JP2001179387A - 歯車の成形方法及び歯車成形型。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイの破損防止と歯形の精度アップを図る。 【解決手段】 キャビティ２の内周面に歯形形成部４を
有した歯車成形型１を放射状に分割し、外周をリング部
材５にて締着することで、加圧力に応じて各ピース１
ａ，１ｂ，１ｃを放射状に拡がる方向に微動可能とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高精度の歯形を有
した歯車の成形方法、及びその歯車成形型に関する。

【０００２】

【従来の技術】鍛造手段を利用して形成される歯車は、
歯車形成用のダイに、歯形形成部を有したキャビティを
設け、そのキャビティ内に素材を押し込み加圧すること
で、素材の周囲に歯形を据え込み或いは絞り加工してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】歯形成形部内の奥まで
素材を張り出させて充満させるためには、加圧力を上げ
れば上げるほど効果的ではあるものの、ワークを加圧す
ることによってキャビティ内は高負荷の状態になるた
め、加圧力を上げすぎるとコーナ部に応力が集中して割
れが生じ、その割れの部分が欠け始めると、使用不能に
なるのは必至である。その反面、加圧力が弱いと歯形の
張り出しが不充分となって欠肉を生じることになり、前
記のように加圧力を高めればダイの寿命を縮めてしまう
といった裏腹の関係にあるため、工程を増やしたり型構
造を工夫するなどして凌いでいるのが実状である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、耐圧荷重の高
い歯車鍛造技術の提供にあり、その構成は、加圧過程で
はキャビティを拡大して歯形部分のボリュームを確保
し、加圧解除過程では前記キャビティを縮小して型締め
することにより歯形を矯正する歯車の成形方法、及び、
キャビティの内周面に歯形形成部を有した歯車成形用ダ
イを放射状に分割し、外周をリング部材にて締着した歯
車成形型とにある。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明に係る歯車の成形方法及び
成形型を、図面に基づいて説明する。図１は型を模式的
に示したもので、１はダイ、２はそのダイ内に形成され
たキャビティであって、キャビティ２の中心にはマンド
レル３が立設され、キャビティ２の内周面には歯形形成
部４，４・・が設けられ、ダイ１は、歯形形成部４，４
・・の角部から放射方向に延びた垂直割り面によってピ
ース１ａ，１ｂ，１ｃ・・・に分割されている。そして
それらのピース１ａ，１ｂ，１ｃ・・・は、周囲からリ
ング部材５で強固に締着されている。

【０００６】成形型１の上方にはパンチ６が配備されて
おり、そのパンチ６によってワークがキャビティ３内に
押し込み加圧され、歯車が据え込み加工されるようにな
っている。図２は成型工程を示したもので、パンチ５に
よりワーク７をキャビティ２内に押し込むと同時に、ダ
イ１はワーク７の押し込み圧によって、全ピース１ａ，
１ｂ，１ｃ・・・が金属製のリング部材５に許容されて
いる伸び量の範囲内にて、放射状に拡がる方向へ移動
し、キャビティ２が押し拡げられる。キャビティの押し
拡がりに伴って各ピース１ａ，１ｂ，１ｃ・・・の境に
は間隙が生じ、歯形形成部の部分は若干大きくなる。こ
の状態でワーク外周部の張り出し量は歯形形成部が若干
大きくなることにより必要な歯形部分のボリュームが確
保されるが、細部の張り出しは不完全である（図３の
ａ）。加圧力が解除されると、各ピース１ａ，１ｂ，１
ｃ・・・はそれまで伸ばされていたリング部材５の作用
で、いわゆるスプリングバックが働き、全ピース１ａ，
１ｂ，１ｃ・・・が中心に向かって一斉に収束する方向
へ移動する。それに伴い、それまで拡大されていたキャ
ビティ３が一気に収縮し、歯形は各ピース１ａ，１ｂ，
１ｃ・・・の戻り力によって矯正され、欠肉のないシャ
ープな歯形の製品８が形成される（図３のｂ）。

【０００７】即ち、据え込み時に歯形を一旦ボリューム
アップさせておき、再加圧で型締めすることによってシ
ェイプアップして歯形の精度アップを図るのである。

【０００８】前記加圧過程では、加圧力の作用でキャビ
ティは一旦拡がり、加圧力が失われると前記加圧力に匹
敵する力で収縮して型締め作用が働くので、再加圧する
ための加圧力は不要である。又、各ピース１ａ，１ｂ，
１ｃ・・・が放射方向に移動することで、キャビティが
拡がると同時にピース１ａ，１ｂ，１ｃ・・・同士の境
に間隙が生じ、その隙間からキャビティ内に閉じこめら
れたエアが抜けるので、キャビティ内に塵や埃が入って
いてもエアと一緒にキャビティ外へ吹き飛ばされ、歯形
の表面精度に影響しない。更に、高い加圧力が加わって
も、ピースの移動により応力集中が吸収されるのでダイ
の破壊が防止される。

【０００９】各ピースとパンチとにそれぞれキャビティ
が拡がる方向に昇り傾斜を設ければ、効果はより大きく
なる。つまり、カム作用を利用し、パンチの加圧力でピ
ースをダイレクトに移動させて、拡がり量をコントロー
ルすることができる。

【００１０】このように過剰な加圧力をピースの移動に
より吸収して型に加わる負担を軽減すると共に、吸収し
た過剰圧力を型締めに利用してワークを二段階に加圧す
るので、ダイを破損から守ると共に、歯形の精度アップ
と歯形の欠肉防止とを一挙に解決できる。

【００１１】本発明において、分割数や割り面は実施例
に限定されるものでなく、割り面は必ずしも角部に形成
しなければならないものではなく、例えば図４に例示す
るように、各ピース１ａ，１ｂ，１ｃを歯先面の中央部
から分割することもできる。

【００１２】

【発明の効果】加圧することによってワークがキャビテ
ィ内に押し込まれると、ワークの押し込み圧により分割
された各ピースが、リング部材の締着力に抗して放射状
に拡がる方向に移動して応力を吸収し、ダイへの負担を
軽減すると共に、キャビティを拡大して歯形の張り出し
量を増加させる。そして加圧力が解除されると、スプリ
ングバック作用で各ピースは中心に向って収束し、ワー
クは型締め作用により再加圧されることにより、歯形の
シェイプアップが図られ、欠肉のない精度の高い歯形が
形成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯車成形型の説明図である。

【図２】成形工程の説明図である。

【図３】歯形の張り出し作用及びダイによる型締め作用
についての説明図である。

【図４】割り面の変更例を示した説明図である。

【符号の説明】

１・・ダイ、１ａ，１ｂ，１ｃ・・・ピース、２・・キ
ャビティ、３・・マンドレル、４・・歯形形成部、５・
・リング部材、６・・パンチ、７・・ワーク、８・・製
品。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧過程ではキャビティを拡大して歯形
   部分のボリュームを確保し、加圧解除過程では前記キャ
   ビティを縮小して型締めすることにより歯形を矯正する
   ことを特徴とする歯車の成形方法。
2. 【請求項２】 キャビティの内周面に歯形成形部を有し
   た歯車成形用ダイを放射状に分割し、外周をリング部材
   にて締着して成る歯車成形型。