(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイポイド歯車と該ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するハイポイド歯車のリード解析方法であって、
前記ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する入力ステップと、
入力された前記諸元データに基づいて前記ハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する形状モデル作成ステップと、
前記歯面の前記形状モデルから前記歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出するリード範囲抽出ステップと、
前記加速面側リード範囲と前記減速面側リード範囲とから前記歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、該非干渉リード範囲から適正な非干渉リードを選択する非干渉リード選択ステップとを含み、
前記リード範囲抽出ステップは、
前記形状モデルの中心軸と同軸上に前記形状モデルと交差する半径の異なる円筒サーフェースモデルを所定の個数作成する円筒モデル作成ステップと、
前記所定の個数の前記円筒サーフェースモデルが前記歯面の前記形状モデルと交差する交線から構成される前記歯面のワイヤフレームモデルを前記所定の個数作成する交線作成ステップと、
前記所定の個数の前記ワイヤフレームモデルから前記形状モデルの前記歯面の加速面側圧力角及び減速面側圧力角を前記所定の個数算出する圧力角算出ステップと、
所定の個数の前記加速面側圧力角及び前記減速面側圧力角から前記形状モデルの中心軸からの距離と前記加速面側圧力角及び前記減速面側圧力角との関係を表す近似直線を導出する近似直線導出ステップと、
前記近似直線から前記加速面側リード範囲及び前記減速面側リード範囲を演算するリード範囲演算ステップとを有することを特徴とするハイポイド歯車のリード解析方法。
【請求項２】
ハイポイド歯車と該ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するハイポイド歯車のリード解析方法であって、
前記ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する入力ステップと、
入力された前記諸元データに基づいて前記ハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する形状モデル作成ステップと、
前記歯面の前記形状モデルから前記歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出するリード範囲抽出ステップと、
前記加速面側リード範囲と前記減速面側リード範囲とから前記歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、該非干渉リード範囲から適正な非干渉リードを選択する非干渉リード選択ステップとを含み、
前記リード範囲抽出ステップは、
前記形状モデルの中心軸と同軸上に前記形状モデルと交差する半径の異なる円筒サーフェースモデルを所定の個数作成する円筒モデル作成ステップと、
前記所定の個数の前記円筒サーフェースモデルが前記歯面の前記形状モデルと交差する交線から構成される前記歯面のワイヤフレームモデルを前記所定の個数作成する交線作成ステップと、
前記所定の個数の前記ワイヤフレームモデルから前記形状モデルの前記歯面の加速面側圧力角及び減速面側圧力角を前記所定の個数算出する圧力角算出ステップと、
所定の個数の前記加速面側圧力角及び前記減速面側圧力角から前記歯面の加速面側リード及び減速面側リードを前記所定の個数算出するリード算出ステップと、
前記所定の個数の前記加速面側リード及び前記減速面側リードから前記加速面側リード範囲及び前記減速面側リード範囲を導出するリード範囲導出ステップとを有することを特徴とするハイポイド歯車のリード解析方法。
【請求項３】
前記所定の個数とは３〜５０である請求項１又は２記載のハイポイド歯車のリード解析方法。
【請求項４】
前記圧力角算出ステップは、前記ワイヤフレームモデルと前記形状モデルの中心軸との角度から前記加速面側圧力角及び前記減速面側圧力角を算出する請求項１、２又は３記載のハイポイド歯車のリード解析方法。
【請求項５】
前記非干渉リード算出ステップにおいて、前記形状モデルから前記歯面の一歯分のモックアップモデルを作成し、前記非干渉リード範囲から該モックアップモデルが前記形状モデルの前記歯面の加速面及び減速面から均一幅で抜けるリードを前記適正な非干渉リードとして選択する請求項１、２、３又は４記載のハイポイド歯車のリード解析方法。
【請求項６】
ハイポイド歯車と該ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するハイポイド歯車のリード解析プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体であって、
前記３次元ＣＡＤ装置に、
前記ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する入力ステップと、
入力された前記諸元データに基づいて前記ハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する形状モデル作成ステップと、
前記歯面の前記形状モデルから前記歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出する請求項１、２、３又は４記載のリード範囲抽出ステップと、
前記加速面側リード範囲と前記減速面側リード範囲とから前記歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、該非干渉リード範囲から適正な非干渉リードを選択する非干渉リード選択ステップとを実行させるハイポイド歯車のリード解析プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体。
【請求項７】
ハイポイド歯車と該ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するハイポイド歯車のリード解析装置であって、
前記ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する入力手段と、
入力された前記諸元データに基づいて前記ハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する形状モデル作成手段と、
前記歯面の前記形状モデルから前記歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出する請求項１、２、３又は４記載のリード範囲抽出ステップを実現するためのリード範囲抽出手段と、
前記加速面側リード範囲と前記減速面側リード範囲とから前記歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、該非干渉リード範囲から適正な非干渉リードを選択する非干渉リード選択手段とを含むことを特徴とするハイポイド歯車のリード解析装置。
【請求項８】
ハイポイド歯車と該ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを用いたハイポイド歯車の成形金型を製造する製造方法であって、
前記適正な非干渉リードを解析するリード解析ステップと該リード解析ステップによって得られた前記適正な非干渉リードを用いてハイポイド歯車の成形金型を加工する加工ステップとを含み、
