JPH1043828A - ギヤ部品のためのプレス加工用パンチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼板をスムーズに半抜きすることができるギ
ヤ部品プレス加工用パンチの構造を提供する。 【解決手段】 パンチ４２の周面に設けられたプレス歯
４３の端部には、パンチ底面４４から突出する底面突部
４５が設けられ、底面突部４５とプレス歯４３とがなす
角部には、角部曲面４７が形成されている。この角部曲
面４７の曲率半径を大きく設定しても、底面突部４５を
設けて角部曲面４７をパンチ底面４４より下位にシフト
させてあるため、このパンチ４２にプレスされたプレス
製品の角部曲面１５もギヤ部１４より下位にシフトされ
て形成される。従って、角部曲面１５がギヤ部１４側に
大きく形成されることがなく、角部曲面１５と相手部品
２０のギヤ部２２とが干渉する事態（ハーフロック）を
心配する必要がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ギヤ部品のプレス
加工に用いられるパンチに関する。

【０００２】

【従来の技術】プレス加工にて製作されるギヤ部品とし
て、例えば、図１０に示す自動車シートのリクライニン
グ機構に用いられるラチェットロアアーム１が知られて
いる。ラチェットロアアーム１の薄皿状部１ａにおい
て、その底面２と直交する内周壁には複数の歯よりなる
ギヤ部３が備えられ、このギヤ部３には、図１１に示す
ように、相手部品４が噛合する。相手部品４は、その下
端面５を薄皿状部１ａの底面２に当接させて位置決めさ
れる。また、この相手部品４のギヤ部６の端面は下端面
５と面一となっており、そのギヤ部６の下方角部には、
所定の大きさの面取り６ａが形成されている。これに対
応させて、ラチェットロアアーム１のギヤ部３の角部に
は、所定の曲率をもって角部曲面３ａが形成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したラチェットロ
アアーム１は、鋼板をプレスすることにより製作されて
おり、上記した薄皿状部１ａの底面２相当部をパンチを
用いたプレス加工によって製造するのが一般的である。

【０００４】ところで、この角部曲面３ａの曲率半径は
以下の理由から所定の範囲内に設定されている必要があ
り、したがってパンチ側のプレス歯についても同様に、
その角部曲面３ａの曲率半径は所定範囲内に設定されね
ばならなかった。すなわち、曲率半径が小さい場合に
は、鋼板に対するプレス加工が行われるときに角部曲面
３ａに対応する部分に応力が集中して半抜きがスムーズ
に行われず、ラチェットロアアーム１の歯先部分に破断
を生じさせることがある。したがって、加工上の面から
すればパンチにおいて角部曲面３ａに対応する部分の曲
率は大きい方が望ましいのであるが、大き過ぎる場合に
は、ギヤ部６の歯底及び歯先が角部曲面３ａと干渉して
正規の噛合状態よりも浅い噛み合い状態、つまり、ハー
フロック状態となってしまう。なお、上記したギヤ部６
と角部曲面３ａとの干渉箇所を図１２において符号
「Ｖ」にて示し、その干渉の結果、噛み合いが浅くな
り、歯先と歯底との間に生じた隙間を同図において、符
号「Ｗ」にて示す。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、鋼板をスムーズに半抜きすることができるギヤ部品
プレス加工用パンチの構造の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

＜請求項１の発明＞上記目的を達成するため、請求項１
に係る発明は、奥壁から複数の歯が垂直方向に形成され
たギヤ部を備えてなるギヤ部品をプレス加工するための
パンチであって、パンチ本体には前記各歯を成形するた
めの複数のプレス歯が形成され、このプレス歯の歯底の
端縁部には角部曲面が所定曲率をもって断面弧状に形成
されるとともに、前記角部曲面を含む前記プレス歯の付
け根部分に底面突部を設けて、前記奥壁と対面するパン
チ底面から突出させることにより、前記角部曲面の始端
をパンチ底面より下位にシフトさせた構成であることを
特徴とするものである。

【０００７】＜請求項２の発明＞また、請求項２に係る
発明は、上記請求項１記載のギヤ部品プレス加工用パン
チの構造において、底面突部には、プレス歯の歯底側か
らプレス歯の歯先側にかけてパンチ底面からの突出量が
小さくなるように傾斜面が形成されているところに特徴
を有する。

【０００８】

【発明の作用及び効果】

＜請求項１の発明＞請求項１の構成によれば、底面突部
を設けて角部曲面をパンチ底面より下位にシフトさせた
ため、角部曲面の曲率半径を大きく設定しても、ハーフ
ロックとなる事態を心配する必要がなくなる。

【０００９】従って、パンチによって作成されるギヤ部
品が、相手側部品との噛合関係によりギヤ部と奥壁とが
なす角部の曲面を奥壁から所定の高さ以内に収めなけれ
ばならないという条件の下でも、角部曲面の曲率を所望
の大きさにすることができ、鋼板がスムーズに半抜きで
きるように角部曲面の曲率を設定してギヤ部品の品質を
向上させることができる。

