歯車成形方法及び装置
【課題】従来からなされていた後加工を不要とし、スプライン歯の所望の両側歯面の歯形形状を単一の鍛造成形工程によって形成することにある。
【解決手段】ホルダ１１６の開口部内に平面視して放射状に分割配設され、被成形体のボス部の外周面に欠歯を成形する第１セグメントダイ１１８と前記外周面にスプライン歯を成形する第２セグメントダイ１２０とを備え、前記第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０の外径部には、それぞれ、鉛直面（Ｖ）に対して所定角度傾斜する第１傾斜面１５６及び第２傾斜面１５８が形成され、前記第１セグメントダイ１１８の第１傾斜面１５６の傾斜角度（θ１）は、前記第２セグメントダイ１２０の第２傾斜面１５８の傾斜角度（θ２）よりも小さく設定される（θ１＜θ２）。
【解決手段】ホルダ１１６の開口部内に平面視して放射状に分割配設され、被成形体のボス部の外周面に欠歯を成形する第１セグメントダイ１１８と前記外周面にスプライン歯を成形する第２セグメントダイ１２０とを備え、前記第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０の外径部には、それぞれ、鉛直面（Ｖ）に対して所定角度傾斜する第１傾斜面１５６及び第２傾斜面１５８が形成され、前記第１セグメントダイ１１８の第１傾斜面１５６の傾斜角度（θ１）は、前記第２セグメントダイ１２０の第２傾斜面１５８の傾斜角度（θ２）よりも小さく設定される（θ１＜θ２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車歯部とボス部とを有し、前記ボス部に逆テーパ状の複数のスプライン歯が形成された歯車成形方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、自動車のマニュアルトランスミッション用ギヤが知られており、このマニュアルトランスミッション用ギヤのボス部には、ギヤの抜け止めのために逆テーパ状のスプライン歯が形成されている。
【０００３】
この種のギヤに関し、例えば、特許文献１には、歯車素材のボスに対してスプラインの歯溝を歯車軸線と平行に形成した後、前記歯車素材の周囲に前記歯溝に対向するように放射状に配置されると共に、先端が逆テーパ状のスプライン歯に対応した形状に形成された複数のダイを前記歯溝内に径方向内方へ押し込み、さらに、前記複数のダイをスプライン歯のスプリングバックを利用して後退させることにより、スプライン付きギヤを製造することが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、歯車部材のボス部の外周に形成したチャンファー付きスプライン歯を鍛造成形して逆テーパ状のチャンファー付きスプライン歯に成形する歯車部材の鍛造成形装置であって、前記ボス部の外周に逆テーパ状のスプライン歯を成形するための複数のセグメントダイを設けることが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１０１号公報
【特許文献２】特開２０００−１４０９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１及び特許文献２に開示された技術的思想は、複数の同一形状からなる逆テーパ状のスプライン歯が前記ボス部の外周面に沿って略等角度離間して均一に形成された歯車部材を製造するためのものであり、例えば、逆テーパ状の複数のスプライン歯において特定のスプライン歯が切り欠かれた部分周面からなる欠歯を有する歯車部材に対して適用することが困難である。
【０００７】
すなわち、欠歯を形成するための単数又は複数の第１セグメントダイと、スプライン歯を形成するための複数の第２セグメントダイとからなる異なる種類のセグメントダイが必要となると共に、一方の片側の歯面形状がストレートで他方の片側の歯面形状がバックテーパ（逆テーパ）からなるスプライン歯の歯形形状を形成するために前記スプライン歯の両側歯面を略同時に成形する必要がある。
【０００８】
このため、欠歯を形成する第１セグメントダイとスプライン歯を形成する第２セグメントダイとを作動させ成形素材の外周面を第１セグメントダイ及び第２セグメントダイのそれぞれの歯部が前記成形素材の半径内方向に向かって略同時に平行移動して押圧し前記スプライン歯の両側歯面を形成する必要がある。
【０００９】
この場合、スプライン歯の一方の片側歯面を形成し且つ欠歯を形成する第１セグメントダイが、スプライン歯の他方の片側歯面を形成する第２セグメントダイに対して遅延して平行移動し成形素材の外周面を押圧するために、一方の片側歯面がストレートからなり他方の片側歯面がバックテーパ（逆テーパ）からなる所望の歯形形状を有するスプライン歯を形成することが困難であった。従って、従来では、鍛造成形された成形品のスプライン歯の片側歯面を機械加工によって所望の形状に形成していた。
【００１０】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、従来からなされていた後加工としての機械加工を不要とし、スプライン歯の所望の両側歯面の歯形形状を単一の鍛造成形工程によって形成することが可能な歯車成形方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明は、歯車歯部とボス部とを有し、前記ボス部に逆テーパ状の複数のスプライン歯が形成された歯車の成形装置であって、
下型に設けられた環状のホルダと、
前記ホルダの円形状の開口部内に平面視して放射状に分割配設され、型開きしたときに被成形体が載置される受座が形成されると共に、前記ホルダの半径方向に沿って変位自在に設けられた複数の第１セグメントダイ及び第２セグメントダイと、
付勢手段を介して前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイをフローティング自在に支持するダイ支持体と、
昇降自在な上型に設けられ、前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイを下方側に向かって加圧する押圧部材と、
前記押圧部材の内壁面に沿って変位自在に設けられ、被成形体の上部に係合する凹部が形成された上型本体部と、
を備え、
前記第１セグメントダイの上端内径部には、被成形体の外周面に対して欠歯を形成する歯部が膨出形成され、前記第２セグメントダイの上端内径部には、被成形体の外周面に対してスプライン歯を形成するための歯部が膨出形成され、
前記歯部と反対側の前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイの外径部には、それぞれ、鉛直面に対して所定角度傾斜する第１傾斜面及び第２傾斜面が形成され、前記第１セグメントダイの第１傾斜面の傾斜角度は、前記第２セグメントダイの第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定されることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、先ず、ホルダの円形状の開口部内に平面視して放射状に分割配設され型開きの状態にある複数の第１セグメントダイ及び第２セグメントダイの受座に対して被成形体を載置した後、上型を降下させ上型本体部によって被成形体を保持すると共に、前記上型本体部に外嵌された押圧部材によって前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイを下方側に向かって加圧する。
【００１３】
複数分割された第１セグメントダイ及び第２セグメントダイの全てが略同時に加圧されることにより、前記第１セグメントダイの外径部に形成された第１傾斜面及び前記第２セグメントダイの外径部に形成された第２傾斜面がホルダの内壁に沿って摺動することにより前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイが半径内方向に水平移動する。
