JPH0729171B2 - ボス付歯形製品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、プレス機械により歯車または任意形状の歯形
付駆動部品などのボス付歯形製品を製造する方法に関す
る。

「従来の技術」 一般に歯形製品はボスを有する場合が多く、従来、ボス
付歯形製品を冷間にてプレス成形により製造するときに
は、例えば特公昭58−47929号公報によるごとく、粗成
形型による押出し成形を行なったのち、仕上げ型により
張出し成形を行ない、素材の外径を仕上げ型の歯形に合
わせるように成形する方法が行なわれたが、大形なプレ
ス機械を必要とするうえ、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要求される品質の歯形
製品を長期に渡って製造することができず、パンチの寿
命に大きな制限があった。また、精密打抜プレス機械を
用いる方法は、高価な特殊なプレス機械が必要であると
共に、パンチ寿命に制限がありかつ歯形製品の上下に若
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、特別に大形なまたは高価なプレス機械を用いるこ
となく、永いパンチ寿命を保ちながら、ボス付歯形製品
を製造することができ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」 しかして、本発明によれば、あらかじめ、切削または冷
間、温間鍛造等で作られたボス付素材を、該素材の下部
形状に合わせた形状を有するとともに、入口に20°〜15
0°のテーパを設け、しかも鏡面に形成した歯形を有す
る雌ダイスの上に乗せ、前記素材の上部形状に合わせた
形状を有するパンチにより扱き加工することを特徴とす
るボス付歯形製品の製造方法が提供される。

「作用」 上記構成によれば、ボス付素材があらかじめ切削または
冷間、温間鍛造等で作られているため、パンチおよび雌
ダイスに加えられるプレス成形圧力が小さくなりパンチ
および雌ダイスの寿命が永くなるとともに、歯形製品に
クラックが生じ難くなる。また、パンチは、ボス付素材
の上部形状に合わせた形状を有するため、素材の上部と
パンチとの間に隙間が生じないことにより、歯山の方に
成形肉を十二分に流動させるのに効果的である。さら
に、雌ダイスの入口にはテーパを設け、しかも滑りを良
くするために鏡面にしてあるため、素材と雌ダイスの摩
擦の減少につながり、歯形製品の面粗らさが平滑にな
る。また、プレス成形圧力がテーパで分散されるため、
雌ダイスとパンチに対し成形圧力を減少した状態におい
て素材を加工することができ、パンチの体面圧が少なく
なることにより、パンチの寿命が一段と伸びる。

「実施の態様」 本発明の第１の実施の態様によれば、前記パンチは歯形
形状を有する。この態様によれば、パンチ自体の形状
は、歯形形状を持ちなおかつ雌ダイスの内径形状に合っ
た形状であるため、パンチと雌ダイスとのクラアランス
が少ない場合は、パンチ下部に素材の抜かすが排出さ
れ、歯形が素材に良好に形成される。

本発明の第２の実施の態様によれば、前記素材は、抜き
加工されたのち再度上下を反転してプレス加工すること
により抜きテーパが除去される。本発明においては、雌
ダイスの入口がテーパになっているために、素材には下
部雌ダイス寄りと上部パンチ寄りに抜きテーパが発生す
る。さほど精度が必要でない歯形製品については、パン
チが下降し上昇するまでの１工程でプレス加工を終了す
る。しかし、精度の高い歯形製品を製造する場合は、製
品精度を崩している抜きテーパを除去しなければならな
いために、再度素材を180°上下反転してプレス加工す
ることにより抜きテーパが除去される。この場合、雌ダ
イスの内径、谷径及びピッチ円上のすべての抜きテーパ
を、プレス成形加工により除去するため形状精度を良く
する上で効果的であるという利点がある。

本発明の第３の実施の態様によれば、前記パンチは、歯
形形状を有しない丸パンチが使用される。この態様によ
れば、歯形製品の歯形のモジュールまたは目が細かい場
合に、丸パンチを使用することによりパンチ寿命が永く
なるという利点がある。

本発明の第４の実施の態様によれば、前記パンチは、歯
形形状を有したパンチを使用するとともに、カウンタお
よび前記パンチに余肉逃し部を予め設けられる。歯形形
状を有したパンチを使用した場合の製品であっても、パ
ンチ側に雌ダイスとパンチの間のクリアランス分に相当
する座ないしは余肉が発生する場合がある。発生した余
肉および座は、二次加工において切削加工または研摩加
工を加えて除去する場合もあるが、精度が必要な場合に
は、前記第２の態様によるごとくプレス二次加工により
抜きテーパが除去される。そして、座は別として、余肉
を付けたままプレス二次加工をする場合には、プレス成
形圧力を減少させるために、カウンタおよびパンチに余
肉逃し部を予め設けておくのが好適である。

