(57)【要約】【課題】歯先角部の曲率半径、歯幅面の表面粗さ及び余肉長さが高精度である歯形を有する冷間鍛造品である歯形付き製品及びその製造方法を提供する。【解決手段】本歯形付き製品の製造方法は、粗材の粗歯形６２を据込加工する据込工程と、該粗歯形６２のノックアウト時に、金型３に形成されたしごき部３１によって該粗歯形６２の歯幅面６３及び外径面６４のしごき加工を行うしごき工程とを順次行うことを特徴とする。本製造方法は、歯形据込加工後のノックアウト動作時に金型３に設けたしごき部３１を用いてしごき加工を行うことによって、歯先角部の曲率半径、及び歯幅面の表面粗さを据込成形よりも向上させた高精度の歯形付き製品を製造することができる。また、成形される歯形に肉溜りが生じず、高精度な歯形付き製品を得ることができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗材の粗歯形を据込加工する据込工程と、該粗歯形のノックアウト時に、金型に形成されたしごき部によって該粗歯形の歯幅面及び外径面のしごき加工を行うしごき工程とを順次行うことを特徴とする歯形付き製品の製造方法。
【請求項２】
上記据込工程及び上記しごき工程を同一の上記金型内で行う請求項１記載の歯形付き製品の製造方法。
【請求項３】
上記歯形はパーキングロックギヤ付き製品のパーキングロックギヤ部であり、上記しごき部は上記歯幅面及び上記外径面のフランジ側の歯元部からしごき加工を開始する請求項２記載の歯形付き製品の製造方法。
【請求項４】
上記歯形は、その歯先角部の曲率半径が０．２〜１．０ｍｍであり、その歯幅面の表面粗さが十点平均粗さで３〜１０ｚであり、且つ、歯元部の余肉長さは０．３〜１．５ｍｍである請求項２又は３記載の歯形付き製品の製造方法。
【請求項５】
請求項２又は３に記載された方法で製造された歯形付き製品であって、上記歯形は、その歯先角部の曲率半径が０．２〜１．０ｍｍであり、その歯幅面の表面粗さが十点平均粗さで３〜１０ｚであり、且つ、歯元部の余肉長さは０．３〜１．５ｍｍであることを特徴とする歯形付き製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯形付き製品及びその製造方法に関し、更に詳しくは、歯先角部の曲率半径、歯幅面の表面粗さ及び余肉長さが高精度である歯形を有する歯形付き製品及びその製造方法に関する。本発明は、特に、車両等に用いられるオートマチック・トランスミッション用のパーキングロックギヤ付き製品及びその製造方法として好適に利用される。
【背景技術】
【０００２】
従来より、歯形付き製品として、車両のオートマチック・トランスミッションに用いられるパーキングロックギヤとＣＶＴシャフト及びカウンタードリブンギヤ等とを一体成形してなるパーキングロックギヤ付き製品（図６参照、以下、単にパーキングロックギヤ付き製品とも略記する。）が知られている。このようなパーキングロックギヤ付き製品１の製造方法としては、熱間鍛造により、フランジ部に粗パーキングロックギヤを有する粗材を成形し、その後、この粗材の粗パーキングロックギヤに冷間鍛造で仕上げ加工（精度出し）することによって、パーキングロックギヤ１２を備える製品を得るものが知られている。そして、上記冷間鍛造での仕上げ加工として、従来一般に、据込加工又はしごき加工が用いられている。
上記据込加工は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、金型３にセットされた粗パーキングロックギヤ６２を図における下方方向に圧縮することで、歯幅面及び外径面を膨張させて金型に圧着することにより成形する加工方法である。据込加工は、離型剤としてのみ潤滑剤を用いることができるため、安価な潤滑剤が採用でき低コストであり、更に図７に例示する歯幅面１３及び外径面１４についてある程度の面精度を得ることができる。また、歯幅面１３及び外径面１４のフランジ側角部１７の余肉の逃げが少なく小型化が用意である。しかし、面粗度が１８ｚ程度と粗くなりやすく、更に歯先角部の肉張り性が劣る傾向であるため、高精度要求部品に適用することが難しい問題があった。
一方、上記しごき加工は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、金型３よりも大きな粗パーキングロックギヤ６２を図９（ａ）における下方方向に金型３内に押し込むことによって、粗パーキングロックギヤ６２を金型３のしごき部３１によってしごき及び圧縮することにより成形する加工方法である。しごき加工は、据込加工よりも面粗度が８ｚ程度と向上し、更に歯先角部の肉張り性が向上するため、高精度要求部品に適用しやすい。しかし、しごき部３１への潤滑及び離型剤を供給する必要があり、高価な潤滑剤が必要になるなどコストが掛かりやすい。更に、フランジ部１１とパーキングロックギヤ１２の歯幅面１３及び外径面１４との境界である角部１７に生じた、しごかれた余肉１９を逃がす場所を用意する必要があり製品の小型化が難しい。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６６１４６号公報
