(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径と小径とを重ねた二段のドーナツ形状の素材に対し、少なくとも小径部の周囲に歯形を形成する第一鍛造工程と、大径部の周縁部分を小径部側へ折り曲げ、その折り曲げた周縁部分で前記小径部を同心円にて取り巻く壁部を形成する第二鍛造工程と、壁部の外周に歯形を形成する第三鍛造工程とを含む歯車の製造方法。
【請求項２】
第一鍛造工程で、小径部の周囲に形成される歯形に逆テーパを付与する請求項１に記載した歯車の製造方法。
【請求項３】
第一鍛造工程と第二鍛造工程とを同時に実行する請求項１に記載した歯車の製造方法。
【請求項４】
第二鍛造工程と第三鍛造工程とを同時に実行する請求項１又は２に記載した歯車の製造方法。
【請求項５】
第一、第二及び第三鍛造工程とを同時に実行する請求項１に記載した歯車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、窪み内の周壁に歯形を有した歯車の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歯車の歯形形成には、代表的なものとして切削と鍛造との手段がある。
切削手段では、工具を進入させる余裕や逃げ空間のない例えばリング状に形成された凹溝の内側壁面に歯形を形成することはできない。
そのため従来は、別々に成形した部材を組み合わせて一体化していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
鍛造手段にあって、逆テーパを有した歯形は歯筋方向へまっすぐに抜き外すことができないから、歯形形成用のパンチを放射方向から出没動作させなくてはならない。
しかし周囲が壁で囲まれていると、放射方向から中心に向けてパンチを作用させることができないから、そのような歯車は合体手段を併用して形成することになる。
従って、逆テーパを有する歯形に関する限り、切削、鍛造いずれを問わず、組み付け工程が別途必要である。
組み付け工程は鍛造工程と処理スピードが違うので一連のラインに組み込めないから、鍛造品を一時的にストックしておいたり、組み付けをするためわざわざ遠く離れた工場まで運搬するなど、それだけマイナス要素が多くなってしまう。手法の異なる工程の利用はできるだけ避けることが望ましく、してみると、歯車は鍛造行程のみの組み合わせにて形成するのが一番合理的といえる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、合体させることなく一体に形成する歯車の製造方法であって、その構成は、大径と小径とを重ねた二段のドーナツ形状の素材に対し、少なくとも小径部の周囲に歯形を形成する第一鍛造工程と、大径部の周縁部分を小径部側へ折り曲げ、その折り曲げた周縁部分で前記小径部を同心円にて取り巻く壁部を形成する第二鍛造工程と、壁部の外周に歯形を形成する第三鍛造工程とを含むことにあり、前記第一鍛造工程と第二鍛造工程、第二鍛造工程と第三鍛造工程、或いは前記第一、第二及び第三鍛造工程をそれぞれ同時に実行することができる。そして、前記第一及び第二の鍛造工程を二回に分けて実行すれば、小径部の周囲に形成される歯形に、逆テーパを付与することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る歯車の製造方法を、図面に基づいて説明する。
図１は第一鍛造工程を示したもので、１は第一のダイ、２は第一の昇降パンチ、３は素材を示し、素材３は板材をプレス加工して得られ、小径部３ａと大径部３ｂとを重ねた二段のドーナツ形状になっている。
前記第一のダイ１は、前記大小二段の素材３と、その素材の小径部より更に小径のボス部とに対応した大中小三段の円盤状を呈したキャビティ４を備え、小径部分の周囲には、先端を放射方向から中心に向けてキャビティ４内に出没動作可能な複数の突き出しパンチ５，５・・を備えている。
又キャビティ４の中心にはマンドレル６が垂設され、そのマンドレル６の周囲には、マンドレル６を囲んだ状態で昇降動作するエジェクタ７が設けられている。
【０００６】
前記各突き出しパンチ５，５・・は、先端にクラッチスプライン歯形成用の歯型を備え、後端縁は下方に向かって外側に広がるよう斜めにカットされていて、各突き出しパンチ５，５・・の後端部上方には、前記カットされた傾斜面に対し、各突き出しパンチ５，５・・ごとにそれぞれ前記傾斜面に対応した傾斜面を有した昇降カム８，８・・が傾斜面同士を接触状態で配置されている。
昇降カム８，８・・は、スプリング８ａの付勢力で上端部がダイから突出せられ、又、突き出しパンチはスプリング５ａにより放射方向へ広がるように付勢されていて、それによって第一の昇降パンチ２が上昇位置にあるとき、突き出しパンチ５，５・・は、先端がキャビティ４内から引っ込んだ待避位置にある。
そして昇降カム８が昇降パンチ２の下降動作で押し下げられると、突き出しパンチ５，５・・は前記待避位置から、先端をキャビティ４の中心に向けて突出される。
【０００７】
このように形成された第一のダイ１に、小径部３ａが下になるようにして素材３をセットし（図１のａ）、昇降パンチ２で押し込むと、昇降カム８，８・・の下降により突き出しパンチ５，５・・がキャビティ４内に突き出され、小径部３ａの外周には突き出しパンチ５，５・・の押し込みによって、逆テーパを有したクラッチスプライン歯形９，９・・が形成される（図１のｂ）。
