JPS5923894B2 - 平板材より歯車を製造する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は平板材から塑性変形加工によつて歯車を製造す
る方法に関する。

更に詳しくは鋼板等の平板材から打抜等によつて得られ
る円板状平板材からカップ状の有底円筒体を成形し、該
円筒体の側面に歯形を形成する新規な平歯車の製造方法
を提供するものであり、特に自動車のタイミングギヤ等
噛み合面上の低い歯車の製造に適する新規な歯車製造方
法を提供するものである。以下、タイミングギヤを例に
とつて説明を進める。

従来、この種歯車は鋼材よりの削出し機械加工によるか
、焼結合金による成形品によつて造られるのが普通であ
つた。

前者では製造コストが著しく高価となる欠点があり、後
者では強度上の問題もあり、肉厚は一定限度以下に下げ
られない等の理由があり、重量軽減、製造コストの両面
共に限界があつた。本発明はこれら従来技術では解決し
得なかつた問題点を解消した新しい歯車の製造方法を確
立したものである。

したがつて本発明の目的は生産性の高い、安価で軽量な
一体構造の歯車を板材から製造する方法を得ることにあ
る。特に噛み合い而における面圧が比較的低い歯車、あ
るいはモジュールに比し歯高の低い歯車等に適する軽量
で安価な歯車製造方法を得ることにある。以下、本発明
の一実施例について詳述する。

まづ素材が比較的肉厚の薄いものにあつては連続した平
板から円形に打抜いて円板素材１を造り、やや肉厚の大
きいものでは平板材から打抜きまたは切り出して第１図
に示すような円板素材１を得る。円板素材１は公知の絞
り加工によつて鍋形の有底円筒体２に成形する（第１工
程）。この工程ではコーナ部２ａの曲率半径にがある程
度つき、また側壁部２ｂの肉厚が若干不揃いになる。第
１工程後の状態を第２図及び第２’図に示す。次の工程
（第２工程）ではコーナ部２ａの内側部がかど立つ程度
に最小限度の曲率半径にすると共に側壁部２ｂの前記不
揃な肉厚を均一にするために公知のしごきの工程を加え
る。

この第２工程後の半製品３はほぼ第３図及び第３’図に
示す状態となる。第２工程完了後の半製品３は側壁部３
ｂの肉厚が均等になり、かど部３ａの内側３ａ’が所望
の最小限度の曲率半径に成形される。

この状態に加工するまでの加工硬化は最初の素材の材質
（低炭素鋼）を選定すれば焼鈍の必要はない。しかし勿
論材質によつては焼鈍の工程を加えることもできる。半
製品３は次の工程（第３工程）で、例えば第６図に示す
歯型１０ａ及び１１ａをそれぞれ内側及び外側に有する
雌型１０及び雄型１１によつて所望の歯型４ａを有する
歯車４に成形される。即ち半製品３は上部ステム１２と
下部ステム１３（上端に雄型１１を固設されている）と
の間に保持されながら上部ステム１２の押下げ力によつ
て前記両型１０，１１間の空所から、押出される。押出
しの下降行程で第４′図に示す歯形４ａが所望の長さに
形成された後、製品を上方に押し戻して取出すか、ステ
ム１２をかえて押し通す。雌型１０は被加工物（半製品
３）の初期被加工部（下端３ｃ）の変形を容易にするた
めに歯形１０ａの上端部が下方に向つて傾斜した案内面
１０ｃとする。

この案内面の形状は円錐面でも朝顔形の曲面でもよい。
したがつて半製品３が下降する際案内面１０ｃに当接し
た後はこれに案内されて強制的に雄型１１に向つて押し
付けられながら第７図に示すように雄型１１と雌型１０
との間の空所Ｃに素材４が充満する如くに成形される。
即ち空所Ｃ内に充満した素材は外側面に所望の歯型を有
する歯車となる。この場合前記案内面１０ｃは第４′図
に示す歯形４ａの切上げ部４ｃを形成することになる。
また本実施例では成形のしにくい上面外周縁部４ｅの加
工を避けると共に、該縁部４ｅまで歯形を切るとき該部
に現われ易い上面の凹凸を未然に防ぎ得るが、勿論押出
し部材を完全に下向に押し切るまで続行してもよい。以
上の第３工程によつて、第４′図に示すような外周部に
歯形４ａを有し、素材１と同一の肉厚のウエブ４ｗを有
する歯車が成形される。

