JPH0729175B2 - 歯車素材の製造方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、軸孔を有する円盤部と該円盤部の側面に該軸
孔より大径な内径の外歯付筒状部とを有する主として車
両用油圧式変速機に組込まれるクラッチギヤ用の歯車素
材の製造方法及びその装置に関する。

（従来の技術） 従来は、第１図に示す如く、歯車素材の外歯付筒状部の
歯形を成形する歯形成形部ａを有するダイｂと、歯車素
材の円盤部の内径を規定する小径部ｃと外歯付筒状部の
内径を規定する大径部ｄとを有するマンドレルｅとを備
える金型を設け、該マンドレルｅの小径部ｃに略合致す
る孔を有するリング状素材を用意し、これを前記ダイｂ
の上部のセット穴ｇにセットした後パンチｆを押込み、
マンドレルｅをダイｂに対し下動しないようにして外歯
付筒状部の押出し成形を行なうようにしている。

（発明が解決しようとする課題） 一般に、押出し成形荷重は、素材の断面積をＸ、押出さ
れる部分の断面積Ｙとすると、断面減少率X/Yが大きい
程大きくなるもので、クラッチギヤのように外歯付筒状
部に比べ円盤部の断面積が大きな歯車素材を成形する場
合、上記した状態で外歯付筒状部の押出し成形を行なう
のでは、素材の断面積Ｘはダイｂのセット穴ｇの面積か
らマンドレルｅの小径部ｃの断面積を減じた値となっ
て、断面減少率が大きな値となり、大きな成形荷重が必
要になる。

本発明の目的は、成形荷重を低減できる歯車素材の製造
方法及びその装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく、本発明方法では、軸孔を有する
円盤部と該円盤部の側面に該軸孔より大径な内径の外歯
付筒状部とを有する歯車素材の製造方法において、歯車
素材の外歯付筒状部の歯形を成形する歯形成形部を有す
るダイと、歯車素材の円盤部の軸孔を規定する小径部と
外歯付筒状部の内径を規定する大径部とを有する段付形
状のマンドレルとを備え且つ該マンドレルを該ダイに対
し下動自在とした金型を設け、前記マンドレルの外周形
状に略合致する段付孔を有するリング状素材を用意し、
これを前記ダイ内にセットした後パンチを押込み、該パ
ンチと該マンドレルの段差面とで挟まれたリング状素材
の内周の段差部が潰れない程度の抗力を該マンドレルに
付与した状態で該マンドレルを下動しつつ外歯付筒状部
の押出し成形を行なうようにした。

本発明装置は上記本発明方法を実施するためのものであ
り、軸孔を有する円盤部と該円盤部の側面に該軸孔より
大径な内径の外歯付筒状部とを有する歯車素材の製造装
置であって、昇降自在のラムの下面に取付けたパンチ
と、ボルスターの上面に設けられ歯車素材の円盤部の外
径を規定する内壁面と外歯付筒状部の歯形を成形する歯
形成形部とを有するダイと、歯車素材の円盤部の軸孔を
規定する小径部と外歯付筒状部の内径を規定する大径部
とを有する段付形状のマンドレルとを備え、前記ダイ
を、前記歯形成形部を有し前記ボルスターに固定のイン
ナ型部と、該インナ型部の外周の前記内壁面を有するア
ウタ型部とで構成すると共に、該アウタ型部を該インナ
型部に対しばねに抗して下降自在とし、さらに前記マン
ドレルを前記ボルスターに対し下降自在とし、該マンド
レルの下側にこれを支持する液圧式のクッションシリン
ダを設けた。

（作用） マンドレルの外周面に略合致する段付孔を有するリング
状素材をダイにセットしてパンチを押込み、素材の内周
の段差部が潰れないようにマンドレルを下動しつつ外歯
付筒状部の押出し成形を行なうため、押出し成形時の素
材の断面積は、ダイのセット穴の面積からマンドレルの
大径部の断面積を減じた値となり、上記した従来の方法
に比べマンドレルの段差面の面積だけ小さな値となって
断面減少率が小さくなる。