【００１４】
前記水平移動する第１セグメントダイ及び第２セグメントダイの歯部によって被成形体の外周面が押圧されて、前記被成形体の外周面に欠歯及びスプライン歯がそれぞれ成形された後、前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイがそれぞれ被成形体から離間する半径外方向に変位して被成形体が取り出される。
【００１５】
この場合、本発明では、前記第１セグメントダイの第１傾斜面の傾斜角度は、前記第２セグメントダイの第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定され、欠歯を形成する第１セグメントダイの水平移動量がスプライン歯を形成する第２セグメントダイの水平移動量よりも小さく設定されている。
【００１６】
この結果、本発明では、第２セグメントダイに対する第１セグメントダイの遅延動作を防止することができ、前記第１セグメントダイの歯部及び第２セグメントダイの歯部が被成形体の外周面を略同時に押圧して、欠歯及びスプライン歯が略同時に成形される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、第２セグメントダイに対する第１セグメントダイの遅延動作を防止して、前記第１セグメントダイの歯部及び第２セグメントダイの歯部が被成形体の外周面を略同時に押圧して、欠歯及びスプライン歯を略同時に成形することができる。
【００１８】
この結果、本発明では、従来からなされていた後加工としての機械加工を不要とし、スプライン歯の所望の両側歯面の歯形形状を単一の鍛造成形工程によって形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る歯車成形方法について、これを実施する歯車成形装置との関連において好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２０】
先ず、製品であるミッションギアの成形工程について概略説明する。
【００２１】
図１０Ａに示される円柱体からなるビレット１２に対して据え込み成形を施すことにより中間部の外周面１４が半径外方向に膨出した第１次成形体１６を形成し（図１０Ｂ参照）、続いて、前記第１次成形体１６の軸線方向に沿った一端部及び他端部にそれぞれ凹部１８ａ、１８ｂを形成する荒加工を施して第２次成形体２０を形成する（図１０Ｃ参照）。前記第２次成形体２０を形成した後、前記第２次成形体２０に対して据え込み成形を施すことにより、ボス部２２の外周面に予備スプライン歯２４が形成されると共に、中間部に半径外方向に向かって突出する環状凸部２６を有する第３次成形体２８を形成する（図１０Ｄ参照）。
【００２２】
さらに、前記第３次成形体２８の孔部に対してピアス成形を施して貫通孔２９を有する第４次成形体３０を形成し（図１０Ｅ参照）、続いて、前記第４次成形体３０に対してサイジング成形を施して図示しない第５次成形体を形成した後、前記第５次成形体のボス部２２の外周面に形成された予備スプライン歯２４に対して、一方の片側歯面３２がストレートからなり他方の片側歯面３４がバックテーパ（逆テーパ）に成形された複数のスプライン歯３６と欠歯３７とを有する第６次成形体３８が形成される（図１０Ｆ及び図１１参照）。この第６次成形体３８の環状凸部４０の外周面に対してヘリカルギヤ歯が形成されることにより、最終的に製品であるミッションギヤが得られる。
【００２３】
図１〜図４において、参照符号１００は、本発明の実施の形態に係る歯車成形方法を実施する歯車成形装置として機能し、前記第５次成形体に対してバックテーパ等を形成して第６次成形体３８を鍛造成形する鍛造成形装置からなる。
【００２４】
この鍛造成形装置１００は、下型１０２と、図示しないクランクプレス機械のラムに取り付けられて昇降自在に設けられた上型１０４とから構成される。
【００２５】
前記下型１０２は、略直方体状のブロック体からなりその内部に上下方向に沿って貫通する空間部が形成されたダイベース１０６と、前記ダイベース１０６の上面に複数のボルト１０８を介して固定されたプレート状の支持ダイ１１０と、周方向に沿って配置された複数のボルト１１２によって前記支持ダイ１１０の上面に固定され、その中心部に下方側に向かって徐々に縮径する内壁面１１４が形成された環状のホルダ１１６と、前記ホルダ１１６の上面に固定され後述する第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０の上限位置を規制する環状のカバー部材１２２とを含む。
【００２６】
さらに、前記下型１０２は、前記ダイベース１０６の空間部内に上下方向に沿って積層され前記支持ダイ１１０によって保持されたダイプレート１２４及びダイブロック１２６と、前記ダイブロック１２６の中心部に支柱１２８を介して固定され後述する第１セグメントダイ１１８の内径部１５０及び第２セグメントダイ１２０の内径部１５２とそれぞれ係合する第１案内溝１３２が形成された略円盤状のセグメントガイド１３４と、前記セグメントガイド１３４の下部側に配置されて該セグメントガイド１３４を支持する第１支持部材１３６ａ及び第２支持部材１３６ｂと、前記セグメントガイド１３４の外周側を囲繞する環状体からなり、前記ダイブロック１２６に形成された環状凹部１３８に沿って変位自在に設けられたダイ支持リング体（ダイ支持体）１４０とを有する。
【００２７】
さらにまた、前記下型１０２は、前記ダイブロック１２６の環状凹部１３８に連続し該ダイブロック１２６の周方向に沿って等角度離間して形成された複数（図４中では６個配置されている）の円形状孔部１４２と、前記複数の円形状孔部１４２内にそれぞれ収装されたコイルスプリングからなりそのばね力の作用下に前記ダイ支持リング体１４０をフローティング自在に支持する複数のばね部材１４４と、前記ダイ支持リング体１４０上に支持されると共に、前記ホルダ１１６の円形状の開口部内に平面視して放射状に分割配設された複数の第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０とを有する。
【００２８】
前記第１セグメントダイ１１８は、図５及び図６Ａ〜Ｃに示されるように、厚肉に形成された略Ｌ字状体からなり、周方向に沿って９０度の離間角度を持って４個配設され（図４参照）、上端内径部に欠歯を形成するための歯部１４６が所定長だけ半径内方向に突出して形成される。一方、第２セグメントダイ１２０は、図７に示されるように、薄肉に形成された略Ｌ字状体からなり、隣接する前記第１セグメントダイ１１８の間にそれぞれ４つずつ、合計１６個配設され被成形体のボス部の外周面に対してスプライン歯を成形するための歯部１４８が所定長だけ半径内方向に突出して形成される。
【００２９】
また、第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０には、それぞれ、前記歯部１４６、１４８から下方側に向かって連続する傾斜面からなり、セグメントガイド１３４の第１案内溝１３２と係合する内径部１５０、１５２が形成される。
【００３０】
さらに、前記第１セグメントダイ１１８には、前記歯部１４６と反対側で後述するガイドプレート１６０と接触する第１傾斜面１５６が設けられ、前記第１傾斜面１５６は鉛直面（Ｖ）に対して約７度傾斜するように設定されている。前記第２セグメントダイ１２０には、前記歯部１４８と反対側で後述するホルダ１１６の第２案内溝と接触する第２傾斜面１５８が設けられ、前記第２傾斜面１５８は鉛直面（Ｖ）に対して約１０度傾斜するように設定されている。
【００３１】
このように第１セグメントダイ１１８の外径部に形成された第１傾斜面１５６の傾斜角度（θ１）と第２セグメントダイ１２０の外径部に形成された第２傾斜面１５８の傾斜角度（θ２）がそれぞれ異なるように設定されることにより（θ１＜θ２）、前記第１セグメントダイ１１８の歯部１４６及び第２セグメントダイ１２０の歯部１４８が被成形体のボス部の外周面を略同時に押圧して、欠歯及びスプライン歯が略同時に成形される。
