(57)【要約】【課題】、鍛造加工によるヘリカルギヤの製造において、歯形の精度を向上することが可能な製造方法を提供する【解決手段】歯形加工前のブランクを予め加熱した後に鍛造を行うことで歯形を加工し、成形品を歯形ダイ内で冷却した後に、前記歯形ダイから取り出す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯形加工前のブランクを予め加熱した後に鍛造を行うことで歯形を加工し、成形品を歯形ダイ内で冷却した後に、前記歯形ダイから取り出すことを特徴とするヘリカルギヤの製造方法。
【請求項２】
ワークに対する前記加熱における設定温度が５０〜３５０℃であることを特徴とする、請求項１に記載のヘリカルギヤの製造方法。
【請求項３】
前記ワークに対する前記加熱時における温度と冷却後（成形品取り出し時）における温度の差が２０〜２００℃であることを特徴とする、請求項１または２に記載のヘリカルギヤの製造方法。
【請求項４】
歯形加工時において、前記ワークに対する加圧速度が５〜１０ｍｍ／ｓｅｃであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のヘリカルギヤの製造方法。
【請求項５】
歯形加工後の前記ワークを、前記歯形ダイから取り出す際の速度が２０〜５０ｍｍ／ｓｅｃであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のヘリカルギヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、自動車などに使用される、ヘリカルギヤの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、ヘリカルギヤを製造する手段として、多くの場合、全ての加工において切削加工が行われていた。切削加工は鍛造加工に比べ、材料の歩留まりが悪いことから、鍛造加工によって完成品のヘリカルギヤに近い形状に一旦加工し、そこから切削加工によって仕上げる方法が採られる場合があった。この方法によれば、材料の歩留まりを改善することが可能となる。【０００３】  鍛造加工のうち、冷間鍛造によってヘリカルギヤを製造することで、完成形に近付けることが可能となり、仕上げの切削加工の量を少なくすることが可能である。しかし、冷間鍛造によってヘリカルギヤを製造する場合、ねじれた歯形を成形するため、金型から取り出す際に過大な荷重がかかることによって、歯形の精度が低下してしまっていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、鍛造加工によるヘリカルギヤの製造において、歯形の精度を向上することが可能な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】  本発明に係る製造方法においては、歯形加工前のブランクを予め加熱した後に鍛造を行うことで歯形を加工し、成形品を歯形ダイ内で冷却した後に、前記歯形ダイから取り出すことを特徴とするヘリカルギヤの製造方法である。
【発明の効果】
【０００６】  本発明によれば、加工後に金型から取り出す際に必要な荷重が低減されることによって歯形の精度を向上することが可能となる。更に、加工時に必要な荷重が低減することで金型への負担が低減するため、金型寿命の改善も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施例におけるヘリカルギヤの製造方法の流れを示す図である。
【図２】本実施例における歯形加工前のブランクを示す図である。
【図３】本実施例における歯形加工後の部材を示す図である。
【図４】（ａ）本実施例における予備据え込みまでの部材と金型の様子を示す図である。（ｂ）本実施例における予備据え込み後から分流成形までの部材と金型の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【０００８】  以下に本発明の実施例について示す。図１は本発明の実施例の流れを示した図である。各項目について順次説明する。【０００９】  ＜ブランク作成＞
図２に示すブランク２を作成する。ブランク２の作成方法は鍛造加工、切削加工のどちらであっても構わない。前者は材料の歩留まりが良いものの、要求される精度が高くなるにつれて対応困難となる。後者は材料の歩留まりが良くないものの、要求される精度がある程度高くなっても対応可能である。両者には一長一短あるため、状況に応じて使い分けることが望ましい。【００１０】  ＜加熱＞
ブランク２を加熱する。加熱する目的は、歯形を鍛造により加工する際の荷重を低減することと、成形品を金型から取り出す際、部材の冷却による収縮によって加工された歯形への抵抗を低減することである。加熱による効果と冷却による効果を効率良く得るため、加熱温度は５０〜３５０℃とすることが望ましい。加熱温度が高過ぎる場合、酸化皮膜が形成され、歯形精度が低下するおそれがある。【００１１】  ＜歯形加工＞
加熱後のブランク２を鍛造によって加工し、図３に示す成形品３を成形する。図４（ａ）、（ｂ）は、歯形加工に使用する金型の主要部を模式化したものであり、内パンチ４１、外パンチ４２、マンドレル４３、歯形ダイ４４、下型４５で構成されている。金型を保持し、加圧を行うプレス加工機（図示省略）は、加圧荷重が可変であるもの、例えば油圧サーボ式のものを使用する。プレス加工機の加圧荷重が可変でない場合、例えばリンクプレス式等の場合、所定の荷重が一度に作用してしまうため、本実施例の鍛造方法を採用することは不可能となる（詳細な理由は後述する）。内パンチ４１及び外パンチ４２と下型４５でワーク４６を挟んで加圧することにより、ワーク４６を歯形ダイ４４に沿って変形させ、所定の形態に加工する。マンドレル４３はワーク４６の内径穴を貫通しており、加工時に内径穴の精度を保つ役割を果たす。本実施例における金型の特徴は、可動側であるパンチが内パンチ４１と外パンチ４２に分かれており、別々の動作が可能な点である。【００１２】  図４（ａ）は予備据え込みまでの状態を、図４（ｂ）は予備据え込みの後、分流成形を行っている状態を示している。１サイクルの加圧動作の中で、予備据え込みと分流成形の２つを行う。予備据え込みにおいては、図４（ａ）中の矢印で示すように、内パンチ４１と外パンチ４２は同時に下降することで、ワーク４６を加圧する。分流成形においては、図４（ｂ）中の矢印で示すように、外パンチ４２の荷重を維持したまま、内パンチ４１の荷重が開放されることによって行われる。加工されたワーク４６は、歯形ダイ４４内で冷却された後に取り出される。なお、加工時に生じる熱によるワーク４６の歪みは加工速度（発熱量）に比例することから、加工精度を高めるためには、ワーク４６を鍛造する際の荷重は衝撃的ではなく、漸次増大することが必要である。上記の理由により、加圧速度は５〜１０ｍｍ／ｓｅｃとすることが望ましい。【００１３】  分流成形を行わず、据え込み加工のみでワーク４６を歯形ダイ４４に充満させることにより歯形３１の成形を試みると、歯形ダイ４４に作用する荷重の急激な増加により、成形途中で歯形ダイ４４が破損してしまう。これに対し、分流成形を行うことで、加工に必要な荷重が低減され、加工精度の向上や金型寿命の改善が可能となる。【００１４】  歯形加工後のワーク４６を歯形ダイ４４から取り出す際の速度が大きい程、衝撃的な負荷の影響や発熱量が大きくなり、歯形への負荷が大きくなってしまうことから、歯形加工後の部材を歯形ダイ４４から取り出す際の速度は２０〜５０ｍｍ／ｓｅｃとすることが望ましい。また、成形品の熱収縮量を制御するため、加熱時の温度と冷却後（成形品取り出し時）の温度の差は２０〜２００℃であることが望ましい。
【符号の説明】
【００１５】２    ブランク
３    成形品
３１  歯形
４１  内パンチ
４２  外パンチ
４３  マンドレル
４４  歯形ダイ
４５  下型
４６  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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