JPH04266445A - 歯車の押出成形装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所望形状の中空孔を有
すると共に、歯の成形精度に優れた高精度の歯車を押出
成形によって成形するのに利用される歯車の成形装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、押出成形によって歯車を成形する
のに利用される歯車の押出成形装置としては、例えば、
図７に示す構造を有するものがあった。

【０００３】図７に示す歯車の押出成形装置５１は、歯
車素材５２の装入空間を形成する上部金型５３と、歯成
形用内歯５４ａを有する歯車成形用金型５４とを上下方
向に並べてコンテナ５５内で固定し、これらをプレスボ
ルスタ５６上で固定すると共に、マンドレル５７を有す
る押出用パンチ５８をそなえた構造をなすものである。

【０００４】このような構造をなす歯車の押出成形装置
５１を用いて歯車の押出成形を行うに際しては、マンド
レル５７および押出用パンチ５８を上昇させた状態にし
て、上部金型５３内に歯車素材５２を装入し、次いでマ
ンドレル５７および押出用パンチ５８を降下させて歯車
素材５２を押圧し、歯車成形用金型５４の歯成形用内歯
５４ａで歯を成形して成形途中歯車素材５９とし、さら
に押出用パンチ５８を降下させることにより、円筒歯車
６０に成形するようにしていた。

【０００５】なお、この種の歯車の押出成形装置には、
特開昭５８−１０７２１３号公報に開示されたものがあ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の歯車の押出成形装置５１にあっては、歯車素
材５２の歯成形部分すなわち外側部分に対する加工量が
不足するため、歯車素材５２の中心方向に向けて材料の
流れが十分に生じないので、中心孔の形状が不完全なも
のになることがあるとともに、材料に加えられる圧力が
十分に高まらないため、歯先の部分にまで材料が十分に
流れないこととなって不完全な歯形状となることもある
という問題点があり、このような問題点を解決すること
が課題となっていた。

【０００７】

【発明の目的】この発明は、このような課題にかんがみ
てなされたもので、歯車素材の押出成形時における塑性
流動を十分なものとして、所望形状の中空孔を得ること
ができると共に、歯の成形精度にも優れている高精度の
歯車を成形することが可能である歯車の押出成形装置を
提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる歯車の
押出成形装置は、中空孔を有する歯車素材の前記中空孔
内に貫通するマンドレルと、前記歯車素材の外側部分を
歯に成形する歯成形用内歯を有する歯成形型と、前記マ
ンドレルが貫通した歯車素材を前記歯成形型内で押圧し
て前記歯成形用内歯で歯に成形するパンチを備え、前記
歯成形型における前記歯成形用内歯の歯車素材装入側に
は前記歯車素材の外側部分を押圧加工して当該外側部分
を中心軸方向に向けて塑性流動させる前方押出成形部を
設けた構成としたことを特徴としている。

【０００９】

【発明の作用】この発明に係わる歯車の押出成形装置で
は、歯成形用内歯を有する歯成形型における前記歯成形
用内歯の歯車素材装入側に、前記歯車素材の外側部分を
押圧加工して当該外側部分を中心方向に向けて塑性流動
させる前方押出成形部を設けた構成としているので、歯
成形型内に装入された歯車素材はその中空孔内にマンド
レルが貫通した状態でパンチにより押圧された際に、歯
成形される以前にまず前方押出成形部によって歯車素材
の外側部分が前方押出加工されて中心方向に向けて塑性
流動を生じ、歯車素材の中心孔部分をマンドレルの任意
横断面形状に沿わせた形状に塑性変形させ、次いで、パ
ンチによりさらに押圧されて歯成形用内歯の部分で押圧
加工されることにより歯車素材の外側部分が歯に成形さ
れることにより、中心にマンドレルの任意断面形状に忠
実な形状をもつ中空孔を有すると共に外側には歯先の先
端まで十分な素材の流れを生じた成形精度の優れた歯を
有する高精度の歯車に成形される。

【００１０】

【実施例】以下、この発明に係わる歯車の押出成形装置
の実施例を図面に基いて説明する。

【００１１】図１はこの発明に係わる歯車の押田成形装
置の一実施例を示すものであって、装置内に歯車素材を
装入した後成形を開始する直前の時点での状態を示して
いる。

