JP2002172451A - 逆テーパ歯形を有する歯形製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】成形型の圧接により材料を塑性変形させて逆テ
ーパ状歯面を成形する際に、塑性変形に伴う余肉部の発
生を抑えて、成形型の寿命を向上させる。 【解決手段】熱間鍛造により成形された第１粗歯形６の
頂面に第１成形型を軸方向に圧接して第１粗歯形６を軸
方向に圧縮するとともに、第１粗歯形６の軸方向圧縮に
伴って各略平行状歯面６ｂの先端側のみを周方向に膨出
させて第１成形型に圧接させる第１冷間コイニングを施
す。これにより、頂面にチャンファ部５ａが形成され、
かつ、各歯面の先端側に膨出成形部９ａが形成されると
ともに各歯面の基端側に欠肉部９ｂが形成された第２粗
歯形９を成形する。第２粗歯形９の各歯面に第２成形型
を径方向に圧接する第２冷間コイニングを施すことによ
り、逆テーパ状歯面５ｂが形成された逆テーパ歯形５を
成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抜け防止用の逆テ
ーパ歯形を有する歯形製品の製造方法に関する。本発明
の製造方法は、例えば、自動車用変速機としてのシンク
ロメッシュ機構を有する歯車変速機に用いられる変速機
用歯車であって、逆テーパ歯形よりなるスプライン歯を
備えた歯車を製造する際に好適に利用することができ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば自動車用変速機とし
て、シンクロメッシュ機構を有する歯車変速機が用いら
れている。そして、かかる変速機用歯車として、スプラ
イン歯を一体に形成した変速ギヤが知られている。

【０００３】例えば、図１０に示す変速ギヤは、大径部
９０と、大径部９０の一端面に同軸的に一体成形され
た、大径部９０よりも小径の小径部９１と、小径部９１
の一端面に同軸的に一体成形された、ボス部（図示せ
ず）とを備えており、大径部９０の外周面に変速用ギヤ
歯（図示せず）が形成されるとともに、小径部９１の外
周面にスプライン歯を構成する複数の逆テーパ歯形９２
が形成されている。

【０００４】上記変速ギヤにおいては、ボス部に嵌合さ
れたシンクロナイザリング（図示せず）を介して、クラ
ッチスリーブの内スプライン歯（図示せず）がクラッチ
用スプラインスプライン歯としての逆テーパ歯形９２と
離脱可能に噛合される。この逆テーパ歯形９２は、大径
部９０の一端面を基端として軸方向に延びた先端の頂面
に、クラッチスリーブの内スプライン歯との噛合を案内
するための、断面略三角形状のチャンファ部９２ａが形
成されている。また、クラッチスリーブの内スプライン
歯及び変速ギヤのスプライン歯を構成する逆テーパ歯形
９２の歯面は、一般に、両者間における噛合脱落を防止
すべく、逆テーパ状歯面９２ｂ、９２ｂとされている。
すなわち、逆テーパ歯形９２は、大径部９０の一端面の
基端から先端に向かって歯厚が徐々に厚くなるように、
互いに傾斜（変速ギヤの中心軸線Ｃ−Ｃに対してそれぞ
れが傾斜）して対向する一対の逆テーパ状歯面９２ｂ、
９２ｂを有している。

