(57)【要約】【課題】良好な噛み合いを有する歯車の成形方法及びその装置を提供することを目的とする。【解決手段】外周面に歯形１を有する歯車の成形方法において、歯型１６を有する外型１２内で、素材Ｗ０を軸線方向に押圧し、歯形１の軸線方向端部８に、径方向に突出する径方向凸部５を有する予備歯車Ｗ１を成形する予備歯車形成工程と、径方向凸部５を有する軸線方向端部８を外型１２の歯型１６内に圧入し、歯形１の軸線方向端面からの歯すじ方向に突出する歯すじ方向凸部６を有する歯車Ｗ３，Ｗ４を成形する歯車成形工程と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に歯形（１）を有する歯車の成形方法において、
歯型（１６）を有する外型（１２）内で、素材（Ｗ０）を軸線方向に押圧し、歯形（１）の軸線方向端部（８）に、径方向に突出する径方向凸部（５）を有する予備歯車（Ｗ１）を成形する予備歯車形成工程と、
前記径方向凸部（５）を有する軸線方向端部（８）を前記外型（１２）の歯型（１６）内に圧入し、前記歯形（１）の軸線方向端面からの歯すじ方向に突出する歯すじ方向凸部（６）を有する歯車（Ｗ３，Ｗ４）を成形する歯車成形工程と、を有することを特徴とする歯車の成形方法。
【請求項２】
内周面に歯型（１６）が成形された型彫空間（１５）を有し、歯型（１６）の軸線方向端部にＣ面（１８）、若しくはＲ面を有する外型（１２）と、
該外型（１２）の軸線方向端面に当接する端面型（２２，２３）と、
前記型彫空間（１５）に進退可能なパンチ（２４，２５）と、を有し、軸線方向端部（８）に、径方向に突出する径方向凸部（５）を有する予備歯車（Ｗ１）を成形する成形ステーション（２１）と、
前記径方向凸部（５）を有する軸線方向端部（８）を前記外型（１２）の歯型（１６）に圧入するノックアウト（４４，５４）を有する圧入ステーション（４１，５１）と、を有することを特徴とする歯車の成形装置。
【請求項３】
前記端面型（２２，２３）の予備歯車（Ｗ１）の軸線方向端面を成形する端面成形部（６１，６２）は、軸線方向に突出した凸部（２８，２９）を有することを特徴とする請求項２に記載の歯車の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車の成形方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内周面に歯型を有する外型の型彫空間に素材を挿入し、素材の軸線方向両端面を一端パンチ及び他端パンチにより押圧して外周面に歯形を有する歯車を成形する方法が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３７５８１０３号公報
【０００３】
この歯車を成形する成形装置は、図７に示す如く、内周面に歯型１１６が成形された型彫空間１１５を有する外型１１２と、歯車Ｗ１０１の軸線方向の一端面を成形する一端端面型１２２と、歯車Ｗ１０１の軸線方向の他端面を成形する他端端面型１２３と、外型１１２の型彫空間１１５に進退可能な一端パンチ１２４及び他端パンチ１２５と、を有する。
【０００４】
ここで、鍛造成形時には、他端端面型１２３が外型１１２を軸線方向に押圧し、更に、型彫空間１１５内の素材Ｗ１００が外型１１２の歯型１１６を軸線と垂直方向に押圧するため、外型１１２の歯型１１６の軸線方向端部に応力が集中する。そこで、歯型１１６の軸線方向端部が欠けないように、一般に歯型１１６の軸線方向端部には、Ｃ面１１８が成形されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このため、素材Ｗ１００を一端パンチ１２４及び他端パンチ１２５により押圧した際、素材Ｗ１００の肉が歯型１１６の軸線方向端部のＣ面１１８に流入しながら歯形１０１が成形され、歯車Ｗ１１１の軸線方向端部１０８に径方向に突出する径方向凸部１０５ｂが成形される場合がある。
