JPH0985381A - 板金製内歯車の山部形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カップ状素材の周壁を回転内型の凹形成形空
間に対応する箇所で増肉して内歯車の山部を形成する場
合に、山部の根元部分を欠肉部の存在しない形状に精度
よく仕上げる。 【解決手段】 回転内型１に取り付けたカップ状素材Ｗ
を回転内型１と共に回転させながら、カップ状素材Ｗの
基板部１０１と周壁１０２との連設部分１０３を定位置
で押圧してその連設部分１０３の肉を回転内型１の凹型
成形空間１１の中に流動させる。連設部分１０３の肉で
凹形成形空間１１を埋めると、内歯車の山部の根元部分
が欠肉部を持たない形状に仕上がる。この後、周壁１０
２を回転内型１側に押圧して山部の残部を成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板金製内歯車の山
部形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の差動装置に使用されるビ
スカスカップリングカバーやトランスミッション部品な
どのような内歯車を備えたカップ状部品は、鋼材に熱間
鍛造や温間鍛造を施して概ね内歯車の形状に成形し、次
にその素材を機械加工で切削して完成品としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の加工方
法では、鋼材を熱間鍛造または温間鍛造に要求される温
度にまで加熱する必要があるばかりか、加工工程に鍛造
工程と機械加工工程とが含まれるので生産効率が悪く、
また、内歯車に要求される精度を得るのに熟練を要する
といった様々な問題があった。

【０００４】そこで、本願発明者は、図１３に示したよ
うに基板部１０１の外周に筒状の周壁１０２が連設され
た板金製のカップ状素材Ｗを回転内型１に取り付け、回
転内型１と共に回転するカップ状素材Ｗの周壁１０２に
成形ローラ３を矢符ｚのように押し付けてその成形ロー
ラ３をカップ状素材Ｗに連れ回りさせ、これにより回転
内型１の外周面に備わっている山部成形用の凹形成形空
間１１の中へ上記周壁１０２の肉を流動させることによ
り、周壁１０２における凹形成形空間１１に対応する箇
所を増肉させて内歯車の山部を成形するという方法を試
みた。なお、図１３において、２は押え型である。

【０００５】しかしながら、図１４のように、この方法
で成形した内歯車２００は山部２０２の根元部分に欠肉
部２０２ａが生じることがあり、その場合には、山部２
０２が不完全な形状に仕上がるという事実を突き止め
た。

【０００６】本発明は以上の状況の下でなされたもので
あり、カップ状素材の周壁を回転内型の凹形成形空間に
対応する箇所で増肉して内歯車の山部を形成する場合
に、山部の根元部分に欠肉部を生じさせない対策を講じ
ることによって、成形された内歯車の山部の根元部分を
欠肉部の存在しない形状に精度よく仕上げることのでき
る板金製内歯車の山部形成方法を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の板
金製内歯車の山部形成方法は、基板部の外周に筒状の周
壁が連設されたカップ状素材を、山部成形用の凹形成形
空間が間隔を隔てて周方向に並んだ外周面を備える回転
内型に取り付けた後、回転内型と共に上記カップ状素材
を回転させながら、カップ状素材の基板部と周壁との連
設部分を回転内型側に定位置で押圧してその連設部分の
肉を上記凹型成形空間の中に流動させ、もってその連設
部分を上記凹型成形空間に対応する箇所で増肉させるこ
とにより内歯車の山部における上記連設部分側の根元部
分を成形し、次に、カップ状素材の周壁を回転内型側に
押圧してその周壁の肉を上記凹型成形空間の中に流動さ
せることによりその周壁を凹型成形空間に対応する箇所
で増肉して内歯車の山部の残部を成形する、というもの
である。

【０００８】この方法によると、内歯車の山部の全体が
成形される前にその山部の根元部分が成形されるので、
その後に行われる山部の成形により内歯車の山部が根元
部分に欠肉部の存在しない形状に精度よく仕上がる。な
お、上記した山部の根元部分の成形は、最終の形状に仕
上がるような成形である必要はなく、あらかじめ増肉さ
せておく程度の成形でよい。

