(57)【要約】【課題】軸付き歯車を製造する際の製造時間を短縮し、コストの低減をはかる。【解決手段】動力ユニットに、歯車の嵌め込み箇所を含めた複数の嵌め込み箇所で嵌め込まれる形状を有する軸付き歯車を製造する製造方法であって、複数の嵌め込み箇所の嵌め込み構造に対応する型構造を有する転造用型を用い、前記複数の嵌め込み箇所における嵌め込み構造を転造する転造工程を含む。これにより、歯車部分の嵌め込み箇所を含めた複数の嵌め込み構造を有する素材について、これらの位置間隔を一定の状態にして、まとめて転造することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
他のユニットに対し、歯車の嵌め込み箇所を含めた複数の嵌め込み箇所において嵌め込まれる形状を有する軸付き歯車を製造する製造方法であって、
前記複数の嵌め込み箇所の嵌め込み構造に対応する型構造を有する転造用型を用い、前記複数の嵌め込み箇所における嵌め込み構造を転造する転造工程を含む
軸付き歯車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸付き歯車の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
円柱素材に対して、歯形を有する金型を押し付けることで歯車を創生する転造形成の技術がある。従来、このような分野の技術として、特開昭５７−０４１８４０号公報がある。この公報に、歯車部品を転造する転造工程を含む歯車部品の製造方法が開示されている。転造用の金型は、歯車部品の歯端面を挟み込んで形成するための部位を備えており、このような金型を用いて歯車部品を転造することにより、歯形や歯の端面、および歯巾の途中にある溝、歯巾を同時転造により所定の寸法に仕上げることが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５７−０４１８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来の転造では、転造対象である部品が、特許文献１に示したような歯車部品ではなく、トランスミッションなどの動力伝達ユニットに、歯車の嵌め込み箇所を含めた複数の嵌め込み箇所で嵌め込まれるような複雑な形状を有する軸付き歯車を形成する場合には、歯車の嵌め込み箇所と、それ以外の嵌め込み箇所とはそれぞれ個別に成形していた。そのため、これらの嵌め込み箇所にかかる位置間隔の精度が低下することや、製造時間が増大するという問題があった。
本発明は、軸付き歯車を製造する際の製造時間を短縮し、コストの低減をはかった軸付き歯車の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる軸付き歯車の製造方法は、動力ユニットに、歯車の嵌め込み箇所を含めた複数の嵌め込み箇所で嵌め込まれる形状を有する軸付き歯車を製造する製造方法であって、前記複数の嵌め込み箇所の嵌め込み構造に対応する型構造を有する転造用型を用い、前記複数の嵌め込み箇所の嵌め込み構造の転造を行う転造工程を備える。
これにより、歯車部分の嵌め込み箇所を含めた複数の嵌め込み構造を有する素材について、これらの位置間隔を一定の状態にして、まとめて転造することができる。
【発明の効果】
【０００６】
軸付き歯車を製造する際の製造時間を短縮し、製造コストの低減をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】転造素材をセットした転造装置を示す図である。
【図２】転造素材をセットした転造装置の上面図である。
【図３】転造素材に歯形創生型が当接するように動作させた状態の転造装置を示す図である。
【図４】転造素材の形状の一例を示した図である。
【図５】軸付き歯車を製造する手順を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、転造装置１は、一対の転造型１１と、転造機１２と、を備える。なお転造装置１には、一対の転造型１１の間に転造素材１３がセットされている。
【０００９】