【０００５】このような逆テーパ状歯面９２ｂ、９２ｂ
を有する逆テーパ歯形９２の成形は、従来、以下のよう
に行われていた。まず、上記大径部９０、上記小径部９
１及び上記ボス部を備えた粗材を熱間鍛造により予め準
備し、この粗材の小径部９１の外周面を熱間鍛造するこ
とにより、大径部９０の上記一端面を基端として軸方向
に平行（変速ギヤの中心軸線Ｃ−Ｃに対して平行）に互
いに対向して延びる一対の略平行状歯面を有する粗歯形
を成形する。そして、この略平行状歯面を有する粗歯形
に対して、冷間コイニングを施して、所定の逆テーパ状
歯面９２ｂ、９２ｂを成形する。すなわち、略平行状歯
面を有する粗歯形の歯数に応じた複数の成形型（所定形
状の成形刃を有する刃具）９３を、粗歯形の外周から求
心方向に向かって径方向にそれぞれ移動させて、粗歯形
の歯面に圧接することにより、粗歯形の略平行状歯面を
圧縮により塑性変形させて所定の逆テーパ状歯面９２
ｂ、９２ｂを成形する（図１２参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の製造方法のように、略平行状歯面を有する粗歯形か
ら逆テーパ状歯面９２ｂ、９２ｂを有する逆テーパ歯形
を成形する場合、図１１及び図１２に示すように上記小
径部９１の外周面に、略平行状歯面の塑性変形に伴う余
肉部９４が発生することを避けられない。このように小
径部９１に余肉部９４が発生すると、余肉部９４から成
形型９３の成形刃に局部的な高応力が加わることから、
成形型９３が損傷し易くなり、成形型９３の寿命が短く
なるという問題があった。

【０００７】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、成形型の圧接により材料を塑性変形させて逆テー
パ状歯面を成形する際に、塑性変形に伴う余肉部の発生
を抑えて、成形型の寿命を向上させることのできる、逆
テーパ歯形を有する歯形製品の製造方法を提供すること
を解決すべき技術課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の逆テーパ歯形を有する歯形製品の製造方法は、基端
から軸方向に延びた先端の頂面にチャンファ部を有する
とともに、該基端から該先端に向かって歯厚が厚くなる
ように互いに傾斜して対向する一対の逆テーパ状歯面を
有する逆テーパ歯形を略円筒状部材の周面に成形する歯
形製品の製造方法であって、熱間鍛造により、上記基端
から上記先端に向かって軸方向に略平行に互いに対向し
て延びる一対の略平行状歯面を有するとともに、該基端
から該先端までの軸方向長さが形成すべき上記逆テーパ
歯形の軸方向長さよりも所定量大きくされた第１粗歯形
を略円筒状粗材の周面に成形する熱間鍛造工程と、上記
第１粗歯形の頂面に第１成形型を軸方向に圧接して該第
１粗歯形を軸方向に圧縮するとともに、該第１粗歯形の
軸方向圧縮に伴って各上記略平行状歯面の先端側のみを
周方向に膨出させて該第１成形型に圧接させる冷間コイ
ニングを施すことにより、頂面に上記チャンファ部が形
成され、かつ、各歯面の先端側に膨出成形部が形成され
るとともに各歯面の基端側に欠肉部が形成された第２粗
歯形を成形する第１冷間コイニング工程と、上記第２粗
歯形の各歯面に第２成形型を径方向に圧接する冷間コイ
ニングを施すことにより、上記逆テーパ状歯面が形成さ
れた上記逆テーパ歯形を成形する第２冷間コイニング工
程とからなることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の逆テーパ歯形を有する歯
形製品の製造方法では、略円筒状粗材に対して、熱間鍛
造、第１冷間コイニング及び第２冷間コイニングの各工
程を順に施すことにより、基端から軸方向に延びた先端
の頂面にチャンファ部を有するとともに、該基端から該
先端に向かって歯厚が厚くなるように互いに傾斜して対
向する一対の逆テーパ状歯面を有する複数の逆テーパ歯
形が、周面に形成された略円筒状の歯形製品を製造す
る。すなわち、熱間鍛造により、所定形状の第１粗歯形
が周面に形成された略円筒状の粗材を成形し、この第１
粗歯形に第１冷間コイニング工程を施して所定形状の第
２粗歯形を成形し、この第２粗歯形に第２冷間コイニン
グ工程を施して所定形状の逆テーパ歯形を成形する。

【００１０】上記粗材の形状としては特に限定されない
が、例えば、単純な円筒状のものの他、大径部と、該大
径部の一端面に同軸的に一体成形された、該大径部より
も小径の小径部とを備えたものや、あるいは必要に応じ
て、該大径部及び該小径部の他に、該小径部の一端面に
同軸的に一体成形された、該小径部よりも小径のボス部
を備えたものを採用することができる。また、逆テーパ
歯形を形成する部位は、略円筒状粗材の外周面であって
も内周面であってもよい。

