蜗轮、蜗轮用注射成型模具的制造方法及蜗轮的制造方法

专利名称：蜗轮、蜗轮用注射成型模具的制造方法及蜗轮的制造方法
技术领域：
本发明涉及使用于各种动力传递系统，与蜗杆啮合而构成蜗轮副的蜗轮、该蜗轮 用注射成型模具的制造方法及蜗轮的制造方法。
背景技术：
一直以来，在汽车部件等的动力传递系统中，作为构成减速装置的齿轮系的一部 分的部件大多使用蜗轮副。图20是表示这种蜗轮副102的图。该蜗轮副102由蜗杆101和与其啮合的蜗轮 100构成。其中，蜗轮100在外周侧形成将斜齿状齿部103的一端侧螺纹修牙顶为半圆弧状 那样的形状的圆弧状齿部(半蜗杆齿形部)104，并且，未形成齿的环状的壁厚部105形成在 外周侧，由此提高圆弧状齿部104的强度以使其能够承受从蜗杆101传递的负荷，致力于实 现与蜗杆101的平滑的啮合(参照专利文献1)。专利文献1 日本特开平9-250604号公报在图20所示的蜗轮100中，在需要进一步加长与蜗杆101的啮合长度时，如图21 所示，进行滚齿加工，使得圆弧状齿部104与斜齿状齿部103相比向径向内方位移，使喉径 部分PO小径化。可是，图21所示的蜗轮100在形成圆弧状齿部104时，由于使滚齿106向径向内 方移动，所以滚齿106的齿顶咬入齿面，在斜齿状齿部103与圆弧状齿部104的连接部的齿 面(与蜗杆101啮合的齿面附近)产生阶梯差107。这样，若使在斜齿状齿部103与圆弧状 齿部104的连接部的齿面具有阶梯差107的蜗轮100和蜗杆101啮合而进行动力传递，则 有时蜗杆101的齿顶与蜗轮100的齿面的阶梯差107的一部分相互摩擦而产生噪音。

发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种在与蜗杆啮合的齿面附近不会产生阶梯差，在 动力传递时难以产生噪音的蜗轮、蜗轮用注射成型模具的制造方法及蜗轮的制造方法。本发明方案1的发明涉及蜗轮，具有与蜗杆啮合而构成圆筒蜗轮副的部分即圆 弧状齿部；以及，与该圆弧状齿部的一端侧连接的斜齿状齿部。该蜗轮的特征在于，在上述 圆弧状齿部与上述斜齿状齿部的连接部的齿在齿高方向的任意的第一基准点的螺旋角、与 在上述圆弧状齿部的喉径部分的齿在齿高方向的与上述第一基准点对应的第二基准点的 螺旋角相等。本发明方案2的发明涉及蜗轮，具有与蜗杆啮合而构成圆筒蜗轮副的部分即圆 弧状齿部；以及，与该圆弧状齿部的两端侧分别连接的斜齿状齿部。该蜗轮的特征在于，在 上述圆弧状齿部与上述斜齿状齿部的连接部的齿在齿高方向的任意的第一基准点的螺旋 角、与在上述圆弧状齿部的喉径部分的齿在齿高方向的与上述第一基准点对应的第二基准 点的螺旋角相等。本发明方案3的发明涉及蜗轮用注射成型模具的制造方法，形成与蜗轮相同形状的靠模电极，使用该靠模电极形成用于对上述蜗轮进行注射成型的空腔。在该发明中，上述 蜗轮，(1)具有与蜗杆啮合而构成圆筒蜗轮副的部分即圆弧状齿部；以及，与该圆弧状齿 部的一端侧连接的斜齿状齿部，(2)在上述圆弧状齿部与上述斜齿状齿部的连接部的齿在 齿高方向的任意的第一基准点的螺旋角、与在上述圆弧状齿部的喉径部分的齿在齿高方向 的与上述第一基准点对应的第二基准点的螺旋角相等。另外，上述靠模电极，(1)具有与 上述蜗轮的上述圆弧状齿部对应的第一齿部、和与上述蜗轮的上述斜齿状齿部对应的第二 齿部，(2)在上述第一齿部和上述第二齿部的连接部的齿在齿高方向的与上述第一基准点 对应的位置的螺旋角、与在上述第一齿部的上述喉径部分所对应的位置的齿在齿高方向的 与上述第一基准点对应的位置的螺旋角相等，(3)在与上述第一齿部的上述喉径部分对应 的位置，分割成包含上述第一齿部的一部分和上述第二齿部的第一分割靠模、和包含上述 第一齿部的其它部分的第二分割靠模，(4)上述第一分割靠模以上述第一齿部作为开头，在 以上述第一齿部的导程进行旋转的同时进行移动，从模具材料的一方侧对上述模具材料进 行放电加工，(5)上述第二分割靠模以上述第一齿部作为开头，在以上述第一齿部的导程进 行旋转的同时进行移动，从上述模具材料的另一方侧对上述模具材料进行放电加工，(6)在 上述模具材料上形成上述空腔。另外，本发明包括第一分割靠模与第二分割靠模的任意一 方先开始放电加工的方式、和第一分割靠模与第二分割靠模同时开始放电加工的方式。本发明方案4的发明涉及蜗轮用注射成型模具的制造方法，形成与蜗轮相同形状 的靠模电极，使用该靠模电极形成用于对上述蜗轮进行注射成型的空腔。在该发明中，上述 蜗轮，(1)具有与蜗杆啮合而构成圆筒蜗轮副的部分即圆弧状齿部；以及，与该圆弧状齿 部的两端侧分别连接的斜齿状齿部，(2)在上述圆弧状齿部与上述斜齿状齿部的连接部的 齿在齿高方向的任意的第一基准点的螺旋角、与在上述圆弧状齿部的喉径部分的齿在齿高 方向的与上述第一基准点对应的第二基准点的螺旋角相等。