JP2003025039A - 歯車成形方法および歯車成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】歯車の生産効率を向上させるとともに、製造コ
ストの低減を図る。 【解決手段】歯車成形装置１０の固定部１４を構成する
下パンチ３６の側周壁部にリング状成形体１２を保持す
る（第１の工程）。そして、可動部１６を固定部１４に
接近させて上パンチ９０をダイ５０に係合するととも
に、上パンチ９０および上インサートパンチ９２の各下
端面をリング状成形体１２の上端面に当接させる。この
状態で、下パンチ３６を上昇動作させることによってリ
ング状成形体１２を拡径する（第２の工程）。次いで、
上インサートパンチ９２の押圧力を解除し、さらに、下
インサートパンチ２８を上昇動作させる（第３の工
程）。この上昇動作に伴って、リング状成形体１２に、
小径部３と、ダイ５０の外歯形成用歯部５２に対応する
形状の外歯４と、下インサートパンチ２８の内歯形成用
歯部６０に対応する形状の内歯６とが成形され、平歯車
１が得られるに至る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内歯と外歯を有す
る歯車を熱間鍛造または冷間鍛造によって成形するため
の歯車成形方法および歯車成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の変速機等に用いられる平歯車を
図１１に示す。この平歯車１は、大径部２と、該大径部
２に比して小径な小径部３とを有し、大径部２の側周壁
部には外歯４が設けられている。そして、大径部２から
小径部３に亘って延在する貫通孔５の内周壁部には、大
径部２に対応する部位に内歯６が形成されている。

【０００３】この平歯車１は、通常、以下のようにして
製造されている。すなわち、図１２に示されるリング状
成形体（歯車素材）７に対して、まず、焼鈍処理、ショ
ットブラスト処理および潤滑化処理を施す。

【０００４】次に、リング状成形体７の側周壁部の一部
を切削除去することにより、小径部３と大径部２を設け
る。すなわち、切削除去が施されなかった部位が大径部
２となり、一方、切削除去された部位の残余の肉が小径
部３となる。

【０００５】次に、大径部２の側周壁部および貫通孔５
の内周壁部の一部に対し、カッタで切削加工を施すこと
により、該側周壁部および内周壁部に予備外歯および予
備内歯をそれぞれ形成する。

【０００６】最後に、予備外歯および予備内歯に対して
仕上げ転造加工を施すことにより、所定の寸法精度を有
する外歯４および内歯６が設けられた平歯車１が得られ
るに至る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記から諒解されるよ
うに、外歯４および内歯６を有する平歯車１の一般的な
製造方法においては、多数の加工工程が営まれる。この
ため、平歯車１が完成されるに至るまで長時間を要す
る。換言すれば、従来技術に係る製造方法には、外歯４
および内歯６を有する平歯車１を効率的に製造すること
が困難であるという不具合が顕在化している。

【０００８】また、各加工工程では互いに異なる加工装
置が必要であり、このために高額の設備投資費が必要と
なる。すなわち、この製造方法には、加工コストが上昇
してしまうという不具合がある。

【０００９】さらに、小径部３を設けるためにリング状
成形体７から切削除去された肉や、予備外歯および予備
内歯を形成するために切削除去された肉は、通常、再利
用されることなく廃棄されている。このため、廃棄コス
トが必要となる上、材料歩留まりが著しく低下してしま
うので材料調達コストも高騰するという事態を招いてい
る。

【００１０】結局、従来技術に係る外歯および内歯を有
する平歯車の製造方法には、材料歩留まりが低く、かつ
製造コストを低廉化することが困難であるという不具合
がある。

【００１１】本発明は上記した課題を解決するためにな
されたもので、材料歩留まりを向上することが可能であ
り、しかも、製造コストの低廉化を達成することも可能
な歯車成形方法および歯車成形装置を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、内歯形成用歯部を有するとともに下パ
ンチの孔部に摺動自在に挿通された下インサートパンチ
の側周壁部に保持された歯車素材を、外歯形成用歯部を
有するダイで囲繞する第１の工程と、上パンチおよび前
記上パンチの孔部に摺動自在に挿通された上インサート
パンチを前記歯車素材の上端面に当接させた状態で、前
記下パンチで前記歯車素材を押圧することによって該歯
車素材を拡径する第２の工程と、前記下インサートパン
チを前記上インサートパンチに指向して変位させること
に伴って前記歯車素材を押圧して該歯車素材の肉を塑性
流動させ、前記ダイの外歯形成用歯部によって前記歯車
素材の側周壁部に外歯を形成するとともに前記下インサ
ートパンチの内歯形成用歯部によって前記歯車素材の貫
通孔の内周壁部に内歯を形成して歯車を得る第３の工程
と、を有することを特徴とする。

