JP3983100B2 - 歯車及びその製造方法，並びに製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は，略円柱形状の外周面につる巻状の歯筋が形成されてなるはすば歯車の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来，略円柱形状の外周面につる巻き状の歯筋が形成されてなるはすば歯車を鍛造成形するにあたっては，貫通中空穴の内周面に上記つる巻き状の歯筋からなる成形面を形成したダイス内の歯車用素材の両端面をパンチとダイで加圧して閉塞鍛造成形する方法がある。そして，閉塞鍛造成形されたはすば歯車を上記ダイスから取り出すに当たって，上記ダイス内にあるはすば歯車の一方の端面を押圧して，他方の端面側から押し出す。
また，中空穴の内周面に成形面を形成すると共に底面を有する袋構造のダイス内に配した歯車用素材について一方の端面をパンチで加圧して閉塞鍛造成形する方法もある。この場合には，パンチ面にパンチ方向の逃げ穴を配設して，はすば歯車と一体的に捨て軸を形成する。そして，その捨て軸を，パンチ後退方向に引くことにより成形されたダイスを取り出す。
【０００３】
【解決しようとする課題】
しかしながら，従来のはすば歯車の製造方法においては，次のような問題がある。すなわち，ダイスから成形された上記はすば歯車を取り出すとき，はすば歯車の歯面と，上記ダイスの上記成形面との間で無理な力やこすれが発生する。そのため，ダイスから取り出したはすば歯車にあっては，その歯筋形状，歯面等の精度が低下する場合があった。また，同時に，ダイスの上記成形面にも無理な力が作用して耐久性が低くなり，ダイスの破損等の問題を生じていた。
【０００４】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，閉塞鍛造成形されたはすば歯車の歯面及びダイスの成形面に負担をかけることなく，はすば歯車を取り出すことができる歯車の製造装置及び製造方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題の解決手段】
第１の発明は，略円柱形状の外周面につる巻状の歯筋を有する歯面が形成されてなるはすば歯車を閉塞鍛造成形によって製造する装置であって，
上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧するパンチ面をその先端に有するパンチと，
略円柱形状の中空部を有する中空貫通構造であってその内周面に上記歯面を成形するためのつる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面を有するダイスと，
略円柱形状の外周面に上記成形歯筋に螺合可能なつる巻き状のスリーブ歯筋を形成していると共に，上記はすば歯車の軸方向にある他方の端面を加圧する対向加圧面を有するダイスリーブとからなり，
上記ダイスは，上記中空部の中心軸回りに回転可能に構成されており，
上記ダイスリーブは，略円筒形状の中空貫通構造であってその外周面に上記スリーブ歯筋が形成されてなるアウタースリーブと該アウタースリーブの内部に摺動可能に配設されたインナースリーブとからなり，上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を押し出す際には，上記パンチの後退方向に向かって上記インナースリーブが上記アウタースリーブから突出すると共に，その突出する方向に向って上記ダイスリーブ全体が前進するように構成されていることを特徴とする歯車の製造装置にある（請求項１）。
【０００６】
上記第１の発明においては，上記ダイスを，上記のごとく回転可能に設けてある。そのため，成形後の上記はすば歯車を上記ダイスから取り出す際，上記はすば歯車の上記つる巻き状の歯筋が形成されてなる歯面と螺合する上記ダイスが，上記歯筋に沿って回転する。
【０００７】
それ故，上記ダイスからはすば歯車を取り出すとき，その歯面に無理な力やこすれ等を生じさせることがない。したがって，ダイスから取り出した上記はすば歯車にあっては，その歯筋形状，歯面等の精度の優れたものとなる。
また，上記ダイスから成形された上記はすば歯車を滑らかに取り出すことができるので，上記ダイスの成形面への負担も小さくすることができる。それ故，上記ダイスの成形面の精度を長く維持しながら，精度の高い上記はすば歯車を製造することが可能となる。
【０００８】
第２の発明は，略円柱形状の外周面につる巻状の歯筋を有する歯面が形成されてなるはすば歯車を閉塞鍛造成形によって製造する装置であって，
上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧するパンチ面をその先端に有するパンチと，
略円柱形状の中空部を有する中空貫通構造であってその内周面に上記歯面を成形するためのつる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面を有するダイスと，
略円柱形状の外周面に上記成形歯筋に螺合可能なつる巻き状のスリーブ歯筋を形成していると共に，上記はすば歯車の軸方向にある他方の端面を加圧する対向加圧面を有するダイスリーブとからなり，
該ダイスリーブは，略円筒形状の中空貫通構造であってその外周面に上記スリーブ歯筋が形成されてなるアウタースリーブと該アウタースリーブの内部に摺動可能に配設されたインナースリーブとを含み，上記アウタースリーブのアウター加圧面と，上記インナースリーブのインナー加圧面とが上記対向加圧面をなすと共に，
上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を押し出す際には，上記パンチの後退方向に向かって上記インナースリーブが上記アウタースリーブから突出すると共に，その突出する方向に向って上記インナースリーブと上記アウタースリーブとが一体的に前進するように構成されていることを特徴とする歯車の製造装置にある（請求項７）。
【０００９】
上記第２の発明の歯車の製造装置は，上記のごとく，上記ダイスリーブを，上記アウタースリーブと上記インナースリーブとにより構成し，上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を取り出す際には，上記パンチの後退方向に向かって上記インナースリーブが上記アウタースリーブから突出すると共に，その突出する方向に向って上記インナースリーブと上記アウタースリーブとが一体的に前進するように構成してある。
【００１０】
そのため，上記はすば歯車を押し出すに当たって，まず，上記インナースリーブが上記アウタースリーブから突出することにより，上記ダイスの上記成形面と上記アウタースリーブとの隙間に生じた成形時のバリ等を，その隙間から引き抜くことができる。それ故，上記バリは，上記はすば歯車と一体的に，上記ダイスの外へ排出されることとなる。また，上記はすば歯車から千切れて上記成形面に残ったバリ等については，上記インナースリーブから遅れて前進する上記アウタースリーブの上記アウター加圧面上に回収され，上記ダイスの外へ排出されることとなる。
【００１１】
このように，上記第２の発明によれば，上記ダイス内にバリ等が残りにくい。それ故，連続的に上記はすば歯車を成形する場合であっても，成形精度の低下，成形キズ等を生じることなく，良好な品質の上記はすば歯車を連続的に製造することができる。また，上記はすば歯車の取り出しと共に，上記ダイス内のバリの除去を行うことができるため，生産性を阻害することがない。
【００１２】
第３の発明は，略円筒形状の中空部を有する中空構造であってその内周面につる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面を有するダイスと，上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧するパンチ面をその先端に有するパンチと，略円柱形状の外周面につる巻き状のスリーブ歯筋が形成されていると共に，上記ダイスと螺合して上記はすば歯車の軸方向にある他方の端面を加圧する対向加圧面を有するダイスリーブとを用い，外周面につる巻状の歯筋を有する歯面が形成されてなるはすば歯車を製造する方法であって，
上記ダイスリーブは，略円筒形状の中空貫通構造であってその外周面に上記スリーブ歯筋が形成されてなるアウタースリーブと，該アウタースリーブの内部に摺動可能に配設されるインナースリーブであって，上記アウタースリーブから所定量突出した際に該アウタースリーブに係合する係合部を有するインナースリーブとから構成しておき，
上記ダイス内において上記パンチと上記ダイスリーブとにより，歯車用素材の軸方向両端面を加圧して上記はすば歯車を閉塞鍛造成形する加圧工程と，
上記閉塞鍛造成形された上記はすば歯車を上記ダイスから取り出す取出し工程とを含み，
上記取出し工程においては，上記ダイスリーブによって上記はすば歯車を押し上げると共に，上記はすば歯車に成形された上記歯筋に沿って上記ダイスを回転させながら上記はすば歯車を取り出すに当たり，上記インナースリーブのみを所定量前進させた後，該インナースリーブの上記係合部を上記アウタースリーブに係合させて，該アウタースリーブを上記インナースリーブに従動して前進させることを特徴とする歯車の製造方法にある（請求項１０）。
【００１３】
