(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対する一方の受圧板（３，１０）側に環状のアウターダイス（１１）と外周面に内歯ヘリカル成形歯（５）が形成された筒状のインナーダイス（４）とを所定の成形間隙（１３）を保持して同軸に嵌合配置するとともに、インナーダイス（４）は回転可能とし、相対する他方の受圧板（２０）側に前記成形間隙（１３）に嵌合可能のパンチ（２１）と、前記インナーダイス（４）の軸心部に螺旋嵌合する螺旋軸（２２）とを設けるとともに、螺旋軸（２２）は回転可能とし、前記他方の受圧板（２０）と前記螺旋軸（２２）との間に他方の受圧板（２０）が螺旋軸（２２）を軸方向に加圧した際に係合して螺旋軸（２２）の回転を阻止し、該加圧が解除された際に離脱して螺旋軸（２２）の回転を許容するクラッチ（２７）を設けたことを特徴とするヘリカルギアの鍛造装置。
【請求項２】
クラッチ（２７）が離脱した際に螺旋軸（２２）を制動する螺旋軸制動装置（３０）を設けたことを特徴とする請求項１記載のヘリカルギアの鍛造装置。
【請求項３】
アウターダイス（１１）を回転可能にするとともに、クラッチ（２７）が離脱した際にアウターダイス（１１）を制動するダイス制動装置（１６）を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のヘリカルギアの鍛造装置。
【請求項４】
アウターダイス（１１）の内周面に外歯成形歯（１２）を形成したことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のヘリカルギアの鍛造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内周に捩じれ歯を有するヘリカルギアの鍛造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
外周面に捩れ歯を有する外歯ヘリカルギアを鍛造により形成するものは、例えば特公平６−９８４４９号公報により一般に知られている。しかしながら、内周に捩じれ歯を有するヘリカルギア、即ち内歯ヘリカルギアは、従来は歯切盤等による機械切削加工により形成されるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものは、加工に時間を要するとともに、歯部が素材ファイバーを切断して形成されるため該歯部の強度が低下するものであった。本発明は、内周に捩じれ歯を有するヘリカルギアを鍛造によって成形する新規なヘリカルギアの鍛造装置を得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
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、相対する一方の受圧板側に環状のアウターダイスと外周面に内歯ヘリカル成型歯が形成された筒状のインナーダイスとを所定の成形間隙を保持して同軸に嵌合配置し、相対する他方の受圧板に前記成形間隙に嵌合可能のパンチと、前記インナーダイスの軸心部に螺旋嵌合する螺旋軸とを設け、前記他方の受圧板と前記螺旋軸との間に他方の受圧板が螺旋軸を軸方向に加圧した際に係合し、該加圧が解除された際に離脱するクラッチを設ける構成にしたものである。
また、請求項２に係る発明は、前記クラッチが離脱した際に螺旋軸を制動する螺旋軸制動装置を設け、これによりクラッチが離脱した際に螺旋軸の不用意な回転を阻止するようにしたものである。
また、請求項３に係る発明は、前記クラッチが離脱した際にアウターダイスを制動するダイス制動装置を設け、これによりクラッチが離脱した際にアウターダイスの不用意な回転を阻止するようにしたものである。
