(57)【要約】【課題】金属製板材を基礎に塑性加工手段を用いてギヤを形成させる。【解決手段】金属製板材を基礎に、所定の金型９０、９１を用いることによって所定の形態からなるブランク９を切出すブランク切出し工程（Ａ）と、当該ブランク切出し工程（Ａ）にて所定の形態に切出されたブランク９を基礎に、所定の歯形形状を有するパンチ８０及びダイス８１を用いて断面形状が緩やかなダレ部を有するように変化する歯元部１１２を形成させるとともに、同時に、その先端部がシャープな断面形状を有する歯先部１１１を有する歯部１１を一体的に、かつ、同時に形成させる歯形成形工程（Ｂ）と、からなるギヤの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の板厚を有する金属製板材を基礎に、これに所定の絞り成形加工を施すことによって形成されるものであって、ピッチ円から先の歯先部においては歯幅方向全体にわたってシャープな形態からなる歯形形状を有するとともに、上記ピッチ円から歯元部にかけては、歯幅方向において歯形形状が徐々に消失するように形成された歯形部を有することを特徴とするギヤ。
【請求項２】
金属製板材を基礎に、所定の金型を用いることによって所定の形態からなるブランクを切出すブランク切出し工程と、当該所定の形態に切出されたブランクを、所定の歯形形状を有するパンチ及びダイスを用いて断面形状が緩やかなダレ部を有するように変化する歯元部、並びに歯幅方向全体にわたってシャープな断面形状を有する歯先部からなる歯部を形成させる歯形成形工程と、からなるようにしたことを特徴とする金属製板材を基礎としたギヤの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の金属製板材を基礎としたギヤの製造方法において、上記歯形成形工程に用いられるパンチとダイスとの間における歯先形成部周りのラジアル方向相対位置関係を、パンチの外径の値の方がダイスの内径の値よりも所定量大きくなるように設定するようにしたことを特徴とする金属製板材を基礎としたギヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製板材を基礎に、これにプレス成形手段等の塑性加工手段を施すことによって所定の歯形形状を有するように形成されたギヤ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、歯幅の値の小さなギヤは、金属製板材を基礎に、これに打抜き手段を施すことによって所定のギヤ形状を有するギヤピースを形成させ、このようなギヤピースを別の金属製板材に溶接手段等を用いて接合させることによって所定のギヤを形成させるようにしているものである。ところで、この従来の打抜き手段等によるギヤの形成においては、打ち抜かれた周りの部材が廃棄されることとなり、材料歩留まりが良くないと言う問題点がある。また、溶接手段による接合工程が必要とされるため、熱歪による部品精度の低下等を招くと言う問題点がある。このような問題点を解決するために、ギヤを金属製板材を基礎にして、これに深絞り成形手段等の塑性加工手段を施すことによってギヤを形成させるようにしたギヤ形成方法が、例えば特開平８−３９１８５号公報等により挙げられている。
【特許文献１】特開平８−３９１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来のもののような金属製板材の深絞り成形法による加工においては、絞り成形加工される歯形形成部周りに、「絞りしわ」が発生すると言う問題点がある。特に、歯形形状をシャープに出す必要のある場合等において、上記「絞りしわ」の発生等が懸念されることとなる。このような問題点を解決するために、上記歯形部形成工程において、他のギヤとの噛合いに深くかかわり合う歯先部の形状はシャープな形状を有するように深絞り成形加工をする一方、噛合いにはあまり寄与しない歯元部周りの成形においては、塑性変形時における材料の流れ（移動）を円滑に行なわしめるために、形状変化を緩やかに行なわせるようにした、金属製板材を基礎としたギヤ及びその製造方法を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明である第一の発明においては、金属製板材を基礎に形成されるギヤに関して、所定の板厚を有する金属製板材を基礎に、これに所定の絞り成形加工を施すことによって形成されるものであって、ピッチ円から先の歯先部においては歯幅方向全体にわたってシャープな形態からなる歯形形状を有するとともに、上記ピッチ円から歯元部にかけては、歯幅方向において歯形形状が徐々に消失するように形成された歯形部を有するようにした構成を採ることとした。
