JP3731620B2 - 中空ヘリカルギヤの圧造成形方法及びそれに用いる金型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空ヘリカルギヤの圧造成形方法及びその金型に関するもので、歯車の両端まで歯部が存在するタイプのギヤを低コストで製造することのできる圧造成形方法及びその金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ピニオンギヤの製造には、従来、主として次の３方法が採用されてきた。▲１▼まず第１の製法は、焼準を施した丸鋼材を所定長に切断し、ブランク加工、ボブ盤による歯車加工、バーリング、シェービング、熱処理、端面研磨、内径研磨といった一連の工程を経る方法。▲２▼次に第２の製法は、冷間鍛造のノックアウト式のものであって、焼鈍を施した丸鋼材を所定長に切断し、ブランク加工を施し、次いで、ボンデ処理、歯車成形、切削加工、バーリング、シェービング、熱処理、端面研磨、内径研磨を施して歯車を得る方法である。▲３▼更に第３の製法は、冷間圧造でノックアウト式のものであって、図７〜図９で詳細を説明するが、焼鈍及びボンデ処理されたコイル鋼材を所定長に切断し、図７に示すダイス１を有する成形型２を使用して、内部に装填した所定長のコイル鋼材をパンチ３によって押圧してダイス１へのコイル材の圧造によりギヤにする。成形型２中で成形されたギヤ４は、図８,９のようにノックアウトスリーブ５に反対側からノックアウトピン６を介して打撃力を与えて強制的に入口方向へ戻して取り出す製法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記▲３▼に示した従来の冷間圧造でノックアウト式の製法は、金型の奥側では金型の絞り、角部がダレる難点がある上に、強制的に入口方向へ戻す際にギヤ精度が落ちる難点に加えて、金型の元部は肉を張らせるための鍔が残るので、ギヤと共に存在する鍔部(無ギヤ部)4aを削ってギヤのみにする材料のムダと削り加工工程のムダがある。そこで、本発明は材料のムダもなく、高能率でギヤの製造ができ、しかも、製造されたギヤの精度がよい圧造成形方法及び、それに用いる金型を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を検討した結果、コイル鋼材又はバー鋼材を所定長に切断してワークとし、パーツフォーマ成形又はプレス成形によってセルフノックアウト方式の金型を用いて前記ワークを圧造によりギヤにすることとした。ここにいうパーツフォーマ成形とは、ギヤにするための各種工程、すなわち、ワークに対する面付けや孔開け、ギヤ加工等の複数の工程をするための金型をそれぞれ一連に配置し、ワークがそれらの金型を移動しながら加工されるようにした連続成形をいう。また、プレス成形とは、ギヤ加工部分をセルフノックアウト方式の金型で行なうことは同じであるが、他の加工工程はそれぞれ分離した状態で行なわれる成形方法をいう。パーツフォーマ成形もプレス成形も、冷間、熱間の何れの場合でも実施できる。
本発明による中空ヘリカルギヤの製造方法は、コイル鋼材又はバー鋼材を所定長に切断してワークとし、パーツフォーマ成形又はプレス成形によってセルフノックアウト方式の金型を用いて、ワークに対する面付けや孔開け、ギヤ加工の複数の工程をするための金型をそれぞれ一連に配置し、ワークがそれらの金型を移動しながら加工されるようにした連続成形で前記ワークを圧造によりヘリカルギヤとするに際して、
(a) コイル鋼材から所定長で切断されたワークにする工程
(b) ワークの一端を面付け ( 角を取去ること ) する工程
(c) ワークを反転し反対側にも面付けをする工程
(d) ワークの強度を高め、整形するため軸方向へ圧縮して潰す据え込み工程
(e)(f) ワークの片面宛穴開けして貫通穴を形成する工程
(g) セルフノックアウト方式の金型を用いてヘリカルギヤの形成をする工程
からなることを特徴とする。
【０００５】
金型は、一方に前記ワーク挿入口兼パンチ挿入孔を有し、中間にギヤ成形ダイを有し、他方にギヤ取出し口を有する構造としている。すなわち、一方にワークを単数又は複数個パンチにより挿入するワーク挿入口兼パンチ挿入孔を有し、中間にギヤ成形ダイを有し、他方にギヤ取出し口を有してなり、
