JP5080359B2 - Manufacturing method of hollow tooth profile parts - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、多段歯車、多段歯形スプロケット等の中空歯形部品を冷間鍛造により製造する製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing method for manufacturing, for example, a cold tooth forging such as a multi-stage gear and a multi-stage tooth sprocket.

従来、図１に示すような多段歯車を製造する方法として、以下の方法があった。
（１）直径が異なる２つの歯車をそれぞれ製造しておき、それらを圧入や特殊な溶接により結合する方法
（２）冷間鍛造により製造する方法（特許文献１参照）
（３）粉体を多段歯車の形に成形し、焼結により製造する方法
特開平７−１１２２３４号公報 Conventionally, there have been the following methods for producing a multi-stage gear as shown in FIG.
(1) A method of manufacturing two gears having different diameters, and joining them by press fitting or special welding (2) A method of manufacturing by cold forging (see Patent Document 1)
(3) A method in which powder is formed into a multi-stage gear and sintered.
JP-A-7-112234

しかしながら、上記（１）の方法では、２つの歯車を個々に製造する工程と、それらを結合する工程とが必要となり、工程数が増え、多段歯車の製造コストが上昇してしまう。また、上記（２）の方法では、いわゆる欠肉が生じ易く、精度が十分でない。また、上記（３）の方法では、多段歯車の強度が不十分となる。   However, in the method (1), a process for individually manufacturing two gears and a process for coupling them are required, which increases the number of processes and increases the manufacturing cost of the multi-stage gear. In the method (2), so-called thinning is likely to occur, and the accuracy is not sufficient. In the method (3), the strength of the multi-stage gear becomes insufficient.

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、強度の高い中空歯形部品を、容易且つ高精度に製造することができる中空歯形部品の製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the above point, and it aims at providing the manufacturing method of the hollow tooth profile component which can manufacture a hollow tooth profile component with high intensity | strength easily and with high precision.

本発明は、
円筒状素材から、大径部及び小径部を備える中空歯形部品を冷間鍛造により製造する製造方法であって、前記冷間鍛造は、前記円筒状素材の軸孔の内周全体に第１のパンチを挿入した状態で成形を行う第１工程と、前記第１工程の後、前記第１のパンチを前記軸孔から一旦抜いて前記軸孔の内径を収縮させてから、前記第１のパンチを前記軸孔に再度挿入するとともに、第２のパンチを前記第１のパンチとは反対側から前記軸孔に挿入し、前記内径が収縮した前記軸孔との干渉により挿入範囲が制限された前記第１のパンチと前記第２のパンチとの間に隙間を生じさせ、前記円筒状素材の内周面の内、前記隙間にあたる少なくとも一部は、前記第１のパンチ及び前記第２のパンチに対向しない状態にて、前記第１工程における成形圧力よりも高い成形圧力で成形を行う第２工程と、を備えることを特徴とする中空歯形部品の製造方法を要旨とする。 The present invention
A manufacturing method for manufacturing a hollow tooth-shaped part having a large diameter portion and a small diameter portion from a cylindrical material by cold forging, wherein the cold forging is applied to the entire inner periphery of the shaft hole of the cylindrical material . A first step of forming with the punch inserted, and after the first step, the first punch is once removed from the shaft hole to shrink the inner diameter of the shaft hole, and then the first punch Is inserted into the shaft hole again, and the second punch is inserted into the shaft hole from the side opposite to the first punch, and the insertion range is limited by interference with the shaft hole whose inner diameter is contracted. A gap is formed between the first punch and the second punch, and at least a part of the inner peripheral surface of the cylindrical material corresponding to the gap is the first punch and the second punch. Than the molding pressure in the first step A second step for molding the stomach molding pressure, a method of manufacturing a hollow tooth profile parts, characterized in that it comprises the gist.

本発明では、冷間鍛造の第２工程において、円筒状素材の内周面の内、少なくとも一部は、パンチに対向しない状態にあるから、強い圧力で成形を行っても、余った素材はそのパンチに対向しない部分に逃げ、金型に過度の圧力がかかることがない。そのため、第２工程において十分な圧力で成形を行うことで、欠肉を生じさせず、高精度の中空歯形部品を製造することができる。   In the present invention, in the second step of cold forging, at least a part of the inner peripheral surface of the cylindrical material is in a state not facing the punch. It escapes to the part which does not oppose that punch, and an excessive pressure is not applied to a metal mold | die. Therefore, by performing molding at a sufficient pressure in the second step, it is possible to manufacture a high-precision hollow tooth profile component without causing a lack of thickness.

