JPH0646585Y2 - 歯車転造装置用歯車素材固定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は軸穴を有する大径薄肉の歯車を転造する際に歯
車素材を固定するための歯車素材固定装置に関するもの
で、自動車用リングギヤの転造装置に適用できる。

（従来の技術） 自動車用リングギヤ等の大径薄肉歯車を転造により加工
する場合には素材内径が拡大して変形し易いために、特
開昭62−57726号公報に示すように突起を有した治具に
より荷重をかけクランプすることによって内径の拡大を
防いでいる。

（考案が解決しようとする課題） ところで、変形抵抗が小さい低炭素鋼を歯車素材として
使用する場合には、歯車転造時に歯車素材を保持するた
めに10トン程度のクランプ力で足りるので、上記のよう
に歯車素材を突起を有した治具にてクランプしただけで
も転造時に歯車素材を確実に保持することができる。

しかしながら、変形抵抗が大きい高炭素鋼を歯車素材と
して使用する場合には、歯車転造時に歯車素材を保持す
るために30トン以上のクランプ力が必要になるが、上記
のように歯車素材を突起を有した治具にてクランプした
だけでは、30トン以上のクランプ力にはならない。この
ため、転造時に歯車素材の内径が拡大してクランプ治具
からはみ出して転造が不可能になる恐れがある。

故に、本考案は、大径薄肉歯車の転造に於いて30トン以
上のクランプ力を発生でき、歯車素材に高炭素鋼を使用
しても、転造時に歯車素材の内径の拡大のない歯車転造
装置用歯車素材固定装置を提供することを、その技術的
課題とするものである。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記技術的手段を解決するために本考案において講じた
技術的手段は、軸穴を有する大径薄肉歯車素材を回転さ
せるための軸部及び突起付きの固定部を有する下側ホル
ダーと、突起付きの固定部との間で歯車素材をクランプ
する突起付きの加圧部を有する上側ホルダーとから成る
クランプ治具と；上側ホルダーの上部に連結され、下側
に傾斜面をもつ切欠部が形成されたクランプ軸と；上側
ホルダーをクランプ軸を介して加圧する第１の油圧機構
と；支柱によりクランプ軸の上方にて支持されたヘッド
プレートと；傾斜面とヘッドプレートの下端面との間に
水平方向に摺動自在に配設され、下面が傾斜面と同角度
のテーパ形状を呈した楔状部材と；楔状部材を水平方向
に移動せしめる第２の油圧機構とを備えたことである。

（作用） 上記技術的手段の作用について以下に示す。

第１の油圧機構によりクランプ軸を介して上側ホルダー
を加圧すると、歯車素材が突起によりクランプされる。

このクランプ力だけでは未だ不充分であることから、上
記技術的手段によれば、クランプ軸に下側に傾斜面を有
する切欠部を形成し、その傾斜面とヘッドプレートの下
端面との間に、下面がクランプ軸の傾斜面と同一角度の
テーパ形状を呈した楔状部材を摺動自在に配設したの
で、第２の油圧機構により楔状部材をクランプ軸の傾斜
面の最下部から最上部に向かって水平方向に移動させれ
ば、楔状部材によりクランク軸を介して上側ホルダーが
下側に押圧される。これにより、クランプ治具に大きな
クランプ力が作用することから、転造時において歯車素
材の内径の拡大が抑えられ、その結果、製品の寸法精度
が確保される。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本考案の実施例について説明
する。

第１図は、本実施例に係る歯車転造装置用歯車素材固定
装置の正面図で、第３図は第１図に係る歯車素材固定装
置が適用できる従来技術と同様の歯車転造装置の構成図
である。

第１図に示す歯車転造装置用歯車素材固定装置は、軸穴
を有する機械構造用高炭素鋼よりなる大径薄肉歯車素材
１を上下からクランプするクランプ治具２と、クランプ
治具２の上部に固定されたクランプ軸４と、クランプ軸
４にロッド（図示せず）を介して連結されクランプ軸４
を図示下方に向けて加圧する油圧シリンダ（第１の油圧
機構）３と、複数の支柱７によりクランプ軸４の上方に
て固定状態に支持されたヘッドプレート８と、本考案の
主要部である後述する楔状部材５と、楔状部材５を水平
方向に移動せしめる油圧シリンダ（第２の油圧機構）６
とから構成されている。

第３図に示すように、クランプ治具２は、歯車素材１の
軸穴に挿入され、歯車素材１を回転させる軸部21a及び
複数の突起21cが形成された固定部21bを有する下側ホル
ダー21と、固定部21bとの間で歯車素材１をクランプ
し、複数の突起22bが形成された上側ホルダー22とから
構成されている。尚、上側ホルダー22の上部は、クラン
プ軸４に固定されている。

尚、第３図において、９は歯車素材を転造するための歯
車転造工具で、歯車素材１に対して水平位置に配設され
ている。

第１図に示すように、クランプ軸４には切欠部4aが形成
され、この切欠部4aの下側は傾斜面4aとなっている。ヘ
ッドプレート８は前述の楔状部材５を案内するための平
面形状を呈した下端面8aを有しており、この下端面8aは
切欠部4a内に収容されている。クランプ軸切欠部4aの傾
斜面4bとヘッドプレート８の下端面8aとの間には、前述
した楔状部材５が水平方向に摺動自在に配設され、この
楔状部材５の下面5aは、クランプ軸切欠部4aの傾斜面4b
と水平面に対して同一角度をなすテーパ形状を呈し、上
面5bは、平面形状を呈したヘッドプレート下端面8aに案
内されるように平面形状を呈している。従って、油圧シ
リンダ６の作用で楔状部材５を図示右側から左側へ（即
ち傾斜面4bの最下部から最上部に向かう水平方向に）移
動させることにより、クランプ軸４を介して上側ホルダ
ー22を下方向に押圧することが可能である。

