JPH0252139A - 歯車の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ１発明の目的 （１１産業上の利用分野 本発明は、歯筋が非直線状である第１　（ａを外周に有
する大径部の一端に、該大径部よりも小径であって軸線
方向に沿う歯筋の第２歯を外周に有する小径部が一体に
設けられて成る歯車の製造方法に関する。

（２）従来の技術 従来、かかる歯車の製造方法は、たとえば特公昭４９−
１１５４３号公報等により公知である。

（３）発明が解決しようとする課題 ところで、上記従来のものでは、熱間鍛造により最終形
状にほぼ対応した形状の素材を形成し、該素材を切削加
工等により加工して最終成形品を得るようにしたもので
ある。したがって歯車の製造にあたっては塑性加工およ
び切削加工等の複数の異なる加工工程が必要であり、生
産能率が劣るものであった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、塑
性加工のみにより製造可能にして生産能率を向上した歯
車の製造方法を提供することを目的とする。

Ｂ１発明の構成 （１１課題を解決するための手段 本発明は、歯筋が非直線状である第１歯を外周に有する
大径部の一端に、該大径部よりも小径であって軸線方向
に沿う歯筋の第２歯を外周に有する小径部が一体に設け
られて成る歯車の製造方法において、歯車の最終成形形
状にほぼ対応して上面に凹部を有する大径円盤部の下端
に小径円盤部が同軸に連設されて成る素材を準備し、第
１歯成形部を内周に有するアウターロアダイ、ならびに
第２歯成形部を上端部内周に有するインナーロアダイ上
に前記素材を加熱状態で＠置し、該素材の上端面形状に
ほぼ対応したアッパーダイを上方から降下させることに
より素材を軸方向に圧縮し、アウターロアダイ、インナ
ーロアダイおよびアッパーダイで囲まれる部分で素材を
塑性流動させて成形することを第１の特徴とする。

また本発明は、アッパーダイとの軸方向相対移動を可能
にして該アッパーダイを囲繞するストリッパーでばり部
を押さえながら、アッパーダイで素材を押圧することを
第２の特徴とする。

さらに本発明は、第１歯成形部および第２歯成形部から
ガスを抜くことを第３の特徴とする。

（２）作用 上記第１の特徴によれば、アウターロアダイおよびイン
ナーロアダイ上に加熱状態にある素材を載置した状態で
、アッパーダイを降下せしめることにより素材を塑性流
動させて歯車を成形するので塑性加工のみで製造するこ
とができ、生産能率が向上する。しかもアッパーダイの
下端面は、素材の四部を有する上面にほぼ対応した形状
を有しており、アッパーダイの降下による押圧により素
材は第１歯成形部および第２歯成形部に向けて充分に塑
性流動し、比較的低荷重による成形が可能である。

また上記第２の特徴によれば、第１歯成形部で成形され
ている第１歯の頂部がストリンパのアッパーダイに対す
る軸方向相対移動によりぼり部として上方に逃がされる
。

さらに上記第３の特徴によれば、第１歯成形部および第
２歯成形部でガスが抜かれることにより、ガスの存在に
より欠肉が生じることが回避される。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図において、この鍛造成形装置は、固定のグ
イホルダ１に固定されるアウターロアダイ２と、鉛直軸
線まわりに回動可能にしてダイホルダ１に支承されるイ
ンナーロアダイ３と、上下移動可能にしてインナーロア
ダイ３の内方に配置される下バンチ４と、アウターロア
ダイ２、インナーロアダイ３および下バンチ４の上方で
上下移動可能に配置されるアッパーダイ５と、上下移動
可能にして下パンチ４の下端に連動、連結されるノンク
アウトビン６と、丁バンチ４の上昇作動に同期してイン
ナーロアダイ３を回動せしめるための同期回動機構７と
、その同期回動機構７に加えてインナーロアダイ３に補
助的な回動力を加えるための回動補助機構８とをＷＩす
る。

