JPH0566218B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はコイル材または板材から平歯車を自動
的に連続して生産する方法に関する。

「従来の技術」 従来、平歯車をプレス成形により製造する場合
には熱間鍛造により製造される場合が多いが、プ
レス成形される素材の温度を厳密に管理しないと
精度の高い平歯車を製造することができないとい
う問題があつた。また、鍛造によつて平歯車か製
造される場合には、パンチの圧力により素材の外
径を張出させ成形金型の歯形に合わせるように成
形されるが、高い圧力が加えられるパンチの外径
が短期間のうちに細くなり、精度の高い歯車を長
期に渡つて製造することができなかつた。このた
め、平歯車を冷間にてプレス成形することも行わ
れたが、押出し成形方向の前端においていわゆる
ひけを生じ、歯車前端の外形が小さく、後端にお
いて外径が大きくなる傾向があり、また後端にお
いてプレス抜きだれが生じ、かつ歯形にクラツク
が生じ易かつた。なお、特公昭58−47929号公報
には、粗成形型による押し成形と仕上げ型による
張出し成形とを組合せる発明が開示されている
が、大形なプレス機械を必要とするうえ、パンチ
の寿命に制限がある。また、精密打抜プレス機械
を用いる方法は、高価な特殊のプレス機械が必要
であり、かつ歯車の上下に若干のひけが生じた。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明は上記の問題を解決するためになされた
ものであり、特別に高価なプレス機械を用いるこ
となく、精度が高い平歯車を、自動的に生産する
方法を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 上記目的のため、本発明によれば、プレス機の
上下運動に連動して材料を上盤と下盤の間に送
り、第１の部位に配設された複合運動を行なうよ
うにした上ダイセツトと下ダイセツトにより円板
上の歯車素材を打抜加工したのち、その歯車素材
を材料の送りが妨げられない第２の部位に移動
し、その第２の部位に配設された上ダイセツトと
下ダイセツトの上下運動により歯形の打抜き加工
および打抜方向とは逆方向の扱き加工を行うこと
を特徴とする平歯車の自動生産方法が提供され
る。

「作用」 上記構成によれば、まず第１の部位において鋼
板の材料から円板状の歯車素材が精密に打抜か
れ、第２の部位においてその歯車素材に歯形が打
抜き加工されるから、鋼板より一度に歯車形状を
打抜く場合よりも各加工段階におけるプレス加工
の度合が少くて良く、抜だれおよびクラツクが非
常に少なくなる。また、第２の部位において歯形
の打抜きおよびその打抜方向とは逆方向の扱き加
工を行なうため、抜きテーパが極小にされる。更
に、本発明は、プレス機の上下運動に連動して歯
車素材の打抜き、およびその打抜きと逆方向の扱
き加工を行うから、プレス機の上下運動が続く間
に、１回または２回の上下運動ごとに１個づつ高
精度の平歯車が生産される。

「実施例」 次に、本発明の生産方法を図に示す実施例につ
いて説明する。

第１図から第３図は本発明の方法を実施するプ
レス機の構造を示す。本実施例は第１図に示され
るように、プレス機の上運動に連動して、コイル
材または板材などの材料Ｍを下盤１と図示しない
上盤の間に送り、その下盤１の第１の部位Ａにお
いて第２図に示された上ダイセツト３１と下ダイ
セツト３０により、外周が円形を成し内周に軸孔
を有する円板状の歯車素材２を上下方向から打抜
く。次に、その歯車素材２を材料Ｍの送りが妨げ
られない第２の部位Ｂにエアシリンダ３またはカ
ムなどによつて移動し、その第２の部位Ｂにおい
て第３図に示された上ダイセツト４１と下ダイセ
ツト４０の上下運動により、歯形の打抜きと扱き
加工を行つて平歯車４が生産させるものである。
なお、第１図において、図示されない上盤はダイ
ポスト５により、下盤１に対して上下運動可能に
連結されているものとする。材料Ｍはリフタービ
ン７によつて下盤１および下ダイセツトから浮上
るように支持されている。

