(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内歯の側面が反クラウン形状に形成された仕上げ金型と、外歯が全長に亘って略等歯厚に形成された一次ギヤとを設け、前記仕上げ金型を締金にテーパー嵌合させるとともに、テーパー面が大径となる仕上げ金型の軸端をストッパーダイに当接させ、前記一次ギヤの各歯を前記仕上げ金型の各歯間に嵌合させ、前記一次ギヤの両軸端を非加圧の状態で、パンチにより前記締金のみを前記仕上げ金型に対してテーパー面が大径となる軸方向に移動させ、該締金により前記仕上げ金型を小径に弾性変形させてその各歯を前記一次ギヤの各歯に圧接することにより、前記一次ギヤの各歯をクラウン形に形成したことを特徴とするクラウニングギヤの製造方法。
【請求項２】
一次ギヤの各歯をヘリカル歯とし、仕上げ金型の各歯を前記一次ギヤの各ヘリカル歯が嵌合するヘリカル反クラウン歯としたことを特徴とする請求項１記載のクラウニングギヤの製造方法。
【請求項３】
仕上げ金型は、内歯が全長に亘って略等歯厚に形成された一次金型を設け、外歯の側面がクラウン形に形成されたクラウン歯電極を設け、前記一次金型を小径に弾性変形させた状態で該一次金型の各歯間に前記クラウン歯電極の各歯を嵌合させ、前記クラウン歯電極に通電しつつ該クラウン歯電極を所定角度で円周方向に往復回動させて前記一次金型の各歯をその側面形状が前記クラウン歯電極の歯の側面形状と対応する如く放電加工することにより、内歯の側面を反クラウン形状に形成したものであることを特徴とする請求項１又は２記載のクラウニングギヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外歯の歯厚が長手方向両端から中心部に行くに従って次第に厚くなるクラウニングギヤを鍛造成型するクラウニングギヤの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クラウニングギヤを鍛造により成型する場合、従来は内歯を反クラウン歯に加工することが困難であったため、粗加工したギヤ（外歯ギヤ）の歯を歯車研削盤等により研削してクラウニングギヤを得るようにしていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来のものは、生産性が乏しくなるとともに、加工に熟練を要するものであった。本発明は、生産性の高い鍛造によりクラウニングギヤが成形できるクラウニングギヤの製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、内歯の側面が反クラウン形状に形成された仕上げ金型と、外歯が全長に亘って略等歯厚に形成された一次ギヤとを設け、前記仕上げ金型を締金にテーパー嵌合させるとともに、テーパー面が大径となる仕上げ金型の軸端をストッパーダイに当接させ、前記一次ギヤの各歯を前記仕上げ金型の各歯間に嵌合させ、前記一次ギヤの両軸端を非加圧の状態で、パンチにより前記締金のみを前記仕上げ金型に対してテーパー面が大径となる軸方向に移動させ、該締金により前記仕上げ金型を小径に弾性変形させてその各歯を前記一次ギヤの各歯に圧接することにより、前記一次ギヤの各歯をクラウン形に形成する構成にしたものである。
請求項２に係る発明は、一次ギヤの各歯をヘリカル歯とし、仕上げ金型の各歯を前記一次ギヤの各ヘリカル歯が嵌合するヘリカル反クラウン歯としたものである。
請求項３に係る発明は、仕上げ金型を、内歯が全長に亘って略等歯厚に形成された一次金型を設け、外歯の側面がクラウン形に形成されたクラウン歯電極を設け、前記一次金型を小径に弾性変形させた状態で該一次金型の各歯間に前記クラウン歯電極の各歯を嵌合させ、前記クラウン歯電極に通電しつつ該クラウン歯電極を所定角度で円周方向に往復回動させて前記一次金型の各歯をその側面形状が前記クラウン歯電極の歯の側面形状と対応する如く放電加工することにより、内歯の側面を反クラウン形状に形成したものである。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に係る発明は、外歯が全長に亘って略等歯厚に形成された一次ギヤを前記仕上げ金型を嵌合させ、この状態で該仕上げ金型を小径に弾性変形させてその各歯を前記一次ギヤの各歯に圧接して前記一次ギヤの各歯の側面をクラウン形に形成するようにしたので、前記一次金型を弾性復帰させれば、製品を上記仕上げ金型から軸方向に抜くことができ、クラウニングギヤを鍛造により容易に製作することができる。
