(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍛造機のラムの移動方向と交差する方向に移動する移動型によって粗材の粗歯形を拘束した状態で、該粗材を前記ラムの移動方向に移動させて該粗材の該粗歯形にしごき加工を施して歯形を成形し歯形付き製品を冷間鍛造により得る歯形付き製品の製造方法であって、
前記移動型はカム機構を介してラムの移動方向と交差する方向へ移動する複数のセグメント型であり、該セグメント型の型部の先端側に、上端部が幅方向に僅かに膨らんだしごき部があり、
前記移動型の交差方向への移動によって、上記しごき部が前記粗材の歯元部の前記粗歯形の所定部位にしごき加工を施して且つ前記しごき部が該歯元部にくい込んで該粗歯形を拘束し、
ノックアウト時、ノックアウト用の型によって前記粗材を前記ラムの移動方向に移動させ、前記しごき部により前記歯元部とは反対側に向かう歯幅方向へしごく前記しごき加工が施されることを特徴とする歯形付き製品の製造方法。
【請求項２】
前記鍛造機は、ラムの移動方向に移動するインナパンチ、アウタパンチ、ノックアウト型及びバックアップ型並びにカム機構を備え、
前記カム機構は、前記アウタパンチの移動によって上下方向に移動するカム型を備えており、該カム型は、円筒状のカムホルダと該カムホルダの内周側に設けられる円筒状の戻し型とを一体的に備えており、
前記カム機構は、放射状に配置される複数のセグメント型を備えており、該各セグメント型は、水平方向に延びる型部と該型部の後端より斜め下方に伸びる係合部とを有し、全体として略Ｌ字状をなしており、該係合部は、前記カムホルダの内周傾斜面及び前記戻し型の外周傾斜面と係合しており、これらの係合によって該セグメント型がラムの移動方向と直交する水平方向へ移動するようになっており、
前記粗材は、インナパンチとバックアップ型との間の所定位置に位置決めセットされる請求項１記載の歯形付き製品の製造方法。
【請求項３】
前記歯形付き製品は、フランジ部と該フランジ部の表面から立ち上がる歯形とを有する該歯形付き製品であって、
前記歯形は、その歯先隅部の曲率半径が０．４ｍｍ以下であり、その歯面の表面粗さが十点平均粗さで１２．５ｚ以下であり、且つ、その歯元部の曲率半径が０．２〜１．５ｍｍである請求項１又は２に記載の歯形付き製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯形付き製品の製造方法に関し、更に詳しくは、高精度の歯形付き製品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カウンタードリブンギヤ及びその製造方法として好適に利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、歯形付き製品として、パーキングロックギヤとカウンタードリブンギヤとを一体成形してなるパーキングロックギヤ付きカウンタードリブンギヤ（図８参照、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。このパーキングロックギヤ付き製品３０の製造方法としては、熱間鍛造で、フランジ部の表面より粗パーキングロックギヤを立ち上げてなる粗材を成形し、その後、冷間鍛造で、この粗材の粗パーキングロックギヤに仕上げ加工を施してパーキングロックギヤ３２を成形し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、据え込み加工及びしごき加工の２通りの加工法が用いられている。
上記据え込み加工では、図１５(ａ)(ｂ)に示すように、ダイス１９より小さな粗パーキングロックギヤ２２をダイス１９内にセットし、その粗パーキングロックギヤ２２を押しつぶすことによってパーキングロックギヤ３２を成形している。また、上記しごき加工では、図１６(ａ)(ｂ)に示すように、ダイス１９より大きな粗パーキングロックギヤ２２をダイス１９上にセットし、その粗パーキングロックギヤ２２をダイス１９内にしごきながら押込むことによってパーキングロックギヤ３２を成形している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、上記パーキングロックギヤ付き製品は、そのコンパクト化やパーキングロックギヤの機能確保等の観点から高精度化が要望されている。特に、図９に示すように、このパーキングロックギヤ付き製品３０のパーキングロックギヤ３２において、その歯先隅部３３の曲率半径Ｒ１、その歯面３４の表面粗さＲｚ及びその歯元部３５の曲率半径Ｒ２に厳しい精度｛例えば、Ｒ１≦０．４ｍｍ、Ｒｚ（十点平均粗さ）≦１２．５ｚ、Ｒ２＝０．２〜１．５ｍｍ｝が要求されている。
