JP4133767B2 - ローリングツール - Google Patents

Description

本発明は、歯すじ方向にテーパ歯筋を施した多数の歯を外周上に設け、前記歯を被加工内歯歯車と噛みあわせて回転させ、前記テーパ歯筋を施した多数の歯によって、自動車用動力伝達装置の内歯スプラインの歯面に、走行中のギヤ抜け防止のためのテーパ歯すじを転造塑性加工するローリングツールに関する。

従来の自動車のマニアルトランスミッション装置では、走行中のギヤ抜け防止のため、外歯スプライン（外歯歯車）と内歯スプライン（内歯歯車）とはテーパ歯筋嵌合となっており、図５に示すように被加工物である内歯スプライン２は図示しない外歯スプライン（外歯歯車）と歯すじ１２で嵌合する。歯すじ１２は走行中のギヤ抜け防止のためのテーパになっている。図６にローリングツール（１歯のみ示す）の面取り部を被加工物である内歯スプラインのフランク面に押し当て転造加工する状態の要部断面図を示す。図６に示すように、このテーパ歯すじ１２は、ローリングツール１のテーパ歯筋１５の後端の食いつき部１６を内歯スプライン２のフランク面１７（予めホブ又はピニオンカッタで歯切りしたり円盤砥石で研削して形成）に押し当て転造塑性加工によって部分的に形成した。特許文献１にかかる従来の外スプライン形のローリングツールを開示する。
実用新案登録第２５４７９９９号公報

しかし、従来のローリングツール（特許文献１のローリングツールでも同じ）の歯筋１５（図６）をテーパ状にするには、ホブ又はピニオンカッタでローリングツールに対し斜め方向に切削するか、図７に示すようにローリングツールに対し斜め方向に円盤砥石９を使用して研削した。このため図８に示すように特許文献１の従来のローリングツールの歯底径はテーパ歯筋１５先端の小端部２１に近ずくに従い小さくなり（破線６：Ｂ−Ｂ断面）ローリングツールの歯丈ｈ’が高くなり、歯の強度が弱くなってしまう。図８で示すような従来のローリングツールの食いつき部（実線５）の歯厚ｗと小端面の歯丈ｈ’との比率は１：１．３〜１．９位であった。さらに従来のローリングツール（特許文献１のローリングツールでも同じ）の歯筋１５をテーパ状にする円盤砥石９を使用して研削するときは、ローリングツールの歯元形状に段１１（実線５）がついて歯の強度が弱くなる。このため従来のローリングツールの折損寿命が短くなるという課題があった。

本発明の課題は、ホブ、ピニオンカッタで切削又は円盤砥石を使用した研削による、ローリングツールの歯底径がテーパ歯筋先端の小端部に近ずくに従い小さくなりかつ歯元形状に段がつくという特許文献１のローリングツールを改良した、歯底径がテーパ歯筋先端の小端部に近ずくに従い小さくなりかつ歯元形状に段がつくことがなく、歯の剛性強度が高く、折損寿命が長いローリングツールを提供することにある。

このため本発明は、歯すじ方向にテーパ歯筋を施した多数の歯を外周上に設け、前記歯を被加工内歯歯車と噛みあわせて回転させ、前記テーパ歯筋を施した多数の歯によって、自動車用動力伝達装置の内歯スプラインの歯面に、走行中のギヤ抜け防止のためのテーパ歯すじを転造塑性加工するローリングツールにおいて、前記テーパ歯筋先端の小端面の歯丈と前記テーパ歯筋内端の食いつき部の歯厚とを同じとし、前記テーパ歯筋先端の小端面の歯元をワイヤカット加工することにより歯元形状が互いに隣接するフランク面と連続する滑らかな楕円面としかつ前記テーパ歯筋先端の小端面の歯丈と前記食いつき部の歯丈とを同じとしたことを特徴とするローリングツールを提供することによって上記した従来製品の課題を解決した。

本発明のローリングツールは、テーパ歯筋先端の小端面の歯丈ｈ’とテーパ歯筋内端の食いつき部の歯厚ｗとを同じとし、テーパ歯筋先端の小端面の歯元をワイヤカット加工することにより歯元形状が互いに隣接するフランク面と連続する滑らかな楕円面としかつ前記テーパ歯筋先端の小端面の歯丈と前記食いつき部の歯丈とを同じとしたので、従来の特許文献１のローリングツールの食いつき部の歯厚ｗと小端面の歯丈ｈ’との比率が１：１．３〜１．９位であったのに比べ、ローリングツールを改良し大幅に小端面の歯丈ｈ’を低く抑え、ホブ、ピニオンカッタで切削又は円盤砥石を使用した研削による、ローリングツールの歯底径がテーパ歯筋先端の小端部に近ずくに従い小さくなりかつ歯元形状に段がつくという従来の特許文献１のローリングツールを改良した、歯底径がテーパ歯筋先端の小端部に近ずくに従い小さくなりかつ歯元形状に段がつくことがなく、歯元形状が互いに隣接するフランク面と連続する滑らかな楕円面としかつ前記テーパ歯筋先端の小端面の歯丈と前記食いつき部の歯丈とを同じとすることにより歯の剛性強度を著しく高くし、全体的に歯の剛性強度の弱い部分をなくし、折損寿命が長いローリングツールを提供するものとなった。