【００３２】
さらにまた、複数の第１セグメントダイ１１８とホルダ１１６との間には、前記第１セグメントダイ１１８の第１傾斜面１５６と摺接するガイド面１５９を有するガイドプレート１６０がそれぞれ設けられ、前記ガイドプレート１６０は、ボルト１６２によってホルダ１１６の内壁面１１４に対し交換可能に固定される。
【００３３】
ホルダ１１６の内壁には、第２セグメントダイ１２０の外径側に形成された第２傾斜面１５８が摺接することにより、前記第２セグメントダイ１２０を径方向に沿って案内する複数の第２案内溝１６３が形成されている。この第２案内溝１６３は、第２セグメントダイ１２０の配置に対応して周方向に沿って所定角度離間して配置され、被成形体を鍛造成形する際、前述したセグメントガイド１３４の第１案内溝１３２との共働作用下に前記第２セグメントダイ１２０の周方向への振れを防止して該第２セグメントダイ１２０の歯部１４８をホルダ１１６の中心に向かって精度良く変位させる機能を有する。
【００３４】
例えば、仮に、スプライン歯の両側の歯面形状が共にバックテーパ（逆テーパ）である場合には、両側の歯面形状が対称となるため、各セグメントダイに対してそれぞれ対称な力が負荷されるのに対し、一方の片側の歯面形状がストレートで他方の片側の歯面形状のみがバックテーパ（逆テーパ）からなるスプライン歯の歯形形状を形成する場合には、両側の歯面形状が非対称となるため、ストレート側のセグメントダイとバックテーパ側のセグメントダイとの間で非対称の力（ストレート側に対してバックテーパ側のセグメントダイへ負荷される力が大きい）が負荷されてセグメント倒れが発生するおそれがある。しかしながら、本実施の形態では、セグメントガイド１３４の第１案内溝１３２と第２セグメントダイ１２０を径方向に沿って案内する複数の第２案内溝１６３との共働作用下に、第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０の周方向への振れを防止して前記セグメント倒れの発生を好適に防止することができる。
【００３５】
上型１０４は、図示しないラムの駆動作用下に鉛直上下方向に沿って昇降自在に設けられた昇降部材１６４と、前記昇降部材１６４に固定されて該昇降部材１６４と一体的に変位すると共に、前記第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０の上面に当接し該第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０をそれぞれ下方側に向かって加圧する押圧部材１６６と、中心部に被成形体の上部に係合する凹部１６８が形成さればね部材１７０のばね力によって前記押圧部材１６６の内壁面の上下方向に沿って変位自在に設けられた上型本体部１７２とを備える。
【００３６】
前記上型本体部１７２には、円筒状に形成された押圧部材１６６の内壁面に係合する摺動部１７４が形成され、前記押圧部材１６６が第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０の上面に当接して下方側に向かって押圧する際、前記上型本体部１７２の先端部に形成された凹部１６８が被成形体に係合し、前記係合状態を保持しながら該上型本体部１７２がばね部材１７０のばね力に打ち勝って上方に変位する。
【００３７】
本実施の形態に係る歯車成形装置として機能する鍛造成形装置１００は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について以下詳細に説明する。
【００３８】
先ず、図１０Ａ〜Ｅに示されるような成形工程を経て成形された第５次成形体を被成形体とし、前記被成形体を型開き状態にある第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０の上端部に形成された受座に載置する。そこで、図示しない昇降手段を付勢して昇降部材１６４と一体的に上型本体部１７２及び押圧部材１６６を下降させ、前記押圧部材１６６の先端部により複数の第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０からなる全てのセグメントダイを略同時に下方側に向かって押圧する。
【００３９】
環状の押圧部材１６６によって複数の第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０からなる全セグメントダイが同時に下方側に向かって押圧されることにより、各第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０は、ガイドプレート１６０のガイド面１５９及びホルダ１１６の第２案内溝１６３によって外径面がガイドされると共に、セグメントガイド１３４の第１案内溝１３２によって内径面がガイドされた状態で径方向内側（ホルダ１１６の中心）に向かってそれぞれ変位する。
【００４０】
従って、被成形体のボス部の外周に形成されたチャンファー付きのスプライン歯に対し、第１セグメントダイ１１８の歯部１４６によって欠歯３７が鍛造成形されると共に、第２セグメントダイ１２０の歯部１４８によってバックテーパのスプライン歯３６が鍛造成形される（図１１参照）。
【００４１】
続いて、図示しないアクチュエータの駆動作用下に図示しないノックアウトピンを上昇させることにより、第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０が第１案内溝１３２及び第２案内溝１６３に沿って中心部から離間する方向に向かって変位し、上昇した第６次成形体３８を図示しない把持手段によって把持することにより、次工程に移送される。
【００４２】
この場合、本実施の形態では、ガイドプレート１６０のガイド面１５９に沿って摺動する第１セグメントダイ１１８の第１傾斜面１５６が鉛直面（Ｖ）に対して約７度傾斜するように設定されていると共に、ホルダ１１６の第２案内溝１６３に沿って摺動する第２セグメントダイ１２０の第２傾斜面１５８が鉛直面（Ｖ）に対して約１０度傾斜するように設定され、欠歯３７を成形する第１セグメントダイ１１８の第１傾斜角度（θ１）が第２セグメントダイ１２０の第２傾斜角度（θ２）よりも小さくなるように設定されている（θ１＜θ２）。
【００４３】
従って、本実施の形態では、第１セグメントダイ１１８の外径部に形成された第１傾斜面１５６と第２セグメントダイ１２０の外径部に形成された第２傾斜面１５８との傾斜角度（θ１、θ２）がそれぞれ異なるように設定されることにより、第１セグメントダイ１１８と第２セグメントダイ１２０との半径内方向への水平移動量が相違するように設定されている。なお、前記押圧部材１６６の加圧による前記第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０の鉛直下方向への変位量は同一である。
【００４４】
この結果、本実施の形態では、第１セグメントダイ１１８の半径内方向への水平移動量が第２セグメントダイ１２０の半径内方向への水平移動量よりも小さく設定されていることにより、第２セグメントダイ１２０に対する第１セグメントダイ１１８の遅延動作を防止することができ、前記第１セグメントダイ１１８の歯部１４６及び第２セグメントダイ１２０の歯部１４８が被成形体のボス部の外周面を略同時に押圧して、欠歯３７及びスプライン歯３６を略同時に成形することができる。
【００４５】
このように、本実施の形態では、一方の片側歯面３２の形状がストレートで他方の片側歯面３４の形状がバックテーパ（逆テーパ）からなるスプライン歯３６の歯形形状を形成するために前記スプライン歯３６の両側歯面３２、３４を略同時に成形する必要があり、第２セグメントダイ１２０に対する第１セグメントダイ１１８の遅延動作を防止することができ、前記第１セグメントダイ１１８の歯部１４６及び第２セグメントダイ１２０の歯部１４８が第５次成形体３２のボス部２２の外周面を略同時に押圧して、欠歯３７及びスプライン歯３６を略同時に成形することができる。
