JP2001276955A - 軸付き歯形部品及びその成形方法 - Google Patents

軸付き歯形部品及びその成形方法

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金丸尚信
Nobuyuki Ishinaga
石永信行
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本願発明の第１の課題は、高精度な軸付き歯形
部品の成形方法を提供することである。そして、第２の
課題は高精度で、剛性及び強度が大である軸付き歯形部
品を提供することである。 【解決手段】本願発明の第１の課題に対しては、高精度
な軸付き歯形部品を得るために、合理的な塑性加工手段
を組み合わせる。本願発明の第２の課題に対しては、歯
形成形に際し、押し残し部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、軸付き歯形部品
及びその成形方法に関するものである。軸付き歯形部品
は、自動車の自動変速機に多用されている。一例を挙げ
るならば、軸付き歯形部品は中空の軸に、底部と円筒部
で構成されるフランジ若しくは円筒部と円盤部で構成さ
れるフランンジを有し、前記円筒部に歯形が形成され、
前記軸にも歯形が形成されている。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような部品は、軸部とフラン
ジ部を一体的に成形するのが容易でないことから、軸部
とフランジ部を別個に成形し、その後両者を溶接する方
法が採用されていた。
【０００３】他方、一体物として成形する例を図６に示
す。即ち、図６のＡに示すような素材２０を用い、成形
して同図Ｂの中間品２１を得ていた。素材２０は、円柱
状の軸部２０ｂと円盤状のフランジ部２０ａとで構成さ
れている。当該フランジ部２０ａを後方押出し加工し、
円筒部２１ａと底部２１ｂを形成させ、中間品２１を得
ていた。
【０００４】上記従来例の前者は、浸炭防止や溶接の前
加工を必要とし、溶接時に部材を固定する冶具も必要に
なる。更に溶接に起因する熱変形を伴うので、製品の精
度上問題があり、コストがかかる点でも問題があった。
【０００５】他方、上記従来例の後者は、後方押出しに
要する面圧が大で、金型の寿命が短いという問題があっ
た。換言すれば、金型に作用する荷重を考慮すると、中
間品は最終製品に比べ、底部２１ｂ、円筒部２１ａの肉
厚を大とせざるを得ない。
【０００６】その結果、所謂ネットシェイプ率が悪く、
大略５０％と言われている。尚、この成形方法は大型の
部品には適用されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本願発明の第１の課題
は、高精度な軸付き歯形部品の成形方法を提供すること
である。そして、第２の課題は高精度で、剛性及び強度
が大である軸付き歯形部品を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願発明の第１の課題に
対しては、高精度な軸付き歯形部品を得るために、合理
的な塑性加工手段を組み合わせる。即ち、請求項１の発
明は、軸付き歯形部品を塑性加工で製造する方法におい
て、軸部とフランジ部を有する部材を素材とし、前記フ
ランジ部を絞り加工して円筒部と底部を有するフランジ
とすることによって前記素材を中間品とし、当該中間品
の円筒部に歯形を押出し加工により形成させる。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１の構成に加え
て、前記素材のフランジ部の大径部の厚さを小径部の厚
さより大にした。請求項３の発明は、請求項２の構成に
加えて、前記素材は、冷間鍛造加工によって製造される
ことにした。
【００１０】本願発明の第２の課題に対しては、歯形成
形に際し、押し残し部を設ける。更に詳しく言えば、請
求項４に示す如く、軸部とフランジ部を有する部材を素
材とし、前記フランジ部を絞り加工して円筒部と底部を
有するフランジ若しくは円筒部と円盤部を有するフラン
ンジとすることによって前記素材を中間品とし、当該中
間品の円筒部を押出し加工することにより歯形を形成さ
せると共に、前記歯形の前記底部近傍若しくは前記円盤
部近傍に押し残し部を設けた。
【００１１】請求項５の発明は、請求項４の構成に加え
て、前記素材のフランジ部の大径部の厚さを小径部の厚
さより大にした。更に、請求項６の発明は、請求項５の
構成に加えて、前記素材は、冷間鍛造加工によって製造
されることにした。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、軸付き歯形部品の成形工
程を示している。同図のＡが素材の状態、Ｂが中間品の
状態、Ｃが成形品の状態を示している。素材１は円盤状
のフランジ部１ａと円筒状の軸部１ｂから構成されてい
る。フランジ部１ａの大径部の厚さ、小径部の厚さ、軸
部の厚さは順にｔ２、ｔ１、ｔ３で、大径部の厚さｔ２
は小径部の厚さｔ１より大きくしてある。
【００１３】当該フランジ部１ａを絞り加工して素材１
は中間品２になる。中間品２は、円筒状の軸部と、フラ
ンジとで構成され、該フランジは円筒部２ａと底部２ｂ
から構成されている。前記フランジ部１ａの大径部が厚
く、小径部が薄い。前記底部２ｂを薄くできることに加
えて、材料を流れ易くし、低荷重でも円筒部２ａの所望
の厚さが確保できるように工夫されている。
【００１４】換言すれば、金型に作用する荷重が小さく
て済むようになっている。更に、大径部の厚さに余裕を
もたせ、同一の素材１で、円筒部２ａの外径が異なる各
種中間品を得ることが可能になっている。尚、素材１は
ある程度の精度が要求されるので、冷間鍛造加工で製造
される。熱間鍛造加工によると、型が摩耗し、精度上問