另外，上述靠模电极，(1)具有 与上述蜗轮的上述圆弧状齿部对应的第一齿部、和与上述蜗轮的上述斜齿状齿部对应的第 二齿部，(2)在上述第一齿部和上述第二齿部的连接部的齿在齿高方向的与上述第一基准 点对应的位置的螺旋角、与在上述第一齿部的上述喉径部分所对应的位置的齿在齿高方向 的与上述第一基准点对应的位置的螺旋角相等，(3)在与上述第一齿部的上述喉径部分对 应的位置，分割成包含上述第一齿部的一部分和上述第二齿部的第一分割靠模、和包含上 述第一齿部的其它部分和上述第二齿部的第二分割靠模，(4)上述第一分割靠模以上述第 一齿部作为开头，在以上述第一齿部的导程进行旋转的同时进行移动，从模具材料的一方 侧对上述模具材料进行放电加工，(5)上述第二分割靠模以上述第一齿部作为开头，在以上 述第一齿部的导程进行旋转的同时进行移动，从上述模具材料的另一方侧对上述模具材料 进行放电加工，(6)在上述模具材料上形成上述空腔。另外，本发明包括第一分割靠模与第 二分割靠模的任意一方先开始放电加工的方式、和第一分割靠模与第二分割靠模同时开始 放电加工的方式。本发明方案5的发明涉及蜗轮用注射成型模具的制造方法，形成与蜗轮相同形状 的靠模电极，使用该靠模电极形成用于对上述蜗轮进行注射成型的空腔。在该发明中，上述 蜗轮，(1)具有与蜗杆啮合而构成圆筒蜗轮副的部分即圆弧状齿部；以及，与该圆弧状齿 部的一端侧连接的斜齿状齿部，(2)在上述圆弧状齿部与上述斜齿状齿部的连接部的齿在 齿高方向的任意的第一基准点的螺旋角、与在上述圆弧状齿部的喉径部分的齿在齿高方向的与上述第一基准点对应的第二基准点的螺旋角相等。另外，上述靠模电极，(1)具有与上 述蜗轮的上述圆弧状齿部对应的第一齿部、和与上述蜗轮的上述斜齿状齿部对应的第二齿 部，(2)在上述第一齿部和上述第二齿部的连接部的齿在齿高方向的与上述第一基准点对 应的位置的螺旋角、与在上述第一齿部的上述喉径部分所对应的位置的齿在齿高方向的与 上述第一基准点对应的位置的螺旋角相等。并且，本发明使用上述靠模电极通过电铸形成 上述空腔。本发明方案6的发明涉及蜗轮用注射成型模具的制造方法，形成与蜗轮相同形状 的靠模电极，使用该靠模电极形成用于对上述蜗轮进行注射成型的空腔。在该发明中，上述 蜗轮，(1)具有与蜗杆啮合而构成圆筒蜗轮副的部分即圆弧状齿部；以及，与该圆弧状齿 部的两端侧分别连接的斜齿状齿部，(2)在上述圆弧状齿部与上述斜齿状齿部的连接部的 齿在齿高方向的任意的第一基准点的螺旋角、与在上述圆弧状齿部的喉径部分的齿在齿高 方向的与上述第一基准点对应的第二基准点的螺旋角相等。另外，上述靠模电极，(1)具有 与上述蜗轮的上述圆弧状齿部对应的第一齿部、和与上述蜗轮的上述斜齿状齿部对应的第 二齿部，(2)在上述第一齿部和上述第二齿部的连接部的齿在齿高方向的与上述第一基准 点对应的位置的螺旋角、与在上述第一齿部的上述喉径部分所对应的位置的齿在齿高方向 的与上述第一基准点对应的位置的螺旋角相等。并且，在本发明中，使用上述靠模电极通过 电铸形成上述空腔。本发明方案7的发明涉及蜗轮的制造方法，其特征在于，使用通过方案3或5的蜗 轮用注射成型模具的制造方法形成的蜗轮用注射成型模具，对方案1所述的蜗轮进行注射 成型。本发明方案8的发明涉及蜗轮的制造方法，其特征在于，使用通过方案4或6的蜗 轮用注射成型模具的制造方法形成的蜗轮用注射成型模具，对方案2所述的蜗轮进行注射 成型。发明的效果根据本发明，在圆弧状齿部与斜齿状齿部的连接部的齿面不产生阶梯差，圆弧状 齿部的齿面与斜齿状齿部的齿面平滑地连接，因此，能够降低在与蜗杆啮合进行动力传递 时的噪音。


图1是表示本发明的第一实施方式的蜗轮的图，图1(a)是主视图，图1(b)是沿图 1(a)的Al — Al线剖切表示的剖视图，图1(c)是从图1(b)的箭头Bl的方向观察的图(后 视图)。图2是放大表示图1(b)的Cl部的图。图3是本发明的第一实施方式的蜗轮的外观立体图。图4是表示本发明的第一实施方式的靠模电极的图，图4(a)是靠模电极的主视图 (从箭头B3方向观察图4(b)所示的靠模电极的图)，图4(b)是沿图4(a)的A2-A2线剖切 表示的剖视图，图4(c)是靠模电极的后视图(是从箭头B2的方向观察图4(b)所示的靠模 电极的图)。图5是放大表示图4 (b)的C2部的图。
