JPH04158947A - 傘歯車の塑性加工方法 - 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】 （産業上の利用分野〕 本発明は、冷間鍛造により傘歯車を製造するための傘歯
車の塑性加工方法に関する。

（従来の技術〕 一般に、傘歯車は、自動車、トラクタ等の自走車両の差
動装置あるいは各種機械の動力伝達部に広く使用されて
いる。

従来、このような傘歯車は、例えば、特開昭５７−１７
７８４５号公報に開示されるような方法で製造されてい
る。

第１０図は、この公報に開示される傘歯車の塑性加工装
置を示すもので、図において符号１１は、傘歯車形成用
の素材１３を挿入するための穴部１５を有するダイを示
している。

このダイ１１の穴部１５の前方には、成形すべき傘歯車
の歯形に対応する形状を有する歯形部１７が刻設されて
いる。

そして、歯形部１７の前方には、第１１図に示すような
形状の開放部１９が、歯形部１−７に連通して形成され
ている。

なお、図において符号２１はパンチを、符号２３はノッ
クアウトビンを示しており、符号２５は、素材１３のシ
ャフト孔２７に挿入されるビンを示している。

以上のような傘歯車の塑性加工装置では、素材１３を、
穴部１５内に収容した後、パンチ２１により、素材１３
を前方押出し加工により歯形部１７に順次充満させ、さ
らに、第１２図に示すように、ダイ１１の歯形部１７の
前方に形成される開放部１９に素材１３の一部を余肉と
して押し出すことにより傘歯車が圧造される。

そして、このような傘歯車の塑性加工方法によれば、歯
形部１７の前方に開放部１９を設けたので、余分な素材
材料が開放部１９に逃げることになり、素材材料の体積
にかかわらず、一定の圧力下での定常塑性流動による圧
造が可能となり、素材体積のバラツキによる精度の低下
を有効に防止でき、また、余分な潤滑油、潤滑剤、スケ
ール等が開放部１９から排出されるため、これ等により
製品精度が低下することを有効に防止することができる
等の効果がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の傘歯車の塑性加工方法
では、第１１図に示したように、余肉の押し出される開
放部１９の形状を、歯形部１７に連続する歯形形状とし
ているため、この開放部１９に押し出された余肉を切削
等により取り除く時には、断続切削となり、がっ、パリ
が発生し、このハリが相手歯車と干渉するため、ハリを
確実に除去する必要があるという問題があった。

一方、このような問題を解決するために、開放部１９を
歯形形状ではなく、単に円形状に形成し、開放部の径を
、傘歯車の円錐先端部の歯元径と同一、あるいは小さく
、さらには僅かに大きくすることが考えられるが、これ
等の場合には、第１３図に示すように、前方押し出し途
中で、傘歯車３１の円錐先端部の歯元部に、ダイの歯元
部により押し退けられた材料がハリ状に立ち上がりハリ
状部３３が形成されるという問題があった。

そして、第１４図に示すように、開放部３５の径が、傘
歯車３１の円錐先端部の歯元径より小さい時には、ダイ
３７の円錐先端部にハリ状部３３が当たり、重なり欠陥
３９が生じるという問題があった。

また、開放部の径が、傘歯車３１の円錐先端部の歯元径
より大きい時には、傘歯車３１の円錐先端部の歯元部に
、このパリ状部３３が当たり、第１５図に示すように、
歯元部に重なり欠陥４１が生じるという問題があった。

