差を僅少にするために使用される。
【００４０】
その後、第７工程（７）で、次の歯車素材について新たに加工を行う。その後、第８工程（８）で、検査と位相差等の再確認を行う。この再確認の結果、位相差が許容範囲内であれば、第９工程（９）で、そのまま連続加工を行う。このような手順流れで転造作業が続けられる。
【００４１】
以上のような手順を前提に歯車転造が行われる。この実施の形態の歯車転造方法は、歯車素材１１に平ダイス３〜６を押し付けて歯車素材１１と平ダイス３〜６との間で転がり運動を行わせることにより平ダイス３〜６が持つ歯形に応じた歯を歯車素材１１に付けて少歯車１及び大歯車２を転造するものであり、同一軸上に一体をなす大小二つの歯車１，２を同時に転造するものである。この方法において、各歯車１，２に対応して歯車素材１１を挟んで配置されたＡ軸用の一対の平ダイス３，４、Ｂ軸用の一対の平ダイス５，６をそれぞれ互いに反対方向へ駆動させる。又、Ａ軸用の一対の平ダイス３，４の駆動位相、Ｂ軸用の一対の平ダイス５，６の駆動位相を互いに同期させると共に、Ａ軸用の一対の平ダイス３，４の駆動位相とＢ軸用の一対の平ダイス５，６の駆動位相との間の位相差を一定に保持するのである。
【００４２】
以上説明した本実施の形態の歯車転造装置及び歯車転造方法によれば、各サーボモータ７〜１０を駆動させることにより、転造される各歯車１，２毎に歯車素材１１を挟んで配置されたＡ軸用の一対の平ダイス３，４、Ｂ軸用の一対の平ダイス５，６がそれぞれ駆動され、歯車素材１１の小径部位１１ａと両平ダイス３，４との間、歯車素材１１の大径部位１１ｂと両平ダイス５，６との間でそれぞれ転がり運動が行われる。これにより、各平ダイス３〜６が持つ歯形１３に応じた歯１４が歯車素材１１の少径部位１１ａ及び大径部位１１ｂに付けられ小歯車１及び大歯車２が同時に転造される。又、諸元として外径、歯形、歯数及びモジュールが互いに異なる二つの歯車１，２を転造するために、Ａ軸用の一対の平ダイス３，４とＢ軸用の一対の平ダイス５，６が互いに異なる諸元の歯形１３を持つことから、Ａ軸用の一対の平ダイス３，４、Ｂ軸用の一対の平ダイス５，６により転造される歯車１，２は、互いに諸元の異なる歯車１，２として転造される。
【００４３】
ここで、転造される各歯車１，２毎に、諸元の異なる歯形１３を持ったＡ軸用の一対の平ダイス３，４、Ｂ軸用の一対の平ダイス５，６がそれぞれ駆動されることから、それらの駆動位相はＡ軸用の一対の平ダイス３，４と、Ｂ軸用の一対の平ダイス５，６との間で互いに異なるものとなる。しかし、この実施の形態の歯車転造装置では、Ａ軸用の一対の平ダイス３，４、Ｂ軸用の一対の平ダイス５，６のそれぞれにおいて、一対の平ダイス３，４の駆動位相、一対の平ダイス５，６の駆動位相がそれぞれＡ軸用同期装置２４、Ｂ軸用同期装置２５により互いに同期させられ、各同期装置２４，２５による駆動位相の間の位相差が軸間位相調整装置２１により一定に保持されるので、転造される各歯車１，２の間で、歯１４の位相の関係が一定に保たれる。このため、同一軸上に一体をなす諸元の異なる大小二つの歯車１，２を同時に正確に転造することができる。つまり、諸元の異なる二つの歯車１，２を別々に転造することなく一つの工程で転造することができ、併せて、転造される各歯車１，２の間の歯の位相関係を一定に保つことができる。
【００４４】
この実施の形態では、歯車素材１１が、諸元としての外径、歯形、歯数及びモジュールの異なる小歯車１と大歯車２に対応して、ピッチ円直径の異なる小径部位１１ａと大径部位１１ｂを含むことから、それらの各部位１１ａ，１１ｂで互いに外径の異なる二つの歯車１，２が同時に転造される。このため、外径、歯形、歯数及びモジュール等の諸元と、外径の異なる二つの歯車１，２を同時に製造することができる。
【００４５】
この実施の形態の歯車転造装置及び歯車転造方法により得られる二つの歯車１，２が同一軸上に一体をなすことから、二つの歯車１，２を一組の歯車として一体的に取り扱い、使用することができる。
