JPH0688094B2 - 鍛造用ギヤ成形型の製造方法およびギヤ成形型によるギヤ製品の成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ギヤを鍛造により成形する鍛造用ギヤ成形型
の製造方法、およびこの製造方法によって製造されたギ
ヤ成形型によるギヤ製品の成型方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来における鍛造用ギヤ成形型の製造方法は、軸心部に
孔が形成された筒状の中間素材を設け、その内周部を放
電加工により切除してギヤ歯を形成してなるものであっ
た。

また、従来におけるギヤ成形型によるギヤ製品の成形方
法は、上記の如くして成形されたギヤ成形型に円盤状の
中間製品を嵌合させてこれを軸方向に圧縮してその素材
を半径方向外方に塑性流動させ、その外周部を上記ギヤ
成形型のギヤ歯内に充填させることにより、外周部にギ
ヤ歯を有するギヤ製品を成形する。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来のギヤ成形型の製造方法は、金属組織が分断さ
れてギヤ歯が形成されているため、歯部の強度が低下す
るとともに、放電加工ゆえの加工面の荒れにより精度が
得難くなる欠点があった。

また、従来のギヤ成形型によるギヤ製品の成形方法は、
素材を半径方向外方に塑性流動させ、この一方向の塑性
流動による圧力のみで外周部にギヤ歯を形成するうにし
ていたため、製品内部の成型圧力差により歯部が高精度
に成形できない欠点があった、 本発明は上記欠点を解消した新規な鍛造用ギヤ成形型の
製造方法およびギヤ成形型によるギヤ製品の成形方法を
得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成し
たものである。

即ち、外周面が下方に向かって縮小するテーパ状に形成
され、かつ軸心部に孔が形成された筒状の中間素材を設
け、この中間素材をその外周面にてダイ孔にテーパ嵌合
させ、該中間素材をダイ孔内にて下方に摺動させた後、
外周部にギヤ歯が形成されたマスタギヤを上方から前記
中間素材の軸心部に押し込む構成にしたものである。

また、外周面が下方に向かって縮小するテーパ状に形成
され、かつ軸心部に孔が形成された筒状の中間素材を設
け、この中間素材をその外周面にて第１ダイ孔にテーパ
嵌合させ、該中間素材を第１ダイ孔内にて下方に摺動さ
せた後、外周部にギヤ歯が形成された第１マスタギヤを
上方から中間素材の軸心部に押し込んで内周にギヤ歯が
形成された中間ギヤ成形型を設け、この中間ギヤ成形型
をその外周面にて第２ダイ孔にテーパ嵌合させ、外周部
にギヤ歯が形成された第２マスタギヤを上方から前記中
間ギヤ成形型のギヤ歯内に圧入し、該中間ギヤ成形型を
第２ダイ孔内にて下方に摺動させたて半径方向に圧縮す
る構成にしたものである。

また、内周部にギヤ歯が形成された筒状の第Ｉのギヤ成
形型を型枠の孔に嵌合させ、前記第Ｉのギヤ成形型内に
円盤状に形成された中間製品を嵌合させ、この中間製品
を軸方向の圧縮により大径に膨出させてその外周部を前
記第Ｉのギヤ成形型のギヤ歯内に充填させることによ
り、外周部にギヤ歯を有する中間ギヤ成形型を形成し、
外周面が下方に向かって縮小するテーパ状に形成され、
かつ内心部にギヤ歯が形成された筒状の第IIのギヤ成形
型を型枠の孔の上下方向中間部にテーパ嵌合させ、第II
のギヤ成形型の上端部に前記中間ギヤ製品の下端部を噛
み合わせ、この中間ギヤ製品を第IIのギヤ成形型内にて
下方に摺動させるとともに、前記第IIのギヤ成形型を型
枠の孔にて下方に摺動させ、次いで前記中間ギヤ製品を
軸方向に圧縮する構成にしたものである。

（作用） 本発明は上記構成にしたものであるから、中間素材は、
ダイ孔による半径方向内方への加圧とマスタギヤによる
半径方向外方への加圧とによってその内周部にギヤ歯が
形成されることになる。

また、中間ギヤ成形型は、第２ダイ孔による半径方向内
方への加圧力によってその内周部にギヤ歯が仕上げ形成
されることになる。

また、ギヤ製品は、第IIのギヤ成形型の半径方向内方へ
の加圧力と、軸方向の圧縮による中間ギヤ製品の半径方
向外方への塑性流動からなる二方向の力により、その外
周部にギヤ歯が形成されることになる。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。

