JP3509019B2 - 底付き内歯車の製造方法、底付き内歯車、および底付き内歯車の鍛造金型 - Google Patents
底付き内歯車の製造方法、底付き内歯車、および底付き内歯車の鍛造金型Info
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- JP3509019B2 JP3509019B2 JP2001234589A JP2001234589A JP3509019B2 JP 3509019 B2 JP3509019 B2 JP 3509019B2 JP 2001234589 A JP2001234589 A JP 2001234589A JP 2001234589 A JP2001234589 A JP 2001234589A JP 3509019 B2 JP3509019 B2 JP 3509019B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、底付き内歯車の製
造方法と、底付き内歯車と、底付き内歯車の鍛造金型に
関する。
造方法と、底付き内歯車と、底付き内歯車の鍛造金型に
関する。
【従来の技術】従来の遊星歯車装置等においては、図９
（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、外歯車８０の外歯８１
にクラウニングを施し、内歯車９０の内歯９１にはクラ
ウニングを施していない。つまり、内歯車９０では、図
９（Ａ）に示すように、内歯９１の歯面９２及び歯先面
９３が歯スジ方向に直線状に延在されたままである。
（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、外歯車８０の外歯８１
にクラウニングを施し、内歯車９０の内歯９１にはクラ
ウニングを施していない。つまり、内歯車９０では、図
９（Ａ）に示すように、内歯９１の歯面９２及び歯先面
９３が歯スジ方向に直線状に延在されたままである。
【０００２】また、外歯車８０では、図９（Ｂ）に示す
ように、外歯８１の歯面８２は歯スジ方向の中央部が両
端部より歯厚方向に突出し、歯先面８３は歯スジ方向に
直線状に延在されたままである。こうして外歯車８０の
外歯８１にクラウニングを施し、内歯車９０の内歯９１
にクラウニングを施さないのは、まずかかるクラウニン
グが一般にホブ切り等により形成した歯部にシェービン
グ加工を施すことにより形成されるものであり、内歯車
９０の場合には、他の内歯がシェービングカッタ等と干
渉しやすいため、その歯面９２にシェービング加工を施
すことが困難だからである。また、図１０に示すよう
に、外歯車８４における外歯８５の歯面８６も歯スジ方
向に直線状に延在されているならば、歯面８６の両端部
８６ａ、８６ｂに応力が集中しやすいため、偏摩耗が発
生し、歯車装置の寿命の低下を生じるからである。
ように、外歯８１の歯面８２は歯スジ方向の中央部が両
端部より歯厚方向に突出し、歯先面８３は歯スジ方向に
直線状に延在されたままである。こうして外歯車８０の
外歯８１にクラウニングを施し、内歯車９０の内歯９１
にクラウニングを施さないのは、まずかかるクラウニン
グが一般にホブ切り等により形成した歯部にシェービン
グ加工を施すことにより形成されるものであり、内歯車
９０の場合には、他の内歯がシェービングカッタ等と干
渉しやすいため、その歯面９２にシェービング加工を施
すことが困難だからである。また、図１０に示すよう
に、外歯車８４における外歯８５の歯面８６も歯スジ方
向に直線状に延在されているならば、歯面８６の両端部
８６ａ、８６ｂに応力が集中しやすいため、偏摩耗が発
生し、歯車装置の寿命の低下を生じるからである。
【０００３】また、遊星歯車装置等においては、図１１
に示すように、内歯９４を有する円筒部９５と、この円
筒部９５の一端に内フランジ状に形成された底部９６と
をもつ底付き内歯車９７が採用され得る。かかる底付き
内歯車９７は、従来、図１２に示す歯形マンドレル７０
を用いた図１３に示す鍛造金型で寄せ肉前方押し出し法
により冷間鍛造された後、図１６に示す矯正金型で矯正
されて完成品とされていた。
に示すように、内歯９４を有する円筒部９５と、この円
筒部９５の一端に内フランジ状に形成された底部９６と
をもつ底付き内歯車９７が採用され得る。かかる底付き
内歯車９７は、従来、図１２に示す歯形マンドレル７０
を用いた図１３に示す鍛造金型で寄せ肉前方押し出し法
により冷間鍛造された後、図１６に示す矯正金型で矯正
されて完成品とされていた。
【０００４】ここで、図１３に示す鍛造金型では、鍛造
ダイス７１の内周面に上方から順次大径部７１ａと、こ
の大径部７１ａと連続し、内径の小さくなるテーパ部７
１ｂと、このテーパ部７１ｂと連続する小径部７１ｃと
が形成され、この鍛造ダイス７１内に図１２に示す歯形
マンドレル７０が設けられている。歯形マンドレル７０
