JPH03243232A - うち歯車の成形方法 - 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 本発明はうち歯車の成形方法に関するものであり、特に
、加工後のうち歯車をポンチから容易に抜き出す技術に
関するものである。

従来の技術 内周面に複数の歯を備えたうち歯車の成形方法の一つに
、特願平１−２６５８６０号として出願中のものがある
。この方法は、外周面にうち歯車の歯と対応する歯型を
備えたポンチに円筒状素材を嵌合し、ポンチの半径方向
に移動可能であってかつポンチ側の面がうち歯車の外周
面にほぼ対応した凹面である複数の成形型により円筒状
素材を縮径させてそれの内周面に複数の歯を形成するも
のである。円筒状素材の縮径は、成形型がポンチに接近
して円筒状素材を押圧しては離間することを複数回繰り
返しながらポンチへの接近量を増すことにより徐々に行
われ、また、成形型がポンチから離間した状態でポンチ
あるいは成形型が回転し、円筒状素材の外周面の隣接成
形型間の隙間に対応する部分が変わるため、素材外周面
全体が均一に押圧される。

したがって、円筒状素材の内周面のポンチに対する密着
度が向上するとともに、素材内の応力分布が均一となり
、製品たるうち歯車の寸法精度が向上する。また、素材
が徐々に縮径させられ、かつ、円筒状素材の外周面の隣
接成形型間の隙間に対応する部分が変わるため、ばりの
発生を回避しつつ比較的歯の大きいうち歯車を成形する
ことができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記方法により成形したうち歯車はポン
チから抜き出し難いという問題があった。

うち歯車は押出装置により押し出してポンチから抜き出
すのであるが、その際、うち歯車とポンチとの間の摩擦
抵抗によって相当な押出力が必要となり、うち歯車にい
わゆるかじりが生じ、品質が低下することがあったので
ある。特に、はすばうち歯車やタラウニングが施された
うち歯車においてはかじりが生じ易い。

上記不都合を回避するために、はすばうち歯車において
は、成形後の素材を押し出す押出部材の下部にスラスト
ベアリングを配設し、ポンチの歯すし方向に沿って押出
部材を回転させつつ上昇させることによってうち歯車を
押し上げてポンチから抜き出すか、あるいは、ポンチを
回転装置により回転させつつ押出部材を上昇させること
によってうち歯車を押し上げて抜き出すことが行われて
いたが、いずれの方法でもかじりの発生を完全に回避す
ることは困難であった。

また、成形前の円筒状素材にリン酸亜鉛等の潤滑被膜を
形成することが行われていたが、加工中に潤滑被膜が薄
く延ばされてしまい、抜出時の摩擦抵抗を十分に軽減す
ることができず、十分な効果を得ることができなかった
。

上記のように抜出時にかじりが発生する原因を調べるた
めに、ポンチから抜き出したうち歯車の内径を測定した
ところ、ポンチの歯型の外径より約０．１　ｍｍ小さく
なっていた。すなわち、抜出前にはうち歯車は弾性的に
伸び、歯型を締め付けているのである。

そこで、本発明は、成形後のうち歯車による歯型の締付
けを解消することにより、かじりの発生を回避しつつ成
形後のうち歯車を容易に歯型から抜き出し得る方法を提
供することを課題として為されたものである。

課題を解決するための手段 そして、本発明の要旨は、外周面に歯と対応する歯型を
備えたポンチに円筒状素材を嵌合し、ポンチの半径方向
に移動可能であってかつポンチ側の面がうち歯車の外周
面にほぼ対応した凹面である複数の成形型により円筒状
素材を縮径させてそれの内周面に複数の歯を形成した後
、ポンチと成形されたうち歯車とにポンチの方が低くな
る温度差を生じさせた上でうち歯車をポンチから抜き出
すことにある。

作用 上記のように、本発明方法においては、成形後のうち歯
車とポンチとの間に温度差が生じさせられる。すなわち
、うち歯車の温度がポンチの温度より上昇させられるか
、あるいはポンチの温度がうち歯車の温度より低下させ
られるのであり、それによってうち歯車が膨張しあるい
はポンチが収縮して、うち歯車によるポンチの締付力が
低減し、あるいはうち歯車とポンチとの間に僅かな隙間
が生じてうち歯車によるポンチの締付けが解消される。

そのため、うち歯車を歯型から抜き出す際におけるうち
歯車と歯型との摩擦抵抗が小さくなってうち歯車を容易
にポンチから抜き出すことができる。

発明の効果 したがって、うち歯車にかじりが生じることが防止され
、製品の品質が向上する。特に、はす歯うち歯車やタラ
ウニングを施した歯車においても抜出しを容易に行うこ
とができる。

また、抜出時の荷重がごく小さくなるため、はす歯うち
歯車の押出部材に設けられるスラストベアリングを小形
化し、あるいは省略することができる。

さらに、抜出時にポンチにかかる荷重が小さくなるため
、はす歯うち歯車の抜出時にポンチを回転させる場合に
回転軸にかかる負荷が小さくなり、回転軸の剛性をそれ
ほど高くする必要がなくなる。