【０００６】
この径方向凸部１０５ｂを有する歯車Ｗ１１１が製品に組み付けられ、相手歯車と噛み合うと、径方向凸部１０５ｂが相手歯車と当接し、噛み合いが浅くなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情により鑑みなされたもので、良好な噛み合いを有する歯車の成形方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の歯車の成形方法は、外周面に歯形を有する歯車の成形方法において、歯型を有する外型内で、素材を軸線方向に押圧し、歯形の軸線方向端部に、径方向に突出する径方向凸部を有する予備歯車を成形する予備歯車形成工程と、径方向凸部を有する軸線方向端部を外型の歯型内に圧入し、歯形の軸線方向端面からの歯すじ方向に突出する歯すじ方向凸部を有する歯車を成形する歯車成形工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の歯車の成形装置は、内周面に歯型が成形された型彫空間を有し、歯型の軸線方向端部にＣ面、若しくはＲ面を有する外型と、外型の軸線方向端面に当接する端面型と、型彫空間に進退可能なパンチと、を有し、軸線方向端部に、径方向に突出する径方向凸部を有する予備歯車を成形する成形ステーションと、径方向凸部を有する軸線方向端部を外型の歯型に圧入するノックアウトを有する圧入ステーションと、を有することを第１の特徴とする。
【００１０】
本発明の歯車の成形装置は、端面型の予備歯車の軸線方向端面を成形する端面成形部は、軸線方向に突出した凸部を有することを第２の特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の歯車の成形方法によれば、外周面に歯形を有する歯車の成形方法において、歯型を有する外型内で、素材を軸線方向に押圧し、歯形の軸線方向端部に、径方向に突出する径方向凸部を有する予備歯車を成形する予備歯車形成工程と、径方向凸部を有する軸線方向端部を外型の歯型内に圧入し、歯形の軸線方向端面からの歯すじ方向に突出する歯すじ方向凸部を有する歯車を成形する歯車成形工程と、を有するため、径方向凸部は、歯すじ方向凸部に塑性変形され、成形された歯車の歯すじ方向凸部は相手歯車との噛合を妨げることがなく、相手歯車と良好な噛み合いを有する歯車を提供することができる。
【００１２】
また、本発明の第１の特徴の歯車の成形装置によれば、内周面に歯型が成形された型彫空間を有し、歯型の軸線方向端部にＣ面、若しくはＲ面を有する外型と、外型の軸線方向端面に当接する端面型と、型彫空間に進退可能なパンチと、を有し、軸線方向端部に、径方向に突出する径方向凸部を有する予備歯車を成形する成形ステーションと、径方向凸部を有する軸線方向端部を外型の歯型に圧入するノックアウトを有する圧入ステーションと、を有するため、本発明の歯車の成形方法を実現することができる。
【００１３】
更に、本発明の第２の特徴の歯車の成形装置によれば、端面型の予備歯車の軸線方向端面を成形する端面成形部は、軸線方向に突出した凸部を有するため、予備歯車を成形する際、凸部によって肉の流動が妨げられ、歯型の軸線方向端部のＣ面、若しくはＲ面に肉が流入しにくくなり、径方向凸部の突出量を小さくできるので、径方向凸部が塑性変形して成形される歯すじ方向凸部の歯車端面からの突出量を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施例を図１乃至図７に基づいて説明する。図１の（ア）は素材の断面正面図であり、（イ）は予備歯車の断面正面図であり、（ウ）はピアス成形歯車の断面正面図であり、（エ）は一次歯車の断面正面図であり、（オ）は、二次歯車の断面正面図である。