JPH09248646A - プレスによる平板素材からの精密型抜き鍛造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】肉厚の厚いリングやギア等の製造を従来のプレ
スを利用して平板素材から簡単で且つ安価に高精度な製
品を製造できるようにすることを目的とする。 【解決手段】素材の上下に雌雄の型抜き用金型を配置
し、該素材の表面または裏面の何れか一方から素材をプ
レスで型抜きする第１工程と、第１工程で得られた粗型
を第１工程とは逆の方向からプレスすることにより第１
工程で生じた肩だれ及び剪断面の勾配を修正加工して精
密型を形成するようにした第２工程とからなるものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプレスによる平板素
材からの精密型抜き鍛造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に肉厚の薄い製品、例えば金属製の
リングやギア等を得る場合、型抜き用のプレスにダイス
及びポンチからなる雌雄の抜型（金型）を装着し、この
雌雄の抜型間に鋼板等の材料を供給して打ち抜き、リン
グやギア等を形成するようにしている。

【０００３】ところが、こうしたプレスの打ち抜きによ
るリングやギア等の製造方法をそのまま厚さの厚いリン
グやギア等の製造に用いた場合、剪断が始まる肩部分が
丸くなるだれを生じたり、崩れてしまう上、剪断切り口
部分にかえりや破断面等による勾配を生じてしまい、精
密なリングやギア等の製造には用いることが出来ないと
言う問題があった。

【０００４】特に、ダイスとポンチとのクリアランスが
大きくなればなるほどその傾向は顕著となる。斯かる問
題に鑑み、切り口部分を綺麗にするファインブランキン
グプレスも用いられているが、厚さの厚いリングやギア
等を製造するには切削によるのが一般的であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記切削に
よるリングやギア等を製造する場合、その生産性が低く
大量生産が出来ないと言う問題があり、製造コストも高
く成ってしまうと言う問題があった。

【０００６】更に、ダイスとポンチとのクリアランスを
極めて少なくして剪断切り口部分を綺麗にするファイン
ブランキングプレスでの加工では、その装置が高価な専
用のプレス機で行われることからイニシャルコストが高
くなるという問題があった。

【０００７】加えて、ファインブランキングプレスでは
ダイスとポンチとのクリアランスが極めて少ない特殊型
であり、金型の耐久性が低くメンテナンスにも多大の手
間と費用とを要してしまうと言う問題があった。本発明
は上記問題点に鑑み提案されたもので、肉厚の厚いリン
グやギア等の製造を従来のプレスを利用して平板素材か
ら簡単で且つ安価に高精度な製品を製造できるようにす
ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るプレスによる精密型抜き鍛造方法は、素
材の上下に雌雄の型抜き用金型を配置し、該素材の表面
または裏面の何れか一方から素材をプレスで型抜きする
第１工程と、第１工程で得られた粗型を第１工程とは逆
の方向からプレスすることにより第１工程で生じた肩だ
れ及び剪断面の勾配を修正加工して精密型を形成するよ
うにした第２工程とからなることを特徴とするものであ
る。

【０００９】

【作用】本発明に係るプレスによる平板素材からの精密
型抜き鍛造方法は、リングギアの一例として例えばトル
クコンバーター用パーキングギアを製造する場合を例に
説明する。先ず、プレスに平板素材を打ち抜く雌雄の金
型を上下に配設し、特殊鋼（ＳＣＭ４２０・ＳＣＲ４２
０・Ｓ４５Ｃ等）からなる平板素材を自動送り装置によ
り、一定の間隔で送る。

【００１０】そして、第１工程で上下の雌雄の金型間に
供給された平板素材は雌雄の金型が合体した時に型抜き
されて粗型が形成される。こうして形成された粗型には
剪断開始部分には肩だれ部分が発生し、打ち抜き終了時
には周縁部分に滓がフランジ状に形成されるとともに、
剪断切り口面は斜め上向きの傾斜状に形成されている。

【００１１】次に、上記第１工程で型抜きで形成された
粗型を第２工程で反転させ、第１工程で行った型抜き方
向とは反対方向からプレスで加工を行う。すると、型抜
きで形成された粗型のフランジ状部分がなくなり、肩だ
れ部分に余肉が寄せられて補正され、これと同時に傾斜
面部分の傾斜も補正されるのである。

