JP2000015374A

JP2000015374A - スターター用リング類のプレス生産方法

Info

Publication number: JP2000015374A
Application number: JP10225094A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Azumaguchi; 良樹東口
Original assignee: AKEGAWA DENKI SEISAKUSHO KK
Current assignee: AKEGAWA DENKI SEISAKUSHO KK
Priority date: 1998-07-06
Filing date: 1998-07-06
Publication date: 2000-01-18
Anticipated expiration: 2018-07-06
Also published as: JP3019211B2; US20020078567A1

Abstract

(57)【要約】【課題】素材の外周部断面形状が長方形で製作されて
いるリング材ないしプレレート一体素材からは、抜きダ
レ防止の為の外周部を厚くする第１工程と歯車部の打抜
加工と、チャンファ部の圧押し成形を１台の汎用プレス
機により高速で生産し、切削を一切省き、安価なリング
ギアないしドライブプレートギアの生産を提供するこ
と。【解決手段】図３の雌ダイス下面入口に段付きテーパ
ー部を設けることで、加圧トン数を一般加圧力の２分１
に低減し、インボリユート歯車の歯形精度をＪＩＳ４級
で生産できる。又、リング素材やプレート一体素材は、
板材からの打ち抜きと異なり抜きカスと製品の分離が困
難であるが、歯形パンチ下部に設置した複数のスクラッ
プカッターにより簡単に金型外へ排出している。これに
より加工が自動化しやすく、生産性は、切削加工と比較
して、圧倒的なスピードの差が出て安価な製品を製作で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リングギア類をプレス
機により１工程ないし２工程で、リング素材のツブシ成
形で外周部を厚くし、歯部打ち抜きと、チャンファ加工
を同時に行う加工に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は、フラットバー材をカールしてフ
ラッシュバット溶接し、旋盤等で、内外及び、両端面を
切削加工して、その後、ホブ盤により歯切り加工し、チ
ャンファ加工を加えて製作していた。又、プレート一体
リング材より歯部とチャンファ部は、全て切削加工によ
り生産されていてＪＩＳ規格の５級ないし６級と精度が
悪い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するために成されたものであり、フラットバー材
からリングギアを製作し、内、外径と両端面まで切削加
工し歯切り加工やチャンファ加工に多くの時間を必要と
し、生産時間が長くかかる問題点が有った。本発明は、
これらの問題点を解決するために成されたもので、雌ダ
イス段付きテーパー部の設置で精度の向上を計り、切削
加工を全廃し、加工時間を大幅に短縮したリングギア並
びにドライブプレートギアの生産方法を提供する目的と
するものである。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】この加工方法の特徴は、フ
ラットバー材をカールしたリング材及びプレート材より
外周部に余肉を付けたプレート一体リング素材よりプレ
ス加工するが、特に歯部打ち抜きとチャンファ部成形の
２つの異なった加工を１工程により加工することでプレ
ス機１台でおこなう事が可能となり、又、加圧力が各工
程で分散加工する為に、従来の加工方法より小さなプレ
ス機で生産可能となり、生産性は特別高く、安価なリン
グギア及びドライブプレートギアを提供でき、加圧力を
低下させる事で、大幅な金型寿命の延命ができ、コスト
低減に寄与することができる。

【０００５】

【作用及び発明の効果】リング素材及びプレート一体素
材より全切削加工で行う加工と比較し、プレス機により
加工を行う為、生産性は少なくとも２０倍は早く、製品
精度も一定で、安価な製品を提供できる。

【０００６】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、一般的なリングギア素材図１ａの断面図とリン
グギア素材図１ｂ・１ｃ・１ｄ、とドライブプレート素
材図１ｅの断面図を示している。図２は、リング素材の
厚さツブシ成形用金型の正面図である。図３は、ギア部
の打抜きと、チャンファ部圧押し成形用金型の正面図で
ある。図４は、左に図２と右に図３の２型を、並列に配
備し、プレス機１台で異なる２加工を同時に行い、第１
ツブシ成形加工後に発生する加工硬化を、第２加工を２
〜６秒以内で素早く作業することで、加工硬化の発生前
に、第２加工を終了させる。素材図１ａないし図１ｅで
そのままプレス加工を行えば、歯先部に抜ダレ図７が発
生する。その為、素材厚さのツブシ成形加工を行い、素
材図１ｂ、１ｃ、１ｄ、のいずれかの断面形状に加工を
加える。但し、リング素材ないしプレート一体素材の量
産加工に於て、リング素材やプレート一体素材を製作す
る現有一般設備で図１ｂ、１ｃ、１ｄ、のいずれかの形
状が安価に製作できれば、図３の歯部打抜きとチャンフ
ァ部の成形加工をダイレクトに行い図２のリング素材や
図５のプレート一体素材のツブシ成形加工を省くことが
可能となる。

