JPS58157521A - 歯車製造方法および歯車製造装置 - 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】 本発明は、押出成形を利用した歯車製造方法および歯車
製造装置に関するものである。

押出成形を利用し九歯車員造方法には、従来よ妙いくつ
かの方法があるが、この従来の方法を実施する丸めの杜
すげ（斜歯）歯車製造装置としては、例えば第１図およ
び第２図に示すようなものがある。この歯車製造装置は
可動部分と固定部分とを有し、可動部分はスリーブ１お
よびこのスリーブ１内に同心的Ｋ１１合し九マンドレル
２を備えている。このスリーブ１およびマンドレル２は
、上部ボルスタ６との間で上部受圧部材４を介在させて
いると共に、スリーブ１０周囲に配設し九穢状固定部材
５．ｍｌ状固定部材５の傾斜外周面Ｋ１２食し九クラン
プリング６およびポル）７によって、前記受圧部材４と
嵌合した濃状保持部材・ＫＦＩＡ電され、この婁状保持
部＃８はクランプリング９およびボルト１０によって上
部ボルスタｉＫ固定されている。

他方、固定部分は前記スリーブ１を嵌挿可能にし九コン
テナ１１および前記はすげ歯車Ｏ歯ＷＩＫ対応し丸歯形
成形ｓ１２＆および歯形導入９１２ｂを有するダイ１２
を備え、このコンテナ１１およびダイ１２ｔｌｌ状固定
部材１６の焼嵌めによって一体的に固定している。この
環状固定部材１ｓはダイベース１４との間で下部受圧部
材１５を介在させた状態でクランブリング１６およびボ
ルト１７によってダイベース１４に固定され、このダイ
ベース１４線クランプリング１８シよびボルト１９によ
って下部ボルスタ２０に固定されている。

次にこの装置の動きについて説明すると、壕ず、スリー
ブ１およびマンドレル２が上昇してコンテナ１１から外
れ丸状ｌＩにおいて、コンテナ１１内に筒状歯車素材２
５を装入する。次いで、上部ボルスタ＆の降下によって
スリーブ１およびマンドレル２がコンテナ１１内に下降
すると、マンドレル２が筒状歯車素材２５に嶽合し、続
いてスリー１１によって筒状歯車素材２５がダイの肯形
導入部１２ｂおよび歯形成形部１２ｍの部分まで押込め
られて加工途中のはすげ歯車２６となる。これと同時に
、すでに加工途中のはすげ歯車２６であったものは歯形
成形部１２＆を通過して所定形状の歯形をもったはすげ
歯車２７となる。１九、これと同時に１すでに歯形成形
部１２＆によって歯形成形されたはすげ歯車２７は、第
２図に示すようにダイ１２より落下する。続いてスリー
ブ１およびマンドレル２が上昇し九あとコンテナ１１内
に新規の筒状歯車素材２５を装入することにより、上記
した加工サイクルが繰返えされ、加工ｌサイクル当り１
個のはすげ歯車２７が成形される。

ところが、このような従来の歯車製造方法および製造装
置によって加工１サイクル当に複数のはすげ歯車２７を
製造することは一見可能であるように考えられるが、実
験の結果好ましくないことがわか抄、生産性の向上に限
界のあることが明らかとなった。

すなわち、第１図に示すように１箇状歯車素材２５をマ
ンドレル２とダイ１２との間で押出成形する場合、マン
ドレル２の先端部分は少なくともダイ１２の歯車導入部
１２ｂを越えてその歯形成形部１２ｍまで遜していなけ
ればならない、これは、マンドレル２の先１１１１１部
分が歯形成形部１２ｍまで達していない場合、スリーブ
１による押出成形時に筒状歯車素材２５が塑性流動によ
って内径側に流れ、第３図に示すように、成形後のはす
ば歯＊２７の内径部分に大きな段差部２７ｍが形成され
ると同時に１歯形も正確にできないという結果になる丸
めである。