また、図２乃至図６は本発明の歯車の成形装置を表し、図２は、搬送装置により外型及び素材を搬送している状態を表す断面正面図である。図３は、成形ステーションを表し、左半部は、素材を押圧する前の状態、右半部は、素材を押圧し、予備歯車を成形する状態を表す部分断面正面図である。図４は、ピアス成形ステーションを表し、左半部は、予備歯車に貫通孔を成形する前の状態、右半部は、予備歯車の軸心を打抜き、ピアス成形歯車を成形する状態を表す部分断面正面図である。図５は、一次圧入ステーションを表し、左半部は、ピアス成形歯車の軸線方向一端部を外型に圧入する前の状態、右半部は、ピアス成形歯車の軸線方向一端部を外型に圧入し、一次歯車を成形する状態を表す部分断面正面図である。図６は、二次圧入ステーションを表し、左半部は、一次歯車の軸線方向他端部を外型に圧入する前の状態、右半部は、一次歯車の軸線方向他端部を外型に圧入し、二次歯車を成形する状態を表す部分断面正面図である。
【００１５】
図１に基づいて円柱状の素材Ｗ０から二次歯車Ｗ４の成形工程について説明する。
【００１６】
図１の（ア）に示す如く、素材Ｗ０は、円柱形状である。この素材Ｗ０の軸線方向両端を押圧すると、図１の（イ）に示す如く、外周面に歯形１を有する予備歯車Ｗ１が成形される。この予備歯車Ｗ１の歯形１は、予備歯車Ｗ１の軸線方向一端部８ａに、歯形１から径方向に突出する一端径方向凸部５ａを有し、予備歯車Ｗ１の軸線方向他端部８ｂに、歯形１から径方向に突出する他端径方向凸部５ｂを有する。この予備歯車Ｗ１の軸心を打抜くと、図１の（ウ）に示す如く、軸心に軸線方向に伸びる貫通孔７を有するピアス成形歯車Ｗ２が成形される。次に、ピアス成形歯車Ｗ２の軸線方向一端部８ａを後述する外型１２の歯型１６内に圧入し、図１の（エ）に示す如く、軸線方向一端面から歯すじ方向に突出する一端歯すじ方向凸部６ａを有する一次歯車Ｗ３を成形する。続いて、一次歯車Ｗ３の軸線方向他端部８ｂを後述する外型１２の歯型１６内に圧入し、図１の（オ）に示す如く、軸線方向他端面から歯すじ方向に突出する他端歯すじ方向凸部６ｂを有する二次歯車Ｗ４を成形する。ここで、一次歯車Ｗ３及び二次歯車Ｗ４は、本発明の歯車Ｗ３，Ｗ４に該当し、一端径方向凸部５ａ及び他端径方向凸部５ｂは、本発明の径方向凸部５に該当し、軸線方向一端部８ａ及び軸線方向他端部８ｂは、本発明の軸線方向端部８に該当し、一端歯すじ方向凸部６ａ及び他端歯すじ方向凸部６ｂは、本発明の歯すじ方向凸部６に該当する。
【００１７】
次に、図２乃至図６に基づいて、搬送装置１１、素材Ｗ０から予備歯車Ｗ１を成形する成形ステーション２１、予備歯車Ｗ１からピアス成形歯車Ｗ２を成形するピアス成形ステーション３１、ピアス成形歯車Ｗ２から一次歯車Ｗ３を成形する一次圧入ステーション４１、及び一次歯車Ｗ３から二次歯車Ｗ４を成形する二次圧入ステーション５１について説明する。
【００１８】
図２に示す搬送装置１１は、外型１２と、外型１２内の素材Ｗ０、予備歯車Ｗ１、ピアス成形歯車Ｗ２及び一次歯車Ｗ３を素材Ｗ０の投入口から順次、成形ステーション２１、ピアス成形ステーション３１、一次圧入ステーション４１及び二次圧入ステーション５１に搬送する装置であり、外型１２を把持するアーム１４と、外型１２の型彫空間１５に投入された素材Ｗ０を保持する進退可能なストッパー１３と、を有する。この搬送装置１１で搬送される外型１２は、内周面に歯型１６が成形された型彫空間１５を有し、外周面には、アーム１４が嵌合するアーム用突起１７が周状に成形されている。そして、歯型１６の軸線方向両端部には、Ｃ面１８が成形されている。
【００１９】
