(57)【要約】【課題】ファインブランキング加工により形成されたスプロケットの問題点を解消し、二回の加工工程により、歯先形状を形成したスプロケットを提供すること。【解決手段】プレス加工によって、圧縮成形される鋼板製スプロケットにおいて、歯先先端形状の裏面が、前記ファインブランキング加工に用いられるダイ４０の切刃形状４２によって、断面Ｒ形状に形成された後、前記歯先先端形状の表面が、プレス加工によって前記断面Ｒ形状とほぼ同形に形成されることにより上記の課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス加工によって、圧縮成形される鋼板製スプロケットにおいて、
歯先先端形状の裏面が、ファインブランキング加工によって、断面Ｒ形状に形成されているとともに、
前記歯先先端形状の表面が、プレス加工によって前記断面Ｒ形状とほぼ同形に形成されていることを特徴とする鋼板製スプロケット。
【請求項２】
プレス加工によって、圧縮成形される鋼板製スプロケットの製造方法において、
前記鋼板製スプロケットの歯先先端形状の裏面が、前記ファインブランキング加工によって断面Ｒ形状に形成された後、
前記歯先先端形状の表面が、プレス加工によって前記断面Ｒ形状とほぼ同形に形成されることを特徴とする鋼板製スプロケットの製造方法。
【請求項３】
前記鋼板製スプロケットの歯先先端形状の裏面が、前記ファインブランキング加工に用いられるダイの切歯形状を所定の形状にすることによって、所望の断面Ｒ形状に形成することを特徴とする鋼板製スプロケットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス加工によって形成された鋼板製スプロケット及びその製造方法に関するものであって、さらに詳しくは、片面の歯先がファインブランキング加工によって形成されると共に他方の面の歯先がプレス加工からなる鋼板製スプロケット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、エンジンの伝動装置には、駆動側スプロケットと従動側スプロケットに掛架されたチェーンにより動力を伝達する伝動装置が備えられている。このような伝動装置に用いられるスプロケットは、一般には、焼結粉末合金を用いて焼結工法によって成形したり鋼材のバルクから削り出すことによって製造されていた。
【０００３】
ところが、近年、品質の向上(Quality)、製造コストの削減(Cost)、短納期(Delivery)等のユーザーニーズの多様化により、鋼板からファインブランキング加工を用いてスプロケットを打ち抜くことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような従来のファインブランキング加工(Fine Blanking)によって、製造されたスプロケットは、図7（ｃ）に示すように、打ち抜かれる部材の剪断切り口面に“だれ”(penetrating)と呼ばれる曲線部分２６０と突起部分２５０が生じていた。そのため、ファインブランキング加工を終えた後に、前記突起部分２５０を旋削加工(turning)やフライス加工(milling)などの二次加工により削ることが必要であり、その二次加工によって前記突起部分２５０を曲線部分２６０と同様な形状に仕上げ、歯先先端形状の表面と裏面の両断面にほぼ同一形状の断面Ｒ形状を形成させていた。
【０００５】
その場合、旋削加工やフライス加工等の二次加工によって生じたバリ(burr)が、チェーンとの噛合い面（歯底面、歯側面）に発生し、スプロケットがチェーンと噛み合う際に悪影響を与えていた。
【０００６】
そこで、本発明は、前述したような従来のファインブランキング加工により形成されたスプロケットの問題点を解消し、ファインブランキング加工工程と、それに続くプレス加工工程の２回のプレス加工工程により歯先先端形状の表面と裏面の両断面にほぼ同一形状の断面Ｒ形状を形成した鋼板製スプロケット及びその製造方法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】
【０００７】
