JPH0494836A - 鍛造用ギヤ成形型の製造方法およびギヤ成形型によるギヤ製品の成形方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ギヤを鍛造により成形する鍛造用ギヤ成形型
の製造方法、およびこの製造方法によって製造されたギ
ヤ成形型によるギヤ製品の成形方法に関するものである
。

（従来の技術） 従来における鍛造用ギヤ成形型の製造方法は、軸心部に
孔が形成された筒状の中間素材を設け、その内周部を放
電加工により切除してギヤ歯を形成してなるものであっ
た。

また、従来におけるギヤ成形型によるギヤ製品の成形方
法は、上記の如くして成形されたギヤ成形型に円盤状の
中間製品を嵌合させてこれを軸方向に圧縮してその素材
を半径方向外方に塑性流動させ、その外周部を上記ギヤ
成形型のギヤ歯内に充填させることにより、外周部にギ
ヤ歯を有するギヤ製品を形成する。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来のギヤ成形型の製造方法は、金属組織が分断さ
れてギヤ歯が形成されるため、歯部の強度が低下すると
ともに、放電加工ゆえの加工面の荒れにより精度が得難
くなる欠点があった。

また、従来のギヤ成形型によるギヤ製品の成形方法は、
素材を半径方向外方に塑性流動させ、この一方向の塑性
流動による圧力のみで外周部にギヤ歯を形成するように
していたため、製品内部の成形圧力差により歯部が高精
度に成形できない欠点があった、 本発明は上記欠点を解消した新規な鍛造用ギヤ成形型の
製造方法およびギヤ成形型によるギヤ製品の成形方法を
得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 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、外周面が下方に向かって縮小するテーパ状に形成
され、かつ軸心部に孔が形成された筒状の中間素材を設
け、この中間素材をその外周面にてダイ孔にテーパ嵌合
させ、該中間素材をダイ孔内にて下方に摺動させた後、
外周部にギヤ歯が形成されたマスタギヤを上方から前記
中間素材の軸心部に押し込む構成にしたものである。

また、外周面が下方に向かって縮小するテーパ状に形成
され、かつ軸心部に孔が形成された筒状の中間素材を設
け、この中間素材をその外周面にて第１ダイ孔にテーパ
嵌合させ、該中間素材を第１ダイ孔内にて下方に摺動さ
せた後、外周部にギヤ歯が形成された第１マスタギヤを
上方から中間素材の軸心部に押し込んで内周にギヤ歯が
形成された中間ギヤ成形型を設け、この中間ギヤ成形型
をその外周面にて第２ダイ孔にテーパ嵌合させ、外周部
にギヤ歯が形成された第２マスタギヤを上方から前記中
間ギヤ成形型のギヤ歯内に圧入し、該中間ギヤ成形型を
第２ダイ孔内にて下方に摺動させたて半径方向に圧縮す
る構成にしたものである。

また、内周部にギヤ歯が形成された筒状の第１のギヤ成
形型を型枠の孔に嵌合させ、前記第！のギヤ成形型内に
円盤状に形成された中間製品を嵌合させ、この中間製品
を軸方向の圧縮により大径に膨出させてその外周部を前
記第１のギヤ成形型のギヤ歯内に充填させることにより
、外周部にギヤ歯を有する中間ギヤ製品を形成し、外周
面が下方に向かって縮小するテーパ状に形成され、かつ
内心部にギヤ歯が形成された筒状の第ＩＩのギヤ成形型
を型枠の孔の上下方向中間部にテーパ嵌合させ、第ＩＩ
のギヤ成形撤の上端部に前記中間ギヤ製品の下端部を噛
み合わせ、この中間ギヤ製品を第ＩＩのギヤ成形型内に
て下方に摺動させるとともに、前記第ＩＩのギヤ成形型
を型枠の孔にて下方に摺動させ、次いで前記中間ギヤ製
品を軸方向に圧縮する構成にしたものである。

