(57)【要約】【課題】歯形付き成形品を生産効率良く安価に製造することができる歯形付き成形品の製造方法を提供する。【解決手段】本製造方法は、歯形部４を有する歯形付き成形品（ＣＶＴ用プーリシャフト１）を製造する製造方法であって、素材を熱間鍛造して、円盤状部（プーリ部３）又は円環状部を有する荒鍛造品１０を成形する工程と、前記荒鍛造品を冷間鍛造して、前記円盤状部又は前記円環状部の周側に、該円盤状部又は該円環状部の周面より半径方向に余肉１８を逃して余肉１８を有する歯形部４を成形する工程と、前記歯形部の余肉を除去する工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯形部を有する歯形付き成形品を製造する製造方法であって、
素材を熱間鍛造して、円盤状部又は円環状部を有する荒鍛造品を成形する工程と、
前記荒鍛造品を冷間鍛造して、前記円盤状部又は前記円環状部の周側に、該円盤状部又は該円環状部の周面より半径方向に余肉を逃して該余肉を有する歯形部を成形する工程と、
前記歯形部の余肉を除去する工程と、を備えることを特徴とする歯形付き成形品の製造方法。
【請求項２】
前記歯形付き成形品は、ＣＶＴ用プーリシャフトであり、
前記荒鍛造品を成形する工程は、前記素材を熱間鍛造して、軸部と該軸部の外周側に設けられる前記円盤状部としてのプーリ部とを有する前記荒鍛造品を成形する工程であり、
前記歯形部を成形する工程は、前記荒鍛造品を冷間鍛造して、前記プーリ部の外周側に、該プーリ部の外周面より遠心方向に余肉を逃して該余肉を有する前記歯形部を成形する工程である請求項１記載の歯形付き成形品の製造方法。
【請求項３】
前記歯形部は、前記プーリ部の外周側に該プーリ部の厚さ方向に窪んだ凹部を形成してなり、該凹部の深さ（ｄ）は該プーリ部の最外周厚さ（ｔ）より小さい請求項２記載の歯形付き成形品の製造方法。
【請求項４】
前記歯形部を成形する工程では、環状の金型を用いて複数の前記歯形部が成形され、該金型の内周面側には複数の凸部からなる歯形成形部が設けられ、該金型の軸端面側には複数の余肉逃げ用凹部が設けられている請求項２又は３に記載の歯形付き成形品の製造方法。
【請求項５】
前記歯形部を成形する工程では、前記歯形部と同時に、前記軸部の軸端面の中心部に形成された穴部の内周側にスプライン部が形成される請求項２乃至４のいずれか一項に記載の歯形付き成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯形付き成形品の製造方法に関し、さらに詳しくは、歯形付き成形品を生産効率良く安価且つ容易に製造することができる歯形付き成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より歯形付き成形品として、例えば、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）用プーリシャフト、パーキングギヤ等が一般に知られている。
従来のＣＶＴ用プーリシャフトの製造方法としては、例えば、図１２に示すように、素材を熱間鍛造してプーリ部１０３を有する荒鍛造品１１０を成形し、その後、この荒鍛造品１１０を軸心周りに間欠的に回転させて割出しさせつつ、フライスＦ加工によりプーリ部１０３の外周面側に複数（例えば、１６個）の歯形部１０４を順次形成する方法が知られている。
また、従来のパーキングギヤの製造方法としては、先ず、素材を熱間鍛造して、外周面側に複数の粗歯形部が形成された円盤状部を有する荒鍛造品を成形し、その後、この荒鍛造品を冷間鍛造して、粗歯形部を精度の高い歯形部に成形する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、前者の製造方法では、フライス加工によって歯形部を形成するようにしているので、そのフライス加工を、歯形部の個数（例えば、１６個）分だけ繰返す必要があり、生産性が低いものとなっていた。また、加工設備が専用となりコスト高を招いていた。
