(57)【要約】【課題】装置の小型化及び簡単化を図って、高精度な外歯車を成形することができる歯車成形装置及び歯車成形方法を提供すること。【解決手段】歯車成形装置１は、内歯２１を有するダイス２と、ダイス２の内周側に配置する加圧ローラ３と、ダイス２を回転させるための回転駆動部４１と、加圧ローラ３をダイス２の内歯２１の方向へ相対的に送るための送り駆動部４２とを備えている。歯車成形装置１は、送り駆動部４２の加圧力を受けた加圧ローラ３によって、ダイス２の内周側に配置した円筒状素材８０を内歯２１に圧接させ、ダイス２に対する円筒状素材８０の周方向Ｃへの滑り止めを行った状態で、回転駆動部４１の回転力を受けたダイス２によって、ダイス２と円筒状素材８０とを一体的に回転させることにより、内歯２１における歯谷部２１２へ円筒状素材８０の外周部を据え込んで、円筒状素材８０の外周部に歯面を形成する。【選択図】図１
2010149128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内歯を有するダイスと、該ダイスの内周側に配置する加圧ローラと、上記ダイスを回転させるための回転駆動部と、上記加圧ローラを上記ダイスの上記内歯の方向へ相対的に送るための送り駆動部とを備えており、
上記送り駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによって、上記ダイスの内周側に配置した円筒状素材を上記内歯に圧接させ、上記ダイスに対する上記円筒状素材の周方向への滑り止めを行った状態で、上記回転駆動部の回転力を受けた上記ダイスによって、該ダイスと上記円筒状素材とを一体的に回転させることにより、上記内歯における歯谷部へ上記円筒状素材の外周部を据え込んで、該円筒状素材の外周部に歯面を形成するよう構成したことを特徴とする歯車成形装置。
【請求項２】
内歯を有するダイスと、該ダイスの内周側に配置する加圧ローラと、該加圧ローラを回転させるための回転駆動部と、上記加圧ローラを上記ダイスの上記内歯の方向へ相対的に送るための送り駆動部とを備えており、
上記送り駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによって、上記ダイスの内周側に配置した円筒状素材を上記内歯に圧接させ、上記ダイスに対する上記円筒状素材の周方向への滑り止めを行った状態で、上記回転駆動部の回転力を受けた上記加圧ローラの回転を受けて、上記円筒状素材と上記ダイスとを一体的に従動回転させることにより、上記内歯における歯谷部へ上記円筒状素材の外周部を据え込んで、該円筒状素材の外周部に歯面を形成するよう構成したことを特徴とする歯車成形装置。
【請求項３】
内歯を有するダイスと、該ダイスの内周側に配置する加圧ローラと、該加圧ローラを上記ダイスの内周側に沿った円周状に公転させるための２次元駆動部とを備えており、
該２次元駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによって、上記ダイスの内周側に配置した円筒状素材を上記内歯に圧接させ、上記ダイスに対する上記円筒状素材の周方向への滑り止めを行った状態で、上記２次元駆動部による円周状の駆動力を受けて、上記加圧ローラを上記円筒状素材の内周面に沿って公転させることにより、上記内歯における歯谷部へ上記円筒状素材の外周部を据え込んで、該円筒状素材の外周部に歯面を形成するよう構成したことを特徴とする歯車成形装置。
【請求項４】
請求項１において、上記加圧ローラは、上記送り駆動部に対して空転可能に配設してあり、
上記送り駆動部は、上記加圧ローラを上記内歯の方向へ送るよう構成してあり、
上記ダイスの外周面には、空転可能な状態で固定したバックアップローラが当接しており、
上記送り駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによる荷重を、上記バックアップローラによって上記ダイスの外周面から受けて、上記バックアップローラを上記ダイスの回転と共に従動回転させる状態で、上記円筒状素材と上記ダイスとを一体的に回転させるよう構成したことを特徴とする歯車成形装置。
【請求項５】
請求項２において、上記加圧ローラは、上記回転駆動部と共に回転可能であり、
上記送り駆動部は、上記加圧ローラを上記内歯の方向へ送るよう構成してあり、
上記ダイスの外周面には、空転可能な状態で固定したバックアップローラが当接しており、
上記送り駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによる荷重を、上記バックアップローラによって上記ダイスの外周面から受けて、上記バックアップローラを上記ダイスの回転と共に従動回転させる状態で、上記円筒状素材と上記ダイスとを一体的に回転させるよう構成したことを特徴とする歯車成形装置。
【請求項６】
請求項１、２、４、５のいずれか一項において、上記加圧ローラの外周面は、上記円筒状素材の内周面における軸方向の全長を加圧する平坦形状に形成してあり、
上記送り駆動部は、上記加圧ローラを、上記ダイスの上記内歯の方向へ相対的に送ることにより、上記円筒状素材の軸方向の全長を同時に加圧するよう構成したことを特徴とする歯車成形装置。
【請求項７】