さらに、パリ状部３３が生じると、このハリ状部３３が
ダイ３７に先に当接するため、歯先底部に材料が埋まら
ず欠肉部４３が生じるという問題があった。

本発明は、上記のような問題を解決したもので、傘歯車
の円錐先端部の歯元部へのハリ状部の発生を確実にな（
すことのできる傘歯車の塑性加工方法を提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段〕 請求項１の傘歯車の塑性加工方法は、素材投入部の前方
に連続して傘歯車の歯形成形部が刻設される第１のダイ
と、この第１のダイに挿入され先端を前記歯形成形部内
に位置されるカウンターパンチとを備えた金型の前記素
材投入部に、傘歯車形成用の素材を挿入した後、この素
材を、中心に前記カウンターパンチの先端径より大径の
パンチ側開放部の形成される第１のパンチにより加圧し
、素材が第１のダイの歯形成形部に充満する手前で成形
を止め、前記パンチ側開放部側に凸部が、前記カウンタ
ーパンチ側に凹部の形成される中間素材を形成し、この
後、この中間素材を、素材投入部の前方に連続して傘歯
車の歯形成形部が刻設される第２のダイの前記素材投入
部に挿入し、この中間素材の前記凸部を、第２のパンチ
により加圧し、中間素材の凸部側の素材を凹部側に流動
させながら、傘歯車の円錐先端部を形成すると同時に、
傘歯車のサイジング加工を行なうものである。

請求項２の傘歯車の塑性加工方法は、素材投入部の前方
に連続して傘歯車の歯形成形部が刻設されるダイと、こ
のダイに挿入され先端を前記歯形成形部内に位置される
カウンターパンチとを備えた金型の前記素材投入部に、
傘歯車形成用の素材を挿入した後、この素材を、中心に
前記カウンターパンチの先端径より大径のパンチ側開放
部の形成される第１のパンチにより加圧し、素材がダイ
の歯形成形部に充満する手前で成形を止め、前記パンチ
側開放部側に凸部が、前記カウンターパンチ側に凹部の
形成される中間素材を形成し、この後、この中間素材を
前記ダイに収容した状態で、中間素材の前記凸部を、第
２のパンチにより加圧し、中間素材の凸部側の素材を凹
部側に流動させながら、傘歯車の円錐先端部を形成する
と同時に、傘歯車のサイジング加工を行なうものである
。

〔作　用〕

請求項１の傘歯車の塑性加工方法では、第１のダイの素
材投入部に、傘歯車形成用の素材を挿入し、この素材を
、第１のパンチにより加圧すると、素材が、第１のパン
チのパンチ側開放穴とカウンターパンチの作用により湾
曲され、この湾曲と、素材の前面がカウンターパンチに
より中心に引かれる作用により、素材の前面のカウンタ
ーパンチの外側には、外周に向けて高くなる傾斜面を有
する凹部が発生し、また、素材の第１のパンチ側には、
第１のパンチに形成されるパンチ側開放部により凸部が
形成される。

この後、この中間素材を、第２のダイの素材投入部に挿
入し、この中間素材の凸部を、第２のパンチにより加圧
すると、中間素材の凸部側の素材が凹部側に流動し、傘
歯車の円錐先端部が形成され、これと同時に、傘歯車の
サイジング加工が行なわれる。

請求項２の傘歯車の塑性加工方法では、請求項１におい
て、最初の素材の塑性加工と、中間素材の塑性加工とに
同一のダイか使用される。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を図面を用いて説明する。

第１図は、本発明の傘歯車の塑性加工方法の一実施例に
最初に使用される傘歯車の塑性加工装置を示すもので、
図において符号５１は、第１のダイを示している。

この第１のダイ５１には、円形状の素材投入部５３が形
成されており、素材投入部５３の前方に連続して、傘歯
車の歯形成形部５５が形成されている。

そして、歯形成形部５５の前方に連続して円形状のダイ
側開放穴５７が形成されている。

このダイ側開放穴５７には、エジェクト用リング５９を
介してカウンターパンチ６１が挿入され、このカウンタ
ーパンチ６１の先端は、歯形成形部５５内に位置されて
いる。

図において符号６３は、第１のダイ５１の素材投入部５
３に嵌挿される第Ｉのパンチを示しており、この第１の
パンチ６３の中心には、カウンターパンチ６１の先端径
ｄより大径の径りを有する穴部からなるパンチ側開放部
６５が形成されている。

以上のように構成された傘歯車の塑性加工装置および後
述する傘歯車の塑性加工装置を使用して、本発明の傘歯
車の塑性加工方法の一実施例は、以下述べるようにして
行なわれる。

