JP3263755B2

JP3263755B2 - ヘリカルギヤの鍛造装置及びその鍛造方法

Info

Publication number: JP3263755B2
Application number: JP08799898A
Authority: JP
Inventors: 均石田
Original assignee: Ohashi Technica Inc
Current assignee: Ohashi Technica Inc
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 2002-03-11
Anticipated expiration: 2018-03-16
Also published as: JPH11254083A; DE19911500B4; US6178801B1; DE19911500A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、捩れ歯の軸方向中
心部の歯厚が軸方向両端部よりも厚いクラウン形捩れ歯
となるヘリカルギヤを成形する鍛造装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として、特公平６−９８４４
９号公報に記載された発明があった。即ち、捩れ成型歯
を有するダイスをダイスホルダーの軸心部に下部側が縮
小するテーパー面を介して上下方向摺動可能に嵌合さ
せ、円筒状の素材を前記ダイスの上部に配置し、該素材
及びダイスを上方から加圧する第１、第２パンチと、ダ
イスの下端部に嵌合して上記素材の下方向への移動を規
制するカウンターパンチと、上記第１、第２パンチの加
圧作動時に上記ダイスホルダーを素材がダイスによって
回転される方向と逆向きに回転させる回転装置とを設け
てなるヘリカルギヤの鍛造装置があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものは、円
筒状の素材をダイスに押し込んでその外周に捩れ歯を形
成するものであったため、成形された捩れ歯の歯厚は全
長に亘って略等歯厚となるものであった。本発明は、捩
れ歯の軸方向中心部の歯厚が軸方向両端部よりも厚いク
ラウン形捩れ歯となるヘリカルギヤを鍛造装置によって
成形する新規なヘリカルギヤの鍛造装置を得ることを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下の如く構成したものである。即ち、請
求項１の発明においては、仕上げダイスの内周面に軸方
向中間部の歯厚が軸方向両端部よりも薄くなるクラウン
捩れ成型歯を設け、該仕上げダイスをダイスホルダーの
軸心部に軸方向一端から他端に向かって縮小するテーパ
ー面を介して軸方向摺動可能に嵌合させ、外周面に粗捩
れ歯（３５ａ）を有する中間製品を前記仕上げダイスに
螺合させ、該中間製品及び仕上げダイスを軸方向一端か
ら他端に向けて加圧する第１、第２パンチと、前記第
１、第２パンチの加圧作動時に前記ダイスホルダーを中
間製品が仕上げダイスによって回転される方向と逆向き
に回転させる回転装置とを設ける構成にしたものであ
る。また、請求項２の発明においては、前記テーパー面
は、ダイスホルダー（１１）のテーパ面（１２ａ）のテ
ーパー角度を、仕上げダイス１３のテーパ面（１３ａ）
のテーパー角度よりも約０．２度〜０．６度小さくする
構成にしたものである。また、請求項３の発明において
は、前記中間製品が前記仕上げダイスの軸方向中間部に
位置した際に、前記第２パンチが前記仕上げダイスを軸
方向一端から他端に向けて加圧する構成にしたものであ
る。また、請求項４の発明においては、前記回転装置と
して、前記ダイスホルダーと、前記第１、第２パンチと
ともに軸方向に移動するパンチホルダーとのうち、一方
側に前記クラウン捩れ成型歯の捩れ方向に傾斜するリー
ド溝を設け、他方側に該リード溝に嵌合するガイドピン
又はローラーを設ける構成にしたものである。また、請
求項５の発明においては、前記仕上げダイスの軸心部に
芯金を軸方向移動不能に嵌合させ、外周面に粗捩れ歯を
有しかつ軸心部に軸孔を有する筒状の中間製品を設け、
該中間製品を前記仕上げダイスと芯金との間に嵌合さ
せ、該中間製品及び前記仕上げダイスを軸方向一端から
他端に向けて加圧する第１、第２パンチを設ける構成に
したものである。また、請求項６の発明においては、充
実した円柱状の外周面に粗捩れ歯を有する中間製品を前
記仕上げダイスに螺合させ、該中間製品及び仕上げダイ
スを軸方向一端から他端に向けて加圧する第１、第２パ
ンチと、前記仕上げダイスの他端部に嵌合して前記中間
製品の軸方向他端方向への移動を規制するカウンターパ
ンチと、前記第１、第２パンチの加圧作動時に前記ダイ
スホルダーを中間製品が仕上げダイスによって回転され
る方向と逆向きに回転させる回転装置とを設ける構成に
したものである。また、請求項７の発明においては、内
面に所定の捩れ角を有する捩れ成型歯を有し、かつ各捩
れ成型歯の素材押し込み口に位置する端部を素材押し込
み口に向かって歯丈が次第に低くなる素材導入斜面に形
成するとともに、該素材導入斜面を捩れ成型歯の延長す
る線に対して歯厚方向に略直交する面に形成してなる粗
成型ダイスを設け、該粗成型ダイスを支持台に回転可能
に支持し、パンチにより素材を前記粗成型ダイスの素材
押し込み口をなす一端側から押し込んで該素材の外周面
に粗捩れ歯を有する中間製品を形成し、仕上げダイスの
内周面に軸方向中間部の歯厚が軸方向両端部よりも薄く
なるクラウン捩れ成型歯を設け、該仕上げダイスをダイ
スホルダーの軸心部に軸方向一端から他端に向かって縮
小するテーパー面を介して軸方向摺動可能に嵌合させ、
前記仕上げダイスに前記中間製品を螺合させ、該中間製
品及び仕上げダイスを第１、第２パンチにより軸方向一
端から他端に向けて加圧するとともに、回転装置により
前記ダイスホルダーを中間製品が仕上げダイスによって
回転される方向と逆向きに回転させる構成にしたもので
ある。また、請求項８の発明においては、前記テーパー
面は、ダイスホルダーのテーパ面のテーパー角度を、仕
上げダイスのテーパ面のテーパー角度よりも約０．２度
〜０．６度小さくする構成にしたものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基いて説明する。図において、図１は本発明による第１
実施例の仕上げ成型用鍛造装置の断面図、図２は図１の
II-II 相当の断面図、図３は図２の矢印Ｓ方向から見た
要部側面図、図４は本発明による仕上げダイスの説明用
断面図、図５は本発明による仕上げダイスのV-V 線によ
る部分展開断面図である。

