(57)【要約】【課題】プレス工法により部品を作製するが、部品の変形が抑えられる工法の実現すること。【解決手段】素材が押し込まれた金型がセットされたプレス装置に、別素材をセットするセット工程と、別素材を前記金型へ押し込むことで、別素材が前記素材をさらに金型へ押し込む押し込み工程と、押し込み工程により、金型に押し込まれていた素材、または、素材のうちの１つが金型から取り出される取り出し工程と、を含む部品の製造方法を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材が押し込まれた金型がセットされたプレス装置に、別素材をセットするセット工程と、
前記別素材を前記金型へ押し込むことで、前記別素材が前記素材をさらに前記金型へ押し込む押し込み工程と、
前記押し込み工程により、前記金型に押し込まれていた前記素材のうち少なくとも１つが取り出される取り出し工程と、を含む部品の製造方法。
【請求項２】
前記金型に押し込まれていた素材が複数であり、
前記取り出される素材は、前記素材の中で一番最初に前記金型へ押し込まれた素材である請求項１記載の部品の製造方法。
【請求項３】
前記金型に押し込まれていた素材が、３個から５個である請求項１または２記載の部品の製造方法。
【請求項４】
前記金型に押し込まれていた素材が、前記押し込み工程において、前記金型へさらに押し込まれる請求項１から３のいずれか１項に記載の部品の製造方法。
【請求項５】
前記金型は、貫通穴があり、前記貫通穴の内面に凹凸を有し、
前記素材は、前記貫通穴へ押し込まれる請求項１から４のいずれか１項に記載の部品の製造方法。
【請求項６】
前記取り出し工程では、前記押し込み工程の途中で、前記素材が前記金型から取り出される請求項１から５のいずれか１項に記載の部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品のプレスによる製造方法に関する。特に、ヘリカルギアの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、自動車部品などに使用される部品を簡素化された工程で製造することが求められている。部品の低価格、安定供給のためである。
図６（ａ）に示すヘリカルギアという部品がある。図６（ａ）に、ヘリカルギア３０の斜視図を示す。円柱の形状の金属素材の外周に斜めの凹凸２２がある。ヘリカルギア３０は、動力伝達装置、例えば、減速機、電動工具、トランスミッションなどの部品として使用されている。
【０００３】
ヘリカルギア３０の製法は、円柱状の素材から、切削により、その側面に斜めの凹凸２２を作製することが一般的である。ただし、プレス工法でも作製できる（特許文献１）。図６（ｂ）の斜視図で示す第１素材１２を、図６（ｃ）に示す斜視図の金型１１へ、プレスで押し込むことで、ヘリカルギア３０が作製できる。
【０００４】
金型１１には、中央に貫通穴２３があり、その内側の内面に凹凸２１（ヘリカルギアに対応した斜めの凹凸）がある。この貫通穴２３を通過することで、凹凸２１により、第１素材１２の外周が変形され、凹凸２２が形成される。
第１素材１２を、金型１１にプレスにて、埋め込み作製する方法がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１２１１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の方法では、作製されたヘリカルギアに部分的に力が加わり、ゆがむという問題があった。
本発明の目的は、プレス工法により部品を作製するが、部品の変形が抑えられる工法の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、素材が押し込まれた金型がセットされたプレス装置に、別素材をセットするセット工程と、別素材を前記金型へ押し込むことで、別素材が素材をさらに金型へ押し込む押し込み工程と、押し込み工程により、金型に押し込まれていた素材、または、素材のうちの１つが金型から取り出される取り出し工程と、を含む部品の製造方法を用いる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の製造方法では、金型のエッジによる素材への影響は少ない。素材の変形、応力などが集中しない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）〜（ｃ）実施の形態１の製造プロセスの前半を説明するためのプレス装置の断面図
【図２】（ａ）〜（ｄ）実施の形態１の製造プロセスの後半を説明するためのプレス装置の断面図
【図３】（ａ）実施の形態１のプレス装置の拡大図（ｂ）（ａ）の部分拡大図
【図４】（ａ）〜（ｅ）実施の形態２の製造プロセスを説明するためのプレス装置の断面図図５追加：
【図５】（ａ）〜（ｇ）実施の形態３の製造プロセスを説明するためのプレス装置の断面図
【図６】（ａ）ヘリカルギアの斜視図、（ｂ）原料の素材の斜視図、（ｃ）加工するための金型の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
（実施の形態１）
＜全体のプロセス＞
図１と図２を用いて、実施の形態１の部品の製造方法を示す。部品としては、図５（ａ）で示したヘリカルギア３０を製造する例を示す。