前記パンチは複数のワークが装着可能に段付きである中空ヘリカルギヤ圧造成形用金型である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のギヤの圧造成形方法の一実施例である冷間圧造工程を示している。(a)はコイル鋼材10から所定長で切断されたワーク11である。(b)ではこのワーク11の一端を面付け(角を取去ること)している。(c)ではワークを反転し反対側にも面付けをしている。次に(d)据え込みと称し軸方向へ圧縮して潰す工程がある。これで強度が増したワークを(e)(f)で片面宛穴開けして貫通させる。このワーク11は後に図２〜図５によって詳細を説明するが、セルフノックアウト方式の金型を用いて(g)に示すようなギヤ12の形成をすることになる。ここまでの工程は当然のことながら、パーツフォーマ成形もプレス成形も、また、冷間、熱間の何れの場合でも実施できる。
【０００７】
金型は、図２〜図５の断面図によって詳細を説明するが、図面左方に前記ワークの挿入口兼用のパンチ挿入孔13を有し、中間にギヤ成形ダイ14を有し、他方にギヤ取出し口15を有する。パンチ挿入孔13へ挿入されたワーク11はパンチ16によってギヤ成形ダイ14方向へ強制的に送られ、この例では冷間圧造される。パンチ16は基部側がパンチケース17内にあり、端部のパンチプレート18部分を強制的に打撃又は押圧する。ギヤ成形ダイ14は製作するギヤの種類によって異なる構造のものが適宜ダイホルダ19内へ保持される。ギヤ成形ダイ14の右隣へダイスペーサ20があり、その下方にはギヤ取出し口15がある。
【０００８】
図２のようにワーク11の１個がパンチ16によってギヤ成形ダイ14中を強制的に所定の位置まで送られると、パンチ16を引き抜いて図３のように次のワーク11が挿入され、この操作が図４のように繰返されていくと、図５にみられるように、先頭のワークから順次ギヤ12となってギヤ取出し口15から出てくる。このトコロテン式にギヤ12が製造される方式においては、図６にみられるように絞り部を有したワーク22を途中に入れて製造することもできる。もちろん単品のみのギヤの製造も可能である。上記実施例では中空ギヤの製造例を示したが、中実状のギヤの製造についても可能である。
【０００９】
【発明の効果】
本発明は以上のようであるから、製造されたギヤのダレ部と鍔部を取り除くといった作業を必要としないので、材料歩留の向上と、除肉加工時間の短縮を可能とした。また、製造されたギヤの精度が良く、しかも、圧造成形の場合は、切削加工のように配向メタルフローを切断することなく、同一方向へのメタルフローの配向による強度向上を可能にした。
【００１０】
この種小形のヘリカルギヤは、自動車のオートマチックトランスミッションにおいて、サンギヤや遊星ギヤとして多量に使用されているので、これの強度増大や製造コストの低減は、耐久性やコストダウンに大きく貢献することとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (a)〜(g)は本発明のギヤの圧造成形方法を示す一実施例である冷間圧造工程図である。
【図２】本発明のギヤ圧造成形用金型を用いてギヤを製造中の断面図である。
【図３】ワークを増やしてギヤを製造中の断面図である。
【図４】同断面図である。
【図５】ギヤが製造された時の同断面図である。
【図６】ギヤ成形ダイ部分の拡大図である。
【図７】従来の冷間圧造でノックアウト式の金型によるギヤ製造時の断面図である。
【図８】同金型によるギヤ取出し時の断面図である。
【図９】同金型のダイ部分の拡大図である。
【符号の説明】
10 コイル鋼材
11 ワーク
12 ギヤ
13 パンチ挿入孔
14 ギヤ成形ダイ
15 ギヤ取出し口
16 パンチ
17 パンチケース
18 パンチプレート
19 ダイホルダ
20 ダイスペーサ
22 ワーク

Claims (2)

1. コイル鋼材又はバー鋼材を所定長に切断してワークとし、パーツフォーマ成形又はプレス成形によってセルフノックアウト方式の金型を用いて、前記ワークを圧造によりヘリカルギヤとするに際して、
   (a) コイル鋼材から所定長で切断されたワークにする工程
   (b) ワークの一端を面付け ( 角を取去ること ) する工程
   (c) ワークを反転し反対側にも面付けをする工程
   (d) ワークの強度を高め、整形するため軸方向へ圧縮して潰す据え込み工程
   (e)(f) ワークの片面宛穴開けして貫通穴を形成する工程
   (g) セルフノックアウト方式の金型を用いてヘリカルギヤの形成をする工程
   からなることを特徴とする中空ヘリカルギヤの圧造成形方法。
2. 請求項１記載のセルフノックアウト方式の金型は、一方に前記ワークを複数個パンチにより挿入するワーク挿入口兼パンチ挿入孔を有し、中間にギヤ成形ダイを有し、他方にギヤ取出し口を有してなり、前記パンチは複数のワークが装着可能に段付きである中空ヘリカルギヤ圧造成形用金型。

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