【００１２】斯して形成されたギアはその剪断切り口面
部分にはその表裏からの剪断面が形成されるのである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる平板素材か
らの精密型抜き鍛造によるリングギア製造方法の実施の
形態をトルクコンバーター用パーキングギアの生産を例
に図面に基づいて説明する。一般に、自動車用トルクコ
ンバーターに使用されているパーキングギアは、自動車
の駐車時に、シフトレバーをパーキング位置に投入する
と自動車をロック状態にするもので、８mm前後の厚みで
外周面部分に凹凸からなる歯形を形成したリング状に形
成されている。

【００１４】図１はパーキングギアを製造する第１工程
で使用されるプレス装置におけるダイセット部分の縦断
正面図であって図上左半部はプレスが作動した状態、右
半部はプレスの作動前または作動後の図、図２はダイセ
ット部分の下型部分の平面図を示し、図中符号１はこの
ダイセット部分を全体的に示す。

【００１５】このプレス装置におけるダイセット部分１
は、雌ダイス２が装着される下型３と、パンチ４が装着
される上型５とからなる。下型３はプレス装置（全体は
図示せず）に下型ダイセットプレート６を固定し、その
上面部分に雌ダイス２を固定するとともに、雌ダイス２
の内部中央には下型ダイセットプレート６に固定された
内径パンチ８が立設され、内径パンチ８の周縁と雌ダイ
ス２との間の成形隙間９には第１工程で成形されたリン
グ素材１０を押し出すノックアウト手段１１が設けられ
ている。

【００１６】雌ダイス２の内周面には図２に示すよう
に、パーキングギア用の歯形１２が形成してあり、この
雌ダイス２の上端寄り部の歯形１２の上端部分は上開き
テーパー状に形成された所謂“コニカルダイス”になっ
ている。上記ノックアウト手段１１は、成形隙間９から
上端が上方に進退摺動するノックアウトプレート１３
と、ノックアウトプレート１３を突き上げるノックアウ
トピン１４及び図外の油圧シリンダ等によりノックアウ
トピン１４を押し上げる昇降板１５とからなる。

【００１７】一方、パンチ４が装着される上型５は、周
知の押圧手段により昇降する上型ダイセットプレート１
６にパンチプレート１７及びパンチホルダー１８を固定
するとともに、パンチプレート１７とパンチホルダー１
８との間にパンチ４を保持させて構成したもので、パン
チ４の外形は雌ダイス２の歯形１２よりも小さい形状と
なっており、パンチ４の下降量は平板素材１０を打ち抜
く為に平板素材１０の厚さより長いストロークにしてあ
る。

【００１８】次に図４及び図５は第２工程に使用するプ
レス装置におけるダイセット部分に係るもので、図４中
左半部はプレスが作動した状態、右半部はプレスの作動
後の図である。このプレス装置に於けるダイセット部分
１は、雌ダイス２が装着される下型３と、パンチ４が装
着される上型５とからなる点は第１工程で使用するプレ
ス装置におけるダイセット部分１と略同様であるが、下
型３では第１工程のプレス装置１における内径パンチ８
を省略した点やパンチ４及びエジェクター１９の外径と
雌ダイス２の内径が小径の所定のリングギアの略仕上が
り外径寸法になっている点が異なる。

【００１９】また、上型５では周知の押圧手段により昇
降する上型ダイセットプレート１６にパンチプレート１
７及びパンチホルダー１８を固定し、パンチホルダー１
８に固定されたパンチ４の中央部分にはパンチインサー
ト１９が配設されるとともに、パンチ４の外周に嵌合し
てパンチ４に対して相対移動可能なストリッパー２０が
ウレタン製の弾性部材２１を介してパンチプレート１７
に固定して構成してある。

【００２０】上記のプレス装置におけるダイセット部分
１を使用してリングギアを成形する場合を次に説明す
る。先ず、特殊鋼（ＳＣＭ４２０・ＳＣＲ４２０・Ｓ４
５Ｃ等）からなる所定の厚さを有し、予め仕上げ口径よ
りも約１ミリメートル程度小径の抜き孔が形成された平
板素材２１を、図１中、点線Ａで示すように上型５と下
型３との間をリフターピン（図示せず）により浮き上が
った状態で左から右へ間歇的に供給する。

【００２１】平板素材２１が所定の位置に間歇的に供給
されるとパンチ４を下降させる。このパンチ４の下降に
よりリング素材１０の周縁部分が雌ダイス２内に形成さ
れている歯形１２で押圧されて歯形２２を形成した粗型
２３が形成される。