【特許文献２】特開平５−１５４５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、近年は、パーキングロックギヤ付き製品の小型化やパーキングロックギヤの性能確保等の観点から高精度化が要望されている。特に、図６、７に例示するパーキングロックギヤ付き製品１のパーキングロックギヤ１２において、その歯先角部１５の曲率半径Ｒ、歯幅面１３の表面粗さＲｚ、並びに角部１７の余肉長さＬに厳しい精度｛例えば、Ｒ＝０．４〜０．６ｍｍ、Ｒｚ（十点平均粗さ）≦１２．５ｚ、Ｌ≦１．５ｍｍ｝が要求されている。
しかし、上記従来の据込加工は図８に例示するように、金型３の型面に対して粗パーキングロックギヤ６２の成形面を押圧する成形加工であるため、成形されるパーキングロックギヤ１２において、その歯先角部１５の曲率半径Ｒ及びその歯幅面１３の表面粗さＲｚは高い精度（例えば、Ｒ＝０．５ｍｍ〜０．８ｍｍ、Ｒｚ≦２０ｚ）を確保できなかった。
一方、上記従来のしごき加工は図９に例示するように、その歯先角部１５の曲率半径Ｒ及び歯幅面１３の表面粗さＲｚは比較的高い精度（例えば、Ｒ≦０．３ｍｍ、Ｒｚ≦１０ｚ）を確保できる。しかし、このしごき加工では、粗パーキングロックギヤ６２の角部１７に向かってしごきが行われるため、図９（ｂ）に例示するように、成形されるパーキングロックギヤ１２の角部１７に１．５ｍｍ以上の余肉溜り１９が生じてしまい、この角部１７に高い精度を確保できない。
【０００５】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、歯先角部の曲率半径、歯幅面の表面粗さ及び余肉長さが高精度である歯形を有する冷間鍛造品である歯形付き製品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】
【０００６】
本発明は、以下の通りである。
１．粗材の粗歯形を据込加工する据込工程と、該粗歯形のノックアウト時に、金型に形成されたしごき部によって該粗歯形の歯幅面及び外径面のしごき加工を行うしごき工程とを順次行うことを特徴とする歯形付き製品の製造方法。
２．上記据込工程及び上記しごき工程を同一の上記金型内で行う上記１．記載の歯形付き製品の製造方法。
３．上記歯形はパーキングロックギヤ付き製品のパーキングロックギヤ部であり、上記しごき部は上記歯幅面及び上記外径面のフランジ側の歯元部からしごき加工を開始する上記２．記載の歯形付き製品の製造方法。
４．上記歯形は、その歯先角部の曲率半径が０．２〜１．０ｍｍであり、その歯幅面の表面粗さが十点平均粗さで３〜１０ｚであり、且つ、歯元部の余肉長さは０．３〜１．５ｍｍである上記２又は上記３．記載の歯形付き製品の製造方法。
５．上記２．又は上記３．に記載された方法で製造された歯形付き製品であって、上記歯形は、その歯先角部の曲率半径が０．２〜１．０ｍｍであり、その歯幅面の表面粗さが十点平均粗さで３〜１０ｚであり、且つ、歯元部の余肉長さは０．３〜１．５ｍｍであることを特徴とする歯形付き製品。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の歯形付き製品の製造方法によれば、歯形据込加工後のノックアウト動作時に型３に設けたしごき部３１を用いてしごき加工を行うことによって、歯先角部の曲率半径、及び歯幅面の表面粗さを据込成形よりも向上した高精度の歯形付き製品を製造することができる。また、本製造方法によるしごき加工は、ノックアウトを兼ねており、ノックアウトと逆方向にしごくため、成形される歯形の角部１７に余肉が生じず、高精度なパーキングロックギヤ１２を得ることができる。更に、従来のしごき加工と異なり、しごき部３１近辺には潤滑油が存在し、型３に対して粗歯形６２の歯幅面とともに潤滑油がしごき部３１に移動し、供給されるため、しごき加工中の潤滑油切れを抑制することができる。このため、従来のしごき加工時に必要な高価な潤滑剤を用いず、据込加工で使用することができる安価な潤滑油をそのまま利用することができ、加工コストを低減することができる。また、型３の摩耗を抑制することができる。
また、据込工程及びしごき工程を同一金型内で行う場合は、本発明の製造方法をより好適に用いることができ、高精度の歯形付き製品を製造することができる。
