JP3328234B2 - ディファレンシャル用ハイポイドリングギャおよびその製造方法 - Google Patents

ディファレンシャル用ハイポイドリングギャおよびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＦＲ車のディファ
レンシャル用ハイポイドリングギャおよびその製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のディファレンシャル用ハ
イポイドリングギャ（以下ハイポイドリングギャと称
す）の製造は、図６に示すように、丸棒素材（Ａ１）を
加熱し、それを据え込み鍛造して円板状の第１中間品
（Ａ２）を形成し、この第１中間品（Ａ２）を型鍛造し
て最終の内・外径と略同径の有底環状の第２中間品（Ａ
３）を形成し、この第２中間品（Ａ３）の底部（Ａ
３’）を打ち抜いて無底環状の第３中間品（Ａ４）を形
成し、この第３中間品（Ａ４）を焼準ショットブラスト
した後、前記第３中間品（Ａ４）をＮＣ旋盤等により旋
削加工して粗製品形状の第４中間品（Ａ５）を形成し、
この第４中間品（Ａ５）を荒加工用のグリーソン歯切り
機により歯切り荒加工し、続いて仕上加工用のグリーソ
ン歯切り機により歯切り仕上加工してハイポイド歯
（ｇ）を切削成形した最終製品（Ａ６）を形成してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のハイポイドリン
グギャを製造する方法は、円板状の第１中間品（Ａ２）
から直接、最終製品（Ａ６）と略同一の内・外径を有す
る有底環状の第２中間品（Ａ３）を型鍛造しているた
め、大型の鍛造プレス機が必要であり、それ以外にハイ
ポイド歯（ｇ）を切削成形するために２台の高価なグリ
ーソン歯切り機も必要であり、設備費が非常に高くつく
という欠点があった。また、切削加工でハイポイド歯
（ｇ）を歯切り成形しているため、切削加工おける取り
代（旋削加工量及び歯切り加工量）が大きくなり、材料
歩留まりが悪くなるのみならず、切削加工時間が長くて
ランニングコストが高くつくという欠点があった。
【０００４】また、従来の製造方法で製造したハイポイ
ドリングギャは、切削加工でハイポイド歯（ｇ）を歯切
り成形しているため、ハイポイド歯（ｇ）のメタルフロ
ーがカッターで切断されて歯面強度が低下する。従っ
て、大きな荷重を伝達するには大きなハイポイドリング
ギャが必要とされ、それに伴いディファレンシャルが大
型化するという欠点があった。
【０００５】本発明は、従来技術の上記欠点に鑑みて提
案されたもので、その目的とするところは、設備費及び
ランニングコストを削減し、製造コストを極力低減させ
るとともに、ハイポイド歯の歯面強度を向上させ得るデ
ィファレンシャル用ハイポイドリングギャおよびその製
造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 本発明のディファレン
シャル用ハイポイドリングギヤの製造方法は、所定温度
に加熱された丸棒素材を据え込み鍛造して円板状の第１
中間品を形成する工程と、前記第１中間品を型鍛造して
最終の内・外径よりも小径で軸方向の肉厚が最終の軸方
向の肉厚より厚い有底環状の第２中間品を形成する工程
と、前記第２中間品の底部を打ち抜いて最終の内・外径
よりも小径で軸方向の肉厚が最終の軸方向の肉厚より厚
い無底環状の第３中間品を形成する工程と、前記第３中
間品をショットブラストしてスケール除去した後、所定
温度に再加熱し、これをリングローリング加工して最終
の内・外径よりも若干小径で軸方向の肉厚が最終の軸方
向の肉厚より若干厚い租製品形状の第４中間品を形成す
る工程と、加圧成形面をもった加圧成形ダイと、円錐形
状の加圧面をもったパンチとの間に前記第４中間品を配
置し、パンチに揺動運動をさせつつ加圧成形ダイを上昇
させることにより、前記第４中間品を揺動転造加工して
ハイポイド歯を歯出し成形した第５中間品を形成する工
程と、前記第５中間品を焼準ショットブラストして焼き
ならし及びスケール除去した後、歯出し成形時に形成さ
れた前記第５中間品の内バリの打ち抜き及び冷間コイニ
