JP3406212B2 - 傘歯車の成形装置 - Google Patents
傘歯車の成形装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，共通のプレス装置
によって同時に駆動される第１〜第４加工ユニットをト
ランスファー装置の搬送方向に沿って所定間隔で直列に
配置し，前記トランスファー装置によりワークを第１加
工ユニットから第２加工ユニットおよび第３加工ユニッ
トを経て第４加工ユニットへと順次搬送しながら傘歯車
を鍛造により成形する傘歯車の成形装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】傘歯車を鍛造により成形する技術は，特
開平４−２１０８４１号公報，特開平７−２３６９３７
号公報，特開平９−８５３８５号公報により公知であ
る。このように傘歯車を鍛造で成形することにより，切
削加工による成形に比べて加工コストを大幅に削減する
ことができる。 【０００３】一般に傘歯車を鍛造するプレス装置は，そ
れぞれ圧潰工程，荒仕上げ工程，ピアシング工程，歯形
成形工程を行う第１〜第４加工ユニットを直列に備えて
おり，トランスファー装置でワークを第１加工ユニット
から第４加工ユニットへと順次搬送しながら成形を行う
ようになっている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで，従来のプレ
ス装置は，ピアシング工程でワークの中心に開口部を形
成した後に歯形成形工程で前記開口部の周縁に歯形を形
成することにより，歯形成形工程の荷重を軽減するよう
になっているが，それでもなお歯形成形工程の荷重は残
りの圧潰工程，荒仕上げ工程，ピアシング工程の荷重に
比べて遙に大きいものである。そして，最終工程である
歯形成形工程を行う第４加工ユニットがプレス装置の中
心線から大きく外れた位置に設けられていると，プレス
装置に大きな偏荷重が作用してしまい，加工精度の低
下，加工効率の低下，耐久性の低下等の不具合が発生す
る可能性がある。またピアシング工程に続いて歯形成形
工程を行うと，ピアシング工程で形成された開口部に歯
形成形工程の荷重で肉が押し出されて大きなバリが発生
し，加工取代が増加してしまう問題がある。これを回避
するために歯形成形工程の金型を閉じてバリの発生を防
止すると，成形荷重が増加してピアシング工程を先に行
ったメリットが生かせなくなる。 【０００５】本発明は，前述の事情に鑑みてなされたも
ので，４工程の鍛造により傘歯車を成形する際にプレス
装置に作用する偏荷重を最小限に抑えることを目的とす
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，請求項１に記載された発明は，概略円柱状のワーク
から傘歯車を鍛造により成形するための，傘歯車の成形
装置において，前記概略円柱状のワークを鍛造前に加熱
する加熱機と，その加熱されたワークを鍛造すべく共通
の駆動源により同時に駆動される第１〜第４加工ユニッ
トを所定間隔で備える共通のプレス装置と，前記加熱さ
れたワークを第１加工ユニットから第２加工ユニットお
よび第３加工ユニットを経て第４加工ユニットへと順次
搬送するトランスファー装置とを含み，前記共通のプレ
ス装置は，前記第１加工ユニットにおいては前記加熱さ
れた概略円柱状のワークを偏平に圧潰し，前記第２加工
ユニットにおいては前記第１加工ユニットで偏平に圧潰
されたワークを傘歯車の外形に荒仕上げし，前記第３加
工ユニットにおいては前記第２加工ユニットで荒仕上げ
されたワークに歯形を形成し，前記第４加工ユニットに
おいては前記第３加工ユニットで歯形を形成されたワー
クの中央に孔明けを行い，前記第３加工ユニットにおい
て使用される上型の歯形成形部の半径方向内側には，ワ
ークに歯形を成形する際に押し出された材料を逃がして
成形荷重の低減を図るための肉逃げ用凹部と，加工時に
該上型とワークとを一体化してワークの回転を防止する
食い付き用突部とが設けられることを特徴とする。 【０００７】上記構成によれば，全工程のうちで最も大
きな荷重を受けるワークに歯形を形成する工程が，最終
の第４加工ユニットではなく，その手前の第３加工ユニ
ットで行われるので，その第３加工ユニットをプレス装
置の中心線に近付けて配置して偏荷重の発生を最小限に
抑えることができる。その結果，前記偏荷重に起因する
プレス装置の加工精度の低下，加工効率の低下，耐久性
の低下を回避することが可能となる。 【０００８】また第４加工ユニットでワークの中央に孔
明けを行う前に第３加工ユニットでワークに歯形を形成
すると，その歯形の成形荷重が増加してしまい，特にア
ンダーカットを有する傘歯車の場合には前記成形荷重の
増加が著しくなる。しかしながら，上型の歯形成形部の
内側に肉逃げ用凹部を設けることにより，材料の一部を
前記肉逃げ用凹部に逃がして成形荷重を軽減することが
できる。しかもその歯形の加工時に食い付き用突部によ
り上型とワークとを一体化してワークの回転を防止する
ことができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態を，添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 【００１０】図１〜図１１は本発明の一実施例を示すも
ので，図１は傘歯車の成形装置の全体構成を示す図，図
