JPS6153139B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば自動車のリングギアの如き線
径の細いリングギアを製造する装置に係り、特に
リング状素材の素材径を内周側から拡張するよう
に鍛造して外周に歯形を成形するリングギア鍛造
装置に関する。

一般に金型に形成された歯形に素材を充満させ
る従来のギア鍛造方法では、歯筋の一方に隣接す
る歯を互に連結する未成形部分あるいはバリを備
えてギアが形成される。そのため必然的に鍛圧力
は増大し、そのため鍛造機の容量は大となり、か
つ形の寿命は短命とならざるを得ない。および鍛
造後多くの機械加工を必要とし、材料の無駄も多
い。

また、従来の素材に軸線方向の圧延荷重を加え
素材外径を増大させて外周に歯形を成形する方法
は、特に細径の細いリングギアの場合、圧造比が
高くなり歯形の成形が極めて困難であつた。

さらにまた、従来の分割された歯形パンチを素
材の径方向から素材外周に直接打ちつけて歯車を
成形する方法は、歯形成形用の歯形そのものが分
割されているため、所要の成形精度を得ることが
困難であり、特に線径の細いリングギアの場合、
成形が進むにつれてリング状素材が円周方向に圧
延されて外径や内径が大きくなり、所定の寸法内
に成形することが極めて困難であつた。

そこで本発明は、このような従来技術の欠点を
除く目的で工夫されたものであつて、リング状素
材の外周に小さな成形力で精度および強度の高い
歯形を成形できる鍛造装置の提供を目的とする。

本発明の特徴は、内周に歯成形用の歯形が形成
された下型を機台定盤上に固定しておき、ポンチ
の下降運動をポンチ軸線と直角な平面方向の拡張
運動に変換し、その拡張運動を伝達する圧造駒に
よりリング状素材の素材径を内周側から拡張さ
せ、それによつて素材外周を歯形に押し付けて、
もつてリング状素材外周に完成歯を成形すること
にある。

以下本発明の実施例のその構成を図面によつて
説明する。

第１図に部分的に示されたリングギア２０１を
成形するために用いるリング状素材２００は、一
般に実施されている方法、例えば管を所定の厚さ
に切断することなどにより、または鋼線に巻線加
工を施して突合わせ面を溶接することなどによ
り、第３図に示す如く用意される。

第３図は、鍛造装置の要部の断面を表わすもの
で、リング状素材２００を装着する前の状態を示
し、第４図は第３図の−矢視部を表わす要部
の平面図である。図において、１００は圧造ポン
チで先端１０１側が断面八角形に形成されている
とともに、外周に先端１０１方向に向かつて八角
錐状の先細のテーパ１０２を有する。

この圧造ポンチ１００は、機台上盤１２０の上
面に対向して往復動自在に装着されている。

鍛造装置の機台定盤１２０には、その上面にプ
レツシヤープレート１２１を介し、下型として歯
形ダイス１３０が３個の自動クランパー１６０に
より固定されている。

歯形ダイス１３０は、リング状素材２００の外
周に歯形成形するための歯形１３１を内周に有
し、圧造ポンチ１００と同一軸芯上に固定されて
いる。１１０は押えダイで、ポンチ１００を進退
自在に収容する通孔１１２が軸芯線に沿つて形成
されている。この押えダイ１１０は、圧造ポンチ
１００同様に機台上盤１２０の上面に対向して圧
造ポンチ１００外周上を往復動自在に装着されて
いる。押えダイ１１０下降の際には、その先端面
１１１が歯形ダイス１３０の上面に密接して、歯
形成形部の上側壁面を形成する。

１４０は圧造駒で、内周に軸芯線に沿つて圧造
ポンチ１００のテーパ１０２部の小径側にほぼ対
応一致する大きさの断面八角形状のテーパ孔１４
１を有する。

この圧造駒１４０は８個の圧造ピース１４５か
ら成り、個々の圧造ピース１４５は八角形状断面
のテーパ孔１４１の各１辺を形成するように半径
方向に均等に８等分されている。

したがつてこの圧造駒１４０は８個集まつた状
態で全体として円筒状を呈し、その外周の軸線方
向の上下には、環状のスプリング溝１４６，１４
７が形成され、そのスプリング溝１４６，１４７
には各圧造ピース１４５を中心に向かつて引き付
ける環状の収縮スプリング１４２，１４３が装着
されている。および圧造駒１４０の外周の両溝１
４６，１４７の間には、鍛造成形を完了したリン
グギア２０１の軸線方向の高さと同等か微少低い
厚さで外周方向に延出した円盤状のフランジ部１
４８を有する。