また、上述したように、金型に過度の圧力がかかることがないため、金型を損傷させてしまうことがなく、金型の寿命を長くすることができる。
また、本発明によれば、複数の歯車を別々に作り、それらを接着するような煩雑な工程が不要であるから、中空歯形部品の製造が容易であり、製造コストを低減できる。 Further, as described above, since excessive pressure is not applied to the mold, the mold is not damaged and the life of the mold can be extended.
In addition, according to the present invention, since a complicated process of separately creating a plurality of gears and bonding them is unnecessary, it is easy to manufacture a hollow tooth profile part, and the manufacturing cost can be reduced.

また、本発明の製造方法は冷間鍛造を用いているので、粉体を焼結させて製造する方法に比べて、中空歯形部品の強度を向上させることができる。
前記第１工程及び前記第２工程のそれぞれにおいて、前記成形は、前方押し出し成形及び据え込み成形のうちの一方とすることができる。 In addition, since the manufacturing method of the present invention uses cold forging, the strength of the hollow tooth profile component can be improved as compared with a method of manufacturing powder by sintering.
In each of the first step and the second step, the molding may be one of forward extrusion molding and upsetting molding.

前記円筒状素材は、例えば、冷間鍛造機で荒打ちすることにより、図３に示すような段付き円筒状素材とすることができる。こうすることにより、中空歯形部品の製造が一層容易になる。円筒状素材の材質は、炭素を含有した鋼が好ましい。円筒状素材は、例えば、組織を均一化するための周知の処理を施された中実のコイル材又は円筒状の素材から製造することができる。   The cylindrical material can be formed into a stepped cylindrical material as shown in FIG. 3, for example, by roughing with a cold forging machine. This makes it easier to manufacture hollow tooth components. The material of the cylindrical material is preferably steel containing carbon. The cylindrical material can be manufactured from, for example, a solid coil material or a cylindrical material that has been subjected to a known process for homogenizing the tissue.

前記「前記円筒状素材の内周面の内、前記隙間にあたる少なくとも一部は、前記第１のパンチ及び前記第２のパンチに対向しない状態」としては、例えば、図７に示すように、円筒状素材３９の内周にパンチ１９、３３が挿入されているが、パンチ１９、３３間に隙間４１が存在する状態が挙げられる。この場合、円筒状素材３９の内周面のうち、一部はパンチ１９、３３と対向しているが、隙間４１においては、パンチ１９、３３と対向していない。 "Of the inner peripheral surface of the cylindrical material, wherein at least a portion corresponding to the gap, the first punch and the state that does not face the second punch" Examples are, for example, as shown in FIG. 7, the cylindrical Although the punches 19 and 33 are inserted in the inner periphery of the shaped material 39, a state in which a gap 41 exists between the punches 19 and 33 can be mentioned. In this case, a part of the inner peripheral surface of the cylindrical material 39 faces the punches 19 and 33, but the gap 41 does not face the punches 19 and 33.

前記中空歯形部品としては、例えば、多段歯車、多段歯形スプロケット等が挙げられる。   Examples of the hollow tooth profile include a multi-stage gear, a multi-stage tooth sprocket, and the like.

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
１．多段歯車１の構成
本実施形態で製造する多段歯車（中空歯形部品）１の構成を図１に基づいて説明する。多段歯車１は、大径部３と、大径部３よりも直径が小さい小径部５とを、同軸上に備えている。大径部３の外周面には歯形３ａが形成され、小径部５の外周面には歯形５ａが形成されている。また、多段歯車１は、その中心を貫通する軸孔７を備えている。
２．鍛造装置９の構成
多段歯車１の製造に用いる鍛造装置９の構成を図２に基づき説明する。鍛造装置９は、固定された下型１１と、図示しない上下動駆動装置により、上下方向に移動可能な上型１３とから構成される。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1. Configuration of Multi-stage Gear 1 A configuration of a multi-stage gear (hollow tooth profile) 1 manufactured in the present embodiment will be described with reference to FIG. The multi-stage gear 1 includes a large diameter portion 3 and a small diameter portion 5 having a diameter smaller than that of the large diameter portion 3 on the same axis. A tooth profile 3 a is formed on the outer peripheral surface of the large diameter portion 3, and a tooth profile 5 a is formed on the outer peripheral surface of the small diameter portion 5. The multi-stage gear 1 includes a shaft hole 7 that passes through the center thereof.
2. Configuration of Forging Device 9 The configuration of the forging device 9 used for manufacturing the multistage gear 1 will be described with reference to FIG. The forging device 9 includes a fixed lower die 11 and an upper die 13 that can be moved in the vertical direction by a vertical movement drive device (not shown).