第１の部位Ａに配置され上ダイセツト３１と下
ダイセツト３０の構造および作動を第２図につい
て説明する。

第２図に示されるように、下盤１の下面には下
ダイセツト３０が取付けられており、上盤６の下
面には上ダイセツト３１が取付けられている。下
ダイセツト３０には、受板８およびダイプレート
９により支持された雌ダイス１０が設けられてい
る。その雌ダイス１０の内孔に外形径用カウンタ
ー１１が通されており、そのカウンター１１はク
ツシヨンピン１２によつて上方へ圧力が加えられ
ている。外径用カウンター１１の内孔には、素材
２に孔明けをするための内径パンチ１３が通され
ており、その内径パンチ１３は受板８はによつて
支持されている。雌ダイス１０にはリフターピン
７が上下方向へ移動可能に設けられており、その
リフターピン７は、スプリング１４またはウレタ
ンゴムなどの弾性部材によつて上方へ弾発されて
いる。リフターピン７の首下には、材料Ｍを挾持
するための環状溝１５が刻設されている。材料Ｍ
と雌ダイス１０の間隔Ｓは８mm〜20mmに保たれて
いる。

雌ダイス１０の内孔の入口角部には、内孔の全
周に渡つて角度10°から90°の面取り部１６が設け
られており、その面取り部１６は雌ダイス１０の
上面および内孔面と微小な曲面により結ばれてい
る。面取り部１６および曲面は材料Ｍとの摩擦を
少なくするために鏡面にすることが望ましい。面
取り部１６の角度は製品によつて違うため10°〜
90°の範囲において実験により探り出される。上
ダイセツト３１には、上型ダイプレート１７およ
び上型パンチプレート１８によりパンチ１９が取
付けられている。パンチ１９には中心にダイス孔
２０が穿設されており、そのダイス孔２０の入口
は直角である。内径パンチ１３の先端に角度30°
〜120°の面とり部２１が設けられている。そし
て、ダイス孔２０には内径用カウンター２２が挿
通されており、そのカウンター２２の上端は上型
カウンタープレート２３を介して上型ノツクアウ
トピン２４により押下げ可能にされている。パン
チ１９の外周には、材料押え用ストリツパープレ
ート２５が嵌合されており、そのストリツパープ
レート２５は、スプリング１４より大きな圧力の
スプリング２６またはウレタンゴムなどの弾性部
材により押圧されている。

上記構成において、コイル材または切板による
材料Ｍは、リフターピン７の首下の環状溝１５に
差込んで第１図および第２図の左側（まは右側）
から材料送り装置により、製品の外径に送りさん
の寸法を加えた一定間隔で送り込まれる。上盤６
が下降すると、ストリツパープレート２５はスプ
リング２６等の大きな圧力により材料Ｍを雌ダイ
ス１０の上面まで押し下げる。更に上盤６が下降
すると、雌ダイ１０の上面に材料Ｍが強力にスト
リツパープレート２５によつて押えられると共
に、パンチ１９は雌ダイス１０の中に入り、材料
Ｍから歯車素材２が精密に打抜かれ、その歯車素
材２は材料Ｍから離れてカウンター１１の上に移
る。上盤６が上昇に移ると、クツシヨンピン１２
の圧力によつてカンウンター１１が押し上げられ
る。また、材料Ｍはリフターピン７によつて第２
図に示された位置に戻されるため、歯車素材２は
材料Ｍとカウンター１１の隙間Ｓに取り残され
る。

なお、素材２の中心の軸孔２７は、先程パンチ
１９が雌ダイス１０に入り込んだ時、内径パンチ
１３がパンチ１９のダイス孔２０に入る込むこと
により精密に打抜かれる。素材２の軸孔２７から
打抜かれた抜かすは、外形用カウンター１１がク
ツシヨンピン１２を押し下げて雌ダイス１０内に
沈むと、パンチ１９のダイス孔２０内に入つて行
く。そして、パンチ９のダイス孔２０に入つた抜
かすは、上盤６が最上段まで上昇した時、内径用
カンウンター２２が上型カウンタープレート２３
を介して上型ノツクアウトピン２４によつて押下
げられるため、ダイス孔２０の外部に排出され、
圧縮エヤーまたは排出装置により処理される。な
お、Ａ部における金型は、材料押え用ストリツパ
ープレート２５を備えているため送りさんの寸法
は材料Ｍの板厚程度で良いという利点がある。