また、ポンチの歯型の摩耗や損傷が防止されるため、型
寿命が向上する効果も得られる。

なお、歯型の歯すじの精度に多少の寸法誤差があるポン
チを用いて成形を行った場合にも、良好に素材の抜出し
を行うことが可能となる。

実施例 以下、本発明をリング状のはすばうち歯車の成形に適用
した場合の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第２図は本実施例に用いられるプレス装置の要部を示す
図である。図において、符号１０は下型を示し、この下
型１０は図示しないボルスタに取り付けられている。下
型１０の中央には、マンドレルポンチ（以下、単にポン
チという）１２が取り付けられている。ポンチ１２は円
形断面を有し、その外周面には成形すべきはすばう′ち
歯車の内周面に形成される複数の歯に対応する歯型１４
が形成されている。ポンチ１２の下端からは回転軸１６
が延び出させられて、下型１０に固定されたモータ１８
に接続されており、ポンチ１２が回転させられる。

ポンチ１２の外周には、ポンチ１２の半径方向に移動可
能な複数の成形型２０が配設されている。

各成形型２０のポンチ１２側の面は、ポンチ１２に接近
してポンチ１２に嵌合された円筒状素材２２を押圧する
押圧面２４とされており、これら押圧面２４ははすばう
ち歯車の外周面にほぼ対応した凹面を威している。また
、成形型２０の押圧面２４と反対側の面２６は、下部は
ど直径が増大するテーパ面の一部を威す形状とされてい
る。これら成形型２０は、図示はしないがばねや弾性体
等から戒る付勢部材によりポンチ１２の外周面から離間
する向きに付勢されている。

また、下型ＩＯには、ポンチ１２の下方において押出装
置３０が配設されている。押出装置３０はポンチ１２の
外周面に嵌合された円筒状の押出部材３２と、その押出
部材３２をロッド３４を介して上下動させる図示しない
油圧シリンダと、押出部材３２とロッド３４との間に設
けられたスラストベアリング３５とから戒っている。油
圧シリンダは下型１０より下方の部材に設けられており
、常にはロッド３４をシリンダ内に後退させているため
、押出部材３２が図示のように非作用位置であるポンチ
１２の下端部近傍に位置させられる。

この非作用位置において、押出部材３２の上端面はポン
チ１２に嵌合された円筒状素材２２を支持し、成形が終
了すれば油圧シリンダの作動にまりロッド３４が延び出
させられ、押出部材３２が、成形後の円筒状素材２２（
はすばうち歯車７０）の歯溝に沿って回転しながら上昇
し、はすばうち歯車７０をポンチ１２から離脱させる。

なお、押出部材３２は、外周面の上方がやや小径とされ
ており、円筒状素材２２の成形時に成形型２０の押圧面
２４と干渉しないようにされている。

ポンチ１２の上方には上型３６が配設されている。上型
３６は、成形型２０の面２６に対応するテーパ面３８を
有する型寄せ部４０を備えた寄せ型４２．寄せ型４２の
上方の支持型４４．ロンド状の押さえ型４６等から戒っ
ており、図示しないラムにより一部ストロークで繰り返
し昇降させられる。支持型４４の下面は傾斜面４７とさ
れており、その傾斜面４７と寄せ型４２の上面との間に
はくさび部材４８が配設されている。くさび部材４８は
油圧シリンダ５０により上型３６の移動方向に直角な方
向に移動可能とされており、支持型４４側の面が、傾斜
面４７に対応して先端側からシリンダ５０側へ向かって
上昇する傾斜面４９とされている。したがって、ラムの
１ストローク毎にくさび部材４８を徐々に前進させれば
、寄せ型４２の下降量が漸増させられる。なお、寄せ型
４２は、図示しないガイドにより支持型４４に対して水
平方向には相対移動不能で、上下方向には相対移動可能
に案内されており、かつ、くさび部材４８と寄せ型４２
との間に隙間が生じることを防止するために、油圧シリ
ンダ５２により上方へ付勢された引上板５４によって常
にくさび部材４８側へ引き上げられている。

上記支持型４４．くさび部材４８および寄せ型４２には
それぞれ貫通穴５６．５８および６０が形成されており
、これらを貫通して押さえ型４６が配設されている。押
さえ型４６は図示しないクツシラン装置を介してラムに
取り付けられており、成形時に下降させられてポンチ１
２の上端面に当接し、押出部材３２と共同して円筒状素
材２２の軸方向の位置決めを行うものである。押さえ型
４６は寄せ型４２が成形型２０に作用する以前に下降端
に達し、寄せ型４２が成形型２０から離間した後に上昇
を開始する。なお、くさび部材４８の貫通穴５８は、く
さび部材４８の移動により押さえ型４６とくさび部材４
８とが干渉しないよう、長大とされている。

ポンチ１２の外周にはまた、高周波誘導加熱用の誘導コ
イル６４が配設されている。誘導コイル６４はポンチ１
２の外側に嵌合されており、円板状の支持板６６に支持
されるとともに図示しない電源に接続されている。支持
板６６は油圧シリンダ６８によってポンチ１２の回転軸
１６に平行に上下動可能とされており、誘導コイル６４
は、通常は第２図に示すように押出部材３２の外側に位
置させられているが、油圧シリンダ６８の作動により上
昇させられ、ポンチ１２に嵌合されたはすばうち歯車７
０の外周に位置して高周波誘導加熱を行う。

