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【発明の名称】 プレス装置によるヘリカルギアの精密型抜き鍛造装置及びその方法
【発明者】 【氏名】小川 末明

【目的】
【構成】
【特許請求の範囲】
【請求項1】素材の上下に配設した雌雄の型抜き用金型と、各型抜き用金型を保持する金型ホルダとを備えてなり、素材を雌雄の型抜き用金型で型抜きしてギアを形成するようにしたプレスによるヘリカルギアの精密型抜き鍛造方法において、上型と下型とに雌雄の型抜き用金型を着脱可能に構成し、上型と下型の少なくとも一方に配設した型抜き用金型とこの型抜き用金型を保持する金型ホルダとの間に傾斜の異なる複数種のガイド部を形成し、この複数種のガイド部を択一的に選択して係合する選択係合部とで構成した回動手段を設けたことを特徴とするプレス装置によるヘリカルギアの精密型抜き鍛造装置。
【請求項2】素材の上下に配設された金型ホルダに装着された雌雄の型抜き用金型で素材を型抜きしてヘリカルギアを形成するようにしたプレスによるギアの精密型抜き鍛造方法において、素材の上下の少なくとも一方に配設した雌雄の型抜き用金型と各型抜き用金型を保持する金型ホルダとの間に形成された傾斜の異なる複数種のガイド部の内、型抜きされるヘリカルギアの歯の傾斜角度に合うガイド部を択一的に選択して選択係合部を係合させた後、当該一方の型抜き用金型を回転駆動させながら素材を打ち抜き成形するようにしたことを特徴とするプレス装置によるヘリカルギアの精密型抜き鍛造方法。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプレス装置によるヘリカルギアの精密型抜き鍛造装置及びその鍛造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】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、シェービングホブ加工乃至歯研盤で研磨加工するようにしている。この上記ホブ盤で切削してヘリカルギアを生産する場合、その切削に多大の時間と手間がかかり、生産性が低く量産が出来ないと言う問題がある上、製造コストも高く成ってしまうと言う問題があった。
【0003】そこで、本発明者は上記問題に対処するためにプレス装置によりヘリカルギアを生産するヘリカルギアの精密型抜き鍛造装置を先に提案している。このプレス装置によるヘリカルギアの精密型抜き鍛造装置は、プレス装置に挿着される上型のパンチ(雄金型)をパンチホルダに球面接触で回転可能に支持させるとともに、下型のダイス(雌金型)をダイスホルダに固定し、上型のパンチと下型のダイスとの間に供給される素材を突き上げ支持する昇降可能なカウンターの下端部にヘリカル溝に嵌合するガイド板を設け、駆動装置により上型のパンチを下降させて素材を型抜きする時にガイド板の回転によりカウンター及び素材を介して上型のパンチを回転させながら精密に型抜きするようにしたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ヘリカルギアにはその用途に合わせての歯の傾斜角度が種々異なるものであるが、その傾斜角度は18°、20°、22°等に大別されるのであるが、歯数が同じヘリカルギアでも歯の傾斜角度を変更する場合、上記先の提案にかかるヘリカルギアの精密型抜き鍛造装置では上型のパンチ及び下型のダイスに加えて、カウンター、ガイド板並びにヘリカル溝とこれを形成する比較的大型のベース側部材の全てを取り換えなくてはならず、手間が掛かりこれが為に生産効率が大幅に低下してしまうという問題があった。
