特許 6641694 内歯ヘリカルギア製造用金型、内歯ヘリカルギアの製造方法、及び、内歯ヘリカルギア製造用ギアブランク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6641694

(24)【登録日】2020年1月8日

(45)【発行日】2020年2月5日

(54)【発明の名称】内歯ヘリカルギア製造用金型、内歯ヘリカルギアの製造方法、及び、内歯ヘリカルギア製造用ギアブランク

(51)【国際特許分類】

   B21K 1/30 20060101AFI20200127BHJP

   B21J 13/02 20060101ALI20200127BHJP

   B21J 5/12 20060101ALI20200127BHJP

   B21J 5/06 20060101ALI20200127BHJP

【ＦＩ】

   B21K1/30 D

   B21J13/02 B

   B21J5/12 Z

   B21J5/06 Z

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-9447(P2015-9447)

(22)【出願日】2015年1月21日

(65)【公開番号】特開2016-132023(P2016-132023A)

(43)【公開日】2016年7月25日

【審査請求日】2017年11月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003713

【氏名又は名称】大同特殊鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110227

【弁理士】

【氏名又は名称】畠山 文夫

(72)【発明者】

【氏名】西浦 徹

(72)【発明者】

【氏名】藤原 正尚

【審査官】 金丸 治之

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−０９４８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１２１７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１２７９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０３００４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｋ １／３０

Ｂ２１Ｊ ５／０６

Ｂ２１Ｊ ５／１２

Ｂ２１Ｊ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リング状のギアブランクを筒状部材に絞り加工するためのダイス及び第１パンチと、
前記ダイス及び前記第１パンチを用いて前記絞り加工する際に、前記ギアブランクの加圧領域（前記ギアブランクの表面の内、前記第１パンチの端面と接触する領域）の全部又は一部に背圧をかけるための第２パンチであって、前記第１パンチ及び前記第２パンチにより前記ギアブランクの前記加圧領域の全部又は一部を挟んだ状態で前記ギアブランクのプレスを行うものと
を備え、
前記第１パンチの外周面には、前記絞り加工と同時に、前記筒状部材の内周面に螺旋状の内歯を転写するための凹凸が形成されている
内歯ヘリカルギア製造用金型。

【請求項2】

前記ダイスは、前記ギアブランクの押圧方向に向かって、逆テーパー部、ストレート部、及び逃がし部がこの順で設けられ、
前記逆テーパー部の大径側の内径は、前記ギアブランクの外径以上であり、
前記逃がし部の内径は、前記ストレート部の内径より大きい
請求項１に記載の内歯ヘリカルギア製造用金型。

【請求項3】

前記逆テーパー部の側面の平均角度は、５°以上４５°以下であり、
前記ストレート部の高さは、前記逆テーパー部の高さの５％以上１００％以下である
請求項２に記載の内歯ヘリカルギア製造用金型。

【請求項4】

前記筒状部材の内周面に前記内歯が転写された後、前記筒状部材の外周面のサイジングを行うためのサイジングリングをさらに備えた請求項１から３までのいずれか１項に記載の内歯ヘリカルギア製造用金型。

【請求項5】

請求項１から４までのいずれか１項に記載の内歯ヘリカルギア製造用金型を用いて、リング状のギアブランクを筒状部材に絞り加工すると同時に、前記筒状部材の内周面に螺旋状の内歯を形成するプレス工程を備えた内歯ヘリカルギアの製造方法。

【請求項6】

請求項５に記載の方法に用いられ、
リングの上下面の内、一方の面には、逆テーパ面が形成され、
他方の面の内周端には、凹部が形成されている
内歯ヘリカルギア製造用ギアブランク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内歯ヘリカルギア製造用金型、内歯ヘリカルギアの製造方法、及び、内歯ヘリカルギア製造用ギアブランクに関し、さらに詳しくは、絞り加工により内歯ヘリカルギアを製造するための内歯ヘリカルギア製造用金型、この金型を用いた内歯ヘリカルギアの製造方法、及び、この方法に適した内歯ヘリカルギア製造用ギアブランクに関する。

