(57)【要約】      （修正有）【課題】ワークを軸方向両側から圧縮し、成形時に歯部に作用する圧力を全域に亘って略均一とし、精度の高い製品が成形できるギヤ類の鍛造装置を得る。【解決手段】ベース側に設けたダイ３にワーク４０を軸方向に嵌合させ、ワークを軸方向両側から圧縮する第１パンチ２１と第２パンチ１３とを設け、第１パンチの加圧成形時に、第１パンチの加圧力を分岐して該分岐した加圧力を第２パンチに伝達する加圧力伝達装置３０を設ける。加圧力伝達装置は、第１パンチを保持するホルダー２１ａに第１パンチと平行する加圧体３１を設け、ダイ３を保持するベース側の保持体１０に第２パンチを軸方向摺動可能に保持し、保持体に第２パンチの軸方向後端に当接して第２パンチを軸方向前方に押圧する押圧体３２と、加圧体が衝突して該加圧体と同方向に移動される受圧体３３と、カム３５ａ，３５ｂを介して受圧体の移動を押圧体に伝達する中継体３４とを設ける。【選択図】    図１
2006315081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース側に設けたダイ（３）にワーク（４０）を軸方向に嵌合させ、該ワーク（４０）を軸方向に圧縮して成形するギヤ類の鍛造装置において、前記ワーク（４０）を軸方向両側から圧縮する第１パンチ（２１）と第２パンチ（１３）とを設け、前記第１パンチ（２１）の加圧成形時に、該第１パンチ（２１）の加圧力を分岐して該分岐した加圧力を前記第２パンチ（１３）に伝達する加圧力伝達装置（３０）を設けたことを特徴とするギヤ類の鍛造装置。
【請求項２】
加圧力伝達装置（３０）は、第１パンチ（２１）を保持するホルダー（２１ａ）に該第１パンチ（２１）と平行する加圧体（３１）を設け、ダイ（３）を保持するベース側の保持体（１０）に第２パンチ（１３）を軸方向摺動可能に保持し、該保持体（１０）に、前記第２パンチ（１３）の軸方向後端に当接して該第２パンチ（１３）を軸方向前方に押圧する押圧体（３２）と、前記加圧体（３１）が衝突して該加圧体（３１）と同方向に移動される受圧体（３３）と、カム（３５ａ，３５ｂ）を介して前記受圧体（３３）の移動を前記押圧体（３２）に伝達する中継体（３４）とを設けたことを特徴とする請求項１記載のギヤ類の鍛造装置。
【請求項３】
ベース側に設けたダイ（３）の外周側とラム側に設けた第１パンチ（２１）の外周側とのうち、一方にテーパー状の雌ガイド（６ａ）を、他方に該雌ガイド（６ａ）に圧入するテーパー状の雄ガイド（２２ａ）を設け、前記第１パンチ（２１）がワーク（４０）を加圧成形する際に、前記雌ガイド（６ａ）と雄ガイド（２２ａ）とを互いに圧入させ、該圧入部により前記第１パンチ（２１）のダイ（３）に対する直角度を保持することを特徴とする請求項１又は２記載のギヤ類の鍛造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤ、スプライン軸等の歯付き回転部品を鍛造により成形するギヤ類の鍛造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、内周にギヤ成形歯が形成された環状のダイをベース側の保持体に取り付け、外周に粗歯が形成されたワークを前記ダイの上部に配置し、該ワークをパンチにより下方に押圧して前記ダイに押し込むことにより、ワークの粗歯をダイのギヤ成形歯で仕上げるようにしたものがあった。
【０００３】
前記従来のものは、ワークをダイの上側から押し込むのみであったため、成形される際に歯部の圧力がパンチの加圧側、つまり押込み終端側（上部）で高圧に、押込み始端側（下部）で低圧となる不均一な圧力となり、高精度の成形が困難になるものであった。特に、ヘリカルギヤにおいては、前記に加えて歯の両側の圧力が異なり、精度が低下するものであった。
【特許文献１】特開２００５−７４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ワークを軸方向両側から圧縮することにより、成形時に歯部に作用する圧力を全域に亘って略均一とし、精度の高い製品が成形できる新規なギヤ類の鍛造装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、ベース側に設けたダイにワークを軸方向に嵌合させ、該ワークを軸方向に圧縮して成形するギヤ類の鍛造装置において、前記ワークを軸方向両側から圧縮する第１パンチと第２パンチとを設け、前記第１パンチの加圧成形時に、該第１パンチの加圧力を分岐して該分岐した加圧力を前記第２パンチに伝達する加圧力伝達装置を設ける構成にしたものである。
請求項２に係る発明は、前記加圧力伝達装置として、前記第１パンチを保持するホルダーに該第１パンチと平行する加圧体を設け、ダイを保持するベース側の保持体に第２パンチを軸方向摺動可能に保持し、該保持体に、前記第２パンチの軸方向後端に当接して該第２パンチを軸方向前方に押圧する押圧体と、前記加圧体が衝突して該加圧体と同方向に移動される受圧体と、カムを介して前記受圧体の移動を前記押圧体に伝達する中継体とを設ける構成にしたものである。
請求項３に係る発明は、ベース側に設けたダイの外周側とラム側に設けた第１パンチの外周側とのうち、一方にテーパー状の雌ガイドを、他方に該雌ガイドに圧入するテーパー状の雄ガイドを設け、前記第１パンチがワークを加圧成形する際に、前記雌ガイドと雄ガイドとを互いに圧入させ、該圧入部により前記第１パンチのダイに対する直角度を保持するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に係る発明は、第１パンチがダイに嵌合させたワークの軸方向一端側を加圧して該ワークの成形が始まる際に、第２パンチが加圧力伝達装置を介して前記ワークの軸方向他端側を加圧し、前記ワークを軸方向両側から圧縮することになるので、ワークの材料が軸方向両端から軸方向中心方向に向かって流れつつ、ダイの成形歯に圧接し、該ダイの成形歯がワークに転写されることになる。このため、成形時に歯部に作用する圧力が全域に亘って略均一となり、精度の高い製品が形成されることになる。
請求項２に係る発明は、ラムによって第１パンチがベース側のダイ方向に移動されると、加圧体がホルダーを介してベース側の受圧体方向に移動され、前記第１パンチがダイに嵌合させたワークの軸方向一端側を加圧して該ワークの成形が始まる際に、前記加圧体が受圧体に衝突し、該受圧体、中継体、押圧体を介して第２パンチが前記ワークの軸方向他端側を加圧し、前記ワークを軸方向両側から圧縮することになる。これにより、前述と同様に、高精度の歯が形成されることになる。また、第１パンチと共動する加圧体によりベース側の保持体に設けた受圧体、中継体、押圧体を介して第２パンチを作動させるようにしたので、第２パンチの作動が安定することになる。