請求項１、２、４、５のいずれか一項において、上記加圧ローラにおける外周面の全周には、上記円筒状素材の内周面における軸方向の一部を加圧する加圧突起部が形成してあり、
上記送り駆動部は、上記加圧ローラを、上記ダイスの上記内歯の方向及び上記ダイスの軸方向へ相対的に送ることにより、上記加圧突起部による上記円筒状素材の軸方向における加圧部位を順次変化させるよう構成したことを特徴とする歯車成形装置。
【請求項８】
請求項３において、上記２次元駆動部は、該２次元駆動部に対して空転可能に配設した上記加圧ローラを円周状に移動させるよう構成してあることを特徴とする歯車成形装置。
【請求項９】
請求項３において、上記２次元駆動部は、上記加圧ローラを自ら回転させながら円周状に移動させるよう構成してあることを特徴とする歯車成形装置。
【請求項１０】
請求項３、８、９のいずれか一項において、上記加圧ローラの外周面は、上記円筒状素材の内周面における軸方向の全長を加圧する平坦形状に形成してあり、
上記２次元駆動部は、上記加圧ローラを、上記ダイスの上記内歯の方向へ相対的に送ることにより、上記円筒状素材の軸方向の全長を同時に加圧するよう構成したことを特徴とする歯車成形装置。
【請求項１１】
請求項３、８、９のいずれか一項において、上記加圧ローラにおける外周面の全周には、上記円筒状素材の内周面における軸方向の一部を加圧する加圧突起部が形成してあり、
上記２次元駆動部は、上記加圧ローラを、上記ダイスの上記内歯の方向及び上記ダイスの軸方向へ相対的に送ることにより、上記加圧突起部による上記円筒状素材の軸方向における加圧部位を順次変化させるよう構成したことを特徴とする歯車成形装置。
【請求項１２】
内歯を有するダイスと、該ダイスの内周側に配置する加圧ローラと、上記ダイスを回転させるための回転駆動部と、上記加圧ローラを上記ダイスの上記内歯の方向へ相対的に送るための送り駆動部とを備えた歯車成形装置を用い、
上記送り駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによって、上記ダイスの内周側に配置した円筒状素材を上記内歯に圧接させ、上記ダイスに対する上記円筒状素材の周方向への滑り止めを行った状態で、上記回転駆動部の回転力を受けた上記ダイスによって、該ダイスと上記円筒状素材とを一体的に回転させることにより、上記内歯における歯谷部へ上記円筒状素材の外周部を据え込んで、該円筒状素材の外周部に歯面を形成することを特徴とする歯車成形方法。
【請求項１３】
内歯を有するダイスと、該ダイスの内周側に配置する加圧ローラと、該加圧ローラを回転させるための回転駆動部と、上記加圧ローラを上記ダイスの上記内歯の方向へ相対的に送るための送り駆動部とを備えた歯車成形装置を用い、
上記送り駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによって、上記ダイスの内周側に配置した円筒状素材を上記内歯に圧接させ、上記ダイスに対する上記円筒状素材の周方向への滑り止めを行った状態で、上記回転駆動部の回転力を受けた上記加圧ローラの回転を受けて、上記円筒状素材と上記ダイスとを一体的に従動回転させることにより、上記内歯における歯谷部へ上記円筒状素材の外周部を据え込んで、該円筒状素材の外周部に歯面を形成することを特徴とする歯車成形方法。
【請求項１４】
内歯を有するダイスと、該ダイスの内周側に配置する加圧ローラと、該加圧ローラを上記ダイスの内周側に沿った円周状に公転させるための２次元駆動部とを備えた歯車成形装置を用い、
上記２次元駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによって、上記ダイスの内周側に配置した円筒状素材を上記内歯に圧接させ、上記ダイスに対する上記円筒状素材の周方向への滑り止めを行った状態で、上記２次元駆動部による円周状の駆動力を受けて、上記加圧ローラを上記円筒状素材の内周面に沿って公転させることにより、上記内歯における歯谷部へ上記円筒状素材の外周部を据え込んで、該円筒状素材の外周部に歯面を形成することを特徴とする歯車成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状素材の外周部に歯面を形成するための歯車成形装置及び歯車成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車を成形する方法としては、例えば、切刃を用いて円筒状素材の外周部に歯型の切削を行う第１の方法、一対のローラ又はラックを同期させて、円筒状素材の外周部に歯型の転造を行う第２の方法、ダイス、パンチ等を用いて密閉空間を形成し、この密閉空間内に配置した円筒状素材の外周部に、ダイス又はパンチに形成した成形歯によって歯型を鍛造（転写）する第３の方法などがある。
しかしながら、第１の方法によると、素材の損失が多くなる問題があり、第２の方法によると、一対のローラ又はラックの高精度な同期制御が必要になるといった問題がある。また、第３の方法によると、大物の部品（円筒状素材）になるほど成形荷重が高くなり、設備が増大化するといった問題がある。
【０００３】
