JPS58167020A - 歯車の製造方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は押出成形を利用した歯車の製造方法およびその
装置に関する。

歯車の製造方法の一つとして、歯形成形部（内歯型）を
有するダイスに一つの歯車素材を途中まで押し込んだ後
に、その一つの歯車素材の上に他の歯車素材を載せ、パ
ンチにより当該他の歯車素材を介して当該一つの歯車素
材をダイスに押し込むことにより、当該一つの歯車素材
の外周部分に外歯な成形する方法が行なわれている。

その方法は、例えば第１図に示す装置を用いて行なわれ
、１回の押出しで、１個の完成歯車を製造するものであ
った。

ところが、このような装置を用いて、１回の押出しで２
個以上の歯車を製造しようとすると、以下に述べるよう
な不具合を生じる。いま、２個の歯車素材（２ａ）が歯
形成形部（４）に付着しており、その上に新たに２個の
歯車素材（２）を載置して、押出しを行なう場合を想定
し、その作用を説明すると、先づ、マンドレル（５）を
計４個の歯車素材（２）。

（２ａ）の中心軸孔＋１１に嵌入するとともに、該マン
ドレル（５）の外周に一体に固定されたスリーブパンチ
（６）によって２個の歯車素材（２）をダイス（３）の
歯形成形部（４）に圧入する。この、スリーブパンチ（
６）で歯車素材（２）をダイス（３）の歯形成形部（４
）に圧入する際、マンドレル（５）の先端（７）は第１
図に鎖線で示すように、歯車素材（２ａ）の押出し方向
先端部まで該歯車素材（２）の中心軸孔（１１内に挿入
されていなければならない。マンドレル（５）が短か（
て、押出し方向先端部まで挿入されていないと、ダイス
（３）の歯形成形部（４）によって歯形が形成される時
、該マンドレル（５）が到達していない歯車素材（２）
の先端部は内方に向う材料の流れを規制するものがない
ため、内方即ち中心軸方向へ向かって組織の流動を起す
ことどなる。その結果、押し出された歯車の中心軸孔（
１）の壁面にはマンドレル（５）が嵌入されている部分
とそうでない部分との境目に段差が生じ、歯形も不完全
なものとなる。そこで、１加エサイクル毎に２個以上の
歯車を成形する場合にはマンドレル（５）を長くし、望
ましくは、成形する歯車の厚さく歯幅）の合計分だけマ
ンドレル（５）をスリーブ（６）の先端よりも突出させ
なければならない。しかしながら、マンドレル（５）を
長（すると、ダイス（３）から押出されて成形完了した
歯車がマンドレル（５）に抱きついて離れなくなる。そ
れ故、押出し完了後、マンドレル（５）を上昇させ、マ
ンドレル（５）に抱きついた歯車をダイス（３）の歯形
成形部（４）の下端に衝突させて、歯車をマンドレル（
５）から引抜くのであるが、その際歯車は歯形成形部（
４）に対して、押出し方向とは逆向きに嵌入しようとす
るが、歯みぞがねじれている関係で抵抗が生じ、その抵
抗により歯車の前記嵌入が阻止され、歯車はマンドレル
から離脱して落下するのである。このように押出し時と
引抜き時とで逆方向の荷重を受けるダイス（３）の歯形
成形部（４）はその疲労が早く、耐用期間が短縮される
という問題点があった。

この発明は、上述したような問題点に着目してなされた
もので、歯車の製造方法を、複数の新たな歯車素材を、
内周面に歯形成形部を有するダイスの該歯形成形部に付
着したままとなっている、先に挿入した複数の半加工歯
車素材に重ねる如くに挿入し、マンドレルを該新たに挿
入した複数の歯車素材及び複数の半加工歯車素材の中心
軸孔に挿入した後、スリーブパンチを前記マンドレルに
対し相対摺動させつつ、前記新たに挿入した複数の歯車
素材を介して、前記複数の半加工歯車素材を押圧するこ
とにより、前記新たに挿入した複数の歯車素材を半加工
してダイスの前記歯形成形部に付着させるとともに、前
記光に挿入されて歯形成形部に付着したままとなってい
た複数の牛加工歯、車素材を押出し成形する方法とする
ことにより、また、その方法に直接使用する製造装置を
、歯車の歯形に対応した歯形成形部を有するダイスと、
このダイスの中心軸に同心的に挿入した歯車素材を、前
記挿入方向から前記歯形成形部に向けて押圧するスリー
ブパンチと、このスリーブパンチに対して摺動可能に、
かつ、前記歯車素材に予め設けた中心軸孔に嵌挿、離脱
可能に設けたマンドレルとを備えた装置とすることによ
り、上記問題点の解決を図ることを目的としている。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第３．４．５図は、この発明に係る方法を実施する場合
のプレス鍛造型の一実施例を示す図である。