【００１２】この歯車の押出成形装置１は、成形しよう
とする円筒歯車の歯を成形するための歯成形用内歯２ａ
を有していると共にその上部に歯車素材３（３ａ）の外
側部分を前方押出加工するためのテーパー形状の前方押
出成形部２ｂを有する歯成形型２をそなえ、この歯成形
型２は成形型固定用リング４上に固定されている。

【００１３】この成形型固定用リング４は、成形が終了
した円筒歯車を取り出すための歯車取出口４ａを有して
いると共に、プレスボルスター５上にボルト等によって
固定されている。

【００１４】また、歯成形型２の上方には、歯車素材３
の中空孔３ｅ内に貫通するマンドレル６を配設している
と共に、前記歯車素材３を加圧するパンチ８を配設して
いる。

【００１５】さらに、前記歯成形型２のうち歯車素材３
を成形する部分を図２に拡大して示す。

【００１６】図２に示すように、歯成形型２は歯成形用
内歯２ａを有していると共に、この歯成形用内歯２ａの
上端側は歯成形用導入部２ｃに形成してあり、さらに歯
成形用内歯２ａの上方にはテーパー形状の前方押出成形
部２ｂを有した構造をなし、この前方押出成形部２ｂの
テーパー角（ダイス半角）はθとなっている。

【００１７】そして、この実施例におけるマンドレル６
はその横断面形状が図３に示すように楕円形状をなすも
のとなっており、歯車素材３の中空孔３ｅは真円形状と
なすものとなっているので、すき間が形成されている。

【００１８】この場合、歯車素材３の中空孔３ｅに貫通
するマンドレル６の中心軸と、歯車素材３に対して加圧
力を付与するパンチ８の中心軸と、歯成形型２の中心軸
とは相互に一致するように配置され、マンドレル６およ
びパンチ８は図示しないプレスのラムに固定されて上下
方向に移動するものとなっている。

【００１９】次に、このような構造をなす歯車の押出成
形装置１を用いて円筒歯車を成形する工程について図４
，図５，図６に従って順に説明する。なお、図４，図５
，図６においては、装置の主要部分が左右対称の構造を
なしていることから、装置の左半分または右半分を工程
毎に示している。

【００２０】まず、図４の（ａ）では、一連の歯車成形
工程のうち最初の状態を示している。

【００２１】このとき、楕円形の横断面形状をなしてい
るマンドレル６とパンチ８は所定の上方位置まで後退し
ている。

【００２２】また、歯成形型２の中には、上から順に、
押出成形途中歯車素材３（３ｂ），歯成形途中歯車素材
３（３ｃ），歯成形完了歯車素材３（３ｄ）が前工程の
後に残存している。

【００２３】この実施例において、前方押出成形部２ｂ
のテーパー角（ダイス半角）θは、デッドメタルの発生
を防止するために１０〜２５°としている。

【００２４】そして、図４の（ｂ）に示すように歯成形
型２の中に成形前歯車素材３（３ａ）を装入する。

【００２５】この成形前歯車素材３（３ａ）の中心孔３
ｅの大きさは、図３に示しているように、楕円形状をな
すマンドレル６に外接する寸法以上となっている。

【００２６】次に、図５の（ｃ）に示しているように、
マンドレル６と共にパンチ８を成形前歯車素材３（３ａ
）に当接する高さまで下降させ、マンドレル６を各歯車
素材３（３ａ〜３ｄ）の中空孔３ｅ内に貫通させる。

【００２７】次いで、パンチ８をさらに下降させ、図５
の（ｃ）に示した歯成形完了歯車素材３（３ｄ）を図５
の（ｄ）の示すように歯成形型２の外に排出して円筒歯
車１０とする。このとき、図５の（ｃ）に示した最上部
にあった成形前歯車素材３（３ａ）は前方押出成形部２
ｂを通過するため、図５の（ｄ）に示すような押出成形
途中歯車素材３（３ａ´）となり、材料は中心軸方向に
向けて塑性流動して成形前に歯車素材３（３ａ）とマン
ドレル６との間にあった図３に示したすき間を埋め、歯
車素材３（３ａ´）の中空孔３ｅはマンドレル６の横断
面形状に沿って成形される。

