(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車用素材がセットされる成形用穴部の底面をなす面取り下型部に形成される挿入穴、上記面取り下型部の周縁寄りに形成される第２面取り歯、上記成形用穴部の内周面をなす輪型部に形成される成型歯が、設けられている圧造用ダイと、
上記歯車用素材の上面との当接面となる下面の周縁寄りに第１面取り歯が設けられている所定の圧造用パンチと、を近接させて、該歯車用素材の成形変形を行い歯車を成形する方法において、
上記歯車用素材を上記圧造用ダイにセットする第一工程と、
上記下面から位相合せ用案内棒を突出配置させた上記圧造用パンチが上死点から下死点まで移動して上記案内棒の少なくとも先端側が、上記挿入穴に、摺動可能に差し込まれるとともに、上記第１面取り歯、上記第２面取り歯、上記成型歯が歯車用素材を加工する第二工程と、
下死点に位置する上記圧造用パンチを上死点に移動させて、上記案内棒を、内面加工用の矢通し棒に交換するとともに、前記圧造用ダイから上記面取り下型部を取り替える第三工程と、
上記圧造用パンチを上死点から下死点まで移動し、上記矢通し棒が、上記歯車用素材の内面を加工する第四工程と、
下死点に位置する上記圧造用パンチを上死点に移動させて、上記歯車用素材を、圧造用ダイから取り出す第五工程と、を含むことを特徴とする歯車の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、歯車の成形方法に関し、更に、詳しく言えば、歯車用素材を高精度で、効率的、且つ安価に成形変形するための成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷間若しくは熱間圧造（鍛造）を用い、所定の歯車用素材を所望の形状に押し潰したり、同素材をしごいたりして歯車の製造が行われてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの場合に、歯車用素材の側面への歯形成、同素材の内面加工、同素材の端縁部の面取り加工等を、それぞれ別工程で行うことが多い。従って、工程数が多く、また工程が変わる毎に治工具を取り変える手間が掛かるため、生産性が低く、また製造コストが高くなっていた。
【０００４】
また、従来の方法では、加工精度の面でも問題となることが多かった。例えば、歯車用素材の上下両端部の面取り加工を行う場合は、先ず、一方の端縁部の加工を行った後に、歯車用素材を裏返して他方の端縁部の加工を行っていた。この場合、両端縁部の面取り箇所の相対的な位置関係が任意であれば問題はないが、指定されている場合（例えば、両端部に形成するチャンファーの山同志、谷同志を同一同芯に揃えたい場合）には、両面取り箇所の位相（位置）合わせが必要となる。この位相（位置）合わせは、一般に位相合せ治具を用いて行うが、その作業は面倒であり、時間が掛かると共に、誤差を生じ易い。そして、この様な誤差を生ずれば、所望の加工精度が得られないからである。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、歯車用素材を高精度で、効率的、且つ安価に成形変形するための成形方法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】
本第１発明の歯車の成形方法は、歯車用素材がセットされる成形用穴部の底面をなす面取り下型部に形成される挿入穴、上記面取り下型部の周縁寄りに形成される第２面取り歯、上記成形用穴部の内周面をなす輪型部に形成される成型歯が、設けられている圧造用ダイと、上記歯車用素材の上面との当接面となる下面の周縁寄りに第１面取り歯が設けられている所定の圧造用パンチと、を近接させて、該歯車用素材の成形変形を行い歯車を成形する方法において、上記歯車用素材を上記圧造用ダイにセットする第一工程と、上記下面から位相合せ用案内棒を突出配置させた上記圧造用パンチが上死点から下死点まで移動して上記案内棒の少なくとも先端側が、上記挿入穴に、摺動可能に差し込まれるとともに、上記第１面取り歯、上記第２面取り歯、上記成型歯が歯車用素材を加工する第二工程と、下死点に位置する上記圧造用パンチを上死点に移動させて、上記案内棒を、内面加工用の矢通し棒に交換するとともに、前記圧造用ダイから上記面取り下型部を取り替える第三工程と、上記圧造用パンチを上死点から下死点まで移動し、上記矢通し棒が、上記歯車用素材の内面を加工する第四工程と、下死点に位置する上記圧造用パンチを上死点に移動させて、上記歯車用素材を、圧造用ダイから取り出す第五工程と、を含むことを特徴とする。また、上記「歯車用素材」は、粗加工の施されていない無垢の素材であっても、予め、粗加工のされた素材であってもよい。
【０００７】
また、上記各「面取り歯」が、歯車用素材に形成する面の種類は特に問わないが、例えば、「チャンファー面」、「Ｃ面」等を例示できる。
【０００８】