【００１１】
図１（ａ）〜図１（ｃ）、図２（ａ）〜図２（ｄ）は、プレス装置１０の断面図である。図の順番に工程が成される。
図１（ａ）は、プレス装置１０の主要部分である。加圧するためのピストンであるパンチは、省略している。
【００１２】
図１（ｂ）は、このプレス装置１０に金型１１をセットした状態を示す。金型１１をはめ込む機構がプレス装置１０にある。製造する部品に合わせて、いろいろな金型１１がセットできる。金型１１は、図５（ｃ）のものである。
図１（ｃ）は、その後、第１素材１２を金型１１にセットした状態を示す。金型１１の上面に、第１素材１２を乗せている。金型１１の上に直接乗せる必要はない。後で示すパンチ１３の先に取り付けてもよい。以下、素材のセット時は同様である。
【００１３】
図２（ａ）は、その後、第１素材１２をその上から、パンチ１３で押す状態を示す。
ここで、パンチ１３の押す面は、第１素材１２の上面に対して、第１素材１２の外周の凹凸を除いた部分の大きさである。つまり、金型１１の凹凸を除いた内側の領域である。
【００１４】
図２（ｂ）は、その後、パンチ１３により、第１素材１２が金型１１に入り込んだ状態を示す。第１素材１２は、その周囲が、金型１１の凹凸２１により、変形される。
この時、第１素材１２は、回転しながら、金型１１内を進む。金型１１に設けられた凹凸に沿って、第１素材１２が回転する。
【００１５】
図２（ｃ）は、その後、パンチ１３を取り出し、第２素材１４を、第１素材１２の上にセットする。第２素材１４は、加工前の第１素材１２とまったく同じ大きさ形状である。
図２（ｄ）は、その後、パンチ１３で、第２素材１４を金型１１に押し込み、第１素材１２が、金型１１から押し出された状態を示す。
【００１６】
第２素材１４は、その後、上下面を研磨され仕上げがされる。
また、図２（ｄ）の後、図２（ｃ）をすることで、連続して素材が加工され、部品が連続的に製造される。
＜各要素＞
金型１１は、図５（ｃ）に示すものである。従来技術で説明したものである。
【００１７】
第１素材１２、図５（ｂ）に示すものである。第２素材１４は、第１素材１２と同じものである。ただし、厚みは、異なってもよい。
第１素材１２、第２素材１４の素材は、１例として、ＳＣｒ４２０（クロム鋼鋼材、浸炭焼入れ）を用いる。
【００１８】
第１素材１２、第２素材１４の外径の大きさは、目的のヘリカルギアの外形と同程度の大きさである。
＜原理と効果＞
図３（ａ）は、図２（ｃ）から図２（ｄ）へのプロセスの途中を示す、パンチ１３、第２素材１４、金型１１、第１素材１２の断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の部分拡大図である。点線は、各構成の寸法関係を説明するための線である。上記で記載したように、パンチ１３の第２素材１４を押す面の領域は、金型１１の貫通穴の領域である。
【００１９】
第１素材１２は、第２素材１４で金型１１へ押し込まれる。この時、図３（ｂ）の丸で示した箇所ａでは、金型１１が９０度を占める。第１素材１２と第２素材１４とは、同じ素材なので。素材として、２７０度を占める。
この結果、金型１１のエッジによる素材への影響は、２７０度の範囲に均等に及ぶ。結果、素材の変形、応力などは集中しにくい。
【００２０】
（実施の形態２）
実施の形態２を、図４（ａ）〜図４（ｅ）のプレス装置の断面図を用いて説明する。実施の形態１との違いは、第２素材１４を用いる時（第３素材⇒第２素材へ）が異なることである。実施の形態１との違いを説明する。説明ない事項は実施の形態１と同じである。
【００２１】
＜全体のプロセス＞
図４（ａ）は、図１（ｃ）において、第１素材１２のセット時に、第２素材１４も、第１素材１２に重ねてセットする状態を示す。
その後、図２（ａ）、図２（ｂ）に対応する図４（ｂ）、図４（ｃ）のように、パンチ１３で、第２素材１４を押して、金型１１へ第１素材１２を押し込む。その後、図２（ｃ）に対応する図４（ｄ）で、第２素材１４の上に第３素材１６をセットする。そして、図２（ｄ）に対応する図４（ｅ）で、第３素材１６をパンチ１３で押し、第１素材１２を金型１１からはずす。その後、実施の形態１と同様、第１素材１２の上下面が研磨され、部品が製造される。
【００２２】
図４（ｅ）の後、図４（ｄ）をすることで、連続して、素材が加工され、部品が製造される。
＜各要素＞
第３素材１６は、第１素材１２、第２素材１４と同じ材質である。形状も同じである。厚みは異なってもよい。
【００２３】
＜原理＞
実施の形態１と同様、同じ素材の部材で押し込んでいくことで、部材にゆがみ、応力集中をさせない。
さらに、実施の形態１では、図２（ｂ）、図２（ｄ）のように、パンチ１３で素材を金型１１へ押し込む最後のところで、素材の上面が、パンチ１３と金型１１と素材とからなり、素材の示す割合が９０度となる。一方、実施の形態２では、図４（ｃ）、図４（ｅ）に示すように、パンチ１３で素材を金型１１へ押し込む最後のところも、金型１１へ入り込む素材の上面が、金型１１と素材とからなり、素材の占める割合が２７０度を保つ。結果、実施の形態２の方がより、素材にゆがみ、応力集中をさせない。
【００２４】
（実施の形態３）
