JPH0994627A - 歯車成形方法及び歯車成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形性がよく短時間で成形することができ、
しかもダイスの磨耗を低減してダイスの耐久性を向上で
きる歯車成形方法及び歯車成形装置を提供することを目
的としている。 【解決手段】 リング部を有する歯車素材（ドライブプ
レート素材）Ｗの外周に歯Ｇ１を成形する歯車成形方法
であって、前記歯Ｇ１に合致する形状の内歯１２ａを有
するダイス１２内に、前記歯車素材Ｗを挿入した後、こ
の歯車素材Ｗのリング部内周面を前記内歯１２ａに向け
て押圧することにより、同歯車素材Ｗの外周を内歯１２
ａのとおりに塑性変形させることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、歯車素材の外周
に歯を塑性変形により成形する歯車成形方法及び歯車成
形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の歯車成形方法としては、例えば
図６及び図７に示すような成形方法が知られている。図
６に示す方法は、外周に歯１ａを有する回転ダイス１を
用いて、リング状の歯車素材Ｗの外周に歯Ｗａを転造す
る方法である。この図に示す成形方法においては、回転
ダイス１の各歯１ａが歯車素材Ｗに対して回転しなが
ら、同歯車素材Ｗの一部を押し退けることにより歯Ｗａ
を転造する。この際、回転ダイス１の各歯１ａは、歯Ｗ
ａを転造しながら、同歯Ｗａに対して滑るように移動す
る。

【０００３】一方、図７に示す歯車成形方法は、一つの
歯２ａを有する転造ダイス２で、歯車素材Ｗの外周に歯
Ｗａを一つずつ成形する方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図６に
示す歯車成形方法においては、成形する歯Ｗａに対し
て、回転ダイス１の各歯１ａが滑るように移動するか
ら、回転ダイス１の各歯１ａが磨耗しやすいという欠点
がある。また、回転ダイス１の一部の歯１ａがその向か
い合う素材Ｗの外周面に当たるため、当接部分の面圧が
高く、しかも、素材Ｗを内径方向に押圧するため、加工
荷重が大きくなり、回転ダイス１の寿命が短くなる。

【０００５】また、図７に示す歯車成形方法において
は、一つの歯２ａで、複数の歯Ｗａを一つずつ成形しな
ければならないから、製造に時間がかかるという問題が
ある。しかも、歯２ａが素材Ｗに対して滑るように移動
するから、同歯２ａの磨耗が速いという欠点がある。

【０００６】この発明は、上述した問題を解決するため
になされたもので、その目的は、成形性がよく短時間で
成形することができ、しかもダイスの磨耗を低減してダ
イスの耐久性を向上できる歯車成形方法及び歯車成形装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、リング部を有する歯車素材の外周に歯を
成形する歯車成形方法であって、前記歯に合致する形状
の内歯を有するダイス内に、前記歯車素材を挿入した
後、この歯車素材のリング部内周面を前記内歯に向けて
押圧することにより、同歯車素材の外周を内歯のとおり
の塑性変形させることを特徴とする方法を示している。

【０００８】また、リング部及びこのリング部の一端面
から軸方向に膨出するプレート部を有する歯車素材の、
前記リング部の外周に歯を成形する歯車成形方法であっ
て、前記歯に合致する形状の内歯を有するダイス内に、
前記歯車素材を挿入した後、前記リング部の内周面を前
記内歯に向けて押圧するとともに、前記プレート部を平
面化する方向に押圧して、同プレート部の外周をリング
部とともに外側に押し広げることにより、リング部の外
周全体を内歯のとおりに塑性変形させることを特徴とす
る方法であってもよい。

【０００９】一方、上記目的を達成するためにこの発明
は、リング部を有する歯車素材の外周に歯を成形する歯
車成形装置であって、前記歯に合致する形状の内歯を有
するダイスと、このダイス内に前記歯車素材を挿入した
状態で、この歯車素材のリング部内周面を内歯に向けて
押圧し、同歯車素材の外周を内歯のとおりの塑性変形さ
せるローラとを備えていることを特徴とする装置を示し
ている。

【００１０】また、リング部及びこのリング部の一端面
から軸方向に膨出するプレート部を有する歯車素材の、
前記リング部の外周に歯を成形する歯車成形装置であっ
て、前記歯に合致する形状の内歯を有するダイスと、こ
のダイス内に前記歯車素材を挿入した状態で、前記リン
グ部の内周面を内歯に向けて押圧し、同リング部の外周
を内歯のとおりに塑性変形させるローラと、前記プレー
ト部を平面化する方向に押圧して、同プレート部の外周
をリング部とともに外側に押し広げることにより、同リ
ング部の外周を内歯のとおりに塑性変形させる押圧手段
とを備えていることを特徴とする装置であってもよい。