【背景技術】

【0002】

「ヘリカルギア（はすば歯車）」とは、回転軸に対して歯が螺旋状に傾斜している歯車をいう。「ねじれ角」とは、ヘリカルギアの回転軸と歯すじの接線とのなす角をいう。ヘリカルギアの内、円筒の内周面に歯が形成されているものを「内歯ヘリカルギア」という。
内歯ヘリカルギアは、切削加工により製造することもできるが、材料歩留まりを向上させるためには、前方押出法や肉寄せ製法などの鍛造法により製造するのが好ましい。そのため、鍛造法を用いた内歯ヘリカルギアの製造方法に関し、従来から種々の提案がなされている。

【0003】

例えば、特許文献１には、金型素材に対し、はす歯歯車の歯形を形成するための溝（雌はす歯）をギアシェーパーにより形成する歯出し鍛造用金型の製造方法が開示されている。
同文献には、切削加工で歯出し鍛造用金型の溝（雌はす歯）を形成すると、放電加工を用いた場合に比べて、金型を安価に、かつ、短時間で作製することができる点が記載されている。

【0004】

特許文献２には、円筒形の素材の内部にマンドレルをを挿入し、素材を金型の小径部から押し出すと同時に素材をマンドレルの径方向に圧縮する肉寄せにより、素材の内周面に螺旋状の内歯を形成する内歯ヘリカルギアの製造方法が開示されている。
同文献には、このような方法により、ストレート部の形状が異なる内歯ヘリカルギアであっても、低コストかつ高い材料歩留まりで製造することができる点が記載されている。

【0005】

特許文献３は、すえ込み加工によって素材の内周にヘリカルスプラインを形成し、引き続き押し出し成型により素材の外周に平歯車を形成する方法が開示されている。
同文献には、このような方法により、ヘリカルスプラインの成形から平歯車の成形まで連続した工程（同一工程）で行うことができる点が記載されている。

【0006】

さらに、特許文献４には、押し出し成型により歯厚が等しいヘリカル歯を有する一次ヘリカルギアを作製し、次いで、内歯の側面が反クラウン形状に形成された仕上げ金型に一次ヘリカルギアをはめ込み、仕上げ金型を径方向に圧縮して弾性変形させ、ヘリカル歯をクラウンヘリカル歯に塑性加工する方法が開示されている。

【0007】

内歯ヘリカルギアの成形方法として、
（ａ）切削加工による方法、
（ｂ）押し出し、転造、アイヨニング（しごき）などによる歯出し加工による方法
などがある。
これらの内、切削加工は、切り屑が発生するため、歩留まりが悪い。また、はす歯のねじれ角を大きくすることができない。

【0008】

転造は、ギアにかかる負荷が大きい。そのため、型が変形し、成型が困難となる場合が多い。
冷間の前方押し出しは、歯型に対して素材をねじ込んでいくため、歯面の圧力バランスの調整が困難である。そのため、はす歯のねじれ角に加工限界があり、概ね、ねじれ角が２０°以上のギアは成形できない。
アイヨニング工法は、素材と型を同時に動かしながら素材を絞り込み、型に押し当てて成形するため、負荷が少なく、高ねじれ角でも成形できる。しかし、押し出し加工と比べて歩留まりが悪い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１４−１００７２５号公報

【特許文献2】特開２０１３−０１８０４２号公報

【特許文献3】特開平１０−２１１５３９号公報

【特許文献4】特開２００７−２０３３７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明が解決しようとする課題は、高ねじれ角の内歯ヘリカルギアであっても製造可能な内歯ヘリカルギア製造用金型を提供することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、内歯ヘリカルギアを高い材料歩留まりで製造可能な内歯ヘリカルギア製造用金型を提供することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、内歯の形成と同時に、外周面のサイジングも可能な内歯ヘリカルギア製造用金型を提供することにある。
さらに、本発明が解決しようとする課題は、このような金型を用いた内歯ヘリカルギアの製造方法、及び、このような方法に適した内歯ヘリカルギア製造用ギアブランクを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために本発明に係る内歯ヘリカルギア製造用金型は、
板状又はリング状のギアブランクを筒状部材に絞り加工するためのダイス及び第１パンチを備え、
前記第１パンチの外周面には、前記絞り加工と同時に、前記筒状部材の内周面に螺旋状の内歯を転写するための凹凸が形成されている
ことを要旨とする。
前記内歯ヘリカルギア製造用金型は、
（ａ）前記ダイス及び前記第１パンチを用いて前記絞り加工する際に、前記ギアブランクの加圧領域の全部又は一部に背圧をかけるための第２パンチ、及び／又は、
（ｂ）前記筒状部材の内周面に前記内歯が転写された後、前記筒状部材の外周面のサイジングを行うためのサイジングリング
をさらに備えていてもよい。

