(57)【要約】【課題】  内歯車と外歯車の厚さが同じ歯車ポンプ用歯車を製造すること。【解決手段】  歯車ポンプで用いる内側に歯車９が形成された外歯車１と、外側に歯車が形成された内歯車２とをプレス加工により成形する歯車ポンプ用歯車製造方法において、平板材料１０を絞り加工により底平面部１５とその外周に傾斜側面部１８を有する第１加工物１１を成形する第１工程と、底平面部１５から内歯車２を打ち抜く第２工程と、内歯車２が打ち抜かれた第１加工物１１を外型４３にはめ、プレス加工により傾斜側面部１８の外周縁を外型４３で拘束し、非拘束の内径側に塑性流動させ、平板形状の第２加工物１３に成形する第３工程と、第２加工物１３から外歯車１を打ち抜く第４工程と、を有することにより、一枚の素材から内歯車２と外歯車１を共取りすることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車ポンプで用いる内側に内周歯車が形成された外歯車と、外側に外周歯車が形成された内歯車とをプレス加工により成形する歯車ポンプ用歯車製造方法において、
平板材料を鍛造加工により底平面部と前記底平面部の外周に傾斜側面部を有する第１加工物を成形する第１工程と、
前記底平面部から前記内歯車を打ち抜く第２工程と、
前記内歯車が打ち抜かれた第１加工物を外型にはめ、プレス加工により前記傾斜側面部の外周縁を前記外型で拘束し、非拘束の内径側に塑性流動させ、平板形状の第２加工物に成形する第３工程と、
前記第２加工物から前記外歯車を打ち抜く第４工程と、
を有することを特徴とする歯車ポンプ用歯車製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載する歯車ポンプ用歯車製造方法において、
前記第４工程において、前記第２加工物から前記外歯車の前記内周歯車のみを打ち抜くこと、
を特徴とする歯車ポンプ用歯車製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する歯車ポンプ用歯車製造方法において、
前記外歯車の外径は、前記外型の内周径により決定すること、
を特徴とする歯車ポンプ用歯車製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載する歯車ポンプ用歯車製造方法において、
前記鍛造加工が絞り加工であること、
を特徴とする歯車ポンプ用歯車製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載する歯車ポンプ用歯車製造方法において、
前記鍛造加工が後方押出加工であること、
を特徴とする歯車ポンプ用歯車製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車ポンプで用いる内側に内周歯車が形成された外歯車と、外側に外周歯車が形成された内歯車とをプレス加工により成形する歯車ポンプ用歯車製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車ポンプ用歯車５は、図１７に示す状態で使用される。図１７に示すように、歯車ポンプ用歯車５は、外歯車１の内側に、内歯車２を偏心して挿入し、内周歯車１ａと外周歯車２ａが係合して取り付けられたものである。係合している個所では、内歯車２の外径線と外歯車１の内径線とが一致しているため、従来では、外歯車１を成形した際にできる内周の切り抜き部材を用いて、内歯車２を製造することはできなかった。
【０００３】
一方、内周の切り抜き部材を用いて内歯車２を製造する歯車ポンプ用歯車製造方法として、特許文献１に記載されている製造方法がある。
第１に、平板材料から外側が円形で内側に内周歯車が形成された外歯車を打ち抜く。第２に、外歯車が打ち抜かれた部材から、外周に外周歯車が形成された内歯車の外周を打ち抜く。第３に、図２３に示すように、内歯車３００の外周部３０１を逃げ角２０２が形成された金型２０１に装着した状態で、中央部３０２をプレス加工して、内歯車３００の外周部３０１を広げる。第４に、内歯車３００の外周部３０１が広がった部分をサイジング加工することで形を整え完成する。
以上の工程により、内歯車と外歯車が完成する。
第３工程において、内歯車３００の外周部３０１を逃げ角２０２が形成されて金型２０１に装着した状態で、中央部３０５をプレス４００によりプレス加工することにより、内歯車３００の内周部３０３が外周部３０１へ広がる。内歯車３００の内周部３０３が広がることにより、内歯車３００に必要な外周部３０１の面積を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１４１３６５号公報
【特許文献２】特開平８−３９１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には、以下の問題があった。
すなわち、プレス４００によるプレス加工により内歯車３００の内周部３０３を外周部３０１に広げるには、プレス４００の下方向に向かうプレス力を横方向に向かう力にしなければならないため、大きなプレス力が必要となる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は歯車ポンプ用歯車の製造工程を見直し、一枚の素材から外歯車及び内歯車の共取りを小さいプレス力で製造する製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様における歯車ポンプ用歯車製造方法は、以下の構成を有する。
（１）歯車ポンプで用いる内側に内周歯車が形成された外歯車と、外側に外周歯車が形成された内歯車とをプレス加工により成形する歯車ポンプ用歯車製造方法において、平板材料を鍛造加工により底平面部と前記底平面部の外周に傾斜側面部を有する第１加工物を成形する第１工程と、前記底平面部から前記内歯車を打ち抜く第２工程と、前記内歯車が打ち抜かれた第１加工物を外型にはめ、プレス加工により前記傾斜側面部の外周縁を前記外型で拘束し、非拘束の内径側に塑性流動させ、平板形状の第２加工物に成形する第３工程と、前記第２加工物から前記外歯車を打ち抜く第４工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