第２図において、上記鍛造成形装置による鍛造成形にあ
たっては、先ず第２図（ａ）で示すような短円柱状ビレ
ット９が準備され、このビレット９を上下から圧縮して
第２図（ｂ）で示すように上下に潰された中間素材１０
が形成され、さらにこの中間素材１０から第２図（Ｃ）
で示すような最終的な素材１１が形成される。この素材
ｌｌは、大径円盤部１１ａと小径円盤部１１ｂとが同軸
に連なって成るものであり、大径円盤部１１ａの端面に
は凹部１２が同軸に設けられる。しかも、第２図（ａ）
から第２図（Ｃ）までは、熱間および温間状態での鍛造
により成形される。

素材１１は、第２図（ｄ）で示すようにアウターロアダ
イ２およびインナーロアダイ３上に載置され、この状態
でアッパーダイ５を降下せしめることにより、第２図（
ｅ）で示すように、歯筋が非直線状である第１歯として
のばす歯１４を外周に有する大径部１３ａの一端に、軸
線力ｒｎ１に沿う歯筋を有する第２歯としてのドグ歯１
５を外周に有する小径部１３ｂが一体に設けられて成る
ドグ歯付はず歯歯車１３が成形されることになる。

再び第１図において、固定のダイセフ）プレート１６上
にはダイプレー）ＩＴが固定され、該グイプレート１７
上にはグイホルダ１が固定される。

このグイホルダ１は、それぞれ基本的に筒状に形成され
た上ホルダ部（８、中ホルダ部１９および下ホルダ部２
０が同軸に積重ねて相互に固着されて成り、下ホルダ部
２０がダイプレート１７上に固着される。

第３図を併せて参照して、ダ・イブレート１７内には水
平面内で略ト字状の作動室２１が形成されており、この
作動室２１の上端は、下ホルダ部２０と、該下ホルダ部
２０内でグイプレート１７上に固定される支持板２２と
で閉塞される。前記作動室２１内には略十字状に形成さ
れた昇降板２３が上下移動可能に収納されており、この
昇降板２３の中央下面には、ダイセットプレート１６の
中央を上下に貫通する駆動ピン２４の上端が当接される
。該駆動ピン２４は、図示しない油圧シリンダ等の駆動
源に連結されるものであり、駆動ピン２４を昇降作動せ
しめることにより昇降板２３が作動室２１内で昇降駆動
される。

第４図を併せて参照して、インナーロアダイ３は基本的
に円筒状に形成されるものであり、グイホルダ１におけ
る上ホルダ部１８内面との間に横断面円弧状の軸受部材
２５、また中ホルダ部１９との間に横断面円弧状の軸受
部材２６をそれぞれ一対ずつ介在せしめて下ホルダ部２
０および支持板２２上で回動自在に支承される。また」
下ホルダ部１８の上端内面にはインナーロアダイ３の上
方に位置するようにして支持リング２７が固着されてお
り、この支持リング２７の内面には基本的に円筒状に形
成されているアウターロアダイ２がインナーロアダイ３
の上方に位置するようにして固着される。

アウターロアダイ２の内面には、ドグ歯付はす歯歯屯１
３のはず歯１４を形成するための第１歯成形部としての
ばす歯成形部２８が設けられる。

またインナーロアダイ３のト端内面にはドグ歯付はず歯
歯車１３のドグ歯１５を形成するための第２歯成形部と
してのドグ歯成形部２９が設けられる。しかもアウター
ロアダイ２および支持リング２７の下面にははす歯成形
部２８に通しるガス逃げ溝３２が周方向複数位置に設け
られ、インナーロアダ・イ３の一ヒ部内面にはドグ歯成
形部２９に通しるガス逃げ溝３３が周方向複数位置に設
けられる。

下バンチ４はインナーロアダイ３内で上下に移動可能に
配置されており、この下パンチ４およびインナーロアダ
イ３間には下バンチ４を下方に付勢するばね３１が縮設
される。しかも下バンチ４は、その下端が支持板２２上
面に当接することにより下限位置を規制されるものであ
り、その下限位置で下パンチ４の上端は前記ドグ歯成形
部２９よりも下方位置にある。