【0012】

本発明に係る内歯ヘリカルギアの製造方法は、本発明に係る内歯ヘリカルギア製造用金型を用いて、板状又はリング状のギアブランクを筒状部材に絞り加工すると同時に、前記筒状部材の内周面に螺旋状の内歯を形成するプレス工程を備えている。

【0013】

さらに、本発明に係る内歯ヘリカルギア製造用ギアブランクは、
本発明に係る方法に用いられ、
リング状の形状を有し、
リングの上下面の内、一方の面には、逆テーパ面が形成され、
他方の面の内周端には、凹部が形成されている
ことを要旨とする。

【発明の効果】

【0014】

ダイスと、外周面に凹凸を形成した第１パンチとを用いて板状又はリング状のギアブランクを絞り加工すると、ギアブランクが筒状部材に塑性変形すると同時に、筒状部材の内周面に歯型が転写される。
板状又はリング状のギアブランクを用いた絞り加工は、従来の転造法や押し出し法に比べて変形抵抗が小さい。また、筒状部材が第１パンチの径方向に押し付けられることによって、筒状部材の内周面に歯型が転写されるため、高ねじれ角のはす歯であっても容易に形成することができる。さらに、ギアブランクの形状を最適化すると、材料歩留まりも向上する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】内歯ヘリカルギア製造用金型の断面模式図である。

【図2】内歯ヘリカルギア製造用ギアブランクの平面図（上図）、及び、そのＡ−Ａ’線断面図（下図）である。

【図3】図１に示す金型を用いた内歯ヘリカルギアの製造方法の工程図である。

【図4】図１に示す金型を用いた内歯ヘリカルギアの製造方法の工程図であって、ギアブランク周辺を拡大した部分断面図である。

【図5】内歯ヘリカルギアの成形過程の外観写真である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
［１． 内歯ヘリカルギア製造用金型］
本発明に係る内歯ヘリカルギア製造用金型は、板状又はリング状のギアブランクを筒状部材に絞り加工するためのダイス及び第１パンチを備えている。また、前記第１パンチの外周面には、前記絞り加工と同時に、前記筒状部材の内周面に螺旋状の内歯を転写するための凹凸が形成されている。
前記内歯ヘリカルギア製造用金型は、
（ａ）前記ダイス及び前記第１パンチを用いて前記絞り加工する際に、前記ギアブランクの加圧領域の全部又は一部に背圧をかけるための第２パンチ、及び／又は、
（ｂ）前記筒状部材の内周面に前記内歯が転写された後、前記筒状部材の外周面のサイジングを行うためのサイジングリング
をさらに備えていてもよい。

【0017】

［１．１． ダイス］
本発明において、内歯ヘリカルギアは、板状又はリング状のギアブランクの外周部分をダイスと第１パンチとで内側に曲げ起こし、さらに、起き上がった側壁部分を所定の厚さにしごくことにより製造される。すなわち、一種の「絞り加工（あるいは、絞り・しごき加工）」により、板状又はリング状のギアブランクから筒状部材（内歯ヘリカルギアの粗形材）を製造する。この点が、従来とは異なる。

【0018】

ダイスのキャビティの形状は、このような絞り加工が可能な限りにおいて、特に限定されない。
ギアブランクの絞り加工を円滑に行うためには、ダイスは、ギアブランクの押圧方向に向かって、逆テーパー部、ストレート部、及び逃がし部がこの順で設けられているものが好ましい。このような構造を備えたダイスは、逆テーパー部からストレート部に向かって内径が連続的に減少している。そのため、板状又はリング状のギアブランクを筒状部材に塑性変形させる際の変形抵抗が小さくなる。