【００１３】すなわち、本発明に係る成形方法において
は、歯車素材が塑性変形されることによって外歯および
内歯を有する歯車が作製される。このため、歯車素材の
肉を切削除去する必要がないので、材料歩留まりが著し
く向上するとともに切削除去された肉の廃棄コストを低
減することができる。

【００１４】なお、歯部を有しない小径部を歯車素材に
設ける場合、前記第３の工程で歯車素材に対する上イン
サートパンチによる押圧力を解除することによって、下
インサートパンチと前記上パンチとの間に前記歯車素材
の肉を塑性流動させるようにすればよい。これに伴っ
て、塑性流動した肉が上インサートパンチを押し上げる
ようになる。結局、上インサートパンチを押し上げて下
インサートパンチと前記上パンチとの間に導入された肉
が小径部となる。

【００１５】この場合、前記第３の工程で、前記歯車素
材の前記内歯と前記小径部の内周壁部との間にテーパ部
を設けることが好ましい。テーパ部が存在することによ
り、肉が容易に塑性流動することができるようになるか
らである。換言すれば、歯車素材を容易に塑性変形させ
ることができるようになるからである。

【００１６】また、本発明は、側周壁部に外歯を有する
一方、貫通孔の内周壁部に内歯を有する歯車を成形する
ための歯車成形装置であって、孔部を有する下パンチ
と、前記下パンチの孔部に摺動自在に挿通されてかつ前
記内歯を形成するための内歯形成用歯部を有する下イン
サートパンチと、前記歯車の外歯を形成するための外歯
形成用歯部を有するダイと、前記ダイに係合する上パン
チと、前記上パンチの孔部に摺動自在に挿通されてかつ
前記下インサートパンチの端部が挿入される開口部を有
する上インサートパンチと、を備え、前記下インサート
パンチの側周壁部に保持された歯車素材の上端面に前記
上パンチおよび前記上インサートパンチを当接させた状
態で、前記歯車素材を前記下パンチで押圧することによ
って拡径し、前記下インサートパンチが前記上インサー
トパンチに指向して変位した際に、前記ダイの外歯形成
用歯部によって前記歯車素材の側周壁部に外歯を形成す
るとともに、前記下パンチの内歯形成用歯部によって前
記歯車素材の貫通孔の内周壁部に内歯を形成して歯車と
することを特徴とする。

【００１７】このような構成の装置では、下パンチの側
周壁部に歯車素材を保持した後、下パンチ、下インサー
トパンチ、上パンチおよび上インサートパンチを所定の
順序で変位させることによって連続的に歯車を作製する
ことができる。すなわち、歯車の生産効率が著しく向上
する。

【００１８】しかも、この場合、歯車素材から歯車を得
るためには上記の歯車成形装置のみを使用すればよく、
他の加工装置は特に必要としない。このため、設備投資
費の低廉化を図ることもできる。

【００１９】歯部を有しない小径部を歯車素材に設ける
場合には、上インサートパンチの開口部に挿入される下
インサートパンチの端部を、前記内歯形成用歯部が設け
られた部位に比して小径にすればよい。

【００２０】そして、この場合、前記上インサートパン
チの開口部に挿入される前記下インサートパンチの端部
と該下インサートパンチの前記内歯形成用歯部との間に
テーパ部を設けることが好ましい。上記したように、歯
車素材の肉がこのテーパ部に沿って容易に塑性流動する
ことができるようになるからである。

【００２１】さらに、下パンチの側周壁部には、ダイの
外歯形成用歯部に噛合する外歯が設けられていることが
好ましい。これにより下パンチがダイに案内されながら
上下方向に変位することができるようになるので、該下
パンチの側周壁部に保持された歯車素材に設けられる外
歯の寸法精度が良好となるからである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る歯車成形方法
につきそれを遂行する歯車成形装置との関係で好適な実
施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明す
る。