請求項３に係る発明は、第１パンチがダイ方向に移動してワークを加圧成形する際に、第１パンチの外周側に設けた雄ガイド（又は雌ガイド）がダイの外周側に設けた雌ガイド（又は雄ガイド）にテーパー嵌合して互いに圧入し、該圧入するテーパー面により前記第１パンチがダイと同軸、つまりダイに対して直角に保持されることになる。このため、ワークは同心度の高い製品に成形されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図面において、図１は本発明の第１実施例を示す部分断面図、図２は図１の要部拡大断面図、図３は図２のパンチガイド部の拡大断面図、図４は本発明の第２実施例を示す部分断面図、図５は図４の要部拡大断面図、図６は図５のパンチガイド部の拡大断面図、図７は本発明の第３実施例を示す部分断面図、図８は図７の要部拡大断面図、図９は本発明の第４実施例を示す部分断面図、図１０は図９の要部拡大断面図である。
【０００８】
図１、図２において、１は円筒部材の外周部に歯形を形成する歯形成形用の鍛造装置を示し、２はそのベース（図示省略）側に固定したダイユニットである。該ダイユニット２は、その上部軸心部にワーク４０を成形する逆円錐台状のダイ３が配置されている。該ダイ３は、軸心部に外歯成形用の内歯３ａが形成され、外周は下方に向かって小径となる約５度のテーパー角度でテーパー面に形成され、該テーパー面を介してダイホルダ４にテーパー嵌合されている。
【０００９】
前記ダイホルダ４は円筒状の締金５の上下中間部に圧入固定され、該締金５の上部側に止めリング６が、下部側に受けリング７が嵌合されている。止めリング６は締金５の上部側に上方に向かって縮小するテーパー面を介してテーパー嵌合され、前記ダイ３の上面に当接して該ダイ３の締金５に対する上部位置を決定する。前記受けリング７はナット８により締金５に固定され、該受けリング７にダイ３を上方に保持する保持ばね９を内装する。
【００１０】
前記止めリング６の内周面は、上方に向かって拡開するテーパー面にしてこの部を雌ガイド６ａとする。前記締金５及び受けリング７は保持体１０を介してベース側に支持され、該保持体１０の軸心部に芯金１２及び筒状のカウンタパンチ、即ち第２パンチ１３を同軸に嵌合させ、芯金１２の上部は止めリング６よりも上方に突出させ、この部でワーク４０をガイドする。また、第２パンチ１３の上部は受けリング７の軸心部に嵌合させ、ダイ３に嵌合されたワーク４０を受け止めるようにする。１４は第２パンチ１３を上方に移動させる押し出しピンであり、ワーク４０を成形した後に、第２パンチ１３を介して成形品を上方に移動させ、ダイユニット２から離脱させるようになっている。
【００１１】
前記ダイユニット２の上方にラムによって上下動されるパンチユニット２０を設ける。該パンチユニット２０は、軸心部にワーク４０を押し下げる筒状の第１パンチ２１、該第１パンチ２１の外周側にダイ３を押し下げるダイパンチ２２、及びダイパンチ２２を保持するダイパンチホルダー２３を有する。ダイパンチホルダー２３は、前記第１パンチ２１を保持するホルダー２１ａに取付板２４を一体的に固定し、該取付板２４の下面側に保持板２５を懸垂支持し、該保持板２５の軸心部に前記ダイパンチ２２を下方に向けて突出固定する。
【００１２】
前記保持板２５は、取付板２４の中周部に垂下固定した保持ピン２６及び該保持ピン２６の下部に連結した段付きの加圧体（加圧ピン）３１によつて取付板２４に対して所定の範囲で上下動可能に懸垂支持するとともに、取付板２４と保持板２５との間に介装したダンパー２８によって常時下方に押圧付勢する。該ダンパー２８は、取付板２４の中周部に垂下固定したガイドピン２９に金属製のプレート２８ａ、及び該プレート２８ａの上下両面に樹脂製の弾性体２８ｂを嵌合させてなる。
【００１３】
前記ダイパンチ２２の下端部に、前述した止めリング６の雌ガイド６ａに圧入するテーパー状の雄ガイド２２ａを形成する。前記雌ガイド６ａ及び雄ガイド２２ａは、図３に示すように、両者の嵌合部のテーパー角度Ｔは３度以下、好ましくは約２度とする。また、雄ガイド２２ａの雌ガイド６ａに対する圧入率は１％以下、好ましくは約０．４％とする。なお、前記雌ガイド６ａのテーパー面６ｂは、上部側のテーパー角度を例えば２度とし、下部側のテーパー角度を２度よりも小さくし、この下部側のテーパー角度を設定することによって前記圧入率を調整するようにしてもよい。
【００１４】
前記テーパー角度Ｔ及び圧入率はワーク４０の大きさ、材質等によって設定されるが、前記テーパー角度Ｔを３度以上にすると、雄ガイド及び雌ガイドの軸長が短くなった際にテーパー面による第１パンチ２１のダイ３に対する直角度の保持力が低下することになる。また、圧入率を１％以上にするとテーパー嵌合部の潤滑が不足して焼きつきが発生したり、止めリング６に亀裂が発生したりすることになる。
【００１５】
前述した取付板２４と保持体１０に加圧力伝達装置３０を設ける。即ち、ピン状の加圧体３１を第１パンチ２１と平行に配置し、その上端部を保持ピン２６を介して取付板２４に一体的に連結する。また、ベース側の保持体１０内に、押圧体３２、受圧体３３、及び中継体３４を嵌合させる。押圧体３２は第２パンチ１３の直下にて上下動可能に嵌合させ、受圧体３３は前記加圧体３１の下方にて上下動可能に嵌合させ、中継体３４は水平方向に移動可能に嵌合させるとともに、その一端は前記押圧体３２の下部に約４５度の斜面カム３５ａを介して当接させ、その他端は前記受圧体３３の下端に約４５度の斜面カム３５ｂを介して当接させる。
【００１６】
そして、ラム（図示省略）によってパンチユニット２０が下降された際に、第１パンチ２１がダイ３に嵌合させたワーク４０の上端に当接する時期と、加圧体３１が前記受圧体３３の上面に当接する時期とが略同じになるようにする。また、前記雄ガイド２２ａが雌ガイド６ａに圧入する時期は、パンチユニット２０が下降して第１パンチ２１がワーク４０の上面に当接する前段でパンチユニット２０側のダイパンチ２２に形成した雄ガイド２２ａがダイユニット２側の雌ガイド６ａに圧入し始めるようにする。前記ダイパンチ２２は、パンチユニット２０の下降に伴って第１パンチ２１がワーク４０の上端に当接する前段でダイ３の上面に当接し、ダンパー２８が圧縮されて加圧力   髑O段でダイ３の上面に当接し、ダンパー２８が方に相対移動させてダイ３を小径方向に弾性変形させながら、受けリング７に当接させるものである。
【００１７】
前記第１実施例によれば、第１パンチ２１がダイ３に嵌合させたワーク４０の上端を加圧する時点で加圧体３１が受圧体３３に衝突し、該受圧体３３、中継体３４、押圧体３２を介して前記ワーク４０の下端を上方に加圧することになる。これにより、前記ワーク４０が軸方向両側から圧縮されて塑性変形し、該ワーク４０の材料が軸方向両端から軸方向中心方向に向かって流れつつ、ダイ３の成形歯３ａに圧接し、該ダイ３の成形歯３ａがワーク４０に転写されることになる。これにより、成形される際に歯部に作用する圧力を全域に亘って略均一な圧力とし、該歯部の転写精度、つまり寸法精度を高くする。
【００１８】