【００１１】そして、この発明の方法及び装置において
は、歯車素材のリング部内周面をダイスの内歯に向けて
押圧すると、歯車素材の外周部がダイスの内歯間に流れ
るように移動する。このため、ダイスの内歯に合致する
精度のよい歯車を短時間で成形することができる。しか
も、歯車素材の外周部がそのまま外側に移動して、各内
歯間に均等に充填されることになるから、歯車素材とダ
イスの間ですべりが生じることがなく、ダイスの磨耗を
減少することができる。すなわち、ダイスの耐久性の向
上を図ることができる。さらに、ローラが歯車素材を外
側に拡げる方向に押圧するため、歯車素材の延性によっ
て押圧荷重が低くても歯車成形が可能となり装置の小型
化が図れる。

【００１２】また、リング部及び軸方向に膨出するプレ
ート部を有する歯車素材の外周面に歯を成形する方法及
び装置においては、プレート部を平面化する方向に押圧
することにより、プレート部の外周をリング部とともに
外側に押し広げることができる。このため、プレート部
の外周に位置するリング部をダイスの内歯に十分に押圧
することができる。また、リング部のうちプレート部が
ない部分については、その内周面を介してダイス側に押
圧することができる。したがって、リング部の外周全体
を内歯のとおりに塑性変形させることができる。すなわ
ち、プレート部を有するような歯車素材であっても、そ
の外周全体に精度のよい歯を成形することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図１
〜図５を参照して説明する。

【００１４】まず、図１〜図３を参照してこの発明の第
１実施形態を説明する。図１において、１１は、歯車成
形装置であり、この歯車成形装置１１は、図３（ｃ）に
示す鉄製（金属製）のドライブプレート素材（歯車素
材）Ｗから、図３（ｄ）に示すドライブプレートギヤ
（歯車）Ｇを成形するようになっている。なお、ドライ
ブプレートギヤＧは、例えば自動車におけるエンジンと
トルクコンバータとを連結するものであり、外周にはス
タータモータのピニオンギヤが噛み合う歯Ｇ１が形成さ
れている。

【００１５】ドライブプレート素材Ｗは、図３（ａ）に
示す円板状の素材Ｗ´から成形したものであって、この
円板状の素材Ｗ´から、図３（ｂ）に示すように、軸方
向に膨出するプレート部Ｗ１を絞り出し、さらに図３
（ｃ）に示すように、外周部をローラ成形で増肉して、
リング部Ｗ２を成形したものである。したがって、ドラ
イブプレート素材Ｗは、リング部Ｗ２及びこのリング部
Ｗ２の一端面から軸方向に膨出するプレート部Ｗ１を有
している。

【００１６】歯車成形装置１１は、図１〜図２に示すよ
うに、成形すべきドライブプレートギヤＧの各歯Ｇ１に
合致する形状の内歯１２ａを有するダイス１２と、この
ダイス１２内にドライブプレート素材Ｗを挿入した状態
で、リング部Ｗ２の内周面を内歯１２ａに向けて押圧
し、同リング部Ｗ２の外周を内歯１２ａのとおりに塑性
変形させるローラ１３と、プレート部Ｗ１を平面化する
方向に押圧して、プレート部Ｗ１の外周をリング部Ｗ２
とともに外側に押し広げることにより、リング部Ｗ２の
外周を内歯１２ａのとおりの塑性変形させる押圧手段１
４とを備えている。

【００１７】ダイス１２は、図示しないボルト等の固定
手段によってベース１５に固定されている。ベース１５
は貫通孔１５ａを有しており、上記ダイス１２はこの貫
通孔１５ａに対して同軸状に設けられている。また、貫
通孔１５ａには受け型１６が設けられている。受け型１
６は、ドライブプレート素材Ｗをダイス１２内の所定の
位置に保持するものであり、全体が円筒状に形成され、
その上端部外周にはダイス１２の内歯１２ａに噛み合う
歯１６ａが形成されている。また、受け型１６の外周に
は、上記貫通孔１５ａに嵌合して上下方向に移動可能な
案内外周部１６ｂが形成されている。このように構成さ
れた受け型１６は、図示しない固定手段によって、ダイ
ス１２内における上下方向の所定の位置に固定されるよ
うになっている。

