(57)【要約】      （修正有）【課題】素材に対する選択自由度を拡大でき、しかも仕上げ作業の効率化を図りつつ、寸法精度を十分に確保可能な歯付プーリの製造方法を提供する。【解決手段】リム部とディスク部１２とを有する歯付プーリの製造方法であって、第１絞り加工により、第１リム部とディスク部１２とを有する第１成形体を成形することと、第１成形体の第１リム部に第２絞り加工により歯部１０Ｄを成形することと、第２リム部１１Ｄにおける軸方向の両端を平坦な受け面５１ｃ，５４ｂでそれぞれ受け止めながら、第２成形体２Ｄの連設部分１６Ｄの円弧の半径Ｒ２が、それよりも小さな、歯付プーリにおけるリム部とディスク部１２との連設部分１６Ｄの円弧の半径Ｒと合致し、且つ、第２成形体２Ｄのバリ部１７が平坦に押し潰されるように、第２成形体２Ｄを据え込み加工することとを備えた。【選択図】図９Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に歯部を形成した略円筒状のリム部と、前記リム部の軸方向の第１端部から半径方向の内方側へ延びるディスク部とを有する歯付プーリの製造方法であって、
円板状の１枚の金属板を用いて第１絞り加工により、略円筒状の第１リム部と、前記第１リム部の軸方向の第１端部から半径方向の内側へ延びる前記第１ディスク部とを有する第１成形体を成形することと、
前記第１成形体の第１リム部に第２絞り加工により歯部を成形することと、
前記歯部を成形した第２成形体の第２リム部における軸方向の第１端部及び第２端部を平坦な受け面でそれぞれ受け止めながら、前記第２成形体の第２リム部と第２ディスク部との連設部分の円弧の半径Ｒ２が、それよりも小さな、前記歯付プーリにおける前記リム部と前記ディスク部との連設部分の円弧の半径Ｒと合致し、且つ、前記第２成形体の第２端部における前記各歯部から軸方向へ突出するバリ部が平坦に押し潰されるように、前記第２成形体を据え込み加工することと、
を備えた歯付プーリの製造方法。
【請求項２】
前記第２リム部と第２成形体の第２ディスク部との連設部分の円弧の半径Ｒ２を、前記第１リム部と前記第１ディスク部との連設部分の円弧の半径Ｒ１よりも小さくなるように設定した請求項１記載の歯付プーリの製造方法。
【請求項３】
前記半径Ｒに対する前記半径Ｒ２の比率Ｒ／Ｒ２を２５％〜５０％に設定した請求項１又は２記載の歯付プーリの製造方法。
【請求項４】
前記金属板がオースティナイト系ステンレス鋼板からなる請求項１〜３のいずれか１項記載の歯付プーリの製造方法。
【請求項５】
前記第１絞り加工と前記第２絞り加工と前記据え込み加工の中から選択される１種又は２種以上の加工後に、加工硬化を回復する固溶化処理を備えた請求項１〜４のいずれか１項記載の歯付プーリの製造方法。
【請求項６】
前記第１絞り加工と前記第２絞り加工と前記据え込み加工の中から選択される１種又は２種以上の加工を８０℃以上５００℃以下の温間、または８００℃以上１１００℃以下の熱間にて施した請求項１〜５のいずれか１項記載の歯付プーリの製造方法。
【請求項７】
前記第２成形体を据え込むときに、前記第２絞り加工とは前記第２成形体の上下を逆にして、前記第２成形体の第２端部を前記受け面に設置した状態で、前記第２成形体を据え込む請求項１〜６のいずれか１項記載の歯付プーリの製造方法。
【請求項８】
前記第２絞り加工において、複数組のパンチとダイスを用いて段階的に前記歯部を要求寸法に絞り加工する請求項１〜７のいずれか１項記載の歯付プーリの製造方法。
【請求項９】
前記第２絞り加工において、前記歯部の歯底部分に接触しないように構成したパンチを用いて前記歯部を成形する請求項１〜８のいずれか１項記載の歯付プーリの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯部を絞り加工により成形してなる歯付プーリの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯付プーリの製造方法として、円板状の１枚の金属板に第１絞り加工を施して、略円筒状のリム部と、リム部の軸方向の第１端部から半径方向の内側へ延びるディスク部とを有する第１成形体を製作し、該第１成形体のリム部に第２絞り加工を施して歯部を成形して、歯付プーリを得るようになした製造方法が種々提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
