(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径部と小径部とが重なった段付きドーナツ形状で、小径部の周囲に逆テーパ付きの歯形が形成された一次成型品に対し、逆テーパ付き歯形を含む小径部と、その小径部に連続した大径部におけるリム形成部分を除いた範囲を拘束し、大径部における周縁部分の肉を小径部側へ押し出し、その押し出した肉で前記小径部を同心円にて取り巻くリムを形成する歯車の製造方法。
【請求項２】
一次成型品は、大径部における小径側と反対側の外周縁面に、押し出される肉に相当したボリュームの隆起部を設けた請求項１に記載した歯車の製造方法。
【請求項３】
一次成型品は、大径部における小径側の外周縁面に、形成されるリム幅に等しい隆起部を設けた請求項１に記載した歯車の製造方法。
【請求項４】
リム部の形成と同時にそのリム部の外周に歯形を形成する請求項２〜３に記載した歯車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リムで囲まれた小径部の外周壁に逆テーパ付き歯形を有した特殊形状の歯車製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シンクロメッシュ機構に利用される逆テーパ付き歯形（ドッグギヤ）を備えた自動車の変速装置用歯車は、大径部と小径部とが二段に重なり合ったドーナツ形状で、逆テーパ付き歯形は小径部に形成されている。
この種の歯車としては、互いに別体の大径歯車と小径歯車とを電子ビーム溶接やスプライン嵌合手段などを利用して一体化したものや、鍛造による一体成型品が知られている。
ビーム溶接を利用して一体化された歯車は、組み付け工程が必要であることと、溶接歪みによる悪影響が心配されるし、スプライン嵌合手段を利用して一体化される歯車は、前記と同様、組み付け工程が必要であることに加え、スプラインを形成しなくてはならず、そのスプライン形成工程は複雑であることから、鍛造による一体成型品が好まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
自動車の軽量且つコンパクト化の波は歯車にまで及び、その要求に応えるべく、小径部を大径部の側面内に沈ませることで薄型化を図り、大径部周縁部分が山となり、逆テーパ付き歯形が恰もその山で囲まれた、所謂、沈みタイプが普及しつつある。
逆テーパ付き歯形は、放射方向から中心方向へ突き出されるパンチによって形成されるため、前記沈みタイプの歯車は、一体鍛造品の場合、沈みの度合いが少なく、逆テーパ付き歯形とリムとの間が大きく開いた製品であれば、手前の山を乗り越えるべく先の曲がった鈎状のパンチを使用したり、円弧状運動を伴って突き出すようにすれば成型可能であるものの、逆テーパ付き歯形とリムとの間隔が狭かったり、より薄型化を図るため沈みの度合いを大きくしようとしても一体鍛造では不可能であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、合体させることなく鍛造により一体成型される歯車技術であって、その構成は、大径部と小径部とが重なった段付きドーナツ形状で、小径部の周囲に逆テーパ付きの歯形が形成された一次成型品に対し、逆テーパ付き歯形を含む小径部と、その小径部に連続した大径部におけるリム形成部分を除いた範囲を拘束し、大径部における周縁部分の肉を小径部側へ押し出し、その押し出した肉で前記小径部を同心円にて取り巻くリムが形成された歯車、及び、大径部と小径部とが重なった段付きドーナツ形状で、小径部の周囲に逆テーパ付きの歯形が形成された一次成型品に対し、逆テーパ付き歯形を含む小径部と、その小径部に連続した大径部におけるリム形成部分を除いた範囲を拘束し、大径部における周縁部分の肉を小径部側へ押し出し、その押し出した肉で前記小径部を同心円にて取り巻くリムを形成する方法とにある。
そして前記一次成型品は、大径部における小径側と反対側の外周縁面に、押し出される肉に相当したボリュームの隆起部を設けたり、形成されるリム幅に等しい隆起部を設けることが望ましい。