図３に示す成形ステーション２１は、外型１２及び外型１２内の素材Ｗ０を軸線方向に把持する一端端面型２２及び他端端面型２３と、素材Ｗ０の一端面を押圧する一端パンチ２４と、素材Ｗ０の他端面を押圧する他端パンチ２５と、を有する。一端端面型２２は、軸心に一端パンチ２４を挿入する一端パンチ挿入孔２６を有し、他端端面型２３は、軸心に他端パンチ２５を挿入する他端パンチ挿入孔２７を有する。一端端面型２２の予備歯車Ｗ１の軸線方向一端面を成形する一端端面成形部６１は、外型１２の型彫空間１５内に軸線方向に突出する周状の一端端面型凸部２８を有し、他端端面型２３の予備歯車Ｗ１の軸線方向他端面を成形する他端端面成形部６２は、外型１２の型彫空間１５内に軸線方向に突出する周状の他端端面型凸部２９を有する。ここで、一端端面型２２及び他端端面型２３は、本発明の端面型２２，２３に該当し、一端パンチ２４及び他端パンチ２５は、本発明のパンチ２４，２５に該当し、一端端面型凸部２８及び他端端面型凸部２９は、本発明の凸部２８，２９に該当し、一端端面成形部６１及び他端端面成形部６２は、本発明の端面成形部６１，６２に該当する。
【００２０】
図４に示すピアス成形ステーション３１は、外型１２及び外型１２内の予備歯車Ｗ１を軸線方向に把持する一端保持型３２及び他端保持型３３と、予備歯車Ｗ１の軸心を打ち抜くピアスパンチ３４と、を有する。一端保持型３２は、軸心にピアスパンチ３４を挿入する一端パンチ挿入孔３６を有し、他端保持型３３は、軸心にピアスパンチ３４を挿入する他端ピアスパンチ挿入孔３７を有する。
【００２１】
図５に示す一次圧入ステーション４１は、外型１２を軸線方向に把持する第一外型保持型４２及び第二外型保持型４３と、ピアス成形歯車Ｗ２の軸線方向一端部８ａを外型１２の歯型１６に圧入する第一ノックアウト４４と、を有する。第一外型保持型４２は、軸心に第一ノックアウト４４を挿入する第一ノックアウト挿入孔４６を有する。
【００２２】
図６に示す二次圧入ステーション５１は、外型１２を軸線方向に把持する第三外型保持型５２及び第四外型保持型５３と、一次車Ｗ３の軸線方向他端部８ｂを外型１２の歯型１６に圧入後、歯型１６から二次歯車Ｗ４を取り出す第二ノックアウト５４と、を有する。第四外型保持型５３は、軸心に第二ノックアウト５４を挿入する第二ノックアウト挿入孔５６を有する。ここで、一次圧入ステーション４１及び二次圧入ステーション５１は、本発明の圧入ステーション４１，５１に該当し、第一ノックアウト４４及び第二ノックアウト５４は、本発明のノックアウト４４，５４に該当する。
【００２３】
次に、円柱状の素材Ｗ０から歯車Ｗ４を成形する方法を順次説明する。
【００２４】
まず、図２に示す如く、線材を必要な長さに切断した円柱状の素材Ｗ０を、搬送装置１１を構成するアーム１４に把持された外型１２の型彫空間１５の中に投入する。外型１２の下側には、搬送装置１１にはストッパー１３が設けられており、素材Ｗ０が外型１２内に保持される。
【００２５】
そして、図３の左半部に示す如く、図示しない搬送装置１１により搬送された外型１２及び素材Ｗ０は、成形ステーション２１の一端端面型２２上に配置される。そして、この外型１２上に他端端面型２３が移動して、閉塞型締めされる。続いて、図３の右半部に示す如く、一端パンチ２４及び他端パンチ２５が同時に素材Ｗ０方向に移動して素材Ｗ０を押圧し、外周面に歯形１を有する予備歯車Ｗ１を成形する。
【００２６】
ここで、歯型１６の軸線方向の両端面は、Ｃ面１８を有し、一端端面型２２の一端端面型凸部２８及び他端端面型２３の他端端面型凸部２９を有しているため、一端端面型凸部２８及び他端端面型凸部２９によって、Ｃ面１８への肉の流入が妨げられながらも、若干の肉がＣ面１８に流入し、予備歯車Ｗ１の歯形１の軸線方向一端部８ａ及び軸線方向他端部８ｂに、径方向に突出する一端径方向凸部５ａ及び他端径方向凸部５ｂが成形される。
【００２７】