【０００９】この方法においては、請求項２に係る発明
のように、回転内型と共にカップ状素材を回転させなが
らカップ状素材の基板部と周壁との連設部分を回転内型
側に定位置で押圧する工程を、その連設部分に接触して
カップ状素材に連れ回りする成形ローラを回転内型に近
付く方向に移動させながら行うことが望ましい。この方
法を採用する場合には、成形ローラの構成として、請求
項３に係る発明のように、カップ状素材の基板部と周壁
との連設部分に接触するテーパ状の傾斜成形面を備えて
いることが望ましい。また、請求項５に係る発明のよう
に、上記傾斜成形面の軸線に対する傾斜角は４５°であ
ることが望ましい。

【００１０】この発明の方法を採用すると、成形ローラ
のテーパ状の傾斜成形面により押圧されたカップ状素材
の基板部と周壁との連設部分の肉が、回転内型の凹型成
形空間に対して回転内型の径内方向と軸方向の両方向に
向けて流動するので、凹形成形空間がその肉で完全に確
実に埋まる。そのため、内歯車の山部の連設部分側の根
元部分が欠肉部を持たない形状に無理なく成形される。

【００１１】請求項４に係る発明による板金製内歯車の
山部形成方法は、請求項３に記載した方法において、成
形ローラが、傾斜成形面の最径小部に連設されてその傾
斜成形面と傾斜方向が同一で傾斜成形面よりも軸線に対
して緩勾配のテーパ状の傾斜押圧面とを備える、という
ものである。

【００１２】この方法であると、内歯車の山部が成形さ
れている間に、カップ状素材の周壁部が成形ローラの傾
斜押圧面によって回転内型側に押圧されるので、内歯車
の山部の連設部分側の根元部分が欠肉部を持たない形状
に無理なく成形されると同時に、残部がその根元部分に
続き、ある程度の山形に成形されるので、その後の残部
の成形工程に円滑に移行するようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１には、円形の平坦な板金製素
材の中央部に膨出部１００を成形することにより得られ
た素材Ａを部分端面図で表してある。この素材Ａにおい
て、膨出部１００を形成する方法には、プレスなどの公
知の方法を採用することが可能である。

【００１４】図１の素材Ａに対しては、プレスや転造な
どの公知の方法で周壁が形成される。こうして形成され
たカップ状素材（以下「ワーク」という）Ｗを図２に示
してある。このワークＷは、基板部１０１の外周に筒状
の周壁１０２が連設されたものであって、周壁１０２は
元の素材Ａよりも少し厚肉化されている。なお、図２で
はワークＷの周壁１０２が少し湾曲しているけれども、
この周壁１０２は基板部１０１に対して直交する方向に
突き出た円筒壁であっても、あるいは基板部１０１から
先拡がり状に突き出た円錐壁であってもよい。

【００１５】図２に示した回転内型１は、その外周面に
周方向に交互に等間隔で並んだ山部成形用の凹形成形空
間１１と谷部成形用の凸部１２とを備えており、凹形成
形空間２は軸方向の一端側が開放され、他端側に山部の
軸方向開放端面（後述する）を成形するための山部軸端
成形面１３が設けられている。そして、凹形成形空間１
１や凸部１２の軸方向の長さ（軸長）は、周壁１０２を
成形することによって形成される内歯車の山部や谷部
（後述する）の軸長に合わせて適切に定めてある。

【００１６】回転内型１に図外の駆動源の回転力が伝達
される。成形の最初の段階では、回転内型１に押え型２
と成形ローラ３とが組み合わせられる。押え型２は、ワ
ークＷを回転内型１との間に挾み込んで取り付けるため
に必要で、ワークＷを押さえ付けたままで回転内型１に
連れ回りする。