图6是表示构成图4的靠模电极的第一分割靠模用的第一电极材料，和构成图4 的靠模电极的第二分割靠模用的第二电极材料的图。在该图6中，图6(a)是第一电极材料 的主视图，图6(b)是组合第一电极材料和第二电极材料表示的侧视图，图6 (c)是第一电极 材料的侧视图，图6(d)是第二电极材料的侧视图。图7是图4所示的第一分割靠模的后视图。图8 (a)是图4所示的第一分割靠模的第一齿部与第二齿部的连接部7'的轴直 角剖视图，图8(b)是放大表示图8(a)的一部分的图(沿图5的D2-D2线剖切表示的剖视 图)。图9是表示本发明的第一实施方式的注射成型模具用的模具材料和靠模电极(第 一分割靠模及第二分割靠模)的关系的图。图10是模式化表示第一分割靠模的第一齿部及第二齿部在放电加工时的移动方 向的图。图11是表示本发明的第一实施方式的注射成型模具在放电加工时的加工工序的 图。图12是表示本发明的第一实施方式的注射成型模具和其他模具部件(固定模具、 可动模具、轴模具等)的组合状态的图。图13是沿图2的Dl-Dl线剖切表示的齿的齿形形状图。图14是表示本发明的第二实施方式的蜗轮的图，图14(a)是主视图，图14(b)是 沿图14(a)的A3-A3线剖切表示的剖视图，图14(c)是从图14(b)的箭头B5的方向观察的 图(后视图)。图15是放大表示图14(b)的C3部的图。图16是本发明的第二实施方式的蜗轮的外观立体图。图17是表示本发明的第二实施方式的注射成型模具用的模具材料和靠模电极的 关系的图。图18是表示本发明的第二实施方式的注射成型模具在放电加工时的加工工序的 图。图19是表示本发明的第二实施方式的注射成型模具和其他模具部件(固定模具、 可动模具、轴模具等)的组合状态的图。图20是第一现有例的蜗轮的纵剖视图。图21是放大表示第二现有例的蜗轮的齿的剖视图。图中1、51_蜗轮，3、3'-齿，4-斜齿状齿部，5-圆弧状齿部，7-分界部分(连接部)， 7'-连接部，14-第一基准点，15-第二基准点，17,52-注射成型模具，17a、52a_模具材
料，18、53_空腔，20-靠模电极U ” 一電極)，21-第一分割靠模，22-第二分割靠模，
23-第一齿部，24-第二齿部，101-蜗杆，PO-喉部的直径部分，PO'-对应喉部直径部分的位置。
具体实施例方式
以下，根据附图详述本发明的实施方式。
(第一实施方式)(蜗轮)图1 图3是表示第一实施方式的蜗轮的图。其中，图1(a)是蜗轮1的主视图， 图1 (b)是沿图1 (a)的Al-Al线剖切表示的剖视图，图1 (c)是从图1 (b)的箭头Bl的方向 观察的图(后视图)。另外，图2是放大表示图1(b)的Cl部的图。另外，图3是蜗轮的外 观立体图。如这些图所示，本实施方式的蜗轮1，在旋转中心部形成轴孔2，在外周侧形成有 多个齿3。另外，轴孔2从其正面侧至背面侧沿旋转轴心CL的延伸的方向贯通蜗轮1。齿3由斜齿状齿部4和圆弧状齿部5构成，这些斜齿状齿部4和圆弧状齿部5沿 齿宽度方向平滑地连接。圆弧状齿部5的喉径(DO)，比斜齿状齿部4的齿顶圆直径(Dl)仅 小规定尺寸(△)，圆弧状齿部5的喉径部分PO的齿底6的直径(D2)比斜齿状齿部4的齿 底圆直径(D3)仅小规定尺寸(△)。并且，圆弧状齿部5的齿顶12形成为对应相互啮合的 蜗杆100的节距圆而确定的喉部圆的圆半径R0。另外，圆弧状齿部5的齿底6形成为对应 相互啮合的蜗杆100的节距圆而确定的喉部的齿底半径R1。另外，蜗轮1的圆弧状齿部5 是与蜗杆101啮合而构成圆筒状蜗轮副的部分，图1(b)及图2所示的齿形的形状向半径方 向内方呈凸的圆弧形状。这样，蜗轮1通过使圆弧状齿部5的喉径(DO)小于斜齿状齿部4的齿顶圆直径 (Dl)，从而与圆弧状齿部5的喉径(DO)和斜齿状齿部4的齿顶圆直径(Dl)相等的现有的 蜗轮100比较，能够加长与蜗杆101的啮合长度。另外，如图2所示，在蜗轮1的齿3中，斜齿状齿部4和圆弧状齿部5的分界部分 (连接部)7，是以从圆弧状齿部5的齿底6和斜齿状齿部4的齿底8的交点位置10沿齿高 方向延伸的假想线表示的部分。并且，该蜗轮1的齿3形成为斜齿状齿部4的至少分界部 分7的齿顶11的螺旋角和圆弧状齿部5的喉径部分PO中的齿顶12的螺旋角相等。另外， 在本实施方式中，斜齿状齿部4形成为其齿顶11的螺旋角在斜齿状齿部4的齿宽方向的大 致整个区域相等。另外，喉径部分PO在图1 (b)及图2中，是圆弧状齿部5的齿顶12中的 最小直径的部分。其结果，该蜗轮1由于齿3的斜齿状齿部4和圆弧状齿部5的分界部分7 (连接 部)平滑地连接，在斜齿状齿部4和圆弧状齿部5的分界部分7的齿面不会产生阶梯差，所 以在与蜗杆101啮合进行动力传递时，不会产生由于与蜗杆101的轴心间距离的偏差或齿 形精度的偏差而产生蜗杆101的齿顶与齿面的阶梯差干涉的这种不良情况，能够将与蜗杆 101的摩擦音引起的噪音抑制得较小。另外，蜗轮1通过圆弧状齿部5在齿宽方向的大致中央部分螺纹修牙顶，从而形成 不与蜗杆101啮合的凸缘部13，提高圆弧状齿部5的齿的强度。另外，本实施方式的蜗轮1形成为斜齿状齿部4的齿顶圆直径Dl与凸缘部13侧 的外周面13a的外径尺寸D4相等，圆弧状齿部5的齿顶12与斜齿状齿部4的齿顶11以平 滑的曲线连接，圆弧状齿部5的齿顶12与凸缘部13侧的外周面16以平滑的曲线连接。如以上构成的本实施方式的蜗轮1，由于在斜齿状齿部4和圆弧状齿部5的分界部 分7的齿面不会产生阶梯差，齿3的斜齿状齿部4和圆弧状齿部5的齿面彼此平滑地连接， 所以能够降低与蜗杆101啮合进行动力传递时的噪音。
