JPH10156466A - 歯車打抜型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】打抜歯車の精度、特に打抜歯車の歯先部の精度
を向上させるのに有利な歯車打抜型を提供する。 【解決手段】歯車打抜型１は、打抜歯車の歯元部を形成
する歯元形成部１１と打抜歯車の歯先部を形成する歯先
形成部１２とを有する打抜キャビティ１３を備えてい
る。歯車打抜型１のうち、相手型に対面する側の端面に
は、材料排出用の多数の溝２が形成されている。溝２を
構成する斜面２１、２２の水平線に対する勾配は、溝通
路断面積を大きくする向きで互いに非対称に設定されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は歯車打抜型に関す
る。本発明は、例えば、はすば歯車、平歯車等の打抜に
適用できる。

【０００２】

【従来の技術】歯部がヘリカル状のはすば歯車の歯車打
抜型を例にとって説明する。歯車打抜型３００の平面図
の要部を図５に示し、歯車打抜型３００の断面を図６に
示す。図５、図６から理解できるように、歯車打抜型３
００は、歯車の歯元部を形成する歯元形成部３１１と歯
車の歯先部を形成する歯先形成部３１２とを有する打抜
キャビティ３１３と、相手型に対面する側の突起の端面
つまり上面に形成された材料排出用の溝３０２とをも
つ。

【０００３】歯元形成部３１１、歯先形成部３１２はヘ
リカル状にされている。溝３０２は、歯元形成部３１１
の端面から径外方向に沿って放射方向に多数個延設され
ている。歯車打抜型３００の使用形態を図８（Ａ）〜
（Ｃ）に示す。この使用形態では、図８（Ａ）〜（Ｃ）
に示すように、歯車打抜型３００を固定型として下側に
配置し、歯車打抜型３００の打抜キャビティ３１３にブ
レークアウトパンチ４１０を嵌合し、更に、エジェクタ
パンチ４１２を嵌合した平ダイス４１４を歯車打抜型３
００の上方に位置する。

【０００４】ブレークアウトパンチ４１０、エジェクタ
パンチ４１２はヘリカル外歯状の突部をもつ。平ダイス
４１４はヘリカル内歯状の突部をもつ。上記技術によれ
ば、歯車打抜処理を実行するにあたり、先ず、切り込み
工程を実行する。即ち図８（Ａ）から理解できるよう
に、平ダイス４１４をエジェクタパンチ４１２と共に中
心軸線Ｐ１を中心に旋回させつつ降下させ、金属素材Ｗ
の外周縁部に切り込みを入れる。切り込みは、後工程で
ある打抜を促進させる機能をもつ。図７（Ｂ）は切り込
み完了を示す。

【０００５】次に打抜工程を実行する。即ち、図８
（Ｃ）から理解できるように、歯車打抜型３００を固定
型として機能させつつ、ブレークアウトパンチ４１０を
中心軸線Ｐ１を中心に旋回させつつ上昇させ、金属素材
Ｗの外周縁部の切り込み箇所の打抜きを完了する。これ
により、はすば歯車が打抜処理される。この方法によれ
ば、ブレークアウトパンチ４１０とエジェクタパンチ４
１２とで円盤状の金属素材Ｗは挟まれて圧縮されるの
で、金属素材Ｗは圧縮状態でせん断分離され、精密な打
抜が実現される。