上記下型１１は、上側ダイ１５、下側ダイ１７、カウンターパンチ１９、ダイスリーブ２１、ダイスリーブスペーサ２３、ノックアウトピン２５、カウンターパンチホルダー２７、及び下型クッションスプリング２９を備える。   The lower die 11 includes an upper die 15, a lower die 17, a counter punch 19, a die sleeve 21, a die sleeve spacer 23, a knockout pin 25, a counter punch holder 27, and a lower die cushion spring 29.

上記上側ダイ１５は、多段歯車１の大径部３を形成するためのキャビティ１５ａを備えている。キャビティ１５ａの内周面には、大径部３の歯形３ａを形成するための歯形１５ｂが形成されている。   The upper die 15 includes a cavity 15 a for forming the large diameter portion 3 of the multistage gear 1. A tooth profile 15b for forming the tooth profile 3a of the large diameter portion 3 is formed on the inner peripheral surface of the cavity 15a.

上記下側ダイ１７は、多段歯車１の小径部５を形成するためのキャビティ１７ａを備えている。キャビティ１７ａの内周面には、小径部５の歯形５ａを形成するための歯形１７ｂが形成されている。   The lower die 17 includes a cavity 17 a for forming the small diameter portion 5 of the multistage gear 1. A tooth profile 17b for forming the tooth profile 5a of the small diameter portion 5 is formed on the inner peripheral surface of the cavity 17a.

上側ダイ１５及び下側ダイ１７には、キャビティ１５ａ及びキャビティ１７ａの中心と同軸上に、一連のカウンターパンチ孔３０が形成されており、そこに上記カウンターパンチ１９が、上下方向に摺動可能に挿入されている。カウンターパンチ１９は円筒状の金型であり、その中心軸がキャビティ１５ａ及びキャビティ１７ａの中心を通るように配置される。カウンターパンチ１９の上端部における外周はテーパー状に加工されている。   A series of counter punch holes 30 are formed in the upper die 15 and the lower die 17 so as to be coaxial with the centers of the cavity 15a and the cavity 17a, and the counter punch 19 is slidable in the vertical direction. Has been inserted. The counter punch 19 is a cylindrical mold and is arranged so that its central axis passes through the centers of the cavity 15a and the cavity 17a. The outer periphery of the upper end portion of the counter punch 19 is processed into a taper shape.

上記ダイスリーブ２１、ダイスリーブスペーサ２３、及びカウンターパンチホルダー２７は、カウンターパンチ１９を保持するとともに、後述する成形のときにストッパーとして機能する。また、成形後は、ノックアウトピン２５と連動して稼働する。   The die sleeve 21, the die sleeve spacer 23, and the counter punch holder 27 hold the counter punch 19 and function as a stopper during molding described later. Further, after molding, it operates in conjunction with the knockout pin 25.

上記下型クッションスプリング２９は、その下端において下型１１の本体に当接し、上端においてカウンターパンチ１９に当接している。下型クッションスプリング２９は、通常時は伸長しており、カウンターパンチ１９の下型１１における位置を一定に維持するが、カウンターパンチ１９に圧力が加わったときは収縮して、カウンターパンチ１９を下方向に逃がす機能を奏する。   The lower mold cushion spring 29 is in contact with the main body of the lower mold 11 at the lower end and is in contact with the counter punch 19 at the upper end. The lower mold cushion spring 29 is normally extended and maintains a constant position in the lower mold 11 of the counter punch 19, but when the pressure is applied to the counter punch 19, the lower mold cushion spring 29 contracts to lower the counter punch 19. Plays the function of escaping in the direction.