しかし、上記従来の据え込み加工では、ダイスの型面に対して粗パーキングロックギヤの成形面を押圧する加工であるため、成形されるパーキングロックギヤにおいて、その歯元部の曲率半径Ｒ２は比較的高い精度（例えば、Ｒ２＝０．５ｍｍ）を確保できるが、その歯面の表面粗さＲｚは高い精度（例えば、Ｒｚ≦２０ｚ）を確保できず、また、その歯先隅部は欠肉が生じてしまい高い精度を確保できない。一方、上記従来のしごき加工では、その歯先隅部の曲率半径Ｒ１及びその歯面の表面粗さＲｚは比較的高い精度（例えば、Ｒ１≦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の歯元部に向かってラムの移動方向へしごきが行われるため、成形されるパーキングロックギヤの歯元部に約２ｍｍ以上の肉溜り１８｛図１６(ｂ)参照｝が生じてしまい、この歯元部に高い精度を確保できない。
【０００４】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、高精度の歯形を有する冷間鍛造品である歯形付き製品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の歯形付き製品の製造方法は、以下の通りである。
１．鍛造機のラムの移動方向と交差する方向に移動する移動型によって粗材の粗歯形を拘束した状態で、該粗材を前記ラムの移動方向に移動させて該粗材の該粗歯形にしごき加工を施して歯形を成形し歯形付き製品を冷間鍛造により得る歯形付き製品の製造方法であって、
前記移動型はカム機構を介してラムの移動方向と交差する方向へ移動する複数のセグメント型であり、該セグメント型の型部の先端側に、上端部が幅方向に僅かに膨らんだしごき部があり、
前記移動型の交差方向への移動によって、上記しごき部が前記粗材の歯元部の前記粗歯形の所定部位にしごき加工を施して且つ前記しごき部が該歯元部にくい込んで該粗歯形を拘束し、
ノックアウト時、ノックアウト用の型によって前記粗材を前記ラムの移動方向に移動させ、前記しごき部により前記歯元部とは反対側に向かう歯幅方向へしごく前記しごき加工が施されることを特徴とする。
２．前記鍛造機は、ラムの移動方向に移動するインナパンチ、アウタパンチ、ノックアウト型及びバックアップ型並びにカム機構を備え、
前記カム機構は、前記アウタパンチの移動によって上下方向に移動するカム型を備えており、該カム型は、円筒状のカムホルダと該カムホルダの内周側に設けられる円筒状の戻し型とを一体的に備えており、
前記カム機構は、更に、放射状に配置される複数のセグメント型を備えており、該各セグメント型は、水平方向に延びる型部と該型部の後端より斜め下方に伸びる係合部とを有し、全体として略Ｌ字状をなしており、該係合部は、前記カムホルダの内周傾斜面及び前記戻し型の外周傾斜面と係合しており、これらの係合によって該セグメント型がラムの移動方向と直交する水平方向へ移動するようになっており、
前記粗材は、インナパンチとバックアップ型との間の所定位置に位置決めセットされる、上記１．記載の歯形付き製品の製造方法。
３．前記歯形付き製品は、フランジ部と該フランジ部の表面から立ち上がる歯形とを有する該歯形付き製品であって、
前記歯形は、その歯先隅部の曲率半径が０．４ｍｍ以下であり、その歯面の表面粗さが十点平均粗さで１２．５ｚ以下であり、且つ、その歯元部の曲率半径が０．２〜１．５ｍｍである、上記１．又は２．に記載の歯形付き製品の製造方法。
【０００７】
上記「歯形」としては、その種類、大きさ、個数等は特に問わない。その種類としては、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（又は矩形歯）は、例えば、その歯面と歯先端面とを、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。また、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（又は矩形歯）は、例えば、その歯先隅部の曲率半径が０．３ｍｍ以下であり、その歯面の表面粗さが十点平均粗さで１０ｚ以下であり、且つ、その歯元部の曲率半径が０．３〜１．０ｍｍであることができる。また、上記「歯面」とは、通常、歯形（又は矩形歯）に対する相手部材のかみあい面を意味する。また、上記「歯先隅部」は、例えば、上記歯面の歯先側に設けられる一対の面の交差部分であることができる。また、上記「歯元部」は、例えば、上記歯面と上記フランジ部の表面との交差部分であることができる。
また、上記「移動型」としては、鍛造機のラムの移動方向と交差する方向へ移動可能であれば、その構造、形状、個数等は特に問わない。上記移動型は、例えば、カム機構を介してラムの移動方向と交差する方向へ移動する複数のセグメント型であることができる。また、上記セグメント型は、例えば、１つのセグメント型で隣り合う一対の歯形（又は矩形歯）の各対向面にしごき加工を施す形状であったり、１つのセグメント型で１つの歯形（又は矩形歯）の両側面にしごき加工を施す形状であったりできる。また、上記「交差する方向」としては、例えば、ラムの移動方向と略直交する方向であることができる。さらに、上記「所定部位」は、例えば、歯形（又は矩形歯）の歯元部を含むことができる。
