JP3560106B2 - Gear forming method and forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじれピッチの異なる複数の歯車を一体的に備えた歯車や、やまば歯車などの成形方法および成形装置に係わり、とくにキャビティ内で鍛造された製品歯車を鍛造型から取り出すための技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
型鍛造によって成形された歯車をダイのキャビティから取出すに際して、歯車が平歯車の場合には、ノックアウトピンによって押出すだけで容易に取出すことができる。しかしながら、成形された歯車がヘリカルギヤ(はすば歯車)の場合には、製品歯車をノックアウトピンによって軸方向に押出すことによって、歯車をダイに形成されている歯形形成用の歯型に沿って回転させながら取出すこともできなくはないが、歯形のねじれ角によっては、歯形が変形したり、取り出しができなくなったりすることがある。
【0003】
このような観点から、例えば、特開平6−31373号公報には、エジェクタ(ノックアウトピン)とエジェクタガイドとを、ダイのキャビティ内に設けられたヘリカル歯形形成用歯型における1回転に対する直進量を一致させたヘリカル歯によって噛み合わせ、エジェクタにヘリカル歯形形成用歯型における1回転に対する直進量と一致したスクリュー運動を行わせることによって、ワークすなわち成形済歯車を回転させながら取出すようにしたヘリカルギヤの成形装置および成形方法が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載された従来のヘリカルギヤの成形装置および成形方法においては、通常のヘリカルギヤは成形できるものの(上ポンチに平歯形形成用の歯形を設けることにより、平歯車付きヘリカルギヤは成形可能)、ねじれ方向が反対な1対のヘリカルギヤからなるやまば歯車や、ねじりピッチの異なる2種以上の歯車を一体的に備えた形状の歯車については、成形することができない(成形したとしても取出すことができない)という問題点があり、このような問題点を解決することが上記のようなやまば歯車や、複雑な一体型ヘリカルギヤを鍛造成形する場合の課題となっていた。
【0005】
【発明の目的】
本発明は、従来の歯車の鍛造における上記課題に着目してなされたものであって、やまば歯車や、ねじれピッチの異なる複数の歯車を一体的に備えた一体型歯車を鍛造成形することができ、しかも成形後の製品歯車を鍛造型から変形させることなく容易に取出すことができる歯車の成形方法および成形装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係わる歯車の成形方法においては、ねじれピッチの異なる複数の歯車を一体的に備えた歯車を成形するに際し、ねじれピッチの異なる歯車ごとに分割され、それぞれのねじれピッチの歯形を成形する歯型を備えた複数のダイピースからなるダイのキャビティ内において歯車素材に塑性加工を施して歯車に成形したのち、分割されたそれぞれのダイピースをノックアウト方向後方側からノックアウトピンを保持するガイドブロックに対して順次固定すると共に、固定したダイピースの歯型のねじれピッチに一致するスパイラル運動を成形された歯車と固定したダイピースよりもノックアウト方向前方側に位置する未固定のダイピースとに与え、当該歯車を固定されたダイピースから順次取出して行く構成としたとを特徴としており、本発明に係わる歯車の成形方法の実施態様として請求項2に係わる成形方法においては、成形された歯車のスパイラル運動がノックアウトピンを介して与えられ、当該ノックアウトピンのスパイラル運動をノックアウトピンおよびノックアウトピンを摺動自在に保持するガイドブロックのいずれか一方に形成されたガイド溝と、ノックアウトピンおよびピンホルダーの他方に設けられ、前記ガイド溝に係合するガイドピンとの組み合わせによって得る構成としたとを特徴としており、このような歯車の成形方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【0007】
本発明の請求項3に係わる歯車の成形装置は、ねじれピッチの異なる複数の歯車を一体的に備えた歯車を成形するための装置であって、ねじれピッチの異なる歯車ごとに分割され、それぞれのねじれピッチの歯形を成形する歯型を備えた複数のダイピースからなるダイと、分割されたダイピースのすべて、もしくはノックアウト方向後方側に位置するダイピースを除くダイピースをそれぞれ所定の移動範囲内で回転可能に保持すると共に、移動限において当該ダイピースの回転を規制するダイホルダーと、ダイの中心部に出没自在に配設されたノックアウトピンと、該ノックアウトピンを摺動自在に保持するガイドブロックを有し、キャビティ内で成形された歯車をダイから押し出すノックアウト機構を備え、ノックアウト機構のノックアウトピンおよびガイドブロックのいずれか一方には、それぞれのダイピースの歯型のねじれピッチに一致するねじれピッチを有するガイド溝が形成されていると共に、ノックアウトピンおよびガイドブロックの他方には、前記ガイド溝に係合するガイドピンが設けてある構成とし、本発明に係わる歯車の成形装置の実施態様として請求項4に係わる成形装置においては、ダイの分割面に位置決め用のいんろう部が形成してある構成とし、歯車の成形装置におけるこのような構成を前述した従来の課題を解決するための手段としたことを特徴としている。
【0008】
【発明の効果】