通常、前記金属板としては、絞り加工性に優れた鋼板やアルミニウム板が使用され、第１成形体のリム部に対する歯部の成形は、パンチとダイスを用いた１回の第２絞り加工により行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公平５−４８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記歯付プーリの製造方法では、第１成形体に対して第２絞り加工を行うときに、第１成形体のリム部とダイスとの摩擦により、歯付プーリのリム部とディスク部との連設部分に引張力が作用し、該連設部分にダレが発生したり、連設部分或いはその付近が破断したりするという問題がある。また、第１成形体のリム部とダイスとの摩擦により、リム部の外周面がダイスにより引っ張られ、リム部が長くなったり、リム部の遊端部の外周面に軸方向へ突出するバリが形成されたりするという問題がある。
【０００６】
特許文献１記載の発明では、前者の問題を解決するために、第２絞り加工で用いるパンチに、リム部の端部を受け止める受け面を形成して、リム部の移動を規制してダレの発生を防止するように構成している。
【０００７】
しかし、特許文献１記載の発明においても、ダレの発生を完全には防止できず、また後者の問題を解決できないことから、結局は、第２絞り加工の後工程として、切削工程などの仕上げ工程を設ける必要がある。
【０００８】
また、歯付プーリの素材金属板としては、通常、深絞りに適した鋼板やアルミニウム板が使用されているが、ステンレス鋼板は、強度剛性や耐久性には優れているものの、加工硬化するため、これを除去ないし適切にコントロールしなければ第２絞り加工時に前記連設部分で破断するという問題があることから採用されていないのが実状である。
【０００９】
本発明の目的は、素材に対する選択自由度を拡大でき、しかも仕上げ作業の効率化を図りつつ、寸法精度を十分に確保可能な歯付プーリの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下の発明を包含する。
（１）  外周部に歯部を形成した略円筒状のリム部と、前記リム部の軸方向の第１端部から半径方向の内方側へ延びるディスク部とを有する歯付プーリの製造方法であって、円板状の１枚の金属板を用いて第１絞り加工により、略円筒状の第１リム部と、前記第１リム部の軸方向の第１端部から半径方向の内側へ延びる前記第１ディスク部とを有する第１成形体を成形することと、前記第１成形体の第１リム部に第２絞り加工により歯部を成形することと、前記歯部を成形した第２成形体の第２リム部における軸方向の第１端部及び第２端部を平坦な受け面でそれぞれ受け止めながら、前記第２成形体の第２リム部と第２ディスク部との連設部分の円弧の半径Ｒ２が、それよりも小さな、前記歯付プーリにおける前記リム部と前記ディスク部との連設部分の円弧の半径Ｒと合致し、且つ、前記第２成形体の第２端部における前記各歯部から軸方向へ突出するバリ部が平坦に押し潰されるように、前記第２成形体を据え込み加工することと、を備えた歯付プーリの製造方法。
【００１１】
この製造方法では、第２成形体に対して据え込み加工を行うことで、第２成形体の連設部分の半径Ｒ２を、それよりも小さな、歯付プーリの連設部分の半径Ｒに合致するように調整するとともに、第２リム部の第２端部に形成されるバリ部を平坦に押し潰して、歯付プーリを仕上げるので、切削加工により仕上げる場合と比較して、仕上げ作業の効率化を図りつつ、寸法精度を十分に確保できる。しかも、据え込み加工により、第２成形体の連設部分の半径Ｒ２を、それよりも小さな、歯付プーリの連設部分の半径Ｒに合致するように調整することで、歯付プーリの連設部分の半径Ｒを小さく設定して、最終製品のダレによるアールを小さくできるので、有効歯形部を大きくとることができる。また、第２成形体の連設部分の半径Ｒ２を大きく設定できるので、第２絞り加工時における引張荷重を小さくして、第１成形体のリム部に対して無理なく歯部を成形することができる。このように、成形条件が最も厳しい第２成形体の連設部分の成形性を向上できるので、歯付プーリの素材に対する選択自由度を拡大でき、例えば、従来、加工硬化に伴う問題から成形困難であると考えられてきたオースティナイト系ステンレス鋼板を用いても、無理なく歯付プーリを製作することができる。
【００１２】
（２）  前記第２成形体の第２リム部と第２ディスク部との連設部分の円弧の半径Ｒ２を、前記第１リム部と前記第１ディスク部との連設部分の円弧の半径Ｒ１よりも小さくなるように設定した前記（１）記載の歯付プーリの製造方法。この場合には、第１成形体の連設部分の円弧の半径Ｒ１を大きく設定できるので、第１絞り加工時において、第１成形体の連設部分における板の変形量を少なくして、第１成形体を無理なく成形することができる。
【００１３】
（３）  前記半径Ｒに対する前記半径Ｒ２の比率Ｒ／Ｒ２を２５％〜５０％に設定した前記（１）又は（２）記載の歯付プーリの製造方法。このように、比率Ｒ／Ｒ２は、２５％以上に設定すると、端面の歯底部が圧縮過多になり金型が破損する危険性を回避することができ、また５０％以下に設定すると、第２成形体の絞り加工時における連設部分の変形量を少なくして、連設部分に作用する引張荷重を低減できるので、２５％〜５０％であってもよい。
【００１４】