ノックアウトビン６は、支持板２２の中央を上下移動可
能に貫通して配置されており、このノックアウトビン６
の上端は下パンチ４の下面に同軸に当接され、下端は昇
降板２３の中央上面に当接される。したがって昇降板２
３が駆動ビン２４により昇降駆動されるのに応じて下パ
ンチ４も昇降駆動される。

同期回動機構７は、インナーロアダイ３の周方向に間隔
をあけた複数位置たとえば等間隔をあけた４個所に配設
されるものであり、昇降板２３に立設されるカムスライ
ダ３４と、該カムスライダ３４の上端部を嵌合すべくイ
ンナーロアダイ３の下面に設けられるカム溝３５とから
成る。カムスライダ３４は矩形の棒状に形成されるもの
であり、その下端が昇降板２３の上面に嵌合される。し
かも昇降板２３の上面に嵌合した状態にあるカムスライ
ダ３４の下部に係合する係合板３６がＷ降板２３に固着
され、それによりカムスライダ３４のＦ端が昇降板２３
に固定される。

各力１．スライダ３４は、ダイホルダ１における下ホル
ダ部２０および支持板２２を上下移動自在に貫通する。

一方、カム溝３５は、カムスライダ３４に肘するインナ
ーロアダイ３の制限された範囲での回動を可能とすべく
、周方向に長くして該インナーロアダイ３の下面に設け
られる。しかもカムスライダ３４の上面には、インナー
ロアダイ３の周方向一方に向かうにつれ一ζ上方に傾斜
した押圧カム面３７が設けられ、カム溝３５の上面には
前記押圧カム面３７に対応した受圧カム面３８が設けら
れる。これらのカム面３１．３８の１頃斜角αは、はす
歯１４を成形するためのはす歯成形部２日におけるねじ
れ角に対応して設定されるものであり、下パンチ４の上
昇に同期したカムスライダ３４の上昇に伴ってインナー
ロアダイ３を回動駆動するように形成される。

ダイホルダ１における下ホルダ部２０には、各保合板３
６に当接可能な衝撃緩衝用シリンダ３９が、作動室２１
に臨んで配設されており、昇降板２３の上昇時には係合
板３６が対応する衝撃緩衝用シリンダ３９に当接し、下
ホルダ部２０および支持板２２に昇降板２３が衝撃的に
当たることが回避される。

回動補助機構８は、上下移動可能にしてグイホルダｌに
支承されるとともにノックアウトビン６に連動、連結さ
れるスクリュウシャフト４０と、ダイホルダ１に回転自
在に支承されるとともにスクリュウシャフト４０に螺合
されるドライブギヤ４１と、該ドライブギヤ４１に噛合
すべくインナ−ロアダイ３に設けられるドリブンギヤ４
２とから成り、インナー［」アダイ３の周方向に等間隔
をあけた２個所に配設されろ。

ダイホルダ１におけるヒホルダ部Ｉ８には、閉塞端を上
方位置とした有底円筒状のスリーブ４３が」二下方向に
延びる軸線を有して固定され、下ホルダ部２０には、閉
塞端を下方位置とした有底円筒状のスリーブ４４が前記
スリーブ４３と軸線を同一にして固定される。これらの
スリーブ４３゜４４間には、円筒状の回動部材４５と、
相対回動不能にして該回動部材４５を囲繞するドライブ
ギヤ４１とがそれらの軸線まわりに回転自在に支承され
る。またスフ１！ユウシヤフト４０は、両スリーブ４３
．＝１４をそれらの軸方向移動自在に貫通し、スクリュ
ウシャフト４０の中間部外面に刻設された雄ねじ部４０
ａが、前記回動部材４５の内面に刻設された雌ねじ部４
５ａに螺合される。さらにドライブギヤ４１に噛合する
ドリブンギヤ４２が、インナーロアダイ３の外面に定め
られた角度範囲にわたって刻設されており、スクリュウ
シャフト４０の軸方向移動に応じてドライブギヤ４１が
回動駆動され、そのドライブギヤ４１の回動に応じてド
リブンギヤ４２すなわちインナーロアダイ３が回動駆動
される。