図面において、第１図〜第４図は本発明による第Ｉのギ
ヤ成形型の製造方法を示す第１工程〜第４工程の断面
図、第５図〜第８図は本発明による第IIのギヤ成形型の
製造方法を示す第１工程〜第４工程の断面図、第９図〜
第12図は本発明におけるギヤ成形型によるギヤ製品の成
形方法を示す第１工程〜第４工程の断面図である。

まず、第Ｉのギヤ成形型の製造方法について説明する。

第１図において、１は旋削により形成した金属製の中間
素材であり、軸心部の孔２を等径に形成し、外周面３を
下方が小径となるテーパ面に形成する。上記外周面３は
その上下方向中間部に段部４を有する段付きテーパ面に
形成する。

上記中間素材１をその外周面３にて第１ダイ10に形成し
た第１ダイ孔11にテーパ嵌合させる。

上記第１ダイ孔11は、下方が小径となるテーパ面に形成
するとともに、上下方向の長さを上記中間素材１の上下
方向の幅よりも長く形成し、その上下方向中間部にて中
間素材１を嵌合保持する。また、上記第１ダイ10はベー
ス12により機台に支持され、このベース12はその軸心部
に中間素材１の孔２よりも若干大径のピン孔13を有す
る。

15はラム（図示省略）によって下方に押される第１マス
タギヤであり、この第１マスタギヤ15は、その外周部に
ギヤ歯16を有する。このギヤ歯16は歯切り盤により切削
形成した後、熱処理および研磨加工して高精度に仕上げ
る。

17は第１ダイ孔11の上部に嵌合係止した筒状のガイドで
あり、上記第１マスタギヤ15を案内するとともに、ラム
の最下動位置を規制して上記第１マスタギヤ15の最下降
位置を決定する。

そして、上記中間素材１を加工する際には、まず円柱状
の栓18を中間素材１の孔２に圧入するとともに、その下
端をベース12のピン孔13の上部に嵌合させる。

この状態で第２図に示すように、ラムを介して第１マス
タギヤ15を下降させて中間素材１の軸心部に押し込み、
第１マスタギヤ15のギヤ歯16を中間素材１の孔２内に押
込みつつ、該押込み力によつて中間素材１を第１ダイ孔
11に沿って下方に摺動させてベース12の上面に当接さ
せ、第１マスタギヤ15の下端が孔２の上下方向中間部に
位置した時で、ラムをガイド17に当接させて上記第１マ
スタギヤ15の下降を停止させる。

さすれば、上記中間素材１は、第１ダイ孔11による径方
向内方への加圧力と、第１マスタギヤ15のギヤ歯16によ
る半径方向外方への圧力とからなる二方向の力によって
上半部の内周部にギヤ歯６が形成され、該ギヤ歯６を有
する中間ギヤ成形型５が形成される。

なお、栓18は、第１マスタギヤ15の下降によって孔２か
らピン孔13へと移動され、上記第１マスタギヤ15による
ギヤ歯の成形時に、中間素材１の軸心方向への肉移動を
規制するためのものである。

次いで第３図に示すように、上記中間ギヤ成形型５のギ
ヤ歯６に後述する第２マスタギヤ25を圧入噛合させ、そ
の外周面７にて第２ダイ20の第２ダイ孔21にテーパ嵌合
させる。

上記第２ダイ孔21は、前述した第１ダイ孔11と同様に、
下方が小径となるテーパ面に形成し、該第２ダイ孔21の
下部にて中間ギヤ成形型５を嵌合保持する。

上記第２ダイ20はベース22により機台に支持され、この
ベース22はその軸心部に中間ギヤ成形型５の下部が嵌合
可能の凹部23を有する。

また、上記第２マスタギヤ25は、前述した第１マスタギ
ヤ15と同様にしてその外周部に高精度のギヤ歯26が形成
され、このギヤ歯26を前述したように中間ギヤ成形型５
のギヤ歯６に圧入噛合する。

27はガイドであり、上記第２ダイ孔21の上部に嵌合させ
てその下端を中間ギヤ成形型５の上面に当接させ、その
上端を第２マスタギヤ25の上端よりも上方に突出させ、
また、外周に形成した大径の段部27−１を第２ダイ20の
上面から所定量上方に離間させる。