本発明の請求項1に係わる歯車の成形方法においては、ねじれピッチの異なる歯車ごとに分割され、それぞれのねじれピッチの歯形を形成するための歯型を備えた複数のダイピースからなるダイのキャビティ内において歯車を鍛造したのち、分割されたそれぞれのダイピースをノックアウト方向の後方側からノックアウトピンを保持するガイドブロックに対して順次固定すると共に、固定したダイピースの歯型のねじれピッチに一致するスパイラル運動を順次与えるようにしているので、固定されていないノックアウト方向前方側のダイピースは製品歯車と共にスパイラル運動を行い、ダイピースの歯型のねじれピッチがそれぞれ相違していたとしても、製品歯車は、固定されたダイピース、すなわちノックアウト方向後方側に位置するダイピースから順番に取出すことができる。このとき、製品歯車は、ダイの歯型により強制的に回転するのではなく、製品歯車自体がスパイラル運動を行うので、歯形のねじれ角が大きくても、歯形を変形させることなく容易に取出すことができるという極めて優れた効果がもたらされる。
【0009】
また、本発明に係わる歯車の成形方法の実施態様として請求項2に係わる成形方法においては、製品歯車へのスパイラル運動をガイドピンとガイド溝との係合によってスパイラル運動するノックアウトピンを介して与えるようにしているので、スパイラル運動をコンパクトで安価な機構により製品歯車に与えることができると共に、スパイラル運動のねじれピッチをそれぞれのダイピースの歯型のねじれピッチに応じて、ノックアウトストロークの途中で容易に変更することができるという優れた効果がもたらされる。
【0010】
本発明の請求項3に係わる歯車の成形装置は、上記構成、すなわちねじれピッチの異なる歯車ごとに分割された複数のダイピースからなるダイと、それぞれのダイピースの所定範囲内における移動および回転を許容すると共に、移動限におけるダイピースの移動および回転を規制するダイホルダーと、それぞれのダイピースの歯型のねじれピッチに一致するねじれピッチを有するガイド溝と該ガイド溝に係合するガイドピンとを個々に設けたノックアウトピンおよびガイドブロックを有するノックアウト機構を備えた構成のものであるから、本発明に係わる歯車の成形方法を合理的に実施することができるという極めて優れた効果をもたらすものである。
【0011】
さらに、本発明に係わる歯車の成形装置の実施態様として請求項4に係わる成形装置においては、ダイの分割面に位置決め用のいんろう部が形成してあるので、ダイピース同士の位置決めが容易になると共に、位置精度が向上し、一体成形される歯車同士の同心度が向上するという優れた効果がもたらされる。
【0012】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいて具体的に説明する。
【0013】
実施例1
図1は、本発明の第1の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図であって、この図においては、下型のみが示され、上型を構成するポンチおよびダイについては省略されている。
【0014】
図に示す歯車の成形装置1は、大径のヘリカルギヤの下方に小径の平歯車を備えた一体型歯車を成形するための装置であって、当該成形装置1は、装置基台2の上に取付けられた下型3と、この下型3に対して上下動自在に配設された図外の上型から主に構成されている。
【0015】
下型3は、円筒形のガイドブロック4を有し、このガイドブロック4の上に、第1のダイピース6と第2のダイピース7とに分割されたダイ5が載置されると共に、これらガイドブロック4およびダイピース6,7からなるダイ5の周囲には、ダイホルダー8が配設されている。
【0016】
このダイホルダー8には、2箇所に張出部8a,8bが形成されており、第1張出部8aによって第1のダイピース6をガイドブロック4に対して固定状態に拘束すると共に、第2のダイピース7が第2張出部8bに当接するまでの範囲内において当該ダイピース7の上昇および回転が許容されるようになっている。
【0017】
ダイ5の第1のダイピース6は、この実施例においては、小径の平歯車部分を成形するためのものであって、そのキャビティ6aの内周面には成形すべき平歯形の形状に対応した平歯型6bが形成されている。また、第2のダイピース7は、大径のヘリカルギヤ部分を成形するためのものであって、そのキャビティ7aの内周面には、同様に、成形すべきヘリカル歯形に対応する形状のヘリカル歯型7bを備えており、前記第1ダイピース6の上に、上記した範囲内で上昇および回転可能に載置されている。
【0018】
ガイドブロック4の中空部内には、ノックアウトピンとして機能すると共に、ダイキャビティの下端面を構成するダイピン9が摺動自在に配設されており、ラム10の作動に基づいて第1ダイピース6の中心部からキャビティ6a,7a内に出没するようになっており、これらによってノックアウト機構が構成されている。
【0019】
ダイピン9の下方側は、カム部9aとなっており、当該カム部9aには、ダイピン9の軸方向に沿った縦溝11aと、ダイ5の第2のダイピース7に備えたヘリカル歯形成形用のヘリカル歯型7bのねじれピッチに一致するねじれピッチを備えた傾斜溝11bからなるガイド溝11が形成されている。一方、ガイドブロック4の側にはガイド溝11に係合するガイドピン12が取付けられており、ラム10の押出し作動によって、ダイピン(ノックアウトピン)9が所定距離だけ直進したのち、第2ダイピース7のヘリカル歯型7bのねじれピッチに一致するスパイラル運動をする仕組みとなっている。
【0020】