（作用） 本発明は上記構成にしたものであるから、中間素材は、
ダイ孔による半径方向内方への加圧とマスタギヤによる
半径方向外方への加圧とによってその内周部にギヤ歯が
形成されることになる。

また、中間ギヤ成形型は、第２ダイ孔による半径方向内
方への加圧力によってその内周部にギヤ歯が仕上げ形成
されることになる。

また、ギヤ製品は、第ＩＩのギヤ成形型の半径方向内方
への加圧力と、軸方向の圧縮による中間ギヤ製品の半径
方向外方への塑性流動とからなる二方向の力により、そ
の外周部にギヤ歯が形成されることになる。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。

図面において、第１図〜第４図は本発明による第１のギ
ヤ成形型の製造方法を示す第１工程〜第４工程の断面図
、第５図〜第８図は本発明による第ＩＩのギヤ成形型の
製造方法を示す第１工程〜第４工程の断面図、第９図〜
第１２図は本発明おけるギヤ成形型によるギヤ製品の成
形方法を示す第１工程〜第４工程の断面図である。

まず、第１のギヤ成形型の製造方法について説明する。

第１図において、１は旋削により形成した金属製の中間
素材であり、軸心部の孔２を等径に形成し、外周面３を
下方が小径となるテーパ面に形成する。上記外周面３は
その上下方向中間部に段部４を有する段付きテーパ面に
形成する。

上記中間素材１をその外周面３にて第１ダイ１ｏに形成
した第１ダイ孔１１にテーパ嵌合させる。

上記第１ダイ孔１１は、下方が小径となるテーパ面に形
成するとともに、上下方向の長さを上記中間素材１の上
下方向の幅よりも長く形成し、その上下方向中間部にて
中間素材１を嵌合保持する。また、上記第１ダイ１０は
ベース１２により機台に支持され、このベース１２はそ
の軸心部に中間素材１の孔２よりも若干大径のピン孔１
３を有する。

１５はラム（図示省略）によって下方に押される第１マ
スタギヤであり、この第１マスタギヤ１５は、その外周
部にギヤ歯１６を有する。

このギヤ歯１６は歯切り盤により切削形成した後、熱処
理および研磨加工して高精度に仕上げる。

１７は第１ダイ孔１１の上部に嵌合係止した筒状のガイ
ドであり、上記第１マスタギヤ１５を案内するとともに
、ラムの最下動位置を規制して上記第１マスタギヤ１５
の最下降位置を決定する。

そして、上記中間素材１を加工する際には、まず円柱状
の栓１８を中間素材１の孔２に圧入するとともに、その
下端をベース１２のピン孔１３の上部に嵌合させる。

この状態で第２図に示すように、ラムを介して第１マス
タギヤ１５を下降させて中間素材１の軸心部に押し込み
、第１マスタギヤ１５のギヤ歯１６を中間素材１の孔２
内に押込みっつ、該押込み力によって中間素材１を第１
ダイ孔１１に沿って下方に摺動させてベース１２の上面
に当接させ、第１マスタギヤ１５の下端が孔２の上下方
向中間部に位置した時点で、ラムをガイド１７に当接さ
せて上記第１マスタギヤ１５の下降を停止させる。

さすれば、上記中間素材１は、第１ダイ孔１１による半
径方向内方への加圧力と、第１マスタギヤ１５のギヤ歯
１６による半径方向外方への圧力とからなる二方向の力
によって上半部の内周部にギヤ歯６が形成され、該ギヤ
歯６を有する中間ギヤ成形型５が形成される。

なお、栓１８は、第１マスタギヤ１５の下降によって孔
２からピン孔１３へと移動され、上記第１マスタギヤ１
５によるギヤ歯の成形時に、中間素材１の軸心方向への
自移動を規制するためのものである。