【０００５】
次に、請求項２記載の発明である第二の発明においては、金属製板材を基礎としたギヤの製造方法に関して、金属製板材を基礎に、所定の金型を用いることによって所定の形態からなるブランクを切出すブランク切出し工程と、当該所定の形態に切出されたブランクを、所定の歯形形状を有するパンチ及びダイスを用いて断面形状が緩やかなダレ部を有するように変化する歯元部、並びに歯幅方向全体にわたってシャープな断面形状を有する歯先部からなる歯部を形成させる歯形成形工程と、からなるようにした。
【０００６】
次に、請求項３記載の発明である第三の発明においては、請求項２記載の金属製板材を基礎としたギヤの製造方法に関して、上記歯形成形工程に用いられるパンチとダイスとの間における歯先形成部周りのラジアル方向相対位置関係を、パンチの外径の値の方がダイスの内径の値よりも所定量大きくなるように設定することとした。
【発明の効果】
【０００７】
第一の発明によれば、遊星歯車等、転動運動をするギヤにおいては、主に歯先部が噛合い係合に寄与することとなるため、この歯先部のみを、その形状がシャープな形態を有するようにし、一方、歯元の部分は、形状変化に「ダレ」をもたせるようにして、断面形状変化を緩やかな状態にして、全体の強度・剛性を高めさせるようにした。これによって、軽くて、かつ、強度・剛性に優れたギヤを効率良く形成（製造）することができるようになる。
【０００８】
第二の発明によれば、上記工程を採ることによって、歯幅の値の小さなギヤを金属製板材を基に効率良く形成させる（製造する）ことができるようになる。これによって、遊星歯車等、転動運動を主とするギヤを板厚の薄い金属製板材を基に形成させることができるようになり、軽くて、かつ、強度・剛性に優れたギヤを効率良く形成（製造）することができるようになる。
【０００９】
また、第三の発明によれば、歯先部を形成するパンチとダイスとの間において、そのラジアル方向において所定量のオーバラップ部を形成させるようにしたので、歯先部の端面が歯幅全体にわたって垂直状に形成されるようになり、噛合に寄与する歯先部の形状が、よりシャープな形態を有するように成形加工されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態について、図１ないし図３を基に説明する。本実施の形態にかかるものは、金属製板材を基礎とした塑性加工手段によって形成されるギヤ、及び、その製造方法に関するものである。その特徴とするところ、特に、その製造方法は、図１に示すような工程からなるものである。すなわち、その製造方法は、鋼板を初めとした所定の金属製板材９９を基礎に、これに所定の金型セット９０、９１を用いることによって所定の大きさ及び形態を有するブランク９を切出すブランク切出し工程（Ａ）と、当該所定の形態に切り出されたブランク９を、所定の歯形形状を有するパンチ８０及びダイス８１を用いて断面形状が緩やかなダレ部を有するように変化する歯元部並びにその歯先部のところが歯幅いっぱいにわたってシャープな断面形状を有するような歯部１１を、一体的に、かつ、同時に形成させる絞り成形加工からなる歯形成形工程（Ｂ）と、からなることを基本とするものである。
【００１１】
このような工程を採ることによって、図２に示すような金属製板材を基礎としたギヤ１がプレス成形手段を含む塑性加工手段を経ることによって形成（製造）されることとなる。このギヤ１の構成について説明する。このものは、図２に示す如く、板状のブランク９を基礎に形成されるものであって平板状の形態からなるベース１５と、当該ベース１５上に、例えばインボリュート歯形の基礎円等をなす基礎円部１２と、当該基礎円部１２の円周部のところに等間隔状に設けられる複数の歯部１１と、からなるものである。そして、これら各部が一枚の板状ブランク９を基礎に一体的に形成されるようになっているものである。
【００１２】
このような構成からなるものにおいて、歯部１１の形状は、例えば図２に示す如く、歯先部１１１は歯幅（Ｈ）の全体にわたって垂直状に形成されるようになっているが、歯元部１１２のところは、歯幅（Ｈ）方向の最深部１１５のところから基礎円部１２の表面１２１へ向けてなだらかに面が変化するように形成されるようになっているものである。従って、歯部１１においてピッチ円（ピッチ線ＰＰ）より内側の部分では歯形形成部が歯幅（Ｈ）方向の一部においてしか存在しないようになる。すなわち、歯形形成部は、図２に示す如く、歯幅（Ｈ）方向の最深部１１５においては、略ピッチ線（ＰＰ）から歯先部１１１にかけての部分にしか存在せず、最表面部の基礎円部１２の表面１２１と一致するところにおいてのみ、すべての歯形形状が存在するようになっている。このような構成を採ることによって、薄い板厚の素材を用いながら歯部１１の強度・剛性を高めさせることができるようになる。
