JP3542717B2 - 転造歯車の製造方法 - Google Patents
転造歯車の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3542717B2 JP3542717B2 JP21792898A JP21792898A JP3542717B2 JP 3542717 B2 JP3542717 B2 JP 3542717B2 JP 21792898 A JP21792898 A JP 21792898A JP 21792898 A JP21792898 A JP 21792898A JP 3542717 B2 JP3542717 B2 JP 3542717B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tooth
- target
- gear
- die
- tip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Gears, Cams (AREA)
- Forging (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、正確な歯形を有する転造歯車の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、転造歯車は、円柱状の素材を回転しながら、その表面に歯車型ダイスを押し付けることにより成形されている。この場合、素材は、その表層が歯車型ダイスからの圧力を受けて、盛り上がるように塑性変形し、次第に歯車型ダイスの歯形に対応するように変形する。
【0003】
図6は、転造により成形する目標歯形1を示したものであり、この目標歯形1は、例えばインボリュートの曲線を描く左右の目標歯側面11、11と、歯車の回転中心(図示せず)を中心とする円弧状の曲面によって形成された目標歯底面12と、同じく歯車の回転中心を中心とする円弧状の曲面によって形成された目標歯先面13とを有している。
【0004】
目標歯側面11と目標歯底面12とは、半径R1の曲面によって形成された目標歯底隅部14を介してつながっており、目標歯側面11と目標歯先面13とは、半径R2の曲面によって形成された目標歯先角部15を介してつながっている。そして、目標歯先角部15は、その半径R2がきわめて小さなものとなっている。例えば、半径R2は、歯たけH1が約4.5mm程度のものであると、約0.6mm程度になっている。
【0005】
一方、上記目標歯形1を成形する歯車型ダイスは、図示を省略するが、目標歯形1とほぼ同一の形状になっており、その歯底隅部の半径が目標歯先角部15の半径R2に対応している。
【0006】
上記のように構成された歯車型ダイスで転造歯車を成形すれば、理論的には図6に示すような目標歯形1を成形することができる。しかし、その成形に際しては、次のような種々の問題点がある。
【0007】
すなわち、実際に転造する場合、転造の初期においては比較的小さな押し付け力で、素材の表層を盛り上げることができるものの、盛り上げる量が大きくなるにしたがって、次第に変形しにくくなってくる。これは、押圧する位置と、実際に変形する位置とが次第に離れ、素材の流動性が次第に悪化した状態になってくるからである。しかも、歯車型ダイスにおける歯底隅部の半径R2が小さなものとなっているから、この歯底隅部への素材の充填性が悪く、さらに、歯車型ダイスにおける歯先角部の半径R1が小さなものとなっているから、押圧された素材が表層を盛り上げる方向に流れにくくなっている。このため、歯先隅部まで素材を完全に充填するためには、大きな押し付け力で歯車型ダイスを素材に押圧する必要がある。
【0008】
しかし、押し付け力が大きくなると、歯車型ダイスにかかる負荷も大きくなり、歯車型ダイス等のツール寿命が短くなるという問題があった。
【0009】
また、歯車型ダイスにおける歯底隅部の半径R2が小さいことから、この歯底隅部における応力集中が大きなものとなる。したがって、この点からも歯車型ダイス等のツール寿命が短くなるという問題があった。
【0010】
一方、転造の際には、図7に示すように、左右から盛り上がってきた素材Wによって、歯W1の中央部が凹状になり、さらに素材Wが中央部で合わさるように充填されることによって、図8に示すように、歯先面W1aに凹部W1bが残ることがある。いわゆるトップロールW1bが歯先面W1aに形成されることがある。
【0011】
この対策として歯車型ダイスの歯先及び歯底の形状を円弧状にして半径を大きくすることで素材の流動性を向上することが考えられる。
【0012】
しかし、歯車型ダイスの歯底を円弧状に形成した場合には、成形される歯車の歯先が円弧状になるため、この成形された歯車に噛合する歯車との噛合率が下がってしまうという問題がある。特に、この歯車に噛合する歯車が歯数の少ない小径のピニオンギヤなどの場合にはこの傾向が大きくなる。
【0013】
尚、歯車型ダイスの歯先を円弧状に形成した場合には、成形される歯車の歯底が円弧状になるので、この成形された歯車に噛合する歯車の歯先を逃げるように歯元のたけを大きくするだけで済む。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、トップロールの発生を防止することができ、かつツール寿命の向上を図ることのできる転造歯車の製造方法を提供することを課題としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、円板状素材の外周部に、成形ダイスを押し付けることで歯車を成形する転造歯車の製造方法において、転造により成形する目標歯形と同じ若しくは目標歯形よりも大きい歯たけを有するとともに、その歯先及び歯底が円弧状に形成された予備成形歯形を有する予備成形ダイスにより、円板状素材の外周部に予備歯形を成形した後、目標歯形の歯先形状に対応する歯元形状に形成された仕上成形歯形を有する仕上成形ダイスにより、予備歯形を目標歯形に成形する一方、上記目標歯形は、インボリュートの曲線を描く左右の目標歯側面と、歯車の回転中心を中心とする円弧状の曲面によって形成された目標歯底面及び目標歯先面と、を有することを特徴としている。