実施の形態３を、図５（ａ）〜図５（ｅ）のプレス装置の断面図を用いて説明する。実施の形態１、２との違いは、金型１１が異なること、用いる素材数が異なることである。実施の形態１、２との違いを説明する。説明ない事項は実施の形態１、２と同じである。
【００２５】
＜各要素＞
金型１１の深さ（凹凸２１の形成範囲、垂直方向の長さ）は、実施の形態１，２と異なり、素材厚みと同等でない。素材の厚みの数個分の金型１１の深さを有する。
＜全体のプロセス＞
実施の形態１との差異を説明する。
【００２６】
図５（ａ）は、図１（ｃ）に相当し、プレス装置１０に第１素材１２をセットしている。その後、図５（ｂ）は、図２（ａ）に相当し、パンチ１３で第１素材１２を金型１１へ押し込んでいる。図５（ｃ）は、図２（ｃ）に相当し、第１素材１２上に第２素材１４をセットする。図５（ｄ）では、パンチ１３で、第２素材１４を押すところである。第２素材１４は、パンチ１３で押され、金型１１へ押し込まれる。第１素材１２も、さらに、金型１１へ押し込まれる。
【００２７】
図５（ｅ）では、第２素材１４、第１素材１２が金型１１に押し込まれた後、第３素材１６を第２素材１４の上にセットした状態である。
図５（ｆ）では、図５（ｅ）の後、第３素材１６をパンチ１３で金型１１へ押し込み、これまでの工程と同様、第４素材１７を、その上にセットし、パンチ１３で押し込み。その後、第５素材１８を、金型１１に押し込まれた第４素材１７上にセットした状態である。
【００２８】
図５（ｇ）では、図５（ｆ）の後、パンチ１３で、第５素材１８を金型１１へ押し込んだ状態を示す。この時、第１素材１２は、金型１１から、取り出される。
この後、第１素材１２は研磨され完成する。一方、プレス装置１０には、第６素材が、第５素材１８の上にセットされ、パンチ１３で、金型１１へ押し込まれ、第２素材１４が、金型１１から、押し出される。これを繰り返すことで、１つの素材の供給と、１つの素材が金型１１から成形され、取り出される。
【００２９】
ここで、金型１１の深さは、素材の厚みの整数倍でなく、整数倍に素材の厚みの半分程度加える程度がよい。新しい素材が金型１１へ押し込まれる途中で、素材が金型１１から押し出される。金型１１の厚みを、素材厚みの整数場合とすると、素材を押しこんでも、素材が押し出されなくなる場合が生じるため、よくない。素材を押し込んでいる途中で、素材が押し出されるのがよい。
【００３０】
また、この例では、素材４個が金型１１に常時存在する状況で、新しい素材１つ金型１１へ入れ、先に金型１１に押し込まれていた１つの素材を金型１１から押し出すとした。しかし、常時金型１１に含まれる素材は、３個以上ならよい。２個になると、上下で変化の差が生じ、素材の変形が生じやすい。３個なら、上下に素材があり、変形を受けにくい。より好ましいのは４個である。しかし、５個より多くなると、金型１１の作製が困難である。また、押し込む力もより必要となり良くない。
【００３１】
＜全体を通して＞
この発明では、パンチには凹凸が形成させていず、金型の方に、凹凸が形成されていることが特徴である。さらに、凹凸が形成された素材で、別の素材を全体で押してゆくことも特徴である。この２つの特徴により、歪が少なく、応力が残留しない部品を製造できる。
【００３２】
上記実施の形態１から３では、定常段階に達する前の段階から説明した。初期段階とは、図２（ｃ）、図４（ｄ）、図５（ｆ）の手前までの段階である。
しかし、重要なのは、定常動作（繰り返し動作）となった状況である。つまり、すでに、素材が押し込まれた金型１１へ、新しい素材を押し込み、金型１１に含まれていた素材が、１つ取り出され、再度、次に素材が投入され、加工された素材が取り出されるという定常動作である。安定して部品が製造される。取り出される素材が、１回で１つ以上でもよいが、１つづの場合が、より歪少なく、精度よくできる。
【００３３】
よって、初期段階は、上記記載の工程以外の方法でもよい。
上記実施の形態では、素材が単独である必要がある。まったく異なる素材が含まれると、図３で説明したように、応力が均等となりにくい。例えば、素材の上面、または、下面に、別の素材が積層されたものの場合には、効果が得られにくい。
【００３４】
各実施の形態は組み合わせ可能である。部品として、ヘリカルギア３０を用いて説明したが、他の部品へも応用できる。各部品に応じた金型１１に素材を押し込むことで部品を製造できる。
本願発明の特徴は、金型１１へ素材を押し込む時に、別の同じ素材のものを利用して押し込むことが特徴である。そして、連続的に歪まない、応力集中がない、部品を生産することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の方法は、ヘリカルギアだけでなく、部品をプレス成形にて製造する時に利用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  プレス装置
１１  金型
１２  第１素材
１３  パンチ
１４  第２素材
１６  第３素材
１７  第４素材
１８  第５素材
２２  凹凸
２１  凹凸
２３  貫通穴
３０  ヘリカルギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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