JPH11347674A - 歯車の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロール成形部から突出する余肉を効率よく除
去できる歯車の製造装置を提供する。 【解決手段】 ワーク１を回転させるマンドレル装置５
０と、マンドレル装置５０を介して回転するワーク１に
ローラ２１を押圧して歯形をロール成形部として転造に
より形成する転造装置２０と、同じくマンドレル装置５
０を介して回転するワーク１にバイト４１を押し当てて
ワーク１のロール成形部から突出した余肉を旋削する切
削装置４０とを備えるものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯車を転造により
成形する製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンのクランクシャフト等に結合さ
れるリングギアの製造装置として、円盤状をしたワーク
の外周にローラを押圧して歯形をロール成形部として転
造により形成するものがある(特開平６−６３６７０号
公報、参照)。

【０００３】また、薄板状をしたワークを転造により成
形する転造工程と、ロール成形部から突出した余肉を除
去する旋削工程を１台の装置により行うものがある(特
開平９−５２１３６号公報、参照)。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の歯車の製造装置にあっては、円盤状をしたワ
ークの外周にローラを押圧して成形する転造工程と、ロ
ール成形部の側部から突出した余肉を除去する旋削工程
を１台の装置により行おうとすると、余肉とワークを保
持するマンドレル装置が近接しているため、余肉を旋削
するバイトがマンドレル装置に干渉するという問題点が
あった。

【０００５】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、ロール成形部から突出する余肉を効率よく除
去できる歯車の製造装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】図１を参照して説明する
と、請求項１に記載の歯車の製造装置は、ワーク１を回
転させるマンドレル装置５０と、マンドレル装置５０を
介して回転するワーク１にローラ２１を押圧して歯形を
ロール成形部として転造により形成する転造装置２０
と、同じくマンドレル装置５０を介して回転するワーク
１にバイト４１を押し当ててワーク１のロール成形部か
ら突出した余肉を旋削する切削装置４０とを備えるもの
とした。

【０００７】図１１を参照して説明すると、請求項２に
記載の歯車の製造装置は、マンドレル装置５０はワーク
１を回転駆動する主軸側マンドレル５１と、主軸側マン
ドレルとの間にワーク１を挟持する芯押し側マンドレル
５６とを備え、主軸側マンドレル５１をワーク１のロー
ル成形部２から離れた部位に当接する主軸側内周マンド
レル５２と、ワーク１のロール成形部２の背後に当接す
る主軸側外周マンドレル５３とに分割し、芯押し側マン
ドレル５６をロール成形部２から離れた部位に当接する
芯押し側内周マンドレル５７と、ロール成形部２の背後
に当接する芯押し側外周マンドレル５８とに分割する構
成とした。

【０００８】図７を参照して説明すると、請求項３に記
載の歯車の製造装置は、バイト４１がロール成形部２の
側面３と背面４が交わる角部を削除して面取り部５を形
成する構成とした。

【０００９】請求項４に記載の歯車の製造装置は、歯車
を形成する転造工程と前記余肉を旋削する旋削工程を同
時に行う構成とした。

【００１０】請求項５に記載の歯車の製造装置は、ワー
クの回転方向に応じてワークを旋削するバイトを換える
バイト切換手段を備えるものとした。

【００１１】図１３を参照して説明すると、請求項６に
記載の歯車の製造装置は、バイト切換手段として、バイ
ト４１，４２を揺動可能に支持するバイトホルダ４５を
備え、バイトホルダ４５の揺動角度をワーク１の回転方
向に応じて換える構成とした。 図１３を参照して説明
すると、請求項７に記載の歯車の製造装置は、バイトホ
ルダ４５の側部に当接する一対のストッパ４７，４８を
備えてバイトホルダ４５の揺動範囲を規制する構成とし
た。

【００１２】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。

【００１３】

【発明の作用および効果】請求項１に記載の歯車の製造
装置において、ワーク１にロール成形部を転造した後、
ワーク１をマンドレル装置５０から取り外すことなくロ
ール成形部２から突出した余肉６を旋削するため、ワー
ク１を別の旋削装置に移す手間が省け、加工時間を短縮
することができる。