図1においては、ガイド溝11およびガイドピン12がそれぞれ2箇所にのみ示してあるが、この実施例においては、ダイピン9の円周方向に90°の間隔を開けた4箇所にガイド溝11およびガイドピン12が設けてある。なお、本発明におけるガイド溝11およびガイドピン12の数については、とくに限定されず、また、ガイド溝11およびガイドピン12を上記とは逆の側、すなわちダイピン9の側にガイドピン12を設け、ガイドブロック4の側にガイド溝11を設けるようにしてもとくに支障はない。
【0021】
以下に、上記構造を備えた歯車の成形装置1を用いて一体型の歯車を鍛造成形すると共に、成形された歯車をダイ5から取出す過程について図2(a)ないし(c)に基づいて説明する。
【0022】
まず、図1に示した状態において、第1および第2のダイピース6および7のキャビティ6aおよび7aとダイピン9の上面とによって形成されるダイ5のキャビティ内に、歯車素材を装填したのち、図示しない上型を下降させて鍛造形を閉塞すると共に、上型に設けられた図示しないポンチを圧下させ、歯車素材を押し潰すことによって、図2(a)に示すように、周囲に第1のダイピース6の平歯型6bに対応する平歯車部T1 と、第2のダイピース7のヘリカル歯型7bに対応するヘリカルギヤ部T2 が張り出し成形され、小径平歯車部T1 と大径ヘリカルギヤ部T2 とを一体的に備えた歯車G1 が成形される。
【0023】
次に、図2(b)に示すように、ラム10を上昇させると、ガイドブロック4のガイドピン12がダイピン9のカム部9aに設けたガイド溝11の縦溝11aに係合することによって、ダイピン9が所定の距離だけ直線的に上昇し、これによって製品歯車G1 の平歯車部T1 が第1のダイピース6のキャビティ6aからまず抜け出る。このとき、第2のダイピース7は、製品歯車G1 と一体的に上昇し、歯車G1 の平歯車部T1 が第1ダイピース6から抜け出たのち、ダイホルダー8の第2張出部8bに当接し、これによって当該第2ダイピース7のこれ以上の上昇および回転が阻止される。
【0024】
そして、図2(c)に示すように、ラム10がさらに上昇すると、ガイドピン12がガイド溝11の傾斜溝11bに係合することによって、ダイピン9が第2ダイピース7のヘリカル歯型7bのねじれピッチに一致するピッチのスパイラル運動を行い、このスパイラル運動が製品歯車G1 に与えられるので、歯車G1 のヘリカルギヤ部T2 がダイホルダー8の第2張出部8bによって動きが固定された第2ダイピース7のキャビティ7aから抜け出ることになり、これによって製品歯車G1 をダイ5から損傷なく取出すことができる。
【0025】
実施例2
図3は、本発明の第2の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図であって、この実施例においては、ダイ5の第1および第2のダイピース6および7の分割面にいんろう部13が設けてあることを除いて、上記実施例1に係わる成形装置と基本的に同様の構造を備えたものであるので、実施例1と同一符号を付すことによって説明を省略する。
【0026】
すなわち、この実施例に係わる歯車の成形装置においては、上記のように、ダイ5がダイピース6および7の間の分割面にいんろう部13が形成された嵌め合い構造なっていることから、ダイピース同士の位置決めを容易に行うことができると共に、ダイピース相互の位置決め精度が向上することから、一体的に成形される歯車間の同心度が向上することになる。なお、いんろう部13に若干のテーパーを設けることによって、ダイピース同士の嵌め合いをより容易なものとすることも可能である。
【0027】
図3に示した歯車の成形装置1による歯車の成形およびノックアウト手順については、図2に示した過程と実質的に同様である。
【0028】
実施例3
図4は、本発明の第3の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図であって、この実施例における歯車の成形装置1は、大径のヘリカルギヤの下方に中径および小径のヘリカルギヤを一体的に備えた3段型歯車を成形するためのものであり、図1と同様に、下型部分のみが示されている。
【0029】
図4に示す成形装置1は、鍛造しようとする歯車の形状に対応して、ダイ5が3個のダイピース14,15,16から構成されていること、ノックアウトピンとして機能するダイピン9のカム部9aに3段の傾斜溝17a,17b,17cからなるガイド溝17が形成されていること、およびダイホルダー8の3箇所に張出部8a,8b,8cを備えていること以外、上記実施例1に係わる成形装置と基本的に同様の構造を備えている。
【0030】
すなわち、当該実施例に係わる歯車の成形装置1においては、円筒形をなすガイドブロック4の上に、第1のダイピース14,第2のダイピース15および第3のダイピース16からなるダイ5がこの順序に載置されていると共に、これらガイドブロック4およびダイ5の外周側に配設されたダイホルダー8には、3箇所に張出部8a,8bおよび8cが形成されており、第1張出部8aに当接することよって第1のダイピース14の移動が阻止されるようになっている。そして、第2張出部8bに当接するまでの範囲内において第2のダイピース15の移動および回転が許容され、第3張出部8cに当接するまでの範囲内において第3のダイピース16の移動および回転が許容されるようになっている。
【0031】