【００２３】本実施の形態に係る歯車成形装置の要部概
略縦断面図を図１に示す。この歯車成形装置１０は、図
１２に示されるリング状成形体７に類似するリング状成
形体１２を鍛造成形して平歯車１（図１１参照）に成形
するためのものであり、固定部１４と、該固定部１４に
対して接近または離間自在な可動部１６とを有する（図
１参照）。

【００２４】ここで、従来技術に係る歯車成形方法で
は、平歯車１の大径部２と略同等の直径を有するリング
状成形体７が選定されるのに対し、本実施の形態では、
直径が平歯車１の小径部３に比してやや大径であるリン
グ状成形体１２を使用する。すなわち、本実施の形態に
おいては、リング状成形体１２としては、リング状成形
体７に比して小径のものが使用される。

【００２５】固定部１４は、略中央部に第１貫通孔１８
が形成された基盤２０を備える。この基盤２０における
第１貫通孔１８の半径方向外方には略矩形状の凹部２２
が形成されており、このため、該基盤２０は、第１貫通
孔１８が形成された第１凸部２４と、凹部２２を介して
該第１凸部２４を囲繞する第２凸部２６とを有する。

【００２６】第１貫通孔１８には、後述する下インサー
トパンチ２８を上下方向に変位させるためのロッド部材
３０が挿通されており、一方、凹部２２には、ガスダン
パ３２が配設されている。さらに、第１凸部２４におけ
る第１貫通孔１８と凹部２２との間には第２貫通孔３４
が設けられており、該第２貫通孔３４には、下パンチ３
６を上下方向に変位させるための押圧ピン３８が挿通さ
れている。後述するように、ロッド部材３０と押圧ピン
３８とは個別に変位させることが可能であり、したがっ
て、下インサートパンチ２８と下パンチ３６は個別に変
位させることができる。

【００２７】基盤２０の第１凸部２４には、第１貫通孔
１８の開口を囲繞するように第１ホルダ４０が連結され
ている。この第１ホルダ４０の略中央部には大貫通孔４
２が設けられており、かつ該大貫通孔４２の近傍には小
貫通孔４４、４４が設けられている。このうち、大貫通
孔４２には、ロッド部材３０の先端部と下インサートパ
ンチ２８の下端部とが挿入されている。すなわち、ロッ
ド部材３０の先端部に設けられた大径部４５と下インサ
ートパンチ２８の各側周壁部は、大貫通孔４２の内周壁
部に摺接する。なお、下インサートパンチ２８の下端部
は、ロッド部材３０の大径部４５の先端面に当接してい
る。

【００２８】一方、小貫通孔４４には、押圧ピン３８の
先端部が挿入されている。そして、押圧ピン３８の先端
部には環状スペーサ４６が固着されており、該環状スペ
ーサ４６は第１ホルダ４０の上端面に載置されている。
さらに、この環状スペーサ４６上には、図１における下
方が厚肉でかつ上方が薄肉に形成された下パンチ３６が
載置されている。

【００２９】図２に示すように、下パンチ３６の薄肉部
には外歯４８が形成されている。一方、図３に示すよう
に、該薄肉部を囲繞するダイ５０には外歯形成用歯部５
２が設けられており、前記外歯４８は、この外歯形成用
歯部５２に噛合している。このため、下パンチ３６は、
外歯４８に噛合した外歯形成用歯部５２に案内されなが
ら上下に変位する。後述するように、この外歯形成用歯
部５２によってリング状成形体１２に外歯４が形成され
る。

【００３０】該下パンチ３６に設けられた貫通孔５４
（図１および図２参照）には、下インサートパンチ２８
が挿通されている。上記したように、該下インサートパ
ンチ２８の下端部はロッド部材３０の大径部４５の先端
面に当接しており、一方、上端部は下パンチ３６から突
出している。