【００１４】請求項２に記載の歯車の製造装置におい
て、旋削工程では、主軸側外周マンドレル５３と芯押し
側外周マンドレル５８をロール成形部２から離し、主軸
側内周マンドレル５２と芯押し側内周マンドレル５７の
間でワーク１を挟持する。これにより、余肉を旋削する
工程でバイト４１が主軸側外周マンドレル５３と芯押し
側外周マンドレル５８に干渉することが避けられる。

【００１５】請求項３に記載の歯車の製造装置におい
て、ロール成形部２の側面３と背面４が交わる角部を削
除して面取り部５を形成することにより、ロール成形部
２の内周端から突出した余肉６を残さず除去することが
できる。

【００１６】請求項４に記載の歯車の製造装置におい
て、歯車を形成する転造工程と前記余肉を旋削する旋削
工程を同時に行うことにより、加工時間を短縮すること
ができる。

【００１７】請求項５に記載の歯車の製造装置におい
て、ワークの回転方向に応じてワークを旋削するバイト
を換えるバイト切換手段を備えることにより、ワークの
正逆両方向の回転時に旋削が行え、加工時間を短縮する
ことができる。

【００１８】請求項６に記載の歯車の製造装置は、バイ
ト４１，４２を揺動可能に支持するバイトホルダ４５を
備え、バイトホルダ４５の揺動角度をワーク１の回転方
向に応じて換えることにより、ワーク１の正逆両方向の
回転時に旋削が行え、加工時間を短縮することができ
る。

【００１９】請求項７に記載の歯車の製造装置におい
て、バイトホルダ４５はその側部が各ストッパ４７，４
８のいずれか一方に当接することにより、各バイト４
１，４２をワーク１に対する所定の切削点６１，６２に
保持することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００２１】図１、図２に示すように、歯車製造装置１
０は、円盤状したワーク１を挟持して回転駆動するマン
ドレル装置５０と、ワーク１の外周に歯形ローラ（回転
工具）２１を押圧して歯形をロール成形部２として転造
により形成する転造装置２０と、転造工程でロール成形
部２から突出した余肉をバイト（切削工具）４１を介し
て旋削して除去する旋削装置４０とを備える。

【００２２】マンドレル装置５０は、図示しないモータ
の回転が伝達されてワーク１を回転駆動する主軸側マン
ドレル５１と、この主軸側マンドレル５１に向けて変位
可能かつ同軸上に回転可能な芯押し側マンドレル５６と
を備える。

【００２３】転造装置２０は、ワーク１の外周に押圧さ
れて歯形を成形する歯形ローラ２１と、ワーク１を歯形
ローラ２１との間で挟むようにしてワーク１の外周に転
接するバックアップローラ２３とを備える。歯形ローラ
２１とバックアップローラ２３はワーク１の回転軸と直
交する同一軸上で変位可能に設けられ、歯形ローラ２１
からワーク１に付与される荷重に対抗してバックアップ
ローラ２３からワーク１に反力を付与する。

【００２４】旋削装置４０は、ワーク１の回転径方向と
回転軸方向に変位可能に設けられる移動台４３を備え、
移動台４３に一対のバイト４１が取付けられる。各バイ
ト４１は回転するワーク１に押し当てられることによ
り、歯車を形成する転造工程で歯車の側部に形成された
余肉を旋削して除去する。

【００２５】図１１に示すように、主軸側マンドレル５
１は、ワーク１のロール成形部２から離れた部位に当接
する主軸側内周マンドレル５２と、ワーク１のロール成
形部２の背後に当接する主軸側外周マンドレル５３と、
両者の間に介在しモータからの回転を伝達する中間部材
５４とに分割する。芯押し側マンドレル５６は、ロール
成形部２から離れた部位に当接する芯押し側内周マンド
レル５７と、芯押し側内周マンドレル５７の中心部から
突出可能とする中心部材５９と、ロール成形部２の背後
に当接する芯押し側外周マンドレル５８とに分割する。

【００２６】以上のように構成される歯車製造装置１０
により歯車を製造する工程を順に説明する。

【００２７】ます、図８に示すように、ワーク１を主軸
側マンドレル５１の主軸側内周マンドレル５２と主軸側
外周マンドレル５３に当接させて取付ける。この状態で
主軸側内周マンドレル５２の各突起５２ａ，５２ｂがワ
ーク１の穴に嵌合している。

【００２８】続いて、図９に示すように、芯押し側マン
ドレル５６を主軸側マンドレル５１に向けて変位させ、
ワーク１を主軸側マンドレル５１と芯押し側マンドレル
５６の間で挟持する。