請求項１に係る発明は、プレス加工によって、圧縮成形される鋼板製スプロケットにおいて、歯先先端形状の裏面がファインブランキング加工によって、断面Ｒ形状に形成されているとともに、前記歯先先端形状の表面がプレス加工によって、前記断面Ｒ形状とほぼ同形に形成されていることによって上記の課題を解決するものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、プレス加工によって、圧縮成形される鋼板製スプロケットの製造方法において、前記鋼板製スプロケットの歯先先端形状の裏面が、前記ファインブランキング加工によって断面Ｒ形状に形成された後、前記歯先先端形状の表面が、プレス加工によって前記断面Ｒ形状とほぼ同形に形成される製造方法によって、上記の課題を解決するものである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る製造方法の工程に加えて、前記鋼板製スプロケットの歯先先端形状の裏面が、前記ファインブランキング加工に用いられるダイの切歯形状を所定の形状にすることによって、所望の断面Ｒ形状に形成することで、上記の課題をさらに解決するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の鋼板製スプロケット及びその製造方法によれば、歯先先端形状の裏面が、ファインブランキング加工によって、断面Ｒ形状に形成されるとともに、前記歯先先端形状の表面が、プレス加工によって前記断面Ｒ形状とほぼ同形に形成されることによって、旋削加工やフライス加工等の他の二次加工を有することなく、プレス加工のみによって、鋼板製スプロケットの歯先先端の表裏面にきれいな剪断面(sheared face)の断面Ｒ形状を形成することができる。
【００１１】
その結果、スプロケットとチェーン間のアライメント、すなわち両部品の噛合いがずれても正常の位置に戻りやすくなると共に、品質向上、製造コスト削減、短納期等のユーザーニーズの多様化に対応できる高付加価値のスプロケットを提供できるようになる。
【００１２】
なお、本発明におけるファインブランキング加工とは、プレス加工の一種であって、精密打抜き加工とも呼ばれるものであり、打抜き面を剪断面のみにする打抜き法である。それは、プレス加工の持つ量産性と、大量生産に必要なバラツキのない高品質な製品、例えば、自動車のタイミングドライブチェーン伝動装置用のスプロケットを、ローコストで加工できるというものである。具体的には、打ち抜き対象となる材料に全ての方向から圧縮力が加わるように材料を拘束して３軸圧縮力を加えながら剪断する方法である。
【００１３】
すなわち、通常のプレス加工では、打ち抜き製品の切り口面は二分の一以上が破断面となってしまうので、切削・研削等の仕上げ加工をしないと所要精度が得られないのに比しファインブランキング加工では、製品、例えば、スプロケットの切り口面の全面がきれいな剪断面となり、後で仕上げ加工を行う必要がないことを特徴とするプレス加工の一種である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１（ａ）〜図１（ｆ）は、本発明品である鋼板製スプロケットを製造する工程の第一工程であるファインブランキング加工による歯先先端形状の裏側の加工工程を示したものである。
【００１５】
図１（ａ）は、材料である鋼板Ｓをファインブランキング用金型内に通した状態を示している。本発明品を製造するために用いる金型は、パンチ(punch)１０、ナイフエッジ状のＶリング２２を有する板押さえ２０、逆押さえ(reverse punch backup)３０、ダイ(die)４０を有している。ここで、ダイ４０は、パンチ１０に対応した工具部を示している。
【００１６】
次に、図１（ｂ）に示したように逆押さえ３０及びダイ４０を有する下側型を上昇させ材料に押さえ込み圧力を加える。この時、逆押さえ３０と板押さえ２０に（図示はされていないが）外部の機械から油圧圧力がかけられ、板押さえ２０に製品輪郭形状に沿って設けられたナイフエッジ状のＶリング２２が材料である鋼板Ｓに打ち込まれる。そして、プレス方向に対して垂直の方向（水平方向）に広がろうとする鋼板ＳをＶリング２２で押さえ込み、打ち抜かれる鋼板Ｓの圧縮応力を高くしている。
【００１７】
次に、図１（ｃ）に示したように前記下側型をさらに上昇させ、製品Ｐ（スプロケット）の打ち抜きが開始される。この時、鋼板Ｓの上端面は、パンチ１０の外周縁によって略直角に剪断面が形成される。また、ダイ４０の切刃形状４２によって、打ち抜かれる鋼板Ｓの下端面の形状を調整することができる。
【００１８】
図２は、図１（ｄ）の一部分（円で囲んだ部位）を拡大した図である。この図で示されるように打ち抜かれた製品Ｐ（スプロケット）は、歯先先端形状の表面が、パンチ１０の外周縁によって略直角に形成される。一方、歯先先端形状の裏面は、高さａ、幅ｂに亘って、略断面Ｒ形状に形成される。そして、歯先先端形状の裏側に形成される略断面Ｒ形状は、ダイ４０の切歯形状４２によって、その高さａ及び幅ｂを調整できることが本発明の発明者らの試行錯誤によって確認された。
