JP2007175718A - Gear on ground of metallic plate and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、金属製板材を基礎に、これにプレス成形手段等の塑性加工手段を施すことによって所定の歯形形状を有するように形成されたギヤ及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a gear formed so as to have a predetermined tooth profile by applying a plastic working means such as a press forming means to a metal plate material, and a method for manufacturing the same.
一般に、歯幅の値の小さなギヤは、金属製板材を基礎に、これに打抜き手段を施すことによって所定のギヤ形状を有するギヤピースを形成させ、このようなギヤピースを別の金属製板材に溶接手段等を用いて接合させることによって所定のギヤを形成させるようにしているものである。ところで、この従来の打抜き手段等によるギヤの形成においては、打ち抜かれた周りの部材が廃棄されることとなり、材料歩留まりが良くないと言う問題点がある。また、溶接手段による接合工程が必要とされるため、熱歪による部品精度の低下等を招くと言う問題点がある。このような問題点を解決するために、ギヤを金属製板材を基礎にして、これに深絞り成形手段等の塑性加工手段を施すことによってギヤを形成させるようにしたギヤ形成方法が、例えば特開平8−39185号公報等により挙げられている。
ところで、上記従来のもののような金属製板材の深絞り成形法による加工においては、絞り成形加工される歯形形成部周りに、「絞りしわ」が発生すると言う問題点がある。特に、歯形形状をシャープに出す必要のある場合等において、上記「絞りしわ」の発生等が懸念されることとなる。このような問題点を解決するために、上記歯形部形成工程において、他のギヤとの噛合いに深くかかわり合う歯先部の形状はシャープな形状を有するように深絞り成形加工をする一方、噛合いにはあまり寄与しない歯元部周りの成形においては、塑性変形時における材料の流れ(移動)を円滑に行なわしめるために、形状変化を緩やかに行なわせるようにした、金属製板材を基礎としたギヤ及びその製造方法を提供しようとするのが、本発明の目的(課題)である。 By the way, in the processing by the deep drawing method of the metal plate material like the above-mentioned conventional one, there is a problem that “drawing wrinkles” occur around the tooth profile forming portion to be drawn. In particular, when the tooth profile needs to be sharpened, the occurrence of the “drawing wrinkle” is a concern. In order to solve such problems, in the above-described tooth profile forming step, the deep tip forming process is performed so that the shape of the tooth tip portion deeply involved in meshing with other gears has a sharp shape. In the molding around the tooth root part, which does not contribute much, the metal plate material is used as the basis so that the shape changes slowly in order to make the material flow (movement) smoothly during plastic deformation. An object (problem) of the present invention is to provide a gear and a manufacturing method thereof.
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項1記載の発明である第一の発明においては、金属製板材を基礎に形成されるギヤに関して、所定の板厚を有する金属製板材を基礎に、これに所定の絞り成形加工を施すことによって形成されるものであって、ピッチ円から先の歯先部においては歯幅方向全体にわたってシャープな形態からなる歯形形状を有するとともに、上記ピッチ円から歯元部にかけては、歯幅方向において歯形形状が徐々に消失するように形成された歯形部を有するようにした構成を採ることとした。 In order to solve the above problems, the following measures are taken in the present invention. That is, in the first invention according to the first aspect of the present invention, with respect to the gear formed on the basis of the metal plate material, the metal plate material having a predetermined plate thickness is used as a basis, and a predetermined drawing process is applied thereto. The tooth tip portion formed from the pitch circle has a tooth profile shape having a sharp shape over the entire tooth width direction at the tip portion from the pitch circle, and the tooth width direction from the pitch circle to the tooth root portion. In this case, a configuration is adopted in which the tooth profile is formed so that the tooth profile gradually disappears.
次に、請求項2記載の発明である第二の発明においては、金属製板材を基礎としたギヤの製造方法に関して、金属製板材を基礎に、所定の金型を用いることによって所定の形態からなるブランクを切出すブランク切出し工程と、当該所定の形態に切出されたブランクを、所定の歯形形状を有するパンチ及びダイスを用いて断面形状が緩やかなダレ部を有するように変化する歯元部、並びに歯幅方向全体にわたってシャープな断面形状を有する歯先部からなる歯部を形成させる歯形成形工程と、からなるようにした。 Next, in the second invention which is the invention described in claim 2, regarding a method of manufacturing a gear based on a metal plate material, a predetermined mold is used on the basis of the metal plate material. A blank cutting step for cutting a blank, and a tooth root portion that changes the blank cut into the predetermined form so that the cross-sectional shape has a sag portion using a punch and a die having a predetermined tooth shape And a tooth forming step for forming a tooth portion including a tooth tip portion having a sharp cross-sectional shape over the entire tooth width direction.