又、リム部の形成と同時にそのリム部の外周に歯形を形成することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る歯車の製造方法を、図面に基づいて説明する。
図１は、一次成型品を製品に成型する鍛造装置を示したもので、一次成型品１は、図２に例示するように、ボス部２付きの小径部３と、フランジ状の大径部４とが隣り合わせに同軸配置され、大径部４における小径部３側の反対側には、外周縁面に隆起部５が周設されており、中心に軸孔６が貫通された段付きドーナツ形状で、小径部３の周囲には、逆テーパ付き歯形７が形成されている。
この一次成型品は、周知の鍛造装置によって容易に得ることができる。
【０００６】
鍛造装置は、小径部３を下側に向けた一次成型品１における下側面を支持する受け面８を備えたキャビティ９を有するダイ１０と、そのダイ１０の外周に配置される締付用のダイケース１１と、それらダイ１０とダイケース１１とを支持するダイプレート１２とで構成される下型１３と、パンチ１４と、そのパンチ１４を支持するパンチケース１５とで構成された上型１６とから成り、パンチ１４は、パンチケース１５と一体に昇降動作するアウターパンチ１４ｂと、ウレタン材１７の介在によって加圧力を吸収可能としたインナーパンチ１４ａとで構成されている。
【０００７】
アウターパンチ１４ｂは、一次成型品に押し出し成型せんとするリムの幅に等しい筒状で、インナーパンチ１４ａは前記アウターパンチ１４ｂ内を上下にスライド自在に組み付けられており、下降動作によって一次成型品１に対して真っ先に当接し、圧縮を開始可能なように、ウレタン材１７によってアウターパンチ１４ｂから頭を出しした位置に付勢されている。
一方キャビティ９内に形成された受け面８には、周縁に沿ってリム形成用凹部１８が設けられると共に、逆テーパ付きの歯形に対応した拘束用凹部１９が形成されており、キャビティ９の中心には、先端にノックアウトスリーブ２０を備えたノックアウトピン２１が底部から出没自在に設けられている。
【０００８】
このように形成された鍛造装置に前記一次成型品１を下型１３のキャビティ９内にセットし（図３のａ）、上型１６を下降動作させると、先ずインナーパンチ１４ａが一次成型品１に当接することによって、そのインナーパンチ１４ａとキャビティ９内の受け面８とで、逆テーパ付き歯形７を含む小径部３と、その小径部３に連続した大径部４におけるリム形成部分を除いた範囲が拘束される（図３のｂ）。
【０００９】
それとほぼ同時に、アウターパンチ１４ｂが一次成型品１における隆起部５に当接し、隆起部５の加圧を始める。
一次成型品１の隆起部５は、成型せんとする歯車のリムに相当するボリュームとなるよう、リムと対称の形状に形成されており、又、キャビティ９内に形成されている受け面８には、周縁に沿ってリム形成用凹部１８が設けられているので、隆起部５の肉は加圧によって下方へ移動し、大径部４の周縁の肉がリム形成用凹部１８内へと押し出され、その押し出された肉によりリム２２が形成され、反対側の面はフラットに仕上げられる（図３のｃ）。
【００１０】
このアウターパンチによってリム２２が押し出し形成される過程では、一次成型品１にはインナーパンチ１４ａによる圧力も作用しているが、インナーパンチ１４ａにはウレタン材１７が介在されているので、ウレタン材１７による付勢力に抗して後退し、一次成型品１を拘束するに充分な加圧力を超過することなく、小径部３における肉の移動は一切起こらない。
又、受け面８とインナーパンチ１４ａとによる拘束部分には、逆テーパ付き歯形７が形成されているが、受け面８には拘束用凹部１９が形成されているので、その拘束用凹部１９によって逆テーパ付き歯形７全体がガードされ、歯面が保護される。
そして前記拘束用凹部１９は、逆テーパ付き歯形７に一切接触しないリング溝タイプでも、逆テーパ付き歯形７が密に嵌合する内歯タイプでもかまわない。
【００１１】
リム２２が押し出し成型されたらノックアウトピン２１の突き上げ動作により、ノックアウトスリーブ２０を介して脱型する（図３のｄ）。
この方法で成型すれば、図４に示すような、小径部３の周囲に形成された逆テーパ付き歯形７の周囲に、背の高いリム２２が立ちはだかった、これまでには考えられなかった超沈みタイプの製品２３を製造することが実現可能となる。
【００１２】
前記実施例は、一次成型品として、大径部における小径側と反対側の外周縁面に、押し出される肉に相当したボリュームの隆起部が形成されているが、大径部における小径側と反対側の面に隆起部を有しない一次成型品を採用したり、それとは逆に、大径部における小径側の外周縁面に、形成されるリム幅に等しく低い隆起部が設けられた一次成型品、或いは、図５に示すように、大径部における小径側と反対側の外周縁面に、押し出される肉に相当したボリュームの隆起部５を形成すると共に、大径部における小径側の外周縁面に、形成されるリム幅に等しく低い隆起部２４を設けた一次成型品１’を採用することもできる。
隆起部を有しない一次成型品を採用した場合は、反対側面の周縁が窪み、大径のボス部が形成されるし、大径部における小径側の外周縁面に、形成されるリム幅に等しく低い隆起部が設けられた一次成型品を採用すれば、少ない押し出し量でも、超沈みタイプを形成できる。
【００１３】
又、実施例では、製品のリム（大径部）外周に、切削手段にて外歯を形成するものであるが、下型のキャビティ内周面に外歯形成用の歯形を設けておけば、リムの押し出しと同時に歯形の形成も可能である。
そしてその歯形は、ストレート歯形ばかりでなく、ダイと一次成型品とを相対的に回動自在に構成することでヘリカル歯形の形成も可能となる。
更に、インナーパンチは、所定以上の加圧力を作用させないようにウレタン材を介在させているが、ウレタン材に代えて、スプリング、油圧シリンダなどを利用して同等の機能を持たせることができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、予め小径部の周囲に逆テーパ付き歯形が形成された一次成型品を鍛造することによって、前記逆テーパ付き歯形の周りに、大径部の周縁部分から押し出した肉でリムを形成するため、超沈みタイプ歯車の成型が実現される。
而も、大径部の周縁部分を小径部側へ押し出すに際し、逆テーパ付き歯形を含む小径部と、その小径部に連続した大径部におけるリム形成部分を除いた範囲が拘束されることにより、逆テーパ付き歯形が保護され、リムが押し出される過程において、拘束された部分に変形を生ずることはない。
そして、一次成型品として、大径部における小径側と反対側の外周縁面に、形成されるリム幅の隆起部を設ければ、押し出し成型されたリムは、結果的に隆起部の高さに押し出し高さが加わるため、超沈みタイプを形成するのに有利であるし、大径部の外周縁に、リムに相当するボリュームの隆起部を小径部と反対側に設ければ、リムが欠肉する虞はなくなる。
更に、リムの形成と同時にそのリムの外周に歯形を形成すれば、歯切りは不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】成型装置を示した説明図である。
【図２】一次成型品の形状を示した説明図である。
【図３】成型工程を示した説明図である。
【図４】製品の説明図である。
【図５】一次成型品の変更例を示した説明図である。
【符号の説明】
１，１’・・一次成型品、２・・ボス部、３・・小径部、４・・大径部、５・・隆起部、６・・軸孔、７・・逆テーパ付き歯形、８・・受け面、９・・キャビティ、１０・・ダイ、１１・・ダイケース、１２・・ダイプレート、１３・・下型、１４・・パンチ、１４ａ・・インナーパンチ、１４ｂ・・アウターパンチ、１５・・パンチケース、１６・・上型、１７・・ウレタン材、１８・・リム形成用凹部、１９・・拘束用凹部、２０・・ノックアウトスリーブ、２１・・ノックアウトピン、２２・・リム、２３・・製品、２４・・隆起部。
【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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