JP3085571B2 - かさ歯車の製造方法及びそのサイジング金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の動力伝達接続
部、例えばディファレンシャルギア装置等に使用される
かさ歯車の製造方法、及びそのかさ歯車を製造するため
のサイジング金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、動力伝達接続部に使用されるかさ
歯車は、図５に示す如き工程により加工されていた。つ
まり、円柱状の素材Ｗ１００（図５の（ア））に１回も
しくは複数回の鍛造成形を施して、軸線の一方側に向か
うにつれて大径となる予備歯先面１０４ａとその予備歯
先面１０４ａに連続し軸線の一方側に向かうにつれて小
径となる予備歯端面１０４ｂを有する予備歯形１０４
と、予備歯端面１０４ｂに連続し軸線の一方側に向かう
につれて小径となる周状の予備円錐面１０５ａを有する
予備本体部１０５とを備える予備成形品Ｗ１０１（図５
の（イ））を成形する。続いてこの予備成形品Ｗ１０１
にピアス成形を施して、中心軸に沿って貫通孔１０６が
打ち抜かれた中間成形品Ｗ１０２（図５の（ウ））を成
形し、最後に中間成形品Ｗ１０２にサイジング成形を施
して、歯形１０８を所望寸法に仕上げたかさ歯車Ｗ１０
３（図５の（エ））を成形していた。

【０００３】ここで、上記中間成形品Ｗ１０２からかさ
歯車Ｗ１０３を成形する工程、及びその工程で使用する
サイジング金型１１１を図６に基づいて説明する。図に
おいて１１１はサイジング金型で、左半部は成形前、右
半部は成形後の状態を表す。

【０００４】サイジング金型１１１は、サイジング歯型
１３４を設けたダイ１３２を備える下型１３１と、下型
１３１に対向して押圧面１２４を設けたパンチ１２２を
備える上型１２１とからなり、サイジング歯型１３４は
かさ歯車Ｗ１０３の所望する歯形１０８と同一形状に形
成され、また押圧面１２４はかさ歯車Ｗ１０３の反歯形
側外形と同一形状に形成されている。そして上型１２１
は、下型１３１に対して同一軸線で進退自在に移動可能
である。

【０００５】このサイジング金型１１１で歯形サイジン
グを行なう場合図６左半部に示す如く、上型１２１を上
方へ位置させた状態で、予備歯形１０４がサイジング歯
型１３４に合致するように中間成形品Ｗ１０２を下型１
３１の下型彫空間１３３に投入する。続いて上型１２１
を下降させ、図６右半部に示す如く、中間成形品Ｗ１０
２を下型１３１のダイ１３２と上型１２１のパンチ１２
２との間で狭圧して、所望する歯形１０８を有するかさ
歯車Ｗ１０３を成形していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、かさ歯車
Ｗ１０３を成形する場合、中間成形品Ｗ１０２に歯形サ
イジングを行なうことにより歯形１０８の精度が向上
し、所望する歯形１０８を有するかさ歯車Ｗ１０３を製
造できるということがある。尚、ここで歯形サイジング
の際、歯形１０８の外周に鍛造肉が流動しバリが発生す
ることがあるが、外周に発生したバリはかさ歯車Ｗ１０
３の軸線方向に稼働するプレス機等で容易に排除でき
る。

【０００７】ところが、かさ歯車Ｗ１０３における歯端
面１０８ｂの歯形外形に沿って発生するバリは、軸線に
対して傾斜し、更に歯形外形がインボリュート曲線を含
む複雑な形状の場所に発生するため、プレス機ではバリ
の排除は難しく、作業者が手作業でバリを排除してい
た。そのため、バリの排除に時間がかかり、生産性が低
いということがあった。

【０００８】そこで、歯端面１０８ｂの歯形外形にバリ
が発生するのを抑制するため、歯形サイジングの際の中
間成形品Ｗ１０２にかける荷重を小さくして、歯形１０
８成形のための変形量を少なくすることが考えられる。
しかし、変形量を少なくすると、サイジング歯型１３４
への押圧力が低下して、かさ歯車Ｗ１０３の歯形１０８
を高い精度に仕上げられないということがある。