この場合、マンドレルの大径部に略合致する孔を有する
リング状素材をダイにセットしてパンチを押込み、先ず
マンドレルを固定した状態で該素材を、該マンドレルの
外周面に合致する段付孔を有するリング状素材に据込み
成形し、その後素材の内周の段差部が潰れないようにマ
ンドレルを下動しつつ外歯付筒状部の押出し成形を行な
うことで、上記と同様に押出し成形時の素材の断面積
は、ダイのセット穴の面積からマンドレルの大径部の断
面積を減じた値となり、上記した従来のものに比べマン
ドレルの段差面の面積だけ小さくなって断面減少率が小
さくなる。

しかも、マンドレルの大径部に合致する孔を有するリン
グ状素材を押し潰してマンドレルの外周形状に合致する
段付孔を有する素材に成形する据込み成形工程と、外歯
付筒状部の押出し成形工程とを同一の金型で行なうた
め、円形素材から段付孔を有するリング状素材を造る据
込み成形工程を、マンドレルの大径部に合致する孔を有
するリング状素材を成形する工程と段付孔を有するリン
グ状素材を成形する工程の２段階にでき、各工程の据込
み率を比較的小さく設定できるようになって据込み成形
荷重を低減できる。

また、ダイにセットした素材が押潰されるまではクッシ
ョンシリンダによりマンドレルを下動しないように支持
しておき、素材が押潰されてその内圧が高まってからは
クッションシリンダの作動によりマンドレルを所定の抗
力が付与された状態で下動するようにしておくことで、
ダイにリング状素材をセットしてパンチを押込むことに
より、素材が潰されアウタ型部の内壁面やマンドレルの
外周面に密着して、その内圧が高まったところで外歯付
筒状部の押出し成形が始まる。

この場合、素材が潰されてその内圧が高まるとマンドレ
ルはクッションシリンダの作用により所定の抗力が付与
された状態で下動されるため、マンドレルの段差面とパ
ンチとで挟まれた素材の段差部が潰されずに外歯付筒状
部の押出し成形が行なわれ、この押出し成形時の素材の
断面積はダイのセット穴の面積からマンドレルの大径部
の断面積を減じた値となって、押出し成形時の断面減少
率は、マンドレルを固定した状態で押出し成形する場合
に比べ小さくなる。

また、素材が潰されてアウタ型部の内壁面に密着して
も、アウタ型部が素材に引き摺られてばねに抗して下動
されるため素材との間の摩擦抵抗即ちフリクションロス
が小さくなり、上記したように押出し成形時の断面減少
率が小さくなることと相俟って成形荷重を大幅に低減で
きる。

また、マンドレルの大径部に略合致する孔を有するリン
グ状素材をマンドレルの周面形状に合致する段付孔を有
する形状に成形する据込み工程と、外歯付筒状部の押出
し成形工程とを同一の金型で行ない得られ、円形素材か
らマンドレルの大径部に合致する孔を有するリング状素
材を据込み成形するときの据込み率を、円形素材から段
付孔を有するリング状素材を据込み成形する場合に比べ
て小さく設定できる。

（実施例） 図面で（１）は昇降自在のラムに取付けたパンチ、
（２）はボルスターの上面に設けたダイを示し、該ダイ
（２）には第８図に示す歯車素材Ａの外歯付筒状部Ｂの
歯形を成形する歯形成形部（３）が形成されており、歯
形素材Ａの円盤部Ｃの軸孔Ｄを規定する小径部（4a）と
外歯付筒状部Ｂの内径を規定する大径部（4b）とを有す
る段付形状のマンドレル（４）を、マンドレルホルダ
（５）に摺動自在に立設すると共に第２図及び第３図に
示す如く該マンドレル（４）を下側のウレタンばね
（６）に抗して下動自在とし、該マンドレル（４）の上
端部をバックアッププレート（７）に形成した透孔（7
a）を通して前記ダイ（２）内に臨ませた。

