JPH0263632A - 歯車の歯形しごき成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、はす歯等の歯筋が非直線状であるはす歯歯車
類の粗歯形部を外周に粗成形して成る中間成形素材を、
仕上歯型を有するダイに押し込んでしごき加工を施す歯
車の歯形しごき成形方法に関する。

（２）従来の技術 従来、かかる歯車の歯形しごき成形方法としては、たと
えば特開昭６２−１１０８３１号公報で開示されている
技術と同様に仕上歯型を有するダイに中間成形素材を押
し込んで転写成形する方法や、入口に成形ランドを有す
る仕上歯型を有するダイに該仕上歯型と同一サイズかや
や大きい中間成形素材を押し込んでしごく方法が知られ
ている。

（３）発明が解決しようとする課題 ところが、上記従来のものでは中間成形素材の寸法によ
り成形精度が大きく左右される。すなわち中間成形素材
を形成するための型の摩耗や抜は勾配等の影響により中
間成形素材の寸法にばらつきがあると、しごき成形時に
素材各部の加圧力に差が生じ、成形加工後にダイから解
放したときに各部寸法がスプリングバック量の差として
ばらつきとなって現れる。そこで鍛圧力による矯正効果
狙って所定の加圧力以上の力を加えても、仕上歯型歯面
が面圧に耐えられず、焼付きやかじり現象が生じ、それ
を回避するためには素材歯面に予めボンデライト処理を
施す必要がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、中
間成形素材の寸法ばらつきにかかわらず円滑にかつ精度
よくしごき成形を行ない得るようにした歯車の歯形しご
き成形方法を提供することを目的とする。

Ｂ０発明の構成 （１）課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は、はす歯等の歯筋
が非直線状であるはす歯歯車類の粗歯形部を外周に粗成
形し７て成る中間成形素材を、仕上歯型を有するダイに
押し込んでしごき加工を施す歯車の歯形しごき成形方法
において、成形目標値よりも大きな寸法を有する第１ラ
ンド、ならびに成形目標値に対応する寸法を有して第１
ランドに連なる第２ランドを備える仕上歯型をダイに設
けておき、該ダイ内にカウンター圧をかけながら中間成
形素材を押し込み、第１ランドによる一定値以上のしご
き代での粗歯形部のしごきに連続して第２ランドにより
粗歯形部をしごくことを特徴とする。

（２）作用 上記方法によれば、第１ランドが成形目標値よりも大き
な寸法を有するので、中間成形素材の寸法ばらつきにか
かわらず中間成形素材を一定値以上のしごき代でしごく
ことができ、しかも該第１ランドに連続する第２ランド
でしごくことにより成形精度を向上するとともにそのし
ごき作用を円滑にすることが可能となる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１回において、加熱状態で鍛造成形された中間
成形素材１を成形装置３によりしどき成形することによ
り歯筋が非直線状である歯部を外周に有するたとえばは
す両歯車が成形される。この中間成形素材１は、非直線
状歯筋たとえばはす歯状の粗歯形部２を外周に有すると
ともに、その粗歯形部２の一端には鍛造時に生じたパリ
部２ａが全周にわたって残されたままとなっている。

成形装置３は、インナーロアダイ４およびアラターロア
ダイ５から成るロアダイ６と、インナーロアダイ４との
間に中間成形素材１を挟持してアウターロアダイ５に押
込むためのアッパーダイアと、アッパーダイアの下降に
同期してアウターロアダイ５を回動作動せしめるための
回動駆動機構８と、中間成形素材１の軸方向寸法ばらつ
きに応してアッパーダイアの下降に回動駆動機構８を同
期作動せしめるための同期連動機構９とを備える。

固定の下ダイセットプレート１０上には下グイプレート
１１が固定され、また下ダイプレート１■上には台板１
２を介して円筒状の下ダイホルダ１３が固定される。こ
の下ダイホルダー３は、基本的に筒状にそれぞれ形成さ
れた上ホルダ部１４、中ホルダ部１５および下ホルダ部
１６が同軸に積重ねて相互に固着されて成る。下ダイホ
ルダー３には、基本的に円筒状のアウターロアダイ５が
摺動メタル１７，１８．１９を介して鉛直軸線まねりに
回動自在に支持される。またアウターロアダイ５の上部
寄り内面には、粗歯形部２をしごき成形するためにはす
歯状に形成された仕上歯型２０が設けられる。

