JP2000210753A - 歯車鍛造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、粗材から歯車を鍛造する場合、工程
数および鍛造型にかかる負担が少なく、歯車の歯筋方向
の歯形精度を向上し得る歯車鍛造方法を提供することを
課題とする。 【解決手段】本発明の歯車鍛造方法は、歯車９の原形形
状の型面３００及び深さ方向の中央部に半径内方向に伸
びる環状の自由空間ｅ１をもつ荒地鍛造型１を用い、リ
ング状の粗材９ａに対しその厚さｔ方向のー面９１ａ側
と他面９２ａ側から加圧し半径内方向Ｒ１及び半径外方
向Ｒ２に塑性変形させ、該粗材９ａの内周面９３ａの該
厚さｔ方向の中央部に該自由空間ｅ１（ｅ１０）内に膨
出する環状の突出部９３ｂを形成するとともに、該粗材
９ａの外周面９４ａに中間歯形部９４ｂを形成した中間
鍛造品９ｂを鍛造する第１鍛造工程と、歯車形状の型面
７００をもつ仕上げ鍛造型５を用い、該中間鍛造品９ｂ
の該突出部９３ｂの先端を拘束しつつ、該中間鍛造品９
ｂの厚さｔ方向のー面９１ｂ側と他面９２ｂ側から加圧
する第２鍛造工程と、よりなることを特徴とするとを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リング状の粗材から歯
車を鍛造する時に利用できる歯車鍛造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鍛造型を用いた歯車鍛造方法にお
いて、粗材に予備工程である荒地鍛造を施し中間鍛造品
を得た後、中間鍛造品に仕上げ鍛造を施して歯車を得る
場合、歯先部の欠肉の発生を防止して歯形精度を向上で
き、鍛造型にかかる負担を低減しその耐久性を向上させ
ることが望まれている。

【０００３】ここで例えば、特開平５−１５４５９８公
報および特開平９−２０６８７４公報には、比較的小さ
い荷重で成形可能で、歯先部の欠肉の発生を防止して歯
形精度を向上できる平歯車の鍛造方法および歯車の製造
方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来公報による鍛造方法および製造方法の場合には、下記
のようになお改善の余地がある。すなわち、 （１）特開平５−１５４５９８公報に開示されている平
歯車の鍛造方法の場合には、第１の加工工程で一次加工
歯車を完成型より小さく成形し、第２の加工工程で一次
加工歯車に歯形以外の部分で材料を流動させつつ歯形に
材料を充満させ、二次加工歯車を成形した後、さらに二
次加工歯車にしごき成形する第３の加工工程を施すもの
である。

【０００５】このため、加工工程で低荷重により高精度
な製品が得られるものの、少なくとも前記３つの加工工
程と、第３の加工工程の前工程として二次加工歯車に貫
通穴を形成する穴抜き加工工程との計４工程を必要とす
る。従って、前記従来の鍛造方法は、工程数を低減する
課題を含み、改善の余地がある。 （２）特開平９−２０６８７４公報に開示されている平
歯車の製造方法の場合には、荒地工程により歯形の歯丈
を、完成目的とする歯形の歯丈とほぼ同じ形状に加工
し、さらに仕上げ工程により歯丈方向に延びないように
配置し歯形の幅方向の左右部分を流動させて歯形を完成
するものである。

【０００６】このため、歯形の幅方向の歯形精度を充分
に向上し得るが、歯車の軸心線に交差する両面（歯車の
厚さ方向の一端面および他端面）側に近い部分（いわゆ
る歯筋方向に沿う両端側部分）については、なお歯形精
度に改良の余地がある。本発明は、粗材から歯車を鍛造
する場合、工程数および鍛造型にかかる負担が少なく、
歯車の歯筋方向の歯形精度を向上し得る歯車鍛造方法を
提供することを課題とする。