２は第１工程前のワークを示す図，図３は第１工程後の
ワークを示す図，図４は第２工程後のワークを示す図，
図５は第３工程後のワークを示す図，図６は第４工程後
のワークを示す図，図７は図１の７−７線拡大断面図，
図８〜図１０は前記図７に対応する作用説明図，図１１
はハイポイドギヤの構造を示す図である。 【００１１】図１１は本発明の成形方法により成形され
る傘歯車の１種であるハイポイドギヤの構造を示すもの
で，入力軸０１に固定された入力ギヤ０２と出力軸０３
に固定された出力ギヤ０４とが相互に噛合し，入力軸０
１の回転を出力軸０３に伝達する。入力軸０１および出
力軸０３は同一平面上になく，相互に捩じれの位置に配
置されている。また各ギヤ０２，０４の歯は，各軸０
１，０３と平行な平面に対して傾斜しているためにアン
ダーカット部を有しており，例えば図示したように出力
軸０３の方向に出力ギヤ０４の歯を見たとき，その一方
の歯面は見えるが他方の歯面は陰になって見ることがで
きない。 【００１２】図１は傘歯車の成形装置の全体構成を示す
ものである。直径が５５ｍｍの棒状の素材を切断機１で
長さ１３２ｍｍの円柱状に切断してなるワークは加熱機
２に送られ，そこで高周波により６秒間加熱されて１１
８０℃に温度上昇した後に，１６００トンのプレス装置
３に供給される。プレス装置３は上流側から下流側に向
けて直列に配置された第１加工ユニットＵ1 ，第２加工
ユニットＵ2 ，第３加工ユニットＵ3 および第４加工ユ
ニットＵ4 を一定のピッチで備えており，第１〜第４加
工ユニットＵ1 〜Ｕ4 は共通の固定ベース４にそれぞれ
設けられた４個の下型と，図示せぬ駆動源により昇降駆
動される共通の昇降ベース５にそれぞれ設けられた４個
の上型との協働により，ワークを鍛造して傘歯車を成形
する。 【００１３】プレス装置３には，第１〜第４加工ユニッ
トＵ1 〜Ｕ4 間でワークを順次搬送すべくトランスファ
ー装置６が設けられる。トランスファー装置６は１サイ
クルの搬送動作で５個のワークを前記一定のピッチで同
時に搬送するもので，新たなワークがプレス装置３の第
１加工ユニットＵ1 に搬入されると，それまで第１加工
ユニットＵ1 にあったワークが第２加工ユニットＵ2 に
移載され，それまで第２加工ユニットＵ2 にあったワー
クが第３加工ユニットＵ3 に移載され，それまで第３加
工ユニットＵ3 にあったワークが第４加工ユニットＵ4
に移載され，それまで第４加工ユニットＵ4 にあったワ
ークがプレス装置３から次の焼準工程に向けて搬出され
る。 【００１４】第１加工ユニットＵ1 により行われる第１
工程（圧潰工程）では，図２に示す概略円柱状のワーク
Ｗが，図３に示す偏平な形状に圧潰される。このとき，
下型によってワークＷの下面に位置決め用の環状段部ａ
が形成される。 【００１５】第２加工ユニットＵ2 により行われる第２
工程（荒仕上げ工程）では，図３に示す偏平な形状のワ
ークＷが，図４に示す傘歯車の外形に荒仕上げされる。
このとき，下型によってワークＷの下面に位置決め用の
環状凹部ｂが形成される。 【００１６】第３加工ユニットＵ3 により行われる第３
工程（歯形成形工程）では，図４に示す傘歯車の外形に
荒仕上げされたワークＷの外周部に，図５に示す如く歯
形Ｗ1 が成形される。図４に示すように，上型の歯形成
形部７の半径方向内側には，環状に形成された第１の肉
逃げ用凹部８および円形に形成された第２の肉逃げ用凹
部９が設けられており，ワークＷに歯形Ｗ1 を成形する
際に押し出された材料を逃がして成形荷重の低減を図っ
ている。第１の肉逃げ用凹部８および第２の肉逃げ用凹
部９の間には，円周方向に１２０°間隔で配置された３
個の食い付き用凸部１０…が設けられており，加工時に
上型とワークＷとを一体化してワークＷの回転を防止し
ている。 【００１７】そして最後の第４加工ユニットＵ4 により
行われる第４工程（ピアシング工程）では，図５に示す
歯形Ｗ1 が成形されたワークＷの中央部に，図６に示す
如く開口部Ｗ2 がピアシングされる。 【００１８】次に，図７に基づいて第３加工ユニットＵ
3 の構造を説明する。 【００１９】固定ベース４の上面に下型ホルダー１１を
介して下型１２が固定される。下型１２にはベッドノッ
クアウト１３が上下摺動自在かつ相対回転不能に支持さ
れており，このベッドノックアウト１３はスプリング１
４で下向きに付勢されるとともに，図示せぬ駆動源に接
続されたノックアウトピン１５により上方に駆動され
る。ベッドノックアウト１３が作動していないとき，ベ
ッドノックアウト１３の上面は下型１２の上面と面一に
なって下型１２の一部を構成する。 【００２０】図示せぬ駆動源に接続されて昇降駆動され
る昇降ベース５の下面には，第１プレート１６，第２プ
レート１７および上型１８が上下方向に重ね合わされた
状態で上型ホルダー１９により支持される。上型１８
は，第２プレート１７との間に配置したボールベアリン
グ２０と，上型ホルダー１９との間に配置したボールベ
アリング２１とにより，第２プレート１７および上型ホ
ルダー１９に対して上下方向の軸線回りに回転可能に支
持される。 【００２１】第２プレート１７にはスライドノックアウ
ト２２が上下摺動自在かつ相対回転不能に支持されてお
り，このスライドノックアウト２２はスプリング２３で
上向きに付勢されるとともに，第１プレート１６を貫通
して駆動源に接続された図示せぬノックアウトピン２４