另外，本实施方式的蜗轮1虽然构成为斜齿状齿部4的分界部分7的齿顶11与圆 弧状齿部5的喉径部分PO的齿顶12的螺旋角相等，但不限于此，也可以使齿高方向的任意 的位置且对应的位置(从斜齿状齿部4的节距圆Psa向齿高方向离开规定尺寸(ε )的位 置(第一基准点14)、和从圆弧状齿部5的喉径部分PO的节距圆Psb向齿高方向离开规定 尺寸(O的位置(第二基准点15)、例如斜齿状齿部4的齿底8的位置与圆弧状齿部5的 喉径部分PO的齿底6的位置、或者斜齿状齿部4的节距圆Psa上的位置与圆弧状齿部5的 喉径部分PO的节距圆Psb上的位置)中的螺旋角相等。另外，轴孔2不限于图1及图3所示的圆孔，也可以形成与未图示的轴进行止转的 锯齿、花键等，或者是多边形的孔。(蜗轮的制造方法)图1 图3所示的本实施方式的蜗轮如以下进行制造。(1)蜗轮制造的第一步作为蜗轮制造的第一步，在蜗轮1的注射成型模具17的制造中，关于通过放电加 工成形注射成型用模具17的空腔18的情况进行说明(参照图12)。为了放电加工注射成型用模具17的空腔18，如图4及图5所示那样需要放电加工 用的靠模电极20。该靠模电极20由于是用于形成蜗轮1的注射成型用的空腔18的部件， 所以整体形状为与蜗轮1大致相同的形状(参照图12)。并且，该靠模电极20包括用于 形成从蜗轮1的斜齿状齿部4到圆弧状齿部5的喉径部分PO的第一分割靠模21 ；以及，用 于形成从蜗轮1的圆弧状齿部5的喉径部分PO到凸缘部13的第二分割靠模22。S卩，靠模 电极20如图4(b)所示，包括用于从蜗轮1的圆弧状齿部5的喉径部分PO形成左侧的第一 分割靠模21 (参照图1及图2)、和用于从蜗轮1的圆弧状齿部5的喉径部分PO形成右侧的 第二分割靠模22 (参照图1及图2)。这里，以对应蜗轮1的圆弧状齿部5的部分作为靠模 电极20的第一齿部23，以对应蜗轮1的斜齿状齿部4的部分作为靠模电极20的第二齿部 24。这种靠模电极20，如图6所示，由对应第一分割靠模21的第一电极材料25(中空 圆板状的铜合金材料或铝合金材料等)、和对应第二分割靠模22的第二电极材料26(中空 圆板状的铜合金材料或铝合金材料等)构成。另外，在本实施方式中，第一电极材料25和 第二电极材料26如图6(b)所示，形成为相对于蜗轮1的喉径部分PO所对应的位置PO'而 成为左右对称的形状。图6所示的第一电极材料25和第二电极材料26 —起形成作为加工基准的相同直 径的轴孔27，以该轴孔27作为加工基准形成外形形状，使得与第一齿部23及第二齿部24 的齿3'的齿顶圆直径为相同的外径尺寸，其后切齿加工第一齿部23和第二齿部24(参照 图4 图5)。另外，在本实施方式中，第二齿部24的齿3'的齿顶圆直径与凸缘部28的外 径尺寸相等(参照图4 图5)。第一电极材料25和第二电极材料26的齿3 ‘的切齿加工，使用具备输入了预先作 成的靠模电极20的三维加工模型(根据模数、压力角、喉径、螺旋角等的尺寸要素作成的展 成法切齿加工用控制数据)的电脑的加工中心，通过安装于加工中心的加工用主轴上的球 头立铣刀进行。在该第一电极材料25的切齿加工中，确定第一齿部23的齿3'的加工用导程
10(Li)和第二齿部24的齿3'的加工用导程(L2)，使得与第一齿部23的喉径部分对应的位 置PO'的齿3'的齿顶的螺旋角β 1、与第一齿部23和第二齿部24的连接部7'(与蜗轮 1的圆弧状齿部5和斜齿状齿部4的分界部分对应的部分)的齿3'的齿顶的螺旋角β 2 为 β 1 = β 2。S卩，在靠模电极20中，若设与第一齿部23的喉径部分对应的位置PO'的齿3'的 齿顶圆直径为第一直径DO'，第一齿部23和第二齿部24的连接部7'的齿3'的齿顶圆直 径为第二直径Dl'，则表示为式 1Ll · tan β 1 = π ‘ D 0'式2L2 · tan β 2 = π · D 1'这里，由于β = β 2，所以根据式1和式2求出第二齿部24的加工用导程L2，则 成为以下的式3。式3L2 = (Dl' /DO' ) · Ll即，第一电极材料25的第二齿部24以由式3求出的导程L2进行切齿加工。另外， 由于 Dl' > DO'，所以 L2 > Li。这样，通过在第一电极材料25上切齿加工第一齿部23和第二齿部24，从而形成 靠模电极20的第一分割靠模21。并且，第一电极材料25的第一齿部23和第二齿部24的 齿3'的切齿加工，由于通过球头立铣刀进行，所以在第一齿部23和第二齿部24的连接部 7'上不会产生阶梯差，第一齿部23和第二齿部24的齿3'由平滑的曲面进行连接。