(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型及び該下型に向けて接離する軸方向に相対移動自在な上型を備え、ダイ及びパンチによって板状素材からねじれ角を有する複数の歯を備えた斜歯歯車を打ち抜き成形するヘリカルギアプレートの製造装置において、
前記ダイは、円筒状で内周面に前記斜歯歯車のねじれ角に相当するねじれ角を有する螺旋状の内歯を備え、
前記パンチは、前記板状素材を所要の加工荷重で加圧すると共に軸中心に回転可能であり、円筒状で外周面に前記斜歯歯車のねじれ角に相当するねじれ角を有する螺旋状の外歯を備え、且つ前記パンチは、ヘリカルギアを複数個重ねて一体的に接合させた積層体からなり、
前記パンチの外周面の前記外歯に螺合する前記斜歯歯車のねじれ角に相当するねじれ角を有する螺旋状の内歯を備えたパンチガイドを設け、且つ前記パンチガイドは、前記ヘリカルギアに対応するガイドプレートを複数個重ねて一体的に接合させた積層体からなり、
前記上型の軸方向移動に伴って前記パンチが広い接地面を有する前記パンチガイドに安定的に誘導されて回転しながら螺旋状に摺動して前記板状素材から前記斜歯歯車を打ち抜くことを特徴とするヘリカルギアプレートの製造装置。
【請求項２】
前記パンチの一体的に接合させた積層体下端に位置する前記ヘリカルギアは、前記積層体の本体から交換可能に接合されていることを特徴とする請求項１に記載のヘリカルギアプレートの製造装置。
【請求項３】
前記上型の軸方向移動の際に前記ダイの上に載せられた前記板状素材を位置決めする位置決めパイロットを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヘリカルギアプレートの製造装置。
【請求項４】
前記板状素材から前記斜歯歯車を打ち抜き後に前記上型を引き上げる弾性付勢手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のヘリカルギアプレートの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定性及び加工精度の向上を図ることができるヘリカルギアプレートの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にヘリカルギアを生産する場合、ギア素材を回転させながらホブ盤で切削して歯を形成した後に研磨加工する方法が知られている。しかし、ホブ盤により切削加工する場合、多大な加工時間と手間がかかるため、生産性が低く量産ができない、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００３】
そこで、上記の問題に対処するために、ヘリカルギアをプレスによる打ち抜き加工によって形成する装置が、以下に示すとおり提案されている。
【０００４】
特開平６−３０４６９４号公報（特許文献１）には、雌ダイスを螺旋運動させることにより、プレス加工によってはす歯歯車を製造し、加工時間を大幅に短縮することを目的として、雌ダイスの上下動時にダイスホルダのヘリカルスプラインが、スライドガイドのヘリカル溝を摺動することによって、雌ダイスが螺旋運動して、ギヤ素材をはす歯歯車に加工する「はす歯歯車の連続生産方法他」が提案されている。
【０００５】
また、特開２０１０−２３０９２号公報（特許文献２）には、歯車材料に斜歯を打ち抜き加工によって簡単且つ確実に形成することを目的として、下型に歯車材料を載置するための台駒を設け、上型には、螺旋状の打抜歯を内周に備えた円形の打抜ポンチを保持するポンチホルダと、打抜歯と噛合し合う螺旋状の案内歯を外周に備えたガイド駒を有するガイドプレートとを、間に離反ばねを介在させて相対的に変位自在に設け、斜歯歯車の形成時にプレス装置で上型が下降すると、ガイドプレートがガイド駒と台駒との間に歯車材料を挟持、固定した位置で下降を停止したあと、ポンチホルダが離反ばねを圧縮しながらさらに下降することにより、打抜ポンチがガイド駒の案内歯に案内されて回転しながら下降し、内周の打抜歯によって歯車材料の外周に斜歯を打ち抜く「斜歯歯車形成装置」が提案されている。
【０００６】
また、特開２０１２−６７０号公報（特許文献３）には、加工時間も短く低コストでの部品供給を実現することを目的として、素材のヘリカルギアが形成される周面を臨ませるように固定するヘリカルパンチ部と、ギアプレート素材に対する歯の形成時には ヘリカルパンチ部との間でギアプレート素材を挟んで固定するカウンター部と、内周面側に斜歯形成部を有し、カウンター部の側面に沿って回転し且つ型閉め方向に移動してカウンター部とヘリカルパンチ部の間に挟持されたギアプレート素材の周面に斜歯形成部を圧接させてヘリカルギア を形成するダイス部とを有する「ヘリカルギアプレート他」が提案されている。