次いで第３図に示すように、上記中間ギヤ成形型５のギ
ヤ歯６に後述する第２マスタギヤ２５を圧入噛合させ、
その外周面７にて第２ダイ２０の第２ダイ孔２１にテー
パ嵌合させる。

上記第２ダイ孔２１は、前述した第１ダイ孔１１と同様
に、下方が小径となるテーパ面に形成し、該第２ダイ孔
２１の下部にて中間ギヤ成形型５を嵌合保持する。

上記第２ダイ２０はベース２２により機台に支持され、
このベース２２はその軸心部に中間ギヤ成形型５の下部
が嵌合可能の凹部２３を有する。

また、上記第２マスタギヤ２５は、前述した第１マスタ
ギヤ１５と同様にしてその外周部に高精度のギヤ歯２６
が形成され、このギヤ歯２６を前述したように中間ギヤ
成形型５のギヤ歯６に圧入噛合する。

２７はガイドであり、上記第２ダイ孔２１の上部に嵌合
させてその下端を中間ギヤ成形型５の上面に当接させ、
その上端を第２マスタギヤ２５の上端よりも上方に突出
させ、また、外周に形成した大径の段部２７−１を第２
ダイ２０の上面から所定量上方に離間させる。

そして第４図に示すように、ラムを介してガイド２７を
下降させて、中間ギヤ成形型５を第２ダイ孔２１に沿っ
て下方に摺動させ、上記第２マスタギヤ２５と第２ダイ
孔２１とにより中間ギヤ成形型５を半径方向に圧縮し、
内周部に仕上げられたギヤ歯９を有する第■のギヤ成形
型８を形成する。

次に第ＩＩのギヤ成形型の製造方法について説明する。

第５図において、１ａは旋削により形成した金属製の中
間素材であり、軸心部の孔２ａを等径に形成し、外周面
３ａを下方が小径となるテーパ面に形成する。

上記中間素材１ａをその外周面３ａにて、第１ダイ１０
ａに形成した第１ダイ孔１１ａの上下方向中間部にテー
パ嵌合させる。

上記第１ダイ１０ａはベース１２ａにより機台に支持さ
れ、このベース１２ａはその軸心部に中間素材１ａの孔
２ａよりも若干大径のピン孔１３ａを有する。

１５ａはラムによって下方に押圧される第１マスタギヤ
であり、この第１マスタギヤ１５ａは、その外周部にギ
ヤ歯１６ａを有し、このギヤ歯１６ａの下部に円柱状の
栓部１８ａを一体に有する。

上記ギヤ歯１６ａは歯切り盤により切削形成した後、熱
処理および研磨加工して高精度に仕上げる。

１７ａは筒状のガイドであり、上記第１ダイ孔１１ａの
上端部に嵌合係止し、上記第１マスタギヤ１５ａを案内
するとともに、ラムの最下動位置を規制して上記第１マ
スタギヤ１５ａの最下降位置を決定する。

そして、上記中間素材１ａを加工する際には、第６図に
示すように、ラムを介して第１マスタギヤ１５ａを下降
させ、まず中間素材１ａを楯１ダイ孔１１ａに沿っ上下
方に摺動させてベース１２ａの上面に当接させ、この状
態で第１マスタギヤ１５ａのギヤ歯１６ａを中間素材１
ａの孔２ａ内に押込み、該ギヤ歯１６ａの下端が孔２ａ
の下端部に位置した時点で、ガイド１７ａの上端により
ラムの下動を規制することにより、上記第１マスタギヤ
１５ａの下降を停止させる。

さすれば、上記中間素材１ａは、第１ダイ孔１１ａによ
る半径方向内方への加圧力と、第１マスタギヤ１５ａの
ギヤ歯１６ａによる半径方向外方への圧力とからなる二
方向の力によって下端部を残す内周部にギヤ歯６ａが形
成され、該ギヤ歯６ａを有する中間ギヤ成形型５ａが形
成される。

