JP2011177740A

JP2011177740A - 板金プレートの歯形成形方法と歯形製品

Info

Publication number: JP2011177740A
Application number: JP2010043613A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Hishida; 竜生菱田
Original assignee: SANKO SEIKI KK
Current assignee: SANKO SEIKI KK
Priority date: 2010-02-27
Filing date: 2010-02-27
Publication date: 2011-09-15

Abstract

【課題】ボンデ処理を必要としないプレス工法での板金プレートの歯形成形法を提供し、従来よりも製造コストを低減した駆動伝達に用いる歯車や、自動車用駆動装置おける、ドラム、ハブ、センサーを提供することにある。
【解決手段】本発明は、プレス金型にて、金属製丸板に縁フランジ付の円筒絞りを行い、続いて縁フランジの平坦部分に歯となる部分のカットをし、この歯となる部分を折り曲げ、円筒部分に密着させることにより歯形とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、板金プレートの歯形成形方法に関し、特殊な歯形成形法や摩擦性をよくするボンデ処理を用いず、平易なプレス金型にて加工を行う事で、低コストで歯形をもった部品を生産できる事を目的とする。

従来、金属製の歯形製品の多くは、鍛造、焼結、鋳造、切削にて製造されているが、製造にかかる時間が長いという問題がある。

製造にかかる時間を短くする工法としては、プレス絞り工法において歯を成形する方法があるが、製造時間は大幅に短くなるものの、歯の形状によっては対応できないことや、金型形状設定、金型の磨き、金型の表面処理において高度な技術が要求され開発期間、開発コストが増大する。
さらに、絞り後歯の凸部凹部の相違や素材の違方性で絞り後の端面高さが異なり、端面カット工程を追加しなければならない、といった問題があり、適用は一部に限られている。

プレス絞り工法においてできない歯の形状に対応する方法としては、素材または円筒状のカップに絞った後で、ボンデ処理を施し、当該ワークの滑りを良くし、プレス絞り工法において歯を成形する方法があるが、ボンデ工程の追加により製造時間が余分にかかることと、ボンデ処理費用、ボンデ処理の為の中間在庫が増えること、ボンデ処理にかかるエネルギーや廃液が環境に負荷を与える、といった問題がある。

他にも、プレス絞り工法においてできない歯の形状に対応する方法としては、円筒状のカップはプレスで製造し、歯部を転造する方法も実用化されているが、転造にかかる時間がボトルネックとなってしまい、プレス工法のみよりも製造時間を短くすることができなかった。

特開平７−８８５８２号

解決しようとする問題点は、ボンデ処理を必要としないプレス工法での板金プレートの歯形成形法である。

本発明は、金属製丸板に縁フランジ付の円筒絞りを行い、続いて縁フランジの平坦部分に歯となる部分のカットをし、この歯となる部分を折り曲げ、円筒部分に密着させることにより歯形とすることを最も主要な特徴とする。

本発明の歯形成形法は、ボンデ処理を施さなくても、従来のプレス絞り工法よりも多くの歯形形状に対応できるので、ボンデによるコストを無くすことによる製造コストの抑制、中間在庫廃止、ボンデの処理に必要な熱や廃液がなくなることによる環境への負荷低減、という利点がある。

図１は、本工法による実施方法を示した説明図である。（実施例１）図２は、図１（ｄ）の補足説明図である。図３は、図１の工法に予備曲げ工程を追加したときの、予備曲げ工程にて成形された製品を示す図である。（実施例２）図４は、図１の工法にコイニング工程を追加したときの、コイニング工程前後の製品を示す図である。（実施例３）図５は、より歯部を強固に円筒部に密着させる溝を示した説明図である。（実施例４）図６は、より歯部を強固に円筒部に密着させる穴と、穴部の断面を詳細に示した説明図である。（実施例５）