【０００６】図１において、Ａは第１実施例の仕上げ成
型用鍛造装置、１はその支持台に固定した保持リングで
ある。この保持リング１内に円板状の敷金２、３枚の円
板状の平軸受３、及び受け金４を順次積み重ねる。ま
た、上記保持リング１内にガイドリング５を嵌合させ、
該ガイドリング５の内周部で上記各平軸受３及び受け金
４を同軸に保持する。上記受け金４の上面にダイユニッ
ト１０を載置する。このダイユニット１０は大径のダイ
スホルダー１１の中心部に締め金１２を圧入し、この締
め金１２の軸心部に仕上げダイス１３をテーパー嵌合さ
せる。

【０００７】即ち、締め金１２の軸心部に下方に向かっ
て縮小するテーパ孔１２ａを形成し、仕上げダイス１３
の外周面を下方に向かって縮小するテーパ面１３ａに形
成し、これらテーパ孔１２ａ、テーパ面１３ａを介して
仕上げダイス１３を締め金１２に上下摺動可能にテーパ
嵌合させる。この場合、上記締め金１２のテーパ孔（テ
ーパー面）１２ａのテーパー角度は、仕上げダイス１３
のテーパ面（外周面）１３ａのテーパー角度よりも０．
２度〜０．６度、好ましくは約０．４度小さくし、これ
により、図４に示すように、締め金１２のテーパ孔１２
ａに対し、仕上げダイス１３のテーパ面１３ａの上部側
が下部側よりも強く当接するようにする。また、上記仕
上げダイス１３のテーパ面１３ａには、図４に示すよう
に、環状のオイル溝１３ｂを上下に所定の間隔をおいて
形成し、この部に潤滑油を供給して仕上げダイス１３を
締め金１２内で上下方向の摺動を円滑にする。

【０００８】上記締め金１２内の下部に圧縮コイルばね
からなるリターンばね１７を収容し、このリターンばね
１７の反力で成型動作後の仕上げダイス１３を押し上
げ、仕上げダイス１３のテーパ面１３ａと締め金１２の
テーパ孔１２ａとの間に間隙を発生させ、オイル溝１３
ｂに潤滑油が補給できるようにする。１８は仕上げダイ
ス１３の上方への過移動を規制する規制リングである。

【０００９】上記仕上げダイス１３は、その内周面にク
ラウン捩れ成型歯１４を一体に有する。このクラウン捩
れ成型歯１４は、図５に示すように、その歯厚（クラウ
ン捩れ成型歯の延長する線Ｌと直交する厚さ）が、上下
方向（軸方向）中心部（ア）から上下両端（軸方向両
端）（イ、ウ）に向かって次第に厚くなるように形成す
る。本例では、上記上下方向中心部（ア）の歯厚が上下
両端（イ、ウ）部の歯厚よりも１００分の１ｍｍ〜１０
０分の２ｍｍ程度小さくなるように形成する。また、上
記クラウン捩れ成型歯１４の上下方向の線に対する捩れ
角は左向きで約１８度とする。なお、上記クラウン捩れ
成型歯１４の歯厚（クラウン捩れ成型歯の延長する線Ｌ
と直交する厚さ）は、上下方向（軸方向）中間部を略等
幅で薄くし、この上下方向中間部の両端から上下方向
（軸方向）両端（軸方向両端）に向かって次第に厚くな
るように形成してもよい。