第３図について構成を説明すると、ａＤは複動プレス機
のボルスタであり、ａ２！はクランプリングａ〜により
ボルスタθＤ上に固定されたダイベースである。

このダイベースα２には垂直に歯車通過用の貫通孔αａ
が形成されてｂる。Ｑ５１は歯車通過用の貫通孔＜１６
１が形成された受圧板であり、該貫通孔（１６）と前記
ダイベースα２の貫通孔α心とが同心になるよ、うにダ
イベースα２に設けられた嵌合溝ａηに嵌入されている
。

Ｑ８１は受圧板（１５１上に載置されたダイスであり、
このダイスＯ８のダイス孔四の局面には歯形案内部（２
０ａ）及び内歯状の歯形成形部■が設けられている。（
２１１はダイスαａ上に載置されたコンテナであり、ダ
イス旺のダイス孔（ＩＩと同径の貫通孔のを有している
。

このコンテナＱυとダイス０＆とは外周に焼き嵌めされ
たシュリンクリング０３１によってコンテナＣＩ’ｌｌ
の貫通孔（２２１とダイスα＆のダイス孔σ９とが同心
になるような位置関係で一体的に固定されている。また
、前記ダイペース（１２＋および受圧板Ｑ５１の貫通孔
［１４１、αＧと、コンテナ（２１１の貫通孔におよび
ダイス孔ａ９とが、同心となるような位置関係でシュリ
ンクリング（ハ）がクランプリングＣ）４）によってダ
イベースａ３に固定されている。

一方、（ハ）は前記複動プレス機のスライド又はスライ
ドに固定された上ボルスタであり、罰は該スライド（至
）とは別個に昇降可能なサブスライドである。弼はクラ
ンプリング四によってスライド（２６）に固定されたベ
ース円筒であり、その内部空間（７）を前記サブスライ
ド（２）が昇降できるようになっている。ｃ３１）はサ
ブスライド翰に固定された加圧支柱であり、基部６湯と
該基部ｃ３カから垂下し、第４図に示すように、ベース
円筒翰の下端壁（ロ）に形成された孔（ハ）をそれぞれ
貫通する４本の足部−とからなっている。関はベース円
筒制の下端壁（ロ）にボルト（３７）によってその一端
部（３６ａ）が固定され、他端部（３６ｂ）がスライド
（至）の昇降に伴なって下方対向位置にある前記コンテ
ナ（２Ｄの貫通孔のおよびダイス０＆のダイス死重９内
に進退可能なマンドレルである。（至）は一端部（３８
ａ）がクランプリング（州によって加圧支柱ｃ３１）の
足部（晒の下端に固定され、マンドレル□□□の外周に
摺接する円筒状のスリーブパンチである。このスリーブ
パンチ（至）の他端部（３８ｂ）はサブスライド（５）
の昇降に伴なってコンテナ（２１１の貫通孔＠およびダ
イス０ｅのダイス孔ａ４内に進退可能である。

以上のような構成からなるプレス鍛造型３！Ｉにおいて
、スライド（至）およびサブスライド罰を上昇させるこ
とによりマンドレル（至）およびスリーブパンチ−を上
昇させた後、コンテナ（２１１の貫通孔の内に中心軸孔
（１）を有Ｉる４個の歯車素材（２ａ）、（２ｂ）。

（２ｃ　）　＋　（２ｄ　）を挿入する。これらの歯車
素材（２ａ）　。

（２ｂ）　！（２Ｃ）　ｔ（ｚａ）は最初に挿入した歯
車素材（２ａ）がダイス孔０９の歯形成形部（イ）の上
端の歯形案内部（２０ａ）に引掛かって停止するため、
他の３個もその上に積み重なった状態で停止する。そこ
で、スライド（至）およびサブスライド（ハ）をともに
、下降させ、マンドレル（ト）をコンテナＱυの貫通孔
（ハ）およびダイスａ８のダイス孔翰内に挿入して歯車
素材（２ｄ）。

（２Ｃ）　、（２ｂ）　＋（ｚａ）の中心軸孔！１１を
貫通させるとともに、スリーブパンチ（至）をコンテナ
（２１＋の貫通孔のに嵌入させる。そして、マンドレル
（至）の先端（３６ｂ）が第２図に示すようにダイス孔
０９の出口に到達したところでスライド（ハ）の下降を
停止する。しかし、スリーブパンチ（至）はサブスライ
ド翰とともに下降を続け、歯車素材（２ａ）　＋（２ｂ
）　、（２ｃ）　、（２ｄ）をダイス孔（１１内に圧入
する。そして、スリーブパンチ（至）の先端（３８ｂ）
がダイス孔α９の歯形成形部翰の上端の歯形成形案内部
（２０ａ）に近接する位置に到達した時点でサブスライ
ド（２）は下降を停止する。この結果、第５図に示すよ
うに先に挿入された２個の歯車素材（２ａ）　＋（２ｂ
）は完全に歯形（８）が形成され歯車となった状態でダ
イス孔α］から押出されて落下し、残りの２個の歯車素
材（２Ｃ）、（２ｄ）は刃（イ）およびその上端歯形案
内部（２０ａ）に圧入された状態のままダイス孔（１９
内に残ることとなる。次いで、サブスライドいとともに
スリーブパンチ（至）が上昇し、マンドレル（ト）に対
して所定の相対位置関係になったところで一旦停止する
。そして、今度はスライド（イ）とサブスライド（５）
が一体になって上昇し、スリーブパンチ関とマンドレル
（ト）がダイス孔ａ９およびコンテナ（２１１の貫通孔
（イ）から抜は出す。そして、上死点に到達したスライ
ド（至）およびサブスライド（２）とともに停止する。

