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 P0 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。
附图说明
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 A1 一 A1 线剖切表示的剖视图， 图 1(c) 是从图 1(b) 的箭头 B1 的方向观察的图 ( 后 视图 )。
图 2 是放大表示图 1(b) 的 C1 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 D1-D1 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 ( マスタ一 電)， 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， P0- 喉部的直径部分， P0′ - 对应喉部直径部分的 位置。 具体实施方式
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 A1-A1 线剖切表示的剖视图， 图 1(c) 是从图 1(b) 的箭头 B1 的方向 观察的图 ( 后视图 )。另外， 图 2 是放大表示图 1(b) 的 C1 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 (D0)， 比斜齿状齿部 4 的齿顶圆直径 (D1) 仅 小规定尺寸 (Δ)， 圆弧状齿部 5 的喉径部分 P0 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 (Δ)。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 (D0) 小于斜齿状齿部 4 的齿顶圆直径 (D1)， 从而与圆弧状齿部 5 的喉径 (D0) 和斜齿状齿部 4 的齿顶圆直径 (D1) 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 P0 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 P0 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 D1 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 P0 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 P0 的节距圆 Psb 向齿高方向离开规定 尺寸 (ε) 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 P0 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 P0 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 P0 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 P0 到凸缘部 13 的第二分割靠模 22。即， 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 P0 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 P0 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 P0 所对应的位置 P0′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 一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(L1) 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 P0′的齿 3′的齿顶的螺旋角 β1、 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 β2 为 β1 ＝ β2。
即， 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 P0′的齿 3′的 齿顶圆直径为第一直径 D0′， 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 D1′， 则表示为
式1
L1·tanβ1 ＝ π·D 0′
式2
L2·tanβ2 ＝ π·D 1′
这里， 由于 β1 ＝ β2， 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3
L2 ＝ (D1′ /D0′ )·L1 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 D1′＞ D0′， 所以 L2 ＞ L1。
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 D0′考虑放电加工的加工余量等， 设定为比蜗轮 1 的喉径 D0 稍微 小的尺寸。 另外， 第二直径 D1′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 D1 稍微小的尺寸。
第二电极材料 26 以与喉径部分对应的位置 P0′的第一齿部 23 的齿 3′的齿顶的 螺旋角为 β1 的方式， 以导程 L1 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 P0 ′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 P0′的第一齿部 23 的齿顶的螺旋角 为 β1、 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 β1 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 一 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 B3 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 一 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 L1 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 β3 形成。
式4
tanβ3 ＝ (π·D1′ )/L1 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 β1。
另外， 根据式 1 和式 4， 可以如下式 5 进行表示。
式5
另外， 根据式 5， tan β3 可以如下式 6 进行表示。
式6
tanβ3 ＝ (D1′ /D0′ )·tanβ1
在该式 6 中， 由于 D1′＞ D0′， 所以 β3 大于 β1(β3 ＞ β1)。
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 L1 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 R1 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 R1 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 P0 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 L1 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 P0 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 P0′的齿 3′在齿顶的 螺旋角一致为 β1， 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 P0′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 P0 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 L1 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 D1-D1 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 一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 L1 旋转的同时沿旋转轴心 CL 进给， 从蜗轮 51 的喉径部分 P0 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 L1 旋转的同时沿旋转轴心 CL 进给， 从蜗轮 51 的喉径部分 P0 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 L1 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 P0 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 P0 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 P0 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 P0 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 P0 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。