另外，第一直径DO'考虑放电加工的加工余量等，设定为比蜗轮1的喉径DO稍微 小的尺寸。另外，第二直径Dl'考虑放电加工的加工余量等，设定为比蜗轮1的斜齿状齿部 4的齿顶圆直径Dl稍微小的尺寸。第二电极材料26以与喉径部分对应的位置PO'的第一齿部23的齿3'的齿顶的 螺旋角为β 1的方式，以导程Ll进行切齿加工，形成靠模电极20的第二分割靠模22。这里，靠模电极20为与喉径部分对应的位置PO'的第一齿部23的轴直角剖面 (第一分割靠模21的后视端面)的齿3'相对于齿形中心线30为对称形状(参照图7)。 与此相对，由于靠模电极20以与喉径部分对应的位置PO'的第一齿部23的齿顶的螺旋角 为β 1、且第一齿部23和第二齿部24的连接部7'的齿顶的螺旋角为β 1的方式，扭转第 一齿部23和第二齿部24，通过展成法加工第一齿部23，所以第一齿部23和第二齿部24的 连接部7'的轴直角剖面(沿图5的D2 — D2线剖切表示的剖视图)的齿3'的齿形形状 相对于齿形中心线30为非对称的形状(参照图8)。在图8(b)中，用实线表示的齿形形状 为加工后的实际的齿3'的齿形形状，用双点划线表示的部分为相对于齿形中心线30与右 侧的侧面(齿面)31左右对称的位置的假想侧面(假想齿面)32。另外，第一分割靠模21 的第二齿部24的端面的齿3'的齿形形状(从图4(b)的箭头Β3方向观察的齿形形状)， 为与上述的第一齿部23和第二齿部24的连接部7'的轴直角剖面(沿图5的D2 — D2线 剖切表示的剖视图)的齿3'的齿形形状相同的形状。图9 图11是模式化表示使用上述的靠模电极20对注射成型模具17的空腔18进行放电加工的状态的图。其中，图9是表示对空腔18进行放电加工前的模具材料17a与 第一分割靠模、第二分割靠模的关系的图。另外，图10是模式化表示第一分割靠模的第一 齿部和第二齿部的放电加工时的移动方向的图。另外，图11是表示注射成型模具的放电加 工时的加工工序的图。如图9和图11所示，模具材料17a通过从沿旋转轴心CL的方向的一侧(左侧) 以第一分割靠模21进行放电加工，从沿旋转轴心CL的方向的另一侧(右侧)以第二分割 靠模22进行放电加工，从而形成用于注射成型蜗轮1的空腔18，成为注射成型模具17。这里，第一分割靠模21由于在蜗轮1中与蜗杆101啮合的部分为圆弧状齿部5，所 以在使其旋转的同时从图9的左侧向右侧沿旋转轴心CL进给，使得其成为与对应圆弧状齿 部5的第一齿部23的导程Ll相同的导程。这样，若使用第一分割靠模21对注射成型模具17的空腔18进行放电加工，则注 射成型模具17的与第二齿部24对应的部分中的除去第一齿部23和第二齿部24的连接部 7'的部分，以由下式4表示的螺旋角β 3形成。式 4tan3 3 = (π · Dl' )/Ll这里，注射成型模具17的与第一齿部23和第二齿部24的连接部7'对应的空腔 18的部分以复制第一分割靠模21的第一齿部23和第二齿部24的连接部7'的形状的方 式进行放电加工，因此螺旋角为β 。另外，根据式1和式4，可以如下式5进行表示。式 5
TT · O O *π · D 1 ‘I-I=-- ----
t β η JS 1tan 资 3另外，根据式5，tan β 3可以如下式6进行表示。式6tan β 3 = (D1 ‘ /DO' ) · tan β 1在该式6中，由于Dl' > DO'，所以β3大于β 1(β3 > β 1)。另外，在使用了第一分割靠模21的模具材料17a的放电加工时，由于第一分割靠 模21的放电加工用的导程Ll小于第二齿部24的导程L2(L1 < L2)，所以如图10所示，在 第二齿部24的一方的侧面33(以第一分割靠模21的箭头Rl所示的转动方向的下游侧侧 面)的大致整个区域进行放电加工，另一方面，仅在第二齿部24的另一方的侧面34(以第 一分割靠模21的箭头Rl所示的转动方向的上游侧侧面)的第一齿部侧端部35进行放电 加工。其结果，注射成型模具17的空腔18的形成斜齿状齿部4的部分的齿形形状，与第一 分割靠模21的第二齿部24的齿形形状比较，相对于齿形中心线30的非对称性增加。如上所述，在模具材料17a上通过第一分割靠模21，利用放电加工从蜗轮1的喉径 部分PO形成与左侧的圆弧状齿部5及斜齿状齿部4对应的部分的空腔18 (参照图11 (a))。另外，第二分割靠模22相对于模具材料17a，以具有与第一齿部23的切齿加工中 的导程Ll相同的导程的方式，在使其旋转的同时从图9的右侧向左侧沿旋转轴心CL进给。 其结果，在模具材料17a上利用放电加工从蜗轮1的喉径部分PO形成与右侧的圆弧状齿部 5及凸缘部13对应的部分的空腔18(参照图11(b))。由此，在模具材料17a上通过放电加工形成用于对蜗轮1进行注射成型的空腔18的整体，成为注射成型模具17(参照图11 (C))。