JPH0155062B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、ドグ孔を有する歯車素材の製造方法
及びその方法を実施するために使用される装置に
関するものである。

(2) 従来の技術 まず、従来のドグ孔付き歯車素材の一例につい
て、第１図を参照して説明する。歯車素材１は、
外周面上に歯面が形成される環状の歯面部２と、
軸孔４を有するハブ部３と、これら歯面部２及び
ハブ部３間の環状の凹陥部５とを有しており、こ
の凹陥部５には、周方向に相互に間隔を置いて複
数個のドグ孔６が形成され、これらドグ孔６によ
り、各ドグ孔６間にはそれぞれリブ７が形成され
ている。

さて、第１図に示されたようなドグ孔６を有す
る歯車素材１を製造するにあたり、従来は第２図
ａ〜ｇに示された工程を経るのが普通であつた。
即ち、先ず、第２図ａに示される如く、金属製棒
材を軸方向に一定の長さ分だけ切り出して加熱し
てから、その原素材８を軸方向に鍛圧することに
より荒成形し、次いで第２図ｂに示される如く、
鍛造により、原素材８の上面側には凹陥部９を形
成するとともに、下面側の中央部には中央突出部
１０を形成するように原素材８を粗成形する。

粗成形後の原素材８は、次の金型に移送され
て、中央突出部１０を利用して位置決めされ、第
２図ｃに示される如く、ドグ孔６が前方押し出し
成形されると共に、軸孔４が後方押し出し成形さ
れる。次いで第２図ｄに示される如く、軸孔打抜
き用パンチにより軸孔４が打抜かれ、更に続い
て、第２図ｅに示される如く、原素材８の下方に
形成された不要な肉逃げ部１１が切除され、歯車
素材１が完成する。

その後は、第２図ｆに示される如く、歯車素材
１の各面部１２〜１７に対して機械加工が施さ
れ、更に第２図ｇに示される如く、ドグ孔６の上
下両端縁部が面取りされた後、歯面部２の外周面
上に歯切加工が施され、歯面が形成される。

(3) 発明が解決しようとする課題 第２図に示されたような従来の鍛造工程におい
ては、ドグ孔６が前方押し出し成形されるので、
このドグ孔６の成形に際し、材料流れを円滑にす
るために肉逃げ部１１の形成が不可欠である。こ
の肉逃げ部１１がない場合には、材料流れが円滑
に行われず、鍛造用下金型やパンチに過大な荷重
が作用することによつて、下金型やパンチの耐久
性が低下し、鍛造成形が不可能となるものであ
る。そのため、鍛造金型を大きくして肉逃げ部１
１を形成せざるをえず、その結果、原素材８に必
要な金属製棒材の軸方向の切出し長さを大きくし
なければならないと共に、第２図ｅのように、鍛
造後、歯車素材１にとつては不要な肉逃げ部１１
を切除しなければならない。また、肉逃げ部１１
の切除加工の結果、各ドグ孔６の下端縁部にバリ
が発生し易く、そのため材料の歩留りが悪く、機
械加工に要する時間も長くならざるを得ない。

本発明は以上のような実情に鑑み提案されたも
のであり、従来のようにドグ孔を前方押し出し成
形することに代えて、ドグ孔をプレス剪断により
打抜き成形することにより、ドグ孔を押し出し成
形することに起因する各種の不都合を解消するこ
とができる、ドグ孔を有する歯車素材の鍛造方
法、及びその方法を実施するために使用される装
置を提供することを目的とする。

Ｂ 発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 そして上記目的を達成するために、本発明方法
は、金属製棒材を軸方向に一定の長さ分だけ切り
出して加熱した後、鍛圧により歯車素材用原素材
を荒成形する工程と；前記原素材に鍛造により粗
成形する工程と；前記粗成形後の原素材に対しド
グ孔打抜き用パンチによりプレス剪断加工を施し
て、打抜き除去部が前記原素材の本体側から完全
には切り離されない程度にわずかに接続した状態
となるまで、ドグ孔を打抜き成形する工程と；そ
の打抜き成形工程で使用した下金型とは別の下金
型を使用して、前記打抜き除去部をドグ孔貫通パ
ンチにより打抜いて前記原素材の本体側より完全
に切り離す工程と；より構成されることを特徴と
しており、また本発明装置は、原素材に対しプレ
ス剪断加工を施して、打抜き除去部が前記原素材
の本体側から完全には切り離されない程度にわず
かに接続した状態となるまで、ドグ孔を打抜き成
形する工程で使用される、歯車素材の製造装置で
あつて、前記原素材を上面に載置固定するための
下金型と、前記原素材の、前記各ドグ孔を打抜き
成形すべき位置に対応して配設される、前記下金
型に対し昇降可能なドグ孔打抜き用パンチとを少
なくとも備え、前記下金型上面には、前記ドグ孔
打抜き用パンチに対応して盲孔状の凹部が形成さ
れ、その凹部は、前記ドグ孔打抜き用パンチの歯
部に対し剪断間〓を生じるだけの横断面の大きさ
及び形状を有し、且つ前記打抜き除去部の厚さよ
りも大きな深さ寸法を有することを特徴としてい
る。