【００４６】
これに対して、仮に、欠歯３７を成形する第１セグメントダイ１１８の第１傾斜面１５６とスプライン歯３６を成形する第２セグメントダイ１２０の第２傾斜面１５８とをそれぞれ同一の傾斜角度に設定した場合（θ１＝θ２）、第１セグメントダイ１１８と第２セグメントダイ１２０との半径内方向への水平移動量が同一となり、スプライン歯３６の一方の片側歯面３２を形成し且つ欠歯３７を形成する第１セグメントダイ１１８が、スプライン歯３６の他方の片側歯面３４を形成する第２セグメントダイ１２０に対して遅延して作動し、被成形体のボス部の外周面をタイムラグを有して押圧するために、一方の片側歯面３２がストレートからなり他方の片側歯面３４がバックテーパ（逆テーパ）からなる所望の歯形形状を有するスプライン歯３６を形成することができない。
【００４７】
なお、欠歯３７を形成する第１セグメントダイ１１８が、スプライン歯３６の他方の片側歯面３４を形成する第２セグメントダイ１２０に対して遅延動作する理由としては、図１２に示されるように、軸線と直交する第１セグメントダイ１１８のセグメント幅が第２セグメントダイ１２０のセグメント幅と比較して大きく設定されており、欠歯部分に隣接する図１２中の向かってスプライン歯３６の左側部分とスプライン歯３６の右側部分との間で第１セグメントダイ１１８の歯部１４６と第２セグメントダイ１２０の歯部１４８とによる加圧力がそれぞれ異なり（第２セグメントダイ１２０の加圧力が第１セグメントダイ１１８の加圧力よりも大きい）、セグメント幅が大きい第１セグメントダイ１１８が第２セグメントダイ１２０に対して遅延して作動するからである。
【００４８】
換言すると、図１２において、歯車の中心を通る第１セグメントダイ１１８の軸線と、前記軸線と直交する線の交点と、スプライン歯３６の右側部分に係合する第１セグメントダイ１１８の歯部１４６とを結ぶ第１の直角三角形を想定し、一方、歯車の中心を通る第２セグメントダイ１２０の軸線と、前記軸線と直交する線の交点と、スプライン歯３６の左側部分に係合する第２セグメントダイ１２０の歯部１４８とを結ぶ第２の直角三角形を想定する。この場合、第１の直角三角形の斜辺Ｓ１の長さは、第２の直角三角形の斜辺Ｓ２の長さよりも大きく設定され（Ｓ１＞Ｓ２）、第１セグメントダイ１１８の歯部１４６と第２セグメントダイ１２０の歯部１４８とによる加圧力がそれぞれ異なるため、セグメント幅が大きい第１セグメントダイ１１８が第２セグメントダイ１２０に対して遅延して作動するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係る歯車成形装置として機能する鍛造成形装置の縦断面構造図である。
【図２】図１に示す状態から上型が下降して第１セグメントダイ及び第２セグメントダイが加圧され、前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイが半径内方向に向かってそれぞれ水平移動した状態を示す縦断面図である。
【図３】図１に示す鍛造成形装置を構成する下型の斜視図である。
【図４】図３に示す下型からカバー部材を取り除いた下型の平面図である。
【図５】図１に示す鍛造成形装置を構成する第１セグメントダイの斜視図である。
【図６】図６Ａは、前記第１セグメントダイの平面図、図６Ｂは、前記第１セグメントダイの側面図、図６Ｃは、前記第１セグメントダイの正面図である。
【図７】図１に示す鍛造成形装置を構成する第２セグメントダイの斜視図である。
【図８】図８Ａは、前記第２セグメントダイの平面図、図８Ｂは、前記第２セグメントダイの側面図、図８Ｃは、前記第２セグメントダイの正面図である。
【図９】図１に示す鍛造成形装置を構成するホルダに設けられた第２案内溝を示す一部切欠斜視図である。
【図１０】図１０Ａ〜１０Ｆは、それぞれ、ミッションギアの成形工程を示す説明図である。
【図１１】図１に示す鍛造成形装置によって鍛造成形された成形体であって、前記成形体のボス部の外周面に欠歯とスプライン歯とが形成された状態を示す斜視図である。
【図１２】欠歯を形成する第１セグメントダイが、スプライン歯の他方の片側歯面を形成する第２セグメントダイに対して遅延動作するための説明に供される図である。
【符号の説明】
【００５０】
２２…ボス部 ３２、３４…歯面
３６…スプライン歯 ３７…欠歯
３８…成形体 ４０…環状凸部
１００…鍛造成形装置 １０２…下型
１０４…上型 １１６…ホルダ
１１８…第１セグメントダイ １２０…第２セグメントダイ
１３２…第１案内溝 １３４…セグメントガイド
１４０…ダイ支持リング体 １４４、１７０…ばね部材
１４６、１４８…歯部 １５０、１５２…内径部
１５６…第１傾斜面 １５８…第２傾斜面
１５９…ガイド面 １６０…ガイドプレート
１６３…第２案内溝 １６６…押圧部材
１６８…凹部 １７２…上型本体部
１７４…摺動部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車歯部とボス部とを有し、前記ボス部に逆テーパ状の複数のスプライン歯が形成された歯車成形方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、自動車のマニュアルトランスミッション用ギヤが知られており、このマニュアルトランスミッション用ギヤのボス部には、ギヤの抜け止めのために逆テーパ状のスプライン歯が形成されている。
【０００３】
この種のギヤに関し、例えば、特許文献１には、歯車素材のボスに対してスプラインの歯溝を歯車軸線と平行に形成した後、前記歯車素材の周囲に前記歯溝に対向するように放射状に配置されると共に、先端が逆テーパ状のスプライン歯に対応した形状に形成された複数のダイを前記歯溝内に径方向内方へ押し込み、さらに、前記複数のダイをスプライン歯のスプリングバックを利用して後退させることにより、スプライン付きギヤを製造することが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、歯車部材のボス部の外周に形成したチャンファー付きスプライン歯を鍛造成形して逆テーパ状のチャンファー付きスプライン歯に成形する歯車部材の鍛造成形装置であって、前記ボス部の外周に逆テーパ状のスプライン歯を成形するための複数のセグメントダイを設けることが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１０１号公報
【特許文献２】特開２０００−１４０９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１及び特許文献２に開示された技術的思想は、複数の同一形状からなる逆テーパ状のスプライン歯が前記ボス部の外周面に沿って略等角度離間して均一に形成された歯車部材を製造するためのものであり、例えば、逆テーパ状の複数のスプライン歯において特定のスプライン歯が切り欠かれた部分周面からなる欠歯を有する歯車部材に対して適用することが困難である。
【０００７】
すなわち、欠歯を形成するための単数又は複数の第１セグメントダイと、スプライン歯を形成するための複数の第２セグメントダイとからなる異なる種類のセグメントダイが必要となると共に、一方の片側の歯面形状がストレートで他方の片側の歯面形状がバックテーパ（逆テーパ）からなるスプライン歯の歯形形状を形成するために前記スプライン歯の両側歯面を略同時に成形する必要がある。
【０００８】
このため、欠歯を形成する第１セグメントダイとスプライン歯を形成する第２セグメントダイとを作動させ成形素材の外周面を第１セグメントダイ及び第２セグメントダイのそれぞれの歯部が前記成形素材の半径内方向に向かって略同時に平行移動して押圧し前記スプライン歯の両側歯面を形成する必要がある。
【０００９】