本発明の実施例を外周部に歯の凸部５がある製品で、ボンデ処理を用いなくても、板金プレートの歯形成形ができる方法を提示するが、歯の凸部５が内周部にある製品や、内外周両方にある製品にも同じように適用できる。

図１は、本工法により成形される製品を示す工程図であって、（ａ）はそのブランク製品示す図、（ｂ）はその絞り製品を示す図、（ｃ）はそのトリム製品を示す図、（ｄ）はその曲げ製品を示す図、（ｅ）はその歯形成形製品を示す図である。

この実施例の板金プレートの歯形成形方法は、まず、図１（ａ）に示すように、所要の外径にプレス金型で打ち抜かれた丸板金プレート１を用意する。必要により、外径部分に加え、内径部分も打ち抜いたプレートを用いることもある。
そして、図１（ｂ）に示すように、この丸板金プレート１を絞り金型により、縁フランジ２と円筒部３を有した、円筒カップに成形する。
そして、図１（ｃ）に示すように、トリム金型により、この縁フランジ２を後の歯の凸部４になるように残して切り取る。
そして、図１（ｄ）に示すように、曲げ金型により、歯の凸部４を円筒部３に密着するように折り曲げる。
そして、図１（ｅ）に示すように、歯形成形金型により、歯の凸部４を歯の凸部５となるように形状成形を行なうとともに、円周上等ピッチになるように形成する。

図１（ｃ）のトリムにより切り取られ、図１（ｄ）の曲げにより曲げられた歯の凸部４の形状は図２の（ａ）に示すように断面が四角い形状５ａになっている。歯形成形金型では、図１（ｄ）の４のように歯の凸部４が円筒部の天面よりはみ出している部分を押し込みながら、図２の（ｂ）に示す歯形形状５に成形する。この時同時に、歯の凸部５が正確に円周上等ピッチに配置される。

また、複雑な絞り形状が要求される場合は、絞り工程を複数追加しても良い。さらに、歯の凹み部となる円筒部３を精度よく仕上る為にシゴキ工程を追加してもよい。

図１（ｄ）に示す、曲げ後の歯の凸部４の曲げポイント４ａは、歯の凸部４を円筒部３に密着させるため、曲げ金型では歯の凸部４の厚みと同等かそれよりも少ないクリアランス設定を行う。そのため、曲げ工程において、歯の凸部４は、上方に引っ張られ、所望の曲げポイント４ａが得られない場合がある。

この場合は、トリム工程の後に予備曲げ工程を設け、一度歯の凸部４を鋭角に曲げた後に、曲げ工程を行うことにより、歯の凸部４を円筒部３に密着させる際でも、歯の凸部４の曲げポイント４ａを安定化させることができる。予備曲げ工程にて成形された製品を図３に示す。

歯形成形工程において歯の凸部４を歯の凸部の形状５に変形させる量が多い場合には、あらかじめトリム工程後に、歯の凸部４をコイニング加工し、歯の凸部５ａの形状を５に近い形状５ｂにすることにより、無理なく歯形成形工程において歯の凸部の形状５を得ることが出来る。コイニング工程前の歯の凸部５ａとコイニング工程後の歯の凸部５ｂを図４に示す。

歯形成形後の歯の凸部５が円筒部３より浮き上がってしまうことや、周方向にかかる力に対し歯の凸部５が弱いことが懸念されるが、円筒部３に図５の様な溝６を加工し、その溝に歯の凸部４を差し込み、歯形成形時にカシメることにより解決することが出来る。

この溝６は、絞り加工時と同時に形成することもできるが、よりはっきりした溝６を得たい場合には、絞り工程後に側面から加工するカム工法等により溝６を加工する工程を追加する。

実施例４以外に、歯形成形後の歯の凸部５が円筒部３より浮き上がってしまうことや、周方向にかかる力に対し歯の凸部５が弱いことへの対策として、図６（ａ）に示すように、歯の凸部５と円筒部３を貫通する穴７をあける方法もある。