により下方に駆動される。スライドノックアウト２２の
下半部は，上型１８の中央部にヘリカルスプライン２５
を介して噛合する。スライドノックアウト２２が作動し
ていないとき，スライドノックアウト２２の下面は上型
１８の下面と面一になって上型１８の一部を構成する。 【００２２】次に，上記構造を備えた第３加工ユニット
Ｕ3 において行われる第３工程の作用を，図７〜図１０
を参照しながら説明する。 【００２３】図７は成形前の状態を示すもので，下型１
２上に傘歯車の外形に荒仕上げされたワークＷが載置さ
れており，上型１８はその上方に離間している。この状
態から，図８に示すように昇降ベース５が固定ベース４
に対して下降すると，昇降ベース５と一体に下降する上
型１８およびスライドノックアウト２２と，固定べース
４に支持された下型１２およびベッドノックアウト１３
のとの間にワークＷが挟圧される。その結果，上型１８
に設けた歯形成形部７によりワークＷに歯形Ｗ1 （図５
参照）が成形される。 【００２４】この第３工程はワークＷの中央部に開口部
Ｗ2 （図６参照）をピアシングする前に行われるために
歯形Ｗ1 の成形荷重が大きくなるが，上型１８に設けた
第１の肉逃げ用凹部８およびスライドノックアウト２２
に設けた第２の肉逃げ用凹部９により前記歯形Ｗ1 の成
形荷重を低減することができる（図４参照）。 【００２５】図９は上型１８をワークＷから離型する工
程を示すもので，昇降ベース５が第２プレート１７およ
び上型１８と共に上昇する。このときノックアウトピン
２４は元の位置に保持されるために，そのノックアウト
ピン２４は上昇する昇降ベース５に対して相対的に下降
し，スライドノックアウト２２を第２プレート１７およ
び上型１８に対して下向きに押し出すように駆動する。
その結果，スライドノックアウト２２はワークＷの上面
に当接した状態に保持され，上型１８はワークＷを下型
１２上に残して上方に離型する。 【００２６】上型１８がスライドノックアウト２２に対
して上向きに相対移動するとき，回転不能なスライドノ
ックアウト２２にヘリカルスプライン２５を介して噛合
し，かつボールベアリング２０，２１により回転自在に
支持された上型１８は，ワークＷに対して回転しながら
上昇する。その結果，アンダーカット部を有するワーク
Ｗの歯形Ｗ1 から上型１８の歯形成形部７を離脱させる
ことができる。 【００２７】図１０はワークＷを下型１２から離型する
工程を示すもので，ノックアウトピン１５を固定ベース
４に対して上昇させるとベッドノックアウト１３が下型
１２に対して相対的に上昇するため，このベッドノック
アウト１３でワークＷを下型１２から離型することがで
きる。 【００２８】図１から明らかなように，プレス装置３は
第１〜第４加工ユニットＵ1 〜Ｕ4を共通の昇降ベース
５の昇降により駆動するものであるため，その昇降ベー
ス５の中心線ＣＬの両側の荷重がバランスしていない
と，偏荷重によりプレス装置３の加工精度，加工効率，
耐久性等に悪影響が及ぶ可能性がある。プレス装置３の
第１〜第４加工ユニットＵ1 〜Ｕ4 のうち，ワークＷの
外周部に歯形Ｗ1 を成形する第３加工ユニットＵ3 は加
工時に最も大きな荷重を受けるもので，従来のプレス装
置３のように第３加工ユニットＵ3 を中心線ＣＬから遠
く離れた位置（即ち，本実施例のプレス装置３の第４加
工ユニットＵ4 の位置）に設けたとすると，その第３加
工ユニットＵ3 の大きな荷重により前記中心線ＣＬ回り
に大きなモーメントが発生し，プレス装置３に好ましく
ない偏荷重が作用してしまう。 【００２９】しかしながら，本実施例によれば，ワーク
Ｗに歯形Ｗ1 を成形する第３加工ユニットＵ3 をワーク
Ｗに開口部Ｗ2 を形成する第４加工ユニットＵ4 の上流
側に配置したことにより，荷重の大きい第３加工ユニッ
トＵ3 を前記中心線ＣＬに接近させて偏荷重の発生を最
小限に抑えることができ，偏荷重により発生する加工精
度の低下，加工効率の低下，耐久性の低下等を確実に回
避することが可能となる。 【００３０】尚，前記偏荷重の発生を抑えるには，第１
のプレス装置で「圧潰工程」，「荒仕上げ工程」および
「ピアシング工程」の３工程を行い，これとは別個の第
２のプレス装置で「歯形成形工程」を行うことが考えら
れるが，このようにすると設備費が増大するだけでな
く，製品を１プレスで成形することができなくなって生
産性が低下する問題がある。しかも「歯形成形工程」を
行う前にワークＷの温度が低下する可能性があるため，
成形荷重が増加したり，酸化スケールが生じて歯形に打
ち込み傷が発生したりする懸念もある。 【００３１】次に，図１２に基づいて第２加工ユニット
Ｕ3 の第２実施例を説明する。尚，第２実施例におい
て，第１実施例の構成要素に対応する構成要素には，第
１実施例と同じ符号が付してある。 【００３２】図７〜図１０に示す第１実施例では，上型
１８がボールベアリング２０，２１を介して回転自在に
支持されているが，図１２に示す第２実施例では上型１
８が第１プレート１６および第２プレート１７と共に昇
降ベース５に固定される。上型１８に対して上下摺動自
在に支持されたスライドノックアウト２２は，その上端
部が第２プレート１７の内周面にヘリカルスプライン２
５を介して係合している。 【００３３】図１２は上型１８および下型１２間にワー
クＷを挟圧して歯形Ｗ1 を成形した状態を示しており，
