JP3702552B2 - 歯車の鍛造成形装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は内周及び外周に位相の異なるヘリカル歯を形成した歯車の鍛造成形に適した装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
内周及び外周に歯を形成した歯車を鍛造成形する技術として特開平1−150427号公報は記載した技術では、内側に歯を形成した固定のアウターダイと外側に歯を形成したインナーダイとを設け、インナーダイは軸線方向に移動可能でかつ回転可能である。アウターダイとインナーダイとの間の成形部に素材を導入し、パンチによって素材より歯車の鍛造が行われる。ノックアウトは軸線方向に移動可能に設けられ、成形後の歯車の離型が行われる。即ち、成形された歯車はノックアウトが上昇することで、ヘリカル歯のリードに従って回転しながらインナーダイと共にアウターダイから離型される。その後、インナーダイはストッパに突き当たり、それ以上の上昇は阻止され、以後はノックアウトのみ上昇が継続され、成形された歯はインナーダイから離型される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
特開平1−150427号公報は固定のアウターダイに対するインナーダイの回転方向の位置はフリーである。即ち、アウターダイの内歯とインナーダイの外歯との回転方向の位置関係は鍛造成形中に拘束する手段が欠如している。そのため、アウターダイの内歯により成形される素材の外周の歯と、インナーダイの外歯により形成される素材の内周の歯との位置関係は任意となり、内周と外周とが一定の位相のものを鍛造成形することはできない。
【0004】
この発明は内周歯と外周歯とで所期の位置関係を持った歯車を精度高く鍛造成形することが可能な装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するため請求項1に記載の技術手段を採用する。この技術手段によれば、アウターダイを不動に固定する固定側の構成であるスペーサには、アウターダイ内周のヘリカル歯と同位相のヘリカル歯が形成され、スペーサに摺動可能及び回転摺動可能に嵌合されるマンドレルには、一端にインナーダイを固定し、他端にアウターダイ内周のヘリカル歯と同位相のヘリカル歯が形成された倣い部を設けていて、このスペーサのヘリカル歯と倣い部のヘリカル歯とを噛合させているので、ノックアウトの軸線方向の移動により歯車をアウターダイから離型する際にアウターダイに対して惹起される歯車と同位相の回転をインナダイに惹起させ、またノックアウトはベアリング上に支持され、ノックアウトの軸線方向の移動によりインナーダイから歯車を離型する際にインナーダイに対して惹起される歯車を回転を許容される。そのため、内外のヘリカル歯の位相が異っても、アウターダイからの製品の離型時に製品の歯に過剰な負荷がかかるのを防止し、歯の位置精度を確保することができる。
またインナーダイから離間したマンドレルの端部に倣い部を設けることに所望の大きさのヘリカル歯を形成することができ、加工が容易になる効果がある。
【0006】
請求項2に記載の技術手段によれば、歯車の鍛造時にノックアウトをスペーサの上面に直接接触させることで、ベアリングを成形負荷から切り離すことができ、その保護を図る効果がある。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1を参照すると、ベース10上に筒状ホルダ12が固定され、筒状ホルダ12内にリング状の下側スペーサ14及び上側スペーサ16よりなるスペーサ並びにダイ保持プレート18が順次重ねて挿入固定される。ダイ保持プレート18上にリング状のアウターダイ20が載置され、押さえプレート22によって固定される。即ち、筒状ホルダ12、スペーサ14,16、ダイ保持プレート18及び押さえプレート22とで、アウターダイ20を載置して不動に固定する固定側を構成している。アウターダイ20はその内周に素材外周に賦形すべきヘリカル歯20-1を形成している。マンドレル24は上側スペーサ16の中心孔16-1に対して上下摺動可能及び回転摺動可能に嵌合され、その上端にインナーダイ26が固定される。インナーダイ26はその外周に素材内周に賦形すべきヘリカル歯26-1を形成している。マンドレル24にノックアウト28が上下摺動可能及び回転摺動可能に嵌合され、その上端部は図1の鍛造成形位置ではダイ保持プレート18のダイ保持面より、幾分突出しているが、加工時はこの突出分は弾性により変形し、面一をなすようになっており、ダイ保持プレート18とアウターダイ20とインナーダイ26とノックアウト28とにより素材を受け入れるための上方に開口した環状の空間Sが形成される。
【0008】
図1においてパンチ30は賦形空間Sの上方に離間して配置され、駆動装置32によってパンチ30は上下昇降可能である。
成形された素材Mを取り出すためのノックアウト28の下端のフランジ部28-1は図1の鍛造成形位置では上側スペーサ16の上面に接触した状態にある。ノックアウト28により素材Mの取出を惹起させる押出ピン34(図には一つのみ見えている)は下側スペーサ14及び上側スペーサ16に上下摺動自在に嵌合される。押出ピン34の上端は図1の成形位置では上側スペーサ16の上面の環状窪み16-2に丁度収容された環状の断面L型押出プレート36に当接している。押出ピン34による素材Mを押し出すための動きをノックアウト28に伝達するベアリング38は下側輪38-1と上側輪38-2とその間のローラ38-3とからなる。下側輪38-1の下面は押出プレート36の上面に当接され、上側輪38-2の上面はノックアウト28のフランジ部28-1の下面に当接している。
【0009】