【0005】しかも、上型のパンチ及び下型のダイスに加えて、カウンター、ガイド板、ヘリカル溝とこれを形成する構造が複雑ベース側部材を夫々製作しなくてはならず、製作費も嵩みこれが製造コストを上昇させてしまうという問題もあった。本発明は上記問題点に鑑み提案されたもので、少ない交換部品で歯の傾斜が異なるヘリカルギアグに簡単に変更できるようにして生産効率を向上させるとともに、製造コストを低減できるようにすることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明に係るプレスによるヘリカルギアの精密型抜き鍛造装置は、素材の上下に配設した雌雄の型抜き用金型と、各型抜き用金型を保持する金型ホルダとを備えてなり、素材を雌雄の型抜き用金型で型抜きしてギアを形成するようにしたプレスによるヘリカルギアの精密型抜き鍛造方法において、上型と下型とに雌雄の型抜き用金型を着脱可能に構成し、上型と下型の少なくとも一方に配設した型抜き用金型とこの型抜き用金型を保持する金型ホルダとの間に傾斜の異なる複数種のガイド部を形成し、この複数種のガイド部を択一的に選択して係合する選択係合部とで構成した回動手段を設けたことを特徴とするものである。
【0007】また、本発明のプレスによるヘリカルギアの精密型抜き鍛造方法は、素材の上下に配設された金型ホルダに装着された雌雄の型抜き用金型で素材を型抜きしてヘリカルギアを形成するようにしたプレスによるギアの精密型抜き鍛造方法において、素材の上下の少なくとも一方に配設した雌雄の型抜き用金型と各型抜き用金型を保持する金型ホルダとの間に形成された傾斜の異なる複数種のガイド部の内、型抜きされるヘリカルギアの歯の傾斜角度に合うガイド部を択一的に選択して選択係合部を係合させた後、当該一方の型抜き用金型を回転駆動させながら素材を打ち抜き成形するようにしたことを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に係るプレスによるヘリカルギアの精密型抜き鍛造装置及びその方法では、素材をその上下に配設した雌雄の型抜き用金型で成形する場合、先ず回動手段のガイド部と選択係合部との係合を形成するヘリカルギアの歯の傾斜に合わせて選択して係合させておく。
【0009】次に、雌雄の型抜き用金型の一方を移動させて素材を型抜きするのであるが、この時、移動する側の金型がその移動に伴って、型抜きされるヘリカルギアの歯の傾斜に合わせて回動手段で回動される。従って、素材は精密に型抜きれるのである。
【0010】そして、ヘリカルギアの歯の傾斜角度を変更する場合、雌雄の金型を変更するとともに、回動手段の複数種のガイド部とこの複数種のガイド部に係合する選択係合部との係合を変更されるヘリカルギアの歯の傾斜角度に合わせたものに選択して係合させた後、雌雄の型抜き用金型の一方を移動させて素材を型抜きすると上述したのと同様に、移動する側の金型がその移動に伴って、型抜きされるヘリカルギアの歯の傾斜に合わせて回動手段で回動されるので、素材は変更された所望の傾斜角度の歯のヘリカルギアに精密に型抜きれるのである。
【0011】
【実施例】以下、本発明にかかるプレス装置によるヘリカルギアの精密型抜き鍛造装置及びその方法の実施例を図面に基づいて説明する。図1はヘリカルギアの製造に使用されるプレス装置(精密型抜き鍛造装置)の縦断正面図であって、図中符号1はこのプレス装置を全体的に示す。
【0012】このプレス装置1は、パンチ(雄の型抜き用金型)2が装着される上型3と、ダイス(雌の型抜き用金型)4が装着される下型5とを備えてなる。上型3及び下型5の一部(後述するカウンター等)は例えば油圧シリンダや弾み車等の周知の装置(図示せず)により夫々接離方向に昇降可能に構成されており、この上型3と下型5との間に加工用の素材6がプレス装置1の加工速度に合わせて間歇的に供給されるようになっている。
【0013】そして、下型3に装着されるダイス4は、ダイス本体7の中心部分に超硬金属製でヘリカルギアの雌歯型8を形成したもので、この雌歯型8はその上方部分を上広がりテーパー状に形成され、中間部分をストレート状に、下方部分を下広がりテーパー状に形成してある。上記のように形成されたダイス4は、受圧プレート9の上面にボルト10でホルダ支持板11を固定し、このホルダ支持板11の上面にダイスホルダ12を固定するとともに、ダイスホルダ12にノックピン13で位置決めされた状態で取り付けられており、ダイス4の上面部分は取り付けボルト50でダイスホルダ12に取り付けられたダイス取り付け板14で固定されている。