另外，本实施方式的靠模电极20构成为，使第一齿部23和第二齿部24的连接部 7'在齿3'的齿顶的螺旋角、与对应第一齿部23的喉径部分的位置PO'的齿3'在齿顶的 螺旋角一致为β 1，但不限于此，也可以形成为，使第一齿部23和第二齿部24的连接部7 ‘ 的齿3'在齿高方向任意位置(第一基准点14)的螺旋角、和与其对应的第一齿部23的喉 径部分所对应的位置PO'的齿3'在齿高方向的位置(第一基准点15)的螺旋角相等(参 照图4)。另外，在用靠模电极20对模具材料17a进行放电加工时，也可以先用第二分割靠 模22进行放电加工后，再用第一分割靠模21进行放电加工。另外，在用靠模电极20放电加工模具材料17a时，也可以用第一分割靠模21和第 二分割靠模22同时进行放电加工。另外，在用靠模电极20对模具材料17a进行放电加工时，虽然考虑先使用第一分 割靠模21和第二分割靠模22中的任意一个的方式、和同时使用第一分割靠模21和第二分 割靠模22的方式，但在任意一种方式中，相对于模具材料17a的第一分割靠模21的齿3' 和第二分割靠模22的齿3'均以注射成型模具17的空腔18中的圆弧状齿部5的喉径部 分PO所对应的部分沿周方向不偏离且连续的方式(以图1及图2所示的齿3的齿面不产 生阶梯差的方式)定位。(2)蜗轮制造的第二步将如上所述形成了的注射成型模具17，如图12所示，与其它的模具部件(固定模 具36、可动模具37、轴模具38等)组合，向空腔18内注射熔融树脂。并且，在固化(冷却) 到可以推出空腔18内的树脂的温度后，将可动模具37从固定模具36分离，打开空腔18的 一端侧(与蜗轮1的凸缘部13对应的一侧)，使空腔18内的制品(蜗轮1)以与圆弧状齿 部5的导程Ll相同的导程旋转的同时由推杆40推出。由此，完成图1 图3所示的蜗轮 1。并且，这样制造的蜗轮1为复制了注射成型模具17的空腔18的形状的外观形状。因 此，斜齿状齿部4的轴直角剖面(沿图2的Dl-Dl线剖切所示的剖面)的齿3的齿形形状， 相对于齿形中心线30为非对称形状，与靠模电极20的第二齿部24的齿3'的齿形形状比 较，成为进一步使渐开线齿形变形的形状(参照图13)。这里，在图13中，用实线所示的齿 3的齿形形状为斜齿状齿部4注射成型后的实际的齿3的齿形形状，用双点划线所示的部分 相对于齿形中心线30为与右侧的齿面41左右对称的假想齿面42。另外，该图13所示的斜 齿状齿部4的齿3的齿形形状，与从图2的箭头B4方向观察的斜齿状齿部4的端面的齿3 的齿形形状相同。(注射成型模具成形的变形例)在该第一实施方式中，例示了注射成型模具17的空腔18使用由第一分割靠模21 和第二分割靠模22构成的靠模电极20进行放电加工的方式，但不限于此，也可以使用将第 一分割靠模21和第二分割靠模22 —体化了的形状的靠模电极20，通过电铸形成。这样，通过电铸形成的注射成型模具17的空腔18由于是靠模电极20的形状原样 复制的形状，所以注射成型出与靠模电极20相同形状的蜗轮1。(注射成型模具成形的其它变形例)注射成型模具17的空腔18不限定于使用上述的靠模电极20进行放电加工或通过电铸形成的情况，在通过安装于加工中心的球头立铣刀能够切削加工的情况下，也可以 省略靠模电极的制作，用球头立铣刀切削加工模具材料17a。(第二实施方式)(蜗轮)图14 图16是表示本实施方式的蜗轮51的图。如这些图所示，本实施方式的蜗 轮51，与图1的蜗轮1的斜齿状齿部4相同的斜齿状齿部4形成在圆弧状齿部5的两侧。 另外，本实施方式的蜗轮51除了以图1的蜗轮1的凸缘部13作为斜齿状齿部4的结构外， 其他的结构与图1的蜗轮1相同，因此，在与图1的蜗轮1相同的构成部分标注相同的符号， 省略与图1的蜗轮1的说明重复的说明。本实施方式的蜗轮51，在斜齿状齿部4和圆弧状齿部5的分界部分7的齿面不会 产生阶梯差，齿3的斜齿状齿部4与圆弧状齿部5的齿面彼此平滑地连接，因此，能够降低 在与蜗杆101啮合进行动力传递时的噪音。(蜗轮的制造方法)用于形成图14 图16所示的蜗轮51的注射成型模具53的空腔54，将图4及图 5所示的第一分割靠模21作为放电加工用的靠模电极(将靠模电极作为在喉径部分所对应 的位置分成两部分的第一分割靠模和第二分割靠模)使用，通过将模具材料53a在第一分 割靠模21放电加工而形成(参照图17 图18)。即，如图17及图18 (a)所示，相对于模具材料52a，在使第一分割靠模21从左侧向 右侧以导程Ll旋转的同时沿旋转轴心CL进给，从蜗轮51的喉径部分PO通过放电加工形 成与左半部分对应的空腔53。接着，如图17及图18 (b)所示，相对于模具材料52a，使第一分割靠模21左右翻转 地配置，在使该第一分割靠模21从右侧向左侧以导程Ll旋转的同时沿旋转轴心CL进给， 从蜗轮51的喉径部分PO通过放电加工形成与右半部分对应的空腔53。