スクリュウシャフト４０の下部には、横断面を非円形と
した係合部４０ｂが設けられており、この係合部４０ｂ
がスリーブ４４の閉塞端を軸方向移動自在に貫通するこ
とによりスクリュウシャフト４０の回転作動が阻止され
る。またスクリ工つシャフ）４０の下端は、作動室２Ｉ
内に突入しており、昇降板２３の上面に当接可能である
。

アッパーダイ５は、凹部１２に対応する突部５ａを下端
に有しながら素材１１の上面にほぼ対応した形状を下面
に有して基本的に円柱状に形成されζおり、ダイプレー
ト４６を介して可動ダイプレート４７に固設されたホル
ダ４Ｂに、咳アッパーダイ５の上端部が固定される。可
動グイプレート４７は、図示しない昇降駆動手段に連結
されており、昇降可能である。またホルダ４８には、ア
ッパーダイ５を同軸に囲繞ずろ円Ｈｉ状に形成されたス
トリッパー４９が、上下相対移動ｉｉＪ能に保持される
。すなわちホルダ４８にはアッパーダイ５を同軸に囲繞
して下方に開口する円形仔底の保持穴５０が穿設されて
おり、ストリンパ−４９の一ヒ端で半径方向外方に張出
して設けられた案内鍔４９ａが保持穴５０に摺動可能に
嵌合され、ホルダ４日の下面には保持穴５０の下端開口
部で内方側に張出すリング状の規制板５１が固着される
。したがってストリッパー４９は保持穴５０内で移動し
得る範囲でアツベ−ダイ５に対して上下に相対移動可能
である。しかもホルダ４８とストリンパ−４９の上端と
の間にはシリンダ５２が介設されており、ストリンパ−
４９は８亥シリンダ５２により下方に向けて弾発付勢さ
れる。

またアッパーダイ５の下部外面には軸方向に延びる歯筋
の歯部５３が設けられ、ストリッパー４８の下部内面に
は該歯部５３に噛合する歯部５４が設けられる。

ダイプレート４６には、回動補助機構８に対応する位置
で上下に延びる軸線を有して基本的に円筒状に形成され
た保持筒５６が固着されており、回動補助機構８におけ
るスクリュウシャフト４０の上端に下端を当接可能な押
圧ロッド５５が、制限された範囲での上下相対移動を可
能として保持筒５６により保持される。ずなわち押圧ロ
ッド５５の上端部は保持筒５６に１Ｈ動可能に嵌合され
ており、保持筒５６内で上方に臨んで設けられた規制段
部５６ａに当接し得る規制鍔部５５ａが押圧ロッド５５
の上端に設けられ、規制鍔部５５ａがダイプレート４６
および規制段部５６ａに当接する範囲で押圧ロッド５５
がグイプレート４６に対してＪ二重に相対移動可能であ
る。しかも押圧口・７ド５５の上端とグイプレート４６
との間にはシリンダ５７が介設されており、該シリンダ
５７により押圧ロッド５５は下方に向けて弾発付勢され
る。

次にこの実施例の作用について説明すると、先ず可動ダ
イセットプレート４７を上昇させた状態で、加熱された
状態にある素材■１をアウターロアダイ２およびインナ
ーロアダイ３上に載置する。

このとき、昇降板２３は最下限位置にあり、スクリュウ
シャフト４０は最上方位置にあり、カムスライダ３４は
第１図で示すようにカム溝３５における受圧カム面３８
の上方位置側に在る。

次いで可動グイセットプレート４７を降下せしめると、
押圧ロッド５５の下端が先ずスクリュウシャフト４０の
上端に当接し、可動グイセットプレート４７が降下する
につれてスクリュウシャフト４０が押圧ロッド５５によ
り押し下げられる。