題になる。
【００１５】中間品２は、円筒部２ａに歯形が成形さ
れ、軸部２ｃにスプラインが形成されて成形品３にな
る。成形品３は軸部３ｃと、底部３ｂと円筒部３ａから
なるフランジとで構成されている。円筒部３ａの外周部
に歯形３ｄが形成されている。
【００１６】当該歯形３ｄは、前記円筒部２ａを押出し
加工して得られたもので、底部３ｂ近傍には押し残し部
３ｆが存在している。当該おし残し部３ｆは、歯形３ｄ
の剛性及び強度を向上させる。
【００１７】軸部３ｃには、スプライン３ｅが形成され
る。この後、成形品３は切削加工や潤滑油用の穴明け加
工を経て図３に示す完成部品になる。図３においては、
軸部の穴に軸受け用のブッシュ６が挿入されている。
【００１８】図４は、軸付き歯形部品の他の成形工程を
示している。同図のＡが素材の状態、Ｂが中間品の状
態、Ｃが成形品の状態を示している。素材１１は円盤状
のフランジ部１１ａと円筒状の軸部１１ｂから構成され
ている。フランジ部１１ａの大径部の厚さ、小径部の厚
さ、軸部の厚さは順にｔ１２、ｔ１１、ｔ１３で、大径
部の厚さｔ１２は小径部の厚さｔ１１より大きくしてあ
る。
【００１９】当該フランジ部１１ａを絞り加工して素材
１１は中間品１２になる。中間品１２は、円筒状の軸部
と、フランジとで構成され、該フランジは円筒部１２ａ
と円盤部１２ｂから構成されている。前記フランジ部１
１ａの大径部が厚く、小径部が薄い。前記円盤部１２ｂ
を薄くできることに加えて、材料を流れ易くし、低荷重
でも円筒部１２ａの所望の厚さが確保できるように工夫
されている。
【００２０】換言すれば、金型に作用する荷重が小さく
て済むようになっている。更に、大径部の厚さに余裕を
もたせ、同一の素材１１で、円筒部１２ａの外径が異な
る各種中間品を得ることが可能になっている。
【００２１】中間品１２は、円筒部１２ａに歯形が成形
され、軸部１２ｃにスプラインが形成されて成形品１３
になる。成形品１３は軸部１３ｃと、円盤部１３ｂと円
筒部１３ａからなるフランジとで構成されている。円筒
部１３ａの内周部に歯形１３ｄが形成されている。尚、
素材１１はある程度の精度が要求されるので、冷間鍛造
加工で製造される。熱間鍛造加工によると、型が摩耗
し、精度上問題になる。
【００２２】当該歯形１３ｄは、前記円筒部１２ａを押
出し加工して得られたもので、円盤部１３ｂ近傍には押
し残し部１３ｆが存在している。当該おし残し部１３ｆ
は、歯形１３ｄの剛性及び強度を向上させる。
【００２３】この後、成形品１３は切削加工や潤滑油用
の穴明け加工を経て完成部品になる。
【００２４】
【発明の効果】本願発明によれば、溶接を用いることな
く一体的に成形するので高精度の軸付き歯形部品が得ら
れる、素材のフランジ部の厚さを工夫すると共に絞り加
工により中間品のフランジを形成させるため、金型に作
用する荷重が小さく、金型の寿命が長い、ネットシェイ
プ率が大幅に向上し７５％以上になる、歯形を形成させ
るに際し、押し残し部を設けたので歯車の剛性、強度が
向上する等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】工程の説明図
【図２】成形品の上面図
【図３】製品図
【図４】他の実施例の工程の説明図
【図５】他の実施例の成形品の下面図
【図６】従来の工程図
【符号の説明】
１は素材、１ａはフランジ部、１ｂは軸部、２は中間
品、２ａは円筒部、２ｂは底部、２ｃは軸部、３は成形
品、３ａは円筒部、３ｂは底部、３ｃは軸部、３ｄは歯
形、３ｅはスプライン、３ｆは押し残し部、４は組み立
て品、５は歯形部、６はブッシュ、１１は素材、１１ａ
はフランジ部、１１ｂは軸部、１２は中間品、１２ａは
円筒部、１２ｂは円盤部、１２ｃは軸部、１３は成形
品、１３ａは円筒部、１３ｂは円盤部、１３ｃは軸部、
１３ｄは歯形、１３ｅはスプライン、１３ｆは押し残し
部、２０は素材、２０ａはフランジ部、２０ｂは軸部、
２１は中間品、２１ａは円筒部、２１ｂは底部、２１ｃ
は軸部である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】軸部とフランジ部を有する素材を塑性加工
    することによって軸付き歯形部品を製造する方法におい
    て、前記素材のフランジ部を絞り加工し、該フランジ部
    を円筒部と底部とで構成されたフランジとすることによ
    って前記素材を中間品とし、当該中間品の円筒部を押出
    し加工することにより歯形を形成させることを特徴とす
    る軸付き歯形部品の成形方法。
  2. 【請求項２】前記素材のフランジ部の大径部の厚さを小
    径部の厚さより大にしたことを特徴とする請求項１記載
    の軸付き歯形部品の成形方法。
  3. 【請求項３】前記素材は、冷間鍛造加工によって製造さ
    れることを特徴とする請求項２記載の軸付き歯形部品の
    成形方法。
  4. 【請求項４】軸部とフランジ部を有する部材を素材と
    し、前記フランジ部を絞り加工して円筒部と底部を有す
    るフランジ若しくは円筒部と円盤部を有するフランンジ
    とすることによって前記素材を中間品とし、当該中間品
    の円筒部を押出し加工することにより歯形を形成させる
    と共に、前記歯形の前記底部近傍若しくは前記円盤部近
    傍に押し残し部を設けたことを特徴とする軸付き歯形部
    品。
  5. 【請求項５】前記素材のフランジ部の大径部の厚さを小
    径部の厚さより大にしたことを特徴とする請求項４記載
    の軸付き歯形部品。
  6. 【請求項６】前記素材は、冷間鍛造加工によって製造さ
    れることを特徴とする請求項５記載の軸付き歯形部品。
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