(2) 作用 本発明方法によれば、原素材に対しドグ孔がプ
レス剪断加工により打抜き成形されるから、従来
のようにドグ孔を前方押し出し成形する際に必要
とされた多量の肉逃げ部を原素材に特別に設ける
必要はなくなり、原素材の切り出しの際には少量
の材料の切り出しで済む。その上、押し出し成形
に比べてプレス剪断に要する鍛圧力は小さくて済
むから、歯車素材を成形する全工程の鍛造圧が平
均化される。

また特に前記プレス剪断加工による打抜き成形
工程では、ドグ孔の打抜き除去部が、原素材の本
体側から完全に切り離されない程度にわずかに接
続される。そして次工程においては、前工程で使
用した下金型とは別の下金型が使用されると共
に、該打抜き除去部がドグ孔貫通パンチにより打
ち抜かれて前記原素材の本体側より完全に切り離
されるので、該打抜き除去部即ちスクラツプ部分
の切り離し及び取出作業が、それら作業に最適の
パンチや下金型を使用して能率よく行われる。

さらに本発明装置において、前記プレス剪断加
工による打抜き成形工程で使用される下金型の上
面に形成される凹部は、ドグ孔打抜き用パンチに
よる原素材に対するプレス剪断加工に際して、前
記打抜き除去部を無理なく受容できるから、その
プレス剪断加工が支障なくスムーズに行われる。
しかも前記凹部は盲孔状に形成され、前記下金型
を貫通するものではないから、凹部形成に伴う下
金型の強度低下が最少限に抑えられる。また前記
プレス剪断加工による打抜き成形工程中は、前記
打抜き除去部が原素材より切離されないため、そ
の打抜き除去部が盲孔状凹部内に落下することは
ない。

(3) 実施例 以下、図面により本発明の実施例について説明
する。先ず第３図ａに示されるように、金属製棒
材を軸方向にあらかじめ計算により求めた一定の
長さ分だけ切り出して加熱してから、その原素材
１８を軸方向に鍛圧することにより荒成形し、次
いで第３図ｂに示されるように、鍛造により、原
素材１８の上面側には凹陥部１９を形成すると共
に、下面側の中央部には中央突出部２０を形成す
るように原素材１８を粗成形する。この工程まで
は、従来の工程と変わるところがないが、原素材
１８は、従来のように肉逃げ部を形成するに必要
な材料分を含んでいないから、材料の歩留りが良
くなつている。

粗成形後の原素材１８は、第４図に示された金
型２１に移送され、中央突出部２０を利用して下
金型２２上に位置決めされる。そして、上金型の
下降に伴い、原素材１８の外周面は環状の上外型
２３の内周面により規制されると共に、原素材１
８の外周部の上面は環状の間挿型２４の下端面に
より規制される。この状態で、間挿型２４の内周
側に配設されたドグ孔打抜き用パンチ２５による
プレス剪断加工により、ドグ孔６を形成すると共
に、軸孔成形パンチ２６により、軸孔４を後方押
し出し成形する。この際、ドグ孔６を形成するこ
とにより生じる打抜き除去部２９は、原素材２０
の本体側から完全に切り離されない程度にわずか
に本体側に接続したままの状態に置かれる。

第５図に示されているように、ドグ孔打抜き用
パンチ２５の歯部２７は平坦な下端面を有し、こ
の下端面は歯部２７の側周面と鋭く直交してい
る。また、下金型２２は各ドグ孔打抜き用パンチ
２５に対応して盲孔状の凹部２８を有し、この凹
部２８は、ドグ孔打抜き用パンチ２５の歯部２７
に対し剪断間〓を生じるだけの横断面の大きさ及
び形状を有すると共に、打抜き除去部２９の厚さ
よりも大きな深さ寸法を有している。そして、凹
部２８の側周面は、下金型２２の上面と鋭く直交
している。