また、予備歯車Ｗ１には、軸線方向一端面に、歯形１の軸線方向端面より軸線方向に突出した一端突出部３ａが成形され、軸線方向他端面に、歯形１の軸線方向他端面より軸線方向に突出した他端突出部３ｂが成形される。この一端突出部３ａの軸心に略円錐形状の一端円錐凹部２ａが成形され、他端突出部３ｂの軸心に略円錐形状の他端円錐凹部２ｂが成形される。歯形１の軸線方向一端面と一端突出部３ａの間には、周状の一端周状凹部４ａが成形され、歯形１の軸線方向他端面と他端突出部３ｂの間には、周状の他端周状凹部４ｂが成形される。
【００２８】
次に、図４の左半部に示す如く、図示しない搬送装置１１により搬送された外型１２及び外型１２内に保持される予備歯車Ｗ１は、ピアス成形ステーション３１の一端保持型３２上に配置される。そして、この外型１２上に他端保持型３３が移動して、閉塞型締めされる。続いて、図４の右半部に示す如く、ピアスパンチ３４が下方向に移動して、予備歯車Ｗ１の軸心を打抜き、軸心に貫通孔７を有するピアス成形歯車Ｗ２を成形する。
【００２９】
更に、図５の左半部に示す如く、図示しない搬送装置１１により搬送された外型１２及び外型１２内に保持されるピアス成形歯車Ｗ２は、一次圧入ステーション４１の第一外型保持型４２上に配置される。次に、この外型１２上に第二外型保持型４３が移動して、外型１２を固定する。続いて、図５の右半部に示す如く、第一ノックアウト４４が上方向に移動して、ピアス成形歯車Ｗ２の一端径方向凸部５ａを含む軸線方向一端部８ａを歯型１６内に圧入し、歯形１の軸線方向一端面から歯すじ方向に突出する一端歯すじ方向凸部６ａを有する一次歯車Ｗ３を成形する。
【００３０】
その後、図６の左半部に示す如く、図示しない搬送装置１１により搬送された外型１２及び外型１２内に保持される一次歯車Ｗ３は、二次圧入ステーション５１の第三外型保持型５２上に配置される。次に、この外型１２上に第四外型保持型５３が移動して、外型１２を固定する。続いて、図６の右半部に示す如く、第二ノックアウト５４が下方向に移動して、一次歯車Ｗ３の他端径方向凸部５ｂを含む軸線方向他端部８ｂを歯型１６内に圧入し、歯形１の軸線方向他端面から歯すじ方向に突出する他端歯すじ方向凸部６ｂを有する二次歯車Ｗ４を成形する。そして、更に第二ノックアウト５４が下方向に移動して二次歯車Ｗ４を外型１２から取り出し、二次歯車Ｗ４の成形が終了する。
【００３１】
このように成形された二次歯車Ｗ４は、製品に組み付けられ、相手歯車と噛み合うことになる。このとき、二次歯車Ｗ４に成形された一端歯すじ方向凸部６ａ及び他端歯すじ方向凸部６ｂは相手歯車との噛合を妨げることがない。
【００３２】
以上のように、本発明の歯車の成形方法によれば、外周面に歯形１を有する歯車の成形方法において、歯型１６を有する外型１２内で、素材Ｗ０を軸線方向に押圧し、歯形１の軸線方向端部８に、径方向に突出する径方向凸部５を有する予備歯車Ｗ１を成形する予備歯車形成工程と、径方向凸部５を有する軸線方向端部８を外型１２の歯型１６内に圧入し、歯形１の軸線方向端面からの歯すじ方向に突出する歯すじ方向凸部６を有する歯車Ｗ３，Ｗ４を成形する歯車成形工程と、を有するため、径方向に突出する径方向凸部５を歯形１の軸線方向端面からの歯すじ方向に突出する歯すじ方向凸部６に塑性変形するので、製品に二次歯車Ｗ４が組み付けられ相手歯車と噛合する場合、噛合を妨げることがない。
【００３３】
また、本発明の歯車の成形装置によれば、内周面に歯型１６が成形された型彫空間１５を有し、歯型１６の軸線方向端部にＣ面１８、若しくはＲ面を有する外型１２と、外型１２の軸線方向端面に当接する端面型２２，２３と、型彫空間１５に進退可能なパンチ２４，２５と、を有し、軸線方向端部８に、径方向に突出する径方向凸部５を有する予備歯車Ｗ１を成形する成形ステーション２１と、径方向凸部５を有する軸線方向端部８を外型１２の歯型１６に圧入するノックアウト４４，５４を有する圧入ステーション４１，５１と、を有するため、本発明の歯車Ｗ３，４４の成形方法を実現することができる。