一方、歯車素材２はエアシリンダ３またはカム
などによつてＢ部の金型に移動される。

更に、Ｂ部の金型の構造および作動を第３図か
ら第６図について説明する。第３図に示されるよ
うに、上盤６の下面には上ダイセツト４１を構成
するパンチ５１が取付けられており、そのパンチ
５１には下部外周に歯形５１Ａが形成されてい
る。また、下盤１の上面には下ダイセツト４０の
カウンタープレート５６が取付けられており、カ
ウンタープレート５６の上に受板５７を介して載
置された雌ダイス５２の内周には所要のモジユー
ル形状を持つ歯形５２Ａが形成されている。雌ダ
イス５２には歯車素材２を受けるためのカウンタ
ー５３が通されており、そのカウンター５３の下
面とカウンタープレート５６の上面の間には、隙
間Ｇが形成されるようにカウンター５３の長さが
決められている。本実施例では、カウンター５３
の外周には歯形６１が刻設されている。隙間Ｇの
長さは、カンウター５３が下降端に達した場合に
も、カウンタープレート５６に接触しない値に設
定されている。カウンター５３の下面にはエジエ
クターピン５５が当接されており、そのエジエク
ターピン５５の下部には２段切替が可能なガス圧
または油圧シリンダーによる圧力装置５８が設け
られている。エジエクターピン５５は、圧力装置
５８によつて上方に向かう左程に大きくない約２
〜50tの圧力を常時掛けられており、後述のごと
く半製品７０となつた素材２をカウンター５３に
より雌ダイス５２内に加圧する場合には５〜１０
倍の大きな力を圧力装置５８から加えることが可
能である。なお、雌ダイス５２の概数には補強リ
ング５９が焼嵌めされている。本実施例に用いら
れるプレス機械は通常のものであり、ただ圧力装
置５８を備えるように改造されている。

雌ダイス５２の上方の入口には歯形形成時に大
きな力が掛るため雌ダイス５２またはパンチ５１
が破壊され易いので、雌ダイス５２の入口におけ
る摩擦抵抗を著しく落すため、第４図に示される
ように、角度40°〜100°の面取り部６０を全周均
等に取り、かつ微小な直径の曲面により面取り部
６０を雌ダイス５２の垂直面および水平面と結ぶ
ことが肝要である。面取り部６０の角度は素材２
の厚さなどによつて異なるために、適当な角度は
40°〜100°の範囲内において実験により探り出さ
れる。又、圧力の集中を防ぐために、面取り部６
０および曲面は特別に鏡面にすることが好まし
い。雌ダイス５２の下方入口には、角度90°〜
150°の面取り部６２が設けられている。

上記構成において、本実施例の方法により平歯
車を製造するためには、Ａ部の工程により精密に
プレス打抜きされた歯車素材２を用いる。本実施
例では、素材２の中心には軸孔２７が穿設されて
いる。まず、素材２をカウンター５３の上に乗せ
る。素材２の位置決めは、カウンター５３の凸部
５３Ａに素材２の軸孔２７を合わせることによつ
て行われる。上盤６が下降すると、素材２は下降
するパンチ５１と、圧力装置５８により上方に圧
力を加えられたカウンター５、の間において上、
下の圧力を受けたまま、パンチ５１による上から
の大きな圧力によつて押され、パンチ５１を上か
らの圧力がカウンター５３の上方への圧力より勝
つているために、若干の打抜かすを生じながら雌
ダイス５２の中に入つて行く。この時、雌ダイス
５２の入口には大きな力が加えられようとする
が、前述の第４図に示されるように雌ダイス５２
の入口には曲面で結ばれた面取り部６０が設けら
れているため、比較的に小さな摩擦抵抗でもつて
素材２は面取り部６０を通過する。素材２が雌ダ
イス５２の面取り部６０を通過して、雌ダイス５
２内に全体的に押し込まれ、更に素材２が雌ダイ
ス５２を通過するようにパンチ５１を下降させ
る。パンチ５１の下降の速度は比較的に遅くしは
方が歯形の形成に好適である。パンチ５１が下降
端に達した時、そのパンチ５１の力でカウンター
５３の下面がカウンタープレート５６の上面に接
触すると、パンチ５１に余分な圧力を与えること
となりパンチ５１が破損し易いので、その破損を
防止するため前述の隙間Ｇが設定されており、カ
ウンター５３がカウンタープレート５６に接触す
ることは無い。下降端に到達した後、パンチ５１
は上昇に向う。