【００１８】また、ダイス１２には、ドライブプレート
素材Ｗを受け型１６に押し付けて拘束する拘束型１７が
挿入されるようになっている。この拘束型１７は、リン
グ状に形成されたものであり、その外周にはダイス１２
の内歯１２ａに噛み合う歯１７ａが形成されている。こ
のように構成された拘束型１７は、図示しない押圧保持
手段によって、ドライブプレート素材Ｗを受け型１６に
所定の力で押し付けるようになっている。

【００１９】上記ローラ１３は、貫通孔１５ａ内に配置
されたスピンドル１８に、ハウジング１９及びベアリン
グ２０を介して設けられている。スピンドル１８は、貫
通孔１５ａの軸心に回転中心が一致するように設けられ
ており、その回転中心を貫くように中心孔１８ａが形成
され、上側の部分には中心孔１８ａから半径方向に延び
る案内溝１８ｂが形成されている。中心孔１８ａは、後
述するカムロッド２１を上下方向に移動自在に案内する
ものであり、案内溝１８ｂは、上記ハウジング１９を半
径方向に案内するようになっている。また、案内溝１８
ｂは、中心孔１８ａを中心にして周方向に３等分する位
置に配置されている。さらに、スピンドル１８の下端外
周には、タイミングベルト車１８ｃが設けられている。
このタイミングベルト車１８ｃは、タイミングベルト２
２を介してモータ２３に接続されている。

【００２０】ハウジング１９は、上下方向に貫通する中
空部１９ａを有しており、この中空部１９ａに設けたベ
アリング２０によってローラ１３を回転自在に保持する
ようになっている。また、ハウジング１９には、中心孔
１８ａを臨む面に上端から斜めに切り欠かれたカム面１
９ｂが形成されている。

【００２１】ローラ１３は、ドライブプレート素材Ｗの
リング部Ｗ２の内周面を押圧する断面円形状のローラ頭
部１３ａと、このローラ頭部１３ａと同軸状に形成され
た軸部１３ｂとによって形成されており、この軸部１３
ｂがベアリング２０を介してハウジング１９に回転自在
に連結されている。

【００２２】押圧手段１４は、図示しないプレス機械の
ラムと、このラムによって上下方向に移動するポンチ１
４ａとを備えている。ポンチ１４ａは、拘束型１７の内
周径よりやや小さな外径を有する円柱状のものであり、
ドライブプレート素材Ｗのプレート部Ｗ１を平面化する
方向に押圧することにより、リング部Ｗ２をダイス１２
側に押し広げるようになっている。

【００２３】カムロッド２１は、円柱部２１ａの上部に
円錐カム２１ｂを形成したものである。円柱部２１ａ
は、中心孔１８ａに嵌合して上下方向に移動自在になっ
ている。円錐カム２１ｂは、その傾きが上記ハウジング
１９のカム面１９ｂの傾きに一致しており、下方に移動
することにより、カム面１９ｂを押圧して、ハウジング
１９を、スピンドル１８の半径方向外側に押し出すよう
になっている。また、カムロッド２１の下端部には、縮
径部２１ｃ及びフランジ部２１ｄが形成されており、こ
の縮径部２１ｃ及びフランジ部２１ｄには、ベアリング
２４を介して軸方向駆動手段２５が設けられている。軸
方向駆動手段２５は、カムロッド２１を軸方向に駆動す
るように構成したものであって、例えばカムロッド２１
を下方に駆動することにより、同カムロッド２１及びハ
ウジング１９を介してローラ１３を半径方向外側に移動
させるようになっている。

【００２４】次ぎに、上記のように構成された歯車成形
装置１１でドライブプレート素材Ｗの外周に歯Ｇ１を成
形する方法を説明する。

【００２５】まず、受け型１６をダイス１２の上下方向
の所定の位置に固定する。そして、ドライブプレート素
材Ｗをダイス１２内に挿入する。この際、プレート部Ｗ
１が上になるようにする。次ぎに、拘束型１７をダイス
１２内に挿入して、同拘束型１７によってドライブプレ
ート素材Ｗを受け型１６に所定の力で押圧する。ただ
し、ここで押圧する力は、ローラ１３や押圧手段１４に
よってリング部Ｗ２が外側に広がるのを妨げないような
力に設定されている。