【0016】
また、請求項2に係る発明は、仕上成形ダイスの仕上成形歯形と、予備成形ダイスの予備成形歯形とは、その歯先形状が同じ形状に形成されていることを特徴としている。
【0017】
そして、上記のように構成された請求項1に係る発明においては、予備成形ダイスは予備成形歯形の形状が滑らかな曲面を有して角部のない形状であるため、歯先先端への素材の流動性がよく、歯先中央に肉欠けによるトップロールが生じない。そして、この後、仕上成形ダイスにより目標歯形の歯先角部への素材の充填を行うようにしているため、流動性がよい状態で素材を変形させることができ、トップロールの生じない転造歯車を容易に得ることができる。
【0018】
しかも、この成形に際して各成形ダイスを素材に押し付ける力が大きくなるのを防止できるとともに、各成形ダイスの歯底の一部に応力集中が生じるのを防止できるため、各成形ダイスの型寿命を大幅に向上することができる。
【0019】
また、請求項2に係る発明においては、仕上成形ダイスの仕上成形歯形と、予備成形ダイスの予備成形歯形とは、その歯先形状が同じ形状を有しているため、予備成形を行った後に、素材に成形された予備歯形に仕上成形ダイスを押し付けた際に素材の流動面が変わることがなく、歯先角部への素材の充填をスムーズに行うことができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を実施例に基づき、図1〜図5を参照して説明する。なお、従来例で示した構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
【0021】
この実施例で示す転造歯車は、図2に示す目標歯形10と同じ高さの歯たけH2を有するとともに、その歯先33及び歯底32が円弧状に形成された予備成形歯形30を有する予備成形ダイス3により、円板状素材Wの外周部に予備歯車20を形成した後、目標歯形10と同じ高さの歯たけH1を有するとともに、目標歯形10の歯先の形状に対応する歯元42の形状に形成された仕上成形歯形40を有する仕上成形ダイス4により、予備歯形20を目標歯形10に形成することを特徴としている。
【0022】
また、上記仕上成形ダイス4の仕上成形歯形40と、上記予備成形ダイス3の予備成形歯形30は、その歯先43,33の形状が同じ形状に形成されていることを特徴としている。
【0023】
以下、上記構成についてさらに詳細に説明する。すなわち、予備成形段階において素材Wに成形される予備歯形20の各歯側面21は、図1に示すように、歯先面23につながる上端部を除いて目標歯側面11とほぼ同一の形状になっている。また、歯先面23は、一方の歯側面21から他方の歯側面に滑らかにつながる円弧状に形成されている。すなわち、歯先面23の半径r2は大きなものとなっている。さらに、歯底面22の半径r1も、目標歯底面12の半径R1にほぼ一致した形状になっている。
【0024】
そして、この予備歯形20の成形に用いる予備成形ダイス3は、図3に示すように、素材Wに上記各歯側面21、歯底面22及び歯先面23を転造するための各歯側面31、歯底面32及び歯先面33を備えている。ただし、予備成形ダイス3の歯底面32の半径3r1は、素材Wの歯先面23の半径r2に対応している。すなわち、歯底面32の半径3r1は滑らかにつながる円弧状に形成されているので、予備成形ダイス3における歯底面32の応力集中を緩和することができる。
【0025】
一方、仕上成形後においては、図2に示すように、各歯側面21及び歯先面23が目標歯側面11及び目標歯先面13に成形されると共に、半径R2の小さな目標歯先角部15が形成されるようになっている。また、歯底面22の半径r1は、目標歯底面12の半径R1に一致した形状になっている。
【0026】
そして、この目標歯形10の成形に用いる仕上成形ダイス4は、図4に示すように、素材Wに上記各目標歯側面11、目標歯底面12、目標歯先面13及び目標歯先角部15を転造するための各歯側面41、歯底面42、歯先面43及び歯底隅部44を備えている。ただし、仕上成形ダイス4の歯底面42及び歯底隅部44の半径4r1は、目標歯先面13及び目標歯先角部15の半径R2に対応している。すなわち、歯底隅部44の半径4r1は小さなものとなっている。
【0027】
また、予備成形後の予備歯形20の歯たけH2は、図1及び図2に示すように、仕上成形後の目標歯形10の歯たけH1と同じ高さに成形される。すなわち、H2=H1となっている。尚、予備歯形20の歯たけH2を目標歯形10の歯たけH1より高くしてもよい。この場合、予備成形後の歯たけH2の高い分は、目標歯先角部15に素材Wを充填するための余肉分として利用することができる。
【0028】
転造歯車の製造装置は、それぞれ平行に配置されるとともに、近接可能に設けられたツール取付軸と、ワーククランプ軸とを備えている。ツール取付軸は、上述した通り、予備成形ダイス3及び仕上成形ダイス4を取り付けるようになっている。また、ワーククランプ軸には、素材Wを保持するためのクランプが設けられている。そして、このワーククランプ軸とツール取付軸とは同期して回転駆動されるようになっている。