【0014】ダイス4の雌歯型8の下方には中央部にノックアウトピン15を貫通させたカウンター16が上下摺動可能に配設されており、このカウンター16は下端部分に設けられており、スラストベアリング17が図外の油圧シリンダで押し上げ具18及び押し上げピン19を介して押し上げ操作されるとカウンター16が上昇するようになっている。
【0015】また、カウンター16の上半部には上記ダイス4の雌歯型8に嵌合する形状に雌歯型8が刻設されており、図2に示すように雌歯型8の上端面には後述する上型3のパンチ2の回転方向Wの上手側部分パンチ2の回転による素材6の肉流れを考慮し、基準ピッチ円Dを境として歯先8a側の歯幅を仕上がり歯型Fより大きめにし、歯底8b側では歯幅を仕上がり歯型Fより小さめにしてある。
【0016】上型3に挿着されるパンチ2は、図3に示すように円板状の取り付け部20とその下面中央部分から一体に垂下された雄歯型部21とからなり、円板状の取り付け部20が挿通穴61を貫通させたボルト22でパンチホルダ23に取り付けられるようになっている。ここで、円板状の取り付け部20を取り付けるボルト22の挿通穴61が長穴にしてあるのは、パンチ2の下端部が磨耗したり、欠けたりして切削した時にパンチ2の下端部と雌歯型8との位置関係にずれが生じるのを調整するためのものである。
【0017】このパンチホルダ23は、図1に示すようにプレス本体で昇降駆動される押圧プレート25にホルダ取り付け板26を固定し、ホルダ取り付け板26に固定されたホルダ装着板27にメタルベアリング28・29を介して回転可能に装着されたもので、パンチホルダ23の下面部分はホルダ装着板27の下面にボルト30で固定された環状の取り付け板31で受け止められており、パンチホルダ23の下寄り部は取り付け板31から下方に突出させてある。
【0018】上記取り付け板31から下方に突出する部分にはパンチホルダ23を回転駆動する回動手段33が設けられている。この回動手段33は、ホルダ装着板27から垂下され、下端がダイスホルダ12に進退可能に受けられた案内ロッド34に案内され昇降可能で回転不能に設けられた回転駆動板35と、図3に示すように回転駆動板35の中央部に挿通されたパンチホルダ23の下寄り部の周面23aに形成された角度が異なる複数の案内溝(ガイド部)36・37・38と、この複数の案内溝36・37・38を択一的に選択して係合する後述の選択係合部40とからなる。
【0019】パンチホルダ23の下寄り部の周面23aに形成される複数の案内溝36・37・38の各傾斜角度は、例えばθ1が18°、θ2が20°θ3が22°に設定してある。上記複数の案内溝36・37・38を択一的に選択して係合する選択係合部40は、図4に示すように、各案内溝36・37・38に対面する部分の回転案内板35に常時はスプリング41により退入側に押圧付勢された嵌合片42と、パンチホルダ23側に回動可能に設けられ、嵌合片42に向けて突出する操作片43を有する環状の操作リング44とからなり、操作リング44にはこれを回動操作する操作杆45が設けられている。
【0020】また、操作リング44が操作された位置を保持するために、操作杆45の部分に穿設された孔46と、この孔46に嵌合するようにパンチホルダ35側に設けられたボール47及びこれを押出し付勢するバネ(図示せず)とからなるクリックストップ機構48が設けられている。
【0021】上記のように構成されたヘリカルギアの精密型抜き鍛造装置1は、先ず、打ち抜き成形しようとする傾斜を有する歯型8のダイス4を下型5のダイスホルダ12にノック13で位置決めし、その上面部分をダイスホルダ12にボルト50で固定されたダイス取り付け板14で取り付けるとともに、このダイス4に嵌合するパンチ2を上型3のパンチホルダ23にボルト22で確りと固定する。