（４）  前記金属板がオースティナイト系ステンレス鋼板からなる前記（１）〜（３）のいずれかに記載の歯付プーリの製造方法。オースティナイト系ステンレス鋼板は、絞り加工時に加工硬化が発生するので、これを用いて歯付プーリを製作することは、従来、困難であると考えられていたが、本発明では、オースティナイト系ステンレス鋼板であっても、無理なく歯付プーリを製作することができる。
【００１５】
（５）  前記第１絞り加工と前記第２絞り加工と前記据え込み加工の中から選択される１種又は２種以上の加工後に、加工硬化を回復する固溶化処理を備えた前記（１）〜（４）のいずれかに記載の歯付プーリの製造方法。このように構成すると、加工硬化による連設部分の破断などを一層効果的に防止できる。
【００１６】
（６）  前記第１絞り加工と前記第２絞り加工と前記据え込み加工の中から選択される１種又は２種以上の加工を８０℃以上５００℃以下の温間、または８００℃以上１１００℃以下の熱間にて施した前記（１）〜（５）のいずれかに記載の歯付プーリの製造方法。このように構成すると、加工硬化によって成形荷重が増大するため、連設部分の破断などを一層効果的に防止できる。
【００１７】
（７）  前記第２成形体を据え込むときに、前記第２絞り加工時とは前記第２成形体の上下を逆にして、前記第２成形体の第２端部を前記受け面に設置した状態で、前記第２成形体を据え込む前記（１）〜（６）のいずれかに記載の歯付プーリの製造方法。この据え込み工程では、最終製品に適合するパンチとダイスを用いて、第２成形体を据え込むことになるが、第２絞り工程とは第２成形体の上下を逆にして据え込むので、第２リム部を全体的に軸方向に圧縮して、リム部の寸法精度を容易に向上できる。また、最終製品に適合するダイスの歯形形状で、第２成形体の外周部をガイドしながら据え込むことで、第２成形体を据え込み方向に引き込むことが可能となり、形状精度を確保しつつ据え込み荷重を低減する効果が得られる。
【００１８】
（８）  前記第２絞り加工において、複数組のパンチとダイスを用いて段階的に前記歯部を要求寸法に絞り加工する前記（１）〜（７）のいずれかに記載の歯付プーリの製造方法。このように構成すると、オースティナイト系ステンレス鋼板のように加工硬化し易い金属材料であっても、より一層無理なく歯部を成形することができる。
【００１９】
（９）  前記第２絞り加工において、前記歯部の歯底部分に接触しないように構成したパンチを用いて前記歯部を成形する前記（１）〜（８）のいずれかに記載の歯付プーリの製造方法。このように構成することで、第２絞り加工時に、連設部分及びその付近に対して過剰な引張が作用することを防止して、連設部分及びその付近の破断を効果的に防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る歯付プーリの製造方法によれば、第２成形体に対して据え込み加工を行って歯付プーリを仕上げるので、切削加工により仕上げる場合と比較して、仕上げ作業の効率化を図りつつ、寸法精度を十分に確保できる。しかも、歯付プーリの連設部分の半径Ｒを小さく設定して、最終製品のダレによるアールを小さくできるので、有効歯形部を大きくとることができる。また、第２成形体の連設部分の半径Ｒ２を大きく設定できるので、第２絞り加工時における引張荷重を小さくして、第１成形体のリム部に対して無理なく歯部を成形することができる。このため、従来、成形困難であると考えられてきたオースティナイト系ステンレス鋼板を用いても、無理なく歯付プーリを製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、歯付プーリ組み立て体の斜視図である。
【図２】図２は、歯付プーリ組み立て体の分解斜視図である。
【図３】図３は、図１のIII-III線断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、歯付プーリの正面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４ＡのIV-IV線断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、金属板２Ａの斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、金属板２Ｂの斜視図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、第１成形体の斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第１絞り工程の説明図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第１絞り工程の説明図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