また、後者の製造方法では、熱間鍛造によって粗歯形部を成形してから、冷間鍛造によって歯形部を成形するようにしているので、熱間鍛造で使用する金型として、歯形成形部を有するものを用意する必要があり、金型費用が高くなり、また型割れが発生し易く金型寿命が短いものであった。また、熱間鍛造後には、通常、熱処理等のために荒鍛造品を搬送することとなるが、その搬送途中で荒鍛造品の粗歯形部に誤って打痕キズをつけた際に不良品となる可能性が高く、品質管理が煩雑となる。さらに、冷間鍛造時に荒鍛造品を粗歯形部に応じて正確に位置決めする必要があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７３５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、歯形付き成形品を生産効率良く安価且つ容易に製造できる歯形付き成形品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．歯形部を有する歯形付き成形品を製造する製造方法であって、
素材を熱間鍛造して、円盤状部又は円環状部を有する荒鍛造品を成形する工程と、
前記荒鍛造品を冷間鍛造して、前記円盤状部又は前記円環状部の周側に、該円盤状部又は該円環状部の周面より半径方向に余肉を逃して該余肉を有する歯形部を成形する工程と、
前記歯形部の余肉を除去する工程と、を備えることを特徴とする歯形付き成形品の製造方法。
２．前記歯形付き成形品は、ＣＶＴ用プーリシャフトであり、
前記荒鍛造品を成形する工程は、前記素材を熱間鍛造して、軸部と該軸部の外周側に設けられる前記円盤状部としてのプーリ部とを有する前記荒鍛造品を成形する工程であり、
前記歯形部を成形する工程は、前記荒鍛造品を冷間鍛造して、前記プーリ部の外周側に、該プーリ部の外周面より遠心方向に余肉を逃して該余肉を有する前記歯形部を成形する工程である上記１．記載の歯形付き成形品の製造方法。
３．前記歯形部は、前記プーリ部の外周側に該プーリ部の厚さ方向に窪んだ凹部を形成してなり、該凹部の深さｄは該プーリ部の最外周厚さｔより小さい上記２．記載の歯形付き成形品の製造方法。
４．前記歯形部を成形する工程では、環状の金型を用いて複数の前記歯形部が成形され、該金型の内周面側には複数の凸部からなる歯形成形部が設けられ、該金型の軸端面側には複数の余肉逃げ用凹部が設けられている上記２．又は３．に記載の歯形付き成形品の製造方法。
５．前記歯形部を成形する工程では、前記歯形部と同時に、前記軸部の軸端面の中心部に形成された穴部の内周側にスプライン部が形成される上記２．乃至４．のいずれか一項に記載の歯形付き成形品の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の歯形付き成形品の製造方法によると、先ず、素材を熱間鍛造して、円盤状部又は円環状部を有する荒鍛造品が成形され、次に、この荒鍛造品を冷間鍛造して、円盤状部又は円環状部の周面側に、円盤状部又は円環状部の周面より半径方向に余肉を逃しつつ余肉を有する歯形部が成形され、次いで、この歯形部の余肉が除去される。
このように、熱間鍛造で粗歯形部を成形することなく、且つ、冷間鍛造で余肉を逃しつつ一度に歯形部を成形するようにしたので、従来のように、フライス加工で歯形部を切削形成するものに比べて、生産性を向上させることができる。また、加工工程の工数低減、及び旋盤等の汎用性の高い設備の利用による低コスト化を図ることができる。また、従来のように、熱間鍛造により粗歯形部を成形した後に冷間鍛造により歯形部を成形するものに比べて、熱間鍛造で使用する金型コストを抑え且つ金型寿命を向上させることができる。また、熱間鍛造後の打痕キズ等に起因する不良品の発生率を低下させることができる。さらに、冷間鍛造時の荒鍛造品の位置決め作業を必要としない。その結果、歯形付き成形品を生産効率良く安価且つ容易に製造することができる。
【０００８】
