(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイの中心部に基準バーを設け、この基準バーを中心としてコーン部を成形するコーン成形部とクラッチギヤを成形するクラッチ成形用歯型を連続状に有するクラッチ歯型ダイと、このクラッチ歯型ダイの外周にはギヤ本体とほぼ同形状のスライド歯型部が形成され、このスライド歯型部にはギヤ本体を成形する本体歯型ダイが上下動可能に設けられ、また、このダイの対向側には素材の外径とほぼ同径を有する円柱状に形成された内側パンチと、この内側パンチにスライド可能に外嵌する外側パンチとからなるパンチが配設され、基準バーに素材をセットした状態で、外側パンチを先行下動して素材の大径部を外嵌状に嵌合降下し、引き続き内側パンチを降下して小径部とボス部を加圧してクラッチ成形用歯型とコーン成形部によりクラッチギヤとコーン部に成形する第１次鍛造工程と、大径部の外周部に本体歯型ダイを上動してパンチにより同大径部を加圧してギヤ本体を成形する第２次鍛造工程によりギヤを成形するギヤの製造方法。
【請求項２】
ダイの中心部に基準バーを設け、この基準バーを中心としてコーン部を成形するコーン成形部とクラッチギヤを成形するクラッチ成形用歯型を連続状に有するクラッチ歯型ダイと、このクラッチ歯型ダイの外周にはスライド可能に素材の大径部に外嵌可能なスライド孔を有するスライド部を設け、このダイの対向側に配設されるパンチは素材の大径部と同径でその外周にギヤ本体と同歯形のスライド歯型部を有する主パンチと、この主パンチの外周にはスライド歯型部に沿って上下動可能に設けられたギヤ本体を成形する本体歯型ダイとからなるパンチが形成され、基準バーに素材をセットした状態で、ダイ側のスライド部を上動して大径部に外嵌し、パンチを降下して小径部とボス部を加圧してクラッチ成形用歯型とコーン成形部によりクラッチギヤとコーン部に成形する第１次鍛造工程と、大径部の外周部に本体歯型ダイを下動してパンチにより同大径部を加圧してギヤ本体を成形する第２次鍛造工程によりギヤを成形するギヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、車両用変速機、特に、シンクロメッシュ機構におけるクラッチギヤを有するギヤの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のギヤ１は図９に示すように、ギヤ本体２と、チャンファ部４を有するクラッチギヤ３と、コーン部５とからなり、このギヤ１の成形方法としては、これら各ギヤ本体２とクラッチギヤ３およびコーン部５の鍛造素材をそれぞれ準備し、これら各個にそれぞれ切削歯切加工を施して歯型を形成し、これらを溶着、圧入手段により接合構成したものがあり、また、鍛造素材のクラッチギヤ３の部分を鍛造成形し、ギヤ本体２部分を切削形成する構成のものがあり、さらに、クラッチギヤ３およびギヤ本体２を各個の鍛造工程において成形する構成のものもある。
【０００３】
しかし、これら各成形に当たって着脱工程を必要とすることから、ギヤ本体２とクラッチギヤ３との間に偏心、歯振れを生じて精度が悪くなる問題点があった。そこで、同一素材に対し２種類の歯形を一体的に成形するため、両歯形を有するダイの歯形凹部内へ、パンチにより圧潰して張出し成形する構成のものとして例えば特開平５−１２３８１５号公報のものがある。
【０００４】
しかしながら、この公報に開示されたように２種類の歯形を同時に成形するためには大きな加圧容量のプレス機を必要とし、設備費を多く必要とし、製品コストが高くなる問題点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、成形金型に素材を設定した状態で素材を着脱することなく２種類の歯形を２回の圧潰工程で成形して偏心、歯振れを生じることなく精度よく成形することができ、加圧容量の比較的小さなプレス機により成形することのできるギヤの成形方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記技術課題を解決するため、ダイの中心部に基準バーを設け、この基準バーを中心としてコーン部を成形するコーン成形部とクラッチギヤを成形するクラッチ成形用歯型を連続状に有するクラッチ歯型ダイと、このクラッチ歯型ダイの外周にはギヤ本体とほぼ同形状のスライド歯型部が形成され、このスライド