【０００９】
本発明の歯形付き製品の製造方法によると、ラムの移動方向と交差する方向へ移動する移動型によって粗材の粗歯形を拘束した状態で、粗材をラムの移動方向に移動させてしごき加工を施すようにしたので、成形される歯形の歯先隅部の曲率半径及び歯面の表面粗さに高精度な値を確保できる。また、粗歯形は、その歯元部と反対側に向かってラムの移動方向へしごかれるので、歯形の歯元部に肉溜りが生じず、そこに高精度な値を確保できる。
また、移動型によって粗材の粗歯形の所定部位にしごき加工を施して粗歯形を拘束する場合は、粗歯形の所定部位にさらに高精度な値を確保できる。
また、ノックアウト用の型によって粗材をラムの移動方向に移動させる場合は、効率良く歯形付き製品を製造することができる。
本発明の歯形付き製品によると、高精度の歯形を有する冷間鍛造品であって、コンパクト化や歯形の機能確保等に優れた歯形付き製品を提供することができる
尚、矩形歯付き製品の製造方法は、鍛造機のラムの移動方向と交差する方向に移動する移動型によって、粗材の粗矩形歯にしごき加工を施して矩形歯を成形し矩形歯付き製品を得ることを特徴とする。
矩形歯付き製品は、フランジ部と、該フランジ部の表面から立ち上がる矩形歯とを有する矩形歯付き製品において、前記矩形歯は、その歯先隅部の曲率半径が０．４ｍｍ以下であり、その歯面の表面粗さが十点平均粗さで１２．５ｚ以下であり、且つ、その歯元部の曲率半径が０．２〜１．５ｍｍであることを特徴とする。
矩形歯付き製品の製造方法によると、ラムの移動方向と交差する方向へ移動する移動型によって粗材の粗矩形歯にしごき加工を施すようにしたので、成形される矩形歯の歯先隅部の曲率半径及び歯面の表面粗さに高精度な値を確保できる。また、粗矩形歯はラムの移動方向と交差する方向へしごかれるので、成形される矩形歯の歯元部に肉溜りが生じず、そこに高精度な値を確保できる。
矩形歯付き製品によると、高精度の矩形歯を有する冷間鍛造品であって、コンパクト化や矩形歯の機能確保等に優れた矩形歯付き製品を提供することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、図面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３０（図８参照）を例示する。
鍛造機の構成
本実施例に係る鍛造機１は、図１に示すように、上下方向（ラムの移動方向）に移動するインナパンチ２、アウタパンチ３、ノックアウト型４及びバックアップ型５と、カム機構７とを基本的に備えて構成されている。インナパンチ２はインナパンチ作動源２ａによって作動され、アウタパンチ３はアウタパンチ作動源３ａによって作動され、バックアップ型５はバックアップ型作動源５ａによって作動される。また、カム機構７における後述のカム型８はカム戻し作動源８ａによって戻し作動されるようになっている。
【００１１】
上記カム機構７は、図２に示すように、アウタパンチ３の移動によって上下方向に移動するカム型８を備えている。このカム型８は、円筒状のカムホルダ９と、このカムホルダ９の内周側に設けられる円筒状の戻し型１０とを一体的に備えている。また、カム機構７は、放射状に配置される複数のセグメント型１１を備えている。各セグメント型１１は、水平方向に延びる型部１２と、この型部１２の後端より斜め下方に伸びる係合部１３とを有し、全体として略Ｌ字状をなしている。この係合部１３は、上記カムホルダ９の内周傾斜面９ａ及び上記戻し型１０の外周傾斜面１０ａと係合しており、これらの係合によってセグメント型１１がラムの移動方向と直交する水平方向へ移動するようになっている。また、セグメント型１１の型部１２は、図３に示すように、横断面において先端側に向かって先細り状となっている。また、図４に示すように、型部１２の先端側の縦断面において、上端部が幅方向に僅かに膨らんだしごき部１５に形成され、このしごき部１５が粗材２０の粗パーキングロックギヤ２２の歯元部３５にくい込んで、この粗パーキングロックギヤ２２を拘束できるようになっている。
【００１２】
（２）歯形付き製品の製造方法