また、前記歯形付き成形品が、ＣＶＴ用プーリシャフトであり、前記荒鍛造品を成形する工程が、前記素材を熱間鍛造して、軸部と該軸部の外周側に設けられる前記円盤状部としてのプーリ部とを有する荒鍛造品を成形する工程であり、前記歯形部を成形する工程が、前記荒鍛造品を冷間鍛造して、前記プーリ部の外周側に、該プーリ部の外周面より遠心方向に余肉を逃して該余肉を有する歯形部を成形する工程である場合は、センサロータとして機能する歯形部を有するＣＶＴ用プーリシャフトを、生産効率良く安価且つ容易に製造することができる。
また、前記プーリ部の外周側に該プーリ部の厚さ方向に窪んだ凹部を形成してなる歯形部を形成できる。
また、前記歯形部を成形する工程では、環状の金型を用いて複数の前記歯形部が成形され、該金型の内周面側には歯形成形部が設けられ、該金型の軸端面側には複数の余肉逃げ用凹部が設けられている場合は、歯形成形部により複数の歯形部が成形されると共に、各余肉逃げ用凹部に複数の歯形部の余肉が円滑に流れ、歯形部をより好適に成形できる。
また、前記歯形部を成形する工程では、前記歯形部と同時に、前記軸部にスプライン部が形成される場合は、一度の冷間鍛造で歯形部及びスプライン部を同時に成形でき、ＣＶＴ用プーリシャフトの生産性を更に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
１．歯形付き成形品の製造方法
本実施形態に係る歯形付き成形品の製造方法は、歯形部を有する歯形付き成形品を製造する方法であって、以下に述べる荒鍛造品成形工程、歯形部成形工程、及び余肉除去工程を備えている。
上記「歯形付き成形品」は、例えば、軸部と、この軸部の外周側に設けられるプーリ部と、このプーリ部の外周側に形成される歯形部とからなるＣＶＴ用プーリシャフトであることができる。この歯形部４は、例えば、プーリ部３の外周側に厚さ方向に窪んだ凹部８を形成してなり、この凹部８の深さｄがプーリ部３の最外周厚さｔより小さい値に設定されていることができる（図１０参照）。
【００１０】
上記「荒鍛造品成形工程」は、素材を熱間鍛造して、円盤状部又は円環状部を有する荒鍛造品を成形する工程である限り、その成形形態、手順等は特に問わない。
【００１１】
上記歯形付き成形品がＣＶＴ用プーリシャフトである場合、上記荒鍛造品成形工程は、棒状の素材を熱間鍛造して、軸部と該軸部の外周側に設けられる前記円盤状部としてのプーリ部とを有する荒鍛造品を成形する工程である。
上記軸部は、例えば、直径の異なる少なくとも２つの小径部及び大径部からなることができる。この場合、上記プーリ部は、例えば、大径部の外周側に設けられていることができる。また、上記熱間鍛造の回数は特に問わず、例えば、棒状の素材に対して、つぶし、荒仕上げ、仕上げ等の複数回の熱間鍛造を施して上記荒鍛造品を成形することができる。
【００１２】
上記「歯形部成形工程」は、上記荒鍛造品を冷間鍛造して、円盤状部又は円環状部の周側に、円盤状部又は円環状部の周面より半径方向に余肉を逃して余肉を有する歯形部を成形する工程である限り、その成形形態、手順、冷間鍛造の回数等は特に問わない。
【００１３】
上記歯形付き成形品がＣＶＴ用プーリシャフトである場合、上記歯形部成形工程は、上記荒鍛造品を冷間鍛造して、プーリ部の外周側に、プーリ部の外周面より遠心方向に余肉を逃して余肉を有する歯形部を成形する工程である。この歯形部４は、通常、プーリ部３の外周面より遠心方向に平面状に延びる余肉１８を有している（図７参照）。
上記歯形部成形工程では、例えば、環状の金型を用いて複数の上記粗歯形部が成形されることができる。この金型１３ｃの内周面側には、複数の凸部１５からなる歯形成形部１６が設けられ、軸端面側には複数の余肉逃げ用凹部１７が設けられている（図６参照）。この余肉逃げ用凹部１７は、通常、凸部１５の成形面側に設けられている。
上記歯形部成形工程では、例えば、上記歯形部４と同時に、軸部２の軸端面の中心部に形成された穴部６の内周側にスプライン部７を形成することができる（図８参照）。
【００１４】