前記リード解析ステップは、３次元ＣＡＤ装置を用いて実行され、
前記ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する入力ステップと、
入力された前記諸元データに基づいて前記ハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する形状モデル作成ステップと、
前記歯面の前記形状モデルから前記歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出する請求項１、２、３又は４記載のリード範囲抽出ステップと、
前記加速面側リード範囲と前記減速面側リード範囲とから前記歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、該非干渉リード範囲から前記適正な非干渉リードを選択する非干渉リード選択ステップとを含むことを特徴とするハイポイド歯車の金型製造方法。
【請求項９】
前記金型加工ステップは、型彫り加工において加工電極を前記適正な非干渉リードに従って相対的にねじり回転させて金型素材から前記成形金型を加工する請求項８記載のハイポイド歯車の金型製造方法。
【請求項１０】
前記金型加工ステップは、前記適正な非干渉リードをＮＣ旋盤にプログラムして、前記適切な非干渉リードに従って金型素材から前記成形金型を加工する請求項８記載のハイポイド歯車の金型製造方法。
【請求項１１】
鍛造されたハイポイド歯車を該ハイポイド歯車の成形金型から相対的にねじり回転させながら離型させる形成方法であって、
前記ハイポイド歯車と前記ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するリード解析ステップと前記リード解析ステップによって得られた前記適正な非干渉リードに従って前記ハイポイド歯車を相対的にねじり転させて前記成形金型から離型させる離型ステップとを含み、
前記リード解析ステップは、３次元ＣＡＤ装置を用いて実行され、
前記ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する入力ステップと、
入力された前記諸元データに基づいて前記ハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する形状モデル作成ステップと、
前記歯面の前記形状モデルから前記歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出する請求項１、２、３又は４記載のリード範囲抽出ステップと、
前記加速面側リード範囲と前記減速面側リード範囲とから前記歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、該非干渉リード範囲から前記適正な非干渉リードを選択する非干渉リード選択ステップとを含むことを特徴とするハイポイド歯車の離型方法。
【請求項１２】
前記離型ステップは、ノックアウトピンを前記適正な非干渉リードに従ってねじり回転させる請求項１１記載のハイポイド歯車の離型方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイポイド歯車のリード解析方法、ハイポイド歯車のリード解析プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体、ハイポイド歯車のリード解析装置、ハイポイド歯車の成形金型製造方法及びハイポイド歯車の離型方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイポイド歯車は、図２に示すような形状をした歯車である。このハイポイド歯車の歯面には加速面と減速面とがあり、加速面が垂直方法（中心軸）に対してアンダーカットとなっていることが多いことに特徴がある。そのためにハイポイド歯車を鍛造によって製造するためにハイポイド歯車の成形金型を製作する場合には加工電極等の加工工具を成形金型用のワークに対してねじり回転させる必要がある。また鍛造されたハイポイド歯車を成形金型から離型したりする場合においても、はやりハイポイド歯車を成形金型からねじり回転させながら離型する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ハイポイド歯車は、内径側から外径側へ進むについて歯面の圧力角が変化するという特徴を有している。このため鍛造されたハイポイド歯車を成形金型から相対的にねじり回転させて成形金型から離型する場合、また加工電極等の加工工具を成形金型の素材に対して相対的にねじり回転させてハイポイド歯車の成形金型を製造する場合において、このねじり回転の大きさは、従来から試行錯誤によって行われてきた。
【０００４】
例えば冷間鍛造においてハイポイド歯車の精度を向上させようとしても、成形金型から鍛造されたハイポイド歯車を離型することを試行錯誤によって行われており、干渉によりかじり・キズ・ダレ等を生じさせることなく離型することが困難な状況にあった。そのために鍛造品の精度を向上させることができなかった。
【０００５】
また仕上げのための仕上げ削り代の精度が悪いためにアンバランスになったりしていた。また将来的にハイポイド歯車の鍛造品の仕上げ加工の廃止まで視野に入れた場合に、ハイポイド歯車の鍛造品の精度が低いままでは製品精度を満足できないことが予想される。
【０００６】
また加工電極等の加工工具を用いて成形金型を製造する場合においても、加工電極等を型素材に対してどの程度ねじり回転させればよいか分からないため、成形金型を製造する場合も精度の高い成形金型を作ることが困難な状況にあった。
【０００７】
本発明の発明者らはこのように試行錯誤でねじり回転せざるを得ないのは、離型及び加工の際に、ねじり回転のための具体的な数値が未だかつて算出されたことがないからだと考えた。
【０００８】
そこで本発明の目的は、ハイポイド歯車の成形金型とハイポイド歯車とが干渉せずにねじり回転することができる適正な非干渉リードを解析することができる方法、その方法を実現するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、及びハイポイド歯車の成形金型とハイポイド歯車とが干渉せずにねじり回転することができる適正な非干渉リードを算出することができる装置を提供することにある。
【０００９】
また本発明の目的は、精度の高いハイポイド歯車の金型製造方法を提供することにある。
【００１０】
更に本発明の目的は、ハイポイド歯車の成形金型とハイポイド歯車とが干渉することなく離型する離型方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究の結果ハイポイド歯車の成形金型から鍛造されたハイポイド歯車をねじり回転させながら離型する場合に、ハイポイド歯車の歯が成形金型の内面と干渉することがないリード、即ち非干渉リードが存在することを発見した。
【００１２】
即ち本発明者らは、ハイポイド歯車の場合には、加速面側の歯面及び減速面側の歯面についてそれぞれ加速面側リード及び減速面側リードが存在していることに着目した。そしてこの加速面側リード及び減速面側リードそれぞれについて、中心軸からの距離との関係でそのリードの大きさを測定すると、ハイポイド歯車の中心軸からの距離（以下適宜「半径」という）に応じて変化し、加速面側リード及び減速面側リードについて、それぞれリード範囲が存在することを認識した。
【００１３】