この状態からスライドノックアウト２２でワークＷの上
面を抑えたまま，昇降ベース５が第１プレート１６，第
２プレート１７および上型１８と共に上昇する。その際
に第２プレート１７に対して相対的に下方に移動するス
ライドノックアウト２２がヘリカルスプライン２５の作
用で回転し，このスライドノックアウト２２の下面に係
合するワークＷも一体に回転する。その結果，上型１８
がワークＷに対して上方に移動する際に，アンダーカッ
ト部を有するワークＷの歯形Ｗ1 から上型１８の歯形成
形部７を離脱させることができる。 【００３４】以上，本発明の実施例を詳述したが，本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。 【００３５】例えば，実施例では傘歯車としてハイポイ
ドギヤを例示したが，本発明の傘歯車はハイポイドギヤ
に限定されず，はす歯のベベルギヤや直歯のベベルギヤ
に対しても適用することができる。 【００３６】 【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば，全工程のうちで最も大きな荷重を受ける工程
であるワークに歯形を形成する工程が，最終の第４加工
ユニットではなく，その手前の第３加工ユニットで行わ
れるので，その第３加工ユニットをプレス装置の中心線
に近付けて配置して偏荷重の発生を最小限に抑えること
ができる。その結果，前記偏荷重に起因するプレス装置
の加工精度の低下，加工効率の低下，耐久性の低下を回
避することが可能となる。 【００３７】また第４加工ユニットでワークの中央に孔
明けを行う前に第３加工ユニットでワークに歯形を形成
すると，その歯形の成形荷重が増加してしまい，特にア
ンダーカットを有する傘歯車の場合には前記成形荷重の
増加が著しくなる。しかしながら，上型の歯形成形部の
内側に肉逃げ用凹部を設けることにより，材料の一部を
前記肉逃げ用凹部に逃がして成形荷重を軽減することが
できる。しかもその歯形の加工時に食い付き用突部によ
り上型とワークとを一体化してワークの回転を防止する
ことができる。
によって同時に駆動される第１〜第４加工ユニットをト
ランスファー装置の搬送方向に沿って所定間隔で直列に
配置し，前記トランスファー装置によりワークを第１加
工ユニットから第２加工ユニットおよび第３加工ユニッ
トを経て第４加工ユニットへと順次搬送しながら傘歯車
を鍛造により成形する傘歯車の成形装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】傘歯車を鍛造により成形する技術は，特
開平４−２１０８４１号公報，特開平７−２３６９３７
号公報，特開平９−８５３８５号公報により公知であ
る。このように傘歯車を鍛造で成形することにより，切
削加工による成形に比べて加工コストを大幅に削減する
ことができる。 【０００３】一般に傘歯車を鍛造するプレス装置は，そ
れぞれ圧潰工程，荒仕上げ工程，ピアシング工程，歯形
成形工程を行う第１〜第４加工ユニットを直列に備えて
おり，トランスファー装置でワークを第１加工ユニット
から第４加工ユニットへと順次搬送しながら成形を行う
ようになっている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで，従来のプレ
ス装置は，ピアシング工程でワークの中心に開口部を形
成した後に歯形成形工程で前記開口部の周縁に歯形を形
成することにより，歯形成形工程の荷重を軽減するよう
になっているが，それでもなお歯形成形工程の荷重は残
りの圧潰工程，荒仕上げ工程，ピアシング工程の荷重に
比べて遙に大きいものである。そして，最終工程である
歯形成形工程を行う第４加工ユニットがプレス装置の中
心線から大きく外れた位置に設けられていると，プレス
装置に大きな偏荷重が作用してしまい，加工精度の低
下，加工効率の低下，耐久性の低下等の不具合が発生す
る可能性がある。またピアシング工程に続いて歯形成形
工程を行うと，ピアシング工程で形成された開口部に歯
形成形工程の荷重で肉が押し出されて大きなバリが発生
し，加工取代が増加してしまう問題がある。これを回避
するために歯形成形工程の金型を閉じてバリの発生を防
止すると，成形荷重が増加してピアシング工程を先に行
ったメリットが生かせなくなる。 【０００５】本発明は，前述の事情に鑑みてなされたも
ので，４工程の鍛造により傘歯車を成形する際にプレス
装置に作用する偏荷重を最小限に抑えることを目的とす
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，請求項１に記載された発明は，概略円柱状のワーク
から傘歯車を鍛造により成形するための，傘歯車の成形
装置において，前記概略円柱状のワークを鍛造前に加熱
する加熱機と，その加熱されたワークを鍛造すべく共通
の駆動源により同時に駆動される第１〜第４加工ユニッ
トを所定間隔で備える共通のプレス装置と，前記加熱さ
れたワークを第１加工ユニットから第２加工ユニットお
よび第３加工ユニットを経て第４加工ユニットへと順次
搬送するトランスファー装置とを含み，前記共通のプレ
ス装置は，前記第１加工ユニットにおいては前記加熱さ
れた概略円柱状のワークを偏平に圧潰し，前記第２加工
ユニットにおいては前記第１加工ユニットで偏平に圧潰
されたワークを傘歯車の外形に荒仕上げし，前記第３加