【００１０】前述した敷金２に芯金２０を起立固定し、
その上端部を仕上げダイス１３の軸心部に嵌合させ、こ
の芯金２０の外周にカウンターパンチを兼ねたノックア
ウト２１を嵌合させる。このノックアウト２１は、その
上端を仕上げダイス１３の下端部に嵌合させて後述する
中間製品３５の下方への移動を所定値で規制し、また製
品成型後は、エジェクターピン２２により上方に移動さ
れて成型品（ヘリカルギヤ）を仕上げダイス１３から上
方に離脱させる。

【００１１】前述したダイユニット１０の上方に、ラム
（図示省略）によって上下動されるパンチホルダー２４
を設け、このパンチホルダー２４の軸心部に円筒状の第
１パンチ２５及び第２パンチ２６を下方に向けて突出固
定する。第１パンチ２５は第２パンチ２６よりも所定量
下方に突出させ、下動時に仕上げダイス１３と芯金２０
との間隙部に嵌合可能とし、仕上げダイス１３に螺合さ
せた中間製品３５の上端に衝突し、該中間製品３５を下
方に移動させて仕上げダイス１３の上下方向中間部に位
置させる。

【００１２】また、上記第２パンチ２６は、上記第１パ
ンチ２５が下死点付近に位置する時期に、仕上げダイス
１３の上面に衝突して該仕上げダイス１３をテーパー孔
１２ａに沿って下方に移動させ、該仕上げダイス１３を
小径に弾性変形させ上記中間製品３５を半径方向に圧縮
する。

【００１３】上記第１、第２パンチの加圧作動時にダイ
スホルダー１１を中間製品３５が仕上げダイス１３によ
って回転される方向と逆向きに回転させる回転装置３０
を設ける。この回転装置３０は、図１〜図３に示すよう
になっている。即ち、上記ダイスホルダー１１の上部を
パンチホルダー２４の下部外周に嵌合させ、ダイスホル
ダー１１の上部の円周方向３か所に、仕上げダイス１３
のクラウン捩れ成型歯１４と同方向に傾斜するととも
に、該クラウン捩れ成型歯１４のピッチと略同ピッチと
なるリード溝３１を形成する。これらのリード溝３１
は、図３に示すように、その上端を外部に開口させる。

【００１４】一方、パンチホルダー２４の下部外周の円
周方向３か所に、上記各リード溝３１に嵌合するガイド
ローラー３２をボルト３３を介して半径方向外方に突出
させて回転自在に取付ける。なお、このガイドローラー
３２は、回転しないガイドピンであってもよい。上記各
ガイドローラー３２は、パンチホルダー２４が下方に移
動し、第１パンチ２５及び第２パンチが中間製品３５の
上面及び仕上げダイス１３の上面に衝突する時期に、上
記各リード溝３１に嵌合し、該リード溝３１に沿って転
動し、ダイスホルダー１１を中間製品３５が仕上げダイ
ス１３によって回転される方向と逆向きに回転させる
（図３において矢印Ｐ方向）。なお、図１において、３
６はダイスホルダー１１の回転方向の初期位置を決める
位置決めボールである。

【００１５】ここで、上記中間製品３５は、図６に示す
粗成型用鍛造装置Ｂにより形成される。図６において、
４０は支持台であり、この支持台４０の上部にベースリ
ング４１を固定し、該ベースリング４１内に円板状の敷
金４２、３枚の平軸受４３、及び受け金４４を順次積み
重ねる。上記敷金４２はベースリング４１の内周に圧入
固定する。また、上記ベースリング４１の内周上部に保
持リング４５をねじ嵌合させ、該保持リング４５により
上記各平軸受４３及び受け金４４を回転可能に保持す
る。４６は上記平軸受４３及び受け金４４をガイドする
内筒であり、その下端部で敷金４２に嵌合固定されてい
る。

【００１６】上記受け金４４の上面にダイユニット５０
を載置する。このダイユニット５０は大径のダイスホル
ダー５１の中心部に締め金５２を圧入し、この締め金５
２内に円筒状のガイド５３及び粗成型ダイス５４を上下
に配置して嵌合させる。ガイド５３は上方に向かって縮
小するテーパ面を介して締め金５２の上部側に圧入し、
粗成型ダイス５４は略等径の円形面で以て締め金５２の
下部側に嵌合させ、リングナット５７により上方に締付
け固定する。