そこで、上述した条件を満足するようにマンドレル２の
長さを定めて、加工１ｔイクル当９２個のはすば歯車を
製造しようとすると、ｆｓ４図に示すように、スリーブ
１およびＹ／ドレル２が下死点にあると１！罠は、ダイ
１２の歯形成形部１２ｍから離れ九２個のはすげ歯車２
７がマンドレル２と強く癒合し丸状纏となる。次に、ス
リーブ１およびマンドレル２が上昇運動に入ると、マン
ドレル２と嵌合し良はすげ歯車２７は癩形成形１１１１
２　ａに当たり、マンドレル２がさらに上昇する間にマ
ンドレル２より抜けるが、はすは歯車２７が歯形成形部
１２ｍに当たつ九ときには、前記歯形成形部１２ｍに対
して歯形成形時とは逆の曲げ応力が作用するため、罐形
成形部１２＆（場合によっては歯形導入部１２ｂも含む
）が早期に破損してしまうという間１１１を生ずること
が明らかとなった。

実施の一例によれば、加工１サイクル尚夛１個のはすば
歯車２７を押出成形し九場合にはｓｏｏ。

個夷造した時点でダイ１２の歯形導入部１２ｂおよび歯
車成形部１２＆には全くき裂岬の損傷は発生しなかつ九
が、コンテナ１１内に２個ずつの筒状歯車素材２５を装
入して加工１９イクル当シ２個のはすば歯車２７を押出
成形し九場合には８００傭成形した時点でダイ１２の歯
形成形部１２ｂの一部にき裂が発生し九。

このように、従来の場合には、成形後にマンドレル２に
一合したけすば歯車２７がマンドレル２の上昇移動の際
にダイ１２の歯形成形部１２＆に当九った状態でマンド
レル２から抜けることとなるため、ダイ１２の耐用寿命
に問題があり、とくに加工１サイクル当妙の成形個数を
増やすことは上記ダイ１２の耐用寿命に著しい悪影響を
及ぼし、ダイ１２の耐用寿命延長や生産性向上に＠界の
あることが明らかとなった。

本発明は、上述したような従来の問題点を解消するため
になされたもので、成形後にマンドレルに嵌合した歯車
がダイの歯車成形部に当ることがなく、ダイの歯車成形
部には一方向の力しか加わらないため疲労の問題が著し
く小さく、ダイの耐用寿命をかなり増大させることが可
能であると共に、、Ｙンドレルに嵌合し九成形後の歯車
の取出しが容易であり、加えて、加工Ｉｔイクル当り１
個の歯車を製造できることはもちろん、２個以上の歯車
を容易にかつ加工部品の寿命に悪影響を及ぼすことなく
製造で色る歯車製造方法および歯車製造装置を提供する
ことを目的としている。

本発明による歯車製造方法は、製造しようとする歯車の
歯形に対応した形状の歯形成形部を有するダイの歯車ピ
ッチ円中心軸方向の一方側に筒状−車累材を同心的に配
置し、前記ダイの中心軸方向の他方側から前記ダイを貫
通させ九マンドレルと前記筒状歯車素材とを嵌合させた
状態で、前記ダイの中心軸方向の一方側から前記筒状歯
車素材を押圧して前記歯形成形部とマンドレルとの間で
押出成形することによって、はすば歯車、平歯車等の押
出成形可能な形状の歯車を製造するようＫしたことを特
徴としている。

また、上記製造方法の実施に直接使用する本発明による
製造装置は、製造しようとする歯車の歯形に対応した形
状の歯形成形部を有するダイと、前記ダイの歯車ピッチ
円中心軸方向の一方側に同心的に配置し丸筒状歯車素材
を前記歯形成形部に向けて抑圧可能にした抑圧部材と、
前記ダイおよび筒状歯車素材に対して前記ダイの中心軸
方向の他方側より嵌挿離脱可能にし喪マンドレルと、前
記筒状歯車素材とマンドレルとが嵌合し良状態で前記抑
圧部材の抑圧により前記歯形成形部とマンドレルとの間
で押出成形され友歯車を前記マンドレルから外す歯車取
出し手段と、を備えたことを特徴としている。

