JPH11300446A

JPH11300446A - ヘリカルギヤの製造方法

Info

Publication number: JPH11300446A
Application number: JP10983898A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Hoguchi; 徹也穂口
Original assignee: OOKA GIKEN KK
Current assignee: OOKA GIKEN KK
Priority date: 1998-04-20
Filing date: 1998-04-20
Publication date: 1999-11-02
Anticipated expiration: 2018-04-20
Also published as: JP3494349B2

Abstract

(57)【要約】【課題】冷間鍛造により形成される歯車の歯形精度を
高める。【解決手段】予め、第一の据え込み加工により厚幅で
ねじれ角度が小さく、而も欠肉部１４．１４を有するヘ
リカル歯形１２を形成した後、第二の据え込み加工によ
り、前記ヘリカル歯形１２から不要部を除去し、所望形
状に極めて忠実な歯形に整形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は寸法精度の高いヘリ
カルギヤの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘリカルギヤを製造するには、工具を利
用して歯形を切削加工する方法と、塑性変形させる方法
とがある。切削加工は古くから実施されているポピュラ
ーな方法であるが、時間がかかって効率が悪い。それに
対して塑性加工は効率がよいので、量産に適する。塑性
加工には代表的なものとして転造手段と鍛造手段とがあ
って、鍛造手段は転造手段に比べて高い加圧力を作用さ
せることができるので、成形はほんの一瞬で完了する。
又鍛造手段は、熱間鍛造と冷間鍛造とに大きく分けるこ
とができるが、そのうちの冷間鍛造は高い歯形精度を得
るには理想である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ワークを、製造せんと
するヘリカルギヤの歯形に対応した歯形形成用歯型を有
したダイ内に押し込み、ワークの周面に歯形を形成した
とする。これが据え込み加工の場合であると、潰される
ことでその分丈が低くなり、又、脱型後には経時変化を
起こすため、図７の（ａ）に示す歯筋は、同じく図７の
（ｂ）に例示するように、加圧方向に対してねじれ角度
が大きくなってしまい、而も、応力分布は据え込みの始
めと終わりで異なるため、図７の（ｃ）に示すように、
形成された歯形には、歯型に押しつけられる面の前端と
その反対面の後端に欠肉部１８，１８が生じてしまう。
又、絞り又は押し出し加工であると、しごかれることで
前記とは逆に丈が高くなるから、図８の（ａ）に示す歯
筋は、同じく図８の（ｂ）に示すように加圧方向に対す
るねじれ角度が小さくなってしまい、形成された歯形に
は、歯型に押しつけられる面と反対の面の前端に欠肉部
１８’を生じさせてしまう不具合が起こる。これが従
来、冷間鍛造によって精度の高いヘリカル歯車の製品化
を阻む原因となっている。しかしその反面、鍛造手段、
特に冷間鍛造により形成された歯車はメタルフローが切
断されないので機械的強度が高く、品質的には切削より
優れた製品を得る上において断然有利である。鍛造手段
では前記のように欠肉部を生ずる欠点があるが、欠肉部
が生ずることを前提に考えれば、欠肉部を効果的に利用
して歯形の精度アップを図る手段が必ずあるはずであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、鍛造手段によ
り形成される歯形の精度アップを目的としたヘリカルギ
ヤの製造方法であって、その構成は、製造せんとするヘ
リカルギヤにおける歯形の歯厚寸法より幅広く、加圧方
向に対してねじれ角度が小さい歯形形成用歯型を備えた
ダイにて据え込み加工した後、製造せんとするヘリカル
ギヤにおける歯歯形の歯厚寸法とねじれ角度とが合致し
た歯形整形用歯型を備えたダイにて、歯形の歯面を整形
すること、及び、製造せんとするヘリカルギヤにおける
歯形の歯厚寸法より幅広く、加圧方向に対してねじれ角
度が大きい歯形形成用歯型を備えたダイにて絞り又は押
し出し加工をした後、製造せんとするヘリカルギヤにお
ける歯形の歯厚寸法とねじれ角度とが合致した歯形整形
用歯型を備えたダイにて、歯形の歯面を整形することを
特徴とすることとにある。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明に係るヘリカルギヤの製造
方法を、先ず据え込み加工する場合につき図面に基づい
て説明する。図１及び図２の各（ａ）において、１は第
一のダイ、２は第一のパンチ、３は素材、又４は第二の
ダイ、５は第二のパンチである。素材３は、大小２枚の
円盤を上下に重ね、その中心に軸挿通孔を設けたドーナ
ツ形状で、前記第一のダイ１及び第二のダイ４には、そ
れぞれ素材３を製品化するに必要な二段のキャビティ
６，７が形成されている。キャビティ６，７の中央には
それぞれマンドレル８，８が貫設され、底部には、前記
各マンドレル８の周囲を囲んだ状態でそのマンドレル８
沿ってキャビティ６，７内にそれぞれ出没動作するエジ
ェクタ９が設けられている。前記キャビティ６における
大径部の周囲にはヘリカル歯形形成用の歯型１０，１０
・・が周設されており、それらの歯型１０，１０・・
は、製造せんとするヘリカルギヤにおける歯形の歯厚寸
法より幅広く、而も加圧方向に対してねじれ角度が小さ
く形成されている。一方キャビティ７には、製造せんと
するヘリカルギヤの歯形に、歯厚とねじれ角度とが合致
した歯型１１，１１・・が形成されている。尚、前記素
材３は、製造せんとする歯形のＰＣＤより小径で、製品
より厚く設定されている。

