JPS623696B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一端面にボスを持ち軸心に軸孔を穿
けた歯車を生産性よくプレス加工で製造するよう
にしたボス付歯車の製造方法に関する。

従来から歯車を塑性変形で製造しようとするア
イデイアは数多くあるが、試作程度に止まつて実
用化されていない。ボス付歯車は特にむつかし
く、一般にはギアブランクを鍜造で製作し、機械
加工によつて歯形形状を得ている。

本発明は、マンドレルを用いた特殊押出し加工
（フランジ付中空製品製造法）と対向ダイスせん
断加工、バーリング加工あるいは機械加工の組合
わせによつて、実用化可能なボス付歯車の製造方
法を提供するものである。

以下図に就いて詳しく説明する。

第１，２図はフランジ付中空製品を製造する装
置を原理的に示す。例示する製品は、第１図に栓
体（めくら穴）、第２図にはギアブランク（透
孔）を示し、それぞれ単純な円筒形をなす。

ポンチａは製品フランジ部ｇの外径と等しい外
径で、製品中空部ｈの外径と等しい内径の透孔ｅ
を持つ。ポンチａ外周には摺動自在に拘束リング
ｂが嵌合し、下部に圧板ｃを置く。圧板ｃの中心
には、製品内孔ｉの内径と等しい外径のマンドレ
ルｄを摺動自在に保持する。そしてポンチａと圧
板ｃおよび拘束リングｂとの間に構成される製品
フランジ部ｇ外径と等しい内径の密閉的空腔ｊ内
に、これと略同等もしくは少し小さい外径の被加
工材ｆを収める（第１図イ）。

こうしてポンチａと圧板ｃとで被加工材ｆを挾
圧しながら、マンドレルｄを空腔ｊ内に押し出
す。被加工材ｆは外周部を製品フランジ部ｇの厚
さに圧縮成形され、内方へ押し出された材料は下
面中央にしぼみを生じてポンチａの透孔ｅ内に隆
起して流れ込むが、マンドレルｄの突き出しによ
つて、その流れを助勢しながらくぼみを整形して
製品内孔ｉを成形し、製品中空部ｈの肉厚を均一
にし、また外形形状を整え、総体的に一挙にフラ
ンジ付中空製品を成形する（第１図ロ）。

ポンチａの透孔ｅの尾端部にマンドレルｄに対
応するダイス穴ｋを添設し、上記帽子状突起の頂
部ｈを打ち抜くようにすれば製品内孔ｉを透孔と
することができる（第２図）。

以上の製造方法の場合、被加工材は、製品フラ
ンジ外形形状もしくはそれより稍小さい形状に予
め加工したものを用いる。また工具としての金具
は、拘束リングｂと圧板ｃを一体にしてダイス型
金具として差支えない。さらにマンドレルｄと透
孔ｅの配置は、互に反対側の金具に設けても同じ
である。ポンチａ側にマンドレルｄを保持する方
がポンチａの受圧面積が大きく、工具寿命上有利
である。

第３図は本発明の方法を行う装置の一例を示
す。

ポンチ金具１の外形は、製品歯車の歯部表面に
少しの削り代を加えた形状の粗形歯車形状を持
ち、軸心に製品軸孔１１の内径と等しい外径のマ
ンドレル２を摺動自在に保持する。ダイス金具３
は、上記ポンチ金具１の外形に対応する粗形歯車
形状の内形をなす有底（底面５）のダイス穴４を
持ち、その底面５に製品ボス部１２の外形と等し
い内形の透孔６が開口する。透孔６内には摺動自
在にエジエクタ７が保持され、エジエクタ７の先
端に上記マンドレル２の先端と対応するダイス穴
８を設ける。エジエクタ７の軸心には更に副エジ
エクタ９が挿通されている。

被加工材１４は、上記粗形歯車形状の歯底の径
と同等または少し小さい径をなし、ダイス穴４内
に供給される。

製造の工程は第４図以下に示すように、ポンチ
金具１とダイス金具３を加圧し、同時にマンドレ
ル２を突き出す。

先ず、被加工材１４はポンチ金具１とダイス穴
底面５、ボス頂部成形位置に設定されたエジエク
タ７および副エジエクタ９との間て挟圧され、そ
の周辺部が押し潰され、外方へ流れた材料の一部
が歯部を埋めて粗形歯車形状に成形され、同時に
内方へ流れた材料は被加工材１４の上面中央にく
ぼみを形成しながら、透孔６内に隆起する。その
流れはマンドレル２の突き出しによつて助勢さ
れ、透孔５内に充満し、製品ボス部１２の外形に
成形される（第４図）。