第一の昇降パンチ２を上方に待避させると、昇降カム８，８・・はスプリング８ａの力で上昇し、それに伴い、突き出しパンチ５，５・・はスプリング５ａ，５ａ・・の反発力で放射方向に押し戻される。
そこでエジェクタ７を突き上げ操作すると、クラッチスプライン歯形９，９・・が形成された一次成型品１０が第一のダイ１から抜き外しされる（図１のｃ）。
尚、前記突き出しパンチ５，５・・は、エジェクタの突き上げ力により、一時成型品１０の抜き外し動作と同時に待避位置に戻すこともできる。
【０００８】
脱型された一時成形品１０は、その後第二のダイ１１と第二のパンチ１２とにより行なう第二鍛造工程に送られる。
図２は第二鍛造工程を示したもので、第二のダイ１１は、前記一次成型品１０の大径と小径とのほぼ中間に当たる径のキャビティ１３を有し、一方、第二のパンチ１２は、内周面には前記一時成型品１０に形成された歯形に対応する形状の逃がし１４ａが形成された筒状の押し込み部１４を備えている（図２のａ）。
【０００９】
このような第二のダイ１１へ第二のパンチ１２により一次成型品１０を押し込むと、大径部３ａの外周部分が押し込み方向の反対側へ直角に折り曲げられ、その折り曲げ部分によって壁部１５が周設される（図２のｂ）。
その結果、クラッチスプライン歯形９，９が、周囲を壁部１５で囲まれた溝の内側壁に形成された二次成型品１６を得ることができる。
【００１０】
そして次に、第三鍛造工程により壁部の外周にヘリカル歯形を形成する。
このヘリカル歯形の形成は、図３のａ，ｂに示すような、前記第二のダイに形成されているキャビティの内周壁に、ヘリカル歯形形成用歯型１７を設けた第三のダイ１８にて行う。
この工程において、二次成型品１６はヘリカル歯形形成用歯型１７の傾斜に従って回転しながら押し込まれ、又、完成品１９を抜き外す場合は、エジェクタ７を回転させながら押し上げる。
完成品１９には、壁部の外周にヘリカル歯形２０が形成される（図３のｂ）。
【００１１】
前記実施例は、ヘリカル歯形を第三鍛造工程により形成しているが、工具の逃げを充分に確保できる壁の外周には、ヘリカル歯形を切削加工によって形成することもできるし、ヘリカル以外の歯形を形成することもできる。
いずれの場合も、壁で囲まれた小径部に、逆テーパを有するクラッチスプライン歯形を有した歯車を一体形成することが可能となるのである。
【００１２】
又、前記実施例は、第一鍛造工程と第二鍛造工程を異なるダイ及びパンチを利用し、二回に分けて実行しているが、形成する歯形が逆テーパの付与を必要としない製品では、それら第一及び第二の工程を一度に行うこともできる。
その場合に使用されるダイ２１は、図４のａ，ｂに示すように、製品の外周に対応するキャビティ２２を有し、一方昇降パンチ２３には、製品の溝に対応した筒状の凸部２４を設け、その凸部２４における筒状部内ににスプライン歯形形成用歯型２５を形成しておいて、大径部の周縁部を折り返すと同時に、スプライン歯形２６を形成する
更に、図５のａ，ｂに例示するように、キャビティ２７の内周面に歯形形成用歯型２８をダイ２９及び昇降パンチ３０に設けることで、第一、第二及び第三鍛造工程を一括して同時に行うこともできる。
尚図示はしないが、第一の鍛造工程を終了後、第二と第三の鍛造工程を同時に行うこともできる。
【００１３】
尚、歯車の径、歯形の種類、壁の高さや厚さなどは適宜変更して差し支えなく、溝内に歯形を多段に形成することもできる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、予め小径部の周囲に歯形を形成しておき、その歯形の周りを大径部の周縁部分を折り曲げることにより形成された壁部で取り巻くため、前記歯形の形成時には、歯形の周りを解放状態にしておけるので、特に、従来、鍛造手段で一体成形することを諦めていた例えば逆テーパ付きの特殊な形態の歯車製造までもが可能となり、合体させるための組み付け作業を撤廃できる。
そして前記逆テーパ付きの歯車製造は、本発明の方法がベストといえる。
又、本発明の方法は三工程に分けて成形するが、いずれも鍛造であるから効率よく実行でき、二工程或いは三工程を同時に実行することで、効率をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一鍛造工程を示した説明図である。
【図２】第二鍛造工程を示した説明図である。
【図３】第三鍛造工程を示した説明図である。
【図４】第一及び第二の鍛造工程を同時に実行する一例を示した説明図である。
【図５】第一、第二及び第三鍛造工程を同時に実行する一例を示した説明図である。
【符号の説明】
１・・第一のダイ、２・・第一の昇降パンチ、３・・素材、４・・キャビティ、５・・突き出しパンチ、、６・・マンドレル、７・・エジェクタ、８・・昇降カム、９・・クラッチスプライン歯形、１０・・一次成型品、１１・・キャビティ、１２・・第２のパンチ、１３・・キャビティ、１４・・逃がし、１５・・壁部、１６・・二次成型品、１７・・ヘリカル歯形形成用歯型、１８・・第三のダイ、１９・・完成品、２０・・ヘリカル歯形、２１・・ダイ、２２・・キャビティ、２３・・昇降パンチ、２４・・凸部、２５・・スプライン歯形形成用歯型、２６スプライン歯形、２７・・キャビティ、２８・・ヘリカル歯形形成用歯型、２９・・ダイ・、３０・・昇降パンチ。
【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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