【0029】
上記のように構成された転造歯車においては、歯先面23を形成する際には、この歯先面23が両側の各歯側面21から滑らかな円弧状の曲面に形成されていて、角部のない充填性の良い形状になっているから、歯先面23の先端中央への素材の流動性がよく、歯先にトップロールが生じない。また、予備成形ダイス3を素材Wに押し付ける力が大きくなるのを防止することができる。しかも、歯先面23が予備成形ダイス3の歯底面32に対応することになり、この歯底面32の半径(3r1)が大きなものとなるから、この歯底面32から歯側面31にかけての底部における応力集中を緩和することができる。
【0030】
また、目標歯先面13を形成する際には、予備歯形20に仕上成形ダイス4を同期回転させて半径方向外側から押圧することにより、予備歯形20の歯先面23をより平らな目標歯先面13に成形することになる。このため、目標歯形10は歯先中央を充填させた後に歯先角部への素材の充填を行うことになり目標歯先面13にトップロールが生じることがない。しかも、きわめて流動性の良い状態で素材Wを変形することができるため、目標歯先角部15の半径R2が小さくても、この目標歯先角部15に素材Wを十分に充填することができると共に、仕上成形ダイス4を素材Wに押し付ける力も小さくすることができる。
【0031】
さらに、図5に示すように、仕上成形ダイス4の仕上成形歯形40と、予備成形ダイス3の予備成形歯形30とは、その歯先43,33の形状が同じ円弧状に形成されているから、予備成形を行った後に、予備歯形20に仕上成形用ダイス4を同期回転させつつ押し付けた際に、素材の流動面が変わることがなく、歯先角部への素材の充填をスムーズに行うことができる。
【0032】
【発明の効果】
請求項1に係る発明においては、予備成形ダイスは予備成形歯形の形状が滑らかな曲面を有して角部のない形状であるため、歯先先端への素材の流動性がよく、歯先中央に肉欠けによるトップロールが生じない。そして、この後、仕上成形ダイスにより目標歯形の歯先角部への素材の充填を行うようにしているため、流動性がよい状態で素材を変形させることができ、トップロールの生じない転造歯車を容易に得ることができる。
【0033】
しかも、この成形に際して各成形ダイスを素材に押し付ける力が大きくなるのを防止できるとともに、各成形ダイスの歯底の一部に応力集中が生じるのを防止できるため、各成形ダイスの型寿命を大幅に向上することができる。
【0034】
また、請求項2に係る発明においては、仕上成形ダイスの仕上成形歯形と、予備成形ダイスの予備成形歯形とは、その歯先形状が同じ形状を有しているため、予備成形を行った後に、素材に成形された予備歯形に仕上成形ダイスを押し付けた際に素材の流動面が変わることがなく、歯先角部への素材の充填をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例として示した転造歯車であって、予備成形後の転造歯車を示す要部断面図である。
【図2】同転造歯車であって、仕上成形後の転造歯車を示す要部断面図である。
【図3】同転造歯車を製造するための転造歯車の製造装置に設けられた予備成形ダイスを示す要部断面図である。
【図4】同転造歯車を製造するための転造歯車の製造装置に設けられた仕上成形ダイスを示す要部断面図である。
【図5】同転造歯車を製造するための予備成形ダイス及び仕上成形ダイスの歯形の要部拡大図である。
【図6】従来例として示した歯車の目標歯形を示す要部断面図である。
【図7】同従来例における問題点を示す歯形の要部断面図である。
【図8】同従来例における問題点を示す歯形の図であって、トップロールが生じた状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
10 予備歯形
11 目標歯側面
13 目標歯先面
20 目標歯形
21 歯側面
23 歯先面
3 予備成形ダイス
30 予備成形歯形
4 仕上成形ダイス
40 仕上成形歯形
Claims (2)
- 円板状素材の外周部に、成形ダイスを押し付けることで歯車を成形する転造歯車の製造方法において、転造により成形する目標歯形と同じ若しくは目標歯形よりも大きい歯たけを有するとともに、その歯先及び歯底が円弧状に形成された予備成形歯形を有する予備成形ダイスにより、円板状素材の外周部に予備歯形を成形した後、目標歯形の歯先形状に対応する歯元形状に形成された仕上成形歯形を有する仕上成形ダイスにより、予備歯形を目標歯形に成形する一方、
上記目標歯形は、インボリュートの曲線を描く左右の目標歯側面と、歯車の回転中心を中心とする円弧状の曲面によって形成された目標歯底面及び目標歯先面と、を有することを特徴とする転造歯車の製造方法。 - 仕上成形ダイスの仕上成形歯形と、予備成形ダイスの予備成形歯形とは、その歯先形状が同じ形状に形成されていることを特徴とする請求項1記載の転造歯車の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21792898A JP3542717B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 転造歯車の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21792898A JP3542717B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 転造歯車の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000042673A JP2000042673A (ja) | 2000-02-15 |