以下、はすばうち歯車の成形方法を説明する。

始めに、押出部材３２を下降端に位置させるとともに、
上型３６を上昇させておく。この状態で、ポンチ１２に
円筒状素材２２を嵌合し、上型３６を下降させれば、ま
ず押さえ型４６がポンチ１２に当接して円筒状素材２２
の軸方向の位置決めを行う。その後は、クツション装置
の作用により寄せ型４２の押さえ型４６に対する相対的
な下降が許容され、型寄せ部４０のテーパ面３８が成形
型２０をポンチ１２に接近させる。この第一ストローク
時にはくさび部材４８を後退端に位置させ、第二ストロ
ークからはくさび部材４８を徐々に前進させて、上型３
６の下死点における寄せ型４２の下降量を漸増させる。

これに伴って、第２図に示すように、テーパ面３８のよ
り小径の部分が成形型２０の面２６に係合して成形型２
０を押し出すため、成形型２０のポンチ１２への接近量
が漸増し、上型３６の１回の昇降毎に成形型２０が一定
量ずつ円筒状素材２２を押圧し、素材２２を加工する。

また、上型３６の上昇中は寄せ型４２が成形型２０から
離間し、成形型２０が付勢部材の付勢力によりポンチ１
２から離間するとともに、押さえ型４６もポンチ１２お
よび円筒状素材２２から離間するため、この間にポンチ
１２を、例えば各成形型２０に対応する中心角の半分の
角度ずつ回転させて円筒状素材２２の外周面の、隣り合
う成形型２０の間の隙間に対応する部分を変更し、円筒
状素材２２の外周面のすべての部分が押圧されるように
するとともに、外周面の各部分が同じ成形型２０の同じ
部分のみにより押圧されないようにする。

成形が終了すれば、上型３６を上昇させてポンチ１２か
ら離間させ、ポンチ１２を自由に回転し得る状態とする
。次に、第１図に示すように誘導コイル６４を上昇させ
てはすばうち歯車７０の外周面に位置させ、電源から誘
導コイル６４に交流電流を供給し、高周波誘導加熱を行
う。これによってはすばうち歯車７０のみが急速に加熱
されて膨張し、ポンチ１２とはすばうち歯車７０との温
度差が約８０度を超えればポンチ１２との間に約０．１
ｍｍ隙間が生じる。すなわち、はすばうち歯車７０に生
していたポンチ１２の締付力がなくなるのであり、この
状態で押出装置３０を作動させれば、押出部材３２によ
りはすばうち歯車７０が歯すじ方向に沿って容易にポン
チ１２から抜き出され、一連の加工が終了する。

本実施例のように成形後のうち歯車を高周波誘導加熱に
より膨張させる場合に、うち歯車の形状。

肉厚等に応じて周波数を変えればうず電流の発生領域が
変わるため、素材の加熱範囲を適宜変更し得、適正に加
熱を行うことができる。なお、高周波誘導加熱に代えて
、通常のヒータや熱気の吹付は等を用いて加熱すること
も可能である。

また、本実施例においては、誘導コイル６４が下型１０
に配設されていたが、はすばうち歯車７０の成形が終了
して上型３６が上昇した後、ロボット等により側方から
誘導コイル６４を移動させてはすばうち歯車７０の外周
に配置する等、プレス装置とは別個に設けることも可能
である。

さらに、はすばうち歯車とポンチとに温度差を発生させ
るために、ポンチを冷却するようにしてもよい。例えば
、ポンチの内側に冷却流体を導入してポンチの内部を冷
却すれば、ポンチが収縮してはすばうち歯車とポンチと
の間に隙間を生じさせることができる。

また、ポンチを下型に固定して成形型の方を回転させて
底形を行ってもよく、すぐばうち歯車やタラウニングが
施されたうち歯車に本発明を適用することもできる。

その他、当業者の知識に基づいて種々の変形。

改良を施した態様で、本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるはすばうち歯車の底形
゛に使用されるプレス装置の要部を示す正面断面図であ
る。第２図は上記装置の作動状態を示す部分拡大正面断
面図である。 １２：マンドレルポンチ　１４：歯型 ２０：１’ｌｉ形型　　　　　　２２：円筒状素材４ ：誘導コイル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　内周面に複数の歯を備えたうち歯車を成形する方法で
   あって、 外周面に前記歯と対応する歯型を備えたポンチに円筒状
   素材を嵌合し、前記ポンチの半径方向に移動可能であっ
   てかつポンチ側の面が前記うち歯車の外周面にほぼ対応
   した凹面である複数の成形型により前記円筒状素材を縮
   径させてそれの内周面に前記複数の歯を形成した後、前
   記ポンチと成形されたうち歯車とにポンチの方が低くな
   る温度差を生じさせた上でうち歯車をポンチから抜き出
   すことを特徴とするうち歯車の成形方法。