JPH1058084A

JPH1058084A - 圧造成形歯車及び該歯車製造用の圧造工具セット

Info

Publication number: JPH1058084A
Application number: JP21870096A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Akamatsu; 憲一赤松
Original assignee: AKAMATSU FORSYS KK
Current assignee: AKAMATSU FORSYS KK
Priority date: 1996-08-20
Filing date: 1996-08-20
Publication date: 1998-03-03
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: JP2851591B2

Abstract

(57)【要約】【課題】圧造成形歯車において、両側面に生じるバリ
を除去せずに済ます。【解決する手段】中心に歯底径よりも小径の凸段部54
が形成され、歯部には凸段部57より低くバリ58が歯部の
両側面に突出している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は圧造成形によって形成し
た歯車及びその製造に用いる圧造工具セットに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】出願人
は以前、型穴が段階的に完成歯車に近ずく様に順に大き
く形成された一組のダイに、最初に歯を形成する型穴か
ら順に各型穴に対応するパンチによってブランクを打込
み、該ブランクを段階的に完成歯車に近ずく様に成形す
る歯車製造方法を提案した(特公平６−２０５７２号)。
上記圧造成形による歯車は、図７に示す如く、歯車(５)
の両側面に歯部からバリ(58)が生じるため、このまま歯
車を組込むと、バリ(58)によって軸方向の取付け位置が
狂うため、バレル研磨等によるバリ取り加工を必要と
し、工程が増えてコスト高を招来する。本発明は、バリ
取り加工をせずとも、正確な位置に組込が可能な圧造成
形歯車及び該歯車の製造に用いる圧造工具セットを明ら
かにするものである。

【０００３】

【課題を解決する手段】本発明の歯車は、中心に歯底径
よりも小径の凸段部(54)が形成され、歯部には凸段部(5
7)より低いバリ(58)が歯部の両側面に突出している。

【０００４】又、本発明の歯車製造用圧造工具セット
は、型穴が段階的に完成歯車に近ずく様に順に大きく形
成された一組のダイ(13)(14)(15)(16)に、最初に歯を形
成する型穴(13a)から順に各型穴に対応するパンチ(31)
(32)(33)(34)によってブランクを打込み、該ブランクを
段階的に完成歯車に近ずく様に成形するための圧造工具
セットにおいて、少なくとも１つのダイの型孔の底部外
周部に環状隆起部(15c)が形成され、少なくとも１つの
パンチの先端外周部に環状隆起部(33c)が形成されてお
り、前記両環状隆起部(15c)(33c)の内径は、成形すべき
歯車の歯底径よりも小径であることを特徴とする。

【０００５】

【作用及び効果】パンチ(33)の先端外周の隆起部(33c)
と、型孔(15a)の底部外周部の環状隆起部(15c)とによっ
て、歯車(５)の両側面外周部は、環状に凹み中央部に歯
底径よりも小径の凸段部(54)が形成される。歯部にバリ
(58)が生じていても、凸段部(54)はバリ(58)よりも高く
突出しているため、歯車(５)の組立において、歯車の軸
方向の位置は、凸段部(54)が隣合う部材に当接して決ま
る。このため、歯部にバリ(58)が残っていても、歯車(5
4)を組込む際、歯車(５)の凸段部(54)が隣り合う部材に
当接して、歯車(54)を軸方向に正しく位置決めして取付
けできる。従って、バリ取り加工の手間を省くことがで
き、コストを低減できる。

【０００６】

【発明の実施の態様】図３は、本発明の圧造成形歯車
(５)を示しており、歯車(５)の両端面の中央部に円形の
凸段部(54)、該凸段部(54)の外側に段差約0.5mmの環状
の凹段部(53)が形成されており、凸部(54)の径は歯底径
よりも小さい。上記歯車(５)の歯部には、歯車(５)の側
面に前記段差よりも突出高さの低いバリ(58)が生じてい
る。

【０００７】図４は、実施例の歯車の歯部を示してお
り、基準ピッチ円近傍の歯の厚さＸよりも歯元の歯の厚
さＹの方が小さい。歯面はインボリュート曲線である。
図１は、トランスファープレスの材料切断ステーション
Ｓ₁、予備成形ステーションＳ₂、最初の歯形成圧造ステ
ーションＳ₃及び各ステーションによって加工されたブ
ランクＢ１〜Ｂ３を示している。

【０００８】図２は、次の３つの圧造ステーションＳ
４、Ｓ５、Ｓ６及び各ステーションによって加工された
ブランクＢ４、Ｂ５、完成歯車(５)を示している。尚、
予備成形及び各圧造ステーションに対応して配備した突
出しピン(２)(21)(22)(23)及び孔抜きパンチ(24)は、待
機定位置よりも後方にずらせて図示している。

