(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に所望する歯車（Ｗ５）の歯形部（１６）に対応するサイジング歯型（７２ａ）を有するダイ（７２）と、該ダイ（７２）の一端端部に載置される位置合わせ装置（９１）とを備える歯形サイジング用金型において、前記位置合わせ装置（９１）は、前記ダイ（７２）のサイジング歯型（７２ａ）と同一形状で幅方向中央から両端に向かって傾斜する山形状の歯先（９３ａ）を有する位置決めコマ（９３）がサイジング歯型（７２ａ）と合致する位置に設けられ、該位置決めコマ（９３）の外周側に、位置決めコマ（９３）を内周側に付勢する弾性を有する弾性部材（９４）が配置されることを特徴とする歯形サイジング用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鍛造成形などにより粗加工された成形品の歯形を所定の精度に仕上げるための歯形サイジング用金型に関する．
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車の動力伝達機構等に用いられる歯車を製造する場合、熱間または温間温度域における据込み成形、予備歯形部の押出し成形、穴明け加工等の一連の鍛造成形で中間材を粗加工した後、前記押出し成形により形成された予備歯形部を所定の歯形精度に仕上げるために予備歯形部にしごき加工（アイオニング）を施すサイジング加工を冷間温度域にて行なって歯車を成形していた。
【０００３】
このサイジング加工を図７を基に説明する。図に示す歯形サイジング用金型１５１は、設置された下型１７１と、その下型１７１に対して同一軸心上で進退可能に配置される上型１６１とからなる。下型１７１は、内周にサイジング歯型１７２ａを有するダイ１７２と、ダイ１７２の内周側に間隔を置いて、中間材Ｗ１０４を載置するガイドリング１７４及びノックアウトピン１７６が配置される。このガイドリング１７４とサイジング歯型１７２ａとの間に中間材Ｗ１０４の予備歯形部１１５を挿入する型彫空間１８０が画成される。この歯形サイジング用金型１５１でサイジング加工を行う場合、図７左半部に示す如く、予め下型１７１のノックアウトピン１７６上に中間材Ｗ１０４を配置する。続いて上型１６１を下降させ、上型１６１の下端押圧面１６２で中間材Ｗ１０４を下方へ押圧し、図７右半部に示す如く、中間材Ｗ１０４の予備歯形部１１５を下型１７１の型彫空間１８０に挿入し、予備歯形部１１５にサイジング加工を施していた。尚ここで、サイジング歯型１７２ａの中間材Ｗ１０４が挿入される側の端部には案内用の面取り１９９が形成され、この面取り１９９に案内されて中間材Ｗ１０４の予備歯形部１１５が型彫空間１８０に挿入されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き歯形サイジング用金型１５１を使用して中間材Ｗ１０４の予備歯形部１１５にサイジング加工を施すことにより、精度の高い歯形部１１６を得ることができる。また、サイジング歯型１７２ａの面取り１９９により、中間材Ｗ１０４の予備歯形部１１５を型彫空間１８０に合致させることができ、容易に予備歯形部１１５を型彫空間１８０に挿入できる。しかし、このサイジング歯型１７２ａの面取り１９９では、中間材Ｗ１０４を載置した状態でサイジング歯型１７２ａと中間材Ｗ１０４の予備歯形部１１５とが重なる場合、サイジングの初期段階で中間材Ｗ１０４の予備歯形部１１５がダイ１７２のサイジング歯型１７２ａを押圧して、サイジング歯型１７２ａが変形し、ダイ１７２の金型寿命が低下するということがある。また、予備歯形部１１５がサイジング歯型１７２ａを押圧することにより、成形した歯車Ｗ１０５における歯形部１１６の歯形精度が低下し、場合により不良品が発生するということがある。
【０００５】
従って本発明は上述の如き課題を解決し、ダイの金型寿命の低下を抑制し、歯形部の歯形精度を継続的かつ良好に維持できる歯形サイジング用金型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】
本発明の歯形サイジング用金型の構造は以下のとおりである。
【０００７】
内周に所望する歯車の歯形部に対応するサイジング歯型を有するダイと、ダイの一端端部に載置される位置合わせ装置とを備える歯形サイジング用金型において、位置合わせ装置は、ダイのサイジング歯型と同一形状で幅方向中央から両端に向かって傾斜する山形状の歯先を有する位置決めコマがサイジング歯型と合致する位置に設けられ、位置決めコマの外周側に、位置決めコマを内周側に付勢する弾性を有する弾性部材が配置される。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１乃至図６に基づいて説明する。