【０００７】素材図１ａないし１ｅを用いての加工で
は、素材１ａと１ｅの外周直径はφ３００で厚さ１１ミ
リである。図２のリング材厚さのツブシ成形加工を第１
に行い、リング素材図１ａは、下型の雌ダイス２−３の
上面部に、プレート一体素材１ｅは雌ダイス５−３にセ
ットし、上型には、パンチ２−１と５−１があり雌ダイ
ス上面部よりリング素材が入り込む円周状の凹部２−８
と５−８があり、堀込み凹部は、素材厚の３０％から５
０％深く掘り込んであり、堀込み底部には、内周低部よ
り外周低部の深さ変えることで、素材図１ｂと１ｃを製
作でき、前記の雌ダイスと、リング状パンチ２−１と５
−１の下面部２−９と５−９の外周側より内周側を長く
変えることで素材図１ｄを製作でき、素材外周部の厚さ
は、１３ミリで内周部の厚さは１０ミリである。

【０００８】リング素材１ａないし１ｅを雌ダイス上面
部より飛び出しているノックアウトピン２−５ないし５
−５の上へ乗せる。プレス機のスライドが下降を始める
とリングパンチ２−１ないし５−１が素材に当り、下部
ノックアウトピンの加圧力はパンチ圧力より小さい為
に、簡単に素材と共に下方向へ沈み、雌ダイスの掘り込
み凹部へ入り込む。この時リング素材ないしプレート素
材は、ダイス堀込み部の内、外径の壁に当り、膨張でき
ない為に、厚さ方向へ肉の移動が起こり、リングないし
プレート素材断面形状は１ａと１ｅより１ｂ、１ｃ、１
ｄの内、雌ダイスの堀込み低部形状とリングパンチ下面
部の形状により本加工で１ｄを製作した。

【０００９】雌ダイス堀込み凹部内で内、外径の壁に膨
張し、食い付きが発生する。プレス機のスライドが上昇
したとき下部雌ダイス堀込み凹部に取り残される。下部
ノックアウトピンは、ダイス内へ取り残されたリング素
材ないしプレート素材をダイス上面の所定の位置まで持
ち上げて加工を終了する。リング断面形状を変形させる
この工程では、次工程の歯部打抜きとチャンファ部成形
時に必要なリング素材精度向上の為、内径、外径の真円
度や平面度の精度を上げることで、次工程及び加工終了
時の精度の向上も考慮して生産する。特殊鋼素材が多い
為、この工程後、加工硬化が起る為に次工程金型へ至急
移動し５秒以内に加工を開始することで、加工硬化の影
響を極少にし、金型寿命や型メンテナンス費用の低減を
計る。

【００１０】第１工程を終了したリング素材ないしプレ
ート一体素材、図１ｄは図３の下部バンチ３−４ないし
６−４の上面部より５ミリ上がった位置に下部ノックア
ウトピン３−９と６−９がリング状の均等の位置に４本
有り、素材をその上へ乗せ、一方上型に雌ダイス３−１
と６−１を配備し、その下部にはリング素材ないしプレ
ート素材の内径よりやや小さいボス部３−１３と６−１
３が、リング素材の位置決めの役目をし、プレス機のス
ライドが下降を開始すると、最初にボス部３−１３ない
し６−１３が素材中心穴側面へ入り込み下部ノックアウ
トピン３−９ないし６−９を押し下げ、パンチ上の所定
の位置決めをする。これによりリング素材ないしプレー
ト一体素材は、パンチの中心位置へと導かれ、次に雌ダ
イスの内部に配置されている上下移動の素材押さえカウ
ンター３−３ないし６−３が、素材の上面部へ圧力を加
える。素材押さえカウンターは、歯形外周部と中心ボス
部の間に、円周状に８ケ所配置されていて、上部圧力体
３−５ないし６−５より上部圧力ピン３−６ないし６−
６と圧力伝達円盤３−７ないし６−７を介して上部よ
り、下部ノックアウトピンを押し下げる加圧力を与えて
いて、プレス下死点を通過した時より、強力な圧力へ切
り替わる役目を持っている。

【００１１】素材が雌ダイス内へ入り込む時、雌ダイス
内部は、図８の如く入口に段付きテーパー部８ｆとラン
ド部８ｇと逃げテーパー部８ｈと最新底部にチャンファ
部８ｉがあり、チャンフ部の高さ８ｊがある。ランド部
とチャンファ上部の距離図８ｋは、素材厚さより長く設
定していて、この場合は１５ミリで有る。素材はまず段
付きテーパー部を通過して、次にランド部を通過した時
点で、歯車の打抜きを終了し、この時必要な加圧力は、
ランド部通過時点で終了し、この時の素材の厚さが外周
部で１３ミリが１０ミリまで薄くなる為に、ランド部通
過時点で、チャンファ上部までの距離は、図９で示す５
ミリ有り、この５ミリの間は、プレス機の圧力はゼロに
回復し、チャンファ部の成形圧押し加工時に必要な加圧
力は、新たに回復した圧力を与えることが可能であり、
その為、プレス機は、下降時で第一に歯部打抜き加工を
行い、これに必要な加圧力は、雌ダイスの段付きテーパ
ー部の効力で一般プレス加工の５０％以下の５００トン
まで押さえる事ができる。又、この段付きテーパーは、
インボリュウト曲線部の膨張や収縮を押さえる事ができ
る画期的な方法でもある。

