(57)【要約】【課題】  歯元強度が高く、歯形有効範囲が広い歯車の製造を実現すること。【解決手段】  滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する頂面１１と該頂面１１を挾む両突出側面１２が多数形成された内周面１０を備えた型１を用いて鍛造成形することにより、滑らかに繋がった歯底２１と歯面２２を備えた歯車２を製造するもので、熱間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面１１Ｈと該頂面１１Ｈを挾む両突出側面１２Ｈが多数形成された内周面１０Ｈを備えた熱間鍛造型を用いて行われるとともに、冷間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面１１Ｃと該頂面１１Ｃを挾む両突出側面１２Ｃが多数形成された内周面１０Ｃを備えた冷間鍛造型を用いて行われるものである。【選択図】図１
2005254307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて鍛造成形することにより、滑らかに繋がった歯面と歯底を備えた歯車を製造する
ことを特徴とする歯車の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記鍛造成形が、熱間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて行われる
ことを特徴とする歯車の製造方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記鍛造成形が、冷間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて行われる
ことを特徴とする歯車の製造方法。
【請求項４】
請求項２において、
前記鍛造成形が、熱間鍛造工程における荒地成形によって行われる
ことを特徴とする歯車の製造方法。
【請求項５】
請求項３において、
前記鍛造成形が、冷間鍛造工程における押出成形によって行われる
ことを特徴とする歯車の製造方法。
【請求項６】
請求項３において、
前記鍛造成形が、冷間鍛造工程における張り出し成形によって行われる
ことを特徴とする歯車の製造方法。
【請求項７】
請求項１において、
前記鍛造される前記歯車に凸形状の曲面の前記歯面が形成されるように、前記型の前記突出側面の対応する部分が、凹形状に形成されている
ことを特徴とする歯車の製造方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記鍛造された前記歯車の凸形状の曲面の前記歯面を鍛圧して平坦な曲面が形成されるように、前記型の対応する部分が、平坦な曲面に形成されている
ことを特徴とする歯車の製造方法。
【請求項９】
請求項１において、
鍛造される前記歯車の前記歯底にアンダーカット部が形成されるように前記型の前記頂面の対応する部分が形成されている
ことを特徴とする歯車の製造方法。
【請求項１０】
請求項１において、
前記型の前記鍛造される前記歯車の前記歯面に対応する前記両突出側面が、インボリュート曲線に従い形成されている
ことを特徴とする歯車の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記型の前記鍛造される前記歯車の前記歯底に対応する前記頂面が、トロコイド曲線、円弧形状、または直線形状と円弧形状の組み合わせのいずれかに従い形成されている
ことを特徴とする歯車の製造方法。
【請求項１２】
滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて、鍛造成形することにより製造された
ことを特徴とする滑らかに繋がった歯面と歯底を備えた歯車。
【請求項１３】
滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて鍛造成形することにより、滑らかに繋がった歯面と歯底を備えた歯車を製造する
ことを特徴とする歯車の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて鍛造成形することにより、滑らかに繋がった歯面と歯底を備えた歯車および歯車の製造方法に関するもので、歯元強度が高く、歯形有効範囲が広いものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の歯車の製造方法は、図１５に示されるように熱間鍛造した粗材に旋盤加工により表面を加工した後ホブ盤にて歯切りを施しシェービングにて歯面仕上げをするか、熱処理後歯車研削盤あるいはホーニング盤により歯面の仕上げをするものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の歯車の製造方法は、ホブ加工した歯車をシェービング又は歯車研削等により仕上げた場合歯元Ｒ部に段差が生ずるため、歯元強度が低下するという問題点があった。
