JPH0510982Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、内径方向に延びるフランジを有する
円筒状板金製ワークの円筒部に歯形をプレス成形
するために用いられるプレス型に関するものであ
る。

（従来の技術） エンジンにおけるプーリ類や自動変速機などに
おけるハブ類において、内径方向に伸びるフラン
ジを有する円筒状板金製部材で円筒部に歯形を形
成したものが使用されることが多い。この場合、
これらの部品は、製作コスト等の問題からプレス
成形されるのがほとんどである。

このようなプレス成形について具体的に説明す
る。まず、プレス成形用ワークとしては、第５Ａ
図および第５Ｂ図に示すように、円筒部１ａとこ
の円筒部１ａの端部周縁から径方向内方に延びた
フランジ部１ｂとを一体に有したコツプ状のワー
ク１が用いられる。このワーク１は円筒状板金製
部材の端部をプレス成形してフランジ部１ｂを一
体に形成せしめてもよく、また、円盤状板金を絞
り成形して作つてもよい。次いで、内周面に歯形
（例えば、スプライン歯形）を有する円筒状ダイ
と、外周面に上記歯形に対応する歯形を有する円
柱状パンチとを用い、上記ワーク１を上記パンチ
と共にフランジ部１側から上記ダイ内に進入さ
せ、そうすることによつてワークの円筒部１ａを
上記ダイとパンチとにより挟んでプレス成形し、
第６Ａ図および第６Ｂ図のように外周部にスプラ
インを有する製品３を作る。なお、このようなプ
レス成形の方向は、特開昭59−42144号にも開示
されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のようにしてプレス成形した場合、プレス
により圧縮された材料は拘束のない方へ逃げよう
とする。このプレス成形においては、ワークの外
周面、すなわちスプラスインが加工される面にお
いてはダイとパンチによつて挾持されており、ま
たワークはフランジ部１ｂ側からダイに進入せし
められるため、上記逃げは円筒部１ａのフランジ
部と反対側端面に生じ、この端面がある程度膨出
される。このとき、圧縮膨出量は歯底部と歯先部
とで異なるため、第６Ｂ図に示すように製品３に
おけるフランジ部３ｂと反対側の端面３ｃにおい
て軸方向に凹凸が生じる。なお、圧縮量は歯底部
の方が大きいため歯底部が歯先より大きく膨出さ
れる。このように製品の端面に凹凸が生じた場
合、製品軸方向寸法に余裕のないことが多く、こ
の端面を切削して平らにする必要があることが多
い。このため、製造コストが高くなるという問題
がある。また、自動変速機用部品等の場合は、上
記凹凸によりバリが生じやすく、バリ取り工程が
必要となり製造コストのアツプにつながりやす
い。

さらに、上記の様にワークをフランジ部１ｂの
側からダイに進入させてプレス加工を行なつた場
合、フランジ部３ｂと歯形成形部３ａとの境界と
なるコーナー部４が最も大きな力を受け、肉厚も
薄くなりやすい。このため、製品３においてもコ
ーナー部４が強度上最も弱くなりやすい。特に、
スプラインの歯先、歯底のアール（曲率）の小さ
い形状をプレス成形するときには、材料の塑性変
形による流動抵抗が増し、上記コーナー部４に過
大な力が加わりコーナー部４が破断して、フラン
ジ部３ｂと歯形成形部３ａとに分離してしまうと
いうおそれもある。また、破断に至らなくともコ
ーナー部４にはダレが生じ、このダレは特に第６
Ａ図に示す様に製品の歯先コーナー部Ａにおいて
顕著に生じ、その部分において製品の有効歯長が
減少するという不都合が生じる。なお、このよう
な問題を防止するために、プレス成形に先立ちワ
ークを焼鈍するということも可能であるが、焼鈍
のために製品コストがアツプするという問題があ
る。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記事情に鑑み、成形後の製品におけ
る歯形成形部に凹凸が生じにくく、且つコーナー
部の強度も低下させず歯先コーナー部のダレも生
じさせないでプレス成形できる極めて簡単な構造
のプレス型を提供しようとするものである。この
ための手段として、外周に歯形が設けられた円柱
状パンチの先端部において、その歯形の歯底部に
のみ肉逃がし用の切欠き凹部を設けている。

