(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギヤーの表裏いずれか片面に対して、同一回転面内における歯の左右縁部を左右非対称の面取り形状にしたギヤーをプレス成形で製造する方法において、
母材からブランクされた円形の本体部外周部に面取り前の初期歯形をプレス成形で形成する歯形抜き工程と、
この初期歯形に対して歯の成形部が左右対称の型を用いてプレス成形することにより歯に左右対称の面取り部を有する中間歯形を形成するコイニング工程と、
これに続いて、前記中間歯形を形成した同一面に対して、前記コイニング工程の型よりも小さい歯幅で左右対称の成形部を有するプレス型を用い、かつこのプレス型の位相をずらしてプレス成形することにより、ギヤーの同一面における歯形に左右非対称の面取り部を形成するシェービング工程とを有することを特徴とするギヤーの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はギヤーをプレス成形する方法に係り、特に、同一回転面内における歯の左右縁部に対する面取り形状が左右非対称（以下単に左右非対称という）であるギヤーの成形方法に関する。なお、本願において歯の縁部とは、回転面内における歯の輪郭のうち、回転方向側または反対側となる部分である。また左右とはギヤーの回転面内において半径方向に一致する中心線を基準としてその左右方向をいう。さらに歯幅とは歯の任意部位における回転方向の幅をいう。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１１−２８５７７１号には、ギヤーをプレス成形する方法が示されている。また、特公平３−８０５７４号には、歯の表裏を冷間鍛造して周囲を面取り形状にすることが示されている。しかし、これらの例はいずれも左右対称の歯形状を有するギヤーの製法に関するものであり、縁部が左右非対称の面取り形状を有するギヤーを製造することはできない。
【０００３】
図５〜７はこのような縁部が左右非対称の面取り形状をなすギヤーを製造する従来方法の一例であり、図５はギヤーの歯２を回転軸線方向から示す図（以下、平面図という）、図６はその６−６線断面形状を示し、この歯２の縁部には交差する斜線で示した面取り部５が形成され、この面取り部は歯幅の中央を通る中心線Ｃに対して左右で異なる大きさの面取り部５ｒ，５ｌを有している。すなわち、図６に示すように、右側の面取り部５ｒは、当初、左側の面取り部５ｌと同形に形成された部分である仮想線で示すカット部５ｂを、カットライン５ａに沿って機械加工でカットすることにより、左側よりも大きく形成されたものである。
【０００４】
このようなギヤーを製造する工程を図７に示す。まず、母材に対してギヤーの外径を有する本体部に相当する部分をプレス成形にてテーパー形状に成形し（ａ）、続いて母材から本体部を円形にブランクすると同時に、その中心に位置決め用の角穴を開け（ｂ）、その後、本体部周囲に最終形状前の仮の歯形である初期歯形を形成する（ｃ）。このａ〜ｃ工程がプレス成形である。
【０００５】
このようにして得られた中間製品を別の場所に設置された加工機械まで搬送し（ｄ）、ここで歯先を左右異なる面取り形状をなすように右側の面取り部５ｒ部分のみをカットライン５ａに沿ってカット部５ｂを機械加工で除去し、これにより図６に示す左右異なる面取り部５ｒ，５ｌを形成する（ｅ）。その後中心部にセンター穴を形成して（ｆ）、製品を得る。このような左右非対称の面取り形状を有するギヤーはギヤーの入りを特別にスムーズ化することが要求されるような用途に適用される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記左右非対称の面取り形状を有するギヤーの製法においては、ｅ工程の機械加工が必須であり、その結果、多くの工数を必要とする。しかも、プレス成形機及び機械加工設備等、複数の設備を必要とし、設備投資が大きくなるとともに、これら設備間の搬送（ｄ工程）も必要となる。
【０００７】