上記「余肉除去工程」は、上記歯形部の余肉を除去する工程である限り、その除去形態、手順等は特に問わない。この余肉は、例えば、汎用性の高い旋盤で切削して除去することができる。
【実施例】
【００１５】
以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。
尚、本実施例では、本発明に係る「歯形付き成形品」として、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）で用いられる駆動側のプーリシャフトを例示する。
【００１６】
（１）プーリシャフトの構成
本実施例に係るプーリシャフト１は、図１０及び１１に示すように、小径部２ａと大径部２ｂとからなる軸部２と、この軸部２の外周側に設けられる円盤状のプーリ部３と、このプーリ部３の外周側に形成され且つセンサロータの機能を発揮する複数（例えば、１６個）の歯形部４とからなっている。上記小径部２ａの軸端側には穴部５が形成され、上記大径部２ｂの軸端側には穴部６が形成されている。この穴部６の内周側には、スプライン部７が形成されている。また、上記歯形部４は、プーリ部３の外周側に厚さ方向に窪んだ凹部８を形成してなり、この凹部８の深さｄがプーリ部の最外周厚さｔより小さい値に設定されている。従って、歯形部４は、有底凹状をなしている。
【００１７】
（２）プーリシャフトの製造方法
次に、上記プーリシャフト１の製造方法について説明する。
先ず、丸棒状の素材に、つぶし、荒地及び仕上の３回の熱間鍛造が施されて、図１及び２に示すように、小径部２ａ及び大径部２ｂからなる軸部２と、大径部２ｂの外周側に連なるプーリ部３とを有する荒鍛造品１０が成形される。
なお、上記荒鍛造品１０は、通常、熱間鍛造後に焼鈍等の熱処理が施された後、スケール除去のためにショットブラストにかけられる。その後、小径部２ａ及び大径部２ｂの軸端側に切削加工が施されて、各穴部５，６が形成されると共に、プーリ部３の表面が荒切削される。
【００１８】
次に、上記熱間鍛造で得られた荒鍛造品１０は、図３及び４に示すように、上金型１２及び下金型１３を用いて１回の冷間鍛造が施され、後述の冷間鍛造品が成形される。この下金型１３は、３種類の金型１３ａ，１３ｂ，１３ｃからなっている。この金型１３ａの先端外周側にはスプライン成形部１４が形成されている。また、金型１３ｃの内周側には、図５及び６に示すように、複数の歯形部４に対応する複数（例えば、１６個）の凸部１５からなる歯形成形部１６が形成されている。また、金型１３ｃの軸端面側には、複数の凸部１５の成形面側に連なる複数（例えば、１６個）の余肉逃げ用凹部１７が形成されている。
【００１９】
上記冷間鍛造では、金型１３ａによって、軸部２の大径部２ｂの穴部６の内周側にスプライン部７（図３参照）が成形される。さらに、金型１２，１３ｃの間で、図５に示すように、プーリ部３の外周側に余肉１８を有する歯形部４が成形される。即ち、金型１２，１３ｃによって、プーリ部３の外周側が圧縮されてプーリ部３の外周面より遠心方向に余肉１８が逃され、その余肉１８は金型１３ｃの各余肉逃げ用凹部１７に流れる。その結果、図７〜８に示すように、プーリ部３の外周側に、遠心方向に平面状に延びる余肉１８を有する歯形部４が成形され、冷間鍛造品１１が成形される。
その後、図１０及び１１に示すように、旋盤によって、歯形部４の余肉１８を除去して、プーリシャフト１が得られることとなる。
【００２０】
（３）実施例の効果