上記第１〜第３の方法に対して、例えば、特許文献１に開示された方法を用いれば、上記種々の問題を解決することができる。特許文献１においては、外周面に歯形を備えた歯付マンドレルと、この歯付マンドレルの外周に嵌装した環状素材のさらに外周に配置するリングダイスとを用い、リングダイスを中心方向に加圧すると共に、歯付マンドレル又はリングダイスのいずれか一方を周方向に駆動して、環状素材の内周に歯形を成形する（内歯車を成形する）内歯車製造装置が開示されている。特許文献１によれば、塑性加工による環状素材の拡径を防止して内歯車を成形することができる。
しかしながら、特許文献１の方法によると、内歯車を成形するために環状素材を縮径させる方向に成形する必要があり、この成形の際に環状素材にしわ等の変形不良が生じ易い。また、特許文献１においては、外歯車を成形するための技術は何ら開示されていない。
そのため、小型であると共に同期制御が不要な安価な設備で、高精度な外歯車を成形するためには更なる工夫が必要とされる。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２３７５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、装置の小型化及び簡単化を図って、高精度な外歯車を成形することができる歯車成形装置及び歯車成形方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、内歯を有するダイスと、該ダイスの内周側に配置する加圧ローラと、上記ダイスを回転させるための回転駆動部と、上記加圧ローラを上記ダイスの上記内歯の方向へ相対的に送るための送り駆動部とを備えており、
上記送り駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによって、上記ダイスの内周側に配置した円筒状素材を上記内歯に圧接させ、上記ダイスに対する上記円筒状素材の周方向への滑り止めを行った状態で、上記回転駆動部の回転力を受けた上記ダイスによって、該ダイスと上記円筒状素材とを一体的に回転させることにより、上記内歯における歯谷部へ上記円筒状素材の外周部を据え込んで、該円筒状素材の外周部に歯面を形成するよう構成したことを特徴とする歯車成形装置にある（請求項１）。
【０００７】
本発明の歯車成形装置は、円筒状素材の外周部に歯面を形成して外歯車を成形するものである。この歯車成形装置は、内歯を有するダイス及びダイスの内周側に配置する加圧ローラを用い、加圧ローラによって円筒状素材を拡径させる方向に加圧することにより、円筒状素材から外歯車を成形する。
外歯車を成形するに当たっては、ダイスの内周側に円筒状素材を配置し、円筒状素材の内周側に加圧ローラを配置する。そして、送り駆動部によって加圧ローラをダイスに対して相対的に送ることにより、加圧ローラに加圧力が付与され、加圧ローラの外周面を円筒状素材の内周面に圧接させると共に、円筒状素材の外周面をダイスにおける内歯に圧接させる。
【０００８】
また、送り駆動部によって加圧ローラをダイスの内歯の方向へ相対的に送るときには、回転駆動部によってダイスを回転させる。このとき、上述した加圧ローラ、円筒状素材及びダイスの圧接状態により、ダイスに対する円筒状素材の周方向への滑り止めが行われ、ダイスの回転を受けて、ダイスと円筒状素材とが一体的に回転する。円筒状素材の外周部においては、加圧ローラによって加圧される周方向の部位から、順次ダイスにおける内歯の歯谷部へ、素材部分の変形流動が生じる。そして、ダイス及び円筒状素材が１回転したときには、円筒状素材の全周についてダイスの内歯の歯谷部への素材部分の変形流動が生じる。こうして、ダイス及び円筒状素材を複数回回転させることによって、内歯における歯谷部へ円筒状素材の外周部を徐々に据え込むことができる。
【０００９】
このように、加圧ローラによる加圧力を、円筒状素材の周方向に対して部分的に作用させることにより、送り駆動部によって加圧ローラに付与する加圧力及び回転駆動部によってダイスに付与する回転力を小さくすることができる。これにより、歯車成形装置の設備仕様を小型化することができる。
また、本発明においては、円筒状素材を拡径させる方向に加圧しているため、塑性加工による素材の変形不良等がほとんど起こらない。これにより、円筒状素材の外周部に歯面を形成して、高精度な外歯車を成形することができる。また、本発明においては、同期制御等を行う必要がなく、回転駆動部及び送り駆動部を備えた簡単な装置の構成によって、外歯車を成形することができる。
【００１０】
それ故、本発明の歯車成形装置によれば、装置の小型化及び簡単化を図って、高精度な外歯車を成形することができる。
【００１１】
第２の発明は、内歯を有するダイスと、該ダイスの内周側に配置する加圧ローラと、該加圧ローラを回転させるための回転駆動部と、上記加圧ローラを上記ダイスの上記内歯の方向へ相対的に送るための送り駆動部とを備えており、
上記送り駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによって、上記ダイスの内周側に配置した円筒状素材を上記内歯に圧接させ、上記ダイスに対する上記円筒状素材の周方向への滑り止めを行った状態で、上記回転駆動部の回転力を受けた上記加圧ローラの回転を受けて、上記円筒状素材と上記ダイスとを一体的に従動回転させることにより、上記内歯における歯谷部へ上記円筒状素材の外周部を据え込んで、該円筒状素材の外周部に歯面を形成するよう構成したことを特徴とする歯車成形装置にある（請求項２）。
