(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定長さの丸棒（１）を円形に形成する曲げ工程と、前記丸棒（１）の両端を溶接する接合工程と、外周或いは内周に金型で剪断加工し歯形（３）の一部或いは大きめ又は同一の歯形状の歯形溝（２）を全周に設ける一次歯形成形工程と、該歯形溝（２）のない内周或いは外周が基準円として規制されるマンドレル或いはガイドリングなどの専用治具が用いられて金型で、断面形状を丸形から四角形に鍛造し、鍛造時には歯形溝（２）側へ材料が寄せられて歯形（３）を完成させる二次歯形成形工程とから少なくとも成るリングギヤの製造方法。
【請求項２】
前記丸棒（１）が円形に曲げられてその両端を接合するまでの準備工程として、予め丸棒（１）を所定径でコイル状に巻回させておき、且つ前記巻回した丸棒（１）の一巻き分をカットし、更にそれを円形に形成すると共に反りを矯正させて平面を出す工程が行われる請求項１記載のリングギヤの製造方法。
【請求項３】
前記丸棒（１）の所定長さが、外歯の場合には外周がピッチ円の大きさ相当になる長さであり、内歯の場合には内周がピッチ円の大きさ相当になる長さである請求項１記載のリングギヤの製造方法。
【請求項４】
前記一次歯形成形工程と二次歯形成形工程とを連続させて一度に金型で剪断及び鍛造工程が行われる請求項１記載のリングギヤの製造方法。
【請求項５】
前記丸棒（１）の所定長さが、外歯の場合には外周が歯先円よりも大きめになる長さであり、内歯の場合には内周が歯先円よりも小さめになる長さである請求項１記載のリングギヤの製造方法。
【請求項６】
前記接合工程が二次歯形成形工程の後に行われる請求項１記載のリングギヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は外歯或いは内歯のリングギヤの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来方法に於いて、角棒を用いてリングギヤが製造される工程を示す図であり、これについて説明する。予めリングギヤの幅及び歯厚に合わせた（ａ）に示す四角形断面の角棒を用意し、且つ、それを所定径で（ｂ）に示すようにコイル状に巻回させておく。先ず、巻回した角棒の一巻き分を（ｃ）のようにカットし、それを（ｄ）のような円形に形成すると共に反りを矯正させて平面を出す工程が行われる。次に角棒の両端を溶接して（ｅ）に示すように接合する。溶接後、上下面及び内外周面を切削すると共に面取りをしてから歯形の形成工程が行われる。この場合にはホブ盤で歯切り加工して外周に（ｇ）のような歯形（３）を形成させていた。その後、歯形（３）に面取り加工が行われ、リングギヤの形になったものを焼入れし、更に矯正させてリングギヤが仕上げられていた。尚、リングギヤをフライホイ−ルギヤとして製造する時には、スタ−タ−ピニオンの飛込みを案内する面取り加工がしばしば行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記角棒が用いられるリングギヤの製造方法では、前記角棒の単価が丸棒に比べて約２倍高く、且つ所定大きさの円形に形成したままでは精度が出ないので、内外周や上下面を切削しなければならず、手間とコストが掛っていた。また歯形の形成工程にホブ盤が使用されるため、歯切り加工時間が長く、コストアップとなっていた。又、歯厚を変える場合は、角棒の寸法を先ず歯厚に合ったものを選び、且つ外周を基準として円形が形成されるので、歯厚によって円形の内周寸法が変わり、それに合わせたマンドレルがその都度用意しなければならず、マンドレルの種類が多くなる。しかも円形の幅が広くなるため、後加工して所定の内周寸法に切削仕上げしなければならなかった。このように歯厚が所定以上に厚くなると、内周の切削代が多くなり、材料が余分に必要になると共に切削加工に費やす時間が多くなり、不経済である等の問題点があった。
【０００４】
