歯形部品の製造方法、歯形部品の製造装置、歯形部品
【課題】成形型の寿命の向上を図ることができる歯形部品の製造方法、歯形部品の製造装置、歯形部品を提供すること。
【解決手段】本発明の一態様は、デフサイドギヤ１２の製造方法において、歯形成形型１６の歯形成形部２６に素材１０のＲ形状部を当接させ、凹み形状型１８の凹み部３６に素材１０のボス部４８を挿入しておき、素材１０の中央部分２７に対し軸方向に向かって荷重を加えて素材１０の構成材料を径方向の外側に向かって流動させて傘歯車部１１を形成する時に、ボス部４８を凹み部３６の内部に向かって流動させ、かつ、素材１０の中間部分５２の構成材料を材料逃げ部３２の内部に向かって流動させて突起部５６を形成し、荷重が最大となった時に、傘歯車部１１と歯形成形部２６との間、ボス部４８と凹み形状型１８との間、および突起部５６と歯形成形型１６との間に空間を設けておく。
【解決手段】本発明の一態様は、デフサイドギヤ１２の製造方法において、歯形成形型１６の歯形成形部２６に素材１０のＲ形状部を当接させ、凹み形状型１８の凹み部３６に素材１０のボス部４８を挿入しておき、素材１０の中央部分２７に対し軸方向に向かって荷重を加えて素材１０の構成材料を径方向の外側に向かって流動させて傘歯車部１１を形成する時に、ボス部４８を凹み部３６の内部に向かって流動させ、かつ、素材１０の中間部分５２の構成材料を材料逃げ部３２の内部に向かって流動させて突起部５６を形成し、荷重が最大となった時に、傘歯車部１１と歯形成形部２６との間、ボス部４８と凹み形状型１８との間、および突起部５６と歯形成形型１６との間に空間を設けておく。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛造により傘歯車部などの歯形部を備える歯形部品を製造するための歯形部品の製造方法、歯形部品の製造装置、歯形部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、素材に対して鍛造を行うことにより、歯形部を備える歯形部品を製造することが行われている。このような鍛造においては、円柱状の素材の軸方向から素材を圧縮して素材の構成材料を素材の径方向の外側に向かって流動させて、成形型の内部に素材の構成材料を充満させることにより、外周面に歯形部を備える歯形部品を製造する。
【０００３】
このように素材の軸方向から素材を圧縮すると、まず成形型において素材の径方向の内側部分に素材の構成材料が充満するが、その後、素材の構成材料は素材の径方向の外側に向かって一方向に流動する。そして、更に素材の軸方向から素材を圧縮しようとすると、成形型において既に素材の構成材料が充満した部分の面圧が高くなるので、素材に加える荷重（成形荷重）をさらに大きくする必要がある。そのため、成形型への負荷が大きくなるので、成形型の寿命が短くなってしまう。
【０００４】
ここで、特許文献１には鍛造の技術が開示されている。この特許文献１の技術によれば、リング状素材の外周面を拘束しながらリング状素材を軸方向から加圧機構により加圧し、リング状素材の構成材料を加圧方向に向かって流動させながら成形型の歯形部内に充満させている。そして、さらにリング状素材を軸方向から加圧機構により加圧することにより、成形型の歯形部内に連通する開放空所にリング状素材の構成材料の一部を余肉として押し出している。これにより、一定の圧力下でリング状素材の構成材料を流動させることができ、素材の体積のバラつきによる製品寸法および精度のバラつきを減少できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５７−１７７８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、リング状素材の構成材料を成形型の歯形部内に充満させた後に、さらにリング状素材を軸方向から加圧機構により加圧しており、成形荷重が大きくなってしまう。そのため、成形型への負荷が大きくなり、成形型の寿命が短くなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、成形型の寿命の向上を図ることができる歯形部品の製造方法、歯形部品の製造装置、歯形部品を提供すること、を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、回転対称形状の素材をもとに成形型を用いて製造する歯形部品の製造方法において、前記素材は、径方向の外側部分にＲ形状部を備え、軸方向の一端面に前記軸方向に突出するようにして周方向に環状に設けられた第１の突起部を備えており、前記成形型は、前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第１の窪み部と、前記第１の窪み部に対して前記素材を挟んだ前記軸方向の反対側にて前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第２の窪み部とを備え、前記成形型の歯形成形部に前記素材の前記Ｒ形状部を当接させ、前記第１の窪み部に前記素材の前記第１の突起部を挿入しておき、前記素材の径方向の中央部分に対し前記軸方向に向かって荷重を加えて前記素材の構成材料を前記径方向の外側に向かって流動させて前記素材の前記外側部分に歯形部を形成する時に、前記第１の突起部の前記素材の構成材料を前記第１の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させ、かつ、前記中央部分と前記外側部分との間の中間部分の前記素材の構成材料を前記第２の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させて第２の突起部を形成し、前記荷重が最大となった時に、前記歯形部と前記歯形成形部との間、前記第１の突起部と前記成形型との間、および前記第２の突起部と前記成形型との間に空間を設けておくこと、を特徴とする。
【０００９】
この態様によれば、素材の軸方向に向かって加える荷重が最も大きくなり歯形部を形成し終えた時に、成形型と素材との間に空間を設けて成形型に素材の構成材料を充満させていない。これにより、この空間内に素材の構成材料が流れる余地を持たせている。そのため、閉塞鍛造のように、成形荷重が極端に大きくなることを防止できる。したがって、成形型への負荷を抑制できるので、当該成形型の寿命を向上させることができる。
【００１０】
また、素材の構成材料を、径方向の外側に向かう方向と、成形型の第１の窪み部に向かう方向と、成形型の第２の窪み部に向かう方向の３つの方向に流動させるので、成形荷重の低減効果が大きくなる。そのため、成形型への負荷を抑制できるので、当該成形型の寿命を向上させることができる。
【００１１】
上記の態様においては、前記第２の窪み部の外形は、前記軸方向に向かって小さくなっていること、が好ましい。
【００１２】
この態様によれば、歯形成形型の第２の窪み部に素材の構成材料が流れ難くなるので、歯形部を形成し終えた時に成形型の窪み部に素材が充満せず、素材と成形型との間に空間が設けられ易くなる。そのため、素材の構成材料の流動性に関わらず、成形荷重が極端に大きくなることを防止できる。したがって、素材の構成材料の流動性に関わらず成形型への負荷を抑制できるので、当該成形型の寿命を向上させることができる。
【００１３】
上記の態様においては、前記第１の窪み部と前記第２の窪み部は、前記軸方向について対称な位置に形成されていること、が好ましい。
【００１４】
この態様によれば、素材の成形加工時において素材の一部にて軸方向の両面を拘束しないので、素材に加える荷重をさらに抑制することができる。
【００１５】
上記の態様においては、前記歯形部品は、差動装置のデフサイドギヤであること、が好ましい。
【００１６】
この態様によれば、デフサイドギヤの製造において成形型の寿命が向上するので、製造コストを低減しつつデフサイドギヤを量産することができる。