すなわち、先ず、第１図に示したように、第１のダイ５
１の素材投入部５３に、円柱状の傘歯車形成用の素材６
７が挿入される。

この後、この素材６７が、第１のパンチ６３により加圧
され、第２図に示すように、素材６７が第１のダイ５１
の歯形成形部５５に前方押し出しされ傘歯車の歯形部が
形成される。

なお、この第１のパンチ６３による塑性加工では、素材
６７が第１のダイ５１の歯形成形部５５に充満する手前
で成形が止められる。

そして、前方押し出しとともに、素材６７が、第１のパ
ンチ６３のパンチ側開放部６５に後方押し出しされ、第
２図に示したように、パンチ側開放部６５側に凸部６９
が、カウンターパンチ６１１側に凹部７１の形成される
中間素材７３が形成される。

この後、この中間素材７３が、第３図に示すように、素
材投入部７５の前方に連続して傘歯車の歯形成形部７７
が刻設される第２のダイア９の素材投入部７５に挿入さ
れる。

そして、この後、第４図に示すように、中間素材７３の
凸部６９が、先端が平坦な円柱状の第２のパンチ８１に
より加圧される。

この加圧により、中間素材７３の凸部６９側の素材が凹
部７１側に流動され、傘歯車の円錐先端部８３が形成さ
れ、これと同時に、傘歯車のサイジング加工が行なわれ
る。

なお、第３図および第４図において、符号８５は、先端
に円錐台部８７の形成されるカウンターパンチを示して
いる。

しかして、上述した傘歯車の塑性加工方法では、先ず、
第２図に示したようにして中間素材７３が形成されるが
、素材投入部５３に、傘歯車形成用の素材６７を挿入し
、この素材６７を、第１のパンチ６３により加圧すると
、成形途中で、第２図に示したように、素材６７が、第
１のパンチ６３のパンチ側開放部６５とカウンターパン
チ６１０作用により湾曲され、この湾曲と、素材６７の
前面がカウンターパンチ６１により中心に引かれる作用
により、素材６７の前面のカウンターパンチ６１の外側
には、外周に向けて高（なる傾斜面８９を有する凹部７
１が発生することになる。

そして、このようにして発生した傾斜面８９は、第２図
に示したように、常にカウンターパンチ６１により、素
材６７の中心方向に矢符Ａのように引かれているため、
傘歯車７３の円錐先端部８３となる歯元部９１には、パ
リ状部が発生し難くなり、また、パリ状部が発生しよう
としても、傾斜面８９によりそのコーナ一部が鈍角にな
る。

さらに、このようにして形成された中間素材７３を、第
２のパンチ８１により加圧し、塑性加工を行なう時には
、第４図に示したように、中間素材７３の凸部６９例の
素材が凹部７１側に流動するため、素材の流動は、第３
図に矢符Ｂで示したような、通常の押し出し加工で得ら
れるような歯形成形部７７に沿ったものではなくなり、
矢符Ｃで示すように、傘歯車の軸長方向になるため、傘
歯車９３の円錐先端部８３の歯元部９５にハリ状部が発
生する虞がより低減される。

また、傾斜面８９の発生により、傘歯車９３の円錐先端
部８３の歯先部９７が、第４図に示したように、最初に
、第２のダイア９の円錐先端部８３に当接するため、塑
性加工の終了時には、第４図に示したように、第２のダ
イア９の円錐先端部８３の歯先部９７には、中間素材７
３が確実に充満され、欠肉が発生することもなくなる。

さらに、中間素材７３の素材の流動は、矢符Ｃで示した
ように、傘歯車９３の軸長方向になるため、傘歯車９３
の円錐先端部８３が軸長方向に盛り上がりながら形成さ
れるため、第１３図に示したような、重なり９９も発生
しにくくなる。

また、第４図に示したサイジング加工では、高い精度が
要求されるため、第２のダイア９の寿命が問題になるが
、中間素材７３に凹部７１が形成されているため、応力
が低くてすみ、さらに、素材が第２のダイア９に対して
滑りを生しる距離も短くなるため、第２のダイア９の寿
命を向上することができる。