また、請求項４に係る発明は、アウターダイスの内周面に外歯成形歯を形成し、これにより素材の内面に内歯ヘリカル歯が形成される際に、これと同時に外歯を形成するようにしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図において、図１は本発明の実施例を示す説明用断面図、図２は図１のII-II 相当の断面図、図３は成形品の斜視図である。
【０００６】
図１において、Ａは粗歯成型用の鍛造装置、１は機台の下部側に固定されたベースである。このベース１中心部の上面に三枚重ねの円板状の平軸受２を介して円板状の中受圧板３を回転可能に載置し、該中受圧板３の上面に円筒状のインナーダイス４を起立載置する。該インナーダイス４は外周の上下方向中間部に内歯ヘリカル成形歯５を形成し、内周にヘリカルスプラインからなる螺旋歯６を形成する。この螺旋歯６の捩れ方向は、上記内歯ヘリカル成形歯５が素材３９に食い込む方向（内歯ヘリカル成形歯５の捩じれ方向と同方向）とし、上記インナーダイス４内周の上端から下部に向けて延在形成する。
【０００７】
上記ベース１の上面にスペーサー７を固定する。このスペーサー７は中心部の下部側に上記平軸受２を嵌合保持する保持孔７ａを有し、上部側に上記中受圧板３が左右方向に移動するのを許容するガイド溝７ｂを有する。上記中受圧板３は押出し装置８によって上記ガイド溝７ｂ内を左右方向に移動され、鍛造成形された製品（ヘリカルギア）４０を上記ガイド溝７ｂに沿って左方に移動させて外部に排出する。即ち、図１、図２に示すように、中受圧板３の外周に保持リング８ｃを嵌合させ、該保持リング８ｃにシリンダ（エアシリンダ）８ａのロッド８ｂを連結し、シリンダ８ａを伸縮作動させて上記中受圧板３をガイド溝７ｂに沿って左右方向に往復動させる。これによりガイド溝７ｂに落下した製品４０を上記中受圧板３を介して鍛造装置Ａから左方に押し出す。
【０００８】
上記スペーサー８の上面に外受圧板１０を載置固定し、該外受圧板１０の上面に環状のアウターダイス１１を回転可能に載置する。上記アウターダイス１１はその内径を前述したインナーダイス４の外径よりも所定量大径にして両者間にリング状の素材（ワーク）３９が嵌合可能な環状の成形間隙１３を形成し、該アウターダイス１１の内面に前述した内歯ヘリカル成形歯５と相対する箇所に平歯からなる外歯成形歯１２を形成する。なお、この外歯成形歯１２は省略してもよい。上記アウターダイス１１の外周に締め金１４を圧入固定し、該締め金１４の下部外周にリング状の突起１４ａを形成し、該突起１４ａを外受圧板１０の外周に嵌合させて位置決めする。
【０００９】
上記アウターダイス１１はダイス制動装置１６によって不用意な回転が防止されるようになっている。即ち、外受圧板１０の上部側に皿ばね１６ｂによって上方（締め金１４の下面）に向かって突出付勢される制動ピン１６ａを円周方向に複数個設け、また、締め金１４の上部外周部に該締め金１４の上動を規制する係止金具１６ｃを設け、上記皿ばね１６ｂの反力により制動ピン１６ａ及び係止金具１６ｃを締め金１４に摩擦係合させ、これにより後述する螺旋軸２２がインナーダイス４から離脱した際に上記アウターダイス１１及びインナーダイス４の不用意な回転を防止する。また、上記外受圧板１０の中心部にアウターダイス１１の内径よりも若干大径の落下孔１０ａを形成し、この部に成形間隙１３部で成形された製品４０を落下させる。
【００１０】
前述した中受圧板３及び外受圧板１０の上方にラム（図示省略）によって上下動される上受圧板２０を配置し、該上受圧板２０の下面中心部に前述した成形間隙１３に嵌合可能な円筒状のパンチ２１、及びインナーダイス４の軸心部に螺旋嵌合する螺旋軸２２を懸垂支持する。上記パンチ２１は螺旋軸２２よりも短尺とし、その基部（上端部）に形成した大径のフランジ部２１ａを止めリング２３を介して上受圧板２０にねじ止め固定する。また、上記螺旋軸２２はパンチ２１の中心部に回転かつ上下摺動可能に嵌合させてその下部をパンチ２１から下方に突出させ、該突出部の外周にヘリカルスプラインからなる螺旋歯２４を形成し、該螺旋歯２４を前述したインナーダイス４の螺旋歯６に係脱可能に螺合させる。