【００１２】第２加工のチャンファ部圧押し加工は５０
０トンかかり、プレス機の加圧計では２工程のトータル
トン数を５００トンと表示し、実働加圧力は５００トン
で加工を終了することが可能である。この為に、使用プ
レス機は、８００トンプレス機で加工可能となり、一般
的な仕事量（実際に必要な加圧力）を考えれば２０００
トン必要と思われ、使用プレス機は、余裕を見て２５０
０トンは必要となる。但し、ツブシ加工を含めた場合で
は、５００トンとツブシ成形加工に必要な加圧力は、３
００トン追加となる為に、合計８００トンで、余裕を見
て１０００トンプレス機により加工を行う事になり、驚
くべき加圧力の低下に成功している。

【００１３】プレス機のスライドが下死点に達した時、
素材は上部圧力体３−５ないし６−５によりカウンター
３−３ないし６−３により下部パンチ上面部に圧押しさ
れていて、身動きができなく、一方雌ダイス３−１ない
し６−１はチャンファ部成形を終了した時点で上昇を開
始し、素材は逃がし部よりランド部を通過する時、下降
時と逆通過となり、この時、歯車部にはクラウニング図
１０が発生する。段付きテーパー部を通過した時点で、
素材は雌ダイスより外周歯部は解放されるが、この時点
でも尚、上部カウンターは素材に圧力を与え続け、雌ダ
イスがリング素材ないしプレート一体素材の上面部より
５ミリ上がった時点でカウンターの圧力を切ることで素
材は全ての圧力より解放されて、下部ノックアウトピン
により所定の高さ５ミリの位置まで持ち上げられる。こ
れにより歯部とチャンファ部の加工を終了する。

【００１４】下部パンチの外周部に残存された歯部打抜
き時に発生したリング状抜きカス図１１は、パンチ外周
部に残されていて、次加工後に新たな抜きカスが発生し
パンチ外周部の上部より下方向へ１つの大きな抜きカス
図１２が順次押し下げられてくる。この為に、パンチ下
方向に４ケ所のスクラップカッター３−８ないし６−８
を設け、順次切断し、４個に分散切断されたスクラップ
は、パンチプレート３−１４ないし６−１４上のカス排
出円盤３−１０ないし６−１０へ落下した抜きカスは、
スクラップ排出バー３−１５ないし６−１５により、数
ケ所に用意されているカス落とし穴３−１６ないし６−
１６よりスクラップ排出コンベア３−１９ないし６−１
９により金型外部へ排出される。

【００１５】リング素材の上下面部に及び歯先上下面部
へ微量なカスにより打ち傷を付けない処置として、パン
チ上面部にエア吹き出し孔３−１７ないし６−１７と雌
ダイス凹部にエア吹き出し孔３−１８ないし、６−１８
へエアブローによりエアブロー間欠間ないしは常時吹き
出して、微量なカスの強制排除を行うことで、傷の全く
無い製品を生産することが可能である。これにより生産
されたリングギアないしドライブプレート図１３は、歯
部精度がＪＩＳ規格の４級という驚くべき高精度に仕上
がり、図４の２型を並列に並べてトランスファ装置を装
着して生産した時、１分間に３０個生産可能となり切削
工法と比較して２０倍くらい早く、安価なリングギアな
いしドライブプレートギアを提供できる生産方法の提供
にある。