そして第４図に示すように、ラムを介してガイド27を下
降させて、中間ギヤ成形型５を第２ダイ孔21に沿って下
方に摺動させ、上記第２マスタギヤ25と第２ダイ孔21と
により中間ギヤ成形型５を判径方向に圧縮し、内周部に
仕上げられたギヤ歯９を有する第Ｉのギヤ成形型８を形
成する。

次に第IIのギヤ成形型の製造方法について説明する。

第５図において、1aは旋削により形成した金属製の中間
素材であり、軸心部の孔2aを等径に形成し、外周面3aを
下方が小径となるテーパ面に形成する。

上記中間素材1aをその外周面3aにて、第１ダイ10aに形
成した第１ダイ孔11aの上下方向中間部にテーパ嵌合さ
せる。

上記第１ダイ10aはベース12aにより機台に支持され、こ
のベース12aはその軸心部に中間素材1aの孔2aよりも若
干大径のピン孔13aを有する。

15aはラムによって下方に押圧される第１マスタギヤで
あり、この第１マスタギヤ15aは、その外周部にギヤ歯1
6aを有し、このギヤ歯16aの下部に円柱状の栓部18aを一
体に有する。

上記ギヤ歯16aは歯切り盤により切削形成した後、熱処
理および研加工して高精度に仕上げる。

17aは筒状のガイドであり、上記第１ダイ孔11aの上端部
に嵌合係止し、上記第１マスタギヤ15aを案内するとと
もに、ラムの最下動位置を規制して上記第１マスタギヤ
15aの最下降位置を決定する。

そして、上記中間素材1aを加工する際には、第６図に示
すように、ラムを介して第１マスタギヤ15aを下降さ
せ、まず中間素材1aを第１ダイ孔11aに沿って下方に摺
動させてベース12aの上面に当接させ、この状態で第１
マスタギヤ15aのギヤ歯16aを中間素材1aの孔2a内に押込
み、該ギヤ歯16aの下端が孔2aの下端部に位置した時点
で、ガイド17aの上端によりラムの下動を規制すること
により、上記第１マスタギヤ15aの下降を停止させる。

さすれば、上記中間素材1aは、第１ダイ孔11aによる半
径方向内方への加圧力と、第１マスタギヤ15aのギヤ歯1
6aによる半径方向外方への圧力とからなる二方向の力に
よって下端部を残す内周部にギヤ歯6aが形成され、該ギ
ヤ歯6aを有する中間ギヤ成形型5aが形成される。

なお、栓部18aは第１マスタギヤ15によるギヤ歯の成形
時に、中間素材1aの軸心方向への肉移動を規制するため
のものである。

次いで上記中間ギヤ成形型5aの下端部を削除した後、第
７図に示すように、そのギヤ歯6aを後述の第２マスタギ
ヤのギヤ歯26aに圧入して第２ダイ20aに形成したテーパ
状の第２ダイ孔21aの上下方向中間部に嵌合係止する。

上記第２ダイ20aはベース22aにより機台に支持され、こ
のベース22a前述のベース12aと同様のピン孔23aを有す
る。

また、上記第２マスタギヤ25aは、前述した第１マスタ
ギヤ15aと同様にしてその外周部に高精度のギヤ歯26aが
形成され、このギヤ歯16aの下部に円柱状の栓部28aを一
体に有し、上記ギヤ歯26aを前述したように中間ギヤ成
形型5aのギヤ歯6aに圧入噛合する。

27aはガイドであり、上記第２ダイ孔21aの上部に嵌合さ
せてその下端を中間ギヤ成形型5aの上面に当接させ、そ
の上端を第２マスタギヤ25aの上端と同一レベルにし、
その外周に形成した径の段部27a−１を第２ダイ20aの上
面から所定量上方に離間させる。

そして第８図に示すように、ラムを介して第２マスタギ
ヤ25aおよびガイド27aを、該ガイド27aの段部27a−１が
第２ダイ20の上面に当接するまで下降させて、上記中間
ギヤ成形型5aを第２ダイ孔21aに沿って下方に摺動させ
る。

これにより、中間ギヤ成形型5aを第２マスタギヤ25aと
第２ダイ孔21aとにより半径方向に圧縮して内周部に仕
上げされたギヤ歯9aを有する第IIのギヤ成形型8aが形成
される。