【００４６】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の歯車転造装置及び歯車転造方法を具体化した第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。尚、以下に説明する各実施の形態において、第１の実施の形態と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。
【００４７】
図１１に、この実施の形態の歯車転造装置の機械的な概略構成を斜視図に示す。この実施の形態では、Ａ軸用の一対の平ダイス３，４と、Ｂ軸用の一対の平ダイス５，６（平ダイス６は図面上省略される。）のそれぞれに対して駆動手段としてのサーボモータ３１，３２が設けられる。即ち、Ａ軸用の一対の平ダイス３，４に対しては、Ａ軸用サーボモータ３１が設けられ、Ｂ軸用の一対の平ダイス５，６に対しては、Ｂ軸用サーボモータ３２が設けられる。一方、Ａ軸用の一対の平ダイス３，４と、Ｂ軸用の一対の平ダイス５，６には、それらの移動を案内するためのガイドフレーム３３，３４，３５，３６がそれぞれ設けられ、各ガイドフレーム３３〜３６には、対応する各平ダイス３〜６を駆動するためのラック３７，３８，３９，４０がそれぞれ設けられる。各ラック３７〜４０には、それぞれピニオン４１，４２，４３，４４が設けられる。即ち、Ａ軸用第１平ダイス３に対応するガイドフレーム３３には、ラック３７が設けられ、そのラック３７に噛合するピニオン４１が設けられる。Ａ軸用第２平ダイス４に対応するガイドフレーム３４には、ラック３８が設けられ、そのラック３８に噛合するピニオン４２が設けられる。更に、Ｂ軸用第１平ダイス５に対応するガイドフレーム３５には、ラック３９が設けられ、そのラック３９に噛合するピニオン４３が設けられる。Ｂ軸用第２平ダイス６に対応するガイドフレーム３６には、ラック４０が設けられ、そのラック４０に噛合するピニオン４４が設けられる。そして、Ａ軸用の一対の平ダイス３，４に対応する一対のピニオン４１，４２は、Ａ軸用サーボモータ３１に設けられたＡ軸用駆動歯車４５に連結される。同様に、Ｂ軸用の一対の平ダイス５，６に対応する一対のピニオン４３，４４は、Ｂ軸用サーボモータ３２の出力軸に設けられたＢ軸用駆動歯車４６に連結される。
【００４８】
上記構成において、Ａ軸用サーボモータ３１を駆動させることにより、Ａ軸用駆動歯車４５、両ピニオン４１，４２を介して両ラック３７，３８が互いに反対方向へ駆動され、その動きによりＡ軸用の一対の平ダイス３，４が互いに逆方向へ同期して移動する。これら平ダイス３，４の移動により、第１実施の形態と同様に、小歯車１の転造が行われる。この実施の形態では、上記一対のラック３７，３８、一対のピニオン４１，４２及びＡ軸用駆動歯車４５により、Ａ軸用の一対の平ダイス３，４のための本発明の位相同期手段が構成される。同様に、Ｂ軸用サーボモータ３２を駆動させることにより、Ｂ軸用駆動歯車４６、両ピニオン４３，４４を介して両ラック３９，４０が互いに反対方向へ駆動され、その動きによりＢ軸用の一対の平ダイス５，６が互いに逆方向へ移動する。これら平ダイス５，６の移動により、第１実施の形態と同様に、大歯車２の転造が行われる。この実施の形態では、上記一対のラック３９，４０、一対のピニオン４３，４４及びＢ軸用駆動歯車４６により、Ｂ軸用の一対の平ダイス５，６のための本発明の位相同期手段が構成される。各ガイドフレーム３３〜３６の先端には、対応する各平ダイス３〜６の原位置を調整するための原位置調整機構４７，４８，４９，５０がそれぞれ設けられる。
【００４９】
図１２には、Ａ軸用及びＢ軸用のサーボモータ３１，３２を制御するための制御装置の構成をブロック図に示す。この制御装置は、中心的な役割を果たす軸間位相調整装置２１と、その軸間位相調整装置２１に微調整データを入力するための微調整データ入力装置２２と、軸間位相調整装置２１に、各種加工仕様データを入力するための加工仕様データ入力装置２３と、軸間位相調整装置２１からの指令信号を受けて動作するＡ軸用電動サーボ装置５１及びＢ軸用電動サーボ装置５２とを備える。Ａ軸用電動サーボ装置５１は、Ａ軸用サーボモータ３１を安定駆動させるものである。Ｂ軸用電動サーボ装置５２は、Ｂ軸用サーボモータ３２を安定駆動させるものである。