【００１７】上記粗成型ダイス５４はヘリカルギヤの中
間製品３５を成形するためのものであり、図７、図８に
示すように、内周部に捩れ成型歯５５を一体に有する。
本例では、上記捩れ成型歯５５の上下方向の線に対する
捩れ角を左向きで約１８度とする。また、上記各捩れ成
型歯５５は、素材押し込み口側となる上端部から下部に
向かって、素材導入斜面５５ａ、成型部５５ｂ、素材排
出斜面５５ｃを滑らかに連続して有する。

【００１８】上記素材導入斜面５５ａは、歯丈を上方
（素材押し込み口側）に向かって傾斜角度αが約２２．
５度となる如く（図７）次第に低くするとともに、該素
材導入斜面５５ａは、図８に示すように、捩れ成型歯５
５の延長する線Ｌに対して歯厚方向に略直交する面（歯
直角となる面）に形成する。また、上記成型部５５ｂ
は、その上下（長手）方向中間部に製品と対応する歯丈
及び断面形状の成型ランド５５ｂ−１を約１．５ｍｍの
長さで形成し、該成型ランド５５ｂ−１の上部側の歯丈
を上部側に向かって緩い傾斜角度（約３度）で次第に低
くして上記素材導入斜面５５ａに接続し、該成型ランド
５５ｂ−１の下部側の歯丈を下部側に向かって緩い傾斜
角度（約１．５度）で次第に低くして素材排出斜面５５
ｃに接続する。

【００１９】上記素材排出斜面５５ｃは、歯丈を下方
（素材排出側）に向かって傾斜角度βが約１４度となる
如く次第に低くする。なお、この素材排出斜面５５ｃは
ダイス５５の軸線と直交する面に形成し、加工を容易に
している。また、上記捩れ成型歯５５は、素材導入斜面
５５ａ部の歯厚を素材押し込み口に向かって次第に薄く
する。即ち、成型ランド５５ｂ−１から上端に向かう上
部両側面５５ｄ−１（図７、図８の斜線部）を、上方に
向かって約１度〜２度の角度で捩れ成型歯５５の延長す
る線Ｌ方向に傾斜させる。

【００２０】上記ガイド５３及び粗成型ダイス５４の軸
心部にカウンターパンチ６０を同心に配置して支持台４
０側で支持する。このカウンターパンチ６０は、ガイド
５３に嵌合する上部６０ａを小径に、粗成型ダイス５４
に嵌合する中間部６０ｂを大径に形成するとともに、両
者の連結部を前述した捩れ成型歯５５の素材導入斜面５
５ａ部に位置させ、この部を下方に向かって拡開するテ
ーパー部６０ｃに形成する。

【００２１】前述したダイユニット５０の上方に、ラム
（図示省略）によって上下動されるパンチホルダー６１
を設け、このパンチホルダー６１の軸心部に円筒状のパ
ンチ６２を下方に向けて突出固定する。また、上記パン
チ６２の上部外周に位置決め部材６３を摺動可能に嵌合
させて上記パンチホルダー６１に係止し、圧縮コイルば
ね６４により下方に突出付勢する。上記パンチ６２は、
下方に移動された際に、ダイユニット５０のガイド５３
とカウンターパンチ６０の上部６０ａとの間隙部に嵌合
可能なっている。また、上記位置決め部材６３は、上記
パンチ６２が下方に所定量移動した際にガイド５３の上
面に当接して該パンチ６２の下死点位置を確認するため
のものである。

【００２２】上記パンチ６２は、短尺かつ円筒状の素材
３４（３４−１，３４−２，３４−３）をガイド５３と
カウンターパンチ６０との間隙部に順次間欠的に押し込
む。この場合、上記パンチ６２の下死点位置は以下の如
く設定されている。即ち、下段（後段）の素材３４−１
（中間製品３５）が上記粗成型ダイス５４の素材導入斜
面５５ａを通過するとともに、中段（前段）の素材３４
−２の下端（前進端）が上記粗成型ダイス５４の素材導
入斜面５５ａの下部（後段位置）に到来した時点をパン
チ６２の下死点位置とし、上記中段の素材３４−２をこ
こで一時停止させる。

【００２３】このようにすれば、粗成型ダイス５４によ
って成形される中間製品３５（素材３４−１）は、捩れ
成型歯５５の素材導入斜面５５ａ、及び該素材導入斜面
５５ａ部の側面５５ｄ−１で予備成形（図６の素材３４
−２の状態）された後、次段のパンチ押し込み運動によ
って捩れ成型歯５５の成型部５５ｂを一気に通過（図６
の素材３４−１の状態）し、成型される捩れ歯部に、素
材の移動中断による継ぎ目模様が発生しなくなる。