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３０の製造方法について説明する。先ず、熱間鍛造で成形され、円盤状のフランジ部２１の表面より複数の粗パーキングロックギヤ２２を立ち上げてなる粗材２０を用意する。そして、図５の中心線より左側に示すように、この粗材２０を、その粗パーキングロックギヤ２２側を下向きにして、インナパンチ２とバックアップ型５との間の所定位置に位置決めセットする。その後、図５の中心線より右側に示すように、アウタパンチ３と共にカム型８を下方に移動させて、カム型８のカムホルダ９と各セグメント型１１の係合部１３との係合により各セグメント型１１を中心側に向かって水平方向へ移動させる。すると、図６の中心線より左側に示すように、セグメント型１１の型部１２の先端側が粗パーキングロックギヤ２２間に進入し、その先端側のしごき部１５（図３，４参照）が粗パーキングロックギヤ２２の歯元部３５にくい込んでいきしごき加工が施され、各粗パーキングロックギヤ２２が拘束（閉塞）された状態となる。
【００１３】
次に、図６の中心線より右側に示すように、ラムが上昇を始めることにより、インナパンチ２、ノックアウト型４及びバックアップ型５と共に、拘束状態の粗材２０が上昇してノックアウト動作が開始される。すると、図７の中心線より左側に示すように、セグメント型１１のしごき部１５によって粗パーキングロックギヤ２２に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３２が成形される。このとき、成形されたパーキングロックギヤ３２において歯元部とは反対側の縁部に余肉が生じるが、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、図７の中心線より右側に示すように、インナパンチ２、アウタパンチ３及びノックアウト型４がさらに上昇すると共に、戻し型１０の上昇により各セグメント型１１が遠心側に向かって水平方向に戻されて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３０が鍛造機１から取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３０について説明する。このパーキングロックギヤ付き製品３０は、図８に示すように、円盤状のフランジ部３１と、このフランジ部３１の表面より立ち上がる複数（図８中で１５固）のパーキングロックギヤ３２とを備えている。このパーキングロックギヤ付き製品３０のパーキングロックギヤ３２において、図９及び図１２(ａ)に示すように、歯面３４と歯先端面４０とが所定角度Ｓ（例えば、１８度）の面取り面Ｃを介して連結され、本実施例では、この歯面３４と面取り面Ｃとの交差部分を歯先隅部３３とし、フランジ部３１の表面と歯面３４との交差部分を歯元部３５としている。そして、このパーキングロックギヤ３２において、その歯先隅部３３の曲率半径Ｒ１は高精度な値（０．３ｍｍ）であり、その歯面３４の表面粗さＲｚは高精度な値（１０ｚ）であり、且つ、その歯元部３５の曲率半径Ｒ２は高精度な値（０．５ｍｍ）であった。尚、上記フランジ部３１の外周側には、後工程で切削加工等によってカウンタードリブンギヤが形成されることとなる。
【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、鍛造機１内の所定位置にセットされる粗材２０に対して、先ず、複数のセグメント型１１を水平方向へ移動させて、セグメント型１１のしごき部１５を粗パーキングロックギヤ２２にくい込ませてしごき加工を施して拘束し、その後、その拘束状態のまま、粗材２０をノックアウトすることによって、セグメント型１１のしごき部１５で粗パーキングロックギヤ２２にしごき加工を施してパーキングロックギヤ３２を成形するようにしたので、ノックアウト時に、粗パーキングロックギヤ２２を、その歯元部３５とは反対側に向かう歯幅方向へしごくことができ、成形されたパーキングロックギヤ３２の歯元部３５に肉溜りが生じない。従って、このパーキングロックギヤ３２において、その歯先隅部３３の曲率半径Ｒ１、その歯面３４の表面粗さＲｚ及びその歯元部３５の曲率半径Ｒ２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。
【００１６】
尚、本発明においては、前記具体的な実施例に示すものに限られず、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、本実施例では、ノックアウト時に、粗材２０の各粗パーキングロックギヤ２２の主要部位にしごき加工を施す製造方法を例示したが、これに限定されず、例えば、各セグメント型１１の水平方向への移動によって、粗材２０の各粗パーキングロックギヤ２２の主要部位にしごき加工を施すようにして、ノックアウト時には、何らしごき加工を施さず通常の成形品の取り出し動作が行われるようにしてもよい。このような製造方法によると、粗パーキングロックギヤ２２に中心側に向かう水平方向へのしごき加工を施すことができ、成形されるパーキングロックギヤ３２の歯元部３５に肉溜りが発生しない。そして、このパーキングロックギヤ３２において、その歯先隅部３３の曲率半径Ｒ１は高精度な値（０．４ｍｍ）であり、その歯面３４の表面粗さＲｚは高精度な値（１１．５ｚ）であり、且つ、その歯元部３５の曲率半径Ｒ２は高精度な値（０．５ｍｍ）であった。従って、高精度のパーキングロックギヤ３２を備え、軽量化及び耐久性等に優れたパーキングロックギヤ付き製品３０を提供することができる。