上記第３の発明においては，上記取出し工程において，上記ダイスリーブによって上記はすば歯車を押し上げると共に，上記はすば歯車に成形された上記歯筋に沿って上記ダイスを回転させながら上記はすば歯車を取り出す。そのため，上記はすば歯車の歯面と上記ダイスの成形面にある歯面との間に無理な力やこすれが生じるのを抑制しながら，上記はすば歯車を上記ダイスから取り出すことができる。
このように，上記第３の発明によれば，成形後のはすば歯車の歯筋形状や歯面精度を低下させることなく，また，上記ダイスの上記成形面の精度を，長期間に渡って維持しながら，上記はすば歯車を取り出すことができる。
【００１４】
上記第３の発明による歯車の製造方法により製造された歯車は，その外周面に形成した上記歯面の歯筋形状や歯面の精度が高い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上記第１の発明において好ましい形態について説明する。
上記ダイスは，スラストベアリングによって回転可能に保持されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には，上記スラストベアリングの存在によって，上記ダイスを比較的小さなトルクによって滑らかに回転させることができる。そのため，上記ダイスから上記はすば歯車を取り出す際，上記はすば歯車の歯面にかかる負担をさらに低減することができる。
【００１６】
また，上記ダイスリーブは，略円筒形状の中空貫通構造であってその外周面に上記スリーブ歯筋が形成されてなるアウタースリーブと該アウタースリーブの内部に摺動可能に配設されたインナースリーブとからなり，上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を押し出す際には，上記パンチの後退方向に向かって上記インナースリーブが上記アウタースリーブから突出すると共に，その突出する方向に向って上記ダイスリーブ全体が前進するように構成されている。
【００１７】
この場合には，成形時に生じたバリを上記はすば歯車と一体的に，上記ダイスの外へ取り出すことができる。また，上記はすば歯車から千切れてダイス内に脱落したバリについても，上記インナースリーブから遅れて前進する上記アウタースリーブの上記アウター加圧面上に回収して，排出することができる。
【００１８】
また，上記インナースリーブは，上記アウタースリーブから所定量突出した際に該アウタースリーブに係合する係合部を有しており，上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を押し出す際には，上記インナースリーブのみが所定量前進した後，該インナースリーブの上記係合部が上記アウタースリーブに係合した後，該アウタースリーブが上記インナースリーブに従動して前進するよう構成されていることが好ましい（請求項３）。
【００１９】
この場合には，まず，上記インナースリーブのみが前進して，その後，上記インナースリーブと上記アウタースリーブとが係合して，一体的に前進するという２段動作を，上記インナースリーブを前進させるのみで実現することができる。それ故，複雑な機械構造によることなく，所定の動作をさせることができる。
【００２０】
また，成形する上記はすば歯車は，軸方向に貫通する中央穴を有する形状を有するものであり，上記パンチの上記パンチ面は外周パンチ部と，該外周パンチ部よりも突出したコアパンチ部とを有する２段構造を有し，成形時には，上記パンチ面のうち上記外周パンチ部が上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧し，かつ，上記コアパンチ部が上記はすば歯車の上記中央穴に挿入貫通されて，該中央穴の内周面を成形するよう構成されていることが好ましい（請求項４）。
【００２１】
この場合には，上記パンチの１回のストロークにより，上記はすば歯車の歯面と上記中央穴とを，効率良く成形することができる。なお，上記閉塞鍛造成形する際には，リング状の材料を用いることがより好ましいが，中実円柱状の材料を適用し，上記コアパンチ部により上記中央穴を打ち抜きくこともできる。
【００２２】
また，成形する上記はすば歯車は，上記中央穴の内周面にスプライン歯が形成されてなり，上記コアパンチ部の外周面には，上記はすば歯車の上記スプライン歯を成形するスプライン成形面を有することが好ましい（請求項５）
この場合には，上記はすば歯車の外周面に上記歯面を成形すると同時に，内周面に上記スプライン歯を形成してなる上記中央穴を，効率良く成形することができる。
【００２３】
また，上記ダイスリーブは上記パンチ側の端面に中空凹部を有し，該中空凹部には上記対向加圧面から突出するように付勢されたクッションピンが進退可能に配設されており，上記パンチが下死点にあるときには上記コアパンチ部に押圧されて上記クッションピンが後退し，上記パンチが後退したときには上記クッションピンが上記対向加圧面から突出するよう構成されていることが好ましい（請求項６）。
【００２４】
この場合には，上記コアパンチ部が後退するに応じて前進する上記クッションピンを，上記はすば歯車の上記中央穴に嵌合させることができる。そのため，上記はすば歯車は，上記ダイスから取り出された後，上記クッションピンにより保持されることとなる。それ故，上記はすば歯車を衝撃的に押し出す場合であっても，取り出された上記はすば歯車が不用意に脱落等することを防止することができる。
【００２５】
次に，上記第２の発明について，好ましい形態について説明する。
上記インナースリーブは，上記アウタースリーブから所定量突出した際に該アウタースリーブに係合する係合部を有しており，上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を押し出す際には，上記インナースリーブのみが所定量前進した後，該インナースリーブの上記係合部が上記アウタースリーブに係合した後，該アウタースリーブが上記インナースリーブに従動して前進するよう構成されていることが好ましい（請求項８）。
この場合には，上記アウタースリーブを，上記インナースリーブに従動させることができる。そのため，上記アウタースリーブを移動させるための機構を，別途設ける必要がない。
【００２６】
また，上記ダイスは，上記中空部の中心軸回りに回転可能に構成されていることが好ましい（請求項９）。
この場合には，成形後の上記はすば歯車を上記ダイスから取り出す際，上記ダイスは，上記はすば歯車の上記つる巻き状の歯筋に沿って回転する。これは，はすば歯車の歯筋の上面が，上記ダイスの歯筋の下面に接触することによるものである。そのため，上記ダイスからはすば歯車を取り出すとき，その歯面に無理な力やこすれ等を生じさせることがない。したがって，ダイスから取り出した上記はすば歯車にあっては，その歯筋形状，歯面等の精度の優れたものとなる。
【００２７】
次に，上記第３の発明について，好ましい形態について説明する。
上記ダイスリーブは，略円筒形状の中空貫通構造であってその外周面に上記スリーブ歯筋が形成されてなるアウタースリーブと，該アウタースリーブの内部に摺動可能に配設されるインナースリーブであって，上記アウタースリーブから所定量突出した際に該アウタースリーブに係合する係合部を有するインナースリーブとから構成しておき，上記取出し工程においては，上記インナースリーブのみを所定量前進させた後，該インナースリーブの上記係合部を上記アウタースリーブに係合させて，該アウタースリーブを上記インナースリーブに従動して前進させる。
これにより，上記インナースリーブを移動させることのみにより，まず，上記インナースリーブのみを前進させて，その後，上記アウタースリーブと上記インナースリーブとを一体的に前進させることができる。
【００２８】
また，成形する上記はすば歯車は，軸方向に貫通する中央穴を有する形状を有するものであり，上記パンチの上記パンチ面は外周パンチ部と，該外周パンチ部よりも突出したコアパンチ部を有する２段構造にしておき，上記加圧工程においては，上記外周パンチ部により上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧し，かつ，上記コアパンチ部を上記はすば歯車の上記中央穴に挿入貫通させて，該中央穴の内周面を成形することができる（請求項１１）。
この場合には，上記パンチの１回のストロークにより，上記はすば歯車の歯面を成形すると同時に，上記中央穴を成形することができ，効率が良い。
【００２９】
また，成形する上記はすば歯車は，上記中空穴の内周面にスプライン歯を有するものであり，上記コアパンチ部の外周面には上記スプライン歯を成形するためのスプライン成形面を形成しておき，上記加圧工程においては，上記はすば歯車の上記中空穴の内周面において，上記スプライン成形面により上記スプライン歯を成形することができる（請求項１２）。
この場合には，上記はすば歯車の歯面を成形すると同時に，内周面にスプライン歯を有する上記中央穴を成形することができ，さらに効率が良い。
【００３０】
【実施例】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるはすば歯車の製造方法及び製造装置につき，図１〜図７を用いて説明する。