の外周面には軸方向に延在する内歯賦形部７０ａが形成
され、円柱状の貫通孔７０ｂで中心がくり抜かれてい
る。また、図１３に示すように、歯形マンドレル７０の
下端面は下パンチ７２の上端面と当接され、歯形マンド
レル７０の上端面は所定の間隔を隔てて上パンチ７３の
下端面と対面されている。
ダイス７１の内周面に上方から順次大径部７１ａと、こ
の大径部７１ａと連続し、内径の小さくなるテーパ部７
１ｂと、このテーパ部７１ｂと連続する小径部７１ｃと
が形成され、この鍛造ダイス７１内に図１２に示す歯形
マンドレル７０が設けられている。歯形マンドレル７０
の外周面には軸方向に延在する内歯賦形部７０ａが形成
され、円柱状の貫通孔７０ｂで中心がくり抜かれてい
る。また、図１３に示すように、歯形マンドレル７０の
下端面は下パンチ７２の上端面と当接され、歯形マンド
レル７０の上端面は所定の間隔を隔てて上パンチ７３の
下端面と対面されている。
【０００５】この鍛造金型により、有底円筒状の粗形材
６０から上記底付き内歯車９７に近似する底付き粗内歯
車を鍛造せんとする場合、まず図１３（Ａ）に示すよう
に、粗形材６０を鍛造ダイス７１の大径部７１ａ内にお
いて歯形マンドレル７０の上端面に載置する。そして、
図１３（Ｂ）に示すように、上パンチ７３を下降させ
る。このとき、粗形材６０には上パンチ７３から下方向
の鍛造圧力が作用し、歯形マンドレル７０及び下パンチ
７２が上方向の背圧を維持して下降する。このため、粗
形材６０の肉が大径部７１ａ側からテーパ部７１ｂを経
て小径部７１ｃに流され、小径部７１ｃと内歯賦形部７
０ａとにより構成される空間内に押し込まれるため、底
付き粗内歯車６１として粗円筒部６２に粗内歯６３が賦
形される。
６０から上記底付き内歯車９７に近似する底付き粗内歯
車を鍛造せんとする場合、まず図１３（Ａ）に示すよう
に、粗形材６０を鍛造ダイス７１の大径部７１ａ内にお
いて歯形マンドレル７０の上端面に載置する。そして、
図１３（Ｂ）に示すように、上パンチ７３を下降させ
る。このとき、粗形材６０には上パンチ７３から下方向
の鍛造圧力が作用し、歯形マンドレル７０及び下パンチ
７２が上方向の背圧を維持して下降する。このため、粗
形材６０の肉が大径部７１ａ側からテーパ部７１ｂを経
て小径部７１ｃに流され、小径部７１ｃと内歯賦形部７
０ａとにより構成される空間内に押し込まれるため、底
付き粗内歯車６１として粗円筒部６２に粗内歯６３が賦
形される。
【０００６】しかし、こうして得られた底付き粗内歯車
６１のＢＢＤ（ｂｅｔｗｅｅｎ ｂａｌ ｄｉａｍｅｔ
ｅｒ）変化率（％）を測定すれば、図１４に示すように
なる。すなわち、上記鍛造金型により鍛造したままの底
付き粗内歯車６１は、図１５に極端に示すように、その
内歯６３の内径が底側位置Ａ、中央位置Ｂ及び開口側位
置Ｃへと順次大きくなってしまっている。かかる変化は
底無しの内歯車では生じず、底付きの内歯車特有のもの
である。この底付き粗内歯車６１のまま外歯車と噛合さ
せるとすれば、例え図９（Ｂ）に示す外歯車８０の外歯
８１の歯面８２にクラウニングを施していたとしても、
上述のように外歯車８０の歯面８２の一端部に応力が集
中して好ましくない。
６１のＢＢＤ（ｂｅｔｗｅｅｎ ｂａｌ ｄｉａｍｅｔ
ｅｒ）変化率（％）を測定すれば、図１４に示すように
なる。すなわち、上記鍛造金型により鍛造したままの底
付き粗内歯車６１は、図１５に極端に示すように、その
内歯６３の内径が底側位置Ａ、中央位置Ｂ及び開口側位
置Ｃへと順次大きくなってしまっている。かかる変化は
底無しの内歯車では生じず、底付きの内歯車特有のもの
である。この底付き粗内歯車６１のまま外歯車と噛合さ
せるとすれば、例え図９（Ｂ）に示す外歯車８０の外歯
８１の歯面８２にクラウニングを施していたとしても、
上述のように外歯車８０の歯面８２の一端部に応力が集
中して好ましくない。
【０００７】このため、図１３の鍛造金型で得られる底
付き粗内歯車６１の外形の一部を切削した後、図１６に
示す矯正金型で矯正する。この矯正金型は、矯正ダイス
７５に上方から下方に内径の小さくなるテーパ面７５ａ
が形成されたものである。この矯正金型により、底付き
粗内歯車６１を矯正して図１１に示す底付き内歯車９７
を成形せんとする場合、まず図１６（Ａ）に示すよう
に、矯正ダイス７５のテーパ面７５ａ内に底付き粗内歯
車６１を上方から挿入し、図１６（Ｂ）に示すように、
底付き粗内歯車６１を下方向の成形圧力で下降させる。
これにより、底付き粗内歯車６１の円筒部６２の下端部
（開口側位置Ｃ）を縮径し、完成品とする。
付き粗内歯車６１の外形の一部を切削した後、図１６に
示す矯正金型で矯正する。この矯正金型は、矯正ダイス
７５に上方から下方に内径の小さくなるテーパ面７５ａ
が形成されたものである。この矯正金型により、底付き
粗内歯車６１を矯正して図１１に示す底付き内歯車９７
を成形せんとする場合、まず図１６（Ａ）に示すよう