更に本発明者らは、ハイポイド歯車の特定の半径における歯面の加速面側リード及び減速面側リードについて検討を重ねて、減速面側の歯面にも干渉せず、加速面側の歯面にも干渉しないリードの範囲即ち非干渉リード範囲が存在することを認識した。即ちハイポイド歯車と成形金型とが噛み合わされている状態を想定すると、ハイポイド歯車をハイポイド歯車の加速面側リードより小さいリードでねじり回転させればハイポイド歯車の加速面と成形金型とは干渉しないし、また減速面側リードより大きいリードでねじり回転させればやはりハイポイド歯車の減速面と成形金型とは干渉しないことを認識した。
【００１４】
そこで本発明者らは、ハイポイド歯車の歯面の半径の全ての位置において減速面側の歯面にも加速面側の歯面にも干渉しない非干渉リードの範囲は、先に考察した減速面側リード範囲と加速面側リード範囲の間に存在すると認識するに至った。そしてこの非干渉リードの範囲から作業上の誤差等を考慮しても最も干渉することのない適正な非干渉リードを選択すればよいと考えた。
【００１５】
また本発明者らは、このようにして得られた非干渉リードを用いれば精度の高いハイポイド歯車を作ることができる金型を製造することができると考えた。またこの非干渉リードを用いることにより鍛造されたハイポイド歯車をかじりを生じさせることなく、成形金型から離型させることができると考えた。
【００１６】
（１）そこで本発明者らは、第１の発明として、ハイポイド歯車と該ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するハイポイド歯車のリード解析方法であって、前記ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する入力ステップと、入力された前記諸元データに基づいて前記ハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する形状モデル作成ステップと、前記歯面の前記形状モデルから前記歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出するリード範囲抽出ステップと、前記加速面側リード範囲と前記減速面側リード範囲とから前記歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、該非干渉リード範囲から適正な非干渉リードを選択する非干渉リード選択ステップとを含むことを特徴とするハイポイド歯車のリード解析方法を発明した。
【００１７】
この第１の発明は、ハイポイド歯車と該ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するハイポイド歯車のリード解析方法である。
【００１８】
本発明のハイポイド歯車のリード解析方法における入力ステップは、ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する３次元ＣＡＤに入力するステップである。このように３次元ＣＡＤ装置にハイポイド歯車の所定の諸元データを入力することによって、３次元ＣＡＤ装置においてハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成することが可能となる。ここで入力する諸元データは、適正な非干渉リードを解析する対象となるハイポイド歯車の諸元データである。
【００１９】
形状モデル作成ステップは、入力ステップにおいて入力された諸元データに基づいてハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成するステップである。このように３次元ＣＡＤ装置においてハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成することによってハイポイド歯車の歯面の形状を解析することが可能となる。即ち歯面の加速面側リード及び減速面側リードを算出することが可能となる。
【００２０】
リード範囲抽出ステップは、形状モデル作成ステップにおいて作成された歯面の形状モデルから歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出するステップである。３次元ＣＡＤ装置にハイポイド歯車の歯面の形状モデルが作成されていることから、この形状モデルを解析して内径側から外径側までの歯面の加速面及び減速面のそれぞれのリードの範囲を抽出するステップである。
【００２１】
この抽出された加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を分析することによって、ハイポイド歯車とその成形金型が干渉せずに離型することができるリード範囲即ち非干渉リード範囲を求めることが可能となる。即ちハイポイド歯車の歯面の位置において、加速面側リードより小さく、減速面側リードよりも大きいリード範囲を求めることによって非干渉リード範囲を抽出することが可能となる。加速面はアンダーカット形状をしており、ハイポイド歯車をその成形金型から非干渉で離型するためにはハイポイド歯車をその成形金型に対してねじり回転させる際のそのリードはハイポイド歯車の加速面リードより小さくする必要があり、またその減速面側リードよりも大きくする必要があるからである。
【００２２】
第１の発明において、この加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出するリード範囲抽出ステップは、第１の構成として、以下のステップによって実現される。即ち形状モデルの中心軸と同軸上に形状モデルと交差する半径の異なる円筒サーフェースモデルを所定の個数作成する円筒モデル作成ステップと、所定の個数の円筒サーフェースモデルが歯面の形状モデルと交差する交線から構成される歯面のワイヤフレームモデルを所定の個数作成する交線作成ステップと、所定の個数のワイヤフレームモデルから形状モデルの歯面の加速面側圧力角及び減速面側圧力角を所定の個数算出する圧力角算出ステップと、所定の個数の加速面側圧力角及び減速面側圧力角から形状モデルの中心軸からの距離と加速面側圧力角及び減速面側圧力角との関係を表す近似直線を導出する近似直線導出ステップと、近似直線から加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を演算するリード範囲演算ステップである。
【００２３】
円筒モデル作成ステップは、歯面の形状モデルの中心軸と同軸上に形状モデルと交差する半径の異なる円筒サーフェースモデルを所定の個数作成するステップである。形状モデルの中心軸と同軸上に円筒サーフェースモデルを作成することによって、３次元ＣＡＤ装置において、形状モデルをその中心軸を中心にして同心円上に円筒サーフェースモデルで切断することが可能となる。この場合作成される円筒サーフェースモデルの個数によって、加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を算出する基礎となる加速面側圧力角及び減速面側圧力角の個数が決まることになる。従って加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を算出するの基礎となる加速面側圧力角及び減速面側圧力角の個数と同数の円筒サーフェースモデルを作成することになる。この場合半径の異なる所定の個数の円筒サーフェースモデルは、解析される適正な非干渉リードの精度を考慮すれば多い方が好ましいが、一般に３〜５０の個数の円筒サーフェースモデルを作成すればよい。好ましくは１０〜３０の個数の円筒サーフェースモデルを作成すればよい。
【００２４】
交線作成ステップは、所定の個数の円筒サーフェースモデルが歯面の形状モデルと交差する交線から構成される歯面のワイヤフレームモデルを所定の個数作成するステップである。
【００２５】