一方、上記上型１３は、パンチ３１、インサートパンチ３３、インサートパンチスペーサ３５、及び上型クッションスプリング３７を備えている。
上記パンチ３１は、キャビティ１５ａの内径に対応する外径を有し、キャビティ１５ａ内に上方から挿入可能な円筒状の金型である。パンチ３１の外周面には、歯形１５ｂに対応する歯形３１ａが形成されており、パンチ３１をキャビティ１５ａ内に挿入したとき、歯形３１ａの雄部は歯形１５ｂの雌部に入り込み、歯形１５ｂの雄部は歯形３１ａの雌部に入り込む。 On the other hand, the upper mold 13 includes a punch 31, an insert punch 33, an insert punch spacer 35, and an upper mold cushion spring 37.
The punch 31 is a cylindrical mold that has an outer diameter corresponding to the inner diameter of the cavity 15a and can be inserted into the cavity 15a from above. A tooth profile 31a corresponding to the tooth profile 15b is formed on the outer peripheral surface of the punch 31. When the punch 31 is inserted into the cavity 15a, the male part of the tooth profile 31a enters the female part of the tooth profile 15b and the male part of the tooth profile 15b. The part enters the female part of the tooth profile 31a.

パンチ３１の中心には、インサートパンチ孔３１ｂが形成されており、そこにインサートパンチ３３が、上下方向に摺動可能に挿入されている。インサートパンチ３３は、カウンターパンチ１９と同じ直径を有し、カウンターパンチ１９と同軸上に配置される円筒状の金型である。インサートパンチ３３の下端部における外周はテーパー状に加工されている。   An insert punch hole 31b is formed at the center of the punch 31, and an insert punch 33 is inserted therein so as to be slidable in the vertical direction. The insert punch 33 is a cylindrical mold having the same diameter as the counter punch 19 and disposed coaxially with the counter punch 19. The outer periphery of the lower end portion of the insert punch 33 is processed into a taper shape.

上記上型クッションスプリング３７は、その上端において上型１３の本体に当接し、下端においてインサートパンチ３３に当接している。上型クッションスプリング３７は、通常時は伸長しており、インサートパンチ３３の上型１３における位置を一定に維持するが、インサートパンチ３３に圧力が加わったときは収縮して、インサートパンチ３３を上方向に逃がす機能を奏する。
３．多段歯車１の製造方法
鍛造装置９を用いて、冷間鍛造により多段歯車１を製造する方法を、図２〜図８に基づいて説明する。
（１）円筒状素材３９の製造
まず、多段歯車１の原料となる、図３に示す円筒状素材３９を製造する。円筒状素材３９は、外径が大きい大径部３９ａと、大径部３９ａよりも外径が小さい小径部３９ｂとを一体に備える段付きの円筒状形状を有する。また、円筒状素材３９は、内径が一定である軸孔３９ｃを備える。円筒状素材３９は、コイル材を切断後、パーツフォーマーにて上記の形状に成形し、熱処理と表面潤滑皮膜処理とを冷間鍛造における周知の条件にて施すことで製造する。
（２）冷間鍛造の第１工程
次に、鍛造装置９の上型１３を上方に移動させ、上側ダイ１５のキャビティ１５ａを開放した状態で、円筒状素材３９を、小径部３９ｂが下側となる向きで、キャビティ１５ａ内に置く。このとき、図２に示すように、大径部３９ａの外径は、キャビティ１５ａの内周に形成された歯形１５ｂにおける雄部の内径より小さいため、円筒状素材３９を、キャビティ１５ａ内に置くことができる。しかしながら、小径部３９ｂの外径は、キャビティ１７ａの内周に形成された歯形１７ｂにおける雄部の内径より大きいため、この時点では、円筒状素材３９は、キャビティ１７ａ内には入り込まない。 The upper die cushion spring 37 is in contact with the main body of the upper die 13 at its upper end and is in contact with the insert punch 33 at its lower end. The upper die cushion spring 37 normally extends and maintains the position of the insert punch 33 in the upper die 13 at a constant level. However, when pressure is applied to the insert punch 33, the upper die cushion spring 37 contracts to raise the insert punch 33. Plays the function of escaping in the direction.
3. Manufacturing Method of Multistage Gear 1 A method of manufacturing the multistage gear 1 by cold forging using the forging device 9 will be described with reference to FIGS.
(1) Production of Cylindrical Material 39 First, the cylindrical material 39 shown in FIG. The cylindrical material 39 has a stepped cylindrical shape integrally including a large diameter portion 39a having a large outer diameter and a small diameter portion 39b having an outer diameter smaller than that of the large diameter portion 39a. Further, the cylindrical material 39 includes a shaft hole 39c having a constant inner diameter. The cylindrical material 39 is manufactured by cutting the coil material, forming it into the above shape with a part former, and subjecting it to heat treatment and surface lubricating film treatment under known conditions in cold forging.
(2) First Step of Cold Forging Next, the upper die 13 of the forging device 9 is moved upward and the cavity 15a of the upper die 15 is opened, and the cylindrical material 39 is placed on the lower side of the small diameter portion 39b. It is placed in the cavity 15a in such a direction. At this time, as shown in FIG. 2, since the outer diameter of the large diameter portion 39a is smaller than the inner diameter of the male portion of the tooth profile 15b formed on the inner periphery of the cavity 15a, the cylindrical material 39 is placed in the cavity 15a. be able to. However, since the outer diameter of the small diameter portion 39b is larger than the inner diameter of the male portion of the tooth profile 17b formed on the inner periphery of the cavity 17a, the cylindrical material 39 does not enter the cavity 17a at this point.