以下、本発明の実施例を図ＩＩＫ基いて詳細に説明する
。

第５図、第６図および第７図は本発明の一実施例を示す
図であって、図に示す歯車製造装置は、固定部分と可動
部分とを備えている。これらのうち、固定部分は同心状
に配置したコンテナ６１とダイ６２を有しており、この
ダイ６２には製造しようとする歯車（例えば、はすば歯
車）の歯形に対応し良形状の歯形成形部３２ｍと、該歯
形成形部５２ｍと連続する歯形導入部６２ｂを設けてい
る。上記コンテナ６１とダイ６２は環状固定部材６！１
の燐源めによって一体的に固定保持されている。この環
状固定部材６６は、グイベース６４との間で下部受圧部
材６５を介在させ良状態でクラ／プリング６６およびボ
ルト６７によって上記ダイベース３４に固定され、この
ダイベース６４は、プレス装置の下部ボルスタ６８の中
心部分に嵌合したマンドレル案内部材！１９を保持する
形で□クラ／プリング４１およびポル）４２によって前
記下部ボルスタ６Ｂに固定されている。マンドレル案内
部材６９の上面側にはトレー固定部材４５を嵌合固定し
、このトレー固定部材４５には歯車取出し手段としての
歯車取出し用トレー４６′を固定している。さらに、前
記トレー４６に向けて圧縮空気噴出ｆ４７および電磁弁
４８を設け、これらトレー固定部材４５．歯車取出し用
トレー４６．圧縮空気噴出管４７等によって歯車取出し
機構を構成している。

一方、装置の可動部分は、前記ダイ！１２の歯車ピッチ
円中心軸方向の一方１Ｉｌ（図示例の場合上方＠）にお
いて前記中心軸と同心的に往復運動可能に設けかつコン
テナ６１およびグイ６２内に装入した筒状歯車素材５１
を前記歯形導入部６２ｂおよび歯形成形部６２＆に向け
て押圧しうるようにしたスリーブ状抑圧部材６１と、前
記ダイ６２の歯車ピッチ円中心軸方向の他方ｌｌ（図示
例の場合下方ｌ１ｌ）において前記中心軸と同心的に往
復運動可能に設けかつ前記ダイ６２および筒状歯車素材
５１に対して前記ダイ３２の下方側よシ嵌挿離脱可能に
し九マンドレル７１を備えている。

これらのうち、スリーブ状押圧部材６１は段付部６１ｍ
を有し、この段付部６１１の外周に配設したクランプリ
ング６２およびボルト６６によって環状固定部材６４に
固定されている。この環状固定部材６４は、前記スリー
ブ状抑圧部材６１の荷重を受ける上部受圧部材６５を嵌
合していると共に、クランブリング６６およびボルト６
７によってプレス装置の上１部ボルスタ６８に固定され
ている。

他方、マンドレル７１は、図示しない従来既知の往復運
動機構（例えばプレスのノックアウト機構）Ｋ連結され
、前記マンドレル案内部材６９゜トレー固定部材４５お
よび歯車取出し用トレー４６を貫通して前記ダイ３２お
よび筒状歯車素材５１に対してｆＩｉ記グイ３２の下方
側より嵌挿離脱しうる構成となっている。

次に、上記し九−車製造装置の動作について説明する。

まず、前記コンテナ５１の内径よ如も若干小さい外径で
かつ前記マンドレル７１の外径よシも着干大きい内径を
もつ筒状歯車素材５１を多数用意する。また、最初の状
態においては、スリーブ状押圧部材６１がコンテナ６１
よりも＾い位置（スリーブ状抑圧部材６１の上死点）Ｋ
あシ、マンドレル７１は歯車取出し用Ｆレー４６よりも
低い位置（マンドレル７１の下死点）Ｋある。

久に、コンテナ６１およびダイ！１２の中に４個の筒状
−車票材５１を同心状に装入したのち、マンドレル７１
を上死点まで上昇させる。この上死点位置は図示例のよ
うに４個の筒状歯車素材５１よりｔｆｒ干高い位置とし
ても良いが、場合によってはこれよりも低い例えば下か
ら３個目の筒状歯車素材５１の中Ｓｔで到達する高さの
位置とすることもできる。なお、マンドレル７１を上死
点まで上昇させ九のち、コンテナ６１およびダイ６２と
マンドレル７１との関に４個の筒状歯車素材５１ｔ−装
入する順序をとることも可能である。

次いで、上部ボルスタ６８を降下させ、スリーブ状抑圧
部材６１をコンテナ５１内に下降させて前記筒状歯車素
材５１をダイ３２の歯形導入部８２ｂおよび歯形成形部
５２ａＫ向けて押圧する。