（作用） 以上のような手段を講じると、ワークをフラン
ジ部側からダイに進入させて該ワークの円筒部を
ダイとパンチにより挟んでプレス成形する際に、
ダイとパンチにより圧縮されたワーク材料はパン
チ先端の歯底部に形成された肉逃がし用の切欠き
凹部内へ膨出するので、歯底部における製品端部
への軸方向膨出量は小さくなる。これによつて歯
底部および歯先部での膨出量の差が小さくなり、
製品端部における軸方向の凹凸が小さくなる。ま
た、切欠き凹部内へワーク材料が膨出するため、
製品のコーナー部における歯底部の肉厚は厚くな
り、コーナー部の強度も向上する。また、上記製
品の歯先コーナー部Ａのダレは、第６Ａ図に示す
様に、プレス時に歯先部３ｄにおける材料が矢印
Ｉ方向に流れ、かつこの歯先部３ｄの流れが側部
３ｅおよび歯底部３ｆにおける材料の矢印，
方向の流れに助長されて顕著に生じるものであ
り、上記本考案のプレス型によれば、上記歯先部
３ｄにおける材料の流れを助長する歯底部３ｆの
流れが上記パンチ先端歯底部の肉逃がし用切欠き
凹部によつて抑制され、その結果歯先部３ｄの矢
印方向の流れが減少し、製品歯先コーナー部の
ダレ防止が図られる。また、本考案のプレス型に
よれば、上記製品端部における軸方向の凹凸回避
と上記製品歯先コーナー部のダレ防止とを、パン
チ先端の歯底部にのみ肉逃がし用切欠け凹部を形
成するという極めて簡単な構造により同時に解消
することができ、従つてパンチに対する問題解決
のための加工が極めて簡単である。

（実施例） 以下、図面により、本考案の実施例について説
明する。

第１図および第２図は本考案のプレス型を用い
てプレス成形を行なつたときのプレス成形動作を
示す断面図で、第１図はプレス成形前の状態、第
２図はプレス成形を行なつた後の状態を示す。こ
のプレス成形には、ワーク１に内周側から当接す
るパンチ１０と、ワーク１に外周側から当接する
ダイ２０と、上記パンチ１０の先端面との間にワ
ーク１のフランジ部１ｂを挟んでプレス成形中ワ
ーク１を保持するクツシヨン３０とが用いられ、
固定保持されたダイ２０に対し、ワーク１を挾持
したパンチ１０とクツシヨン３０が一体になつて
図中下方に押し下げられてワーク１がフランジ部
１ｂ側からダイ２０内に進入せしめられ、それに
よつてワーク１の円筒部１ａに上記パンチ１０と
ダイ２０とで所定の歯形がプレス成形されるよう
になつている。

パンチ１０は、その下部外周面に所定の外歯歯
形１１が形成されており、下端面側には凹部１３
によつて下方に突出した外周部１２が形成され、
この外周部１２はパンチ１０の下方に位置するク
ツシヨン３０の上端面側外周部３１と対向してい
る。さらに、上記外歯歯形１１の歯底部１１ａに
おける下端部先端部には、肉逃がし用の切欠き凹
部１１ｃが形成されている。この切欠き凹部１１
ｃを詳しく示すのが第３Ａ図および第３Ｂ図で、
これらの図から分かるように、歯先端部１１ｂ間
に形成された歯底部１１ｃの下端には、歯底部よ
りさらに内径側に窪んだ切欠き凹部１１ｃが形成
される。この切欠き凹部１１ｃの具体的な寸法と
しては、例えば歯底部径が、169mmの場合で、深
さL₁が0.5mm、長さL₂が3.0mm、角のアールＲが1.0
mm程度である。上記切欠き凹部１１ｃは上記パン
チ下端の歯底部１１ａにのみ形成されている。

一方、ダイ２０はその内周面に上記パンチ１０
の外歯歯形１１に対応する内歯歯形２１が形成さ
れており、この内歯歯形２１の上部には外形方向
に緩やかに広がるワーク１を案内するためのテー
パが設けられている。ここで外歯歯形１１に対応
する内歯歯形２１というのは、両歯形の間にワー
クを挟んでプレス成形したときに、ワークの材料
が両歯形の間の空間内に隙間なく埋められるよう
になつた歯形のことをいい、このためにこれらの
歯形形状は形成する歯の諸元およびワークの板厚
によつて定まる。なお、この歯形形状は外歯歯形
１１もしくは内歯歯形２１のいずれかが基準とな
るが、これはプレス成形後の製品がいずれの歯を
必要とするかによつて異なり、例えば自動変速機
のハブ類のように内歯を使用するときには内歯歯
形の形状・諸元が決まつているのでこの内歯歯形
に合わせて外歯歯形の形式を決め、エンジンのプ
ーリ類のように外歯を使用するときには外歯歯形
の形状・諸元が決まつているのでこの外歯歯形に
合わせて内歯歯形の形状を決めることになる。

クツシヨン３０は、パンチ１０の下方に配さ
れ、クツシヨン３０の上面がパンチ１０の下面と
対向する。クツシヨン３０の上端面側外周部３１
上にワーク１を載置することができるようになつ
ており、このワーク１はパンチ１０の下端面側外
周部１２との間に挟まれて保持される。クツシヨ
ン３０の上部外周面３２はダイ２０の内歯歯形２
１の歯先２１ｂの外形よりごくわずか小さい外形
を有し、このため、パンチ１０とともにクツシヨ
ン３０がプレス成形のため下動されるとクツシヨ
ン３０の上部外周面３２はダイ２０の歯先２１ｂ
内に挿入案内される。

以上のような、パンチ１０、ダイ２０およびク
ツシヨン３０によつて構成されるプレス型を用い
てワーク１のプレス成形を行なうときの作動につ
いて説明する。ワーク１は第５Ａ図に示したよう
な形状で、円筒部１ａと、この円筒部１ａの端部
周縁から径方向内方に伸びたフランジ部１ｂとか
らなり、フランジ部１ｂがクツシヨン３０の上端
外周部３１上に載置され、パンチ１０の下端外周
部１２との間に挾持される。次いで、ワーク１が
パンチ１０とクツシヨン３０とに挾持されたま
ま、これら全体が下方に押し下げられる。これら
によつて、ワーク１の円筒部１ａの外周はダイ２
０の内歯歯形２１の上部テーパに沿つて内径側へ
絞り込まれ、第２図に示すように、パンチ１０の
外歯歯形１１とダイ２０の内歯歯形２１との間に
挟まれ、円筒部１ａの外周面には外歯歯形１１と
噛み合う内歯歯形がプレス成形され、内周面には
内歯歯形２１と噛み合う外歯歯形がプレス成形さ
れ製品５が作られる。

このようにプレス成形されるときには、ワーク
１は塑性変形し、パンチ１０およびダイ２０の形
状に沿うように材料が流動するのであるが、パン
チ１０の外歯歯形１１における歯底部１１ａの下
端には切欠き凹部１１ｃが設けられているので、
パンチ１０の外歯歯形１１の歯底部１１ａによつ
て成形される部分においてはワーク材料は切欠き
凹部１１ｃの方へも流動し、これによつて、図中
上方への即ち前述の第６Ａ図中の矢印方向への
流動量が少なくなる。すなわち、従来では、パン
チの歯先１１ａによつて成形される部分より歯底
１１ｂによつて成形される部分の圧縮量が大きい
ため、歯底１１ｂによつて成形される部分の上端
部が大きく膨出され、ワーク１をプレス成形して
作つた製品５の上端部に凹凸が生じていたのであ
るが、上述のようなプレス型を用いたプレス成形
においては、ワーク１のパンチ１０の歯底１１ｂ
によつて成形される部分は、上端側のみならず下
端の切欠き凹部の方へも膨出されるので、上端側
への膨出量が少なくなり、製品５の上端部の凹凸
が少なくなる。さらに、従来では、パンチ１０の
歯底１１ｂの下端に当接する部分、すなわちワー
ク１のコーナー部がプレス成形時の引張り力を最
も大きく受ける部分であり、プレス成形中に薄く
なつて破断されやすい部分であつたが、切欠き凹
部１１ｃを設けることによりプレス成形時の引張
り力を緩和し、上記破断の生じるのを防止する。
また、上記切欠き凹部１１ｃによつてワーク歯底
部の上方への材料流れが抑制され、それによつて
該歯底部の材料流れによつて助長されるワーク歯
先部の上方への材料流れが減少し、その結果製品
５の歯先コーナー部のダレ防止が図られる。さら
に、上記製品上端面の凹凸回避と製品歯先コーナ
ー部のダレ防止とが、肉逃がし用切欠き凹部１１
ｃをパンチ下端の歯底部１１ａにのみ形成すると
いう極めて簡単な構造により同時に解決すること
ができ、パンチに対する問題解決のための加工が
極めて簡単である。