由此，如图18(c)所示，完成具备用于对蜗轮51的空腔53进行注射成型的注射成 型模具52。另外，模具材料52a在图17中，也可以先用第一分割靠模21对图中右侧半部分进 行放电加工后，再用第一分割靠模21对图中左侧半部分进行放电加工。另外，模具材料52a 在图17中，也可以用一对第一分割靠模21 (第一分割靠模21和第二分割靠模21)同时对 图中右侧半部分和图中左侧半部分进行放电加工。如图19所示，将这样形成了的注射成型模具52与其它的模具部件(固定模具36、 可动模具37、轴模具38等)组合，向空腔53内注射熔融树脂。并且，在固化(冷却)到可 以推出空腔53内的树脂的温度后，将可动模具37从固定模具36分离，打开空腔53的一端 侧(与蜗轮51的一方的斜齿状齿部4对应的一侧)，使空腔53内的制品(蜗轮51)以与圆 弧状齿部5的导程Ll相同的导程旋转的同时由推杆40推出。由此，完成图14 图16所 示的蜗轮51。并且，这样制造的蜗轮51为复制了注射成型模具52的空腔53的形状的外观 形状，因此，斜齿状齿部4的轴直角剖面的齿形形状，与第一实施方式的蜗轮1相同，相对于 齿形中心线30为非对称形状，成为使渐开线齿形变形的形状(参照图13)。另外，在用靠模电极(第一分割靠模21)对模具材料52a进行放电加工时，虽然考 虑从模具材料52a的左右的任意一侧进行放电加工的方式、和从模具材料52a的左右两侧同时进行放电加工的方式，但在任意一种方式中，相对于模具材料52a的第一分割靠模21 的齿3'和第一分割靠模21的齿3'均以注射成型模具52的空腔53中的圆弧状齿部5的 喉径部分PO所对应的部分沿周向不偏离且连续的方式(以图14及图15所示的齿3的齿 面不产生阶梯差的方式)定位。另外，图14(b)所示的蜗轮51由于喉径部分PO位于齿宽方向的中央，所以也能够 以第一分割靠模21作为第二分割靠模21使用，但在喉径部分PO未位于齿宽方向的中央 时，需要准备用于从蜗轮51的喉径部分PO形成左侧部分的第一分割靠模、和用于从蜗轮51 的喉径部分PO形成右侧部分的第二分割靠模(与第一分割靠模不同)。(注射成型模具成形的变形例)在该第二实施方式中，虽然例示了注射成型模具52的空腔53以第一实施方式的 第一分割靠模21作为靠模电极使用，用该靠模电极进行放电加工的方式，但不限于此，也 可以使用使第一分割靠模21面对面而一体化了的形状(与蜗轮51大致相同的形状)的靠 模电极，通过电铸而形成。这样，通过电铸形成的注射成型模具52的空腔53，由于是靠模电极的形状原样复 制的形状，所以注射成型出与靠模电极相同形状的蜗轮51。(注射成型模具成形的其它变形例)注射成型模具52的空腔53不限定于使用上述的靠模电极来进行放电加工或通过 电铸形成的情况，在通过安装于加工中心的球头立铣刀能够切削加工的情况下，也可以省 略靠模电极的制作，用球头立铣刀切削加工模具材料。
1权利要求
一种蜗轮，具有与蜗杆啮合而构成圆筒蜗轮副的部分即圆弧状齿部；以及，与该圆弧状齿部的一端侧连接的斜齿状齿部，其特征在于，在上述圆弧状齿部与上述斜齿状齿部的连接部的齿在齿高方向的任意的第一基准点的螺旋角、与在上述圆弧状齿部的喉径部分的齿在齿高方向的与上述第一基准点对应的第二基准点的螺旋角相等。
2.一种蜗轮，具有与蜗杆啮合而构成圆筒蜗轮副的部分即圆弧状齿部；以及，与该圆 弧状齿部的两端侧分别连接的斜齿状齿部，其特征在于，在上述圆弧状齿部与上述斜齿状齿部的连接部的齿在齿高方向的任意的第一基准点 的螺旋角、与在上述圆弧状齿部的喉径部分的齿在齿高方向的与上述第一基准点对应的第 二基准点的螺旋角相等。
3.一种蜗轮用注射成型模具的制造方法，形成与蜗轮相同形状的靠模电极，使用该靠 模电极形成用于对上述蜗轮进行注射成型的空腔，其特征在于，上述蜗轮，(1)具有与蜗杆啮合而构成圆筒蜗轮副的部分即圆弧状齿部；以及，与该圆弧状齿部 的一端侧连接的斜齿状齿部，(2)在上述圆弧状齿部与上述斜齿状齿部的连接部的齿在齿高方向的任意的第一基准 点的螺旋角、与在上述圆弧状齿部的喉径部分的齿在齿高方向的与上述第一基准点对应的 第二基准点的螺旋角相等，上述靠模电极，(1)具有与上述蜗轮的上述圆弧状齿部对应的第一齿部、和与上述蜗轮的上述斜齿 状齿部对应的第二齿部，(2)在上述第一齿部和上述第二齿部的连接部的齿在齿高方向的与上述第一基准点对 应的位置的螺旋角、与在上述第一齿部的上述喉径部分所对应的位置的齿在齿高方向的与 上述第一基准点对应的位置的螺旋角相等，(3)在与上述第一齿部的上述喉径部分对应的位置，分割成包含上述第一齿部的一部 分和上述第二齿部的第一分割靠模、和包含上述第一齿部的其它部分的第二分割靠模，(4)上述第一分割靠模以上述第一齿部作为开头，在以上述第一齿部的导程进行旋转 的同时进行移动，从模具材料的一方侧对上述模具材料进行放电加工，(5)上述第二分割靠模以上述第一齿部作为开头，在以上述第一齿部的导程进行旋转 的同时进行移动，从上述模具材料的另一方侧对上述模具材料进行放电加工，(6)在上述模具材料上形成上述空腔。