また、前記第１パンチ２１がワーク４０を成形する際に、図２の右半部で示すように、雄ガイド２２ａが雌ガイド６ａにテーパー嵌合して圧入し、該圧入するテーパー面により前記第１パンチ２１がダイ３と同軸、つまりダイ３に対して直角に保持され、これにより、同心度の高いギヤ４０−１が形成されることになる。また、ダイパンチ２２に、成形内圧に対向する圧縮ひずみを与えることにより、ダイパンチ２２の破損を防止することになる。
【００１９】
図４、図５において、１−１は前記ギヤ４０−１を仕上げ成形する仕上げ成形用の鍛造装置（第２実施例）を示すもので、ベース（図示省略）側に取り付けたダイユニット２−１、該ダイユニット２−１の上方にラムによって上下動されるパンチユニット２０−１、及び加圧力伝達装置３０−１を主要部として構成され、これらは前述した第１実施例と略同様の構造となっている。なお、本例では、締金５−１に雌ガイド５ａを形成し、該雌ガイド５ａにダイパンチ２２の下部に形成した雄ガイド２２ａを圧入させるようになっている。なお、本第２実施例では、ダイパンチ２２に形成した雄ガイド２２ａと、これがテーパー嵌合する締金５−１側の雌ガイド５ａとのテーパー角度は、ダイ３−１とダイホルダ４との嵌合部のテーパー角度と略等しく（約５度）なるようにしている。
【００２０】
このものは、仕上げ用のダイ３−１の上端部に前記ギヤ４０−１を噛合させ、ラム（図示省略）によってパンチユニット２０−１を下降させると、第１パンチ２１が前記ギヤ４０−１をダイ３−１に押し込んだ後、これを上部側から加圧する時点で加圧体３１が受圧体３３に衝突し、該受圧体３３、中継体３４を介して押圧体３２が前記ギヤ４０−１を下部側から上方に加圧することになる。このとき、図５の右半部で示すように、ダイパンチ２２の雄ガイド２２ａが雌ガイド５ａにテーパー嵌合して圧入し、該圧入するテーパー面により前記第１パンチ２１をダイ３−１と同軸、つまりダイ３−１に対して直角に保持するりとになる。また、前記パンチユニット２０の下降に伴ってギヤ４０−１の成形前段に、ダンパー２８が圧縮されて加圧力が増大し、ダイパンチ２２がダイ３−１をダイホルダー４に対して下方に相対移動させ、ダイ３−１を小径方向に弾性変形させながら受けリング７に当接させることになる。
【００２１】
これにより、同心度が高く、しかも歯部が全域に亘って略均一な寸法精度となる仕上げギヤ４０−２、つまり製品が成形されることになる。また、ダイパンチ２２に、成形内圧に対向する圧縮ひずみを与えることにより、ダイパンチ２２の破損を防止することになる。なお、前記鍛造装置１−１に供給されるギヤ（４０−１）は切削加工もしくは別工法で形成されたギヤを供給するようにしてもよい。
【００２２】
図７、図８は仕上げ成形用の鍛造装置の第２例（本発明の第３実施例）を示す。図７、図８において、１−２は仕上げ成形用鍛造装置であり、ベース側に取り付けたダイユニット２−２、ラムによって上下動されるパンチユニット２０−２、及び加圧力伝達装置３０−２を主要部として構成され、このうち、ダイユニット２−２は前述したダイユニット２−１と略同様の構造となっている。
【００２３】
前記パンチユニット２０−２は、軸心部に、図１の鍛造装置１で成形されたワーク４０−１を押し下げる第１パンチ２１、該第１パンチ２１の外周側にダイ３−２を押し下げるダイパンチ２２を有する。前記第１パンチ２１は、薄肉にした筒状の下段パンチ２１−１、上段パンチ２１−２を直列に配列し、ワーク４０−１の加圧時に軸方向に若干の弾性変形を可能とする。前記第１パンチ２１は後述するダイパンチ２２よりも所定量下方に突出させる。また、前記第１パンチ２１を保持するホルダー２１ａに取付板２４を固定し、該取付板２４の下方に保持板２５を配置するとともに、該保持板２５の外周部を保持ピン２６を介して前記取付板２４に固定し、該保持板２５の中心部にダイパンチ２２を下方に向けて突出固定する。なお、前記保持板２５はダイパンチ２２の負荷によって若干上方に弾性変形可能とする。
【００２４】
前記取付板２４と前述した保持体１０とに加圧力伝達装置３０−２を設ける。即ち、ピン状の加圧体３１を第１パンチ２１と平行に配置し、その上端部を保持ピン２６を介して取付板２４と、該取付板２４の下部に配置した保持板２５に一体的に固定する。また、ベース側の保持体１０内に、押圧体３２、受圧体３３、及び中継体３４を嵌合させる。押圧体３２は第２パンチ１３の直下にて上下動可能に嵌合させ、受圧体３３は前記加圧体３１の下方にて上下動可能に嵌合させ、中継体３４は水平方向に移動可能に嵌合させるとともに、その両端を斜面カム３５ａ、３５ｂを介して前記押圧体３２、受圧体３３に当接させる。前記第２パンチ１３は薄肉の筒状とし、ワーク４０−１の加圧時に軸方向に若干の弾性変形を可能とする。
【００２５】
前記第３実施例によれば、ラムによってパンチユニット２０−２が下動されると、まず、第１パンチ２１がワーク４０−１をダイ３−２に規定量押し込むと共に、ダイパンチ２２がダイ３−２をダイホルダー４に圧入して該ダイ３−２を小径に弾性変形させる。ダイ３−２が受けリング７に衝突、つまり、ダイ３−２がダイホルダー４に圧入終了した後、保持板２５の中心部が上方に弾性変形しつつ、第１パンチ２１がさらに下方に移動し、同時に加圧力伝達装置３０−２によって第２パンチ１３が上方に移動され、該第１パンチ２１と第２パンチ１３とでワーク４０−１を軸方向に圧縮し、該ワーク４０−１を塑性加工可能応力まで圧縮する。これにより、ダイ３−２の歯が前記ギヤ４０−１の歯に転写されて仕上げギヤ４０−２が形成されることになる。
【００２６】
この場合、前記第１パンチ２１及び第２パンチ１３は薄肉の筒状となっているので、ワーク４０−１の圧縮時に軸方向に若干弾性変形することになり、ワーク４０−１の重量（寸法）に変動があっても、成形時におけるワーク４０−１の内圧は略均一となり、歯形の安定した仕上げギヤ４０−２を得ることができる。なお、本第３実施例では、ダイパンチ２２に形成した雄ガイド２２ａと、これがテーパー嵌合する締金５−２側の雌ガイド５ａとのテーパー角度は、ダイ３−２とダイホルダ４との嵌合部のテーパー角度と略等しく（約５度）なるようにしている。その他は前述した仕上げ成形用の鍛造装置１−１と略同構造となっている。
【００２７】
図９、図１０は仕上げ成形用の鍛造装置の第３例（本発明の第４実施例）を示す。図９、図１０において、１−３は内周と外周とに粗歯が形成されたリングギヤ（ワーク）を仕上成形する鍛造装置であり、ベース側に取り付けたダイユニット２−３、ラムによって上下動されるパンチユニット２０−３、及び加圧力伝達装置３０−３を主要部として構成される。
【００２８】
前記ダイユニット２−３は以下の如くなっている。即ち、心金１２の外周に内ダイ３−３ａを嵌合させるとともに、該内ダイ３−３ａの上端部と心金１２の上端部とを下方が大径となる約５度のテーパー面を介してテーパー嵌合させ、内ダイ３−３ａの外周に内歯成形歯３ｂを形成する。前記内ダイ３−３ａの外周に外ダイ３−３ｂを所定の間隙を保持して同心に嵌合させるとともに、該外ダイ３−３ｂの外周をダイホルダ４に、下方に向かって縮小する約５度のテーパー面を介してテーパー嵌合させ、外ダイ３−３ｂの内周に外歯成形歯３ｃを形成する。