インナーロアダイ４は基本的に円筒状に形成されており
、アウターロアダイ５内に昇降作動を可能として同軸に
配置され、下グイホルダ１３の下ホルダ部１６およびイ
ンナーロアダイ４間には摺動メタル２２が介在せしめら
れる。しかも該インナーロアダイ４の上部外面には前記
アウターロアダイ５の仕上歯型２０に噛合する歯部２１
が設けられる。またインナーロアダイ４の上端面は、中
間成形素材１を載置すべく該中間成形素材１の下面に対
応した形状に形成される。

下ダイホルダ１３における下ホルダ部１６の中央下部に
は、制限された範囲での上下移動を可能として支持板２
３が配置されており、この支持板２３上に、スラスト軸
受部材２４を介してインナーロアダイ４の下端が支承さ
れる。したがってインナーロアダイ４は該支持板２３上
で鉛直軸線まわりに回動可能である。また下グイプレー
ト１１には、シリンダ２５がその軸線を上下方向にして
周方向複数位置に配設されており、これらのシリンダ２
５のピストンロッド２５ａは台板１２を貫通して支持板
２３の下面に当接される。

インナーロアダイ４内には下バンチ２６が上下移動可能
に配設されており、この下パンチ２６およびインナーロ
アダイ４間には下パンチ２６を下方に向けて付勢するば
ね２７が縮設される。しかも下パンチ２６は、その下端
が支持板２３上面に当接することによりインナーロアダ
イ４に対する下限位置を規制されるものであり、その下
限位置で下パンチ２６の上端はロアダイ６上に載置した
中間成形素材１の下面に当接し得る位置となる。

下グイセットプレート１０、下グイプレート１１および
台板１２の中央部を上下移動自在に′貫通するノックア
ウトピン２８の下部が図示しないシリンダ等の駆動手段
に連結され、該ノックアウトピン２８の上端は、支持板
２３の中央部に設けられた透孔２９から下バンチ２６の
下端面中央に当接可能である。

第２図において、回動駆動機構８は、上下移動可能にし
て下グイホルダ１３に支承されるスクリュウシャフト３
１と、該スクリュウシャフト３１に螺合されるドライブ
ギヤ３２と、該ドライブギヤ３２に噛合すべくアウター
ロアダイ５に設けられるドリブンギヤ３３と、スクリュ
ウシャフト３１を下方に押圧すべくアッパーダイアに連
動、連結される押圧ロッド３４とを備え、アウターロア
ダイ５の周方向に等間隔をあけた複数個所に配設される
。

下ダイホルダ１３における上ホルダ部１４には、閉塞端
を上方位置とした有底円筒状のスリーブ３５が上下方向
に延びる軸線を有して固定され、下ホルダ部１６には、
閉塞端を下方位置とした有底円筒状のスリーブ３６が前
記スリーブ３５と軸線を同一にして固定される。これら
のスリーブ３５゜３６間には、円筒状の回動部材３７と
、相対回動不能にして該回動部材３７を囲繞するドライ
ブギヤ３２とがそれらの軸線まわりに回転自在に支承さ
れる。またスクリュウシャフト３１は、両スリーブ３５
．３６をそれらの軸方向移動自在に貫通し、スクリュウ
シャフト３１の中間部外面に刻設された雄ねじ部３１ａ
が、前記回動部材３７の内面に刻設された雌ねじ部３７
ａに螺合される。さらにドライブギヤ３２に噛合するド
リブンギヤ３３が、アウターロアダイ５の外面に定めら
れた角度範囲にわたって刻設されており、スクリュウシ
十フ１−３１の軸方向移動に応じてドライブギヤ３２が
回動駆動され、そのドライブギヤ３２の回動に応じてド
リブンギヤ３３すなわちアウターロアダイ５が回動駆動
される。

スクリュウシャフト３１の下部には、横断面を非円形と
した係合部３１ｂが設けられており、この保合部３１ｂ
がスリーブ３６の閉塞端に軸方向移動自在に挿通される
ことによりスクリュウシャフト３１の回転作動が阻止さ
れる。また下ダイプレート１１には、前記スクリュウシ
ャフト３１の下端面に対向するピストンロッド３８ａを
有するシリンダ３８がスクリュウシャフト３１と同軸に
して配設されており、押圧ロッド３４により押圧降下さ
れたスクリュウシャフト３１は、該シリンダ３８の伸長
作動により上方に押上げられる。