【００１７】成形ローラ３は回転内型１に対してその軸
線に直交する方向で遠近可能であり、成型中は回転内型
１に対して離れた位置から次第に近付く方向に移動され
る。図３に示したように、成形ローラ３は、ワークＷの
基板部１０１と周壁１０２との連設部分１０３に接触す
るテーパ状の傾斜成形面３１と、傾斜押圧面３２とを備
えている。傾斜押圧面３２は、傾斜成形面３１の最径小
部に連設されていて、傾斜成形面３１と傾斜方向が同一
であり、しかも傾斜成形面３１よりも軸線に対して緩勾
配のテーパ状になっている。そして、図８に示した軸線
に対する傾斜成形面３１の傾斜角αは４５°になってお
り、また、軸線に対する傾斜押圧面３２の傾斜角βは３
°になっている。この成型ローラ３は、上記傾斜押圧面
３１がワークＷの上記連設部分１０３に押し付けられて
いるときには、ワークＷに連れ回りする。

【００１８】内歯車の山部の成形は、図２に示したよう
に、回転内型１と押え型２とでワークＷを挾み込ませて
取り付けることにより、回転内型１にワークＷの周壁１
０２を嵌合することから始まる。このとき、成型ローラ
３は回転内型１から離れた位置に後退している。

【００１９】次に、回転内型１と共にワークＷを回転さ
せ、成型ローラ３を回転内型１に近付けていく。成型ロ
ーラ３の傾斜成形面３１がワークＷの連設部分１０３に
接触すると、成型ローラ３がワークＷとの連れ回りを開
始する。

【００２０】ワークＷに連れ回りしている成型ローラ３
がさらに回転内型１に近付いていくと、その成型ローラ
３の傾斜成形面３１がワークＷの連設部分１０３を回転
内型１側に定位置で押圧する。これにより、ワークＷの
連設部分１０３での肉の流動が始まり、凹形成形空間１
１の開放された一端側部分１４に対応する箇所では連設
部分１０３の肉が回転内型１の径内方向と軸方向とに向
けて流動し、そのように流動する肉が凹形成形空間２の
中に入っていき、それによって連設部分１０３が増肉さ
れる。他方、回転内型１の凸部１２に対応する箇所では
その凸部１２が上記凹形成形空間２の中に流動した肉の
相互間に突入するので、ワークＷの連設部分１０３がそ
の凸部１２に対応する箇所では減肉される。この工程を
行った後のワークＷの周壁１０２は先拡がりに傾斜した
状態になる。

【００２１】図３は回転内型１の凹形成形空間１１の開
放された一端部１４の中に流動した肉が凹形成形空間１
１のその一端部１４を完全に埋めた状態を示しており、
同図の矢符ａは成形ローラ３による押圧方向を表してい
る。このように、凹形成形空間１１の一端部１４がワー
クＷにおける連設部分１０３から流動した肉で埋まる
と、その凹形成形空間１１を埋めている肉によって、図
１１や図１２に示した内歯車２００の山部２０２の根元
部分２０４が成形される。このときの山部２０２の根元
部分２０４の成形は、最終の形状に仕上がるような成形
である必要はなく、あらかじめ増肉させておく程度の成
形でよい。

【００２２】この後、図１１や図１２に示した内歯車２
００の山部２０２の残部が成形される。山部２０２の残
部の成形は、ワークＷの周壁１０２を回転内型１側に押
圧してその周壁１０２の肉を上記凹型成形空間１１の中
に流動させることによりその周壁１０２を凹型成形空間
１１に対応する箇所で増肉する一方で、その周壁１０２
を凸部１２に対応する箇所で減肉することにより行われ
る。

【００２３】内歯車２００の山部２０２の残部を成形す
るための方法は、どのような方法によってもよい。以下
に、そのための２つの方法を例示的に説明する。

【００２４】図４〜図７に第１の方法を示している。第
１の方法では、上記した回転内型１と押え型２とに図４
に示した成形ローラ４が組み合わされる。この成形ロー
ラ４は、正円筒状の成形面４１の一端部にテーパ状の傾
斜保形面４２を有すると共に、成形面４１の他端部に径
方向に少し突出したリング状の鍔形成形面４３を有して
いる。この成形ローラ４は回転内型１に対して軸方向に
直交する方向で遠近移動可能であり、成型中は回転内型
１に対して離れた位置から次第に近付く方向に移動され
る。