【図面の簡単な説明】

【図１】リングギア素材ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの断面図で
ある。

【図２】リングギア素材外周部のツブシ成形金型の正面
図である。

【図３】リングギア歯部打抜きとチャンファ成形型の正
面図である。

【図４】図−２と図−３、図５と図６の各２つの金型を
１つのダイセットの中へ並列状に並べた正面図である。

【図５】ドライブプレート一体素材外周部のツブシ成形
金型の正面図である。

【図６】ドライブプレート一体素材の歯部打抜きとチャ
ンファ成形金型の正面図である。

【図７】リングギア歯部の歯先の抜きダレ部の図であ
る。

【図８】図３と図６の雌ダイス内部の明細な図である。

【図９】図３と図６の雌ダイス内部で加圧力がフリーに
なる５ミリ間を示す図である。

【図１０】完成歯部のクラウニング図である。

【図１１】図３−４ないし図６−４のパンチ外周部に残
存した歯部リング抜きカスを示す。

【図１２】歯部打ち抜きで発生したリング状の大きな抜
きカスを歯形パンチから外したもと、新たに歯形パンチ
上部に発生した抜きカスを示す図である。

【図１３】プレス加工を全て終了し、歯部チャンファ部
も成形されている歯形の図である。

【符号の説明】

２−１．．．上型パンチ２−２．．．上型パンチホルダー２−３．．．下型雌ダイス２−４．．．下型ダイスホルダー２−５．．．下部ノックアウトピン２−６．．．下部圧力体２−７．．．下部ノックアウト円盤２−８．．．下型雌ダイス堀込み凹部２−９．．．上型パンチ下面の外周部より内周部が長
くなっている部分３−１．．．上型雌ダイス３−２．．．上型ダイスホルダー３−３．．．上型圧力保持カウンター３−４．．．下型リング歯形パンチ３−５．．．上部圧力体３−６．．．上部圧力ピン３−７．．．上部圧力円盤３−８．．．下部スクラップカッター２個から８個３−９．．．下部ノックアウトピン３−１０．．．下部抜きカス排出円盤３−１１．．．下部圧力伝達円盤３−１２．．．下部圧力体３−１３．．．雌ダイス中心ボス部３−１４．．．下部パンチプレート３−１５．．．下部スクラップ排出バー３−１６．．．下部スクラップ排出落とし穴３−１７．．．下型パンチ上面部へ向けたエア吹き出し
孔３−１８．．．上型雌ダイス凹部へ向けたエア吹き出し
孔３−１９．．．抜きカス排出コンベア５−１．．．上型パンチ５−２．．．上型パンチホルダー５−３．．．下型雌ダイス５−４．．．下型ダイスホルダー５−５．．．下部ノックアウトピン５−６．．．下部圧力体５−７．．．下部ノックアウト円盤５−８．．．下型雌ダイス堀込み凹部５−９．．．上型パンチ下面の外周部より内周部が長
くなっている部分６−１．．．上型雌ダイス６−２．．．上型ダイスホルダー６−３．．．上型圧力保持カウンター６−４．．．下型リング歯形パンチ６−５．．．上部圧力体６−６．．．上部圧力ピン６−７．．．上部圧力円盤６−８．．．下部スクラップカッター２個から８個６−９．．．下部ノックアウトピン６−１０．．．下部抜きカス排出円盤６−１１．．．下部圧力伝達円盤６−１２．．．下部圧力体６−１３．．．雌ダイス中心ボス部６−１４．．．下部パンチプレート６−１５．．．下部スクラップ排出バー６−１６．．．下部スクラップ排出落とし穴６−１７．．．下型パンチ上面部へ向けたエア吹き出し
孔６−１８．．．上型雌ダイス凹部へ向けたエア吹き出し
孔６−１９．．．抜きカス排出コンベア

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年８月１９日（１９９９．８．１
９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】スターター用リング類のプレス生
産方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スターター用リン
グ類（オートマチックトランスミッション用のリングギ
アを含む）をプレス機により、歯山の歯形形状の打抜き
と、この歯山の1部分に面取り加工を1工程で行う1工程
方法と、ツブシ成形を第1工程とし、前記歯山の歯形形
状の打抜きと、この歯山の1部分に面取り加工を第2工程
とする2工程方法とによるスターター用リング類のプレ
ス生産方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、フラットバー材をカールしてフ
ラッシュバット溶接し、旋盤等で、内外及び、両端面を
切削加工して、その後、ホブ盤により歯切り加工し、チ
ャンファ加工を加えて作業していた。従って、プレート
一体リング材よりの歯部とチャンファ部は、全て切削加
工により生産されているが、生産時間を要する割りには
精度が悪く、JIS規格で5級ないし6級となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、フラ
ットバー材からリングギアを製作し、内、外径と両端面
までの切削加工、及び歯切り加工、チャンファ加工に多
くの時間を必要とし、生産時間が長くかかる問題点が有
った。本発明は、これらの問題点を解決するために成さ
れたもので、雌ダイスに段付きテーパー部を設けること
で、加工で精度の向上を図り、切削加工を全廃し、加工
時間を大幅に短縮したリングギア並びにドライブプレー
トギアの生産方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】この加工方法の特徴は、フ
ラットバー材をカールしたリング材及びプレート材より
外周部に余肉を付けたプレート一体リング素材よりプレ
ス加工するが、特に歯部打ち抜きとチャンファ部成形の
2つの異なった加工を1工程により加工することを特徴と
しており、プレス機1台でおこなうことが可能となり、
又加圧力が各工程で分散加工する為に、従来の加工方法
より小さなプレス機で生産可能となり、生産性があり、
しかも、安価なリングギア及びドライブプレートギアを
提供できること、又は加工力の低下を介して大幅な金型
寿命の延命ができ、コスト低減に寄与することができ
る。

【０００５】

【作業及び発明の効果】従来のリング素材及びプレート
一体素材より全切削加工で行う加工と比較し、本発明
は、プレス機により加工を行うために、生産性は少なく
とも20倍は早く、製品精度も一定で、安価な製品を提供
できる特徴がある。

【０００６】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は、一般的なリング素材1aの断面図とリング素材1b
・1c・1d、とドライブプレート素材1eの断面図を示して
いる。図2は、リング素材1aの厚さツブシ成形用金型の
正面図である。図3は、歯山の歯形形状の打抜きと、面
取り（面取り部）の圧押し成形用金型の正面図である。
図4は、左に前記図2を、右に前記図3の2型を並列に配備
し、プレス機1台で異なる2加工を同時に行い、第1ツブ
シ成形加工後に発生する加工硬化を回避する。即ち、第
2加工の2〜6秒以内で素早く作業することで、加工硬化
の発生前に、第2加工を終了させる。リング素材1aない
しドライブプレート素材1eでそのままプレス加工を行え
ば、歯先部に抜きダレ（図7参照）が発生する。その
為、素材厚さのツブシ成形加工を行い、リング素材1b・
1c・1dのいずれかの断面形状に加工を加える。但し、リ
ング素材1b・1c・1dないしドライブプレート素材1eの量
産加工に於て、リング素材1aないしドライブプレート素
材1eを製作する現在の一般設備でリング素材1b・1c・1d
のいずれかの形状が安価に製作できれば、図3の歯山の
歯形形状の部打抜きと面取りの成形加工をダイレクトに
行いリング素材1a（図2参照）、ドライブプレート素材1
e（図5参照）やツブシ成形加工を省くことが可能とな
る。