【００２９】
前記ダイホルダ４の外周に締金５−３を圧入し、該締金５−３の上端部をダイホルダ４から上方に突出させるとともに、該突出部の内周を上方に向かって拡開するテーパー面にしてこの部を雌ガイド５ａとする。前記ダイホルダ４及び締金５−３は保持体１０を介してベース側に支持され、該保持体１０の軸心部に前記芯金１２、内ダイ３−３ａ、及び外ダイ３−３ｂを配置し、内ダイ３−３ａと外ダイ３−３ｂとの間に筒状の第２パンチ１３（カウンタパンチ）を嵌合させる。該第２パンチ１３は薄肉の筒状とし、ワークの加圧時に軸方向に若干の弾性変形を可能とする。１４は第２パンチ１３を上方に移動させる押し出しピンであり、ワークを成形した後に、第２パンチ１３を介して成形品を上方に移動させ、ダイユニット２−３から離脱させるようになっている。
【００３０】
前記ダイユニット２−３の上方にラムによって上下動されるパンチユニット２０−３を設ける。該パンチユニット２０−３は、ワークを押し下げる筒状の第１パンチ２１、該第１パンチ２１の内周側に内ダイ３−３ａを押し下げる内ダイパンチ２２−３ａ、第１パンチ２１の外周側に外ダイ３−３ｂを押し下げる外ダイパンチ２２−３ｂを同軸に有する。前記第１パンチ２１は、薄肉にした筒状の下段パンチ２１−１、及び上段パンチ２１−２を直列に配列し、ワーク４０−１の加圧時に軸方向に若干の弾性変形を可能とし、後述するダイパンチ２２よりも所定量下方に突出させる。
【００３１】
前記第１パンチ２１はラムに固定された加圧板２１ｂによって下方に加圧され、前記内ダイパンチ２２−３ａは加圧板２１ｂの下部にて円周方向に配置した３個の加圧ピン２９によって下方に加圧され、前記外ダイパンチ２２−３ｂは加圧板２１ｂに固定された取付板２４−３、該取付板２４−３に固定された保持板２５を介して下方に加圧される。この場合、前記加圧ピン２９は小径にして内ダイ３−３ａを芯金１２に規定量押し込んだ後は軸方向に弾性変形し、また、保持板２５は外周部を保持ピン２６を介して前記取付板２４−３に固定し、該保持板２５の中心部に前記外ダイパンチ２２−３ｂを固定することにより、外ダイパンチ２２−３ｂが外ダイ３−３ｂをダイホルダー３−３ｂに規定量押し込んだ後は前記保持板２５が上方に弾性変形するようになっている。
【００３２】
図１０において、２９ａは前記加圧ピン２９を保持する保持リング、２２ａは外ダイパンチ２２−３ｂの下端部に形成した雄ガイドであり、前記締金５−３の雌ガイド５ａとテーパー嵌合する。本第４実施例においては、前記雌ガイド５ａと雄ガイド２２ａとの嵌合部のテーパー角度は、前述した内ダイ３−３ａと心金１２、及び外ダイ３−３ｂとダイホルダ４との嵌合部のテーパー角度と略等しく（約５度）している。
【００３３】
加圧力伝達装置３０−３は以下の如くなっている。即ち、ピン状の加圧体３１を第１パンチ２１と平行に配置し、その上端部を保持ピン２６を介して取付板２４−３及び該取付板２４−３の下部に配置した保持板２５に固定する。また、ベース側の保持体１０内に、押圧体３２、受圧体３３、及び中継体３４を嵌合させる。押圧体３２は第２パンチ１３の直下にて上下動可能に嵌合させ、受圧体３３は前記加圧体３１の下方にて上下動可能に嵌合させ、中継体３４は水平方向に移動可能に嵌合させるとともに、その両端を斜面カム３５ａ、３５ｂを介して前記押圧体３２、受圧体３３に当接させる。
【００３４】
前記第４実施例によれば、ラムによってパンチユニット２０−３が下動されると、まず、第１パンチ２１がワーク（符号省略）を内ダイ３−３ａ、外ダイ３−３ｂ間に規定量押し込むと共に、内ダイパンチ２２−３ａが内ダイ３−３ａを、同時に外ダイパンチ２２−３ｂが外ダイ３−３ｂを、それぞれ芯金１２及びダイホルダー４に対して下方に相対移動（圧入）させ、内ダイ３−３ａを大径に、外ダイ３−３ｂを小径にそれぞれ弾性変形させる。前記内ダイ３−３ａ、外ダイ３−３ｂの圧入が終了した後、加圧ピン２９が軸方向に弾性変形し、また、保持板２５の中心部が上方に弾性変形して第１パンチ２１がさらに下方に移動し、同時に加圧力伝達装置３０−３によって第２パンチ１３が上方に移動され、該第１パンチ２１と第２パンチ１３とでワークを軸方向に圧縮し、該ワークを塑性加工可能応力まで圧縮する。これにより、ダイ３−２の歯が前記ギヤの歯に転写されて仕上げギヤ４０−３が形成されることになる。
【００３５】
この場合、前記第１パンチ２１及び第２パンチ１３は薄肉の筒状となっているので、ワークの圧縮時に軸方向に若干弾性変形することになり、ワークの重量（寸法）に変動があっても、成形時におけるワークの内圧は略均一となり、歯形の安定した仕上げギヤ４０−３を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施例を示す部分断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】図２のパンチガイド部の拡大断面図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す部分断面図である。
【図５】図４の要部拡大断面図である。
【図６】図５のパンチガイド部の拡大断面図である。
【図７】本発明の第３実施例を示す部分断面図である。
【図８】図７の要部拡大断面図である。
【図９】本発明の第４実施例を示す部分断面図である。
【図１０】図９の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      歯形成形用鍛造装置
１−１（１−２，１−３）      仕上げ成形用鍛造装置
２（２−１，２−２，２−３）  ダイユニット
３（３−１，３−２）          ダイ
３−３ａ    内ダイ
３−３ｂ    外ダイ
３ａ    成形歯
３ｂ    内歯成形歯
３ｃ    外歯成形歯
４      ダイホルダー
５      締金
５ａ    雌ガイド
６      止めリング
６ａ    雌ガイド
７      受けリング
８      ナット
９      保持ばね
１０      保持体
１２      芯金
１３      第２パンチ（カウンターパンチ）
１５      圧力伝達装置
２０（２０−１，２０−２，２０−３）    パンチユニット
２１      第１パンチ
２１ａ    ホルダー
２１ｂ    加圧板
２２      ダイパンチ
２２−３ａ  内ダイパンチ
２２−３ｂ  外ダイパンチ
２２ａ    雄ガイド
２３      ダイパンチホルダー
２４（２４−３）      取り付け板
２５      保持板
２６      保持ピン
２８      ダンパー
２８ａ    プレート
２８ｂ    弾性体
２９      加圧ピン
２９ａ    保持リング
３０（３０−１，３０−２，３０−３）      加圧力伝達装置
３１      加圧体
３２      押圧体
３３      受圧体
３４      中継体
３５ａ，３５ｂ    斜面カム