この中心部に回転軸（図示せず）を取付けるか、それ用
の穴を明けるかすれば歯車としての使用が直ちにできる
。なお、ウエブ４ｗには重量軽減の目的から適数個の軽
減孔を同一円周上に均等間隔に加工することが望ましい
。

第５図Ａ及びＢに示すものは第４図の状態から更に底面
の変形５ｂ（ウエブ４ｗの傾斜、軽減孔の縁取り部）を
前記軽減孔５ａの打ち抜きと同時に加工したものである
。６は取付け孔で、加工精度上機械加工によつたもので
ある。

本実施例の効果は少ない加工工程によつて、軽量且つ強
度の高い板材製歯車が容易に製造されることである。製
品歯車の肉厚が均等になる利点もある。上記実施例（第
１実施例）の中、第２工程に記載の側壁の肉厚を均一に
する工程と、折り曲げ部の曲率半径を小さくする加工工
程とは必ずしも同時加工する必要はなく、別々に加工を
施してもよい（第２実施例）。

第１実施例では、第７図に示すように押出し工程の型を
雌雄共（１０，１１）歯形のあるものにしたことによつ
て製品の肉厚がほぼ均一になり、押出力を小さくし得る
利点があるが反面型がや＼複雑になることはまぬがれな
い。

したがつて第８図に示すように内側の型（雄型１Ｖ）を
簡単な円筒形とし、外側の型（雌型１０○のみを歯車と
することも可能であり（第３実施例）、この場合には押
出力は大となるが、材料が押出し型１σ，１１′の間に
高い圧力で充満することとなるため、正確な歯形の製品
を得易い利点が生ずる。一般に本発明は第１工程の有底
円筒体を成形する工程を含む関係上、最終歯車の形状と
しては歯車の外径に比して歯巾の小さいことが望ましい
から、摺動ストロークの比較的小さい用途に対してはス
プラインの加工も可能である（第４実施例）。

又雌雄型１０，１１を反対の形状に選べばインタナルギ
ヤの加工も可能である（第５実施例）。歯車としてはイ
ンポリユートが望ましいが、用途によつては円弧状断面
の歯形等も差支えない。又素材の材質も鋼に限定される
ものではなく、非鉄系金属あるいはプラスチツクでもよ
い。以上、各実施例に共通する本発明の効果を要約すれ
ば、平板状の円板状素材から非切削的な塑性変形によつ
て、しかも比較的少ない工程によつて能率よく歯車が製
造されること、しかも得られた製品がち密で軽量且つ強
度が大であること等である。

【図面の簡単な説明】

第１図は素材の断面図であり、第２図は第１図を絞り加
工した中間製品の断面図、第３図は第２図をかど付けし
た半製品の断面図、第４図は第３図の外側面に歯形の成
形を施したものの断面図である。 第２′図、第３′図及び第４′図はそれぞれ第２図、第
３図及び第４図の要部拡大図である。第５図Ａは本発明
方法による最終段階の製品を示す断面図であり、第５図
Ｂはその底面図（第５図Ａの−Ｖ視図）である。第６図
は第４′図の歯形部を成形する型及びプレス装置の要部
断面図である。第７図は押出し加工中における第６図の
−断面要部拡大図である。第８図は第７図の別の態様を
示す断面図である。１：円板状素材、２：１を絞り加工
した半製品（鍋状製品）、３：２にかど付けした半製品
、４：３の外側に歯型を成形した半製品、５：最終製品
の一例（タイミングギヤ）、６：取付け孔（５の）、１
０・・・・・・雌型、１１：雄型、１２：ステム（加圧
用）、１３：ステム（支持用）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 次の各工程を含むことを特徴とする平板材より歯車
   を製造する方法。 （ａ）円板状の平板材より有底の円筒体に形成する絞り
   工程。 （ｂ）該円筒体の側壁肉厚を均一にすると同時又は前後
   して該円筒体の折曲り部の曲率半径を減少せしめる整形
   工程。 （ｃ）前記二工程（ａ）、（ｂ）後に円筒体の側壁面に
   歯形を形成せしめる押出し工程。