【００２４】また、粗成型ダイス５４に成形した各捩れ
成型歯５５の素材導入斜面５５ａと捩れ成型歯５５の側
面５５ｄとで形成される左右の稜５５ａ−１，５５ａ−
２は、図８に示すように、左部の稜５５ａ−１が右部の
稜５５ａ−２に対して上流側に位置し、高い歯丈となる
ので、パンチ６２によって押し込まれた素材３４のファ
イバーフロー３４ａは、図９に示すように、上記左部の
稜５５ａ−１を中心として左右に分岐して各捩れ成型歯
５５間に向かい、素材導入斜面５５ａ部に到来したファ
イバーフロー３４ａ−１は、その大部分が右部の稜５５
ａ−２側から各捩れ成型歯５５間に向かうことになる。
従って、各捩れ成型歯５５の左部の側面（背側面）５５
ｄ側に多くの素材３４が供給され、この部に高い面圧が
発生し、背側面に空隙が発生しない粗捩れ歯を有する中
間製品３５が形成されることになる。

【００２５】また、素材３４−２が、捩れ成型歯５５の
素材導入斜面５５ａを通過する際には、この素材導入斜
面５５ａ部とカウンターパンチ６０のテーパー部６０ｃ
とで半径方向に圧縮され、捩れ成型歯５５の谷部に素材
が円滑に供給され、歯先まで肉の充満した粗捩れ歯３５
ａを有する中間製品３５が形成されることになる。

【００２６】上記粗仕上げ鍛造装置Ｂにより成型した中
間製品３５を、図１に示す仕上げ鍛造装置Ａにより仕上
げ成型してクラウン形捩れ歯を有するヘリカルギヤを得
る。即ち、上記中間製品３５を仕上げダイス１３の上部
に螺合させ、この状態でパンチホルダー２４を介して第
１、第２パンチ２５，２６を下方に移動させる。さすれ
ば、まず、第１パンチ２５が上記中間製品３５の上面に
衝突して該中間製品３５を仕上げダイス１３内に押し込
む。

【００２７】上記中間製品３５が仕上げダイス１３の上
下方向中心部まで押し込められると、第２パンチが仕上
げダイス１３の上面に衝突して該仕上げダイス１３を締
め金１２のテーパー孔１２ａに沿って下方に移動させ、
該仕上げダイス１３を小径に弾性変形させ、上記中間製
品３５を半径方向に圧縮する。また、これと並行してパ
ンチホルダー２４に設けた各ガイドローラー３２が、ダ
イスホルダー１１の各リード溝３１に嵌合して該ダイス
ホルダー１１を中間製品３５が仕上げダイス１３によっ
て回転される方向と逆向きに回転させる（図３において
矢印Ｐ方向）。

【００２８】上記一連の動作により、上記中間製品３５
は、仕上げダイス１３のクラウン捩れ成型歯１４及び芯
金２０との当接面で摩擦力を発生しながら、軸方向及び
半径方向に塑性変形し、また、回転装置３０による回転
によって、中間製品３５の捩れ歯３５ａの両側面は、ク
ラウン捩れ成型歯１４の両側面１４ａ，１４ｂ（図５）
で略均等に加圧されながら塑性変形することになる。即
ち、上記中間製品３５を各当接面で摩擦力を発生させな
がら、軸方向及び半径方向に塑性変形させるようにした
ので、加圧力が平準化され、中間製品３５の捩れ歯３５
ａは、クラウン捩れ成型歯１４に対応した高精度のクラ
ウン形捩れ歯、即ち、歯厚が軸方向両端から軸方向中心
部に向かって次第に厚くなる高精度のクラウン形捩れ歯
に形成される。

【００２９】また、上記成型時に中間製品３５に作用す
る圧力は、上部（第１パンチ２５側）が高く、下部に行
くに従って次第に低くなり、成型品の外径は下部側が上
部側よりも小さくなる傾向になるが、この場合、締め金
１２のテーパ孔１２ａのテーパー角度を仕上げダイス１
３のテーパ面１３ａのテーパー角度よりも若干小さく
し、仕上げダイス１３の軸心方向への弾性歪み量を下部
に行くに従って次第に小さくなるよう補正したので、仕
上げダイス１３の上下の径は上記中間製品３５に作用す
る上下の圧力差に左右されることなく略一定に保持され
ることになる。従って上記中間製品３５の外周部に形成
されるクラウン形捩れ歯の歯丈（ヘリカルギヤの直径）
は、上部から下部、つまり全長に亘って略等しくなる。

【００３０】そして、上記成型後、第１パンチ２５、第
２パンチ２６が上方に退避すると、仕上げダイス１３
が、該仕上げダイス１３の反力及びリターンばね１７の
反力によって締め金１２内で上方に移動し、大径に弾性
復帰する。これにより成型品、即ち、クラウン形捩れ歯
を有するヘリカルギヤを、上記仕上げダイス１３から上
方に向けて容易に取り出すことができる。