【００３４】
更に、本発明の歯車の成形装置によれば、端面型２２，２３の予備歯車Ｗ１の軸線方向端面を成形する端面成形部６１，６２は、軸線方向に突出した凸部２８，２９を有するため、予備歯車Ｗ１を成形する際、歯型１６の軸線方向端部のＣ面１８に肉が流入しにくくなり、径方向凸部５の突出量を小さくでき、径方向凸部５が塑性変形され成形される歯すじ方向凸部６の軸線方向端面からの突出量を小さくすることができる。
【００３５】
尚、本実施例では、予備歯車Ｗ１の軸線方向一端部８ａ及び軸線方向他端部８ｂに一端径方向凸部５ａ及び他端径方向凸部５ｂが成形されていたが、図７に示すように、予備歯車Ｗ１の軸線方向一端部８ａ若しくは軸線方向他端部８ｂの何れか一方のみに径方向凸部５が成形される場合にも適用することができる。
【００３６】
また、本実施例では、歯型１６の軸線方向端部にＣ面１８を設けているが、歯型１６の軸線方向端部にＲ面を設けるようにしてもよい。
【００３７】
更に、本実施例は、平歯車について説明しているが、ヘリカル歯車の場合に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ア）は素材の断面正面図であり、（イ）は予備歯車の断面正面図であり、（ウ）はピアス成形歯車の断面正面図であり、（エ）は一次歯車の断面正面図であり、（オ）は、二次歯車の断面正面図である。
【図２】本発明の搬送装置により外型及び素材を搬送している状態を表す断面正面図である。
【図３】本発明の成形ステーションを表し、左半部は、素材を押圧する前の状態、右半部は、素材を押圧し、予備歯車を成形する状態を表す部分断面正面図である。
【図４】本発明のピアス成形ステーションを表し、左半部は、予備歯車に貫通孔を成形する前の状態、右半部は、予備歯車の軸心を打抜き、ピアス成形歯車を成形する状態を表す部分断面正面図である。
【図５】本発明の一次圧入ステーションを表し、左半部は、ピアス成形歯車の軸線方向一端部を外型に圧入する前の状態、右半部は、ピアス成形歯車の軸線方向一端部を外型に圧入し、一次歯車を成形する状態を表す部分断面正面図である。
【図６】本発明の二次圧入ステーションを表し、左半部は、一次歯車の軸線方向他端部を外型に圧入する前の状態、右半部は、一次歯車の軸線方向他端部を外型に圧入し、二次歯車を成形する状態を表す部分断面正面図である。
【図７】従来の歯車の成形装置を表し、左半部は、素材を押圧する前の状態、右半部は、素材を押圧し、歯車を成形する状態を表す部分断面正面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    歯形
５（５ａ，５ｂ）    径方向凸部
６（６ａ，６ｂ）    歯すじ方向凸部
８（８ａ，８ｂ）    軸線方向端部
１２    外型
１５    型彫空間
１６    歯型
１８    Ｃ面
２１，３１    成形ステーション
２２，２３    端面型
２４，２５    パンチ
２８，２９    凸部
４１，５１    圧入ステーション
４４，５４    ノックアウト
６１，６２    端面成形部
Ｗ０    素材
Ｗ１    予備歯車
Ｗ３，Ｗ４    歯車
【図１】
2008307551.tif 000003
【図２】
2008307551.tif 000004
【図３】
2008307551.tif 000005
【図４】
2008307551.tif 000006
【図５】
2008307551.tif 000007
【図６】
2008307551.tif 000008
【図７】
2008307551.tif 000009