【００１１】上記熱間鍛造工程では、所定形状の鍛造型
を用いて熱間鍛造を施すことにより、周面に複数の第１
粗歯形が形成された略円筒状の粗材を成形する。すなわ
ち、所定温度に加熱して材料の変形抵抗を小さく抑えつ
つ、第１粗歯形に対応した成形型面を有する所定形状の
鍛造型を用いて所定形状の第１粗歯形を成形する。な
お、熱間鍛造により、略円筒状の粗材を成形すると同時
に、その粗材の周面に第１粗歯形を成形してもよいし、
あるいは略円筒状の粗材を成形した後に、あらためて該
粗材の周面に第１粗歯形を成形してもよい。

【００１２】この第１粗歯形は、基端から先端に向かっ
て軸方向に略平行に互いに対向して延びる一対の略平行
状歯面を有している。また、第１粗歯形の該基端から軸
方向に延びる該先端までの軸方向長さは、形成すべき上
記逆テーパ歯形の軸方向長さよりも所定量大きくされて
いる。この第１粗歯形の軸方向長さを形成すべき逆テー
パ歯形の軸方向長さよりも大きくする量については、第
１冷間コイニング工程で、第１粗歯形の頂面及び各略平
行状歯面の先端側に第１成形型を圧接して各第１粗歯形
を軸方向に圧縮しつつ冷間コイニングすることにより、
頂面に所定形状のチャンファ部を形成することができ、
かつ、各歯面の先端側に所定形状の膨出成形部を形成す
ることができるとともに各歯面の基端側に所定形状の欠
肉部を形成することができるように、適宜設定可能であ
る。

【００１３】また、上記第１粗歯形の歯厚（周方向の
幅）は、形成すべき上記逆テーパ歯形の最小歯厚（逆テ
ーパ歯形の最基端における歯厚）よりも若干大きくして
おくことが好ましい。こうすることで、第２冷間コイニ
ング工程で第２粗歯形の歯面を冷間コイニングする際
に、該歯面の最基端においても所定量のコイニング代を
確保することができ、これにより逆テーパ歯形の最基端
における精度の向上を図ることが可能となる。

【００１４】さらに、この熱間鍛造工程では、第１粗歯
形の先端の頂面に粗チャンファ部を同時に成形すること
が好ましい。材料の変形抵抗の小さい熱間鍛造によれ
ば、粗チャンファ部を容易に成形することができるとと
もに、予め粗チャンファ部を成形しておくことにより、
第１冷間コイニング工程でチャンファ部を成形する際の
塑性変形量を小さくすることができるので、生産性の向
上、及び第１冷間コイニング工程で用いる第１成形型の
寿命の向上を図ることが可能となる。

【００１５】上記第１冷間コイニング工程では、所定形
状の第１成形型を用いて各上記第１粗歯形の頂面及び各
上記略平行状歯面の先端側のみに冷間コイニングを施す
ことにより、所定形状の第２粗歯形を成形する。すなわ
ち、形成すべきチャンファ部及び膨出成形部に対応した
チャンファ部成形用型面及び膨出成形部成形用型面を有
する所定形状の第１成形型を第１粗歯形の頂面に軸方向
に圧接して該第１粗歯形を軸方向に圧縮する。これによ
り、第１粗歯形の頂面はチャンファ部成形用型面に対応
した所定形状のチャンファ部に成形される。また、第１
成形型による第１粗歯形の軸方向圧縮に伴って、第１粗
歯形の略平行状歯面のうち先端側のみの部分を軸直角方
向（略円筒状粗材の周方向）に材料流れにより膨出さ
せ、該先端側のみの部分を膨出成形部成形用型面に圧接
させる。このとき、第１粗歯形の軸方向圧縮量を適宜調
整して、第１粗歯形の基端側に材料流れ不足を起こさせ
て該基端側の略平行状歯面が周方向に膨出しないように
する。なお、第１粗歯形の基端側においても多少の膨出
は許容される。これにより、先端側の歯面には膨出成形
部成形用型面に対応した所定形状の膨出成形部が成形さ
れるとともに、基端側の歯面には欠肉部が形成される。