、第１絞り工程の説明図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、第１絞り工程の説明図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第２絞り工程の説明図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第２絞り工程の説明図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、第２絞り工程の説明図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、第２絞り工程の説明図である。
【図８Ａ】図８Ａは、第２絞り工程で用いるパンチとダイスの説明図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第２絞り工程で用いるパンチとダイスの説明図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、第２絞り工程で用いるパンチとダイスの説明図である。
【図９Ａ】図９Ａは、据え込み工程の説明図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、据え込み工程の説明図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、据え込み工程の説明図である。
【図１０】図１０は、第３ダイス及び第３パンチとそれにより据え込まれたリム部１０の要部横断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、第２絞り工程後における第２成形体の要部縦断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、据え込み工程後における歯付プーリの要部縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
先ず、歯付プーリを備えた歯付プーリ組立体の構成について説明する。
図１〜図３に示すように、歯付プーリ組立体１は、歯付プーリ２と、その両側にロウ付けなどにより固定された第１フランジ部材３及び第２フランジ部材４とを備えている。この歯付プーリ２は、自動二輪車における動力伝達用や、自動車用エンジンのカムシャフトへの動力伝達用など、任意の機器の動力伝達用の構成部材として用いることができるものである。
【００２３】
歯付プーリ２は、図２、図３、図４Ａ、図４Ｂに示すように、外周部に歯部１０を形成した略円筒状のリム部１１と、リム部１１の軸方向の第１端部から半径方向の内方側へ延びるディスク部１２とを有し、金属板を用いて後述の製造方法にて製作したものである。
【００２４】
ディスク部１２の中央部には略平坦な環状の取付部１３が形成され、取付部１３の外周側には環状の段差部１４が形成され、取付部１３は段差部１４を介してリム部１１の軸方向の途中部に配置され、取付部１３の中央部には中央開口部１５が形成されている。ただし、ディスク部１２の形状は、歯付プーリ２を組み付ける組付対象物の構成などに応じて任意に設定できる。
【００２５】
歯付プーリ２を構成する金属材料としては、深絞り可能なものであれば任意の金属材料を採用でき、例えばステンレス鋼や軟鉄や鋼鉄などの鉄系金属や、アルミニウム合金などの非鉄金属を用いることができる。特に、本発明では、従来、加工硬化により成形困難であると考えられていた、オースティナイト系ステンレス鋼を用いつつ、無理なく効率的且つ精度よく歯付プーリ２を製作できる。また、歯付プーリ２の板厚や外径、歯部１０の個数や形状などは任意に設定可能である。
【００２６】
第１フランジ部材３及び第２フランジ部材４は、ステンレス鋼や軟鉄や鋼鉄などの鉄系金属や、アルミニウム合金板などの非鉄金属などからなる金属板をプレス成形して製作したものである。
【００２７】
第１フランジ部材３及び第２フランジ部材４の外周部にはリム部１１よりも多少大径の環状のフランジ部３ａ、４ａがそれぞれ形成され、両フランジ部３ａ、４ａにより、歯付プーリ２に巻き掛けられる歯付ベルト５の軸方向への移動を規制して、歯付ベルト５が歯付プーリ２から脱落しないように構成されている。
【００２８】
第１フランジ部材３の内周部にはディスク部１２に重ね合わされる重合部３ｂが形成され、第２フランジ部材４の内周部にはディスク部１２に重ね合わされる重合部４ｂが形成されている。取付部１３と重合部３ｂと重合部４ｂの重ね合わせ部分には、複数の固定孔６が周方向に間隔をあけて貫通状に形成され、これら複数の固定孔６にボルトなどの固定具を挿通させて、歯付プーリ組立体１をホイールなどの組付対象物に組み付け可能に構成されている。
【００２９】