【０００７】

【発明の解決手段】本発明の歯車鍛造方法は、歯車の原
形形状の型面及び深さ方向の中央部に半径内方向に伸び
る環状の自由空間をもつ荒地鍛造型を用い、リング状の
粗材に対しその厚さ方向のー面側と他面側から加圧し半
径内方向及び半径外方向に塑性変形させ、該粗材の内周
面の該厚さ方向の中央部に該自由空間内に膨出する環状
の突出部を形成するとともに、該粗材の外周面に中間歯
形部を形成した中間鍛造品を鍛造する第１鍛造工程と、
歯車形状の型面をもつ仕上げ鍛造型を用い、該中間鍛造
品の該突出部の先端を拘束しつつ、該中間鍛造品の厚さ
方向のー面側と他面側から加圧する第２鍛造工程と、よ
りなることを特徴とする。

【０００８】本発明の歯車鍛造方法によると、第１鍛造
工程と第２鍛造工程とよりなる。第１鍛造工程では、荒
地鍛造型によってリング状の粗材をその厚さ方向のー面
側と他面側から加圧し半径内方向及び半径外方向に塑性
変形させると、厚さ方向に３つの領域層〔ー面側領域
層、中間領域層、他面側領域層（以下、歯上層、歯中
層、歯下層と称す）〕毎に材料の流れを形成する。

【０００９】すなわち、第１鍛造工程での材料流れ量
は、歯上層、歯下層＜歯中層・・・の関係を保持しつつ
中間鍛造品として鍛造される。また歯中層では、荒地鍛
造型に拘束されない内周面側（半径内方向側）が環状の
突出部を形成し、外周面側（半径外方向側）が中間歯形
型面に沿って中間歯形部を形成した中間鍛造品として鍛
造される。

【００１０】第２鍛造工程では、仕上げ鍛造型によっ
て、前記中間鍛造品をその歯中層おける環状の突出部の
先端を拘束しつつー面側と他面側から加圧して、半径内
方向及び半径外方向に塑性変形させると、材料流れ量
は、歯上層、歯下層＞歯中層・・・の関係を保持された
状態となり、仕上げ鍛造型の歯車形状の型面の全領域の
隅々まで充填され、歯筋方向に沿う歯形精度を前記従来
の場合よりも向上した歯車製品として製造される。

【００１１】このように、本発明の製造方法によると、
リング状の粗材は、第１鍛造工程で荒地鍛造型によって
塑性変形されて、歯上層と歯下層＜歯中層・・・の関係
の材料流れ量となり、中間鍛造品として鍛造される。引
き続き中間鍛造品は、第２鍛造工程で仕上げ鍛造型によ
って、塑性変形されるとき歯上層、歯下層＞歯中層・・
・の関係の材料流れ量となる。

【００１２】従って、第１鍛造工程と第２鍛造工程の各
層（歯上層、歯中層、歯下層）毎おける材料流れ量の集
計から考察すると、第１鍛造工程と第２鍛造工程とで型
面にかかる平均面圧は、歯筋方向に沿う歯上層、歯中
層、歯下層でほぼ均一となる。このため、荒地鍛造型お
よび仕上げ鍛造型に作用する面圧を前記従来の場合より
も低減でき、かつこの分、高価な設備（面圧を高くして
歯形精度を向上する場合に必要とする強度や耐久性の高
い、鍛造型および付属部材など）を用いないですむた
め、設備コストを低減できる。

【００１３】従って、リング状の粗材に第１鍛造工程を
施すことによって中間鍛造品を得るとともに、この中間
鍛造品に第２鍛造工程を施すことによって得られた歯車
製品は、歯筋方向に沿う歯形精度を前記従来の場合より
も向上できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】前記第１鍛造工程で用いる荒地鍛
造型としては、歯車の原形形状の型面を形成する下型と
上型を接近する方向および遠ざかる方向に相対移動し、
粗材から中間鍛造品を鍛造することができるものであれ
ばよく、下型と上型の両方が可動する方式のものや、下
型と上型のいずれか一方が固定され他方が可動する方式
のものなどを用いることができる。

【００１５】下型と上型のいずれか一方は、周方向に沿
って等間隔に形成され、かつ最終形状に至る途中形状の
歯および歯溝とを交互に形成するための歯面をもつ。リ
ング状の粗材としては、鍛造により製造されたものや、
管あるいは筒を所定の長さに切断したもの、などを用い
ることができる。