図面で（９）はマンドレル（４）の外周のノックアウ
ト、（10）は該ノックアウト（９）をばね（9a）に抗し
て上動するプッシュロッドである。

次に本発明方法による歯車素材Ａの製造手順を説明す
る。

先ず、マンドレル（４）の外周形状に略合致する段付孔
を有するリング状素材Ｗを用意し、これを第２図に示す
如くダイ（２）のセット穴（2a）にセットしてパンチ
（１）を押し込む。

これによれば、素材Ｗが潰されダイ（２）のセット穴
（2a）の内壁面及びマンドレル（４）の周面に素材が密
着してその内圧が高まったところで外歯付筒状部の押出
し成形が始まるが、素材の内圧が高まるとマンドレル
（４）はウレタンばね（６）に抗して下動され、結局マ
ンドレル（４）はその段差面（4c）とパンチ（１）とで
挟まれた素材Ｗの内周の段差部が潰れない程度の抗力を
付与された状態で下動されつつ外歯付筒状部の押出し成
形が行なわれ、（第３図示の状態）、この押出し成形時
の素材の断面積はダイ（２）のセット穴（2a）の面積か
らマンドレル（４）の大径部（4b）の断面積を減じた値
となって、押出し成形時の断面減少率が小さくなる。

また、第４図及び第５図は第２の本発明方法を実施する
ための製造装置の１例を示し、このものではマンドレル
（４）の下側にこれを支持する油圧式のクッションシリ
ンダ（11）を設け、該クッションシリンダ（11）により
該マンドレル（４）を、ダイ（２）のセット穴（2a）に
セットした素材が潰されるまでは下動しないように支持
しておき、素材が潰されてその内圧が高まってからは所
定の抗力が付与された状態で下動し得るようにした。

次に第２の本発明方法による歯車素材Ａの製造手順を説
明する。

先ず、マンドレル（４）の大径部（4b）に略合致する孔
を有するリング状素材Ｗ′を用意し、これを第４図示の
如くダイ（２）のセット穴（2a）にセットしてパンチ
（１）を押し込む。

これによれば、素材Ｗ′が潰されダイ（２）のセット穴
（2a）の内壁面及びマンドレル（４）の周面に密着して
その内圧が高まったところで外歯付筒状部の押出し成形
が始まるが、素材の内圧が高まるとマンドレル（４）は
クッションシリンダ（11）の作用により所定の抗力が付
与された状態で下動され、結局クッションシリンダ（1
1）によりマンドレル（４）が下動しないように支持さ
れた状態で素材Ｗ′はマンドレル（４）の周面形状に合
致する段付孔を有する形状に据込み成形され、その後素
材の内圧が高まるとマンドレル（４）はクッションシリ
ンダ（11）の作動によりマンドレル（４）の段差面（4
c）とパンチ（１）とで挟まれた素材の内周の段差部が
潰れない程度の抗力を付与された状態で下動されつつ外
歯付筒状部の押出し成形が行なわれる。

この場合、押出し成形時の素材の断面積はダイ（２）の
セット穴（2a）の面積からマンドレル（４）の大径部
（4b）の断面積を減じた値となって、断面減少率が小さ
くなり、しかもマンドレル（４）の大径部（4b）に合致
する孔を有するリング状素材Ｗ′を押し潰してマンドレ
ル（４）の周面形状に合致する段付孔を有する形状に据
込み成形する工程と、外歯付筒状部を押出し成形する工
程とを同一の金型で行なうため、円形素材から段付孔を
有するリング状素材Ｗを造る据込み工程を、マンドレル
（４）の大径部（4b）に合致する孔を有するリング状素
材Ｗ′を成形する工程と段付孔を有するリング状素材を
成形する工程の２段階にでき、各工程の据込み率を比較
的小さく設定できるようになって据込み成形荷重を低減
できる。