第５図は、本発明の傘歯車の塑性加工方法の他の実施例
を示すもので、この実施例では、第２図に示した、第１
のパンチ６３の代わりに、先端面に凹部１０１の形成さ
れる円柱状のパンチ１０３が使用され、中間素材１０５
には、この凹部１０１の形状に対応する形状の凸部１０
７が形成される。

この傘歯車の塑性加工方法においても、最初に示した実
施例とほぼ同様の効果を得ることができる。

第６図は、本発明の傘歯車の塑性加工方法のさらに他の
実施例を示すもので、この実施例では、第４図に示した
、第２のパンチ８１の代わりに、先端面に凸部１０９の
形成される円柱状のパンチ１１１が使用され、傘歯車１
１３には、この凸部１０９の形状に対応する形状の凹部
１１５が形成される。

また、この実施例では、カウンターパンチ８５の代わり
に、単なるノックアウトピン１１７が配置されている。

この傘歯車の塑性加工方法においても、最初に示した実
施例とほぼ同様の効果を得ることができる。

第７図は、本発明の傘歯車の塑性加工方法のさらに他の
実施例を示すもので、この実施例では、第４図に示した
、第２のパンチ８１の代わりに、スプリング等の付勢部
材１１９により下方に所定の力で付勢されるリングパン
チ１２１と、このリングパンチ１２１に挿入される中央
パンチ１２３とからなるパンチが使用され、中間素材１
２５は、リングパンチ１２１により押圧された状態で、
その凸部６９を中央パンチ１２３により加圧される。

この傘歯車の塑性加工方法においても、最初に示した実
施例とほぼ同様の効果を得ることができる。

第８図は、本発明の傘歯車の塑性加工方法のさらに他の
実施例を示すもので、この実施例では、中間素材７３と
傘歯車９３とが同一のダイ１２７により形成される。

すなわち、先ず、図の左側に示す中央に凹部１２９の形
成される第１のパンチ１３１により、中間素材７３が形
成され、この後、この同じダイ１２７において、図の右
側に示す第２のパンチ１３３により、傘歯車９３が成形
される。

この傘歯車の塑性加工方法においても、最初に示した実
施例とほぼ同様の効果を得ることができるが、この実施
例では、１つのダイ１２７により傘歯車９３を製造する
ことが可能となる。

第９図は、本発明の傘歯車の塑性加工方法のさらに他の
実施例を示すもので、この実施例でも、中間素材７３と
傘歯車９３とが同一のダイ１２７により形成される。

すなわち、この実施例では、第１のパンチとして、リン
グパンチ１３５が使用され、第２のパンチとして、この
リングパンチ１３５に挿入される中央パンチ１３７が使
用される。

そして、先ず、リングパンチ１３５を下方に移動するこ
とにより中間素材７３が形成され、この後、この状態で
、中央パンチ１３７を下方に移動し、中間素材７３の凸
部６９を加圧することにより傘歯車９３が成形される。

この傘歯車の塑性加工方法においても、最初に示した実
施例とほぼ同様の効果を得ることができるが、この実施
例でも、１つのダイ１２７により傘歯車９３を製造する
ことが可能となる。

なお、以上述べた実施例では、中実状の傘歯車に本発明
を適用した例について述べたが、本発明は、かかる実施
例に限定されるものではなく、例えば、同様の方法にて
、中空の素材を用い、カウンターパンチの中央にマンド
レルを配置することにより、中空の傘歯車を成形できる
ことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、請求項１の傘歯車の塑性加工方法で
は、第１のダイの素材投入部に、傘歯車形成用の素材を
挿入し、この素材を、第１のパンチにより加圧すると、
素材が、第１のパンチのパフチ側開放穴とカウンターパ
ンチの作用により湾曲され、この湾曲と、素材の前面が
カウンターパンチにより中心に引かれる作用により、素
材の前面のカウンターパンチの外側には、外周に向けて
高くなる傾斜面を有する凹部が発生し、また、素材の第
１のパンチ側には、第１のパンチに形成されるパンチ側
開放部により凸部が形成され、この後、この中間素材を
、第２のダイの素材投入部に挿入し、この中間素材の凸
部を、第２のパンチにより加圧すると、中間素材の凸部
側の素材が凹部側に流動し、傘歯車の円錐先端部が形成
され、これと同時に、傘歯車のサイジング加工が行なわ
れるため、傘歯車の円錐先端部の歯元部へのパリ状部の
発生を確実になくすことができるという利点がある。