【００１６】

【実施例】本発明の鍛造方法として平歯車を製造する場
合に適用し、その実施例として図１〜図１４を用いて説
明する。実施例１の鍛造方法は、図１にその製造過程を
示すように、予め用意されたリング状の粗材９ａを第１
鍛造工程により荒地鍛造型１（図２参照）を用い荒地鍛
造し、中間鍛造品９ｂを得た後、第２鍛造工程により仕
上げ鍛造型５（図８参照）を用いて前記中間鍛造品９ｂ
を仕上げ鍛造することによって、高い加工圧を必要とせ
ずに歯筋方向Ｚに欠肉のない充填状態の平歯車９を得る
ものである。

【００１７】次に、第１鍛造工程で用いられる荒地鍛造
型１と、第２鍛造工程で用いられる仕上げ鍛造型５を説
明する。図２に示す荒地鍛造型１は、下型として固定位
置に図略の保持部材に保持された下方パンチ２と、下方
パンチ２の半径外方向Ｒ２側に配置された歯形ダイス３
と、上型として下方パンチ２に接近および遠ざかる方向
に、往復移動（図２の矢印Ｙ１、Ｙ２参照）可能に図略
の駆動装置（片打ち機構のプレス）および可動部材に連
動保持され、歯形ダイス３に沿って案内され軸方向Ｐに
移動可能な上方パンチ４とよりなる。

【００１８】なお、前記下方パンチ２と前記歯形ダイス
３とは、図２及び図６に示されるように、別体に構成さ
れた場合を示すが、一体的に構成されたものであっても
よい。下方パンチ２は、平坦でほぼ円形の上面２０と、
その外周側に形成された環状凹部２１とをもつ。

【００１９】環状凹部２１は、上面２０から所定の深さ
ｈ１（図２参照）位置に形成され、粗材９ａの厚さｔ方
向のー面（下面）９２ａ側に当接し加圧する平坦な押圧
面２１０と、押圧面２１０から立ち上がり粗材９ａの下
方領域ａで内周面９３ａに当接する垂直部分および垂直
部分から断面Ｒ（アール）形状で前記上面２０に連接す
る肩部２１１をもつ。

【００２０】歯形ダイス３は、下方パンチ２の環状凹部
２１の外周側に対向するように軸方向Ｐ（図２参照）に
伸び、かつ周方向Ｓ（図４参照）に歯の山および谷を交
互に形成する中間歯形型面３００よりなる中間歯形形成
部３０をもつ。上方パンチ４は、図２及び図６に示され
るように、平坦でほぼ円形の下面４０と、その外周側に
形成された環状凹部４１および中間歯形形成部４２とを
もつ。

【００２１】また、上方パンチ４の下面４０と下方パン
チ２の上面２０との位置関係は、互いに対向する位置に
あり、下方パンチ２と上方パンチ４との粗材９ａに対す
る加圧開始時位置（図２、図４参照）で所定量の間隔Ｌ
１に設定された空間ｅ１を形成でき、加圧終了時位置
（図３参照）で、前記間隔Ｌ１より狭い間隔Ｌ２の空間
ｅ１０を形成できる関係（間隔Ｌ２−間隔Ｌ１＝加圧
代）に設定される。

【００２２】環状凹部４１は、下面４０から所定の高さ
ｈ２位置に形成され、粗材９ａの厚さｔ方向の他面（上
面）９１ａ側に当接し加圧する平坦な押圧面４１０と、
押圧面４１０から垂下し、粗材９ａの上方領域ｃ（図６
参照）で内周面９３ａに当接する垂直部分および垂直部
分から断面Ｒ（アール）形状で前記下面４０に連接する
肩部４１１をもつ。

【００２３】中間歯形形成部４２は、環状凹部４１の押
圧面４１０の外周側に、歯形ダイス３の中間歯形型面３
００が形成する周方向Ｓ（図４参照）の歯の山および谷
に軸方向Ｐ（図２参照）に摺動可能に位置する歯の谷と
山を交互に形成する中間歯形型面４２０をもつ。仕上げ
鍛造型５は、図８に示されるように、中心に設置された
円柱状のマンドレル５０と、下型として固定位置に図略
の保持部材に保持され、マンドレル５０に挿通された下
方パンチ６と、下方パンチ６の半径外方向Ｒ２側に配置
された歯形ダイス７と、上型としてマンドレル５０に挿
通され下方パンチ６に接近および遠ざかる方向に、往復
移動（図８の矢印Ｙ１、Ｙ２参照）可能に図略の駆動装
置（片打ち機構のプレス）および可動部材に連動保持さ
れ、歯形ダイス７に沿って案内され軸方向Ｐに移動可能
な上方パンチ８とよりなる。