【００１７】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、回転対称形状の素材をもとに成形型を用いて製造する歯形部品の製造装置において、前記素材は、径方向の外側部分にＲ形状部を備え、軸方向の一端面に前記軸方向に突出するようにして周方向に環状に設けられた第１の突起部を備えており、前記成形型は、前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第１の窪み部と、前記第１の窪み部に対して前記素材を挟んだ前記軸方向の反対側にて前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第２の窪み部とを備え、前記成形型の歯形成形部に前記素材の前記Ｒ形状部を当接させ、前記第１の窪み部に前記素材の前記第１の突起部を挿入しておき、前記素材の径方向の中央部分に対し前記軸方向に向かって荷重を加えて前記素材の構成材料を前記径方向の外側に向かって流動させて前記素材の前記外側部分に歯形部を形成する時に、前記第１の突起部の前記素材の構成材料を前記第１の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させ、かつ、前記中央部分と前記外側部分との間の中間部分の前記素材の構成材料を前記第２の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させて第２の突起部を形成し、前記荷重が最大となった時に、前記歯形部と前記歯形成形部との間、前記第１の突起部と前記成形型との間、および前記第２の突起部と前記成形型との間に空間を設けておくこと、を特徴とする。
【００１８】
この態様によれば、素材の軸方向に向かって加える荷重が最も大きくなり歯形部を形成し終えた時に、成形型と素材との間に空間を設けて成形型に素材の構成材料を充満させていない。これにより、この空間内に素材の構成材料が流れる余地を持たせている。そのため、閉塞鍛造のように、成形荷重が極端に大きくなることを防止できる。したがって、成形型への負荷を抑制できるので、当該成形型の寿命を向上させることができる。
【００１９】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、回転対称形状の素材をもとに成形型を用いて製造された歯形部品において、前記素材は、径方向の外側部分にＲ形状部を備え、軸方向の一端面に前記軸方向に突出するようにして周方向に環状に設けられた第１の突起部を備えており、前記成形型は、前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第１の窪み部と、前記第１の窪み部に対して前記素材を挟んだ前記軸方向の反対側にて前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第２の窪み部とを備え、前記成形型の歯形成形部に前記素材の前記Ｒ形状部を当接させ、前記第１の窪み部に前記素材の前記第１の突起部を挿入しておき、前記素材の径方向の中央部分に対し前記軸方向に向かって荷重を加えて前記素材の構成材料を前記径方向の外側に向かって流動させて前記素材の前記外側部分に歯形部を形成する時に、前記第１の突起部の前記素材の構成材料を前記第１の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させ、かつ、前記中央部分と前記外側部分との間の中間部分の前記素材の構成材料を前記第２の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させて第２の突起部を形成し、前記荷重が最大となった時に、前記歯形部と前記歯形成形部との間、前記第１の突起部と前記成形型との間、および前記第２の突起部と前記成形型との間に空間を設けておくことにより製造されたものであり、前記軸方向の一端面に前記第１の突起部が設けられ、前記軸方向の他端面に前記第２の突起部が設けられており、前記第２の突起部は、前記歯形部に対して前記径方向の内側に設けられていること、を特徴とする。
【００２０】
この態様によれば、素材の軸方向に向かって加える荷重が最も大きくなり歯形部を形成し終えた時に、成形型と素材との間に空間を設けて成形型に素材の構成材料を充満させていない。これにより、この空間内に素材の構成材料が流れる余地を持たせている。そのため、閉塞鍛造のように、成形荷重が極端に大きくなることを防止できる。したがって、成形型への負荷を抑制できるので、当該成形型の寿命を向上させることができる。
【００２１】
また、第２の突起部は歯形部に対して径方向の内側（歯形部の内径端面の内側）に設けるので、歯形部にて他の歯形部品と噛み合わせる際に、歯形部品の機能性に影響を与えない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る歯形部品の製造方法、歯形部品の製造装置、歯形部品によれば、成形型の寿命の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】素材の成形加工前における歯形部品の製造装置の要部構成図である。
【図２】図１における材料逃げ部の周辺の拡大図である。
【図３】成形加工前における素材の外観斜視図である。
【図４】素材の成形加工中における歯形部品の製造装置の要部構成図である。
【図５】図４における材料逃げ部の周辺の拡大図である。
【図６】成形加工中における素材の断面図である。
【図７】成形加工中における素材の外観斜視図である。
【図８】素材の成形加工の完了時における歯形部品の製造装置の要部構成図である。
【図９】図８における材料逃げ部の周辺の拡大図である。
【図１０】デフサイドギヤの断面図である。
【図１１】デフサイドギヤの外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施例では歯形部品として、例えば、車両における差動装置に使用されるデフサイドギヤを例に挙げて説明する。なお、差動装置のデフサイドギヤは、デフケース内において、デフピニオンギヤと噛み合う状態でドライブシャフトにより回転可能に支持されているギヤである。
【００２５】
〔製造装置の説明〕
まず、歯形部品の製造装置１について説明する。製造装置１は、鍛造により回転対称形状の素材１０（図３参照）から、傘歯車部１１を備えるデフサイドギヤ１２（図１１参照）を製造するものである。
【００２６】
図１に示すように、製造装置１は、外側成形型１４と歯形成形型１６と凹み形状型１８の各成形型を有する。また、製造装置１は、これらの各成形型の動作を行うための油圧シリンダ等のアクチュエータ（不図示）と、当該アクチュエータの動作を制御する制御装置（不図示）なども有する。なお、図１は、素材１０の成形加工前における製造装置１の要部構成図である。
【００２７】
外側成形型１４は、円筒状に形成されており、その内周面２０の内側に素材１０が配置され、さらに凹み形状型１８が設けられている。そして、素材１０の成形加工時において、外側成形型１４は、歯形成形型１６と同期しながら下方向（圧縮部２４により素材１０に荷重を加える方向）に移動する。
【００２８】
歯形成形型１６は、圧縮部２４と歯形成形部２６とを備え、円柱状の圧縮部２４の外側に円筒状の歯形成形部２６が設けられている。圧縮部２４は、素材１０の中央部分２７に対応する位置に設けられている。そして、歯形成形部２６は、下側（外側成形型１４や凹み形状型１８が設けられる側）に、傘歯の形状を形成した歯形部２８を備えている。
【００２９】
また、図２に示すように、歯形成形部２６は、歯形部２８の内側、すなわち、圧縮部２４と歯形部２８との間（歯形部２８と歯形成形部２６の内周面３０との間）に、材料逃げ部３２を備えている。材料逃げ部３２は、上方向（圧縮部２４により素材１０に荷重を加える方向とは反対方向）に窪むようにして設けられており、外形が上方向に向かって小さくなるように先細りした形状に形成されている。また、材料逃げ部３２は、歯形成形部２６の内周面３０に沿って歯形成形部２６の周方向に環状に設けられている。なお、図２は、図１における材料逃げ部３２の周辺の拡大図である。また、材料逃げ部３２は、本発明における「第２の窪み部」の一例である。
【００３０】