【０００９】トランスファープレスのダイブロック(１)
には切断クイル(11)、予備成形ダイ(12)、第１圧造ダイ
(13)、第２圧造ダイ(14)、第３圧造ダイ(15)、第４圧造
ダイ(16)が配備されている。ダイブロック(１)に対向し
てラム(４)が往復動可能に配備され、該ラムには上記各
ダイに対向して圧造パンチ(３)(31)(32)(33)(34)が取り
付けられている。切断クイル(11)の貫通孔(11a)を通っ
て圧造側に送り込まれた線材(６)は、該クイルの軸芯と
直交して往復する切断ナイフ(図示せず)によって剪断さ
れると共に、該切断ナイフによって予備成形ステーショ
ンＳ₂に移送される。ダイブロック(１)上には、予備成
形ステーションＳ₂、第１、第２、第３圧造ステーショ
ンＳ₃、Ｓ₄、Ｓ₅にて形成された各ブランクＢ２、Ｂ
３、Ｂ４、Ｂ５を次のステーションに移行させるトラン
スファー装置(図示せず)が配備されている。

【００１０】予備成形ダイ(12)の型穴(12a)は断面円形
であって、底部外周は軸芯に対して３０゜傾斜した斜面
(12b)に形成され、斜面と軸心に平行に壁面との境界は
丸く面取りが施されている。予備成形ダイ(12)の底中央
に突出しピン挿通孔(12c)が開設され、突出しピン(２)
が摺動可能に嵌まっている。突出しピン(２)の先端は平
坦面(2a)に形成されている。予備成形ダイ(12)の開口縁
はブランクに対する案内面となるテーパ面(12d)が形成
されている。第１、第２、第３、第４圧造ダイ(13)(14)
(15)(16)の型穴(13a)(14a)(15a)(16a)は夫々歯車の溝形
状に対応して等間隔に突条(13b)(14b)(15b)(16b)が突設
されている。各型穴は第１圧造ダイ(13)から第４圧造ダ
イ(16)に順に僅か大きくなっており、最終段の第４圧造
ダイ(16)の型穴(16a)の断面形状は完成歯車(５)の外周
形状に対応している。

【００１１】本実施例では、最初に歯を形成する型穴(1
3a)は歯車の歯元の厚みに対応する寸法Ｙ₁と基準ピッチ
円近傍の厚みに対応する寸法Ｘ₁が同じ或いは前者の寸
法Ｙ₁が後者の寸法Ｘ₁よりも大であり、最初に歯を形成
する型穴(31)から最終製品に対応する型穴(15a)への型
穴の徐々なる拡がりは、歯車の歯元の厚みに対応する寸
法の拡大値よりも基準ピッチ円近傍の厚みに対応する寸
法の拡大値の方が大きくなっている。これを図５で示せ
ば、最も内側の鎖線で示すのが、第１圧造ダイ(13)の歯
部の型穴(13a)、次の２点鎖線で示すのが第２圧造ダイ
(14)の歯部の型穴(14a)、その次の１点鎖線で示すのが
第３圧造ダイ(15)の歯部の型穴(15a)、一番外側の実線
で示すのが第４圧造ダイ(16)の歯部の型穴(16a)であ
る。

【００１２】第１、第２、第３圧造ダイ(13)(14)(15)の
型穴(13a)(14a)(15a)の深さは完成歯車(５)の厚みより
も大であって、第１、第２圧造ダイ(13)(14)の型穴の底
面は軸心に対して直交している。第３圧造ダイ(15)の型
穴の底面は外周部が環状に0.5mm程度高く隆起した環状
隆起部(15c)を形成している。環状隆起部(15c)の内径
は、歯車の歯底径よりも小さい。型穴(13a)(14a)(15a)
の中央には突出しピン挿入孔(13c)(14c)(15c)が開設さ
れ、該孔に突出しピン(21)(22)(23)が摺動可能に配備さ
れる。第１、第２圧造ダイ(13)(14)の突出しピン(21)(2
2)の突出し側先端は軸心に直交する平坦面(21a)(22a)に
形成され、第３圧造ダイ(15)の突出しピン(23)の突出し
側先端はブランクＢ４に打込む打込み凸部(23a)が形成
されている。第４圧造ダイ(16)は孔抜きダイを兼用して
おり、ダイの奥には突出しスリーブ(25)が摺動可能に嵌
まり、該スリーブの軸心に孔抜きパンチ(24)がスリーブ
に対して摺動可能に配備されている。各型孔(13a)(14a)
(15a)(16a)のラム側開口縁にはブランクＢ３、Ｂ４、Ｂ
５を型穴に確実に案内するガイド斜面(13d)(14d)(15d)
(16d)が形成されている。