【０００７】
また、特開２０１１−２３５３２１号公報（特許文献４）には、斜歯歯車を精度良く且つ高い生産性を以て歯車素材から加工する連続プレス成形方法とその装置を提供することを目的として、軸中心に回転可能なパンチと、該パンチと対応した位置に歯車素材を受ける素材受け部を設け、その素材受け部の下部に連通した斜歯形成部を有したダイスとからなるプレス型を用意し、パンチが加圧動作する際に当該パンチが回転することで、歯車素材が斜歯形成部に沿って螺旋状に回転して外周面に斜歯を形成させて、パンチとは反対側に通過した歯車素材を取り出す「斜歯歯車の連続プレス成形方法他」が提案されている。
【０００８】
また、特開２００９−７１６号公報（特許文献５）には、加工精度および生産効率を向上させると共に、 製造コストの低減が期待できることを目的として、ダイスホルダの内周面に斜歯歯車のねじれ角に相当するねじれ角を有する内歯を備え、外周にダイスホルダの内歯に螺合する螺旋状の外歯を備えると共に斜歯歯車のねじれ角に相当するねじれ角を有する内歯を有するダイス孔を備えたダイスと、斜歯歯車のねじれ角に相当するねじれ角を有する内歯を備えたパンチ嵌合孔及びダイスホルダの内歯に螺合する外歯を備えた素材押さえと、パンチ嵌合孔の内歯に嵌合する外歯を備えたパンチを有する「斜歯歯車の打抜き装置」が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−３０４６９４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３０９２号公報
【特許文献３】特開２０１２−６７０号公報
【特許文献４】特開２０１１−２３５３２１号公報
【特許文献５】特開２００９−７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のパンチ（一体型）製作方法としては、マシニング加工、放電加工、ワイヤーカット加工が知られている。一方、パンチガイドの製作方法となると、マシニング加工であれば、穴の側面に凹凸を加工できない。また、放電加工であれば、電極で加工するため加工精度が悪くパンチが高精度に螺旋運動ができない。また、ワイヤーカット加工であれば、加工材料の上面と下面は形状どおり加工できるが、中央部の形状は図１３に示すようにクビレが生じるため全体を長くするとガイドの役割ができないという問題がある。パンチを回転させて打ち抜くため、パンチはしっかりとガイドする必要があるが、ガイドする距離を短くすると安定性がなくなり加工精度も悪くなるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、上述した問題の解決を図るため、プレス加工によって斜歯歯車を打ち抜き成形する際に安定性及び加工精度の向上を図ることができるヘリカルギアプレートの製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、下型及び該下型に向けて接離する軸方向に相対移動自在な上型を備え、ダイ及びパンチによって板状素材からねじれ角を有する複数の歯を備えた斜歯歯車を打ち抜き成形するヘリカルギアプレートの製造装置において、前記ダイは、円筒状で内周面に前記斜歯歯車のねじれ角に相当するねじれ角を有する螺旋状の内歯を備え、前記パンチは、前記板状素材を所要の加工荷重で加圧すると共に軸中心に回転可能であり、円筒状で外周面に前記斜歯歯車のねじれ角に相当するねじれ角を有する螺旋状の外歯を備え、且つ前記パンチは、ヘリカルギアを複数個重ねて一体的に接合させた積層体からなり、前記パンチの外周面の前記外歯に螺合する前記斜歯歯車のねじれ角に相当するねじれ角を有する螺旋状の内歯を備えたパンチガイドを設け、且つ前記パンチガイドは、前記ヘリカルギアに対応するガイドプレートを複数個重ねて一体的に接合させた積層体からなり、前記上型の軸方向移動に伴って前記パンチが広い接地面を有する前記パンチガイドに安定的に誘導されて回転しながら螺旋状に摺動して前記板状素材から前記斜歯歯車を打ち抜くことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記パンチの一体的に接合させた積層体下端に位置する前記ヘリカルギアは、前記積層体の本体から交換可能に接合されていることを特徴とする。
【００１４】