次に、請求項3記載の発明である第三の発明においては、請求項2記載の金属製板材を基礎としたギヤの製造方法に関して、上記歯形成形工程に用いられるパンチとダイスとの間における歯先形成部周りのラジアル方向相対位置関係を、パンチの外径の値の方がダイスの内径の値よりも所定量大きくなるように設定することとした。 Next, in the third invention which is the invention described in claim 3, regarding the gear manufacturing method based on the metal plate material described in claim 2, between the punch and the die used in the tooth forming step. The radial relative positional relationship around the tooth tip forming portion is set so that the outer diameter value of the punch is larger than the inner diameter value of the die by a predetermined amount.
第一の発明によれば、遊星歯車等、転動運動をするギヤにおいては、主に歯先部が噛合い係合に寄与することとなるため、この歯先部のみを、その形状がシャープな形態を有するようにし、一方、歯元の部分は、形状変化に「ダレ」をもたせるようにして、断面形状変化を緩やかな状態にして、全体の強度・剛性を高めさせるようにした。これによって、軽くて、かつ、強度・剛性に優れたギヤを効率良く形成(製造)することができるようになる。 According to the first invention, in a gear that performs rolling motion, such as a planetary gear, the tooth tip part mainly contributes to the meshing engagement, so that only the tooth tip part has a sharp shape. On the other hand, the tooth portion has a “sag” in the shape change so that the change in the cross-sectional shape is gradual so as to increase the overall strength and rigidity. As a result, it is possible to efficiently form (manufacture) a gear that is light and has excellent strength and rigidity.
第二の発明によれば、上記工程を採ることによって、歯幅の値の小さなギヤを金属製板材を基に効率良く形成させる(製造する)ことができるようになる。これによって、遊星歯車等、転動運動を主とするギヤを板厚の薄い金属製板材を基に形成させることができるようになり、軽くて、かつ、強度・剛性に優れたギヤを効率良く形成(製造)することができるようになる。 According to the second invention, by adopting the above process, a gear having a small tooth width value can be efficiently formed (manufactured) based on the metal plate material. This makes it possible to form gears mainly for rolling motion, such as planetary gears, on the basis of thin metal plate materials, and to efficiently produce light gears with excellent strength and rigidity. It can be formed (manufactured).
また、第三の発明によれば、歯先部を形成するパンチとダイスとの間において、そのラジアル方向において所定量のオーバラップ部を形成させるようにしたので、歯先部の端面が歯幅全体にわたって垂直状に形成されるようになり、噛合に寄与する歯先部の形状が、よりシャープな形態を有するように成形加工されるようになる。 Further, according to the third invention, since the predetermined amount of overlap portion is formed in the radial direction between the punch and the die forming the tooth tip portion, the end surface of the tooth tip portion has the tooth width. It is formed in a vertical shape throughout, and the shape of the tooth tip portion contributing to the meshing is molded so as to have a sharper form.
本発明を実施するための最良の形態について、図1ないし図3を基に説明する。本実施の形態にかかるものは、金属製板材を基礎とした塑性加工手段によって形成されるギヤ、及び、その製造方法に関するものである。その特徴とするところ、特に、その製造方法は、図1に示すような工程からなるものである。すなわち、その製造方法は、鋼板を初めとした所定の金属製板材99を基礎に、これに所定の金型セット90、91を用いることによって所定の大きさ及び形態を有するブランク9を切出すブランク切出し工程(A)と、当該所定の形態に切り出されたブランク9を、所定の歯形形状を有するパンチ80及びダイス81を用いて断面形状が緩やかなダレ部を有するように変化する歯元部並びにその歯先部のところが歯幅いっぱいにわたってシャープな断面形状を有するような歯部11を、一体的に、かつ、同時に形成させる絞り成形加工からなる歯形成形工程(B)と、からなることを基本とするものである。
The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment relates to a gear formed by plastic working means based on a metal plate and a manufacturing method thereof. In particular, the manufacturing method includes the steps shown in FIG. That is, the manufacturing method is based on a