本例の製造方法は，略円筒形状の中空部を有する中空構造であってその内周面につる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面１３１を有するダイス１３と，上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧するパンチ面をその先端に有するパンチ１１と，略円柱形状の外周面につる巻き状のスリーブ歯筋２３２が形成されていると共に，上記ダイス１３と螺合して上記はすば歯車５の軸方向にある他方の端面を加圧する対向加圧面を有するダイスリーブ１２とを用い，外周面につる巻き状の歯筋を有する歯面が形成されてなるはすば歯車５を製造する方法を示す例である。
【００３１】
上記の製造方法は，上記ダイス１３内において上記パンチ１１と上記ダイスリーブ１２とにより，はすば歯車用素材を上下方向から加圧して上記はすば歯車５を閉塞鍛造成形する加圧工程と，上記閉塞鍛造成形された上記はすば歯車５を上記ダイス１３から取り出す取出し工程とを含む方法である。
そして，上記取出し工程においては，上記ダイスリーブ１２によって上記はすば歯車５を押し上げると共に，上記はすば歯車５に成形された上記歯筋に沿って上記ダイス１３を回転させながら上記はすば歯車５を取り出す。以下，本例の実施の内容について，詳しく説明する。
【００３２】
本例において製造するはすば歯車５は，図７に示すごとく，外周面につる巻き状の歯筋を有する歯面５１が形成されてなり，軸方向に貫通する中央穴５４を有すると共に，その内周面にスプライン歯５２が形成されてなる円筒状の歯車である。そして，本例では，図１のごとく構成したの製造装置１を用いて，軸方向の長さがＨである上記はすば歯車５の閉塞鍛造成形を実施した。
【００３３】
本例の製造装置１は，図１に示すごとく，パンチ１１とダイス１３とダイスリーブ１２とからなり，はすば歯車５を閉塞鍛造成形によって製造する装置である。
上記パンチ１１は，はすば歯車５の軸方向にある一方の端面を加圧するものである。上記ダイス１３は，略円柱形状の中空部を有する中空貫通構造であってその内周面に上記歯面５１を成形するためのつる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面１３１を有するものである。また，上記ダイスリーブ１２は，略円柱形状の外周面に上記成形歯筋に螺合可能なつる巻き状のスリーブ歯筋２３２を形成していると共に，上記はすば歯車の軸方向にある他方の端面を加圧するものである。
【００３４】
上記パンチ１１は，外周パンチ部として構成されたアウターパンチ１１３及びインサートパンチ１１２と，コアパンチ部として構成されたコアパンチ１１１とが，パンチホルダー１１４により一体的に保持されたものである。そして，パンチ１１は，図示しない油圧シリンダーのストロークに応じて軸方向にストロークするように構成されている。そして，アウターパンチ１１３に対して，インサートパンチ１１２の突出量Ｄ１は１／５Ｈであり，コアパンチの突出量Ｄ２は３Ｈとしてある。ここで，ダイス１３に対するパンチ１１の下死点位置は，ダイス１３とアウターパンチ１１３との当接によって決定されるよう構成されている。
なお，本例においては，アウターパンチ１１３とインサートパンチ１１２とコアパンチ１１１とを別体として構成した。また，アウターパンチ１１３とコアパンチ１１１とを一体として形成してもよい。
【００３５】
上記ダイス１３は，上記のごとく，円筒形状の中空部を有する貫通中空構造であってその内周面につる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面１３１を有している。そして，該ダイス１３は，ダイスホルダ１３４と一体的にパンチ１１のパンチ方向に進退可能な状態で，ダイクッションシリンダ１５１により支持されている。このダイクッションシリンダ１５１は，パンチ１１側への付勢力を有し，ダイス１３及びダイスホルダ１３４とをパンチ１１側に押し付けている。
さらに，ダイス１３は，ダイスケース１３５と一体的に回転しうる状態で，スラストベアリングロワー１４１及びスラストベアリングアッパー１４２を介して，ハウジング１３３とダイスホルダ１３４とにより保持されている。
【００３６】
上記ダイスリーブ１２は，図２に示すごとく，アウタースリーブ１２３とインナースリーブ１２２とクッションピン１２１との３重構造を有し，クッションピン１２１は，ばね１２４の伸縮によってインナースリーブ１２２内に格納されうるように構成されている。そして，ダイスリーブ１２の下には，インナースリーブ１２２の端面２２５に接合され，ダイスリーブ１２をパンチ１１の進退方向に進退させるノックアウトピン１２５を有している。そして，アウタースリーブ１２３の外周面には，上記成形面１３１の成形歯筋と螺合するつる巻き状のスリーブ歯筋２３２を有し，略円柱状の中空貫通穴２３３を有している。
【００３７】
ここで，インナースリーブ１２２は軸部２２１と大径部２２２とからなり，軸部２２１は，アウタースリーブ１２３の上記中空貫通穴２３３を摺動しうるように構成されている。一方，大径部２２２は，軸部２２１よりも太く，アウタースリーブ１２３のスリーブ端面２３５と当接して係合する係合部として構成されている。また，図示しないストッパによって，上記インナースリーブ１２２のインナー加圧面２２４が，上記アウタースリーブ１２３のアウター加圧面２３４よりも低くならないように構成してある。
【００３８】
さらに，上記インナー加圧面２２４には中空凹部２２３を有している。そして，該中空凹部２２３の内部に配した上記ばね１２４を介して，クッションピン１２１を付勢している。該クッションピン１２１は，コアパンチ受面２１１が，インナー加圧面２２４から１／２Ｈ程度突出した状態から，陥入した状態まで進退できるように構成されている。
【００３９】
上記のごとく構成された製造装置１を用いて，上記はすば歯車５を製造するに当たっては，まず，図３に示すごとく，上記ノックアウトピン１２５によって上記ダイスリーブ１２を，上記パンチ１１の後退方向に押し上げる。そして，上記のごとく，ばね１２４により付勢されてインナースリーブ１２２から突出したクッションピン１２１に，リング状の歯車用素材５９を嵌め込む。
【００４０】
次に，図４に示すごとく，上記加圧工程において，パンチ１１をストロークさせてはすば歯車５を閉塞鍛造成形する。パンチ１１を下方にストロークさせると，まず，コアパンチ１１１がクッションピン１２１と当接する。該クッションピン１２１は，パンチ方向へ押圧され，インナースリーブ１２２の中空凹部２２３へ嵌入していく。同時に，インナースリーブ１２２は，クッションピン１２１を付勢する上記ばね１２４からばね力を受け，パンチ方向へ移動する。
【００４１】
このインナースリーブ１２２は，そのインナー加圧面２２４とアウタースリーブ１２３のアウター加圧面２３４が略同一面となるまで，アウタースリーブ１２３の中空貫通穴２３３内を移動し，その後アウタースリーブ１２３と一体となってさらにパンチ方向に移動する。そして，アウタースリーブ１２３は，そのスリーブ端面２３５とダイスリーブストッパ１６とが当接して停止する。
【００４２】
一方，アウターパンチ１１３は，ダイス１３と当接する。ダイクッションシリンダ１５１に支持されたダイス１３とダイスホルダ１３４とは，アウターパンチ１１３に従動して，一体的にパンチ方向へ移動する。そうすると，歯車用素材５９は，図４に示すごとく，そのパンチ１１側の端面を，アウターパンチパンチ１１３とインサートパンチ１１２とにより拘束されることとなる。また，他方の端面は，インナースリーブ１２２とアウタースリーブ１２３とにより拘束される。また，その外周面及び内周面は，それぞれ，ダイス１３及びコアパンチ１１１により拘束される。そして，歯車用素材５９は，このように拘束され，形成される成形空間において閉塞鍛造される。
【００４３】
この閉塞鍛造により，図７に示すごとく，中央穴５４を有する円筒状であって，外周面につる巻き状の歯筋を形成されてなる歯面５１を有すると共に，その内周面にはスプライン歯５２を有する上記はすば歯車５を閉塞鍛造により成形することができる。このとき，アウタースリーブ１２３と，ダイス１３の成形面１３１との微小な隙間に歯車用素材５９の一部が流入して，上記はすば歯車５の端面にバリを生じることがある。
【００４４】
次に，図５に示すごとくパンチ１１を後退させる。そうすると，ダイス１３及びダイスホルダ１３４は，上記のダイクッションシリンダ１５１の付勢力により，パンチ１１の後退方向に移動する。このとき，はすば歯車５は，ダイス１３の成形面１３１とかみ合ったまま，インナースリーブ１２２から引き抜かれることとなる。
【００４５】
次に，図６に示すごとく，上記取出し工程において，閉塞鍛造成形して得られたはすば歯車５をダイス１３から取り出す。ここでは，まず，ノックアウトピン１２５によりインナースリーブ１２２をパンチ後退方向に移動させる。インナースリーブ１２２は，アウタースリーブ１２３の中空貫通穴２３３内を移動し，アウター加圧面２３４から突出していく。
【００４６】
そうすると，はすば歯車５は，その端面とインナースリーブ１２２のインナー加圧面２２４とが当接し，その中央穴５４にクッションピン１２１が嵌入した状態となる。その後さらに，インナースリーブ１２２をパンチ後退方向に移動させることにより，はすば歯車５を押し出していくことができる。
【００４７】
このとき，はすば歯車５の端面と，アウタースリーブ１２３のアウター加圧面２３４との間には，隙間が形成されていく。そのため，ダイス１３内を前進するはすば歯車５から千切れたバリ等は，この隙間に脱落してアウター加圧面２３４により回収される。
【００４８】