凹み形状型１８は、円柱状に形成され、上側（歯形成形型１６が設けられる側）に設けられた端面３４と、当該端面３４から下方向に窪むようにして設けられた凹み部３６を備えており、外側成形型１４の内周面２０の内側に設けられている。凹み部３６は、凹み形状型１８の周方向に環状に設けられている。また、径方向（図１の左右方向）について、凹み部３６は、歯形成形型１６の材料逃げ部３２と同じ位置に形成されている。すなわち、材料逃げ部３２と凹み部３６は、互いに素材１０を挟んだ軸方向（図１の上下方向）の反対側に設けられ、軸方向に対称となる位置に設けられている。なお、凹み部３６は、本発明における「第１の窪み部」の一例である。
【００３１】
〔製造方法の説明〕
次に、以上のような構成を有する製造装置１を使用したデフサイドギヤ１２の製造方法について説明する。
【００３２】
まず、図１に示すように、凹み形状型１８の端面３４が外側成形型１４の上側（歯形成形型１６が設けられる側）の端面３８よりも下側に位置する状態で、外側成形型１４の内周面２０の内側において、凹み形状型１８の端面３４の上に素材１０を配置する。そして、外側成形型１４の端面３８に歯形成形部２６を配置し、素材１０の上端面４０（歯形成形型１６が設けられる側の端面）に圧縮部２４を配置するようにして、歯形成形型１６を配置する。これにより、外側成形型１４と歯形成形型１６と凹み形状型１８の各成形型で囲まれた空間内に、素材１０を配置する。このとき、素材１０は、凹み形状型１８の端面３４と圧縮部２４の端面４２との間で挟まれる。
【００３３】
素材１０は、回転対称の形状に形成されており、軸方向の一端面として下端面４６を備え、軸方向の他端面として上端面４０を備えている。そして、上端面４０の外径よりも下端面４６の外径が小さく形成され、下端面４６に下方向に突出するように形成された凸形状のボス部４８を備える。ボス部４８は、素材１０の周方向に環状に形成されている。そして、ボス部４８を凹み形状型１８の凹み部３６の内部に挿入して、素材１０を凹み形状型１８の端面３４の上に配置する。なお、ボス部４８を凹み形状型１８の凹み部３６の内部に挿入することにより、各成形型に対し素材１０の径方向（図１の左右方向）の位置決めを行うことができる。また、ボス部４８は、本発明における「第１の突起部」の一例である。
【００３４】
また、素材１０は、上端面４０の外周端部に円周形状のＲ形状部４９を備えている。そして、このＲ形状部４９は、後述するように歯形成形部２６の歯形部２８が当接する部分である。
【００３５】
次に、図４に示すように、外側成形型１４と歯形成形型１６とを一体的に（同期させながら）、凹み形状型１８に対して相対的に下方向（凹み形状型１８が設けられている方向）に移動させる。このとき、歯形成形型１６の圧縮部２４により素材１０の中央部分２７に対し下方向に向かって荷重を加えて当該中央部分２７を圧縮して、素材１０の構成材料を素材１０の径方向の外側に（図４の左右方向に）向かって流動させる。そして、素材１０のＲ形状部４９に歯形成形部２６の歯形部２８を当接させ、歯形成形部２６の歯形部２８によりＲ形状部４９を圧縮していくことにより、素材１０の外側部分５０に歯形を形成して傘歯車部１１を形成していく。
【００３６】
この時、素材１０の径方向における中央部分２７は圧縮されて厚みが減少し、素材１０の構成材料は素材１０の外側に向かって流動する。そして、図５に示すように、素材１０において中央部分２７と外側部分５０との間の中間部分５２の構成材料は、材料逃げ部３２の内部を上方向に向かって流動するが、材料逃げ部３２の内部にて素材１０の中間部分５２の構成材料と歯形成形型１６との間に空間３３を残している。このようにして、材料逃げ部３２の内部で中間部分５２の構成材料を拘束せずに上方向に自由な状態としている。また、図４に示すように、素材１０のボス部４８の構成材料は、凹み部３６の内部を
下方向に向かって流動するが、凹み部３６の内部にてボス部４８と凹み形状型１８との間に空間３７を残している。このようにして、凹み部３６の内部でボス部４８の構成材料を拘束せずに下方向に自由な状態としている。このとき、素材１０は図６と図７に示すような形状になる。
【００３７】
なお、図４は素材１０の成形加工中における製造装置１の要部構成図であり、図５は図４における材料逃げ部３２の周辺の拡大図である。また、図６は成形加工中における素材１０の断面図であり、図７は成形加工中における素材１０の外観斜視図である。
【００３８】
このように、素材１０の成形加工中において、素材１０において中間部分５２は、上下方向（軸方向）に自由な状態としている。そのため、素材１０の構成材料が各成形型により拘束される部分が少ないので、歯形成形型１６から素材１０に加える成形荷重を抑制しながら、素材１０の成形加工を行うことができる。したがって、外側成形型１４や歯形成形型１６や凹み形状型１８の各成形型への負荷を抑制できる。
【００３９】
また、素材１０の構成材料を、径方向の外側に向かう方向と、凹み部３６の内部に向かう方向と、材料逃げ部３２の内部に向かう方向の３つの方向に流動させるので、成形荷重の低減効果を図ることができる。
【００４０】
そして、図８に示すように、さらに凹み形状型１８に対して、相対的に外側成形型１４と歯形成形型１６とを一体的に下方向に移動させると、素材１０がさらに歯形成形型１６により圧縮される。これにより、素材１０の構成材料が素材１０の外側に向かって径方向（図８の左右方向）にさらに流動する。そして、歯形成形型１６の歯形部２８に素材１０の構成材料が流れ込んで素材１０の外側部分５０に傘歯が形成され、素材１０の成形加工が完了する。これにより、図１０と図１１に示すように、回転対称形状に形成され、傘歯車部１１を備えるデフサイドギヤ１２を製造することができる。なお、素材１０の成形加工が完了する時には、外側成形型１４と歯形成形型１６とが最も下方向の位置に移動し、成形荷重が最も大きくなる。
【００４１】
ここで、素材１０の成形加工が完了した時に、図８や図９に示すように歯形成形型１６の材料逃げ部３２の内部に素材１０の構成材料が流れ込んで突起部５６（本発明における「第２の突起部」の一例）を形成するが、材料逃げ部３２の内部において突起部５６と歯形成形型１６との間に空間３３を設けている。また、凹み形状型１８の凹み部３６の内部において、ボス部４８と凹み形状型１８との間に空間３７を設けている。そのため、素材１０の構成材料は、素材１０の成形加工が完了するまで、歯形成形型１６の材料逃げ部３２の内部と凹み形状型１８の凹み部３６の内部にて拘束されない。したがって、素材１０の成形加工が完了してデフサイドギヤ１２を製造するまで、歯形成形型１６から素材１０に加える成形荷重を抑制しながら、素材１０の成形加工を行うことができる。ゆえに、外側成形型１４や歯形成形型１６や凹み形状型１８の各成形型への負荷を抑制できる。
【００４２】
また、凹み形状型１８の凹み部３６は、軸方向の長さ（深さ）を大きくすることにより、素材１０の構成材料が流れ込む際の抵抗が大きくなり、当該凹み部３６に素材１０の構成材料が流れ難くなる。そこで、凹み形状型１８の凹み部３６の軸方向の長さを調整することにより、素材１０の構成材料が流れ込む際の抵抗を調整して、素材１０の成形加工が完了した時に、確実にボス部４８と凹み形状型１８との間に空間３７を設けることができる。
【００４３】
また、素材１０の成形加工の完了時に、傘歯車部１１と歯形成形型１６との間に空間４７（図９参照）を設けている。これにより、素材１０の成形加工時において、歯形成形型１６から素材１０に加える成形荷重をさらに抑制できるので、外側成形型１４や歯形成形型１６や凹み形状型１８の各成形型への負荷をさらに抑制できる。
【００４４】
また、素材１０の成形加工が完了した時に、図１０や図１１に示すようにデフサイドギヤ１２（素材１０）は、中心軸方向の下側の端面５３（径方向に形成された面）に下方向（圧縮部２４により素材１０に荷重を加える方向）に突出するように形成された円筒状のボス部４８を備えている。また、デフサイドギヤ１２（素材１０）は、中心軸方向の上側の端面（径方向に形成された面）に傘歯車部１１の内側の内側端面５４から上方向（圧縮部２４により素材１０に荷重を加える方向とは反対方向）に突出するように形成された突起部５６を備えている。なお、突起部５６は、噛み合わせる相手部品（デフピニオンギヤ）などと干渉しない部分に形成されているので、差動装置に使用されるデフサイドギヤ１２の機能性に影響を与えない。
【００４５】