以上のようにして、第３図ｃに示されるよう
に、原素材１８には、軸孔４、凹陥部５及びドグ
孔６が形成される。

なお、第５図に示されたドグ孔打抜き用パンチ
２５の歯部２７及び下金型２２の凹部２８の構造
上の特徴を明確にするために、第６図には、従来
使用されていたドグ孔押し出し成形用パンチ３０
の突起部３１と、下金型３２の凹部３３との関係
の一例が示されている。突起３１の下端面と側周
面との交差部及び凹部３３の側周面と下金型３２
の上面との交差部には、それぞれ押し出し成形に
伴う原素材８の材料の流動を容易にするために、
面取りによる滑らかな丸みが形成されていると共
に、突起３１と凹部３３の側周面との間には、押
し出し成形に伴う原素材８の材料の凹部３３内へ
の流入を容易にするために、充分な間〓が形成さ
れている。

さて、第４図に示された金型２１により成形さ
れた後、この金型２１より取り出された原素材１
８は、第７図に示された金型３４に移送されて下
金型３５上に位置決めされる。ここで、金型３４
の上金型の下降に伴い、原素材１８の外周面、及
び外周面の上面が環状の上外型３６により規制さ
れつつ、ドグ孔貫通パンチ３７により、打抜き除
去部２９が完全に原素材１８の本体側から切り離
される。そして、押し出しピン３８が軸孔４の底
面を押圧した状態でドグ孔貫通パンチ３７がドグ
孔６より離脱され、更に金型３４の上金型全体が
上昇した後、押し出しピン３９の押し出し作用に
より、原素材１８は下金型３５より離脱し、第３
図ｄに示された状態となる。

次に、原素材１８は第８図及び第９図に示され
た金型４０に移送され、この金型４０の下金型の
上面より上方に各ドグ孔６に対応して突設されて
いるしごきパンチ４１の先端部に、それぞれ対応
するドグ孔６が当接されると共に、原素材１８の
中央突出部２０が下金型の中央孔４２に当接され
ることにより、原素材１８は金型４０の下金型上
に位置決めされる。そして、金型４０の上金型が
下降するに伴い、各ドグ孔６のドグとの係合面で
ある周側面が、しごきパンチ４１の先端部の外周
面上に形成されたしごき面４３によりしごき加工
されると共に、上金型側の軸孔打抜きパンチによ
り、軸孔４が打抜かれ、中央突出部２０が原素材
１８の本体側より切り離されて中央孔４２に落下
する。

しごきパンチ４１の根部には、しごきパンチ４
１の先端側が先細とされたテーパ状の面取り部４
４が形成されており、金型４０の上金型が下降す
るに伴い、この面取り部４４が打抜き孔である各
ドグ孔６の下端縁部に生じた破断面を鍛圧消滅さ
せ、第３図ｆに示されたようなドグ孔６を有する
歯車素材１を形成する。上金型が上昇すると、押
し出しピン４５が歯車素材１を下金型より離型す
る。その後は、従来の場合と同様にして、例えば
各面部４６，４７，４８，４９等に機械加工が施
される。

Ｃ 発明の効果 以上のように本発明方法によれば、ドグ孔を有
する歯車素材を製造するにおいて、原素材に対し
ドグ孔をプレス剪断加工により打抜き成形するよ
うにしたので、従来のようにドグ孔を前方押し出
し成形する際に必要とされた多量の肉逃げ部を原
素材に特別に設ける必要はなく、原素材の切り出
しの際には少量の材料の切り出しで済み、その結
果、材料の歩留りが著しく向上する。その上、押
し出し成形に比べてプレス剪断に要する鍛圧力は
小さくて済むから、歯車素材を成形する全工程の
鍛造圧を平均化することができ、例えばトランス
フフアープレスに対する供給作動圧力を均一化す
ることが可能となり、更に、押し出し成形用パン
チの寿命よりもプレス剪断用打抜きパンチの寿命
の方が一般的に長いから、工具交換頻度を減少さ
せることができる。しかも、前記従来のように鍛
造後、肉逃げ部を機械加工により切除するという
面倒な工程は不要となるので、それだけ機械加工
時間を短縮することができる。

また、前記プレス剪断加工による打抜き成形工
程では、ドグ孔の打抜き除去部を、原素材の本体
側から完全には切り離されない程度にわずかに接
続させておくようにし、そして次工程で、前記打
抜き成形工程で使用した下金型とは別の下金型を
使用して、前記打抜き除去部をドグ孔貫通パンチ
により打ち抜いて前記原素材の本体側より完全に
切り離すようにしたので、該打抜き除去部即ちス
クラツプ部分の切り離し及び取出作業を、それら
作業に最適なパンチや下金型を使用して後の工程
で能率よく簡単に行うことができる。しかも前記
プレス剪断加工による打抜き成形工程中は、上記
スクラツプ部分を受容すべき、下金型の凹部内に
該スクラツプ部分が落下する虞れはないから、前
記凹部を盲孔状に構成した比較的剛性の高い下金
型の使用が可能になり、下金型の軽量薄肉化に寄
与し得る。