そしてその後，インナースリーブ１２２が，さらに前進すると，インナースリーブ１２２の大径部２２２が，アウタースリーブ１２３のスリーブ端面２３５に係合するに至る。そうすると，アウタースリーブ１２３は，インナースリーブ１２２に従動して前進し始める。すなわち，インナースリーブ１２２とアウタースリーブ１２３とは，はすば歯車５の端面とアウター加圧面２３４との間に一定の隙間を保持した状態で，一体的に前進していくこととなる。
アウタースリーブ１２３のスリーブ歯筋２３２は，成形面１３１に付着したバリ等を剥がしながら前進する。そして，剥がされたバリ等は，アウター加圧面２３４上に回収される。
【００４９】
また，はすば歯車５とダイス１３とは，歯面５１にあるつる巻き状の歯筋と，成形面１３１にあるつる巻き状の成形歯筋とにより螺合していると共に，ダイス１３は，上記ハウジング１３３に対して回転自在に保持されている。そのため，はすば歯車５がダイス１３内を前進するに当たっては，上記ダイス１３は，はすば歯車５の歯面５１のつる巻き状の歯筋に沿って回転する。
【００５０】
このように，本例の製造装置１によれば，上記はすば歯車５をダイス１３から押し出すに当たって，ダイス１３が回転する。そのため，成形されたはすば歯車５の歯面５１及びダイス１３の成形面１３１に無理な力が作用することが少ない。したがって，本例によれば，ダイス１３の成形面１３１の精度を長く維持しながら，歯筋形状や歯面の精度が高いはすば歯車５を，長期間に渡って製造することができる。
【００５１】
さらに，はすば歯車５をダイス１３から押し出す際には，まず，インナースリーブ１２２を，アウタースリーブ１２３から突出させた状態で，はすば歯車５を押し出していく。 そのため，はすば歯車５をダイス１３から押し出す際，はすば歯車５から千切れて脱落するバリを，アウタースリーブ１２３のアウター加圧面２３４により回収することができる。
【００５２】
そしてその後，アウター加圧面２３４から突出するインナースリーブ１２２とアウタースリーブ１２３とを一体として，はすば歯車５をさらに押し出していく。そのため，アウタースリーブ１２３の外周面に形成したスリーブ歯筋２３２により，ダイス１３の成形面１３１に付着したバリ等を剥がすことができる。そして，剥がしたバリ等を，アウター加圧面２３４に回収することができる。
このように，本例によれば，アウター加圧面２３４にバリ等を回収し，外部へ排出できるため，ダイス１３内にバリ等が残ることがない。そのため，良好な品質のはすば歯車５を生産性良く連続的に製造することができる。
【００５３】
さらに，ダイス１３から押し出されたとき，はすば歯車５は，クッションピン１２１と嵌合した状態にある。特に，はすば歯車５に衝撃荷重を作用させて，ダイス１３からに取り出す場合であっても，その衝撃により，はすば歯車５が飛散するようなことが起こりにくい。
そのため，飛散によるキズ付き等が未然に防止されると共に，本製造装置１が自動化ラインに組み込まれた場合であっても，上記はすば歯車５を確実に後工程に受け渡すことができる。
【００５４】
なお，本例の製造装置１によれば，上記パンチ１１の形状を変更することにより，図８に示すごとく中央穴５４が貫通せず中央凹部５３を有するはすば歯車５や，図９に示すごとく，スプライン歯が形成されていない中央穴６４を有するはすば歯車５を閉塞鍛造成形することもできる。
その成形形状は，その使用目的，使用状態等に応じて決定されるべきである。
【００５５】
（実施例２）
本例は，図１０に示すごとく，製造装置２を用いて，はすば歯車５の閉塞鍛造成形を実施した例である。
上記製造装置２は，実施例１における製造装置１を基にして，上記ダイスケース１３５を廃止して，ダイス１３の保持構造を変更した例である。
【００５６】
本例では，ダイス１３は，スラストベアリングアッパー１４２及びスラストベアリングロワー１４１を介して，回転自在な状態でダイスホルダ１３４に保持してある。そしてさらに，ダイス１３は，ダイスホルダ１３４と一体的に，パンチ方向に進退可能な状態で，ハウジング１３３に保持してある。
その他，構成及び作用効果は，実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における，はすば歯車の閉塞鍛造成形装置を示す図であって，断面図。
【図２】実施例１における，はすば歯車の閉塞鍛造成形装置のうち，ダイスリーブのみを示した図であって，断面図。
【図３】実施例１における，閉塞鍛造成形装置による工程の一部を示す図であって，動作図。
【図４】実施例１における，閉塞鍛造成形装置による工程の一部を示す図であって，動作図。
【図５】実施例１における，閉塞鍛造成形装置による工程の一部を示す図であって，動作図。
【図６】実施例１における，閉塞鍛造成形装置による工程の一部を示す図であって，動作図。
【図７】実施例１における，成形されたはすば歯車を示す図で，斜視図。
【図８】実施例１における，他のはすば歯車の成形例を示す図で，斜視図。
【図９】実施例１における，他のはすば歯車の成形例を示す図で，斜視図。
【図１０】実施例２における，はすば歯車の閉塞鍛造成形装置を示す図であって，断面図。
【符号の説明】
１．．．製造装置，
５．．．はすば歯車，
５２．．．スプライン歯，
５４．．．中央穴，
５９．．．歯車用素材，
１１．．．パンチ，
１１１．．．コアパンチ，
１１３．．．アウターパンチ，
１３．．．ダイス，
１３１．．．成形面，
１２．．．ダイスリーブ，
１２１．．．クッションピン，
１２２．．．インナースリーブ，
【技術分野】
本発明は，略円柱形状の外周面につる巻状の歯筋が形成されてなるはすば歯車の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来，略円柱形状の外周面につる巻き状の歯筋が形成されてなるはすば歯車を鍛造成形するにあたっては，貫通中空穴の内周面に上記つる巻き状の歯筋からなる成形面を形成したダイス内の歯車用素材の両端面をパンチとダイで加圧して閉塞鍛造成形する方法がある。そして，閉塞鍛造成形されたはすば歯車を上記ダイスから取り出すに当たって，上記ダイス内にあるはすば歯車の一方の端面を押圧して，他方の端面側から押し出す。
また，中空穴の内周面に成形面を形成すると共に底面を有する袋構造のダイス内に配した歯車用素材について一方の端面をパンチで加圧して閉塞鍛造成形する方法もある。この場合には，パンチ面にパンチ方向の逃げ穴を配設して，はすば歯車と一体的に捨て軸を形成する。そして，その捨て軸を，パンチ後退方向に引くことにより成形されたダイスを取り出す。
【０００３】
【解決しようとする課題】
しかしながら，従来のはすば歯車の製造方法においては，次のような問題がある。すなわち，ダイスから成形された上記はすば歯車を取り出すとき，はすば歯車の歯面と，上記ダイスの上記成形面との間で無理な力やこすれが発生する。そのため，ダイスから取り出したはすば歯車にあっては，その歯筋形状，歯面等の精度が低下する場合があった。また，同時に，ダイスの上記成形面にも無理な力が作用して耐久性が低くなり，ダイスの破損等の問題を生じていた。
【０００４】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，閉塞鍛造成形されたはすば歯車の歯面及びダイスの成形面に負担をかけることなく，はすば歯車を取り出すことができる歯車の製造装置及び製造方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題の解決手段】
第１の発明は，略円柱形状の外周面につる巻状の歯筋を有する歯面が形成されてなるはすば歯車を閉塞鍛造成形によって製造する装置であって，
上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧するパンチ面をその先端に有するパンチと，
略円柱形状の中空部を有する中空貫通構造であってその内周面に上記歯面を成形するためのつる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面を有するダイスと，
略円柱形状の外周面に上記成形歯筋に螺合可能なつる巻き状のスリーブ歯筋を形成していると共に，上記はすば歯車の軸方向にある他方の端面を加圧する対向加圧面を有するダイスリーブとからなり，
上記ダイスは，上記中空部の中心軸回りに回転可能に構成されており，
上記ダイスリーブは，略円筒形状の中空貫通構造であってその外周面に上記スリーブ歯筋が形成されてなるアウタースリーブと該アウタースリーブの内部に摺動可能に配設されたインナースリーブとからなり，上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を押し出す際には，上記パンチの後退方向に向かって上記インナースリーブが上記アウタースリーブから突出すると共に，その突出する方向に向って上記ダイスリーブ全体が前進するように構成されていることを特徴とする歯車の製造装置にある（請求項１）。
【０００６】
上記第１の発明においては，上記ダイスを，上記のごとく回転可能に設けてある。そのため，成形後の上記はすば歯車を上記ダイスから取り出す際，上記はすば歯車の上記つる巻き状の歯筋が形成されてなる歯面と螺合する上記ダイスが，上記歯筋に沿って回転する。
【０００７】
それ故，上記ダイスからはすば歯車を取り出すとき，その歯面に無理な力やこすれ等を生じさせることがない。したがって，ダイスから取り出した上記はすば歯車にあっては，その歯筋形状，歯面等の精度の優れたものとなる。