【０００６】素材３を先ず第一のダイ１にセットし、第
一のパンチ２で加圧すると、素材３は歯型の傾斜面に誘
導されて回転しながらキャビティ６内に押し込まれ、そ
の押し込み動作に伴って素材３の周囲にはヘリカル歯形
１２，１２・・が張り出し形成される（図１のｂ）。こ
のヘリカル歯形１２，１２・・は、図３に示すように、
製造せんとする歯形の歯厚寸法より広く、歯面１３（点
線にて示す）のねじれ角度は大きく形成され、歯型に押
し付けられる面の前端とその反対面の後端とに欠肉部１
４，１４が生ずる。尚、前記第一のダイ１は、欠肉の最
も多い部分が所望する歯形の歯面とほぼ一致するよう
に、予め計算の上、設計されている。

【０００７】そこで次に、前記第一のダイ１にて周囲に
ヘリカル歯形１２，１２・・が形成された予備成形品１
５を、第二のダイ４にセットして第二のパンチ５で加圧
すると、所望歯形の傾斜を有した歯型１１により、余分
な部分が削ぎ取られるように歯面が整形され（図２の
ｂ）、図３に示すような所望形状に極めて忠実な歯形１
６，１６・・を有した完成品１７が得られるのである
（図４）。

【０００８】因みに実施例の場合、鍛造工程を二回繰り
返しただけで、最新の設備を駆使して切削加工により製
造された歯車と同等、或いはそれ以上の精度であった。
従って実用上においては、第一のダイによる据え込み工
程と第二のダイによる整形工程との二工程のみで充分で
あるが、両工程の間に中間工程を付加したり、後加工よ
り研磨して、精度アップすることを否定するものではな
い。尚、前記二工程のみにて形成された歯形は、クラウ
ニングを施した歯型に極めて近く、クラウニングが必要
な歯車にとっては、むしろその形状を有効に利用するこ
とが望ましい。

【０００９】前記据え込み加工では、据え込みすること
によって素材は薄くなるよう変形し、歯形の傾斜は加圧
方向に対して大きくなるよう変形するが、絞り、或いは
押し出し加工では逆に厚くなるよう変形し、歯形のねじ
れ角度は加圧方向に対して小さくなる。よって絞り或い
は押し出し加工する場合は、前記据え込み加工と同じよ
うに歯形形成用歯型のねじれ角度を、製造せんとする歯
形よりねじれ角度を小さく形成すると逆の結果を招いて
しまうので、次に絞り加工の場合につき、前記図１及び
図２を利用して説明する。絞り加工の場合、素材３の径
は製造せんとする歯形のＰＣＤより大径で、キャビティ
６に周設されているヘリカル歯形形成用の歯型１０，１
０・・は、製造せんとするヘリカルギヤにおける歯形の
歯厚寸法より幅広く、歯面１３のねじれ角度が大きく形
成され、一方キャビティ７には、前記と同様に製造せん
とするヘリカルギヤの歯形に合致した歯型１１，１１・
・が形成されている。

