(57)【要約】      （修正有）【課題】斜歯歯車を精度良く且つ高い生産性を以て歯車素材から加工する連続プレス成形方法とその装置の提供する。【解決手段】軸中心に回転可能なパンチ10と、該パンチ10と対応した位置に歯車素材2を受ける素材受け部15を設け、その素材受け部15の下部に連通した斜歯形成部32を有したダイス12とからなるプレス型を用意し、パンチ10が加圧動作する際に当該パンチ10が回転することで、歯車素材2が前記斜歯形成部32に沿って螺旋状に回転して外周面に斜歯を形成させて、パンチ10とは反対側に通過した歯車素材2を取り出すことを特徴とする。【選択図】図１
2011235321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の歯車素材から斜歯歯車を形成する斜歯歯車の連続プレス成形方法であって、
前記歯車素材を所要の加工荷重で加圧すると共に軸中心に回転可能なパンチと、前記パンチと対応した位置に前記歯車素材を受ける素材受け部を設け、該素材受け部の下部に連通した斜歯形成部を有したダイスとからなるプレス型を用意し、
前記斜歯形成部には螺旋状の歯切り部が当該斜歯形成部の中空部内壁に形成され、前記パンチが加圧動作する際に、当該パンチが回転することで、前記歯車素材が前記素材受け部から前記歯切り部に沿って螺旋状に回転して外周面に斜歯を形成させ、前記ダイスの前記斜歯形成部を前記パンチとは反対側に通過した前記歯車素材を取り出すことを特徴とする斜歯歯車の連続プレス成形方法。
【請求項２】
前記歯車素材を前記素材受け部に順次配すると共に、
前記パンチの加圧により周面に斜歯を形成しながら前記斜歯形成部を通過する前記歯車素材を前記ダイスの前記斜歯形成部の中空部に挿入される支持ピンで一時支持させ、
次の前記歯車素材の押し出しにより前記支持ピンに支持されていた前記歯車素材を該支持ピンから取り外すことを特徴とする請求項１記載の斜歯歯車の連続プレス成形方法。
【請求項３】
前記支持ピンは、テーパーを有して前記パンチ側に設けられる先頭部と、斜歯歯車の通孔の設計寸法よりも径大とされる中太部と、前記設計寸法よりも径小とされる基端部とからなることを特徴とする請求項２記載の斜歯歯車の連続プレス成形方法。
【請求項４】
前記支持ピンは窒化処理されてなることを特徴とする請求項２記載の斜歯歯車の連続プレス成形方法。
【請求項５】
前記斜歯形成部には螺旋状の歯切り部は、歯山の中心に対して左右非対称とされることを特徴とする請求項１記載の斜歯歯車の連続プレス成形方法。
【請求項６】
前記斜歯形成部には螺旋状の歯切り部の前記歯車素材の導入口にはテーパー部が形成されることを特徴とする請求項１記載の斜歯歯車の連続プレス成形方法。
【請求項７】
前記パンチはスラストベアリングに固定されていることを特徴とする請求項１記載の斜歯歯車の連続プレス成形方法。
【請求項８】
前記歯車素材は冷間処理されることを特徴とする請求項１記載の斜歯歯車の連続プレス成形方法。
【請求項９】
前記斜歯歯車は遊星歯車機構の遊星歯車であることを特徴とする請求項１記載の斜歯歯車の連続プレス成形方法。
【請求項１０】
円筒形状の歯車素材から斜歯歯車を形成する斜歯歯車の連続プレス成形装置であって、
前記歯車素材を所要の加工荷重で加圧すると共に軸中心に回転可能なパンチと、前記パンチと対応した位置に前記歯車素材を受ける素材受け部を設け、該素材受け部の下部に連通した斜歯形成部を有したダイスとからなるプレス型を設け、
前記斜歯形成部には螺旋状の歯切り部が当該斜歯形成部の中空部内壁に形成され、
前記パンチが加圧動作する際に、当該パンチが回転することで、前記歯車素材が前記素材受け部から前記歯切り部に沿って螺旋状に回転して外周面に斜歯を形成させ、前記ダイスの前記斜歯形成部を前記パンチとは反対側に通過した前記歯車素材を取り出すことを特徴とする斜歯歯車の連続プレス成形装置。
【請求項１１】
前記歯車素材を前記素材受け部に順次配すると共に、
前記パンチの加圧により周面に斜歯を形成しながら前記斜歯形成部を通過する前記歯車素材を前記ダイスの前記斜歯形成部の中空部に挿入される支持ピンで一時支持させ、