【０００９】従って、本発明は上述の如き課題を解決
し、かさ歯車における歯形の精度が高く、歯端面の歯形
外形にバリが発生しないかさ歯車の製造方法及びそのか
さ歯車を製造するためのサイジング金型を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のかさ歯車の製造
方法は以下のとおりである。

【００１１】軸線の一方側に向かうにつれて大径となる
歯先面と歯先面に連続し軸線の一方側に向かうにつれて
小径となる歯端面を有する歯形と、歯端面に連続し軸線
の一方側に向かうにつれて小径となる周状の円錐面を有
する本体部とを備えるかさ歯車の製造方法において、鍛
造成形で所望の円錐面の軸線に対する傾斜角より小さい
傾斜角の予備円錐面と予備歯端面を各々有する予備本体
部及び予備歯形を備える中間成形品を成形し、その後、
中間成形品の予備円錐面を所望する円錐面の軸線に対す
る傾斜角と同角の傾斜を有する型により押圧成形すると
同時に予備本体部を押圧して鍛造肉を予備歯形に流動さ
せ、所望する歯形を成形する。

【００１２】また、本発明のサイジング金型は以下のと
おりである。

【００１３】対向する一端部にかさ歯車の歯形を成形す
るサイジング歯型を設けたダイと、対向する他端部に、
かさ歯車の反歯形側を成形する押圧面を設けたパンチと
を同一軸線に備えるサイジング金型において、かさ歯車
の歯端面外形に沿うサイジング歯型の見切面の軸線に対
する傾斜角を、かさ歯車の円錐面を成形する押圧面の押
圧テーパ面の軸線に対する傾斜角より小さくする。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図１乃至図４に基づい
て説明する。

【００１５】図１は、本発明のかさ歯車Ｗ３を製造する
工程を表す。まず、円柱状の素材Ｗ０（図１の（ア））
に一回もしくは複数回の鍛造成形を施して、軸線の一方
側に向かうにつれて大径となる予備歯先面４ａとその予
備歯先面４ａに連続し軸線の一方側に向かうにつれて小
径となる予備歯端面４ｂを有する予備歯形４と、予備歯
端面４ｂに連続し軸線の一方側に向かうにつれて小径と
なる周状の予備円錐面５ａを有する予備本体部５とを備
え、軸線方向両端に凹溝９，９を有する予備成形品Ｗ１
（図１の（イ））を成形する。続いて、この予備成形品
Ｗ１の両凹溝９，９間に形成される隔壁部１０を打ち抜
いて、中心軸に沿って貫通孔６が設けられる中間成形品
Ｗ２を成形し、最後に中間成形品Ｗ２にサイジング成形
を施して、歯形８を所望寸法に仕上げるかさ歯車Ｗ３を
成形する。

【００１６】ここで、上記中間成形品Ｗ２からかさ歯車
Ｗ３を成形する工程、及びその工程で使用するサイジン
グ金型１１を図２に基づいて説明する。図において１１
はサイジング金型で、左半部は成形前、右半部は成形後
の状態を表す。

【００１７】３１は下型で、中心に中間成形品Ｗ２を投
入する下型彫空間３３を有し、下型彫空間３３に接して
かさ歯車Ｗ３の歯形８を仕上げるサイジング歯型３４を
設けたダイ３２と、ダイ３２の外周を保持するダイケー
ス３７とを備え、ダイ３２とダイケース３７の下方には
ベース３８が配設される。また、ダイ３２の軸心には、
貫通するノックアウト孔３５が設けられ、ノックアウト
孔３５内に昇降可能なノックアウトピン３６が配設され
る。

【００１８】また、２１は上型で、下型３１の下型彫空
間３３に対向して上型彫空間２３を有し、上型彫空間２
３に接してかさ歯車Ｗ３の反歯形側外形と同一形状の押
圧面２４を設けたパンチ２２と、パンチ２２の上方にカ
ラー２６が配設され、パンチ２２及びカラー２６の外周
側にはパンチ２２及びカラー２６を一体的に保持するパ
ンチホルダ２５が配される。