に、矯正ダイス７５のテーパ面７５ａ内に底付き粗内歯
車６１を上方から挿入し、図１６（Ｂ）に示すように、
底付き粗内歯車６１を下方向の成形圧力で下降させる。
これにより、底付き粗内歯車６１の円筒部６２の下端部
（開口側位置Ｃ）を縮径し、完成品とする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記シェービ
ング加工は、例えそれが外歯の歯面に施すものであって
も、工程が面倒であり、製造コストの高騰を生じてしま
う。また、上記鍛造金型及び矯正金型により完成品とさ
れる底付き内歯車は、そのＢＢＤ変化率（％）が図１７
に示すものとなっており、その内歯６３の内径が底側位
置Ａ、中央位置Ｂ及び開口側位置Ｃへと円弧を描いてし
まっている。このため、かかる底付き内歯車と噛合する
外歯車における外歯の歯面の両端への応力の集中を確実
に防止すべく、外歯車における外歯の歯面に大きなクラ
ウニングを施さなければならない。このため、面倒なシ
ェービング加工をより時間をかけて行わなければなら
ず、さらなる製造コストの高騰を生じてしまう。
ング加工は、例えそれが外歯の歯面に施すものであって
も、工程が面倒であり、製造コストの高騰を生じてしま
う。また、上記鍛造金型及び矯正金型により完成品とさ
れる底付き内歯車は、そのＢＢＤ変化率（％）が図１７
に示すものとなっており、その内歯６３の内径が底側位
置Ａ、中央位置Ｂ及び開口側位置Ｃへと円弧を描いてし
まっている。このため、かかる底付き内歯車と噛合する
外歯車における外歯の歯面の両端への応力の集中を確実
に防止すべく、外歯車における外歯の歯面に大きなクラ
ウニングを施さなければならない。このため、面倒なシ
ェービング加工をより時間をかけて行わなければなら
ず、さらなる製造コストの高騰を生じてしまう。
【０００９】本発明の第１の課題は、内歯に従来のクラ
ウニングを施したと同様の作用を発揮する新規な内歯車
を提供することにある。本発明の第２の課題は、所望の
内径の内歯をもつ内歯車を提供することにある。
ウニングを施したと同様の作用を発揮する新規な内歯車
を提供することにある。本発明の第２の課題は、所望の
内径の内歯をもつ内歯車を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】（１）請求項１の底付き
内歯車の製造方法は、内周面に軸方向に順次大径部と、
該大径部と連続し、内径の小さくなるテーパ部と、該テ
ーパ部と連続する小径部とをもつ鍛造ダイスと、該鍛造
ダイス内に設けられ、外周面に該軸方向に延在する内歯
賦形部をもち外径収縮率が該軸方向で異なる歯形マンド
レルとを用い、有底円筒状の粗形材の円筒部を該歯形マ
ンドレル側に対向させた状態で該鍛造ダイスの該大径部
に配置し、パンチにより該粗形材の底を該歯形マンドレ
ル側に軸方向に押圧して該粗形材の該円筒部を該鍛造ダ
イスの該大径部より該鍛造ダイスの該小径部と該該歯形
マンドレルの該内歯賦形部との間に寄せ肉前方押し出し
するとともに該鍛造ダイスを軸芯方向に変形させて外径
収縮させ得られる内歯を軸心方向に突出させるようにし
たことを特徴とする。 （２）請求項２の底付き内歯車は、寄せ肉前方押し出し
法による鍛造で製造された、有底円筒状で平滑な外周面
と内周面側に歯スジ方向の中央部が両端部より内方に突
出した内歯とを有することを特徴とする。
内歯車の製造方法は、内周面に軸方向に順次大径部と、
該大径部と連続し、内径の小さくなるテーパ部と、該テ
ーパ部と連続する小径部とをもつ鍛造ダイスと、該鍛造
ダイス内に設けられ、外周面に該軸方向に延在する内歯
賦形部をもち外径収縮率が該軸方向で異なる歯形マンド
レルとを用い、有底円筒状の粗形材の円筒部を該歯形マ
ンドレル側に対向させた状態で該鍛造ダイスの該大径部
に配置し、パンチにより該粗形材の底を該歯形マンドレ
ル側に軸方向に押圧して該粗形材の該円筒部を該鍛造ダ
イスの該大径部より該鍛造ダイスの該小径部と該該歯形
マンドレルの該内歯賦形部との間に寄せ肉前方押し出し
するとともに該鍛造ダイスを軸芯方向に変形させて外径
収縮させ得られる内歯を軸心方向に突出させるようにし
たことを特徴とする。 （２）請求項２の底付き内歯車は、寄せ肉前方押し出し
法による鍛造で製造された、有底円筒状で平滑な外周面
と内周面側に歯スジ方向の中央部が両端部より内方に突
出した内歯とを有することを特徴とする。
【００１１】（３）請求項３の底付き内歯車の鍛造金型
は、内周面に軸方向に順次大径部と、該大径部と連続
し、内径の小さくなるテーパ部と、該テーパ部と連続す
る小径部とをもつ鍛造ダイスと、該鍛造ダイス内に設け
られ、外周面に該軸方向に延在する内歯賦形部をもつ歯
形マンドレルと、該軸方向で対向して設けられ、該小径
部と該内歯賦形部とにより構成される空間内に該大径部
側から有底円筒状の粗形材を押し込む一対のパンチと、
を有し、該粗形材から、内歯を有する円筒部と、該円筒