なお、栓部１８ａは、第１マスタギヤ１５によるギヤ歯
の成形時に、中間素材１ａの軸心方向への自移動を規制
するためのものである。

次いで上記中間ギヤ成形型５ａの下端部を削除した後、
第７図に示すように、そのギヤ歯６ａを後述の第２マス
タギヤのギヤ歯２６ａに圧入して第２ダイ２０ａに形成
したテーパ状の第２ダイ孔２１ａの上下方向中間部に嵌
合係止する。

上記第２ダイ２０ａはベース２２ａにより機台に支持さ
れ、このベース２２ａは前述のベース１２ａと同様のビ
ン孔２３ａを有する。

また、上記第２マスタギヤ２５ａは、前述した第１マス
タギヤ１５ａと同様にしてその外周部に高精度のギヤ歯
２６ａが形成され、このギヤ歯ｌｅａの下部に円柱状の
幹部２８ａを一体に有し、上記ギヤ歯２６ａを前述した
ように中間ギヤ成形型５ａのギヤ歯６ａに圧入噛合する
。

２７ａはガイドであり、上記第２ダイ孔２１ａの上部に
嵌合させてその下端を中間ギヤ成形型５ａの上面に当接
させ、その上端を第２マスタギヤ２５ａの上端と同一レ
ベルにし、その外周に形成した大径の段部２７ａ−１を
第２ダイ２０ａの上面から所定量上方に離間させる。

そして第８図に示すように、ラムを介して第２マスタギ
ヤ２５ａおよびガイド２７ａを、該ガイド２７ａの段部
２７ａ−１が第２ダイ２０の上面に当接するまで下降さ
せて、上記中間ギヤ成形型５ａを第２ダイ孔２１ａに沿
って下方に摺動させる。

これにより、中間ギヤ成形型５ａを第２マスタギヤ２５
ａと第２ダイ孔２１ａとにより半径方向に圧縮して内周
部に仕上げされたギヤ歯９ａを有する第１Ｉのギヤ成形
型８ａが形成される。

次に前述した第１および第ＩＩのギヤ成形型８゜８ａに
よるギヤ製品の加工方法について説明する。

まず、第１のギヤ成形型８により中間ギヤ製品４１を加
工する。

第９図において、３０はベース３４に支持された型枠で
あり、軸心部に孔３１を有する。

上記孔３１内の下部および上部に敷金３２および前述し
た第■のギヤ成形型８を圧入させ、ギヤ成形型８の下部
に第１下型３３を圧入させる。この場合上記第１のギヤ
成形型８は、その外周部を上部が小径に下部が大径とな
る段状に切削加工して型枠３０の孔３１に圧入係止する
。

次いで円盤状に鍛造成形された中間製品４０を上記第１
のギヤ成形型８内に嵌合させて第１下型３３上に載置す
る。

３５はラム（図示省略）に支持された第１パンチであり
、この第１パンチ３５は、外周部にギヤ歯を有する筒状
の外周パンチ３６とその軸心部に位置する軸状の中央パ
ンチ３７とからなる。

そして、第１０図に示すように、ラムを介して第１パン
チ３５を下降させて中間製品４０の軸心部に押し込み、
この第１パンチ３５と第１下型３３とにより上記中間製
品４０を軸方向、つまり上下方向に圧縮してその外周部
を半径方向外方に塑性流動させ、該外周部を第■のギヤ
成形型８のギヤ歯９内に充填させ、これにより外周部に
ギヤ歯４２を有する中間ギヤ製品４１を形成する。

