(57)【要約】      （修正有）【目的】品質が良好で、生産性の高い歯車及びその鍛造成形方法を提供する。【構成】１．  外周又は内周に、軸線方向に沿う複数条の歯形部１８を有し、歯形部１８の一端端部を連結する周壁１６を有する歯車において、歯形部１８は、所望する表面粗度の歯面を有する仕上げ歯形部１８ｂと、仕上げ歯形部１８ｂの周壁側付近に仕上げ歯形部より表面粗度の粗い歯面を有する周壁側歯端部１８ａとからなる。２．  外周又は内周に、軸線方向に沿う複数条の歯形部１８を有し、歯形部１８の一端端部を連結する周壁１６を有する歯車において、歯形成形前のワークに、軸線方向一端に周壁を有し、軸線方向長の予備歯形部を成形する荒鍛造工程と、予備歯形部の反周壁側からサイジング加工を施し、予備歯形部の軸線方向長より短い軸線方向長で表面粗度の細かい歯面を有する仕上げ歯形部を成形するサイジング工程とからなる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周又は内周に、軸線方向に沿う複数条の歯形部（１８）を有し、該歯形部（１８）の一端端部を連結する周壁（１６）を有する歯車において、前記歯形部（１８）は、所望する表面粗度の歯面を有する仕上げ歯形部（１８ｂ）と、該仕上げ歯形部（１８ｂ）の周壁側付近に仕上げ歯形部（１８ｂ）より表面粗度の粗い歯面を有する周壁側歯端部（１８ａ）とからなることを特徴とする歯車。
【請求項２】
外周又は内周に、軸線方向に沿う複数条の歯形部（１８）を有し、該歯形部（１８）の一端端部を連結する周壁（１６）を有する歯車の鍛造成形方法において、歯形成形前のワークに、軸線方向一端に周壁（１６）を有し、軸線方向長（Ｔ）の予備歯形部（１５）を成形する荒鍛造工程と、前記予備歯形部（１５）の反周壁側からサイジング加工を施し、予備歯形部（１５）の軸線方向長（Ｔ）より短い軸線方向長（ｔ）で表面粗度の細かい歯面を有する仕上げ歯形部（１８ｂ）を成形するサイジング工程とからなることを特徴とする歯車の鍛造成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は自動車などの動力伝達装置等に使用される歯車及びその鍛造成形方法に係り、特に歯車に成形される歯形部の一端端部を連結する周壁を有する歯車及びその鍛造成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車の動力伝達機構等に用いられる、図６の（ア）に示す如き歯形部１１８の一端端部を連結する周壁１１６を有する歯車Ｗ１０５を製造する場合、熱間または温間温度域における据込み成形、穴空け加工、予備歯形部及び周壁の押出し成形等の一連の鍛造成形で中間歯車を粗加工した後、前記鍛造成形により形成された予備歯形部を所定の歯形精度に仕上げるために予備歯形部にしごき成形による寸法合わせのサイジング加工を冷間温度域にて行い、歯車Ｗ１０５を成形していた。
【０００３】
このサイジング加工を図７を基に説明する。図に示すサイジング装置１５１は、設置された固定型１７１と、その固定型１７１に対して同一軸心上で進退可能に配置される移動型１６１とからなる。固定型１７１は、内周に中間歯車Ｗ１０４の予備歯形部１１５の軸線方向長より全長の長いサイジング歯型１７２ａを有するダイ１７２と、ダイ１７２の内周側に間隔をおいて、中間歯車Ｗ１０４を載置するガイドリング１７４及びノックアウトピン１７６が配置される。このガイドリング１７４とサイジング歯型１７２ａとの間に中間歯車Ｗ１０４の予備歯形部１１５を挿入する型彫空間１８０が画成される。この歯形サイジング用金型１５１でサイジング加工を行う場合、図７左半部に示す如く、予め固定型１７１のノックアウトピン１７６上に中間歯車Ｗ１０４配置する。