次に、図２に示すように、上型１３を下降させ、パンチ３１を円筒状素材３９の上端面に当接させるとともに、インサートパンチ３３を円筒状素材３９の軸孔３９ｃに挿入する。インサートパンチ３３は、軸孔３９ｃの内径と略同一であるが、軸孔３９ｃに容易に挿入できるような外径を有する。インサートパンチ３３は、軸孔３９ｃを貫通し、その下端において、カウンターパンチ１９の上端と当接する。   Next, as shown in FIG. 2, the upper die 13 is lowered, the punch 31 is brought into contact with the upper end surface of the cylindrical material 39, and the insert punch 33 is inserted into the shaft hole 39 c of the cylindrical material 39. The insert punch 33 is substantially the same as the inner diameter of the shaft hole 39c, but has an outer diameter that can be easily inserted into the shaft hole 39c. The insert punch 33 penetrates the shaft hole 39c and abuts the upper end of the counter punch 19 at the lower end thereof.

図４に示すように、さらに上型１３を下降させると、円筒状素材３９は下方に押し出され、小径部３９ｂは、キャビティ１７ａ内に圧入される。上述したように、キャビティ１７ａ内には歯形１７ｂが形成されており、小径部３９ｂの元来の外径は歯形１７ｂにおける雄部の内径より大きいため、小径部３９ｂの外周面には、前方押し出し成形により、歯形５ａ（図１参照）が形成される。   As shown in FIG. 4, when the upper mold 13 is further lowered, the cylindrical material 39 is pushed downward, and the small diameter portion 39b is press-fitted into the cavity 17a. As described above, the tooth shape 17b is formed in the cavity 17a, and the original outer diameter of the small diameter portion 39b is larger than the inner diameter of the male portion of the tooth shape 17b. The tooth profile 5a (see FIG. 1) is formed by molding.

また、小径部３９ｂの全体がキャビティ１７ａ内に圧入された後、さらに上型１３を下降させると、大径部３９ａは、キャビティ１５ａの中で、外側（水平方向）に流れ、キャビティ１５ａの内周面に達する。上述したように、キャビティ１５ａの内周面には歯形１５ｂが形成されているので、大径部３９ａの外周面には、据え込み成形により、歯形３ａ（図１参照）が形成される。   When the upper die 13 is further lowered after the entire small-diameter portion 39b is press-fitted into the cavity 17a, the large-diameter portion 39a flows outward (horizontal direction) in the cavity 15a, and the inside of the cavity 15a Reach the circumference. As described above, since the tooth profile 15b is formed on the inner peripheral surface of the cavity 15a, the tooth profile 3a (see FIG. 1) is formed on the outer peripheral surface of the large diameter portion 39a by upsetting.

次に、図５に示すように、上型１３を上方に移動させ、パンチ３１及びインサートパンチ３３を円筒状素材３９から離す。このとき、カウンターパンチ１９は、インサートパンチ３３からの圧力を受けなくなるため、上方に移動し、その上端が円筒状素材３９の軸孔３９ｃ内に位置するようになる。   Next, as shown in FIG. 5, the upper mold 13 is moved upward, and the punch 31 and the insert punch 33 are separated from the cylindrical material 39. At this time, since the counter punch 19 does not receive pressure from the insert punch 33, the counter punch 19 moves upward and its upper end is positioned in the shaft hole 39 c of the cylindrical material 39.