本発明は材料単価の低減や工程時間の短縮或いは省略が可能となるリングギヤの製造方法を提供することを目的とするにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明は成されたものであり、つまり材料として角棒の代りに丸棒を用い、且つそれを円形に形成させ、その両端を溶接させて接合する。そして歯切りに時間が掛っていたホブ盤を用いず、金型が用いられて二段階或いは一段階で剪断及び鍛造加工させて歯形成形工程を少なくとも行うリングギヤの製造方法と成す。尚、本発明で言うリングギヤとは、円環状のものに歯形が形成されたもの全てを指す。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明方法の実施形態の工程を示す図であり、これに基づき説明する。先ず（ａ）に示す丸棒（１）を所定径で（ｂ）のようなコイル状に巻回させ、且つ巻回した丸棒（１）の一巻き分を（ｃ）のようにカットし、更にそれを（ｄ）のような円形に形成すると共に反りを矯正させて平面を出す工程が行われる。次に接合工程を行うために丸棒（１）の両端をフラッシュ溶接して（ｅ）に示すように接合する。ここ迄は従来の製造方法と同一である。尚、この時、丸棒（１）をコイル状に巻回させずに、所定長さの丸棒（１）を用意し、それを円形に曲げ、その両端を溶接させても良い。溶接後、溶接部の突出した部分だけ削除してから歯形成形工程を行う。先ず外歯を成形する場合には、金型で剪断加工して（ｆ）に示すような歯元の丈部分迄の歯形の一部或いは大きめ又は同一の歯形などの歯形溝（２）を外周全体に設けて一次歯形成形工程を終える。この時の前記歯形溝（２）としては、図２に示すように（ａ）〜（ｄ）の何れの形状でも良く、各歯形溝（２）について詳細に説明する。（ａ）の場合には外周の大きさがピッチ円に相当する大きさと成すと共に歯形溝（２）は歯元の丈迄の部分が略仕上げ寸法で剪断されたものである。（ｂ）の場合は同じ幅の歯形溝（２）が剪断されたものであり、（ｃ）の場合には歯形（３）より大きめの歯形溝（２）が剪断加工されたものである。（ｄ）の場合は丸棒（１）の外径が歯先外径よりも大きなものを用いると共に歯形（３）の仕上げ寸法で全体が剪断加工されたものである。歯形溝（２）の剪断加工後、丸棒（１）の断面形状は、内周が基準円として規制されるマンドレルなどの専用治具を用いると共に上下面を押圧する金型を用いて、断面形状を丸形から四角形に鍛造し、鍛造時には外周側へ材料が寄せられて（ｇ）に示すような外歯の歯形（３）が完成するのである。尚、前記一次歯形成形工程で歯形溝（２）を図２（ｄ）のように成形したものを用いて、二次歯形成形工程が行われると、歯先の一部が完成寸法で剪断されるので、断面の潰し量が少なくなり、歯形（３）の精度が向上する。
【０００７】
一方、内歯を成形する場合には、金型を用いて剪断加工し、歯元の丈部分迄の歯形（３）の一部が（ｈ）に示すような歯形溝（２）を内周全体に設けて一次歯形成形工程が行われ、更に丸棒（１）の外周が基準円として規制されるガイドリングなどの専用治具を用いると共に上下面を押圧する金型が用いられて、断面形状を丸形から四角形に鍛造し、鍛造時には内周側へ材料が寄せられて（ｉ）に示すような内歯の歯形（３）が完成するのである。その後、必要に応じて面取り加工を行い、焼入れ工程及び矯正工程とを行って所定のリングギヤが完成されるのである。尚、リングギヤが小さいものに関しては、焼入れによる歪が少ないため、矯正工程を行わなくとも良い場合がある。
【０００８】
図３は本発明方法の一次歯形成形工程と二次歯形成形工程に使用する金型の要部構造を示す図であり、これに基づいて説明する。下型基盤（41）の上にパンチ（42）が固定されており、該パンチ（42）の中心部で且つ同芯上にマンドレル（43）を取付ける。このマンドレル（43）の外周は丸棒（１）の内周が嵌められ、内周規制用のものである。また上型基盤（44）には、パンチ（42）と対向させて同芯上にダイリング（45）を取付けると共に該ダイリング（45）が補強リング（47）に嵌合されている。更にダイリング（45）の内周歯形部にはノックアウト（46）が上下移動自在に吊下されている。尚、パンチ（42）外周には製品と同じ歯形が形成され、且つダイリング（45）内周にはそれを剪断するための歯形が突設されている。