この場合、スプライン歯の一方の片側歯面を形成し且つ欠歯を形成する第１セグメントダイが、スプライン歯の他方の片側歯面を形成する第２セグメントダイに対して遅延して平行移動し成形素材の外周面を押圧するために、一方の片側歯面がストレートからなり他方の片側歯面がバックテーパ（逆テーパ）からなる所望の歯形形状を有するスプライン歯を形成することが困難であった。従って、従来では、鍛造成形された成形品のスプライン歯の片側歯面を機械加工によって所望の形状に形成していた。
【００１０】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、従来からなされていた後加工としての機械加工を不要とし、スプライン歯の所望の両側歯面の歯形形状を単一の鍛造成形工程によって形成することが可能な歯車成形方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明は、歯車歯部とボス部とを有し、前記ボス部に逆テーパ状の複数のスプライン歯が形成された歯車の成形装置であって、
下型に設けられた環状のホルダと、
前記ホルダの円形状の開口部内に平面視して放射状に分割配設され、型開きしたときに被成形体が載置される受座が形成されると共に、前記ホルダの半径方向に沿って変位自在に設けられた複数の第１セグメントダイ及び第２セグメントダイと、
付勢手段を介して前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイをフローティング自在に支持するダイ支持体と、
昇降自在な上型に設けられ、前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイを下方側に向かって加圧する押圧部材と、
前記押圧部材の内壁面に沿って変位自在に設けられ、被成形体の上部に係合する凹部が形成された上型本体部と、
を備え、
前記第１セグメントダイの上端内径部には、被成形体の外周面に対して欠歯を形成する歯部が膨出形成され、前記第２セグメントダイの上端内径部には、被成形体の外周面に対してスプライン歯を形成するための歯部が膨出形成され、
前記歯部と反対側の前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイの外径部には、それぞれ、鉛直面に対して所定角度傾斜する第１傾斜面及び第２傾斜面が形成され、前記第１セグメントダイの第１傾斜面の傾斜角度は、前記第２セグメントダイの第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定されることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、先ず、ホルダの円形状の開口部内に平面視して放射状に分割配設され型開きの状態にある複数の第１セグメントダイ及び第２セグメントダイの受座に対して被成形体を載置した後、上型を降下させ上型本体部によって被成形体を保持すると共に、前記上型本体部に外嵌された押圧部材によって前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイを下方側に向かって加圧する。
【００１３】
複数分割された第１セグメントダイ及び第２セグメントダイの全てが略同時に加圧されることにより、前記第１セグメントダイの外径部に形成された第１傾斜面及び前記第２セグメントダイの外径部に形成された第２傾斜面がホルダの内壁に沿って摺動することにより前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイが半径内方向に水平移動する。
【００１４】
前記水平移動する第１セグメントダイ及び第２セグメントダイの歯部によって被成形体の外周面が押圧されて、前記被成形体の外周面に欠歯及びスプライン歯がそれぞれ成形された後、前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイがそれぞれ被成形体から離間する半径外方向に変位して被成形体が取り出される。
【００１５】
この場合、本発明では、前記第１セグメントダイの第１傾斜面の傾斜角度は、前記第２セグメントダイの第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定され、欠歯を形成する第１セグメントダイの水平移動量がスプライン歯を形成する第２セグメントダイの水平移動量よりも小さく設定されている。
【００１６】
この結果、本発明では、第２セグメントダイに対する第１セグメントダイの遅延動作を防止することができ、前記第１セグメントダイの歯部及び第２セグメントダイの歯部が被成形体の外周面を略同時に押圧して、欠歯及びスプライン歯が略同時に成形される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、第２セグメントダイに対する第１セグメントダイの遅延動作を防止して、前記第１セグメントダイの歯部及び第２セグメントダイの歯部が被成形体の外周面を略同時に押圧して、欠歯及びスプライン歯を略同時に成形することができる。
【００１８】
この結果、本発明では、従来からなされていた後加工としての機械加工を不要とし、スプライン歯の所望の両側歯面の歯形形状を単一の鍛造成形工程によって形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る歯車成形方法について、これを実施する歯車成形装置との関連において好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２０】
先ず、製品であるミッションギアの成形工程について概略説明する。
【００２１】
図１０Ａに示される円柱体からなるビレット１２に対して据え込み成形を施すことにより中間部の外周面１４が半径外方向に膨出した第１次成形体１６を形成し（図１０Ｂ参照）、続いて、前記第１次成形体１６の軸線方向に沿った一端部及び他端部にそれぞれ凹部１８ａ、１８ｂを形成する荒加工を施して第２次成形体２０を形成する（図１０Ｃ参照）。前記第２次成形体２０を形成した後、前記第２次成形体２０に対して据え込み成形を施すことにより、ボス部２２の外周面に予備スプライン歯２４が形成されると共に、中間部に半径外方向に向かって突出する環状凸部２６を有する第３次成形体２８を形成する（図１０Ｄ参照）。
【００２２】
さらに、前記第３次成形体２８の孔部に対してピアス成形を施して貫通孔２９を有する第４次成形体３０を形成し（図１０Ｅ参照）、続いて、前記第４次成形体３０に対してサイジング成形を施して図示しない第５次成形体を形成した後、前記第５次成形体のボス部２２の外周面に形成された予備スプライン歯２４に対して、一方の片側歯面３２がストレートからなり他方の片側歯面３４がバックテーパ（逆テーパ）に成形された複数のスプライン歯３６と欠歯３７とを有する第６次成形体３８が形成される（図１０Ｆ及び図１１参照）。この第６次成形体３８の環状凸部４０の外周面に対してヘリカルギヤ歯が形成されることにより、最終的に製品であるミッションギヤが得られる。
【００２３】
図１〜図４において、参照符号１００は、本発明の実施の形態に係る歯車成形方法を実施する歯車成形装置として機能し、前記第５次成形体に対してバックテーパ等を形成して第６次成形体３８を鍛造成形する鍛造成形装置からなる。
【００２４】
この鍛造成形装置１００は、下型１０２と、図示しないクランクプレス機械のラムに取り付けられて昇降自在に設けられた上型１０４とから構成される。
【００２５】
前記下型１０２は、略直方体状のブロック体からなりその内部に上下方向に沿って貫通する空間部が形成されたダイベース１０６と、前記ダイベース１０６の上面に複数のボルト１０８を介して固定されたプレート状の支持ダイ１１０と、周方向に沿って配置された複数のボルト１１２によって前記支持ダイ１１０の上面に固定され、その中心部に下方側に向かって徐々に縮径する内壁面１１４が形成された環状のホルダ１１６と、前記ホルダ１１６の上面に固定され後述する第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０の上限位置を規制する環状のカバー部材１２２とを含む。