続いて移動型１６１を下降させ、移動型１６１の下端押圧面１６２で中間歯車Ｗ１０４を下方へ押圧し、図７右半部に示す如く、中間歯車Ｗ１０４の予備歯形部１１５を、その周壁１１６がダイ１７２のサイジング歯型１７２ａ端部に当接する位置まで固定型１７１の型彫空間１８０に挿入し、予備歯形部１１５の全歯面にサイジング加工を施していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、鍛造により成形した予備歯形部１１５の全歯面にサイジング加工を施すことにより、精度の高い歯形部１１８を得ることができる。しかし、上述の如く、歯形部１１８の一端端部を連結する周壁１１６を有する歯車Ｗ１０５では、サイジング加工によりしごかれた余肉が削剥され取り除かれるが、図６の（イ）に示す如く、残った余肉１２０が周壁１１６とサイジング歯型１７２ａとの間で圧潰されて周壁１１６に付着し、歯車Ｗ１０５組付後、余肉１２０が剥離するなど品質の不具合が発生するということがある。また、歯車Ｗ１０５の周壁１１６とダイ１７２のサイジング歯型１７２ａとの間で押圧された余肉１２０は、歯車Ｗ１０５の周壁１１６に沿って外周側へ延出しバリ１１９が発生することがあり、この場合別途バリ１１９取りの工程が必要となり、生産性が低下するということがある。
【０００５】
従って、本発明は上述の如き課題を解決し、品質が良好で、生産性の高い歯車及びその鍛造成形方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の歯車の構造は以下のとおりである。
【０００７】
外周又は内周に、軸線方向に沿う複数条の歯形部を有し、歯形部の一端端部を連結する周壁を有する歯車において、歯形部は、所望する表面粗度の歯面を有する仕上げ歯形部と、仕上げ歯形部の周壁側付近に仕上げ歯形部より表面粗度の粗い歯面を有する周壁側歯端部とからなる。
【０００８】
また本発明の歯車の鍛造成形方法は以下のとおりである。
【０００９】
外周又は内周に、軸線方向に沿う複数条の歯形部を有し、歯形部の一端端部を連結する周壁を有する歯車の鍛造成形方法において、歯形成形前のワークに、軸線方向一端に周壁を有し、軸線方向長の予備歯形部を成形する荒鍛造工程と、予備歯形部の反周壁側からサイジング加工を施し、予備歯形部の軸線方向長より短い軸線方向長で表面粗度の細かい歯面を有する仕上げ歯形部を成形するサイジング工程とからなる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１乃至図５に基づいて説明する。
【００１１】
図１の（オ）は本発明の実施例による歯車Ｗ５を表し、その歯車Ｗ５を製造する工程を図１に表す。この歯車Ｗ５を製造する工程を図に基づいて説明すると、初めに図１の（ア）に示す如き円柱状の素材Ｗ０を軸線方向に押圧して、図１の（イ）に示す如き円盤状の円盤材Ｗ１を形成する。続いて、円盤材Ｗ１の軸線方向両端中心部を押圧して、図１の（ウ）に示す如き両端に凹部１１，１２を備え、その凹部１１，１２間に隔壁部１３を備える断面略Ｈ状の予備材Ｗ２を形成し、連続的に予備材Ｗ２の中心を打ち抜いて、図１の（エ）に示す如く、内周にピアス孔１４を備える略円筒状のピアス材Ｗ３を形成する。
【００１２】
次に、このピアス材Ｗ３を前方押出し成形により、図１の（オ）に示す如く、外周に予備歯形部１５と大径の鍔部１７、内周に大径及び小径のピアス孔１４ａ，１４ｂを備え、予備歯形部１５の一端端部に、その端部を連結する周壁１６を有する中間材Ｗ４を形成する。この鍛造成形工程を図３に基づいて説明する。
【００１３】
図３は鍛造装置２１を表し、左半部は成形前、右半部は成形後の状態を表す。４１は固定型で、内周上側に大径の大孔部４４ａ、内周下側に小径の小孔部４４ｂを有するダイ４３の下方に一体的に基板４５を備える。ダイ４３の小孔部４４ｂの内周には、大孔部４４ａ側に若干の未成形部分（未歯型部４３ｂ）を残し、成形歯型４３ａが形成される。また、ダイ４３及び基板４５の内周側には、下側が基板４５に嵌合する大径円柱部４６ｂ、上側がピアス材Ｗ３のピアス孔１４を嵌挿させる小径円柱部４６ａを有する円柱状のマンドレル４６が配設される。そして、マンドレル４６の大径円柱部４６ｂと小径円柱部４６ａとの間には、ピアス材Ｗ３を着座させる段部４６ｃが形成され、このマンドレル４６及びダイ４３との間で型彫空間４７が画成される。また、３１は移動型で、固定型４１の型彫空間４７に対して、進退自在に配置される。