4.一种蜗轮用注射成型模具的制造方法，形成与蜗轮相同形状的靠模电极，使用该靠 模电极形成用于对上述蜗轮进行注射成型的空腔，其特征在于，上述蜗轮，(1)具有与蜗杆啮合而构成圆筒蜗轮副的部分即圆弧状齿部；以及，与该圆弧状齿部 的两端侧分别连接的斜齿状齿部，(2)在上述圆弧状齿部与上述斜齿状齿部的连接部的齿在齿高方向的任意的第一基准 点的螺旋角、与在上述圆弧状齿部的喉径部分的齿在齿高方向的与上述第一基准点对应的 第二基准点的螺旋角相等，上述靠模电极，(1)具有与上述蜗轮的上述圆弧状齿部对应的第一齿部、和与上述蜗轮的上述斜齿状 齿部对应的第二齿部，(2)在上述第一齿部和上述第二齿部的连接部的齿在齿高方向的与上述第一基准点对 应的位置的螺旋角、与在上述第一齿部的上述喉径部分所对应的位置的齿在齿高方向的与 上述第一基准点对应的位置的螺旋角相等，(3)在与上述第一齿部的上述喉径部分对应的位置，分割成包含上述第一齿部的一部 分和上述第二齿部的第一分割靠模、和包含上述第一齿部的其它部分和上述第二齿部的第 二分割靠模，(4)上述第一分割靠模以上述第一齿部作为开头，在以上述第一齿部的导程进行旋转 的同时进行移动，从模具材料的一方侧对上述模具材料进行放电加工，(5)上述第二分割靠模以上述第一齿部作为开头，在以上述第一齿部的导程进行旋转 的同时进行移动，从上述模具材料的另一方侧对上述模具材料进行放电加工，(6)在上述模具材料上形成上述空腔。
5.一种蜗轮用注射成型模具的制造方法，形成与蜗轮相同形状的靠模电极，使用该靠 模电极形成用于对上述蜗轮进行注射成型的空腔，其特征在于，上述蜗轮，(1)具有与蜗杆啮合而构成圆筒蜗轮副的部分即圆弧状齿部；以及，与该圆弧状齿部 的一端侧连接的斜齿状齿部，(2)在上述圆弧状齿部与上述斜齿状齿部的连接部的齿在齿高方向的任意的第一基准 点的螺旋角、与在上述圆弧状齿部的喉径部分的齿在齿高方向的与上述第一基准点对应的 第二基准点的螺旋角相等，上述靠模电极，(1)具有与上述蜗轮的上述圆弧状齿部对应的第一齿部、和与上述蜗轮的上述斜齿状 齿部对应的第二齿部，(2)在上述第一齿部和上述第二齿部的连接部的齿在齿高方向的与上述第一基准点对 应的位置的螺旋角、与在上述第一齿部的上述喉径部分所对应的位置的齿在齿高方向的与 上述第一基准点对应的位置的螺旋角相等，使用上述靠模电极通过电铸形成上述空腔。
6.一种蜗轮用注射成型模具的制造方法，形成与蜗轮相同形状的靠模电极，使用该靠 模电极形成用于对上述蜗轮进行注射成型的空腔，其特征在于，上述蜗轮，(1)具有与蜗杆啮合而构成圆筒蜗轮副的部分即圆弧状齿部；以及，与该圆弧状齿部 的两端侧分别连接的斜齿状齿部，(2)在上述圆弧状齿部与上述斜齿状齿部的连接部的齿在齿高方向的任意的第一基准 点的螺旋角、与在上述圆弧状齿部的喉径部分的齿在齿高方向的与上述第一基准点对应的 第二基准点的螺旋角相等，上述靠模电极，(1)具有与上述蜗轮的上述圆弧状齿部对应的第一齿部、和与上述蜗轮的上述斜齿状3齿部对应的第二齿部，(2)在上述第一齿部和上述第二齿部的连接部的齿在齿高方向的与上述第一基准点对 应的位置的螺旋角、与在上述第一齿部的上述喉径部分所对应的位置的齿在齿高方向的与 上述第一基准点对应的位置的螺旋角相等， 使用上述靠模电极通过电铸形成上述空腔。
7.一种蜗轮的制造方法，其特征在于，使用通过权利要求3或5的蜗轮用注射成型模具的制造方法形成的蜗轮用注射成型模 具，对权利要求1所述的蜗轮进行注射成型。
8.一种蜗轮的制造方法，其特征在于，使用通过权利要求4或6的蜗轮用注射成型模具的制造方法形成的蜗轮用注射成型模 具，对权利要求2所述的蜗轮进行注射成型。
全文摘要
提供一种在与蜗杆啮合的齿面附近不产生阶梯差，在动力传递时难以产生噪音的蜗轮。蜗轮(1)具有与蜗杆(101)啮合而构成圆筒蜗轮副的部分即圆弧状齿部(5)；以及，与该圆弧状齿部(5)的一端侧连接的斜齿状齿部(4)。在圆弧状齿部(5)与斜齿状齿部(4)的分界部分(7)的齿(3)在齿高方向的任意的第一基准点(14)的螺旋角、与在圆弧状齿部(5)的喉径部分P0的齿(3)在齿高方向的与上述第一基准点(14)对应的第二基准点(15)的螺旋角相等。由此，在圆弧状齿部(5)与斜齿状齿部(4)的分界部分(7)的齿面不产生阶梯差，圆弧状齿部(5)的齿面与斜齿状齿部(4)的齿面平滑地连接。
文档编号F16H55/08GK101939570SQ200980104278
公开日2011年1月5日 申请日期2009年2月3日 优先权日2008年2月7日
发明者秋山浩二 申请人:恩普乐股份有限公司