部の一端に内フランジ状に形成された底部とをもつ底付
き内歯車を寄せ肉前方押し出し法により鍛造する底付き
内歯車の鍛造金型であって、前記歯形マンドレルは外径
収縮率が前記軸方向で異なるものであることを特徴とす
る。 （４）請求項４の底付き内歯車の鍛造金型は、前記歯形
マンドレルは前記軸方向の中央部で外径収縮率が大きい
ことを特徴とする。 （５）請求項５の底付き内歯車の鍛造金型は、前記歯形
マンドレルは前記内歯賦形部の軸芯方向に空洞をもつこ
とを特徴とする。
は、内周面に軸方向に順次大径部と、該大径部と連続
し、内径の小さくなるテーパ部と、該テーパ部と連続す
る小径部とをもつ鍛造ダイスと、該鍛造ダイス内に設け
られ、外周面に該軸方向に延在する内歯賦形部をもつ歯
形マンドレルと、該軸方向で対向して設けられ、該小径
部と該内歯賦形部とにより構成される空間内に該大径部
側から有底円筒状の粗形材を押し込む一対のパンチと、
を有し、該粗形材から、内歯を有する円筒部と、該円筒
部の一端に内フランジ状に形成された底部とをもつ底付
き内歯車を寄せ肉前方押し出し法により鍛造する底付き
内歯車の鍛造金型であって、前記歯形マンドレルは外径
収縮率が前記軸方向で異なるものであることを特徴とす
る。 （４）請求項４の底付き内歯車の鍛造金型は、前記歯形
マンドレルは前記軸方向の中央部で外径収縮率が大きい
ことを特徴とする。 （５）請求項５の底付き内歯車の鍛造金型は、前記歯形
マンドレルは前記内歯賦形部の軸芯方向に空洞をもつこ
とを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明者らは、上記従来の実情に鑑みて鋭意研
究を重ねた結果、底付き内歯車を成形する場合の上記従
来の鍛造金型において、図１２及び図１３に示すよう
に、歯形マンドレル７０が単に円柱状の貫通孔７０ｂを
くり抜いたままとしていることに上記不具合の要因があ
ることを見出し、各請求項の発明を完成した。
究を重ねた結果、底付き内歯車を成形する場合の上記従
来の鍛造金型において、図１２及び図１３に示すよう
に、歯形マンドレル７０が単に円柱状の貫通孔７０ｂを
くり抜いたままとしていることに上記不具合の要因があ
ることを見出し、各請求項の発明を完成した。
【００１３】すなわち、本発明者らは、図１２に示すよ
うに、従来の歯形マンドレル７０の外径をφＤ、内径を
φｄ、鍛造時に外周に半径方向で作用する圧縮応力をＰ
とした場合の外径変化率εを求めた。これを数１に示
す。
うに、従来の歯形マンドレル７０の外径をφＤ、内径を
φｄ、鍛造時に外周に半径方向で作用する圧縮応力をＰ
とした場合の外径変化率εを求めた。これを数１に示
す。
【００１４】
【数１】
【００１５】ここで、Ｅは歯形マンドレルのヤング率、
νは歯形マンドレルのポアソン比である。なお、歯形マ
ンドレルの外径φＤは製品精度で決定される。そして、
ΔＤ＝Ｄ−εとし、内径φｄ（ｍｍ）と外径収縮率ΔＤ
／Ｄ（％）との関係をＰ＝３０（ｋｇ／ｍｍ2 ）、４０
（ｋｇ／ｍｍ2 ）及び５０（ｋｇ／ｍｍ2 ）において求
めたところ、図１８を得た。
νは歯形マンドレルのポアソン比である。なお、歯形マ
ンドレルの外径φＤは製品精度で決定される。そして、
ΔＤ＝Ｄ−εとし、内径φｄ（ｍｍ）と外径収縮率ΔＤ
／Ｄ（％）との関係をＰ＝３０（ｋｇ／ｍｍ2 ）、４０
（ｋｇ／ｍｍ2 ）及び５０（ｋｇ／ｍｍ2 ）において求
めたところ、図１８を得た。
【００１６】図１８より、歯形マンドレルの内径φｄと
外径収縮率ΔＤ／Ｄとが一定の関係を有していることが
わかる。すなわち、請求項４の底付き内歯車の鍛造金型
では、外径収縮率が軸方向で異なる歯形マンドレルを採
用しているため、有底円筒状の粗形材を寄せ肉前方押し
出し法により鍛造する際、歯形マンドレルの軸方向で異
なる外径収縮率に応じて円筒部の内歯が賦形される。こ
うして所望の内歯をもつ底付き内歯車が得られる。
外径収縮率ΔＤ／Ｄとが一定の関係を有していることが
わかる。すなわち、請求項４の底付き内歯車の鍛造金型
では、外径収縮率が軸方向で異なる歯形マンドレルを採
用しているため、有底円筒状の粗形材を寄せ肉前方押し
出し法により鍛造する際、歯形マンドレルの軸方向で異
なる外径収縮率に応じて円筒部の内歯が賦形される。こ
うして所望の内歯をもつ底付き内歯車が得られる。
【００１７】所望により、この底付き内歯車の内歯で
は、歯先面の歯スジ方向の中央部が両端部より内方に突
出され、この突出と同時に歯面の歯スジ方向の中央部も
両端部より内方に突出されるため、結果的に歯面の歯ス
ジ方向の中央部が両端部より歯厚方向に突出した従来の
クラウニングと同様のものとなる。
は、歯先面の歯スジ方向の中央部が両端部より内方に突
出され、この突出と同時に歯面の歯スジ方向の中央部も
両端部より内方に突出されるため、結果的に歯面の歯ス
ジ方向の中央部が両端部より歯厚方向に突出した従来の
クラウニングと同様のものとなる。
【００１８】