また、上記「案内棒」の外形、断面形状等は、本発明の目的を達成できる限り特に問わない。例えば、断面形状が多角形、円形、楕円形の案内棒等を例示できる。但し、より正確な位相合わせを行うためには、非対称な断面形状、対称軸の少ない断面形状（台形等）とすることが好ましい。
更に、上記「挿入穴」の断面形状等は、この案内棒の外形、断面形状等に対応して選択されることとなる。
【０００９】
また、案内棒として、内面加工用のブローチ、きりスリーブ等が例示される。
【００１１】
【作用】
本第１発明の成形方法では、圧造用パンチ（以下、「パンチ」という。）が上死点から下死点まで移動する一の工程で、歯車用素材の少なくとも三箇所以上の成形変形を行う。従って、歯車の成形に要する工程数が減り、製造効率の向上、製造コストの低廉等を図ることができる。
【００１２】
本第２発明では、パンチの下面の周縁寄りに第１面取り歯が設けられ、圧造用ダイ（以下、「ダイ」という。）の成形用穴部の底面の周縁寄りに第２面取り歯が設けられている。従って、歯車用素材の上下両端縁部の面取り成形を上記「一の工程」で行うことができる。
しかも、上記下面の略中心より、案内棒が突出配置されていると共に、上記底面の略中心に、この案内棒の少なくとも先端側を摺動可能な状態で差し込める挿入穴が設けられている。
【００１３】
従って、パンチを上死点から下死点に移動させる際、この案内棒の先端側がこの挿入穴に嵌まり込む様にするだけで、パンチ及びダイの位置関係が一義的に定まる。このため、両端縁部の面取り（箇所）の相対的な位置関係が指定されている場合でも、各面取り歯の配置さえ正確であれば、敢えて、位相合わせの作業を行う必要はない。この結果、より一層の製造効率の向上、製造コストの低廉が図られると共に、所望の加工精度を確実に得ることができる。
【００１４】
また、本第３発明では、上記第２発明の案内棒の代わりに、パンチの下面の略中心より、内面加工用の矢通し棒を突出配置する。従って、歯車用素材が筒状である場合に、上記「一の工程」において、内面加工を行うことができる。
本第４発明では、ダイの成形用穴部の内周面に歯形成を行う成型歯が設けられている。従って、上記の「一の工程」において、歯車用素材への歯形成を行うことができる。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
（１）実施例１
本実施例では、図１に示す様なパンチ１及びダイ２を用いて歯車用素材３の成形を行った。但し、この図は、パンチ１が上死点にある状態を示す一部斜視図である。
上記パンチ１は、下端側が略円柱状のものであり、下面１１の周縁寄りに第１面取り歯１１ａを備えると共に、下面１１の略中心側に、下方側に突出配置された案内棒１１ｂを備えている。
【００１６】
このうち、第１面取り歯１１ａは、歯車用素材３の上方側の端縁部３１にチャンファーを形成するものであり、上記下面１１の周縁に沿って略山状の突起を多数並べたものである。
また、上記案内棒１１ｂは、略矩形状の横断面を有している。但し、案内棒１１ｂの横断面形状は、これ限るものではなく、三角形、矩形、台形、菱形、楕円形等とすることもできる。
【００１７】
上記ダイ２は、略円筒形の容器状のものであり、下方側に配置される面取り下型部２１と、その上に載置された輪型部２２とを備えている。
このうち、面取り下型部２１は、上記ダイ２の底面側を構成するものであり、周縁側に、上記第１面取り歯１１ａと同様な第２面取り歯２１ａを備えている。この第２面取り歯２１ａは、歯車用素材３の下方側の端縁部３２に、チャンファーを形成するものである。そして、これらの面取り歯１１ａ、２１ａは、互いの山同志、及び谷同志を、同芯同位置に位置合わせした状態になる。尚、本実施例では、各面取り歯１１ａ、２１ａをチャンファーを形成するためのものとしたが、Ｃ面、波形面、若しくはその他の種類の面を形成するのものとしてもよい。
【００１８】
また、上記下型部２１の略中央寄りには、上記案内棒１１ｂの外形形状に対応した穴形状を備えた角形穴２１ｂを備えている。この角形穴２１ｂは、上記パンチ１が下死点側に移動してきたときに、案内棒１１ｂの先端側を摺動状態で差し込めるものである。
【００１９】
上記輪型部２２は、トーナツ状の外形を備えており、その内周面に歯車用素材３の側面３３に歯形成を行う成型歯２２ａを備えている。但し、歯車用素材３の側面３３に、必ずしも歯形成を行う必要はなく、例えば、所定の溝（例えば、ナットの引っかけ溝の様な溝）を形成してもよい。この場合には、上記成型歯２２ａの代わりに、それに相応した歯を用いることになる。
そして、上記下型部２１の上に、上記輪型部２２が位置合わせされた状態で載置され、これらにより囲まれ形成される空間が、ダイ２の成形用穴部２８となる。
【００２０】
上記歯車用素材３は、略円筒状の外形を備えており、前加工は何ら施されいない無垢の素材である。但し、この素材３の外形は、これに限るものではなく、円柱状、角柱状（中空のものを含む。）等の他の形状の素材とすることもできる。また、この様な無垢の素材を用いずに、事前に粗加工の施された素材を用いてもよい。例えば、側面３３に粗歯が形成されていてもよい。この場合には、上記成型歯２２ａにより、コイニング若しくはサイジング成形を行うことになる。