以下、第１図及び第３図を参照して、上記した固定装置
を用いた歯車転造方法について説明する。

まず、図示する如く下側ホルダー21と上側ホルダー22と
の間に歯車素材１を配置した状態で、油圧シリンダ３に
よりロッド９を介してクランプ軸４を下方向に移動させ
ることで上側ホルダー22を加圧し、突起21c及び22bを歯
車素材１に食い込ませる。

次いで、油圧シリンダ６により楔状部材５をクランプ軸
切欠部4aの傾斜面4bの最下部から最上部に向かう水平方
向に移動させると、楔状部材５の上面5bがヘッドプレー
ト８の下面8aに案内されながら楔状部材５の下面5aがク
ランプ軸切欠部4aの傾斜面4bに沿って水平方向に摺動す
るため、上側ホルダー22がクランプ軸４を介して押圧さ
れる。尚、このとき、楔状部材５の上面5bからヘッドプ
レート８へ反力が伝わるが、このヘッドプレート８は支
柱７により支持された固定部材である（油圧シリンダ３
に連結されていない）ので、この反力が油圧シリンダ３
に伝わる恐れはない。

このように、楔状部材５の移動により上側ホルダー22が
図示下方向に押圧されると、突起21c及び22bが一層歯車
素材１に食い込むことから、クランプ治具２のクランプ
力は一層大きくなる。

上記の如く本実施例に係る固定装置により歯車素材１を
強固に固定した状態で、第３図に示す如く、駆動装置
（図示せず）により歯車素材１を回転させる。その状態
で、歯車転造工具９を歯車素材１の外周部に押し付けて
歯車転造工具９を歯車素材１に従動させることで、歯車
素材１の外周部に歯形を形成する。このとき、歯車素材
１に歯車転造工具９から所定の押付力Ｑが作用するが、
歯車素材１は本実施例に係る固定装置により従来技術よ
りも強固にクランプされていることから、転造時に歯車
素材11の内径の拡大が抑制され、更に外径の変形も抑制
される。従って、転造した後の製品の寸法精度が確保で
きる。

ここで、外径250φmm,内径216φmm,厚さ7.5mmの機械転
造用高炭素鋼（例えば550C）にモジュール略2.5,歯数95
の歯形を転造した時のロック圧（即ち油圧シリンダ６の
油圧）と転造後の歯車の内径の真円度の関係を第２図に
示す。第２図において、内径の真円度とは、内径８ケ所
にて測定したときの最大径と最小径との差を意味する。
又、油圧シリンダ３による荷重を略10TONf、歯車転造工
具９の押付力Ｑを略10TONfとする。

図２から明らかなように、ロック圧を40kgf/cm²（即ち
略7TONf）以上にすれば、転造後の歯車の内径の真円度
を小さくすることができ、内径の拡大を抑制できる。つ
まり、同等の荷重を油圧シリンダ３による荷重のみで得
ようとすると、内径の拡大を抑制するためには、更に20
TONf以上の力が必要になり設備が大型化するが、本実施
例では、7TONfの力で済むことから、設備がコンパクト
になる。

（考案の効果） クランプ軸に下側に傾斜面を有する切欠部を形成し、そ
の傾斜面とヘッドプレート下端面との間に、下面がクラ
ンプ軸の傾斜面と同一角度のテーパ形状を呈した楔状部
材を摺動自在に配設したので、クランプ治具に大きなク
ランプ力が作用することから、転造時において歯車素材
の内径の拡大を抑えることができ、その結果、製品の寸
法精度を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係る歯車素材固定装置の正面図、第
２図はロック圧と内径真円度の関係を示すグラフ、第３
図は本実施例を適用できる歯車転造装置の要部構成図で
ある。 １……大径薄肉歯車素材（歯車素材） ２……クランプ治具 21……下側ホルダー 21a……軸部 21b……固定部 21c……突起 22……上側ホルダー 22a……加圧部 22b……突起 ３……油圧シリンダ（第１の油圧機構） ４……クランプ軸 4a……切欠部 4b……傾斜面 ５……楔状部材 5a……楔状部材の下面 ６……油圧シリンダ（第２の油圧機構） ７……支柱 ８……ヘッドプレート 8a……ヘッドプレートの下端面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸穴を有する大径薄肉歯車素材を回転させ
   るための軸部及び突起付きの固定部を有する下側ホルダ
   ーと、前記突起付きの固定部との間で前記歯車素材をク
   ランプする突起付きの加圧部を有する上側ホルダーとか
   ら成るクランプ治具と、 前記上側ホルダーの上部に連結され、下側に傾斜面をも
   つ切欠部が形成されたクランプ軸と、 前記上側ホルダーを前記クランプ軸を介して加圧する第
   １の油圧機構と、 支柱により前記クランプ軸の上方にて支持されたヘッド
   プレートと、 前記傾斜面と前記ヘッドプレートの下端面との間に水平
   方向に摺動自在に配設され、下面が前記傾斜面と同角度
   のテーパ形状を呈した楔状部材と、 前記楔状部材を水平方向に移動せしめる第２の油圧機構
   とを備えた歯車転造装置用歯車素材固定装置。