【実施例】以下、請求項１〜５の発明を具体化した実施
例を図面を参照しつつ説明する。 （実施例１）実施例１では、請求項３に係る底付き内歯
車の鍛造金型により請求項２に係る底付き内歯車を鍛造
している。
例を図面を参照しつつ説明する。 （実施例１）実施例１では、請求項３に係る底付き内歯
車の鍛造金型により請求項２に係る底付き内歯車を鍛造
している。
【００１９】すなわち、この鍛造金型では、図２に示す
ように、図１に示す歯形マンドレル１を用いている点を
除き、図１３の鍛造金型と同一の構成を採用している。
したがって、同一の構成については同一の符合を付し、
詳説は省略する。歯形マンドレル１は、図１及び図２に
示すように、その外周面に軸方向に延在して歯スジ方向
も軸方向の内歯賦形部１ａが形成され、鼓形状の貫通孔
１ｂで中心がくり抜かれている。
ように、図１に示す歯形マンドレル１を用いている点を
除き、図１３の鍛造金型と同一の構成を採用している。
したがって、同一の構成については同一の符合を付し、
詳説は省略する。歯形マンドレル１は、図１及び図２に
示すように、その外周面に軸方向に延在して歯スジ方向
も軸方向の内歯賦形部１ａが形成され、鼓形状の貫通孔
１ｂで中心がくり抜かれている。
【００２０】かかる鼓形状の貫通孔１ｂは、底付き内歯
車９７の内歯９４（図１１参照）が所望の形状になる軸
方向の内径φｄ（ｘ）を有している。すなわち、この内
径φｄ（ｘ）により、上記数１で外径変化率εを算出
し、この外径変化率εから外径収縮率ΔＤ／Ｄ（％）を
算出している。この鍛造金型により、従来と同様、有底
円筒状の粗形材６０を寄せ肉前方押し出し法により鍛造
する際、歯形マンドレル１の軸方向で異なる外径収縮率
ΔＤ／Ｄ（％）に応じて円筒部３の内歯４が賦形され
る。この底付き粗内歯車２の外形の一部を切削し、内歯
５を有する円筒部６と、この円筒部６の一端に内フラン
ジ状に形成された底部７とをもつ完成品たる底付き内歯
車８となる。
車９７の内歯９４（図１１参照）が所望の形状になる軸
方向の内径φｄ（ｘ）を有している。すなわち、この内
径φｄ（ｘ）により、上記数１で外径変化率εを算出
し、この外径変化率εから外径収縮率ΔＤ／Ｄ（％）を
算出している。この鍛造金型により、従来と同様、有底
円筒状の粗形材６０を寄せ肉前方押し出し法により鍛造
する際、歯形マンドレル１の軸方向で異なる外径収縮率
ΔＤ／Ｄ（％）に応じて円筒部３の内歯４が賦形され
る。この底付き粗内歯車２の外形の一部を切削し、内歯
５を有する円筒部６と、この円筒部６の一端に内フラン
ジ状に形成された底部７とをもつ完成品たる底付き内歯
車８となる。
【００２１】こうして得られた底付き内歯車８のＢＢＤ
変化率（％）を測定したところ、図３に示すようになっ
た。すなわち、この鍛造金型により鍛造した底付き内歯
車８は、その内歯５の内径が底側位置Ａ、中央位置Ｂ及
び開口側位置Ｃへと図１７とは逆の円弧を描いている。
このため、図４（Ｂ）に示すクラウニング無しの外歯車
８４を用意し、この底付き内歯車８と外歯車８４とを噛
合させる。ここで、底付き内歯車８では、図４（Ａ）に
示すように、歯先面９の歯スジ方向の中央部が両端部よ
り内方に突出され、この突出と同時に歯面１０の歯スジ
方向の中央部も両端部より内方に突出されるため、結果
的に歯面１０の歯スジ方向の中央部が両端部より歯厚方
向に突出した従来のクラウニングと同様のものとなる。
なお、図４（Ｂ）に示す外歯車８４では、外歯８５の歯
面８６及び歯先面８７が歯スジ方向に直線状に延在され
たままである。このため、この歯車装置では、図５に示
すように、外歯車８４がクラウニング無しのものであっ
ても、歯面８６の中央部で応力を受けて偏摩耗が発生し
ない。
変化率（％）を測定したところ、図３に示すようになっ
た。すなわち、この鍛造金型により鍛造した底付き内歯
車８は、その内歯５の内径が底側位置Ａ、中央位置Ｂ及
び開口側位置Ｃへと図１７とは逆の円弧を描いている。
このため、図４（Ｂ）に示すクラウニング無しの外歯車
８４を用意し、この底付き内歯車８と外歯車８４とを噛
合させる。ここで、底付き内歯車８では、図４（Ａ）に
示すように、歯先面９の歯スジ方向の中央部が両端部よ
り内方に突出され、この突出と同時に歯面１０の歯スジ
方向の中央部も両端部より内方に突出されるため、結果
的に歯面１０の歯スジ方向の中央部が両端部より歯厚方
向に突出した従来のクラウニングと同様のものとなる。
なお、図４（Ｂ）に示す外歯車８４では、外歯８５の歯
面８６及び歯先面８７が歯スジ方向に直線状に延在され
たままである。このため、この歯車装置では、図５に示
すように、外歯車８４がクラウニング無しのものであっ
ても、歯面８６の中央部で応力を受けて偏摩耗が発生し
ない。
【００２２】したがって、実施例１によれば、底付き内
歯車８の採用により、外歯車８４に面倒なクラウニング
を必要とせず、かつ矯正金型をも必要としないため、低