【００１４】
上記鍛造金型２１でピアス材Ｗ３から中間材Ｗ４を成形する場合、まず図３の左半部に示す如く、ピアス孔１４をマンドレル４６の小径円柱部４６ａに嵌挿させたピアス材Ｗ３を固定型４１の型彫空間４７に投入し、マンドレル４６の段部４６ｃに着座させる。その後、移動型３１を下降させ、型彫空間４７に進入させるとともにピアス材Ｗ３を上方より押圧し、図３の右半部に示す如く、径方向へ拡径すると同時にダイ４３の成形歯型４３ａ側へ押出し、成形歯型４３ａで軸線方向長Ｔの予備歯形部１５を成形すると同時に、未歯型部４３ｂに充填される鍛造肉により予備歯形部１５の一端端部を連結する周壁１６を成形する。これにより中間材Ｗ４の成形が完了する。
【００１５】
次に、中間材Ｗ４の予備歯形部１５にサイジング加工を施し、図１の（カ）に示す如く外周に所定寸法の歯形部１８を有する歯車Ｗ５を形成する。この工程を図４及び図５に基づいて説明する。
【００１６】
図４は歯形サイジング用金型５１を表す。７１は固定型で、内周に仕上げ用のサイジング歯型７２ａを有するダイ７２と、ダイ７２の下方にベース７３を備え、その外周側に配置されるダイカバー７５により一体的に固定される。また、ダイ７２及びベース７３の内周側には、中間材Ｗ４を載置する円筒状のガイドリング７４が上側に隙間を形成して配置され、ガイドリング７４とダイ７２のサイジング歯型７２ａとの間の隙間が型彫空間８０をなす。ガイドリング７４の内周側には、ボルト８１により一体的に結合される上ノックピン７７及び下ノックピン７９が配置される。この下ノックピン７９の外周下端に下フランジ７９ａ、ガイドリング７４の内周中央付近に上フランジ７４ａが設けられ、両上下のフランジ７４ａ，７９ａ間にバネ状のバネ弾性体８３が介在される。
【００１７】
また、６１は移動型で、固定型７１と同一軸心上に位置し、下端に中間材Ｗ４の鍔部１７側端面と同一形状の押圧面６２をを有する。この移動型６１は、固定型７１に対し進退可能に配置される。
【００１８】
上記サイジング用金型５１で、中間材Ｗ４から歯車Ｗ５を形成する場合、図４左半部に示す如く、まず中間材Ｗ４を予備歯形部１５側から、上ノックピン７７が上方へ突出するガイドリング７４に挿嵌し、中間材Ｗ４をガイドリング７４に配置する。続いて移動型６１を下降させ、押圧面６２を中間材Ｗ４に当接させると同時に、移動型６１により中間材Ｗ４を上ノックピン７７と一体的に下方へ押し下げ、ダイ７２のサイジング歯型７２ａに中間材Ｗ４の予備歯形部１５を挿入することによりサイジング加工が開始される。その後、移動型６１が所定位置まで下降しサイジング加工が完了する。
【００１９】
このサイジング加工が完了した状態を図５に基づいて説明する。中間材Ｗ４は、予め軸線方向長Ｔの予備歯形部１５が成形されており、サイジング加工時、移動型６１によりダイ７２のサイジング歯型７２ａに予備歯形部１５の軸線方向長Ｔより若干短い距離だけ挿入される。それにより予備歯形部１５は、サイジング歯型７２ａに挿入された範囲（軸線方向長ｔ）が表面粗度の細かい歯面を有する仕上げ歯形部１８ｂ、周壁１６側の未挿入範囲が表面粗度の粗い歯面を有する周壁側歯端部１８ａを有する歯車Ｗ５の歯形部１８となる。またサイジング加工中、しごかれた余肉は剥離し取り除かれるが、最終的に残った余肉２０は周壁側歯端部１８ａに一体的に形成される。
【００２０】
最後に、移動型６１が上方へ退避後、上ノックピン７７が上方へ移動することにより歯車Ｗ５が固定型７１から取り出され、図１の（カ）及び図２に示す如く、仕上げ歯形部１８ｂと周壁側歯端部１８ａとからなる歯形部１８を有する歯車Ｗ５の鍛造成形が完了する。
【００２１】
このように上記外周に軸線方向に沿う複数条の歯形部１８を有し、歯形部１８の一端端部を連結する周壁１６を有する歯車Ｗ５で、歯形部１８は、所望する表面粗度の歯面を有する仕上げ歯形部１８ｂと、仕上げ歯形部１８ｂの周壁側に仕上げ歯形部１８ｂより表面粗度の粗い歯面を有する周壁側歯端部１８ａとからなる歯車Ｗ５では、表面粗度の粗い歯面を有する周壁側歯端部１８ａに一体に余肉２０を成形できる。