「実施例」 次に、本発明の実施例を図面について説明する。

本実施例の方法に使用するプレス機械の基本構成を第１
図（Ａ），（Ｂ）に示す。本実施例のプレス機械は、パ
ンチ１と雌ダイス２とカウンタ４とよりなる。パンチ１
は、第３図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のごとくワークとし
てのボス付素材３の上部形状に合わせて隙間なく形成さ
れている。雌ダイス２の歯形の入口には、第１図
（Ａ），（Ｂ）に示すごとく20°〜150°の角度のテー
パを設け、しかも滑りを良くするために鏡面にしてあ
る。カウンタ４は、プレス成形されたボス付素材３を下
方から押し、雌ダイス２の上側へ抜き取るものである。
ボス付素材３は、第２図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す
ごとく最終製品の形状に近いワークを、切削、または冷
間、温間鍛造等であらかじめ作ったものである。第２図
（Ａ）に示されたボス付素材３は断面皿形状をなしてお
り、突状部分31がボスであり、本体環状部分32の外周に
歯形がプレス加工される。第２図（Ｂ）に示されたボス
付素材３は断面Ｈ字形状をなしており、板状部分33がボ
スであり、環状部分34の外周に歯形がプレス加工され
る。第２図（Ｃ）に示されたボス付素材３は、断面十字
形状をなしており、中心軸状部分35がボスであり、円板
状部分36の外周に歯形がプレス加工される。

パンチ１自体の形状は、第１図（Ａ）には図示しないが
外周に歯形形状を持ち、なおかつ、この歯形形状は雌ダ
イス２の内径形状に合った形を有する。パンチ１の下部
形状は、前述のごとくボス付素材３の上部形状に合わせ
て形成されており、第３図（Ａ）に示されるごとく素材
３が断面皿形状をなす場合は、パンチ１の下部形状は逆
凸字状に形成されるとともに、軸孔をプレス加工する突
部を有する。第３図（Ｂ）に示されるごとく素材３が断
面Ｈ字形状をなす場合に、パンチ１の下部形状は突状に
形成されるとともに、板状部分33に軸孔および取付孔な
どをプレス加工するときは、これらの軸孔、取付孔を加
工するための図示しない突部が突設される。第３図
（Ｃ）に示されるごとく素材３が断面十字形状をなす場
合は、パンチ１の下部形状は逆凹字状に形成される。な
お、ボス付歯形製品３′の形状は第７図（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）に示されている。

「作動」 上記構成のプレス機械により、ボス付歯形製品３′を製
造する場合には、まずパンチ１と雌ダイス２の間に第２
図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の形状にあらかじめ作られた
ボス付素材３を置き、パンチ１が下方へ押下げられる。
パンチ１と雌ダイス２とのクリアランスが少ない場合
は、パンチ１の下部に素材３の抜かすが排出される。パ
ンチ１の下部形状は素材３の上部形状に合わせた形状で
あり、素材３とパンチ１の間に隙間がないので、素材３
の歯山の方に成形肉が十二分に導達される。また、雌ダ
イス２の入口には20°〜150°の角度のテーパを設け、
しかも鏡面にしてあるため、素材３は雌ダイス２を少な
い摩擦抵抗をもって通過し、歯形製品３′の表面が平滑
に成形される。雌ダイス２の入口のテーパの角度は、素
材３の厚さなどによって異なるために、適当な角度は20
°〜150°の範囲内において実験によって探り出され
る。さらに、パンチ１のプレス圧力はテーパで分散され
るため、雌ダイス２とパンチ１に対し圧力を減少した状
態で加工できるために、パンチ１の対面圧が少ないので
型寿命が一段と伸びる利点である。

第１図の基本構成によるごとく、雌ダイス２の入口がテ
ーパになっているために、素材３には下部雌ダイス２寄
りと上部パンチ１寄りに抜きテーパが発生し、素材３は
全体として微視的には逆台形に成形される。さほど精度
が必要でない歯形製品については、要求品質に適合する
ごとくパンチ１の上下動一工程でプレス加工を終了す
る。しかし、精度の高い歯形製品を製造する場合は、抜
きテーパが製品精度をくずしているために、要求品質に
適合するごとく抜きテーパを除去しなければならない。
このためには、再度素材３を反転し、反転した素材３の
形状に合わせたパンチ１およびカウンタ４により素材３
のテーパが除去される。この場合、素材３に形成された
歯形の外径、谷径およびピッチ円上のテーパのすべてを
同一の雌ダイス２による成形およびプレス加工で除去す
ることが効果的である。