【００２４】下方パンチ６は、中間鍛造品９ｂ（図１参
照）の厚さｔ１方向のー面（下面）９２ｂ側に当接し、
加圧する円形で平坦な押圧面６０もつ。歯形ダイス７
は、下方パンチ６の押圧面６０の外周側に対向するよう
に軸方向Ｐに伸び、かつ周方向Ｓ（図１０参照）に歯の
山および谷を交互に形成する仕上げ歯形型面７００より
なる仕上げ歯形形成部７０をもつ。

【００２５】上方パンチ８は、中間鍛造品９ｂの厚さｔ
１方向の他面（上面）９１ｂ側に当接し、加圧する円形
で平坦な押圧面８０と、その外周側に押圧面８０から所
定の高さ位置に伸び、歯形ダイス７の仕上げ歯形型面７
００が形成する周方向Ｓ（図１０参照）の歯の山および
谷に軸方向Ｐ（図８参照）に沿って摺動可能で、歯の谷
と山を交互に形する仕上げ歯形型面８１０よりなる仕上
げ歯形形成部８１をもつ。

【００２６】以下、実施例１の鍛造方法における第１鍛
造工程、第２鍛造工程を順に施す場合を説明する。 （第１鍛造工程）第１鍛造工程では、図２に示す荒地鍛
造型１は、上方パンチ４が矢印Ｙ２方向に所定量移動さ
れ型開き状態に保持される。

【００２７】そして、固定位置に保持された下方パンチ
２の環状凹部２１に別途用意されたリング状の粗材９ａ
がセットされる。このとき、粗材９ａは、そのー面９２
ａが環状凹部２１の押圧面２１０に載置され、図６に示
すように厚みｔ方向の３つの領域（下方領域ａ、中央領
域ｂ、上方領域ｃ）のうち、下方領域ａで内周面９３ａ
が環状凹部２１の肩部２１１の垂直部分に当接した状態
となる。

【００２８】なお、粗材９ａは、図１に示されるよう
に、予め、予備荒地鍛造されたもので、軸心線Ｐ方向に
貫通する孔９０ａをもつリング状であり、それぞれ所定
の値に設定された外径Ｄ、内径ｄ、軸心線Ｐ方向の厚さ
ｔを備えている。次いで、上方パンチ４を図略の駆動装
置によって、下方パンチ２および歯形ダイス３に接近す
る方向に往移動（図２矢印Ｙ２参照）させる。すると、
粗材９ａの他面９１ａに環状凹部４１の押圧面４１０が
当接し、上方領域ｃで内周面９３ａが環状凹部４１の肩
部４１１の垂直部分に当接した状態となる（図２、図６
参照）。

【００２９】従って、粗材９ａは、各領域ａ、ｂ、ｃで
外周面９４ａが密閉空間ｅ２に対向し、領域ａおよびｃ
で内周面９３ａが下方パンチ２の肩部２１１および上方
パンチ４の肩部４１１に対向し、領域ｂの内周面９３ａ
が自由空間ｅ１に対向した状態となる。そして粗材９ａ
は、前記状態で加圧開始位置（図１、図６参照）として
下方パンチ２と上方パンチ４とで、ー面９２ａと他面９
１ａから厚さｔ方向に加圧される。

【００３０】この場合、粗材９ａは、密閉空間ｅ２に対
向する外周面９４ａ側の各領域ａ、ｂ、ｃと、内周面９
３ａ側で自由空間ｅ１に対向する中央領域ｂが拘束され
ず、下方パンチ２の肩部２１１および上方パンチ４の肩
部４１１に対向する下方領域ａおよび上方領域ｃで内周
面９３ａが拘束された状態で塑性変形し、加圧終了位置
（図３、図７参照）で中間鍛造品９ｂとなる。