加えて、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の前記上型の軸方向移動の際に前記ダイの上に載せられた前記板状素材を位置決めする位置決めパイロットを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３に記載の前記板状素材から前記斜歯歯車を打ち抜き後に前記上型を引き上げる弾性付勢手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明にかかるヘリカルギアプレートの製造装置によれば、パンチ及びパンチガイドは積層体から構成されるので、ガイドする距離が長くなりパンチがパンチガイドに安定的に誘導されて螺旋状に摺動して斜歯歯車を打ち抜くことが可能になる。また、パンチの積層体下端に位置するヘリカルギアは積層体の本体から交換可能に接合されているので、メンテナンスが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかるヘリカルギアプレートの製造装置の上死点位置状態を示す正面説明図である。
【図２】図１の下死点位置状態を示す正面説明図である。
【図３】図１の平面説明図である。
【図４】ヘリカルギアの一例を示す（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。
【図５】図４の斜視図である。
【図６】パンチ（積層体）の一例を示す（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。
【図７】図６の斜視図である。
【図８】ガイドプレートの一例を示す（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。
【図９】図８の斜視図である。
【図１０】パンチガイド（積層体）の一例を示す（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。
【図１１】図１０の斜視図である。
【図１２】斜歯歯車の一例を示す（ａ）平面図、（ｂ）正面図である。
【図１３】従来の製作方法による参考形状を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の一形態について図面を参酌しながら説明する。なお、本発明のヘリカルギアプレートの製造装置の各構成については、以下の実施例に限定されるものではなく、実施状況によって適宜変更することができる。
【００１９】
図１乃至図３に示すように、ヘリカルギアプレートの製造装置１は、板状素材からねじれ角を有する複数の歯を備えた斜歯歯車Ｗ（図１２参照、ねじれ角：１５度〜３０度）を打ち抜き成形するプレス成形装置であり、下型２とこれに向けて接離する上下方向に移動自在となった上型３とを備えている。また、上型３が下型２に設けられたダイ１０に向けて移動する際に、上型３に設けられたパンチ（積層体）２０の移動を案内するためのパンチガイド（積層体）３０が下型２に取り付けられる。また、図１に示すように、上型３が上死点位置においてもパンチ（積層体）２０はパンチガイド（積層体）３０と常に接している。また、図３に示すように、パンチガイド（積層体）３０の外周部にロックガイド３３を設ける。
【００２０】
図１及び図２に示すように、上型３の軸方向移動の際にダイ１０の上に載せられた板状素材（図示省略）を位置決めする位置決めパイロット４０を設ける。位置決めパイロット４０は、回転軸にあり軸位置と歯形状は同軸にある。なお、この位置決めパイロット４０は省略してもよい。また、図２に示すように、下死点位置で斜歯歯車Ｗを打ち抜き後に渕周りに発生したスクラップをはらうため、上型３を引き上げる弾性付勢手段としてスプリング５０を設ける。
【００２１】
ダイ１０は、円筒状で内周面に打抜き成形しようとする斜歯歯車Ｗのねじれ角（１５度〜３０度）に相当するねじれ角を有する螺旋状の内歯１１を備えている。
【００２２】
パンチ（積層体）２０は、ダイ１０の上に載せられた板状素材（図示省略）を所要の加工荷重で加圧すると共に、上型３にベアリング４を介して取り付けられ、軸中心に回転可能である。また、パンチ（積層体）２０は、円筒状で外周面に打抜き成形しようとする斜歯歯車Ｗのねじれ角（１５度〜３０度）に相当するねじれ角を有する螺旋状の外歯２２を備えている。パンチ（積層体）２０の下端部の外歯２２は、パンチ（積層体）２０の回転によってダイ１０の内歯１１に螺合して内部に進入する。
【００２３】
ここで、パンチ（積層体）２０は、ヘリカルギア２１を複数個重ねて接合させた積層体の構造からなる。図４及び図５は、ヘリカルギアの一例を示す平面図・正面図・斜視図である。図６及び図７は、パンチ（積層体）の一例を示す平面図・正面図・斜視図である。