次の前記歯車素材の押し出しにより前記支持ピンに支持されていた前記歯車素材を該支持ピンから取り外すことを特徴とする請求項１０記載の斜歯歯車の連続プレス成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は斜歯歯車の連続プレス成形方法及び連続プレス成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、はす歯歯車を製作する場合、一般的な製造方法としては、丸棒鋼より素材を切断した後に切削加工又は熱間、温間、冷間鍛造によってギヤ素材を作製し、 該ギヤ素材をホブ盤により歯切加工を行い、仕上げにシェービングホブ盤による仕上げ加工を行う。更に精度を必要とする場合は、熱処理後に研磨加工を行っている。また、回転騒音を抑える場合には別途クラウニング加工を行っている。しかしながら、前記ホブ盤による歯切加工は、非常に加工時間を要するという問題点がある。前記問題点を解決する方法として、プレス加工によってはす歯歯車を製作することが可能であれば非常に有効であり、平歯車の場合には、精度良く単一工程で製造する方法も知られている（たとえば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
また、ギヤ素材をパンチ及びカウンタで挟んで螺旋運動させることで、プレス加工によって斜歯歯車を形成する生産方法及び生産設備も知られている（たとえば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２５３１号公報
【特許文献２】特開昭６３−２５３２号公報
【特許文献３】特開平６−３１２２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の特許文献１、２の方法では、斜歯歯車の歯すじが螺旋状になるが、パンチと雌ダイスによって生ずるせん断力の作用する方向は上下方向のみであり、斜歯歯車の歯すじ方向とは一致しないことから、そのままでは実施することが困難であった。また、特許文献３の技術では、ギヤ素材をパンチ及びカウンタで挟んで螺旋運動させることで、プレス加工によって斜歯歯車を形成することが可能であるが、ギヤ素材が雌ダイス内を上下に回転しながら移動するため、雌ダイスを戻る際に加工精度を出し難いという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上述の技術的な課題を解決するために考えられたものであり、斜歯歯車を精度良く且つ高い生産性を以て歯車素材から加工する連続プレス成形方法とその装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の技術的な課題を解決するため、本発明の斜歯歯車の連続プレス成形方法は、円筒形状の歯車素材から斜歯歯車を形成する斜歯歯車の連続プレス成形方法であって、前記歯車素材を所要の加工荷重で加圧すると共に軸中心に回転可能なパンチと、前記パンチと対応した位置に前記歯車素材を受ける素材受け部を設け、該素材受け部の下部に連通した斜歯形成部を有したダイスとからなるプレス型を用意し、前記斜歯形成部には螺旋状の歯切り部が当該斜歯形成部の中空部内壁に形成され、前記パンチが加圧動作する際に、当該パンチが回転することで、前記歯車素材が前記素材受け部から前記歯切り部に沿って螺旋状に回転して外周面に斜歯を形成させ、前記ダイスの前記斜歯形成部を前記パンチとは反対側に通過した前記歯車素材を取り出すことを特徴とする。
【０００８】
本発明の斜歯歯車の連続プレス成形方法の一実施形態においては、前記歯車素材を前記素材受け部に順次配すると共に、前記パンチの加圧により周面に斜歯を形成しながら前記斜歯形成部を通過する前記歯車素材を前記ダイスの前記斜歯形成部の中空部に挿入される支持ピンで一時支持させ、次の前記歯車素材の押し出しにより前記支持ピンに支持されていた前記歯車素材を該支持ピンから取り外すことが可能である。また、前記支持ピンは、テーパーを有して前記パンチ側に設けられる先頭部と、斜歯歯車の通孔の設計寸法よりも径大とされる中太部と、前記設計寸法よりも半径小とされる基端部とからなる構造を有していても良い。
【０００９】