第３図において、アウターロアダイ５の回動を案内すべ
くアウターロアダイ５には案内溝３９が設けられ、該案
内溝３９内で転動すべくインナーロアダイ４にはローラ
４０が軸支される。案内溝３９は、アウターロアダイ５
の下部内面で周方向に等間隔をあけた複数位置に設けら
れるものであり、アウターロアダイ５における仕上歯型
２ｏに対応して形成される。

アッパーダイアは、中間成形素材１の上面に対応した形
状を下面に有して基本的に円柱状に形成される。図示し
ない昇降駆動手段に連結されて昇降可能な上グイセット
プレート４２には、上ダイプレート４３を介して上ダイ
ホルダ４４が固設されており、この上ダイホルダ４４に
、制限された範囲での上下相対移動を可能としてアッパ
ーダイアが保持される。また上グイホルダ４４には、ア
ッパーダイアを同軸に囲繞する円筒状に形成されたスト
リッパ４５が上下相対移動可能に保持される。すなわち
上グイホルダ４４の中央部には、小径孔４６、中径孔４
７および大径孔４８が上方から順に同軸に穿設されてお
り、中径孔４７および大径孔４８間の段部には、中径孔
４７内面よりも内方に張出す規制リング４９が固定され
る。アッパーダイアは該規制リング４９により上下移動
自在に案内されるものであり、しかもアッパーダイアの
上端に設けられた鍔部７ａが中径孔４７に嵌合される。

したがってアッパーダイアは、規制リング４９、ならび
に小径孔４６および中径孔４７間の段部に鍔部１ａが当
接する範囲で上ダイホルダ４４に対して上下に相対移動
可能である。またストリッパ４５の上端で半径方向外方
に張出して設けられた案内鍔４５ａが大径孔４８に摺動
可能に嵌合され、上ダイホルダ４４の下端面には大径孔
４８よりも内方に張出すリング状の規制板５０が固着さ
れる。したがってストリッパ４５は、規制リング４９お
よび規制板５０に案内鍔４５ａが当接する範囲で上グイ
ホルダ４４に対して上下に相対移動可能である。しかも
上ダイホルダ４４とストリッパ４５との間にはシリンダ
５１が介設されており、このシリンダ５１によりストリ
ッパ４５は下方に向けて弾発付勢される。

アッパーダイアの下部外面には軸方向に延びる歯筋の歯
部５２が設けられ、ストリッパ４５の下部内面には該歯
部５２に噛合する歯部５３が設けられる。

上ダイプレート４３には、上下に延びる軸線を有する保
持筒５４が固着されており、スクリュウシャフト３１の
上端面に下端面を当接可能な押圧ロッド３４が、制限さ
れた範囲での上下相対移動を可能として保持筒５４によ
り保持される。すなわち押圧ロッド３４の上端部は保持
筒５４に摺動可能に嵌合されており、保持筒５４内で上
方に臨んで設けられた規制段部５４ａに当接し得る規制
御４ 鍔部３４ａが押圧ロッド３４の上端に設けられる。

また保持筒５４に連なって上グイプレート４３に穿設さ
れた摺動孔５５には円筒状の支持体５６がブシュ５７を
介して摺動可能に嵌合されており、この支持体５６に支
持されたシリンダ５８のピストンロッド５８ａが押圧ロ
ッド３４の上端に当接され、該シリンダ５８により支持
体５６および押圧ロット３４は相互に離反する方向に弾
発付勢される。

同期連動機構９は、アッパーダイアの上端と前記支持体
５６の上端との間にわたって設けられるものであり、ア
ッパーダイアの上端に当接しながら上下移動可能にして
上ダイホルダ４４に支承されるパンチスライダ６０と、
該パンチスライダ６０の上端に一端を摺接させながら水
平方向に移動可能にして上ダイセツトプレート４２なら
びに上ダイプレート４３および上グイホルダ４４間に支
承されるスライダ６１と、該スライダ６１の他端に摺接
しながら摺動孔５５内に摺動可能に嵌合されるカムブロ
ック６２．６３とを備える。