【００２２】こうした第１工程を経て形成された粗型２
３には図３に示すように雌ダイス２側面の周縁の角部に
肩だれ２５が生じ、剪断面には勾配２７が発生した状態
となっている。次に、粗型２３が形成されるとこの粗型
２３を図６に示すように反転させて、第２工程のダイセ
ット部分１の雌ダイス２に載置し、パンチ４を下降させ
る。

【００２３】すると、雌ダイス２の内径がリングギア２
６の仕上げ内径となるように小径に形成されていること
から、パンチインサート１９に内径がそった形で縮小さ
れギヤ外径と第２工程のダイが粗型２３より数ミリ小さ
い為、ダイとパンチでサイジング加工されながら、この
雌ダイス２で粗型２３が絞られて縮小される時、絞られ
た余肉等が上記第１工程及び第２工程で生じた肩だれ２
５部分や剪断面部分の勾配２７部分に回り、肩だれ２５
や勾配２７が殆ど無い状態に修正された所定の大きさの
精密なリングギア２６が形成されるのである（図７参
照）。

【００２４】尚、平板素材２１の厚みが１６ミリ前後以
上の厚みになれば熱間鍛造で形成したものが用いられる
こともある。また、上記実施の形態では順送プレスを例
に説明してあるが、これをトランスファープレスやロボ
ット等で、一方で打ち抜きした粗型２３を他方に移動さ
せ、此処で仕上げを行うようにしたものにも実施するこ
とができるのは勿論のことである。

【００２５】この場合、打ち抜きした粗型２３を抜かれ
た平板素材２１に再び嵌め込み、平板素材２１とともに
仕上げの次工程に搬送するように構成することもでき
る。更に、製作されるギアの内面に歯形を施す場合に
も、上記ギアの加工方法によりギアの内面に歯形を施す
ことができるのは勿論である。

【００２６】

【発明の効果】本発明にかかるプレスによる平板素材か
らの精密型抜き鍛造方法は、以上に説明したように平板
素材が第１工程でその周面部分に歯形を形成した粗型に
形成され、第２工程で第１工程とは逆の方向からプレス
してリングギアの仕上げ内径となるように絞って縮小さ
せると同時に、この絞られた余肉等により上記第１工程
で生じた肩だれ及び剪断面の勾配が殆ど無い状態に修正
された精密なリングギアを形成するようにしてあるの
で、リング素材からリングギアまでをプレスで短時間の
うちに成形することができる。これにより従来のように
リングギアを切削により製造するものに比べてその生産
性を大幅に向上させすることができ、大量生産による製
造コストの低下を図ることができると言う利点がある。

【００２７】また、本発明にかかるプレスによる平板素
材からの精密型抜き鍛造によるリングギア製造方法では
平板素材からリングギアまでをプレスで成形するように
なっていることから、歯形の周縁部はプレスの圧力によ
り組織が密になっており、切削で形成する時のように組
織流れを切断することも少なく、リングギアの強度を向
上させることができるという利点もある。

【００２８】更に、本発明にかかるプレスによる平板素
材からの精密型抜き鍛造によるリングギア製造方法では
リング素材からリングギアまでを一般的なプレスで径を
縮小しながら成形するので、例えばリングギアの角部を
クラックが発生しない程度のアールに形成し、これを縮
小することにより精密な角部を有するリングギアを成形
することができ、高価なファインブランキングプレスで
の加工に比べてイニシャルコストを大幅に低減すること
ができると言う利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１工程に使用するダイセット部分の縦断正面
図である。

【図２】第１工程に使用するダイセット部分における下
型の平面図である。

【図３】第１工程で成形された粗型の縦断面図である。

【図４】第２工程に使用するダイセット部分の縦断正面
図である。

【図５】第２工程に使用するダイセット部分における下
型の平面図である。

【図６】第２工程で加工される方向を示す粗型の縦断面
図である。

【図７】本発明にかかるプレスによる平板素材からの精
密型抜き鍛造で製造されたリングギアの縦断面図であ
る。

【符号の説明】

２・４・・・金型 ２１・・・平板素材 ２３・・・粗型 ２５・・・肩だれ ２７・・・勾配

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平板素材の上下に雌雄の型抜き用金型を配
   置し、該平板素材の表面または裏面の何れか一方から平
   板素材をプレスして型抜きして粗型を形成する第１工程
   と、第１工程で得られた粗型を第１工程とは逆の方向か
   らプレスすることにより、第１工程で生じた肩だれ及び
   剪断面の勾配を修正加工して精密型を形成するようにし
   た第２工程とからなることを特徴とするプレスによる平
   板素材からの精密型抜き鍛造方法。