歯型部にはギヤ本体を成形する本体歯型ダイが上下動可能に設けられ、また、このダイの対向側には素材の外径とほぼ同径を有する円柱状に形成された内側パンチと、この内側パンチにスライド可能に外嵌する外側パンチとからなるパンチが配設され、基準バーに素材をセットした状態で、外側パンチを先行下動して素材の大径部を外嵌状に嵌合降下し、引き続き内側パンチを降下して小径部とボス部を加圧してクラッチ成形用歯型とコーン成形部によりクラッチギヤとコーン部に成形する第１次鍛造工程と、大径部の外周部に本体歯型ダイを上動してパンチにより同大径部を加圧してギヤ本体を成形する第２次鍛造工程によりギヤを成形する方法であり、
また、ダイの中心部に基準バーを設け、この基準バーを中心としてコーン部を成形するコーン成形部とクラッチギヤを成形するクラッチ成形用歯型を連続状に有するクラッチ歯型ダイと、このクラッチ歯型ダイの外周にはスライド可能に素材の大径部に外嵌可能なスライド孔を有するスライド部を設け、このダイの対向側に配設されるパンチは素材の大径部と同径でその外周にギヤ本体と同歯形のスライド歯型部を有する主パンチと、この主パンチの外周にはスライド歯型部に沿って上下動可能に設けられたギヤ本体を成形する本体歯型ダイとからなるパンチが形成され、基準バーに素材をセットした状態で、ダイ側のスライド部を上動して大径部に外嵌し、パンチを降下して小径部とボス部を加圧してクラッチ成形用歯型とコーン成形部によりクラッチギヤとコーン部に成形する第１次鍛造工程と、大径部の外周部に本体歯型ダイを下動してパンチにより同大径部を加圧してギヤ本体を成形する第２次鍛造工程によりギヤを成形する方法である。
【０００６】
【作用】
上記構成としたことにより、基準バー上において、２回の加圧でギヤ本体とクラッチギヤとを偏心、歯振れを生じることなく精度よく成形することができる。
【０００７】
【実施例】
次に、本発明の一実施例を図面にしたがって説明すると、図１は２種類の歯形を２回の圧潰工程により成形するギヤ成形装置１１の説明図、図２、図３および図４は歯形成形の工程説明図を示すもので、この成形装置１１はダイ１２とパンチ２２とより構成され、このダイ１２はクラッチ歯型ダイ１３と本体歯型ダイ２０とが上下にスライド可能に複合形成されている。
【０００８】
このダイ１２の中心線Ｃ回りにはクラッチ歯型ダイ１３が形成されており、その中心線Ｃ上には加圧先端側に、チャンファ部４を有するクラッチギヤ３を成形するチャンファ成形部１５を有するクラッチ成形用歯型１４が凹設され、その下部側には、コーン部５を成形するテーパー状のコーン成形部１６が連続して凹設されている。また、この中心線Ｃ上には素材Ｗの設定用の所定長さの基準バー１７が立設され、この基準バー１７の外周には、コーン成形部１６の一部を構成し、基準バー１７に沿って上下動可能にノックアウトピン１８が設けられている。
【０００９】
また、このクラッチ歯型ダイ１３の中心線Ｃを中心とする外周部には、ギヤ本体２と同様の歯型を有するスライド歯型部１９が形成され、このスライド歯型部１９の外周には、上下方向にスライド可能に外嵌し、かつギヤ本体２を成形するギヤ本体成形歯型２１を有する本体歯型ダイ２０が設けられている。
【００１０】
また、このダイ１２と対向配設されるパンチ２２は、内側パンチ２３と、この内側パンチ２３にスライド可能に外嵌する外側パンチ２４とからなり、この内側パンチ２３は素材Ｗの外径とほぼ同形の径を有する円柱状に形成され、また、外側パンチ２４はこの内側パンチ２３にスライド可能に外嵌するスライド孔２５を有している。
【００１１】
このように形成されたギヤ成形装置１１により成形される素材Ｗは、前素材成形工程により鍛造成形されるもので、ギヤ本体２に成形する大径部Ｗａ  と、クラッチギヤ３に成形する小径部Ｗｂ  と、コーン部５を成形するボス部Ｗｃ  とが段差状に成形され、その中心部には所定の径で軸孔Ｈが機械加工により貫設されている。
【００１２】
このように形成された素材Ｗを加圧成形してギヤ１に成形するには、先ず、素材Ｗのボス部Ｗｃ  を下向きにして基準バー１７に軸孔Ｈを挿通してセットする。そして、この素材Ｗは第１次鍛造工程と第２次鍛造工程によりギヤ１に成形される。
【００１３】