本発明の斜歯歯車の連続プレス成形装置は、円筒形状の歯車素材から斜歯歯車を形成する斜歯歯車の連続プレス成形装置であって、前記歯車素材を所要の加工荷重で加圧すると共に軸中心に回転可能なパンチと、前記パンチと対応した位置に前記歯車素材を受ける素材受け部を設け、該素材受け部の下部に連通した斜歯形成部を有したダイスとからなるプレス型を設け、前記斜歯形成部には螺旋状の歯切り部が当該斜歯形成部の中空部内壁に形成され、前記パンチが加圧動作する際に、当該パンチが回転することで、前記歯車素材が前記素材受け部から前記歯切り部に沿って螺旋状に回転して外周面に斜歯を形成させ、前記ダイスの前記斜歯形成部を前記パンチとは反対側に通過した前記歯車素材を取り出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の斜歯歯車の連続プレス成形方法においては、前記素材受け部の下部に連通した斜歯形成部を有したダイスとからなるプレス型が用いられ、ダイスの素材受け部にセットされた円筒状の歯車素材に対して軸中心に回転可能なパンチで所要の加工荷重で加圧すると、前記斜歯形成部には螺旋状の歯切り部が当該斜歯形成部の中空部内壁に形成されていることから、回転させられながらダイスの下方に押し込まれていくために円筒状の歯車素材の外周面には斜歯が形成される。この歯車素材は、ダイスのパンチとは反対側に通過させて取り出されるため、該歯車素材をダイスのパンチ側に抜き取る必要はなく、パンチ自体を逆回転させる必要はない。従って、斜歯歯車を精度良く且つ高い生産性を以て歯車素材から加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる斜歯歯車の連続プレス成形装置の模式要部断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる斜歯歯車の連続プレス成形装置の模式要部断面図であって、型が最も開いた状態の工程を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる斜歯歯車の連続プレス成形装置の模式要部断面図であって、次の歯車素材をセットする工程を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる斜歯歯車の連続プレス成形装置の模式要部断面図であって、ストッパーブロックが当接した状態の工程を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる斜歯歯車の連続プレス成形装置の模式要部断面図であって、ガイドプレート同士が当接したときの工程を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる斜歯歯車の連続プレス成形装置の模式要部断面図であって、パンチ部により歯車素材を雌ダイス部へ押し込んだときの状態の工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施形態の斜歯歯車の連続プレス成形方法をそのプレス成形装置と共に、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態におけるプレス成形装置の金型付近の要部断面図である。プレス成形装置１自体は、電動モータによる回転運動を機械的機構によりスライドの直線運動に変換して動作する機械プレス装置を用いることが可能であるが、油圧式などの精密加工用のプレス機などを用いても良い。プレス成形装置１の荷重能力としては、製造する斜歯歯車の寸法や材質、同時に形成する個数に応じて選ぶことができ、種々の荷重能力をもつ小型から大型までの汎用のプレス成形装置を用いることができる。本実施形態のプレス成形装置１では、後述するように歯車素材がダイスを通過するようにすることで斜歯歯車を成形するため、高い生産性を維持することができる。
【００１３】
本実施形態のプレス成形装置１は、冷間鍛造プレス加工により、円筒形の歯車素材の外周面に歯を形成する装置である。図１に示すように、プレス成形装置１の下方には下型基台部１８が固定されており、この下型基台部１８に対して上側には、雌ダイス部１２とパンチ部１０が設けられており、これら雌ダイス部１２とパンチ部１０が当該プレス成形装置１のシリンダー５６の上下動作に応じて上下動作して連続的に斜歯歯車をプレス加工する。
【００１４】