ただし、第１フランジ部材３及び第２フランジ部材４としては、歯付プーリ２を組み付ける対象物の構成などに応じた任意の構成のものを採用できる。
【００３０】
次に、歯付プーリ２の製造方法について説明する。
歯付プーリ２の製造方法は、第１打ち抜き工程と、第２打ち抜き工程と、第１絞り工程と、第２絞り工程と、据え込み工程とを備えている。
【００３１】
第１打ち抜き工程では、図５Ａに示すように、素材金属板を円板状に打ち抜くとともに、その中央部に位置決め孔２０を打ち抜いて、略平板状の金属板２Ａを製作する。
【００３２】
第２打ち抜き工程では、図５Ｂに示すように、金属板２Ａをプレス加工して半径方向の途中部に環状の段差部１４を成形するとともに、金属板２Ａの中央部に固定孔６及び中央開口部１５を打ち抜いて、平板環状の外周部２１と、その内側に配置されるディスク部１２とを有する金属板２Ｂを製作する。
【００３３】
ただし、第１打ち抜き工程において、素材金属板を円板状に打ち抜くとともに、段差部１４の成形と、固定孔６及び中央開口部１５の打ち抜きとを同時に行い、第２打ち抜き工程を省略することもできる。また、固定孔６及び中央開口部１５の打ち抜きは、任意のタイミングで行うことが可能で、例えば据え込み工程の後に行うこともできる。
【００３４】
第１絞り工程では、図６Ａ〜図６Ｄに示すような構成の第１ダイス３０と第１パンチ３１とを用いて、金属板２Ｂの外周部２１に円筒状の第１リム部１１Ｃを絞り加工により成形する。なお、図６Ａ〜図６Ｄにおいて、第１ダイス３０及び第１押え板３３と、金属板２Ｂ及び第１成形体２Ｃとは、切断面における端面図で表現し、切断面よりも後方の構成の記載は省略した。
【００３５】
第１ダイス３０は、金属板の中央部に第１リム部１１Ｃの外径に適合する大きさの円形の開口部３０ａを形成し、開口部３０ａの内周面の下部に下側へ行くにしたがって大径となる案内面３０ｂを形成したものである。
【００３６】
第１パンチ３１は、第１リム部１１Ｃの内径に適合する大きさの円板状の金属板からなり、外周部に第１リム部１１Ｃの内側空間に適合する大きさの環状突部３１ａを形成し、環状突部３１ａの上端部の外周縁に環状の円弧面からなる第１アール３１ｂを形成し、中央部に第１位置決め部材３２を上方へ突出状に設けたものである。
【００３７】
第１絞り工程では、先ず、図６Ａに示すように、第１位置決め部材３２に金属板２Ｂを外嵌させて、第１パンチ３１に金属板２Ｂを位置決め載置する。
【００３８】
次に、図６Ｂに示すように、第１押え板３３を第１パンチ３１に対して相対的に下降させて、第１パンチ３１と第１押え板３３間に金属板２Ｂのディスク部１２の略全体を保持する。
【００３９】
次に、図６Ｃに示すように、第１ダイス３０を第１パンチ３１に対して相対的に下降させて、第１ダイス３０と第１パンチ３１間において金属板２Ｂの外周部２１を絞り加工して、略円筒状の第１リム部１１Ｃを成形し、図５Ｃに示すように、第１リム部１１Ｃと、その軸方向の第１端部から半径方向の内側へ延びるディスク部１２とを有する第１成形体２Ｃを製作する。
【００４０】
次に、図６Ｄに示すように、第１ダイス３０及び第１押え板３３を上方へ移動させてから、第１ノックアウト部材３４を上方へ移動させて、第１パンチ３１から第１成形体２Ｃを抜き取って、第１成形体２Ｃを得ることになる。
【００４１】
第２絞り工程では、図７Ａ〜図７Ｄに示すような構成の第２ダイス４０と第２パンチ４１を用いて、第１成形体２Ｃの第１リム部１１Ｃに複数の歯部１０Ｄを絞り加工により成形する。なお、図７Ａ〜図７Ｄにおいて、第２ダイス４０及び第２押え板４３と、第１成形体２Ｃ及び第２成形体２Ｄとは、切断面における端面図で表現し、切断面よりも後方の構成の記載は省略した。
【００４２】
第２ダイス４０は、円形の開口部４０ａを有する金属板からなり、開口部４０ａの内周部に歯付プーリ２の各歯部１０の歯底に対応させて、内方へ突出する複数のダイス側突条４０ｂを第２ダイス４０の高さ方向に沿って形成し、ダイス側突条４０ｂの下半部の突出長さ及び周方向の幅をダイス側突条４０ｂの下部において、下側へ行くにしたがってそれぞれ小さくなるように設定したものである。このように、ダイス側突条４０ｂを構成すると、開口部４０ａの内周面に下側へ行くにしたがって開口径が大きくなる円錐状の導入部が形成され、第１成形体２Ｃの絞り加工時に、歯部１０Ｄが所望の形状に徐々に成形されるため、歯部１０Ｄを精度良く加工することが可能となる。
【００４３】
第２パンチ４１は、第２リム部１１Ｄの内嵌可能な大きさの略円板状の金属板からなり、外周部に第２リム部１１Ｄの内側空間に適合する大きさの環状突部４１ａを形成し、環状突部４１ａの上端部の外周縁に環状の円弧面からなる第２アール４１ｂを形成し、外周面に歯付プーリ２の各歯部１０の歯先に対応させて、外方へ突出する複数のパンチ側突条４１ｃを第２パンチ４１の高さ方向に沿って形成し、中央部に第２位置決め部材４２を上方へ突出状に設けたものである。
【００４４】