JP3542717B2 true JP3542717B2 (ja) | 2004-07-14 |
Family
ID=16711928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21792898A Expired - Fee Related JP3542717B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 転造歯車の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3542717B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4543771B2 (ja) * | 2004-06-21 | 2010-09-15 | 日産自動車株式会社 | 歯車の転造方法および転造装置 |
JP5135837B2 (ja) * | 2007-03-20 | 2013-02-06 | 日産自動車株式会社 | 歯車の転造方法および転造装置 |
JP5899906B2 (ja) * | 2011-12-26 | 2016-04-06 | アイシン精機株式会社 | 歯車の転造方法および転造装置 |
CN109926533B (zh) * | 2019-04-15 | 2020-05-19 | 南京工程学院 | 一种锥齿轮的精密塑性成形方法 |
-
1998
- 1998-07-31 JP JP21792898A patent/JP3542717B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000042673A (ja) | 2000-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6730263B2 (en) | Process to manufacture a sintered part with a subsequent shaping of the green compact | |
JP3542717B2 (ja) | 転造歯車の製造方法 | |
US7111395B2 (en) | Method for densifying teeth of a gear wheel | |
KR101137759B1 (ko) | 헬리컬기어 성형용 전방압출금형 | |
JP4350300B2 (ja) | シフトギアホイールの製造方法、その方法を実施する装置並びにその方法で製造されたシフトギアホイール | |
JPS6128860B2 (ja) | ||
WO2006040840A1 (ja) | 歯形部品の製造方法 | |
JP2002527243A (ja) | 外歯を有する歯車部品を製造するための工具 | |
US6401562B1 (en) | Method for producing gear wheels from blanks obtained by sintering metal powders | |
KR20110066020A (ko) | 헬리컬기어 성형용 전방압출금형을 이용한 헬리컬기어 제조방법 | |
JP4053405B2 (ja) | 外歯形部品の成形用金型及び成形方法 | |
JP2002282992A (ja) | 歯車鍛造装置 | |
JPS58221768A (ja) | 可変ギヤ比ラツクアンドピニオン型ステアリング装置のラツク製造方法 | |
JPS597455A (ja) | 可変ギヤ比ステアリング装置のラツク製造方法 | |
KR100326348B1 (ko) | 소결인터널기어및그제조방법 | |
JP5899906B2 (ja) | 歯車の転造方法および転造装置 | |
CN218761233U (zh) | 一种上外冲移动成形的电动汽车充电桩传动齿轮 | |
JP2002001479A (ja) | まがりばかさ歯車の製造装置 | |
JP3927813B2 (ja) | 転造工具、及び、その製造方法 | |
JPH10305344A (ja) | 焼結歯車の転造方法 | |
JP3503076B2 (ja) | ギヤシャフトの製法 | |
JPH09201643A (ja) | 外歯車の成形方法 | |
JP2001523166A (ja) | アキシャル・ダイ型圧延機で傘歯車を圧延する方法及び該方法を実施するための工具ユニット | |
JPS60100603A (ja) | 焼結歯車の製造方法 | |
JP3319891B2 (ja) | 底部に凹凸を有するカップ状品の成形方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20031225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040106 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040227 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040323 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040401 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |