JP4438848B2 - 回転ディスクの製造方法 - Google Patents
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Description
この回転ディスクを製造する方法の一例として、プレス順送加工法が知られている。具体的には、図8に示す様に、長板状の金属材料110から最初にインターナルギヤの歯型形状(ギヤ歯型120)を打ち抜き、その後、回転ディスク100の外形130を順次打ち抜く加工法である。
また、回転ディスク100が反ることにより、ギヤ歯型120にも反りが生じるため、実質的に歯型精度が悪く、インターナルギヤに噛み合う相手側のギヤ(遊星ギヤ)とも十分な接触面が得られない。このため、減速装置として働くトルク伝達時に異音が発生する要因となる、あるいは、ギヤ歯面の一部が欠ける等の問題を生じる。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、プレス加工後に高い平面度を得ることが可能であり、且つ、後加工としてのバリ取りと歪み取りを廃止できることにより、生産性を向上できる回転ディスクの製造方法を提供することにある。
本発明は、回転ディスクと固定ディスクとを摩擦接触させて衝撃吸収装置を構成すると共に、回転ディスクの内周にギヤ歯型が形成されて、回転ディスクを遊星歯車減速装置のインターナルギヤに兼用する回転ディスクの製造方法であって、金属板からプレス加工によって回転ディスクを製造するプレス工程と、このプレス工程によって製造された回転ディスクを固定ディスクに対して慣らし回転させる慣らし回転工程とを有し、金属板からプレス加工によって回転ディスクが製造されるまでの中間部材をブランク材と呼ぶ時に、プレス工程は、金属板からブランク材の外周を半抜きする半抜き工程と、半抜き状態からブランク材の内周にギヤ歯型を打ち抜く打ち抜き工程と、半抜き状態からブランク材の外周を金属板から切り離す分離工程とを有し、打ち抜き工程でブランク材の内周にギヤ歯型を打ち抜く方向と、分離工程で金属板からブランク材の外周を切り離す方向とが逆方向に行われ、慣らし回転工程は、回転ディスクより軟らかい材質を有する固定ディスクと、プレス工程によってブランク材から製造された回転ディスクとを準備し、固定ディスクの表面と回転ディスクの外周および内周に有するバリとを突き合わせて、固定ディスクと回転ディスクとを相対回転させることにより、バリの先端を摩耗させながら、固定ディスクの表面にバリを沈み込ませることを特徴とする。
また、打ち抜き工程でブランク材の内周を打ち抜く方向と、分離工程で金属板からブランク材を切り離す方向とが逆方向に行われる、つまり、打ち抜き工程と分離工程とで、それぞれパンチの移動方向が逆方向になるので、打ち抜き工程によってブランク材の内周に生じるバリと、分離工程によってブランク材の外周に生じるバリとがブランク材の同一面側に生じる。
また、慣らし回転工程では、固定ディスクの表面と回転ディスクの外周および内周に有するバリとを突き合わせて、固定ディスクと回転ディスクとを相対回転させることにより、バリの先端を摩耗させながら、固定ディスクの表面にバリを沈み込ませることができるので、両ディスクを略均一に面接触させることが出来る。
上記のプレス工程によれば、ブランク材の外周と内周とを同時に半抜きし、その後、金属板からブランク材の外周と内周とを同時に切り離すので、ブランク材の内周に生じるバリと外周に生じるバリとがブランク材の同一面側に生じる。
また、慣らし回転工程では、固定ディスクの表面と回転ディスクの外周および内周に有するバリとを突き合わせて、固定ディスクと回転ディスクとを相対回転させることにより、バリの先端を摩耗させながら、固定ディスクの表面にバリを沈み込ませることができるので、両ディスクを略均一に面接触させることが出来る。
請求項1または2に記載した回転ディスクの製造方法において、ブランク材の上下両面を金型により強圧しながら半抜き工程を行うことを特徴とする。
この場合、半抜き工程の終了時点でプレスの加圧力をブランク材の上下両面に付与できるので、プレス加工により生じるブランク材の面歪みを改善できる。
請求項1に記載した回転ディスクの製造方法において、半抜き工程後の打ち抜き工程前、または、打ち抜き工程後の分離工程前、または、半抜き工程後の打ち抜き工程前と打ち抜き工程後の分離工程前の両方に、ブランク材の上下両面を金型により強圧するプレス強圧工程を有することを特徴とする。
上記のプレス強圧を行うことにより、プレス加工により生じるブランク材の面歪みを改善できる。
請求項2に記載した回転ディスクの製造方法において、半抜き工程後の分離工程前に、ブランク材の上下両面を金型により強圧するプレス強圧工程を有することを特徴とする。 上記のプレス強圧を行うことにより、プレス加工により生じるブランク材の面歪みを改善できる。
請求項3〜5に記載した何れかの回転ディスクの製造方法において、金型によりブランク材の上下両面を強圧する際に、そのブランク材の上下両面または何れか片面に、所定の凹凸形状をコイニング加工により形成することを特徴とする。
上記の構成によれば、プレス強圧による圧縮応力をブランク材の板厚内部まで効果的に付与できるので、残留応力を解消することができる。その結果、ブランク材の面歪みを更に改善でき、平面度をより向上できる。
請求項1〜6に記載した何れかの回転ディスクの製造方法において、分離工程の前または同時に、ブランク材の内周または外周に形成されるギヤ歯型の表面を仕上げ用のパンチで仕上げ抜きを行うことを特徴とする。
この場合、歯型面をプレスで打ち抜く際に生じる歪み、および、ダレ破断部分を除去できるので、精度の高いギヤ歯型を得ることが可能である。
請求項1〜7に記載した何れかの製造方法により製造された回転ディスクであって、プレス工程の際にブランク材の内周と外周とで同一面側に生じたバリは、慣らし回転工程を行うことによって、固定ディスクの表面に沈み込んでいることを特徴とする。
例えば、減速型スタータに用いられる多板式の衝撃吸収装置は、遊星歯車減速装置のインターナルギヤを複数枚に分割した回転ディスクを有し、この回転ディスクを固定ディスクと重ね合わせて構成されるため、高い平面度が要求される。また、回転ディスクは、内周にギヤ歯型が設けられ、このギヤ歯型に遊星ギヤが噛み合わされるため、高い歯型精度が要求される。
これに対し、本発明のプレス工程によれば、平面度が高く、且つ、精度の高いギヤ歯型を有する回転ディスクを製造できる。また、プレス工程によって製造された回転ディスクに対し、慣らし回転工程を行うことにより、回転ディスクの外周および内周に有するバリの先端を摩耗させながら、固定ディスクの表面にバリを沈み込ませることができるので、両ディスクを略均一に面接触させることが出来る。
本発明に係るギヤは、例えば、減速型スタータに用いられる遊星歯車減速装置のインターナルギヤを複数枚に分割した回転ディスク1であり、図2(a)に示す様に、円形の外形を有し、且つ、内周にギヤ歯型1aが形成されている。なお、回転ディスク1は、板厚方向の両側から固定ディスク2(図3参照)に挟み込まれて、その固定ディスク2との間に発生する摩擦力により回転規制され、エンジン側からスタータの駆動系統(トルクの伝達経路)に過大な衝撃力が加わった時に、回転ディスク1が摩擦力に抗して滑る(回転する)ことにより、衝撃力の伝達を遮断する働きを有している。
なお、図1は、本発明のプレス工程に係る工程図である。
a)半抜き工程…金属板3からブランク材1Aの外周を半抜き加工する。なお、ブランク材1Aとは、回転ディスク1を製造するためにプレス加工される中間部材を言う。
この半抜き工程では、金属板3からブランク材1Aを完全に打ち抜くのではなく、図1(a)に示す様に、金属板3の板厚方向の一方(図示上方向)にブランク材1Aが凸状に突き出た状態となり、金属板3とブランク材1Aとが繋ぎ部3aによって繋がっている。
上記の製造方法(プレス工程)では、半抜き工程→打ち抜き工程→分離工程の順に行われる。このため、分離工程では、半抜き工程で残された繋ぎ部3aのみを切断すれば良いので、分離加工時のプレス剪断力を小さくできる。これにより、製品(回転ディスク1)の反り、および、バリも小さくなるため、特殊で高価な油圧プレス等を使用することなく、汎用性の高い一般の機械式プレス機によるプレス加工のみで、平面度が高く、且つ、精度の高いギヤ歯型1aを有する回転ディスク1を製造できる。