なお、第９図および第１０図中、３８は成形された中間
ギヤ製品４１を第１のギヤ成形型８から上方に押し出す
押し出しロッドである。

次に上記中間ギヤ製品４１を第ＩＩのギヤ成形型８ａに
より仕上げ加工する。

第１１図において、３０ａはベース３４ａに支持された
型枠であり、軸心部に下方が小径となるテーパ状の孔３
１ａを有する。

上記孔３１ａ内の下部に筒状の第２下型３３ａをテーパ
嵌合させ、また該孔３１ａ内の上部に前述した第ＩＩの
ギヤ成形型８ａを上記第２下型３３ａから若干上方に離
間させてテーパ嵌合させる。

次いで前述した中間ギヤ製品４１を上下反転させて上記
第ＩＩのギヤ成形型８ａの上端部に噛み合わせる。

３５ａはラム（図示省略）に支持された筒状の第２パン
チであり、この第２パンチ３５ａは、その下部に第ＩＩ
のギヤ成形型８ａの上面に当接する大径の外周パンチ３
６ａと、この外周パンチ３６ａよりも下方に突出して中
間ギヤ製品４１の上面に当接する小径の中央パンチ３７
ａとを一体に有する。

そして、第１２図に示すように、ラムを介して第２パン
チ３５ａを下降させ、まず中央パンチ３７ａにより中間
ギヤ製品４１を第ＩＩのギヤ成形型８ａ内にて下方に移
動させ、次いで外周パンチ３６ａにより第ＩＩのギヤ成
形型８ａを型枠３０ａの孔３１ａ内にて下方に摺動させ
てそのギヤ歯９ａ部を軸心方向に圧縮させた後、最下降
時において中央パンチ３７ａと第２下型３３ａとにより
上記中間ギヤ製品４１の外周部を軸方向に圧縮してこの
部を半径方向外方に塑性流動させる。

これにより上記中間ギヤ製品４１のギヤ歯４２は、第Ｉ
Ｉのギヤ成形型８ａのギヤ歯９ａによる軸心方向の加圧
と、上記半径方向外方への塑性流動の圧力とによる二方
向のカにより高精度に仕上げ加工され、製品となるギヤ
製品４４が形成される。

なお、第１１および第１２図中、３８ａは成形されたギ
ヤ製品４４を第ＩＩのギヤ成形型８ａから上方に押し出
す押し出しロンドである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、中間素
材を半径方向の外方と内方との二方向から圧縮して塑性
流動させることによりその内周部をマスタギヤのギヤ歯
に沿わせるようにしたので、強度の高いかつ高精度の歯
を有するギ・型成形型を得ることができる効果を奏する
。

また、中間素材上記の如くして形成した中間ギヤ成形型
を、半径方向の外方から圧縮してその内周部のギヤ歯を
第２マスタギヤのギヤ歯に加圧するようにしたので、よ
り強度の高いかつ高精度の歯を有するギヤ成形型を得る
ことができる効果を奏する。

また、外周部にギヤ歯を有する中間ギヤ製品をギヤ成形
型のギヤ歯に噛み合わせ、ギヤ成形型により上記中間ギ
ヤ製品を軸心方向に圧縮し、この状態で中間ギヤ製品を
軸方向に圧縮してその外周部を半径方向外方に塑性流動
させるようにしたので、上記中間ギヤ製品のギヤ歯部は
半径方向の外方と内方との二方向から圧縮されることに
なり、強度の高いかつ高精度の歯を有するギヤ製品を得
ることができる効果を奏する。

＝２０− ４、図面の簡単な説明　　　　　　　　　′第１図〜第
４図は本発明による第夏のギヤ成形型の製造方法を示す
第１工程〜第４工程の断面図、第５図〜第８図は本発明
による第ＩＩのギヤ成形型の製造方法を示す第１工程〜
第４工程の断面図、第９図〜第１２図は本発明おけるギ
ヤ成形型によるギヤ製品の成形方法を示す第１工程〜第
４工程の断面図である。

１、ｌａ：中間素材、２，２ａ：孔、３，３ａ外周面、
４：段部、５，５ａ：中間ギヤ成形型、６，６ａ：ギヤ
歯、？、７ａ：外周面、８゜８ａ：第Ｉ、第ＩＩのギヤ
成形型、９．９ａ：ギヤ歯。