この時点での円筒状素材３９を図６に示す。大径部３９ａには歯形３ａが形成され、小径部３９ｂには歯形５ａが形成されている。しかしながら、歯形３ａの下端において、欠肉４０が生じている。これは、成形のとき、大径部３９ａと小径部３９ｂとでは、素材の流れが均等にならず、下方に流れる素材が多くなり、上方にある大径部３９ａに十分素材がまわらないことにより生じたものである。   The cylindrical material 39 at this time is shown in FIG. A tooth profile 3a is formed on the large diameter portion 39a, and a tooth profile 5a is formed on the small diameter portion 39b. However, at the lower end of the tooth profile 3a, a lacking wall 40 is generated. This is because the material flow is not uniform between the large diameter portion 39a and the small diameter portion 39b at the time of molding, the material flowing downward is increased, and the large diameter portion 39a on the upper side is not sufficiently rotated. It has occurred.

なお、上記の成形における圧力を高くすると、上方にある大径部３９ａに素材がまわり易くなるが、素材の量が規定量よりも多い場合は、金型に過大な圧力がかかり、金型が破壊されてしまうおそれがある。
（３）冷間鍛造の第２工程
次に、図７に示すように、上型１３を再び下降させ、パンチ３１を円筒状素材３９の上端面に当接させるとともに、インサートパンチ３３を円筒状素材３９の軸孔３９ｃに挿入する。 In addition, when the pressure in the above molding is increased, the material easily turns around the large-diameter portion 39a located above, but when the amount of the material is larger than the specified amount, excessive pressure is applied to the mold, There is a risk of being destroyed.
(3) Second Step of Cold Forging Next, as shown in FIG. 7, the upper die 13 is lowered again to bring the punch 31 into contact with the upper end surface of the cylindrical material 39, and the insert punch 33 is cylindrical. The material 39 is inserted into the shaft hole 39c.

上記第１工程においてインサートパンチ３３を軸孔３９ｃから抜いたとき、円筒状素材３９の応力が開放されて、軸孔３９ｃの内径は縮小している。そのため、インサートパンチ３３は、軸孔３９ｃと干渉し、軸孔３９ｃ内において、一定の位置以下には下降できない。その結果、軸孔３９ｃ内において、インサートパンチ３３とカウンターパンチ１９との間に隙間４１が生じる。なお、インサートパンチ３３の下降が止まっても、パンチ３１はさらに下降することができる。   When the insert punch 33 is removed from the shaft hole 39c in the first step, the stress of the cylindrical material 39 is released and the inner diameter of the shaft hole 39c is reduced. Therefore, the insert punch 33 interferes with the shaft hole 39c and cannot be lowered below a certain position in the shaft hole 39c. As a result, a gap 41 is generated between the insert punch 33 and the counter punch 19 in the shaft hole 39c. Note that even if the lowering of the insert punch 33 stops, the punch 31 can be further lowered.

本第２工程では、上記第１工程よりも高い圧力で、上型１３を下降させる。そのため、大径部３９ａにも、十分に素材が流入し、欠肉４０（図６参照）が解消され、歯形３ａの形状が完全なものとなる。また、円筒状素材３９の量が規定よりも多くても、余った素材は隙間４１に流入するため、金型に過大な負荷がかかってしまうようなことがない。   In the second step, the upper mold 13 is lowered at a pressure higher than that in the first step. Therefore, the material sufficiently flows into the large-diameter portion 39a, the lacking wall 40 (see FIG. 6) is eliminated, and the shape of the tooth profile 3a becomes perfect. Even if the amount of the cylindrical material 39 is larger than the specified amount, the surplus material flows into the gap 41, so that an excessive load is not applied to the mold.

成形終了後、上型１３を上昇させておき、ノックアウトピン２５を上昇させることで、円筒状素材３９から生じた多段歯車１を鍛造装置９から取り出す。
鍛造装置９から取り出した直後の多段歯車１を図８に示す。歯形３ａに欠肉が生じておらず、金型で規定する通りの形状となっている。なお、隙間４１に余った素材が流入した結果、軸孔７の内周面に余肉４３が生じているが、これは容易に取り除くことができる。 After the completion of molding, the upper mold 13 is raised and the knockout pin 25 is raised, whereby the multistage gear 1 generated from the cylindrical material 39 is taken out from the forging device 9.
FIG. 8 shows the multi-stage gear 1 immediately after being taken out from the forging device 9. The tooth profile 3a is not lacking in thickness, and has a shape as defined by the mold. As a result of the surplus material flowing into the gap 41, a surplus wall 43 is formed on the inner peripheral surface of the shaft hole 7, but this can be easily removed.