なお、図８は素材１０の成形加工の完了時における製造装置１の要部構成図であり、図９は図８における材料逃げ部３２の周辺の拡大図である。また、図１０はデフサイドギヤ１２の断面図であり、図１１はデフサイドギヤ１２の外観斜視図である。
【００４６】
なお、以上のように製造されたデフサイドギヤ１２に対し、その中央部分５８（図１０と図１１参照）に中心軸方向（図１０の上下方向）に穴加工などの追加工を行って、ドライブシャフト（不図示）を挿入するための軸穴を形成する。
【００４７】
〔本実施例の効果の説明〕
本実施例によれば、素材１０の軸方向に向かって加える成形荷重が最も大きくなり傘歯車部１１を形成し終えた時に、成形型と素材１０（デフサイドギヤ１２）との間に空間３３，３７，４７を設けて成形型に素材１０の構成材料を充満させていない。これにより、この空間３３，３７，４７内に素材１０の構成材料が流れる余地を持たせている。そのため、閉塞鍛造のように、成形荷重が極端に大きくなることを防止できる。したがって、外側成形型１４や歯形成形型１６や凹み形状型１８の各成形型への負荷を抑制できるので、当該各成形型の寿命を向上させることができる。実験評価の結果の一例として、成形荷重が１０％〜２０％低減した。
【００４８】
また、素材１０の構成材料を、径方向の外側に向かう方向と、凹み部３６に向かう方向と、材料逃げ部３２に向かう方向の３つの方向に流動させるので、成形荷重の低減効果が大きくなる。
【００４９】
また、材料逃げ部３２の外形は上方向に向かって小さくなっている。そのため、材料逃げ部３２に素材１０の構成材料が流れ難くなるので、傘歯車部１１を形成し終えた時に材料逃げ部３２に素材１０の構成材料が充満せず、突起部５６と歯形成形型１６との間に空間３３が設けられ易くなる。したがって、素材１０の構成材料の流動性に関わらず、成形荷重が極端に大きくなることを防止できる。ゆえに、素材１０の構成材料の流動性に関わらず、成形型への負荷を抑制できるので、当該成形型の寿命を向上させることができる。
【００５０】
また、材料逃げ部３２と凹み部３６は軸方向について対称な位置に形成されているので、素材１０の成形加工時において素材１０の中間部分５２にて軸方向の両面を拘束しない。そのため、素材１０に加える荷重をさらに抑制することができる。
【００５１】
また、デフサイドギヤ１２の製造において各成形型の寿命が向上するので、製造コストを低減しつつデフサイドギヤ１２を量産することができる。
【００５２】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５３】
１ 製造装置
１０ 素材
１１ 傘歯車部
１２ デフサイドギヤ
１４ 外側成形型
１６ 歯形成形型
１８ 凹み形状型
２４ 圧縮部
２６ 歯形成形部
２７ （素材の）中央部分
２８ （歯形成形部の）歯形部
３２ 材料逃げ部
３３ 空間
３６ （凹み形状型の）凹み部
３７ 空間
４７ 空間
４８ ボス部
４９ Ｒ形状部
５０ （素材の）外側部分
５２ （素材の）中間部分
５６ （デフサイドギヤの）突起部
５８ （デフサイドギヤの）中央部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛造により傘歯車部などの歯形部を備える歯形部品を製造するための歯形部品の製造方法、歯形部品の製造装置、歯形部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、素材に対して鍛造を行うことにより、歯形部を備える歯形部品を製造することが行われている。このような鍛造においては、円柱状の素材の軸方向から素材を圧縮して素材の構成材料を素材の径方向の外側に向かって流動させて、成形型の内部に素材の構成材料を充満させることにより、外周面に歯形部を備える歯形部品を製造する。
【０００３】
このように素材の軸方向から素材を圧縮すると、まず成形型において素材の径方向の内側部分に素材の構成材料が充満するが、その後、素材の構成材料は素材の径方向の外側に向かって一方向に流動する。そして、更に素材の軸方向から素材を圧縮しようとすると、成形型において既に素材の構成材料が充満した部分の面圧が高くなるので、素材に加える荷重（成形荷重）をさらに大きくする必要がある。そのため、成形型への負荷が大きくなるので、成形型の寿命が短くなってしまう。
【０００４】
ここで、特許文献１には鍛造の技術が開示されている。この特許文献１の技術によれば、リング状素材の外周面を拘束しながらリング状素材を軸方向から加圧機構により加圧し、リング状素材の構成材料を加圧方向に向かって流動させながら成形型の歯形部内に充満させている。そして、さらにリング状素材を軸方向から加圧機構により加圧することにより、成形型の歯形部内に連通する開放空所にリング状素材の構成材料の一部を余肉として押し出している。これにより、一定の圧力下でリング状素材の構成材料を流動させることができ、素材の体積のバラつきによる製品寸法および精度のバラつきを減少できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５７−１７７８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、リング状素材の構成材料を成形型の歯形部内に充満させた後に、さらにリング状素材を軸方向から加圧機構により加圧しており、成形荷重が大きくなってしまう。そのため、成形型への負荷が大きくなり、成形型の寿命が短くなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、成形型の寿命の向上を図ることができる歯形部品の製造方法、歯形部品の製造装置、歯形部品を提供すること、を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、回転対称形状の素材をもとに成形型を用いて製造する歯形部品の製造方法において、前記素材は、径方向の外側部分にＲ形状部を備え、軸方向の一端面に前記軸方向に突出するようにして周方向に環状に設けられた第１の突起部を備えており、前記成形型は、前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第１の窪み部と、前記第１の窪み部に対して前記素材を挟んだ前記軸方向の反対側にて前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第２の窪み部とを備え、前記成形型の歯形成形部に前記素材の前記Ｒ形状部を当接させ、前記第１の窪み部に前記素材の前記第１の突起部を挿入しておき、前記素材の径方向の中央部分に対し前記軸方向に向かって荷重を加えて前記素材の構成材料を前記径方向の外側に向かって流動させて前記素材の前記外側部分に歯形部を形成する時に、前記第１の突起部の前記素材の構成材料を前記第１の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させ、かつ、前記中央部分と前記外側部分との間の中間部分の前記素材の構成材料を前記第２の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させて第２の突起部を形成し、前記荷重が最大となった時に、前記歯形部と前記歯形成形部との間、前記第１の突起部と前記成形型との間、および前記第２の突起部と前記成形型との間に空間を設けておくこと、を特徴とする。
【０００９】
この態様によれば、素材の軸方向に向かって加える荷重が最も大きくなり歯形部を形成し終えた時に、成形型と素材との間に空間を設けて成形型に素材の構成材料を充満させていない。これにより、この空間内に素材の構成材料が流れる余地を持たせている。そのため、閉塞鍛造のように、成形荷重が極端に大きくなることを防止できる。したがって、成形型への負荷を抑制できるので、当該成形型の寿命を向上させることができる。
【００１０】
また、素材の構成材料を、径方向の外側に向かう方向と、成形型の第１の窪み部に向かう方向と、成形型の第２の窪み部に向かう方向の３つの方向に流動させるので、成形荷重の低減効果が大きくなる。そのため、成形型への負荷を抑制できるので、当該成形型の寿命を向上させることができる。
【００１１】
上記の態様においては、前記第２の窪み部の外形は、前記軸方向に向かって小さくなっていること、が好ましい。
【００１２】