【００２５】図４の矢符ｂのように成形ローラ４が回転
内型１に近付いていくと、鍔形成形面４３がワークＷの
先拡がりに傾斜した周壁１０２の先端部１０４に同図の
ように最初に接触し、成形ローラ４がワークＷとの連れ
回りを開始する。

【００２６】ワークＷに連れ回りしている成型ローラ４
がさらに回転内型１に近付いていくと、成型ローラ４の
鍔形成形面４３により押圧された周壁１０２の先端部１
０４が回転内型１における凹形成形空間１１の形成され
ていない領域の外周面１５に当たり、この外周面１５と
鍔形成形面４３とによりワークＷの周壁１０２の先端部
１０４が挾まれる。

【００２７】そして、さらに成型ローラ４が図５の矢符
ｃのように回転内型１に近付いていくと、周壁１０２の
肉が回転内型１の凹形成形空間１１の他端部１６の中へ
流動していく。これに併行し、周壁１０２の先端部１０
４に余剰量の肉が存在する場合には、周壁１０２の先端
部１０４が鍔形成形面４３と上記外周面１５との間に挾
み付けられて鍔形成形面４３と回転内型１の上記外周面
１５との間から外方へ向けて流動する。

【００２８】その後さらに成型ローラ４が図６の矢符ｄ
のように回転内型１に近付いていくと、凹形成形空間１
１の中へ流動した周壁１０２の肉がその凹形成形空間１
１の他端部１６を完全に埋める。このように、凹形成形
空間１１の他端部１６が周壁１０２から流動した肉で完
全に埋まると、その凹形成形空間１１を埋めている肉に
よって図１１や図１２に示した内歯車２００の山部２０
２の開放端部２０５が成形される。このとき、回転内型
１の山部軸端成形面１３が、山部２０２の開放端部２０
５を所謂“肉垂れ”や“バリ”を生じさせずに精度よく
仕上げることに役立つ。

【００２９】なお、このとき、回転内型１の凹形成形空
間１１の他端部１６に対応する箇所ではその凹形成形空
間１１の中に向けて周壁１０２の肉が流動して周壁１０
２が増肉され、また、回転内型１の凸部１２に対応する
箇所ではその凸部１２が上記凹形成形空間１１の中に流
動した周壁１０２の肉の相互間に突入するので、周壁１
０２が減肉される。

【００３０】さらに成型ローラ４が図７の矢符ｅのよう
に回転内型１に近付いていくと、成形ローラ４の傾斜保
形面４２が上記連設部分１０３の形状を保つ作用を発揮
する。同時に、正円筒状の成形面４１によって周壁１０
２の軸方向中間部が押圧されてその肉が回転内型１の凹
形成形空間１１の中へ向けて流動し、その凹形成形空間
１１が周壁１０２の肉で完全に埋まる。これにより、回
転内型１の凹形成形空間１１に対応する箇所ではその凹
形成形空間１１の中に向けて周壁１０２の肉が流動して
周壁１０２が増肉され、また、回転内型１の凸部１２に
対応する箇所ではその凸部１２が上記凹形成形空間１１
の中に流動した周壁１０２の肉の相互間に突入するの
で、周壁１０２が減肉される。

【００３１】以上により内歯車の山部の成型が終了し、
凹形成型空間１１を埋めている肉が、図１１および図１
２に示した内歯車２００の山部２０２となり、凸部１２
の突入した箇所が内歯車２００の谷部２０３となる。な
お、図５〜図７で説明した工程において生じた余剰の肉
垂れ部分、すなわち鍔形成形面４３と回転内型１の外周
面１５との間にはみ出してきた周壁１０２の先端部１０
４は、離型後に切削して除去される。