【0022】次に、ダイス4及びパンチ2の歯型の傾斜角度が例えば18°の場合には回動手段33の選択係合部40を形成する操作杆45を回動操作してθ1の案内溝36に嵌合片42が突出して嵌合するように操作し、この状態をクリックストップ機構48で保持させる(図4参照)。
【0023】図外のプレス本体を駆動してプレス本体25を下降させると、図5に示すように上型3が下降し、回転案内板35の下面部分がダイスホルダ12の上面に当接する。然る後、上型3が更に下降すると、回転案内板35がダイスホルダ12の上面に残された状態でパンチ2及びパンチホルダ23が下降するので、回転案内板35が案内ロッド34で回転不能にしてあることから、パンチ2及びパンチホルダ23の下降により、回転案内板35側に設けられた嵌合片42が案内溝36を摺動する時の反力でパンチホルダ23が回転する。
【0024】こうしてパンチホルダ23の回転により回転しながら下降するパンチ2で押下げられた素材6はダイス4で所望の歯型の傾斜角度である例えば18°に打ち抜かれる。これと同時に下型5のポンチ15により素材6のセンターに軸孔が打ち抜き成形されるのである(図6参照)。素材6がパンチ2でダイス6の歯型8の下方に打ち抜かれると、押し上げ具を上昇させる図外の油圧シリンダが駆動され、押し上げピン19を介してカウンタ16がスラストベアリング17によりダイス4の歯型8で回転されながら上昇するので、打ち抜かれた上記の素材6が上昇をはじめ、パンチ2で打ち抜かれたのとは逆にダイス4の歯型8を下から上に向かって押出される。
【0025】この時、パンチ2で打ち抜かれた時に発生したダレやバリが補正並びに除去されて図7に示すような誤差の極めて少ないJIS規格の4級以上の精密なヘリカルギア53を成形することができたのである。
【0026】尚、上記実施例では回動手段33を回転駆動板35の中央部に形成された角度が異なる複数の案内溝36・37・38と、この複数の案内溝36・37・38を択一的に選択して係合する選択係合部40とで形成し、選択係合部40を案内溝36・37・38に係合する嵌合線を進退操作するようにしてあるが、これに代えて図8に示すように案内溝36・37・38を“V”型に形成し、成形しようとするヘリカルギア53に合う案内溝36・37・38を選択してスチールボール51を挿入するようにしてもよいことは勿論である。
【0027】また、上記実施例ではカウンタ16の下端にスラストベアリング17を設け、カウンタ16をダイス4の歯型8で従動させるようにしてあるが、これをパンチ2と同様の構造にして、積極的に回転駆動させることができるのはいうまでもないことである。
【0028】
【発明の効果】本発明に係るプレスによるヘリカルギアの精密型抜き鍛造装置及びその方法は以上に説明したように、雌雄の金型を取り換えるとともに、回動手段の複数種のガイド部とこの複数種のガイド部に択一的に係合する選択係合部との係合を、変更されるヘリカルギアの歯の傾斜角度に合わせたものに選択して係合させて変更するだけでヘリカルギアの歯の傾斜角度を変更することができるので、従来のように、カウンター、ガイド板並びにヘリカル溝とこれを形成する比較的大型のベース側部材の全てを取り換えなくても済み、これら数多くの部品の交換に要する手間を省略して、生産効率を大幅に向上させることができるという利点がある。
【0029】しかも、従来のカウンター、ガイド板等の数多くの部品を夫々製作しなくてもすみ、これら数多くの部品の製作費も半減させて製造コストを低減することができると言う利点もある。
【出願人】 【識別番号】594171492
【氏名又は名称】小川工業株式会社
【出願日】 平成7年(1995)11月17日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】杉本 勝徳 (外1名)
【公開番号】 特開平9−141381
【公開日】 平成9年(1997)6月3日
【出願番号】 特願平7−299976