【００２８】また、図５の（ｃ）における成形途中歯車
３（３ｂ）はさらに前進し、素材の外側部分に歯が成形
され始めて図５の（ｄ）に示す歯車成形途中歯車素材３
（３ｂ´）となり、図５の（ｃ）における歯成形途中歯
車素材３（３ｃ）は素材の外側部分に歯が完全に成形さ
れた図５の（ｄ）に示す歯成形完了歯車素材３（３ｃ´
）となる。このとき、マンドレル６は、歯の成形工程終
了時において図５の（ｄ）に示すように歯成形完了歯車
素材３（３ｃ´）の下端位置よりも十分に長いことが必
要である。そうしないと、歯車の内径部に疵が付く可能
性があるためである。

【００２９】続いて、図６の（ｅ）に示すように、マン
ドレル６およびパンチ８を上昇移動させると、最下端の
中空孔１０ｅを有する円筒歯車１０が成形型固定用リン
グ４上に落下するので、図６の（ｆ）に示すように、こ
の円筒歯車１０を歯車取出口４ａより取り出して、図４
の（ａ）に示したと同じ状態にする。

【００３０】続いて、図４の（ｂ）に示したように次の
歯車素材３（３ａ）を装入して同じ工程を経ることによ
って所要個数の円筒歯車１０が成形される。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係わる歯車の押出成形装置では
、歯成形用内歯を有する歯成形型の前記歯成形用内歯の
歯車素材装入側に、歯車素材の外側部分を押圧加工して
当該外側部分を中心軸方向に向けて塑性流動させる前方
押出成形部を設けた構成としたから、歯車素材は歯成形
加工を受ける前に前記前方押出成形部によって押圧加工
されてその外側部分が中心軸方向に向けて塑性流動する
こととなって、歯車素材の中空孔部分はマンドレルの外
径に沿った形状に塑性変形されることとなり、この状態
でさらに押圧されて歯成形用内歯により歯成形され、こ
の歯成形の際には素材に対して十分な成形圧力が付加さ
れることによって欠肉のない高精度の歯に成形され、し
たがって、歯車素材の中空孔をマンドレルの横断面形状
に合致させた任意中空形状にできると共に歯の成形精度
に優れた高精度の円筒歯車に成形することが可能である
という著しく優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例による歯車の押出成
形装置の縦断面説明図である。

【図２】図２は図１の押出成形装置おける歯成形型の歯
成形用内歯部分および前方押出成形部分を拡大して示す
縦断面説明図である。

【図３】図３は歯車素材と前記歯車素材の中空孔に貫通
したマンドレルの水平断面説明図である。

【図４】図４の（ａ）（ｂ）は歯車の押出成形工程を示
す縦断面説明図である。

【図５】図５の（ｃ）（ｄ）は図４の（ｂ）に続く歯車
の押出成形工程を示す縦断面説明図である。

【図６】図６の（ｅ）（ｆ）は図５の（ｄ）に続く歯車
の押出成形工程を示す縦断面説明図である。

【図７】歯車の押出成形装置の従来例を示す縦断面説明
図である。

【符号の説明】

１　　歯車の押出成形装置 ２　　歯成形型 ２ａ　　歯成形用内歯 ２ｂ　　前方押出成形部 ３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）　　歯車素材３ｅ　　歯
車素材の中空孔 ６　　マンドレル ８　　パンチ １０　　円筒歯車 １０ｅ　　円筒歯車の中空孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　中空孔を有する歯車素材の前記中空孔
   内に貫通するマンドレルと、前記歯車素材の外側部分を
   歯に成形する歯成形用内歯を有する歯成形型と、前記マ
   ンドレルが貫通した歯車素材を前記歯成形型内で押圧し
   て前記歯成形用内歯で歯に成形するパンチを備え、前記
   歯成形型における前記歯成形用内歯の歯車素材装入側に
   は前記歯車素材の外側部分を押圧加工して当該外側部分
   を中心軸方向に向けて塑性流動させる前方押出成形部を
   設けたことを特徴とする歯車の押出成形装置。