そこで、コンテナ圓の貫通孔ｃ２ｚに前記ダイス死重か
ら押出された歯車の数と同数（２個）の新たな歯車素材
を挿入する。これらの新たな歯車素材は、先にダイス孔
Ｑｌの刃（イ）＋　（２０ａ）に圧入された状態でダイ
ス孔α■内に残留している歯車素材（２Ｃ）＋（２ｄ）
の上に積重なる。次に、再びスライド（ハ）およびサブ
スライド（５）を一体に下降させ、マンドレル（至）を
コンテナ（２１１の貫通孔（２）およびダイス０８のダ
イス孔（ｔｉｌｌ内に挿入して後から挿入した歯車素材
と先に挿入されている歯車素材（２ｄ）１（２Ｃ）の中
心軸孔（１）を貫通させるとともに、スリーブパンチ（
至）をコンテナ（２１１の貫通孔のに嵌入させる。

そして、前述したと同様の作動を繰り返し、２個の歯車
（２Ｃ）、（２ｄ）を押出し成形する。

なお、前記実施例においては、加工サイクル毎にダイス
から押出される歯車の数が２個であったが、３個以上に
することも当然可能である。

また、押出し成形する歯形は平歯車やはすげ歯車の歯形
のほか、スプライン歯、ラチェット用の歯その他のもの
でもよい。

以上説明してきたようにこの発明によれば、歯車の製造
方法を、中心軸孔を有する複数の新たな歯車素材を、内
周面に歯形成形部を有するダイスの該歯形成形部に付着
したままとなっている、先に挿入した複数の半加工歯車
素材に重なる如（に挿入し、マンドレルを該新たに挿入
した複数の歯車素材及び複数の半加工歯車素材の中心軸
孔に挿入し、スリーブパンチにより、前記新たに挿入し
た複数の歯車素材を介して、前記複数の半加工歯車素材
を押圧することにより、前記新た圧挿入した複数の歯車
素材を半加工してダイスの前記歯形成形部に付着させる
とともに、前記光に挿入されて歯形成形部に付着したま
まとなっていた複数の半加工歯車素材を押出し成形する
方法とし、また、その方法に直接使用する製造装置とし
て、歯車の歯形に対応した歯形成形部を有するダイスと
、このダイスの中心軸に同心的に挿入した歯車素材を、
前記挿入方向から前記歯形成形部に向けて押圧するスリ
ーブパンチと、このスリーブパンチに対して摺動可能に
、かつ、前記歯車素材に予め設けた中心軸孔に嵌挿、離
脱可能に設けたマンドレルとを備えた装置としたため、
１加工サイクルごとに２個以上の歯車をダイスから押出
すことができ生産性を向上させ得るとともに製品及びダ
イスの衝突による損傷を防止できるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

！ｌ１図及び第２図は従来の歯車の押出し成形方法を実
施しているプレス鍛造装置の正面断面図、第３図はこの
発明に係る歯車の押出し成形方法を実施しているプレス
鍛造装置の一作動状態を示す正面断面図、第４図は第３
図における■−ＩＶ矢視断面図、第５図はプレス鍛造装
置の第３図とは異なる作動状態を示す正面断面図である
。 （１１・・・歯車素材の中心軸孔、 （２ａ）＋（２ｂ）、（２ｃ）、（２ｄ）−・・歯車素
材、α印・・・ダイス、　　　　　翰・・・歯形成形部
、（ト）・・・マンドレル、　　　（至）・・・スリー
ブパンチ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の新たな歯車素材を、内周面に歯形成形部を
   有するダイスの該歯形成形部に付着したままとなった、
   先に挿入した複数の半加工歯車素材に重ねる如くに挿入
   し、マンドレルを該新たに挿入した複数の歯車素材及び
   該複数の半加工歯車素材の中心軸孔に挿入した後、スリ
   ーブパンチを前記マンドレルに対して摺動させつつ、前
   記新たに挿入した複数の歯車素材を介して前記複数の半
   加工歯車素材を押圧することにより、前記新たに挿入し
   た複数の歯車素材を半加工してダイスの前記歯形成形部
   に付着させるとともに、前記光に挿入されて前記歯形成
   形部に付着したままとなっていた複数の半加工歯車素材
   を押出し成形することを特徴とする歯車の製造方法。
2. （２）歯車の歯形に対応した歯形成形部を有するダイス
   と、このダイスの中心軸に同心的に挿入した歯車素材を
   、前記挿入方向から前記歯形成形部に向けて押圧するス
   リーブパンチと、このスリーブパンチに対して摺動可能
   に、かつ、前記歯車素材に予め設けた中心軸孔に嵌挿、
   離脱可能に設けたマンドレルと、を備えた歯車製造装置
   。