上型側の構成については、当該プレス成形装置１のシリンダー５６のフランジ状の下端部５８には、例えば平面形状が矩形状とされる上型基台部５４が取り付けられて固定されており、上型基台部５４の下側中央付近には、パンチ保持部５５が形成され、該パンチ保持部５５の外側の上型基台部５４の各角部側には、雌ダイス部１２や当該上型基台部５４を水平に支持しながら案内をするための4本の案内柱５２が垂直方向に延長されて設けられている。パンチ保持部５５の下面には、略円盤状のスラスト軸受部４２が略円筒状のパンチ部１０との間に介在され、さらにパンチ部１０とスラスト軸受部４２が同軸になるように配設されている。スラスト軸受部４２を介してパンチ部１０をパンチ保持部５５に連結させることで、パンチ部１０の上下動作がある場合でも、スラスト方向では十分に圧力を伝えることができ、且つ軸周りの方向では自由回転できるようにパンチ部１０を保持することができる。
【００１５】
略円盤状のスラスト軸受部４２は、円盤状の形状を有しパンチ保持部５５の下面に連結される上板部４３と、パンチ部１０に連結される下板部４４と、これら上板部４３と下板部４４の間に挟まれて、図示しない軌道板部と模式的に示した複数の転動体４６を配設している。転動体４６としては、ボールなどを用いることもできるが、コロなどの転動体を用いても良い。複数の転動体４６が上板部４３と下板部４４の間に挟持されるため、作業における加工荷重の範囲ではパンチ部１０への荷重に拘わらずパンチ部１０は軸中心に自由回転する。従って、歯車素材２が回転する場合には、パンチ部１０も従動して回転することができ、同時にパンチ部１０は歯車素材２を十分に押圧することができる。
【００１６】
略円筒状のパンチ部１０は、そのフランジ部１１でスラスト軸受部４２の下板部４４に同軸に固定され、先端部には凹部４１が形成されている。従って、略円筒状のパンチ部１０の先端面４７はリング状であって、その先端面４７で歯車素材２の上面を押し、凹部４１には、後述するように、支持ピン２０の頭部が所要の遊びを以て挿入される。略円筒状のパンチ部１０の先端部では、ガイドプレート４０が図示しない案内柱５０の外周に巻回される離反バネ４８により下向きに付勢され、該ガイドプレート４０の中央部形成された透孔３９を介して該パンチ部１０の先端部をガイドプレート４０の下面から出没させる。パンチ部１０の先端部は、ガイドプレート４０の透孔３９には連結しておらず、該透孔３９の周面に沿って案内され、プレス成形装置１のシリンダー５６の下方への動作に従って正確に雌ダイス部12側に突き出される。パンチ部１０全体を下方に移動させていった場合には、先にガイドプレート４０が雌ダイス部１２上面に連結されているガイドプレート１４に当接し、次いでパンチ部１０の先端部が、ガイドプレート１４の該パンチ部１０と対応した位置に設けられた歯車素材２を受ける孔である素材受け部１５に挿入される。素材受け部１５は、製造する斜歯歯車の径よりもやや大きな径を有しており、素材受け部１５への挿入を容易とするため、例えば０．５ｍｍから２ｍｍ程度は斜歯歯車の径よりも大きな径とすることができる。
【００１７】
一方、下型側の構成としては、下型基台部１８の上に雌ダイス部１２が配設される構造を有しており、特に雌ダイス部１２の中央部に歯切り用の斜歯形成部３２が形成される。雌ダイス部１２はその上面側を覆うようなガイドプレート１４に連結され、これら雌ダイス部１２とガイドプレート１４を四隅で貫通するように設けられた案内孔６０が設けられている。これら案内孔６０には、垂直方向に延長されて設けられた案内柱５２の下端部が嵌入されており、雌ダイス部１２と上型基台部５４の距離を近づける場合には、案内孔６０から上で露出する案内柱５２の高さが変わり、上型基台部５４と雌ダイス部１２を並行に保ちながら接近させることができる。なお、案内柱５２を嵌入させる案内孔を上型側に形成するような構造も可能である。
【００１８】
斜歯形成部３２は、素材受け部１５の下部に連通しており、螺旋状に延在される歯切り部が当該斜歯形成部３２の中空部内壁に形成されていることから、円筒状の歯車素材２が雌ダイス部１２を通過することで、歯車素材２の外周部分の肉を塑性流動させて、所要の斜歯歯車を形成することができる。ガイドプレート１４に形成された素材受け部１５の下部に連通する斜歯形成部３２は、歯車素材２を当該斜歯形成部３２の中空部内でセンタリングするためのテーパー部３６と、実際に歯車素材２の外周に歯車の歯を切って行く部分である塑性加工部３３と、逆テーパー状とされ塑性加工部３３で歯が形成された歯車素材２を取り出すための逃がし部３４とからなる。テーパー部３６は、垂直な壁面に対して例えば５度〜４５度程度、好ましくは７度〜３０度、より好ましくは１０〜２５度程度の角度を有した斜面であり、素材受け部１５に落とし込まれてセットされた歯車素材２の下端外周部に当接して該歯車素材２を受けることができ、パンチ部１０が下方に移動してきた際には歯車素材２のセンタリングを行う。