【００３１】図２に示すように、この下インサートパン
チ２８は、大径部５５と、該大径部５５に連設されてテ
ーパ状に縮径したテーパ部５６と、該テーパ部５６から
延在する小径部５８とを有する。なお、テーパ部５６の
直径はリング状成形体１２の貫通孔の直径に比して大き
く、したがって、リング状成形体１２がテーパ部５６と
小径部５８との境界線よりも下降することはない。

【００３２】該下インサートパンチ２８においては、大
径部５５の終端部からテーパ部５６の起部に至るまで内
歯形成用歯部６０が設けられている。後述するように、
この内歯形成用歯部６０によってリング状成形体１２の
内周壁部に内歯６が形成される。

【００３３】ここで、下インサートパンチ２８と下パン
チ３６とは、個別に変位させることができる。すなわ
ち、図４に示すように、ロッド部材３０の下端部は、プ
レート６２と、該プレート６２に立設されたスリーブ６
４と、該スリーブ６４の上側開口端部を閉塞する閉塞部
材６６とを介して図示しない第１駆動機構に連結されて
いる。そして、スリーブ６４の孔部６８には図示しない
第２駆動機構を構成するロッド７０が挿入されており、
このロッド７０の大径部７１は、閉塞部材６６の貫通孔
を介してスリーブ６４の孔部６８まで通された押圧ピン
３８の下端面に当接している。勿論、ロッド７０の大径
部７１における側周壁部は、スリーブ６４の内周壁部に
対して摺動自在である。

【００３４】したがって、第１駆動機構が付勢されるこ
とに伴ってプレート６２、スリーブ６４および閉塞部材
６６が上下方向に変位した場合であっても、スリーブ６
４の孔部６８に配設されたロッド７０が変位することは
ないので、押圧ピン３８、ひいては下パンチ３６が変位
することもない。一方、第２駆動機構が付勢された際に
はロッド７０がスリーブ６４内で変位するが、これに伴
って該スリーブ６４が変位することはないので、閉塞部
材６６に連結されたロッド部材３０、ひいては下インサ
ートパンチ２８が変位することもない。

【００３５】なお、閉塞部材６６は、基盤２０を支持す
る支持盤７２に設けられた孔部に摺動自在に収容されて
いる。すなわち、該閉塞部材６６が孔部内で上下方向に
変位する際、その外周壁部が孔部の内周壁部に摺接す
る。

【００３６】図１に示すように、凹部２２に配設された
ガスダンパ３２を構成するロッド７３の先端部には、セ
ットプレート７４が固定されている。すなわち、該セッ
トプレート７４は、ガスダンパ３２によって可動部１６
側に指向して常時弾発付勢されている。

【００３７】また、第１凸部２４と第２凸部２６上には
第２ホルダ７６が連結されている。この第２ホルダ７６
には孔部７５が設けられており、ガスダンパ３２は、該
孔部７５に収容されている。なお、第２ホルダ７６の外
周面は、基盤２０の外周面よりも半径方向外方に突出し
ている。

【００３８】さらに、第２ホルダ７６上には環状の第３
ホルダ７８が連結されている。この第３ホルダ７８の上
端面開口に突出形成された第１ストッパ部８０は、前記
ダイ５０を外嵌して支持するようにセットプレート７４
に連結された支持部材８２がガスダンパ３２によって弾
発付勢された際、該支持部材８２の側周壁部から突出形
成された第２ストッパ部８４に当接する。

【００３９】ダイ５０には、上記したように外歯形成用
歯部５２が形成されている（図２参照）。この外歯形成
用歯部５２の鉛直方向寸法は下パンチ３６の外歯４８よ
りも大きく、したがって、該外歯形成用歯部５２の一部
は露呈して、下インサートパンチ２８の側周壁部に保持
されたリング状成形体１２に所定間隔で離間して対向す
る。

【００４０】支持部材８２およびダイ５０の上部略中央
には、テーパ部８６を有する凹部８８が形成されている
（図１参照）。可動部１６が固定部１４に接近した際、
この凹部８８には、上パンチ９０および上インサートパ
ンチ９２の先端部が挿入される。すなわち、上パンチ９
０はダイ５０に係合する。