この交線作成ステップによって、円筒サーフェースモデルが形状モデルを切断した場合の切断面の形状を円筒サーフェースモデルと形状モデルとの交線として得ることが可能となる。この交線は歯面のワイヤフレームモデルとして構成することができる。なおこの交線作成ステップは、異なる半径を有する所定の個数の円筒サーフェースモデルによって形状モデルを切断するので、切断面の形状を表すワイヤフレームモデルも中心軸からの距離が異なるワイヤフレームモデルを所定の個数得ることができる。
【００２６】
圧力角算出ステップは、所定の個数のワイヤフレームモデルから形状モデルの歯面の加速面側圧力角及び減速面側圧力角を所定の個数算出するステップである。加速面側圧力角及び減速面側圧力角を得ることによって、加速面及び減速面の圧力角の変化を導出することが可能となる。
【００２７】
なお加速面側圧力角及び減速面側圧力角はワイヤフレームモデルの加速面及び減速面を表す直線と形状モデルの中心軸との角度から算出することができる。
【００２８】
近似直線導出ステップは、所定の個数の加速面側圧力角及び減速面側圧力角から形状モデルの中心軸からの距離と加速面側圧力角及び減速面側圧力角との関係を表す近似直線を導出するステップである。このように所定の個数の加速面側圧力角及び減速面側圧力角から歯面の内径側から外径側までの加速面及び減速面の圧力角の変化を形状モデルの中心軸からの距離即ち半径との関係で近似直線化することが可能となる。
【００２９】
リード範囲演算ステップは、近似直線から加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を演算するステップである。このように加速面側圧力角及び減速面側圧力角の圧力角と半径との関係を表す近似直線から半径との関係で加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を演算することができる。
【００３０】
また第１の発明において、リード範囲抽出ステップは、前記第１の構成とは異なる第２の構成として、以下のステップによって実現される。即ち歯面の形状モデルの中心軸と同軸上に形状モデルと交差する半径の異なる円筒サーフェースモデルを所定の個数作成する円筒モデル作成ステップと、所定の個数の円筒サーフェースモデルが歯面の形状モデルと交差する交線から構成される歯面のワイヤフレームモデルを所定の個数作成する交線作成ステップと、所定の個数のワイヤフレームモデルから形状モデルの歯面の加速面側圧力角及び減速面側圧力角を所定の個数算出する圧力角算出ステップと、所定の個数の加速面側圧力角及び減速面側圧力角から歯面の加速面側リード及び減速面側リードを所定の個数算出するリード算出ステップと、所定の個数の加速面側リード及び減速面側リードから加速面側リード範囲と減速面側リード範囲とを導出するリード範囲導出ステップである。
【００３１】
円筒モデル作成ステップ、交線作成ステップ及び圧力角算出ステップは既に述べた同一の名称のステップと同一であるので説明はその部分に譲る。
【００３２】
この構成では、圧力角算出ステップで算出された加速面側圧力角及び減速面側圧力角から近似直線が導出されるのではなく、加速面側圧力角に対応する加速面側リード及び減速面側圧力角に対応する減速面側リードが算出されることになる。
【００３３】
即ちリード算出ステップは、加速面側圧力角及び減速面側圧力角から歯面の加速面側リード及び減速面側リードを所定の個数算出するステップである。このリード算出ステップによって、加速面側リード範囲と減速面側リード範囲を算出する基礎となる所定の個数の加速面側リードと減速面側リードを得ることができる。なお加速面側圧力角及び前記減速面側圧力角はワイヤフレームモデルと形状モデルの中心軸との角度から算出することができる。
【００３４】
リード範囲導出ステップは、所定の個数の加速面側リード及び減速面側リードから加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲とを導出するステップである。このリード範囲導出ステップによって導出された加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲からハイポイド歯車をねじり回転させる場合に成形金型と干渉を生じさせない非干渉リード範囲を導くことが可能となる。
【００３５】
次に非干渉リード選択ステップは、非干渉リード範囲から適正な非干渉リードを選択するステップである。非干渉リード範囲は幅があり、そこで作業上の誤差を考慮して非干渉リード範囲から最も干渉しない非干渉リードを適正な非干渉リードとして選択するステップである。
【００３６】
この非干渉リード選択ステップは、形状モデルから歯面の一歯分のデジタル上でのモックアップモデルを作成し、非干渉リード範囲からモックアップモデルが形状モデルの歯面の加速面及び減速面から均一幅で抜けるリードを非干渉リードとして選択して実現することができる。両方の面から均一幅で抜けるので最も干渉しない非干渉リードと考えることができる。
【００３７】
ここで得られた非干渉リードによって、ハイポイド歯車とその成形金型は干渉することなく離型することが可能となる。またこの非干渉リードで加工工具を成形金型の素材に相対的にねじり回転させることによって、精度の高いハイポイド歯車の成形金型を製造することが可能となる。
【００３８】
（２）また本発明者らは、第２の発明として、ハイポイド歯車と該ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するハイポイド歯車のリード解析プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体であって、前記３次元ＣＡＤ装置に、前記ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する入力ステップと、入力された前記諸元データに基づいて前記ハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する形状モデル作成ステップと、前記歯面の前記形状モデルから前記歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出する前述のリード範囲抽出ステップと、前記加速面側リード範囲と前記減速面側リード範囲とから前記歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、該非干渉リード範囲から適正な非干渉リードを選択する非干渉リード選択ステップとを実行させるハイポイド歯車のリード解析プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体を発明した。
【００３９】
この第２の発明は、ハイポイド歯車とハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するハイポイド歯車のリード解析プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体である。
【００４０】
ここで本発明のハイポイド歯車のリード解析プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体におけるハイポイド歯車のリード解析プログラムとは、３次元ＣＡＤ装置に、第１の発明のハイポイド歯車のリード解析方法を実行させるプログラムである。従ってこのプログラムによって実行される内容即ちステップは、第１の発明において実行されるステップと同一である。従ってこれらのステップについての説明は、第１の発明についてした説明に譲ることにする。
【００４１】