この態様によれば、歯形成形型の第２の窪み部に素材の構成材料が流れ難くなるので、歯形部を形成し終えた時に成形型の窪み部に素材が充満せず、素材と成形型との間に空間が設けられ易くなる。そのため、素材の構成材料の流動性に関わらず、成形荷重が極端に大きくなることを防止できる。したがって、素材の構成材料の流動性に関わらず成形型への負荷を抑制できるので、当該成形型の寿命を向上させることができる。
【００１３】
上記の態様においては、前記第１の窪み部と前記第２の窪み部は、前記軸方向について対称な位置に形成されていること、が好ましい。
【００１４】
この態様によれば、素材の成形加工時において素材の一部にて軸方向の両面を拘束しないので、素材に加える荷重をさらに抑制することができる。
【００１５】
上記の態様においては、前記歯形部品は、差動装置のデフサイドギヤであること、が好ましい。
【００１６】
この態様によれば、デフサイドギヤの製造において成形型の寿命が向上するので、製造コストを低減しつつデフサイドギヤを量産することができる。
【００１７】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、回転対称形状の素材をもとに成形型を用いて製造する歯形部品の製造装置において、前記素材は、径方向の外側部分にＲ形状部を備え、軸方向の一端面に前記軸方向に突出するようにして周方向に環状に設けられた第１の突起部を備えており、前記成形型は、前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第１の窪み部と、前記第１の窪み部に対して前記素材を挟んだ前記軸方向の反対側にて前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第２の窪み部とを備え、前記成形型の歯形成形部に前記素材の前記Ｒ形状部を当接させ、前記第１の窪み部に前記素材の前記第１の突起部を挿入しておき、前記素材の径方向の中央部分に対し前記軸方向に向かって荷重を加えて前記素材の構成材料を前記径方向の外側に向かって流動させて前記素材の前記外側部分に歯形部を形成する時に、前記第１の突起部の前記素材の構成材料を前記第１の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させ、かつ、前記中央部分と前記外側部分との間の中間部分の前記素材の構成材料を前記第２の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させて第２の突起部を形成し、前記荷重が最大となった時に、前記歯形部と前記歯形成形部との間、前記第１の突起部と前記成形型との間、および前記第２の突起部と前記成形型との間に空間を設けておくこと、を特徴とする。
【００１８】
この態様によれば、素材の軸方向に向かって加える荷重が最も大きくなり歯形部を形成し終えた時に、成形型と素材との間に空間を設けて成形型に素材の構成材料を充満させていない。これにより、この空間内に素材の構成材料が流れる余地を持たせている。そのため、閉塞鍛造のように、成形荷重が極端に大きくなることを防止できる。したがって、成形型への負荷を抑制できるので、当該成形型の寿命を向上させることができる。
【００１９】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、回転対称形状の素材をもとに成形型を用いて製造された歯形部品において、前記素材は、径方向の外側部分にＲ形状部を備え、軸方向の一端面に前記軸方向に突出するようにして周方向に環状に設けられた第１の突起部を備えており、前記成形型は、前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第１の窪み部と、前記第１の窪み部に対して前記素材を挟んだ前記軸方向の反対側にて前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第２の窪み部とを備え、前記成形型の歯形成形部に前記素材の前記Ｒ形状部を当接させ、前記第１の窪み部に前記素材の前記第１の突起部を挿入しておき、前記素材の径方向の中央部分に対し前記軸方向に向かって荷重を加えて前記素材の構成材料を前記径方向の外側に向かって流動させて前記素材の前記外側部分に歯形部を形成する時に、前記第１の突起部の前記素材の構成材料を前記第１の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させ、かつ、前記中央部分と前記外側部分との間の中間部分の前記素材の構成材料を前記第２の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させて第２の突起部を形成し、前記荷重が最大となった時に、前記歯形部と前記歯形成形部との間、前記第１の突起部と前記成形型との間、および前記第２の突起部と前記成形型との間に空間を設けておくことにより製造されたものであり、前記軸方向の一端面に前記第１の突起部が設けられ、前記軸方向の他端面に前記第２の突起部が設けられており、前記第２の突起部は、前記歯形部に対して前記径方向の内側に設けられていること、を特徴とする。
【００２０】
この態様によれば、素材の軸方向に向かって加える荷重が最も大きくなり歯形部を形成し終えた時に、成形型と素材との間に空間を設けて成形型に素材の構成材料を充満させていない。これにより、この空間内に素材の構成材料が流れる余地を持たせている。そのため、閉塞鍛造のように、成形荷重が極端に大きくなることを防止できる。したがって、成形型への負荷を抑制できるので、当該成形型の寿命を向上させることができる。
【００２１】
また、第２の突起部は歯形部に対して径方向の内側（歯形部の内径端面の内側）に設けるので、歯形部にて他の歯形部品と噛み合わせる際に、歯形部品の機能性に影響を与えない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る歯形部品の製造方法、歯形部品の製造装置、歯形部品によれば、成形型の寿命の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】素材の成形加工前における歯形部品の製造装置の要部構成図である。
【図２】図１における材料逃げ部の周辺の拡大図である。
【図３】成形加工前における素材の外観斜視図である。
【図４】素材の成形加工中における歯形部品の製造装置の要部構成図である。
【図５】図４における材料逃げ部の周辺の拡大図である。
【図６】成形加工中における素材の断面図である。
【図７】成形加工中における素材の外観斜視図である。
【図８】素材の成形加工の完了時における歯形部品の製造装置の要部構成図である。
【図９】図８における材料逃げ部の周辺の拡大図である。
【図１０】デフサイドギヤの断面図である。
【図１１】デフサイドギヤの外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施例では歯形部品として、例えば、車両における差動装置に使用されるデフサイドギヤを例に挙げて説明する。なお、差動装置のデフサイドギヤは、デフケース内において、デフピニオンギヤと噛み合う状態でドライブシャフトにより回転可能に支持されているギヤである。
【００２５】
〔製造装置の説明〕
まず、歯形部品の製造装置１について説明する。製造装置１は、鍛造により回転対称形状の素材１０（図３参照）から、傘歯車部１１を備えるデフサイドギヤ１２（図１１参照）を製造するものである。
【００２６】
図１に示すように、製造装置１は、外側成形型１４と歯形成形型１６と凹み形状型１８の各成形型を有する。また、製造装置１は、これらの各成形型の動作を行うための油圧シリンダ等のアクチュエータ（不図示）と、当該アクチュエータの動作を制御する制御装置（不図示）なども有する。なお、図１は、素材１０の成形加工前における製造装置１の要部構成図である。
【００２７】
外側成形型１４は、円筒状に形成されており、その内周面２０の内側に素材１０が配置され、さらに凹み形状型１８が設けられている。そして、素材１０の成形加工時において、外側成形型１４は、歯形成形型１６と同期しながら下方向（圧縮部２４により素材１０に荷重を加える方向）に移動する。
【００２８】