【0019】

［１．１．１． 逆テーパー部］
ギアブランクは、逆テーパー部の大径側から挿入され、ストレート部に向かって第１パンチで押圧される。そのため、逆テーパー部の形状（すなわち、大径部の内径、小径部の内径、側面の角度、逆テーパー部の高さなど）は、加工効率、ダイスの寿命、ダイスのコストなどに影響を与える。

【0020】

「大径部の内径」とは、逆テーパー部の大径端近傍と小径端近傍に内接する円錐の大径端側の内径をいう。変形抵抗を小さくするためには、大径部の内径は、ギアブランクを挿入可能な大きさ、すなわち、ギアブランクの外径以上が好ましい。
「小径部の内径」とは、逆テーパー部の大径端近傍と小径端近傍に内接する円錐と、ストレート部に内接する円筒とが交わる円の直径をいう。変形抵抗を小さくするためには、逆テーパー部とストレート部の境界線近傍に適度な面取りを施し、軸方向（ｚ方向）の内径（Ｒ）の変化率（ｄＲ／ｄｚ）を連続的に変化させるのが好ましい。

【0021】

「側面の角度」とは、逆テーパー部の軸方向断面において、側面のある点において引いた接線と、逆テーパー部の中心軸に対して平行な線とのなす角をいう。逆テーパー部は、側面の角度が一定であるもの（線形テーパー）でも良く、あるいは、側面の角度が軸方向の距離に応じて変化するもの（例えば、指数関数テーパー、放物線テーパーなど）でも良い。

【0022】

「側面の平均角度」とは、逆テーパー部の大径端近傍と小径端近傍に内接する円錐の側面の角度（頂角の１／２）をいう。
逆テーパー部の側面の平均角度は、ダイスのコストや変形抵抗に影響を与える。一般に、平均角度が小さくなりすぎると、大径部の内径をギアブランクの外径以上とするために必要なダイスの高さが過度に大きくなる。従って、側面の平均角度は、５°以上が好ましい。平均角度は、さらに好ましくは、１０°以上である。
一方、平均角度が大きくなりすぎると、絞り加工時の成形荷重が過度に大きくなる。従って、側面の平均角度は、４５°以下が好ましい。平均角度は、さらに好ましくは、３０°以下である。

【0023】

「逆テーパー部の高さ」とは、逆テーパー部の大径端近傍と小径端近傍に内接する円錐の底面から、ストレート部に内接する円筒の逆テーパー部側の端面までの長さをいう。逆テーパー部の高さは、大径部の内径、小径部の内径、及び側面の平均角度で決まる。

【0024】

［１．１．２． ストレート部］
ストレート部は、外径がほぼ一定である筒状部材を形成するための機能を備えた部分である。このような機能を備えている限りにおいて、ストレート部の形状は、特に限定されるものではなく、必ずしも内径が一定である円筒形である必要はない。
「ストレート部の内径」とは、ストレート部に内接する円筒の内径をいう。ストレート部は、逆テーパー部との境界線近傍、及び／又は、逃がし部との境界線近傍において、適度な面取りが施されていても良い。また、筒状部材を形成可能な限りにおいて、ストレート部の表面は、曲面状であっても良い。

【0025】

「ストレート部の高さ」とは、逆テーパー部、ストレート部、及び逃がし部の形状を、それぞれ、逆テーパー部に内接する逆テーパ状の円錐、ストレート部に内接する円筒、及び逃がし部に内接するテーパ状の円錐で近似した時の、円筒部分の高さをいう。
ストレート部の高さは、ダイスの寿命や変形抵抗に影響を与える。ストレート部の高さが低すぎると、ダイスの寿命が低下する。従って、ストレート部の高さは、逆テーパー部の高さの５％以上が好ましい。ストレート部の高さは、さらに好ましくは、逆テーパー部の高さの１０％以上である。
一方、ストレート部の高さが大きくなりすぎると、摩擦抵抗が増大する。従って、ストレート部の高さは、逆テーパー部の高さの１００％以下が好ましい。ストレート部の高さは、さらに好ましくは、逆テーパー部の高さの５０％以下である。