【００１９】このサイジング金型１１におけるダイ３２
のサイジング歯型３４とパンチ２２の押圧面２４との関
係を、図３を基に説明する。ダイ３２のサイジング歯型
３４は所望するかさ歯車Ｗ３の歯形８と略同一形状を有
し、またパンチ２２の押圧面２４は所望するかさ歯車Ｗ
３の反歯形端面と略同一形状を有する。ここでサイジン
グ歯型３４の、特にかさ歯車Ｗ３の歯端面８ｂ外形に沿
う見切面３４ａの軸線に対する傾斜角Ｆは、押圧面２４
の、特にかさ歯車Ｗ３の円錐面７ａを成形する押圧テー
パ面２４ａの軸線に対する傾斜角Ｅより小さく設定され
ている。尚、中間成形品Ｗ２の予備歯端面４ｂ及び予備
円錐面５ａは、軸線に対する傾斜角Ｇが同一角になるよ
うに形成されており、その傾斜角Ｇはサイジング歯型３
４の見切面３４ａの傾斜角Ｆ及び押圧面２４の押圧テー
パ面２４ａの傾斜角Ｅより小さく設定される。

【００２０】次に、上記サイジング金型１１により中間
成形品Ｗ２からかさ歯車Ｗ３を成形する工程を説明す
る。

【００２１】まず、図２左半部に示す如く、上型２１を
上方へ位置させた状態で、予備歯形４がサイジング歯型
３４に合致するように中間成形品Ｗ２を下型３１の下型
彫空間３３に投入する。続いて上型２１を下降させ、図
２右半部に示す如く、中間成形品Ｗ２を下型３１のダイ
３２と上型２１のパンチ２２との間で狭圧して、所望す
る歯形８を有するかさ歯車Ｗ３を成形する。このとき、
かさ歯車Ｗ３の歯形８の成形状態を図４を基に説明する
と、ダイ３２の下型彫空間３３に投入された中間成形品
Ｗ２は、二点鎖線で示す如く、予備歯端面４ｂ及び予備
円錐面５ａの軸線に対する傾斜角Ｇがサイジング歯型３
４の見切面３４ａの傾斜角Ｆより小さく設定されている
ので、中間成形品Ｗ２の予備歯端面４ｂはサイジング歯
型３４の見切面３４ａより内側に入り込み、予備円錐面
５ａは見切面３４ａより外側に突出する。この状態で、
見切面３４ａの傾斜角Ｆより大きい傾斜角Ｅの押圧テー
パ面２４ａを有するパンチ２２が上方から下降するた
め、中間成形品Ｗ２の予備円錐面５ａは押圧テーパ面２
４ａに押圧され、鍛造肉が予備歯形４へ流動され歯形８
が成形されるが、中間成形品Ｗ２の予備歯端面４ｂはパ
ンチ２２により直接押圧されることはない。そして図２
に示す如く、このように成形されたかさ歯車Ｗ３は上型
２１が上方へ退避後、ノックアウトピン３６が上方へ突
出することにより下型３１から取り外され、かさ歯車Ｗ
３の製造が完了する。

【００２２】従って、上述の如くかさ歯車Ｗ３を製造す
ることにより、予備歯端面４ｂは直接押圧されることが
ないので、歯形８外形にバリが発生しない。また、上述
の如きサイジング金型１１を使用することにより、サイ
ジング歯型３４の見切面３４ａと押圧面２４の押圧テー
パ面２４ａとの間の隙間が外周に向かって大きくなるよ
う設定できるので、予備歯端面４ｂを直接押圧しないで
かさ歯車Ｗ３を製造することが容易にできる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明の歯車の製造方法に
よれば、軸線の一方側に向かうにつれて大径となる歯先
面と歯先面に連続し軸線の一方側に向かうにつれて小径
となる歯端面を有する歯形と、歯端面に連続し軸線の一
方側に向かうにつれて小径となる周状の円錐面を有する
本体部とを備えるかさ歯車の製造方法において、鍛造成
形で所望の円錐面の軸線に対する傾斜角より小さい傾斜
角の予備円錐面と予備歯端面を各々有する予備本体部及
び予備歯形を備える中間成形品を成形し、その後、中間
成形品の予備円錐面を所望する円錐面の軸線に対する傾
斜角と同角の傾斜を有する型により押圧成形すると同時
に予備本体部を押圧して鍛造肉を予備歯形に流動させ、
所望する歯形を成形するため、予備歯端面は直接押圧さ
れることがないので、歯形外形にバリが発生せず、歯車
の歯形は高い精度が得られる。