【０００４】
又高価な歯車研削盤で歯元Ｒまで仕上げた場合は、製造コストは高くなるという問題点があった。
【０００５】
近年鍛造にて歯車を製造している場合であっても、仕上げにシェービング又は歯研を実施しており、歯元に段差が形成されているとともに、結果として高価であることに変わりはない。本発明は、歯元に段差の無い強度の高い歯車を安価に製造する方法である。
【０００６】
そこで本発明者は、段差が生ずる仕上げ加工をすることなく鍛造成形によって滑らかに繋がる歯底と歯面を成形することに着目し、滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて鍛造成形することにより、滑らかに繋がった歯面と歯底を備えた歯車を製造するという本発明の技術的思想に着眼し、さらに研究開発を重ねた結果、歯元強度の低下を防止し、製品および製造コストのコストダウンを可能にするという目的を達成する本発明に到達した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明（請求項１に記載の第１発明）の歯車の製造方法は、
滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて鍛造成形することにより、滑らかに繋がった歯面と歯底を備えた歯車を製造する
ものである。
【０００８】
本発明（請求項２に記載の第２発明）の歯車の製造方法は、
前記第１発明において、
前記鍛造成形が、熱間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて行われる
ものである。
【０００９】
本発明（請求項３に記載の第３発明）の歯車の製造方法は、
前記第１発明において、
前記鍛造成形が、冷間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて行われる
ものである。
【００１０】
本発明（請求項４に記載の第４発明）の歯車の製造方法は、
前記第２発明において、
前記鍛造成形が、熱間鍛造工程における荒地成形によって行われる
ものである。
【００１１】
本発明（請求項５に記載の第５発明）の歯車の製造方法は、
前記第３発明において、
前記鍛造成形が、冷間鍛造工程における押出成形によって行われる
ものである。
【００１２】
本発明（請求項６に記載の第６発明）の歯車の製造方法は、
前記第３発明において、
前記鍛造成形が、冷間鍛造工程における張り出し成形によって行われる
ものである。
【００１３】
本発明（請求項７に記載の第７発明）の歯車の製造方法は、
前記第１発明において、
前記鍛造される前記歯車に凸形状の曲面の前記歯面が形成されるように、前記型の前記突出側面の対応する部分が、凹形状に形成されている
ものである。
【００１４】
本発明（請求項８に記載の第８発明）の歯車の製造方法は、
前記第７発明において、
前記鍛造された前記歯車の凸形状の曲面の前記歯面を鍛圧して平坦な曲面が形成されるように、前記型の対応する部分が、平坦な曲面に形成されている
ものである。
【００１５】
本発明（請求項９に記載の第９発明）の歯車の製造方法は、
前記第１発明において、
鍛造される前記歯車の前記歯底にアンダーカット部が形成されるように前記型の前記頂面の対応する部分が形成されている
ものである。
【００１６】
本発明（請求項１０に記載の第１０発明）の歯車の製造方法は、
前記第１発明において、
前記型の前記鍛造される前記歯車の前記歯面に対応する前記両突出側面が、インボリュート曲線に従い形成されている
ものである。
【００１７】
本発明（請求項１１に記載の第１１発明）の歯車の製造方法は、
前記第１０発明において、
前記型の前記鍛造される前記歯車の前記歯底に対応する前記頂面が、トロコイド曲線、円弧形状、または直線形状と円弧形状の組み合わせのいずれかに従い形成されている
ものである。
【００１８】
本発明（請求項１２に記載の第１２発明）の歯車は、
滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて、鍛造成形することにより製造された
ことを特徴とする滑らかに繋がった歯面と歯底を備えた
ものである。
【００１９】
本発明（請求項１３に記載の第１３発明）の歯車の製造装置は、
滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて鍛造成形することにより、滑らかに繋がった歯面と歯底を備えた歯車を製造する
ものである。
【発明の効果】
【００２０】