【００１３】前記予備成形ダイ(12)に対応する予備圧造
パンチ(３)は先端に軸心に直交する面に対して約３゜の
角度の円錐面(3a)を隆起形成している。第１、第２、第
３、第４圧造ダイ(13)(14)(15)(16)に対向配備された、
第１、第２、第３、第４圧造パンチ(31)(32)(33)(34)
は、共にダイの孔形状に対応して外周に歯面(31a)(32a)
(33a)(34a)を形成している。又、第１、第２、第３圧造
パンチ(31)(32)(33)の先端中央にはブランクＢ２、Ｂ
３、Ｂ４の端面に凹部(54)(55)(56)を形成するための突
部(31b)(32b)(33b)が形成されている。更に、第２、第
３、第４圧造パンチ(31)(32)(33)の先端外周部は、環状
の隆起部(32c)(33c)(34c)が形成されている。該隆起部
(32c)(33c)(34c)の隆起高さは0.5mmであり、内径は前記
第３圧造ダイ(15)の型穴(15a)の底面の環状隆起部(15c)
の内径に一致している。第４圧造パンチ(34)には、ブラ
ンクＢ５を孔抜きした際の孔抜きカスを排出するための
貫通孔(34b)が開設されている。

【００１４】然して、切断ステーションＳ₁から予備成
形ステーションＳ₂に移送されたブランクＢ₂は、該ステ
ーションＳ₂にて、ダイ(12)の底形状及びパンチの先端形
状に対応してダイ側先端外周部が30°のテーパ面(53)に
形成され、他端面は外周から中心へ緩やかに凹んでい
る。予備ステーションＳ₂から第１圧造ステーションＳ₃
に移送されたブランクＢ３は、該ステーションＳ₃の型
穴に対応して略歯車形状に成形され、パンチ側端面にパ
ンチ(32)の先端に対応して凹み(55)が形成される。第１
圧造ステーションＳ₃の型穴(13a)は歯車の歯元の厚みに
対応する寸法Ｙ₁と基準ピッチ円近傍の厚みに対応する
寸法Ｘ₁が同じ或いは前者の寸法Ｙ₁が後者の寸法Ｘ₁よ
りも大であるから、該型穴(13a)の歯面に対応する隅々
まで肉が充満する。型穴(13a)の最小内径は、予備成形
されたブランクＢ２の径よりも少し大きいため、ブラン
クＢ２を型穴(13a)にスムーズに打込み出来る。

【００１５】上記第１圧造工程に於て、ブランクＢ３の
材料肉は、型穴の歯面に対応する部分には隙間なく充満
するが、型穴(14a)の溝奥まで完全には流れ込まず、従
ってブランクＢ３の歯形の先端は、勿論完全なる歯型で
はない。第１圧造ステーションＳ₃から第２圧造ステー
ションＳ₄に移送されたブランクＢ４は、該ステーショ
ンＳ₄の型穴(14a)に対応して略歯車形状に形成され、パ
ンチ(33)側の端面の凹み(55)はパンチ(32)の先端形状に
対応して深くなる。又、パンチ(32)の先端外周の隆起部
(32c)によって、ブランクＢ４のパンチ側面の外周には
環状の凹段部(53)が形成される。第２圧造ステーション
Ｓ₄から反転して第３圧造ステーションＳ₅に移送された
ブランクＢ₅は、パンチ(33)による該ステーションＳ₅の
型穴(15a)への打込みにより該型穴(15a)に対応して略歯
車形状に形成される。又、パンチ(33)の先端外周の隆起
部(33c)によって、ブランクＢ５のパンチ側面の外周に
は環状の凹段部(53)が形成される。

【００１６】第３圧造ステーションＳ₅の型穴は、第２
圧造ステーションＳ₄の型穴(14a)よりも少し大きく、
又、ブランクＢ５の中央部が凹むから、それに対応して
第３圧造ステーションＳ₅で圧造されたブランクＢ５の
外形は、第２圧造ステーションＳ₄で圧造したブランク
Ｂ４よりも大きくなる。第３圧造ステーションＳ₅から
第４圧造ステーションＳ₆に移送されたブランクＢ５は
型穴内で孔抜きパンチ(24)によって孔抜きが行なわれ、
このときブランクの材料肉は、パンチ側への移動は妨げ
られているから外周方向に強く押し出され、型穴(16a)
の溝の隅々にまで充満し、完成歯車に対応する形状に圧
造され、スリーブ(25)に打ち出されて完成歯車(５)が排
出される。歯車を圧造成形すると歯部の端面にバリが成
形されてしまうことは避けられず、バリ取り加工が必要
であり、手間とコストがかかったが、本発明の完成歯車
(５)の様に両側面の中央部に円形の凸段部(54)を形成す
れば、バリは凹段部(53)内に納るため、バリ取り加工は
不要となる。