次に前述した第Ｉおよび第IIののギヤ成形型8,8aによる
ギヤ製品の加工方法について説明する。

まず、第Ｉのギヤ成形型８により中間ギヤ成品41を加工
する。

第９図において、30はベース34に支持された型枠であ
り、軸心部に孔31を有する。

上記孔31内の下部および上部に敷金32および前述した第
Ｉのギヤ成形型８を圧入させ、ギヤ成形型８の下部に第
１下型33を圧入させる。この場合上記第Ｉのギヤ成形型
８は、その外周部を上部が小径に下部が大径となる段状
に切削加工して型枠30の孔31に圧入係止する。

次いで円盤状に鍛造成形された中間製品40を上記第Ｉの
ギヤ成形型８内に嵌合させて第Ｉ下型33上に載置する。

35はラム（図示省略）に支持された第１パンチであり、
この第１パンチ35は、外周部にギヤ歯を有する筒状の外
周パンチ36とその軸心部に位置する軸状の中央パンチ37
とからなる。

そして、第10図に示すように、ラムを介して第１パンチ
35を下降させて中間製品40の軸心部に押し込み、この第
１パンチ35と第１下型33とにより上記中間製品40を軸方
向、つまり上下方向に圧縮してその外周部を半径方向外
方に塑性流動させ、該外周部を第Ｉのギヤ成形型８のギ
ヤ歯９内に充填させ、これにより外周部にギヤ歯42を有
する中間ギヤ成品41を形成する。

なお、第９図および第10図中、38は成形された中間ギヤ
製品41を第Ｉのギヤ成形型８から上方に押し出す押し出
しロッドである。

次に上記中間ギヤ成品41を第IIのギヤ成形型8aにより仕
上げ加工する。

第11図において、30aはベース34aに支持された型枠であ
り、軸心部に下方が小径となるテーパ状の孔31aを有す
る。

上記孔31a内の下部に筒状の第２下型33aをテーパ嵌合さ
せ、また該孔31a鍋の上部に前述した第IIのギヤ成形型8
aを上記第２下型33aから若干上方に離間させてテーパ嵌
合させる。

次いで前述した中間ギヤ製品41を上下反転させて上記第
IIのギヤ成形型8aの上端部に噛み合わせる。

35aはラム（図示省略）に支持された筒状の第２パンチ
であり、この第２パンチ35aは、その下部に第IIのギヤ
成形型8aの上面に当接する大径の外周パンチ36aと、こ
の外周パンチ36aよりも下方に突出して中間ギヤ製品41
の上面に当接する小径の中央パンチ37aとを一体に有す
る。

そして、第12図に示すように、ラムを介して第２パンチ
35aを下降させ、まず中央パンチ37aにより中間ギヤ製品
41を第IIのギヤ成形型8a内にて下方に移動させ、次いで
外周パンチ36aにより第IIのギヤ成形型8aを型枠30aの孔
31a内にて下方に摺動させてそのギヤ歯9a部を軸心方向
に圧縮させた後、最下降時において中央パンチ37aと第
２下型33aとにより上記中間ギヤ製品41の外周部を軸方
向に圧縮してこの部を半径方向外方に塑性流動させる。

これにより上記中間ギヤ製品41のギヤ歯42は、第IIのギ
ヤ成形型8aのギヤ歯9aによる軸心方向の加圧と、上記半
径方向外方への塑性流動の圧力とによる二方向の力によ
り高精度に仕上げ加工され、製品となるギヤ製品44が形
成される。

なお、第11図および第12図中、38aは成形されたギヤ製
品44を第IIのギヤ成形型8aから上方に押し出す押し出し
ロッドである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、中間素
材を半径方向の外方と内方との二方向から圧縮して塑性
流動させることによりその内周部をマスタギヤ歯に沿わ
せるようにしたので、強度の高いかつ高精度の歯を有す
るギヤ成形型を得ることができる効果を奏する。

また、中間素材上記の如くして形成した中間ギヤ成形型
を、半径方向の外方から圧縮してその内周部のギヤ歯を
第２マスタギヤのギヤ歯に加圧するようにしたので、よ
り強度の高いかつ高精度の歯を有するギヤ成形型を得る
ことができる効果を奏する。