【００４１】以上の構成において、基盤２０、第２ホル
ダ７６および第３ホルダ７８には、第４ホルダ９４が外
嵌されている。

【００４２】一方、可動部１６は、図１に示すように、
ロッド９６と、該ロッド９６の下端部に連結された略円
柱状のマンドレル９８を有し、前記上インサートパンチ
９２はこのマンドレル９８に外嵌されている。マンドレ
ル９８の鉛直方向寸法は上インサートパンチ９２に比し
て小さく、したがって、該上インサートパンチ９２の下
端部には開口部１００が形成された形態となっている。

【００４３】ここで、ロッド９６の上端部は、図示しな
い第３駆動機構に連結されている。すなわち、ロッド９
６は、第３駆動機構の作用下に上下方向に変位自在であ
る。このようにしてロッド９６が変位することに追従し
てマンドレル９８が変位し、最終的に下インサートパン
チ２８が変位する。

【００４４】ロッド９６を囲繞するスペーサ１０２の底
面には、前記上パンチ９０が連結されている。この上パ
ンチ９０は、上インサートパンチ９２の外周面に対して
摺動自在である。また、該上パンチ９０の先端外周部に
は、ダイ５０および支持部材８２の凹部８８のテーパ部
８６の形状に対応するテーパ部１０４が形成されてい
る。

【００４５】上パンチ９０と上インサートパンチ９２も
また、個別に上下方向に変位させることが可能である。
すなわち、上パンチ９０の外周面には、該上パンチ９０
をスペーサ１０２側に指向して支持固定する第５ホルダ
１０６が嵌合されており、かつスペーサ１０２および第
５ホルダ１０６には第６ホルダ１０８が外嵌されてい
る。そして、スペーサ１０２は、スリーブ１１０を介し
て図１における上方で第４駆動機構（図示せず）に連結
されている。したがって、この第４駆動機構が付勢され
ることに追従してスリーブ１１０、スペーサ１０２およ
び第６ホルダ１０８が上下方向に変位することに伴い、
最終的に上パンチ９０が変位する。この際、上パンチ９
０の内周壁部は上インサートパンチ９２の外周面を摺接
するので、上パンチ９０が変位することに伴って上イン
サートパンチ９２が変位することはない。

【００４６】勿論、第１〜第４駆動機構のうち、任意数
の駆動機構同士を同期して駆動することも可能である。

【００４７】本実施の形態に係る歯車成形装置１０は、
基本的には以上のように構成されるものであり、次に、
その作用および効果について歯車成形方法との関係で説
明する。

【００４８】まず、可動部１６を固定部１４から離間し
た状態とし（図１参照）、リング状成形体１２の貫通孔
に下インサートパンチ２８を通す。上記したように、下
インサートパンチ２８のテーパ部５６の直径がリング状
成形体１２の貫通孔の直径に比して大きいので、リング
状成形体１２の下端面はテーパ部５６と小径部５８との
境界線上で停止する。これにより、リング状成形体１２
が下パンチ３６の側周壁部に保持され、かつダイ５０で
囲繞される（第１の工程）。

【００４９】この状態で、前記第３駆動機構および前記
第４駆動機構を同期して駆動するように付勢し、可動部
１６を鉛直下方向に移動させて固定部１４に接近させ
る。この際、ダイ５０および支持部材８２の凹部８８に
おけるテーパ部８６に上パンチ９０のテーパ部１０４が
当接するとともに、下インサートパンチ２８の先端部が
上インサートパンチ９２の開口部１００に挿入され、マ
ンドレル９８の下端面と所定間隔で離間して対向する。
また、上パンチ９０および上インサートパンチ９２の各
下端面がリング状成形体１２の上端面に当接する。

【００５０】可動部１６をさらに下方に変位させると、
上パンチ９０および上インサートパンチ９２によってダ
イ５０および支持部材８２が押圧され、その結果、ガス
ダンパ３２の弾発力に抗して、図５に示すように、ダイ
５０、支持部材８２およびセットプレート７４が下方に
変位する。すなわち、第３ホルダ７８の第１ストッパ部
８０と支持部材８２の第２ストッパ部８４とが互いに離
間する。