第２絞り工程では、先ず、図７Ａに示すように、第１成形体２Ｃのディスク部１２と第１リム部１１Ｃとの連設部分１６Ｃを上側にし、第１成形体２Ｃの第１リム部１１Ｃの内側に第２パンチ４１の環状突部４１ａを嵌合させるとともに、第２パンチ４１の中央部の第２位置決め部材４２に第１成形体２Ｃを外嵌させて、第２パンチ４１に第１成形体２Ｃを位置決めセットする。
【００４５】
次に、図７Ｂに示すように、第２押え板４３を第２パンチ４１に対して相対的に下降させて、第２パンチ４１と第２押え板４３間に第１成形体２Ｃのディスク部１２を保持する。
【００４６】
次に、図７Ｃに示すように、第２ダイス４０を第２パンチ４１に対して相対的に下降させて、第２ダイス４０のダイス側突条４０ｂと第２パンチ４１のパンチ側突条４１ｃとで、第１成形体２Ｃの第１リム部１１Ｃに複数の歯部１０Ｄを成形し、複数の歯部１０Ｄを有する第２リム部１１Ｄと、第２リム部１１Ｄの軸方向の第１端部から半径方向の内側へ延びるディスク部１２とを有する第２成形体２Ｄを製作する。
【００４７】
このとき、第２リム部１１Ｄにおける、ディスク部１２と第２リム部１１Ｄとの連設部分１６Ｄとは反対側の第２端部の各歯部１０Ｄの歯先に、第２ダイス４０との摩擦抵抗により、軸方向の外方側へ突出するバリ部１７（図１１Ａ参照）が形成されるとともに、連設部分１６Ｄの外周面の円弧の半径Ｒ２が、第１成形体２Ｃの連設部分１６Ｃの外周面の円弧の半径Ｒ１と同じ或いは多少小さくなるように成形される。
【００４８】
次に、図７Ｄに示すように、第２ダイス４０及び第２押え部材４３を上方へ移動させてから、第２ノックアウト部材４４を上方へ移動させて、第２パンチ４１から第２成形体２Ｄを抜き取って、第２成形体２Ｄを得ることになる。
【００４９】
この第２絞り工程では、１組の第２ダイス４０と第２パンチ４１とで、要求寸法となるように歯部１０Ｄを成形することもできるが、第２ダイスと第２パンチとを複数組設けて、要求寸法になるように段階的に歯部１０Ｄを成形することもできる。具体的には、３回の絞り加工により段階的に歯部１０Ｄを要求寸法に成形する場合には、図８Ａ〜図８Ｃに示すように、ダイス側突条とパンチ側突条の突出高さを段階的に高くしてなる、ダイス側突条４５ｂを有する第２ダイス４５及びパンチ側突条４６ｃを有する第２パンチ４６と、ダイス側突条４７ｂを有する第２ダイス４７及びパンチ側突条４８ｃを有する第２パンチ４８と、ダイス側突条４０ｂを有する第２ダイス４０及びパンチ側突条４１ｃを有する第２パンチ４１とを用いて、歯部１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｄのように段階的に歯部１０Ｄを成形することができる。ただし、第２ダイスと第２パンチの組数は任意に設定可能であるが、最終段では、第２ダイス４０と第２パンチ４１を用いて絞り加工を施すことになる。
【００５０】
このように歯部１０Ｄを段階的に要求寸法に成形することで、第２成形体２Ｄの絞り加工時の面圧を低減して、加工硬化を抑制できるとともに、低荷重で絞り加工できるので第２ダイス４０、４５、４７と第２パンチ４１，４６，４８の寿命を向上できる。
【００５１】
また、図８Ｃに示すように、第２パンチ４１のうちのパンチ側突条４１ｃの高さ方向の先端側部分以外は、第２リム部１１Ｄに接触しないように、例えば第２リム部１１Ｄの内周長の３０％以上８０％以下、好ましくは、４０％以上６０％以下の範囲で第２パンチ４１と接触しないように構成してもよい。また、第２成形体２Ｄの歯部１０Ｄの歯底部分における、第２パンチ４１と第２ダイス４０間のクリアランスＣ１は、任意に設定することが可能であるが、第２成形体２Ｄの第２リム部１１Ｄの板厚ｔの１．５倍以上に設定してもよく、板厚ｔの１．５倍以上、3倍以下に設定してもよい。このように構成することで、第２成形体２Ｄの絞り加工時の面圧を低減して、加工硬化を抑制できるとともに、低荷重で絞り加工できるので第２ダイス４０と第２パンチ４１の寿命を向上できる。
【００５２】
第２成形体２Ｄの歯部１０Ｄの歯先における周方向の両端部と、第２成形体２Ｄの歯部１０に外嵌される第２ダイス４０の嵌合凹部の奥端部の角部間にはクリアランスＣ２が形成されている。
【００５３】
据え込み工程では、図９Ａ〜図９Ｃに示すような構成の第３ダイス５０と第３パンチ５３と下受けプレート５４とを用いて、第２成形体２Ｄの第２リム部１１Ｄに対して据え込み加工を施す。なお、図９Ａ〜図９Ｃにおいて、第３ダイス５０及び第３パンチ５３と、第２成形体２Ｄ及び歯付プーリ２とは、切断面における端面図で表現し、切断面よりも後方の構成の記載は省略した。
【００５４】