【０００９】
図１の（オ）は本発明の実施例による歯車Ｗ５を表し、その歯車Ｗ５を製造する工程を図１に表す。この歯車Ｗ５を製造する工程を図に基づいて説明すると、初めに図１の（ア）に示す如き円柱状の素材Ｗ０を軸線方向に押圧して、図１の（イ）に示す如き円盤状の円盤材Ｗ１を形成する。続いて、円盤材Ｗ１の軸線方向両端中心部を押圧して、図１の（ウ）に示す如き両端に凹部１１，１２を備え、その凹部１１，１２間に隔壁部１３を備える断面略Ｈ状の予備材Ｗ２を形成し、連続的に予備材Ｗ２の隔壁部１３の中心を打ち抜いて、図１の（エ）に示す如く、内周にピアス孔１４を備える略円筒状のピアス材Ｗ３を形成する。
【００１０】
次に、このピアス材Ｗ３を前方押出し成形により、図１の（オ）に示す如く、外周に予備歯形部１５と大径の鍔部１７、内周に大径及び小径のピアス孔１４ａ，１４ｂを備える中間材Ｗ４に形成する。この歯形成形工程を図２に基づいて説明する。
【００１１】
図２は鍛造金型２１を表し、左半部は成形前、右半部は成形後の状態を表す。４１は下型で、内周下側に成形歯形４３ａを有するダイ４３と、ダイ４３の下方に一体的に基板４５を備える。ダイ４３及び基板４５の内周側には、下側が基板４５に嵌合する大径部４６ｂ、上側がピアス材Ｗ３のピアス孔１４を嵌挿させる小径部４６ａを有する円柱状のマンドレル４６が配設される。そして、マンドレル４６の大径部４６ｂと小径部４６ａとの間には、ピアス材Ｗ３を着座させる段部４６ｃが形成され、このマンドレル４６及びダイ４３との間で型彫空間４７が画成される。また、３１は上型で、下型４１の型彫空間４７に対向して、進退自在に配置される。
【００１２】
上記鍛造金型２１でピアス材Ｗ３から中間材Ｗ４を成形する場合、まず図２の左半部に示す如く、ピアス孔１４をマンドレル４６の小径部４６ａに嵌挿させたピアス材Ｗ３を下型４１の型彫空間４７に投入し、マンドレル４６の段部４６ｃに着座させる。その後、上型３１を下降させ、型彫空間４７に進入させるとともにピアス材Ｗ３を上方より押圧し、図２の右半部に示す如く、径方向へ拡径すると同時にダイ４３の成形歯形４３ａ側へ押出し、予備歯形部１５を成形する。これにより中間材Ｗ４の成形が完了する。
【００１３】
次に、中間材Ｗ４の予備歯形部１５にサイジング加工を施し、図１の（カ）に示す如く外周に所定寸法の歯形部１６を有する歯車Ｗ５を形成する。この工程を図３乃至図６に基づいて説明する。
【００１４】
図３は歯形サイジング用金型５１を表す。７１は下型で、内周に仕上げ用のサイジング歯型７２ａを有するダイ７２と、ダイ７２の下方にベース７３を備え、その外周側に配置されるダイカバー７５により一体的に固定される。また、ダイ７２及びベース７３の内周側には、中間材Ｗ４を載置する円筒状のガイドリング７４が上側に隙間を形成して配置され、ガイドリング７４とダイ７２のサイジング歯型７２ａとの間の隙間が型彫空間８０をなす。ガイドリング７４の内周側には、ボルト８１により一体的に結合される上ノックピン７７及び下ノックピン７９が配置される。この下ノックピン７９の外周下端に下フランジ７９ａ、ガイドリング７４の内周中央付近に上フランジ７４ａが設けられ、両上下のフランジ７４ａ，７９ａ間にバネ状のバネ弾性体８３が介在される。
【００１５】
また、ダイ７２及びダイカバー７５の上端部には、周方向に同間隔を置いて二つの位置合わせ装置９１が載置される。この位置合わせ装置９１は、内部に横長空間９６を有し、内周側に開口するケース９２と、ケース９２の開口から突出し、ケース９２の横長空間９６に収納可能な位置決めコマ９３と、位置決めコマ９３と一体に固定され、位置決めコマ９３の内周側への移動を規制する固定ピン９５と、ケース９２の横長空間９６に収納され、位置決めコマ９３を内周側に付勢する弾性を有する弾性部材９４とからなる。ここで位置決めコマ９３は、サイジング歯型７２ａの一歯と平面視において略同一形状の歯先９３ａを有し、その歯先９３ａがサイジング歯型７２ａと合致する位置に位置決めコマ９３が設けられる。またこの位置決めコマ９３の歯先９３ａは、図５に示す如く、幅方向中央から両端に向かって傾斜する山形状である。
【００１６】
そして図３に示す如く、６１は上型で、下型７１と同一軸心上に位置し、下端に中間材Ｗ４の鍔部１７側端面と同一形状の押圧面６２を有する。この上型６１は、下型７１に対し進退可能に配置される。
【００１７】
上記歯形サイジング用金型５１で中間材Ｗ４から歯車Ｗ５を成形する場合、中間材Ｗ４を予備歯形部１５側からガイドリング７４に挿嵌し、中間材Ｗ４をガイドリング７４に配置する。このとき、中間材Ｗ４の予備歯形部１５と位置合わせ装置９１の位置決めコマ９３とは、僅かに接触した状態にある。