【００１３】
次に、歯の噛合い係合に寄与する歯先部１１１の形成に当っては、歯幅（Ｈ）方向の全般にわたって歯部が形成されるよう、歯先部１１１ができる限り垂直面を有するように成形加工が施される。本実施の形態においては、図３に示す如く、パンチ８０の外径の値（ｄ）の方がダイス８１の内径の値（Ｄ）よりも若干量大きめの値を有する一組のパンチとダイスとを用いて絞り成形加工を施すこととする。すなわち、図３の（Ｂ）に示す如く、ｄ＝Ｄ＋ｔの関係式が成り立つようにする。具体的には、図３の（Ｂ）において、上記ｔの値を０．５ｍｍ程度の値を採るようにするとともに、歯先部１１１の形成に寄与するダイス８１の内径縦壁部の先端部のＲ形状をＲ＝０．３ｍｍ以下の値となるように規制する。このような値を採ることによって、図１の（Ｂ）工程における絞り成形加工により、歯先部１１１の端面は歯幅（Ｈ）方向の全体にわたって垂直の面を有するようになる。すなわち、図２のピッチ線（ＰＰ）から歯先側の部分における歯形形状は歯幅方向全体にわたってシャープな形態となる。
【００１４】
このようなオーバラップ代（ｔ）を設けることによって歯先部１１１における縦壁部をシャープな形態に保ったうえで、この縦壁部の根元部におけるＲ部周りの肉厚を必要最低限値は確保することができるようになる。その結果、歯先部１１１から歯元部１１２へかけて、絞り成形加工時における材料の流れを円滑に行なわせることができるようになり、歯部１１全体の強度・剛性を確保することができるようになる。なお、このように、歯先部１１１においては歯幅方向全体にわたってシャープな形状を有するとともに、歯元部１１２においてはダレ部１１９を有するようにした歯部１１を一つの絞り成形工程にて形成させるためには、好ましくは、サーボプレス装置を用いて徐々にプレス力を加えて行くようにするとともに、プレスヘッドの下死点における停止状態を、少なくとも０．３秒間は設けるようにするのが望ましい。
【００１５】
このような工程を採ることにより、本実施の形態のものにおいては、歯幅の値（Ｈ）の小さな歯部１１を有するギヤを金属製板材を基礎に効率良く形成させる（製造する）ことができるようになった。特に、遊星歯車等、転動運動をするギヤにおいては、主に歯先部１１１が噛合い係合に寄与することとなるため、この歯先部１１１のみを、歯幅方向全般にわたってその形状がシャープな形態となるようにし、一方、歯元部１１２の部分は、形状変化に「ダレ」をもたせるようにして、断面形状変化を緩やかな状態にして、全体の強度・剛性を高めさせるようにした。これによって、軽くて、かつ、強度・剛性に優れたギヤを効率良く形成（製造）することができるようになった。また、このような構成からなるものにおいて、例えば図３の（Ｂ）に示す如く、歯先部１１１を形成するパンチ８０とダイス８１との間において、そのラジアル方向において所定量のオーバラップ部（ｔ）を形成させるようにしたので、歯先部１１１の端面が歯幅（Ｈ）全体にわたって垂直状に形成されるようになり、噛合に寄与するものであってピッチ線（ＰＰ）から歯先部１１１にかけての形状を歯幅（Ｈ）方向全体にわたってシャープな形態に形成させることができるようになった。その結果、噛合い係合に必要な端面を有する歯先部を効率良く形成させることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の全体工程を示す工程説明図である。
【図２】本発明にて製造されたギヤの全体構成を示す斜視図及び半断面図である。
【図３】本発明にかかる工程のうちの主要部をなすパンチとダイスとによる歯先部の成形工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  ギヤ
１１  歯部
１１１  歯先部
１１２  歯元部
１１５  最深部
１１９  ダレ部
１２  基礎円部
１２１  表面
１５  ベース
８０  パンチ
８１  ダイス
９  ブランク
９０  金型
９１  金型
９９  金属製板材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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