【００３１】一方、下方パンチ２と上方パンチ４とによ
る粗材９ａの厚さｔ方向の前記加圧時における材料の流
れは、以下に示すようになる。すなわち、粗材９ａは、
内周面９３ａが下方領域ａおよび上方領域ｃで拘束さ
れ、中央領域ｂで拘束されないため、自由空間ｅ１に向
かう半径内方向Ｒ１の材料流れｂ２が生成し、かつ自由
空間ｅ１に膨出し環状の突出部９３ｂを形成する。

【００３２】一方、これと同時に、外周面９４ａは、拘
束されていないため、密閉空間ｅ２に向かう半径外方向
Ｒ２の材料流れａ１、ｂ１、ｃ１（図６、図７の横方向
の矢印参照）を形成し、かつ断面略円弧状の先端形状の
歯形部９ｂとして形成される。なお、半径外方向Ｒ２の
材料流れａ１、ｃ１は、内周面９３ａが拘束されている
分、拘束されない外周面９４ａ側に多くなろうとする
が、ー面９２ａと他面９１ａとが下方パンチ２と上方パ
ンチ４との加圧に伴う摩擦による発生する移動抵抗と相
殺され、前記中央領域ｂの半径内方向Ｒ１の材料流れｂ
２量および半径外方向Ｒ２の材料流れｂ１量と、ほぼバ
ランスのとれたものとなるため、前記歯形部９ｂが中間
歯形形成部３０の歯形型面３００に作用する面圧を抑え
ることができる。

【００３３】従って、第１鍛造工程で用いる加圧時の下
方パンチ２、歯形ダイス３、上方パンチ４は、比較的低
い加圧力で目的とする中間鍛造品９ｂを荒地鍛造できる
ため、加圧時に受ける反力を必要以上に増すことなく、
耐久性を向上し得る。このようにして得られた中間鍛造
品９ｂ（図１参照）は、軸心線Ｐ方向に貫通する孔９０
ｂ側に膨出する環状の突出部９３ｂと、軸方向Ｐに所定
の厚さｔを備えた中間歯形部９４ｂとを備えた形状であ
る。

【００３４】一方、上方パンチ４を下パンチ２および歯
形ダイス３から遠ざかる方向に復移動（矢印Ｙ２参照）
して荒地鍛造型１を型開状態（図示せず）とした後、下
パンチ２の環状凹部２１から中間鍛造品９ｂを外部に取
り出す。なお、前記第１鍛造工程では、前記加圧代、前
記自由空間ｅ１０に環状の突出部９３ｂ（図３参照）と
して張り出される量Ｗ１、前記密閉空間ｅ２に中間歯形
部９４ｂとして張り出される量Ｗ２などを、目的に応じ
て種々設定することができる。

【００３５】（第２鍛造工程）第２鍛造工程では、図８
に示す荒地鍛造型５の上方パンチ８が矢印Ｙ２方向に所
定量移動され、型開き状態に保持される。次いで、中間
鍛造品９ｂは、孔９０ｂがマンドレル５０に挿通され、
マンドリル５０、下方パンチ６、歯形ダイス７とで形成
される凹部Ｋにセットされる。

【００３６】このとき、凹部Ｋにセットされた中間鍛造
品９ｂは、そのー面９２ｂが下方パンチ６の押圧面６０
に載置され、環状突出部９３ｂがマンドレル５０の外周
面５００に当接し、外周面側の中間歯形部９４ｂが歯形
ダイス７の仕上げ歯形形成部７０に嵌合した状態とな
る。次いで、上方パンチ８を図略の駆動装置によって、
下パンチ６および歯形ダイス７に接近する方向に往移動
（図８矢印Ｙ１参照）させる。すると、中間鍛造品９ｂ
の他面９１ｂに上方パンチ８の押圧面８０が当接した状
態となる。

【００３７】このとき、図８、図１２に示されるよう
に、環状突出部９３ｂの下側および上側には、下方領域
ａに対向する密閉空間ｅ１１および上方領域ｃに対向す
る密閉空間ｅ１２が形成される。一方、中間歯形部９４
ｂの下側および上側には、下方領域ａに対向する密閉空
間ｅ２２および上方領域ｃに対向する密閉空間ｅ２３が
形成される。