【００３１】図１０は、本発明による仕上げ成型用鍛造
装置の第２実施例を示す。図１０において、Ａ’は、充
実した素材の外周部に粗捩れ歯３５ａが形成された中間
製品３５’を仕上げ成型する仕上げ成型用鍛造装置であ
る。このものは、中間製品３５’を下方に加圧する第１
パンチ２５’を円柱状にし、カウンターパンチ７０を前
述した敷金２に上方に移動可能に起立支持するととも
に、その上端部を仕上げダイス１３の下端部に嵌合させ
て上記中間製品３５’の下方への移動を所定値で規制す
る。また、エジェクターピン７１を上記カウンターパン
チ７０の下方軸心部に配置し、製品成型後は、このエジ
ェクターピン７１により上記カウンターパンチ７０を上
方に移動されて成型品（ヘリカルギヤ）を仕上げダイス
１３から上方に離脱させる。その他は前述した第１実施
例の仕上げ成型用鍛造装置Ａと同様の構造となってお
り、該仕上げ成型用鍛造装置Ａに付した符号と同符を号
付してその説明を省略する。

【００３２】そして、上記仕上げ成型用鍛造装置Ａ’に
より、中間製品３５’を成型する場合には、この中間製
品３５’を仕上げダイス１３の上部に螺合させて第１、
第２パンチ２５’，２６を下方に移動させる。さすれ
ば、まず、第１パンチ２５’が上記中間製品３５’を仕
上げダイス１３内に押し込み、この中間製品３５’が仕
上げダイス１３の上下方向中心部まで押し込められる時
点で、第２パンチが仕上げダイス１３を締め金１２のテ
ーパー孔１２ａに沿って下方に移動させ、該仕上げダイ
ス１３を小径に弾性変形させる。

【００３３】また、これと並行して回転装置３０により
ダイスホルダー１１を中間製品３５’が仕上げダイス１
３によって回転される方向と逆向きに回転させる。そし
て、最終段階で中間製品３５’の下端がカウンターパン
チ７０の上面に当接する。これら一連の動作により、上
記中間製品３５’は仕上げダイス１３のクラウン捩れ成
型歯１４との当接面で摩擦力を発生し、加圧力が平準化
されながら、軸方向及び半径方向に塑性変形し、前述し
た第１実施例と同様に、高精度のクラウン形捩れ歯が形
成される。そして、上記成型後、エジェクターピン７１
によりカウンターパンチ７０を上方に移動させて成型品
（ヘリカルギヤ）を仕上げダイス１３から上方に離脱さ
せる。

【００３４】なお、本発明は、第１実施例による仕上げ
成型用鍛造装置Ａ（図１）、及び第２実施例による仕上
げ成型用鍛造装置Ａ’（図１０）で成型した製品（クラ
ウン形捩れ歯を有するヘリカルギヤ）を上下反転させて
上記成型用鍛造装置Ａ，Ａ’により再成型するようにし
てもよい。この場合、ダイスホルダー１１は、そのテー
パ面１２ａのテーパー角度が、仕上げダイス１３のテー
パ面１３ａのテーパー角度と略等しくなるダイスホルダ
ーを使用することが好ましい。このようにすれば、より
高品質の製品を得ることができる。また、本発明は軸方
向一端部（下端部）に鍔（フランジ）を有し、かつ外周
面に粗捩れ歯を有する鍔付きの中間製品を成型すること
もできる。この場合は、鍔側を上向きにして仕上げダイ
ス１３に螺合させる必要がある。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、請求項１
の発明においては、中間製品を仕上げダイスの当接面部
で摩擦力を発生させながら、軸方向及び半径方向に圧縮
して成型するようにしたので、仕上げダイスのクラウン
捩れ成型歯による加圧力が平準化され、軸方向中心部の
歯厚が軸方向両端よりも厚くなるクラウン形捩れ歯を有
するヘリカルギヤを鍛造装置により容易に形成すること
ができる。また、請求項２の発明においては、締め金の
テーパ孔のテーパー角度を仕上げダイスのテーパ面のテ
ーパー角度よりも若干小さくし、仕上げダイスの軸心方
向への弾性歪み量を下部に行くに従って次第に小さくな
るよう補正したので、該仕上げダイスの外径が成型時に
上記中間製品に作用する上下の圧力差に左右されること
なく略一定に保持され、歯丈が全長に亘って略等しくな
るクラウン形捩れ歯、従って全長に亘って等しい外径を
有するヘリカルギヤを形成することができる。また、請
求項３の発明においては、中間製品が上記仕上げダイス
の軸方向中間部に位置した際に、上記仕上げダイスを縮
小方向に弾性変形させたので、中間製品の粗捩れ歯を円
滑にクラウン形捩れ歯に形成することができる。また、
請求項４の発明においては、中間製品の捩れ歯の両側面
を、クラウン捩れ成型歯の両側面に略均等に馴染ませる
ことができ、高精度のクラウン形捩れ歯を形成すること
ができる。また、請求項５の発明においては、外周面に
クラウン形捩れ歯を有する筒状のヘリカルギヤを高精度
に形成することができる。また、請求項６の発明におい
ては、外周面にクラウン形捩れ歯を有する円柱状のヘリ
カルギヤを高精度に形成することができる。また、請求
項７の発明においては、背面側に空隙のない粗捩れ歯を
有する中間製品が形成され、このものからクラウン形捩
れ歯を有するヘリカルギヤを形成することになるので、
高精度のクラウン形捩れ歯を有するヘリカルギヤを形成
することができる。また、請求項８の発明においては、
全長に亘って等しい外径を有するヘリカルギヤを高精度
に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１実施例の仕上げ成型用鍛造装
置の断面図である。