【0026】

［１．１．３． 逃がし部］
逃がし部は、ストレート部を通過した後の円筒状部材とダイスとの摩擦力を軽減するための部分である。逃がし部は、内径がストレート部の内径より大きくなっていれば良く、その形状や高さは特に限定されない。例えば、逃がし部は、ストレート部の内径より大きい内径を有する円筒状であっても良く、あるいは、テーパー状の円錐であっても良い。
「逃がし部の内径」とは、逃がし部の最も大きい部分の内径をいう。

【0027】

［１．２． 第１パンチ］
第１パンチの外周面には、絞り加工と同時に、筒状部材の内周面に螺旋状の内歯を転写するための凹凸（雌はす歯）が形成されている。本発明において、歯すじのねじれ角やピッチは、特に限定されるものではなく、目的に応じて任意に選択することができる。本発明において、ギアブランクが筒状部材に絞り加工される際に、筒状部材が第１パンチに押し付けられることによって、筒状部材の内周に内歯が転写される。そのため、高ねじれ角のはす歯であっても容易に形成することができる。

【0028】

第１パンチの外径は、ストレート部の内径より小さくなっている。筒状部材の肉厚は、第１パンチの外径とストレート部の内径の差で決まる。従って、第１パンチの外径は、目的とする肉厚を有する筒状部材が得られるように、最適な外径を選択する。

【0029】

［１．３． 第２パンチ］
第２パンチは、その先端面にギアブランクを載置するためのものであると同時に、ダイス及び第１パンチを用いて絞り加工する際に、ギアブランクの加圧領域の全部又は一部に背圧をかけるためのものでもある。「ギアブランクの加圧領域」とは、ギアブランクの表面の内、第１パンチと接触する領域をいう。

【0030】

ギアブランクを中空のリング状にすると、材料歩留まりが向上する。しかしながら、ギアブランクが中空のリング状である場合において、ダイスと第１パンチのみを用いてプレスすると、第１パンチがギアブランクの中空部分を突き抜け、ダイスと第１パンチとの隙間にギアブランクを押し込むことができなくなる場合がある。
このような場合には、第２パンチを用いてギアブランクの加圧領域に背圧をかけながらプレスを行うのが好ましい。

【0031】

第２パンチを備えた金型の場合、第１パンチ及び第２パンチによりギアブランクの加圧領域の全部又は一部を挟んだ状態で、ギアブランクのプレスを行う。プレス中にギアブランクを確実に挟持することができる限りにおいて、第２パンチの外径や端面形状は特に限定されない。
例えば、第２パンチの外径は、第１パンチの外径と同一であっても良く、あるいは、第１パンチの外径より小さくても良い。
また、第２パンチの端面は、平面であっても良く、あるいは、外周部にリング状の突起が形成されている凹面であっても良い。

【0032】

［１．４． サイジングリング］
本発明に係る内歯ヘリカルギア製造用金型は、筒状部材の内周面に内歯が転写された後、筒状部材の外周面のサイジングを行うためのサイジングリングをさらに備えていても良い。サイジングリングは、具体的には、第１パンチの押圧方向の下流側であって、ダイスの逃げ部に隣接して設けるのが好ましい。
サイジングリングを備えた金型を用いてギアブランクの加工を行うと、ダイスを通過した筒状部材がサイジングリングに到達し、筒状部材の外周面が矯正される。そのため、１回のプレスで高精度なリング形状に成形することができる。

【0033】

［１．５． ギアブランク］
ギアブランクは、製造されるギアの高さより厚さが薄い板状又はリング状であって、筒状部材に成形可能なものあれば良い。
ギアブランクのその他の部分の形状については、特に限定されない。例えば、ギアブランクは、中実の板状であっても良く、中空のリング状であっても良い。材料歩留まりを向上させるためには、ギアブランクは、中空のリング状であるものが好ましい。