ハンチスライダ６０は基本的に円筒状に形成されるもの
であり、ブシュ６４を介して上下方向移動可能に小径孔
４６内に配置され、該パンチスライダ６０の下端はアッ
パーダイアの上端に当接する。またパンチスライダ６０
の上端には側方に向かうにつれて下方に傾斜したカム面
６５が設けられる。

スライダ６１は、アッパーダイアに対応する位置と回動
駆動機構８に対応する位置との間にわたって配設される
ものであり、゛このスライダ６１の一端には前記カム面
６５に摺接するカム面６６が設けられる。また該スライ
ダ６１の他端には一端側に向かうにつれて下方に傾斜し
たカム面６７が設けられる。カムブロック６２．６３は
、相互に当接して摺動孔５５に摺動可能に嵌合されるも
のであり、これらのカムブロック６２．６３には、前記
スライダ６１のカム面６７に摺接するカム面６８．６９
が相互に連なって形成される。

このような同期連動機構９によれば、アッパーダイアの
中間成形素材１への当接と回動駆動機構８における押圧
ロッド３４によるスクリュウシャフト３１の押圧降下と
が同期せしめられる。すなわちアッパーダイアが中間成
形素材ｌに当接して上グイホルダ４４に対する相対上限
位置に移動したときに同期連動機構９により支持体５６
の上ダイホルダ４４に対する相対下限位置が定まり、そ
れにより押圧ロッド３４によるスクリュウシャフト３１
の押圧開始時期すなわち回動駆動機構８の作動開始時期
が定まることになる。

第４図および第５図を併せて参照して、アウターロアダ
イ５における仕上歯型２０の上部には、その上方から順
に、アッパーダイアの下端を収容し得る収容凹部７１と
、成形目標値よりも大きな寸法の第１ランド７２と、第
１ランＦ７２の下端に連なる第２ランド７３とが設けら
れ、第２ランド７３は成形目標値に対応した寸法を有し
て形成される。収容凹部７１は、アッパーダイアに対す
るアウターロアダイ５の相対回動にかかわらすアッパー
ダイアが最下方に降下したときに該アッパーダイアの歯
部５２を収容し得るように形成され、第１ランド７２は
中間成形素材１を、その寸法のばらつきにかかわらず一
定値以上のしごき代でしごき得る寸法を有するように形
成される。

次に成形装置３による中間成形素材１のしごき成形手順
について説明すると、先ずアシパーダイアが上昇してい
る状態で中間成形素材１をロアーダイ６上に載置する。

この際、中間成形素材１における粗歯形部２がアウター
ロアダイ５における仕上歯型２０の上部に在る第１ラン
ド７２で位置決めされる。

次いで上ダイセツトプレート４２を下降作動せしめると
、第１図で示すように中間成形素材１はロアーダイ６に
おけるインナーロアダイ４とアッパーダイアとの間に挟
持されることになる。この状態でさらに上ダイセツトプ
レート４２を降下させると、中間成形素材１は、インナ
ーロアダイ４およびアッパーダイア間に挟持されたまま
、アウターロアダイ５内に押込まれていく。

上ダイセントプレート４２の降下により押圧ロッド３４
も降下するので、回動駆動機構８の作用により、アウタ
ーロアダイ５は中間成形素材１が押し込まれるのに同期
して回動駆動されることになる。したがって、中間成形
素材ｌの降下に同期してアウターロアダイ５およびイン
ナーロアダイ４がねじれ方向に相対回動することになり
、この相対回動動作により仕上歯型２０で粗歯形部２が
しごかれる。しかもインナーロアダイ４とアラクーロア
ーダイ５との相対回動は案内溝３９およびローラ４０の
働きにより円滑に行なわれる。

このしごき成形時に、粗歯形部２は先ず第１ランド７２
により一定値以上のしごき代でしごかれ、それに続いて
第２ランド７３によりしごかれる。

したがって中間成形素材１の寸法に多少のばらつきがあ
ったとしても、歯部の曲がりや倒れ等が生じることを回
避して高精度の歯形成形を行なうことができる。しかも
第１および第２ランド７２゜７３のしごきが連続して行
なわれるので、中間成形素材１の材料の加工硬化が回避
され、ボンデライト処理を不要とした円滑なしごき処理
が可能となる。