「その他の実施例」 歯形のモジュールまたは目が細かい場合には、パンチ１
の寿命を永くするために、パンチ１として外周に歯形を
持たない丸パンチが使用される。丸パンチを使用した場
合には、パンチ１と雌ダイス２との間のクリアランスが
大きくなるので、第４図（Ａ）〜（Ｃ）のように歯形製
品３′のパンチ側に余肉37または座38が発生する。余肉
37は、歯形製品３′の外径と同じ直径を有し、座38は歯
形製品３′の外径より大きな直径を有する。余肉37また
は座38は、二次加工で切削加工または研摩加工を加えて
除去する場合もある。また、前述の抜きテーパ除去を行
なうような精度を必要とする場合には、歯形の精度を増
加するため、余肉37および座38を付けたままプレス二次
加工をするのが好ましい。もっとも、座38はプレス二次
加工に適さない場合もあるので、座38は別として余肉37
は歯形製品３′に付けたままプレス二次加工が行なわれ
る。この場合は、加工圧力を増加しないように第５図
（Ａ）に示されるごとく、パンチ１に余肉逃し部11をあ
らかじめ設けておいてプレス一次加工を行ない、第５図
（Ｂ）のごとくプレス二次加工を行なう際のカウンタ４
にも余肉逃し部41をあらかじめ設けておく必要がある。

なお、丸パンチを使用しない場合であっても、第６図
（Ａ），（Ｃ）のように抜きだれ39および余肉37を付け
てプレス一次加工し、後に切削加工または研削加工で除
去する方法と、第６図（Ｂ），（Ｄ）のように抜きだれ
および余肉を出さないようにプレス一次加工をする方法
とがある。歯形製品３′にさほどの精度が必要とされな
い場合は、パンチ１の面圧を下げるためにも、またダイ
ス２のもちを良くするためにも、抜きだれ39および余肉
37を付けてプレス一次加工をすることが好ましい。歯形
製品３′に高い精度が必要とされる場合には、抜きだれ
および余肉を出さないように、前述のごとくパンチ形状
をダイス形状および素材形状に合わせて隙間がないよう
に作り、またカウンタには余肉逃しを設けない構造とす
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
ものであるから、特別な大形または高価なプレス機械を
用いることなく、永いパンチ寿命および雌ダイスの寿命
を保ちながら、ボス付歯形製品を要求品質に合わせて製
造することができるなどの優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例に使用するプレ
ス機械の基本構成を示す断面図および説明図、第２図
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にボス付素材の形状を示す正面
図および断面図、第３図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれ
ぞれ異なる形状を有したボス付素材をプレス加工するた
めの構成を示す断面図であり、第４図（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）はその他の実施例として丸パンチを使用してプレ
ス加工された場合の歯形製品を示す概略正面図、第５図
（Ａ），（Ｂ）はプレス二次加工のため型に余肉逃しを
設けた場合の構成を示す断面図、第６図（Ａ）〜（Ｄ）
は必要とされる精度に適合して加工方法を選択した状態
を示す正面図および断面図、第７図（Ａ）〜（Ｃ）はボ
ス付歯形製品を示す正面図である。 １…パンチ、２…雌ダイス、３…ボス付素材、３′…ボ
ス付歯形製品、４…カウンタ、11,41…余肉逃し部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プレス機械によりボス付歯形製品を製造す
   る方法において、 あらかじめ、切削または冷間、温間鍛造等で作られたボ
   ス付素材を、 該素材の下部形状に合わせた形状を有するとともに、入
   口に20°〜150°のテーパを設け、しかも鏡面に形成し
   た歯形を有する雌ダイスの上に乗せ、 前記素材の上部形状に合わせた形状を有するパンチによ
   り扱き加工することを特徴とするボス付歯形製品の製造
   方法。
2. 【請求項２】前記パンチは、歯形形状を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のボス付歯形製品の
   製造方法。
3. 【請求項３】前記素材は、扱き加工されたのち再度上下
   を反転して抜きテーパを除去することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のボス付歯形製品の製造方法。
4. 【請求項４】前記パンチは、歯形形状を有しない丸パン
   チを使用することを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第３項記載のボス付歯形製品の製造方法。
5. 【請求項５】前記パンチは、歯形形状を有するととも
   に、カウンタおよび前記パンチに余肉逃し部を予め設け
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第３項
   記載のボス付歯形製品の製造方法。