工ユニットにおいては前記第２加工ユニットで荒仕上げ
されたワークに歯形を形成し，前記第４加工ユニットに
おいては前記第３加工ユニットで歯形を形成されたワー
クの中央に孔明けを行い，前記第３加工ユニットにおい
て使用される上型の歯形成形部の半径方向内側には，ワ
ークに歯形を成形する際に押し出された材料を逃がして
成形荷重の低減を図るための肉逃げ用凹部と，加工時に
該上型とワークとを一体化してワークの回転を防止する
食い付き用突部とが設けられることを特徴とする。 【０００７】上記構成によれば，全工程のうちで最も大
きな荷重を受けるワークに歯形を形成する工程が，最終
の第４加工ユニットではなく，その手前の第３加工ユニ
ットで行われるので，その第３加工ユニットをプレス装
置の中心線に近付けて配置して偏荷重の発生を最小限に
抑えることができる。その結果，前記偏荷重に起因する
プレス装置の加工精度の低下，加工効率の低下，耐久性
の低下を回避することが可能となる。 【０００８】また第４加工ユニットでワークの中央に孔
明けを行う前に第３加工ユニットでワークに歯形を形成
すると，その歯形の成形荷重が増加してしまい，特にア
ンダーカットを有する傘歯車の場合には前記成形荷重の
増加が著しくなる。しかしながら，上型の歯形成形部の
内側に肉逃げ用凹部を設けることにより，材料の一部を
前記肉逃げ用凹部に逃がして成形荷重を軽減することが
できる。しかもその歯形の加工時に食い付き用突部によ
り上型とワークとを一体化してワークの回転を防止する
ことができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態を，添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 【００１０】図１〜図１１は本発明の一実施例を示すも
ので，図１は傘歯車の成形装置の全体構成を示す図，図
２は第１工程前のワークを示す図，図３は第１工程後の
ワークを示す図，図４は第２工程後のワークを示す図，
図５は第３工程後のワークを示す図，図６は第４工程後
のワークを示す図，図７は図１の７−７線拡大断面図，
図８〜図１０は前記図７に対応する作用説明図，図１１
はハイポイドギヤの構造を示す図である。 【００１１】図１１は本発明の成形方法により成形され
る傘歯車の１種であるハイポイドギヤの構造を示すもの
で，入力軸０１に固定された入力ギヤ０２と出力軸０３
に固定された出力ギヤ０４とが相互に噛合し，入力軸０
１の回転を出力軸０３に伝達する。入力軸０１および出
力軸０３は同一平面上になく，相互に捩じれの位置に配
置されている。また各ギヤ０２，０４の歯は，各軸０
１，０３と平行な平面に対して傾斜しているためにアン
ダーカット部を有しており，例えば図示したように出力
軸０３の方向に出力ギヤ０４の歯を見たとき，その一方
の歯面は見えるが他方の歯面は陰になって見ることがで
きない。 【００１２】図１は傘歯車の成形装置の全体構成を示す
ものである。直径が５５ｍｍの棒状の素材を切断機１で
長さ１３２ｍｍの円柱状に切断してなるワークは加熱機
２に送られ，そこで高周波により６秒間加熱されて１１
８０℃に温度上昇した後に，１６００トンのプレス装置
３に供給される。プレス装置３は上流側から下流側に向
けて直列に配置された第１加工ユニットＵ1 ，第２加工
ユニットＵ2 ，第３加工ユニットＵ3 および第４加工ユ
ニットＵ4 を一定のピッチで備えており，第１〜第４加
工ユニットＵ1 〜Ｕ4 は共通の固定ベース４にそれぞれ
設けられた４個の下型と，図示せぬ駆動源により昇降駆
動される共通の昇降ベース５にそれぞれ設けられた４個
の上型との協働により，ワークを鍛造して傘歯車を成形
する。 【００１３】プレス装置３には，第１〜第４加工ユニッ
トＵ1 〜Ｕ4 間でワークを順次搬送すべくトランスファ
ー装置６が設けられる。トランスファー装置６は１サイ
クルの搬送動作で５個のワークを前記一定のピッチで同
時に搬送するもので，新たなワークがプレス装置３の第
１加工ユニットＵ1 に搬入されると，それまで第１加工
ユニットＵ1 にあったワークが第２加工ユニットＵ2 に
移載され，それまで第２加工ユニットＵ2 にあったワー
クが第３加工ユニットＵ3 に移載され，それまで第３加
工ユニットＵ3 にあったワークが第４加工ユニットＵ4
に移載され，それまで第４加工ユニットＵ4 にあったワ
ークがプレス装置３から次の焼準工程に向けて搬出され
る。 【００１４】第１加工ユニットＵ1 により行われる第１
工程（圧潰工程）では，図２に示す概略円柱状のワーク
Ｗが，図３に示す偏平な形状に圧潰される。このとき，
下型によってワークＷの下面に位置決め用の環状段部ａ
が形成される。 【００１５】第２加工ユニットＵ2 により行われる第２
工程（荒仕上げ工程）では，図３に示す偏平な形状のワ
ークＷが，図４に示す傘歯車の外形に荒仕上げされる。
このとき，下型によってワークＷの下面に位置決め用の
環状凹部ｂが形成される。 【００１６】第３加工ユニットＵ3 により行われる第３
工程（歯形成形工程）では，図４に示す傘歯車の外形に
荒仕上げされたワークＷの外周部に，図５に示す如く歯
形Ｗ1 が成形される。図４に示すように，上型の歯形成
形部７の半径方向内側には，環状に形成された第１の肉
逃げ用凹部８および円形に形成された第２の肉逃げ用凹
部９が設けられており，ワークＷに歯形Ｗ1 を成形する
際に押し出された材料を逃がして成形荷重の低減を図っ