しかも上記成形時にインナーロアダイ４には複数のシリ
ンダ２５によるカウンター圧が作用する。

これにより粗歯形部２には、成形荷重と、その成形荷重
に対抗するカウンター圧による荷重とが作用することに
なり、荷重のバランス状態で粗歯形部２の成形が行なわ
れることになる。さらにインナーロアダイ４はスラスト
軸受部材２４を介して支持板２３で回動自在に支承され
ているので、各シリンダ２５には回動力、曲げ力が作用
せず、焼付やかじりが生じるのを回避してシリンダ２５
の円滑な作動を維持することができる。

またアッパーダイアによる中間成形素材１の押下げ時に
は、同期連動機構９により回動駆動機構８の回動作動が
アッパーダイアによる中間成形素材１の降下に同期して
行なわれるので、中間成形素材１の軸方向厚みに多少の
ばらつきがあったとしても、仕上歯型２０による正確な
成形が可能となる。

成形終了後には、上ダイセツトプレート４２が上昇駆動
せしめられた後、ピストンロッド２５ａの突上げ力にて
支持板２３、軸受部材２４を介してインナーロアダイ４
が上昇して成形品がアうターロアダイ５から離脱せしめ
られ、さらにノックアウトピン２８が上方に押圧駆動さ
れ、このノックアウトピン２８が下バンチ２６を上方に
押上げることにより成形品がインナーロアダイ４から離
脱せしめられる。

ここで本発明に従ってしごき加工を行なったときの具体
例を示すと次のようになる。

材質をＳＣＭ４０．５Ｃｒ４２０とし、ホシトシエービ
ング成形等により歯先円直径を７６＋ｎｍΦ、歯数を２
７〜２９、ねじれ角を３６度としたモジュール２．５の
インボリュートはす歯歯車に対応した中間成形素材を準
備し、その中間成形素材を１００〜２００Ｔｏｎプレス
によりカウンター圧力３〜８ｋｇ／ｍｍ２、しごき代０
．０２〜０．０６ｍｍの条件でしごき成形した。

このとき、歯部の周方向表面粗さをＲ１、軸方向粗さを
Ｒ２とすると、Ｎ０１１およびＮｏ、２の製品精度はＤ
ＩＮ等級で９級に対応する目標値に対して数表に示すよ
うになり、型寿命２００００〜５００００シヨツトまで
精度を維持することができることがわかった。

この結果から判るように、本発明に従ってしごき成形を
行なうことにより、充分精度の高いはす両歯車を得るこ
とが可能となる。

Ｃ１発明の効果 以上のように本発明によれば、成形目標値よりも大きな
寸法を有する第１ランド、ならびに成形目標値に対応す
る寸法を有して第１ランドに連なる第２ランドを備える
仕上歯型をダイに設けておき、該ダイ内にカウンター圧
をかけながら中間成形素材を押し込み、第１ランドによ
る一定値以上のしごき代での粗歯形部のしごきに連続し
て第２ランドにより粗歯形部をしごくので、中間成形素
材の寸法に多少のばらつきがあったとしても、成形精度
を向上し、しかもその成形作用を円滑に行なうことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は成
形装置の縦断面図であって第２図のＩＩ線断面図、第２
図は第１図の■−■線断面図、第３図は第１図の■−■
線断面図、第４図は第１図の■部拡大図、第５図は第４
図の■−Ｖ線断面図である。 １・・・中間成形素材、２・・・粗歯形部、５・・・ア
ウターロアダイ、２０・・・仕上歯型、７２・・・第１
ランド、７３・・・第２ランド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. はす歯等の歯筋が非直線状であるはす歯歯車類の粗歯形
   部を外周に粗成形して成る中間成形素材を、仕上歯型を
   有するダイに押し込んでしごき加工を施す歯車の歯形し
   ごき成形方法において、成形目標値よりも大きな寸法を
   有する第１ランド、ならびに成形目標値に対応する寸法
   を有して第１ランドに連なる第２ランドを備える仕上歯
   型をダイに設けておき、該ダイ内にカウンター圧をかけ
   ながら中間成形素材を押し込み、第１ランドによる一定
   値以上のしごき代での粗歯形部のしごきに連続して第２
   ランドにより粗歯形部をしごくことを特徴とする歯車の
   歯形しごき成形方法。