請求項２に係る発明は、前記一次ギヤの各歯をヘリカル歯とし、前記仕上げ金型の各歯を前記一次ギヤの各ヘリカル歯が嵌合するヘリカル反クラウン歯としたので、ヘリカルクラウニングギヤを鍛造により容易に製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図１は本発明による一次金型の加工状態を示す断面図、図２は図１の歯部の説明用断面図、図３は一次金型の歯部の説明用断面図、図４は本発明による仕上げ金型の加工状態を示す断面図、図５は図４の歯部の説明用断面図、図６は図５のVI-VI による拡大断面図、図７は本発明による一次ギヤの加工状態を示す断面図、図８は本発明によるクラウニングギヤの加工状態を示す断面図、図９は図８による歯部の加工前の状態を示す説明用断面図、図１０は図８による歯部の加工状態を示す説明用断面図である。
【０００７】
図１において、１は一次金型４１を成形する第１放電加工機であり、リング状の金型素材４０を保持する保持装置２及び保持した金型素材４０の内周にヘリカル歯４１ａを形成する粗歯電極１０を有する。上記保持装置２は以下の如くなっている。即ち、ベース側に支持されるアウタケース３の中心部に円筒状の締金４及び受圧プレート５を上下に配置して圧入固定する。上記締金４の軸心部に形成される嵌合孔４ａは内径が上部から下部に向かって次第に縮小するテーパー孔とし、該嵌合孔４ａに円筒状の金型素材４０をテーパー嵌合させる。
【０００８】
上記アウタケース３の上部側に加圧装置６を設ける。この加圧装置６は上下動するパンチ７の下部にリング状のホルダー８、及び加圧リング９を順次下方に重ねて取り付け、該加圧リング９の内周下部に下方に突出するリング状の突起９ａを形成し、上記パンチ７が下方に移動した際に上記突起９ａにより金型素材４０を下方に押圧し、該金型素材４０を締金４に所定の摩擦力で係合させる。
【０００９】
前述した粗歯電極１０は円柱状の電極本体の外周に歯厚が全長に亘って等厚となるヘリカル歯１０ａを形成してなり、該粗歯電極１０は前述したパンチ７の軸心部に配置したホルダ１１に懸垂支持され、該ホルダ１１を介してヘリカル歯１０ａの捩じれ角と等しい角度で上下方向に旋回往復動しつつ、下方に進行されるようになっている。そして、上記粗歯電極１０に通電した状態で該粗歯電極１０をホルダ１１を介して図２に示すように上下方向に旋回往復動させつつ下方に進行（矢印Ａ）させることにより、金型素材４０の内周を放電加工し、図３に示すように、内周にヘリカル歯４１ａを有する一次金型４１を得る。なお、この一次金型４１のヘリカル歯４１ａはホブ盤により形成するようにしてもよい。
【００１０】
図４において、１５は仕上げ金型４２を成形する第２放電加工機であり、前述した一次金型４１を保持する保持装置２、及び該保持装置２に保持された一次金型４１のヘリカル歯４１ａをヘリカル反クラウン歯４２ａに形成するヘリカルクラウン歯電極１６を有する。上記保持装置２は前述と略同様の構造となっている。即ち、ベース側に支持されるアウタケース３の中心部に円筒状の締金４及び受圧プレート５を上下に配置して圧入固定し、上記締金４の嵌合孔４ａは内径が上部から下部に向かって次第に縮小するテーパー孔とし、該嵌合孔４ａに前述した一次金型４１をテーパー嵌合させる。
【００１１】
上記アウタケース３の上部側に設ける加圧装置６は、上下動されるパンチ７の下部にリング状のホルダー８、及び加圧リング９−１を順次下方に重ねて取り付ける。上記加圧リング９−１は、その内周下部に下方に突出するリング状の突起９−１ａを形成する。この突起９−１ａの下方への突出量は前述した加圧リング９の突起９ａよりも大きくし、パンチ７が下方に移動した際に上記突起９ａにより締金４にテーパー嵌合させた一次金型４１を所定量下方に押圧移動させ、該一次金型４１を小径に弾性変形させるようにする。