好ましくは、前記食いつき部の歯厚と前記小端面の歯丈との比率を１：０．８〜１．２の範囲とし、かつ前記食いつき部の歯底と前記小端面の歯底とを結ぶ線とツール軸心とのなす角θの絶対値を６°以内としてもよい。

本発明を実施するための最良の形態のローリングツールにつき図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明を実施するための最良の形態のローリングツールの歯元形状を示す部分拡大輪郭図で、実線３は図２（ａ）の食いつき部断面７の輪郭線（Ａ−Ａ断面）を示し、破線４は小端面２１の輪郭線（Ｂ−Ｂ断面）を示し、図２（ａ）は図１のローリングツールの概略全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のローリングツールの１歯の部分側面断面図、図３は図１のローリングツールのテーパ歯筋先端の小端面の歯元をワイヤでワイヤカット加工で形成する方法を示す概略要部斜視図である。

本発明を実施するための最良の形態のローリングツールは、歯すじ方向にテーパ歯筋１５を施した多数の歯８を外周上に設け、図６に示すように、歯８を被加工内歯歯車２と噛みあわせて回転させ、テーパ歯筋１５を施した多数の歯８によって、自動車用動力伝達装置の内歯スプライン２の歯面に、走行中のギヤ抜け防止のためのテーパ歯すじ１２を転造塑性加工するローリングツール１において、テーパ歯筋１５先端の小端面２１の歯丈ｈとテーパ歯筋１４内端の食いつき部１６の歯厚ｗとを同じとし、図３に示すように、テーパ歯筋１５先端の小端面２１の歯元をワイヤ１０を使用したワイヤカット加工することにより歯元形状が互いに隣接するフランク面と連続する滑らかな楕円面１９とし、かつテーパ歯筋先端１５先端の小端面２１の歯丈ｈと前記食いつき部の歯丈とを同じとしたことを特徴とするローリングツールである。

図１のものの代わりに好ましくは、食いつき部の歯厚ｗと小端面の歯丈ｈ’との比率を１：０．８〜１．２の範囲とし、かつ図２に示すように、食いつき部の歯底と小端面の歯底とを結ぶ線２０とツール軸心１８とのなす角θの絶対値を６°以内としてもよい。

図１に示す本発明のローリングツールと図８に示す特許文献１の従来品ローリングツールとを使用して被加工物のテスト転造を行った。それぞれワーク諸元：m2.1×PA20Ｄ°×Ng41, つぶし量：0.45, ローリングツール歯数：２５であった。テスト結果を図４に示す。図８に示す特許文献１の従来品ローリングツールの破線６（Ｂ−Ｂ断面）はテーパ歯筋１５先端の小端面２１の歯形形状を示しており、ホブで歯切りした後に研削仕上げした。小端面２１の歯丈ｈ’と食いつき部１６の歯厚ｗとの比率を １．８：１ とし、破線６の小端面２１の歯形は食いつき部１６の断面５（Ａ−Ａ断面）に比べ歯丈ｈ’が高くなっており歯の強度が弱くなっており、食いつき部１６の歯底と小端面２１の歯底とを結ぶ線２０とツール軸心１８とのなす角θを１０°とし、断面５（Ａ−Ａ断面）の食いつき部１６の歯元には円盤砥石９（図７）によるに段１１がついて歯の強度が弱くなっている。このため図８に示す特許文献１の従来品ローリングツールの破損寿命は被加工物の加工数は５００個であった。これに対し図１に示す本発明のローリングツールは、破線４（Ｂ−Ｂ断面）はテーパ歯筋１５先端の小端面２１の歯形形状を示し、歯元形状は図３に示すワイヤ１０でワイヤカット加工することで段がなく、大きな楕円形状１９の滑らかな形状となっている。テーパ歯筋１５先端の小端面２１の歯丈ｈと食いつき部１６の歯厚ｗとを同じとし、かつ食いつき部１６の歯丈ｈと前記小端面の歯丈ｈ’とを同じとし全体に高剛性の歯形形状となっている。図１に示す本発明のローリングツールの破損寿命は被加工物の加工数は４０００個以上で、図８に示す特許文献１の従来品ローリングツールに比べ８倍以上となった。
〔本発明の最良の実施形態の効果〕