【００３８】また、中間鍛造品９ｂは、この状態を加圧
開始位置として図９に示す加圧終了位置まで下方パンチ
６と上方パンチ８とで、ー面９２ｂと他面９１ｂから厚
さｔ１方向に加圧される。この時、中間鍛造品９ｂは、
加圧開始位置から加圧終了位置に至る過程で、図１２、
図１３に示すように半径外方向Ｒ２の材料流れａ１０、
ｃ１１と、半径内方向Ｒ１の材料流れａ２０、ｃ２１を
形成する。

【００３９】すなわち、内周側では、環状突出部９３ｂ
がマンドレル５０により拘束され、かつ下方領域ａおよ
び上方領域ｃの内周側が拘束されずに密閉空間ｅ１１、
ｅ１２を満たすように材料流れａ２０、ｃ２０を良好に
形成する。また、外周側では、前記環状突出部９３ｂと
歯形ダイス７の仕上げ歯形形成部７０との間に形成さ
れ、かつ下方領域ａおよび上方領域ｃに対向する位置に
形成された２つの密閉空間ｅ２２およびｅ２３に対向す
るため拘束されない。

【００４０】このため、下方領域ａおよび上方領域ｃで
は、比較的低い加圧力でかつ加圧時に受ける反力を必要
以上に増すことなく、歯形ダイス７の仕上げ歯形形成部
７０に沿う材料流れａ１０、ｃ１０を発生でき、かつこ
の材料流れａ１０、ｃ１０により前記密閉空間ｅ２２、
ｅ２３を速やかに埋めるとともに、歯筋方向Ｚに欠肉の
ない充填状態が得られる。

【００４１】このようにして第２鍛造工程では、第１鍛
造工程で得た中間鍛造品９ｂに荒地鍛造型５を用い、歯
形ダイス７の歯形形成部７０に沿って形成された緻密な
歯形部９４を備えた平歯車９として仕上げ鍛造される。
従って、下パンチ６、歯形ダイス７、上方パンチ８、マ
ンドレル５０などによる中間歯形部９４ｂの加圧力を低
くすることができ、前記低い加圧力であっても、中間歯
形部９４ｂの塑性変形に伴う前記半径外方向Ｒ２に向か
う材料流れａ１０、ｃ１０が仕上げ歯形形成部７０の密
閉空間ｅ２０、ｅ２１に確実に充填でき、かつ歯形形成
部７０に沿って加工精度良く緻密に形成され、歯筋方向
Ｚの隅々まで歯形部９４を備えた平歯車９（図１参照）
として仕上げ鍛造できる。

【００４２】一方、上方パンチ８を下パンチ６から遠ざ
かる方向に復移動（矢印Ｙ２参照）して仕上げ鍛造型５
を型開状態とした後、鍛造型５から平歯車９を外部に取
り出す。このように実施例１の歯車鍛造方法によると、
第１鍛造工程により粗材９ａを荒地鍛造し、中間形状歯
形部９４ｂを備えた中間鍛造品９ｂを得た後、第２鍛造
工程により前記中間鍛造品９ｂを仕上げ鍛造し、歯形部
９４を備えた平歯車９を得るものであるため、荒地鍛造
型１および仕上げ鍛造型５は、前記従来の歯車鍛造方法
により平歯車９を鍛造し、製造する場合に比べ、低い加
圧力ですむため、耐久性を向上し得るとともに、無理な
く歯形部９４を歯筋方向Ｚに沿って精密鍛造加工でき、
製造コスト面で有利となる。

【００４３】また、仕上げ鍛造型５の駆動装置として、
廉価な片打ち機構のプレスを用いて前記仕上げ鍛造する
ことができ、設備費を低減できる。 （比較例）図１に示す実施例の歯車鍛造方法を用い、リ
ング状の粗材９ａに第１鍛造工程及び第２鍛造工程を施
すことにより平歯車９を得る場合において、その効果を
確認するため、第２鍛造工程時に平歯車９の歯形部９４
の歯面９４０で歯筋方向Ｚに沿う先端領域の面圧〔ＭＰ
ａ（メガパスカル）〕を測定した結果を図１４に示す。