図２（ａ）、図２（ｂ）は、転造装置１を上面視した図である。図２（ａ）に示すように、一対の転造型１１は、後述する転造素材１３の歯部１３ａを創生する歯形創生型１１ａと、歯形創生型１１ａを挟むように配置された第１の端面プレート１１ｂ、第２の端面プレート１１ｃを有する。なお図２に示すように、第１の端面プレート１１ｂと第２の端面プレート１１ｃは、Ｘ方向において内側に歯形創生型１１ａを挟むように配置しているものとして説明する。
【００１０】
歯形創生型１１ａは、外周に凹凸が設けられた転造ダイスであり、後述する転造機１２に配置された動力源により回転駆動する。また一対の歯形創生型１１ａは、回転駆動した状態で転造素材１３に接近するように動作し、接触して加圧することによって転造素材１３を加工する。
【００１１】
円板状の第１及び第２の端面プレート１１ｂ，１１ｃは、それぞれ歯形創生型１１ａにボルトにより締結されており、歯形創生型１１ａと一体回転を行う。
【００１２】
第１の端面プレート１１ｂは、歯形創生型１１ａに比べて転造素材１３側、すなわちＹ方向に突出している。これにより、転造型１１が転造素材１３に接近するように動作し、歯形創生型１１ａが転造素材１３の歯部１３ａに当接した際に、第１の端面プレート１１ｂは、後述する転造素材の第１の軸部１３ｂに当接する。なお、第１の端面プレート１１ｂは、第１の軸部１３ｂの加工対象部が、他部品の構成部品の基準位置に合わせた溝形状を形成した状態となるように、一部分がＹ方向に突出した突出部２１を有している。
【００１３】
第２の端面プレート１１ｃは、歯形創生型１１ａに比べて転造素材１３側、すなわちＹ方向に突出している。これにより、転造型１１が転造素材１３に接近するように動作し、歯形創生型１１ａが転造素材１３の歯部１３ａに当接した際に、第２の端面プレート１１ｃは、後述する転造素材の第２の軸部１３ｃに当接する。第２の端面プレート１１ｃは、転造素材１３側に当接する箇所に切り欠き部２２が形成されており、切り欠き部２２が転造素材１３の歯部１３ａの端面側に当接することで、歯部１３ａの端面１３ｄの加工を行うことができる。なお、第２の端面プレート１１ｃは、第２の軸部１３ｃも同時に転造してもよい。
【００１４】
転造機１２は、転造型１１を回転駆動させるとともに、転造型１１を転造素材１３に接近させるように動作させるための動力源を有する。すなわち転造機１２は、図２（ｂ）及び図３に示すように、転造型１１を転造素材１３に接近させる方向に動作させ、転造素材１３が目標の成形量を得られた状態となるまで加圧を行う。また、転造機１２は、転造素材１３を軸周りに回動させことができる。
【００１５】
転造素材１３は、加工前は略円柱状であって転造により歯が形成される歯部１３ａと、歯部１３ａの両端に設けられた第１及び第２の軸部１３ｂ，１３ｃと、を有する。軸部１３ｂ，１３ｃは、歯部１３ａをＸ方向から挟むように配置されている。例えば、歯部１３ａの外周面は歯形創生型１１ａが当接することで加工され、第１の軸部１３ｂは第１の端面プレート１１ｂが当接することで加工され、歯部１３ａの端面１３ｄと第２の軸部１３ｃは、第２の端面プレート１１ｃが当接することで加工される。
【００１６】
ここで転造素材１３は、加工することにより軸を有する歯車（軸付き歯車）となるものであって、トランスミッションなどの他のユニットに組みつけられる際に、他ユニットにおける部品に対する位置決めやベアリングの嵌め合いなど、歯車部分以外にも精度が必要とされる。また例えば図４に示すように、転造素材１３は、第１の軸部１３ｂにカウンタードリブンギヤ圧入時の位置決めに用いるための溝を設けるとともに、歯部１３ａの端面１３ｄにはテーパベアリングとの位置決めが行われるように加工される。なお、第１の軸部１３ｂに設けられる溝や、端面１３ｄの加工の深さは、利用目的によって深さや位置が異なる。
【００１７】
次に図５（ａ）を参照して、転造装置１を用いて、軸付き歯車を製造する手順について説明する。なお、図５（ｂ）は従来の工法による手順を示している。
【００１８】
最初に、転造素材１３の粗形状を鍛造する（ステップＳ１）。これにより、転造素材１３は、略円柱状の歯部１３ａの両端に軸部１３ｂ，１３ｃが設けられた状態になる。
【００１９】
次に、冷間転造を行う（ステップＳ２）。この冷間転造の工程では、歯形創生型１１ａを用いて転造素材１３の歯部１３ａを形成する転造を行うと同時に、第１の端面プレート１１ｂにより第１の軸部１３ｂの外径の加工を行い、更に、第２の端面プレート１１ｃにより歯部１３ａの端面１３ｄの加工を行う。なお同時に、第２の端面プレート１１ｃにより第２の軸部１３ｃの外径の加工を行っても良い。