本発明のハイポイド歯車のリード解析プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体からハイポイド歯車のリード解析プログラムを３次元ＣＡＤ装置にローディング（搭載）し、この３次元ＣＡＤ装置を用いて第１の発明のハイポイド歯車のリード解析方法を実行することができる。この場合ハイポイド歯車のリード解析プログラムを搭載した３次元ＣＡＤ装置は、ハイポイド歯車のリードを解析することができるハイポイド歯車のリード解析装置として用いることができる。
【００４２】
（３）そこで本発明者らは、第３の発明として、ハイポイド歯車と該ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するハイポイド歯車のリード解析装置であって、前記ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する入力手段と、入力された前記諸元データに基づいて前記ハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する形状モデル作成手段と、前記歯面の前記形状モデルから前記歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出するリード範囲抽出手段と、前記加速面側リード範囲と前記減速面側リード範囲とから前記歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、該非干渉リード範囲から適正な非干渉リードを選択する非干渉リード選択手段とを含むことを特徴とするハイポイド歯車のリード解析装置を発明した。
【００４３】
この第３の発明は、ハイポイド歯車と該ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するハイポイド歯車のリード解析装置である。
【００４４】
上述したように、第２の発明のハイポイド歯車のリード解析プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体におけるハイポイド歯車のリード解析プログラムを３次元ＣＡＤ装置にローディング（搭載）することによって、ハイポイド歯車のリード解析プログラムを搭載した３次元ＣＡＤ装置は、ハイポイド歯車のリードを解析することができるハイポイド歯車のリード解析装置として用いることができる。
【００４５】
この場合ハイポイド歯車のリード解析プログラムを搭載した３次元ＣＡＤ装置は第１の発明のハイポイド歯車のリード解析方法における各ステップを実現する手段として機能することになる。即ち入力手段は入力ステップを実現する手段であり、形状モデル作成手段は形状モデルステップを実現する手段であり、リード範囲抽出手段は前述のリード範囲抽出ステップを実現する手段であり、非干渉リード選択手段は非干渉リード選択ステップを実現する手段である。従って各手段が実現するステップについての説明は第１の発明においてした説明に譲る。
【００４６】
（４）また本発明者らは、第４の発明として、ハイポイド歯車と該ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを用いたハイポイド歯車の成形金型製造方法であって、前記適正な非干渉リードを解析するリード解析ステップと該リード解析ステップによって得られた前記適正な非干渉リードを用いてハイポイド歯車の成形金型を加工する加工ステップとを含み、前記リード解析ステップは、３次元ＣＡＤ装置を用いて実行され、前記ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する入力ステップと、入力された前記諸元データに基づいて前記ハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する形状モデル作成ステップと、前記歯面の前記形状モデルから前記歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出する前述のリード範囲抽出ステップと、前記加速面側リード範囲と前記減速面側リード範囲とから前記歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、該非干渉リード範囲から前記適正な非干渉リードを選択する非干渉リード選択ステップとを含むことを特徴とするハイポイド歯車の成形金型製造方法を発明した。
【００４７】
この第４の発明は、ハイポイド歯車と該ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを用いたハイポイド歯車の成形金型製造方法であって、適正な非干渉リードを解析するリード解析ステップとリード解析ステップによって得られた適正な非干渉リードを用いてハイポイド歯車用成形金型を加工する加工ステップとを含む。
【００４８】
リード解析ステップは、第１の発明のハイポイド歯車のリード解析方法と同一である。即ち本発明のハイポイド歯車の成形金型製造法は、第１の発明のハイポイド歯車のリード解析方法を発明の一部として含むものである。従ってこの非干渉リード解析ステップの説明は、第１の発明のハイポイド歯車のリード解析方法の説明に譲る。なおリード解析ステップにおけるハイポイド歯車は、成形金型によって成形されるハイポイド歯車の原型となるハイポイド歯車である。
【００４９】
加工ステップは、リード解析ステップで解析された適正な非干渉リードを用いてワークからハイポイド歯車を加工するステップである。この加工ステップは、型彫り加工において、加工電極を適正な非干渉リードに従って相対的にねじり回転させて金型素材から成形金型を加工して実現することができる。ここで「相対的に」としたのは、加工電極と金型素材との関係でねじり回転が行われればよいのであって、必ずしも加工電極のみをねじり回転させるという意味ではない。
【００５０】
またこの加工ステップは、適正な非干渉リードをＮＣ旋盤にプログラムして、適切な非干渉リードに従って金型素材から前記成形金型を加工して実現することもできる。
【００５１】
このような適正な非干渉リードを用いることによって、精度の高いハイポイド歯車を成形することができる成形金型を金型素材から製造することができる。
【００５２】
（５）更に本発明者らは、第５の発明として、鍛造されたハイポイド歯車を該ハイポイド歯車の成形金型から相対的にねじり回転させながら離型させる形成方法であって、前記ハイポイド歯車と前記ハイポイド歯車の前記成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するリード解析ステップと、前記リード解析ステップによって得られた前記適正な非干渉リードに従って前記ハイポイド歯車を相対的にねじり回転させて前記成形金型から離型させる離型ステップとを含み、前記リード解析ステップは、３次元ＣＡＤ装置を用いて実行され、前記ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する入力ステップと、入力された前記諸元データに基づいて前記ハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する形状モデル作成ステップと、前記歯面の前記形状モデルから前記歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出する前述のリード範囲抽出ステップと、前記加速面側リード範囲と前記減速面側リード範囲とから前記歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、該非干渉リード範囲から前記適正な非干渉リードを選択する非干渉リード選択ステップとを含むことを特徴とするハイポイド歯車の離型方法を発明した。
【００５３】