【００１７】
また、本実施例では、セグメント型１１のラム移動方向と直交する水平方向への移動によって各粗パーキングロックギヤを拘束するようにしたが、これに限定されず、例えば、図１０に示すように、セグメント型１１を水平方向より僅かに上方に向かって傾斜する方向に移動可能に設け、これらセグメント型１１の傾斜方向への移動によって各粗パーキングロックギヤ２２を拘束するようにしてもよい。これにより、パーキングロックギヤ付き製品３０において、そのフランジ部３１の表面に環状の凹部３７を設け、この凹部３７からパーキングロックギヤ３２を立ち上げるように設定でき、即ち、このパーキングロックギヤ付き製品３０の軸方向長さを必要最小限に設定することができ、製品のコンパクト化及びパーキングロックギヤの機能確保等をより向上させることができる。
また、本実施例では、セグメント型１１を、その横断面において単純な先細り状のものを例示したが（図３参照）、これに限定されず、例えば、図１１に示すように、粗パーキングロックギヤ２２においてより広い面域でかつ段差状の歯先隅部３３にしごき加工を施し得るように、セグメント型１１を、その横断面において両側に多段部３８を有する形状としてもよい。
【００１８】
また、本実施例の歯形として、歯面３４と歯先端面４０とを面取り面Ｃで連結するもの{図１２(ａ)参照}を例示したが、これに限定されず、例えば、図１３(ａ)に示すように、歯面３４と歯先端面４０とを所定の曲率半径（例えば、１．０ｍｍ）を有する曲面（フィレット）Ｒで連結するものであってもよい。また、本実施例の歯形として、歯先端面４０が緩やかな曲面（又は平坦な平面）であるもの{図１２(ａ)参照}を例示したが、これに限定されず、例えば、図１４(ａ)に示すように、歯先端面４０に歯先側に突出する段差部４１を設けたものであってもよい。さらに、図１２(ｂ)，図１３(ｂ)及び図１４(ｂ)に示すように、歯面３４と歯底円４３との連結部位に肉盗み部４２を設けて構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る鍛造機の側断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２のIII−III線断面拡大図である。
【図４】図３のIV視拡大図である。
【図５】鍛造機の作用説明図であり、中心線より左側はワークセット時の状態を示し、中心線より右側はセグメント型の可動開始の状態を示す。
【図６】同じく、作用説明図であり、中心線より左側はセグメント型の可動完了の状態を示し、中心線より右側はラム上昇開始の状態を示す。
【図７】同じく、作用説明図であり、中心線より左側は成形完了時の状態を示し、中心線より右側はワーク取り出し時の状態を示す。
【図８】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９】図８の要部拡大斜視図である。
【図１０】カム機構の他の態様を説明するための側断面図である。
【図１１】セグメント型の他の態様を説明するための平断面図である。
【図１２】本実施例に係る歯形及びその他の態様の歯形を説明するための説明図であり、(ａ)は本実施例に係る肉盗み部のないタイプを示し、（ｂ）は他の態様に係る肉盗み部を有するタイプを示す。
【図１３】歯形の他の態様を説明するための説明図であり、(ａ)は肉盗み部のないタイプを示し、（ｂ）は肉盗み部を有するタイプを示す。
【図１４】歯形の他の態様を説明するための説明図であり、(ａ)は肉盗み部のないタイプを示し、（ｂ）は肉盗み部を有するタイプを示す。
【図１５】従来の据え込み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１６】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】
１：鍛造機、４：ノックアウト型、５：バックアップ型、１１：セグメント型、２０：粗材、２１：フランジ部、２２：粗パーキングロックギヤ、３０：パーキングロックギヤ付き製品、３１：フランジ部、３２：パーキングロックギヤ、３３：歯先隅部、３４：歯面、３５：歯元部。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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