【０００７】リング素材1aないしドライブプレート素材
1eを用いての加工では、リング素材1aとドライブプレー
ト素材1eの外周直径は¢300で厚さ11ミリである。図2の
リング素材1aの厚さのツブシ成形加工を第1に行い、リ
ング素材1aは、下型雌ダイス2-3の上面部に、ドライブ
プレート素材1eは下型ダイスホルダー2-4ないし5-4の下
型雌ダイス5-3にセットし、上型には、上型パンチ2-1な
いし5-1があり、下型雌ダイス2-3の上面部よりリング素
材1aが入り込む円周状の下型雌ダイス掘込み凹部2-8な
いし5-8があり、この下型雌ダイス掘込み凹部2-8ないし
5-8は、リング素材1aの厚さの30％から50％深く掘り込
んであり、当該掘込み底部には、内周底部より外周底部
の深さを変えることで、リング素材1b・1cを製作でき、
前記の下型雌ダイス2-3ないし5-3と、リング状の上型パ
ンチ2-1ないし5-1の下面部2-9ないし5-9の外周側より内
周側を長く変えることでリング素材1dを製作でき、当該
リング素材1dの周部の厚さは、13mmで内周部の厚さは10
mmである。

【０００８】リング素材1aないしドライブプレート素材
1eを雌ダイス上面部より飛び出している下部ノックアウ
トピン2-5ないし5-5の上へ乗せる。プレス機のスライド
が降下を始めると上型パンチ2-1ないし5-1の上型パンチ
ホルダー2-2ないし5-2がリング素材1aないしドライブプ
レート素材1eに当り、下部ノックアウトピンの加圧力は
パンチ圧力より小さい為に、簡単にリング素材1aないし
ドライブプレート素材1eと共に下方向へ沈み、下型雌ダ
イス掘込み凹部5-8へ入り込む。この時リング素材1aな
いしドライブプレート素材1eは、ダイス掘込み部の内、
外径の壁に当り、膨張できないために、厚さ方向へ肉の
移動が起こり、リング素材1aないしドライブプレート素
材1eの断面形状はリング素材1aとドライブプレート素材
1eよりリング素材1b、1c、1dの内、下型雌ダイス5-3の
掘込み底部形状と下型リング歯形パンチ3-4ないし6-4の
下面部の形状により本加工でリング素材1dを製作した。
尚、前記下部ノックアウトピン2-5ないし5-5は、下部圧
力体2-6ないし5-6に設けた下部ノックアウト円盤2-7な
いし5-7に支持されている。

【０００９】下型雌ダイス掘込み凹部2-8ないし5-8内で
内、外径の壁に膨張し、食い付きが発生する。プレス機
のスライドが上昇したとき下型雌ダイス掘込み凹部2-8
ないし5-8に取り残される。下部ノックアウトピン2-5な
いし5-5は、下型雌ダイス2-3ないし5-3内に取り残され
たリング素材1aないしドライブプレート素材1eを下型雌
ダイス2-3ないし5-3上面の所定の位置まで持ち上げて加
工を終了する。

【００１０】リング素材1aの断面形状を変形させるこの
工程では、次工程の歯部抜打ちと面取り成形時に必要な
リング素材1aの精度向上のため、内径、外径の真円度や
平面度の精度を上げることで、次工程及び、加工終了時
の精度の向上も考慮して生産する。尚、特殊鋼素材が多
いこと、及びこの工程後、加工硬化が起るために、次工
程の金型へ至急移動し、かつ5秒以内に加工を開始する
ことで、加工硬化の影響を極少にし、金型寿命や型メン
テナンス費用の低減を図る。

【００１１】第1工程を終了したリング素材1aないしド
ライブプレート素材1e、リング素材1dは図3の下型リン
グ歯形パンチ3-4ないし6-4の上面部より5mm上がった位
置に下部ノックアウトピン3-9と6-9がリング状の均等の
位置に4本有り、このリング素材1aないしドライブプレ
ート素材1eをその上へ乗せ、一方上型に雌ダイス3-1と6
-1を配備し、その下部にはリング素材1aないしドライブ
プレート素材1eの内径よりやや小さい雌ダイス中心ボス
部3-13ないし6-13が、リング素材1aの位置決めの役目を
し、プレス機のスライドが降下を開始すると、最初に雌
ダイス中心ボス部3-13ないし6-13が素材中心穴側面へ入
り込み下部ノックアウトピン3-9ないし6-9を押し下げ、
パンチ上の所定の位置決めをする。尚、下部ノックアウ
トピン3-9と6-9の役目は、リング素材1aが加工終了時に
パンチに食い付き、排出時に持ち上げ容易に移動できる
為と、パンチ上面部とリング素材に隙間を持たせ、送り
装置の爪ないし人の手がリング素材をパンチ上へ容易に
搬入し、金型外部へ排出できることにある。尚、前記下
部ノックアウトピン3-9ないし6-9は、下部圧力円盤3-11
ないし6-11に設けた下部圧力体3-12ないし6-12に支持さ
れている。

【００１２】これにより、リング素材1aないしドライブ
プレート素材1eは、パンチの中心位置へと導かれ、次に
上型ダイスホルダー3-2ないし6-2の上型雌ダイス3-1な
いし6-1の内部に配置されている上下移動の素材押さえ
上型圧力保持カウンター3-3ないし6-3がリング素材1aな
いしドライブプレート素材1eの上面部への圧力を加え
る。