ングして最終製品を形成する工程とからなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のハイポイドリン
グギャを製造する方法を示す工程説明図である。本発明
のハイポイドリングギャの製造方法は、まず、定寸に切
断した丸棒素材（Ｗ１）をインダクションヒータにより
所定温度（例えば、１２００℃）に加熱し、これを鍛造
プレス機により据え込み鍛造して円板状の第１中間品
（Ｗ２）を形成する。次に、第１中間品（Ｗ１）を鍛造
プレス機により型鍛造して最終の内・外径よりも小径で
軸方向の肉厚が最終の軸方向の肉厚より厚い有底環状の
第２中間品（Ｗ３）を形成する。次に、第２中間品（Ｗ
３）の底部（Ｗ３’）を鍛造プレス機により打ち抜いて
最終の内・外径よりも小径で軸方向の肉厚が最終の軸方
向の肉厚より厚い無底環状の第３中間品（Ｗ４）を形成
する。次に、第３中間品（Ｗ４）をショットブラストし
てスケール除去させた後、前記第３中間品（Ｗ４）をイ
ンダクションヒータにより所定温度（例えば、９００〜
９５０℃）に再加熱し、これをローリング機によりリン
グローリングして最終の内・外径よりも若干小径で軸方
向の肉厚が最終の軸方向の肉厚より若干厚い租製品形状
の第４中間品（Ｗ５）を形成する。次に、第４中間品
（Ｗ５）を揺動転造機により揺動転造してハイポイド歯
（Ｇ）を歯出し成形した第５中間品（Ｗ６）を形成す
る。次に、第５中間品（Ｗ６）を焼準ショットブラスト
して焼きならし及びスケール除去した後、打ち抜き機に
より歯出し成形時に形成された前記第５中間品（Ｗ６）
の内バリ（Ｗ６’）の打ち抜き及び冷間コイニングして
最終製品（Ｗ７）を形成している。
【０００８】上記鍛造プレス機は、複数のパンチ及びダ
イを等間隔で設置し、その成形動作を同調連動して行う
ように構成され、トランスファフィーダにより鍛造対象
品を各ポンチ及びダイスの加工位置へ順次供給する構成
とされている。即ち、図２に示すように、インダクショ
ンヒータ（１）で所定温度に加熱された丸棒素材（Ｗ
１）を据え込みパンチ（２）とダイ（３）で据え込み鍛
造して円板状の第１中間品（Ｗ２）に形成し、この第１
中間品（Ｗ２）を最終の内外径よりも小径のパンチ
（４）とダイ（５）で型鍛造して最終の内外径よりも小
径で軸方向の肉厚が最終の軸方向の肉厚より厚い有底環
状の第２中間品（Ｗ３）を形成し、この第２中間品（Ｗ
３）の底部（Ｗ３’）を抜き打ちパンチ（６）とダイ
（７）で打ち抜いて最終の内外径よりも小径で軸方向の
肉厚が最終の軸方向の肉厚より厚い無底環状の第３中間
品（Ｗ４）を形成する構成とされている。
【０００９】上記ローリング機は、図３に示すように、
第４中間品（Ｗ５）の外周形状と同一の形状を内周面に
形成し、回転駆動可能に支持された成形ロール（８）
と、第４中間品（Ｗ５）の内周形状と同一の形状を外周
面に形成し、回転可能に、かつ、径方向に摺動可能に支
持されたマンドレル（９）と、マンドレル（９）を加圧
付与手段（図示せず）を介して径方向に加圧摺動する一
対のマンドレル受けロール（１０）（１０）とを具備
し、成形ロール（８）とマンドレル（９）との間に第３
中間品（Ｗ４）を挟持させ、この状態で成形ロール
（８）を回転させて第３中間品（Ｗ４）を接触回転させ
ながらマンドレル受けロール（１０）（１０）でマンド
レル（９）を径方向に加圧摺動させて第３中間品（Ｗ
４）に径方向の挟持圧力を加えることにより、成形ロー
ラ（８）とマンドレル（９）とで第３中間品（Ｗ４）を
リングローリング加工して最終の内外径よりも若干小径
で軸方向の肉厚が最終の軸方向の肉厚より若干厚い第４
中間品（Ｗ５）を形成する構成とされている。
【００１０】上記揺動転造機は、図４に示すように、最
終の外形形状と一致する加圧成形面（１１ａ）を有し、
加圧付与手段（図示せず）を介して昇降可能に設置され
た加圧成形ダイ（１１）と、円錐形状の加圧面（１２
ａ）を有し、その中心軸を加圧成形ダイ（１１）の中心
軸に対して斜めに傾けて円周上の揺動運動をしながら回
転するパンチ（１２）とを具備し、第４中間品（Ｗ５）
を加圧成形ダイ（１１）内に供給し、かつ、パンチ（１