【００１９】
歯車素材２の外周に歯車の歯を切って行く部分である塑性加工部３３は、螺旋状に溝を切った中空部の内壁からなる領域であり、歯車素材２の外周部分の肉がパンチ部１０の下降に伴って螺旋状の溝に沿って塑性流動して、当該塑性加工部３３を通過する歯車素材２の外周部に螺旋状の歯を形成させる。塑性加工部３３は、上から下まで同じ圧力で歯車素材２の外周を塑性変形させるように押し込むのではなく、塑性加工部３３の歯の当たり具合がガイドプレート１４側では弱く、下部に行くに下がって塑性加工部３３の歯の当たりが強くなるように構成されている。言い換えれば、塑性加工部３３の出口近傍の形状が最終製品の寸法に合わせた歯形状を有しており、その手前の段階では上に向かって径が徐々に大きくなるように構成されている。また、螺旋状の斜歯歯車の場合、一般的に、歯車素材の外周部の肉を、本実施形態のように螺子を切った型孔にあてがって加工する場合、歯型のインボリュート形状などにおいて肉の当たりの強弱に起因して陽型と陰型の圧力差が発生し、その点を配慮した型設計を行わない場合には、両斜面に差異が生じて精度の低い製品しかできないことになる。そこで、本実施形態の連続プレス成形装置１においては、陽型と陰型の圧力差を克服した型とするため、たとえば面取り分で記載すると陽型側で１５〜４５％程度、好ましくは２０〜４０％程度、より好ましくは２５〜３５％程度の面取り分とし、これに対して陰型側では５５〜８５％程度、好ましくは６０〜８０％程度、より好ましくは６５〜７５％程度の面取り分とすることしながら、塑性加工部３３の形状を構成している。このように塑性加工部３３の歯切り形状を歯山の中心に対して左右非対称とし、さらに陽型よりも陰型の方が面取り分が大きくなるように型を形成することで、精度の高い設計形状を反映した斜歯歯車を製造できる。塑性加工部３３の形状を加工するためには、所定の放電加工により、金型を加工して得ることができる。
【００２０】
歯切り用の斜歯形成部３２が形成された雌ダイス部１２の底部には、ストッパーブロック１６が設けられる。このストッパーブロック１６は、シリンダー５６を上死点から下げて行った場合に、下型基台部１８と雌ダイス部１２の間に配された離反バネ６２が押し込まれ、ストッパーブロック１６の下端部が下型基台部１８の上面に当接して、ストッパーブロック１６の高さ分の距離を以降の行程では保つようになる。このため、雌ダイス部１２はこれ以上下がらないことになり、シリンダー５６の更なる降下によってパンチ部１０がガイドプレート１４の素材受け部１５内に位置する歯車素材２を押し込む。ストッパーブロック１６の下端部が下型基台部１８の上面に当接した際には、下型基台部１８の中央部に配設された支持ピン２０用の支持台１７の凹部１９に支持ピン２０の下端部が支持されて、該支持ピン２０が支持台１７の凹部１９から直立するように保持されることになる。
【００２１】
支持ピン２０は、実際、型のどこにも連結されていない部材であり、型を閉めてストッパーブロック１６の下端部が下型基台部１８の上面に当接した際には、該支持ピン２０が支持台１７の凹部１９から直立するように保持され、逆に型を開けてストッパーブロック１６の下端部が下型基台部１８から離れた際には、１つの加工済みの歯車素材２を支持ピン２０と雌ダイス部１２の斜歯形成部３２の特に塑性加工部３３で挟んで、その結果支持ピン２０自体が雌ダイス部１２と共に上下動することになる。支持ピン２０は、上から順に３種の径を有した例えば魚釣りの浮きの如き形状を有しており、テーパーを有してパンチ部１０側に設けられる先頭部２３と、斜歯歯車の通孔の設計寸法よりも径大とされる中太部２１と、斜歯歯車の通孔の設計寸法よりも半径小とされる基端部２２とからなる。
【００２２】