このフランジ部１４８は、その外周面１４４が
円筒状で、歯形ダイス１３０の歯形１３１に対向
して歯形成形部の内周側壁面を形成する。すなわ
ちこの圧造駒１４０は、そのテーパ孔１４１に圧
造ポンチ１００が進入すると、第２図に拡大して
示すように、圧造ポンチのテーパ１０２により
個々の圧造ピース１４５が外径方向に押し出され
てフランジ部１４８の外周面１４４がその外径を
拡張し、またそのテーパ孔１４１から圧造ポンチ
１００が後退すると、収縮スプリング１４２，１
４３の作用により外周面１４４がその外径を縮少
するように成つている。

また歯形ダイス１３０の外周には、駆動歯１３
２が形成されており、この駆動歯１３２にピニオ
ンギア１７０を介してダイ回転駆動装置１８０の
ラツクギア１８１が噛み合つている。

ダイ駆動装置１８０は、第４図で明らかなよう
にラツクギア１８１の一端側がシリンダ１８３の
ピストンロツド１８２に連結された構成になつて
いる。

１５０はノツクアウト装置で、圧造ポンチ１０
０軸線方向に圧造ポンチ先端と対向して設けられ
ており、下からノツクアウトピン１５３、その上
方にノツクアウトピース１５２、さらにその上に
ノツクアウトプレート１５１を有する。

このノツクアウトプレート１５１の外周には歯
形ダイス１３０内周の歯形に隙間なく係合する歯
１５１ａが形成されており、この歯１５１ａが歯
形１３１に噛み合い、この状態でノツクアウトプ
レート１５１上面の外周側が歯形成形部の底側壁
面１５１ｂを形成する。およびこのノツクアウト
プレート１５１は、ノツクアウトピン１５３の昇
降にともなつて歯形１３１に噛み合つた状態のま
ま、歯形成形部内を軸線方向に進退するように成
つている。

つぎに上記構成の装置の作動を、リング状素材
２００の外周に歯形を成形する過程に合わせて説
明する。

まず第３図に示すように、予め用意されたリン
グ状素材２００を歯形ダイス１３０内周の歯形成
形部空間内に挿入し、圧造駒１４０のフランジ部
外周面１４４の外周側に配設する。

つぎに第５図に示すように、押えダイ１１０を
下降させてその先端面１１１を歯形ダイス１３０
の上面に密接させる。

このことにより、リング状素材２００は、歯形
ダイス１３０の歯形１３１との間にわずかな対向
間隙を有するほかはほぼ密封された状態におかれ
る。続いて第６図に示すように、圧造ポンチ１１
０を押えダイの通孔１１２を通じて圧造駒１４０
のテーパ孔１４１に進入させる。これにより圧造
ポンチ１００のテーパ１０２がくさびの如く作用
して個々の圧造ピース１４５を外径方向に押し出
す。このとき圧造駒１４０は、その下面側がノツ
クアウトプレート１５１の上面に支持されている
ので、その位置が下降することなくポンチ軸線と
直角な平面方向に拡張する如く運動する。それに
より、第６図の−断面を表わす第７図に示す
如くリング状素材２００は、このように運動する
圧造駒のフランジ部外周面１４４に内周側から拡
張されて、外周側が歯形ダイス１３０の歯形１３
１内を充満する。

なお、圧造駒１４０が拡張すると、隣接し合う
圧造ピース１４５間には隙間１４９が第２図およ
び第７図に示すように発生する。したがつて圧造
駒の分割数が少ない場合は、１ケ所あたりのその
隙間１４９が大きくなり、隙間部分における局部
的な外径方向への圧造力不足および隙間１４９内
へリング状素材２００の内周が突出して凸部２０
５を生じ、それにより対向する歯形１３１内に素
材が完全に充満されないこともある。

そこで、必要に応じてリング状素材２００と圧
造駒１４０との円周方向の位相を変え、圧造ポン
チ１１０を再度圧造駒１４０のテーパ孔１４１に
進入させ、歯形１３１全体に完全に素材を充満さ
せるとともに、内周に突出した凸部２０５を消滅
させる。以下、前述の作動および過程に続けてこ
れを説明する。

第６図の状態から第８図に示すように、ノツク
アウト装置１５０をオフにし、まず圧造ポンチ１
００を圧造駒１４０との係合が解けない中間位置
まで上昇させる。この圧造ポンチ１００上昇と同
時に圧造駒１４０は収縮スプリング１４６，１４
７により外径が収縮し、第８図の−断面を表
わす第９図に示す如くリング状素材２００内周と
の係合が解かれる。

続いて歯形ダイス１３０を固定している押えダ
イ１１０および３個の自動クランパー１６０を第
８図に示す如く作動させ、歯形ダイス１３０を回
転可能にする。

つぎに、第９図に示す如くダイ駆動装置１８０
のラツクギア１８１を移動させ、ピニオンギア１
７０を介して歯形ダイス１３０を適当に、（圧造
駒１４０が８分割であるので）例えば22゜回転さ
せる。