歯形成形型１６は、圧縮部２４と歯形成形部２６とを備え、円柱状の圧縮部２４の外側に円筒状の歯形成形部２６が設けられている。圧縮部２４は、素材１０の中央部分２７に対応する位置に設けられている。そして、歯形成形部２６は、下側（外側成形型１４や凹み形状型１８が設けられる側）に、傘歯の形状を形成した歯形部２８を備えている。
【００２９】
また、図２に示すように、歯形成形部２６は、歯形部２８の内側、すなわち、圧縮部２４と歯形部２８との間（歯形部２８と歯形成形部２６の内周面３０との間）に、材料逃げ部３２を備えている。材料逃げ部３２は、上方向（圧縮部２４により素材１０に荷重を加える方向とは反対方向）に窪むようにして設けられており、外形が上方向に向かって小さくなるように先細りした形状に形成されている。また、材料逃げ部３２は、歯形成形部２６の内周面３０に沿って歯形成形部２６の周方向に環状に設けられている。なお、図２は、図１における材料逃げ部３２の周辺の拡大図である。また、材料逃げ部３２は、本発明における「第２の窪み部」の一例である。
【００３０】
凹み形状型１８は、円柱状に形成され、上側（歯形成形型１６が設けられる側）に設けられた端面３４と、当該端面３４から下方向に窪むようにして設けられた凹み部３６を備えており、外側成形型１４の内周面２０の内側に設けられている。凹み部３６は、凹み形状型１８の周方向に環状に設けられている。また、径方向（図１の左右方向）について、凹み部３６は、歯形成形型１６の材料逃げ部３２と同じ位置に形成されている。すなわち、材料逃げ部３２と凹み部３６は、互いに素材１０を挟んだ軸方向（図１の上下方向）の反対側に設けられ、軸方向に対称となる位置に設けられている。なお、凹み部３６は、本発明における「第１の窪み部」の一例である。
【００３１】
〔製造方法の説明〕
次に、以上のような構成を有する製造装置１を使用したデフサイドギヤ１２の製造方法について説明する。
【００３２】
まず、図１に示すように、凹み形状型１８の端面３４が外側成形型１４の上側（歯形成形型１６が設けられる側）の端面３８よりも下側に位置する状態で、外側成形型１４の内周面２０の内側において、凹み形状型１８の端面３４の上に素材１０を配置する。そして、外側成形型１４の端面３８に歯形成形部２６を配置し、素材１０の上端面４０（歯形成形型１６が設けられる側の端面）に圧縮部２４を配置するようにして、歯形成形型１６を配置する。これにより、外側成形型１４と歯形成形型１６と凹み形状型１８の各成形型で囲まれた空間内に、素材１０を配置する。このとき、素材１０は、凹み形状型１８の端面３４と圧縮部２４の端面４２との間で挟まれる。
【００３３】
素材１０は、回転対称の形状に形成されており、軸方向の一端面として下端面４６を備え、軸方向の他端面として上端面４０を備えている。そして、上端面４０の外径よりも下端面４６の外径が小さく形成され、下端面４６に下方向に突出するように形成された凸形状のボス部４８を備える。ボス部４８は、素材１０の周方向に環状に形成されている。そして、ボス部４８を凹み形状型１８の凹み部３６の内部に挿入して、素材１０を凹み形状型１８の端面３４の上に配置する。なお、ボス部４８を凹み形状型１８の凹み部３６の内部に挿入することにより、各成形型に対し素材１０の径方向（図１の左右方向）の位置決めを行うことができる。また、ボス部４８は、本発明における「第１の突起部」の一例である。
【００３４】
また、素材１０は、上端面４０の外周端部に円周形状のＲ形状部４９を備えている。そして、このＲ形状部４９は、後述するように歯形成形部２６の歯形部２８が当接する部分である。
【００３５】
次に、図４に示すように、外側成形型１４と歯形成形型１６とを一体的に（同期させながら）、凹み形状型１８に対して相対的に下方向（凹み形状型１８が設けられている方向）に移動させる。このとき、歯形成形型１６の圧縮部２４により素材１０の中央部分２７に対し下方向に向かって荷重を加えて当該中央部分２７を圧縮して、素材１０の構成材料を素材１０の径方向の外側に（図４の左右方向に）向かって流動させる。そして、素材１０のＲ形状部４９に歯形成形部２６の歯形部２８を当接させ、歯形成形部２６の歯形部２８によりＲ形状部４９を圧縮していくことにより、素材１０の外側部分５０に歯形を形成して傘歯車部１１を形成していく。
【００３６】
この時、素材１０の径方向における中央部分２７は圧縮されて厚みが減少し、素材１０の構成材料は素材１０の外側に向かって流動する。そして、図５に示すように、素材１０において中央部分２７と外側部分５０との間の中間部分５２の構成材料は、材料逃げ部３２の内部を上方向に向かって流動するが、材料逃げ部３２の内部にて素材１０の中間部分５２の構成材料と歯形成形型１６との間に空間３３を残している。このようにして、材料逃げ部３２の内部で中間部分５２の構成材料を拘束せずに上方向に自由な状態としている。また、図４に示すように、素材１０のボス部４８の構成材料は、凹み部３６の内部を
下方向に向かって流動するが、凹み部３６の内部にてボス部４８と凹み形状型１８との間に空間３７を残している。このようにして、凹み部３６の内部でボス部４８の構成材料を拘束せずに下方向に自由な状態としている。このとき、素材１０は図６と図７に示すような形状になる。
【００３７】
なお、図４は素材１０の成形加工中における製造装置１の要部構成図であり、図５は図４における材料逃げ部３２の周辺の拡大図である。また、図６は成形加工中における素材１０の断面図であり、図７は成形加工中における素材１０の外観斜視図である。
【００３８】
このように、素材１０の成形加工中において、素材１０において中間部分５２は、上下方向（軸方向）に自由な状態としている。そのため、素材１０の構成材料が各成形型により拘束される部分が少ないので、歯形成形型１６から素材１０に加える成形荷重を抑制しながら、素材１０の成形加工を行うことができる。したがって、外側成形型１４や歯形成形型１６や凹み形状型１８の各成形型への負荷を抑制できる。
【００３９】
また、素材１０の構成材料を、径方向の外側に向かう方向と、凹み部３６の内部に向かう方向と、材料逃げ部３２の内部に向かう方向の３つの方向に流動させるので、成形荷重の低減効果を図ることができる。
【００４０】
そして、図８に示すように、さらに凹み形状型１８に対して、相対的に外側成形型１４と歯形成形型１６とを一体的に下方向に移動させると、素材１０がさらに歯形成形型１６により圧縮される。これにより、素材１０の構成材料が素材１０の外側に向かって径方向（図８の左右方向）にさらに流動する。そして、歯形成形型１６の歯形部２８に素材１０の構成材料が流れ込んで素材１０の外側部分５０に傘歯が形成され、素材１０の成形加工が完了する。これにより、図１０と図１１に示すように、回転対称形状に形成され、傘歯車部１１を備えるデフサイドギヤ１２を製造することができる。なお、素材１０の成形加工が完了する時には、外側成形型１４と歯形成形型１６とが最も下方向の位置に移動し、成形荷重が最も大きくなる。
【００４１】
ここで、素材１０の成形加工が完了した時に、図８や図９に示すように歯形成形型１６の材料逃げ部３２の内部に素材１０の構成材料が流れ込んで突起部５６（本発明における「第２の突起部」の一例）を形成するが、材料逃げ部３２の内部において突起部５６と歯形成形型１６との間に空間３３を設けている。また、凹み形状型１８の凹み部３６の内部において、ボス部４８と凹み形状型１８との間に空間３７を設けている。そのため、素材１０の構成材料は、素材１０の成形加工が完了するまで、歯形成形型１６の材料逃げ部３２の内部と凹み形状型１８の凹み部３６の内部にて拘束されない。したがって、素材１０の成形加工が完了してデフサイドギヤ１２を製造するまで、歯形成形型１６から素材１０に加える成形荷重を抑制しながら、素材１０の成形加工を行うことができる。ゆえに、外側成形型１４や歯形成形型１６や凹み形状型１８の各成形型への負荷を抑制できる。
【００４２】
また、凹み形状型１８の凹み部３６は、軸方向の長さ（深さ）を大きくすることにより、素材１０の構成材料が流れ込む際の抵抗が大きくなり、当該凹み部３６に素材１０の構成材料が流れ難くなる。そこで、凹み形状型１８の凹み部３６の軸方向の長さを調整することにより、素材１０の構成材料が流れ込む際の抵抗を調整して、素材１０の成形加工が完了した時に、確実にボス部４８と凹み形状型１８との間に空間３７を設けることができる。