い製造コストで寿命の長い歯車装置を組付けることがで
きる。 （実施例２）実施例２では、歯形マンドレルのみを実施
例１と異ならせ、請求項１に係る底付き内歯車を鍛造し
ている。したがって、同一の構成については詳説を省略
する。
歯車８の採用により、外歯車８４に面倒なクラウニング
を必要とせず、かつ矯正金型をも必要としないため、低
い製造コストで寿命の長い歯車装置を組付けることがで
きる。 （実施例２）実施例２では、歯形マンドレルのみを実施
例１と異ならせ、請求項１に係る底付き内歯車を鍛造し
ている。したがって、同一の構成については詳説を省略
する。
【００２３】図６に示す歯形マンドレル１１は、軸方向
の中央部が細いインナーマンドレル１２と、このインナ
ーマンドレル１２を圧入させた円筒状のアウターマンド
レル１３とからなり、インナーマンドレル１２とアウタ
ーマンドレル１３との間にはそれらの中央部にリング状
の空隙１４が存在している。また、アウターマンドレル
１３の外周面には実施例１と同様に内歯賦形部１３ａが
形成されている。
の中央部が細いインナーマンドレル１２と、このインナ
ーマンドレル１２を圧入させた円筒状のアウターマンド
レル１３とからなり、インナーマンドレル１２とアウタ
ーマンドレル１３との間にはそれらの中央部にリング状
の空隙１４が存在している。また、アウターマンドレル
１３の外周面には実施例１と同様に内歯賦形部１３ａが
形成されている。
【００２４】インナーマンドレル１２の材質及び形状
と、アウターマンドレル１３の材質及び形状と、これら
によって形成される空隙１４の形状とは、実施例１と同
様、底付き内歯車９７の内歯９４（図１１参照）が所望
の形状になるように外径収縮率ΔＤ／Ｄ（％）が異なら
せてある。この鍛造金型によっても、実施例１と同様の
底付き内歯車８が得られるため、実施例１と同様の効果
を奏することができる。
と、アウターマンドレル１３の材質及び形状と、これら
によって形成される空隙１４の形状とは、実施例１と同
様、底付き内歯車９７の内歯９４（図１１参照）が所望
の形状になるように外径収縮率ΔＤ／Ｄ（％）が異なら
せてある。この鍛造金型によっても、実施例１と同様の
底付き内歯車８が得られるため、実施例１と同様の効果
を奏することができる。
【００２５】また、この鍛造金型では、インナーマンド
レル１２とアウターマンドレル１３との組み合わせを変
えることで種々の底付き内歯車を製造することができ
る。 （実施例３）実施例３では、歯形マンドレルのみを実施
例１と異ならせ、内歯の内径が底側位置、中央位置及び
開口側位置で直線状の底付き内歯車を鍛造している。し
たがって、同一の構成については詳説を省略する。
レル１２とアウターマンドレル１３との組み合わせを変
えることで種々の底付き内歯車を製造することができ
る。 （実施例３）実施例３では、歯形マンドレルのみを実施
例１と異ならせ、内歯の内径が底側位置、中央位置及び
開口側位置で直線状の底付き内歯車を鍛造している。し
たがって、同一の構成については詳説を省略する。
【００２６】図７に示す歯形マンドレル１５は、その外
周面に実施例１と同様に内歯賦形部１５ａが形成され、
逆テーパ状の貫通孔１５ｂで中心がくり抜かれている。
かかる逆テーパ状の貫通孔１５ｂは、その内径φｄ
（ｙ）により底付き内歯車９７の内歯９４（図１１参
照）が所望の形状になるように外径収縮率ΔＤ／Ｄ
（％）が異ならせてある。
周面に実施例１と同様に内歯賦形部１５ａが形成され、
逆テーパ状の貫通孔１５ｂで中心がくり抜かれている。
かかる逆テーパ状の貫通孔１５ｂは、その内径φｄ
（ｙ）により底付き内歯車９７の内歯９４（図１１参
照）が所望の形状になるように外径収縮率ΔＤ／Ｄ
（％）が異ならせてある。
【００２７】この鍛造金型によって得られた底付き内歯
車のＢＢＤ変化率（％）を測定したところ、図８に示す
ようになった。すなわち、この鍛造金型により鍛造した
底付き内歯車は、その内歯の内径が底側位置Ａ、中央位
置Ｂ及び開口側位置Ｃで直線状になっている。この底付
き内歯車は、図９（Ｂ）に示す一般的なクラウニング有
りの外歯車８０と噛合させることにより、延命化が可能
である。この場合、外歯車８０にはクラウニングを要す
ることから、実施例１、２よりも若干コストアップとな
るものの、クラウニングが浅いもので足りることと、従
来の矯正金型を要しないこととから、従来よりもコスト
ダウンが可能である。
車のＢＢＤ変化率（％）を測定したところ、図８に示す
ようになった。すなわち、この鍛造金型により鍛造した
底付き内歯車は、その内歯の内径が底側位置Ａ、中央位
置Ｂ及び開口側位置Ｃで直線状になっている。この底付
き内歯車は、図９（Ｂ）に示す一般的なクラウニング有
りの外歯車８０と噛合させることにより、延命化が可能
である。この場合、外歯車８０にはクラウニングを要す
ることから、実施例１、２よりも若干コストアップとな
るものの、クラウニングが浅いもので足りることと、従