【０００６】図８（Ｂ）（Ｃ）から理解できるように金
属素材Ｗの外縁部の余肉Ｗａは、歯車打抜型３００の溝
３０２に沿って径外方向外方に流出する。これにより打
抜歯車の歯部が良好に形成される。図７は、切り込み工
程における歯車打抜型３００のピッチ円径Ｒｃに沿った
断面を展開した状態を示す。図７から理解できるよう
に、溝３０２は互いに対面する斜面３２０、３２１で構
成されている。斜面３２０、３２１の勾配は対称に設定
されている。即ち図７から理解できるように、水平線Ｈ
に対する斜面３２０の勾配角θ１と、水平線Ｈに対する
斜面３２１の勾配角θ２とは均等に設定されている。斜
面３２０と斜面３２１との交差線として機能する谷底線
は、図５、図６において３２３として示される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで産業界では打
抜歯車の高品質化が益々要請されている。そのため、近
年益々、打抜歯車の高精度化が要請されている。しかし
打抜歯車の歯先部は肉ダレが生じ易く、打抜歯車の歯先
部の精度の向上には限界があった。本発明は上記した実
情に鑑みなされたものであり、その課題は、打抜歯車の
精度、特に打抜歯車の歯先部の精度を向上させるのに有
利な歯車打抜型を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記した課題
のもとに開発を進め、上記した材料排出用の溝３０２を
構成する斜面３２０、３２１の勾配を、溝通路断面積を
大きくする向きで互いに非対称に設定すれば、打抜歯車
の歯先部の肉ダレを抑制し得て歯先部の精度を向上させ
るのに有利であることを知見し、試験で確認し、本発明
を完成した。

【０００９】打抜歯車の歯先部の肉ダレを抑制できる理
由は次のように推察される。すなわち、肉材料の半径方
向外方への流出半径が大きくなると、その影響を受け
て、打抜歯車の歯先部を構成する肉部分も半径方向外方
へ過剰に流出し易い。この場合、打抜歯車の歯先部の肉
ダレの要因となり易い。しかし本発明では、金属素材Ｗ
の外周縁部の半径方向外方への流出量を確保しつつ、半
径方向外方への流出半径を抑制でき、これにより打抜歯
車の歯先部を構成する肉部分が半径方向外方へ過剰に流
出することを抑制できるため、と推察される。

【００１０】即ち、本発明に係る歯車打抜型は、歯車の
歯元部を形成する歯元形成部と歯車の歯先部を形成する
歯先形成部とを有する打抜キャビティと、相手型に対面
する側の端面に形成され歯元形成部の端面から径外方向
に延設された材料排出用の溝とをもつ歯車打抜型におい
て、溝は互いに対面する斜面で構成され、斜面の勾配は
溝通路断面積を大きくする向きで互いに非対称に設定さ
れていることを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本実施形態について説明する。本
実施形態は、対向ダイスせん断法とも呼ばれる前記した
図８（Ａ）〜（Ｃ）に示す方法によって、はすば歯車を
打抜きする例に適用したものである。本実施形態におい
ても、前述した図８（Ａ）〜（Ｃ）に示す従来技術と同
様に切り込み工程、打抜工程が実行される。

【００１２】図１は歯車打抜型１の要部を示す平面図を
示す。図２は歯車打抜型１の断面図を示す。歯車打抜型
１は固定型として機能するものであり、打抜歯車の歯元
部を形成する歯元形成部１１と打抜歯車の歯先部を形成
する歯先形成部１２とを有する打抜キャビティ１３を備
えている。歯元形成部１１、歯先形成部１２はヘリカル
状に形成されている。

【００１３】歯車打抜型１のうち、相手型である前記し
た平ダイス４１４に対面する側の端面、つまり上面１ｘ
には、材料排出用の多数の溝２が形成されている。溝２
は、歯元形成部１１から径外方向に延設されている。溝
２の内端２ａは打抜キャビティ１３に対面すると共に、
溝２の外端２ｃは打抜キャビティ１３から離れる方向で
かつ図１から理解できるように反時計方向に指向してい
る。なお、前記した平ダイス４１４の旋回方向を矢印Ｍ
１として図１に示す。

【００１４】図３は、切り込み工程における歯車打抜型
１のピッチ円径Ｒｃに沿った断面を展開した状態を示
す。図３から理解できるように、溝２は互いに対面する
斜面２１、２２で構成されている。溝２を構成する斜面
２１、２２の勾配は、溝通路断面積を大きくする向きで
互いに非対称に設定されている。ところで図４（Ａ）〜
（Ｃ）は、溝２の斜面２１、２２の勾配を変化させた形
態を示す。図４（Ａ）は、斜面２１の勾配角θ１、斜面
２２の勾配角θ２を互いに対称とする方式を示す。図４
（Ａ）に示す方式は、図５〜図７に示す従来技術に相当
するものであり、この従来技術ではθ１、θ２は水平線
Ｈに対して４０〜５０°の範囲で互いに対称となるよう
に設定されている。