その後、再び自動クランパー１６０により歯形
ダイス１３０を固定し、押えダイ１１０を下降さ
せて先端面１１１を歯形ダイス１３０およびリン
グ状素材２００の上面に密接させ、最後に圧造ポ
ンチ１００を圧造駒１４０のテーパ孔１４１に進
入させる。すなわち、第６図に示すように再びポ
ンチを進入させ、歯形の成形を完全なものとす
る。

なお、圧造駒１４０の外周面１４４は、第７図
に示すようにその外径が最大になつたとき、全体
として完全な円筒面を形成する方が望ましいが、
それに近い形状でも良い。

このように成形が終了すると、まず圧造ポンチ
１００および押えダイ１１０が上昇され、続いて
ノツクアウト装置１５０の作動により、第１０図
に示す如く歯形ダイス１３０内をノツクアウトプ
レート１５１が上昇して成形されたリング状素材
２００、すなわちリングギア２０１が押し上げら
れる。

このようにして成形されたリングギア２０１
は、従来のリングギア鍛造方法により成形された
リングギアのような歯筋の一方に隣接する歯を互
に連結する未成形部分あるいはバリを伴うことが
無い。すなわち従来のように素材を軸線方向に圧
延して素材外周に歯を形成するのでなく、外周と
上下側面が密閉された歯形成形部の空間内におい
て素材を径方向に拡散して素材外周に歯を形成す
るので、外周の歯部分にバリ等が発生しない。

したがつて、歯部分における材料の流れが円滑
でフローの連結が良く、強度内に優れた歯に成形
される。

なお、第１図に示す如くリングギア２０１の完
成歯２０２の軸線方向側面に外周に向けて低く傾
斜した傾斜面２０３および、傾斜面２０３に沿つ
てチヤンフア面２０４を外周の歯２０２と同時に
成形する場合は、予めノツクアウトプレート１５
１の上面の外周側の底側壁面１５１ｂにその歯側
面に対応する型彫形状を形成する必要がある。

およびまた、圧造ポンチ外周のテーパおよび圧
造駒内周のテーパ孔は、上記実施例のような断面
多角形状にすれば、圧造駒の各圧造ピース間に発
生する隙間を全体的に均一にできるが、各圧造ピ
ース間に発生する隙間が均一になる工夫、例えば
互いに適合して円周方向の相対位相を決定する凹
条と凸条を追加形成すれば断面円筒状などでも良
い。

以上のように本発明の鍛造装置は、固定された
歯形ダイスの内周側でリング状素材を圧造ポンチ
と圧造駒とのくさび作用により外径方向に拡張さ
せて素材外周に完成歯を成形するものであるか
ら、小さな成形力で、精度および強度の高い歯形
を予め用意された線径の細いリング状素材の外周
に成形できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置により成形されたリング
ギアの一例を表わすもので部分拡大斜視図。第２
図は本発明装置の要部の実施例を表わすもので、
その運動状態の説明図。第３図から第１０図は本
発明による実施例装置とその作動を、リング状素
材の外周に歯形を成形する過程に合わせて段階的
に表わすもので、第３図はリング状素材を装着す
る前の要部の説明図的断面正面図（第４図の−
断面）。第４図は第３図の−矢視部を表わ
す要部の平面図。第５図は押えダイが下降した状
態を第３図と同一断面で表わす断面正面図。第６
図は同じくポンチが下降した状態を表わす断面正
面図。第７図は第６図の−断面を表わす要部
の断面平面図。第８図は歯形ダイスを回転させる
状態を第３図と同一断面で表わす断面正面図。第
９図は第８図の−断面を表わす要部の断面平
面図。第１０図はリングギアがノツクアウトされ
た状態を第３図と同一断面で表わす断面正面図で
ある。 （記号の説明）、１００……圧造ポンチ。１０
１……（圧造ポンチ）先端。１０２……（圧造ポ
ンチ）テーパ。１２０……機台定盤。１３０……
歯形ダイス。１３１……歯形。１４０……圧造
駒。１４１……（圧造駒）テーパ孔。１４５……
（圧造駒）圧造ピース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機台定盤の上面に対向して往復動する圧造ポ
   ンチの外周に先端方向に向けて先細のテーパを設
   け、また前記機台定盤上に内周に歯形成形用の歯
   形が形成された下型を前記圧造ポンチと同一軸芯
   線上に固定するとともに、半径方向に複数に分割
   されて外径方向に直径を拡張可能な全体として円
   筒状の圧造駒の内周に軸芯線に沿つて前記圧造ポ
   ンチ外周のテーパの小径側にほぼ対応するテーパ
   孔を設け、その圧造駒を前記下型の内周に前記圧
   造ポンチと同芯に配設したことを特徴とするリン
   グ状素材の外周に歯形を成形する鍛造装置。