【００４３】
また、素材１０の成形加工の完了時に、傘歯車部１１と歯形成形型１６との間に空間４７（図９参照）を設けている。これにより、素材１０の成形加工時において、歯形成形型１６から素材１０に加える成形荷重をさらに抑制できるので、外側成形型１４や歯形成形型１６や凹み形状型１８の各成形型への負荷をさらに抑制できる。
【００４４】
また、素材１０の成形加工が完了した時に、図１０や図１１に示すようにデフサイドギヤ１２（素材１０）は、中心軸方向の下側の端面５３（径方向に形成された面）に下方向（圧縮部２４により素材１０に荷重を加える方向）に突出するように形成された円筒状のボス部４８を備えている。また、デフサイドギヤ１２（素材１０）は、中心軸方向の上側の端面（径方向に形成された面）に傘歯車部１１の内側の内側端面５４から上方向（圧縮部２４により素材１０に荷重を加える方向とは反対方向）に突出するように形成された突起部５６を備えている。なお、突起部５６は、噛み合わせる相手部品（デフピニオンギヤ）などと干渉しない部分に形成されているので、差動装置に使用されるデフサイドギヤ１２の機能性に影響を与えない。
【００４５】
なお、図８は素材１０の成形加工の完了時における製造装置１の要部構成図であり、図９は図８における材料逃げ部３２の周辺の拡大図である。また、図１０はデフサイドギヤ１２の断面図であり、図１１はデフサイドギヤ１２の外観斜視図である。
【００４６】
なお、以上のように製造されたデフサイドギヤ１２に対し、その中央部分５８（図１０と図１１参照）に中心軸方向（図１０の上下方向）に穴加工などの追加工を行って、ドライブシャフト（不図示）を挿入するための軸穴を形成する。
【００４７】
〔本実施例の効果の説明〕
本実施例によれば、素材１０の軸方向に向かって加える成形荷重が最も大きくなり傘歯車部１１を形成し終えた時に、成形型と素材１０（デフサイドギヤ１２）との間に空間３３，３７，４７を設けて成形型に素材１０の構成材料を充満させていない。これにより、この空間３３，３７，４７内に素材１０の構成材料が流れる余地を持たせている。そのため、閉塞鍛造のように、成形荷重が極端に大きくなることを防止できる。したがって、外側成形型１４や歯形成形型１６や凹み形状型１８の各成形型への負荷を抑制できるので、当該各成形型の寿命を向上させることができる。実験評価の結果の一例として、成形荷重が１０％〜２０％低減した。
【００４８】
また、素材１０の構成材料を、径方向の外側に向かう方向と、凹み部３６に向かう方向と、材料逃げ部３２に向かう方向の３つの方向に流動させるので、成形荷重の低減効果が大きくなる。
【００４９】
また、材料逃げ部３２の外形は上方向に向かって小さくなっている。そのため、材料逃げ部３２に素材１０の構成材料が流れ難くなるので、傘歯車部１１を形成し終えた時に材料逃げ部３２に素材１０の構成材料が充満せず、突起部５６と歯形成形型１６との間に空間３３が設けられ易くなる。したがって、素材１０の構成材料の流動性に関わらず、成形荷重が極端に大きくなることを防止できる。ゆえに、素材１０の構成材料の流動性に関わらず、成形型への負荷を抑制できるので、当該成形型の寿命を向上させることができる。
【００５０】
また、材料逃げ部３２と凹み部３６は軸方向について対称な位置に形成されているので、素材１０の成形加工時において素材１０の中間部分５２にて軸方向の両面を拘束しない。そのため、素材１０に加える荷重をさらに抑制することができる。
【００５１】
また、デフサイドギヤ１２の製造において各成形型の寿命が向上するので、製造コストを低減しつつデフサイドギヤ１２を量産することができる。
【００５２】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５３】
１ 製造装置
１０ 素材
１１ 傘歯車部
１２ デフサイドギヤ
１４ 外側成形型
１６ 歯形成形型
１８ 凹み形状型
２４ 圧縮部
２６ 歯形成形部
２７ （素材の）中央部分
２８ （歯形成形部の）歯形部
３２ 材料逃げ部
３３ 空間
３６ （凹み形状型の）凹み部
３７ 空間
４７ 空間
４８ ボス部
４９ Ｒ形状部
５０ （素材の）外側部分
５２ （素材の）中間部分
５６ （デフサイドギヤの）突起部
５８ （デフサイドギヤの）中央部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転対称形状の素材をもとに成形型を用いて製造する歯形部品の製造方法において、
前記素材は、径方向の外側部分にＲ形状部を備え、軸方向の一端面に前記軸方向に突出するようにして周方向に環状に設けられた第１の突起部を備えており、
前記成形型は、前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第１の窪み部と、前記第１の窪み部に対して前記素材を挟んだ前記軸方向の反対側にて前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第２の窪み部とを備え、
前記成形型の歯形成形部に前記素材の前記Ｒ形状部を当接させ、前記第１の窪み部に前記素材の前記第１の突起部を挿入しておき、前記素材の径方向の中央部分に対し前記軸方向に向かって荷重を加えて前記素材の構成材料を前記径方向の外側に向かって流動させて前記素材の前記外側部分に歯形部を形成する時に、前記第１の突起部の前記素材の構成材料を前記第１の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させ、かつ、前記中央部分と前記外側部分との間の中間部分の前記素材の構成材料を前記第２の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させて第２の突起部を形成し、
前記荷重が最大となった時に、前記歯形部と前記歯形成形部との間、前記第１の突起部と前記成形型との間、および前記第２の突起部と前記成形型との間に空間を設けておくこと、
を特徴とする歯形部品の製造方法。
【請求項２】
請求項１の歯形部品の製造方法において、
前記第２の窪み部の外形は、前記軸方向に向かって小さくなっていること、
を特徴とする歯形部品の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２の歯形部品の製造方法において、
前記第１の窪み部と前記第２の窪み部は、前記軸方向について対称な位置に形成されていること、
を特徴とする歯形部品の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つの歯形部品の製造方法において、
前記歯形部品は、差動装置のデフサイドギヤであること、
を特徴とする歯形部品の製造方法。
【請求項５】
回転対称形状の素材をもとに成形型を用いて製造する歯形部品の製造装置において、
前記素材は、径方向の外側部分にＲ形状部を備え、軸方向の一端面に前記軸方向に突出するようにして周方向に環状に設けられた第１の突起部を備えており、
前記成形型は、前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第１の窪み部と、前記第１の窪み部に対して前記素材を挟んだ前記軸方向の反対側にて前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第２の窪み部とを備え、
前記成形型の歯形成形部に前記素材の前記Ｒ形状部を当接させ、前記第１の窪み部に前記素材の前記第１の突起部を挿入しておき、前記素材の径方向の中央部分に対し前記軸方向に向かって荷重を加えて前記素材の構成材料を前記径方向の外側に向かって流動させて前記素材の前記外側部分に歯形部を形成する時に、前記第１の突起部の前記素材の構成材料を前記第１の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させ、かつ、前記中央部分と前記外側部分との間の中間部分の前記素材の構成材料を前記第２の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させて第２の突起部を形成し、