４０      ワーク
４０−１  ギヤ
４０−２（４０−３）  仕上げギヤ（製品）
【図１】
2006315081.tif 000003
【図２】
2006315081.tif 000004
【図３】
2006315081.tif 000005
【図４】
2006315081.tif 000006
【図５】
2006315081.tif 000007
【図６】
2006315081.tif 000008
【図７】
2006315081.tif 000009
【図８】
2006315081.tif 000010
【図９】
2006315081.tif 000011
【図１０】
2006315081.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月14日(2006.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース側に設けたダイ（３）にワーク（４０）を軸方向から嵌合させ、該ワーク（４０）を軸方向に圧縮して成形するギヤ類の鍛造装置において、前記ワーク（４０）を軸方向両側から圧縮する第１パンチ（２１）と第２パンチ（１３）とを設け、前記第１パンチ（２１）の加圧成形時に、該第１パンチ（２１）に付与する加圧力を分岐して該分岐した加圧力を前記第２パンチ（１３）に伝達する加圧力伝達装置（３０）を設けたことを特徴とするギヤ類の鍛造装置。
【請求項２】
加圧力伝達装置（３０）は、第１パンチ（２１）を保持するホルダー（２１ａ）に該第１パンチ（２１）と平行する加圧体（３１）を設け、ダイ（３）を保持するベース側の保持体（１０）に第２パンチ（１３）を軸方向摺動可能に保持し、該保持体（１０）に、前記第２パンチ（１３）の軸方向後端に当接して該第２パンチ（１３）を軸方向前方に押圧する押圧体（３２）と、前記加圧体（３１）が衝突して該加圧体（３１）と同方向に移動される受圧体（３３）と、カム（３５ａ，３５ｂ）を介して前記受圧体（３３）の移動を前記押圧体（３２）に伝達する中継体（３４）とを設けたことを特徴とする請求項１記載のギヤ類の鍛造装置。
【請求項３】
ベース側に設けたダイ（３）の外周側とラム側に設けた第１パンチ（２１）の外周側とのうち、一方にテーパー状の雌ガイド（６ａ）を、他方に該雌ガイド（６ａ）に圧入するテーパー状の雄ガイド（２２ａ）を設け、前記第１パンチ（２１）がワーク（４０）を加圧成形する際に、前記雌ガイド（６ａ）と雄ガイド（２２ａ）とを互いに圧入させ、該圧入部により前記第１パンチ（２１）をダイ（３）に対して同軸に保持することを特徴とする請求項１又は２記載のギヤ類の鍛造装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤ、スプライン軸等の歯付き回転部品を鍛造により成形するギヤ類の鍛造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、内周にギヤ成形歯が形成された環状のダイをベース側の保持体に取り付け、外周に粗歯が形成されたワークを前記ダイの上部に配置し、該ワークをパンチにより下方に押圧して前記ダイに押し込むことにより、ワークの粗歯をダイのギヤ成形歯で仕上げるようにしたものがあった。
【０００３】
前記従来のものは、ワークをダイの上側から押し込むのみであったため、成形される際に歯部の圧力がパンチの加圧側、つまり押込み終端側（上部）で高圧に、押込み始端側（下部）で低圧となる不均一な圧力となり、高精度の成形が困難になるものであった。特に、ヘリカルギヤにおいては、前記に加えて歯の両側の圧力が異なり、精度が低下するものであった。
【特許文献１】特開２００５−７４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ワークを軸方向両側から圧縮することにより、成形時に歯部に作用する圧力を全域に亘って略均一とし、精度の高い製品が成形できる新規なギヤ類の鍛造装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、ベース側に設けたダイにワークを軸方向から嵌合させ、該ワークを軸方向に圧縮して成形するギヤ類の鍛造装置において、前記ワークを軸方向両側から圧縮する第１パンチと第２パンチとを設け、前記第１パンチの加圧成形時に、該第１パンチに付与する加圧力を分岐して該分岐した加圧力を前記第２パンチに伝達する加圧力伝達装置を設ける構成にしたものである。
請求項２に係る発明は、前記加圧力伝達装置として、前記第１パンチを保持するホルダーに該第１パンチと平行する加圧体を設け、ダイを保持するベース側の保持体に第２パンチを軸方向摺動可能に保持し、該保持体に、前記第２パンチの軸方向後端に当接して該第２パンチを軸方向前方に押圧する押圧体と、前記加圧体が衝突して該加圧体と同方向に移動される受圧体と、カムを介して前記受圧体の移動を前記押圧体に伝達する中継体とを設ける構成にしたものである。
請求項３に係る発明は、ベース側に設けたダイの外周側とラム側に設けた第１パンチの外周側とのうち、一方にテーパー状の雌ガイドを、他方に該雌ガイドに圧入するテーパー状の雄ガイドを設け、前記第１パンチがワークを加圧成形する際に、前記雌ガイドと雄ガイドとを互いに圧入させ、該圧入部により前記第１パンチのダイに対して同軸に保持するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に係る発明は、第１パンチがダイに嵌合させたワークの軸方向一端側を加圧して該ワークの成形が始まる際に、第２パンチが加圧力伝達装置を介して前記ワークの軸方向他端側を加圧し、前記ワークを軸方向両側から圧縮することになるので、ワークの材料が軸方向両端から軸方向中心方向に向かって流れつつ、ダイの成形歯に圧接し、該ダイの成形歯がワークに転写されることになる。このため、成形時に歯部に作用する圧力が全域に亘って略均一となり、精度の高い製品が形成されることになる。
請求項２に係る発明は、ラムによって第１パンチがベース側のダイ方向に移動されると、加圧体がホルダーを介してベース側の受圧体方向に移動され、前記第１パンチがダイに嵌合させたワークの軸方向一端側を加圧して該ワークの成形が始まる際に、前記加圧体が受圧体に衝突し、該受圧体、中継体、押圧体を介して第２パンチが前記ワークの軸方向他端側を加圧し、前記ワークを軸方向両側から圧縮することになる。これにより、前述と同様に、高精度の歯が形成されることになる。また、第１パンチと共動する加圧体によりベース側の保持体に設けた受圧体、中継体、押圧体を介して第２パンチを作動させるようにしたので、第２パンチの作動が安定することになる。