【００５１】また、この際、下インサートパンチ２８
は、リング状成形体１２を介して上パンチ９０および上
インサートパンチ９２によって押圧される。この時点で
はロッド７０の押圧ピン３８に対する押圧力が解除され
ているので、リング状成形体１２および下インサートパ
ンチ２８は、ダイ５０、支持部材８２およびセットプレ
ート７４とともに下方に指向して変位する。この変位
は、最終的に、可動部１６の下方への変位が停止される
ことにより停止される。

【００５２】次いで、第２駆動機構を付勢して下パンチ
３６を上インサートパンチ９２側に指向して上昇動作さ
せ、リング状成形体１２をその下端面から押圧する。こ
の押圧によって、リング状成形体１２の肉が塑性流動を
起こす。

【００５３】この肉の上方への塑性流動は、図６から諒
解されるように、上インサートパンチ９２および上パン
チ９０により堰き止められる。したがって、前記肉は、
ダイ５０に指向する方向にのみ流動することができる。
このような肉の塑性流動が起こる結果、リング状成形体
１２が拡径される（第２の工程）。換言すれば、第２の
工程では、リング状成形体１２に対して据え込み成形加
工が施される。

【００５４】リング状成形体１２を拡径した後、該リン
グ状成形体１２に小径部３、外歯４および内歯６を設け
る。具体的には、前記第３駆動機構の付勢を停止するこ
とにより上インサートパンチ９２を変位自在とする。す
なわち、上インサートパンチ９２のリング状成形体１２
に対する押圧力を解除する。

【００５５】この状態で、前記第１駆動機構を付勢して
ロッド部材３０（図１および図４参照）を上昇動作させ
る。これにより、図７に示すように、押圧ピン３８およ
びプレート６２を介して下インサートパンチ２８が上昇
する。これによりリング状成形体１２の肉が再度塑性流
動を起こし、上インサートパンチ９２に当接した箇所に
おいては、該上インサートパンチ９２を押し上げる。す
なわち、下インサートパンチ２８と上パンチ９０との間
に肉が導入され、結局、リング状成形体１２に小径部が
形成される。

【００５６】さらに、この際、リング状成形体１２の側
周壁部の肉がダイ５０に設けられた外歯形成用歯部５２
に指向して塑性流動する。その結果、外歯形成用歯部５
２の形状に対応する形状の外歯４がリング状成形体１２
の側周壁部に成形される。

【００５７】また、上記したように、下インサートパン
チ２８の側周壁部には内歯形成用歯部６０が設けられて
いる。このため、内歯形成用歯部６０の形状に対応する
形状の内歯６がリング状成形体１２の貫通孔の内周壁部
に成形され、これにより外歯４および内歯６を有する平
歯車１が得られるに至る（第３の工程）。

【００５８】ここで、下インサートパンチ２８において
は、大径部５５の上側終端部と小径部５８との間にテー
パ部５６が設けられている。この場合、リング状成形体
１２の肉がこのテーパ部５６に沿って容易に塑性流動す
ることができる。すなわち、下インサートパンチ２８に
テーパ部５６を設けることによって、リング状成形体１
２を容易に塑性変形させることができる。したがって、
この平歯車１における内壁部には、内歯６と小径部３と
の間に、下インサートパンチ２８のテーパ部５６に対応
する形状のテーパ面１１２が成形されたものとなる（図
７参照）。

【００５９】このように、本実施の形態によれば、リン
グ状成形体１２を塑性変形させることによって、該リン
グ状成形体１２の肉を切削除去することなく平歯車１を
作製するようにしている。このため、肉の廃棄コストが
不要となる。また、材料歩留まりが著しく向上するの
で、材料調達コストも低減することができる。

【００６０】しかも、この場合、歯車成形装置１０にリ
ング状成形体１２をセットした後、該歯車成形装置１０
を上記のように動作させることによって効率的に平歯車
１を連続作製することができる。このため、平歯車１を
作製するに当たり、他の加工装置を特に必要としない。
換言すれば、設備投資費を低減しながらも平歯車１を大
量生産することができるので、平歯車１の加工コストを
大幅に低減することができる。

【００６１】なお、上記した実施の形態においては、外
歯および内歯をともに平歯としたが、少なくともいずれ
か一方の歯をヘリカル歯としてもよい。例えば、外歯を
ヘリカル歯とする場合、図８に示すように、鉛直方向に
対して所定の角度θだけ傾斜した外歯形成用歯部１５０
を有するダイ１５２を使用すればよい。