本実施例のＣＶＴ用プーリシャフトの製造方法では、熱間鍛造で粗歯形部を成形することなく、且つ、冷間鍛造で余肉１８をプーリ部３の外方に逃しつつ一度に複数の歯形部４を成形するようにしたので、従来のように、フライス加工で歯形部を切削形成するものに比べて、生産性を向上させることができる。また、加工工程の工数低減、及び旋盤等の汎用性の高い設備の利用による低コスト化を図ることができる。また、従来のフライス加工では、荒鍛造品を軸心周りに回転させて割出す必要があり、この割出精度によっては各歯形部のピッチ間隔の精度も低下してしまう場合があるが、本実施例の製造方法では各歯形部４のピッチ間隔を高精度なものに維持できる。また、従来のように、熱間鍛造により粗歯形部を成形した後に冷間鍛造により歯形部を成形するものに比べて、熱間鍛造で使用する金型に歯形成形部を設ける必要がなく金型コストを抑え且つ金型寿命を向上させることができる。また、荒鍛造品１０には、粗歯形部が形成されていないので、熱間鍛造後の打痕キズ等に起因する不良品の発生率を低下させることができる。さらに、冷間鍛造時の荒鍛造品１０の位置決め作業を必要としない。その結果、センサロータとして機能する歯形部４を有するＣＶＴ用プーリシャフト１を、生産効率良く安価且つ容易に製造することができる。
【００２１】
また、本実施例では、歯形部４を構成する凹部８の深さｄをプーリ部３の最外周厚さｔより小さい値に設定したので、センサロータとしてより好適に機能する歯形部４を形成できる。
また、本実施例では、冷間鍛造時に、プーリ部３の外周先端側の余肉１８を、金型１３ｃの余肉逃げ用凹部１７の内部に案内して流すようにしたので、歯形部４をより円滑且つ確実に成形できる。
また、本実施例では、一度の冷間鍛造によって、歯形部４及びスプライン部７を同時に成形するようにしたので、ＣＶＴ用プーリシャフト１の生産性を更に高めることができる。
【００２２】
尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例では、歯形付き成形品としてＣＶＴ用プーリシャフト１を例示したが、これに限定されず、例えば、ワンウェイクラッチのアウタレースとしてもよい。この場合、アウタレースの本体（円環状部）の内周側に歯形部が形成される。さらに、歯形付き成形品として、例えば、パーキングギヤ等を例示することもできる。
また、本実施例では、ＣＶＴ用プーリシャフト１の軸部２として、２つの直径の異なる小径部２ａ及び大径部２ｂからなるものを例示したが、これに限定されず、例えば、１つの直径の軸部や３つ以上の直径の異なる軸部としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
歯形付き成形品を製造する技術として広く利用される。特に、ＣＶＴ用プーリシャフトを製造する技術として好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施例に係る熱間鍛造後のプーリシャフト（荒鍛造品）の縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ矢視図である。
【図３】本実施例に係る冷間鍛造の成形前後の状態を説明するための説明図であり、中心線より左側が成形前の状態を示し、中心線より右側が成形後の状態を示す。
【図４】本実施例に係る冷間鍛造の成形時の状態を説明するための説明図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】本実施例に係る金型の斜視図である。
【図７】図５のＶＩＩ矢視の斜視図である。
【図８】本実施例に係る冷間鍛造後のプーリシャフト（冷間鍛造品）の縦断面図である。
【図９】図８のＩＸ矢視図である。
【図１０】本実施例に係る旋盤切削後のプーリシャフトの縦断面図である。
【図１１】図１０のＸＩ矢視図である。
【図１２】従来のプーリシャフトの製造方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１；ＣＶＴ用プーリシャフト、２；軸部、３；プーリ部、４；歯形部、６；穴部、７；スプライン部、８；凹部、１０；荒鍛造品、１３ｃ；金型、１５；凸部、１６；歯形成形部、１７；余肉逃げ用凹部、１８；余肉、ｄ；深さ、ｔ；最外周厚さ。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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