【0034】

［２． 内歯ヘリカルギア製造用金型の具体例］
図１に、本発明の一実施の形態に係る内歯ヘリカルギア製造用金型の断面模式図を示す。図１において、内歯ヘリカルギア製造用金型１０は、ダイス１２と、第１パンチ１４と、第２パンチ１６と、サイジングリング１８とを備えている。

【0035】

ダイス１２は、第１パンチ１２の押圧方向に向かって、円筒状の開口部１２ａ、逆テーパー部１２ｂ、ストレート部１２ｃ、及び逃がし部１２ｄがこの順で設けられている。図１に示す例において、逆テーパー部１２ｂの大径部の内径（すなわち、開口部１２ａの内径）は、ギアブランク３０の外径以上になっている。また、逆テーパー部１２ｂは、側面の角度が一定である線形テーパーになっている。
ストレート部１２ｃは、ほぼ円筒形を呈しており、逆テーパー部１２ｂとの境界線近傍は面取りが施されている。さらに、ストレート部１２ｃの下方には、ストレート部１２ｃの内径より大きい内径を有する円筒状の逃がし部１２ｄが形成されている。
さらに、逃がし部１２ｄの下方には、ストレート部１２ｃ及び逃がし部１２ｄを通過した筒状部材の外周面を矯正するためのサイジングリング１８が設けられている。

【0036】

第１パンチ１４は、先端面が平面である円柱状を呈している。第１パンチ１４の外周面には、絞り加工と同時に、筒状部材の内周面に螺旋状の内歯を転写するための凹凸１４ａが形成されている。なお、図１においては、凹凸１４ａが簡略化して表示されている。
図１に示す例において、第２パンチ１６は、第１パンチ１４と同等の外径を有している。第２パンチ１６の先端面の外周には、ギアブランク３０を第１下パンチ１４の下面に押圧するためのリング状の突起１６ａが設けられている。第２パンチ１６の下面には、第２パンチ１６に背圧を付与するためのロッド２０が接続されている。

【0037】

［３． 内歯ヘリカルギア製造用ギアブランクの具体例］
図２に、本発明の一実施の形態に係る内歯ヘリカルギア製造用ギアブランクの平面図（上図）、及び、そのＡ−Ａ’線断面図（下図）を示す。図２において、ギアブランク３０は、中空のリング状の形状を有している。ギアブランク３０の上下面の内、一方の面には、すり鉢状の逆テーパ面３０ａが形成されている。また、ギアブランク３０の他方の面の内周端には、凹部３０ｂが形成されている。

【0038】

ギアブランク３０の幅（Ｗ）及び厚さ（ｔ₁）は、製造しようとする内歯ヘリカルギアの高さに応じて最適な値を選択する。
ここで、「ギアブランク３０の幅（Ｗ）」とは、ギアブランク３０の外周面の半径（Ｒ₁）とギアブランクの内周面の半径（Ｒ₂）との差（ΔＲ＝Ｒ₁−Ｒ₂）をいう。
「ギアブランク３０の厚さ（ｔ₁）」とは、ギアブランク３０の最も厚い部分の厚さをいう。

【0039】

逆テーパー面３０ａは、ギアブランク３０の上面側、すなわち第１パンチ１４に接触する側に設けられる。ギアブランク３０ａの上面は、平面であっても良い。しかし、ギアブランク３０の上面を逆テーパー面３０ａとすると、ギアブランク３０を絞り加工する際の変形抵抗を小さくすることができる。

【0040】

凹部３０ｂは、ギアブランク３０の下面側、すなわち、第２パンチ１６と接触する側に設けられる。凹部３０ｂは、第２パンチ１６のリング状の突起１６ａを挿入するためのものであり、凹部３０ｂの内径は、突起１６ａの外径とほぼ同等になっている。
凹部３０ｂの厚さ（ｔ₂）は、プレス中にギアブランク３０を確実に挟持できる厚さであれば良い。
ここで、「凹部３０ｂの厚さ（ｔ₂）」とは、凹部３０ｂの最も薄い部分の厚さをいう。