【００１０】素材３を第二のパンチ２で加圧すると、素
材３は歯型８の傾斜面に誘導され、回転しながらキャビ
ティ７内に押し込まれ、押し込み動作に伴って素材３の
周囲にはヘリカル歯形１２，１２・・が成形される。こ
のヘリカル歯形１２は、図５に示すように、所望する歯
形の歯厚寸法より広く、歯面１３の加圧方向に対するね
じれ角度は大きいが、歯型に押し付けられる面と反対面
の前端に欠肉部１４’が生じている。この場合も第一の
ダイ１は、欠肉の最も多い部分が、所望する歯形の歯面
とほぼ一致するよう、計算の上で設計されている。

【００１１】続いて第二のダイ４にセットし、第二のパ
ンチ５で加圧することにより、形成しようとする歯形の
歯面と同じねじれ角度を有した歯型１１によって、余分
な部分が削ぎ取られるように歯面が整形され、前記実施
例と同様に、製造せんとする形状に極めて忠実な歯形１
６が形成される（図６）。押し出し加工も同様である。

【００１２】これら二つの実施例とも、ねじれ角度の異
なるダイによる二工程の冷間鍛造で精度の高い歯車を、
均一した品質にて供給できるので、大量生産には絶好で
ある。尚、第一のダイにて形成された予備成型品は、第
二のダイに対して前記第一のダイと逆向き、即ち、第一
のダイで下向きにてセットされた面を上向きにセット
し、歯形の両サイド面を均一化することが望ましい。

【００１３】前記実施例は、ボス部を一体に備えた歯車
について説明したが、ボス部を有しない単体の歯車や、
歯形が大小二段のリング状部にそれぞれ形成されるな
ど、歯車製品の形態は適宜変更される。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、予め欠肉部を見越して
大きめの歯形を形成しておき、その歯形から不要部を除
去するといった画期的な手法を採用したので、鍛造手段
ではそれまで不可能であった精度高いヘリカルギヤの製
造が可能となった。又、鍛造であるから、製品にはばら
つきがなくなって歩留りがよくなり、安価にて大量に供
給できる。そしてこの方法は、据え込み加工、絞り或い
は押し出し加工のいずれによっても実現可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るヘリカル歯車の製造方法を、据
え込み加工の場合における第一のダイについて示した説
明図である。

【図２】本発明に係るヘリカル歯車の製造方法を、据
え込み加工の場合における第二のダイについて示した説
明図である。

【図３】据え込み加工において、第一のダイにて形成
された歯形を示した説明図である。

【図４】据え込み加工において、第二のダイにて整形
された歯形を示した説明図である。

【図５】絞り加工において、第一のダイにて形成され
た歯形を示した説明図である。

【図６】絞り加工において、第二のダイにて整形され
た歯形を示した説明図である。

【図７】据え込み加工における素材の変形及び素材の
変形に伴うヘリカル歯形のねじれ角度の変化を示した説
明図である。

【図８】絞り加工における素材の変形及び素材の変形
に伴うヘリカル歯形のねじれ角度の変化を示した説明で
ある

【符号の説明】

１・・第一のダイ、２・・第一のパンチ、３・・素材、
４・・第二のダイ、５・・第二のパンチ、、６，７・・
キャビティ、８・・マンドレル、９・・エジェクタ、１
０・・歯型（歯形成型用）、１１・・歯型（歯形整形
用）、１２・・ヘリカル歯形、１３・・歯面（製造せん
とする歯形の）、１４，１４’・・欠肉部、１５・・予
備成型品、１６・・歯形（所望形状に極めて忠実な）、
１７・・完成品、１８，１８’・・欠肉部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】製造せんとするヘリカルギヤにおける歯
形の歯厚寸法より幅広く、加圧方向に対してねじれ角度
が小さい歯形形成用歯型を備えたダイにて据え込み加工
した後、製造せんとするヘリカルギヤにおける歯形の歯
厚寸法とねじれ角度とが合致した歯形整形用歯型を備え
たダイにて、歯形の歯面を整形することを特徴としたヘ
リカルギヤの製造方法。
【請求項２】製造せんとするヘリカルギヤにおける歯
形の歯厚寸法より幅広く、加圧方向に対してねじれ角度
が大きい歯形形成用歯型を備えたダイにて絞り又は押し
出し加工をした後、製造せんとするヘリカルギヤにおけ
る歯形の歯厚寸法とねじれ角度とが合致した歯形整形用
歯型を備えたダイにて、歯形の歯面を整形することを特
徴とするヘリカルギヤの製造方法。