なお、この実施例においては、第1のダイピース14とダイホルダー8の第1張出部8aとの間に若干の隙間Sが形成されるようになっており、この隙間Sによって鍛造時の加圧力によるダイピン9の圧縮変形が吸収され、ダイピン9が鍛造時に圧縮されて弾性変形し、鍛造終了後に元に長さに回復したとしても、成形された歯車の歯形に変形が生じないようにしてある。
【0032】
ダイ5の第1のダイピース14は、最小径のヘリカルギヤ部分を成形するためのものであって、そのキャビティ14aの内周面には成形すべきヘリカル歯形の形状に対応したヘリカル14bが形成されている。また、第2のダイピース15は、中径のヘリカルギヤ部分を成形するためのものであり、そのキャビティ15aの内周面には、成形すべきヘリカル歯形に対応する形状のヘリカル歯型15bを備えており、さらに第3のダイピース16は、最大径のヘリカルギヤ部分を成形するためのものであって、そのキャビティ16aの内周面には、同様に、成形すべきヘリカル歯形に対応する形状のヘリカル歯型16bを備えており、前記第1ダイピース14の上に、上記した範囲内で上昇および回転可能に載置されている。
【0033】
ダイピン9のカム部9aには、ダイ5の第1ダイピース14に備えたヘリカル歯形成形用のヘリカル歯型14bのねじれピッチに一致するねじれピッチを備えた第1の傾斜溝17aと、第2ダイピース15に備えたヘリカル歯型15bのねじれピッチに一致するねじれピッチを備えた第2の傾斜溝17bと、第3ダイピース16のヘリカル歯型16bのねじれピッチに一致するねじれピッチを備えた第3の傾斜溝17cからなるガイド溝17が形成され,ガイドブロック4の側に取付けられたガイドピン12に係合することによって、ラム10の押出し作動に基づいて、ダイピン9が第1ダイピース14のヘリカル歯型14bのねじれピッチに一致するピッチのスパイラル運動を行ったのち、第2ダイピース15および第3ダイピース16のヘリカル歯型15bおよび16bのねじれピッチにそれぞれ一致するピッチのスパイラル運動をするようになっている。
【0034】
以下に、上記構造を備えた歯車の成形装置1を用いて3段型の歯車を鍛造成形すると共に、成形された歯車をダイ5から取出す過程について図5および図6に基づいて説明する。
【0035】
図5(a)は、鍛造成形が終了して上型が上昇した状態を示し、ダイ5のキャビティ内には、外周部に第1のダイピース14のヘリカル歯型14bに対応するヘリカルギヤ部T1 と、第2のダイピース15のヘリカル歯型15bに対応するヘリカルギヤ部T2 と、第3のダイピース16のヘリカル歯型16bに対応するヘリカルギヤ部T3 とが張り出し成形され、小径,中径および大径ヘリカルギヤ部T1 ないしT3 を一体的に備えた3段型の歯車G2 が成形されている。
【0036】
なお、鍛造成形が終了して、ダイピン9に負荷されていた成形荷重が除去された状態においては、圧縮変形していたダイピン9の長さが元に戻ることから、第1ダイピース14は成形された歯車G2 と共に上昇して、ダイホルダー8の第1の張出部8aに当接する。すなわち、この実施例に係わる成形装置1においては、前述したように、ダイピース14と第1張出部8aとの間の隙間Sによって、第1ダイピース14の歯車G2 との一体的上昇が許容されるので、ダイピン9が圧縮変形から元の長さに復帰しても、ヘリカルギヤ部T1 が変形することがない。
【0037】
次いで、図5(b)に示すように、ラム10を上昇させると、ガイドピン12がダイピン9のカム部9aに形成されたガイド溝17の第1の傾斜溝17aに係合することによって、ダイピン9が第1ダイピース14のヘリカル歯型14bのねじれピッチに一致するピッチのスパイラル運動を行い、このスパイラル運動が製品歯車G2 に与えられるので、歯車G2 のヘリカルギヤ部T1 がダイホルダー8の第1張出部8aによって動きが固定された第1ダイピース14のキャビティ14aからまず抜け出る。このとき、第2および第3のダイピース15,16は、製品歯車G2 と一体的に回転しながら上昇(スパイラル運動)し、歯車G2 のヘリカルギヤ部T1 が第1ダイピース14から抜け出たのち、ダイホルダー8の第2張出部8bに当接し、これによって当該第2ダイピース15のこれ以上の上昇および回転が阻止される。
【0038】
次に、図6(a)に示すように、ラム10がさらに上昇して、ガイドピン12がガイド溝17の第2の傾斜溝17bに係合すると、ダイピン9が第2ダイピース15のヘリカル歯型15bのねじれピッチに一致するピッチのスパイラル運動を始め、製品歯車G1 にこのスパイラル運動が伝達されるので、歯車G2 のヘリカルギヤ部T2 がダイホルダー8の第2張出部8bによって動きが固定された第2ダイピース15のキャビティ15aから抜け出ると共に、第3ダイピース16が製品歯車G2 と一体的にスパイラル運動して上昇し、歯車G2 のヘリカルギヤ部T2 が第2ダイピース15から抜け出たのちに、ダイホルダー8の第3張出部8cに当接して、これ以上の上昇および回転が拘束される。
【0039】
そして、図6(b)に示すように、ラム10がさらに上昇すると、ガイドピン12がガイド溝17の第3の傾斜溝17cに係合することによって、ダイピン9が第3ダイピース16のヘリカル歯型16bのねじれピッチに一致するピッチのスパイラル運動を行い、歯車G2 のヘリカルギヤ部T3 がダイホルダー8の第3張出部8cによって動きが固定された第3ダイピース16のキャビティ16aから抜け出ることになり、これによって製品歯車G2 をダイ5から損傷なく取出すことができる。
【0040】
実施例4