このような工程を採ることによって、図2に示すような金属製板材を基礎としたギヤ1がプレス成形手段を含む塑性加工手段を経ることによって形成(製造)されることとなる。このギヤ1の構成について説明する。このものは、図2に示す如く、板状のブランク9を基礎に形成されるものであって平板状の形態からなるベース15と、当該ベース15上に、例えばインボリュート歯形の基礎円等をなす基礎円部12と、当該基礎円部12の円周部のところに等間隔状に設けられる複数の歯部11と、からなるものである。そして、これら各部が一枚の板状ブランク9を基礎に一体的に形成されるようになっているものである。
By adopting such a process, the gear 1 based on a metal plate as shown in FIG. 2 is formed (manufactured) through plastic working means including press forming means. The configuration of the gear 1 will be described. As shown in FIG. 2, this is formed on the basis of a plate-like blank 9, and forms a
このような構成からなるものにおいて、歯部11の形状は、例えば図2に示す如く、歯先部111は歯幅(H)の全体にわたって垂直状に形成されるようになっているが、歯元部112のところは、歯幅(H)方向の最深部115のところから基礎円部12の表面121へ向けてなだらかに面が変化するように形成されるようになっているものである。従って、歯部11においてピッチ円(ピッチ線PP)より内側の部分では歯形形成部が歯幅(H)方向の一部においてしか存在しないようになる。すなわち、歯形形成部は、図2に示す如く、歯幅(H)方向の最深部115においては、略ピッチ線(PP)から歯先部111にかけての部分にしか存在せず、最表面部の基礎円部12の表面121と一致するところにおいてのみ、すべての歯形形状が存在するようになっている。このような構成を採ることによって、薄い板厚の素材を用いながら歯部11の強度・剛性を高めさせることができるようになる。
In such a configuration, the shape of the
次に、歯の噛合い係合に寄与する歯先部111の形成に当っては、歯幅(H)方向の全般にわたって歯部が形成されるよう、歯先部111ができる限り垂直面を有するように成形加工が施される。本実施の形態においては、図3に示す如く、パンチ80の外径の値(d)の方がダイス81の内径の値(D)よりも若干量大きめの値を有する一組のパンチとダイスとを用いて絞り成形加工を施すこととする。すなわち、図3の(B)に示す如く、d=D+tの関係式が成り立つようにする。具体的には、図3の(B)において、上記tの値を0.5mm程度の値を採るようにするとともに、歯先部111の形成に寄与するダイス81の内径縦壁部の先端部のR形状をR=0.3mm以下の値となるように規制する。このような値を採ることによって、図1の(B)工程における絞り成形加工により、歯先部111の端面は歯幅(H)方向の全体にわたって垂直の面を有するようになる。すなわち、図2のピッチ線(PP)から歯先側の部分における歯形形状は歯幅方向全体にわたってシャープな形態となる。
Next, in forming the
このようなオーバラップ代(t)を設けることによって歯先部111における縦壁部をシャープな形態に保ったうえで、この縦壁部の根元部におけるR部周りの肉厚を必要最低限値は確保することができるようになる。その結果、歯先部111から歯元部112へかけて、絞り成形加工時における材料の流れを円滑に行なわせることができるようになり、歯部11全体の強度・剛性を確保することができるようになる。なお、このように、歯先部111においては歯幅方向全体にわたってシャープな形状を有するとともに、歯元部112においてはダレ部119を有するようにした歯部11を一つの絞り成形工程にて形成させるためには、好ましくは、サーボプレス装置を用いて徐々にプレス力を加えて行くようにするとともに、プレスヘッドの下死点における停止状態を、少なくとも0.3秒間は設けるようにするのが望ましい。
By providing such an overlap margin (t), the vertical wall portion in the
このような工程を採ることにより、本実施の形態のものにおいては、歯幅の値(H)の小さな歯部11を有するギヤを金属製板材を基礎に効率良く形成させる(製造する)ことができるようになった。特に、遊星歯車等、転動運動をするギヤにおいては、主に歯先部111が噛合い係合に寄与することとなるため、この歯先部111のみを、歯幅方向全般にわたってその形状がシャープな形態となるようにし、一方、歯元部112の部分は、形状変化に「ダレ」をもたせるようにして、断面形状変化を緩やかな状態にして、全体の強度・剛性を高めさせるようにした。これによって、軽くて、かつ、強度・剛性に優れたギヤを効率良く形成(製造)することができるようになった。また、このような構成からなるものにおいて、例えば図3の(B)に示す如く、歯先部111を形成するパンチ80とダイス81との間において、そのラジアル方向において所定量のオーバラップ部(t)を形成させるようにしたので、歯先部111の端面が歯幅(H)全体にわたって垂直状に形成されるようになり、噛合に寄与するものであってピッチ線(PP)から歯先部111にかけての形状を歯幅(H)方向全体にわたってシャープな形態に形成させることができるようになった。その結果、噛合い係合に必要な端面を有する歯先部を効率良く形成させることができるようになった。
By adopting such a process, in the present embodiment, the gear having the
1 ギヤ
11 歯部
111 歯先部
112 歯元部
115 最深部
119 ダレ部
12 基礎円部
121 表面
15 ベース
80 パンチ
81 ダイス
9 ブランク
90 金型
91 金型
99 金属製板材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
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JP2005374158A JP2007175718A (en) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Gear on ground of metallic plate and method for manufacturing the same |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008029140A1 (en) | 2007-07-04 | 2009-03-05 | Hitachi, Ltd. | Control device and control method for an internal combustion engine |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59111716A (en) * | 1982-12-01 | 1984-06-28 | ペ−・ア−・レントロ−プ・フベルト・ウント・ヴア−グナ−・フア−ルツオイクアウスシユタツトウンゲン・ゲ−・エム・ベ−・ハ−・ウント・コンパニ−・コマンデイ−トゲゼルシヤフト | Hinge tool for car seat |
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