上記構成より成る第１発明の歯車の製造方法は、滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて鍛造成形することにより、滑らかに繋がった歯面と歯底を備えた歯車を製造するものであるので、歯元強度の低下を防止し、製品および製造コストのコストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００２１】
上記構成より成る第２発明の歯車の製造方法は、前記第１発明において、前記鍛造成形が、熱間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて行われるので、歯元強度の低下を防止し、製品および製造コストのコストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００２２】
上記構成より成る第３発明の歯車の製造方法は、前記第１発明において、前記鍛造成形が、冷間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて行われるので、歯元強度の低下を防止し、製品および製造コストのコストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００２３】
上記構成より成る第４発明の歯車の製造方法は、前記第２発明において、前記鍛造成形が、熱間鍛造工程における荒地成形によって行われるので、歯元強度の低下を防止し、製品および製造コストのコストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００２４】
上記構成より成る第５発明の歯車の製造方法は、前記第３発明において、前記鍛造成形が、冷間鍛造工程における押出成形によって行われるので、歯元強度の低下を防止し、製品および製造コストのコストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００２５】
上記構成より成る第６発明の歯車の製造方法は、前記第３発明において、前記鍛造成形が、冷間鍛造工程における張り出し成形によって行われるので、歯元強度の低下を防止し、製品および製造コストのコストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００２６】
上記構成より成る第７発明の歯車の製造方法は、前記第１発明において、前記鍛造される前記歯車に凸形状の曲面の前記歯面が形成されるように、前記型の前記突出側面の対応する部分が、凹形状に形成されているので、前記歯面を鍛圧して、密度および面粗度を高めることを可能にするという効果を奏する。
【００２７】
上記構成より成る第８発明の歯車の製造方法は、前記第７発明において、前記型の対応する部分が、平坦な曲面に形成されているので、前記鍛造された前記歯車の凸形状の曲面の前記歯面を鍛圧して平坦な曲面が形成されるため、前記歯面を緻密にするとともに、面粗度を高めるという効果を奏する。
【００２８】
上記構成より成る第９発明の歯車の製造方法は、前記第１発明において、鍛造される前記歯車の前記歯底にアンダーカット部が形成されるように前記型の前記頂面の対応する部分が形成されているので、後加工で機械加工をした場合でも歯底に段差が残らないという効果を奏する。
【００２９】
上記構成より成る第１０発明の歯車の製造方法は、前記第１発明において、前記型の前記鍛造される前記歯車の前記歯面に対応する前記両突出側面が、インボリュート曲線に従い形成されているので、インボリュート曲線の歯面を備えた歯車の製造を可能にするという効果を奏する。
【００３０】
上記構成より成る第１１発明の歯車の製造方法は、前記第１０発明において、前記型の前記鍛造される前記歯車の前記歯底に対応する前記頂面が、トロコイド曲線、円弧形状、または直線形状と円弧形状の組み合わせのいずれかに従い形成されているので、トロコイド曲線、円弧形状、または直線形状と円弧形状の組み合わせのいずれかの歯底を備えた歯車の製造を可能にするという効果を奏する。
【００３１】
上記構成より成る第１２発明の歯車は、滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて、鍛造成形することにより製造されたもので、滑らかに繋がった歯面と歯底を備えているので、歯元強度を高め、製品のコストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００３２】
上記構成より成る第１３発明の歯車の製造装置は、滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて鍛造成形することにより、滑らかに繋がった歯面と歯底を備えた歯車を製造するものであるので、歯元強度の低下を防止し、製品および製造コストのコストダウンを可能にするという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下本発明の最良の実施の形態につき実施例に基づき、図面を用いて具体的に説明する。