【００２６】
さらに、前記下型１０２は、前記ダイベース１０６の空間部内に上下方向に沿って積層され前記支持ダイ１１０によって保持されたダイプレート１２４及びダイブロック１２６と、前記ダイブロック１２６の中心部に支柱１２８を介して固定され後述する第１セグメントダイ１１８の内径部１５０及び第２セグメントダイ１２０の内径部１５２とそれぞれ係合する第１案内溝１３２が形成された略円盤状のセグメントガイド１３４と、前記セグメントガイド１３４の下部側に配置されて該セグメントガイド１３４を支持する第１支持部材１３６ａ及び第２支持部材１３６ｂと、前記セグメントガイド１３４の外周側を囲繞する環状体からなり、前記ダイブロック１２６に形成された環状凹部１３８に沿って変位自在に設けられたダイ支持リング体（ダイ支持体）１４０とを有する。
【００２７】
さらにまた、前記下型１０２は、前記ダイブロック１２６の環状凹部１３８に連続し該ダイブロック１２６の周方向に沿って等角度離間して形成された複数（図４中では６個配置されている）の円形状孔部１４２と、前記複数の円形状孔部１４２内にそれぞれ収装されたコイルスプリングからなりそのばね力の作用下に前記ダイ支持リング体１４０をフローティング自在に支持する複数のばね部材１４４と、前記ダイ支持リング体１４０上に支持されると共に、前記ホルダ１１６の円形状の開口部内に平面視して放射状に分割配設された複数の第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０とを有する。
【００２８】
前記第１セグメントダイ１１８は、図５及び図６Ａ〜Ｃに示されるように、厚肉に形成された略Ｌ字状体からなり、周方向に沿って９０度の離間角度を持って４個配設され（図４参照）、上端内径部に欠歯を形成するための歯部１４６が所定長だけ半径内方向に突出して形成される。一方、第２セグメントダイ１２０は、図７に示されるように、薄肉に形成された略Ｌ字状体からなり、隣接する前記第１セグメントダイ１１８の間にそれぞれ４つずつ、合計１６個配設され被成形体のボス部の外周面に対してスプライン歯を成形するための歯部１４８が所定長だけ半径内方向に突出して形成される。
【００２９】
また、第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０には、それぞれ、前記歯部１４６、１４８から下方側に向かって連続する傾斜面からなり、セグメントガイド１３４の第１案内溝１３２と係合する内径部１５０、１５２が形成される。
【００３０】
さらに、前記第１セグメントダイ１１８には、前記歯部１４６と反対側で後述するガイドプレート１６０と接触する第１傾斜面１５６が設けられ、前記第１傾斜面１５６は鉛直面（Ｖ）に対して約７度傾斜するように設定されている。前記第２セグメントダイ１２０には、前記歯部１４８と反対側で後述するホルダ１１６の第２案内溝と接触する第２傾斜面１５８が設けられ、前記第２傾斜面１５８は鉛直面（Ｖ）に対して約１０度傾斜するように設定されている。
【００３１】
このように第１セグメントダイ１１８の外径部に形成された第１傾斜面１５６の傾斜角度（θ１）と第２セグメントダイ１２０の外径部に形成された第２傾斜面１５８の傾斜角度（θ２）がそれぞれ異なるように設定されることにより（θ１＜θ２）、前記第１セグメントダイ１１８の歯部１４６及び第２セグメントダイ１２０の歯部１４８が被成形体のボス部の外周面を略同時に押圧して、欠歯及びスプライン歯が略同時に成形される。
【００３２】
さらにまた、複数の第１セグメントダイ１１８とホルダ１１６との間には、前記第１セグメントダイ１１８の第１傾斜面１５６と摺接するガイド面１５９を有するガイドプレート１６０がそれぞれ設けられ、前記ガイドプレート１６０は、ボルト１６２によってホルダ１１６の内壁面１１４に対し交換可能に固定される。
【００３３】
ホルダ１１６の内壁には、第２セグメントダイ１２０の外径側に形成された第２傾斜面１５８が摺接することにより、前記第２セグメントダイ１２０を径方向に沿って案内する複数の第２案内溝１６３が形成されている。この第２案内溝１６３は、第２セグメントダイ１２０の配置に対応して周方向に沿って所定角度離間して配置され、被成形体を鍛造成形する際、前述したセグメントガイド１３４の第１案内溝１３２との共働作用下に前記第２セグメントダイ１２０の周方向への振れを防止して該第２セグメントダイ１２０の歯部１４８をホルダ１１６の中心に向かって精度良く変位させる機能を有する。
【００３４】
例えば、仮に、スプライン歯の両側の歯面形状が共にバックテーパ（逆テーパ）である場合には、両側の歯面形状が対称となるため、各セグメントダイに対してそれぞれ対称な力が負荷されるのに対し、一方の片側の歯面形状がストレートで他方の片側の歯面形状のみがバックテーパ（逆テーパ）からなるスプライン歯の歯形形状を形成する場合には、両側の歯面形状が非対称となるため、ストレート側のセグメントダイとバックテーパ側のセグメントダイとの間で非対称の力（ストレート側に対してバックテーパ側のセグメントダイへ負荷される力が大きい）が負荷されてセグメント倒れが発生するおそれがある。しかしながら、本実施の形態では、セグメントガイド１３４の第１案内溝１３２と第２セグメントダイ１２０を径方向に沿って案内する複数の第２案内溝１６３との共働作用下に、第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０の周方向への振れを防止して前記セグメント倒れの発生を好適に防止することができる。
【００３５】
上型１０４は、図示しないラムの駆動作用下に鉛直上下方向に沿って昇降自在に設けられた昇降部材１６４と、前記昇降部材１６４に固定されて該昇降部材１６４と一体的に変位すると共に、前記第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０の上面に当接し該第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０をそれぞれ下方側に向かって加圧する押圧部材１６６と、中心部に被成形体の上部に係合する凹部１６８が形成さればね部材１７０のばね力によって前記押圧部材１６６の内壁面の上下方向に沿って変位自在に設けられた上型本体部１７２とを備える。
【００３６】
前記上型本体部１７２には、円筒状に形成された押圧部材１６６の内壁面に係合する摺動部１７４が形成され、前記押圧部材１６６が第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０の上面に当接して下方側に向かって押圧する際、前記上型本体部１７２の先端部に形成された凹部１６８が被成形体に係合し、前記係合状態を保持しながら該上型本体部１７２がばね部材１７０のばね力に打ち勝って上方に変位する。
【００３７】
本実施の形態に係る歯車成形装置として機能する鍛造成形装置１００は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について以下詳細に説明する。
【００３８】
先ず、図１０Ａ〜Ｅに示されるような成形工程を経て成形された第５次成形体を被成形体とし、前記被成形体を型開き状態にある第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０の上端部に形成された受座に載置する。そこで、図示しない昇降手段を付勢して昇降部材１６４と一体的に上型本体部１７２及び押圧部材１６６を下降させ、前記押圧部材１６６の先端部により複数の第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０からなる全てのセグメントダイを略同時に下方側に向かって押圧する。
【００３９】