（２）（１）に記載する歯車ポンプ用歯車製造方法において、前記第４工程において、前記第２加工物から前記外歯車の前記内周歯車のみを打ち抜くこと、が好ましい。
【０００９】
（３）（１）又は（２）に記載する歯車ポンプ用歯車製造方法において、前記外歯車の外径は、前記外型の内周径により決定すること、が好ましい。
【００１０】
（４）（１）乃至（３）のいずれか一つに記載する歯車ポンプ用歯車製造方法において、前記鍛造加工が絞り加工であること、が好ましい。
【００１１】
（５）（１）乃至（３）のいずれか一つに記載する歯車ポンプ用歯車製造方法において、前記鍛造加工が後方押出加工であること、が好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上記歯車ポンプ用歯車製造方法の作用及び効果について説明する。
（１）歯車ポンプで用いる内側に内周歯車が形成された外歯車と、外側に外周歯車が形成された内歯車とをプレス加工により成形する歯車ポンプ用歯車製造方法において、平板材料を鍛造加工により底平面部と前記底平面部の外周に傾斜側面部を有する第１加工物を成形する第１工程と、前記底平面部から前記内歯車を打ち抜く第２工程と、前記内歯車が打ち抜かれた第１加工物を外型にはめ、プレス加工により前記傾斜側面部の外周縁を前記外型で拘束し、非拘束の内径側に塑性流動させ、平板形状の第２加工物に成形する第３工程と、前記第２加工物から前記外歯車を打ち抜く第４工程と、を有することにより、一つの素材から外歯車及び内歯車の共取りを小さいプレス力で製造することができる。
また、第３工程において、傾斜側面部の外周縁を外型で拘束することで、小さなプレス力で第１加工物を非拘束の内径側方向に塑性流動させることができる。その理由は、第１工程の鍛造加工により延ばされた傾斜側面部を有する第１加工物は、第３工程において、第１加工物の傾斜側面部の外周縁が外型で拘束されるため、プレス力により傾斜側面部の外周縁が外型に沿って押し込まれる。外型に沿って押し込まれるため、傾斜側面部を介して半径内側方向へプレス力が作用する。すなわち、プレス力が傾斜側面部の外周縁を押圧すると、傾斜側面部内に内部応力が発生する。傾斜側面部内の内部応力により、傾斜側面部の内側材料が半径内側方向へ流動される。そのため、平板を単に面直に加圧して面直方向に対して垂直な方向に塑性流動させるよりも小さなプレス力で第１加工物を塑性流動させることができる。
【００１３】
（２）（１）に記載する作用効果のほか、第４工程において、第２加工物から外歯車の内周歯車のみを打ち抜くことにより、一つの平板材料から生まれる残存材料を少なくすることができる。そのため、材料に係るコストを低減することができる。
【００１４】
（３）（１）及び（２）に記載する作用効果のほか、外歯車の外径は、外型の内周径により決定することにより、第４工程において第２加工物から外歯車の外周を打ち抜く必要がなくなる。すなわち、第３工程で用いる外型の内周径が外歯車の外径となることにより、外歯車の外径を成形しなくてよくなるためである。
【００１５】
（４）（１）乃至（３）に記載する作用効果のほか、鍛造加工が絞り加工であることにより、小さな力で平板材料を第１加工物に成形することができる。そのため、コストの低減をすることができる。
【００１６】
（５）（１）乃至（３）に記載する作用効果のほか、鍛造加工が後方押出加工であることにより、歯車ポンプの厚みを厚くすることができ、歯車ポンプのポンプ吐出量を増すことができる。すなわち、後方押出加工を用いることにより、厚みを有する平板材料を第１加工物に成形することができる。そのため、成形された第１加工物から第２工程において厚みのある内歯車を抜き出し、第４工程において、厚みのある外歯車を抜き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第１工程の概念図（１）である。
【図２】第１実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第１工程の概念図（２）である。
【図３】第１実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第１工程の概念図（３）である。
【図４】第１実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第２工程の概念図（１）である。
【図５】第１実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第２工程の概念図（２）である。
【図６】第１実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第２工程の概念図（３）である。
【図７】第１実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第３工程の概念図（１）である。
【図８】第１実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第３工程の概念図（２）である。
【図９】第１実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第３工程の概念図（３）である。
【図１０】第１実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第３工程の概念図（４）である。
【図１１】第１実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第３工程の概念図（５）である。