さらに本発明装置は、前記プレス剪断加工によ
るドグ孔の打抜き成形工程で使用される、歯車素
材の製造装置であつて、原素材を上面に載置固定
するための下金型と、前記原素材の、前記各ドグ
孔を打抜き成形すべき位置に対応して配設され
る、前記下金型に対し昇降可能なドグ孔打抜き用
パンチとを少なくとも備え、前記下金型上面に
は、前記ドグ孔打抜き用パンチに対応して盲孔状
の凹部が形成され、その凹部は、前記ドグ孔打抜
き用パンチの歯部に対し剪断間〓を生じるだけの
横断面の大きさ及び形状を有し、且つ前記打抜き
除去部の厚さよりも大きな深さ寸法を有している
ので、前記凹部は、ドグ孔打抜き用パンチによる
原素材に対するプレス剪断加工に際して、前記打
抜き除去部を無理なく受容でき、従つてそのプレ
ス剪断加工が支障なくスムーズに行われる。しか
も前記凹部は盲孔状に形成され、前記下金型を貫
通するものではないから、凹部形成に伴う下金型
の強度低下を最少限に抑えることができ、従つて
下金型は、それを軽量化のために薄肉に構成して
も、原素材を通して加わる強大なプレス剪断荷重
に十分耐えることができる。また前記プレス剪断
加工による打抜き成形工程中は、その打抜き除去
部が前記凹部内に落下する心配がないから、該凹
部を盲孔状に形成するもその底部に打抜き除去部
が滞留することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は歯車素材の一例を示す斜視図、第２図
ａないしｇは従来の歯車素材の鍛造工程を示す説
明図、第３図ａないしｆは本発明を採用した場合
の歯車素材の鍛造工程を示す説明図、第４図はド
グ孔の打抜き工程を示す要部縦断面図、第５図は
第４図の要部拡大図、第６図は第５図に対応する
従来の装置の比較説明のための要部拡大図、第７
図はドグ孔の打抜き除去部の切り離し工程を示す
要部縦断面図、第８図はドグ孔のしごき工程を行
うための金型の下金型の要部平面図、第９図は第
８図の−線に沿う要部縦断面図である。 １……歯車素材、６……ドグ孔、１８……原素
材、２２……下金型、２５……ドグ孔打抜き用パ
ンチ、２７……歯部、２８……凹部、２９……打
抜き除去部、３５……下金型。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属製棒材を軸方向に一定の長さ分だけ切り
   出して加熱した後、鍛圧により歯車素材用原素材
   １８を荒成形する工程と；前記原素材１８を鍛造
   により粗成形する工程と；前記粗成形後の原素材
   １８に対しドグ孔打抜き用パンチ２５によりプレ
   ス剪断加工を施して、打抜き除去部２９が前記原
   素材１８の本体側から完全には切り離されない程
   度にわずかに接続した状態となるまで、ドグ孔６
   を打抜き成形する工程と；その打抜き成形工程で
   使用した下金型２２とは別の下金型３５を使用し
   て、前記打抜き除去部２９をドグ孔貫通パンチ３
   ７により打抜いて前記原素材１８の本体側より完
   全に切り離す工程と；を含む、ドグ孔を有する歯
   車素材の製造方法。 ２ 原素材１８に対しプレス剪断加工を施して、
   打抜き除去部２９が前記原素材１８の本体側から
   完全には切り離されない程度にわずかに接続した
   状態となるまで、ドグ孔６を打抜き成形する工程
   で使用される、歯車素材の製造装置であつて、前
   記原素材１８を上面に載置固定するための下金型
   ２２と、前記原素材１８の、前記各ドグ孔６を打
   抜き成形すべき位置に対応して配設される、前記
   下金型２２に対し昇降可能なドグ孔打抜き用パン
   チ２５とを少なくとも備え、前記下金型２２上面
   には、前記ドグ孔打抜き用パンチ２５に対応して
   盲孔状の凹部２８が形成され、その凹部２８は、
   前記ドグ孔打抜き用パンチ２５の歯部２７に対し
   剪断間〓を生じるだけの横断面の大きさ及び形状
   を有し、且つ前記打抜き除去部２９の厚さよりも
   大きな深さ寸法を有してなる、歯車素材の製造装
   置。