図7は、本発明の第4の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図であって、この実施例に係わる歯車の成形装置1は、ヘリカルギヤの内周側に平歯の内歯車を備えた歯車を成形するためのものであり、図1と同様に、下型部分のみが示されている。
【0041】
すなわち、図7に示す歯車の成形装置1においては、円筒形のガイドブロック4の上に、第1のダイピース18と第2のダイピース19からなるダイ5が載置されていると共に、これらガイドブロック4およびダイ5の外周側に配設されたダイホルダー8には、張出部8aおよび8bが形成されており、第1張出部8aによって第1のダイピース18をガイドブロック4に対して固定状態に拘束すると共に、第2のダイピース19が第2張出部8bに当接するまでの範囲内において当該ダイピース19の上昇および回転が許容されるようになっている。
【0042】
ダイ5の第1のダイピース18は、平歯形を備えた内歯車部分を成形するためのものであって、その中心部18aの外周面には成形すべき歯形に対応した平歯型18bが外向きに形成されている。また、第2のダイピース19は、ヘリカルギヤ部分を成形するためのものであり、そのキャビティ19aの内周面には、成形すべきヘリカル歯形に対応する形状のヘリカル歯型19bを備えており、前記第1ダイピース18の上に、上記した範囲内で上昇および回転可能に載置され、第1ダイピース18の平歯型18bと第2ダイピース19のヘリカル歯型19bとの間にリング状の成形空間が形成されるようになっている。
【0043】
第1ダイピース18の中心部から出没自在に配設されたダイピン9の下方側に位置するカム部9aには、第1の実施例と同様に、ダイピン9の軸方向に沿った縦溝20aと、ダイ5の第2のダイピース19に備えたヘリカル歯形成形用のヘリカル歯型19bのねじれピッチに一致するねじれピッチを備えた傾斜溝20bからなるガイド溝20が形成されており、ガイドブロック4に取付けられたガイドピン12と係合することにより、ラム10の押出し作動に基づいて、ダイピン9が所定距離だけ直進したのち、第2ダイピース19のヘリカル歯型19bのねじれピッチに一致するスパイラル運動をするようになっている。
【0044】
以下に、上記構造を備えた歯車の成形装置1を用いて、ヘリカルギヤの内周部に内歯車を備えた歯車を鍛造成形すると共に、成形された歯車をダイ5から取出す過程について図8(a)ないし(c)に基づいて説明する。
【0045】
まず、図7に示した状態において、第1および第2のダイピース18,19の上に、歯車素材を載置したのち、図示しないポンチを圧下させて歯車素材に鍛造を施すことによって、図8(a)に示すように、外周部に第2のダイピース19のヘリカル歯型19bに対応するヘリカルギヤ部T2 と、内周部に第1のダイピース18の平歯型18bに対応する平歯車部T1 を備えた歯車G3 が成形される。
【0046】
次に、図8(b)に示すように、ラム10を上昇させると、ガイドブロック4のガイドピン12がダイピン9のカム部9aに設けたガイド溝20の縦溝20aに係合することによって、ダイピン9が所定の距離だけ直線的に上昇し、これによって歯車G3 の平歯車部T1 (内歯車部)が第1のダイピース18からまず抜け出る。このとき、第2のダイピース19は、歯車G3 と一体的に上昇し、歯車G3 の平歯車部T1 が第1ダイピース18から抜け出たのち、ダイホルダー8の第2張出部8bに当接する。
【0047】
そして、図8(c)に示すように、ラム10がさらに上昇すると、ガイドピン12がガイド溝20の傾斜溝20bに係合することによって、ダイピン9が第2ダイピース19のヘリカル歯型19bのねじれピッチに一致するピッチのスパイラル運動を行い、このスパイラル運動が製品歯車G3 に与えられるので、歯車G3 のヘリカルギヤ部T2 がダイホルダー8の第2張出部8bによって動きが固定された第2ダイピース19のキャビティ19aから抜け出ることになり、これによって外周部にヘリカルギヤ部T2 を備え、内周部に平歯車部T1 を備えた歯車G3 をダイ5から損傷なく取出すことができる。なお、歯車G3 の余肉部分は、こののち、例えば機械加工を施すことによって切削除去される。
【0048】
上記各実施例においては、ねじれピッチの異なる2個あるいは3個の歯車を一体的に備えた歯車や、内周側に平歯形の内歯車を備えたヘリカルギヤの成形について説明したが、同様の要領によりさらに多くの歯車を一体的に備えた多重型歯車や、種々の組み合わせの内外歯車を成形することができる。
【0049】
また、互いに逆方向のねじれピッチの歯型を備えたダイピースからなるダイを用いると共に、ダイピンのカム部に、前記歯型のねじれピッチに一致する「く」の字型ガイド溝を形成することによってやまば歯車を成形することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図である。
【図2】(a)ないし(c)は図1に示した成形装置によって成形された歯車のノックアウト過程を順次示す工程図である。
【図3】本発明の第2の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図である。
【図4】本発明の第3の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図である。
【図5】(a)および(b)は図4に示した成形装置によって成形された歯車を第1のダイピースから取出すまでの過程を順次示す工程図である。
【図6】(a)および(b)は図4に示した成形装置によって成形された歯車を第2および第3のダイピースから取出す過程を順次示す工程図である。