環状の押圧部材１６６によって複数の第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０からなる全セグメントダイが同時に下方側に向かって押圧されることにより、各第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０は、ガイドプレート１６０のガイド面１５９及びホルダ１１６の第２案内溝１６３によって外径面がガイドされると共に、セグメントガイド１３４の第１案内溝１３２によって内径面がガイドされた状態で径方向内側（ホルダ１１６の中心）に向かってそれぞれ変位する。
【００４０】
従って、被成形体のボス部の外周に形成されたチャンファー付きのスプライン歯に対し、第１セグメントダイ１１８の歯部１４６によって欠歯３７が鍛造成形されると共に、第２セグメントダイ１２０の歯部１４８によってバックテーパのスプライン歯３６が鍛造成形される（図１１参照）。
【００４１】
続いて、図示しないアクチュエータの駆動作用下に図示しないノックアウトピンを上昇させることにより、第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０が第１案内溝１３２及び第２案内溝１６３に沿って中心部から離間する方向に向かって変位し、上昇した第６次成形体３８を図示しない把持手段によって把持することにより、次工程に移送される。
【００４２】
この場合、本実施の形態では、ガイドプレート１６０のガイド面１５９に沿って摺動する第１セグメントダイ１１８の第１傾斜面１５６が鉛直面（Ｖ）に対して約７度傾斜するように設定されていると共に、ホルダ１１６の第２案内溝１６３に沿って摺動する第２セグメントダイ１２０の第２傾斜面１５８が鉛直面（Ｖ）に対して約１０度傾斜するように設定され、欠歯３７を成形する第１セグメントダイ１１８の第１傾斜角度（θ１）が第２セグメントダイ１２０の第２傾斜角度（θ２）よりも小さくなるように設定されている（θ１＜θ２）。
【００４３】
従って、本実施の形態では、第１セグメントダイ１１８の外径部に形成された第１傾斜面１５６と第２セグメントダイ１２０の外径部に形成された第２傾斜面１５８との傾斜角度（θ１、θ２）がそれぞれ異なるように設定されることにより、第１セグメントダイ１１８と第２セグメントダイ１２０との半径内方向への水平移動量が相違するように設定されている。なお、前記押圧部材１６６の加圧による前記第１セグメントダイ１１８及び第２セグメントダイ１２０の鉛直下方向への変位量は同一である。
【００４４】
この結果、本実施の形態では、第１セグメントダイ１１８の半径内方向への水平移動量が第２セグメントダイ１２０の半径内方向への水平移動量よりも小さく設定されていることにより、第２セグメントダイ１２０に対する第１セグメントダイ１１８の遅延動作を防止することができ、前記第１セグメントダイ１１８の歯部１４６及び第２セグメントダイ１２０の歯部１４８が被成形体のボス部の外周面を略同時に押圧して、欠歯３７及びスプライン歯３６を略同時に成形することができる。
【００４５】
このように、本実施の形態では、一方の片側歯面３２の形状がストレートで他方の片側歯面３４の形状がバックテーパ（逆テーパ）からなるスプライン歯３６の歯形形状を形成するために前記スプライン歯３６の両側歯面３２、３４を略同時に成形する必要があり、第２セグメントダイ１２０に対する第１セグメントダイ１１８の遅延動作を防止することができ、前記第１セグメントダイ１１８の歯部１４６及び第２セグメントダイ１２０の歯部１４８が第５次成形体３２のボス部２２の外周面を略同時に押圧して、欠歯３７及びスプライン歯３６を略同時に成形することができる。
【００４６】
これに対して、仮に、欠歯３７を成形する第１セグメントダイ１１８の第１傾斜面１５６とスプライン歯３６を成形する第２セグメントダイ１２０の第２傾斜面１５８とをそれぞれ同一の傾斜角度に設定した場合（θ１＝θ２）、第１セグメントダイ１１８と第２セグメントダイ１２０との半径内方向への水平移動量が同一となり、スプライン歯３６の一方の片側歯面３２を形成し且つ欠歯３７を形成する第１セグメントダイ１１８が、スプライン歯３６の他方の片側歯面３４を形成する第２セグメントダイ１２０に対して遅延して作動し、被成形体のボス部の外周面をタイムラグを有して押圧するために、一方の片側歯面３２がストレートからなり他方の片側歯面３４がバックテーパ（逆テーパ）からなる所望の歯形形状を有するスプライン歯３６を形成することができない。
【００４７】
なお、欠歯３７を形成する第１セグメントダイ１１８が、スプライン歯３６の他方の片側歯面３４を形成する第２セグメントダイ１２０に対して遅延動作する理由としては、図１２に示されるように、軸線と直交する第１セグメントダイ１１８のセグメント幅が第２セグメントダイ１２０のセグメント幅と比較して大きく設定されており、欠歯部分に隣接する図１２中の向かってスプライン歯３６の左側部分とスプライン歯３６の右側部分との間で第１セグメントダイ１１８の歯部１４６と第２セグメントダイ１２０の歯部１４８とによる加圧力がそれぞれ異なり（第２セグメントダイ１２０の加圧力が第１セグメントダイ１１８の加圧力よりも大きい）、セグメント幅が大きい第１セグメントダイ１１８が第２セグメントダイ１２０に対して遅延して作動するからである。
【００４８】
換言すると、図１２において、歯車の中心を通る第１セグメントダイ１１８の軸線と、前記軸線と直交する線の交点と、スプライン歯３６の右側部分に係合する第１セグメントダイ１１８の歯部１４６とを結ぶ第１の直角三角形を想定し、一方、歯車の中心を通る第２セグメントダイ１２０の軸線と、前記軸線と直交する線の交点と、スプライン歯３６の左側部分に係合する第２セグメントダイ１２０の歯部１４８とを結ぶ第２の直角三角形を想定する。この場合、第１の直角三角形の斜辺Ｓ１の長さは、第２の直角三角形の斜辺Ｓ２の長さよりも大きく設定され（Ｓ１＞Ｓ２）、第１セグメントダイ１１８の歯部１４６と第２セグメントダイ１２０の歯部１４８とによる加圧力がそれぞれ異なるため、セグメント幅が大きい第１セグメントダイ１１８が第２セグメントダイ１２０に対して遅延して作動するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係る歯車成形装置として機能する鍛造成形装置の縦断面構造図である。
【図２】図１に示す状態から上型が下降して第１セグメントダイ及び第２セグメントダイが加圧され、前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイが半径内方向に向かってそれぞれ水平移動した状態を示す縦断面図である。
【図３】図１に示す鍛造成形装置を構成する下型の斜視図である。
【図４】図３に示す下型からカバー部材を取り除いた下型の平面図である。
【図５】図１に示す鍛造成形装置を構成する第１セグメントダイの斜視図である。
【図６】図６Ａは、前記第１セグメントダイの平面図、図６Ｂは、前記第１セグメントダイの側面図、図６Ｃは、前記第１セグメントダイの正面図である。
【図７】図１に示す鍛造成形装置を構成する第２セグメントダイの斜視図である。
【図８】図８Ａは、前記第２セグメントダイの平面図、図８Ｂは、前記第２セグメントダイの側面図、図８Ｃは、前記第２セグメントダイの正面図である。
【図９】図１に示す鍛造成形装置を構成するホルダに設けられた第２案内溝を示す一部切欠斜視図である。
【図１０】図１０Ａ〜１０Ｆは、それぞれ、ミッションギアの成形工程を示す説明図である。
【図１１】図１に示す鍛造成形装置によって鍛造成形された成形体であって、前記成形体のボス部の外周面に欠歯とスプライン歯とが形成された状態を示す斜視図である。
【図１２】欠歯を形成する第１セグメントダイが、スプライン歯の他方の片側歯面を形成する第２セグメントダイに対して遅延動作するための説明に供される図である。
【符号の説明】
【００５０】
２２…ボス部 ３２、３４…歯面
３６…スプライン歯 ３７…欠歯