この第５の発明は、鍛造されたハイポイド歯車をハイポイド歯車の成形金型から相対的にねじり回転させながら離型させる形成方法であって、ハイポイド歯車とハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するリード解析ステップとリード解析ステップによって得られた適正な非干渉リードに従ってハイポイド歯車を相対的にねじり回転させて前記成形金型から離型させる離型ステップとを含む。ここで「相対的に」としたのは、ハイポイド歯車と成形金型との関係において相対的にねじり回転が生じていればよいのであって、ハイポイド歯車のみをねじり回転させるというという意味ではない。
【００５４】
リード解析ステップは、第１の発明のハイポイド歯車のリード解析方法と同一である。即ち本発明のハイポイド歯車の離型方法は、第１の発明のハイポイド歯車のリード解析方法を発明の一部として含むものである。従ってこの非干渉リード解析ステップの説明は、第１の発明のハイポイド歯車のリード解析方法の説明に譲る。なおリード解析ステップにおけるハイポイド歯車は、成形金型によって成形されるハイポイド歯車の原型となるハイポイド歯車である。
【００５５】
離型ステップは、リード解析ステップによって得られた適正な非干渉リードに従ってハイポイド歯車を相対的にねじり回転させて成形金型から離型させるステップである。この離型ステップは、ノックアウトピンを適正な非干渉リードに従ってねじり回転して実現することができる。
【００５６】
このように適正な非干渉リードを用いることによって、かじり・キズ・ダレ等を生じさせることなく、鍛造されたハイポイド歯車をその成形金型から離型することが可能となる。このとき成形された歯面は型精度から著しく低下することはない。
【００５７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本実施形態のハイポイド歯車のリード解析方法は、上述したようにハイポイド歯車と該ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するハイポイド歯車のリード解析方法であって、ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する入力ステップと、入力された諸元データに基づいてハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する形状モデル作成ステップと、歯面の形状モデルから歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出するリード範囲抽出ステップと、加速面側リード範囲と減速面側リード範囲とから歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、非干渉リード範囲から適正な非干渉リードを選択する非干渉リード選択ステップとを含むことを特徴とするハイポイド歯車のリード解析方法である。
【００５８】
このハイポイド歯車のリード解析方法は３次元ＣＡＤ装置において実現される。従ってこのハイポイド歯車のリード解析方法を実現する３次元ＣＡＤ装置は、本発明のハイポイド歯車のリード解析装置ということができる。
【００５９】
なお上述したようにハイポイド歯車のリード解析装置は、本発明のハイポイド歯車のリード解析方法を３次元ＣＡＤ装置に実行させるハイポイド歯車のリード解析プログラムを搭載した装置である。従って本実施形態は、本発明のハイポイド歯車のリード解析プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体に記録されたハイポイド歯車のリード解析プログラムを３次元ＣＡＤ装置で実行させた実施形態でもある。
【００６０】
ここで図１に本実施形態の各ステップを示す。
【００６１】
まず入力ステップとして、ハイポイド歯車の所定の諸元データを座標値に変換して３次元ＣＡＤ装置に入力する。この場合の座標値データは、実際のハイポイド歯車を測定したり、理論計算することで得ることができる。
【００６２】
３次元ＣＡＤ装置では入力された座標値からハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成することができる。また座標値データの数が多ければ、それだけ精度の高い形状モデルを作成することができる。
【００６３】
形状作成ステップにおいて、３次元ＣＡＤに座標値として入力された諸元データに基づいてハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する。入力された座標値をワイヤで結んで歯面のワイヤフレームモデルを作成する。次にこの歯面のワイヤフレームモデルからサーフェースモデルを構成する。この場合まず一歯分の歯面についてのサーフェースモデルを作成しておくことができる。次にこの一歯分の歯面のサーフェースモデルからソリッドモデルを作成する。次にこの一歯分の歯面のソリッドモデルをハイポイド歯車の歯数分だけ展開して歯面の形状モデルを作成することができる。図２に作成されたハイポイド歯車の歯面の形状モデルＡを示す。
【００６４】
リード範囲抽出ステップにおいて、歯面の形状モデルから歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出する。このリード範囲抽出ステップは、歯面の形状モデルの中心軸と同軸上に形状モデルと交差する半径の異なる円筒サーフェースモデルを所定の個数作成する円筒モデル作成ステップと所定の個数の円筒サーフェースモデルが歯面の形状モデルと交差する交線から構成される歯面のワイヤフレームモデルを所定の個数作成する交線作成ステップと所定の個数のワイヤフレームモデルから形状モデルの歯面の加速面側圧力角及び減速面側圧力角を所定の個数算出する圧力角算出ステップと、所定の個数の加速面側圧力角及び減速面側圧力角から形状モデルの中心軸からの距離と加速面側圧力角及び減速面側圧力角との関係を表す近似直線を導出する近似直線導出ステップと、近似直線から加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を演算するリード範囲演算ステップとで実現することができる。
【００６５】
まず円筒モデル作成ステップにおいて、形状モデルの中心軸と同軸上に形状モデルと交差する半径の異なる円筒サーフェースモデルを所定の個数作成する。
【００６６】
形状モデルの中心軸と同軸上に形状モデルと交差する半径の異なる円筒サーフェースモデルを所定の個数作成することによって、形状モデルを中心軸を中心にして同心円上に切断することが可能となる。このように切断することによって、中心軸から異なった距離にある所定の個数の歯面の切断面を得ることが可能となる。図３に３次元ＣＡＤ装置上に、形状モデルＡの中心軸と同軸上に形状モデルＡと交差する円筒サーフェースモデルＢを作成した図を示す。
【００６７】
円筒サーフェースモデルは、加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を求めることができるように、適切な個数を作成することができる。またこの円筒サーフェースモデルは、歯面の内径側から外径側までの加速面側リード及び減速面側リードを求めるために形成するものであるから、歯面の内径側から外径側まで分散して作成しておくことができる。例えば歯面の内径側、外径側、中央部等５箇所程度で作成することができる。
【００６８】
次に交線作成ステップにおいて、所定の個数の円筒サーフェースモデルが歯面の形状モデルと交差する交線から構成される歯面のワイヤフレームモデルを所定の個数作成する。歯面の形状モデルと交差する交線が円筒サーフェースモデルによって切断された切断面の輪郭である。この交線を歯面のワイヤフレームモデルとして構成する。図４に図３のＸで示した箇所におけるワイヤフレームモデルＣを示す。図４のワイヤフレームモデルＣから、ハイポイドギアの歯面には減速面Ｌと加速面Ｓとがあり、加速面Ｓはアンダーカットとなっていることが分かる。