４．本実施形態の多段歯車の製造方法が奏する効果
（１）本実施形態の多段歯車の製造方法によれば、欠肉がなく、高精度の多段歯車を容易に製造することができる。 4). Advantages of the multi-stage gear manufacturing method according to the present embodiment (1) According to the multi-stage gear manufacturing method of the present embodiment, a multi-stage gear with high accuracy can be easily manufactured without lack of thickness.

（２）本実施形態の多段歯車の製造方法によれば、素材の量にばらつきがあっても、金型を損傷させてしまうことがなく、金型の寿命が長くなる。
（３）本実施形態の多段歯車の製造方法によれば、２つの歯車を別々に作り、それらを接着するような煩雑な工程が不要であるから、多段歯車の製造が容易であり、製造コストを低減できる。 (2) According to the method for manufacturing a multi-stage gear according to the present embodiment, even if the amount of material varies, the mold is not damaged and the life of the mold is extended.
(3) According to the manufacturing method of the multi-stage gear of the present embodiment, the complicated process of making the two gears separately and bonding them is unnecessary, so that the multi-stage gear can be easily manufactured and the manufacturing cost can be reduced. Can be reduced.

（４）本実施形態の多段歯車の製造方法は冷間鍛造を用いているので、粉体を焼結させて製造する方法に比べて、多段歯車の強度を向上させることができる。
尚、本発明は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。 (4) Since the manufacturing method of the multi-stage gear of this embodiment uses cold forging, the strength of the multi-stage gear can be improved as compared with the method of manufacturing by sintering powder.
In addition, this invention is not limited to the said embodiment at all, and it cannot be overemphasized that it can implement with a various aspect in the range which does not deviate from this invention.

例えば、製造するものは、多段歯車以外の中空歯形部品、例えば、二段歯形スプロケットであってもよい。
また、第２工程において、インサートパンチ３３の下限位置を予め設定しておくことで、隙間４１を生じさせてもよい。 For example, what is manufactured may be a hollow tooth profile component other than a multi-stage gear, for example, a two-stage tooth sprocket.
In the second step, the gap 41 may be generated by setting a lower limit position of the insert punch 33 in advance.