なお、第５図はスリーブ状抑圧部材６１が最上部の筒状
歯車素材５１に接触し九ときの状ｍを示している。

引続いてスリーブ状抑圧部材６１が下降すると、最下部
の筒状歯車素材５１がダイ６２の歯形導入部３２ｂに押
込まれて加工途中の歯車５２が形成され、続いてスリー
ブ状抑圧部材６１が下降することによって前記加工途中
の歯車５２が歯形成形部３２ｍに押込まれて歯車５るが
形成され、スリーブ状抑圧部材６１が下死点に至つ良状
態では、第６図に示すように、下から１番目および２番
目に娶る歯車５３，５５がダイ６２より離れた状態でマ
ンドレル７１と嵌合してお９、下から３番目にある歯車
５６が歯形成形部６２ｍと嵌合しており、下から４番目
にある加工途中の歯車５２が歯形導入部３２ｂと嵌合し
ている。なお、ζ０ＩＳａ’３において、マンドレル７
１は上死点に保持されｉｔまである。

次いで、スリーブ状抑圧部材６１が上昇してその上死点
に戻り、これと相前後してマンドレル７１が下降する。

このマンドレル７１の下降と共に歯形成形部３２ｍより
離れている２個の歯車６３．５Ｓもマンドレル７１に嵌
合し大まま下降するが、歯形成形部３２ａと嵌合してい
る歯車５６はこのまま残り、マンドレル７１は当該歯車
５６と摺動しつつ下降する。

マンドレル７１の下降によって２個の歯車５６も同時に
下降するが、最下部の癩阜５６は歯車取出し用トレー４
６に当九つ九時点でこれよｐも下降しない九め、マンド
レル７１のみが下降を続け、２個の歯車５６のうち上側
の歯車５５が最初にマンドレル７１より外れ、次いで下
側の歯車５３が外れ九のちマンドレル７１の下死点に到
達し、第７図に示す状態となる。この１ンドレル７１の
動きに対応して電磁弁４８を開放し、圧縮空気噴出管４
７から圧縮空気を噴出させることＫより、２個の歯車５
６を歯車取出し用トレー４６に沿ってグイペース６４の
外部に取出すことができる。

このようにして、スリーブ状押圧部材６１が上死点に戻
り、マンドレル７１が下死点に戻った状態で加工１サイ
クルを終了し、２個の歯車５６の製造を完了する。そし
て、次のサイクルでは、適宜の筒状歯車素材搬送装置（
例えば振動式搬送装置等）によって２個の筒状歯車素材
５１をコンテナ３１およびダイ６２内に装入し、前記と
同様にダイ６２の他方１ｉＩＩ（下方ＩＩ）からマンド
レル７１を上死点まで移動させ、ダイ６２の一方側（上
方ＩＩ）からスリーブ状抑圧部材６１′ｆｒ下死点まで
移動させることによって、２個の歯車５６を成形し、マ
ンドレル７１の降下と共に歯車取出し機構によって歯車
５６を取出すという順序を繰返えすことにより加工１サ
イクル当り２個の歯車を連続的に製造する。なお、コン
テナ６１およびダイ６２内に加工１サイクル当り３個以
上の筒状歯車素材５１を装入すると３個ずつあるいはそ
れ以上の歯車製造が可能となり、反対に１個ずつ装入す
ることも可能であり、筒状歯車素材５１０１回装入当妙
の個数は適宜増減することができる。この場合、必快に
応じてコンテナ６１の長さやスリーブ状抑圧部材６１お
よびマンドレル７１の行程を変えるのが良いことはいう
までもない。

上記した実施例においては、スリーブ状押圧部材６１お
よびマンドレル７１が上下方向に往復運動−する場合を
示しているが、このような方向にのみ限定されるもので
はなく、斜め方向あるいは横方向に往復運動する構成と
することも可能である。

また、コンテナ６１とダイ６２とを別体で形成して環状
固定部材６６によって燐源め固定し九場合を示している
が、コンテナ６１とダイ６２とを同一部材から形成して
も曳い。

さらに、抑圧部材６１は貫通孔を有するスリーブ状のも
のを使用しているが、必らずしもスリーブ状のものでな
くとも喪く、マンドレル７１が必１！深さだけ嵌合しう
る閉塞孔を有する抑圧部材であっても良い。なお、必Ｉ
Ｋ応じて空気孔を設けておく。