【００１０】＜請求項２の発明＞また、請求項２の構成
では、鋼板によりパンチのプレス歯にかかる抗力を傾斜
面によって分散させて小さくすることができ、パンチの
消耗を緩和させてパンチの寿命を長くすることができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したラチェッ
トロアアーム製作用のパンチについて、図を参照しつつ
説明する。

【００１２】被成形部品であるラチェットロアアーム１
０は、図１ないし図３に主に示されている。ラチェット
ロアアーム１０は、自動車のリクライニング機構に用い
られる部品であって、周壁が同心円状の複数段をなす薄
皿状部１１を備えている。この薄皿状部１１の底面１２
（請求項１における「奥壁」）と垂直に交わる最下段の
内周壁１３には、１／３円周程度に亘って複数の歯１４
ａよりなるギヤ部１４が形成され、このギヤ部１４に、
相手部品２０が噛合するようになっている（図３参
照）。

【００１３】相手部品２０は、図３に示すように、その
下端面２１を薄皿状部１１の底面１２に当接させて位置
決めされる。また、この相手部品２０のギヤ部２２の下
面は下端面２１と面一となっており、そのギヤ部２２と
下端面２１との角部には、面取り２３が形成されてい
る。従って、ラチェットロアアーム１０のギヤ部１４の
角部に設けられる角部曲面１５は、相手部品２０のギヤ
部２２が正規に噛み合うように、所定の曲率半径をもっ
て形成する必要がある。

【００１４】このラチェットロアアーム１０は、図４及
び図５に示すように、鋼板Ｋをプレスすることにより製
作される。鋼板Ｋはプレス型３０に設けられた上型３１
と下型３２との間に挟持され、上型３１の上下方向の貫
通孔３１ａ内で駆動するパンチ４０によって半抜きで
き、上記した薄皿状部１１が形成される。

【００１５】パンチ４０は、薄皿状部１１の上段に対面
する円筒状のパンチ４１と、その内部にあって薄皿状部
１１の底壁１２をプレスする円柱状のパンチ４２とを備
えている。なお、下型３２に設けられた上下の貫通孔３
２ａ内には、パンチ４１に対向するギヤダイス兼エジェ
クタ３３と、パンチ４２に対向するエジェクタ３４が設
けられ、鋼板Ｋをパンチと反対側から押圧してプレスに
伴う曲げ変形を規制している。

【００１６】さて、本発明に係るパンチの構造は上記し
た円柱状のパンチ４２に適用されている。パンチ４２の
概略は図６に示されている。パンチ４２は、ロックウェ
ル硬さ試験による硬度がＨＲＣ６５の部材（ウッデホル
ム社製の「ＡＳＰ−３０ 粉末ハイス鋼」）より製作さ
れている。前記した従来のパンチはＨＲＣ６３の部材よ
り製作されていた。しかし、その硬度では被加工材（上
記した鋼材Ｋ）に付着している研磨粒子により凝着摩耗
が生じ、パンチのチッピングが発生するという問題がお
き、逆に、ＨＲＣ６６以上とすると、研磨粒子が凝着し
ないが僅かな曲げ応力によりパンチが欠けるという問題
がある。そこで、本実施形態では、以上の点を考慮して
ＨＲＣ６５の部材を用いることとした。

【００１７】パンチ４２は、薄皿状部１１の底面１２内
径と同じ径の円柱状に形成され、その周面には、複数の
歯１４ａ同士の間をプレスする複数のプレス歯４３が設
けられている。このプレス歯４３は、ラチェットロアア
ーム１０の複数の歯１４ａに対応させてパンチ４２周面
の１／３円周程度に亘って形成され、パンチ底面４４に
連続している。このプレス歯４３のパンチ底面４４側の
端部には、図７に示すように、平面状をなすパンチ底面
４４から突出するように底面突部４５が形成されてい
る。

【００１８】底面突部４５は、プレス歯４３端部におい
て歯先から歯のたけ（図７のＬ１）までの寸法とほぼ同
じ幅寸法をもって形成されている。底面突部４５のプレ
ス歯４３における歯底位置から歯先位置にかけては、１
２度の傾斜面４６が形成され、傾斜面４６は曲率半径ａ
の角部曲面４７ａを介してプレス歯４３の歯先面に連続
している。ところで、ラチェットロアアーム１０の角部
曲面１５は、その曲率半径が所定範囲内に設定される必
要があるため、パンチ４２の角部曲面４７ａも同様に設
定されねばならない。ここに、仮に底面突部４５を設け
ずに、ギヤ部１４に破断を生じさせない程度の曲率半径
を設定しようとする場合には、ハーフロックの問題を生
じる。しかし、本実施形態のように底面突部４５を設け
たものでは、パンチ底面４４のプレス歯４３の周辺は実
質的に下方にオフセットされたこととなるため、ハーフ
ロックを生じさせることがなく、その分、角部曲面４７
ａの曲率半径を大きくすることができる。逆に、角部曲
面４７ａの曲率半径は底面突部４５の大きさをかえるこ
とで所望の値に設定できるわけである。