【００６２】また、この実施の形態では、下インサート
パンチ２８にテーパ部５６を設けてリング状成形体１２
の塑性変形を容易にし、平歯車１の内壁部にテーパ面１
１２が形成されるようにしているが、図９に示すよう
に、下インサートパンチ２８にテーパ部５６を設けるこ
となく歯車素材１６０の肉を塑性流動させるようにして
もよい。この場合においても、リング状成形体１２の塑
性変形が充分に進行して平歯車１が作製されるに至る。
勿論、この場合、平歯車１にテーパ面１１２は形成され
ない。

【００６３】図９に示される実施の形態においては、塑
性流動を容易にするために、図１０に示すように、歯車
素材１６０の外壁面に段部１６２を予め設けておくこと
が好ましい。この場合、歯車素材１６０は、その底面１
６０ａが下インサートパンチ２８の大径部５５に当接す
ることによって該下インサートパンチ２８の側周壁部に
保持される。この状態で下インサートパンチ２８を上昇
動作させると、歯車素材１６０には、内歯形成用歯部６
０によって内壁面に内歯６が設けられる。そして、下イ
ンサートパンチ２８の上昇動作を抑止することにより、
内歯６の形成を終了することができる（図９参照）。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る歯車
成形方法によれば、歯車素材から肉を切削除去すること
なく歯車を得ることができる。このため、材料歩留まり
を著しく向上させることができ、かつ材料調達コストお
よび肉の廃棄コストを低減させることもできる。

【００６５】また、本発明に係る歯車成形装置によれ
ば、歯車を効率よく連続製造することができる。このた
め、他の加工装置を特に必要としない。すなわち、設備
投資費を低減しながらも歯車を大量生産することができ
るので、歯車の加工コストを大幅に低減することができ
る。

【００６６】結局、本発明によれば、歯車の生産効率が
向上し、しかも、歯車の製造コストを著しく低減するこ
とができるという効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る歯車成形装置の要部概略縦
断面図である。

【図２】図１の歯車成形装置を構成する下パンチ、下イ
ンサートパンチおよびダイの要部拡大縦断面図である。

【図３】外歯として平歯を有する歯車を成形するための
外歯形成用歯部が形成されたダイの全体概略縦断面図で
ある。

【図４】図１の歯車成形装置の下部概略縦断面図であ
る。

【図５】図１の歯車成形装置において、上パンチをダイ
に係合させた状態を示す要部概略縦断面図である。

【図６】リング状成形体を拡径している状態を示す要部
概略縦断面図である。

【図７】拡径されたリング状成形体に対して外歯および
内歯を成形している状態を示す要部概略縦断面図であ
る。

【図８】外歯としてヘリカル歯を有する歯車を成形する
ための外歯形成用歯部が形成されたダイの全体概略縦断
面図である。

【図９】別の実施の形態に係る歯車成形装置を構成する
下パンチ、下インサートパンチおよびダイによって、リ
ング状成形体に対して外歯および内歯を成形している状
態を示す要部概略縦断面図である。

【図１０】内壁面に段部が形成されたリング状成形体の
概略縦断面図である。

【図１１】平歯の外歯および内歯を有する平歯車の概略
全体斜視図である。

【図１２】リング状成形体（歯車素材）の概略全体斜視
図である。

【符号の説明】

１…平歯車 ２…大径部 ３…小径部 ４…外歯 ５…貫通孔 ６…内歯 ７、１２…リング状成形体（歯車素材） １０…歯車成
形装置 １４…固定部 １６…可動部 ２０…基盤 ２８…下イン
サートパンチ ３０…ロッド部材 ３２…ガスダ
ンパ ３６…下パンチ ３８…押圧ピ
ン ４６…環状スペーサ ４８…外歯 ５０、１５２…ダイ ５２、１５０
…外歯形成用歯部 ５６…テーパ部 ６０…内歯形
成用歯部 ６２…プレート ６４…スリー
ブ ７０、７３、９６…ロッド ７４…セット
プレート ９０…上パンチ ９２…上イン
サートパンチ ９８…マンドレル １００…開口
部 １１２…テーパ面 １６０…歯車
素材 １６２…段部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上原 洋一 埼玉県和光市本町８−１ 本田技研工業株 式会社埼玉製作所和光工場内 (72)発明者 生木 一松 京都府綴喜郡宇治田原町禅定寺塩谷14 株 式会社ニチダイ宇治田原工場内 (72)発明者 近藤 靖之 京都府綴喜郡宇治田原町禅定寺塩谷14 株 式会社ニチダイ宇治田原工場内 Ｆターム(参考） 4E087 AA08 AA10 CA14 CA33 EC13 HA02 HA08