【００１３】リング素材1a等押さえカウンターは、歯形
外周面と中心ボス部の間に、円周状に8ケ所配置されて
いて、上部圧力体3-5ないし6-5より上部圧力ピン3-6な
いし6-6と上部圧力円盤3-7ないし6-7を介して上部よ
り、下部ノックアウトピン3-9ないし6-9を押し下げる加
圧力を与えて、プレス下死点を通過した時より、強力な
圧力へ切り替わる役目を持っている。

【００１４】リング素材1aが上型雌ダイス3-1ないし6-1
内へ入り込む時、この上型雌ダイス3-1ないし6-1の内部
は、図8の如く入口に段付きテーパー部fとランド部gと
逃げテーパー部hと最深底部に面取りiがあり、面取りの
高さjがある。ランド部と面取り上部の距離kは、リング
素材1aの厚さより長く設定していて、この場合は15mmで
有る。リング素材1aはまず段付きテーパー部fを通過し
て、次にランド部gを通過した時点で、歯山の歯形形状
の打抜きを終了し、この時必要な加圧力は、ランド部g
通過時点で終了し、この時のリング素材1aないしドライ
ブプレート素材1eの厚さが外周部で13mmが10mmまで薄く
なる為に、ランド部通過時点で、面取り上部までの距離
は、図9で示す5mm有り、この5mm間は、プレス機の圧力
は０に回復し、面取りの成形圧押し加工時に必要な加圧
力は、新たに回復した圧力を与えることが可能であり、
そのためプレス機は下降時で第1に歯山の歯形形状打抜
き加工を行い、これに必要な加圧力は、雌ダイスの段付
きテーパー部の効力で一般プレス機の加工の50％以下の
500トンまで押える事ができる。又この段付きテーパー
は、インボリュウート曲線部の膨張や収縮を押さえるこ
とができる画期的な方法である。

【００１５】第2加工の面取り圧押し加工は500トンかか
り、プレス機の加圧計では2工程のトータルトン数を500
トンと表示し、実働加圧力は500トンで加工を終了する
ことが可能である。この為に、使用プレス機は、800ト
ンプレス機で加工可能となり、一般的な仕事量（実際に
必要な加圧力）を考えれば2000トン必要と思われ、使用
プレス機は、余裕を見て2500トンは必要となる。但し、
ツブシ加工を含めた場合では、500トンとツブシ成形加
工に必要な加圧力は、300トン追加となるために、合計8
00トンで、余裕を見て1000トンプレス機により加工を行
う事になり、驚くべき加圧力の低下に成功している。

【００１６】プレス機のスライドが下死点に達した時、
リング素材1aないしドライブプレート素材1eは上部圧力
体3-5ないし6-5により上型圧力保持カウンター3-3ない
し6-3により下部パンチ上面部に圧押しされていて、身
動きができなく、一方上型雌ダイス3-1ないし6-1は面取
り成形を終了した時点で上昇を開始し、リング素材1aな
いしドライブプレート素材1eは逃がし部よりランド部を
通過する時、下降時と逆通過となり、この時、図10の如
く、歯車部にはクラウニングが発生する。段付きテーパ
ーを通過した時点で、リング素材1aないしドライブプレ
ート素材1eは上型雌ダイス3-1ないし6-1より外周歯山は
開放されるが、この時点でも尚、上部カウンターはリン
グ素材1aないしドライブプレート素材1eに圧力を与え続
け、上型雌ダイス3-1ないし6-1がリング素材1aないしド
ライブプレート素材1eの上面部より5mm上がった時点で
カウンターの圧力を切ることで、このリング素材1aない
しドライブプレート素材1eは全ての圧力より開放され
て、下部ノックアウトピン3-9と6-9により所定の高さ5m
mの位置まで持ち上げられる。これにより歯山と面取り
の加工を終了する。

【００１７】下部パンチの外周部に残存された歯山の歯
形形状の抜打ち時に発生したリング状抜きカスは（図11
参照）、パンチ外周部に残されていて、次加工後に新た
な抜きカスが発生しパンチ外周部の上面より下方向へ1
つの大きな抜きカスが順次押し下げられてくる（図12参
照）。このために、パンチ下方向に4ケ所の下部スクラ
ップカッター3-8ないし6-8を設け、順次切断し、4個に
分散切断されたスクラップは、下部パンチプレート3-14
ないし6-14の下部抜きカス排出円盤3-10ないし6-10へ落
下した抜きカスは、下部スクラップ排出バー3-15ないし
6-15により、数ケ所に用意されている下部スクラップ排
出落し穴3-16ないし6-16より抜きカス排出コンベア3-19
ないし6-19により金型外部へ排出される。前記連続的に
発生する抜きカスは、パンチ上部方向より連なって下降
するが、パンチ外周部の下方向に設置してある2個から8
個の下部スクラップカッター3-8ないし6-8で、リング状
につながった1つの大きなリングカスを、例えば、2個か
ら8個のスクラップに分散切断し、前述の如く、所定の
経路及び順序で金型外部へ排出される。