更に、本歯形付き製品がパーキングロックギヤ付き製品であり、パーキングロックギヤの歯幅面及び外径面のフランジ側の歯元部からしごく場合は、歯元部の角部１７に余肉が生じないためより小型化することができるパーキングロックギヤ付き製品を得ることができる。
【０００８】
本発明の歯形付き製品によれば、歯形据込加工後のノックアウト動作時に型３に設けたしごき部３１を用いてしごき加工を行うことによって、歯先角部の曲率半径、及び歯幅面の表面粗さを据込成形よりも向上したものとすることができる。また、従来のしごき加工と異なり、しごき部３１近辺には潤滑油が存在し、型３に対して粗歯形６２の歯幅面とともに潤滑油がしごき部３１に移動し、供給される、しごき加工中の潤滑油切れを抑制することができる。このため、製品の型３への焼き付きを抑制することができ、加工コストを低減することができる。更に、本製造方法によるしごき加工により成形される歯形は、高精度な歯先角部１５を具備することができる。
更に、本歯形付き製品がパーキングロックギヤ付き製品であり、しごき加工はノックアウトを兼ねており、ノックアウトと逆方向にしごくために、歯幅面及び外径面のフランジ側の歯元部からしごき始める場合は、歯元部の角部１７に余肉が生じないため高精度なパーキングロックギヤ付き製品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の歯形付き製品及びその製造方法について、以下詳細に説明する。
本発明の歯形付き製品の製造方法は、粗材の粗歯形を据込加工する据込工程と、該粗歯形をノックアウトする際に、型に形成されたしごき部によって該粗歯形の歯幅面及び外径面のしごき加工を行うしごき工程とを順次行うことを特徴とする。
【００１０】
上記「歯形」の種類、大きさ及び個数等は特に問わない。また、歯形の種類は、例えば、矩形歯、インボリュート歯及びスプライン歯等を挙げることができる。また、上記歯形は、例えば、その歯幅面と歯先端面とを、所定角度の面取り面や所定の曲率半径を有する曲面等で連結することができる。更に例えば、その歯先端面に段差部を設けたり、その歯底部に肉盗みを設けたりできる。また、上記歯形は、例えば、その歯先角部の曲率半径Ｒが０．２〜１．０ｍｍ（好ましくは０．４〜０．８ｍｍ、更に好ましくは０．４〜０．６ｍｍ）であり、その歯幅面の表面粗さが十点平均粗さで３〜１０ｚ（好ましくは３〜８ｚ）であり、歯元部の余肉長さは０．３〜１．５ｍｍ（好ましくは０．５〜１．５ｍｍ、更に好ましくは０．５〜１ｍｍ）とすることができる。
また、上記「歯幅面」とは、通常、図７に例示するように、歯形１２に対する相手部材のかみあい面１３を意味する。更に、上記「外径面」は、歯形１２に対する相手部材の非かみあい面１４を意味する。また、上記「歯先角部」は、例えば、歯先側の角部１５であることができる。
据込工程の後、図３に例示するように、歯幅面６３及び外径面６４のフランジ側の歯元部からしごき部３１を摺動させてしごき工程を行う場合、ダイス３のしごき部３１から金型内底部３２までの面と、歯幅面６３及び外径面６４との間に潤滑油を残留させることができる。この残留する潤滑油はしごき工程においてしごき部３１へ供給されるため、しごき加工中の潤滑油切れを抑制することができる。
【実施例】
【００１１】
以下、図を参照して本発明を実施例により具体的に説明する。尚、本実施例では、後述するように、成形される歯形付き製品としてパーキングロックギヤ付き製品１（図６及び７参照）を例示する。
（１）金型の構成
本実施例に係る鍛造機は、図１に示すように、上下方向（ラムの移動方向）に移動するパンチ２、粗歯形６２を具備する粗材６を載置するダイス３、ノックアウト型４及びバックアップ型５を備えて構成されている。また、パンチ２は図示しないパンチ作動源によって作動される。
【００１２】
（２）歯形付き製品の製造方法
［１］据込工程
次に、上述の構成の鍛造機を使用した本実施例に係るパーキングロックギヤ付き製品１の製造方法について説明する。先ず、熱間鍛造で成形され、粗ＣＶＴセカンダリシャフト６１の表面より粗パーキングロックギヤ６２を立ち上げてなる粗材６を用意する。そして、図１、２に示すように、この粗材６を、その粗パーキングロックギヤ６２側を下向きにして、パンチ２とダイス３及びバックアップ型５との間の所定位置に位置決めを行い配置する。
その後、パンチ２を下方に移動させ据込加工を行う。このとき、図３に示すように、パンチ２の押圧により粗パーキングロックギヤ６２が横方向に膨張することによって、歯幅面６３及び外径面６４はダイス３の型内側面に密着する。また、しごき部３１は、歯幅面６３及び外径面６４の、粗ＣＶＴセカンダリシャフト６１のフランジ側の歯元部の角部１７に位置する。
また、歯幅面６３及び外径面６４がダイス３の型内側面に密着したときに、しごき部３１から金型内底部３２までの面は予め覆っている潤滑油がそのまま残留する。これは、密着時に潤滑油が他の場所へ逃げないためである。