【００１２】
前述したヘリカルクラウン歯電極１６は円柱状の電極本体の外周にヘリカルクラウン歯１６ａを所定ピッチで形成してなる。このヘリカルクラウン歯１６ａは前述した一次金型４１のヘリカル歯４１ａと同じ捩じれ角とし、その側面形状は対象とするヘリカルクラウニングギヤの歯の側面形状と同形状のクラウン形とする。また、上記各ヘリカルクラウン歯１６ａは一次金型４１の各ヘリカル歯４１ａ間に遊嵌するピッチ及び歯厚とする。
【００１３】
上記ヘリカルクラウン歯電極１６は前述したパンチ７の軸心部に配置したホルダ１１に懸垂支持され、該ホルダ１１を介してクラウン歯電極１６ａを円周方向に所定角度、本例では円周方向に０．０１ｍｍ〜０．０２ｍｍの角度で往復回動させるようになっている。そして、図４に示すように、保持装置２に保持された一次金型４１の軸心部に上記ヘリカルクラウン歯電極１６を嵌合させてその各ヘリカルクラウン歯１６ａを一次金型４１の各ヘリカル歯４１ａ間に噛合させ、この状態でヘリカルクラウン歯電極１６に通電しつつ、該ヘリカルクラウン歯電極１６をホルダ１１を介して図５、図６に示すように円周方向に０．０１ｍｍ〜０．０２ｍｍの角度で往復回動（矢印Ｂ）させることにより、一次金型４１の各ヘリカル歯４１ａを放電加工して該各歯の側面形状がヘリカルクラウン歯電極１６の歯１６ａの側面形状と対応したヘリカル反クラウン歯（内歯）４２ａとなる仕上げ金型４２を得る。
【００１４】
図７において、２０は一次ヘリカルギヤ４６を成形する押出し成形機であり、収容した材料４５の外周にヘリカル歯を形成する円筒状のコンテナ２１及びコンテナ２１内の材料４５を下方向けて押し出すパンチ２７を有する。上記コンテナ２１はその下部内周に軸心方向に突出するヘリカル形の成形歯２１ａを有する。この成形歯２１ａはその歯厚及び歯高を上部側から下部側に向かって次第に増大させてなり、その外周を締金２２により囲繞して受圧プレート２３に載置し、両者をアウタケース２４により連結して受け台２５に回転可能に取り付ける。
【００１５】
上記コンテナ２１の軸心部に軸状のマンドレル２６を所定の間隙を保持して嵌合させ、これをベース側に回転可能に起立支持する。このマンドレル２６は円筒状の材料４５の中心部に嵌合させ、その径を変えることによって上記材料４５の断面減少率を調節するものである。
【００１６】
上記パンチ２７はコンテナ２１とマンドレル２６との間に嵌合する筒状とし、ラム（図示省略）側に回転可能に垂下支持されるようになっている。そして、上記コンテナ２１とマンドレル２６との間に複数の材料４５を上下に重ねて嵌合させ、該材料４５を上記パンチ２７により下方に移動させて上記コンテナ２１の成形歯２１ａ部を通過させる。これにより、図７の仮想線で示すように、外周に全長に亘って等歯厚となるヘリカル歯４６ａを有する一次ヘリカルギヤ４６を得る。
【００１７】
次いで、上記一次ヘリカルギヤ４６の各ヘリカル歯４６ａを図８に示す仕上げ金型３０によりヘリカルクラウン歯４７ａに形成する。上記仕上げ金型３０は、受圧プレート３１の上部に外周がインナケース３３、及びアウタケース３４により補強された円筒状のダイケース３２を取り付け、該ダイケース３２内にパンチ３８により上下動される締金３９を摺動可能に嵌合させる。この締金３９は軸心部に下部側が大径となるテーパ孔３９ａを有し、該テーパ孔３９ａに前述した仕上げ金型４２がテーパ嵌合可能となっている。
【００１８】
上記締金３９のテーパ孔３９ａの径は仕上げ金型４２の外周のテーパ面よりも若干小径にし、図８の仮想線で示すように、締金３９の下端が仕上げ金型４２の下端より若干上方に位置した時点で両者のテーパ面が互いに密着するようにする。上記受圧プレート３１の軸心部に仕上げ金型４２を受ける筒状のストッパーダ イ３６を配置してベース側に起立固定し、また、上記締金３９の軸心部にベース側に起立支持した軸状の芯金３７を所定の間隙を保持して嵌合させる。
【００１９】