【図１２】第１実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第４工程の概念図（１）である。
【図１３】第１実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第４工程の概念図（２）ある。
【図１４】第１実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第４工程の概念図（３）である。
【図１５】本発明に係る歯車ポンプ用歯車の外歯車の正面図である。
【図１６】本発明に係る歯車ポンプ用歯車の内歯車の正面図である。
【図１７】本発明に係る歯車ポンプ用歯車の正面図である。
【図１８】本発明に係る平板材料の正面図である。
【図１９】第１実施形態に係る第１加工物の正面図である。
【図２０】第１実施形態に係る第１加工抜き出し物の正面図である。
【図２１】第１実施形態に係る第２加工物の正面図である。
【図２２】第１実施形態に係る第２加工抜き出し物の正面図である。
【図２３】特許文献１の歯車ポンプ用歯車製造方法の概念図である。
【図２４】特許文献１の歯車ポンプ用歯車製造方法により製造された内歯車の側面図である。
【図２５】第２実施形態に係る歯車ポンプ用歯車の外観斜視図である。
【図２６】第２実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第１工程の概念図（１）である。
【図２７】第２実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第１工程の概念図（２）である。
【図２８】第２実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第１工程の概念図（３）である。
【図２９】第２実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第２工程の概念図（１）ある。
【図３０】第２実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第２工程の概念図（２）である。
【図３１】第２実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第２工程の概念図（３）である。
【図３２】第２実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第３工程の概念図（１）である。
【図３３】第２実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第３工程の概念図（２）である。
【図３４】第２実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第３工程の概念図（３）である。
【図３５】第２実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第３工程の概念図（４）である。
【図３６】第２実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第３工程の概念図（５）である。
【図３７】第２実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第４工程の概念図（１）である．
【図３８】第２実施形態に係る歯車ポンプ用歯車製造方法の第４工程の概念図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明に係る歯車ポンプ用歯車製造方法により製造される歯車ポンプ用歯車の一実施の形態及び歯車の製造方法について図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
（歯車ポンプ用歯車の構成）
始めに、図１５乃至図１７を用いて歯車ポンプ用歯車５について説明する。図１５に外歯車１の正面図を示す。図１６に、内歯車２の正面図を示す。図１７に、外歯車１と内歯車２を組み合わせた歯車ポンプ用歯車５の正面図を示す。
図１５に示すように、外歯車１は、外径が円形で、内側に９個の内周歯車１ａが形成されている。外歯車１の外径Ｖは約３５ｍｍであり、内径Ｈは、約２８．４ｍｍであり、厚みは、約６ｍｍである。外歯車１は、金属材料からなる。
図１６に示すように、内歯車２は、外径に８個の外周歯車２ａが形成されている。内歯車２の外周歯車２ａは、外歯車１の内周歯車１ａの歯数よりも１つだけ少ない。内歯車２の外径Ｏは約３１．４ｍｍであり、内径Ｉは２５．２ｍｍであり、厚みは、外歯車１と同様で、約６ｍｍである。内歯車２は金属材料からなる。
図１７に示すように、歯車ポンプ用歯車５は、外歯車１の内側に、内歯車２を挿入し、内周歯車１ａと外周歯車２ａが係合して取り付けられたものである。外歯車１と内歯車２の中心は、偏心している。外歯車１と内歯車２の図面裏側にオイル吐出口１０４及びオイル吸込口１０５が形成されている。内歯車２の外径寸法と外歯車１の外径寸法と一部においては、ほぼ同じ寸法となるため係合する。一方で、係合する部分以外の他の部分では、係合しない余分な隙間部分が存在している。
【００１９】
（歯車ポンプ用歯車の作用・効果）
図１７に示すように、外歯車１と内歯車２とが偏心しながら、矢印Ａで示すように反時計回りに回転することにより、オイル吸込口１０５の位置において、内周歯車１ａと外周歯車２ａとで形成される空間にオイルを吸い込む。そして、オイル吐出口１０４の位置において、内周歯車１ａと外周歯車２ａの形成する空間が狭められてオイルをオイル吐出口１０４から高い圧力で吐出する。
【００２０】
（歯車ポンプ用歯車の製造方法）