【００２１】
そして、本実施例では、先ず、図１に示す様に、パンチ１を上死点に移動した後に、上記ダイ２の成形用穴部２８に歯車用素材３をセットする。そして、所定のスイッチ（図示せず。）を操作して、パンチ１を下降させ、その先端側を成形用穴部２８に進入させ、更に、パンチ１を下死点まで下降させて、「一の工程」を完了する。次いで、パンチ１を上死点に移動した後に、所定のノックアウト機構（図示しない。）により、成形された歯車が取り出される。また、以上の操作を順次に繰り返せば、同様な歯車の成形を連続的に行うことができる。
【００２２】
本実施例では、上記の様に、パンチ１を上死点から下死点に移動させる「一の工程」の間に、歯車素材３を塑性変形させ、その両端部３１、３２にチャンファーを形成し、側面３３に歯を形成できる。この様に、三箇所の成形変形を一度に行うため、歯車の成形に要する工程数が減り、製造効率の向上と製造コストの低廉とを図ることができる。
【００２３】
また、パンチ１が下死点へ移動する際、案内棒１１ｂが、角形穴２１ｂに挿入されるため、パンチ１はダイ２に対して、正しい位置関係を保ちつことになる。このため、チャンファーの山同志、谷同志を同芯同位置に合わせたい場合でも、上記各面取り歯１１ａ、２１ａの位相合わせのための面倒な作業を行う必要はない。尚、上記各チャンファーの位置関係が任意の場合には、上記パンチ１より案内棒１１ｂを取り外してもよい。
【００２４】
（２）実施例２
本実施例では、上記実施例１に示した歯車用素材３の各箇所の成形に加えて、同素材３の内面３４の仕上げ加工を行ったものである。
本実施例で用いたパンチ１ｃは、実施例１と同様なパンチ１から、案内棒１１ｂを取り外し、その代わりに、図２に示す様な矢通し棒１１ｃを取り付けたものである。この矢通し棒１１ｃは、内面の仕上げ加工用のブローチである。但し、この矢通し棒１１ｃは、このブローチに限られるものではなく、内面をテーパーとするためのきりスリーブ等であってもよい。
【００２５】
また、ダイ２ｃとして、上記角形穴２１ｂを備えないものを用いた。更に、本実施例で用いた歯車用素材（但し、図２への図示を省略した。）は、実施例１と同様のものである。これら以外の点は、実施例１と同様である。
本実施例では、パンチ１ｃが上死点より下死点へと移動する間に、歯車用素材の内面の仕上げ加工をも行うため、より一層の製造効率の向上、製造コストの低廉が図られる。
【００２６】
尚、本実施例では、歯車の成形の際に、案内棒１１ｂが用いられていない。しかしながら、以下の方法により、実施例１と同様な精度で、素材の上下両端部にチャンファーを設けることができる。即ち、実施例１と同様なダイ２を用いると共に、パンチ１ｃに矢通し棒１１ｃではなく、案内棒１１ｂを取り付け、この状態でパンチ１ｃを上死点から下死点へと移動させて、ダイ２及びパンチ１ｃの位置合わせをしておく。そして、この位置合わせのされた状態のまま、パンチ１ｃより、案内棒１１ｂを取り去り、矢通し棒１１ｃを取着すると共に、ダイ２を構成する部品を取り替え、角形穴２１ｂの無いダイ２ｃとしてから、歯車の成形を行えばよい。
【００２７】
尚、本発明においては、前記具体的実施例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、本実施例では、歯車用素材の外周面に歯形成を行ったが、内周面に歯形成を行うこともできる。
【００２８】
【発明の効果】
本各発明では、パンチが上死点から下死点に到達するまでの「一の工程」で、歯車素材の側面に歯とその両端部にチャンファーとを成形し、「二の工程」で歯車素材の内面を加工することができる。これにより、歯車の製造効率の向上と共に、製造コストの低廉を図ることができる。特に、パンチに設けられた案内棒及びダイに設けられた挿入穴の相互作用により、歯車用素材の上下両端部に、互いにしっかりと位置合わせのされた面取り部を形成することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で用いたパンチ、ダイ及び歯車用素材を説明するための一部斜視図である。
【図２】実施例２で用いたパンチ及びダイを説明するための一部斜視図である。
【符号の説明】
１、１ｃ；パンチ、１１；下面、１１ａ；第１面取り歯、１１ｂ；案内棒、２；ダイ、２１；面取り下型部、２１ａ；第２面取り歯、２１ｂ；角形穴、２２；輪型部、２２ａ；成型歯、２８；成形用穴部、３；歯車用素材、３１、３２；歯車用素材の上方側の端縁部、３２；歯車用素材の下方側の端縁部、３３；歯車用素材の側面、３４；歯車用素材の内面、３５；歯車用素材の上面、３６；歯車用素材の下面、１１ｃ；矢通し棒。
【図１】
0003660705.tif 000002
【図２】
0003660705.tif 000003