請求項３に係る発明は、第１パンチがダイ方向に移動してワークを加圧成形する際に、第１パンチの外周側に設けた雄ガイド（又は雌ガイド）がダイの外周側に設けた雌ガイド（又は雄ガイド）にテーパー嵌合して互いに圧入し、該圧入するテーパー面により前記第１パンチがダイと同軸、つまりダイの端面に対して直角に保持されることになる。このため、ワークは同心度の高い製品に成形されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図面において、図１は本発明の第１実施例を示す部分断面図、図２は図１の要部拡大断面図、図３は図２のパンチガイド部の拡大断面図、図４は本発明の第２実施例を示す部分断面図、図５は図４の要部拡大断面図、図６は図５のパンチガイド部の拡大断面図、図７は本発明の第３実施例を示す部分断面図、図８は図７の要部拡大断面図、図９は本発明の第４実施例を示す部分断面図、図１０は図９の要部拡大断面図である。
【０００８】
図１、図２において、１は円筒部材の外周部に歯形を形成する歯形成形用の鍛造装置を示し、２はそのベース（図示省略）側に固定したダイユニットである。該ダイユニット２は、その上部軸心部にワーク４０を成形する逆円錐台状のダイ３が配置されている。該ダイ３は、軸心部に外歯成形用の内歯３ａが形成され、外周は下方に向かって小径となる約５度のテーパー角度でテーパー面に形成され、該テーパー面を介してダイホルダ４にテーパー嵌合されている。
【０００９】
前記ダイホルダ４は円筒状の締金５の上下中間部に圧入固定され、該締金５の上部側に止めリング６が、下部側に受けリング７が嵌合されている。止めリング６は締金５の上部側に上方に向かって縮小するテーパー面を介してテーパー嵌合され、前記ダイ３の上面に当接して該ダイ３の締金５に対する上部位置を決定する。前記受けリング７はナット８により締金５に固定され、該受けリング７にダイ３を上方に保持する保持ばね９を内装する。
【００１０】
前記止めリング６の内周面は、上方に向かって拡開するテーパー面にしてこの部を雌ガイド６ａとする。前記締金５及び受けリング７は保持体１０を介してベース側に支持され、該保持体１０の軸心部に芯金１２及び筒状のカウンタパンチ、即ち第２パンチ１３を同軸に嵌合させ、芯金１２の上部は止めリング６よりも上方に突出させ、この部でワーク４０をガイドする。また、第２パンチ１３の上部は受けリング７の軸心部に嵌合させ、ダイ３に嵌合されたワーク４０を受け止めるようにする。１４は第２パンチ１３を上方に移動させる押し出しピンであり、ワーク４０を成形した後に、第２パンチ１３を介して成形品を上方に移動させ、ダイユニット２から離脱させるようになっている。
【００１１】
前記ダイユニット２の上方にラムによって上下動されるパンチユニット２０を設ける。該パンチユニット２０は、軸心部にワーク４０を押し下げる筒状の第１パンチ２１、該第１パンチ２１の外周側にダイ３を押し下げるダイパンチ２２、及びダイパンチ２２を保持するダイパンチホルダー２３を有する。ダイパンチホルダー２３は、前記第１パンチ２１を保持するホルダー２１ａに取付板２４を一体的に固定し、該取付板２４の下面側に保持板２５を懸垂支持してなり、該保持板２５の軸心部に前記ダイパンチ２２を下方に向けて突出固定する。
【００１２】
前記保持板２５は、取付板２４の中周部に垂下固定した保持ピン２６及び該保持ピン２６の下部に連結した段付きの加圧体（加圧ピン）３１によつて取付板２４に対して所定の範囲で上下動可能に懸垂支持するとともに、取付板２４と保持板２５との間に介装したダンパー２８によって常時下方に押圧付勢する。該ダンパー２８は、取付板２４の中周部に垂下固定したガイドピン２９に金属製のプレート２８ａ、及び該プレート２８ａの上下両面に樹脂製の弾性体２８ｂを嵌合させてなる。
【００１３】
前記ダイパンチ２２の下端部に、前述した止めリング６の雌ガイド６ａに圧入するテーパー状の雄ガイド２２ａを形成する。前記雌ガイド６ａ及び雄ガイド２２ａは、図３に示すように、両者の嵌合部のテーパー角度Ｔは３度以下、好ましくは約２度とする。また、雄ガイド２２ａの雌ガイド６ａに対する圧入率は１％以下、好ましくは約０．４％とする。なお、前記雌ガイド６ａのテーパー面６ｂは、上部側のテーパー角度を例えば２度とし、下部側のテーパー角度を２度よりも小さくし、この下部側のテーパー角度を設定することによって前記圧入率を調整するようにしてもよい。
【００１４】
前記テーパー角度Ｔ及び圧入率はワーク４０の大きさ、材質等によって設定されるが、前記テーパー角度Ｔを３度以上にすると、雄ガイド及び雌ガイドの軸長が短くなった際にテーパー面による第１パンチ２１のダイ３の上面（端面）に対する直角度の保持力が低下することになる。また、圧入率を１％以上にするとテーパー嵌合部の潤滑が不足して焼きつきが発生したり、止めリング６に亀裂が発生したりすることになる。
【００１５】
前述した取付板２４と保持体１０に加圧力伝達装置３０を設ける。即ち、ピン状の加圧体３１を第１パンチ２１と平行に配置し、その上端部を保持ピン２６を介して取付板２４に一体的に連結する。また、ベース側の保持体１０内に、押圧体３２、受圧体３３、及び中継体３４を嵌合させる。押圧体３２は第２パンチ１３の直下にて上下動可能に嵌合させ、受圧体３３は前記加圧体３１の下方にて上下動可能に嵌合させ、中継体３４は水平方向に移動可能に嵌合させるとともに、その一端は前記押圧体３２の下部に約４５度の斜面カム３５ａを介して当接させ、その他端は前記受圧体３３の下端に約４５度の斜面カム３５ｂを介して当接させる。
【００１６】
そして、ラム（図示省略）によってパンチユニット２０が下降された際に、第１パンチ２１がダイ３に嵌合させたワーク４０の上端に当接する時期と、加圧体３１が前記受圧体３３の上面に当接する時期とが略同じになるようにする。また、前記雄ガイド２２ａが雌ガイド６ａに圧入する時期は、パンチユニット２０が下降して第１パンチ２１がワーク４０の上面に当接する前段でパンチユニット２０側のダイパンチ２２に形成した雄ガイド２２ａがダイユニット２側の雌ガイド６ａに圧入し始めるようにする。前記ダイパンチ２２は、パンチユニット２０の下降に伴って第１パンチ２１がワーク４０の上端に当接する前段でダイ３の上面に当接し、その後ダンパー２８が圧縮される反力で前記ダイ３をダイホルダー４に対して下方に相対移動させ、該ダイ３を小径方向に弾性変形させながら、受けリング７に当接させるものである。
【００１７】
前記第１実施例によれば、第１パンチ２１がダイ３に嵌合させたワーク４０の上端を加圧する時点で加圧体３１が受圧体３３に衝突し、該受圧体３３、中継体３４、押圧体３２を介して前記ワーク４０の下端を上方に加圧することになる。これにより、前記ワーク４０が軸方向両側から圧縮されて塑性変形し、該ワーク４０の材料が軸方向両端から軸方向中心方向に向かって流れつつ、ダイ３の成形歯３ａに圧接し、該ダイ３の成形歯３ａがワーク４０に転写されることになる。これにより、成形される際に歯部に作用する圧力を全域に亘って略均一な圧力とし、該歯部の転写精度、つまり寸法精度を高くする。
【００１８】
また、前記第１パンチ２１がワーク４０を成形する際に、図２の右半部で示すように、雄ガイド２２ａが雌ガイド６ａにテーパー嵌合して圧入し、該圧入するテーパー面により前記第１パンチ２１がダイ３と同軸、つまりダイ３の上面に対して直角に保持され、これにより、同心度の高いギヤ４０−１が形成されることになる。また、前記雌ガイド６ａがダイパンチ２２に、ワーク４０の成形内圧に対向する圧縮ひずみを与えることにより、ダイパンチ２２の破損を防止することになる。
