JP2847028B2 - 軸付き歯車の鍛造方法 - Google Patents

軸付き歯車の鍛造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、筒状の軸部と、この軸
部と同軸一体で且つ外周部に歯形部が形成された歯車部
とを有する軸付き歯車を、成形素材から鍛造成形する鍛
造方法に関し、特に第1工程で余肉部分を半抜き状態に
打抜いておき第2工程で余肉部分を分断して打抜くよう
にした軸付き歯車の鍛造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車のマニュアルトランスミッ
ションの同期用歯車等として用いられる軸付き歯車であ
って、筒状の軸部と、この軸部と同軸一体で且つ外周部
に歯形部が成形された軸付き歯車を鍛造成形する際、図
11〜図13に示すように、第1工程で、成形素材10
0を鍛造装置(図示略)の下型にセットした後、鍛造装
置の上型で押圧して、外周部に歯形部101が成形され
た歯車部102を鍛造成形するとともに、この歯車部1
02の下端部に筒状の軸部103を成形し、これと同時
に、筒状の軸部103の板状余肉部104を打ち抜いて
歯車鍛造成形品105とスクラップとなる板状余肉部1
04とを分断し、第2工程で、歯車鍛造成形品105の
歯形部101に仕上げ成形加工を施して軸付き歯車10
6を鍛造成形していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、第1工程で
歯車鍛造成形品と板状余肉部を分断すると、鍛造成形の
途中工程において、歯車鍛造成形品とスクラップとなる
板状余肉部とが同時に排出されるために、歯車鍛造成形
品に板状余肉部が混入する。このために、板状余肉部と
歯車鍛造成形品とを仕分けする必要があるが、鍛造途中
のトランスファ送り時に歯車鍛造成形品と板状余肉部と
自動検出して両者を仕分けるのが難しく、この仕分けの
ためにサイクルタイムが長くなり、生産性が低下すると
いう問題がある。
【0004】そこで、第1工程で歯形部と軸部を鍛造成
形し、第2工程で板状余肉部の打ち抜きを行なうことも
考えられるが、第2工程で板状余肉部の打ち抜きを行う
と、歯車部の歯形部に打ち抜き時の応力が作用して歯形
部の精度が低下してしまう。本発明の目的は、軸付き歯
車の成形精度を確保しつつも、スクラップとなる余肉部
分を最終工程で打抜くことができるような軸付き歯車の
鍛造方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の軸付き歯車の
鍛造方法は、筒状の軸部と、この軸部と同軸一体で且つ
外周部に歯形部が形成された歯車部とを有する軸付き歯
車を、底部を有する有底筒状の成形素材から鍛造成形す
る鍛造方法であって、前記軸部と歯車部とを成形すると
ともに、軸部の端部を塞ぐ成形素材の底部余肉部が、環
状薄肉部を介して軸部の端部の内周部に連なった半打抜
き状態まで底部余肉部を半打抜き成形する第1工程と、
前記歯車部の歯形部を仕上げ成形するとともに、環状薄
肉部を分断して半打抜き状態の底部余肉部を打抜く第2
工程とを踏んで鍛造成形することを特徴とするものであ
る。
【0006】請求項2の軸付き歯車の鍛造方法は、筒状
の軸部と、この軸部と同軸一体で且つ外周部に歯形部が
形成された歯車部とを有する軸付き歯車を、板状の成形
素材から鍛造成形する鍛造方法であって、前記軸部と歯
車部とを成形するとともに、軸部の端部を塞ぐ成形素材
の板状余肉部が、環状薄肉部を介して軸部の端部の内周
部に連なった半打抜き状態まで板状余肉部を半打抜き成
形する第1工程と、前記歯車部の歯形部を仕上げ成形す
るとともに、環状薄肉部を分断して半打抜き状態の板状
余肉部を打抜く第2工程とを踏んで鍛造成形することを
特徴とするものである。
【0007】
【発明の作用及び効果】請求項1の軸付き歯車の鍛造方
法においては、鍛造成形の第1工程で成形素材の底部余
肉部を打抜かず、第2工程の仕上げ成形のときに底部余
肉部を打抜くので、鍛造成形の第1工程で底部余肉部が
鍛造成形品に混入することがない。その結果、第1工程