【００１７】上記圧造による歯車の成形において、図４
に示す如く、歯車の基準ピッチ円Ｐ.Ｄ付近の歯の厚さ
Ｘよりも、歯元の歯の厚さＹの方が小さい歯車について
は、基準ピッチ円付近から歯元側にかけて材料が型穴に
十分回り込まず、ヒケが生じる。これは次の理由によ
る。歯車圧造用ダイセットの最初に歯を形成する型穴か
ら最終製品に対応する型穴までの型穴の拡がりの従来の
考え方は、図６に最も内側の鎖線で示す小さな型穴(13
0)から、２点鎖線で示す次の型穴(140)、１点鎖線で示
すその次の型穴(150)、実線で示す最終製品に対応する
型穴(160)まで、ほぼ相似形に拡大させるものであっ
た。

【００１８】即ち、最初に歯を形成する型穴(130)も、
歯元の厚み寸法Ｙ₂よりも基準ピッチ円Ｐ.Ｄ近傍の歯の
厚みＸ₂の方が大きい。すると、円柱形ブランクから最
初に歯を形成するとき、ブランクの肉は、最初に歯を形
成する型穴(130)の歯元の厚み寸法Ｙ₂で半径方向に押出
されるため、図６に斜線で示す部分には肉が回り切らな
い。この肉が回り切らない部分が、最後まで影響して、
最終製品において、基準ピッチ円付近から歯元側にかけ
てヒケが生じ、歯面は正しいインボリュート曲線とはな
らず、例えばＪＩＳ等級で表される高精度な歯車の成形
を妨げる。

【００１９】本実施例では、最初に歯を形成する型穴(1
3a)は歯車の歯元の厚みに対応する寸法Ｙ₁と基準ピッチ
円近傍の厚みに対応する寸法Ｘ₁が同じ或いは前者の寸
法Ｙ₁が後者の寸法Ｘ₁よりも大であるから、該型穴(13
a)の歯面に対応する隅々まで肉が充満し、従来の様にこ
の段階で型穴の歯面に対応する部分と材料との間に隙間
が生じることはない。従って、次の工程からは、型穴の
徐々なる拡がりが、歯車の歯元の厚みに対応する寸法の
拡大値よりも基準ピッチ円近傍の厚みに対応する寸法の
拡大値の方が大きなダイによって段階的に歯を拡大する
ため、歯部にヒケの生じていない高精度の歯車を能率的
に製造できる。

【００２０】尚、孔抜きパンチ(24)は、型孔(16a)内で
定位置に固定保持しておき、ブランクＢ５を圧造パンチ
(34)によって型孔(16a)に打込む際に、孔抜きを行なう
ことも、或はブランクＢ５を圧造パンチ(34)によって型
孔(16a)打込んだ後、孔抜きパンチ(24)をブランクＢ５
に打込んで孔抜きすることも可能である。実施例では、
歯先径20.10mm、歯底径15.40mm、厚み10.0mm、孔径8.5
0、歯数18の歯車を６０個/分の割で生産した。尚、本発
明の実施に際し、予備成形工程を除く圧造工程を３段階
の工程で行なうことも勿論可能である等、特許請求の範
囲に記載の範囲で種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１工程から第３工程までの説明図である。

【図２】第４工程から第６工程までの説明図である。

【図３】歯車の断面図である。

【図４】歯車の正面図である。

【図５】工程別の型穴の変化の説明図である。

【図６】従来例における工程別の型穴の変化の説明図で
ある。

【図７】従来の圧造成形歯車の断面図である。

【符号の説明】

(12) ダイ (13) ダイ (14) ダイ (15) ダイ (16) ダイ (12a) 型穴 (13b) 型穴 (14c) 型穴 (15d) 型穴 (16e) 型穴 (５) 歯車 (54) 凸段部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心に歯底径よりも小径の凸段部(54)が
形成され、歯部には凸段部(57)より低いバリ(58)が歯部
の両側面に突出している圧造成形歯車。
【請求項２】型穴が段階的に完成歯車に近ずく様に順
に大きく形成された一組のダイ(13)(14)(15)(16)に、最
初に歯を形成する型穴(13a)から順に各型穴に対応する
パンチ(31)(32)(33)(34)によってブランクを打込み、該
ブランクを段階的に完成歯車に近ずく様に成形するため
の圧造工具セットにおいて、少なくとも１つのダイの型
孔の底部外周部に環状隆起部(15c)が形成され、少なく
とも１つのパンチの先端外周部に環状隆起部(33c)が形
成されており、前記両環状隆起部(15c)(33c)の内径は、
成形すべき歯車の歯底径よりも小径であることを特徴と
する圧造工具セット。