【実施例１】
【００３４】
本第１実施例の歯車、歯車の製造方法および装置は、図１ないし図５に示されるように滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する頂面１１と該頂面１１を挾む両突出側面１２が多数形成された内周面１０を備えた型１を用いて鍛造成形することにより、滑らかに繋がった歯底２１と歯面２２を備えた歯車２を製造するもので、熱間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面１１と該頂面１１を挾む両突出側面１２が多数形成された内周面１０を備えた熱間鍛造型を用いて行われるとともに、冷間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面１１と該頂面１１を挾む両突出側面１２が多数形成された内周面１０を備えた冷間鍛造型を用いて行われるものである。
【００３５】
本第１実施例の製造装置においては、熱間鍛造工程において、図３（Ａ）に示される中実筒状体の粗材を図３（Ｂ）に示される偏平な円盤状に潰し、次いで行う荒地成形については、図２に示されるようなダイ１Ｈの内部にエジェクタ３Ｈが移動自在に介挿され、マンドレル４Ｈの上部外周に上部パンチ５Ｈが配設され、下方に移動する鍛造装置を用いて、熱間において鍛造を行う。
【００３６】
すなわち熱間鍛造工程において、図３（Ｃ）および図４（Ａ）に示されるように中実筒状体の粗材が潰され偏平に成形された円盤状の粗材に対して、前記歯底と歯面に対応する頂面１１と該頂面１１を挾む両突出側面１２が多数形成された内周面１０を備えた型としてのダイ１を用いて荒地成形が行われる。
【００３７】
この荒地成形の後同様に図３（Ｄ）および図４（Ｂ）に示されるように荒地成形粗材に対して、同様の装置および型を用いて熱間鍛造により歯面その他の仕上げ成形を行い仕上げ成形が行われたハット状の歯車粗材ＨＳを得る。
【００３８】
次に仕上げ成形が行われたハット状の歯車粗材ＨＳに対して、図３（Ｅ）および図４（Ｃ）に示されるように熱間鍛造による抜き加工により、前記歯車粗材ＨＳの中央水平部ＣＳおよび外周突出部ＯＳが抜き落される。
【００３９】
熱間鍛造による抜き加工により中央水平部ＣＳおよび外周突出部ＯＳが抜き落とされた前記歯車粗材ＨＳは、図５に示されるようなダイ１Ｃの内部にエジェクタ３Ｃが移動自在に介挿され、前記ダイ１Ｃおよびエジェクタ３Ｃによって形成された中央凹部に載置され、上方に配置されたマンドレル４Ｃの上部外周に上部パンチ５Ｃが下方に移動して鍛造成形を行う鍛造装置を用いて、冷間において鍛造成形が行われる。
【００４０】
すなわち図３（Ｆ）および図４（Ｄ）に示されるように冷間において鍛造成形によりコイニングが行われるとともに、図３（Ｇ）および図４（Ｅ）に示されるようにしごきが行われる。このしごき工程は必要に応じて行うもので、場合によって行わないことも可能である。
【００４１】
本第１実施例は、自動車用変速機に使用する歯車の一種である外周部にヘリカルギヤを形成した各変速ギヤ、外周部にスプロケット部が形成されたスプロケット、外周部に台形の歯部が形成されたパーキングギヤ、リバースギヤーに用いられるヘリカルギヤおよび平歯車の製造方法に適用可能であり、その場合は、熱間鍛造で粗材を作り焼準または焼鈍の後粗材表面の微細なキズおよびバリを取り除き冷間鍛造によりコイニング成形する。後片端面または両端面を切削し熱処理を施し完成となる。又更なる強度向上の為ショットピーニングを施すこともある。
【００４２】
また冷間鍛造用の金型は、鍛造圧力による金型の変形、鍛造製品のスプリングバック、熱処理による歯形形状の変化、および寸法の変化を考慮した形状、寸法で作られる。
【００４３】
上記構成より成る本第１実施例の歯車、歯車の製造方法および装置は、滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する前記頂面１１と該頂面１１を挾む両突出側面１２が多数形成された内周面１０を備えた型を用いて鍛造成形することにより、滑らかに繋がった歯面と歯底を備えた歯車を製造するものであるので、歯元に段差が無いため歯元強度の低下を防止して強度の高い歯車の製造を可能にするとともに、製品および製造コストのコストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００４４】
また本第１実施例の歯車の製造方法は、前記鍛造成形が、熱間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面１１と該頂面１１を挾む両突出側面１２が多数形成された内周面１０を備えた型を用いて荒地成形および仕上げ成形が予め行われるので、歯元強度の低下を防止し、製品および製造コストのコストダウンを可能にするとともに、大径と小径の差が大きな歯車の製造を可能にし、型の寿命も長いという効果を奏する。