２）を円周上の揺動運動をしながら回転し、この状態で
加圧成形ダイ（１１）を上昇させて第４中間品（Ｗ５）
をパンチ（１２）の加圧面（１２ａ）に押し当てていく
と、パンチ（１２）が第４中間品（Ｗ５）を加圧成形ダ
イ（１１）の加圧成形面（１１ａ）に部分的に加圧しな
がらその円周方向に順次加圧させ、これによって加圧成
形ダイ（１１）の加圧転動面（１１ａ）が第４中間品
（Ｗ５）に転造してハイポイド歯（Ｇ）を歯出し成形し
た第５中間品（Ｗ６）を形成する構成とされている。
【００１１】上記打ち抜き機は、図５に示すように、最
終の外形形状と一致する内形形状を有するダイ（１３）
と、最終の内径と同径の打ち抜きパンチ（１４）とを具
備し、第５中間品（Ｗ６）をダイ（１３）内に供給して
打ち抜きパンチ（１４）を押し込むことにより、打ち抜
きパンチ（１４）により歯出し成形時に形成された第５
中間品（Ｗ６）の内バリ（Ｗ６’）の打ち抜き及び冷間
コイニングして最終製品（７）を形成する構成とされて
いる。
【００１２】本発明のハイポイドリングギャを製造方法
は、円板状の第１中間品（Ｗ２）から最終の内・外径よ
りも小径で軸方向の肉厚が最終の軸方向の肉厚より厚い
有底環状の第２中間品（Ｗ３）を形成し、かつ、その第
２中間品（Ｗ３）の底部（Ｗ３’）を最終の内・外径よ
りも小径で軸方向の肉厚が最終の軸方向の肉厚より厚い
状態で打ち抜いた後、リングローリング加工により最終
の内・外径よりも若干小径で軸方向の肉厚が最終の軸方
向の肉厚より若干厚い租製品形状の第４中間品（Ｗ５）
を形成しているから、大型の鍛造プレス機が不要とな
り、設備費を低減することができる。しかも、第４中間
品（Ｗ５）に加圧成形ダイ（１１）の加圧成形面（１１
ａ）を部分的に加圧しながらその円周方向に順次に加圧
させて、加圧成形ダイ（１１）の加圧転動面（１１ａ）
を第４中間品（Ｗ５）に転造してハイポイド歯（Ｇ）を
歯出し成形しているから、従来の２台のグリーソン歯切
り機による歯切り加工に比べれば、設備費が低減できる
とともに、材料歩留まりの向上及び加工時間の短縮が図
れてランニングコストを低減できる。
【００１３】また、本発明の製造方法で製造したハイポ
イドリングギャは、揺動転造加工してハイポイド歯
（Ｇ）を歯出し成形しているため、ハイポイド歯（Ｇ）
に歯面に沿った鍛流腺が形成され、切削加工したものに
比べて歯面強度が著しく向上された。これにより、小さ
なハイポイドギャで大きな荷重を伝達することができ、
ディファレンシャルの小型化が図れる。しかも、グリー
ソン歯切り機により歯切り加工したものに比べ、加工時
間を短縮できてランニングコストの低減が図れる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
設備費及びランニングコストを低減し、製造コストを極
力低減し得るハイポイドリングギャの製造方法を提供す
ることができるとともに、ハイポイド歯の歯面強度を向
上してディファレンシャルの小型化を図れるハイポイド
リングギャを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディファレンシャル用ハイポイドリン
グギャの製造方法を示す工程説明図である。
【図２】本発明における鍛造プレス機の概略説明図であ
る。
【図３】本発明におけるローリング機の概略説明図であ
る。
【図４】本発明における揺動転造機の概略説明図であ
る。
【図５】本発明における打ち抜き機の概略説明図であ
る。
【図６】従来のディファレンシャル用ハイポイドリング
ギャの製造方法を示す工程説明図である。
【符号の説明】