来の矯正金型を要しないこととから、従来よりもコスト
ダウンが可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１、請求項
２、請求項３、請求項４、および請求項５の発明は、各
請求項記載の構成により、以下のような優れた効果を奏
することができる。 （１）請求項１の底付き内歯車の製造方法は、内歯に従
来のクラウニングを施したと同様の作用を発揮するとと
もに、所望の内径の内歯をもつ内歯車の製造を可能にす
る。 （２）請求項２の内歯車は、内歯に従来のクラウニング
を施したと同様の作用を発揮することができる。
２、請求項３、請求項４、および請求項５の発明は、各
請求項記載の構成により、以下のような優れた効果を奏
することができる。 （１）請求項１の底付き内歯車の製造方法は、内歯に従
来のクラウニングを施したと同様の作用を発揮するとと
もに、所望の内径の内歯をもつ内歯車の製造を可能にす
る。 （２）請求項２の内歯車は、内歯に従来のクラウニング
を施したと同様の作用を発揮することができる。
【００２９】（３）請求項３、請求項４、および請求項
５の内歯車の鍛造金型は、所望の内径の内歯をもつ底付
き内歯車を鍛造することができる。したがって、これら
に係る内歯車を採用すれば、面倒なクラウニングを要し
ないことから、低い製造コストで寿命の長い歯車装置を
組付けることができる。
５の内歯車の鍛造金型は、所望の内径の内歯をもつ底付
き内歯車を鍛造することができる。したがって、これら
に係る内歯車を採用すれば、面倒なクラウニングを要し
ないことから、低い製造コストで寿命の長い歯車装置を
組付けることができる。
【図１】実施例１に係り、歯形マンドレルの断面図であ
る。
る。
【図２】実施例１に係り、（Ａ）は鍛造前、（Ｂ）は鍛
造後の内歯車および鍛造金型の断面図である。
造後の内歯車および鍛造金型の断面図である。
【図３】実施例１により得られた底付き内歯車のＢＢＤ
変化率を示すグラフである。
変化率を示すグラフである。
【図４】（Ａ）は実施例１により得られた底付き内歯車
の模式斜視図、（Ｂ）はこの底付き内歯車と噛合するク
ラウニング無しの外歯車の模式斜視図である。
の模式斜視図、（Ｂ）はこの底付き内歯車と噛合するク
ラウニング無しの外歯車の模式斜視図である。
【図５】実施例１により得られた底付き内歯車とクラウ
ニング無しの外歯車との一部断面図である。
ニング無しの外歯車との一部断面図である。
【図６】実施例２に係り、歯形マンドレルの断面図であ
る。
る。
【図７】実施例３に係り、歯形マンドレルの断面図であ
る。
る。
【図８】実施例３により得られた底付き内歯車のＢＢＤ
変化率を示すグラフである。
変化率を示すグラフである。
【図９】（Ａ）は従来の内歯車の模式斜視図、（Ｂ）は
この内歯車と噛合するクラウニング有りの外歯車の模式
斜視図である。
この内歯車と噛合するクラウニング有りの外歯車の模式
斜視図である。
【図１０】従来の内歯車とクラウニング無しの外歯車と
の一部断面図である。
の一部断面図である。
【図１１】製造せんとする底付き内歯車の断面図であ
る。
る。
【図１２】従来の歯形マンドレルの断面図である。
【図１３】従来に係り、（Ａ）は鍛造前、（Ｂ）は鍛造
後の内歯車と鍛造金型の断面図である。
後の内歯車と鍛造金型の断面図である。
【図１４】従来の鍛造金型により得られた底付き粗内歯
車のＢＢＤ変化率を示すグラフである。
車のＢＢＤ変化率を示すグラフである。
【図１５】従来の鍛造金型により得られた底付き粗内歯
車の断面図である。
車の断面図である。
【図１６】従来に係り、（Ａ）は矯正前、（Ｂ）は矯正
後の鍛造金型の断面図である。
後の鍛造金型の断面図である。
【図１７】従来の矯正金型により得られた底付き粗内歯
車のＢＢＤ変化率を示すグラフである。
車のＢＢＤ変化率を示すグラフである。
【図１８】歯形マンドレルの内径と外径収縮率との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
８…底付き内歯車 ５…内歯 １０
…歯面 ９…歯先面 ７１…鍛造ダイス ７１a
…大径部 ７１b…テーパ部 ７１c…小径部 １，１１，１５…歯形マンドレル １a、１３a、１５a
…内歯賦形部 ６０…有底円筒状の粗形材 ７２，７３…パン
チ ３，６，９５…円筒部 ７，９６…底部 ６３
…粗内歯 ６２…粗円筒部 ６１…粗内歯車
…歯面 ９…歯先面 ７１…鍛造ダイス ７１a
…大径部 ７１b…テーパ部 ７１c…小径部 １，１１，１５…歯形マンドレル １a、１３a、１５a
…内歯賦形部 ６０…有底円筒状の粗形材 ７２，７３…パン
チ ３，６，９５…円筒部 ７，９６…底部 ６３
…粗内歯 ６２…粗円筒部 ６１…粗内歯車
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21K 1/30
B21J 5/06
B21J 13/02
F16H 55/17