【００１２】
本発明の歯車成形装置も、円筒状素材の外周部に歯面を形成して外歯車を成形するものである。そして、本発明においては、回転駆動部によって加圧ローラを回転させ、加圧ローラの回転を受けてダイスと円筒状素材とが一体的に回転する構成が上記第１の発明と異なる。すなわち、本発明においては、送り駆動部によって加圧ローラをダイスの内歯の方向へ相対的に送るときには、回転駆動部によって加圧ローラを回転させる。このとき、上記第１の発明と同様の加圧ローラ、円筒状素材及びダイスの圧接状態により、ダイスに対する円筒状素材の周方向への滑り止めが行われ、加圧ローラの回転を受けて、ダイスと円筒状素材とが一体的に回転する。
【００１３】
そして、本発明においても、上記第１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
それ故、本発明の歯車成形装置によっても、装置の小型化及び簡単化を図って、高精度な外歯車を成形することができる。
【００１４】
第３の発明は、内歯を有するダイスと、該ダイスの内周側に配置する加圧ローラと、該加圧ローラを上記ダイスの内周側に沿った円周状に公転させるための２次元駆動部とを備えており、
該２次元駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによって、上記ダイスの内周側に配置した円筒状素材を上記内歯に圧接させ、上記ダイスに対する上記円筒状素材の周方向への滑り止めを行った状態で、上記２次元駆動部による円周状の駆動力を受けて、上記加圧ローラを上記円筒状素材の内周面に沿って公転させることにより、上記内歯における歯谷部へ上記円筒状素材の外周部を据え込んで、該円筒状素材の外周部に歯面を形成するよう構成したことを特徴とする歯車成形装置にある（請求項３）。
【００１５】
本発明の歯車成形装置も、円筒状素材の外周部に歯面を形成して外歯車を成形するものである。そして、本発明においては、２次元駆動部によって、加圧ローラをダイスの内周側に沿った円周状に公転させる構成が上記第１の発明と異なる。
すなわち、本発明においては、２次元駆動部による円周状の駆動力を受けて、加圧ローラを円筒状素材の内周面に沿って公転させることにより、ダイスの内歯における歯谷部へ円筒状素材の外周部を据え込む。
【００１６】
そして、本発明においても、上記第１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
それ故、本発明の歯車成形装置によっても、装置の小型化及び簡単化を図って、高精度な外歯車を成形することができる。
【００１７】
第４の発明は、内歯を有するダイスと、該ダイスの内周側に配置する加圧ローラと、上記ダイスを回転させるための回転駆動部と、上記加圧ローラを上記ダイスの上記内歯の方向へ相対的に送るための送り駆動部とを備えた歯車成形装置を用い、
上記送り駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによって、上記ダイスの内周側に配置した円筒状素材を上記内歯に圧接させ、上記ダイスに対する上記円筒状素材の周方向への滑り止めを行った状態で、上記回転駆動部の回転力を受けた上記ダイスによって、該ダイスと上記円筒状素材とを一体的に回転させることにより、上記内歯における歯谷部へ上記円筒状素材の外周部を据え込んで、該円筒状素材の外周部に歯面を形成することを特徴とする歯車成形方法にある（請求項１２）。
【００１８】
本発明の歯車成形方法は、上記第１の発明にかかる歯車成形装置と同様の構成によって、円筒状素材の外周部に歯面を形成して外歯車を成形するものである。そして、本発明においては、上記第１の発明と同様の構成によって、上記第１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
それ故、本発明の歯車成形方法によれば、装置の小型化及び簡単化を図って、高精度な外歯車を成形することができる。
【００１９】
第５の発明は、内歯を有するダイスと、該ダイスの内周側に配置する加圧ローラと、該加圧ローラを回転させるための回転駆動部と、上記加圧ローラを上記ダイスの上記内歯の方向へ相対的に送るための送り駆動部とを備えた歯車成形装置を用い、
上記送り駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによって、上記ダイスの内周側に配置した円筒状素材を上記内歯に圧接させ、上記ダイスに対する上記円筒状素材の周方向への滑り止めを行った状態で、上記回転駆動部の回転力を受けた上記加圧ローラの回転を受けて、上記円筒状素材と上記ダイスとを一体的に従動回転させることにより、上記内歯における歯谷部へ上記円筒状素材の外周部を据え込んで、該円筒状素材の外周部に歯面を形成することを特徴とする歯車成形方法にある（請求項１３）。
【００２０】
本発明の歯車成形方法は、上記第２の発明にかかる歯車成形装置と同様の構成によって、円筒状素材の外周部に歯面を形成して外歯車を成形するものである。そして、本発明においては、上記第２の発明と同様の構成によって、上記第２の発明と同様の作用効果を得ることができる。