【００２２】
また、外周又は内周に、軸線方向に沿う複数条の歯形部を有し、歯形部の一端端部を連結する周壁を有する歯車の鍛造成形方法において、歯形成形前のワークに、軸線方向一端に周壁を有し、軸線方向長の予備歯形部を成形する荒鍛造加工後、予備歯形部の反周壁側からサイジング加工を施し、予備歯形部の軸線方向長より短い軸線方向長で表面粗度の細かい歯面を有する仕上げ歯形部を成形するため、サイジング加工で剥離されずに残った余肉２０が周壁１６で潰され付着することがない。また、外周側へのバリの発生もない。
【００２３】
尚、上記実施例では、歯形部１８は歯車Ｗ５の外周に形成したが、歯車の内周に歯形部を形成しても良い。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明の歯車によれば、外周又は内周に、軸線方向に沿う複数条の歯形部を有し、歯形部の一端端部を連結する周壁を有する歯車において、歯形部は、所望する表面粗度の歯面を有する仕上げ歯形部と、仕上げ歯形部の周壁側付近に仕上げ歯形部より表面粗度の粗い歯面を有する周壁側歯端部とからなるため、歯車の噛み合いに影響の少ない周壁側歯形部に一体的に余肉部を成形できるので、この周壁側歯形部に不用な余肉を集中させることができ、周壁側歯形部と一体的に成形される余肉は脱離することが抑制され、品質を良好に維持できる。
【００２５】
また、本発明の歯車の鍛造成形方法によれば、外周又は内周に、軸線方向に沿う複数条の歯形部を有し、歯形部の一端端部を連結する周壁を有する歯車の鍛造成形方法において、歯形成形前のワークに、軸線方向一端に周壁を有し、軸線方向長の予備歯形部を成形する荒鍛造工程と、予備歯形部の反周壁側からサイジング加工を施し、予備歯形部の軸線方向長より短い軸線方向長で表面粗度の細かい歯面を有する仕上げ歯形部を成形するサイジング工程とからなるため、サイジング加工で剥離されずに残った余肉が周壁で潰され付着し、更に外周側へバリが発生するということがないので、鍛造成形による高い生産性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による歯車の製造工程を表す断面正面図である。
【図２】本発明の実施例による歯車を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は（ア）のＡ部拡大図である。
【図３】本発明の実施例による中間材の鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す部分断面正面図である。
【図４】本発明の実施例による歯車のサイジング加工工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す部分断面正面図である。
【図５】図４のＢ部拡大図である。
【図６】従来の歯車を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は（ア）のＣ部拡大図である。
【図７】従来の歯車のサイジング加工工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す部分断面正面図である。
【符号の説明】
１５    予備歯形部
１６    周壁
１８    歯形部
１８ａ  周壁側歯端部
１８ｂ  仕上げ歯形部
Ｔ    （予備歯形部の）軸線方向長
ｔ    （仕上げ歯形部の）軸線方向長
【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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【図７】
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