【００１８】
続いて、上型６１を下降させ中間材Ｗ４に当接させると同時に、上型６１により中間材Ｗ４を下方へ押し下げる。このとき、位置決めコマ９３の歯先９３ａと予備歯形部１５の歯間空間Ｓとが合致に近い状態であると、中間材Ｗ４は予備歯形部１５が位置決めコマ９３の歯先９３ａの傾斜に沿って径方向に回転しつつ挿入され、図４左半部及び図６に示す如く、位置決めコマ９３の歯先９３ａと予備歯形部１５の歯間空間Ｓとが完全に合致する。また、位置決めコマ９３の歯先９３ａと予備歯形部１５とが合致に近い状態であると、位置決めコマ９３は予備歯形部１５に押圧され、一旦位置決めコマ９３は外周側、つまりケース９２内部側に押し出される。しかし、ここで位置決めコマ９３は弾性部材９４により内周側に付勢されているため、中間材Ｗ４挿入途中、予備歯形部１５は位置決めコマ９３の歯先９３ａからの押圧により歯先９３ａの傾斜に沿って径方向に回転し、位置決めコマ９３の歯先９３ａと予備歯形部１５の歯間空間Ｓとが完全に合致する。
【００１９】
この位置決めコマ９３の歯先９３ａと予備歯形部１５の歯間空間Ｓとが合致した状態で、更に中間材Ｗ４は下方へ押し下げられる。ここで図４の右半部に示す如く、予備歯形部１５は位置決めコマ９３の歯先９３ａに案内されてダイ７２の型彫空間８０に挿入され、サイジング歯型７２ａによりサイジング加工が施される。このサイジング加工時、位置決めコマ９３は中間材Ｗ４の鍔部１７に押圧され、ケース９２の横長空間９６に収納される。そして、予備歯形部１５がダイ７２の型彫空間８０に完全に挿入された時点でサイジング加工が完了する。
【００２０】
このように上記歯形サイジング用金型５１において、位置合わせ装置９１は、ダイ７２のサイジング歯型７２ａと同一形状で幅方向中央から両端に向かって傾斜する山形状の歯先９３ａを有する位置決めコマ９３がサイジング歯型７２ａと合致する位置に設けられ、位置決めコマ９３の外周側に、位置決めコマ９３を内周側に付勢する弾性を有する弾性部材９４が配置されるため、位置合わせ装置９１により中間材Ｗ４の予備歯形部１５とダイ７２の型彫空間８０との位置合わせを容易に行うことができる。
【００２１】
尚、上記実施例では対向する２つの位置合わせ装置９１を配置したが位置合わせ装置９１は２つに限定されるものではなく、１つ若しくは３つ以上でも良い。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、内周に所望する歯車の歯形部に対応するサイジング歯型を有するダイと、ダイの一端端部に載置される位置合わせ装置とを備える歯形サイジング用金型において、位置合わせ装置は、ダイのサイジング歯型と同一形状で幅方向中央から両端に向かって傾斜する山形状の歯先を有する位置決めコマがサイジング歯型と合致する位置に設けられ、位置決めコマの外周側に、位置決めコマを内周側に付勢する弾性を有する弾性部材が配置されるため、位置合わせ装置により中間材の予備歯形部とダイの型彫空間との位置合わせを容易に行うことができるので、従来の如くサイジング加工時、中間材の予備歯形部がダイのサイジング歯型を押圧して、サイジング歯型が変形し、ダイの金型寿命が低下するということを抑制できる。また、中間材の予備歯形部がダイのサイジング歯型を押圧して、成形した歯車の歯型部が変形し、歯型精度が低下するということを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による歯車の製造工程を表す断面正面図である。
【図２】本発明の実施例による中間材の鍛造工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す部分断面正面図である。
【図３】本発明の実施例によるサイジング加工工程の第一段階を表す部分断面正面図である。
【図４】本発明の実施例によるサイジング加工工程を表し、左半部は第二段階、右半部は第三段階を表す部分断面正面図である。
【図５】本発明の実施例による位置決めコマを表す側面図である。
【図６】本発明の実施例によるサイジング加工工程の第二段階を説明する説明図である。
【図７】従来のサイジング加工工程を表し、左半部は成形前、右半部は成形後の状態を表す部分断面正面図である。
【符号の説明】
１６  歯形部
７２  ダイ
７２ａ  サイジング歯型
９１  位置合わせ装置
９３  位置決めコマ
９３ａ  歯先
９４  弾性部材
Ｗ５  歯車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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