【００４４】一方、比較例として図１５に示す従来の歯
車鍛造方法を用い、リング状の粗材９ｅに第１鍛造工程
及び第２鍛造工程を施すことにより平歯車９Ｇを得る場
合において、歯形部９４ｇの歯面９４０ｇで歯筋方向Ｚ
に沿う先端領域の面圧〔ＭＰａ（メガパスカル）〕を測
定した結果を図１６に示す。なお、比較例の歯車鍛造方
法の場合には、図１７に示す荒地鍛造型１ｅにセットさ
れたリング状の粗材９ｅに対し、その内周側をマンドレ
ル５ｅで拘束しながら、下面９２ｅ及び上面９１ｅを下
方パンチ２ｅ及び上方パンチ４ｅで加圧する第１鍛造工
程を施し、外周側を膨出（張出）し、中間歯形ダイス３
ｅに沿って、断面形状が略円弧状先端の歯形部９４ｆを
もつ中間鍛造品９ｆ（図１５、図１８参照）を得る。

【００４５】ついで、図１９に示す仕上げ鍛造型５ｅに
セットした中間鍛造品９ｆに対し、その内周側で中央領
域ｂを自由空間ｅ３に対向させ、下方領域ａ及び上方領
域ｃを下方パンチ６ｅ及び上方パンチ８ｅで拘束し、下
面９２ｆ及び上面９１ｆを下方パンチ６及ｅび上方パン
チ８ｅで加圧する第２鍛造工程を施す。これによって、
前記内周側の中央領域ｂを自由空間ｅ３に膨出させて突
出部９３ｇを形成させながら外周側に歯形部９４ｇを備
えた平歯車９Ｇとする。

【００４６】（比較結果）前記測定結果を図１６に示す
従来の歯車鍛造方法の場合には、第２鍛造工程で仕上げ
鍛造される平歯車９Ｇの歯形部９４ｇの先端で歯筋方向
Ｚに沿う領域の面圧は、歯筋方向Ｚに沿う各領域で異な
り、かつ中央領域で高い円弧状であり、応力が集中する
ため型の耐久性が低いと考えられる。

【００４７】これに対し、図１４に示す実施例の歯車鍛
造方法の場合には、第２鍛造工程で仕上げ鍛造される平
歯車９の歯形部９４の先端で歯筋方向Ｚに沿う領域の面
圧は、歯筋方向Ｚに沿う各領域でほぼ均一したものとな
り、応力が集中することを回避でき、型の耐久性を向上
できることが判る。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、第１鍛造工程では、荒地鍛造
型を用い、リング状の粗材を厚さ方向のー面側と他面側
から加圧、塑性変形させ、半径外方向（外周面側）の歯
形形成部（密閉空間内）への材料流れを形成して中間歯
形部を形成するとき、半径内方向（内周面側）の自由空
間内への材料流れを形成して環状の突出部を形成するこ
とによって中間鍛造品を鍛造する。

【００４９】このため、荒地鍛造型に必要以上に大きな
面圧が作用させずに、仕上げ鍛造に適する中間鍛造品を
得ることができる。また、第２鍛造工程では、仕上げ鍛
造型を用い、前記第１鍛造工程で得られた中間鍛造品に
対し、その環状の突出部を拘束しつつ厚さ方向のー面側
と他面側から加圧し、半径内方向（内周面側）で塑性変
形させ、前記突出部の下方密閉空間内および上方密閉空
間内への材料流れを形成するとともに、半径外方向（外
周面側）の歯形形成部の歯筋方向の密閉空間内（厚さ方
向のー面側寄りと他面側寄りの隙間）への材料流れを形
成する。

【００５０】このため、仕上げ鍛造型に必要以上に大き
な面圧が作用させずに、仕上げ厚さ方向の下方領域およ
び上方領域の半径内方向（内周面側）と半径外方向（外
周面側）に、材料流れにより歯形部の歯筋方向の隅々ま
での充填ができ、かつ歯形精度を向上できる。従って、
本発明の歯車鍛造方法は、粗材から歯車を鍛造する場合
に第１鍛造工程と第２鍛造工程との二つの鍛造工程のみ
ですみ、工程数を低減でき、かつ鍛造型の加圧の大きさ
を増すことなく、廉価な荒地鍛造型および仕上げ鍛造型
を用いことによって歯車の歯筋方向の歯形精度を向上し
得るため、設備費用を低減し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の歯車鍛造方法における実施例の第１鍛
造工程、第２鍛造工程が施され、リング状の粗材から中
間鍛造品をへて鍛造製品（歯車製品）が製造される過程
を示す断面斜視図。