【００２６】そして、モータ２３を起動してスピンドル
１８を回転させながら、カムロッド２１を下方に駆動す
るとともに、ポンチ１４ａをドライブプレート素材Ｗの
プレート部Ｗ１に押圧する。そうすると、３つのローラ
１３がリング部Ｗ２の内周面を転動しながら、同リング
部Ｗ２を外側に押し広げるとともに、ポンチ１４ａがプ
レート部Ｗ１を平面化する方向に押圧し、このプレート
部Ｗ１に対応する位置のリング部Ｗ２を外側に押し広げ
る。このため、リング部Ｗ２の外周全体が内歯１２ａ間
に流れるように移動し、リング部Ｗ２の外周には、ダイ
ス１２の内歯１２ａに合致する歯Ｇ１が成形される。

【００２７】このようにして、ドライブプレートギヤＧ
が完成したら、ポンチ１４ａ及びカムロッド２１を上側
に移動するとともに、モータ２３を止めてスピンドル１
８の回転を停止する。そして、拘束型１７をダイス１２
から取り出すとともに、受け型１６を上方に突き出し
て、ドライブプレートギヤＧをダイス１２から取り出
す。

【００２８】上記のように構成された歯車成形装置１１
によれば、押圧手段１４でプレート部Ｗ１を押圧するこ
とにより、ローラ１３だけではダイス１２側に押圧しき
れないリング部Ｗ２についても、ダイス１２側に十分に
押圧することができる。したがって、リング部Ｗ２の外
周面全体にダイス１２の各内歯１２ａに合致する精度の
よい歯Ｇ１を成形することができる。しかも、図７に示
した従来例のように歯Ｇ１を一つずつ成形するわけでは
なく、複数の歯Ｇ１を一度に成形することができるか
ら、ドライブプレートギヤＧを短時間で成形することが
できる。

【００２９】さらに、リング部Ｗ２がそのまま外側に移
動して、各内歯１２ａ間に均等に流入することになるか
ら、内歯１２ａとドライブプレートギヤＧとの間ですべ
りが生じることがなくダイス１２における各内歯１２ａ
の磨耗を減少させることができる。すなわち、ダイスの
耐久性の向上を図ることができる。さらに、ローラ１３
がドライブプレート素材Ｗを外側に拡げる方向に押圧す
るため、ドライブプレート素材Ｗの延性によって押圧荷
重が低くてもドライブプレートギヤＧの歯Ｇ１の成形が
可能となり、歯車成形装置１１の小型化が図れる。

【００３０】次ぎにこの発明の第２実施形態を図４を参
照して説明する。この図４（ｂ）に示す歯車成形装置３
１は、リング状の歯車素材Ｗ（図４（ａ）参照）の外周
に歯Ｇ１を成形する装置であり、図１に示す第１実施形
態の構成要素から押圧手段１４を排除した構成になって
いる。ただし、図４（ｂ）において、ダイス１２及びロ
ーラ１３以外の構成要素については図示を省略してい
る。

【００３１】この歯車成形装置３１においては、歯車素
材Ｗがリング状に形成されているから、ローラ１３のみ
の押圧力によって、歯車素材Ｗの外周全体が内歯１２ａ
間に流れるように移動する。このため、歯車素材Ｗの外
周全体に、ダイス１２の内歯１２ａに合致する精度のよ
い歯Ｇ１を短時間で成形することができる。しかも、歯
車素材Ｗの外周部が各内歯１２ａ間に均等に流入するこ
とになるから、内歯１２ａと歯車素材Ｗとの間ですべり
が生じることがなく、ダイス１２における各内歯１２ａ
の磨耗を減少させることができる。さらに、ローラ１３
が歯車素材Ｗを外側に拡げる方向に押圧するため、歯車
素材Ｗの延性によって押圧荷重が低くても歯Ｇ１の成形
が可能となり、歯車成形装置３１の小型化が図れる。

【００３２】また、ドライブプレートギヤＧについて
は、図５に示すように構成してもよい。すなわち、図４
に示す歯車成形装置３１で歯Ｇ１を有するリング部Ｗ２
を成形し、このリング部Ｗ２にプレート部Ｗ１を溶接Ｙ
により接続することによって、ドライブプレートギヤＧ
を構成するようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】この発明の方法及び装置によれば、歯車
素材のリング部内周面をダイスの内歯に向けて押圧する
ことにより、歯車素材の外周に複数の歯を一度に成形す
ることができる。したがって、歯車を短時間で成形する
ことができる。しかも、歯車素材がダイスの各内歯間に
均等に流入するから、ダイスの内歯と歯車素材との間で
すべりが生じることがなく、内歯の磨耗を減少させるこ
とができる。すなわち、ダイスの耐久性の向上を図るこ
とができる。さらに、ローラが歯車素材を拡げる方向に
押圧するため、歯車素材の延性によって押圧荷重が低く
ても歯車成形が可能となり歯車成形装置の小型化が図れ
る。