ている。第１の肉逃げ用凹部８および第２の肉逃げ用凹
部９の間には，円周方向に１２０°間隔で配置された３
個の食い付き用凸部１０…が設けられており，加工時に
上型とワークＷとを一体化してワークＷの回転を防止し
ている。 【００１７】そして最後の第４加工ユニットＵ4 により
行われる第４工程（ピアシング工程）では，図５に示す
歯形Ｗ1 が成形されたワークＷの中央部に，図６に示す
如く開口部Ｗ2 がピアシングされる。 【００１８】次に，図７に基づいて第３加工ユニットＵ
3 の構造を説明する。 【００１９】固定ベース４の上面に下型ホルダー１１を
介して下型１２が固定される。下型１２にはベッドノッ
クアウト１３が上下摺動自在かつ相対回転不能に支持さ
れており，このベッドノックアウト１３はスプリング１
４で下向きに付勢されるとともに，図示せぬ駆動源に接
続されたノックアウトピン１５により上方に駆動され
る。ベッドノックアウト１３が作動していないとき，ベ
ッドノックアウト１３の上面は下型１２の上面と面一に
なって下型１２の一部を構成する。 【００２０】図示せぬ駆動源に接続されて昇降駆動され
る昇降ベース５の下面には，第１プレート１６，第２プ
レート１７および上型１８が上下方向に重ね合わされた
状態で上型ホルダー１９により支持される。上型１８
は，第２プレート１７との間に配置したボールベアリン
グ２０と，上型ホルダー１９との間に配置したボールベ
アリング２１とにより，第２プレート１７および上型ホ
ルダー１９に対して上下方向の軸線回りに回転可能に支
持される。 【００２１】第２プレート１７にはスライドノックアウ
ト２２が上下摺動自在かつ相対回転不能に支持されてお
り，このスライドノックアウト２２はスプリング２３で
上向きに付勢されるとともに，第１プレート１６を貫通
して駆動源に接続された図示せぬノックアウトピン２４
により下方に駆動される。スライドノックアウト２２の
下半部は，上型１８の中央部にヘリカルスプライン２５
を介して噛合する。スライドノックアウト２２が作動し
ていないとき，スライドノックアウト２２の下面は上型
１８の下面と面一になって上型１８の一部を構成する。 【００２２】次に，上記構造を備えた第３加工ユニット
Ｕ3 において行われる第３工程の作用を，図７〜図１０
を参照しながら説明する。 【００２３】図７は成形前の状態を示すもので，下型１
２上に傘歯車の外形に荒仕上げされたワークＷが載置さ
れており，上型１８はその上方に離間している。この状
態から，図８に示すように昇降ベース５が固定ベース４
に対して下降すると，昇降ベース５と一体に下降する上
型１８およびスライドノックアウト２２と，固定べース
４に支持された下型１２およびベッドノックアウト１３
のとの間にワークＷが挟圧される。その結果，上型１８
に設けた歯形成形部７によりワークＷに歯形Ｗ1 （図５
参照）が成形される。 【００２４】この第３工程はワークＷの中央部に開口部
Ｗ2 （図６参照）をピアシングする前に行われるために
歯形Ｗ1 の成形荷重が大きくなるが，上型１８に設けた
第１の肉逃げ用凹部８およびスライドノックアウト２２
に設けた第２の肉逃げ用凹部９により前記歯形Ｗ1 の成
形荷重を低減することができる（図４参照）。 【００２５】図９は上型１８をワークＷから離型する工
程を示すもので，昇降ベース５が第２プレート１７およ
び上型１８と共に上昇する。このときノックアウトピン
２４は元の位置に保持されるために，そのノックアウト
ピン２４は上昇する昇降ベース５に対して相対的に下降
し，スライドノックアウト２２を第２プレート１７およ
び上型１８に対して下向きに押し出すように駆動する。
その結果，スライドノックアウト２２はワークＷの上面
に当接した状態に保持され，上型１８はワークＷを下型
１２上に残して上方に離型する。 【００２６】上型１８がスライドノックアウト２２に対
して上向きに相対移動するとき，回転不能なスライドノ
ックアウト２２にヘリカルスプライン２５を介して噛合
し，かつボールベアリング２０，２１により回転自在に
支持された上型１８は，ワークＷに対して回転しながら
上昇する。その結果，アンダーカット部を有するワーク
Ｗの歯形Ｗ1 から上型１８の歯形成形部７を離脱させる
ことができる。 【００２７】図１０はワークＷを下型１２から離型する
工程を示すもので，ノックアウトピン１５を固定ベース
４に対して上昇させるとベッドノックアウト１３が下型
１２に対して相対的に上昇するため，このベッドノック
アウト１３でワークＷを下型１２から離型することがで
きる。 【００２８】図１から明らかなように，プレス装置３は
第１〜第４加工ユニットＵ1 〜Ｕ4を共通の昇降ベース
５の昇降により駆動するものであるため，その昇降ベー
ス５の中心線ＣＬの両側の荷重がバランスしていない
と，偏荷重によりプレス装置３の加工精度，加工効率，
耐久性等に悪影響が及ぶ可能性がある。プレス装置３の
第１〜第４加工ユニットＵ1 〜Ｕ4 のうち，ワークＷの
外周部に歯形Ｗ1 を成形する第３加工ユニットＵ3 は加
工時に最も大きな荷重を受けるもので，従来のプレス装
置３のように第３加工ユニットＵ3 を中心線ＣＬから遠
く離れた位置（即ち，本実施例のプレス装置３の第４加
工ユニットＵ4 の位置）に設けたとすると，その第３加
工ユニットＵ3 の大きな荷重により前記中心線ＣＬ回り
に大きなモーメントが発生し，プレス装置３に好ましく