後に、鍛造成形品と底部余肉部とを仕分ける必要がない
から、サイクルタイムを短縮して生産性を高めることが
できる。また、第1工程で成形素材の底部余肉部が環状
薄肉部を介して軸部の端部の内周部に連なった半打ち抜
き状態とするので、第2工程でこの環状薄肉部を分断し
て底部余肉部を打抜くときに、小さな加工荷重で打抜く
ことができ、この打抜き時に、歯車部の歯形部に大きな
応力が作用することがないので、歯形部の変形を防止し
て軸付き歯車の成形精度の低下を防止できる。
【0008】請求項2の軸付き歯車の鍛造方法において
は、基本的に請求項1と同様の作用・効果が得られる。
第2工程の仕上げ成形のときに板状余肉部を打抜くの
で、鍛造成形の第1工程で板状余肉部が鍛造成形品に混
入することがない。そして、第1工程で成形素材の板状
余肉部が環状薄肉部を介して軸部の端部の内周部に連な
った半打ち抜き状態とするので、第2工程でこの環状薄
肉部を分断して板状余肉部を打抜くときに、小さな加工
荷重で打抜くことができ、この打抜き時に、歯車部の歯
形部に大きな応力が作用することがないので、歯形部の
変形を防止して軸付き歯車の成形精度の低下を防止でき
る。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しつつ説明する。本実施例は、自動車のマニュアルトラ
ンスミッションの同期用歯車等に用いられる軸付き歯車
を鍛造成形する方法に本発明を適用した場合の一例であ
る。本実施例では、第1工程で使用される第1の鍛造装
置20(図1、図2参照)と、第2工程で使用される第
2の鍛造装置30(図3、図4参照)とを用いて、2工
程で軸付き歯車1が鍛造成形される。
【0010】図1,図2に示すように、第1の鍛造装置
20の下型40は、中心部に成形用凹部41を有するダ
イ42と、このダイ42を下側セットプレート43に固
定するダイホルダー44とからなり、下側セットプレー
ト43は第1の鍛造装置20のベース部材21に固定さ
れている。第1の鍛造装置20の上型50は、下部外周
部に歯形部51が形成された筒状のパンチ52と、パン
チ52の中央貫通孔53に上下移動可能に挿嵌されたマ
ンドレル54と、パンチ52を上側セットプレート55
に固定するパンチホルダー56とからなり、上側セット
プレート55は第1の鍛造装置20のラム部材22に固
定されている。
【0011】前記ダイ42の成形用凹部41は、内周部
に歯形部45が形成された大径凹部46と、この大径凹
部46の下部に段部47を介して設けられ、大径凹部4
6より小径の軸成形用凹部48と、この軸成形用凹部4
8の下部に形成された小径開口部49とから形成されて
いる。
【0012】図3,図4に示すように、第2の鍛造装置
30の下型60は、内周部に逆テーパー加工用の歯形部
61が形成された成形用凹部62を有するダイ63と、
このダイ63の成形用凹部62の下側に形成された中央
貫通孔64に挿嵌され、第1の鍛造装置20の上型50
のマンドレル54と同径のマンドレル65と、ダイ63
を下側セットプレート66に固定するダイホルダー67
とからなり、下側セットプレート67は第2の鍛造装置
30のベース部材31に固定されている。
【0013】第2の鍛造装置30の上型70は、下部内
側に段付き開口部71を有し、外径がダイ63の歯形部
61の内径とほぼ同径のパンチ72と、このパンチ72
を上側セットプレート73に固定するパンチホルダー7
4とからなり、上側セットプレート73は第2の鍛造装
置30のラム部材32に固定されている。前記段付き開
口部71の下端開口部75の内径は、第1の鍛造装置2
0による第1工程の鍛造成形によって得られる後述の鍛
造成形品2の軸部3(図6参照)の外径とほぼ同径に形
成され、この下端開口部75と段部76を介して連なる
内部開口部78の内周部は、マンドレル65の外周部に
摺接状に外嵌する内径に形成されている。
【0014】次に、上記構成の第1の鍛造装置20と第
2の鍛造装置30を用いて鍛造成形するときの鍛造方法
について説明する。この鍛造方法は、第1の鍛造装置2
0を用いて成形素材4を鍛造成形して半打抜き状態の鍛