請求項２の傘歯車の塑性加工方法では、請求項１の傘歯
車の塑性加工方法とほぼ同様の効果を得ることができる
が、この方法では、最初の素材の塑性加工と、中間素材
の塑性加工とに同一のダイを使用することができるとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の傘歯車の塑性加工方法の一実施例に最
初に使用される傘歯車の塑性加工装置を示す縦断面図で
ある。 第２図は第１図の第１のパンチを下降し中間素材を形成
した状態を示す縦断面図である。 第３図は中間素材を第２のダイに挿入した状態を示す縦
断面図である。 第４図は中間素材をサイジング加工した状態を示す縦断
面図である。 第５図ないし第９図はそれぞれ本発明の傘歯車の塑性加
工方法の他の実施例の要部を示す縦断面図である。 第１０図は従来の傘歯車の塑性加工装置を示す縦断面図
である。 第１１図は第１０図のＸＩ−ＸＩ線に沿う横断面図であ
る。 第１２図は第１０図の傘歯車の塑性加工装置による成形
終了時の状態を示す縦断面図である。 第１３図ないし第１５図は傘歯車に生ずるバリ状部等の
欠陥を示す説明図である。 〔主要な部分の符号の説明〕 ５１・・・第１のダイ ５３．７５・・・素材投入部 ５５．７７・・・歯形成形部 ６１・・・カウンターパンチ ６３・・・第１のパンチ ６５・・・パンチ側開放部 ６７・・・素材 ６９・・・凸部 ７１・・・凹部 ７３・・・中間素材 ７９・・・第２のダイ ８１・・・第２のパンチ ８３・・・円錐先端部。 第１［！１ 第２図 第３図 第４図 第７図 第８図　　　　　　　第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）素材投入部の前方に連続して傘歯車の歯形成形部
   が刻設される第１のダイと、この第１のダイに挿入され
   先端を前記歯形成形部内に位置されるカウンターパンチ
   とを備えた金型の前記素材投入部に、傘歯車形成用の素
   材を挿入した後、この素材を、中心に前記カウンターパ
   ンチの先端径より大径のパンチ側開放部の形成される第
   １のパンチにより加圧し、素材が第１のダイの歯形成形
   部に充満する手前で成形を止め、前記パンチ側開放部側
   に凸部が、前記カウンターパンチ側に凹部の形成される
   中間素材を形成し、この後、この中間素材を、素材投入
   部の前方に連続して傘歯車の歯形成形部が刻設される第
   ２のダイの前記素材投入部に挿入し、この中間素材の前
   記凸部を、第２のパンチにより加圧し、中間素材の凸部
   側の素材を凹部側に流動させながら、傘歯車の円錐先端
   部を形成すると同時に、傘歯車のサイジング加工を行な
   うことを特徴とする傘歯車の塑性加工方法。
2. （２）素材投入部の前方に連続して傘歯車の歯形成形部
   が刻設されるダイと、このダイに挿入され先端を前記歯
   形成形部内に位置されるカウンターパンチとを備えた金
   型の前記素材投入部に、傘歯車形成用の素材を挿入した
   後、この素材を、中心に前記カウンターパンチの先端径
   より大径のパンチ側開放部の形成される第１のパンチに
   より加圧し、素材がダイの歯形成形部に充満する手前で
   成形を止め、前記パンチ側開放部側に凸部が、前記カウ
   ンターパンチ側に凹部の形成される中間素材を形成し、
   この後、この中間素材を前記ダイに収容した状態で、中
   間素材の前記凸部を、第２のパンチにより加圧し、中間
   素材の凸部側の素材を凹部側に流動させながら、傘歯車
   の円錐先端部を形成すると同時に、傘歯車のサイジング
   加工を行なうことを特徴とする傘歯車の塑性加工方法。