【００１８】リング素材1aないしドライブプレート素材
1eの上下面部及び歯先部の上下面部にある微量なカスで
製品に、打ち傷を付けない処置として、パンチ上面部に
下型パンチ上面部へ向けたエア吹き出し穴3-17ないし6-
17と、上型雌ダイス3-1ないし6-1の凹部に上型雌ダイス
凹部に向けたエア吹き出し穴3-18ないし6-18を設け、エ
アブローにより間欠ないしは常時吹き出して、前記の微
量なカスの強制排除を行う生産方法ができる。これによ
り、生産されたリングギアないしドライブプレートギア
は（図13参照）、歯山精度がJIS規格の4級という驚くべ
き高精度に仕上がり、図4の如く、2型を並列に並べてト
ランスファ装置を装着して生産した時、1分間に30個生
産可能となり、従来の切削工法と比較して20倍くらい早
く、安価なリングギアないしドライブプレートギアの生
産方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図1】図のa〜dはリング素材1a、1b、1c、1dを、eはド
ライブプレート素材1eを示す断面図である。

【図2】リング素材の外周のツブシ成形金型の正面図で
ある。

【図3】リングギア歯山の歯形形状の打抜きと面取り成
形金型の正面図である。

【図4】2つの金型を1つのダイセットの中へ並列状に並
べた正面図である。

【図5】ドライブプレート素材の外周のツブシ成形金型
の正面図である。

【図6】ドライブプレート素材の歯山の歯形形状の打抜
きと面取り成形金型の正面図である。

【図7】リングギア歯山の歯先の抜きダレ部の図であ
る。

【図8】雌ダイス内部の明細な図である。

【図9】雌ダイス内部で加圧力がフリーになる5mm間を示
す図である。

【図10】完成した歯山のクラウニングを示す図である。

【図11】パンチ外周部に残存した歯山リング抜きカスを
示す図である。

【図12】歯山の歯形形状の打ち抜きで発生したリング状
の大きな抜きカスを歯山のパンチから外したものと、新
たに歯山のパンチ上部に発生した抜きカスを示す図であ
る。

【図13】プレス加工を全て終了し、歯山に面取りが設け
られた図である。

【符号の説明】 2-1 ・・・上型パンチ 2-2 ・・・上型パンチホルダー 2-3 ・・・下型雌ダイス 2-4 ・・・下型ダイスホルダー 2-5 ・・・下部ノックアウトピン 2-6 ・・・下部圧力体 2-7 ・・・下部ノックアウト円盤 2-8 ・・・下型雌ダイス掘込み凹部 2-9 ・・・下面部 3-1 ・・・上型雌ダイス 3-2 ・・・上型ダイスホルダー 3-3 ・・・上型圧力保持カウンター 3-4 ・・・下型リング歯形パンチ 3-5 ・・・上部圧力体 3-6 ・・・上部圧力ピン 3-7 ・・・上部圧力円盤 3-8 ・・・下部スクラップカッター 3-9 ・・・下部ノックアウトピン 3-10・・・下部抜きカス排出円盤 3-11・・・下部圧力円盤 3-12・・・下部圧力体 3-13・・・雌ダイス中心ボス部 3-14・・・下部パンチプレート 3-15・・・下部スクラップ排出バー 3-16・・・下部スクラップ排出落し穴 3-17・・・下型パンチ上面部ヘ向けたエア吹き出し穴 3-18・・・上型雌ダイス凹部ヘ向けたエア吹き出し穴 3-19・・・抜きカス排出コンベア 5-1 ・・・上型パンチ 5-2 ・・・上型パンチホルダー 5-3 ・・・下型雌ダイス 5-4 ・・・下型ダイスホルダー 5-5 ・・・下部ノックアウトピン 5-6 ・・・下部圧力体 5-7 ・・・下部ノックアウト円盤 5-8 ・・・下型雌ダイス掘込み凹部 5-9 ・・・下面部 6-1 ・・・上型雌ダイス 6-2 ・・・上型ダイスホルダー 6-3 ・・・上型圧力保持カウンター 6-4 ・・・下型リング歯形パンチ 6-5 ・・・上部圧力体 6-6 ・・・上部圧力ピン 6-7 ・・・上部圧力円盤 6-8 ・・・下部スクラップカッター 6-9 ・・・下部ノックアウトピン 6-10・・・下部抜きカス排出円盤 6-11・・・下部圧力円盤 6-12・・・下部圧力体 6-13・・・雌ダイス中心ボス部 6-14・・・下部パンチプレート 6-15・・・下部スクラップ排出バー 6-16・・・下部スクラップ排出落し穴 6-17・・・下型パンチ上面部ヘ向けたエア吹き出し穴 6-18・・・上型雌ダイス凹部ヘ向けたエア吹き出し穴 6-19・・・抜きカス排出コンベア