歯車ポンプ用歯車５の製造方法は、第１工程から第４工程の４つの工程により行われる。第１工程では、第１加工物１１を成形する。第２工程では、第１加工物１１から内歯車２を成形する。第３工程では、内歯車２が打ち抜かれた第１加工抜き出し物１２をプレス加工により平板形状である第２加工物１３に成形する。第４工程では、第２加工物１３から外歯車１を成形する。
以下では、第１工程から第４工程の構成及び作用・効果ついて順を追って詳細に説明する。
【００２１】
（第１工程）
第１工程では、平板材料１０をプレスの絞り加工により底平面１５、及び傾斜側面部１８を有する第１加工物１１に成形する。第１工程における第１加工物１１を成形する成形工程の概念図を図１乃至図３に示す。図１８に、平板材料１０の正面図を示す。
図１及び図１８に示すように、平板材料１０は、円板状の平板材料であり、その円筒の径は径Ｙで示す。径Ｙは、約６２ｍｍであり、図１５に示す、外歯車１の外径Ｖの約３５ｍｍよりも大きい径である。平板材料１０の厚みは、約６ｍｍである。
【００２２】
図１に示すように、上下方向に移動可能な円柱状のパンチ２１がある。パンチ２１の径Ｚは約４５．５ｍｍであり、角の径Ｊは約７ｍｍである。パンチ２１のうち、平板材料１０と接触する部分をパンチ部２１Ａとする。パンチ部２１Ａのうち、平らな部分は径Ｚの約４５．５ｍｍから径Ｊの約７ｍｍを除した約３８．５ｍｍとなる。
図１に示すように、中空円筒状の円筒孔２３が形成された雌型２２がある。円筒孔２３の上端周辺部には、平板材料１０を置く載置部２４が形成されている。円筒孔２３の径Ｒは、第１加工物１１の径Ｋである約５７．８ｍｍ＋αの大きさである。径Ｋは、平板材料１０の径Ｙよりは小さく、パンチ２１の径Ｚよりは大きい。パンチ２１の径Ｚより、円筒孔２３の径Ｒが大きいため、パンチ２１が下降し、円筒孔２３内に挿入された時には、パンチ２１と円筒孔２３との間には、一定の隙間が形成される。
【００２３】
第１工程の歯車ポンプ用歯車製造方法の作用効果について説明する。
図１に示すように、平板材料１０のうち平板端部１０ａを雌型２２の載置部２４に載置する。
図２に示すように、パンチ２１が下降し、パンチ２１が円筒孔２３の内側にまで挿入される。パンチ２１が下降することにより、平板材料１０を雌型２２で受けて、パンチ部２１Ａが平板材料１０の中心部をプレス絞り加工をする。それにより、平板材料１０はパンチ部２１Ａと同様の形状となり、底平面１５、及び傾斜側面部１８を有する形状とすることができる。
パンチ２１と円筒孔２３の間には一定の隙間が形成されているため、平板材料１０は、切断されず絞り加工ができ、底平面１５、及び傾斜側面部１８を有する、お椀形の形状である第１加工物１１を加工することができる。
図３に示すように、パンチ２１を上昇させることで第１工程が終了する。
【００２４】
図１９に、第１加工物１１の正面図を示す。第１加工物１１は、平板材料１０を、第１工程により、底平面１５、及び傾斜側面部１８を有するお椀形状としたものである。傾斜側面部１８の外側の縁部に外周縁１８ａが形成されている。
図３及び図１９に示すように、第１加工物１１の底平面１５の径Ｗは、パンチ部２１Ａの平らな部分と同じとなるため、約３８．５ｍｍとなる。また、第１加工物１１の外径Ｋは、５７．８ｍｍである。図３に示す、第１加工物１１の高さＬは、約１３．７ｍｍである。
本実施形態において、プレス加工が絞り加工であることにより、小さな力で平板材料１０を第１加工物１１に成形することができる。そのため、コストの低減をすることができる。
【００２５】
（第２工程）
第２工程では、第１加工物１１の底平面１５にプレス加工することにより内歯車２を加工する。第２工程における内歯車２を加工する加工工程の概念図を図４乃至図６に示す。
図４に示すように、上下方向に移動可能なパンチ３１がある。パンチ３１の形状は、内歯車２を打つ抜くためのものであるため、図４には示されないが、パンチ３１の歯３１Ａの歯型は、図１６に示す内歯車２と同様の歯車形状をしている。
内歯車２の形状と同様の中空状の内歯車形成孔３３（内歯車形成孔３３の形状は図４には示されない。）が形成された雌金型３２がある。内歯車形成孔３３の上端周辺部には、第１加工物１１を載置する載置部３４が形成されている。
【００２６】
第２工程の歯車ポンプ用歯車製造方法の作用効果について説明する。
図４に示すように、第１加工物１１の底平面１５を雌金型３２の載置部３４に載置する。
図５に示すように、パンチ３１が下降し、第１加工物１１を雌金型３２で受けて第１加工物１１の底平面１５をプレス加工により内歯車２を抜き出す。第１加工物１１から内歯車２が抜き出された加工物を第１加工抜き出し物１２とする。プレス加工により同時に、内歯車２と第１加工抜き出し物１２ができる。
第１加工物１１の底平面１５から、内歯車２を成形することにより、平板形状の内歯車２を成形することができる。平板形状の内歯車２を成形することにより、平板形状の外歯車１と同じ厚みにすることができる。
図６に示すように、パンチ３１を上昇させることで第２工程が終了する。
【００２７】
図２０に、第１加工抜き出し物１２の正面図を示す。第１加工抜き出し物１２は、第１加工物１１の底平面１５から内歯車２が抜き出されたものである。
図２０に示すように、第１抜き出し物１２は、内歯車２が抜き出されているため、底平面１５に内歯車２の形の内歯車孔１６が形成されている。第１抜き出し物１２には、傾斜側面部１８が残る。内歯車孔１６の径Ｓは、内歯車２の径Ｏの３１．４ｍｍ−αである。−α分は、抜き出すことによる抜き代である。第１加工抜き出し物１２のうち内歯車孔１６周辺の内側の内側材料２０部分を内側材料２０とする。
【００２８】
（第３工程）
第３工程では、第１加工抜き出し物１２をプレス加工により平板形状の第２加工物１３に成形する。第３工程における第１加工抜き出し物１２を成形する成形工程の概念図を図７乃至図１１に示す。
図７に示すように、中空円筒形状で底面４４と壁面４５を有する外型４３が形成された雌金型４２がある。外型４３の径Ｘは、約５８．０ｍｍである。図７及び図２０に示す、第１加工抜き出し物１２の径Ｋの約５７．８ｍｍよりも大きい。また、図７に示すように、上下方向に移動可能な円筒状のプレス４１がある。プレス４１の径Ｐは、外型４３の径Ｘとほぼ同じ約５８．０ｍｍである。