このスクリュウシャフト４０の軸線方向下方への移動に
よりドライブギヤ４１およびドリブンギヤ４２を介して
インナーロアダイ３が回動駆動され、カム溝３５の受圧
カム面３８がカムスライダ３４の押圧カム面３７に近接
するようにインナーロアダイ３が回動する。

スクリュウシャフト４０の下端が昇降板２３の上面に当
接すると、可動ダイプレート４７の降下に応じて押圧ロ
ッド５５はシリンダ５７を収縮させながらグイプレート
４６に対して上方に相対移動し、また前記受圧カム面３
８がその下部位置でカムスライダ３４の押圧カム面３７
に当接する。

この状態で可動グイセットプレート４７がさらに降下す
ると、素材１１がアッパーダイ５と、アウターロアダイ
２、インナーロアダイ３および下バンチ４との間で軸方
向に圧縮されることにより塑性流動する。この際、素材
ｌｌにはその下端に小径円盤部１１ｂが設けられるとと
もに上面に四部１２が設けられ、アッパーダイ５の下端
が素材１１の上面にほぼ対応した形状を有するので、最
終的な製品形状に対応して配置されているアウターロア
ダイ２、インナーロアダイ３および下バンチ４により形
成される空間を埋めるべく素材２がスムーズに塑性流動
し、はず歯成形部２８によりはす歯１４が成形されると
ともにドグ歯成形部２９によりドグ歯１５が成形される
。

しかもはす歯成形部２８に通じるガス逃げ溝３２がアウ
ターロアダイ２の下面に設けられるとともに、ドグ歯成
形部２９に通じるガス逃げ溝３３がインナーロアダイ３
の上部内面に設けられるので、ガスを有効に逃がすこと
ができ、はす歯１４およびドグ歯１５に欠肉が生じるこ
とはない。

さらにストリッパー４９はアッパーダイ５に対して上下
に相対移動可能であるので、第５図で示すようにはす歯
１４の頂部でばり部１４ａをに方に逃がすことができ、
前記成形圧による座屈が生じることを防止することがで
きる。

このようにしてドグ歯付はす両歯車１３が鍛造成形され
るが、その成形完了後の取り出しにあたっては、先ず可
動グイプレート４７すなわちアッパーダイ５を上昇せし
め、次いで駆動ビン２４により昇降板２３を上昇作動せ
しめる。それによりノックアウトピン６が上昇し、その
ノックアウトピン６により下パンチ４が上方に押動され
る。このとき、同期回動機構７ではノックアウトピン６
の上昇作動に同期してカムスライダ３４が上昇し、カム
スライダ３４上面の押圧カム面３７とカム溝３５の受圧
カム面３８との摺接によりインナーロアダイ３が回動駆
動される。また回動補助機構８では、スクリュウシャフ
ト４０が昇降板２３により上方に押圧されるので、ドラ
イブギヤ４１が回動駆動され、そのドライブギヤ４１に
噛合しているドリブンギヤ４２によりインナーロアダイ
３が回動駆動される。したがってドバンチ４で上方に押
上げられるドグ歯付はず両歯車１３は、同期回動機構７
の回動力に回動補助機構８による回動力が加わって回動
するインナーロアダイ３に従動して回動する。この結果
、ドグ歯付はす両歯車１３は、螺旋状に押動されること
になり、はす歯１４がはず歯成形部２８で円滑に滑って
離脱し、ドグ歯付はず両歯車１３を取り出すことができ
る。

このようにしてノックアウトビン６の上方への一段階の
上昇作動によりドグ歯付はす両歯車１３を円滑に取り出
すごとができ、安定した品質を得ることができるととも
に生産性が向上する。

次に本発明に従ってドグ歯付はず＠歯車を製造したとき
の具体例を示すと次のようになる。

すなわち材質をＳＣＭ４２０．５Ｃｒ４２０として大径
円盤部直径を６３閣Φ、小径円盤部直径を４６ｎ＋＋ａ
Φ、厚さを２７，４舗とした素材を７５０〜１２００＠
Ｃの熱間で１ｏ００Ｔｏｎブレスにより鍛造成形した。