さらにま九、歯車取出し機構は圧縮空気噴出管４７を備
えている場合を示しているが、マンドレル７１が斜め方
向に往復運動する場合は不要であり、あるいはトレー固
定部材４５上に密着長さが同じで自由長が異なるばねを
並設して歯車取出し用トレー４６の部分的な傾動ｔ−可
能にし九場合にも上記圧縮空気は不要であり、上記の構
造に限定されない。

以上例示したように、本発明の範ｌ内において適宜構成
を変えることが可能であるが、いずれにしてもはすば歯
車や平歯車等の押出成形可能な歯形を有する歯車の製造
が高い生産性の下で生産できる。

以上説明してきたように、本発明によれば、ダイの中心
軸方向の他方−から＃紀ダイを貫通させたマンドレルと
筒状歯車素材とを嵌合させ良状態で、前記ダイの中心軸
方向の一方側から前記筒状歯車素材を押圧して前記歯形
成形部とマンドレルとの間で押出成形するようにしたか
ら、筒状歯車素材の押出し方向と成形後にマンドレルに
嵌合した歯車の移動方向とが同じであるため、前記マン
ドレルに恢合し友歯車がダイの皺形成形部に蟲たるとい
う従来の不具合を完全になくすことができ、ダイの歯車
成形部には一方向の力しか加わらなくなるため疲労によ
る早期破損のおそれが回避され、ダイの寿命を著しく増
大させることが可能であると共に、マンドレルに嵌合し
九成形後の歯車の取出しを容易に行うことが可能であシ
、加えて、加工１サイクル当り１個以上複数個の歯車を
同時に製造することが可能であり、加工部品と〈Ｋダイ
の耐用寿命を低下させることなく高い生産効率で歯東の
製造が可能であるなどの数々のすぐれ九効米を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の歯車製造装置の一例を示し
、第１図はスリーブが筒状歯車素材に接触した゛ときの
状ｍを示す縦断面説明図、第２図はスリーブおよびマン
ドレルが下死点にあるときの状態を示す縦断面説明図、
第３図は第１図の歯車製造装置によって加工１サイクル
幽艶２個の歯車を製造した場合のはすげ歯車の斜面説明
図、第４図は第１図の製造装置のマンドレルを長くした
場合のスリーブおよびマンドレルが下死点にあるときの
縦断面説明図、第５図、第６図および第７図は本発明の
一実施例による歯車製造装置を示し、第５図はスリーブ
状押圧部材が筒状−車素材と接触しかつマンドレルが上
死点に４るときの状態を示す縦断面説明図、第６図はス
リーブ状抑圧部材が下死点にありかつマンドレルが上死
点にあるときの状態を示す縦断面説明図、第７図はスリ
ーブ状抑圧部材が上死点にありかつマンドレルが下死点
にあるときの状態を示す縦断面説明図である。 Ｓ２・・・グイ、６２＆・・・歯形成形部、６２ｂ・・
−歯形導入部、６８・・・下部ボルスタ、４５・・・ト
レー固定部材、４６・・・歯車取出し用トレー（歯車取
出し手段）、５１・・・筒状歯車素材、５２・・・加工
途中の歯車、５６・・・歯車、６１・・・抑圧部材、６
８・・・上部ボルスタ、７１・・・マンドレル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　歯車の歯形に対応した歯形成形Ｓを有するダ
   イの中心軸方向の一方側に筒状歯車素材を同心的に配置
   し、前記ダイの他方側から前記ダイを貫通させたマンド
   レルと前記筒状歯車素材とｔ−嵌合させ九状態で、前記
   ダイの一方側から前記筒状歯車素材を押圧して前記歯形
   成形部とマンドレルとの間で押出成形することを特徴と
   する歯車成形方法。
2. （２）歯車の歯形に対応し丸歯形成形部を有するダイと
   、前記ダイの中心軸方向の一方側に同心的に配置した筒
   状歯車素材を前記歯形成形部に向けて抑圧可能にし九押
   圧部材と、前記ダイおよび筒状歯車素材に対して前記ダ
   イの他方側より嵌挿離脱可能にし九マンドレルと、前記
   筒状歯車素材とマンドレルとが嵌合し良状態ア前記押圧
   部材の抑圧によ、抄前記歯形成形部とマンドレルとの間
   で押出成形され九歯車を前記マンドレルから外す歯車取
   出し手段と、を備え九ことを特徴とする歯車製造装置。