それ故、本発明の歯車成形方法によっても、装置の小型化及び簡単化を図って、高精度な外歯車を成形することができる。
【００２１】
第６の発明は、内歯を有するダイスと、該ダイスの内周側に配置する加圧ローラと、該加圧ローラを上記ダイスの内周側に沿った円周状に公転させるための２次元駆動部とを備えた歯車成形装置を用い、
上記２次元駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによって、上記ダイスの内周側に配置した円筒状素材を上記内歯に圧接させ、上記ダイスに対する上記円筒状素材の周方向への滑り止めを行った状態で、上記２次元駆動部による円周状の駆動力を受けて、上記加圧ローラを上記円筒状素材の内周面に沿って公転させることにより、上記内歯における歯谷部へ上記円筒状素材の外周部を据え込んで、該円筒状素材の外周部に歯面を形成することを特徴とする歯車成形方法にある（請求項１４）。
【００２２】
本発明の歯車成形方法は、上記第３の発明にかかる歯車成形装置と同様の構成によって、円筒状素材の外周部に歯面を形成して外歯車を成形するものである。そして、本発明においては、上記第３の発明と同様の構成によって、上記第３の発明と同様の作用効果を得ることができる。
それ故、本発明の歯車成形方法によっても、装置の小型化及び簡単化を図って、高精度な外歯車を成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
上述した第１〜第６の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、上記加圧ローラは、上記送り駆動部に対して空転可能に配設してあり、上記送り駆動部は、上記加圧ローラを上記内歯の方向へ送るよう構成してあり、上記ダイスの外周面には、空転可能な状態で固定したバックアップローラが当接しており、上記歯車成形装置は、上記送り駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによる荷重を、上記バックアップローラによって上記ダイスの外周面から受けて、上記バックアップローラを上記ダイスの回転と共に従動回転させる状態で、上記円筒状素材と上記ダイスとを一体的に回転させるよう構成することが好ましい（請求項４）。
この場合には、バックアップローラによって加圧ローラによる荷重を受けることができ、ダイスを回転させる回転駆動部に不要な負荷が加わることを防止することができる。
【００２４】
また、第２の発明において、上記加圧ローラは、上記回転駆動部と共に回転可能であり、上記送り駆動部は、上記加圧ローラを上記内歯の方向へ送るよう構成してあり、上記ダイスの外周面には、空転可能な状態で固定したバックアップローラが当接しており、上記歯車成形装置は、上記送り駆動部の加圧力を受けた上記加圧ローラによる荷重を、上記バックアップローラによって上記ダイスの外周面から受けて、上記バックアップローラを上記ダイスの回転と共に従動回転させる状態で、上記円筒状素材と上記ダイスとを一体的に回転させるよう構成することが好ましい（請求項５）。
この場合には、バックアップローラによって加圧ローラによる荷重を受けることができ、加圧ローラを回転させる回転駆動部に不要な負荷が加わることを防止することができる。
【００２５】
また、第１、第２の発明において、上記加圧ローラの外周面は、上記円筒状素材の内周面における軸方向の全長を加圧する平坦形状に形成してあり、上記送り駆動部は、上記加圧ローラを、上記ダイスの上記内歯の方向へ相対的に送ることにより、上記円筒状素材の軸方向の全長を同時に加圧するよう構成することができる（請求項６）。
この場合には、加圧ローラの形状を簡単にすることができ、送り駆動部の構造を簡単にすることができる。
【００２６】
また、第１、第２の発明において、上記加圧ローラにおける外周面の全周には、上記円筒状素材の内周面における軸方向の一部を加圧する加圧突起部が形成してあり、上記送り駆動部は、上記加圧ローラを、上記ダイスの上記内歯の方向及び上記ダイスの軸方向へ相対的に送ることにより、上記加圧突起部による上記円筒状素材の軸方向における加圧部位を順次変化させるよう構成することもできる（請求項７）。
この場合には、加圧ローラの加圧突起部によって、円筒状素材の軸方向における一部を順次軸方向に向けて部分的に加圧する。そのため、送り駆動部による加圧力及び回転駆動部による回転力をより小さくすることができ、設備の小型化をより効果的に行うことができる。
【００２７】
また、第３の発明において、上記２次元駆動部は、該２次元駆動部に対して空転可能に配設した上記加圧ローラを円周状に移動させるよう構成することが好ましい（請求項８）。
この場合には、２次元駆動部は、コンピュータ制御等によって加圧ローラを円周状に移動させる構成とし、加圧ローラは、２次元駆動部の移動動作に応じて、円筒状素材の内周面に転がり接触することができる。
【００２８】
また、第３の発明において、上記２次元駆動部は、上記加圧ローラを自ら回転させながら円周状に移動させるよう構成することもできる（請求項９）。