【００２９】
第３工程の歯車ポンプ用歯車製造方法の作用効果について説明する。
図７に示すように、第１加工抜き出し物１２を雌金型４２の外型４３の底面４４に載置する。
図８に示すように、プレス４１を下降させることにより、プレス４１の当接面４１ａは、第１加工抜き出し物１２の傾斜側面部１８の外周縁１８ａに当接する。
図８の傾斜側面部１８の外周縁１８ａに当接した状態からさらにプレス４１を下降させると、図９に示すように、傾斜側面部１８の外周縁１８ａは、プレス４１の押圧力により広がり、外型４３の壁面４５に当接する。傾斜側面部１８は、外型４３の壁面４５に当接することで、壁面４５に拘束される。傾斜側面部１８が壁面４５に拘束された状態でさらにプレス４１を下降させると、第１加工抜き出し物１２は、壁面４５に沿って押し込まれる。第１加工抜き出し物１２が押し込まれると、第１加工抜き出し物１２のうち拘束されていない内径側の内側材料２０が塑性流動する。図１０に示すように、第１加工抜き出し物１２の内側材料２０が塑性流動し、傾斜側面部１８が平板状になることにより、第１加工抜き出し物１２は、第２加工物１３となる。
【００３０】
図１０に示すように、第１加工抜き出し物１２の内歯車孔１６の孔が縮まり、内歯車孔１６は、孔が縮まり圧縮孔１７となる。図２１に示すように、圧縮孔１７の径Ｌは、図２０の内歯車孔１６の径Ｓよりも内側に内側材料２０が寄った形状となる。
また、プレス加工により、第２加工物１３の厚みを、平板材料１０と同じ厚みにする。同じ厚みにすることにより、外歯車１と内歯車２の厚みを同じにすることができる。
また、プレス加工により、第２加工物１３を平板形状とすることにより、外歯車１も平板状に成形することができる。内歯車２も平板形状であるため、外歯車１と内歯車２は、同じ厚みの平板形状とすることができる。
図１１に示すように、プレス４１を上昇させることで第３工程が終了する。
【００３１】
図２１に、第２加工物１３の正面図を示す。第２加工物１３は、第３工程により、第１加工抜き出し物１２を圧縮し平板状にしたものである。第２加工物１３は、圧縮されることにより、内側材料２０が内側に寄り、圧縮孔１７が形成される。圧縮孔１７は、内側材料２０が内側に寄るため、内歯車孔１６よりも面積が小さくなっている。図１０に示すように、圧縮孔１７の側壁は、内側に張り出した円弧上をしている。
すなわち、第２加工物１３の径Ｘは、約５８ｍｍであり、第１加工抜き出し物１２の径Ｋよりも、０．２ｍｍ広がっただけである。そのため、外側に広がらない分、第２加工物１３は内側方向に内側材料２０が寄っている。
具体的には、第２加工物１３の圧縮孔１７の径Ｌは、約２７ｍｍであるのに対して、第１加工抜き出し物１２の内歯車孔１６の径Ｓの約３１．４ｍｍである。そのため、第１加工抜き出し物１２は、圧縮されることにより、内側材料２０が４．４ｍｍ内側に寄った第２加工物１３が形成される。第２加工物１３の圧縮孔１７は、第１加工抜き出し物１２の内歯車孔１６よりも径が小さいため、内歯車孔１６と比較して孔の面積が小さくなっている。
第２加工物１３の高さＮは、平板材料１０の高さと同じ約６ｍｍである。
【００３２】
（第４工程）
第４工程では、第２加工物１３をプレス加工することにより外歯車１を成形する。この外歯車１を成形する成形工程の概念図を図１２乃至図１４に示す。
図１２に示すように、上下方向に移動可能なパンチ５１がある。パンチ５１の形状は、外歯車１を打ち抜くためのものであるため、図１２には示されないが、パンチ５１の歯５１Ａの歯型は外歯車１と同様の歯車形状をしている。
図１２には示すように、外歯車１の形状と同様の中空状の外歯車形成孔５３（外歯車形成孔５３の形状は図１０には示されない。）が形成された雌金型５２がある。外歯車形成孔５３の上端周辺部には、第２加工抜き出し物１２を置く載置部５４が形成されている。
【００３３】
第４工程の歯車ポンプ用歯車製造方法の作用効果について説明する。
図１２に示すように、第２加工物１３を雌金型５２の載置部５４に載置する。
図１３に示すように、パンチ５１が下降し、第２加工物１３を雌金型３２で受けて第１加工抜き出し物１２をプレス加工により外歯車１を抜き出す。図２１に示すように、第２加工物１３は、内側に内側材料２０が寄り、径Ｌが、外歯車１の内径Ｈよりも小さくなるため、外歯車１をパンチにより形成することができる。すなわち、従来、外歯車１の内周歯車１ａを形成する際に、図２０の内歯車孔１６では、クリアランスがないところを、本実施例の第３工程を経ることにより、第２加工物１３の圧縮孔１７の径Ｌを小さくすることができ、クリアランスを形成できる、外歯車１をプレス加工することができる。
【００３４】
図２２に、第２加工抜き出し物１４の正面図を示す。
第２加工抜き出し物１４は、第２加工物１３から外歯車１が抜き出されたものである。第２加工抜き出し物１４は、の中心には、残り部材１９がある。
【００３５】
以上詳細に説明したように、歯車ポンプで用いる内側に歯車９が形成された外歯車１と、外側に歯車が形成された内歯車２とをプレス加工により成形する歯車ポンプ用歯車製造方法において、平板材料１０を絞り加工により底平面１５を有する第１加工物１１を成形する第１工程と、底平面１５から内歯車２を打ち抜く第２工程と、内歯車２が打ち抜かれた第１加工物１１を外型４３にはめ、プレス加工により平板形状の第２加工物１３に成形する第３工程と、第２加工物１３から外歯車１を打ち抜く第４工程と、を有することにより、内歯車２と外歯車１を平板形状とすることができ、同じ厚みの歯車ポンプ用歯車９を製造することができる。
【００３６】