【００３２】図９〜図１０に第２の方法を示している。
第２の方法では、図２で説明した回転内型１と押え型２
とに成形ローラ５が組み合わされる。この成形ローラ５
は、正円筒状の成形面５１の一端部にテーパ状の傾斜保
形面５２を有している。この成形ローラ５は回転内型１
に対して軸方向に直交する方向で遠近移動可能であり、
成型中は回転内型１に対して離れた位置から次第に近付
く方向に移動される。

【００３３】図９の矢符ｆのように成形ローラ４が回転
内型１に近付いていくと、成形面５１がワークＷの先拡
がりに傾斜した周壁１０２の先端部１０４に同図のよう
に接触し、成形ローラ５のワークＷとの連れ回りが始ま
る。

【００３４】ワークＷに連れ回りしている成型ローラ５
が図１０の矢符ｇのようにさらに回転内型１に近付いて
いくと、成型ローラ５の成形面５１により押圧されたワ
ークＷの周壁１０２が回転内型１の凹形成形空間１１の
中へ流動していき、最終的にはその凹形成形空間１１が
肉で埋まる。これにより、回転内型１の凹形成形空間１
１に対応する箇所ではその凹形成形空間１１の中に向け
て周壁１０２の肉が流動して周壁１０２が増肉され、ま
た、回転内型１の凸部１２に対応する箇所ではその凸部
１２が上記凹形成形空間１１の中に流動した周壁１０２
の肉の相互間に突入するので、周壁１０２が減肉され
る。これと併行して周壁１０２の先端部１０４が成形面
５１と回転内型１の外周面１５との間に挾み付けられて
周壁１０２の余剰の肉が“肉垂れ”となって成形面５１
と回転内型１の外周面１５との間から外方へ向けて流動
する。

【００３５】以上により内歯車の山部の成型が終了し、
凹形成型空間１１を埋めている肉が、図１１および図１
２に示した内歯車２００の山部２０２となり、凸部１２
の突入した箇所が内歯車２００の谷部２０３となる。な
お、図１０で説明した工程において生じた余剰の肉垂れ
部分、すなわち成形面５１と回転内型１の外周面１５と
の間にはみ出してきた周壁１０２の先端部１０４は、離
型後に切削して除去される。

【００３６】図２や図３の工程で用いた成形ローラ３
は、傾斜成形面３１の最径小部に連設された傾斜押圧面
３２が傾斜成形面３１よりも軸線に対して緩勾配のテー
パ状になっているので、内歯車の山部の根元部分２０４
が成形されている間にワークＷの周壁１０２が傾斜押圧
面３２によって回転内型１側に押圧され、山部の残部が
その根元部分２０４に続いである程度の山形に成形され
る。そのため、図４以降の工程が引続き円滑に行われる
ようになる。

【００３７】図１１は図１〜図７で説明した方法によっ
て成型された内歯車２００を備えたビスカスカップリン
グカバーＣの部分断面図、図１２は図１１のＸＩＩ線矢
視図である。このビスカスカップリングカバーＣの内歯
車２００は、周壁２０１の内面側に山部２０２と谷部２
０３とを交互に等間隔に備え、また、中央部にボス２０
６を備えている。

【００３８】

【発明の効果】請求項１に係る発明の板金製内歯車の山
部形成方法によれば、根元部分に欠肉部を持たない山部
が間隔を隔てて並んだ板金製内歯車を精度よく製造する
ことが可能になり、その際に、生産効率を高めやすく、
また、内歯車に要求される精度を得るのに熟練を要しな
くなるという効果がある。

【００３９】請求項２、請求項３、請求項４または請求
項５に係る発明によれば、内歯車の山部の周壁側の根元
部分が欠肉部を持たない形状に無理なく成形されるとい
う効果があり、特に請求項４に係る発明によれば、内歯
車の山部の周壁側の根元部分が無理なく成形されること
は勿論、山部の残部が、その根元部分に続いてある程度
の山形に成形されるので、その後の残部の成形工程が根
元部分の成形に引き続いて円滑に行われるようになると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】素材の部分端面図である。