【０００９】
次に金型を用いて歯形（３）が成形される作用を図４に基づいて説明する。先ず丸棒（１）を円形に形成しその両端が溶接で接合されたものを用意する。これをマンドレル（43）の外周に嵌めると共にパンチ（42）の上面に載置させる［図４（ａ）参照］。次に上型を下降させると、ダイリング（45）の下面が円形の丸棒（１）の上部外周部に当接し、更にダイリング（45）が下がって歯形の一部を剪断して、歯形溝（２）が全周に設けられる一次歯形成形工程を行う［図４（ｂ）参照］。次に二次歯形成形工程を行う。この場合、次の工程用に設けたプレス機のマンドレル（43）の外周に、歯形溝（２）が成形された円形の丸棒（１）をセットすると共にパンチ（42）の上面に載置してから上型を下降させるか、或いはパンチ（42）とダイリング（45）が一次歯形成形工程と二次歯形成形工程を同時に行えるものを用いた時は、そのまま更に上型を一気に下降させることにより、ノックアウト（46）の上面がバックプレ−トの下面に当接され、ノックアウト（46）の先端が丸棒（１）を圧縮し始める。すると丸棒（１）は上下面と内周面が規制されながら前記丸棒（１）の断面を外側へ移動し、その断面は丸形から四角形に鍛造されて変形するのである［図４（ｃ）参照］。この時の歯形溝（２）は外周に押出されて完全な歯形（３）に成形する。成形完了品は上型に付いたまま持ち上げられる。この時、プレス機の払い落し装置によって、払い落し棒がノックアウト（46）を押下げて金型から完了品が取出される。その後、焼入れ工程及び矯正工程などを行って仕上げられるのである。尚、前記二次歯形成形工程で使用する金型にＲを付けることが出来るので、強度的に有利なものに成形できる。又、断面を丸形から四角形に鍛造する際、断面の潰し具合を調整することにより、四角形の外周にＲが付けられた状態のものを容易に成形でき、面取り加工を省略させることが可能となる。
【００１０】
図５は本発明方法で使用するパンチ（42）と、従来のパンチ（42）との違いを示す図であり、これについて説明する。丸棒（１）をパンチ（42）の上面に載置し、上型を下降させると丸棒（１）の外周が剪断される。この時、従来のパンチ（42）の常識としては、切断する丸棒（１）の下面は必ず隙間なく密着させたパンチ（42）が用いられる［図５（ｂ）参照］。そして丸棒（１）が剪断されると、図中の破線部分に剪断力が働いてクラックが入り、その破断面は荒れた面となっていた。しかしながら、本発明で使用するパンチ（42）には図示する隙間を有すると共に上面が平らなものを用いるので［図５（ａ）参照］、（ａ）の状態で丸棒（１）が剪断される際、図中の破線部分に剪断力が働くが、厚みがあって強度があるので、（ｂ）のようなクラックが破線部分に沿って入らずに滑らかな面となることが確認されている。尚、この時、（ｂ）に示すような突部があると断面を潰す際に邪魔になり、平面が得られなくなるため、従来には考えられない（ａ）のようなパンチ（42）を用いるに至ったのである。このように本発明方法は材料に丸棒（１）を使用することにより、材料費が安くなる。また丸棒（１）から成形する外歯リングギヤは、歯厚を変える場合であっても丸棒（１）の太さを変え、且つ断面の潰し具合を調整するだけで対処できる。内径はマンドレルの径で決まるため、従来のような内径を所定寸法に仕上げる必要がないので、リングギアの材料費や加工費を激減させることが出来るものとなるのである。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明方法によりフライホイ−ルギヤの外径２８０mm、内径２５１mm、厚さ１０mm、歯数１０８個、モジュ−ル２.５４のものを作る場合の実施例について説明する。