このようにしてワーク１をプレス成形した製品
５を示すのが第４図の断面図であり、この図にお
ける製品５の上端面５ｃの凹凸が小さくなるので
ある。さらに、内周側コーナー部にはパンチ１１
の切欠き凹部１１ｃの形状に対応して肉盛り部５
ｄが形成されるので、プレス成形後の製品５の強
度が向上する。特に、この製品５を実際に用いる
場合、この製品５において外部負荷を受けて最も
応力集中しやすい部分は上記コーナー部であり、
ここに肉盛り部５ｄを形成させることは、製品の
強度の向上に非常に有効である。また製品５の歯
先コーナー部のダレ防止も図られ、かつ上記凹凸
回避とダレ防止とを、肉逃がし用切欠き凹部１１
ｃをパンチ下端の歯底部１１ａにのみ形成すると
いう極めて簡単な構造により同時に解決すること
ができる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案にればパンチ先端
における歯底部にのみ肉逃がし用の切欠き凹部を
設けているので、プレス成形後の製品の端部にプ
レス時の材料膨出による凹凸が生じにくい。さら
に、プレス成形中においてワークのコーナー部に
過度の引張り力が加わるのを防止してワークの破
断が生じるのを防止することができる。また、プ
レス成形後の製品において、そのコーナー部に切
欠き凹部に対応した肉盛り部が形成されるので、
製品の強度を向上させることができる。また製品
の歯先コーナー部のダレ防止も図られ、かつ上記
凹凸回避とダレ防止とを、肉逃がし用切欠き凹部
をパンチ先端の歯底部にのみ形成するという極め
て簡単な構造により同時に解決することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案のプレス型を用い
てのワークのプレス成形動作を示す断面図、第３
Ａ図および第３Ｂ図は上記プレス型を構成するパ
ンチの先端部を示す斜視図および断面図、第４図
は上記プレス型によつてワークがプレス成形され
て作られた製品を示す断面図、第５Ａ図、第５Ｂ
図、第６Ａ図、および第６Ｂ図は従来のワークお
よびこれをプレス成形して作つた製品を示す図
で、第５Ａ図および第５Ｂ図はプレス成形前のワ
ークを示す斜視図および断面図、第６Ａ図および
第６Ｂ図はプレス成形後の製品を示す斜視図およ
び断面図である。 １……ワーク、１ａ……円筒部、１ｂ……フラ
ンジ部、１０……パンチ、１１……外歯歯形、１
１ｃ……切欠き凹部、２０……ダイ、３０……ク
ツシヨン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 内周に歯形が設けられた円筒状ダイと、外周に
   上記歯形と対応する歯形が設けられた円柱状パン
   チとからなるプレス型であり、円筒部とこの円筒
   部の端部周縁から径方向内方に延びたフランジ部
   とを一体に有してなるワークを上記フランジ部側
   から上記ダイに相対的に進入させてプレス成形
   し、該ワークの円筒部に上記ダイおよびパンチに
   よつて定まる歯形を成形するためのプレス型にお
   いて、 上記パンチの先端部における上記歯形の歯底部
   にのみ肉逃がし用の切欠き凹部を設けたことを特
   徴とする板金製歯車状部材成形用のプレス型。