【００１５】溝２の斜面２１、２２の勾配を非対称にす
るにあたり、図４（Ｂ）に示すように、一方の斜面２１
の勾配を維持しつつ、他方の斜面２２を水平に近づけれ
ば、溝２の溝通路断面積を小さくする向きで、斜面２１
の勾配角θ１、斜面２２の勾配角θ２を互いに非対称に
できる。また、図４（Ｃ）に示すように、一方の斜面２
１の勾配を維持しつつ、他方の斜面２２を垂直状に近づ
ければ、溝２の溝通路断面積を大きくする向きで、斜面
２１の勾配角θ１、斜面２２の勾配角θ２を互いに非対
称にできる。

【００１６】本実施形態では、図４（Ｂ）に示す前者の
方式ではなく、図４（Ｃ）に示す後者の方式が採用され
ている。これが本実施形態における第１の特徴である。
具体的には、斜面２１の勾配角θ１は、水平線Ｈに対し
て４０〜５０°の範囲で設定されている。他の斜面２２
の勾配角θ２は、水平線Ｈに対して７５〜８５°の範囲
で設定されている。この結果、図４（Ｃ）に係る溝２の
溝通路断面積をＳＡとし、従来技術に係る溝２の溝通路
断面積をＳＢとすると、ＳＡはＳＢよりも増加し、ＳＢ
に対して約２倍となる。

【００１７】換言すれば、本実施形態に係る溝２の溝通
路断面積は大きく増加している。このような本実施形態
では、金属素材Ｗの余肉Ｗａの半径方向外方への流出量
を確保しつつ、余肉Ｗａが半径方向外方へ流出する流出
半径を抑制できる。更に、溝２を構成する斜面２１と斜
面２２との交差線として機能する谷底線は、２３として
示されている。谷底線２３の水平線Ｈに対する角度は２
５〜３５°の範囲に設定されており、図６に示す従来技
術に係る谷底線３２３の水平線Ｈに対する角度（１５〜
２０°）に比較して、大きく設定されている。これが本
実施形態における第２の特徴である。従ってこの意味に
おいても本実施形態では、金属素材Ｗの余肉Ｗａの半径
方向外方への流出量を維持しつつ、余肉Ｗａが半径方向
外方へ流出する流出半径を抑制できる。

【００１８】以上説明したように本実施形態では、上記
した第１の特徴により、金属素材Ｗの余肉Ｗａの半径方
向外方への流出量を維持しつつ、余肉Ｗａが半径方向外
方へ流出する流出半径を抑制できる。そのため、打抜歯
車となる金属素材Ｗの歯先形成部１２付近の肉材料が半
径方向外方に過剰に流出することを抑制するのに有利で
ある。従って、打抜歯車の歯先部における肉ダレを抑制
するのに有利である。よって打抜歯車の歯先部における
精度が向上し、高精度の打抜歯車を得るのに有利であ
る。

【００１９】更に本実施形態では上記した第２の特徴に
よっても、金属素材Ｗが半径方向外方に流出する流出半
径を抑制できるため、打抜歯車となる金属素材Ｗの歯先
形成部１２付近の肉材料が半径方向外方に過剰に流出す
ることを抑制するのに有利であり、打抜歯車の歯先部に
おける肉ダレを抑制するのに一層有利である。よって高
精度の打抜歯車を得るのに一層有利である。

【００２０】加えて本実施形態では、前述したように金
属素材Ｗの余肉Ｗａが半径方向外方へ流出する流出半径
を抑制できるため、それだけ流出の際の摩擦の低減を期
待できる。よって、切り込み工程における金属素材Ｗへ
の切り込み深さを深くしたとしても、切り込み加工荷重
の上昇を抑えるのに有利となる。従って切り込み工程に
おいて、金属素材Ｗへの切り込み深さを深くするのに有
利となる。