そして、上記仕上げ金型４２内に前述した一次ヘリカルギヤ４６を嵌合させるとともに、その各ヘリカル歯４６ａを上記仕上げ金型４２の各ヘリカル反クラウン歯４２ａ間に嵌合させ、この状態で一次ヘリカルギヤ４６を芯金３７に挿通し、仕上げ金型４２とともにダイケース３２内に嵌合させ、仕上げ金型４２の下面をストッパーダイ３６の上面に当接させる。
【００２０】
この状態で図８の実線で示すように、パンチ３８を介して締金３９を、その下面がストッパーダイ３６の上面に当接する位置まで降下させ、該締金３９のテーパ孔３９ａにより上記仕上げ金型４２を小径に弾性変形させる。これにより、仕上げ金型４２の各ヘリカル反クラウン歯４２ａは、図９に示すピッチの状態から図１０に示すように小ピッチにかつ小径に変化し、該ヘリカル反クラウン歯４２ａが一次ヘリカルギヤ４６の各歯４６ａに圧接して該各歯４６ａを歯厚が上下両端から中心部に行くに従って次第に大きくなるヘリカルクラウン歯４７ａに塑性変形させ、図１０に示すように所望の製品、即ちヘリカルクラウニングギヤ４７を得ることができる。
【００２１】
上記ヘリカルクラウニングギヤ４７が形成された後、パンチ３８を上動させると、上記締金３９が上動して仕上げ金型４２が大径に弾性復帰し、内部のヘリカルクラウニングギヤ４７を取り出すことができる。なお、本発明は歯が軸方向に直線状に延びるクラウニングギヤも鍛造により成形することができる。この場合、前述した一次放電加工機１の粗歯電極１０のヘリカル歯１０ａは軸方向に延びる平歯に、第２放電加工機１６のクラウン歯電極のヘリカルクラウン歯１６ａは軸方向に延びるクラウン歯に、また、押出し成形機１５のコンテナ２１の成形歯２１ａは軸方向に延び平歯成形歯にそれぞれ変更する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による一次金型の加工状態を示す断面図である。
【図２】図１の歯部の説明用断面図である。
【図３】一次金型の歯部の説明用断面図である。
【図４】本発明による仕上げ金型の加工状態を示す断面図である。
【図５】図４の歯部の説明用断面図である。
【図６】図５のVI-VI による拡大断面図である。
【図７】本発明による一次ギヤの加工状態を示す断面図である。
【図８】本発明によるクラウニングギヤの加工状態を示す断面図である。
【図９】図８による歯部の加工前の状態を示す説明用断面図である。
【図１０】図８による歯部の加工状態を示す説明用断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    一次放電加工機
２    保持装置
３    アウタケース
４    締金
４ａ  嵌合孔
５    受圧プレート
６    加圧装置
７    パンチ
８    ホルダ
９（９−１）      加圧リング
９ａ（９−１ａ）  突起
１０    粗歯電極
１０ａ  ヘリカル歯
１５    第２放電加工機
１６    クラウン歯電極
１６ａ  ヘリカルクラウン歯（外歯）
２０    押出し成形機
２１    コンテナ
２２    締金
２３    アウタケース
２４    受圧プレート
２５    受け台
２６    マンドレル
２７    パンチ
３０    仕上げ金型
３１    受圧プレート
３２    ダイケース
３３    インナケース
３４    アウタケース
３５    締金
３６    ストッパーダイ
３７    芯金
３８    パンチ
３９    締金
３９ａ  テーパ孔
４０    金型素材
４１    一次金型
４１ａ  ヘリカル歯（内歯）
４２    仕上げ金型
４２ａ  ヘリカル反クラウン歯（内歯）
４５    材料
４６    一次ヘリカルギヤ
４６ａ  ヘリカル歯（外歯）
４７    ヘリカルクラウニングギヤ
４７ａ  ヘリカルクラウン歯
【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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【図８】
0004495187.tif 000009
【図９】
0004495187.tif 000010
【図１０】
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