この場合には、２次元駆動部は、コンピュータ制御等によって加圧ローラを自ら回転させながら円周状に移動させる構成とし、加圧ローラは、自ら回転しながら円筒状素材の内周面に転がり接触することができる。
【００２９】
また、第３の発明において、上記加圧ローラの外周面は、上記円筒状素材の内周面における軸方向の全長を加圧する平坦形状に形成してあり、上記２次元駆動部は、上記加圧ローラを、上記ダイスの上記内歯の方向へ相対的に送ることにより、上記円筒状素材の軸方向の全長を同時に加圧するよう構成することができる（請求項１０）。
この場合には、加圧ローラの形状を簡単にすることができ、送り駆動部の構造を簡単にすることができる。
【００３０】
また、第３の発明において、上記加圧ローラにおける外周面の全周には、上記円筒状素材の内周面における軸方向の一部を加圧する加圧突起部が形成してあり、上記２次元駆動部は、上記加圧ローラを、上記ダイスの上記内歯の方向及び上記ダイスの軸方向へ相対的に送ることにより、上記加圧突起部による上記円筒状素材の軸方向における加圧部位を順次変化させるよう構成することもできる（請求項１１）。
この場合には、加圧ローラの加圧突起部によって、円筒状素材の軸方向における一部を順次軸方向に向けて部分的に加圧する。そのため、送り駆動部による加圧力及び回転駆動部による回転力をより小さくすることができ、設備の小型化をより効果的に行うことができる。
【実施例】
【００３１】
以下に、本発明の歯車成形装置及び歯車成形方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例の歯車成形装置１は、図１、図２に示すごとく、内歯２１を有するダイス２と、ダイス２の内周側に配置する加圧ローラ３と、ダイス２を回転させるための回転駆動部４１と、加圧ローラ３をダイス２の内歯２１の方向へ相対的に送るための送り駆動部４２とを備えている。歯車成形装置１は、図４〜図６に示すごとく、送り駆動部４２の加圧力を受けた加圧ローラ３によって、ダイス２の内周側に配置した円筒状素材８０を内歯２１に圧接させ、ダイス２に対する円筒状素材８０の周方向Ｃへの滑り止めを行った状態で、回転駆動部４１の回転力を受けたダイス２によって、ダイス２と円筒状素材８０とを一体的に回転させることにより、内歯２１における歯谷部２１２へ円筒状素材８０の外周部８１を据え込んで、円筒状素材８０の外周部８１に歯面８２を形成するよう構成してある。
また、本例の歯車成形方法は、歯車成形装置１と同様の構成によって、円筒状素材８０の外周部８１に歯面８２を形成する。
【００３２】
以下に、本例の歯車成形装置１及び歯車成形方法につき、図１〜図６を参照して詳説する。
図１、図２に示すごとく、本例のダイス２は、円形状の外周面を有するダイスホルダ２５内にダイス本体２０を同心状に取り付けて構成してある。本例の回転駆動部４１は、モータ等の駆動源によって回転出力部分を回転させるよう構成してあり、回転出力部分にダイスホルダ２５が配設されている。そして、ダイス２は、その中心軸線の回りに回転する。
ダイス２（ダイス本体２０）の下方には、ダイス２の内歯２１に噛合する外歯２６１を有するノックアウト２６が配置してある。
【００３３】
円筒状素材８０は、ダイス２（ダイス本体２０）における内歯２１の歯山部２１１の先端による内径よりも若干小さな外径を有している（図４参照）。円筒状素材８０は、ダイス２の内周側に嵌め込む大きさに形成してある。円筒状素材８０をダイス２の内周側に嵌め込んだときには、この円筒状素材８０をノックアウト２６における上端面によって受けることができる。
そして、ダイス２内に外歯車８を成形した後には、ダイス２の内歯２１に外歯を噛合させながらノックアウト２６を上昇させる。これにより、成形後の外歯車８をダイス２から取り出すことができる。
【００３４】
図１、図３に示すごとく、本例の加圧ローラ３は、送り駆動部４２の下部に対して空転可能に配設してある。この加圧ローラ３の外周面は、円筒状素材８０の内周面における軸方向Ｌの全長を加圧する平坦形状に形成してある。
本例の送り駆動部４２は、加圧ローラ３をダイス２における内歯２１の方向へ送るよう構成してある。本例の送り駆動部４２は、モータ等の駆動源による位置制御を行って送り部分を移動させるよう構成してある。
ダイスホルダ２５の外周面には、空転可能な状態で固定したバックアップローラ３５が当接している。このバックアップローラ３５は、動かないように位置が固定されている。
【００３５】
図２に示すごとく、本例の歯車成形装置１は、送り駆動部４２の加圧力を受けた加圧ローラ３による荷重を、バックアップローラ３５によってダイス２（ダイスホルダ２５）の外周面から受けて、バックアップローラ３５をダイス２の回転と共に従動回転させる状態で、円筒状素材８０とダイス２とを一体的に回転させるよう構成されている。
送り駆動部４２は、加圧ローラ３を、ダイス２の内歯２１の方向へ相対的に送ることにより、円筒状素材８０の軸方向Ｌの全長を同時に加圧するよう構成されている。また、送り駆動部４２による加圧ローラ３の送り動作は、回転駆動部４１によってダイス２を回転させる状態において行う。
【００３６】
次に、本例の歯車成形装置１による動作及び歯車成形方法を説明する。