【００６９】
この交線作成ステップにおいて作成されるワイヤフレームモデルは所定の個数であって、半径の異なる位置で切断された歯面の切断面のワイヤフレームモデルである。半径の異なる位置で切断された切断面であるので、切断面の形状は異なっており、一般に外径に近づけば近づくほど加速面及び減速面の圧力角の絶対値は大きくなっている。
【００７０】
圧力角算出ステップにおいて、所定の個数のワイヤフレームモデルから形状モデルの歯面の加速面側圧力角及び減速面側圧力角を所定の個数算出する。
【００７１】
ワイヤフレームモデルから加速面側圧力角及び減速面側圧力角は、ワイヤフレームの加速面及び減速面を表す線と形状モデルの中心軸との角度を求めて算出することができる。
【００７２】
近似直線導出ステップにおいて、所定の個数の加速面側圧力角及び減速面側圧力角から形状モデルの中心軸からの距離と加速面側圧力角及び減速面側圧力角との関係を表す近似直線を導出する。
【００７３】
近似直線の導出は、加速面側圧力角と中心軸からの距離即ち半径との関係を最小２乗近似で線形直線化して導出することができる。
【００７４】
図５に示すグラフは、歯面の内径側、外径側及び中央部等の５箇所で交差するように作成された５つの円筒サーフェースモデルと形状モデルとの交線のワイヤフレームモデルから算出した加速面側圧力角と減速面側圧力角を、形状モデルの中心軸からの距離即ち半径との関係で最小２乗近似で線形直線化することによって得た近似直線を示す図である。図５（ａ）は加速面側圧力角と半径との関係を表す近似直線を示す図であり、図５（ｂ）は減速面側圧力角と半径との関係を表す近似直線を示す図である。これらのグラフから内径側から外径側へ進むにつれて、加速面側圧力角及び減速面側圧力角の絶対値はいずれもが大きくなっていることが分かる。
【００７５】
リード範囲演算ステップにおいて、近似直線から加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を演算する。このリード範囲を得ることによって、非干渉リード範囲を算出することが可能となる。
【００７６】
図６に図５に示した近似直線から演算された加速面側リード及び減速面側リードそれぞれについて、形状モデルの中心軸からの距離即ち半径との関係で示す。図６（ａ）は加速面側リード範囲を半径との関係で示した図であり、図６（ｂ）は減速面側リード範囲を半径との関係で示した図である。ここから加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を求めることができる。
【００７７】
これらのグラフから加速面側リード及び減速面側リードとも外径側に進むにつれて小さくなっていることが分かる。
【００７８】
非干渉リード選択ステップにおいて、加速面側リード範囲と減速面側リード範囲とから歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、非干渉リード範囲から適正な非干渉リードを選択する。非干渉リード範囲の算出とは、ハイポイド歯車をねじり回転させた場合に、加速面と減速面との双方とも干渉しないリード範囲を算出することである。このように適正な非干渉リードを選択することによって、非干渉リードを得ることができる。
【００７９】
これは加速面側リード範囲と減速面側リード範囲のいずれとも交わらないリード範囲を求めることで得ることができる。これは３次元ＣＡＤにおいて次のような手順で求めることができる。
【００８０】
まず歯面の形状モデルを任意のリードでねじり回転させて適当な距離だけ移動させる。その際にどの程度干渉するか調べる。そして加速面の一番外径側で干渉が生じないリードを求める。ここで加速面側リードについてはこの位置でのリードが最も小さい。従ってこのリードより小さいリードを考える。次に減速面側リード範囲を考慮して、この減速面側リードの範囲に入らないリードを求める。そしてこのリード範囲を非干渉リード範囲とすることができる。
【００８１】
非干渉リード選択ステップにおいて、このように算出された非干渉リード範囲から適正な非干渉リードを選択する。この場合形状モデルから歯面の一歯分のデジタルモックアップモデルを作成し、非干渉リード範囲からモックアップモデルが形状モデルの歯面の加速面及び減速面から均一幅で抜けるリードを適正な非干渉リードとして選択することができる。均一の幅で抜くことができれば、作業上の誤差を考慮しても最も干渉することがない適正な非干渉リードということができる。図７（ａ）にモックアップモデルＤが歯面と干渉することなく抜けていく様子を示し、図７（ｂ）にモックアップモデルＤが歯面と干渉している様子を示す。
【００８２】
また他の方法で適正な非干渉リードを選択することも可能である。
【００８３】
本実施形態ではリード範囲算出ステップは、円筒モデル作成ステップ、交線作成ステップ、圧力角算出ステップ、近似直線導出ステップ及びリード範囲演算ステップで構成した。
【００８４】
但し上述したようにリード範囲算出ステップは、他の構成で実現することもできる。例えば円筒モデル作成ステップ、交線作成ステップ、圧力角算出ステップ、リード算出ステップ及びリード範囲導出ステップで構成することも可能である。この場合には、圧力角算出ステップまでは同一のステップである。
【００８５】
なお本発明のハイポイド歯車のリード解析プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体は、上述の各ステップを３次元ＣＡＤ装置に実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。また本発明のハイポイド歯車のリード解析装置は、上述の各ステップを３次元ＣＡＤ装置に実行させるプログラムを搭載した３次元ＣＡＤ装置である。従って実行される各ステップは同一であるので、説明は省略する。
【００８６】
（第２の実施形態）
本実施形態のハイポイド歯車の金型製造方法は、ハイポイド歯車とハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを用いたハイポイド歯車の成形金型を製造する製造方法であって、適正な非干渉リードを解析するリード解析ステップとリード解析ステップによって得られた適正な非干渉リードを用いてハイポイド歯車の成形金型を加工する加工ステップとを含み、リード解析ステップは、３次元ＣＡＤ装置を用いて実行され、ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する入力ステップと、入力された諸元データに基づいてハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する形状モデル作成ステップと、歯面の形状モデルから歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出するリード範囲抽出ステップと、加速面側リード範囲と減速面側リード範囲とから前記歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、非干渉リード範囲から適正な非干渉リードを選択する非干渉リード選択ステップとを含むことを特徴とするハイポイド歯車の金型製造方法である。
【００８７】
本実施形態のリード解析ステップは、第１の実施形態において説明したハイポイド歯車のリード解析方法と同一であるので、説明は省略する。なおリード解析ステップにおけるハイポイド歯車は、成形金型によって成形されるハイポイド歯車の原型となるハイポイド歯車である。
【００８８】