１０．１０ａ、：第１ダイ、１１．ｌｌａ：第１ダイ孔
、１２，１２ａ：ベース、１３，１３ａ、：ピン孔、１
５，１５ａ：第１マスタギヤ、：１６．１６ａ：ギヤ歯
、１７，１７ａニガイド、１８：栓、１８ａ：幹部。

２０．２０ａ、：第２ダイ、２１，２１ａ　：第２ダイ
孔、２２，２２ａ：ベース、２３：凹部、２３ａピン孔
、２５，２５ａ：第２マスタギヤ、：　２６，２６ａ　
：ギャ歯、２７，２７ａニガイド、２７−１　、２７　
ａ　−１：段部、２８ａ：幹部。

３０．３０ａ：型枠、３１，３１ａ：孔、３２：敷金、
３３，３３ａ：第１．第２下型、３４．３４ａ：ベース
、３５，３５ａ：第１．第２パンチ、３６，３６ａ：外
周パンチ、３７゜３７ａ：中央パンチ、３８，３８ａ：
押し出しロンド。

４０：中間製品、４１：中間ギヤ製品、４２：ギヤ歯、
４４：ギヤ製品。

出願代理人　　　松　本　　久 （マノ 、４ バ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外周面が下方に向かって縮小するテーパ状に形成さ
   れ、かつ軸心部に孔が形成された筒状の中間素材を設け
   、この中間素材をその外周面にてダイ孔にテーパ嵌合さ
   せ、該中間素材をダイ孔内にて下方に摺動させた後、外
   周部にギヤ歯が形成されたマスタギヤを上方から前記中
   間素材の軸心部に押し込むことを特徴とする鍛造用ギヤ
   成形型の製造方法。 ２、外周面が下方に向かって縮小するテーパ状に形成さ
   れ、かつ軸心部に孔が形成された筒状の中間素材を設け
   、この中間素材をその外周面にて第１ダイ孔にテーパ嵌
   合させ、該中間素材を第１ダイ孔内にて下方に摺動させ
   た後、外周部にギヤ歯が形成された第１マスタギヤを上
   方から中間素材の軸心部に押し込んで内周にギヤ歯が形
   成された中間ギヤ成形型を設け、この中間ギヤ成形型を
   その外周面にて第２ダイ孔にテーパ嵌合させ、外周部に
   ギヤ歯が形成された第２マスタギヤを上方から前記中間
   ギヤ成形型のギヤ歯内に圧入し、該中間ギヤ成形型を第
   ２ダイ孔内にて下方に摺動させたて半径方向に圧縮した
   ことを特徴とする鍛造用ギヤ成形型の製造方法。 ３、内周部にギヤ歯が形成された筒状の第 I のギヤ成
   形型を型枠の孔に嵌合させ、前記第 I のギヤ成形型内
   に円盤状に形成された中間製品を嵌合させ、この中間製
   品を軸方向の圧縮により大径に膨出させてその外周部を
   前記第 I のギヤ成形型のギヤ歯内に充填させることに
   より、外周部にギヤ歯を有する中間ギヤ製品を形成し、
   外周面が下方に向かって縮小するテーパ状に形成され、
   かつ内心部にギヤ歯が形成された筒状の第IIのギヤ成形
   型を型枠の孔の上下方向中間部にテーパ嵌合させ、第I
   Iのギヤ成形型の上端部に前記中間ギヤ製品の下端部を
   噛み合わせ、この中間ギヤ製品を第IIのギヤ成形型内に
   て下方に摺動させるとともに、前記第IIのギヤ成形型を
   型枠の孔にて下方に摺動させ、次いで前記中間ギヤ製品
   を軸方向に圧縮したことを特徴とするギヤ成形型による
   ギヤ製品の成形方法。