また、大きなプレス力を使わなくても、第１加工抜き出し物１２を平板状の第２加工物１３に成形することができるため、プレス機を小型化することができる。すなわち、図９に示すように、図８の傾斜側面部１８に当接した状態からさらにプレス４１を下降させると、傾斜側面部１８は、プレス４１の押圧力により広がり、外型４３の壁面４５に当接する。傾斜側面部１８が壁面４５に当接した状態でさらにプレス４１を下降させると、第１加工抜き出し物１２の傾斜側面部１８の外側に広がろうとする力が壁面４５にぶつかり、図９に示すように、反対に内側に押し返す力になる。壁面４５にかかる広がる力の押し返し力により、第１加工抜き出し物１２の内側の内側材料２０を、内側方向に寄せることができる。
したがって、外型４３にはめ込んでプレスすることで、プレスの下方向の力のみではなく、外型４３を利用して内側方向への力も発生するため、プレスの力が小さくても、内歯車２が打ち抜かれた第１加工物１１の中心部の打ち抜かれた部分の内側材料２０を内側に寄せることができる。内側材料２０を内側に寄せることができるため、打ち抜かれた孔の面積を小さくすることができる。したがって、プレスの力を小さくすることができるため、プレス機を小型化することができる。
【００３７】
第３工程における外型４３の内径は、平板材料１０の外径より小さいことにより、内歯車２が打ち抜かれた第１加工物１１がプレス４１により外側へ押圧されたときに、外型４３にぶつかる。外型４３にぶつかることにより、プレス４１の力が内側方向へ働くことになり、内歯車２が打ち抜かれた第１加工物１１の中心部の打ち抜かれた部分の内側材料２０を内側方向へ寄せることができ、打ち抜かれた孔の面積を小さくすることができる。したがって、外型４３の径Ｘが平板材料１０の径Ｙよりも小さいことで、プレス４１の力を小さくすることができ、プレス機を小型化することができる。
【００３８】
第３工程により、内歯車２が打ち抜かれた第１加工物１１は、打ち抜かれた第１加工抜き出し物１２の中心部の内側材料２０を内側方向へ寄せることができ、内歯車孔１６の面積を小さくすることができる。したがって、プレス４１の力を小さくすることができるため、プレス機を小型化することができる。
【００３９】
＜第２実施形態＞
（歯車ポンプ用歯車の構成）
図２５に示す第２実施形態における歯車ポンプ用歯車９０は、図１５乃至図１７に示す第１実施形態の歯車ポンプ用歯車５と比較して、厚みＤが約１３ｍｍであること以外異なるところがない。歯車ポンプ用歯車９０は、外歯車９１及び内歯車９２を有する。その他の部分の構成及び作用効果については、第１実施形態における歯車ポンプ用歯車５と同様であるため説明を割愛する。
なお、第２実施形態における歯車ポンプ用歯車９０は、厚みＤが第１実施形態における歯車ポンプ用歯車５の約６ｍｍと比較して約１３ｍｍと増すため、ポンプ吐出量を増すことができる。
【００４０】
（歯車ポンプ用歯車の製造方法）
歯車ポンプ用歯車９０の製造方法は、第１工程から第４工程の４つの工程により行われる。第１工程では、平板材料１００を加工し、第１加工物１１０を成形する。第２工程では、第１加工物１１０から内歯車９２を成形する。第３工程では、内歯車９２が打ち抜かれた第１加工抜き出し物１２０をプレス加工により平板形状である第２加工物１３０に成形する。第４工程では、第２加工物１３０から外歯車９１を成形する。
以下では、第１工程から第４工程の構成及び作用効果ついて順を追って詳細に説明する。
【００４１】
（第１工程）
第１工程では、平板材料１００をプレスの後方押出加工により底平面１５０、及び傾斜側面部１８０を有する第１加工物１１０に成形する。第１工程における第１加工物１１０を成形する成形工程の概念図を図２６乃至図２８に示す。
図２６に示す平板材料１００は、円板状の平板材料である。
【００４２】
図２６に示すように、上下方向に移動可能な円柱状のパンチ２１０がある。パンチ２１０のうち、平板材料１００と接触する部分をパンチ部２１０Ａとする。
中空円筒状の円筒孔２３０が形成された雌型２２０がある。円筒孔２３０の底に平板材料１００を載置する底部２４０が形成されている。また、円筒孔２３０の側壁に側壁部２４１が形成されている。図２６に示す円筒孔２３０の径Ｂは、図１５に示す外歯車９１の径Ｖとほぼ同じ径である３５．０ｍｍ−βとなる。−βは、第３工程において外歯車９１の外径を形成する際に使用する雌金型４２０に挿入するためのクリアランスである。
【００４３】
第１工程の歯車ポンプ用歯車製造方法の作用効果について説明する。
図２６に示すように、平板材料１００を円筒孔２３０の底部２４０に載置する。
図２７に示すように、パンチ２１０が下降することにより、平板材料１００を雌型２２０で受けて、パンチ部２１０Ａが平板材料１００の中心部を後方押出加工する。それにより、平板材料１００はパンチ２１０により押し出され雌型２２０の形状まで引き延ばされる。平板材料１００のうちパンチ部２１０Ａにより直接押し出された部分には底平面１５０が形成される。また、平板材料１００のうちパンチ部２１０Ａにより円周方向に引き延ばされた部分には傾斜側面部１８０が形成される。さらに、平板材料１００はパンチ２１０に押し出されることにより広がり円筒孔２３０と同様の円筒形状となる。
図２８に示すように、パンチ２１０を上昇させることで第１工程が終了する。
【００４４】
図２８に、第１加工物１１０の断面図を示す。第１加工物１１０は、平板材料１００を、第１工程により、底平面１５０、及び傾斜側面部１８０を有する形状としたものである。傾斜側面部１８０の外側の縁部に外周縁１８０ａが形成されている。
第１加工物１１０の底平面１５０の径Ｗは、約３２．０ｍｍとなる。また、第１加工物１１０の外径Ｃは、円筒孔２３０との径Ｂと同じ径である３５．０ｍｍ−βとなる。
本実施形態においては、プレス加工に後方押出加工を用いる。それにより、厚みを有する平板材料１００を、図２８に示すような第１加工物１１０の形に成形することができる。
【００４５】
（第２工程）
第２工程では、第１加工物１１０の底平面１５０にプレス加工することにより内歯車９２を加工する。第２工程における内歯車９２を加工する加工工程の概念図を図２９乃至図３１に示す。