第３ダイス５０は、上部ダイス５１と下部ダイス５２とに分割構成されている。上部ダイス５１は、円形の開口部５１ａを有する金属板からなり、開口部５１ａの内周部を第３パンチ５３の外面に略隙間なく嵌合可能に構成し、歯付プーリ２の各歯部１０の歯底に対応させて上部ダイス側突条５１ｂを形成し、上部ダイス５１の下面に歯付プーリ２のリム部１１の上面に当接可能な受け面５１ｃを形成したものである。下部ダイス５２は、円形の開口部５２ａを有する金属板からなり、開口部５２ａの内周部に歯付プーリ２の外面に略隙間なく外嵌可能に、歯付プーリ２の各歯部１０の歯底に対応させて下部ダイス側突条５２ｂを形成し、下部ダイス側突条５２ｂの下半部の突出長さ及び周方向の幅を下側へ行くにしたがってそれぞれ小さくなるように設定したものである。
【００５５】
第３パンチ５３は、リム部１１に内嵌可能な大きさの略円板状の金属板からなり、外周部にリム部１１の内側空間に適合する大きさの環状突部５３ａを形成し、環状突部５３ａの下端部の外周縁に環状の円弧面からなる第３アール５３ｂを形成し、外周面に歯付プーリ２の各歯部１０の歯先に対応させて、外方へ突出する複数のパンチ側突条５３ｃを第３パンチ５３の高さ方向に沿って形成しものである。図１０に示すように、パンチ側突条５３ｃの先端部と、歯付プーリ２の歯部１０の先端部の内面間には、歯先の板厚と同程度のクリアランスＣ３が形成され、据え込み加工時における成形荷重を低減できるように構成され、クリアランスＣ３以外の部分において、歯付プーリ２のリム部１１の内周面は第３パンチ５３の外周面に略隙間なく嵌合されるように構成されている。
【００５６】
下受けプレート５４は、下部ダイス５２に略隙間なく内嵌可能な大きさの略円板状の金属板からなり、外周面に下部ダイス５２の下部ダイス側突条５２ｂに内嵌可能な条溝５４ａを下部ダイス側突条５２ｂに対応させて形成し、上面に上面外周部に第２成形体２Ｄのディスク部１２の外周部を下側から受け止め可能な受け面５４ｂを形成したものである。
【００５７】
据え込み工程では、先ず、図９Ａに示すように、第２絞り工程の場合とは上下を逆にして、第２成形体２Ｄを下受けプレート５４に設けた位置決めピン５５に外嵌させて位置決めするとともに、ディスク部１２と第２リム部１１Ｄとの連設部分１６を下受けプレート５４の受け面５４ｂに載置して、下受けプレート５４に位置決めセットする。
【００５８】
次に、図９Ｂに示すように、第３パンチ５３を下受けプレート５４に対して相対的に下降させて、第３パンチ５３と下受けプレート５４間に第２成形体２Ｄのディスク部１２を保持する。
【００５９】
次に、図９Ｃに示すように、第３ダイス５０を第３パンチ５３に対して相対的に下降させて、第３ダイス５０及び第３パンチ５３間において、第２リム部１１Ｄを第３ダイス５０の内面でガイドしながら圧縮し、第３ダイス５０の下部ダイス側突条５２ｂに張り付かせることで、リム部１１の精度を確保しつつ、両受け面５４ｂ、５１ｃ間において、第２リム部１１Ｄに対して据え込み加工を施して、歯付プーリ２を得ることになる。具体的には、第３ダイス５０と第３パンチ５３間において、第２成形体２Ｄの第２リム部１１Ｄの外周面を、歯付プーリ２のリム部１１の外面形状に適合する寸法に仕上げるとともに、両受け面５４ｂ、５１ｃ間において、図１１Ａ，図１１Ｂに示すように、第２成形体２Ｄの第２リム部１１Ｄと第２ディスク部１２との連設部分１６Ｄの円弧の半径Ｒ２を、それよりも小さな、歯付プーリ２のディスク部１２とリム部１１との連設部分１６の半径Ｒに合致するように据え込み、更に第２成形体２Ｄの第２端部における各歯部１０Ｄから軸方向へ突出するバリ部１７を平坦に押し潰すことになる。
【００６０】
ここで、半径Ｒに対する半径Ｒ２の比率Ｒ／Ｒ２は、２５％以上に設定すると、端面の歯底部が圧縮過多になり金型が破損する危険性を回避することができ、また５０％以下に設定すると、第２成形体２Ｄの絞り加工時における連設部分１６Ｄの変形量を少なくして、連設部分１６Ｄに作用する引張荷重を低減できるので、２５％〜５０％であってもよい。
【００６１】
この歯付プーリ２の製造方法では、第１絞り加工により、第１リム部１１Ｃと第１ディスク部１２との連設部分１６Ｃを、その円弧の半径Ｒ１が、第２成形体２Ｄにおける第２リム部１１Ｄとディスク部１２との連設部分１６Ｄの円弧の半径Ｒ２よりも大きくなるように成形できるので、第１絞り加工時において、第１成形体２Ｃの連設部分１６Ｃにおける金属板の変形量を少なくして、第１成形体２Ｃを無理なく成形することができる。また、第２成形体２Ｄの連設部分１６Ｄの半径Ｒ２を、最終製品としての歯付プーリ２におけるリム部１１とディスク部１２との連設部分１６の円弧の半径Ｒよりも大きくなるように成形できるので、第２絞り加工時における引張荷重を小さくして、第１成形体２Ｃのリム部１１Ｃに対して無理なく歯部１０Ｄを成形することができる。このように、成形条件が最も厳しい第２成形体２Ｄの連設部分１６Ｄの成形性を向上できるので、歯付プーリ２の素材に対する選択自由度を拡大でき、例えば、従来、成形困難であると考えられてきたオースティナイト系ステンレス鋼板を用いても、無理なく歯付プーリを製作することができる。