尚、第４図示のように、素材Ｗ′をダイ（２）にセット
したとき素材Ｗ′とダイ（２）の内壁面との間に空隙Ｚ
が存するように素材Ｗ′を比較的小径に成形しておき、
パンチ（１）を押込んだとき素材が潰されて歯車素材Ａ
の円盤部Ｃの外径に拡径されるようにしておくことで、
円形素材からリング状素材Ｗ′を成形するときの据込み
率を一層小さく設定でき有利である。

第６図及び第７図は本発明の歯車素材の製造装置を示
し、このものではダイ（２）を、歯車素材Ａの外歯付筒
状部Ｂの歯形を成形する成形歯形（３）を形成したイン
ナ型部（12）と、歯車素材Ａの円盤部Ｃの外径を規定す
る内壁面（13a）を有する該インナ型部（12）の外周の
アウタ型部（13）とで構成し、該インナ型部（12）を前
記ボルスターに固定すると共に、該アウタ型部（13）を
該インナ型部（12）に対しばね（14）に抗して下動自在
とし、さらにマンドレル（４）の下側にこれを支持する
油圧その他の液圧式のクッションシリンダ（15）を設
け、該クッションシリンダ（15）により該マンドレル
（４）を前記と同様に素材が押潰されるまでは下動しな
いように支持しておき、素材が潰されてその内圧が高ま
ってからは所定の抗力が付与された状態で下動し得るよ
うにした。

かくて、ダイ（２）のセット穴（2a）にマンドレル
（４）の大径部（4b）に略合致する孔を有するリング状
素材Ｗ″をセットしてパンチ（１）を押込む。

これによれば、素材Ｗ″が押潰されアウタ型部（13）の
内壁面及びマンドレル（４）の周面に素材が密着してそ
の内圧が高まったところで外歯付筒状部の押出し成形が
始まるが、素材が潰されてその内圧が高まるとマンドレ
ル（４）はクッションシリンダ（15）の作動により所定
の抗力が付与された状態で下動されるため、マンドレル
（４）の段差面（4c）とパンチ（１）とで挟まれた素材
の内周の段差部が潰されずに外歯付筒状部の押出し成形
が行なわれ、この押出し成形時の素材の断面積はダイ
（２）のセット穴（2a）の面積からマンドレル（４）の
大径部（4b）の断面積を減じた比較的小さな値となっ
て、押出し成形時の断面減少率が小さくなる。

また、素材Ｗ″が潰されてアウタ型部（13）の内壁面に
密着しても、アウタ型部（13）が素材に引き摺られてば
ね（14）に抗して下動するため、素材との間の摩擦抵抗
が減少し、上記したように押出し成形時の断面減少率が
比較的小さくなることと相俟って成形荷重が大幅に低減
される。

また、マンドレル（４）の大径部（4b）に略合致する孔
を有するリング状素材Ｗ″をマンドレル（４）の周面形
状に合致する段付孔を有する形状に成形する据込み工程
と、外歯付筒状部の押出し成形工程とを同一の金型で行
ない得られ、円形素材からリング状素材Ｗ″を据込み成
形するときの据込み率を、円形素材から段付孔を有する
リング状素材Ｗを据込み成形する場合に比べ小さく設定
でき、据込み成形荷重を低減できる。