上記の結果、プレス工程の後加工として、バリ取りを行う必要はなく、且つ、上述の様に、分離加工時のプレス剪断力を小さくできることにより、平面度の高い(反りが小さい)製品(回転ディスク1)をプレス加工のみで製造できるので、生産性の向上を図ることが可能である。
この実施例2に示す製造方法は、ブランク材1Aの外周と内周とを同時に半抜きした後、分離工程を行う一例である。
a)半抜き工程…金属板3からブランク材1Aの外周と内周とを同時に半抜き加工する。この場合、図4(a)に示す様に、金属板3からブランク材1Aがリング状に突き出た状態となり、ブランク材1Aの外周側と内周側とがそれぞれ繋ぎ部3aによって金属板3と繋がっている。また、ブランク材1Aの内周には、歯型形状(ギヤ歯型1a)が半抜き加工される。
この実施例2では、ブランク材1Aの外周と内周とを同時に金属板3から切り離すので、必然的に、ブランク材1Aの外周に生じるバリ1cと、内周に生じるバリ1dとが、ブランク材1Aの同一面側に生じる。
また、この実施例2では、ブランク材1Aの外周と内周とを同時に半抜きした後、その外周と内周とを同時に金属板3から切り離すので、実施例1に記載した打ち抜き工程を独立して行う必要はなく、工程数を少なくできる。
この実施例3では、回転ディスク1の製造工程にプレス強圧(以下に説明する)を実施する場合の一例である。
このプレス強圧は、例えば、実施例2に記載した半抜き工程と分離工程との間に行うことができる。つまり、図5に示す様に、a)半抜き工程→b)プレス強圧工程→c)分離工程の順に行われる。
プレス加工を行う際に、ブランク材1Aがプレス力を一方向に受けると、図5(d)に破線で示す様に、ブランク材1Aの表面に反りによる面歪みが生じる。
そこで、半抜き工程を実施した後、図5(b)に示す様に、ブランク材1Aの上下両面に金型(パンチ4、パンチ5)を当てて、上下両方向から加圧力(プレス力)を付与することにより、図5(d)に示す様に、ブランク材1Aに生じる面歪みを修正できる。
あるいは、実施例1または実施例2において、半抜き工程と同時にプレス強圧を行うことも可能である。つまり、ブランク材1Aの上下両面を金型(パンチ4、パンチ5)により強圧しながら半抜き工程を行うこともできる。
この実施例4は、上記の実施例3に記載したプレス強圧を行う際に、ブランク材1Aの上下両面または何れか片面に、所定の凹凸形状をコイニング加工により形成する一例である。
本実施例のコイニング加工は、例えば、図6に示す様に、プレス強圧を行うパンチ4の表面に凹凸形状4aを設けておき、そのパンチ4の凹凸形状4aをブランク材1Aの表面に圧縮転写する方法である。このコイニング加工を実施することにより、プレス強圧による圧縮応力をブランク材1Aの板厚内部まで効果的に付与できるので、残留応力を解消することができ、面歪みを更に改善でき、平面度をより向上できる。
また、ブランク材1Aの表面に形成される凹凸形状1eは、固定ディスク2との摩擦面に塗布される潤滑油(例えばグリース)を保持する役目も果たすことができるので、耐焼き付き性の向上にも寄与する。
この実施例5は、図7に示す様に、分離工程の前(または同時)に、ギヤ歯型1aの表面を仕上げ用のパンチ6で仕上げ抜きを行うことを特徴とする。
なお、図7に示す一例は、実施例2に記載した半抜き工程と分離工程との間に仕上げ抜き工程を実施しているが、分離工程と同時に仕上げ抜きを行うこともできる。
また、実施例1の場合では、ブランク材1Aから歯型形状を打ち抜く打ち抜き工程と同時に仕上げ抜き工程を行うこともできる。
この仕上げ抜き工程を実施することにより、歯型形状をプレスで打ち抜く際に生じる歯型面の歪み、および、ダレ破断部分を除去できるので、より精度の高いギヤ歯型1aを得ることができる。
1A ブランク材
1a ギヤ歯型
1e 所定の凹凸形状
3 金属板
4 プレス強圧用のパンチ(金型)
5 プレス強圧用のパンチ(金型)
6 仕上げ用のパンチ
Claims (8)
- 回転ディスクと固定ディスクとを摩擦接触させて衝撃吸収装置を構成すると共に、前記回転ディスクの内周にギヤ歯型が形成されて、前記回転ディスクを遊星歯車減速装置のインターナルギヤに兼用する回転ディスクの製造方法であって、
金属板からプレス加工によって前記回転ディスクを製造するプレス工程と、
このプレス工程によって製造された前記回転ディスクを前記固定ディスクに対して慣らし回転させる慣らし回転工程とを有し、