【００２９】続いて、図１０に示すように、ワーク１の
外周に歯形ローラ（回転工具）２１とバックアップロー
ラ２３をそれぞれ押圧してロール成形部２を転造により
成形する。

【００３０】続いて、図１１に示すように、バイト４１
を一方向に回転駆動されるワーク１に押し当てる。これ
により転造工程でロール成形部２の側部から突出した余
肉６を旋削して除去する。

【００３１】この旋削工程では、主軸側外周マンドレル
５３と芯押し側外周マンドレル５８をロール成形部２か
ら離し、主軸側内周マンドレル５２と芯押し側内周マン
ドレル５７の間でワーク１を挟持する。これにより、余
肉を旋削する工程でバイト４１が主軸側外周マンドレル
５３と芯押し側外周マンドレル５８に干渉することが避
けられる。

【００３２】この旋削工程では、図７に示すように、バ
イト４１をワーク１の回転面に対して斜めに移動し、ロ
ール成形部２の側面３と背面４が交わる角部を削除して
面取り部５を形成する。これにより、ロール成形部２の
内周端から突出した余肉６を残さず除去することができ
る。

【００３３】続いて、図１２に示すように、主軸側マン
ドレル５１から芯押し側マンドレル５６を遠ざけてワー
ク１を取り外し、全工程を終了する。

【００３４】以上のように歯車製造装置１０は、ワーク
１にロール成形部２を転造した後、ワーク１をマンドレ
ル装置５０から取り外すことなくロール成形部２から突
出した余肉６を旋削するため、ワーク１を別の旋削装置
に移す手間が省け、加工時間を短縮することができる。

【００３５】なお、上記の実施の形態では、歯形を転造
する全工程が終了する後に余肉を旋削する工程を入れて
いるが、他の実施の形態として、歯形を転造する工程の
途中に余肉を旋削する工程を入れてもよい。

【００３６】次に、図１３〜図１８に示す実施の形態に
ついて説明する。なお、図１〜図１２との対応部分には
同一符号を付す。

【００３７】歯車製造装置１０は、図１３、図１４に示
すように、ワーク１の外周に歯形ローラ２１を押圧して
歯形をロール成形部２として転造により形成する転造工
程と、転造工程でロール成形部２から突出した余肉をバ
イト４１，４２を介して旋削して除去する旋削工程を同
時に行う構成とする。

【００３８】旋削装置４０のバイトホルダ４５には二対
のバイト４１，４２が取付けられる。各バイト４１は転
造工程で正方向に回転するワーク１に押し当てられ、各
バイト４２は転造工程で逆方向に回転するワーク１に押
し当てられることにより、転造工程で歯車の側部に形成
された余肉を旋削して除去する。

【００３９】ワーク１の回転方向に応じてワーク１を旋
削するバイトを換える手段として、バイトホルダ４５は
旋削装置４０の移動台４３はピボットピン４４を介して
揺動可能に連結される。バイトホルダ４５を揺動させる
アクチュエータとして、エアシリンダ４６が設けられ
る。エアシリンダ４６はそのロッド先端部４９がバイト
ホルダ４５の突起６０に当接し、その伸縮によりバイト
ホルダ４５を揺動させる。

【００４０】各バイト４１，４２をワーク１に対する所
定の切削点６１，６２に位置決めする手段として、バイ
トホルダ４５の揺動範囲を規制する一対のストッパ４
７，４８が設けられる。各ストッパ４７，４８はバイト
ホルダ４５の側部に当接することにより、バイトホルダ
４５の揺動範囲を規制する。

【００４１】図１５に示すように、エアシリンダ４６に
はソレノイドバルブ６５を介して供給される加圧空気に
より伸縮作動する。図中、６６はスピードコントロー
ラ、６７はサイレンサーである。図示しない制御装置
は、転造工程でワーク１の回転方向が変わるのに同期し
てソレノイドバルブ６５のポジションを切換えてバイト
ホルダ４５を揺動させる。図１７に示すように、ワーク
１が正方向に回転するとき、各バイト４１の一方をワー
ク１に押し当てて余肉６を旋削する。図１８に示すよう
に、ワーク１が逆方向に回転するとき、各バイト４２の
一方をワーク１に押し当てて余肉６を旋削する。