【００１１】
上記螺旋軸２２の上端部とパンチ２１内周の上下中間部とに上下に対向するフランジ２２ａ、２１ａを形成し、両フランジ２２ａ、２１ａ間に３枚重ねの平軸受２５を介装する。この平軸受２５は螺旋軸２２が上受圧板２０に対して若干上下方向に移動できる厚さとする。そして、上記螺旋軸２２の上部軸心部にリターンばね（コイルばね）２６を収容し、該リターンばね２６の上端を上受圧板２０の下面に圧接させて上記螺旋軸２２の上面を上受圧板２０の下面に対して下方に離間付勢する。また、螺旋軸２２の上面外周部と上受圧板２０下面とに互いに係脱可能の係合歯、つまりクラッチ２７を形成する。
【００１２】
上記螺旋軸２２は螺旋軸制動装置３０によって不用意な回転が防止されるようになっている。即ち、パンチ２１の上部内周に回転可能に嵌合させた制動リング３１に係合ピン３２を軸心方向に向けて突出固定し、この係合ピン３２を螺旋軸２２の上部外周に形成した上下方向に長い係合溝３３に係合させる。また、上受圧板２０の外周部に皿ばね３４によって下方に突出付勢される制動ピン３５を円周方向に複数個取り付け、該制動ピン３５を上記制動リング３１の上面に圧接して摩擦係合させ、これにより前述したクラッチ２７がオフ作動した際に上記螺旋軸２２の不用意な回転を防止する。
【００１３】
次に上記実施例の作用・効果について説明する。上受圧板２０が上動してパンチ２１及び螺旋軸２２が成形間隙１３及びインナーダイス４の上方に移動した状態で、リング状の素材（ワーク）３９（３９−１，３９−２，３９−３）を上記成形間隙１３内に順次重ねて嵌合させる。次いで上記上受圧板２０を介してパンチ２１及び螺旋軸２２を下方に移動させると、まず、図１の左半部で示すように、螺旋軸２２がインナーダイス４に螺合する。この場合、最下段の材料３９−１がインナーダイス４及びアウターダイス１１の成形歯５、１２に係合し、該材料３９−１を介してインナーダイス４とアウターダイス１１が係合しているため、上記螺旋軸２２がインナーダイス４に螺合すると、その抵抗により該螺旋軸２２がリターンばね２６の反力に抗して押し上げられ、クラッチ２２が係合して該螺旋軸２２は上受圧板２０側に固定される。
【００１４】
これにより、パンチ２１が成形間隙１３内の材料３９を下方に押圧するまでは、上記螺旋軸２２の下降に伴ってインナーダイス４及びアウターダイス１１が回転される。上記パンチ２１が成形間隙１３内の材料３９を下方に押圧すると、アウターダイス１１が材料３９を介して押し下げられ、外受圧板１０と摩擦係合してその回転が阻止される。この状態で上記上受圧板２０がさらに下降すると、螺旋軸２２が螺旋歯６、２４を介してインナーダイス４を回転させる。これと共にパンチ２１が成形間隙１３内の材料３９を下方に移動させる。これにより、インナーダイス４の内歯ヘリカル成形歯５によって最下段の材料３９−１の内面に内歯ヘリカル歯が形成されることになる。また、アウターダイス１１の外歯成形歯１２によって上記材料３９−１の外面に外歯（平歯）が形成され、図３に示すように、内面に内歯ヘリカル歯４０ａ、外面に平歯の外歯４０ｂを有する製品（ヘリカルギア）４０が形成される。
【００１５】
上記成形された製品４０は図１の下部に示すように、外受圧板１０の中心部に形成した落下孔１０ａに落下され、中受圧板３の上面に支持される。次いで上受圧板２０を介してパンチ２１及び螺旋軸２２が上動され、これらが成形間隙１３及びインナーダイス４から離脱して上方に移動され、成形間隙１３内に新たな材料３９を嵌合させる。上記螺旋軸２２がインナーダイス４から離脱する際には該螺旋軸２２はリターンばね２６の反力により上受圧板２０に対して下方に移動されてクラッチ２７がオフ（解除）し、これにより螺旋軸２２は緩み方向に回転しながらインナーダイス４から離脱する。