また，上記ダイスから成形された上記はすば歯車を滑らかに取り出すことができるので，上記ダイスの成形面への負担も小さくすることができる。それ故，上記ダイスの成形面の精度を長く維持しながら，精度の高い上記はすば歯車を製造することが可能となる。
【０００８】
第２の発明は，略円柱形状の外周面につる巻状の歯筋を有する歯面が形成されてなるはすば歯車を閉塞鍛造成形によって製造する装置であって，
上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧するパンチ面をその先端に有するパンチと，
略円柱形状の中空部を有する中空貫通構造であってその内周面に上記歯面を成形するためのつる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面を有するダイスと，
略円柱形状の外周面に上記成形歯筋に螺合可能なつる巻き状のスリーブ歯筋を形成していると共に，上記はすば歯車の軸方向にある他方の端面を加圧する対向加圧面を有するダイスリーブとからなり，
該ダイスリーブは，略円筒形状の中空貫通構造であってその外周面に上記スリーブ歯筋が形成されてなるアウタースリーブと該アウタースリーブの内部に摺動可能に配設されたインナースリーブとを含み，上記アウタースリーブのアウター加圧面と，上記インナースリーブのインナー加圧面とが上記対向加圧面をなすと共に，
上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を押し出す際には，上記パンチの後退方向に向かって上記インナースリーブが上記アウタースリーブから突出すると共に，その突出する方向に向って上記インナースリーブと上記アウタースリーブとが一体的に前進するように構成されていることを特徴とする歯車の製造装置にある（請求項７）。
【０００９】
上記第２の発明の歯車の製造装置は，上記のごとく，上記ダイスリーブを，上記アウタースリーブと上記インナースリーブとにより構成し，上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を取り出す際には，上記パンチの後退方向に向かって上記インナースリーブが上記アウタースリーブから突出すると共に，その突出する方向に向って上記インナースリーブと上記アウタースリーブとが一体的に前進するように構成してある。
【００１０】
そのため，上記はすば歯車を押し出すに当たって，まず，上記インナースリーブが上記アウタースリーブから突出することにより，上記ダイスの上記成形面と上記アウタースリーブとの隙間に生じた成形時のバリ等を，その隙間から引き抜くことができる。それ故，上記バリは，上記はすば歯車と一体的に，上記ダイスの外へ排出されることとなる。また，上記はすば歯車から千切れて上記成形面に残ったバリ等については，上記インナースリーブから遅れて前進する上記アウタースリーブの上記アウター加圧面上に回収され，上記ダイスの外へ排出されることとなる。
【００１１】
このように，上記第２の発明によれば，上記ダイス内にバリ等が残りにくい。それ故，連続的に上記はすば歯車を成形する場合であっても，成形精度の低下，成形キズ等を生じることなく，良好な品質の上記はすば歯車を連続的に製造することができる。また，上記はすば歯車の取り出しと共に，上記ダイス内のバリの除去を行うことができるため，生産性を阻害することがない。
【００１２】
第３の発明は，略円筒形状の中空部を有する中空構造であってその内周面につる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面を有するダイスと，上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧するパンチ面をその先端に有するパンチと，略円柱形状の外周面につる巻き状のスリーブ歯筋が形成されていると共に，上記ダイスと螺合して上記はすば歯車の軸方向にある他方の端面を加圧する対向加圧面を有するダイスリーブとを用い，外周面につる巻状の歯筋を有する歯面が形成されてなるはすば歯車を製造する方法であって，
上記ダイスリーブは，略円筒形状の中空貫通構造であってその外周面に上記スリーブ歯筋が形成されてなるアウタースリーブと，該アウタースリーブの内部に摺動可能に配設されるインナースリーブであって，上記アウタースリーブから所定量突出した際に該アウタースリーブに係合する係合部を有するインナースリーブとから構成しておき，
上記ダイス内において上記パンチと上記ダイスリーブとにより，歯車用素材の軸方向両端面を加圧して上記はすば歯車を閉塞鍛造成形する加圧工程と，
上記閉塞鍛造成形された上記はすば歯車を上記ダイスから取り出す取出し工程とを含み，
上記取出し工程においては，上記ダイスリーブによって上記はすば歯車を押し上げると共に，上記はすば歯車に成形された上記歯筋に沿って上記ダイスを回転させながら上記はすば歯車を取り出すに当たり，上記インナースリーブのみを所定量前進させた後，該インナースリーブの上記係合部を上記アウタースリーブに係合させて，該アウタースリーブを上記インナースリーブに従動して前進させることを特徴とする歯車の製造方法にある（請求項１０）。
【００１３】
上記第３の発明においては，上記取出し工程において，上記ダイスリーブによって上記はすば歯車を押し上げると共に，上記はすば歯車に成形された上記歯筋に沿って上記ダイスを回転させながら上記はすば歯車を取り出す。そのため，上記はすば歯車の歯面と上記ダイスの成形面にある歯面との間に無理な力やこすれが生じるのを抑制しながら，上記はすば歯車を上記ダイスから取り出すことができる。
このように，上記第３の発明によれば，成形後のはすば歯車の歯筋形状や歯面精度を低下させることなく，また，上記ダイスの上記成形面の精度を，長期間に渡って維持しながら，上記はすば歯車を取り出すことができる。
【００１４】
上記第３の発明による歯車の製造方法により製造された歯車は，その外周面に形成した上記歯面の歯筋形状や歯面の精度が高い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上記第１の発明において好ましい形態について説明する。
上記ダイスは，スラストベアリングによって回転可能に保持されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には，上記スラストベアリングの存在によって，上記ダイスを比較的小さなトルクによって滑らかに回転させることができる。そのため，上記ダイスから上記はすば歯車を取り出す際，上記はすば歯車の歯面にかかる負担をさらに低減することができる。
【００１６】
また，上記ダイスリーブは，略円筒形状の中空貫通構造であってその外周面に上記スリーブ歯筋が形成されてなるアウタースリーブと該アウタースリーブの内部に摺動可能に配設されたインナースリーブとからなり，上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を押し出す際には，上記パンチの後退方向に向かって上記インナースリーブが上記アウタースリーブから突出すると共に，その突出する方向に向って上記ダイスリーブ全体が前進するように構成されている。
【００１７】
この場合には，成形時に生じたバリを上記はすば歯車と一体的に，上記ダイスの外へ取り出すことができる。また，上記はすば歯車から千切れてダイス内に脱落したバリについても，上記インナースリーブから遅れて前進する上記アウタースリーブの上記アウター加圧面上に回収して，排出することができる。
【００１８】
また，上記インナースリーブは，上記アウタースリーブから所定量突出した際に該アウタースリーブに係合する係合部を有しており，上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を押し出す際には，上記インナースリーブのみが所定量前進した後，該インナースリーブの上記係合部が上記アウタースリーブに係合した後，該アウタースリーブが上記インナースリーブに従動して前進するよう構成されていることが好ましい（請求項３）。
【００１９】
この場合には，まず，上記インナースリーブのみが前進して，その後，上記インナースリーブと上記アウタースリーブとが係合して，一体的に前進するという２段動作を，上記インナースリーブを前進させるのみで実現することができる。それ故，複雑な機械構造によることなく，所定の動作をさせることができる。
【００２０】
また，成形する上記はすば歯車は，軸方向に貫通する中央穴を有する形状を有するものであり，上記パンチの上記パンチ面は外周パンチ部と，該外周パンチ部よりも突出したコアパンチ部とを有する２段構造を有し，成形時には，上記パンチ面のうち上記外周パンチ部が上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧し，かつ，上記コアパンチ部が上記はすば歯車の上記中央穴に挿入貫通されて，該中央穴の内周面を成形するよう構成されていることが好ましい（請求項４）。
【００２１】
この場合には，上記パンチの１回のストロークにより，上記はすば歯車の歯面と上記中央穴とを，効率良く成形することができる。なお，上記閉塞鍛造成形する際には，リング状の材料を用いることがより好ましいが，中実円柱状の材料を適用し，上記コアパンチ部により上記中央穴を打ち抜きくこともできる。
【００２２】
また，成形する上記はすば歯車は，上記中央穴の内周面にスプライン歯が形成されてなり，上記コアパンチ部の外周面には，上記はすば歯車の上記スプライン歯を成形するスプライン成形面を有することが好ましい（請求項５）