【００１９】
図４、図５において、１−１は前記ギヤ４０−１を仕上げ成形する仕上げ成形用の鍛造装置（第２実施例）を示すもので、ベース（図示省略）側に取り付けたダイユニット２−１、該ダイユニット２−１の上方にラムによって上下動されるパンチユニット２０−１、及び加圧力伝達装置３０−１を主要部として構成され、これらは前述した第１実施例と略同様の構造となっている。なお、本例では、締金５−１に雌ガイド５ａを形成し、該雌ガイド５ａにダイパンチ２２の下部に形成した雄ガイド２２ａを圧入させるようになっている。なお、本第２実施例では、ダイパンチ２２に形成した雄ガイド２２ａと、これがテーパー嵌合する締金５−１側の雌ガイド５ａとのテーパー角度は、ダイ３−１とダイホルダ４との嵌合部のテーパー角度と略等しく（約５度）なるようにしている。
【００２０】
このものは、仕上げ用のダイ３−１の上端部に前記ギヤ４０−１を噛合させ、ラム（図示省略）によってパンチユニット２０−１を下降させると、第１パンチ２１が前記ギヤ４０−１をダイ３−１に押し込んだ後、これを上部側から加圧する時点で加圧体３１が受圧体３３に衝突し、該受圧体３３、中継体３４を介して押圧体３２が前記ギヤ４０−１を下部側から上方に加圧することになる。このとき、図５の右半部で示すように、ダイパンチ２２の雄ガイド２２ａが雌ガイド５ａにテーパー嵌合して圧入し、該圧入するテーパー面により前記第１パンチ２１をダイ３−１と同軸、つまりダイ３−１に対して直角に保持するりとになる。また、前記パンチユニット２０の下降に伴ってギヤ４０−１の成形前段に、ダンパー２８が圧縮されて加圧力が増大し、ダイパンチ２２がダイ３−１をダイホルダー４に対して下方に相対移動させ、ダイ３−１を小径方向に弾性変形させながら受けリング７に当接させることになる。
【００２１】
これにより、同心度が高く、しかも歯部が全域に亘って略均一な寸法精度となる仕上げギヤ４０−２、つまり製品が成形されることになる。また、ダイパンチ２２に、成形内圧に対向する圧縮ひずみを与えることにより、ダイパンチ２２の破損を防止することになる。なお、前記鍛造装置１−１に供給されるギヤ（４０−１）は切削加工もしくは別工法で形成されたギヤを供給するようにしてもよい。
【００２２】
図７、図８は仕上げ成形用の鍛造装置の第２例（本発明の第３実施例）を示す。図７、図８において、１−２は仕上げ成形用鍛造装置であり、ベース側に取り付けたダイユニット２−２、ラムによって上下動されるパンチユニット２０−２、及び加圧力伝達装置３０−２を主要部として構成され、このうち、ダイユニット２−２は前述したダイユニット２−１と略同様の構造となっている。
【００２３】
前記パンチユニット２０−２は、軸心部に、図１の鍛造装置１で成形されたワーク４０−１を押し下げる第１パンチ２１、該第１パンチ２１の外周側にダイ３−２を押し下げるダイパンチ２２を有する。前記第１パンチ２１は、薄肉にした筒状の下段パンチ２１−１、上段パンチ２１−２を直列に配列し、ワーク４０−１の加圧時に軸方向に若干の弾性変形を可能とする。前記第１パンチ２１は後述するダイパンチ２２よりも所定量下方に突出させる。また、前記第１パンチ２１を保持するホルダー２１ａに取付板２４を固定し、該取付板２４の下方に保持板２５を配置するとともに、該保持板２５の外周部を保持ピン２６を介して前記取付板２４に固定し、該保持板２５の中心部にダイパンチ２２を下方に向けて突出固定する。なお、前記保持板２５はダイパンチ２２の負荷によって若干上方に弾性変形可能とする。
【００２４】
前記取付板２４と前述した保持体１０とに加圧力伝達装置３０−２を設ける。即ち、ピン状の加圧体３１を第１パンチ２１と平行に配置し、その上端部を保持ピン２６を介して取付板２４と、該取付板２４の下部に配置した保持板２５に一体的に固定する。また、ベース側の保持体１０内に、押圧体３２、受圧体３３、及び中継体３４を嵌合させる。押圧体３２は第２パンチ１３の直下にて上下動可能に嵌合させ、受圧体３３は前記加圧体３１の下方にて上下動可能に嵌合させ、中継体３４は水平方向に移動可能に嵌合させるとともに、その両端を斜面カム３５ａ、３５ｂを介して前記押圧体３２、受圧体３３に当接させる。前記第２パンチ１３は薄肉の筒状とし、ワーク４０−１の加圧時に軸方向に若干の弾性変形を可能とする。
【００２５】
前記第３実施例によれば、ラムによってパンチユニット２０−２が下動されると、まず、第１パンチ２１がワーク４０−１をダイ３−２に規定量押し込むと共に、ダイパンチ２２がダイ３−２をダイホルダー４に圧入して該ダイ３−２を小径に弾性変形させる。ダイ３−２が受けリング７に衝突、つまり、ダイ３−２がダイホルダー４に圧入終了した後、保持板２５の中心部が上方に弾性変形しつつ、第１パンチ２１がさらに下方に移動し、同時に加圧力伝達装置３０−２によって第２パンチ１３が上方に移動され、該第１パンチ２１と第２パンチ１３とでワーク４０−１を軸方向に圧縮し、該ワーク４０−１を塑性加工可能応力まで圧縮する。これにより、ダイ３−２の歯が前記ギヤ４０−１の歯に転写されて仕上げギヤ４０−２が形成されることになる。
【００２６】
この場合、前記第１パンチ２１及び第２パンチ１３は薄肉の筒状となっているので、ワーク４０−１の圧縮時に軸方向に若干弾性変形することになり、ワーク４０−１の重量（寸法）に変動があっても、成形時におけるワーク４０−１の内圧は略均一となり、歯形の安定した仕上げギヤ４０−２を得ることができる。なお、本第３実施例では、ダイパンチ２２に形成した雄ガイド２２ａと、これがテーパー嵌合する締金５−２側の雌ガイド５ａとのテーパー角度は、ダイ３−２とダイホルダ４との嵌合部のテーパー角度と略等しく（約５度）なるようにしている。その他は前述した仕上げ成形用の鍛造装置１−１と略同構造となっている。
【００２７】
図９、図１０は仕上げ成形用の鍛造装置の第３例（本発明の第４実施例）を示す。図９、図１０において、１−３は内周と外周とに粗歯が形成されたリングギヤ（ワーク）を仕上成形する鍛造装置であり、ベース側に取り付けたダイユニット２−３、ラムによって上下動されるパンチユニット２０−３、及び加圧力伝達装置３０−３を主要部として構成される。
【００２８】
前記ダイユニット２−３は以下の如くなっている。即ち、心金１２の外周に内ダイ３−３ａを嵌合させるとともに、該内ダイ３−３ａの上端部と心金１２の上端部とを下方が大径となる約５度のテーパー面を介してテーパー嵌合させ、内ダイ３−３ａの外周に内歯成形歯３ｂを形成する。前記内ダイ３−３ａの外周に外ダイ３−３ｂを所定の間隙を保持して同心に嵌合させるとともに、該外ダイ３−３ｂの外周をダイホルダ４に、下方に向かって縮小する約５度のテーパー面を介してテーパー嵌合させ、外ダイ３−３ｂの内周に外歯成形歯３ｃを形成する。
【００２９】