マンドレル24の下端に倣い部40がマンドレル24に一体に形成され、倣い部40はその外周にヘリカル歯40-1を形成しており、このヘリカル歯40-1は下側スペーサ14の内周に形成するヘリカル歯14-1と噛合しており、これらの噛合するヘリカル歯14-1及び40-1はアウターダイ20の内周に形成されるヘリカル歯20-1と同一の位相をなしている。
【0010】
以上説明した鍛造成形装置の作動を説明すると、最初にパンチ30は図1のように上方に後退した位置にあり、成形空間Sに成形すべき素材Mが投入される。駆動装置32によってパンチ30は図2に示すように下降され、パンチ30の下端は成形空間Sに導入され、同空間内で素材Mは閉塞状態で側方据込みされ、素材Mの外周にアウターダイ20の内周に形成されるヘリカル歯20-1と同一のヘリカル歯が形成され、素材Mの外周にインナーダイ26の外周に形成されるヘリカル歯26-1と同一のヘリカル歯が形成される。成形時においてはノックアウト28はそのフランジ部28-1がスペーサ16の上面に接触しており、ノックアウト28に生じた成形工程の付加は全てここで受け止められ、ベアリング38にはその負荷が伝わることはなく、その保護を図ることができる。
【0011】
次に、駆動装置32によってパンチ30は図3に示すように再び上昇され、成形空間Sには内外にヘリカル歯が形成された製品Mが残される。
製品Mの取り出しを行うために押出ピン34は図示しないピストン等の手段により上昇せしめられ、この動きは押出プレート36及びベアリング38を介してノックアウト28に伝達される。そのため、製品Mはインナーダイ26及びマンドレル24と一体になってノックアウト28の先端によってアウターダイ20から離間されるべく押し上げられるが、製品Mはアウターダイ20とヘリカル歯20-1によってかみ合いしているため、製品M並びにインナーダイ26及びマンドレル24の上昇はアウターダイ20のヘリカル歯20-1のリードによる回転を伴う。インナーダイ26を取り付けたマンドレル24はその倣い部40がアウターダイ20の内周のヘリカル歯20-1と同一位相のヘリカル歯40-1によって下側スペーサ14(固定部)のヘリカル歯14-1と噛合している。そのため、マンドレル24及びインナーダイ26はアウターダイ20と同一リードで回転され、成形された製品Mとインナーダイ26との間に無理な力が加わることがないため、成形された製品Mの歯の精度を損することなくその取り出しを行うことができる。図4に示すように倣い部40が上側スペーサ16の下面に当たることによってマンドレル24の上昇が停止されると、マンドレル24はその位置において回転方向にも不動に保持される。
【0012】
マンドレル24が拘束された状態でノックアウト28の移動が継続されることにより図5に示すように製品Mはインナーダイ26から離型される。このとき、マンドレル24は回転方向に不動であり、かつインナーダイ26のヘリカル歯26-1に製品Mに賦形されたヘリカル状の内歯が噛合していることから、そのリードによって製品Mはノックアウト28と一体に回転しながらインナーダイ26から離型される。この際、製品M及びノックアウト28の回転はベアリング38によってスムーズに行われる。
【0013】
製品Mの取り出しが完了すると、ノックアウト28はベアリング38及び押出ピン34と共にその下端が上側スペーサ16の上面に当接するまで下降され、一方、インナーダイ26とマンドレル24は下降され、このとき倣い部40と下側スペーサ14のヘリカル歯14-1, 40-1を介しての噛合により、マンドレルの下降は回転しながら行われる。このようにして、図1の初期状態に復帰され、次回の素材の鍛造成形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の鍛造成形装置の断面図であり、製品の形成の前に状態を示す。
【図2】図2は成形時の状態を示す。
【図3】図3は成形後にパンチを引き上げた状態を示す。
【図4】図4は製品をアウターダイから離間させた状態を示す。
【図5】図5は製品をインナーダイから離間させた状態を示す。
【符号の説明】
14…下側スペーサ
14−1…下側スペーサ内周のヘリカル歯
16…上側スペーサ
20…アウターダイ
20−1…アウターダイ内周のヘリカル歯
24…マンドレル
26…インナーダイ
26−1…インナーダイ外周のヘリカル歯
28…ノックアウト
30…パンチ
34…押出ピン
38…ベアリング
40…倣い部
40−1…倣い部外周のヘリカル歯
Claims (2)
- 外周にヘリカル歯を形成したインナーダイと、
内周にヘリカル歯を形成したアウターダイと、
前記インナーダイ外周のヘリカル歯とアウターダイ内周のヘリカル歯との間に充填された材料を加圧することにより歯車の形成を行うパンチと、
形成された歯車を離型すべく軸線方向に移動するノックアウトと、
前記インナーダイを不動に固定する固定側の構成であるスペーサと、
前記スペーサに摺動可能及び回転摺動可能に嵌合され、一端に前記インナーダイが固定され、他端に倣い部が設けられたマンドレルとを備えており、
前記倣い部には、前記アウターダイ内周のヘリカル歯と同位相のヘリカル歯が形成され、
前記スペーサには、前記アウターダイ内周のヘリカル歯と同位相を有し、前記倣い部のヘリカル歯と噛合するヘリカル歯が形成されていて、
前記ノックアウトの軸線方向の移動により歯車を前記アウターダイから離型する際に前記アウターダイに対して惹起される歯車と同位相の回転を前記インナーダイに惹起させ、かつ前記ノックアウトはベアリング上に支持され、前記ノックアウトの軸線方向の移動により前記インナーダイから歯車を離型する際に前記インナーダイに対して惹起される歯車の回転を許容することを特徴とする歯車の鍛造成形装置。 - 請求項1に記載の発明において、歯車の鍛造時は前記ノックアウトは前記ベアリングを介することなく前記スペーサの上面に直接接触することを特徴とする歯車の鍛造成形装置。
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