【図7】本発明の第4の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図である。
【図8】(a)ないし(c)は図7に示した成形装置によって成形された歯車のノックアウト過程を順次示す工程図である。
【符号の説明】
1 歯車の成形装置
4 ガイドブロック
5 ダイ
6,7,14,15,16,18,19 ダイピース
6a,6b キャビティ
6b,7b,14b,15b,16b,18b,19b歯型
8 ダイホルダー
9 ダイピン(ノックアウトピン)
11,17,20 ガイド溝
12 ガイドピン
13 いんろう部
G1 ,G2 ,G3 歯車[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a forming method and a forming apparatus for a gear integrally provided with a plurality of gears having different twist pitches, a bevel gear, and the like, and particularly to a technique for removing a product gear forged in a cavity from a forging die. It is about.
[0002]
[Prior art]
When removing the gear formed by die forging from the cavity of the die, if the gear is a spur gear, it can be easily removed simply by pushing it out with a knockout pin. However, when the formed gear is a helical gear (helical gear), the product gear is pushed along the tooth form for forming a tooth profile formed on the die by axially extruding the gear with a knockout pin. It is not impossible to take out while rotating, but depending on the torsion angle of the tooth shape, the tooth shape may be deformed or taken out.
[0003]
From this point of view, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-31373 discloses that an ejector (knockout pin) and an ejector guide are provided with a linearly moving amount for one rotation in a helical tooth profile forming tooth provided in a cavity of a die. Forming a helical gear that engages with the matched helical teeth and causes the ejector to perform a screw motion that matches the amount of linear movement for one rotation of the helical tooth profile forming die, thereby rotating and removing the workpiece, ie, the formed gear. An apparatus and a molding method are disclosed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional helical gear forming apparatus and method described in the above publication, a normal helical gear can be formed, but a helical gear with a spur gear can be formed by providing a tooth profile for forming a spur tooth shape on the upper punch. A bevel gear consisting of a pair of helical gears having opposite twist directions or a gear integrally formed with two or more kinds of gears having different torsional pitches cannot be formed. However, solving such a problem has been a problem in the case of forging a helical gear or a complicated integrated helical gear as described above.