なお、ｅ工程の機械加工に代えて前記従来のプレス成形による面取りを行うことも考えられる。しかしこの場合は、左右非対称の型を用いてプレス成形しなければならないが、成形部が比較的大きいため、このような左右非対称の型は耐久性がなく、実際上は左右対称の型を用いなければ成形できない。一方、機械加工を廃して全行程をプレス成形できれば著しく製造効率が向上する。したがって、このような特殊なギヤーの成形にも、全行程をプレス成形できることが望まれており、本願発明は係る要求の実現を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明に係るギヤーの成形方法は、ギヤーの表裏いずれか片面に対して、同一回転面内における歯の左右縁部を左右非対称の面取り形状にしたギヤーをプレス成形で製造する方法において、母材からブランクされた円形の本体部外周部に面取り前の初期歯形をプレス成形で形成する歯形抜き工程と、この初期歯形に対して歯の成形部が左右対称の型を用いてプレス成形することにより左右対称の面取り部を有する中間歯形を形成するコイニング工程と、これに続いて、前記中間歯形を形成した同一面に対して、前記コイニング工程の型よりも小さい歯幅で左右対称の成形部を有するプレス型を用い、かつこのプレス型の位相をずらしてプレス成形することにより、ギヤーの同一面における歯形に左右非対称の面取り部を形成するシェービング工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
コイニング工程で形成された左右対称の中間歯形に対して、ギヤーの同一面に対してコイニング工程の型よりも小さい歯幅で左右対称の成形部を有するプレス型を用い、かつこのプレス型の位相をずらしてプレス成形するシェービング工程を設けたので、左右対称の成形部を有するプレス型を用いて左右非対称の面取り部を形成できる。したがってギヤーの同一面における歯部に左右非対称の面取り形状を有するギヤーであっても、全工程をプレス成形可能となり、成形工数並びに搬送工数を削減し、製造効率を向上できるとともに、従来の機械加工設備を不用にできるので設備投資も少なくできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて一実施例を説明する。なお、前記従来例（図５，６）との共通部については共通符号を用い、重複した説明は省略する。図１は歯先部分の断面変化にて成形工程を説明する図、図２はこのギヤーにおける歯の一部を拡大した平面図、図３は図２の３−３線断面図、図４はこのギヤーの製造における全工程図である。
【００１１】
まず、本実施例方法の最終工程である図４のＦに示す完成品ギヤーは、円形の本体部１とその外周部に形成された前記歯２及び中央部に形成されたセンター穴３を有する。本体部１は中央が片側一方へ突出するようにコーン状のテーパー部になっている。
【００１２】
本実施例のギヤーにおける任意の一つの歯２を拡大して示した図２及びそ歯幅方向の断面形状を示す図３に明らかなように、歯２の一般肉厚部分である厚肉部４の縁部には交差斜線で示した面取り部５が形成され、そのうちの左右部分は、左面取り部５ｌと右面取り部５ｒをなし、歯幅方向の中心線Ｃ１に対して左右非対称になっている。
【００１３】
本実施例では、回転方向側となる右面取り部５ｒが反対側の左面取り部５ｌよりも大きく形成され、左面取り部５ｌの平面視幅をｄ１、右面取り部５ｒの平面視幅をｄ２とすれば、ｄ１＜ｄ２になっている。但し、全体の断面係数は同一部位の断面における前記従来のものと同様であって、同様の歯先強度を得られるようにっている。
【００１４】
なお、符号６は歯２の輪郭、すなわち面取り部５の外端部であり、面取り部５は外端部へ向かって歯２の肉厚が薄くなるように傾斜している。符号７は歯２の厚肉部４と面取り部５との境界に形成される稜線である。また、Ｃ１は中間歯形（後述）における歯幅Ｗ１の中間を通る中心線であり、本体部１の中心Ｏを通る半径と一致する。Ｃ２は完成品における同一部位の歯幅Ｗ２の中間を通る中心線であり、前記中心線Ｃ１に対して後述する角θなる位相差がある。
【００１５】
次に、このギヤーの製法を説明する。図４に示すように、このギヤーはＡ〜Ｆなる６工程で成形される。図４にはそれぞれの工程毎に平面形状と断面形状を上下に示してある。まず鉄等適宜金属からなる母材１０に対して、直径方向断面が製品と同じ所定の傾斜をなすようドロー成形して１次形状部１１を形成するテーパー成形工程（Ａ）を行い、続いて、１次形状部１１の中央部に位置決めのための角穴１２を打ち抜いて形成するピアス工程（Ｂ）を行う。さらに、母材１０から本体部１２をほぼ製品形状にブランクし、同時にその外周部へ初期歯形１３を形成するブランク工程（Ｃ）を行う。この初期歯形１３は歯先の面取り前のものである。
【００１６】
続いて、この初期歯形１３に対するコイニング工程（Ｄ）を行う。この工程では初期歯形１３に対して左右対称に型押しするコイニング成形（プレス成形）により歯先部分周囲を左右対称に面取りする。このようにして得られた左右対称の中間歯形に対して、位相を若干変化させたプレス型により左右非対称の面取り部５が形成された最終歯形を得るシェービング工程（Ｅ）を行う。その後、中央の角穴１２部分をプレス成形して製品に必要な丸穴のセンター穴３を打ち抜くセンター穴開け工程（Ｆ）を行うと、最終製品としての完成ギヤーが得られる。