【図２】図１のII-II 相当の断面図である。

【図３】図２の矢印Ｓ方向から見た要部側面図である。

【図４】本発明による仕上げダイスの説明用断面図であ
る。

【図５】本発明による仕上げダイスのV-V 線による部分
展開断面図である。

【図６】本発明による粗成型用鍛造装置の断面図であ
る。

【図７】本発明による粗成型ダイスの説明用断面図であ
る。

【図８】図７のVIII-VIII による粗成型ダイスの拡大し
た部分展開図である。

【図９】本発明による粗成形時の素材のファイバーフロ
ーを付記した粗成型ダイスの要部展開図である。

【図１０】本発明による第２実施例の仕上げ成型用鍛造
装置の断面図である。

【符号の説明】

Ａ，Ａ’ 仕上げ成型用鍛造装置１保持リング２敷金３平軸受４受け金５ガイドリング１０ダイユニット１１ダイスホルダー１２締め金１２ａテーパー孔１３仕上げダイス１３ａテーパー面１４クラウン捩れ成型歯１４ａ、１４ｂクラウン捩れ成型歯の側面（ア）クラウン捩れ成型歯の軸方向中心部（イ、ウ）クラウン捩れ成型歯の軸方向両端１７リターンばね１８規制リング２０芯金２１ノックアウト２２エジェクターピン２４パンチホルダ２５，２５’ 第１パンチ２６第２パンチ３０回転装置３１リード溝３２ガイドローラー３３ボルト３４（３４−１，３４−２，３４−３）素材３４ａファイバーフロー３５（３４−１），３５’ 中間製品３５ａ粗捩れ歯３６位置決めボールＢ粗成型用鍛造装置４０支持台４１ベースリング４２敷金４３平軸受４４受け金４５保持リング４６内筒５０ダイユニット５１ダイスホルダー５２締め金５３ガイド５４粗成型ダイス５５捩れ成型歯５５ａ素材導入斜面５５ａ−１左部の稜５５ａ−２右部の稜５５ｂ成型部５５ｃ素材排出面５５ｄ捩れ成型歯の側面５５ｄ−１捩れ成型歯の上部側面５７リングナット６０カウンターパンチ６０ａ上部６０ｂ中間部６０ｃテーパー部６１パンチホルダ６２パンチ６３位置決め部材６４圧縮コイルばね７０カウンターパンチ７１エジェクターピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−308729（ＪＰ，Ａ) 特開平６−142816（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−161442（ＪＰ，Ａ) 特開平１−150427（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−99014（ＪＰ，Ｕ) 特公平６−98449（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21J 1/00 - 13/14 B21J 17/00 - 19/04 B21K 1/00 - 31/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】仕上げダイス（１３）の内周面に軸方向中
間部の歯厚が軸方向両端部よりも薄くなるクラウン捩れ
成型歯（１４）を設け、該仕上げダイス（１３）をダイ
スホルダー（１１）の軸心部に軸方向一端から他端に向
かって縮小するテーパー面（１２ａ，１３ａ）を介して
軸方向摺動可能に嵌合させ、外周面に粗捩れ歯（３５
ａ）を有する中間製品（３５，３５’）を前記仕上げダ
イス（１３）に螺合させ、該中間製品（３５，３５’）
及び仕上げダイス（１３）を軸方向一端から他端に向け
て加圧する第１、第２パンチ（２５，２６）と、前記第
１、第２パンチ（２５，２６）の加圧作動時に前記ダイ
スホルダー（１１）を中間製品（３５，３５’）が仕上
げダイス（１３）によって回転される方向と逆向きに回
転させる回転装置（３０）とを設けたことを特徴とする
ヘリカルギヤの鍛造装置。
【請求項２】前記テーパー面（１２ａ，１３ａ）は、ダ
イスホルダー（１１）のテーパ面（１２ａ）のテーパー
角度を、仕上げダイス１３のテーパ面（１３ａ）のテー