図２９に示すように、上下方向に移動可能なパンチ３１０がある。パンチ３１０の形状は、内歯車９２を打つ抜くためのものであるため、図２９には示されないが、パンチ３１０の歯３１０Ａの歯型は、内歯車９２と同様の歯車形状をしている。
内歯車９２の形状と同様の中空状の内歯車形成孔３３０（内歯車形成孔３３０の形状は図２９には示されない。）が形成された雌金型３２０がある。内歯車形成孔３３０の上端周辺部には、第１加工物１１０を載置する載置部３４０が形成されている。
【００４６】
第２工程の歯車ポンプ用歯車製造方法の作用効果について説明する。
図２９に示すように、第１加工物１１０の底平面１５０を雌金型３２０の載置部３４０に載置する。
図３０に示すように、パンチ３１０が下降し、第１加工物１１０を雌金型３２０で受けて第１加工物１１０の底平面１５０をプレス加工により内歯車９２を抜き出す。第１加工物１１０から内歯車９２が抜き出された加工物を第１加工抜き出し物１２０とする。プレス加工により同時に、内歯車９２と第１加工抜き出し物１２０ができる。
第１加工物１１０の底平面１５０から、内歯車９２を成形することにより、平板形状の内歯車９２を成形することができる。平板形状の内歯車９２を成形することにより、平板形状の外歯車９１と同じ厚みＤにすることができる。
図３１に示すように、パンチ３１０を上昇させることで第２工程が終了する。
【００４７】
図３１に、第１加工抜き出し物１２０の断面図を示す。第１加工抜き出し物１２０は、第１加工物１１０の底平面１５０から内歯車９２が抜き出されたものである。
第１抜き出し物１２０は、内歯車９２が抜き出されているため、底平面１５０に内歯車９２の形の内歯車孔１６０が形成される。第１抜き出し物１２０には、傾斜側面部１８０が残る。内歯車孔１６０の径Ｅは、内歯車９２の径Ｏの３１．４ｍｍ−σである。−σ分は、抜き出すことによる抜き代である。
【００４８】
（第３工程）
第３工程では、第１加工抜き出し物１２０をプレス加工により平板形状の第２加工物１３０に成形する。第３工程における第１加工抜き出し物１２０を成形する成形工程の概念図を図３２乃至図３６に示す。
図３２に示すように、中空円筒形状で底面４４０と壁面４５０を有する外型４３０が形成された雌金型４２０がある。外型４３０の径Ｆは、外歯車９１の外径Ｖと同じ径である約３５．０ｍｍである。図３２に示す、第１加工抜き出し物１２０の径Ｂは約３５ｍｍ−βであるため、外型４３０に挿入することができる。また、図３２に示すように、上下方向に移動可能な円筒状のプレス４１０がある。プレス４１０の径Ｇは、外型４３０の径Ｆとほぼ同じ約３５．０ｍｍである。
【００４９】
第３工程の歯車ポンプ用歯車製造方法の作用効果について説明する。
図３２に示すように、第１加工抜き出し物１２０を雌金型４２０の外型４３０の底面４４０に載置する。
図３３に示すように、プレス４１０を下降させることにより、プレス４１０の当接面４１０ａは、第１加工抜き出し物１２０の傾斜側面部１８０の外周縁１８０ａに当接する。
図３３の傾斜側面部１８０の外周縁１８０ａに当接した状態からさらにプレス４１０を下降させると、図３４に示すように、第１加工抜き出し物１２０の全体は、プレス４１０の押圧力により−βのクリアランス分広がり、外型４３０の壁面４５０に当接する。第１加工抜き出し物１２０は、外型４３０の壁面４５０に当接することで、壁面４５０に拘束される。その拘束された状態でさらにプレス４１０を下降させると、第１加工抜き出し物１２０のうち拘束されていない内径側の内側材料が塑性流動する。図３５に示すように、第１加工抜き出し物１２０の内側材料が塑性流動し、傾斜側面部１８０が平板状になることにより、第１加工抜き出し物１２０は、第２加工物１３０となる。
【００５０】
図３５に示すように、第１加工抜き出し物１２０の内歯車孔１６０の孔が縮まり圧縮孔１７０となる。圧縮孔１７０の径Ｍは、図３２の内歯車孔１６０の径Ｅよりも内側に内側材料が寄った形状となる。
また、プレス加工により、第２加工物１３０の厚みを、内歯車９２と同じ厚みである約１３ｍｍにする。同じ厚みにすることにより、外歯車９１と内歯車９２の厚みを同じにすることができる。
また、プレス加工により、第２加工物１３０を平板形状とすることにより、外歯車９１も平板状に成形することができる。内歯車９２も平板形状であるため、外歯車９１と内歯車９２は、同じ厚みの平板形状とすることができる。
図３６に示すように、プレス４１０を上昇させることで第３工程が終了する。
【００５１】
図３７に、第２加工物１３０の断面図を示す。第２加工物１３０は、第３工程により、第１加工抜き出し物１２０を圧縮し平板状にしたものである。第２加工物１３０は、圧縮されることにより、内側材料が内側に寄り、圧縮孔１７０が形成される。圧縮孔１７０は、内側材料が内側に寄るため、内歯車孔１６０よりも面積が小さくなっている。圧縮孔１７０の側壁は、内側に張り出した円弧上をしている。
すなわち、第２加工物１３０径Ｎは、約３５．０ｍｍであり、第１加工抜き出し物１２０の径Ｂよりも、クリアランス分である＋αだけ広がっただけである。そのため、外側に広がらない分、第２加工物１３０は内側方向に内側材料が寄っている。
具体的には、第２加工物１３０の圧縮孔１７０の径Ｍは、約２７ｍｍであるのに対して、第１加工抜き出し物１２０の内歯車孔１６０の径Ｅの約３１．４ｍｍである。そのため、第１加工抜き出し物１２０は、圧縮されることにより、内側材料が４．４ｍｍ内側に寄った第２加工物１３０が形成される。第２加工物１３０の圧縮孔１７０は、第１加工抜き出し物１２０の内歯車孔１６０よりも径が小さいため、内歯車孔１６０と比較して孔の面積が小さくなっている。
第２加工物１３０の高さは、外歯車９１の高さＤと同じ約１３ｍｍである。
【００５２】
（第４工程）
第４工程では、第２加工物１３０をプレス加工することにより外歯車９１を成形する。この外歯車９１を成形する成形工程の概念図を図３７及び図３８に示す。