ない偏荷重が作用してしまう。 【００２９】しかしながら，本実施例によれば，ワーク
Ｗに歯形Ｗ1 を成形する第３加工ユニットＵ3 をワーク
Ｗに開口部Ｗ2 を形成する第４加工ユニットＵ4 の上流
側に配置したことにより，荷重の大きい第３加工ユニッ
トＵ3 を前記中心線ＣＬに接近させて偏荷重の発生を最
小限に抑えることができ，偏荷重により発生する加工精
度の低下，加工効率の低下，耐久性の低下等を確実に回
避することが可能となる。 【００３０】尚，前記偏荷重の発生を抑えるには，第１
のプレス装置で「圧潰工程」，「荒仕上げ工程」および
「ピアシング工程」の３工程を行い，これとは別個の第
２のプレス装置で「歯形成形工程」を行うことが考えら
れるが，このようにすると設備費が増大するだけでな
く，製品を１プレスで成形することができなくなって生
産性が低下する問題がある。しかも「歯形成形工程」を
行う前にワークＷの温度が低下する可能性があるため，
成形荷重が増加したり，酸化スケールが生じて歯形に打
ち込み傷が発生したりする懸念もある。 【００３１】次に，図１２に基づいて第２加工ユニット
Ｕ3 の第２実施例を説明する。尚，第２実施例におい
て，第１実施例の構成要素に対応する構成要素には，第
１実施例と同じ符号が付してある。 【００３２】図７〜図１０に示す第１実施例では，上型
１８がボールベアリング２０，２１を介して回転自在に
支持されているが，図１２に示す第２実施例では上型１
８が第１プレート１６および第２プレート１７と共に昇
降ベース５に固定される。上型１８に対して上下摺動自
在に支持されたスライドノックアウト２２は，その上端
部が第２プレート１７の内周面にヘリカルスプライン２
５を介して係合している。 【００３３】図１２は上型１８および下型１２間にワー
クＷを挟圧して歯形Ｗ1 を成形した状態を示しており，
この状態からスライドノックアウト２２でワークＷの上
面を抑えたまま，昇降ベース５が第１プレート１６，第
２プレート１７および上型１８と共に上昇する。その際
に第２プレート１７に対して相対的に下方に移動するス
ライドノックアウト２２がヘリカルスプライン２５の作
用で回転し，このスライドノックアウト２２の下面に係
合するワークＷも一体に回転する。その結果，上型１８
がワークＷに対して上方に移動する際に，アンダーカッ
ト部を有するワークＷの歯形Ｗ1 から上型１８の歯形成
形部７を離脱させることができる。 【００３４】以上，本発明の実施例を詳述したが，本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。 【００３５】例えば，実施例では傘歯車としてハイポイ
ドギヤを例示したが，本発明の傘歯車はハイポイドギヤ
に限定されず，はす歯のベベルギヤや直歯のベベルギヤ
に対しても適用することができる。 【００３６】 【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば，全工程のうちで最も大きな荷重を受ける工程
であるワークに歯形を形成する工程が，最終の第４加工
ユニットではなく，その手前の第３加工ユニットで行わ
れるので，その第３加工ユニットをプレス装置の中心線
に近付けて配置して偏荷重の発生を最小限に抑えること
ができる。その結果，前記偏荷重に起因するプレス装置
の加工精度の低下，加工効率の低下，耐久性の低下を回
避することが可能となる。 【００３７】また第４加工ユニットでワークの中央に孔
明けを行う前に第３加工ユニットでワークに歯形を形成
すると，その歯形の成形荷重が増加してしまい，特にア
ンダーカットを有する傘歯車の場合には前記成形荷重の
増加が著しくなる。しかしながら，上型の歯形成形部の
内側に肉逃げ用凹部を設けることにより，材料の一部を
前記肉逃げ用凹部に逃がして成形荷重を軽減することが
できる。しかもその歯形の加工時に食い付き用突部によ
り上型とワークとを一体化してワークの回転を防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】傘歯車の成形装置の全体構成を示す図
【図２】第１工程前のワークを示す図
【図３】第１工程後のワークを示す図
【図４】第２工程後のワークを示す図
【図５】第３工程後のワークを示す図
【図６】第４工程後のワークを示す図
【図７】図１の７−７線拡大断面図
【図８】前記図７に対応する作用説明図
【図９】前記図７に対応する作用説明図
【図１０】前記図７に対応する作用説明図
【図１１】ハイポイドギヤの構造を示す図
【図１２】本発明の第２実施例に係る，前記図７に対応
する図 【符号の説明】２ 加熱機 ３ プレス装置 ６ トランスファー装置 ７ 歯形成形部 ８ 肉逃げ用凹部 ９ 肉逃げ用凹部１０ 食い付き用突部 １８ 上型 Ｕ1 第１加工ユニット Ｕ2 第２加工ユニット Ｕ3 第３加工ユニット Ｕ4 第４加工ユニット Ｗ ワーク
する図 【符号の説明】２ 加熱機 ３ プレス装置 ６ トランスファー装置 ７ 歯形成形部 ８ 肉逃げ用凹部 ９ 肉逃げ用凹部１０ 食い付き用突部 １８ 上型 Ｕ1 第１加工ユニット Ｕ2 第２加工ユニット Ｕ3 第３加工ユニット Ｕ4 第４加工ユニット Ｗ ワーク
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フロントページの続き
(72)発明者 杉田 浩
埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホ
ンダエンジニアリング株式会社内
(72)発明者 岡田 誠司
埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホ
ンダエンジニアリング株式会社内
(72)発明者 浅田 孝
埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホ
ンダエンジニアリング株式会社内
(56)参考文献 特開 平９−164447（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−210841（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−71747（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−144244（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−245578（ＪＰ，Ａ)
(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 (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 概略円柱状のワーク（Ｗ）から傘歯車を
鍛造により成形するための，傘歯車の成形装置におい
て， 前記概略円柱状のワーク（Ｗ）を鍛造前に加熱する加熱
機（２）と，その加熱されたワーク（Ｗ）を鍛造すべく
共通の駆動源により 同時に駆動される第１〜第４加工ユ
ニット（Ｕ1 〜Ｕ4 ）を所定間隔で備える共通のプレス
装置（３）と，前記加熱されたワーク（Ｗ）を第１加工
ユニット（Ｕ1 ）から第２加工ユニット（Ｕ2 ）および
第３加工ユニット（Ｕ3 ）を経て第４加工ユニット（Ｕ
4 ）へと順次搬送するトランスファー装置（６）とを含
み， 前記共通のプレス装置（３）は， 前記第１加工ユニット
（Ｕ1 ）においては前記加熱された概略円柱状のワーク
（Ｗ）を偏平に圧潰し，前記第２加工ユニット（Ｕ2 ）
においては前記第１加工ユニット（Ｕ 1 ）で偏平に圧潰
されたワーク（Ｗ）を傘歯車の外形に荒仕上げし，前記
第３加工ユニット（Ｕ3 ）においては前記第２加工ユニ
ット（Ｕ 2 ）で荒仕上げされたワーク（Ｗ）に歯形（Ｗ
1 ）を形成し，前記第４加工ユニット（Ｕ4 ）において
は前記第３加工ユニット（Ｕ 3 ）で歯形（Ｗ 1 ）を形成
されたワーク（Ｗ）の中央に孔明けを行い， 前記第３加工ユニット（Ｕ 3 ）において使用される上型
（１８）の歯形成形部（７）の半径方向内側には，ワー
ク（Ｗ）に歯形（Ｗ 1 ）を成形する際に押し出された材
料を逃がして成形荷重の低減を図るための肉逃げ用凹部
（８，９）と，加工時に該上型（１８）とワーク（Ｗ）
とを一体化してワーク（Ｗ）の回転を防止する食い付き
用突部（１０）とが設けられる ことを特徴とする，傘歯
車の成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35999797A JP3406212B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 傘歯車の成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35999797A JP3406212B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 傘歯車の成形装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11188449A JPH11188449A (ja) | 1999-07-13 |
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ID=18467367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35999797A Expired - Fee Related JP3406212B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 傘歯車の成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3406212B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021115592A (ja) * | 2020-01-24 | 2021-08-10 | 愛知製鋼株式会社 | 鍛造装置 |
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-
1997
- 1997-12-26 JP JP35999797A patent/JP3406212B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP7356027B2 (ja) | 2020-01-24 | 2023-10-04 | 愛知製鋼株式会社 | 鍛造装置 |
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