本例の歯車成形装置１によって外歯車８を成形するに当たっては、図１、図３に示すごとく、ダイス２の内周側に円筒状素材８０を嵌め込み、円筒状素材８０の内周側に加圧ローラ３を配置する。そして、送り駆動部４２によって加圧ローラ３をダイス２に対して送る（ダイス２の内歯２１に対して前進させる）。これにより、図４に示すごとく、加圧ローラ３に加圧力（矢印Ｆによって示す。）が付与され、加圧ローラ３の外周面を円筒状素材８０の内周面に圧接させると共に、円筒状素材８０の外周面をダイス２における内歯２１に圧接させる。
【００３７】
また、図４に示すごとく、送り駆動部４２によって加圧ローラ３をダイス２の内歯２１の方向へ送るときには、回転駆動部４１によってダイス２を回転させる。このとき、上述した加圧ローラ３、円筒状素材８０及びダイス２の圧接状態により、ダイス２に対する円筒状素材８０の周方向Ｃへの滑り止めが行われ、ダイス２の回転を受けて、ダイス２と円筒状素材８０とが一体的に回転する。図４〜図６において、ダイス２の回転をＣ１で示し、円筒状素材８０及び加圧ローラ３の従動回転をＣ２で示す。
【００３８】
また、図５に示すごとく、円筒状素材８０の外周部８１においては、加圧ローラ３によって加圧される周方向Ｃの部位から、順次ダイス２における内歯２１の歯谷部２１２へ、素材部分の変形流動（矢印Ｇによって示す。）が生じる。そして、ダイス２及び円筒状素材８０が１回転したときには、円筒状素材８０の全周についてダイス２の内歯２１の歯谷部２１２への素材部分の変形流動が生じる。こうして、図６に示すごとく、ダイス２及び円筒状素材８０を複数回回転させることによって、内歯２１における歯谷部２１２へ円筒状素材８０の外周部８１を徐々に据え込むことができ、ダイス２内に外歯車８を成形することができる。
【００３９】
このように、加圧ローラ３による加圧力を、円筒状素材８０の周方向Ｃに対して部分的に作用させることにより、送り駆動部４２によって加圧ローラ３に付与する加圧力及び回転駆動部４１によってダイス２に付与する回転力を小さくすることができる。これにより、歯車成形装置１の設備仕様を小型化することができる。
本例の歯車成形装置１は、特に、直径がφ１００〜３００ｍｍの大型の外歯車８を成形する場合に、装置の動力仕様を小さくすることができる点で有利である。すなわち、直径がφ１００以上の大型の外歯車８を従来の冷間鍛造によって成形する場合には、成形荷重が高くなり、コスト、設備等が増大する。これに対し、本例の歯車成形装置１は、直径がφ１００以上の大型の外歯車８を成形する場合でも、成形荷重を低くすることができ、コスト、設備等の増大化を防止することができる。
【００４０】
また、本例においては、円筒状素材８０を拡径させる方向に加圧しているため、塑性加工による素材の変形不良等がほとんど起こらない。これにより、円筒状素材８０の外周部８１に歯面８２を形成して、高精度な外歯車８を成形することができる。また、本例においては、同期制御等を行う必要がなく、回転駆動部４１及び送り駆動部４２を備えた簡単な装置の構成によって、外歯車８を成形することができる。
【００４１】
それ故、本例の歯車成形装置１及び歯車成形方法によれば、装置の小型化及び簡単化を図って、高精度な外歯車８を成形することができる。
【００４２】
（実施例２）
本例は、図７に示すごとく、加圧ローラ３の外周面の形状が上記実施例１と異なり、加圧ローラ３を円筒状素材８０の軸方向Ｌに往復させて成形する歯車成形装置１についての例である。
本例の加圧ローラ３における外周面の全周には、円筒状素材８０の内周面における軸方向Ｌの一部を加圧する加圧突起部３１が形成してある。本例の送り駆動部４２は、加圧ローラ３を、ダイス２の内歯２１の方向及びダイス２の軸方向Ｌへ送ることにより、加圧突起部３１による円筒状素材８０の軸方向Ｌにおける加圧部位を順次変化させるよう構成してある。
【００４３】
本例においては、回転駆動部４１によってダイス２を回転させる際には、送り駆動部４２によって、加圧ローラ３をダイス２の内歯２１の方向へ送ると共に、円筒状素材８０の軸方向Ｌへ往復移動させる。これにより、加圧ローラ３の加圧突起部３１によって、円筒状素材８０の軸方向Ｌにおける一部を順次軸方向Ｌに向けて部分的に加圧する。そのため、送り駆動部４２による加圧力及び回転駆動部４１による回転力をより小さくすることができ、設備の小型化をより効果的に行うことができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００４４】
（実施例３）
本例は、図８に示すごとく、回転駆動部４１によって加圧ローラ３を回転させるよう構成し、加圧ローラ３の回転に伴って円筒状素材８０及びダイス２を従動回転させるよう構成した歯車成形装置１についての例である。
本例の歯車成形装置１は、送り駆動部４２の加圧力を受けた加圧ローラ３によって、ダイス２の内周側に配置した円筒状素材８０を内歯２１に圧接させ、ダイス２に対する円筒状素材８０の周方向Ｃへの滑り止めを行った状態で、回転駆動部４１の回転力を受けた加圧ローラ３の回転を受けて、円筒状素材８０とダイス２とを一体的に従動回転させることにより、内歯２１における歯谷部２１２へ円筒状素材８０の外周部８１を据え込んで、円筒状素材８０の外周部８１に歯面８２を形成するよう構成してある。