（発明の効果） 以上の如く、請求項１の発明によれば押出し成形時の断
面減少率を小さくでき成形荷重を低減でき、また請求項
２の発明によれば押出し成形時の断面減少率を小さくで
き押出し成形荷重を低減できると共に、円形素材からリ
ング状素材を据込み成形するときの据込み率を比較的小
さくできる効果を有し、また請求項３の発明によれば押
出し成形時の断面減少率及びフリクションロスを低減で
き成形荷重を大幅に低減できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す歯車素材の製造装置の要部の截断
面図、第２図は第１の本発明方法を実施するための歯車
素材製造装置を示す要部の截断面図、第３図はその作動
状態を示す要部の截断図、第４図は第２の本発明方法を
実施するための歯車素材製造装置を示す要部の截断面
図、第５図はその作動状態を示す要部の截断面図、第６
図は本発明装置の１例を示す要部の截断面図、第７図は
その作動状態を示す要部の截断面図、第８図は歯車素材
の截断面図である。 Ａ…歯車素材、Ｂ…外歯付筒状部 Ｃ…円盤部 W,W′,W″…リング状素材 （１）…パンチ、（２）…ダイ （３）…歯形成形部、（４）…マンドレル （4a）…小径部、（4b）…大径部 （12）…インナ型部、（13）…アウタ型部 （13a）…内壁面、（14）…ばね （15）…クッションシリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 目黒 晴夫 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 原田 芳男 愛知県豊橋市植田町字神戸坂22番地 (72)発明者 村田 真一 愛知県豊橋市南大清水町字富士見357番地 の１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸孔を有する円盤部と該円盤部の側面に該
   軸孔より大径な内径の外歯付筒状部とを有する歯車素材
   の製造方法において、歯車素材の外歯付筒状部の歯形を
   成形する歯形成形部を有するダイと、歯車素材の円盤部
   の軸孔を規定する小径部と外歯付筒状部の内径を規定す
   る大径部とを有する段付形状のマンドレルとを備え且つ
   該マンドレルを該ダイに対し下動自在とした金型を設
   け、前記マンドレルの外周形状に略合致する段付孔を有
   するリング状素材を用意し、これを前記ダイ内にセット
   した後パンチを押込み、該パンチと該マンドレルの段差
   面とで挟まれたリング状素材の内周の段差部が潰れない
   程度の抗力を該マンドレルに付与した状態で該マンドレ
   ルを下動しつつ外歯付筒状部の押出し成形を行なうよう
   にしたことを特徴とする歯車素材の製造方法。
2. 【請求項２】軸孔を有する円盤部と該円盤部の側面に該
   軸孔より大径な内径の外歯付筒状部とを有する歯車素材
   の製造方法において、歯車素材の外歯付筒状部の歯形を
   成形する歯形成形部を有するダイと、歯車素材の円盤部
   の軸孔を規定する小径部と外歯付筒状部の内径を規定す
   る大径部とを有する段付形状のマンドレルとを備える金
   型を設け、前記マンドレルの大径部に略合致する孔を有
   するリング状素材を用意し、これを前記ダイ内にセット
   した後パンチを押込み、先ず前記マンドレルを該ダイに
   対し下動しないようにして、該素材を該マンドレルの外
   周形状に合致する段付孔を有するリング状に据込み成形
   し、据込み成形後前記パンチとマンドレルの段差面とで
   挟まれた該リング状素材の内周の段差部が潰れない程度
   の抗力を該マンドレルに付与した状態で該マンドレルを
   下動しつつ外歯付筒状部の押出し成形を行なうようにし
   たことを特徴とする歯車素材の製造方法。
3. 【請求項３】軸孔を有する円盤部と該円盤部の側面に該
   軸孔より大径な内径の外歯付筒状部とを有する歯車素材
   の製造装置であって、昇降自在のラムの下面に取付けた
   パンチと、ボルスターの上面に設けられ歯車素材の円盤
   部の外径を規定する内壁面と外歯付筒状部の歯形を成形
   する歯形成形部とを有するダイと、歯車素材の円盤部の
   軸孔を規定する小径部と外歯付筒状部の内径を規定する
   大径部とを有する段付形状のマンドレルとを備え、前記
   ダイを、前記歯形成形部を有し前記ボルスターに固定の
   インナ型部と、該インナ型部の外周の前記内壁面を有す
   るアウタ型部とで構成すると共に、該アウタ型部を該イ
   ンナ型部に対しばねに抗して下降自在とし、さらに前記
   マンドレルを前記ボルスターに対し下降自在とし、該マ
   ンドレルの下側にこれを支持する液圧式のクッションシ
   リンダを設けたことを特徴とする歯車素材の製造装置。