更に、第２成形体２Ｄに対して据え込み加工を行うことで、第２成形体２Ｄの連設部分１６Ｄの半径Ｒ２を、それよりも小さな、歯付プーリ２の連設部分１６の半径Ｒに合致するように調整するとともに、第２リム部１１Ｄの第２端部に形成されるバリ部１７を平坦に押し潰して、歯付プーリ２を仕上げるので、切削加工により仕上げる場合と比較して、仕上げ作業の効率化を図りつつ、寸法精度を十分に確保できる。しかも、第２成形体２Ｄの連設部分１６Ｄの半径Ｒ２を、それよりも小さな、歯付プーリ２の連設部分１６の半径Ｒに合致するように調整して、最終製品のダレによるアールを小さくできるので、有効歯形部を大きくとることができる。加えて、第２成形体２Ｄの上下を逆にして、第２成形体２Ｄを据え込むので、歯形精度の向上、板厚の均一化による強度向上を図ることができる。
【００６２】
なお、第１絞り加工と第２絞り加工（第２絞り加工を段階的に行う場合には、各段階の絞り加工）と据え込み加工の中から選択される１種又は２種以上の加工後に、加工硬化を回復する固溶化処理を備えさせることもできる。歯付プーリ２をオースティナイト系のステンレス鋼や耐熱鋼で構成する場合には、固溶化処理として、処理対象物を１０００℃以上の高温度に加熱して、炭化物などを固溶させた後、ガス(水素が好ましい)雰囲気中で急冷することになる。
【００６３】
また、第１絞り加工と第２絞り加工（第２絞り加工を段階的に行う場合には、各段階の絞り加工）と据え込み加工の中から選択される１種又は２種以上の加工を８０℃以上５００℃以下の温間、または８００℃以上１１００℃以下の熱間にて施すことも好ましい。具体的には、金属板２Ｂと第１成形体２Ｃと第２成形体２Ｄの中から選択される１種又は２種以上を、歯付プーリ２を構成する金属材料の再結晶温度以上に加熱した状態で必要な加工を行うことになる。
【００６４】
このように固溶化処理や熱間にて加工を行う場合には、加工硬化による連設部分１６の破断などを一層効果的に防止できるので、加工硬化し易い金属材料、例えばオースティナイト系ステンレスからなる素材金属板を用いた歯付プーリ２の成形に好適である。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてその構成を変更し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６６】
１：歯付プーリ組立体
２：歯付プーリ
３：第１フランジ部材
３ａ：フランジ部
３ｂ：重合部
４：第２フランジ部材
４ａ：フランジ部
４ｂ：重合部
５：歯付ベルト
６：固定孔
１０：歯部
１１：リム部
１２：ディスク部
１３：取付部
１４：段差部
１５：中央開口部
１６：連設部分
１７：バリ部
２Ａ：金属板
２０：位置決め孔
２Ｂ：金属板
２１：外周部
２Ｃ：第１成形体
１１Ｃ：リム部
１６Ｃ：連設部分
３０：第１ダイス
３０ａ：開口部
３０ｂ：案内面
３１：第１パンチ
３１ａ：環状突部
３１ｂ：第１アール
３２：第１位置決め部材
３３：第１押え板
３４：第１ノックアウト部材
２Ｄ：第２成形体
１０Ｄ：歯部
１１Ｄ：リム部
１６Ｄ：連設部分
４０：第２ダイス
４０ａ：開口部
４０ｂ ：ダイス側突条
４１：第２パンチ
４１ａ：環状突部
４１ｂ：第２アール
４１ｃ：パンチ側突条
４２：第２位置決め部材
４３：第２押え板
４４：第２ノックアウト部材
１０Ａ：歯部
４５：第２ダイス
４５ｂ：ダイス側突条
４６：第２パンチ
４６ｃ：パンチ側突条
１０Ｂ：歯部
４７：第２ダイス
４７ｂ：ダイス側突条
４８：第２パンチ
４８ｃ：パンチ側突条
５０：第３ダイス
５１：上部ダイス
５１ａ：開口部
５１ｂ：上部ダイス側突条
５１ｃ：受け面
５２：下部ダイス
５２ａ：開口部
５２ｂ：下部ダイス側突条
５３：第３パンチ
５３ａ：環状突部
５３ｂ：第３アール
５３ｃ：パンチ側突条
５４：受けプレート
５４ａ：条溝
５４ｂ：受け面
５５：位置決めピン
Ｃ１：クリアランス
Ｃ２：クリアランス
Ｃ３：クリアランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
2019058928.tif 000017
【図７Ｄ】
2019058928.tif 000018
【図８Ａ】
2019058928.tif 000019
【図８Ｂ】
2019058928.tif 000020
【図８Ｃ】
2019058928.tif 000021
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2019058928.tif 000023
【図９Ｃ】
2019058928.tif 000024
【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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