【００２４】また、本発明のサイジング金型によれば、
対向する一端部にかさ歯車の歯形を成形するサイジング
歯型を設けたダイと、対向する他端部に、かさ歯車の反
歯形側を成形する押圧面を設けたパンチとを同一軸線に
備えるサイジング金型において、かさ歯車の歯端面外形
に沿うサイジング歯型の見切面の軸線に対する傾斜角
を、かさ歯車の円錐面を成形する押圧面の押圧テーパ面
の軸線に対する傾斜角より小さくしたため、サイジング
歯型の見切面と押圧面の押圧テーパ面との間の隙間が外
周に向かって大きくなるよう設定できるので、予備歯端
面を直接押圧しないでかさ歯車を製造することが容易に
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるかさ歯車を製造する工程
を表す説明図である。

【図２】本発明の実施例によるサイジング金型を表し、
左半部は下型に中間成形品を投入した状態、右半部は歯
車成形後の状態を表す部分断面平面図である。

【図３】図２のＡ部拡大図である。

【図４】本発明の実施例によるサイジング成形の状態を
表す要部拡大説明図である。

【図５】従来のかさ歯車を製造する工程を表す説明図で
ある。

【図６】従来のサイジング金型を表し、左半部は下型に
中間成形品を投入した状態、右半部は歯車成形後の状態
を表す部分断面平面図である。

【符号の説明】

４ 予備歯形 ５ 予備本体部 ５ａ 予備円錐面 ７ 本体部 ７ａ 円錐面 ８ 歯 形 ８ａ 歯先面 ８ｂ 歯端面 ２２ パンチ ２４ 押圧面 ２４ａ 押圧テーパ面 ３２ ダ イ ３４ サイジング歯型 ３４ａ 見切面 Ｗ２ 中間成形品 Ｗ３ かさ歯車 Ｅ （押圧テーパ面の軸線に対する）傾斜角 Ｆ （見切面の軸線に対する）傾斜角 Ｇ （予備円錐面の軸線に対する）傾斜角 Ｈ （円錐面の軸線に対する）傾斜角

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線の一方側に向かうにつれて大径とな
   る歯先面（８ａ）と該歯先面（８ａ）に連続し軸線の一
   方側に向かうにつれて小径となる歯端面（８ｂ）を有す
   る歯形（８）と、前記歯端面（８ｂ）に連続し軸線の一
   方側に向かうにつれて小径となる周状の円錐面（７ａ）
   を有する本体部（７）とを備えるかさ歯車の製造方法に
   おいて、鍛造成形で所望の円錐面（７ａ）の軸線に対す
   る傾斜角（Ｈ）より小さい傾斜角（Ｇ）の予備円錐面
   （５ａ）と予備歯端面（４ｂ）を各々有する予備本体部
   （５）及び予備歯形（４）を備える中間成形品（Ｗ２）
   を成形し、その後、中間成形品（Ｗ２）の予備円錐面
   （５ａ）を所望する円錐面（７ａ）の軸線に対する傾斜
   角（Ｈ）と同角の傾斜を有する型により押圧成形すると
   同時に予備本体部（５）を押圧して鍛造肉を予備歯形
   （４）に流動させ、所望する歯形（８）を成形すること
   を特徴とするかさ歯車の製造方法。
2. 【請求項２】 対向する一端部にかさ歯車（Ｗ３）の歯
   形（８）を成形するサイジング歯型（３４）を設けたダ
   イ（３２）と、対向する他端部に、かさ歯車（Ｗ３）の
   反歯形側を成形する押圧面（２４）を設けたパンチ（２
   ２）とを同一軸線に備えるサイジング金型において、か
   さ歯車（Ｗ３）の歯端面（８ｂ）外形に沿うサイジング
   歯型（３４）の見切面（３４ａ）の軸線に対する傾斜角
   （Ｆ）を、かさ歯車（Ｗ３）の円錐面（７ａ）を成形す
   る押圧面（２４）の押圧テーパ面（２４ａ）の軸線に対
   する傾斜角（Ｅ）より小さくしたことを特徴とするサイ
   ジング金型。