【００５０】
軸間位相調整装置２１は、Ａ軸用サーボモータ３１によるＡ軸用の平ダイス３，４の駆動位相と、Ｂ軸用サーボモータ３２によるＢ軸用の平ダイス５，６の駆動位相との間の位相差を一定に保持するためのものであり、本発明の位相差保持手段に相当する。
【００５１】
上記構成において、軸間位相調整装置２１は、Ａ軸用サーボモータ３１及びＢ軸用サーボモータ３２の駆動位相の位相差を一定に保つような位相調整信号を、各軸用電動サーボ装置５１，５２へ出力する。各軸用電動サーボ装置５１，５２は、軸間位相調整装置２１からの位相調整信号に従い、各軸用サーボモータ３１，３２の出力を制御する。これにより、Ａ軸用の平ダイス３，４の駆動位相とＢ軸用の平ダイス５，６の駆動位相との間の位相差が一定に保たれる。これにより、小歯車１と大歯車２とに付けられる歯１４の位相差が、常に一定に保たれる。
【００５２】
従って、この実施の形態の歯車転造装置によっても、第１の実施の形態の転造装置と同様の作用及び効果を得ることができる。加えて、この実施の形態では、Ａ軸用の一対の平ダイス３，４と、Ｂ軸用の一対の平ダイス４，６のためにそれぞれ一つのサーボモータ３１，３２が設けられるだけなので、第１の実施の形態に比べてサーボモータの数を削減することができ、それらサーボモータ３１，３２に関わる制御装置の構成を第１の実施の形態のそれに比べて簡略化することもできる。
【００５３】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の歯車転造装置及び歯車転造方法を具体化した第３の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００５４】
図１３に、この実施の形態の歯車転造装置の機械的な概略構成を斜視図に示す。この実施の形態の歯車転造装置は、四つの平ダイス３〜４の代わり４つのロールダイス５３，５４，５５，５６を使用する点で第１の実施の形態の歯車転造装置と異なる。ここで、各ロールダイス５３〜５６は、転造される各歯車１，２毎に歯車素材を挟んで一対をなして配置される。即ち、小歯車１を転造するためのＡ軸用第１ロールダイス５３とＡ軸用第２ロールダイス５４が一対をなし、大歯車２を転造するためのＢ軸用第１ロールダイス５５とＢ軸用第２ロールダイス５６が一対をなしている。Ａ軸用第１サーボモータ７とＡ軸用第１ロールダイス５３との間は、モータ歯車５７及びダイス歯車５８を介して連結される。Ａ軸用第２サーボモータ８とＡ軸用第２ロールダイス５４との間は、同じくモータ歯車５７及びダイス歯車５８を介して連結される。同様に、Ｂ軸用第１サーボモータ９とＢ軸用第１ロールダイス５５との間、Ｂ軸用第２サーボモータ１０とＢ軸用第２ロールダイス５６との間は、それぞれモータ歯車５７及びダイス歯車５８（図示略）を介して連結される。
【００５５】
図１３において、Ａ軸用のサーボモータ７，８を駆動させることにより、Ａ軸用のロールダイス５３，５４が歯車素材１１の小径部位１１ａに押し付けられ、矢印で示すように、互いに逆方向へ回転されて、両ロールダイス５３，５４と小径部位１１ａとの間で転がり運動が行われる。そして、両ロールダイス５３，５４が持つ歯形に応じた歯を小径部位１１ａに付けて小歯車１の転造が行われる。同時に、Ｂ軸用の両サーボモータ９，１０を駆動させることにより、Ｂ軸用の両ロールダイス５５，５６が歯車素材１１の大径部位１１ｂに押し付けられ、矢印で示すように、互いに逆方向へ回転されて、両ロールダイス５５，５６と大径部位１１ｂとの間で転がり運動が行われる。そして、両ロールダイス５５，５６が持つ歯形に応じた歯を大径部位１１ｂに付けて大歯車２の転造が行われる。
【００５６】
この実施の形態の歯車転造装置でも、Ａ軸用及びＢ軸用の各サーボモータ７〜１０を制御するための制御装置が設けられ、その構成は図９に示す第１の実施の形態のそれと同じである。
【００５７】