図３７に示すように、上下方向に移動可能なパンチ５１０がある。パンチ５１０の形状は、外歯車９１を打ち抜くためのものであるため、図３７には示されないが、パンチ５１０の歯５１０Ａの歯型は外歯車９１と同様の歯車形状をしている。パンチ５１０の外径は、外歯車９１の外径よりも大きい径とする。それにより、第２加工物１３０から外歯車９１に係る内周歯車９１ａのみを抜き取ることができる。
図３７には示すように、外歯車９１の形状のうち内周歯車９１ａと同様の中空状の外歯車形成孔５３０（外歯車形成孔５３０の形状は図３７には示されない。）が形成された雌金型５２０がある。内周歯車９１ａと同様の中空状の外歯車形成孔５３０のみを成形することにより、外歯車９１の外周部は第２加工物１３０の外周部そのままの形状になる。第２加工物１３０の外周部の径Ｎは外歯車９１の径Ｖである３５．０ｍｍであるため加工しなくてもそのまま使用することができるためである。そのため、プレス加工で外周を打ち抜く必要がなく、プレス力を小さくすることができコストを低減することができる。
外歯車形成孔５３０の上端周辺部には、第２加工抜き出し物１２０を置く載置部５４０が形成されている。
【００５３】
第４工程の歯車ポンプ用歯車製造方法の作用効果について説明する。
図３７に示すように、第２加工物１３０を雌金型５２０の載置部５４０に載置する。
図３８に示すように、パンチ５１０が下降し、第２加工物１３０を雌金型３２０で受けてプレス加工により外歯車９１を抜き出す。
本実施形態においては、外歯車９１を抜き出した後の第２加工抜き出し物１４０には、中心部に残り部材が残存するのみである。すなわち、図２２に示すように、第１実施形態において第４工程を経た第２加工抜き出し物１４には、中心部の残り部材１９のほか外周部にも残り部材が残存する。本実施形態においては、第３工程において第２加工物１３０の外周径を外歯車９１の径と同じにする成形を行っている。したがって、第１実施形態のように外周部の残り部材が残ることがない。外周部の残り部材が出ないことにより、材料の無駄を削減し、材料の低減を図ることができる。
【００５４】
以上詳細に説明したように、本実施形態においては以下の作用効果を有する。
外歯車９１の外径Ｖは、第３工程の雌金型４２０の外型４３０の径Ｆにより決定する。それにより、第４工程において第２加工物１３０から外歯車９１の外周を打ち抜く必要がなくなる。すなわち、第３工程の雌金型４２０の外型４３０の径Ｆが外歯車９１の外径Ｖと同じであることにより、外歯車９１の外径を成形しなくてよくなるため打ち抜きが必要なくなる。そのため、外周を成形するためのパンチ力が不要となるためプレス力が小さくて済み、コストを削減することができる。
また、第１工程の雌型２２０の円筒孔２３０の径Ｂが外歯車９１の外径Ｖとほぼ同じ径である。それにより、第１加工抜き出し物１２０を第３工程において雌金型４２０の外型４３０の径Ｆに引き延ばすためのプレス力が小さくて済む。
したがって、第１工程の雌型２２０の円筒孔２３０の径Ｂ、及び、第３工程の雌金型４２０の外型４３０の径Ｆにより外歯車９１の外周を決定することができる。それにより、プレス力を削減することができ製造コストを削減することができる。第１工程の雌型２２０の円筒孔２３０の径Ｂ、及び、第３工程の雌金型４２０の外型４３０の径Ｆをほぼ同じ径とすることによりプレス力削減の効果をさらに得ることができる。
【００５５】
鍛造加工が後方押出加工であることにより、歯車ポンプ用歯車９０の厚みを厚くすることができ、歯車ポンプ用歯車９０のポンプ吐出量を増すことができる。すなわち、厚みを有する平板材料１００を第１加工物１１０に成形する際に、後方押出加工を用いることにより、成形することができる。そのため、成形された第１加工物から第２工程において厚みのある内歯車９２を抜き出し、第４工程において、厚みのある外歯車９１を抜き出すことができる。
【００５６】
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で色々な応用が可能である。
例えば、歯車ポンプ用歯車５の大きさ等が詳細に説明されているが、大きさは大きくても小さくても、実施することは可能である。
例えば、図７乃至図１０においては、ワーク１２を上下逆転させ配置し、プレスすることができる。ワーク１２を上下逆転させ配置させても、本実施例における第３工程と同様の作用効果を生じさせることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１、９１      外歯車
２、９２      内歯車
９、９０      歯車ポンプ用歯車
１０、１００  平板材料
１１、１１０  第１加工物
１３、１３０  第２加工物
１５、１５０  底平面
１８、１８０  傾斜側面部
１８ａ、１８０ａ  外周縁
４３、４３０  外型
【図１】
2012000667.tif 000003
【図２】
2012000667.tif 000004
【図３】
2012000667.tif 000005
【図４】
2012000667.tif 000006
【図５】
2012000667.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012000667.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2012000667.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2012000667.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2012000667.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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