３８…成形体 ４０…環状凸部
１００…鍛造成形装置 １０２…下型
１０４…上型 １１６…ホルダ
１１８…第１セグメントダイ １２０…第２セグメントダイ
１３２…第１案内溝 １３４…セグメントガイド
１４０…ダイ支持リング体 １４４、１７０…ばね部材
１４６、１４８…歯部 １５０、１５２…内径部
１５６…第１傾斜面 １５８…第２傾斜面
１５９…ガイド面 １６０…ガイドプレート
１６３…第２案内溝 １６６…押圧部材
１６８…凹部 １７２…上型本体部
１７４…摺動部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車歯部とボス部とを有し、前記ボス部に逆テーパ状の複数のスプライン歯が形成された歯車の成形装置であって、
下型に設けられた環状のホルダと、
前記ホルダの円形状の開口部内に平面視して放射状に分割配設され、型開きしたときに被成形体が載置される受座が形成されると共に、前記ホルダの半径方向に沿って変位自在に設けられた複数の第１セグメントダイ及び第２セグメントダイと、
付勢手段を介して前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイをフローティング自在に支持するダイ支持体と、
昇降自在な上型に設けられ、前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイを下方側に向かって加圧する押圧部材と、
前記押圧部材の内壁面に沿って変位自在に設けられ、被成形体の上部に係合する凹部が形成された上型本体部と、
を備え、
前記第１セグメントダイの上端内径部には、被成形体の外周面に対して欠歯を形成する歯部が膨出形成され、前記第２セグメントダイの上端内径部には、被成形体の外周面に対してスプライン歯を形成するための歯部が膨出形成され、
前記歯部と反対側の前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイの外径部には、それぞれ、鉛直面に対して所定角度傾斜する第１傾斜面及び第２傾斜面が形成され、前記第１セグメントダイの第１傾斜面の傾斜角度は、前記第２セグメントダイの第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定されることを特徴とする歯車成形装置。
【請求項２】
歯車歯部とボス部とを有し、前記ボス部に逆テーパ状の複数のスプライン歯が形成された歯車の成形方法であって、
ホルダの円形状の開口部内に平面視して放射状に分割配設された複数の第１セグメントダイ及び第２セグメントダイの受座に対して被成形体を載置する工程と、
上型に設けられた上型本体部によって被成形体を保持すると共に、前記上型本体部に外嵌された押圧部材によって前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイを加圧する工程と、
前記加圧されることにより、前記第１セグメントダイの外径部に形成された第１傾斜面及び前記第２セグメントダイの外径部に形成された第２傾斜面がホルダの内壁に沿って摺動することにより前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイが半径内方向に水平移動する工程と、
前記水平移動する第１セグメントダイ及び第２セグメントダイの歯部によって被成形体の外周面が押圧されて、欠歯及びスプライン歯がそれぞれ成形される工程と、
前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイがそれぞれ被成形体から離間する半径外方向に変位して被成形体が取り出される工程と、
を有し、
前記第１セグメントダイの第１傾斜面の傾斜角度は、前記第２セグメントダイの第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定され、欠歯を形成する第１セグメントダイの水平移動量がスプライン歯を形成する第２セグメントダイの水平移動量よりも小さく設定されることを特徴とする歯車成形方法。
【請求項１】
歯車歯部とボス部とを有し、前記ボス部に逆テーパ状の複数のスプライン歯が形成された歯車の成形装置であって、
下型に設けられた環状のホルダと、
前記ホルダの円形状の開口部内に平面視して放射状に分割配設され、型開きしたときに被成形体が載置される受座が形成されると共に、前記ホルダの半径方向に沿って変位自在に設けられた複数の第１セグメントダイ及び第２セグメントダイと、
付勢手段を介して前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイをフローティング自在に支持するダイ支持体と、
昇降自在な上型に設けられ、前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイを下方側に向かって加圧する押圧部材と、
前記押圧部材の内壁面に沿って変位自在に設けられ、被成形体の上部に係合する凹部が形成された上型本体部と、
を備え、
前記第１セグメントダイの上端内径部には、被成形体の外周面に対して欠歯を形成する歯部が膨出形成され、前記第２セグメントダイの上端内径部には、被成形体の外周面に対してスプライン歯を形成するための歯部が膨出形成され、
前記歯部と反対側の前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイの外径部には、それぞれ、鉛直面に対して所定角度傾斜する第１傾斜面及び第２傾斜面が形成され、前記第１セグメントダイの第１傾斜面の傾斜角度は、前記第２セグメントダイの第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定されることを特徴とする歯車成形装置。
【請求項２】
歯車歯部とボス部とを有し、前記ボス部に逆テーパ状の複数のスプライン歯が形成された歯車の成形方法であって、
ホルダの円形状の開口部内に平面視して放射状に分割配設された複数の第１セグメントダイ及び第２セグメントダイの受座に対して被成形体を載置する工程と、
上型に設けられた上型本体部によって被成形体を保持すると共に、前記上型本体部に外嵌された押圧部材によって前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイを加圧する工程と、
前記加圧されることにより、前記第１セグメントダイの外径部に形成された第１傾斜面及び前記第２セグメントダイの外径部に形成された第２傾斜面がホルダの内壁に沿って摺動することにより前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイが半径内方向に水平移動する工程と、
前記水平移動する第１セグメントダイ及び第２セグメントダイの歯部によって被成形体の外周面が押圧されて、欠歯及びスプライン歯がそれぞれ成形される工程と、
前記第１セグメントダイ及び第２セグメントダイがそれぞれ被成形体から離間する半径外方向に変位して被成形体が取り出される工程と、
を有し、
前記第１セグメントダイの第１傾斜面の傾斜角度は、前記第２セグメントダイの第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定され、欠歯を形成する第１セグメントダイの水平移動量がスプライン歯を形成する第２セグメントダイの水平移動量よりも小さく設定されることを特徴とする歯車成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−１９４７０３（Ｐ２００８−１９４７０３Ａ）
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９５４９（Ｐ２００７−２９５４９）
【出願日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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