Claims (5)
- 【請求項１】 内周面に軸方向に順次大径部と、該大径
部と連続し、内径の小さくなるテーパ部と、該テーパ部
と連続する小径部とをもつ鍛造ダイスと、該鍛造ダイス
内に設けられ、外周面に該軸方向に延在する内歯賦形部
をもち外径収縮率が該軸方向で異なる歯形マンドレルと
を用い、 有底円筒状の粗形材の円筒部を該歯形マンドレル側に対
向させた状態で該鍛造ダイスの該大径部に配置し、 パンチにより該粗形材の底を該歯形マンドレル側に軸方
向に押圧して該粗形材の該円筒部を該鍛造ダイスの該大
径部より該鍛造ダイスの該小径部と該該歯形マンドレル
の該内歯賦形部との間に寄せ肉前方押し出しするととも
に該鍛造ダイスを軸芯方向に変形させて外径収縮させ得
られる内歯を軸心方向に突出させるようにしたことを特
徴とする底付き内歯車の製造方法。 - 【請求項２】 寄せ肉前方押し出し法による鍛造で製造
された、有底円筒状で平滑な外周面と内周面側に歯スジ
方向の中央部が両端部より内方に突出した内歯とを有す
ることを特徴とする底付き内歯車。 - 【請求項３】 内周面に軸方向に順次大径部と、該大径
部と連続し、内径の小さくなるテーパ部と、該テーパ部
と連続する小径部とをもつ鍛造ダイスと、該鍛造ダイス
内に設けられ、外周面に該軸方向に延在する内歯賦形部
をもつ歯形マンドレルと、該軸方向で対向して設けら
れ、該小径部と該内歯賦形部とにより構成される空間内
に該大径部側から有底円筒状の粗形材を押し込む一対の
パンチと、を有し、該粗形材から、内歯を有する円筒部
と、該円筒部の一端に内フランジ状に形成された底部と
をもつ底付き内歯車を寄せ肉前方押し出し法により鍛造
する底付き内歯車の鍛造金型であって、 前記歯形マンドレルは外径収縮率が前記軸方向で異なる
ものであることを特徴とする底付き内歯車の鍛造金型。 - 【請求項４】 前記歯型マンドレルは前記軸方向の中央
部で外形収縮率が大きい請求項３記載の底付き内歯車の
鍛造金型。 - 【請求項５】 前記歯型マンドレルは前記内歯賦形部の
軸芯側に空洞をもつ請求項４記載の底付き内歯車の鍛造
金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001234589A JP3509019B2 (ja) | 2001-08-02 | 2001-08-02 | 底付き内歯車の製造方法、底付き内歯車、および底付き内歯車の鍛造金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001234589A JP3509019B2 (ja) | 2001-08-02 | 2001-08-02 | 底付き内歯車の製造方法、底付き内歯車、および底付き内歯車の鍛造金型 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12865495A Division JP3264140B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 内歯車の製造方法及び内歯車の矯正金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002096136A JP2002096136A (ja) | 2002-04-02 |
| JP3509019B2 true JP3509019B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=19066181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001234589A Expired - Fee Related JP3509019B2 (ja) | 2001-08-02 | 2001-08-02 | 底付き内歯車の製造方法、底付き内歯車、および底付き内歯車の鍛造金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3509019B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7437967B2 (en) | 2003-05-21 | 2008-10-21 | O-Oka Corporation | Gear having window holes, and method and apparatus for manufacturing the same |
-
2001
- 2001-08-02 JP JP2001234589A patent/JP3509019B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002096136A (ja) | 2002-04-02 |
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