[0005]
[Object of the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the conventional gear forging, and it is possible to forge and form a single gear having a helical gear or a plurality of gears having different twist pitches. It is an object of the present invention to provide a gear forming method and a gear forming apparatus capable of easily removing a formed product gear from a forging die without deforming the formed product gear.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the gear forming method according to claim 1 of the present invention, when forming a gear integrally provided with a plurality of gears having different twist pitches, the gear is divided for each gear having a different twist pitch, and the tooth profile of each twist pitch is formed. In the cavity of a die composed of a plurality of die pieces with tooth molds for forming the gears, plastic processing is performed on the gear material to form gears, and each of the divided die pieces is knocked out from the rear side in the knockout direction.For the guide block that holds the knockout pinGears that are sequentially fixed and that have a spiral motion that matches the torsion pitch of the fixed die piece tooth profileAnd an unfixed die piece located on the front side in the knockout direction relative to the fixed die piece., And the gears are sequentially taken out from the fixed die pieces. In the forming method according to
[0007]
A gear forming device according to
[0008]
【The invention's effect】
In the gear forming method according to the first aspect of the present invention, the inside of the cavity of the die is divided into gears having different twist pitches and includes a plurality of die pieces each having a tooth form for forming a tooth profile with each twist pitch. After forging the gears in, each of the divided die pieces is knocked out from the rear side in the knockout direction.For the guide block that holds the knockout pinSince the spiral pieces are sequentially fixed and the spiral movement corresponding to the twist pitch of the tooth form of the fixed die piece is sequentially given, the die piece on the front side in the knockout direction that is not fixed performs the spiral movement with the product gear, and the tooth of the die piece is rotated. Even if the twist pitches of the molds are different from each other, the product gear can be taken out from the fixed die piece, that is, the die piece located on the rear side in the knockout direction in order. At this time, the product gear does not forcibly rotate due to the tooth profile of the die, but the product gear itself performs a spiral motion, so even if the torsion angle of the tooth profile is large, it can be easily taken out without deforming the tooth profile This is a very excellent effect of being able to perform.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of forming a gear, wherein the spiral movement to the product gear is given through a knockout pin which performs a spiral movement by the engagement between the guide pin and the guide groove. The spiral movement can be given to the product gear by a compact and inexpensive mechanism, and the spiral pitch of the spiral movement can be easily changed in the middle of the knockout stroke according to the twist pitch of the tooth shape of each die piece. Excellent effect of being able to do so.
[0010]
The gear forming apparatus according to
[0011]
Furthermore, in the molding apparatus according to
[0012]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0013]
Example 1
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a gear forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. In this figure, only a lower die is shown, and a punch and a die constituting an upper die are shown. Is omitted.
[0014]
The gear forming device 1 shown in the figure is a device for forming an integrated gear having a small diameter spur gear below a large diameter helical gear, and the forming device 1 is mounted on a
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
In this embodiment, the first die piece 6 of the
[0018]
A
[0019]
The lower side of the
[0020]
In FIG. 1, the
[0021]
Hereinafter, a process of forging and forming an integrated gear using the gear forming apparatus 1 having the above-described structure and taking out the formed gear from the
[0022]
First, in the state shown in FIG. 1, the gear material is loaded into the cavity of the
[0023]
Next, as shown in FIG. 2B, when the
[0024]
Then, as shown in FIG. 2C, when the
[0025]
Example 2
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the structure of a gear forming apparatus according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the first and
[0026]
That is, in the gear forming apparatus according to this embodiment, since the
[0027]
The procedure for forming and knocking out the gear by the gear forming apparatus 1 shown in FIG. 3 is substantially the same as the process shown in FIG.
[0028]
Example 3
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the structure of a gear forming device according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the gear forming device 1 has a medium diameter and a large diameter helical gear below. This is for forming a three-stage gear integrally provided with a small-diameter helical gear, and only the lower mold portion is shown as in FIG.
[0029]
The molding device 1 shown in FIG. 4 has a configuration in which the
[0030]
That is, in the gear forming apparatus 1 according to the present embodiment, the
[0031]
In this embodiment, a slight gap S is formed between the
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
Hereinafter, a process of forging a three-stage gear using the gear forming apparatus 1 having the above-described structure and removing the formed gear from the
[0035]
FIG. 5A shows a state in which the upper die has been lifted after the forging, and the helical gear portion T1 corresponding to the
[0036]
When the forging is completed and the forming load applied to the
[0037]
Next, as shown in FIG. 5B, when the
[0038]
Next, as shown in FIG. 6A, when the
[0039]
Then, as shown in FIG. 6B, when the
[0040]
Example 4
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the structure of a gear forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. The gear forming apparatus 1 according to this embodiment has a spur tooth on the inner peripheral side of the helical gear. This is for forming a gear provided with an internal gear, and only the lower mold portion is shown as in FIG.
[0041]
That is, in the gear forming apparatus 1 shown in FIG. 7, the
[0042]
The
[0043]
Like the first embodiment, the
[0044]
Hereinafter, a process of forging and forming a gear provided with an internal gear on the inner peripheral portion of a helical gear using the gear forming apparatus 1 having the above-described structure and taking out the formed gear from the
[0045]
First, in the state shown in FIG. 7, the gear material is placed on the first and second die
[0046]
Next, as shown in FIG. 8B, when the
[0047]
Then, as shown in FIG. 8C, when the
[0048]
In each of the above-described embodiments, the description has been given of the molding of the gear integrally including two or three gears having different twist pitches or the helical gear including the spur-shaped internal gear on the inner peripheral side. Thus, it is possible to form multiple gears integrally including more gears and various combinations of internal and external gears.