まず、第１次鍛造工程においては、図２に示すようにこのパンチ２２の降下作動に際し、先ず、外側パンチ２４が先行作動されて素材Ｗの大径部Ｗａ  の外周を囲繞状にし降下されてダイ１２に当接され、引続き内側パンチ２３が降下されて素材Ｗを加圧する。この内側パンチ２３の加圧により、素材Ｗのボス部Ｗｃ  と小径部Ｗｂ  とが加圧成形される。すなわち、ボス部Ｗｃ  は基準バー１７とコーン成形部１６との間でサイジング加工され、また、小径部Ｗｂ  はクラッチ成形用歯型１４に圧入され、すえ込み状に外周方向へ膨出されて外周部に同クラッチ成形用歯型１４に倣うクラッチ歯形３およびチャンファ部４が形成される。この内側パンチ２３の加圧により大径部Ｗａ  も加圧されるものであるが、その四周は外側パンチ２４に囲繞されて変形が阻止され、若干の小径部Ｗｂ  側への変形はあるがほぼ原形に維持される。そして、パンチ２２が上動されて第１次鍛造工程が終了し、引続き、第２次鍛造が行われる。
【００１４】
この第１次鍛造工程が完了と同時に図３に示すようにダイ１２側の本体歯型ダイ２０が上動作動されて大径部Ｗａ  を囲繞する。そして、パンチ２２、すなわち、内側パンチ２３と外側パンチ２４とが同時に一体的に下動されて第２次鍛造が行われる（図４参照）。この降下作動により大径部Ｗａ  は加圧されて本体成形歯型２１側へ放射状に膨出されて大径部Ｗａ  の外周にはギヤ本体２が形成される。この内外のパンチ２３，２４により小径部Ｗｂ  とボス部Ｗｃ  は２度加圧を受けるが、第２次鍛造により大径部Ｗａ  の一部が小径部Ｗｂ  側へ移動され、これにより小径部Ｗｂ  の外周に形成されるクラッチギヤ３のチャンファ部４の成形が確実になるとともに、クラッチギヤ３およびそのギヤ本体２との基部には大きな残留応力が作用することとなってクラッチギヤ３の強度を向上することができる。
【００１５】
この第２次鍛造が完了すると、パンチ２２は上動されるとともに、ノックアウトピン１８が上動され、これにより製品ギヤ１は基準バー１７に沿ってクラッチ歯型ダイ１３および本体歯型ダイ２０より抜き出され、取出しが可能となる。以下、同様にして同基準バー１７上において第１次鍛造工程と第２次鍛造工程が成されてギヤ１が成形される。
【００１６】
このように本例ギヤ１の成形方法はダイ１２の中心部に基準バー１７を設け、この基準バー１７を中心としてコーン部５を成形するコーン成形部１６とクラッチギヤ３を成形するクラッチ成形用歯型１４を連続状に有するクラッチ歯型ダイ１３とこのクラッチ歯型ダイ１３の外周にはギヤ本体２とほぼ同形状のスライド歯型部１９が形成され、このスライド歯型部１９にはギヤ本体２を成形する本体歯型ダイ２０が上下動可能に設けられ、また、このダイ１２の対向側には素材Ｗの外径とほぼ同径を有する円柱状に形成された内側パンチ２３と、この内側パンチ２３にスライド可能に外嵌する外側パンチ２４とからなるパンチ２２が配設され、基準バー１７に素材Ｗをセットした状態で、外側パンチ２４を先行下動して素材Ｗの大径部Ｗａ  を外嵌状に嵌合降下し、引き続き内側パンチ２３を降下して、小径部Ｗｂ  とボス部Ｗｃ  をクラッチ成形用歯型１４とコーン成形部１６にて加圧してクラッチギヤ３とコーン部５に成形する第１次鍛造工程と、大径部Ｗａ  の外周部に本体歯型ダイ２０を上動してパンチ２２により同大径部Ｗａ  を加圧してギヤ本体２を成形する第２次鍛造工程によりギヤ１を成形する方法としたものである。
【００１７】
したがって、本例ギヤ成形方法によれば、基準バー１７の同軸上において第１次鍛造工程で小径部Ｗｂ  およびコーン部Ｗｃ  を加圧してクラッチギヤ３とコーン部５を同時成形し、引続き、本体歯型ダイ２０を上動し、再び、パンチ２２の降下で大径部Ｗａ  を加圧してギヤ本体２を成形する第２次鍛造工程を行うように構成したものであるから、ギヤ本体２とクラッチギヤ３との間に偏心、歯振れを生じて精度を悪くすることがなく、精度よく成形することができる。また、第１次鍛造工程と第２次鍛造工程に分離したことにより、比較的小容量のプレス機により成形が可能となって設備費の低減を図ることができ、コストを低下することができる。また、第１次および第２次鍛造を行うものであるから、とくにクラッチギヤ３の成形に有利なものとなり、この２回の鍛造工程により成形精度の優れたクラッチギヤ３を成形することができる。
【００１８】