多段歯車１の構成を表す説明図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図である。It is explanatory drawing showing the structure of the multistage gear 1, (a) is a sectional side view, (b) is a top view. 円筒状素材３９を投入し、上型１３を組み付けた状態における鍛造装置９の構成を表す側断面図である。It is a sectional side view showing the configuration of the forging device 9 in a state where a cylindrical material 39 is introduced and the upper die 13 is assembled. 円筒状素材３９の構成を表す側断面図である。4 is a side cross-sectional view illustrating a configuration of a cylindrical material 39. FIG. 第１工程において、上型１３を下降させた状態における鍛造装置９の構成を表す側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view showing the configuration of the forging device 9 in a state where the upper die 13 is lowered in the first step. 第１工程における成形の終了後、上型１３を上昇させた状態における鍛造装置９の構成を表す側断面図である。It is a sectional side view showing the composition of forging device 9 in the state where upper die 13 was raised after the end of molding in the 1st process. 第１工程の成形の終了後における円筒状素材３９の構成を表す説明図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図である。It is explanatory drawing showing the structure of the cylindrical raw material 39 after completion | finish of shaping | molding of a 1st process, Comprising: (a) is a sectional side view, (b) is a top view. 第２工程の成形を行っている状態にある鍛造装置９の構成を表す側断面図である。It is a sectional side view showing the composition of forging device 9 in the state which is forming the 2nd process. 第２工程の成形後における多段歯車１の構成を表す説明図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図である。It is explanatory drawing showing the structure of the multistage gear 1 after the shaping | molding of a 2nd process, (a) is a sectional side view, (b) is a top view.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・多段歯車、３・・・大径部、３ａ・・・歯形、５・・・小径部、
５ａ・・・歯形、７・・・軸孔、９・・・鍛造装置、１１・・・下型、１３・・・上型、
１５・・・上側ダイ、１５ａ・・・キャビティ、１５ｂ・・・歯形、
１７・・・下側ダイ、１７ａ・・・キャビティ、１７ｂ・・・歯形、
１９・・・カウンターパンチ、２１・・・ダイスリーブ、
２３・・・ダイスリーブスペーサ、２５・・・ノックアウトピン、
２７・・・カウンターパンチホルダー、２９・・・下型クッションスプリング、
３０・・・カウンターパンチ孔、３１・・・パンチ、３１ａ・・・歯形、
３１ｂ・・・インサートパンチ孔、３３・・・インサートパンチ、
３５・・・インサートパンチスペーサ、３７・・・上型クッションスプリング、
３９・・・円筒状素材、３９ａ・・・大径部、３９ｂ・・・小径部、３９ｃ・・・軸孔、
４０・・・欠肉、４１・・・隙間、４３・・・余肉 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multistage gear, 3 ... Large diameter part, 3a ... Tooth profile, 5 ... Small diameter part,
5a ... tooth profile, 7 ... shaft hole, 9 ... forging device, 11 ... lower die, 13 ... upper die,
15 ... upper die, 15a ... cavity, 15b ... tooth profile,
17 ... lower die, 17a ... cavity, 17b ... tooth profile,
19 ... Counter punch, 21 ... Die sleeve,
23 ... Die sleeve spacer, 25 ... Knockout pin,
27 ... Counter punch holder, 29 ... Lower cushion spring,
30 ... counter punch hole, 31 ... punch, 31a ... tooth profile,
31b ... insert punch hole, 33 ... insert punch,
35 ... insert punch spacer, 37 ... upper cushion spring,
39 ... Cylindrical material, 39a ... Large diameter part, 39b ... Small diameter part, 39c ... Shaft hole,
40 ... lack of meat, 41 ... gap, 43 ... surplus

Claims (3)

円筒状素材から、大径部及び小径部を備える中空歯形部品を冷間鍛造により製造する製造方法であって、
前記冷間鍛造は、
前記円筒状素材の軸孔の内周全体に第１のパンチを挿入した状態で成形を行う第１工程と、
前記第１工程の後、前記第１のパンチを前記軸孔から一旦抜いて前記軸孔の内径を収縮させてから、前記第１のパンチを前記軸孔に再度挿入するとともに、第２のパンチを前記第１のパンチとは反対側から前記軸孔に挿入し、前記内径が収縮した前記軸孔との干渉により挿入範囲が制限された前記第１のパンチと前記第２のパンチとの間に隙間を生じさせ、前記円筒状素材の内周面の内、前記隙間にあたる少なくとも一部は、前記第１のパンチ及び前記第２のパンチに対向しない状態にて、前記第１工程における成形圧力よりも高い成形圧力で成形を行う第２工程と、
を備えることを特徴とする中空歯形部品の製造方法。 From a cylindrical material, a manufacturing method for manufacturing a hollow tooth-shaped part having a large diameter part and a small diameter part by cold forging,
The cold forging is
A first step of performing molding in a state of inserting the first punch throughout the inner circumference of the axial hole of the cylindrical material,
After the first step, the first punch is once removed from the shaft hole to shrink the inner diameter of the shaft hole, and then the first punch is reinserted into the shaft hole. Is inserted into the shaft hole from the opposite side of the first punch, and the insertion range is limited by interference with the shaft hole whose inner diameter is contracted, between the first punch and the second punch. to cause a gap, of the inner peripheral surface of the cylindrical material, at least a portion corresponding to the gap, in a state that does not face the first punch and the second punch, the molding pressure in the first step A second step of molding at a higher molding pressure,
A method for producing a hollow tooth component, comprising: 前記第１工程及び前記第２工程のそれぞれにおいて、前記成形は、前方押し出し成形及び据え込み成形のうちの一方であることを特徴とする請求項１記載の中空歯形部品の製造方法。   The method for manufacturing a hollow tooth part according to claim 1, wherein in each of the first step and the second step, the molding is one of forward extrusion molding and upsetting molding. 前記円筒状素材は段付き円筒状素材であることを特徴とする請求項１又は２記載の中空歯形部品の製造方法。   The method of manufacturing a hollow tooth component according to claim 1 or 2, wherein the cylindrical material is a stepped cylindrical material.
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