これは、プレスによる穴加工において図６（ｂ）に示すように、２枚の板を貫通する際に、一枚目の板８のバリ９が２枚目の板１０に喰い込むことによりカシメ効果が生まれることによる。

本発明により、駆動伝達に用いる板金プレートの歯車や、自動車用駆動装置おける、ドラム、ハブ、センサーの製造に用いて好適な製品と、その工法が提供できる。

また、自動車用駆動装置以外にも、その他の機器で使用されるギヤ等にも応用可能である。

１所要の外径にプレス金型で打ち抜かれた丸板金プレート
２絞り金型により成形された縁フランジ
３絞り金型により成形された円筒部
４円筒部に密着する前の歯の凸部
４ａ歯の凸部４の曲げポイント
５円筒部に密着され、歯の形状成形がなされ、円周上等ピッチになるように配置された歯の凸部
５ａ歯の形状が成形される前の断面形状
５ｂコイニング工程後の歯の形状が成形された断面形状
６歯の凸部をカシメる為の溝
７歯の凸部をカシメる為の穴
８歯の凸部をカシメる為の穴の周囲のカップ部の断面
９歯の凸部をカシメる為の穴により作られたバリ
１０歯の凸部をカシメる為の穴の周囲の歯の凸部の断面

Claims

板金プレートの歯型成形方法において、板金プレートを丸にカットするブランク工程と、該丸ブランクを縁フランジ付の円筒にする１または複数の絞り工程と、ついで、該縁フランジ付の円筒の縁フランジ平坦部に歯の凸部となる部分をカットするトリム工程と、ついで、該トリム工程にてカットされた歯部を円筒部分に密着させ歯の凸部となす曲げ工程と、ついで、該曲げ工程にて該密着された歯凸部を最終的な歯形状に仕上げる歯形成形工程とから構成されていることを特徴とする、板金プレートの歯形成形方法。
該絞り工程と、該トリム工程との間に、円筒部分をシゴき、円筒部分の肉厚を一定にするシゴキ工程が設けられていることを特徴とする、請求項１の板金プレートの歯形成形方法。
該トリム工程と、該曲げ工程との間に、あらかじめ歯の凸部を鋭角に折り曲げる予備曲げ工程が設けられていることを特徴とする、請求項１〜２のいづれかに記載の板金プレートの歯形成形方法。
該トリム工程と、該曲げ工程との間に、あらかじめ歯の凸部を成形するコイニング工程が設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいづれかに記載の板金プレートの歯形成形方法。
該絞り工程において、歯の凸部が密着する円筒部に溝を加工し、この溝に歯の凸部をはめ込み歯の凸部を固定することを特徴とする、請求項１〜４のいづれかに記載の板金プレートの歯形成形方法。
該溝加工を、該絞り工程と、該曲げ工程の間に設けた溝工程にて加工することを特徴とする、請求項５に記載の板金プレートの歯形成形方法。
該歯形成形工程の後に、歯の凸部と円筒部を密着する目的で、歯の凸部と円筒部を貫通する穴をあけるサイドピアス工程が設けられていることを特徴とする、請求項１〜６のいづれかに記載の板金プレートの歯形成形方法。
該板金プレートの歯形成形方法を用いて製造される、歯の凸部が円筒の外部にあることを特徴とする、請求項１〜７のいづれかに記載の板金プレートの歯形成形方法により成形される板金プレートの歯形製品。
該板金プレートの歯形成形方法を用いて製造される、歯の凸部が円筒の内部にあることを特徴とする、請求項１〜７のいづれかに記載の板金プレートの歯形成形方法により成形される板金プレートの歯形製品。
該板金プレートの歯形成形方法を用いて製造される、歯の凸部が円筒の外部と内部にあることを特徴とする、請求項１〜７のいづれかに記載の板金プレートの歯形成形方法により成形される板金プレートの歯形製品。
請求項８〜１０のいづれかの歯形製品に熱処理を施し、歯部の硬度、強度を高めた板金プレートの歯形製品。