パー角度よりも約０．２度〜０．６度小さくしたことを
特徴とする請求項１記載のヘリカルギヤの鍛造装置。
【請求項３】前記第２パンチ（２６）は、前記中間製品
（３５，３５’）が前記仕上げダイス（１３）の軸方向
中間部に位置した際に前記仕上げダイス（１３）を軸方
向一端から他端に向けて加圧することを特徴とする請求
項１又は２記載のヘリカルギヤの鍛造装置。
【請求項４】前記回転装置（３０）は、前記ダイスホル
ダー（１１）と、前記第１、第２パンチ（２５，２６）
とともに軸方向に移動するパンチホルダー（２４）との
うち、一方（１１）側に前記クラウン捩れ成型歯（１
４）の捩れ方向に傾斜するリード溝（３１）を設け、他
方（２４）側に該リード溝（３１）に嵌合するガイドピ
ン又はローラー（３２）を設けたことを特徴とする請求
項１，２又は３記載のヘリカルギヤの鍛造装置。
【請求項５】前記仕上げダイス（１３）の軸心部に芯金
（２０）を軸方向移動不能に嵌合させ、外周面に粗捩れ
歯（３５ａ）を有しかつ軸心部に軸孔を有する筒状の中
間製品（３５）を設け、該中間製品（３５）を前記仕上
げダイス（１３）と芯金（２０）との間に嵌合させ、該
中間製品（３５）及び前記仕上げダイス（１３）を軸方
向一端から他端に向けて加圧する第１、第２パンチ（２
５，２６）を設けたことを特徴とする請求項１〜４いず
れか記載のヘリカルギヤの鍛造装置。
【請求項６】充実した円柱状の外周面に粗捩れ歯（３５
ａ）を有する中間製品（３５’）を前記仕上げダイス
（１３）に螺合させ、該中間製品（３５’）及び仕上げ
ダイス（１３）を軸方向一端から他端に向けて加圧する
第１、第２パンチ（２５’，２６）と、前記仕上げダイ
ス（１３）の他端部に嵌合して前記中間製品（３５’）
の軸方向他端方向への移動を規制するカウンターパンチ
（７０）と、前記第１、第２パンチ（２５’，２６）の
加圧作動時に前記ダイスホルダー（１１）を中間製品
（３５’）が仕上げダイス（１３）によって回転される
方向と逆向きに回転させる回転装置（３０）とを設けた
ことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のヘリカル
ギヤの鍛造装置。
【請求項７】内面に所定の捩れ角を有する捩れ成型歯
（５５）を有し、かつ各捩れ成型歯（５５）の素材押し
込み口に位置する端部を素材押し込み口に向かって歯丈
が次第に低くなる素材導入斜面（５５ａ）に形成すると
ともに、該素材導入斜面（５５ａ）を捩れ成型歯（５
５）の延長する線（Ｌ）に対して歯厚方向に略直交する
面に形成してなる粗成型ダイス（５４）を設け、該粗成
型ダイス（５４）を支持台（４０）に回転可能に支持
し、パンチ（６２）により素材（３４）を前記粗成型ダ
イス（５４）の素材押し込み口をなす一端側から押し込
んで該素材（３４）の外周面に粗捩れ歯（３５ａ）を有
する中間製品（３５，３５’）を形成し、仕上げダイス
（１３）の内周面に軸方向中間部の歯厚が軸方向両端部
よりも薄くなるクラウン捩れ成型歯（１４）を設け、該
仕上げダイス（１３）をダイスホルダー（１１）の軸心
部に軸方向一端から他端に向かって縮小するテーパー面
（１２ａ，１３ａ）を介して軸方向摺動可能に嵌合さ
せ、前記仕上げダイス（１３）に前記中間製品（３５，
３５’）を螺合させ、該中間製品（３５，３５’）及び
仕上げダイス（１３）を第１、第２パンチ（２５，２
６）により軸方向一端から他端に向けて加圧するととも
に、回転装置により前記ダイスホルダー（１１）を中間
製品（３５，３５’）が仕上げダイス（１３）によって
回転される方向と逆向きに回転させることを特徴とする
ヘリカルギヤの鍛造方法。
【請求項８】前記テーパー面（１２ａ，１３ａ）は、ダ
イスホルダー（１１）のテーパ面（１２ａ）のテーパー
角度を、仕上げダイス（１３）のテーパ面（１３ａ）の
テーパー角度よりも約０．２度〜０．６度小さくしたこ
とを特徴とする請求項７記載のヘリカルギヤの鍛造方
法。