加工ステップは、リード解析ステップで解析された適正な非干渉リードを用いてワークからハイポイド歯車を加工するステップである。この加工ステップは、型彫り加工において、加工電極を適正な非干渉リードに従って相対的にねじり回転させて金型素材から成形金型を加工して実現することができるし、また適正な非干渉リードをＮＣ旋盤にプログラムして、適切な非干渉リードに従って金型素材から前記成形金型を加工して実現することもできる。
【００８９】
加工電極を用いて成形金型を製造する場合には、ＮＣ制御装置に非干渉リード解析ステップで得られた適正な非干渉リードをプログラミングし、成形金型の素材に対して加工電極を適正な非干渉リードで相対的にねじり回転させて、成形金型を製造することができる。
【００９０】
適正な非干渉リードをＮＣ旋盤にプログラムして、適切な非干渉リードに従って金型素材から前記成形金型を加工して実現する場合には、ＮＣ旋盤の切り刃に対して切削される成形金型の素材が適切な非干渉リードで相対的にねじり回転させて成形金型を製造することができる。この場合、加工する刃具の形状と加工されるハイポイドギアの歯丈の関係から刃具の適切な接触角が必要となる。
【００９１】
本実施形態によって精度の高いハイポイド歯車を鍛造で成形することができるハイポイド歯車の成形金型を製造することができる。
【００９２】
（第３の実施形態）
本実施形態のハイポイド歯車の離型方法は、鍛造されたハイポイド歯車をハイポイド歯車の成形金型から相対的にねじり回転させながら離型させる形成方法であって、ハイポイド歯車と前記ハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを３次元ＣＡＤ装置を用いて解析するリード解析ステップと前記リード解析ステップによって得られた前記適正な非干渉リードに従って前記ハイポイド歯車を相対的にねじり回転させて前記成形金型から離型させる離型ステップとを含み、リード解析ステップは、３次元ＣＡＤ装置を用いて実行され、ハイポイド歯車の所定の諸元データを入力する入力ステップと、入力された諸元データに基づいてハイポイド歯車の歯面の形状モデルを作成する形状モデル作成ステップと、歯面の前記形状モデルから前記歯面の内径側から外径側までの加速面側リード範囲及び減速面側リード範囲を抽出するリード範囲抽出ステップと、加速面側リード範囲と減速面側リード範囲とから歯面の加速面及び減速面のいずれとも干渉しない非干渉リード範囲を算出し、非干渉リード範囲から前記適正な非干渉リードを選択する非干渉リード選択ステップとを含むことを特徴とするハイポイド歯車の離型方法である。
【００９３】
本実施形態のリード解析ステップは、第１の実施形態において説明したハイポイド歯車のリード解析方法と同一であるので、説明は省略する。なおリード解析ステップにおけるハイポイド歯車は、成形金型によって成形されるハイポイド歯車の原型となるハイポイド歯車である。
【００９４】
離型ステップは、リード解析ステップによって得られた適正な非干渉リードに従ってハイポイド歯車を相対的にねじり回転させて成形金型から離型させるステップである。この離型ステップは、ノックアウトピンを用いて適正な非干渉リードに従ってねじり回転して実現することができる。図８にこの離型方法を実現する離型装置の概略を模式的に示す。この離型装置１００は、リード付きホルダー２０、リード付きノックアウトピン３０及び親ノックアウトピン４０等を用いて構成することができる。リード付きノックアウトピン３０には、リード解析ステップで得られた適正な非干渉リードに沿った溝３１が切られている。リード付きホルダー２０はこの溝に嵌合する突起２１を有している。図８において、親ノックアウトピン４０がリード付きノックアウトピンを上昇させるとリード付きノックアウトピンはリード付きホルダー２０の突起２１と嵌合した溝３１を有しているので、適正な非干渉リードでねじり回転しながら上昇する。従ってワークであるハイポイド歯車１０も適正な非干渉リードでねじり回転しながら上昇する。このようにして図示しない成形金型と干渉することなくハイポイド歯車１０を成形金型から離型することができる。
【００９５】
なお親ノックアウトピン３０は図示しないギアードモータを内蔵することができる。このギアードモータを内蔵することによって親ノックアウトピン３０は適正な非干渉リード分ねじり回転するように設定することができ、より確実に適正な非干渉リードでハイポイド歯車１０をねじり回転させて離型することができる。
【００９６】
本実施形態によってハイポイド歯車を成形金型から干渉することなく離型することができる。その結果ハイポイド歯車のかじり等を生じさせることがなくなる。
【００９７】
【発明の効果】
本発明のハイポイド歯車のリード解析方法によって、ハイポイド歯車とハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを得ることができる。
【００９８】
本発明のハイポイド歯車のリード解析プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体のハイポイド歯車のリード解析プログラムを３次元ＣＡＤ装置に搭載することによって、本発明のハイポイド歯車のリード解析方法を実行することができ、ハイポイド歯車とハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを得ることができる。
【００９９】
本発明のハイポイド歯車のリード解析装置によって、ハイポイド歯車とハイポイド歯車の成形金型とが干渉することなく離型する適正な非干渉リードを得ることができる。
【０１００】
本発明のハイポイド歯車の成形金型製造方法は、精度の高いハイポイド歯車を製造することができる成形金型を製造することができる。
【０１０１】
本発明のハイポイド歯車の離型方法は、かじり・キズ・ダレ等を生じさせることなくハイポイド歯車を離型することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態で実行される各ステップを示した図である。
【図２】  形状モデル作成ステップで作成されたハイポイド歯車の歯面の形状モデルを示した図である。
【図３】  形状モデルの中心軸と同軸上に形状モデルと交差する円筒サーフェースモデルを作成した図である。
【図４】  図３のＡで示した箇所におけるワイヤフレームモデルを示す図である。
【図５】  図５（ａ）は加速面側圧力角と中心軸からの距離との関係を表した近似直線を示す図であり、図５（ｂ）は減速面側圧力角と中心軸からの距離との関係を表す近似直線を示す図である。
【図６】  図６（ａ）は加速面側リード範囲を中心軸からの距離との関係で示した図であり、図６（ｂ）は減速面側リード範囲を中心軸からの距離との関係で示した図である。
【図７】  図７（ａ）はモックアップモデルが歯面と干渉せずに、歯面から抜けていく様子を示した図である。図７（ｂ）はモックアップモデルが歯面と干渉している様子を示す図である。
【図８】  離型装置の概略を模式的に示した図である。
【符号の説明】
Ａ：ハイポイド歯車の歯面の形状モデル
Ｂ：円筒サーフェースモデル
Ｃ：ワイヤフレームモデル
Ｄ：モックアップモデル
Ｌ：減速面
Ｓ：加速面
１０：  ハイポイド歯車
２０：リード付きホルダー
２１：突起
３０：リード付きノックアウトピン
３１：溝
４０：親ノックアウトピン
１００：離型装置
【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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【図８】
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