支持ピン２０の先頭部２３は、ガイドプレート１４の素材受け部１５内に位置し塑性加工部３３での加工以前に歯車素材２に挿入される部分であり、歯車素材２の貫通孔に挿入されるように、テーパーを有し且つ全体的に貫通孔の径よりも小さな径を有している。この先頭部２３の下部側には、該先頭部２３よりも径大とされ、例えば斜歯歯車の通孔の設計寸法よりも０．１〜０．５ｍｍ程度径大とされる中太部２１が設けられる。支持ピン２０の中太部２１は、雌ダイス部１２を塑性加工されながら通過する歯車素材２を内側から外周側に押すための部材であり、支持ピン２０の中太部２１の外側を、貫通孔を介して歯車素材２が回り込んで通過するように制御することで、より確実に歯車素材２の外周部を雌ダイス部１２の斜歯形成部３２の塑性加工部３３に押し当てて、精度の高い塑性加工が行われる。支持ピン２０の基端部２２は、斜歯歯車の通孔の設計寸法よりも半径小とされ、シリンダー５６が最も下がった下死点にある場合には、該基端部２２の底部が支持台１７の凹部１９に支持され、その位置から型全体が上昇した場合には、雌ダイス部１２と下型基台部１８の間のスペースを利用しながら、斜歯歯車の通孔よりも径小な基端部２２から歯車素材２を容易に抜き取ることができる。
【００２３】
支持ピン２０は、歯車素材２をその内側から雌ダイス部１２の中空部に押し当てるように作用することから、耐摩耗性を向上させるために、所要の表面窒化処理を施すことが望ましい。このような表面窒化処理の一例としては、例えば、化学蒸着法や物理的蒸着法、その他の薄膜形成方法により厚み５〜１５μｍ程度のTiC, TiCN, TiNなどの薄膜を形成することが望ましい。
【００２４】
次に、本実施形態の斜歯歯車の連続プレス成形装置及びその成形方法をその工程順に従って図２乃至図６を参照しながら説明する。図２に示すように、型が最も開いた状態においては、離反ばね６２が下型基台部１８と雌ダイス部１２の間の間隔を開けるように付勢して、ストッパーブロック１６の底部にも十分な空間が維持される。従って、支持ピン２０に支持されていた歯車素材２ａは、次の歯車素材２ｂの押圧によって支持ピン２０及び雌ダイス部１２から外れ、支持ピン２０の下部に押し出されて支持台１７上に自由落下する。作業者は、その支持台１７上の斜歯が形成された歯車素材２ａを取り除き、或いは滑り台の如き排出部を設けて、プレス加工が完了した製品を送り出す。この歯車素材２ａが支持ピン２０から外れたときには、既に次の歯車素材２ｂが斜歯形成部３２の塑性加工部３３を通過して歯切りが行われた形となり、歯車素材２ｂの外周部に雌ダイス部１２の内壁部が当接し、歯車素材２ｂの貫通孔の内周面に支持ピン２０の中太部２１が当接して、これら雌ダイス部１２の内壁部と支持ピン２０の中太部２１とが挟み込むようにして、歯車素材２ｂが雌ダイス部１２の中空部に保持される。なお、本実施形態では、１つの雌ダイス部１２の内部での塑性加工が行われると、１つ先に加工された歯車素材がプレス動作に応じて取り外されるようにしているが、雌ダイス部１２の内壁部に１つ以上の加工された歯車素材２を保持しながら、順次送り出すようにすることも可能である。
【００２５】
斜歯が外周に形成された歯車素材２ａを取り除いた後、図３に示すように、次のブランクの歯車素材２ｃを雌ダイス部１２の上面に連結されたガイドプレート１４の素材受け部１５内に挿入する。素材受け部１５の径は、円筒形状の歯車素材２ｃよりもやや径大とされ、ガイドプレート１４の中央部に開口した素材受け部１５に落とし込むようにして、次のブランクの歯車素材２ｃを素材受け部１５にセットすることができる。この時、素材受け部１５の内部では、支持ピン２０の先頭部２３はテーパーを有し且つ全体的に貫通孔の径よりも小さな径を有していることから、先頭部２３が挿入された円筒形状の歯車素材２ｃの貫通孔に差し込まれるようになり、自然な歯車素材２ｃのセンタリングが行われる。ブランクの歯車素材２ｃは、円筒形であり、軸方向に所要の径の貫通穴を有している。
【００２６】
ブランクの歯車素材２ｃを素材受け部１５にセットした後、当該プレス成形装置１のシリンダー５６が降下して、図４に示すように、下型基台部１８と雌ダイス部１２の間の間隔を維持していた離反ばね６２が収縮し、雌ダイス部１２の底部側に配設され該雌ダイス部１２と共に降下するストッパーブロック１６の底部が、下型基台部１８の上面に当接する。このとき支持ピン２０の底部は、支持台１７の凹部１９に差し込まれて直立するように保持される。
【００２７】