本例の加圧ローラ３は、回転駆動部４１と共に回転可能である。この加圧ローラ３は、回転駆動部４１においてモータ等の駆動源によって回転させる回転部分に対して取り付けてある。
【００４５】
本例においては、回転駆動部４１によって加圧ローラ３を回転させ、加圧ローラ３の回転を受けてダイス２と円筒状素材８０とが一体的に回転する構成が上記実施例１と異なる。すなわち、本例においては、送り駆動部４２によって加圧ローラ３をダイス２の内歯２１の方向へ送るときには、回転駆動部４１によって加圧ローラ３を回転させる。このとき、上記実施例１と同様の加圧ローラ３、円筒状素材８０及びダイス２の圧接状態により、ダイス２に対する円筒状素材８０の周方向Ｃへの滑り止めが行われ、加圧ローラ３の回転を受けて、ダイス２と円筒状素材８０とが一体的に回転する。
【００４６】
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
また、本例においても、図９に示すごとく、上記実施例２と同様に、加圧ローラ３の外周面に加圧突起部３１を形成し、加圧ローラ３を円筒状素材８０の軸方向Ｌに往復させて外歯車８を成形する構造とすることができる。
【００４７】
（実施例４）
本例は、図１０に示すごとく、２次元駆動部４３によって加圧ローラ３をダイス２の内周側に沿った円周状に公転させるよう構成した歯車成形装置１についての例である。
２次元駆動部４３は、コンピュータによる位置制御を行って、加圧ローラ３を２次元平面状の任意の位置に移動可能にしたものである。本例の加圧ローラ３は、２次元駆動部４３の下部に対して空転可能に配設してあり（図１と同様。）、円筒状素材８０の内周側において円周状（真円状）に移動するよう構成してある。
また、加圧ローラ３の外周面は、円筒状素材８０の内周面における軸方向Ｌの全長を加圧する平坦形状に形成してある。そして、２次元駆動部４３は、加圧ローラ３を、ダイス２の内歯２１の方向へ送ることにより、円筒状素材８０の軸方向Ｌの全長を同時に加圧するよう構成してある。
【００４８】
本例の歯車成形装置１は、２次元駆動部４３の加圧力を受けた加圧ローラ３によって、ダイス２の内周側に配置した円筒状素材８０を内歯２１に圧接させ、ダイス２に対する円筒状素材８０の周方向Ｃへの滑り止めを行った状態で、２次元駆動部４３による円周状の駆動力を受けて、加圧ローラ３を円筒状素材８０の内周面に沿って公転させることにより、内歯２１における歯谷部２１２へ円筒状素材８０の外周部８１を据え込んで、円筒状素材８０の外周部８１に歯面８２を形成する。
また、本例においては、２次元駆動部４３によって、加圧ローラ３をダイス２の内周側に沿った円周状に公転させる構成が上記実施例１と異なるが、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００４９】
なお、２次元駆動部４３は、加圧ローラ３を自ら回転させながら円周状に移動（公転）させるよう構成することもできる（図８の駆動部４１、４２に加圧ローラ３を一体的に取り付けた構造を参照。）。
また、本例においても、上記実施例２と同様に、加圧ローラ３の外周面に加圧突起部３１を形成し、加圧ローラ３を円筒状素材８０の軸方向Ｌに往復させて外歯車８を成形する構造とすることができる（図７、図９参照）。
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施例１における、歯車成形装置を側方から見た状態で示す断面説明図。
【図２】実施例１における、歯車成形装置を上方から見た状態で示す断面説明図。
【図３】実施例１における、外歯車の成形を行う前の歯車成形装置を側方から見た状態で示す断面説明図。
【図４】実施例１における、歯面を成形する前のダイスの内歯の周辺を拡大して示す断面説明図。
【図５】実施例１における、歯面を成形中のダイスの内歯の周辺を拡大して示す断面説明図。
【図６】実施例１における、歯面を成形後のダイスの内歯の周辺を拡大して示す断面説明図。
【図７】実施例２における、歯車成形装置を側方から見た状態で示す断面説明図。
【図８】実施例３における、歯車成形装置を側方から見た状態で示す断面説明図。
【図９】実施例３における、他の歯車成形装置を側方から見た状態で示す断面説明図。
【図１０】実施例４における、歯車成形装置を上方から見た状態で示す断面説明図。
【符号の説明】
【００５１】
１  歯車成形装置
２  ダイス
２１  内歯
２１２  歯谷部
３  加圧ローラ
３１  加圧突起部
３５  バックアップローラ
４１  回転駆動部
４２  送り駆動部
４３  ２次元駆動部
８  外歯車
８０  円筒状素材
８１  外周部
８２  歯面
Ｌ  軸方向
Ｃ  周方向
【図１】
2010149128.tif 000003
【図２】
2010149128.tif 000004
【図３】
2010149128.tif 000005
【図４】
2010149128.tif 000006
【図５】
2010149128.tif 000007
【図６】
2010149128.tif 000008
【図７】
2010149128.tif 000009
【図８】
2010149128.tif 000010
【図９】
2010149128.tif 000011
【図１０】
2010149128.tif 000012