【図２】回転内型にカップ状素材（ワーク）を取り付け
た状態を一部断面で表した部分側面図である。

【図３】本発明に係る内歯車山部の根元部分の成形工程
を一部断面で表した部分側面図である。

【図４】本発明に係る内歯車山部の残部成形の一手段に
ついての始まり段階を一部断面で表した部分側面図であ
る。

【図５】上記一手段についての中間段階を一部断面で表
した部分側面図である。

【図６】上記一手段についての他の中間段階を一部断面
で表した部分側面図である。

【図７】上記一手段についての最終段階を一部断面で表
した部分側面図である。

【図８】本発明に係る内歯車山部の根元部分の成形工程
で使われる成形ローラの一部を示した側面図である。

【図９】本発明に係る内歯車山部の残部成形の他の手段
についての始まり段階を一部断面で表した部分側面図で
ある。

【図１０】上記他の手段についての最終段階を一部断面
で表した部分側面図である。

【図１１】本発明方法によって成型された内歯車を有す
るビスカスカップリングカバーの断面図である。

【図１２】図１１のＸＩＩ線に沿う部分矢視図である。

【図１３】内歯車の山部を成形するために試みた方法の
説明図である。

【図１４】図１３の方法で形成した内歯車の山部の形状
説明図である。

【符号の説明】

Ｗ カップ状素材（ワーク） １ 回転内型 ４ 成形ローラ １１ 凹形成形空間 １５ 外周面 ３１ 傾斜成形面 ３２ 傾斜押圧面 １０１ 基板部 １０２ 周壁 １０３ 基板部と周壁との連設部分 ２００ 内歯車 ２０２ 山部 ２０４ 山部の根元部分 α 成形ローラについての軸線に対する傾斜成形面の傾
斜角

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板部の外周に筒状の周壁が連設された
   カップ状素材を、山部成形用の凹形成形空間が間隔を隔
   てて周方向に並んだ外周面を備える回転内型に取り付け
   た後、回転内型と共に上記カップ状素材を回転させなが
   ら、カップ状素材の基板部と周壁との連設部分を回転内
   型側に定位置で押圧してその連設部分の肉を上記凹型成
   形空間の中に流動させ、もってその連設部分を上記凹型
   成形空間に対応する箇所で増肉させることにより内歯車
   の山部における上記連設部分側の根元部分を成形し、 次に、カップ状素材の周壁を回転内型側に押圧してその
   周壁の肉を上記凹型成形空間の中に流動させることによ
   りその周壁を凹型成形空間に対応する箇所で増肉して内
   歯車の山部の残部を成形することを特徴とする板金製内
   歯車の山部形成方法。
2. 【請求項２】 回転内型と共にカップ状素材を回転させ
   ながらカップ状素材の基板部と周壁との連設部分を回転
   内型側に定位置で押圧する工程を、その連設部分に接触
   してカップ状素材に連れ回りする成形ローラを回転内型
   に近付く方向に移動させながら行う請求項１に記載の板
   金製内歯車の山部形成方法。
3. 【請求項３】 成形ローラが、カップ状素材の基板部と
   周壁との連設部分に接触するテーパ状の傾斜成形面を備
   える請求項２に記載の板金製内歯車の山部形成方法。
4. 【請求項４】 成形ローラが、傾斜成形面の最径小部に
   連設されてその傾斜成形面と傾斜方向が同一で傾斜成形
   面よりも軸線に対して緩勾配のテーパ状の傾斜押圧面と
   を備える請求項３に記載の板金製内歯車の山部形成方
   法。
5. 【請求項５】 軸線に対する傾斜成形面の傾斜角が４５
   °である請求項３または請求項４に記載した板金製内歯
   車の山部形成方法。