引続きマンドレル２の突き出しによつて、ダイ
ス穴８との間でボス部１２の頂部を打抜いて製品
透孔１１を成形する（第５図）。

次いで両金具１，３およびマンドレル２を復元
し、エジエクタ７を突き出して、粗製品１０を抜
き出し（第６図）、 さらに副エジエクタ９を突き出してスクラツプ
１５を抜き取り（第７図）、工程を終了する。

粗製品１０は、歯部１３が所要の製品より削り
代分だけ大きく、また歯底部に、第８図に示すよ
うな「ひけ」１６が生じることがある。この削り
代分を対向ダイスせん断加工によつて正規の歯型
に仕上げる。

対向ダイスせん断法は、第９図、第１０図に示
すように、製品形状（この場合歯型）の内形輪郭
のダイス穴を持つ平ダイス１７と、同じダイス穴
を有し、その端面周囲に突起１９を持つ突起付ダ
イス１８を対向し、素材を挾んで両ダイス１７，
１８を加圧することによつて、平ダイス１７刃角
２０から切削加工同様のメカニズムによつて抜き
屑２１を外方に排除しながら精密打抜きができ
る。突起１９の幅以下の厚みになると抜き屑２１
の排除がむつかしくなるので、ノツクアウト工具
２２によつて切離しを行う。

この対向ダイスせん断加工は、上記のように抜
き屑排除の関係上、歯車歯部のような閉曲線の加
工に難があるが、上記粗製品１０では、削り代を
残して殆んど歯部形状をなしているので、抜き屑
排除が円滑にでき、容易に精密に加工できる。

その他バーリング加工あるいは機械加工によつ
ても歯部の仕上げができる。対向ダイスせん断加
工と同様に、殆んど歯形が成形されて削り代が少
いので、加工が容易である。同一のプレス機械で
同時に加工できる点では対向ダイスせん断加工が
好都合である。

以上の通り本発明は、マンドレルを備えた押し
出し加工によつて粗形歯車形状の粗製品を塑性変
形加工し、対向ダイスせん断加工などの仕上加工
と組合わせて歯部を精密に仕上げることにより、
総合的に極めて生産性よくボス付歯車を製造で
き、特に歯部側面が山型のシンクロ歯形をなすシ
ンクロナイジングギアの製造に極めて有用な特徴
ある方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図はフランジ付中空製品（めくら穴）の製
造装置で、イは加工前、ロは加工完了時の状態を
示す縦断面図、第２図は同じくフランジ付中空製
品（透孔）の製造装置を示す縦断面図、第３図は
本発明方法に用いる装置の縦断面図、第４〜７図
は同加工の状態を順次に示す縦断面図、第８図は
本発明方法で製造される製品の途中の状態を示す
拡大平面図、第９図、第１０図は対向ダイスせん
断加工の原理を示す縦断面図である。 １…ポンチ金具、２…マンドレル、３…ダイス
金具、４…ダイス穴、５…底面、６…透孔、７…
エジエクタ、８…ダイス穴、９…副エジエクタ、
１０…粗製品、１１…製品軸孔、１２…ボス部、
１３…粗形歯部、１４…被加工材、１５…スクラ
ツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 製品歯車よりやや大き目の粗形歯車形状の外
   形を持つポンチ型金具と、同じく粗形歯車形状の
   内形を持つ有底のダイス金具とを加圧可能に対向
   し、 そのいずれか一方の金具軸心に製品の軸孔の内
   形輪郭と等しい外形輪郭のマンドレルを摺動自在
   に保持し、他方の金具の軸心には製品ボス部外形
   輪郭に等しい内形輪郭の透孔を備えしめ、また上
   記透孔内に摺動自在に設置したエジエクタの軸心
   に上記マンドレル端面と対応する副エジエクタを
   摺動可能に設け、上記ダイス型金具内にその歯車
   形状の歯底の径と略等しい外径の被加工材を収容
   し、エジエクタおよび副エジエクタをボス頂部成
   形位置に設定して両金具で加圧しながらマンドレ
   ルを突き出すことにより、被加工材の外周部を粗
   形歯車形状に圧縮成形し、その際材料の一部が中
   心方向に押されて反対側面にくぼみを作つて透孔
   内に流れ込み、同時にマンドレルの突き出しによ
   つて上記くぼみを整形しながら帽子状のボス部を
   成形し、最後にダイス穴と係合して帽子頂部を打
   抜いて軸孔を穿け、このようにして製造されたボ
   ス付粗形歯車をエジエクタにより金型より押し出
   し、次の工程に於いて対向ダイス剪断加工、バー
   リング加工あるいは機械加工によつて製品歯車の
   歯部寸法に精密仕上げするようにしたことを特徴
   とするボス付歯車の製造方法。