前記ダイホルダ４の外周に締金５−３を圧入し、該締金５−３の上端部をダイホルダ４から上方に突出させるとともに、該突出部の内周を上方に向かって拡開するテーパー面にしてこの部を雌ガイド５ａとする。前記ダイホルダ４及び締金５−３は保持体１０を介してベース側に支持され、該保持体１０の軸心部に前記芯金１２、内ダイ３−３ａ、及び外ダイ３−３ｂを配置し、内ダイ３−３ａと外ダイ３−３ｂとの間に筒状の第２パンチ１３（カウンタパンチ）を嵌合させる。該第２パンチ１３は薄肉の筒状とし、ワークの加圧時に軸方向に若干の弾性変形を可能とする。１４は第２パンチ１３を上方に移動させる押し出しピンであり、ワークを成形した後に、第２パンチ１３を介して成形品を上方に移動させ、ダイユニット２−３から離脱させるようになっている。
【００３０】
前記ダイユニット２−３の上方にラムによって上下動されるパンチユニット２０−３を設ける。該パンチユニット２０−３は、ワークを押し下げる筒状の第１パンチ２１、該第１パンチ２１の内周側に内ダイ３−３ａを押し下げる内ダイパンチ２２−３ａ、第１パンチ２１の外周側に外ダイ３−３ｂを押し下げる外ダイパンチ２２−３ｂを同軸に有する。前記第１パンチ２１は、薄肉にした筒状の下段パンチ２１−１、及び上段パンチ２１−２を直列に配列し、ワーク４０−１の加圧時に軸方向に若干の弾性変形を可能とし、後述するダイパンチ２２よりも所定量下方に突出させる。
【００３１】
前記第１パンチ２１はラムに固定された加圧板２１ｂによって下方に加圧され、前記内ダイパンチ２２−３ａは加圧板２１ｂの下部にて円周方向に配置した３個の加圧ピン２９によって下方に加圧され、前記外ダイパンチ２２−３ｂは加圧板２１ｂに固定された取付板２４−３、該取付板２４−３に固定された保持板２５を介して下方に加圧される。この場合、前記加圧ピン２９は小径にして内ダイ３−３ａを芯金１２に規定量押し込んだ後は軸方向に弾性変形し、また、保持板２５は外周部を保持ピン２６を介して前記取付板２４−３に固定し、該保持板２５の中心部に前記外ダイパンチ２２−３ｂを固定することにより、外ダイパンチ２２−３ｂが外ダイ３−３ｂをダイホルダー３−３ｂに規定量押し込んだ後は前記保持板２５が上方に弾性変形するようになっている。
【００３２】
図１０において、２９ａは前記加圧ピン２９を保持する保持リング、２２ａは外ダイパンチ２２−３ｂの下端部に形成した雄ガイドであり、前記締金５−３の雌ガイド５ａとテーパー嵌合する。本第４実施例においては、前記雌ガイド５ａと雄ガイド２２ａとの嵌合部のテーパー角度は、前述した内ダイ３−３ａと心金１２、及び外ダイ３−３ｂとダイホルダ４との嵌合部のテーパー角度と略等しく（約５度）している。
【００３３】
加圧力伝達装置３０−３は以下の如くなっている。即ち、ピン状の加圧体３１を第１パンチ２１と平行に配置し、その上端部を保持ピン２６を介して取付板２４−３及び該取付板２４−３の下部に配置した保持板２５に固定する。また、ベース側の保持体１０内に、押圧体３２、受圧体３３、及び中継体３４を嵌合させる。押圧体３２は第２パンチ１３の直下にて上下動可能に嵌合させ、受圧体３３は前記加圧体３１の下方にて上下動可能に嵌合させ、中継体３４は水平方向に移動可能に嵌合させるとともに、その両端を斜面カム３５ａ、３５ｂを介して前記押圧体３２、受圧体３３に当接させる。
【００３４】
前記第４実施例によれば、ラムによってパンチユニット２０−３が下動されると、まず、第１パンチ２１がワーク（符号省略）を内ダイ３−３ａ、外ダイ３−３ｂ間に規定量押し込むと共に、内ダイパンチ２２−３ａが内ダイ３−３ａを、同時に外ダイパンチ２２−３ｂが外ダイ３−３ｂを、それぞれ芯金１２及びダイホルダー４に対して下方に相対移動（圧入）させ、内ダイ３−３ａを大径に、外ダイ３−３ｂを小径にそれぞれ弾性変形させる。前記内ダイ３−３ａ、外ダイ３−３ｂの圧入が終了した後、加圧ピン２９が軸方向に弾性変形し、また、保持板２５の中心部が上方に弾性変形して第１パンチ２１がさらに下方に移動し、同時に加圧力伝達装置３０−３によって第２パンチ１３が上方に移動され、該第１パンチ２１と第２パンチ１３とでワークを軸方向に圧縮し、該ワークを塑性加工可能応力まで圧縮する。これにより、ダイ３−２の歯が前記ギヤの歯に転写されて仕上げギヤ４０−３が形成されることになる。
【００３５】
この場合、前記第１パンチ２１及び第２パンチ１３は薄肉の筒状となっているので、ワークの圧縮時に軸方向に若干弾性変形することになり、ワークの重量（寸法）に変動があっても、成形時におけるワークの内圧は略均一となり、歯形の安定した仕上げギヤ４０−３を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施例を示す部分断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】図２のパンチガイド部の拡大断面図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す部分断面図である。
【図５】図４の要部拡大断面図である。
【図６】図５のパンチガイド部の拡大断面図である。
【図７】本発明の第３実施例を示す部分断面図である。
【図８】図７の要部拡大断面図である。
【図９】本発明の第４実施例を示す部分断面図である。
【図１０】図９の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      歯形成形用鍛造装置
１−１（１−２，１−３）      仕上げ成形用鍛造装置
２（２−１，２−２，２−３）  ダイユニット
３（３−１，３−２）          ダイ
３−３ａ    内ダイ
３−３ｂ    外ダイ
３ａ    成形歯
３ｂ    内歯成形歯
３ｃ    外歯成形歯
４      ダイホルダー
５      締金
５ａ    雌ガイド
６      止めリング
６ａ    雌ガイド
７      受けリング
８      ナット
９      保持ばね
１０      保持体
１２      芯金
１３      第２パンチ（カウンターパンチ）
１５      圧力伝達装置
２０（２０−１，２０−２，２０−３）    パンチユニット
２１      第１パンチ
２１ａ    ホルダー
２１ｂ    加圧板
２２      ダイパンチ
２２−３ａ  内ダイパンチ
２２−３ｂ  外ダイパンチ
２２ａ    雄ガイド
２３      ダイパンチホルダー
２４（２４−３）      取り付け板
２５      保持板
２６      保持ピン
２８      ダンパー
２８ａ    プレート
２８ｂ    弾性体
２９      加圧ピン
２９ａ    保持リング
３０（３０−１，３０−２，３０−３）      加圧力伝達装置
３１      加圧体
３２      押圧体
３３      受圧体
３４      中継体
３５ａ，３５ｂ    斜面カム
４０      ワーク
４０−１  ギヤ
４０−２（４０−３）  仕上げギヤ（製品）