【００１３】
［２］しごき工程
次に、図４及び５に示すように、パンチ２が上昇し、ノックアウト型４が上昇することにより、拘束状態の粗材６が上昇してノックアウト動作が開始される。すると、図５に示すように、ダイス３のしごき部３１によって粗パーキングロックギヤ６２の歯幅面及び外径面に角部１７から下方に向かうしごき加工が施されパーキングロックギヤ１２が成形される。また、しごき部３１から金型内底部３２までの面に残留する潤滑油が粗材６の上昇に伴って付随し、しごき部３１へ供給される。この供給される潤滑油がしごき加工の潤滑油として用いられる。
更に、成形されたパーキングロックギヤ１２の歯先端部側に余肉が生じるが、この余肉は後工程で切削加工等によって除去することができる。その後、ノックアウト動作が完了し、成形されたパーキングロックギヤ付き製品１が鍛造機から取り出されることとなる。
【００１４】
（３）パーキングロックギヤ付き製品
次に、上述の製造方法で製造されたパーキングロックギヤ付き製品１について説明する。このパーキングロックギヤ付き製品１は、図６に示すように、円盤状のフランジ部及び軸部等を備える粗ＣＶＴセカンダリシャフト１１と、このフランジ部の表面より立ち上がるパーキングロックギヤ１２とを備えている。このパーキングロックギヤ付き製品１のパーキングロックギヤ１２において、その歯先角部１５の曲率半径Ｒが約０．５ｍｍであり、その歯幅面１３及び外径面１４の十点平均表面粗さＲｚが約６ｚであり、且つ、角部１７等の歯元部の余肉長さＬは約１ｍｍであり、それぞれ高精度であった。
【００１５】
（４）実施例の効果
以上のように本実施例のパーキングロックギヤ付き製品の製造方法では、据込工程及びしごき工程を備え、しごき工程がノックアウト動作時に行われることによって、ダイス３のしごき部３１で粗パーキングロックギヤ６２にしごき加工を施してパーキングロックギヤ１２を成形するようにしたので、図６に示す成形されたパーキングロックギヤ１２の歯形の角部１７に肉溜りが生じない。従って、このパーキングロックギヤ１２において、その歯先角部１５の曲率半径Ｒ、その歯幅面１３及び外径面１４の表面粗さＲｚ、並びに歯元部の余肉長さＬに高精度な値を確保でき、その結果、コンパクト化やパーキングロックギヤの機能確保等に優れたパーキングロックギヤ付き製品を提供することができる。
また、しごき工程において、しごき部３１近辺には潤滑油が存在し、型３に対して粗歯形６２の歯幅面とともに潤滑油がしごき部３１に移動し、供給されるため、しごき加工中の潤滑油切れを抑制することができる。このため、従来のしごき加工時に必要な高価な潤滑剤を用いず、据込加工で使用できる安価な潤滑油をそのまま利用することができ、加工コストを低減することができる。更に、ダイス３の摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の歯形付き製品の粗材を鍛造機に配設した状態を説明するための縦断面図である。
【図２】図１の要部を拡大した模式縦断面図である。
【図３】据込工程を行った状態を説明するための模式縦断面図である。
【図４】しごき工程を終えた状態を説明するための縦断面図である。
【図５】しごき工程によって歯幅面等がしごかれる様子を説明するための模式縦断面図である。
【図６】本実施例に係るパーキングロックギヤ付き製品の斜視図である。
【図７】図６の要部を拡大した斜視図である。
【図８】従来の据込加工を説明するための説明図であり、（ａ）はダイス内に粗パーキングロックギヤをセットした状態を示し、（ｂ）は成形完了時の状態を示す。
【図９】従来のしごき加工を説明するための説明図であり、（ａ）はダイス上に粗パーキングロックギヤをセットした状態を示し、（ｂ）は成形完了時の状態を示す。
【符号の説明】
【００１７】
１；パーキングロックギヤ付き製品、１１；ＣＶＴセカンダリシャフト、１２；パーキングロックギヤ、１３、６３；歯幅面、１４、６４；外径面、１５；歯先角部、１６；歯元角部、１７；角部、１８；歯元面、１９；余肉、２；パンチ、３；ダイス、３１；しごき部、３２；金型内底部、４；ノックアウト型、５；バックアップ型、６；粗材、６１；粗ＣＶＴセカンダリシャフト、６２；粗パーキングロックギヤ。
【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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【図８】
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【図９】
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