図４及び図５に示すように、ヘリカルギア２１は、円筒状で外周面に打抜き成形しようとする斜歯歯車Ｗのねじれ角（１５度〜３０度）に相当するねじれ角を有する螺旋状の外歯２２を備えている。ヘリカルギア２１の厚さ（Ｔ１）は、例えば、斜歯歯車Ｗの厚さの２倍に設定する。具体的には、斜歯歯車Ｗの厚さを３．２ｍｍとすると、ヘリカルギア２１の厚さ（Ｔ１）を６．４ｍｍにする。パンチ（積層体）２０は、図６及び図７に示すように、例えば、ヘリカルギア２１を１０個重ねて接合する。具体的には、パンチ（積層体）２０の長さ（Ｌ１）が６４．０ｍｍになる。なお、ヘリカルギア２１の厚さ及び重ねる個数は本実施例に限定されるものではなく、打抜き成形しようとする斜歯歯車Ｗの材質等によって適宜変更することができる。
【００２４】
パンチ（積層体）２０の製造方法は、ワイヤーカット加工機で一枚ずつ上下異形状に加工し、ヘリカルギア２１を取付穴と位置決めピンによって連結して接合する。また、パンチ（積層体）２０の下端に位置するヘリカルギア２１ａは、抜きクリアランスを有しており積層体の本体から交換可能に接合される。これにより、交換は下一枚のみでメンテナンスが容易になる。なお、積層体の形状は、回転軸からの放射形状であればよい。
【００２５】
さらに、パンチ（積層体）２０の外周面の外歯２２に螺合する打抜き成形しようとする斜歯歯車Ｗのねじれ角（１５度〜３０度）に相当するねじれ角を有する螺旋状の内歯３２を備えたパンチガイド（積層体）３０を設ける。パンチガイド（積層体）３０は、ヘリカルギア２１に対応するガイドプレート３１を複数個重ねて接合させた積層体の構造からなる。図８及び図９は、ガイドプレートの一例を示す平面図・正面図・斜視図である。図１０及び図１１は、パンチガイド（積層体）の一例を示す平面図・正面図・斜視図である。
図８及び図９に示すように、ガイドプレート３１の厚さ（Ｔ２）は、ヘリカルギア２１の厚さ（Ｔ１）に対応させる。ヘリカルギア２１の厚さ（Ｔ１）を６．４ｍｍとすると、ガイドプレート３１の厚さ（Ｔ２）を６．４ｍｍにする。パンチガイド（積層体）３０は、図１０及び図１１に示すように、例えば、ガイドプレート３１を８個重ねて接合する。具体的には、パンチガイド（積層体）３０の長さ（Ｌ２）が５１．２ｍｍになる。なお、ガイドプレート３１の厚さ及び重ねる個数は本実施例に限定されるものではなく、打抜き成形しようとする斜歯歯車Ｗの材質等によって適宜変更することができる。
【００２６】
以上のように構成されたヘリカルギアプレートの製造装置１によって斜歯歯車Ｗを製造する際は、上型３の軸方向移動（図１に示す上死点位置から図２に示す下死点位置へ移動）に伴ってパンチ（積層体）２０が広い接地面を有するパンチガイド（積層体）３０に安定的に誘導されて回転しながら螺旋状に摺動して、精度の良い抜き条件（ガイドする距離を長くする）によって板状素材から斜歯歯車Ｗを打ち抜くことができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  ヘリカルギアプレートの製造装置
２  下型
３  上型
４  ベアリング
１０  ダイ
１１  内歯
２０  パンチ（積層体）
２１  ヘリカルギア
２１ａ  ヘリカルギア
２２  外歯
３０  パンチガイド（積層体）
３１  ガイドプレート
３２  内歯
３３  ロックガイド
４０  位置決めパイロット
５０  スプリング
Ｗ  斜歯歯車
【要約】
【課題】安定性及び加工精度の向上を図ることができるヘリカルギアプレートの製造装置を提供する。
【解決手段】ダイ１０は円筒状で内周面に螺旋状の内歯１１を備え、パンチ（積層体）２０は板状素材を所要の加工荷重で加圧すると共に軸中心に回転可能であり、円筒状で外周面に螺旋状の外歯２２を備え、且つパンチ（積層体）２０は、ヘリカルギア２１を複数個重ねて接合させた積層体からなり、パンチ２０の外周面の外歯２２に螺合する螺旋状の内歯３２を備えたパンチガイド（積層体）３０を設け、且つパンチガイド（積層体）３０は、ヘリカルギア２１に対応するガイドプレート３１を複数個重ねて接合させた積層体からなる。
【選択図】図１【図１】
0006785484.tif 000002
【図２】
0006785484.tif 000003
【図３】
0006785484.tif 000004
【図４】
0006785484.tif 000005
【図５】
0006785484.tif 000006
【図６】
0006785484.tif 000007
【図７】
0006785484.tif 000008
【図８】
0006785484.tif 000009
【図９】
0006785484.tif 000010
【図１０】
0006785484.tif 000011
【図１１】
0006785484.tif 000012
【図１２】
0006785484.tif 000013
【図１３】
0006785484.tif 000014