上記に述べたパンチ５１の加圧によつて歯形が
打抜き形成された半製品７０は、第５図に示され
るような若干の抜きテーパが付いており、またス
プリングバツクにより５％程度も外径が膨張する
ので、精度の高い平歯車を作り難い。そのため、
２段切替が可能な圧力装置５８を高い圧力側に切
替えることにより、半製品７０をカウンター５３
の上に乗せたまま、以上の下動と逆にパンチ５１
とカウンター５３により上下に圧力を加えた状態
でカウター５３の大きな逆方向の圧力によつて半
製品７０を雌ダイス５２内に加圧し、かつ雌ダイ
ス５２を上方へ通過させることにより抜きテーパ
を無くすため上動が行われる。この上動に際して
は、雌ダイス５２の下方入口における面取り部６
２の緩い斜面が有効に働き、抜きテーパの付いた
半製品７０がカウンター５３によつて円滑に雌ダ
イス５２内に押込まれて扱き加工が行なわれ、若
干のばり取り作業を経て、パンチ５１およびカウ
ンター５３の１回の上下運動ごとに、第６図に示
されるように抜きテーパが全く取られた高精度の
平歯車４が１個ずつ生産される。

「数値的性能例」 第６図における外径Ｄが30mm、内径ｄが６mm、
厚さｔが６mmの平歯車を上記方法により生産した
ところ、JIS（日本工業規格）４級合格の高精度な
平歯車を生産することができた。自動車用変速機
に用いられる歯車であつても、JIS、６〜７級の
歯車が実用されているので驚くべき高精度の平歯
車が生産されたというべきである。

「その他の実施例」 なお、上記の実施例においては、Ｂ部における
歯形の成形をパンチ５１とカウンター５３の１回
の上下運動の間に行なうようにしたが、パンチ５
１とカウンター５３の下動において歯車素材２を
ダイス５２の途中まで押込むことにより歯形成形
を行ない、上動によつてダイス５２の上面に第７
図に示されるような抜きテーパが付いた半製品７
０を取り出したのち、第８図に示されるようにそ
の半製品７０の上下を反転し、第２回目の上盤６
の上下運動によつて第６図に示されるような抜き
だれ等がない高精度の平歯車４を生産するように
しても良く、この方法によれば上盤６が２回上下
運動するごとに１個ずつ平歯車４を生産すること
ができる。

「効果」 以上述べたように、本発明の方法は上記の構成
を有するから、プレス機の上下運動に連動して上
盤の１回または２回の上下運動ごとに１個ずつ高
精度な平歯車を自動的に生産することができ、最
も能率が良い方法であるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の実施例に用いるプレス
機を模式的に示す平面図、第２図はＡ部における
下ダイセツトおよび上ダイセツトを示す断面図、
第３図はＢ部における下ダイセツトおよび上ダイ
セツトを示す断面図、第４図は雌ダイスを拡大し
て示す断面図、第５図は下動を終了し上動に移る
前の半製品と雌ダイスを示す断面図、第６図は生
産された平歯車を示す断面図であり、第７図およ
び第８図はその他の実施例を示す断面図である。 １……下盤、２……歯車素材、４……平歯車、
６……上盤、３０……下ダイセツト、３１……上
ダイセツト、４０……下ダイセツト、４１……上
ダイセツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平歯車を冷間にてプレス成形する製造方法に
   おいて、プレス機の上下運動に連動して材料を上
   盤と下盤の間に送り、第１の部位に配設された複
   合運動を行なうようにした上ダイセツトと下ダイ
   セツトにより円板状の歯車素材を打抜加工したの
   ち、その歯車素材を材料の送りが妨げられない第
   ２の部位に移動し、その第２の部位に配設された
   上ダイセツトと下ダイセツトの上下運動により歯
   形の打抜き加工および打抜方向とは逆方向の扱き
   加工を行うことを特徴とする平歯車の自動生産方
   法。