前記荷重が最大となった時に、前記歯形部と前記歯形成形部との間、前記第１の突起部と前記成形型との間、および前記第２の突起部と前記成形型との間に空間を設けておくこと、
を特徴とする歯形部品の製造装置。
【請求項６】
回転対称形状の素材をもとに成形型を用いて製造された歯形部品において、
前記素材は、径方向の外側部分にＲ形状部を備え、軸方向の一端面に前記軸方向に突出するようにして周方向に環状に設けられた第１の突起部を備えており、前記成形型は、前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第１の窪み部と、前記第１の窪み部に対して前記素材を挟んだ前記軸方向の反対側にて前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第２の窪み部とを備え、前記成形型の歯形成形部に前記素材の前記Ｒ形状部を当接させ、前記第１の窪み部に前記素材の前記第１の突起部を挿入しておき、前記素材の径方向の中央部分に対し前記軸方向に向かって荷重を加えて前記素材の構成材料を前記径方向の外側に向かって流動させて前記素材の前記外側部分に歯形部を形成する時に、前記第１の突起部の前記素材の構成材料を前記第１の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させ、かつ、前記中央部分と前記外側部分との間の中間部分の前記素材の構成材料を前記第２の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させて第２の突起部を形成し、前記荷重が最大となった時に、前記歯形部と前記歯形成形部との間、前記第１の突起部と前記成形型との間、および前記第２の突起部と前記成形型との間に空間を設けておくことにより製造されたものであり、
前記軸方向の一端面に前記第１の突起部が設けられ、
前記軸方向の他端面に前記第２の突起部が設けられており、
前記第２の突起部は、前記歯形部に対して前記径方向の内側に設けられていること、
を特徴とする歯形部品。
【請求項１】
回転対称形状の素材をもとに成形型を用いて製造する歯形部品の製造方法において、
前記素材は、径方向の外側部分にＲ形状部を備え、軸方向の一端面に前記軸方向に突出するようにして周方向に環状に設けられた第１の突起部を備えており、
前記成形型は、前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第１の窪み部と、前記第１の窪み部に対して前記素材を挟んだ前記軸方向の反対側にて前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第２の窪み部とを備え、
前記成形型の歯形成形部に前記素材の前記Ｒ形状部を当接させ、前記第１の窪み部に前記素材の前記第１の突起部を挿入しておき、前記素材の径方向の中央部分に対し前記軸方向に向かって荷重を加えて前記素材の構成材料を前記径方向の外側に向かって流動させて前記素材の前記外側部分に歯形部を形成する時に、前記第１の突起部の前記素材の構成材料を前記第１の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させ、かつ、前記中央部分と前記外側部分との間の中間部分の前記素材の構成材料を前記第２の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させて第２の突起部を形成し、
前記荷重が最大となった時に、前記歯形部と前記歯形成形部との間、前記第１の突起部と前記成形型との間、および前記第２の突起部と前記成形型との間に空間を設けておくこと、
を特徴とする歯形部品の製造方法。
【請求項２】
請求項１の歯形部品の製造方法において、
前記第２の窪み部の外形は、前記軸方向に向かって小さくなっていること、
を特徴とする歯形部品の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２の歯形部品の製造方法において、
前記第１の窪み部と前記第２の窪み部は、前記軸方向について対称な位置に形成されていること、
を特徴とする歯形部品の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つの歯形部品の製造方法において、
前記歯形部品は、差動装置のデフサイドギヤであること、
を特徴とする歯形部品の製造方法。
【請求項５】
回転対称形状の素材をもとに成形型を用いて製造する歯形部品の製造装置において、
前記素材は、径方向の外側部分にＲ形状部を備え、軸方向の一端面に前記軸方向に突出するようにして周方向に環状に設けられた第１の突起部を備えており、
前記成形型は、前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第１の窪み部と、前記第１の窪み部に対して前記素材を挟んだ前記軸方向の反対側にて前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第２の窪み部とを備え、
前記成形型の歯形成形部に前記素材の前記Ｒ形状部を当接させ、前記第１の窪み部に前記素材の前記第１の突起部を挿入しておき、前記素材の径方向の中央部分に対し前記軸方向に向かって荷重を加えて前記素材の構成材料を前記径方向の外側に向かって流動させて前記素材の前記外側部分に歯形部を形成する時に、前記第１の突起部の前記素材の構成材料を前記第１の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させ、かつ、前記中央部分と前記外側部分との間の中間部分の前記素材の構成材料を前記第２の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させて第２の突起部を形成し、
前記荷重が最大となった時に、前記歯形部と前記歯形成形部との間、前記第１の突起部と前記成形型との間、および前記第２の突起部と前記成形型との間に空間を設けておくこと、
を特徴とする歯形部品の製造装置。
【請求項６】
回転対称形状の素材をもとに成形型を用いて製造された歯形部品において、
前記素材は、径方向の外側部分にＲ形状部を備え、軸方向の一端面に前記軸方向に突出するようにして周方向に環状に設けられた第１の突起部を備えており、前記成形型は、前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第１の窪み部と、前記第１の窪み部に対して前記素材を挟んだ前記軸方向の反対側にて前記軸方向に窪むようにして前記周方向に環状に設けられた第２の窪み部とを備え、前記成形型の歯形成形部に前記素材の前記Ｒ形状部を当接させ、前記第１の窪み部に前記素材の前記第１の突起部を挿入しておき、前記素材の径方向の中央部分に対し前記軸方向に向かって荷重を加えて前記素材の構成材料を前記径方向の外側に向かって流動させて前記素材の前記外側部分に歯形部を形成する時に、前記第１の突起部の前記素材の構成材料を前記第１の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させ、かつ、前記中央部分と前記外側部分との間の中間部分の前記素材の構成材料を前記第２の窪み部の内部に向かって前記軸方向に流動させて第２の突起部を形成し、前記荷重が最大となった時に、前記歯形部と前記歯形成形部との間、前記第１の突起部と前記成形型との間、および前記第２の突起部と前記成形型との間に空間を設けておくことにより製造されたものであり、
前記軸方向の一端面に前記第１の突起部が設けられ、
前記軸方向の他端面に前記第２の突起部が設けられており、
前記第２の突起部は、前記歯形部に対して前記径方向の内側に設けられていること、
を特徴とする歯形部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１７１０１４（Ｐ２０１２−１７１０１４Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３８９７５（Ｐ２０１１−３８９７５）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
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