この結果、歯先円直径を７０〜８０■Φ、厚さを１５〜
２（ｉｓ、歯数を２７〜２９、ねじれ角度を３６°、モ
ジエールを２．５としたはす歯と、外径を５２ｍｍΦ、
歯数を２４、幅を２．０　ｃｍとした面粗度１２．５５
としたドグ歯とを有するドグ歯付はす両歯車を成形する
ことができた。

Ｃ３発明の効果 以上のように本発明の第１の特徴によれば、歯車の最終
成形形状にほぼ対応して上面に凹部を有する大径円盤部
の下端に小径円盤部が同軸に連設されて成る素材をＹ＄
備し、第１歯成形部を内周に有するアウターロアダイ、
ならびに第２歯成形部を」二端部内周に有するインナー
ロアダイ上に前記素材を加熱状態でｉ！置し、該素材の
上端面形状にほぼ対応したアッパーダイを上方から降下
させることにより素材を軸方向に圧縮し、アウターロア
ダイ、インナーロアダイおよびアッパーダイで囲まれる
部分で素材を塑性流動させて成形するので、歯車を比較
的低荷重による塑性加工のみで製造して生産能率を向上
することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、アッパーダイとの軸
方向相対移動を可能にして該アッパーダイを囲繞するス
トリッパーでばり部を押さえながら、アッパーダイで素
材を押圧するので、第１歯成形部での成形圧による座屈
を防止することが可能となる。

さらに本発明の第３の特徴によれば、第１歯成形部およ
び第２歯成形部からガスを抜くので、ガスの存在により
欠肉が生じるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は縦
断側面図であって第３図および第４図の１−１線断面図
、第２図は鍛造成形過程を示す断面図、第３図は第１図
の■−■線断面図、第４図は第１図のＴＶ−ＩＶ線断面
図、第５図は第２図の■−Ｖ線断面図である。 ２・・・アウターロアダイ、３・・・インナーロアダイ
、５・・・アッパーダイ、１１・・・素材、ｌｌａ・・
・大径円盤部、ｌｌｂ・・・小径円盤部、１２・・・凹
部、Ｉ３・・・ドグ歯付はすｔｉＪ歯車、１３ａ・・・
大径部、１３ｂ・・・小径部、１４・・・第１歯として
のばす歯、１４ａ・・・ばり部、１５・・・第２歯とし
てのドグ歯、２日・・・第１歯成形部としてのばす歯成
形部、２９・・・第２歯成形部としてのドグ歯成形部、 ４９・・・ストリッパ 特 代 許 理 人 出 同 ツを 願 理 人 士 本田技研工業株式会社 落 ム 健 田 中 隆 秀 第３図 第４ 図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）歯筋が非直線状である第１歯を外周に有する大径
   部の一端に、該大径部よりも小径であって軸線方向に沿
   う歯筋の第２歯を外周に有する小径部が一体に設けられ
   て成る歯車の製造方法において、歯車の最終成形形状に
   ほぼ対応して上面に凹部を有する大径円盤部の下端に小
   径円盤部が同軸に連設されて成る素材を準備し、第１歯
   成形部を内周に有するアウターロアダイ、ならびに第２
   歯成形部を上端部内周に有するインナーロアダイ上に前
   記素材を加熱状態で載置し、該素材の上端面形状にほぼ
   対応したアッパーダイを上方から降下させることにより
   素材を軸方向に圧縮し、アウターロアダイ、インナーロ
   アダイおよびアッパーダイで囲まれる部分で素材を塑性
   流動させて成形することを特徴とする歯車の製造方法。
2. （２）アッパーダイとの軸方向相対移動を可能にして該
   アッパーダイを囲繞するストリッパーでばり部を押さえ
   ながら、アッパーダイで素材を押圧することを特徴とす
   る第（１）項記載の歯車の製造方法。
3. （３）第１歯成形部および第２歯成形部からガスを抜く
   ことを特徴とする第（１）項記載の歯車の製造方法。