造成形品2(図6参照)を得る第1工程(図1,図2参
照)と、第2の鍛造装置30を用いてこの鍛造成形品2
を更に鍛造成形して軸付き歯車1(図7参照)を得ると
ともに、スクラップとなる底部余肉部5を分断する第2
工程(図3,図4参照)とからなるものである。
【0015】以下詳細に説明すると、第1工程におい
て、図1に示すように、底部余肉部5を有する高さの低
い有底筒状の成形素材4を、第1の鍛造装置20の下型
40のダイ42の成形用凹部41にセットする。次に、
図2に示すように、ラム部材22を下降して上側セット
プレート55とパンチホルダー56とを介してパンチ5
2とマンドレル54とを下降し、このパンチ52を下型
40のダイ42の成形用凹部41に内嵌状に挿入する。
更に、パンチ52を下降すると、成形素材4が押圧され
てその外周部が外側へ流動され、成形用凹部52の大径
凹部46の内周部の歯形部45とパンチ52の外周部の
歯形部51を介して成形素材4の外周部に歯形部6が成
形される。
【0016】これとともに、マンドレル54を更に下降
すると、このマンドレル54の下端部の外周面と成形用
凹部41の軸成形用凹部48の内周面と間に筒状の軸部
3が成形される。このとき、マンドレル54は、所定下
降位置で下降を停止する。すると、成形素材4の底部余
肉部5が、環状薄肉部7を介して軸部3の端部の内周部
に連なった半打抜き状態まで半打抜きされる。こうし
て、第1工程において、まず、半打抜き状態の鍛造成形
品2が鍛造成形される(図6参照)。
【0017】次に、第2工程において、図3に示すよう
に、鍛造成形品2を上下逆向きにして、第2の鍛造装置
30の下型60にセットする。即ち、第2の鍛造装置3
0の下型60のダイ63の成形用凹部62に鍛造成形品
2をセットするとともに、下型60のマンドレル65の
上端面に鍛造成形品2の半打抜き状態の底部余肉部5を
載せてセットする。この状態で図4に示すように、ラム
部材32を下降して、上側セットプレート73とパンチ
ホルダー74を介してパンチ72を下降する。
【0018】すると、パンチ72の下端部で、鍛造成形
品2の歯車部8と軸部3とが下向きに押されて、歯車部
8の外周部の歯形部6が逆テーパー加工されるととも
に、パンチ72の段部76の基端部とマンドレル65の
外周端部との間で、鍛造成形品2の底部余肉部5が分断
される。この分断された底部余肉部5はスクラップとな
り、鍛造成形品2は軸付き歯車1に成形されて製品とな
る(図7参照)。この鍛造方法によれば、鍛造成形の第
1工程で成形素材4の底部余肉部5を全て打抜かずに半
打抜き状態とし、第2工程の仕上げ成形のときにこの底
部余肉部5を打抜くので、鍛造成形の第1工程で底部余
肉部5が鍛造成形品2に混入することがない。
【0019】従って、第1工程の後に、鍛造成形品2と
底部余肉部5とを仕分ける必要がないから、第1及び第
2工程のサイクルタイム短縮して生産性を向上すること
ができる。しかも、第1工程で成形素材4の底部余肉部
5が環状薄肉部7を介して軸部3の端部の内周部に連な
った半打ち抜き状態に成形するので、第2工程において
環状薄肉部7を分断して底部余肉部5を打抜くときに、
小さな加工荷重で打抜くことができ、この打抜き時に、
歯車部8の歯形部6に大きな応力が作用することがない
ので、歯形部6の変形を防止して軸付き歯車1の成形精
度を確保することができる。
【0020】次に、別実施例に係る軸付き歯車の鍛造方
法について説明する。図8,図9,図10は、夫々、軸
付き歯車10を成形する為の成形素材11と、第1工程
で成形した鍛造成形品12と、軸付き歯車10及びスク
ラップとなる板状余肉部13を示すものであり、成形素
材14は、所定の厚みを有する円形板状に予め形成され
る。この板状の成形素材14を、前記実施例と同様に、
図8の鍛造成形前の状態から、前記実施例と同様の装置
により、第1工程において鍛造成形して、軸部15の端
部を塞ぐ成形素材14の板状余肉部13が、環状薄肉部
16を介して軸部15の端部の内周部に連なった半打抜
き状態まで鍛造成形する(図9参照)。
【0021】次に、第2工程において、前記実施例と同