【００１６】
この場合、上記螺旋軸２２は螺旋軸制動装置３０により所定の制動力で回転が規制されているので、上記インナーダイス４から離脱した後に螺旋軸２２が慣性力等により不用意に過回転しなくなる。また、上記螺旋軸２２がインナーダイス４から離脱する際に、アウターダイス１１はダイス制動装置１６により所定の制動力で回転が規制されているので、上記アウターダイス１１が慣性力等により不用意に過回転しなくなる。これにより、螺旋軸２２及びインナーダイスの螺旋歯６、２４は両者が離脱した後に位相ずれしなくなり、次回の螺合が円滑に行われることになる。
【００１７】
上記新たな材料が供給される動作と並行して押出し装置８が作動し、上記落下孔１０ａに落下した製品４０を機外に排出する。即ち、シリンダ８ａを短縮作動させ、中受圧板３を右方に後退させて製品４０をガイド溝７ｂ内に落下させ、次いで上記シリンダ８ａを伸長作動させて上記中受圧板３を左方に前進させ、図２に示すように上記製品４０をガイド溝７ｂに沿って左方に移動させて外部に排出する。上記排出した後は上記シリンダ８ａを中間伸長させて上記中受圧板３を図１の実線で示すように初期位置に移動させる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、請求項１に係る発明は、相対する一方の受圧板側に設けたインナーダイスの外周面に内歯ヘリカル成型歯を形成し、他方の受圧板側に上記インナーダイスの軸心部に螺旋嵌合する螺旋軸を設け、この螺旋軸により上記インナーダイスを回転させながらその外周面に設けた内歯ヘリカル成型歯で素材の内周面に内歯ヘリカル歯を形成するようにしたので、内周に捩じれ歯を有するヘリカルギア、つまり内歯ヘリカルギアを鍛造により形成することができ、強度の高い内歯ヘリカルギアを迅速に成形することができる。
また、請求項２に係る発明は、上記螺旋軸を他方の受圧板に係脱させるクラッチが離脱した際に、該螺旋軸を制動する螺旋軸制動装置を設けたので、また、請求項３に係る発明は、上記クラッチが離脱した際にアウターダイスを制動するダイス制動装置を設けたので、螺旋軸とインナーダイスとの螺合が外れても、螺旋軸及びインナーダイスが不用意に回転しなくなり、螺旋軸とインナーダイスとが常に安定して係脱し、成形動作が安定することになる。
また、請求項４に係る発明は、アウターダイスの内周面に外歯成形歯を形成したので、鍛造により外歯を有する内歯ヘリカルギアを形成することができ、生産性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す説明用断面図である。
【図２】図１のII-II 相当の断面図である。
【図３】本発明により成形された成形品の斜視図である。
【符号の説明】
Ａ    鍛造装置
１    ベース
２    平軸受
３    中受圧板
４    インナーダイス
５    内歯ヘリカル成形歯
６    螺旋歯
７    スペーサー
７ａ  保持孔
７ｂ  ガイド溝
８    押出し装置
８ａ  シリンダ
８ｂ  ロッド
８ｃ  保持リング
１０    外受圧板
１０ａ  落下孔
１１    アウターダイス
１２    外歯成形歯
１３    成形間隙
１４    締め金
１４ａ  突起
１６    ダイス制動装置
１６ａ  制動ピン
１６ｂ  皿ばね
１６ｃ  係止金具
２０    上受圧板
２１    パンチ
２１ａ  フランジ部
２２    螺旋軸
２４    螺旋歯
２５    平軸受
２６    リターンスプリング
２７    クラッチ
３０    螺旋軸制動装置
３１    制動リング
３２    係合ピン
３３    係合水
３４    皿ばね
３５    制動ピン
【図１】
0004210027.tif 000002
【図２】
0004210027.tif 000003
【図３】
0004210027.tif 000004