【００４５】
さらに本第１実施例の歯車の製造方法は、熱間鍛造工程において、荒地成形および仕上げ成形が予め行われた前記歯車粗材ＨＳに対して、冷間鍛造工程において、コイニング成形およびしごき成形が行われるので、精度および面粗度の高い歯車の製造を可能にするという効果を奏する。
【００４６】
本第１実施例における塑性加工では、歯を成形するときに歯先と歯面（例えばインボリュート曲線）と歯底（例えばトロコイド曲線）を滑らかに繋ぎ段差を発生させないような加工が出来るスパーギヤはワイヤーカットで型製造用の電極を作るので、歯先から歯底まで滑らかに繋ぐことが出来るという効果を奏する。
【００４７】
ヘリカルギヤについては、ボールエンドミルで型製造用の電極を作るので、歯先から歯底まで滑らかに繋ぐことが出来る。
【００４８】
上述のように本第１実施例においては、歯車の歯面から歯底まで滑らかに繋ぐことが出来るので、応力集中を避けることができるため、歯元の強度が向上するとともに、歯形の有効範囲が広いとともに、セミトップ加工が不要であり、加工ツールのマークが残らない上、ピン角が形成されない等の利点を有する。
【００４９】
本第１実施例においては、歯車の歯形、歯底Ｒ形状および歯先Ｒ形状は、型の形状によって自由自在であるため、歯車設計の自由度が増すとともに、応力集中を避ける形状に設定することにより、強度が向上するという効果を奏する。
【００５０】
本第１実施例においては、更なる強度向上をはかるためショットピーニングを施した場合においても、ホブ歯切品と本第１実施例の歯車では、残留圧縮応力において違いがあり、より効果がある。またコストの低い画期的製造方法である本第１実施例の製造方法によって製造された鍛造歯車は、強度が高く仕上げ工程が必要ないという利点を有する。
【実施例２】
【００５１】
本第２実施例の歯車、歯車の製造方法および装置は、図６ないし図８に示されるように鍛造成形が、冷間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて歯車の歯部の成形が行われる点が、上述の第１実施例との相違点であり、以下相違点を中心に説明する。
【００５２】
本第２実施例においては、熱間鍛造工程において、図６（Ａ）に示される中実筒状体の粗材を図６（Ｂ）に示される偏平な円盤状に潰し、次いで上述の第１実施例で用いた熱間鍛造装置によって、熱間において鍛造成形が行われる。
【００５３】
すなわち熱間鍛造工程において、図６（Ｃ）に示されるように中実筒状体の粗材が潰され偏平に成形された円盤状の粗材に対して、内周面を備えた型としてのダイを用いて略コの字状の横断面形状の歯車粗材ＨＳに荒地成形が行われる。
【００５４】
次にこの荒地成形が行われたコの字状の歯車粗材ＨＳに対して、図６（Ｄ）に示されるように熱間鍛造による抜き加工により、前記歯車粗材ＨＳの中央水平部ＣＳが抜き落される。
【００５５】
熱間鍛造による抜き加工により中央水平部ＣＳが抜き落とされた環状の前記歯車粗材ＨＳは、図８に示されるようなダイ１Ｃの内部にコの字状の断面形状のエジェクタ３Ｃが移動自在に介挿され、前記ダイ１Ｃおよびエジェクタ３Ｃによって形成された中央凹部に載置され、前記エジェクタ３Ｃの上面の中央凹部内に下端が介挿される上方に配置されたマンドレル４Ｃの上部外周に配設される上部パンチ５Ｃがマンドレル４Ｃとともに下方に移動して鍛造成形を行う冷間鍛造装置を用いて、冷間において張り出し工法による鍛造成形が行われる。
【００５６】
すなわち図６（Ｅ）および図７（Ａ）に示されるように冷間において鍛造成形の張り出し工法により、前記環状の前記歯車粗材ＨＳの外周部を半径方向外方に張り出させ、歯部が突出形成される。
【００５７】
次に図６（Ｆ）および図７（Ｂ）に示されるように歯部が張り出し形成された前記歯車粗材ＨＳに対して、コイニングが行われるとともに、図６（Ｇ）および図７（Ｃ）に示されるようにしごきが行われる。
【００５８】
上記構成より成る本第２実施例の歯車の製造方法は、前記鍛造成形が、冷間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて行われるので、歯元強度の低下を防止し、製品および製造コストのコストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００５９】
本第２実施例の歯車の製造方法は、前記鍛造成形が、冷間鍛造工程における張り出し成形によって行われるので、クラッチギヤ、アイドラーギヤのような大径と小径の差が小さなすなわち歯丈の小さな歯車の製造に適するとともに、歯元強度の低下を防止し、製品および製造コストのコストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００６０】