次に、図５ないし図８に示すギヤ成形装置３１は他の態様を示すもので、この成形装置３１はダイ３２とパンチ４１とより構成され、このダイ３２は素材Ｗの大径部Ｗａ  とほぼ同径に形成され、このダイ３２は上記実施例と同様に中心線Ｃ上には基準バー３７が立設され、この基準バー３７回りにはクラッチギヤ３を成形するチャンファ成形部３５を有するクラッチ成形用歯型３４が形成され、これに連続してコーン部５を成形するコーン成形部３６が形成されている。また、この基準バー３７の外周にはコーン成形部３６の一部を構成し、基準バー３７に沿って上下動可能にノックアウトピン３８が設けられている。また、このダイ３２の外周部には上下にスライド可能に大径部Ｗａ  に外嵌するスライド孔４０を有するスライド部３９が設けられている。
【００１９】
また、パンチ４１は中央部に主パンチ４２とその外周に本体歯型ダイ４４を有するもので、この主パンチ４２は大径部Ｗａ  とほぼ同径の外径を有し、その外周にはギヤ本体２とほぼ同様のスライド歯型部４３が形成されている。また、この主パンチ４２のスライド歯型部４３にはギヤ本体２を成形する本体成形歯型４５を有する本体歯型ダイ４４が上下動可能に設けられている。
【００２０】
このように設けられた成形装置３１においては、上記実施例と同様に基準バー３７に素材Ｗがセットされる。そして、第１次鍛造工程においては、先ず、図６に示すようにダイ３２のスライド部３９が上昇待機される。そして、パンチ４１が降下され、これにより素材Ｗの小径部Ｗｂ  およびコーン部Ｗｃ  は加圧されて上記実施例と同様にクラッチ成形用歯型３４およびコーン成形部３６によりクラッチギヤ３とコーン部５が成形される。この場合、大径部Ｗａ  はスライド部３９により外周方向への変形は規制され、ほぼその形状を維持した状態にある。
【００２１】
次いで、主パンチ４２が上動されるとともに、スライド部３９が降下されて第２次鍛造工程に入る。先ず、この第２次鍛造工程においては図７に示すようにパンチ４１側の本体歯型ダイ４４が降下されて大径部Ｗａの外周を囲繞する。そして、図８の如く主パンチ４２の降下作動により大径部Ｗａ  は加圧されて本体歯型ダイ４４側へ放射状に膨脹されて大径部Ｗａ  回りに本体ギヤ２が形成される。そして、主パンチ４２および本体歯型ダイ４４が上動され、ノックアウトピン３８が上動されることで製品ギヤ１を取出すことができる。したがって、このギヤ成形装置３１においても上記成形装置１１とほぼ同等の作用効果を奏するものである。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、上記したように基準バーの同軸上において第１次鍛造工程で小径部およびコーン部を加圧してクラッチギヤとコーン部を同時成形し、引続き、再び、パンチの降下で大径部を加圧してギヤ本体を成形する第２次鍛造工程を行うように構成したものであるから、ギヤ本体とクラッチギヤとの間に偏心、歯振れを生じて精度を悪くすることがなく、精度よく成形することができる。また、第１次鍛造工程と第２次鍛造工程に分離したことにより、比較的小容量のプレス機により成形が可能となって設備費の低減を図ることができ、コストを低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ギヤ成形装置の断面図である。
【図２】第１次鍛造工程の説明図である。
【図３】第２次鍛造工程の準備工程の説明図である。
【図４】第２次鍛造工程の説明図である。
【図５】他のギヤ成形装置の断面図である。
【図６】図５の装置における第１次鍛造工程の説明図である。
【図７】同じく第２次鍛造工程の準備工程の説明図である。
【図８】同じく第２次鍛造工程の説明図である。
【図９】ギヤの断面図である。
【符号の説明】
１１，３１  ギヤ成形装置
１２，３２  ダイ
１３  クラッチ歯型ダイ
１４，３４  クラッチ成形用歯型
１５，３５  チャンファ成形部
１７，３７  基準バー
１９，４３  スライド歯型部
２０，４４  本体歯型ダイ
２１，４５  本体成形歯型
【図１】
0003622062.tif 000002
【図２】
0003622062.tif 000003
【図３】
0003622062.tif 000004
【図４】
0003622062.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003622062.tif 000007
【図７】
0003622062.tif 000008
【図８】
0003622062.tif 000009
【図９】
0003622062.tif 000010