様に、上下逆向きにして、歯車部17の歯形部18を逆
テーパー加工するとともに、環状薄肉部16を分断して
半打抜き状態の板状余肉部13を打抜いて、この板状余
肉部13と軸付き歯車10とに分断する(図10参
照)。この別実施例においても、上記実施例と同様の作
用・効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係る第1の鍛造装置の鍛造金型と成形
素材の第1工程開始直前の状態における縦断面図であ
る。
【図2】図1の第1の鍛造装置の鍛造金型と成形素材の
第1工程完了状態における縦断面図である。
【図3】実施例に係る第2の鍛造装置の鍛造金型と鍛造
成形品の第2工程開始直前の状態における縦断面図であ
る。
【図4】図3の第2の鍛造装置の鍛造金型と鍛造成形品
の第2工程の途中状態における縦断面図である。
【図5】図1の第1の鍛造装置にセットされる成形素材
の縦断面図である。
【図6】第1工程で成形された鍛造成形品の縦断面図で
ある。
【図7】第2工程で成形された軸付き歯車と底部余肉部
の縦断面図である。
【図8】別実施例に係る鍛造方法に適用する成形素材の
縦断面図である。
【図9】別実施例の第1工程で成形された鍛造成形品の
縦断面図である。
【図10】別実施例の第2工程で成形された軸付き歯車
と板状余肉部の縦断面図である。
【図11】従来の軸付き歯車の鍛造方法に適用される成
形素材の縦断面図である。
【図12】従来の軸付き歯車の鍛造方法の第1工程で成
形された鍛造成形品と板状余肉部の縦断面図である。
【図13】従来の軸付き歯車の鍛造方法の第2工程で仕
上げ成形された軸付き歯車の縦断面図である。
【符号の説明】
1 軸付き歯車 3 軸部 4 成形素材 5 底部余肉部 6 歯形部 7 環状薄肉部 8 歯車部 10 軸付き歯車 13 板状余肉部 14 成形素材 15 軸部 16 環状薄肉部 17 歯車部 18 歯形部
フロントページの続き (72)発明者 富田 美喜雄 広島県東広島市八本松町飯田1844 株式 会社音戸工作所 八本松工場内 (72)発明者 伊藤 義正 広島県東広島市八本松町飯田1844 株式 会社音戸工作所 八本松工場内 (56)参考文献 特開 昭61−27138(JP,A) 特開 昭58−122144(JP,A) 特開 昭58−122133(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B21K 1/00 - 31/00 B21J 1/00 - 13/14,17/00 - 19/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状の軸部と、この軸部と同軸一体で且
    つ外周部に歯形部が形成された歯車部とを有する軸付き
    歯車を、底部を有する有底筒状の成形素材から鍛造成形
    する鍛造方法であって、 前記軸部と歯車部とを成形するとともに、軸部の端部を
    塞ぐ成形素材の底部余肉部が、環状薄肉部を介して軸部
    の端部の内周部に連なった半打抜き状態まで底部余肉部
    を半打抜き成形する第1工程と、 前記歯車部の歯形部を仕上げ成形するとともに、環状薄
    肉部を分断して半打抜き状態の底部余肉部を打抜く第2
    工程と、 を踏んで鍛造成形することを特徴とする軸付き歯車の鍛
    造方法。
  2. 【請求項2】 筒状の軸部と、この軸部と同軸一体で且
    つ外周部に歯形部が形成された歯車部とを有する軸付き
    歯車を、板状の成形素材から鍛造成形する鍛造方法であ
    って、 前記軸部と歯車部とを成形するとともに、成形素材の板
    状余肉部が、軸部の端部を塞ぐ環状薄肉部を介して軸部
    の端部の内周部に連なった半打抜き状態まで板状余肉部
    を半打抜き成形する第1工程と、 前記歯車部の歯形部を仕上げ成形するとともに、環状薄
    肉部を分断して半打抜き状態の板状余肉部を打抜く第2
    工程と、 を踏んで鍛造成形することを特徴とする軸付き歯車の鍛
    造方法。
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