【００４２】図１６に示すように、主軸側マンドレル５
１と芯押し側内周マンドレル５７には、ワーク１のロー
ル成形部２の背面４に当接する環状凸部７１，７６が形
成される。環状凸部７１，７６はロール成形部２の側面
３より回転軸方向に突出しないように形成され、各バイ
ト４１，４２がマンドレル装置５０に干渉することを防
止する。

【００４３】以上のように歯車製造装置１０は、ワーク
１にロール成形部２を転造する工程とロール成形部２か
ら突出した余肉６を旋削する工程が同時に行われるた
め、加工時間をさらに短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す歯車製造装置の正面
図。

【図２】同じく歯車製造装置の平面図。

【図３】同じく旋削装置の側面図。

【図４】同じく旋削装置の側面図。

【図５】同じく旋削装置の正面図。

【図６】同じく旋削装置の正面図。

【図７】同じく面取り部等の断面図。

【図８】同じく加工工程を示す側面図。

【図９】同じく加工工程を示す側面図。

【図１０】同じく加工工程を示す側面図。

【図１１】同じく加工工程を示す側面図。

【図１２】同じく加工工程を示す側面図。

【図１３】他の実施の形態を示す旋削装置の正面図。

【図１４】同じく旋削装置の側面図。

【図１５】同じく油圧回路図。

【図１６】同じく旋削装置の側面図。

【図１７】同じく加工工程を示す側面図。

【図１８】同じく加工工程を示す側面図。

【符号の説明】

１ ワーク ２ ロール成形部 ３ ロール成形部側面 ４ ロール成形部背面 ５ 面取り部 ６ 余肉 １０ 歯車製造装置 ２０ 転造装置 ２１ 歯形ローラ ２３ バックアップローラ ４０ 旋削装置 ４１ バイト ４２ バイト ４３ 移動台 ４４ ピボットピン ４５ バイトホルダ ４６ エアシリンダ ４７ ストッパ ４８ ストッパ ５０ マンドレル装置 ５１ 主軸側マンドレル ５２ 主軸側内周マンドレル ５３ 主軸側外周マンドレル ５６ 芯押し側マンドレル ５７ 芯押し側内周マンドレル ５８ 芯押し側外周マンドレル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東瀬 義明 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークを回転させるマンドレル装置と、 前記マンドレル装置を介して回転する前記ワークにロー
   ラを押圧して歯形をロール成形部として転造により形成
   する転造装置と、 同じく前記マンドレル装置を介して回転する前記ワーク
   にバイトを押し当てて前記ワークのロール成形部から突
   出した余肉を旋削する切削装置と、 を備えたことを特徴とする歯車の製造装置。
2. 【請求項２】前記マンドレル装置はワークを回転駆動す
   る主軸側マンドレルと、主軸側マンドレルとの間にワー
   クを挟持する芯押し側マンドレルとを備え、 主軸側マンドレルをワークのロール成形部から離れた部
   位に当接する主軸側内周マンドレルと、ワークのロール
   成形部の背後に当接する主軸側外周マンドレルとに分割
   し、芯押し側マンドレルをロール成形部から離れた部位
   に当接する芯押し側内周マンドレルと、ロール成形部の
   背後に当接する芯押し側外周マンドレルとに分割したこ
   とを特徴とする請求項１に記載の歯車の製造装置。
3. 【請求項３】前記バイトが前記ロール成形部の側面と背
   面が交わる角部を削除して面取り部を形成する構成とし
   たことを特徴とする請求項１または２に記載の歯車の製
   造装置。
4. 【請求項４】前記歯車を形成する転造工程と前記余肉を
   旋削する旋削工程を同時に行う構成としたことを特徴と
   する請求項１に記載の歯車の製造装置。
5. 【請求項５】前記ワークの回転方向に応じて前記ワーク
   を旋削する前記バイトを換えるバイト切換手段を備えた
   ことを特徴とする請求項４に記載の歯車の製造装置。
6. 【請求項６】前記バイト切換手段として、前記複数のバ
   イトを揺動可能に支持するバイトホルダを備え、 前記バイトホルダの揺動角度を前記ワークの回転方向に
   応じて換える構成としたことを特徴とする請求項５に記
   載の歯車の製造装置。
7. 【請求項７】前記バイトホルダの側部に当接するストッ
   パを備えて前記バイトホルダの揺動範囲を規制する構成
   としたことを特徴とする請求項６に記載の歯車の製造装
   置。