【００３４】また、リング部及び軸方向に膨出するプレ
ート部を有する歯車素材の外周に歯を成形する方法及び
装置においては、プレート部を平面化することにより、
プレート部の外周をリング部とともに外側に押し広げる
ことができる。このため、プレート部の外周に位置する
リング部をダイスの内歯に十分に押圧することができ
る。また、リング部のうちプレート部がない部分につい
ては、その内周面を介してダイス側に押圧することがで
きる。したがって、リング部の外周全体を内歯のとおり
に塑性変形させることができる。すなわち、プレート部
を有するような歯車素材であっても、その外周全体に精
度のよい歯を成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態として示した歯車成形
装置の断面図。

【図２】同歯車成形装置を示す平面図。

【図３】ドライブプレートギヤの製造過程を示す図であ
って、（ａ）は円板状の素材を示す断面図、（ｂ）はプ
レート部を成形後の素材を示す断面図、（ｃ）はプレー
ト部及びリング部を成形後の素材であって、ドライブプ
レート素材を示す断面図、（ｄ）は歯車成形装置でドラ
イブプレートギヤを成形した状態を示す断面図。

【図４】この発明の第２実施形態として示した図であっ
て、（ａ）はリング状の歯車素材を示す断面図、（ｂ）
は歯車成形装置を示す断面図。

【図５】同第２実施形態として示した歯車成形装置で成
形した歯車から構成したドライブプレートギヤを示す断
面図。

【図６】従来例として示した歯車成形方法を示す断面
図。

【図７】他の従来例として示した歯車成形方法を示す断
面図。

【符号の説明】

１２ ダイス １２ａ 内歯 １３ ローラ １４ 押圧手段 Ｇ 歯車（ドライブプレートギヤ） Ｇ１ 歯 Ｗ 歯車素材（ドライブプレート素材） Ｗ１ プレート部 Ｗ２ リング部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リング部を有する歯車素材の外周に歯を
   成形する歯車成形方法であって、 前記歯に合致する形状の内歯を有するダイス内に、前記
   歯車素材を挿入した後、この歯車素材のリング部内周面
   を前記内歯に向けて押圧することにより、同歯車素材の
   外周を内歯のとおりに塑性変形させることを特徴とする
   歯車成形方法。
2. 【請求項２】 リング部及びこのリング部の一端面から
   軸方向に膨出するプレート部を有する歯車素材の、前記
   リング部の外周に歯を成形する歯車成形方法であって、 前記歯に合致する形状の内歯を有するダイス内に、前記
   歯車素材を挿入した後、前記リング部の内周面を前記内
   歯に向けて押圧するとともに、前記プレート部を平面化
   する方向に押圧して、同プレート部の外周をリング部と
   ともに外側に押し広げることにより、リング部の外周全
   体を内歯のとおりに塑性変形させることを特徴とする歯
   車成形方法。
3. 【請求項３】 リング部を有する歯車素材の外周に歯を
   成形する歯車成形装置であって、 前記歯に合致する形状の内歯を有するダイスと、このダ
   イス内に前記歯車素材を挿入した状態で、この歯車素材
   のリング部内周面を内歯に向けて押圧し、同歯車素材の
   外周を内歯のとおりに塑性変形させるローラとを備えて
   いることを特徴とする歯車成形装置。
4. 【請求項４】 リング部及びこのリング部の一端面から
   軸方向に膨出するプレート部を有する歯車素材の、前記
   リング部の外周に歯を成形する歯車成形装置であって、 前記歯に合致する形状の内歯を有するダイスと、このダ
   イス内に前記歯車素材を挿入した状態で、前記リング部
   の内周面を内歯に向けて押圧し、同リング部の外周を内
   歯のとおりに塑性変形させるローラと、前記プレート部
   を平面化する方向に押圧して、同プレート部の外周をリ
   ング部とともに外側に押し広げることにより、同リング
   部の外周を内歯のとおりに塑性変形させる押圧手段とを
   備えていることを特徴とする歯車成形装置。