[0049]
In addition, by using a die made of a die piece having a tooth pattern having a twist pitch in a direction opposite to each other, by forming a く -shaped guide groove in the cam portion of the die pin corresponding to the twist pitch of the tooth pattern. It is also possible to form a bevel gear.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of a gear forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 (a) to 2 (c) are process diagrams sequentially showing a knockout process of a gear formed by the forming apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the structure of a gear forming device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the structure of a gear forming device according to a third embodiment of the present invention.
5 (a) and 5 (b) are process diagrams sequentially showing a process until a gear formed by the forming device shown in FIG. 4 is taken out from a first die piece.
FIGS. 6A and 6B are process diagrams sequentially showing a process of taking out a gear formed by the forming apparatus shown in FIG. 4 from a second and a third die piece.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the structure of a gear forming device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIGS. 8A to 8C are process diagrams sequentially showing a knockout process of a gear formed by the forming device shown in FIG. 7;
[Explanation of symbols]
1 Gear forming device
4 Guide block
5 die
6,7,14,15,16,18,19 Die piece
6a, 6b cavity
6b, 7b, 14b, 15b, 16b, 18b, 19b tooth type
8 die holder
9 Die pin (knockout pin)
11, 17, 20 Guide groove
12 Guide pins
13 Inro part
G1, G2, G3 gears
Claims (4)
ねじれピッチの異なる歯車ごとに分割され、それぞれのねじれピッチの歯形を成形する歯型を備えた複数のダイピースからなるダイのキャビティ内において歯車素材に塑性加工を施して歯車に成形したのち、
分割されたそれぞれのダイピースをノックアウト方向後方側からノックアウトピンを保持するガイドブロックに対して順次固定すると共に、固定したダイピースの歯型のねじれピッチに一致するスパイラル運動を成形された歯車と固定したダイピースよりもノックアウト方向前方側に位置する未固定のダイピースとに与え、当該歯車を固定されたダイピースから順次取出して行くことを特徴とする歯車の成形方法。When molding a gear with a plurality of gears with different twist pitches integrally,
After being divided into gears having different twist pitches, the gear material is subjected to plastic working in a cavity of a die composed of a plurality of die pieces each having a tooth form for forming a tooth profile of each twist pitch, and formed into gears.
Each of the divided die pieces is sequentially fixed from the rear side in the knockout direction to a guide block that holds the knockout pin, and a spiral shaped spiral gear that matches the torsion pitch of the tooth model of the fixed diepiece is fixed to a geared diepiece. A non-fixed die piece located further forward in the knockout direction than the fixed die piece, and the gear is sequentially taken out from the fixed die piece.
ねじれピッチの異なる歯車ごとに分割され、それぞれのねじれピッチの歯形を成形する歯型を備えた複数のダイピースからなるダイと、
分割されたダイピースのすべて、もしくはノックアウト方向後方側に位置するダイピースを除くダイピースをそれぞれ所定の移動範囲内で回転可能に保持すると共に、移動限において当該ダイピースの回転を規制するダイホルダーと、
ダイの中心部に出没自在に配設されたノックアウトピンと、該ノックアウトピンを摺動自在に保持するガイドブロックを有し、キャビティ内で成形された歯車をダイから押し出すノックアウト機構を備え、
ノックアウト機構のノックアウトピンおよびガイドブロックのいずれか一方には、それぞれのダイピースの歯型のねじれピッチに一致するねじれピッチを有するガイド溝が形成されていると共に、ノックアウトピンおよびガイドブロックの他方には、前記ガイド溝に係合するガイドピンが設けてあることを特徴とする歯車の成形装置。An apparatus for forming a gear integrally provided with a plurality of gears having different twist pitches,
A die composed of a plurality of die pieces each having a tooth form that is divided for each gear having a different twist pitch and that forms a tooth profile of each twist pitch,
All of the divided die pieces, or a die holder that holds the die pieces except for the die piece located on the rear side in the knockout direction so as to be rotatable within a predetermined movement range, and restricts the rotation of the die piece at a movement limit,
A knockout pin disposed at the center of the die so as to be freely retractable, and having a guide block for slidably holding the knockout pin, including a knockout mechanism for pushing out a gear formed in the cavity from the die;
A guide groove having a twist pitch corresponding to the twist pitch of the tooth model of each die piece is formed on one of the knockout pin and the guide block of the knockout mechanism, and the other of the knockout pin and the guide block has A gear forming device, wherein a guide pin is provided to engage with the guide groove.
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