【0041】

［４． 内歯ヘリカルギアの製造方法］
図３に、図１に示す金型を用いた内歯ヘリカルギアの製造方法の工程図を示す。まず、図３（ａ）に示すように、第１パンチ１４と第２パンチ１６でギアブランク３０の内周端近傍を挟む。
次に、ロッド２０を介して第２パンチ１６に適度な背圧を付与した状態で、第１パンチ１４を下降させる。その結果、図３（ｂ）に示すように、ギアブランク３０の外周部分がダイス１２の逆テーパー部１２ｂにより内側に曲げ起こされ、次第に筒状部材３０’に絞り加工される。
第１パンチ１４をさらに下降させると、筒状部材３０’がストレート部１２ｃを通過し、筒状部材３０’の内周面に歯型が転写される。第１パンチ１４をさらに下降させると、図３（ｃ）に示すように、筒状部材３０’がサイジングリング１８を通過し、筒状部材３０’の外周面が矯正される。

【0042】

図４に、図１に示す金型を用いた内歯ヘリカルギアの製造方法の工程図であって、ギアブランク周辺を拡大した部分断面図を示す。
図４（ａ）に示すように、ギアブランク３０の凹部３０ｂに第２パンチ１６の突起１６ａを挿入する。この状態で、第１パンチ１４を下降させ、第１パンチ１４及び第２パンチ１６でギアブランク３０の内周端近傍を挟む。

【0043】

次に、第２パンチ１６に適度な背圧を付与した状態で、第１パンチ１４を下降させると、図４（ｂ）に示すように、ギアブランク３０の外周部分がダイス１２の逆テーパー部１２ｂにより内側に曲げ起こされる。その結果、リング状のギアブランク３０が次第に筒状部材３０’に絞り加工される。また、これと同時に、筒状部材３０’の内周面が第１パンチ１４の外周面に押し付けられる。

【0044】

第１パンチ１４をさらに下降させると、図４（ｃ）に示すように、ストレート部１２ｃと第１パンチ１４との隙間で筒状部材３０’の側壁部分のしごき成形が行われる。これと同時に、筒状部材３０’の下から上に向かって、筒状部材３０’の内周面に内歯が転写される。
筒状部材３０’がストレート部１２ｃを完全に通過した時には、図４（ｄ）に示すように、所定の厚さ及び高さを有し、かつ、内周面に内歯が転写された筒状部材３０’（内歯ヘリカルギアの粗形材）が得られる。
さらに、筒状部材３０’を金型１０から取り出した後、筒状部材３０’から余肉を切り落とし、仕上げ加工を施すと、内歯ヘリカルギアが得られる。

【0045】

［５． 作用］
ダイスと、外周面に凹凸を形成した第１パンチとを用いて板状又はリング状のギアブランクを絞り加工すると、ギアブランクが筒状部材に塑性変形すると同時に、筒状部材の内周面に歯型が転写される。
板状又はリング状のギアブランクを用いた絞り加工は、従来の転造法や押し出し法に比べて変形抵抗が小さい。また、筒状部材が第１パンチの径方向に押し付けられることによって、筒状部材の内周面に歯型が転写されるため、高ねじれ角のはす歯であっても容易に形成することができる。さらに、ギアブランクの形状を最適化すると、材料歩留まりも向上する。

【実施例】

【0046】

図１に示す金型１０を用いて、内歯ヘリカルギアの製造を行った。図５に、内歯ヘリカルギアの成形過程の外観写真を示す。図５より、成形率の増大に伴い、リング状のギアブランクが筒状部材に次第に変形していることがわかる。中空のリング状のギアブランク３０を用いた場合、約６０％以上の材料歩留まりを確保することができた。

【0047】

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明に係る内歯ヘリカルギア製造用マンドレル、内歯ヘリカルギア製造装置、及び、内歯ヘリカルギアの製造方法は、各種機械に用いられる内歯ヘリカルギアの製造に用いることができる。

【符号の説明】

【0049】

１０ 内歯ヘリカルギア製造用金型
１２ ダイス
１４ 第１パンチ
１６ 第２パンチ
１８ サイジングリング
３０ ギアブランク
３０’ 筒状部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】