従って、この実施の形態の歯車転造装置によっても、第１の実施の形態の転造装置と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００５８】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の歯車転造装置及び歯車転造方法を具体化した第４の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００５９】
図１４に、この実施の形態の歯車転造装置の機械的な概略構成を示す。この実施の形態の歯車転造装置は、四つの平ダイス３〜４の代わり４つのロールダイス５３〜５６を使用する点で第２の実施の形態の歯車転造装置と異なる。小歯車１を転造するためのＡ軸用第１ロールダイス５３とＡ軸用第２ロールダイス５４が一対をなし、大歯車２を転造するためのＢ軸用第１ロールダイス５５とＢ軸用第２ロールダイス５６が一対をなすのは、前記第３の実施の形態と同じである。Ａ軸用サーボモータ３１とＡ軸用の一対のロールダイス５３，５４との間は、モータ歯車５９、カウンタ歯車６０，６１及びダイス歯車６２，６３を介して連結される。Ｂ軸用サーボモータ３２とＢ軸用の一対のロールダイス５５，５６との間は、同様にモータ歯車５９、カウンタ歯車６０，６１及びダイス歯車６２，６３（図示略）を介して連結される。この実施の形態では、Ａ軸用及びＢ軸用のサーボモータ３１，３２のそれぞれに対応して設けられたモータ歯車５９、カウンタ歯車６０，６１及びダイス歯車６２，６３により、本発明の位相同期手段が構成される。
【００６０】
図１４において、Ａ軸用サーボモータ３１を駆動させることにより、Ａ軸用の両ロールダイス５３，５４が、歯車素材１１の小径部位１１ａに押し付けられ、矢印で示すように、互いに逆方向へ回転されて、両ロールダイス５３，５４と小径部位１１ａとの間で転がり運動が行われる。そして、両ロールダイス５３，５４が持つ歯形に応じた歯を小径部位１１ａに付けて小歯車１の転造が行われる。同時に、Ｂ軸用サーボモータ３２を駆動させることにより、Ｂ軸用の両ロールダイス５５，５６が、歯車素材１１の大径部位１１ｂに押し付けられ、矢印で示すように、互いに逆方向へ回転されて、両ロールダイス５５，５６と大径部位１１ｂとの間で転がり運動が行われる。そして、両ロールダイス５５，５６が持つ歯形に応じた歯を大径部位１１ｂに付けて大歯車２の転造が行われる。
【００６１】
この実施の形態でも、Ａ軸用及びＢ軸用の両サーボモータ３１，３２を制御するための制御装置を備え、その構成は図１２に示す第２の実施の形態のそれと同じである。
【００６２】
従って、この実施の形態の歯車転造装置によっても、第２の実施の形態の転造装置と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００６３】
尚、この発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【００６４】
例えば、前記各実施の形態では、同一軸上に一体をなす諸元の異なる二つの歯車１，２を転造する場合に具体化したが、歯車の数は三つ以上であってもよい。
【００６５】
又、前記各実施の形態では、各歯車１，２の歯１４をヘリカルスプラインとしたが、複数の歯車の歯は通常の平行歯であってもよい。
【００６６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明の構成によれば、同一軸上に一体をなす諸元の異なる複数の歯車を同時に正確に転造することができるという効果を発揮する。
【００６７】
請求項２に記載の発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、ピッチ円直径の異なる複数の歯車を同時に製造することができるという効果を発揮する。
【００６８】
請求項３に記載の発明の構成によれば、同一軸上に一体をなす諸元の異なる複数の歯車を同時に正確に転造することができるという効果を発揮する。
【００６９】
請求項４に記載の発明の構成によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、ピッチ円直径の異なる複数の歯車を同時に製造することができるという効果を発揮する。
【００７０】