すなわち歯元Ｒから歯面へかけて滑らかな線で結ばれた曲面は応力集中による歯車の破損を効果的に抑えることができるとともに、歯元から歯先方向に張り出し成形することにより鍛流線は歯形形状に沿った流れとなり歯元付近では密度の高い組織が得られ３０％の強度向上が確認されている。
【００６１】
本第２実施例において、冷間鍛造を行う前に環状の前記歯車粗材ＨＳの表面欠陥を取り除くことによって、その後冷間鍛造によって成形された歯車は、仕上げ工程を施す事無く使用できる物が得られる。
【実施例３】
【００６２】
本第３実施例の歯車、歯車の製造方法および装置は、図９ないし図１１に示されるように鍛造成形が、冷間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて押出成形によって歯車の歯部の成形が行われる点が、上述の第２実施例との相違点であり、以下相違点を中心に説明する。
【００６３】
本第３実施例においては、熱間鍛造工程において、図９（Ａ）に示される中実筒状体の粗材を図９（Ｂ）に示される偏平な円盤状に潰し、次いで上述の第１実施例で用いた熱間鍛造装置によって、熱間において鍛造成形が行われる。
【００６４】
すなわち熱間鍛造工程において、図９（Ｃ）に示されるように中実筒状体の粗材が潰され偏平に成形された円盤状の粗材に対して、内周面を備えた型としてのダイを用いて略コの字状の横断面形状の歯車粗材ＨＳに荒地成形が行われる。
【００６５】
次にこの荒地成形が行われたコの字状の歯車粗材ＨＳに対して、図９（Ｄ）に示されるように熱間鍛造による抜き加工により、前記歯車粗材ＨＳの中央水平部ＣＳが抜き落される。
【００６６】
熱間鍛造による抜き加工により中央水平部ＣＳが抜き落とされた環状の前記歯車粗材ＨＳは、図１１に示されるようなダイ１Ｃの内部にコの字状の断面形状のエジェクタ３Ｃが移動自在に介挿され、前記ダイ１Ｃおよびエジェクタ３Ｃによって形成された中央凹部に載置され、上方に配置された前記エジェクタ３Ｃの上面の中央凹部内に下端が介挿されるマンドレル４Ｃの上部外周に配設される上部パンチ５Ｃがマンドレル４Ｃとともに下方に移動して鍛造成形による押出成形を行う冷間鍛造装置を用いて、冷間において押し出し工法による鍛造成形が行われる。
【００６７】
すなわち図９（Ｅ）および図１０（Ａ）に示されるように冷間において鍛造成形の押し出し工法により、前記環状の前記歯車粗材ＨＳの外周部を縮径して半径方向内方に縮径して、結果として歯部が突出形成される。
【００６８】
次に図９（Ｆ）および図１０（Ｂ）に示されるように歯部が形成された前記歯車粗材ＨＳに対して、コイニングが行われるとともに、図９（Ｇ）および図１０（Ｃ）に示されるようにしごきが行われる。
【００６９】
上記構成より成る本第３実施例の歯車の製造方法は、前記鍛造成形が、冷間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面と該頂面を挾む両突出側面が多数形成された内周面を備えた型を用いて行われるので、歯元強度の低下を防止し、製品および製造コストのコストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００７０】
本第３実施例の歯車の製造方法は、前記鍛造成形が、冷間鍛造工程における押出成形によって行われるので、歯元強度の低下を防止し、製品および製造コストのコストダウンを可能にするという効果を奏する。
【００７１】
すなわち歯元Ｒから歯面へかけて滑らかな線で結ばれた曲面は応力集中による歯車の破損を効果的に抑えることができるとともに、歯元から歯先方向に張り出し成形することにより鍛流線は歯形形状に沿った流れとなり歯元付近では密度の高い組織が得られ３０％の強度向上が確認されている。
【００７２】
本第３実施例において、冷間鍛造を行う前に環状の前記歯車粗材ＨＳの表面欠陥を取り除くことによって、その後冷間鍛造によって成形された歯車は、仕上げ工程を施す事無く使用できる物が得られる。
【実施例４】
【００７３】
本第４実施例の歯車、歯車の製造方法および装置は、図１２に示されるように冷間鍛造における張り出し工程において用いる型の歯車の歯底を挾む歯面に対応する部分を円弧状の凹形状に形成する点が、上述の第２実施例との相違点であり、以下相違点を中心に説明する。
【００７４】
本第４実施例においては、図１２（Ａ）に示されるように冷間鍛造における張り出し工程において円弧状の凹形状の金型を用いて歯車の歯底１１を挾む歯面１２を円弧状の凸形状に形成し、次のコイニング工程において図１２（Ｂ）に示される最終的な歯形形状（図１２（Ａ）において破線で示す）に対応した歯面を有する金型によって成形することによって、製品の歯面１２については二つの型の形状の差の分だけより効果的に鍛圧されるため、歯車の歯面１２の密度および面粗度を高めるという効果を奏する。