この場合には，上記はすば歯車の外周面に上記歯面を成形すると同時に，内周面に上記スプライン歯を形成してなる上記中央穴を，効率良く成形することができる。
【００２３】
また，上記ダイスリーブは上記パンチ側の端面に中空凹部を有し，該中空凹部には上記対向加圧面から突出するように付勢されたクッションピンが進退可能に配設されており，上記パンチが下死点にあるときには上記コアパンチ部に押圧されて上記クッションピンが後退し，上記パンチが後退したときには上記クッションピンが上記対向加圧面から突出するよう構成されていることが好ましい（請求項６）。
【００２４】
この場合には，上記コアパンチ部が後退するに応じて前進する上記クッションピンを，上記はすば歯車の上記中央穴に嵌合させることができる。そのため，上記はすば歯車は，上記ダイスから取り出された後，上記クッションピンにより保持されることとなる。それ故，上記はすば歯車を衝撃的に押し出す場合であっても，取り出された上記はすば歯車が不用意に脱落等することを防止することができる。
【００２５】
次に，上記第２の発明について，好ましい形態について説明する。
上記インナースリーブは，上記アウタースリーブから所定量突出した際に該アウタースリーブに係合する係合部を有しており，上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を押し出す際には，上記インナースリーブのみが所定量前進した後，該インナースリーブの上記係合部が上記アウタースリーブに係合した後，該アウタースリーブが上記インナースリーブに従動して前進するよう構成されていることが好ましい（請求項８）。
この場合には，上記アウタースリーブを，上記インナースリーブに従動させることができる。そのため，上記アウタースリーブを移動させるための機構を，別途設ける必要がない。
【００２６】
また，上記ダイスは，上記中空部の中心軸回りに回転可能に構成されていることが好ましい（請求項９）。
この場合には，成形後の上記はすば歯車を上記ダイスから取り出す際，上記ダイスは，上記はすば歯車の上記つる巻き状の歯筋に沿って回転する。これは，はすば歯車の歯筋の上面が，上記ダイスの歯筋の下面に接触することによるものである。そのため，上記ダイスからはすば歯車を取り出すとき，その歯面に無理な力やこすれ等を生じさせることがない。したがって，ダイスから取り出した上記はすば歯車にあっては，その歯筋形状，歯面等の精度の優れたものとなる。
【００２７】
次に，上記第３の発明について，好ましい形態について説明する。
上記ダイスリーブは，略円筒形状の中空貫通構造であってその外周面に上記スリーブ歯筋が形成されてなるアウタースリーブと，該アウタースリーブの内部に摺動可能に配設されるインナースリーブであって，上記アウタースリーブから所定量突出した際に該アウタースリーブに係合する係合部を有するインナースリーブとから構成しておき，上記取出し工程においては，上記インナースリーブのみを所定量前進させた後，該インナースリーブの上記係合部を上記アウタースリーブに係合させて，該アウタースリーブを上記インナースリーブに従動して前進させる。
これにより，上記インナースリーブを移動させることのみにより，まず，上記インナースリーブのみを前進させて，その後，上記アウタースリーブと上記インナースリーブとを一体的に前進させることができる。
【００２８】
また，成形する上記はすば歯車は，軸方向に貫通する中央穴を有する形状を有するものであり，上記パンチの上記パンチ面は外周パンチ部と，該外周パンチ部よりも突出したコアパンチ部を有する２段構造にしておき，上記加圧工程においては，上記外周パンチ部により上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧し，かつ，上記コアパンチ部を上記はすば歯車の上記中央穴に挿入貫通させて，該中央穴の内周面を成形することができる（請求項１１）。
この場合には，上記パンチの１回のストロークにより，上記はすば歯車の歯面を成形すると同時に，上記中央穴を成形することができ，効率が良い。
【００２９】
また，成形する上記はすば歯車は，上記中空穴の内周面にスプライン歯を有するものであり，上記コアパンチ部の外周面には上記スプライン歯を成形するためのスプライン成形面を形成しておき，上記加圧工程においては，上記はすば歯車の上記中空穴の内周面において，上記スプライン成形面により上記スプライン歯を成形することができる（請求項１２）。
この場合には，上記はすば歯車の歯面を成形すると同時に，内周面にスプライン歯を有する上記中央穴を成形することができ，さらに効率が良い。
【００３０】
【実施例】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるはすば歯車の製造方法及び製造装置につき，図１〜図７を用いて説明する。
本例の製造方法は，略円筒形状の中空部を有する中空構造であってその内周面につる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面１３１を有するダイス１３と，上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧するパンチ面をその先端に有するパンチ１１と，略円柱形状の外周面につる巻き状のスリーブ歯筋２３２が形成されていると共に，上記ダイス１３と螺合して上記はすば歯車５の軸方向にある他方の端面を加圧する対向加圧面を有するダイスリーブ１２とを用い，外周面につる巻き状の歯筋を有する歯面が形成されてなるはすば歯車５を製造する方法を示す例である。
【００３１】
上記の製造方法は，上記ダイス１３内において上記パンチ１１と上記ダイスリーブ１２とにより，はすば歯車用素材を上下方向から加圧して上記はすば歯車５を閉塞鍛造成形する加圧工程と，上記閉塞鍛造成形された上記はすば歯車５を上記ダイス１３から取り出す取出し工程とを含む方法である。
そして，上記取出し工程においては，上記ダイスリーブ１２によって上記はすば歯車５を押し上げると共に，上記はすば歯車５に成形された上記歯筋に沿って上記ダイス１３を回転させながら上記はすば歯車５を取り出す。以下，本例の実施の内容について，詳しく説明する。
【００３２】
本例において製造するはすば歯車５は，図７に示すごとく，外周面につる巻き状の歯筋を有する歯面５１が形成されてなり，軸方向に貫通する中央穴５４を有すると共に，その内周面にスプライン歯５２が形成されてなる円筒状の歯車である。そして，本例では，図１のごとく構成したの製造装置１を用いて，軸方向の長さがＨである上記はすば歯車５の閉塞鍛造成形を実施した。
【００３３】
本例の製造装置１は，図１に示すごとく，パンチ１１とダイス１３とダイスリーブ１２とからなり，はすば歯車５を閉塞鍛造成形によって製造する装置である。
上記パンチ１１は，はすば歯車５の軸方向にある一方の端面を加圧するものである。上記ダイス１３は，略円柱形状の中空部を有する中空貫通構造であってその内周面に上記歯面５１を成形するためのつる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面１３１を有するものである。また，上記ダイスリーブ１２は，略円柱形状の外周面に上記成形歯筋に螺合可能なつる巻き状のスリーブ歯筋２３２を形成していると共に，上記はすば歯車の軸方向にある他方の端面を加圧するものである。
【００３４】
上記パンチ１１は，外周パンチ部として構成されたアウターパンチ１１３及びインサートパンチ１１２と，コアパンチ部として構成されたコアパンチ１１１とが，パンチホルダー１１４により一体的に保持されたものである。そして，パンチ１１は，図示しない油圧シリンダーのストロークに応じて軸方向にストロークするように構成されている。そして，アウターパンチ１１３に対して，インサートパンチ１１２の突出量Ｄ１は１／５Ｈであり，コアパンチの突出量Ｄ２は３Ｈとしてある。ここで，ダイス１３に対するパンチ１１の下死点位置は，ダイス１３とアウターパンチ１１３との当接によって決定されるよう構成されている。
なお，本例においては，アウターパンチ１１３とインサートパンチ１１２とコアパンチ１１１とを別体として構成した。また，アウターパンチ１１３とコアパンチ１１１とを一体として形成してもよい。
【００３５】
上記ダイス１３は，上記のごとく，円筒形状の中空部を有する貫通中空構造であってその内周面につる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面１３１を有している。そして，該ダイス１３は，ダイスホルダ１３４と一体的にパンチ１１のパンチ方向に進退可能な状態で，ダイクッションシリンダ１５１により支持されている。このダイクッションシリンダ１５１は，パンチ１１側への付勢力を有し，ダイス１３及びダイスホルダ１３４とをパンチ１１側に押し付けている。
さらに，ダイス１３は，ダイスケース１３５と一体的に回転しうる状態で，スラストベアリングロワー１４１及びスラストベアリングアッパー１４２を介して，ハウジング１３３とダイスホルダ１３４とにより保持されている。
【００３６】