【００１９】
そこで、本発明者は、図３に示したような、さまざまな形状の切刃形状４２を有するダイを複数個作成し、歯先先端形状の裏面に形成される断面Ｒ形状の高さａ及び幅ｂを計測した。その結果を図４に示した。本実施例では、歯先先端形状の表裏面に形成される断面Ｒ形状は、高さａが２．０ｍｍ、幅ｂが５．８５ｍｍとすることが仕様であったので、高さａ及び幅ｂがその値に近く、断面に破断が生じなくバリの発生も大きくない７番の切刃形状が最適であると判断される。これらの試行錯誤によって確認されたダイ４０の切歯形状４２と形成される断面Ｒ形状に関するデータは、コンピュータに蓄積され、他のスプロケットの製作する際の切刃形状を決定するために使用される。したがって、多くのスプロケットを製造すればするほど、データの蓄積が増え、より精密なスプロケットを製造することができるようになる。
【００２０】
次に、図１（ｄ）に示したように、下側型が上死点(upper deat point)、すなわち、プレスのスライドストロークの最上端位置に達し打ち抜きが完了する。その後、図１（ｅ）に示したように、下側型を下降させると共に、逆押さえ３０を上昇させて、製品Ｐ（スプロケット）を金型から離型させる。
【００２１】
最後に、図１（ｆ）に示したように板押さえ２０に食い込んだ鋼板Ｓをパンチ１０の下降動作により離型させると共に製品取り出し部材５０によって、打ち抜かれた製品Ｐ（スプロケット）が金型外に排出され、第二工程に移行する。そして、図示はされていないが送りフィーダーにより、鋼板Ｓが金型内に送り込まれ、図１（ａ）の状態に戻り、再び、次の製品Ｐ（スプロケット）を打ち抜くためのファインブランキング加工が行われ、図１（ａ）から図１（ｆ）の工程が繰り返される。
【００２２】
次に、第二工程について説明する。第一工程で片面のみ断面Ｒ形状に加工された製品Ｐ（スプロケット）を、図５（ａ）に示したような成形金型１００にセットする。図５（ｂ）は、図５（ａ）にｂとして示した部分を拡大した図である。この成形金型１００は、パンチ１１０、逆押さえ１３０、ダイ１４０を有している。
【００２３】
そして、上記の第一工程でできあがった裏面が断面Ｒ形状を有する製品Ｐ（スプロケット）を表裏を逆にして逆押さえ１３０の上にセットする。そして、パンチ１１０とダイ１４０とで、図６に示したように、製品Ｐ（スプロケット）を圧縮して、ファインブランキング加工を施した結果生じた歯先先端の突起形状のエッジ部分１５０を押しつぶして、断面Ｒ形状に成形する。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
なお、本発明においては、製品としてスプロケットを対象にしているが、本発明の製造方法については、スプロケット以外のもの、例えば、テンショナレバーの補強板等の製造にも適用でき、その産業上の利用可能性は、きわめて甚大である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明品である鋼板製スプロケットを製造する第１工程を記載した図。
【図２】図１（ｄ）の一部を拡大して示した図。
【図３】本発明を完成するために用いたさまざまなダイの切刃形状を示す図。
【図４】図３のダイの切歯形状により形成された歯先先端形状の裏面の形状を示す図。
【図５】本発明品である鋼板製スプロケットを製造する第２工程の開始前を記載した図。
【図６】本発明品である鋼板製スプロケットを製造する第２工程の開始後を記載した図。
【図７】従来を鋼板製スプロケットを示す図であり（ａ）が平面図であり、（ｂ）が（ａ）のＺ−Ｚ線における断面図であり、（ｃ）が、（ｂ）のＣ部の拡大図。
【符号の説明】
【００２６】
１０  ・・・  メインパンチ
２０  ・・・  板押さえ
２２  ・・・  Ｖリング
３０  ・・・  逆押さえ
４０  ・・・  ダイ
４２  ・・・  （ダイの）切刃形状
５０  ・・・  製品取り出し部材
Ｓ    ・・・  鋼板
Ｐ    ・・・  製品（スプロケット）
【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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【図７】
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