先ず直径１５mmの丸棒（１）を用いて、ピッチ円と同一の外径２７４mmの円形になるように曲げ工程を行って形成する。その後、丸棒（１）の両端をフラッシュ溶接で接合工程を行う。溶接で突出した部分だけを仕上げ、それを金型にセットして剪断及び鍛造加工を行うことにより、所定の歯形（３）が成形されるのである。尚、上記のフライホイ−ルギヤを従来方法で作る場合には１６mm×１１mmの四角棒を用いて円形に曲げ加工させて形成し、且つその両端を溶接して接合し、それを切削して仕上げたものにホブ盤を掛け、歯切り切削加工させて完成する。この従来のものと本発明方法のものを比べると、材料費が約半分以下となり、加工時間は激減出来るので、加工コストダウンが可能となる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明はこのように構成させたことにより、下記に記載する効果を有する。
【００１３】
請求項１のように材料として角棒の代りに丸棒（１）を用い、それを円形に形成する曲げ工程と、前記丸棒（１）の両端を溶接する接合工程とによって円形に仕上げ、それに歯形（３）を形成するに当り、歯切りに時間が多く掛っていたホブ盤を用いずに金型で一次歯形成形工程と二次歯形成形工程とを少なくとも行うことにより、材料費が安くなる。またリングギアの歯形（３）を成形するに当り、プレス機で剪断及び鍛造工程が短時間にできると共に丸棒（１）の断面を鍛造して四角形に変えるので、従来行われていた曲げ工程後に精度を出すための内外周や上下面の切削が不要となり、切削代の省略や材料の節約及び歯形（３）の成形コストの激減が可能となる。
【００１４】
請求項２のように丸棒（１）が円形に曲げられてその両端を接合するまでの準備工程として、予め丸棒（１）を所定径でコイル状に巻回させておき、且つ前記巻回した丸棒（１）の一巻き分をカットし、更にそれを円形に形成すると共に反りを矯正させて平面を出す工程を行うことにより、丸棒（１）の所定長さで円形に曲げることが簡単にでき、作業能率が向上する。
【００１５】
請求項３に示すように丸棒（１）の所定長さが、外歯の場合には外周がピッチ円の大きさ相当になる長さに成し、内歯の場合には内周がピッチ円の大きさ相当になる長さと成すことにより、プレス機の潰し具合が簡単に設定できるので、作業能率が上がる。
【００１６】
請求項４に示すように一次歯形成形工程と二次歯形成形工程とを連続させて一度に金型で剪断及び鍛造工程を行うことにより、歯形（３）の成形時間が著しく短縮できるものとなる。
【００１７】
請求項５のように丸棒（１）の所定長さが、外歯の場合には外周が歯先円よりも大きめになる長さに成し、内歯の場合には内周が歯先円よりも小さめになる長さに成すことにより、歯形の一部が完成寸法で剪断されてから鍛造するので、断面の潰し量が少なくなり、二次歯形成形加工荷重が減るため、歯形（３）の精度が確保できる。
【００１８】
請求項６のように接合工程を二次歯形成形工程の後に行うことにより、フライホイ−ルギヤの円板に固定する際の溶接と同時に溶接することで、従来行われていた接合後の溶接部の切削工程が省略でき、且つ溶接作業も効率良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法による工程を示す説明図である。
【図２】本実施形態の歯形溝を示す説明図である。
【図３】本発明方法で使用する金型の要部構造を示す断面図である。
【図４】本実施形態による歯形が成形される作用を示す説明図である。
【図５】本発明方法で使用するパンチと従来のパンチとの違いを示す説明図である。
【図６】従来方法による工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１  丸棒
２  歯形溝
３  歯形
【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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