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

【手続補正１１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

【手続補正１２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１１】

【手続補正１３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１２】

【手続補正１４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｂ２１Ｋ 1/30 Ｂ２１Ｋ 1/30 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リング状の外周部に歯山と歯山の１部分
に、特殊な面取り（以下チャンファという）を生産する
方法において素材は、歯車及びチャンファ加工後、高周
波焼き入れを容易におこなえる特殊鋼を用いた素材断面
は、特殊台形形状をリング状にカールし、溶接した素材
を使用し、リング素材外周部は抜きダレ防止の為に、リ
ング内周部の厚さより１ミリから５ミリ程度厚く製作さ
れている。その後焼鈍し、プレス機を用いてリング素材
を打抜く為の下型中心部に、裸状パンチを設置し、パン
チ上面より１ミリから９ミリまで飛び出ている素材下部
ノックアウトピン４本が有り、この役目は、リング素材
が加工終了時にパンチに食い付き、排出時に持ち上げ容
易に移動できる為と、パンチ上面部とリング素材に隙間
を持たせ、送り装置の爪ないし人の手がリング素材をパ
ンチ上へ容易に搬入し、金型外部へ排出できる目的を持
つ。ノックアウトピン上へリング素材を乗せ、上型下部
には、雌ダイスを設置し、入口より外周歯山部とチャン
ファ部を底部に設けて、上面部方向より１０度から３０
度の段付きテーパーを持ち、テーパー部の長さは、素材
厚さの３０％から１００％間で、４段の段付き位置は、
上型に雌ダイスを配備した場合では、雌ダイス下面部よ
りダイス上深部に向かい第１段目は、歯先円直径の位
置、第二段目は基準円ピッチ直径と歯先部直径の中間位
置、第３段目は、基準円ピッチ直径の位置、第四段目
は、基準円ピッチ直径と歯底の中間位置に付ける。この
４段の各フラット部は、０．２ミリから０．５ミリの間
で、テーパーの役目は、従来のプレス加工で、インボリ
ュート歯車の打抜き加工を行った場合、インボリュート
曲線部に打抜き時に発生する抜き膨張や収縮により基準
円ピッチ線上を境に、基準円ピッチ線上より歯先部に向
かって１０ミクロンから３０ミクロン膨張し、基準円ピ
ッチ線上より歯底部に向かって１０ミクロンから３０ミ
クロン収縮をする為に、インボリュウト曲線を変換した
任意の曲線を設定した金型用ダイスを製作し、プレスに
より加工が試みられた。段付きテーパー部の設置で、膨
張率や収縮率を吸収する大きな役目を持ち、精度の安定
した生産を可能にすることができる。段付きテーパー部
の先には、一定間隔に用意されたランド部があり、ラン
ド部の長さは、素材厚さ以下で、その先には、テーパー
形状の逃がしないしは歯形形状全体で、直径１ミリ以下
のストレート逃がし部が有り、逃がし部の長さは、素材
厚さの１４０％以上長くし、テーパー逃がし角度は、２
度から６度とする。その先にチャンファ付低部となる。
この段付き雌ダイス構造により、一般的な精密打抜き加
圧力と比較して５０％以下に減圧できる。外周歯形部の
成形に必要な加圧力は、歯部打ち抜き時に必要な量を使
い、打ち抜き後、プレス機の加圧力は、プレス下死点に
達する手前で一時加圧力フリーな状態になりその後、チ
ャンファー部加工を行うことで、この時、チャンファ部
の成形は、成形部高さよりプレス下死点迄の間で行い、
１工程で歯形形状打抜きと、歯山の１部にチャンファ付
け加工を行う。２台のプレス機を使用することなく、１
台のプレス機で２つの加工を１ストローク間で同時に行
い、この時発生するリング歯部抜きカスは、下部パンチ
外周部の中間位置に残存させて、連続的に発生する抜き
カスは、パンチ上部方向より連なって下降するが、パン
チ外周部の下方向に設置してある、２個から８個のスク
ラップカッターによりリング状につながった１つの大き
なリングカスを、２個から８個のスクラップに分散切断
し、所定の場所より金型外部へ排出される。この時、素
材上下面へ微量な抜きカスにより、傷を転写しない為
に、パンチ上面部と、雌ダイスの最深部のチャンファ部
へエアブローにより微量カスの排除を連続又は、プレス
下降及び上昇のタイミングにより効果的な方法で行い、
加工時の素材上下面部の打痕及び傷の発生を防止するこ
とができる。
【請求項２】リング素材及びプレート素材の断面形状
が、ごく一般的な長方形に加工されたリング素材を使っ
て打抜くと、歯先部に抜きダレが発生し、歯先部ダレ防
止の為に外周部を内周部より１ミリより５ミリ厚くする
為のツブシ成形加工を第１工程で行い、特殊リング材成
形加工後、続いて請求項１に記載の歯部打ち抜きとチャ
ンファ部の成形を第２工程で行う加工方法。
【請求項３】最近外国で開発された、オートマチック
トランスミッション用に使用されるリングギアは、中心
部の薄い円盤鋼板より外周部よりローリングマシン等に
より輪郭部のみ厚く仕上げてリングギアとドライブプレ
ートが一体化されている素材より、プレス機で打抜きと
チャンファ部の圧押し成形を同時に１工程で行う加工
で、請求項１と同じ構造を持つ金型を用いて、下部パン
チの中心部には、プレート一体リング素材の形状と同じ
形に仕上げ、一方雌ダイスの中心部にもプレート一体リ
ング素材の中心部と同等の形状に仕上げ、素材を隙間無
くパンチと雌ダイスとカウンターが挟み込み加工を行
い、歯部打抜きとチャンファ部の圧押し成形を行う加工
方法。