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内歯形成用歯部を有するとともに下パンチ
   の孔部に摺動自在に挿通された下インサートパンチの側
   周壁部に保持された歯車素材を、外歯形成用歯部を有す
   るダイで囲繞する第１の工程と、 上パンチおよび前記上パンチの孔部に摺動自在に挿通さ
   れた上インサートパンチを前記歯車素材の上端面に当接
   させた状態で、前記下パンチで前記歯車素材を押圧する
   ことによって該歯車素材を拡径する第２の工程と、 前記下インサートパンチを前記上インサートパンチに指
   向して変位させることに伴って前記歯車素材を押圧して
   該歯車素材の肉を塑性流動させ、前記ダイの外歯形成用
   歯部によって前記歯車素材の側周壁部に外歯を形成する
   とともに前記下インサートパンチの内歯形成用歯部によ
   って前記歯車素材の貫通孔の内周壁部に内歯を形成して
   歯車を得る第３の工程と、 を有することを特徴とする歯車成形方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の歯車成形方法において、前
   記第３の工程で前記歯車素材に対する前記上インサート
   パンチによる押圧力を解除することにより前記下インサ
   ートパンチと前記上パンチとの間に前記歯車素材の肉を
   塑性流動させ、前記外歯が形成された側周壁部に比して
   直径が小さい小径部が設けられた歯車とすることを特徴
   とする歯車成形方法。
3. 【請求項３】請求項２記載の歯車成形方法において、前
   記第３の工程で前記歯車素材の前記内歯と前記小径部の
   内周壁部との間にテーパ部を設けることを特徴とする歯
   車成形方法。
4. 【請求項４】側周壁部に外歯を有する一方、貫通孔の内
   周壁部に内歯を有する歯車を成形するための歯車成形装
   置であって、 孔部を有する下パンチと、 前記下パンチの孔部に摺動自在に挿通されてかつ前記内
   歯を形成するための内歯形成用歯部を有する下インサー
   トパンチと、 前記外歯を形成するための外歯形成用歯部を有するダイ
   と、 前記ダイに係合する上パンチと、 前記上パンチの孔部に摺動自在に挿通されてかつ前記下
   インサートパンチの端部が挿入される開口部を有する上
   インサートパンチと、 を備え、 前記下インサートパンチの側周壁部に保持された歯車素
   材の上端面に前記上パンチおよび前記上インサートパン
   チを当接させた状態で、前記歯車素材を前記下パンチで
   押圧することによって拡径し、 前記下インサートパンチが前記上インサートパンチに指
   向して変位した際に、前記ダイの外歯形成用歯部によっ
   て前記歯車素材の側周壁部に外歯を形成するとともに、
   前記下パンチの内歯形成用歯部によって前記歯車素材の
   貫通孔の内周壁部に内歯を形成して歯車とすることを特
   徴とする歯車成形装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の歯車成形装置において、前
   記上インサートパンチの開口部に挿入される前記下イン
   サートパンチの端部が、該下インサートパンチの前記内
   歯形成用歯部が設けられた部位に比して小径であること
   を特徴とする歯車成形装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の歯車成形装置において、前
   記上インサートパンチの開口部に挿入される前記下イン
   サートパンチの端部と該下インサートパンチの前記内歯
   形成用歯部との間にテーパ部が設けられていることを特
   徴とする歯車成形装置。
7. 【請求項７】請求項４〜６のいずれか１項に記載の歯車
   成形装置において、前記下パンチの側周壁部に、前記ダ
   イの外歯形成用歯部に噛合する外歯が設けられているこ
   とを特徴とする歯車成形装置。