次に、ストッパーブロック１６の底部が下型基台部１８の上面に当接したところで、雌ダイス部１２の中空部内での支持ピン２０の位置が決められ、その状態から当該プレス成形装置１のシリンダー５６の下降動作に応じてパンチ部１０が図５のように雌ダイス部１２側に押し込まれる。上型側ではパンチ部１０の周囲のガイドプレート４０が下型側のガイドプレート１４に面同士で接触し、次いで、パンチ部１０の先端面４７が歯車素材２ｃの上面に当接する。
【００２８】
プレス成形装置１のシリンダー５６がさらに下降すると、離反バネ４８の弾性力に反してパンチ部１０が素材受け部１５内で降下する。この時、塑性加工部３３は螺旋状に溝を切った中空部の内壁からなり、歯車素材２ｃの外周部分の肉がパンチ部１０の下降に伴って螺旋状の溝に沿って塑性流動して、歯車素材２ｃが回転しながら当該塑性加工部３３を通過して、歯車素材２ｃの外周部に螺旋状の歯を形成させる。塑性加工部３３の歯の当たり具合が、その徐々に狭まるような径形状から、ガイドプレート１４側では弱く、下部に行くに下がって塑性加工部３３の歯の当たりが強くなるように構成され、その結果、プレス成形装置１のシリンダー圧が比較的に小さくても塑性流動による歯切り加工が実現される。パンチ部１０自体はスラスト方向に圧力を伝えることができるが、スラスト軸受部４２によってパンチ部１０は回転自由であり、歯車素材２の外周部分の肉が螺旋状に塑性加工される際にもパンチ部１０を歯車素材２に押しつけながら該パンチ部１０を回転させることができる。
【００２９】
この歯車素材２ｃの外周部分に螺旋状の溝を形成する際に、支持ピン２０の中太部２１が歯車素材２ｃの貫通孔の周面に当接して、塑性加工されながら通過する歯車素材２ｃを内側から外周側に押すことができる。先に説明したように、雌ダイス部１２の斜歯形成部３２の塑性加工部３３の歯の当たり具合が下部に行くに下がって強くなるように構成され、塑性加工部３３の出口近傍の形状が最終製品の寸法に合わせた歯形状を有し、その塑性加工部３３の出口近傍で、支持ピン２０の中太部２１が歯車素材２ｃの貫通孔の周面に当接することから、高い精度での塑性加工が実現される。
【００３０】
図６に示すように、パンチ部１０を最下点まで押し込んだときには、外周に螺旋状の溝が形成された歯車素材２ｃが、図５における先の歯車素材２ｂの位置に移動し、その位置に存在していた歯車素材２ｂは、雌ダイス部１２の逆テーパー状とされた逃がし部３４と、
支持ピン２０の斜歯歯車の通孔よりも径小な基端部２２の間から、下方に落下して、歯が形成された歯車素材２ｂが型開き（図２参照。）状態で取り出し可能となる。以上に如きサイクルで、連続的に斜歯歯車２a、２ｂ、...が形成され、高い生産性で精度の優れた斜歯歯車を製造することができる。
【００３１】
このような製造方法で製造される斜歯歯車は、たとえば自動車などの車両の自動変速機やその他の遊星歯車機構のプラネタリギアとして使用される斜歯歯車として実用することができ、これらの部品は量産することによるスケールメリットがあることから、部品についてのコストを極めて顕著に低減することができる。本発明の実施形態では、冷間鍛造プレスを主体に説明したが、温間鍛造プレス加工や熱間鍛造プレス加工などの他の塑性加工にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  プレス成形装置
２、２ａ、２ｂ、２ｃ  歯車素材
１０  パンチ部
１２  雌ダイス部
１４  ガイドプレート
１５  素材受け部
１６  ストッパーブロック
１７  支持台
１８  下型基台部
１９  凹部
２０  支持ピン
２１  中太部
２２  基端部
２３  先頭部
３２  斜歯形成部
３３  塑性加工部
３４  逃がし部
３６  テーパー部
３９  透孔
４０  ガイドプレート
４１  凹部
４２  スラスト軸受部
４３  上板部
４４  下板部
４６  転動体
４７  先端面
４８  離反バネ
５０、５２  案内柱
５４  上型基台部
５５  パンチ保持部
５６  シリンダー
５８  下端部
６０  案内孔
６２  離反バネ
【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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