【００７５】
歯車の転がり噛み合い部である歯面１２の密度が高められると、ファイバーフローが密となり強度が強くなり、歯底部を起点とした破損強度が向上するとともに、面粗度が向上されると同一潤滑条件では破損しにくくなるのであり、ピッチング対策となる。
【００７６】
上述の実施例は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００７７】
上述の実施例においては、一例として歯底Ｒに歯面が滑らかに接続する例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、図１３に示されるように歯車の歯底にアンダーカット部を鍛造成形しておけば、後加工で機械加工をする場合でも歯底に段差が残らないようにして強度を向上させる実施形態を採用することが出来るものである。
【００７８】
上述の実施例においては、代表例として平歯車に本発明を適用した例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、図１４に示されるように本発明をヘリカルギヤに適用することは当然可能であり、例えば熱間鍛造において荒地成形を行い、冷間鍛造において仕上成形を行う実施形態を採用可能である。
【００７９】
上述の第１実施例においては、一例として熱間鍛造の後冷間鍛造においてコイニング工程を行う例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、必要に応じて冷間鍛造におけるコイニング工程を省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
滑らかに繋がる歯底と歯面に対応する頂面１１と該頂面１１を挾む両突出側面１２が多数形成された内周面１０を備えた型１を用いて鍛造成形することにより、滑らかに繋がった歯底２１と歯面２２を備えた歯車２を製造するもので、熱間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面１１Ｈと該頂面１１Ｈを挾む両突出側面１２Ｈが多数形成された内周面１０Ｈを備えた熱間鍛造型を用いて行われるとともに、冷間鍛造工程において、前記歯底と歯面に対応する頂面１１Ｃと該頂面１１Ｃを挾む両突出側面１２Ｃが多数形成された内周面１０Ｃを備えた冷間鍛造型を用いて行われるもので、歯元強度が高く、歯形有効範囲が広い歯車の製造を実現する用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１実施例の歯車、歯車の製造方法および装置の要部を示す部分拡大横断面図である。
【図２】本第１実施例の歯車、歯車の製造方法および装置における熱間鍛造装置の要部を示す部分拡大縦断面図である。
【図３】本第１実施例の歯車の製造方法における各工程を説明するための説明図である。
【図４】本第１実施例の歯車の製造方法における主要工程における加工の前後を説明するための説明図である。
【図５】本第１実施例の歯車、歯車の製造方法および装置における冷間鍛造装置の要部を示す部分拡大縦断面図である。
【図６】本発明の第２実施例の歯車の製造方法における各工程を説明するための説明図である。
【図７】本第２実施例の歯車の製造方法における冷間鍛造の主要工程における加工の前後を説明するための説明図である。
【図８】本第２実施例の歯車、歯車の製造方法および装置における冷間鍛造装置の要部を示す部分拡大縦断面図である。
【図９】本発明の第３実施例の歯車、歯車の製造方法および装置における各工程を説明するための説明図である。
【図１０】本第３実施例の歯車の製造方法における冷間鍛造の主要工程における加工の前後を説明するための説明図である。
【図１１】本第３実施例の歯車、歯車の製造方法および装置における冷間鍛造装置の要部を示す部分拡大縦断面図である。
【図１２】本発明の第４実施例の歯車、歯車の製造方法および装置の要部を示す部分拡大横断面図である。
【図１３】本発明のアンダーカット部を鍛造成形する実施形態を説明するための説明図である。
【図１４】本発明のヘリカルギヤを鍛造成形する実施形態を説明するための説明図である。
【図１５】従来の製造方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  型
１０  内周面
１１  頂面
２  歯車
１２  突出側面
２１  歯底
２２  歯面
【図１】
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【図２】
2005254307.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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