上記ダイスリーブ１２は，図２に示すごとく，アウタースリーブ１２３とインナースリーブ１２２とクッションピン１２１との３重構造を有し，クッションピン１２１は，ばね１２４の伸縮によってインナースリーブ１２２内に格納されうるように構成されている。そして，ダイスリーブ１２の下には，インナースリーブ１２２の端面２２５に接合され，ダイスリーブ１２をパンチ１１の進退方向に進退させるノックアウトピン１２５を有している。そして，アウタースリーブ１２３の外周面には，上記成形面１３１の成形歯筋と螺合するつる巻き状のスリーブ歯筋２３２を有し，略円柱状の中空貫通穴２３３を有している。
【００３７】
ここで，インナースリーブ１２２は軸部２２１と大径部２２２とからなり，軸部２２１は，アウタースリーブ１２３の上記中空貫通穴２３３を摺動しうるように構成されている。一方，大径部２２２は，軸部２２１よりも太く，アウタースリーブ１２３のスリーブ端面２３５と当接して係合する係合部として構成されている。また，図示しないストッパによって，上記インナースリーブ１２２のインナー加圧面２２４が，上記アウタースリーブ１２３のアウター加圧面２３４よりも低くならないように構成してある。
【００３８】
さらに，上記インナー加圧面２２４には中空凹部２２３を有している。そして，該中空凹部２２３の内部に配した上記ばね１２４を介して，クッションピン１２１を付勢している。該クッションピン１２１は，コアパンチ受面２１１が，インナー加圧面２２４から１／２Ｈ程度突出した状態から，陥入した状態まで進退できるように構成されている。
【００３９】
上記のごとく構成された製造装置１を用いて，上記はすば歯車５を製造するに当たっては，まず，図３に示すごとく，上記ノックアウトピン１２５によって上記ダイスリーブ１２を，上記パンチ１１の後退方向に押し上げる。そして，上記のごとく，ばね１２４により付勢されてインナースリーブ１２２から突出したクッションピン１２１に，リング状の歯車用素材５９を嵌め込む。
【００４０】
次に，図４に示すごとく，上記加圧工程において，パンチ１１をストロークさせてはすば歯車５を閉塞鍛造成形する。パンチ１１を下方にストロークさせると，まず，コアパンチ１１１がクッションピン１２１と当接する。該クッションピン１２１は，パンチ方向へ押圧され，インナースリーブ１２２の中空凹部２２３へ嵌入していく。同時に，インナースリーブ１２２は，クッションピン１２１を付勢する上記ばね１２４からばね力を受け，パンチ方向へ移動する。
【００４１】
このインナースリーブ１２２は，そのインナー加圧面２２４とアウタースリーブ１２３のアウター加圧面２３４が略同一面となるまで，アウタースリーブ１２３の中空貫通穴２３３内を移動し，その後アウタースリーブ１２３と一体となってさらにパンチ方向に移動する。そして，アウタースリーブ１２３は，そのスリーブ端面２３５とダイスリーブストッパ１６とが当接して停止する。
【００４２】
一方，アウターパンチ１１３は，ダイス１３と当接する。ダイクッションシリンダ１５１に支持されたダイス１３とダイスホルダ１３４とは，アウターパンチ１１３に従動して，一体的にパンチ方向へ移動する。そうすると，歯車用素材５９は，図４に示すごとく，そのパンチ１１側の端面を，アウターパンチパンチ１１３とインサートパンチ１１２とにより拘束されることとなる。また，他方の端面は，インナースリーブ１２２とアウタースリーブ１２３とにより拘束される。また，その外周面及び内周面は，それぞれ，ダイス１３及びコアパンチ１１１により拘束される。そして，歯車用素材５９は，このように拘束され，形成される成形空間において閉塞鍛造される。
【００４３】
この閉塞鍛造により，図７に示すごとく，中央穴５４を有する円筒状であって，外周面につる巻き状の歯筋を形成されてなる歯面５１を有すると共に，その内周面にはスプライン歯５２を有する上記はすば歯車５を閉塞鍛造により成形することができる。このとき，アウタースリーブ１２３と，ダイス１３の成形面１３１との微小な隙間に歯車用素材５９の一部が流入して，上記はすば歯車５の端面にバリを生じることがある。
【００４４】
次に，図５に示すごとくパンチ１１を後退させる。そうすると，ダイス１３及びダイスホルダ１３４は，上記のダイクッションシリンダ１５１の付勢力により，パンチ１１の後退方向に移動する。このとき，はすば歯車５は，ダイス１３の成形面１３１とかみ合ったまま，インナースリーブ１２２から引き抜かれることとなる。
【００４５】
次に，図６に示すごとく，上記取出し工程において，閉塞鍛造成形して得られたはすば歯車５をダイス１３から取り出す。ここでは，まず，ノックアウトピン１２５によりインナースリーブ１２２をパンチ後退方向に移動させる。インナースリーブ１２２は，アウタースリーブ１２３の中空貫通穴２３３内を移動し，アウター加圧面２３４から突出していく。
【００４６】
そうすると，はすば歯車５は，その端面とインナースリーブ１２２のインナー加圧面２２４とが当接し，その中央穴５４にクッションピン１２１が嵌入した状態となる。その後さらに，インナースリーブ１２２をパンチ後退方向に移動させることにより，はすば歯車５を押し出していくことができる。
【００４７】
このとき，はすば歯車５の端面と，アウタースリーブ１２３のアウター加圧面２３４との間には，隙間が形成されていく。そのため，ダイス１３内を前進するはすば歯車５から千切れたバリ等は，この隙間に脱落してアウター加圧面２３４により回収される。
【００４８】
そしてその後，インナースリーブ１２２が，さらに前進すると，インナースリーブ１２２の大径部２２２が，アウタースリーブ１２３のスリーブ端面２３５に係合するに至る。そうすると，アウタースリーブ１２３は，インナースリーブ１２２に従動して前進し始める。すなわち，インナースリーブ１２２とアウタースリーブ１２３とは，はすば歯車５の端面とアウター加圧面２３４との間に一定の隙間を保持した状態で，一体的に前進していくこととなる。
アウタースリーブ１２３のスリーブ歯筋２３２は，成形面１３１に付着したバリ等を剥がしながら前進する。そして，剥がされたバリ等は，アウター加圧面２３４上に回収される。
【００４９】
また，はすば歯車５とダイス１３とは，歯面５１にあるつる巻き状の歯筋と，成形面１３１にあるつる巻き状の成形歯筋とにより螺合していると共に，ダイス１３は，上記ハウジング１３３に対して回転自在に保持されている。そのため，はすば歯車５がダイス１３内を前進するに当たっては，上記ダイス１３は，はすば歯車５の歯面５１のつる巻き状の歯筋に沿って回転する。
【００５０】
このように，本例の製造装置１によれば，上記はすば歯車５をダイス１３から押し出すに当たって，ダイス１３が回転する。そのため，成形されたはすば歯車５の歯面５１及びダイス１３の成形面１３１に無理な力が作用することが少ない。したがって，本例によれば，ダイス１３の成形面１３１の精度を長く維持しながら，歯筋形状や歯面の精度が高いはすば歯車５を，長期間に渡って製造することができる。
【００５１】
さらに，はすば歯車５をダイス１３から押し出す際には，まず，インナースリーブ１２２を，アウタースリーブ１２３から突出させた状態で，はすば歯車５を押し出していく。 そのため，はすば歯車５をダイス１３から押し出す際，はすば歯車５から千切れて脱落するバリを，アウタースリーブ１２３のアウター加圧面２３４により回収することができる。
【００５２】
そしてその後，アウター加圧面２３４から突出するインナースリーブ１２２とアウタースリーブ１２３とを一体として，はすば歯車５をさらに押し出していく。そのため，アウタースリーブ１２３の外周面に形成したスリーブ歯筋２３２により，ダイス１３の成形面１３１に付着したバリ等を剥がすことができる。そして，剥がしたバリ等を，アウター加圧面２３４に回収することができる。
このように，本例によれば，アウター加圧面２３４にバリ等を回収し，外部へ排出できるため，ダイス１３内にバリ等が残ることがない。そのため，良好な品質のはすば歯車５を生産性良く連続的に製造することができる。
【００５３】
さらに，ダイス１３から押し出されたとき，はすば歯車５は，クッションピン１２１と嵌合した状態にある。特に，はすば歯車５に衝撃荷重を作用させて，ダイス１３からに取り出す場合であっても，その衝撃により，はすば歯車５が飛散するようなことが起こりにくい。
そのため，飛散によるキズ付き等が未然に防止されると共に，本製造装置１が自動化ラインに組み込まれた場合であっても，上記はすば歯車５を確実に後工程に受け渡すことができる。
【００５４】
なお，本例の製造装置１によれば，上記パンチ１１の形状を変更することにより，図８に示すごとく中央穴５４が貫通せず中央凹部５３を有するはすば歯車５や，図９に示すごとく，スプライン歯が形成されていない中央穴６４を有するはすば歯車５を閉塞鍛造成形することもできる。
その成形形状は，その使用目的，使用状態等に応じて決定されるべきである。
【００５５】
（実施例２）
本例は，図１０に示すごとく，製造装置２を用いて，はすば歯車５の閉塞鍛造成形を実施した例である。
上記製造装置２は，実施例１における製造装置１を基にして，上記ダイスケース１３５を廃止して，ダイス１３の保持構造を変更した例である。
【００５６】
本例では，ダイス１３は，スラストベアリングアッパー１４２及びスラストベアリングロワー１４１を介して，回転自在な状態でダイスホルダ１３４に保持してある。そしてさらに，ダイス１３は，ダイスホルダ１３４と一体的に，パンチ方向に進退可能な状態で，ハウジング１３３に保持してある。
その他，構成及び作用効果は，実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における，はすば歯車の閉塞鍛造成形装置を示す図であって，断面図。