【００１９】この実施の形態において、底面突部４５は
傾斜面４６より図において右側の平坦面４８がプレス歯
４３の歯底面と曲率半径ｂの角部曲面４７ｂをなして連
続している。この曲率半径ｂは曲率半径ａの２倍にして
ある。プレス歯４３の歯底と歯先の間は曲率半径ａから
曲率半径ｂまで徐々に曲率半径を変化させた角部曲面４
７ｃが連続して形成されている。これらの角部曲面４７
ａ，４７ｂ，４７ｃは連続して角部曲面４７をなしてい
る。なお、底面突部４５の、図７において右側のパンチ
４２軸心側の端部は、４５度の傾斜をなしてパンチ底面
４４に交わっている。

【００２０】次に、本実施形態の作用を説明する。図４
に示すように、プレス型３０に鋼板Ｋをセットしてプレ
ス機を起動すると、パンチ４２が鋼板Ｋに向かって、例
えば、油圧等の大きな力で押し下げられ、図５に示すよ
うに、鋼板Ｋは、上下の型３１，３２に支持された部分
に対しパンチ４２に押された部分が半抜きされ、薄皿状
部１１が形成される。パンチ４２のプレス歯４３の端面
には、半抜きがスムーズになされる曲率半径に設定され
た角部曲面４７が形成されているので、薄皿状部１１の
ギヤ部１４に従来のように、破断が生じることがなく、
高品質のラチェットロアアーム１０が製作される。この
ように、製品の品質向上のために角部曲面４７の曲率半
径を比較的大きく設定しても、底面突部４５を設けて角
部曲面４７をパンチ底面４４より下位にシフトさせてあ
るため、ラチェットロアアーム１０の角部曲面１５もギ
ヤ部１４より下位にシフトされて形成される。仮に、下
位にシフトされなければ角部曲面１５が上位のギヤ部１
４側に大きく形成されることとなり、その角部曲面１５
と相手部品２０のギヤ部２２とが干渉する事態（ハーフ
ロック）が生じる。しかし、本発明にかかるパンチ４２
で製作されたラチェットロアアーム１０には、そのよう
な心配がない。

【００２１】一方、パンチ４２のプレス歯４３には、そ
の端面に傾斜面４６が形成されてプレス時の鋼板Ｋから
受ける抗力を低減させてあるので、そのプレス歯４２の
消耗を押さえることができ、パンチの寿命は従来より長
い。

【００２２】＜他の実施形態＞本発明は、前記実施形態
に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するよ
うな実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、
下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実
施することができる。

【００２３】（１）上記実施形態では、底面突部４５に
傾斜面４６を備えているが、図８に示すように、傾斜面
を備えずにプレス歯４３の歯底から歯先にかけて、同じ
突出量の底面突部４５を設けてもよい。但し、本実施形
態のように傾斜面を備えたものであれば、プレス歯に係
る抗力を小さくすることができ、パンチの消耗を低減さ
せることができる。

【００２４】（２）本実施形態のパンチは、薄皿状部１
１の内周面に歯を備えたギヤ部品の製作に用いている
が、例えば、図９に示すように、ラック状のギヤ部品５
０をプレス加工するパンチに本発明にかかるパンチの構
造を適用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】ラチェットロアアームの平面図である。

【図２】薄皿状部の部分断面図である。

【図３】その拡大断面図である。

【図４】鋼板がプレスされる前の状態のプレス型の断面
図である。

【図５】鋼板がプレスされた後の状態のプレス型の断面
図である。

【図６】パンチの斜視図である。

【図７】パンチの部分断面図である。

【図８】底面突部の変形例を示す断面図である。

【図９】他の種類のギヤ部品を示す斜視図である。

【図１０】ラチェットロアアームの斜視図である。

【図１１】ラチェットロアアームのギヤ部を示す部分断
面図である。

【図１２】ハーフロックした状態を示す部分断面図であ
る。

【符号の説明】

１０…ラチェットロアアーム（ギヤ部品） １４ａ…歯 １２…底面（奥壁） ４２…パンチ ４３…プレス歯 ４４…パンチ底面 ４５…底面突部 ４６…傾斜面 ４７…角部曲面 ａ…曲率半径（曲率） ｂ…曲率半径（曲率）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 奥壁から複数の歯が垂直方向に形成され
   たギヤ部を備えてなるギヤ部品をプレス加工するための
   パンチであって、 パンチ本体には前記各歯を成形するための複数のプレス
   歯が形成され、このプレス歯の歯底の端縁部には角部曲
   面が所定曲率をもって断面弧状に形成されるとともに、
   前記角部曲面を含む前記プレス歯の付け根部分に底面突
   部を設けて、前記奥壁と対面するパンチ底面から突出さ
   せることにより、前記角部曲面の始端をパンチ底面より
   下位にシフトさせた構成であることを特徴とするギヤ部
   品のためのプレス加工用パンチ。
2. 【請求項２】 前記底面突部には、プレス歯の歯底側か
   らプレス歯の歯先側にかけてパンチ底面からの突出量が
   小さくなるように傾斜面が形成されていることを特徴と
   する請求項１記載のギヤ部品のためのプレス加工用パン
   チ。