【００１７】
図１は、歯の任意位置における歯幅方向断面の変化にて上記工程を説明する図であり、Ａ〜Ｄに示す各断面図は、共通断面位置におけるものである。このうち、Ａはブランク工程（図４のＣ）で得られた初期歯形を示し、全体としてほぼ一定の厚みＴを有し、左右の角部にブランクに伴う小さなだれ部１３ａが形成されている。かつその縁部は初期輪郭８（図１）をなしている。
【００１８】
図１のＢは、コイニング工程（図４のＤ）により得られた中間歯形を示し、この成形は、左右対称の面取り成形部を有する金型（図示省略）を用いたプレス成形によって行われ、左右対称の中間面取り部１４が形成される。このうち左右部分はそれぞれ左右対称の左中間面取り部１４ｌ及び右中間面取り部１４ｒが形成される。これらの左中間面取り部１４ｌ及び右中間面取り部１４ｒはそれぞれ左面取り部５ｌ及び右面取り部５ｒよりも平面視幅が広く、かつそれぞれの外縁部は初期輪郭８をなしている。
【００１９】
図１のＣはシェービング工程（図４のＥ）における成形方法を示し、図１のＤはその結果得られた図３と同じ最終歯形の断面を示す。まず、図１のＣにおいて、これまでの歯幅Ｗ１に対して若干小さな歯幅Ｗ２を形成するプレス型１５を用いる。
【００２０】
このプレス型１５は、刃１６を有し、この刃１６は左右対称に形成されている。このプレス型１５を上記Ｂで得られた本体部１の上に重ねて、ギヤー（本体部１）の回転面と平行に若干回転させて中心Ｃ１からＣ２へ微少角θだけずらすことにより位相を変える。
【００２１】
すると、左中間面取り部１４ｌ上の刃１６は図の右方へ移動して初期輪郭８から比較的大きな寸法ｄ３だけ内側へ入った左側の輪郭６上になる。同時に右中間面取り部１４ｒ上の刃１６は初期輪郭８と微少寸法ｄ４だけ内側となる右側の輪郭６上へ移動する。
【００２２】
この状態でプレス型１５により本体部１をプレス成形すると、中間面取り部１４は周囲をカットされて最終歯形をなす面取り部５が得られる。このとき、Ｄにも示すように、左中間面取り部１４ｌは初期輪郭８から寸法ｄ３だけカットされて左面取り部５ｌとなり、そのカットされた縁部は最終歯形の左側の輪郭６となる。
【００２３】
同様に、右中間面取り部１４ｒは初期輪郭８から微少寸法ｄ４だけ内側をカットされて右面取り部５ｒとなり、やはりカットされた縁部は最終歯形の右側の輪郭６となる。このカット量が左右で相違することにより、左面取り部５ｌと右面取り部５ｒが非対称になる。
【００２４】
図２は、この成形過程を平面視において示すものでもあり、図中に仮想線で示す中間面取り部１４に対して、同じく仮想線で示す本体部側と同位相状態にあるプレス型１５の刃１６は中心Ｃ１に対して左右対称のほぼ相似形をなしている。
【００２５】
そこでこのプレス型１５を中心Ｃ２まで回転させて角θなる位相差を形成すれば、刃１６は実線で示す最終歯形の輪郭６と一致する。このときの輪郭６と初期輪郭８（中間面取り部１４）との間に２点鎖線のハッチングで示した部分が、プレス型１５によって除去されるカット部分になる。
【００２６】
このように、本実施例方法によれば、成形部が左右対称のプレス型を用い、これを角θなる位相変化させてからプレス成形することにより、左右非対称の面取り部５を容易に得ることができる。したがって、従来必要であった機械加工を要さずに、全６工程を全てプレス成形できるから、同一のプレス成形機で作業できることになり、ギヤーの製造を極めて効率化できる。そのうえ設備間の搬送も不用となるからさらに製造効率を向上できる。しかも、従来の機械加工を不用にするので設備投資も少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の主要部工程における成形部を示す図
【図２】このギヤーにおける歯の一部を拡大した平面図
【図３】図２の２−２線断面図
【図４】このギヤーの製造工程図
【図５】従来例における歯の一部を拡大した平面図
【図６】図５の６−６線断面図
【図７】従来例のギヤー製造工程図
【符号の説明】
１：本体部、２：歯、３：センター穴、４：厚肉部、５：面取り部、６：輪郭、７：稜線
【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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