【図２】実施例１における，はすば歯車の閉塞鍛造成形装置のうち，ダイスリーブのみを示した図であって，断面図。
【図３】実施例１における，閉塞鍛造成形装置による工程の一部を示す図であって，動作図。
【図４】実施例１における，閉塞鍛造成形装置による工程の一部を示す図であって，動作図。
【図５】実施例１における，閉塞鍛造成形装置による工程の一部を示す図であって，動作図。
【図６】実施例１における，閉塞鍛造成形装置による工程の一部を示す図であって，動作図。
【図７】実施例１における，成形されたはすば歯車を示す図で，斜視図。
【図８】実施例１における，他のはすば歯車の成形例を示す図で，斜視図。
【図９】実施例１における，他のはすば歯車の成形例を示す図で，斜視図。
【図１０】実施例２における，はすば歯車の閉塞鍛造成形装置を示す図であって，断面図。
【符号の説明】
１．．．製造装置，
５．．．はすば歯車，
５２．．．スプライン歯，
５４．．．中央穴，
５９．．．歯車用素材，
１１．．．パンチ，
１１１．．．コアパンチ，
１１３．．．アウターパンチ，
１３．．．ダイス，
１３１．．．成形面，
１２．．．ダイスリーブ，
１２１．．．クッションピン，
１２２．．．インナースリーブ，
Claims (12)
- 略円柱形状の外周面につる巻状の歯筋を有する歯面が形成されてなるはすば歯車を閉塞鍛造成形によって製造する装置であって，
上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧するパンチ面をその先端に有するパンチと，
略円柱形状の中空部を有する中空貫通構造であってその内周面に上記歯面を成形するためのつる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面を有するダイスと，
略円柱形状の外周面に上記成形歯筋に螺合可能なつる巻き状のスリーブ歯筋を形成していると共に，上記はすば歯車の軸方向にある他方の端面を加圧する対向加圧面を有するダイスリーブとからなり，
上記ダイスは，上記中空部の中心軸回りに回転可能に構成されており，
上記ダイスリーブは，略円筒形状の中空貫通構造であってその外周面に上記スリーブ歯筋が形成されてなるアウタースリーブと該アウタースリーブの内部に摺動可能に配設されたインナースリーブとからなり，上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を押し出す際には，上記パンチの後退方向に向かって上記インナースリーブが上記アウタースリーブから突出すると共に，その突出する方向に向って上記ダイスリーブ全体が前進するように構成されていることを特徴とする歯車の製造装置。 - 請求項１において，上記ダイスは，スラストベアリングによって回転可能に保持されていることを特徴とする歯車の製造装置。
- 請求項１又は２において，上記インナースリーブは，上記アウタースリーブから所定量突出した際に該アウタースリーブに係合する係合部を有しており，上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を押し出す際には，上記インナースリーブのみが所定量前進した後，該インナースリーブの上記係合部が上記アウタースリーブに係合した後，該アウタースリーブが上記インナースリーブに従動して前進するよう構成されていることを特徴とする歯車の製造装置。
- 請求項１〜３のいずれか１項において，成形する上記はすば歯車は，軸方向に貫通する中央穴を有する形状を有するものであり，上記パンチの上記パンチ面は外周パンチ部と，該外周パンチ部よりも突出したコアパンチ部とを有する２段構造を有し，成形時には，上記パンチ面のうち上記外周パンチ部が上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧し，かつ，上記コアパンチ部が上記はすば歯車の上記中央穴に挿入貫通されて，該中央穴の内周面を成形するよう構成されていることを特徴とする歯車の製造装置。
- 請求項４において，成形する上記はすば歯車は，上記中央穴の内周面にスプライン歯が形成されてなり，上記コアパンチ部の外周面には，上記はすば歯車の上記スプライン歯を成形するスプライン成形面を有することを特徴とする歯車の製造装置。
- 請求項４又は５において，上記ダイスリーブは上記パンチ側の端面に中空凹部を有し，該中空凹部には上記対向加圧面から突出するように付勢されたクッションピンが進退可能に配設されており，上記パンチが下死点にあるときには上記コアパンチ部に押圧されて上記クッションピンが後退し，上記パンチが後退したときには上記クッションピンが上記対向加圧面から突出するよう構成されていることを特徴とする歯車の製造装置。
- 略円柱形状の外周面につる巻状の歯筋を有する歯面が形成されてなるはすば歯車を閉塞鍛造成形によって製造する装置であって，
上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧するパンチ面をその先端に有するパンチと，
略円柱形状の中空部を有する中空貫通構造であってその内周面に上記歯面を成形するためのつる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面を有するダイスと，
略円柱形状の外周面に上記成形歯筋に螺合可能なつる巻き状のスリーブ歯筋を形成していると共に，上記はすば歯車の軸方向にある他方の端面を加圧する対向加圧面を有するダイスリーブとからなり，
該ダイスリーブは，略円筒形状の中空貫通構造であってその外周面に上記スリーブ歯筋が形成されてなるアウタースリーブと該アウタースリーブの内部に摺動可能に配設されたインナースリーブとを含み，上記アウタースリーブのアウター加圧面と，上記インナースリーブのインナー加圧面とが上記対向加圧面をなすと共に，
上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を押し出す際には，上記パンチの後退方向に向かって上記インナースリーブが上記アウタースリーブから突出すると共に，その突出する方向に向って上記インナースリーブと上記アウタースリーブとが一体的に前進するように構成されていることを特徴とする歯車の製造装置。 - 請求項７において，上記インナースリーブは，上記アウタースリーブから所定量突出した際に該アウタースリーブに係合する係合部を有しており，上記ダイスから成形後の上記はすば歯車を押し出す際には，上記インナースリーブのみが所定量前進した後，該インナースリーブの上記係合部が上記アウタースリーブに係合した後，該アウタースリーブが上記インナースリーブに従動して前進するよう構成されていることを特徴とする歯車の製造装置。
- 請求項７又は８において，上記ダイスは，上記中空部の中心軸回りに回転可能に構成されていることを特徴とする歯車の製造装置。
- 略円筒形状の中空部を有する中空構造であってその内周面につる巻き状の成形歯筋を形成してなる成形面を有するダイスと，上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧するパンチ面をその先端に有するパンチと，略円柱形状の外周面につる巻き状のスリーブ歯筋が形成されていると共に，上記ダイスと螺合して上記はすば歯車の軸方向にある他方の端面を加圧する対向加圧面を有するダイスリーブとを用い，外周面につる巻状の歯筋を有する歯面が形成されてなるはすば歯車を製造する方法であって，
上記ダイスリーブは，略円筒形状の中空貫通構造であってその外周面に上記スリーブ歯筋が形成されてなるアウタースリーブと，該アウタースリーブの内部に摺動可能に配設されるインナースリーブであって，上記アウタースリーブから所定量突出した際に該アウタースリーブに係合する係合部を有するインナースリーブとから構成しておき，
上記ダイス内において上記パンチと上記ダイスリーブとにより，歯車用素材の軸方向両端面を加圧して上記はすば歯車を閉塞鍛造成形する加圧工程と，
上記閉塞鍛造成形された上記はすば歯車を上記ダイスから取り出す取出し工程とを含み，
上記取出し工程においては，上記ダイスリーブによって上記はすば歯車を押し上げると共に，上記はすば歯車に成形された上記歯筋に沿って上記ダイスを回転させながら上記はすば歯車を取り出すに当たり，上記インナースリーブのみを所定量前進させた後，該インナースリーブの上記係合部を上記アウタースリーブに係合させて，該アウタースリーブを上記インナースリーブに従動して前進させることを特徴とする歯車の製造方法。 - 請求項１０において，成形する上記はすば歯車は，軸方向に貫通する中央穴を有する形状を有するものであり，上記パンチの上記パンチ面は外周パンチ部と，該外周パンチ部よりも突出したコアパンチ部を有する２段構造にしておき，上記加圧工程においては，上記外周パンチ部により上記はすば歯車の軸方向にある一方の端面を加圧し，かつ，上記コアパンチ部を上記はすば歯車の上記中央穴に挿入貫通させて，該中央穴の内周面を成形することを特徴とする歯車の製造方法。
- 請求項１１において，成形する上記はすば歯車は，上記中空穴の内周面にスプライン歯を有するものであり，上記コアパンチ部の外周面には上記スプライン歯を成形するためのスプライン成形面を形成しておき，上記加圧工程においては，上記はすば歯車の上記中空穴の内周面において，上記スプライン成形面により上記スプライン歯を成形することを特徴とする歯車の製造方法。
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