前記金属板からプレス加工によって前記回転ディスクが製造されるまでの中間部材をブランク材と呼ぶ時に、
前記プレス工程は、
前記金属板から前記ブランク材の外周を半抜きする半抜き工程と、
半抜き状態から前記ブランク材の内周に前記ギヤ歯型を打ち抜く打ち抜き工程と、
半抜き状態から前記ブランク材の外周を前記金属板から切り離す分離工程とを有し、
前記打ち抜き工程で前記ブランク材の内周に前記ギヤ歯型を打ち抜く方向と、前記分離工程で前記金属板から前記ブランク材の外周を切り離す方向とが逆方向に行われ、
前記慣らし回転工程は、
前記回転ディスクより軟らかい材質を有する前記固定ディスクと、前記プレス工程によって前記ブランク材から製造された前記回転ディスクとを準備し、前記固定ディスクの表面と前記回転ディスクの外周および内周に有するバリとを突き合わせて、前記固定ディスクと前記回転ディスクとを相対回転させることにより、前記バリの先端を摩耗させながら、前記固定ディスクの表面に前記バリを沈み込ませることを特徴とする回転ディスクの製造方法。 - 回転ディスクと固定ディスクとを摩擦接触させて衝撃吸収装置を構成すると共に、前記回転ディスクの内周にギヤ歯型が形成されて、前記回転ディスクを遊星歯車減速装置のインターナルギヤに兼用する回転ディスクの製造方法であって、
金属板からプレス加工によって前記回転ディスクを製造するプレス工程と、
このプレス工程によって製造された前記回転ディスクを前記固定ディスクに対して慣らし回転させる慣らし回転工程とを有し、
前記金属板からプレス加工によって前記回転ディスクが製造されるまでの中間部材をブランク材と呼ぶ時に、
前記プレス工程は、
前記金属板から前記ブランク材の外周と内周とを同時に半抜きして、前記ブランク材の内周に前記ギヤ歯型を半抜き加工する半抜き工程と、
半抜き状態から前記ブランク材の外周と内周とを同時に前記金属板から切り離す分離工程とを有し、
前記慣らし回転工程は、
前記回転ディスクより軟らかい材質を有する前記固定ディスクと、前記プレス工程によって前記ブランク材から製造された前記回転ディスクとを準備し、前記固定ディスクの表面と前記回転ディスクの外周および内周に有するバリとを突き合わせて、前記固定ディスクと前記回転ディスクとを相対回転させることにより、前記バリの先端を摩耗させながら、前記固定ディスクの表面に前記バリを沈み込ませることを特徴とする回転ディスクの製造方法。 - 請求項1または2に記載した回転ディスクの製造方法において、
前記ブランク材の上下両面を金型により強圧しながら前記半抜き工程を行うことを特徴とする回転ディスクの製造方法。 - 請求項1に記載した回転ディスクの製造方法において、
前記半抜き工程後の前記打ち抜き工程前、または、前記打ち抜き工程後の前記分離工程前、または、前記半抜き工程後の前記打ち抜き工程前と前記打ち抜き工程後の前記分離工程前の両方に、前記ブランク材の上下両面を金型により強圧するプレス強圧工程を有することを特徴とする回転ディスクの製造方法。 - 請求項2に記載した回転ディスクの製造方法において、
前記半抜き工程後の前記分離工程前に、前記ブランク材の上下両面を金型により強圧するプレス強圧工程を有することを特徴とする回転ディスクの製造方法。 - 請求項3〜5に記載した何れかの回転ディスクの製造方法において、
前記金型により前記ブランク材の上下両面を強圧する際に、そのブランク材の上下両面または何れか片面に、所定の凹凸形状をコイニング加工により形成することを特徴とする回転ディスクの製造方法。 - 請求項1〜6に記載した何れかの回転ディスクの製造方法において、
前記分離工程の前または同時に、前記ブランク材の内周または外周に形成されるギヤ歯型の表面を仕上げ用のパンチで仕上げ抜きを行うことを特徴とする回転ディスクの製造方法。 - 請求項1〜7に記載した何れかの製造方法により製造された回転ディスクであって、
前記プレス工程の際に前記ブランク材の内周と外周とで同一面側に生じた前記バリは、前記慣らし回転工程を行うことによって、前記固定ディスクの表面に沈み込んでいることを特徴とする回転ディスク。
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