Ｗ１ 丸棒素材 Ｗ２〜Ｗ６ 第１中間品〜第５中間品 Ｗ７ 最終製品 Ｇ ハイポイド歯 １ インダクションヒータ ２ 据え込みパンチ ３ ダイ ４ パンチ ５ ダイ ６ 打ち抜きパンチ ７ ダイ ８，９ エッジロール １０ 受けロール １１ 加圧成形ダイ １１ａ 加圧成形面 １２ パンチ １３ ダイ １４ 打ち抜きパンチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ２１Ｊ 9/02 Ｂ２１Ｊ 9/02 Ａ Ｆ１６Ｈ 55/08 Ｆ１６Ｈ 55/08 (56)参考文献 特開 昭63−214564（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−251128（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−10106（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−92226（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−85890（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−220937（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−276975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−119945（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−254325（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−235033（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−71685（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−1749（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−251328（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−188449（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−8096（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21J 1/00 - 13/14 B21J 17/00 - 19/04 B21K 1/00 - 31/00 B21H 1/00 - 9/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定温度に加熱された丸棒素材を据え込
    み鍛造して円板状の第１中間品を形成する工程と、 前記第１中間品を型鍛造して最終の内・外径よりも小径
    で軸方向の肉厚が最終の軸方向の肉厚より厚い有底環状
    の第２中間品を形成する工程と、 前記第２中間品の底部を打ち抜いて最終の内・外径より
    も小径で軸方向の肉厚が最終の軸方向の肉厚より厚い無
    底環状の第３中間品を形成する工程と、 前記第３中間品をショットブラストしてスケール除去し
    た後、所定温度に再加熱し、これをリングローリング加
    工して最終の内・外径よりも若干小径で軸方向の肉厚が
    最終の軸方向の肉厚より若干厚い租製品形状の第４中間
    品を形成する工程と、加圧成形面をもった加圧成形ダイと、円錐形状の加圧面
    をもったパンチとの間に前記第４中間品を配置し、パン
    チに揺動運動をさせつつ加圧成形ダイを上昇させること
    により、 前記第４中間品を揺動転造加工してハイポイド
    歯を歯出し成形した第５中間品を形成する工程と、 前記第５中間品を焼準ショットブラストして焼きならし
    及びスケール除去した後、歯出し成形時に形成された前
    記第５中間品の内バリの打ち抜き及び冷間コイニングし
    て最終製品を形成する工程とからなるディファレンシャ
    ル用ハイポイドリングギヤの製造方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の方法により製造されたデ
    ィファレンシャル用ハイポイドリングギヤ。
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