請求項５に記載の発明の構成によれば、複数の歯車が同一軸上に一体をなすことから、複数の歯車を一組の歯車として一体的に取り扱い使用することができるという効果を発揮する。
【００７１】
請求項６に記載の発明の構成によれば、複数の歯車が同一軸上に一体をなすことから、複数の歯車を一組の歯車として一体的に取り扱い使用することができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係り、歯車転造装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】歯車素材と各平ダイスの配置を示す側面図である。
【図３】平ダイスを使用して行う転造方法を示す原理図である。
【図４】平ダイスを使用して行う転造方法を示す原理図である。
【図５】平ダイスを使用して行う転造方法を示す原理図である。
【図６】平ダイスを使用して行う転造方法を示す原理図である。
【図７】一体的に転造された大小二つの歯車を有する複歯車を示す断面図である。
【図８】複歯車を図７の左側から見た図である。
【図９】各サーボモータの制御装置を示すブロック図である。
【図１０】歯車転造の工程流れを示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施の形態に係り、歯車転造装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１２】各サーボモータの制御装置を示すブロック図である。
【図１３】第３の実施の形態に係り、歯車転造装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１４】第４の実施の形態に係り、歯車転造装置の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　　　小歯車
２　　　大歯車
３　　　Ａ軸用第１平ダイス（転造工具）
４　　　Ａ軸用第２平ダイス（転造工具）
５　　　Ｂ軸用第１平ダイス（転造工具）
６　　　Ｂ軸用第２平ダイス（転造工具）
７　　　Ａ軸用第１サーボモータ（駆動手段）
８　　　Ａ軸用第２サーボモータ（駆動手段）
９　　　Ｂ軸用第１サーボモータ（駆動手段）
１０　　Ｂ軸用第２サーボモータ（駆動手段）
１１　　歯車素材
１１ａ　小径部位
１１ｂ　大径部位
１３　　歯形
１４　　歯
２１　　軸間位相調整装置（位相差保持手段）
２４　　Ａ軸用同期装置（位相同期手段）
２５　　Ｂ軸用同期装置（位相同期手段）
３１　　Ａ軸用サーボモータ（駆動手段）
３２　　Ｂ軸用サーボモータ（駆動手段）
３３　　ガイドフレーム
３４　　ガイドフレーム
３５　　ガイドフレーム
３６　　ガイドフレーム
３７　　ラック
３８　　ラック
３９　　ラック
４０　　ラック
４１　　ピニオン
４２　　ピニオン
４３　　ピニオン
４４　　ピニオン
４５　　Ａ軸用駆動歯車
４６　　Ｂ軸用駆動歯車
５３　　Ａ軸用第１ロールダイス（転造工具）
５４　　Ａ軸用第２ロールダイス（転造工具）
５５　　Ｂ軸用第１ロールダイス（転造工具）
５６　　Ｂ軸用第２ロールダイス（転造工具）
５９　　モータ歯車
６０　　カウンタ歯車
６１　　カウンタ歯車
６２　　ダイス歯車
６３　　ダイス歯車
【図１】
2004074163.tif 000003
【図２】
2004074163.tif 000004
【図３】
2004074163.tif 000005
【図４】
2004074163.tif 000006
【図５】
2004074163.tif 000007
【図６】
2004074163.tif 000008
【図７】
2004074163.tif 000009
【図８】
2004074163.tif 000010
【図９】
2004074163.tif 000011
【図１０】
2004074163.tif 000012
【図１１】
2004074163.tif 000013
【図１２】
2004074163.tif 000014
【図１３】
2004074163.tif 000015
【図１４】
2004074163.tif 000016