【００２１】このように金属素材Ｗへの切り込み深さを
深くできれば、切り込み工程後において実行される打抜
工程における打抜荷重を抑えるのに有利である。更にま
た本実施形態では、前述したように金属素材Ｗの余肉Ｗ
ａが半径方向外方へ流出する流出半径を抑制できるた
め、打抜歯車の肉ダレを抑えつつ、金属素材Ｗの外径サ
イズを小さくするのに有利であり、材料歩留りの向上を
期待できる。

【００２２】更に本実施形態は次の第３の特徴をもつ。
即ち、図１に示すように、歯車打抜型１の上面には歯先
突起５が突設されている。歯先突起５は、打抜キャビテ
ィ１３の歯先形成部１２のそれぞれの近傍に配置されて
いる。打抜歯車の製造過程において、打抜の直前に、歯
先突起５が金属素材Ｗを局部的に強圧し易い。故に打抜
の直前に、金属素材Ｗのうち、歯先形成部１２の付近の
素材部分の内圧が他の領域の素材部分の内圧よりも局部
的に高くなり易い。その結果、打抜工程において、異常
破断面が発生し易い打抜歯車の歯先部分を良好に打抜く
のに有利であり、打抜歯車の歯先部分の高精度化に一層
貢献できる。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係る歯車打抜型によれば、歯先
形成部とを有する打抜キャビティと、相手型に対面する
側の端面に形成され歯元形成部の端面から径外方向に延
設された材料排出用の溝とをもち、溝は互いに対面する
斜面で構成され、斜面の勾配は溝通路断面積を大きくす
る向きで互いに非対称に設定されている。

【００２４】そのため本発明に係る歯車打抜型によれ
ば、打抜歯車の製造過程において、金属素材の余肉が半
径方向外方の流出する流出量を確保しつつ、半径方向外
方へ流出する流出半径を抑制するのに有利である。この
ように本発明に係る歯車打抜型によれば、歯元部の余肉
の半径方向外方への流出を、溝通路断面積を大きくした
溝を介して行うことにより、余肉の半径方向外方へ流出
する流出半径を抑制できる。そのため、歯先形成部付近
の肉材料が半径方向外方に過剰に流出することを抑制す
るのに有利である。故に、打抜歯車における歯先部の肉
ダレを抑制するのに有利である。よって打抜歯車の高精
度化、特に歯先部の高精度化に貢献できる。

【００２５】更に本発明に係る歯車打抜型によれば、打
抜キャビティの歯先形成部のそれぞれの近傍に歯先突起
が配置されている場合には、打抜歯車の製造過程におい
て、金属素材を歯先突起が局部的に強圧し易い。そのた
め、金属素材のうち、歯先形成部の付近の素材部分の内
圧が他の領域の素材部分の内圧よりも局部的に高くなり
易い。その結果、異常破断面が発生し易い打抜歯車の歯
先部分を良好に打抜くのに有利であり、打抜歯車の歯先
部分の高精度化に一層貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】歯車打抜型の要部を示す平面図である。

【図２】歯車打抜型の断面図である。

【図３】切り込み工程においてピッチ円径に沿って展開
した状態を示す構成図である。

【図４】溝を構成する斜面の勾配を変化させた形態を示
す断面図である。

【図５】従来技術に係り、歯車打抜型の要部を示す平面
図である。

【図６】従来技術に係り、歯車打抜型の断面図である。

【図７】従来技術に係り、切り込み工程においてピッチ
円径に沿って展開した状態を示す構成図である。

【図８】従来技術に係り、打抜過程を示す工程図であ
る。

【符号の説明】

図中、１は歯車打抜型、１１は歯元形成部、１２は歯先
形成部、１３は打抜キャビティ、２は溝、２０及び２１
は斜面、２３は谷底線を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】歯車の歯元部を形成する歯元形成部と歯車
   の歯先部を形成する歯先形成部とを有する打抜キャビテ
   ィと、相手型に対面する側の端面に形成され前記歯元形
   成部から径外方向に延設された材料排出用の溝とをもつ
   歯車打抜型において、 前記溝は互いに対面する斜面で構成され、前記斜面の勾
   配は溝通路断面積を大きくする向きで互いに非対称に設
   定されていることを特徴とする歯車打抜型。