【図２】前記実施例の第１鍛造工程で用いられる荒地鍛
造型にリング状の粗材をセットし鍛造する直前の状態
を、中心線を境に対象形状の左半分を省略し、右半分を
示す縦断面図。

【図３】図２の荒地鍛造型によりリング状の粗材を鍛造
し中間鍛造品が製造された状態を、中心線を境に対象形
状の左半分を省略し、右半分示す縦断面図。

【図４】図２で前記左半分を含めた状態におけるＡーＡ
線断面矢視図。

【図５】図２で前記左半分を含めた状態におけるＢーＢ
線断面矢視図。

【図６】図２における要部を拡大して示す拡大縦断面
図。

【図７】図３における要部を拡大して示す拡大縦断面
図。

【図８】前記実施例の第２鍛造工程で用いられる仕上げ
鍛造型に中間鍛造品をセットし鍛造する直前の状態を、
中心線を境に対象形状の左半分を省略し、右半分を示す
縦断面図。

【図９】図８の仕上げ鍛造型により鍛造品が製造された
状態を、中心線を境に対象形状の左半分を省略し、右半
分を示す縦断面図。

【図１０】図８で前記左半分を含めた状態におけるＣー
Ｃ線断面矢視図。

【図１１】図８で前記左半分を含めた状態におけるＤー
Ｄ線断面矢視図。

【図１２】図８における要部を拡大して示す拡大縦断面
図。

【図１３】図９における要部を拡大して示す拡大縦断面
図。

【図１４】実施例の第２鍛造工程で仕上げ鍛造型により
中間鍛造品が鍛造品として製造される場合における、歯
形の半径外方向先端面（歯先）に作用する面圧を、歯筋
方向に沿う変化状態を示す縦断面図。

【図１５】比較例としての従来の歯車鍛造方法における
第１鍛造工程、第２鍛造工程が施され、リング状の粗材
から中間鍛造品をへて鍛造製品が製造される過程を示す
断面斜視図。

【図１６】図１５の第２鍛造工程で仕上げ鍛造型により
中間鍛造品が鍛造品として製造される場合における、歯
形の半径外方向先端面（歯先）に作用する面圧を、歯筋
方向に沿う変化状態を示す縦断面図。

【図１７】図１５の第１鍛造工程で用いられる荒地鍛造
型にリング状の粗材をセットし鍛造する直前の状態を、
中心線を境に対象形状の左半分を省略し、右半分を示す
縦断面図。

【図１８】図１７の荒地鍛造型によりリング状の粗材を
鍛造し中間鍛造品が製造された状態を、中心線を境に対
象形状の左半分を省略し、右半分示す縦断面図。

【図１９】図１５の第２鍛造工程で用いられる仕上げ鍛
造型に中間鍛造品をセットし鍛造する直前の状態を、中
心線を境に対象形状の左半分を省略し、右半分を示す縦
断面図。

【図２０】図１９の仕上げ鍛造型により鍛造品が製造さ
れた状態を、中心線を境に対象形状の左半分を省略し、
右半分を示す縦断面図。

【符号の説明】

１…荒地鍛造型 ２…下方パンチ ３…歯形ダイス
４…上方パンチ ５…仕上げ鍛造型 ６…下方パンチ ７…歯形ダイス
８…上方パンチ ５０…マンドリル ９…平歯車 ９ａ…粗材
９ｂ…中間鍛造品

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】歯車の原形形状の型面及び深さ方向の中央
   部に半径内方向に伸びる環状の自由空間をもつ荒地鍛造
   型を用い、リング状の粗材に対しその厚さ方向のー面側
   と他面側から加圧し半径内方向及び半径外方向に塑性変
   形させ、該粗材の内周面の該厚さ方向の中央部に該自由
   空間内に膨出する環状の突出部を形成するとともに、該
   粗材の外周面に中間歯形部を形成した中間鍛造品を鍛造
   する第１鍛造工程と、 歯車形状の型面をもつ仕上げ鍛造型を用い、該中間鍛造
   品の該突出部の先端を拘束しつつ、該中間鍛造品の厚さ
   方向のー面側と他面側から加圧する第２鍛造工程と、よ
   りなることを特徴とする歯車鍛造方法。