本発明のローリングツールは、テーパ歯筋先端の小端面の歯丈ｈ’とテーパ歯筋内端の食いつき部の歯厚ｗとを同じとし、テーパ歯筋先端の小端面の歯元をワイヤカット加工することにより歯元形状が互いに隣接するフランク面と連続する滑らかな楕円面としかつ前記テーパ歯筋先端の小端面の歯丈と前記食いつき部の歯丈とを同じとしたので、従来の特許文献１のローリングツールの食いつき部の歯厚ｗと小端面の歯丈ｈ’との比率が１：１．３〜１．９位であったのに比べ、ローリングツールを改良し大幅に小端面の歯丈ｈ’を低く抑え、ホブ、ピニオンカッタで切削又は円盤砥石を使用した研削による、ローリングツールの歯底径がテーパ歯筋先端の小端部に近ずくに従い小さくなりかつ歯元形状に段がつくという従来の特許文献１のローリングツールを改良した、歯底径がテーパ歯筋先端の小端部に近ずくに従い小さくなりかつ歯元形状に段がつくことがなく、歯元形状が互いに隣接するフランク面と連続する滑らかな楕円面としかつ前記テーパ歯筋先端の小端面の歯丈と前記食いつき部の歯丈とを同じとすることにより歯の剛性強度を著しく高くし、全体的に歯の剛性強度の弱い部分をなくし、折損寿命が長いローリングツールを提供するものとなった。

好ましくは、前記食いつき部の歯厚と前記小端面の歯丈との比率を１：０．８〜１．２の範囲とし、かつ前記食いつき部の歯底と前記小端面の歯底とを結ぶ線とツール軸心とのなす角θの絶対値を６°以内としてもよい。

本発明を実施するための最良の形態のローリングツールを示す部分拡大輪郭図で、実線３は図２（ａ）の食いつき部断面７の輪郭線（Ａ−Ａ断面）を示し、破線４は小端面２１の輪郭線（Ｂ−Ｂ断面）を示す。 （ａ）は図１のローリングツールの概略全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のローリングツールの１歯の部分側面断面図である。 図１のローリングツールのテーパ歯筋先端の小端面の歯元をワイヤでワイヤカット加工で形成する方法を示す概略要部斜視図である。 図１に示す本発明のローリングツールと、図８に示す従来品ローリングツールと、を使用して被加工物のテスト転造結果を示すグラフ。 被加工物である内歯スプラインの要部斜視図。 ローリングツール（１歯のみ示す）のテーパ歯筋を被加工物である内歯スプラインのフランク面に押し当て転造塑性加工する状態の要部断面図を示す。 従来のローリングツールを円盤砥石を使用して研削する要部斜視図。 特許文献１の従来品ローリングツール歯元形状を示す部分拡大輪郭図。

符号の説明

１：ローリングツール、８：歯、１０：ワイヤカット加工のワイヤ、１５：テーパ歯筋
１６：食いつき部、２１：小端面、ｈ：食いつき部１６の歯丈
ｈ’：テーパ歯筋先端の小端面２１の歯丈
θ：食いつき部の歯底と小端面の歯底とを結ぶ線とツール軸心とのなす角
ｗ：食いつき部の歯厚

Claims (2)

1. 歯すじ方向にテーパ歯筋を施した多数の歯を外周上に設け、前記歯を被加工内歯歯車と噛みあわせて回転させ、前記テーパ歯筋を施した多数の歯によって、自動車用動力伝達装置の内歯スプラインの歯面に、走行中のギヤ抜け防止のためのテーパ歯すじを転造塑性加工するローリングツールにおいて、前記テーパ歯筋先端の小端面の歯丈と前記テーパ歯筋内端の食いつき部の歯厚とを同じとし、前記テーパ歯筋先端の小端面の歯元をワイヤカット加工することにより歯元形状が互いに隣接するフランク面と連続する滑らかな楕円面としかつ前記テーパ歯筋先端の小端面の歯丈と前記食いつき部の歯丈とを同じとしたことを特徴とするローリングツール。
2. 前記食いつき部の歯厚と前記小端面の歯丈との比率を１：０．８〜１．２の範囲とし、かつ前記食いつき部の歯底と前記小端面の歯底とを結ぶ線とツール軸心とのなす角θの絶対値を６°以内としたことを特徴とする請求項１記載のローリングツール。

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