【００２０】
ここで、歯部１３ａ、歯部１３ａの端面１３ｄ、軸部１３ｂ，１３ｃのそれぞれにおける目標製計量は異なるが、転造型１１の外径を調整することによって同時に成形を行うことができる。すなわち、溝形状や端面形状は歯車の品番によって異なるが、歯形創生型１１ａと端面プレート１１ｂ，１１ｃは別体であって、ボルト締めによって固定するものであるため、製品形状に合わせて端面プレート１１ｂ，１１ｃを変更することによって、様々な素材径、端面溝深さに対応することができる。
【００２１】
次に、冷間転造後の転造素材１３の熱処理を行う（ステップＳ３）。熱処理の後には、第１の軸部１３ｂ、第２の軸部１３ｃ及び端面１３ｄの研磨を行い（ステップＳ４）、その後、歯形創生型１１ａにより形成された歯部１３ａの歯車を研磨する（ステップＳ５）。なお、これらの研磨には、０．０５ｍｍ程度の高精度が要求される。
【００２２】
ここで図５（ａ）に示した本手法による工法を、図５（ｂ）に示した従来の工法と比較すると、従来では粗切削により第１の軸部１３ｂ等の加工等を行うとともに、端面１３ｄの加工を行い、その後、粗切削により歯部１３ａの歯を成形するが、本手法では、冷間転造（ステップＳ２）による１つの工程により、歯部１３ａ、軸部１３ｂ，１３ｃ、端面１３ｄをまとめて加工する。従来工法では、粗切削による製品精度が径方向で０．２〜０．５ｍｍ、軸方向で０．１ｍｍ程度と比較的粗い精度で加工を行うものであり、その後に熱処理を行う際に熱処理によって熱膨張や熱収縮が発生するため、粗切削では高精度とすることが不必要である。ここで、０．２〜０．５ｍｍ程度の精度は冷間転造でも狙うことができる精度であることから、本手法のように粗切削の工程を冷間転造に置き換えることができる。
【００２３】
このように冷間転造の工程を用いることで、大幅なコスト低減が可能となる。具体的には、冷間転造にすることによるコストメリットとして、粗切削工程の廃止、粗歯車切削工程の廃止、切削レスによる材料歩留まりの向上が上げられる。その一方、転造工程に用いる金型費、転造工程に用いる設備費によるコストアップが発生する。しかしながら、工程削減によるスペースの低減およびエネルギー低減によるコストメリットが、コストアップに比べて大きいため、従来の手法に比べて、２０％前後のコスト低減効果を期待できる。
【００２４】
さらに本手法では、第１及び第２の端面プレート１１ｂ，１１ｃは、歯部１３ａから素材が軸方向に流動することを抑制する効果も発生させることができるため、高精度の歯形形成をはかることができる。
【００２５】
本手法は、トランスミッション用の歯車全般およびハイブリッド用のモーターシャフト等、軸部、フランジ部を有するギヤの製造に適用することが可能である。
【００２６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上記の説明では、第１の端面プレート１１ｂでは第１の軸部１３ｂを加工し、第２の端面プレート１１ｃは第２の軸部１３ｃと、歯部１３ａの端面１３ｄを加工するものとして説明したが、これに限られない。例えば、第１の端面プレート１１ｂ側においても、歯部１３ａの端面を加工するものであってもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１            転造装置
１１ａ            歯形創生型
１１ｂ            第１の端面プレート
１１ｃ            第２の端面プレート
１２            転造機
１３            転造素材
１３ａ            歯部
１３ｂ            第１の軸部
１３ｃ            第２の軸部
１３ｄ            端面
２１            突出部
２２            切り欠き部
【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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