また、外周部にギヤ歯を有する中間ギヤ製品をギヤ成形
型のギヤ歯に噛み合わせ、ギヤ成形型により上記中間ギ
ヤ製品を軸心方向に圧縮し、この状態で中間ギヤ製品を
軸方向に圧縮してその外周部を半径方向外方に塑性流動
させるうにしたので、上記中間ギヤ製品のギヤ歯部は半
径方向の外方と内方との二方向から圧縮されることにな
り、強度の高いかつ高精度の歯を有するギヤ製品を得る
ことができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明による第Ｉのギヤ成形型の製造
方法を示す第１工程〜第４工程の断面図、第５図〜第８
図は本発明による第IIのギヤ成形型の製造方法を示す第
１工程〜第４工程の断面図、第９図〜第12図は本発明お
けるギヤ成形型によるギヤ製品の成形方法を示す第１工
程〜第４工程の断面図である。 1,1a:中間素材、2,2a:孔、3,3a:外周面、4:段部、5,5a:
中間ギヤ成形型、6,6a:ギヤ歯、7,7a:外周面、8,8a:第
Ｉ、第IIギヤ成形型、9,9a:ギヤ歯。 10,10a,:第１ダイ、11,11a:第１ダイ孔、12,12a:ベー
ス、13,13a,:ピン孔、15,15a:第１マスタギヤ、16,16a:
ギヤ歯、17,17a:ガイド、18:栓、18a:栓部。 20,20a:第２ダイ、21,21a:第２ダイ孔、22,22a:ベー
ス、23:凹部、23aピン孔、25,25a:第２マスタギヤ、26,
26a:ギヤ歯、27,27a:ガイド、27−1,27a−1:段部、28a:
栓部。 30,30a:型枠、31,31a:孔、32:敷金、33,33a:第1,第２下
型、34,34a:ベース、35,35a:第1,第２パンチ、36,36a:
外周パンチ、37,37a:中央パンチ、38,38a:押し出しロッ
ド。 40:中間製品、41:中間ギヤ製品、42:ギヤ歯、44:ギヤ製
品。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周面が下方に向かって縮小するテーパ状
   に形成され、かつ軸心部に孔が形成された筒状の中間素
   材を設け、この中間素材をその外周面にてダイ孔にテー
   パ嵌合させ、該中間素材をダイ孔内にて下方に摺動させ
   た後、外周部にギヤ歯が形成されたマスタギヤを上方か
   ら前記中間素材の軸心部に押し込むことを特徴とする鍛
   造用ギヤ成形型の製造方法。
2. 【請求項２】外周面が下方に向かって縮小するテーパ状
   に形成され、かつ軸心部に孔が形成された筒状の中間素
   材を設け、この中間素材をその外周面にて第１ダイ孔に
   テーパ嵌合させ、該中間素材を第１ダイ孔内にて下方に
   摺動させた後、外周部にギヤ歯が形成された第１マスタ
   ギヤを上方から中間素材の軸心部に押し込んで内周にギ
   ヤ歯が形成された中間ギヤ成形型を設け、この中間ギヤ
   成形型をその外周面にて第２ダイ孔にテーパ嵌合させ、
   外周部にギヤ歯が形成された第２マスタギヤを上方から
   前記中間ギヤ成形型のギヤ歯内に圧入し、該中間ギヤ成
   形型を第２ダイ孔内にて下方に摺動させた半径方向に圧
   縮したことを特徴とする鍛造用ギヤ成形型の製造方法。
3. 【請求項３】内周部にギヤ歯が形成された筒状の第Ｉの
   ギヤ成形型を型枠の孔に嵌合させ、前記第Ｉのギヤ成形
   型内に円盤状に形成された中間製品を嵌合させ、この中
   間製品を軸方向の圧縮により大径に膨出させてその外周
   部を前記第Ｉのギヤ成形型のギヤ歯内に充填させること
   により、外周部にギヤ歯を有する中間ギヤ製品を形成
   し、内周面が下方に向かって縮小する型枠の孔の下部に
   下型を嵌合させ、外周面が下方に向かって縮小するテー
   パ状に形成され、かつ内心部にギヤ歯が形成された筒状
   の第IIのギヤ成形型を前記下型から上方に離間させて型
   枠の孔の上部にテーパ嵌合させ、第IIのギヤ成形型の上
   端部に前記中間ギヤ製品の下端部を噛み合わせ、下降す
   るパンチにより前記中間ギヤ製品を第IIのギヤ成形型内
   にて下方に摺動させるとともに、前記第IIのギヤ成形型
   を型枠の孔にて下方に摺動させ、次いで前記パンチと下
   型とにより前記中間ギヤ製品を軸方向に圧縮したことを
   特徴とするギヤ成形型によるギヤ製品の成形方法。