【００１６】こうして、第１冷間コイニング工程では、
所定形状の第２粗歯形を成形する。すなわち、この第２
粗歯形は、頂面に上記チャンファ部が形成され、かつ、
各歯面の先端側に膨出成形部が形成されるとともに各歯
面の基端側に欠肉部が形成されている。

【００１７】上記チャンファ部の形状としては、相手の
歯との噛合を円滑にさせうるものであれば特に限定され
ない。例えば、先端に向かうほど先細とされた断面略三
角形状とすることができる。

【００１８】上記膨出成形部における歯面としては、第
１成形型の脱型を容易にするとともに第２冷間コイニン
グ工程における成形量を減少させるべく、軸方向に互い
に略平行状に対向するい一対の略平行状歯面とすること
が好ましい。

【００１９】また、上記膨出成形部における歯厚は、形
成すべき上記逆テーパ歯形の最大歯厚（逆テーパ歯形の
逆テーパ状歯面の最先端における歯厚）よりも若干大き
くしておくことが好ましい。こうすることで、第２冷間
コイニング工程で第２粗歯形の歯面を冷間コイニングす
る際に、該歯面の最先端においても所定量のコイニング
代を確保することができ、これにより逆テーパ歯形の逆
テーパ状歯面の最先端における精度の向上を図ることが
可能となる。

【００２０】上記第２冷間コイニング工程では、所定形
状の第２成形型を用いて各上記第２粗歯形の歯面のみに
冷間コイニングを施すことにより、所定形状の逆テーパ
歯形を成形する。すなわち、形成すべき逆テーパ状歯面
に対応した逆テーパ成形用型面を有する所定形状の第２
成形型を第２粗歯形の歯面（膨出成形部及び欠肉部の歯
面）に径方向に圧接する。これにより、第２粗歯形の歯
面は逆テーパ成形用型面に対応した所定形状の逆テーパ
状歯面に成形される。こうして、第２冷間コイニング工
程では、所定形状の逆テーパ歯形を成形する。

【００２１】この逆テーパ歯形は、上記第１冷間コイニ
ング工程で成形されたチャンファ部と、上記第２冷間コ
イニング工程で成形された逆テーパ状歯面を有してい
る。逆テーパ状歯面における傾斜角は適宜設定可能であ
る。

【００２２】なお、上記第２粗歯形の歯面に冷間コイニ
ングを施して逆テーパ状歯面を成形する方法としては、
特に限定されない。例えば、後述する実施例で示すよう
に、第２粗歯形の歯数に応じて放射状に配設された複数
の刃具を各第２粗歯形の半径方向にそれぞれ移動させ
て、刃具の逆テーパ成形用型面を第２粗歯形の歯面に圧
接する方法や、転造ダイスを用いた転造成形を利用する
ことができる。

【００２３】このように本発明の逆テーパ歯形を有する
歯形製品の製造方法では、材料の変形抵抗の小さい熱間
鍛造により第１粗歯形を成形した後、第１粗歯形の頂面
及び先端側のみの歯面に第１冷間コイニングを施して、
高精度に成形されたチャンファ部を頂面に有するととも
に、先端側の膨出成形部及び基端側の欠肉部を歯面に有
する第２粗歯形を成形する。そして、第２粗歯形の歯面
に第２冷間コイニングを施して、高精度に成形された逆
テーパ状歯面を有する逆テーパ歯形を成形するわけだ
が、この第２粗歯形の基端側の歯面には欠肉部が形成さ
れているので、欠肉部がない場合と比較して、第２冷間
コイニング工程における逆テーパ成形量が減少する。こ
のため、第２冷間コイニング工程で用いる第２成形型の
負担が減少し、該第２成形型の寿命を向上させることが
可能となる。また、第２冷間コイニング工程におけるチ
ャンファ部等の変形も抑えることができるため、歯形製
品の高精度化・高品質化を図ることも可能となる。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照しつつ、本発明の逆テーパ
歯形を有する歯形製品の製造方法の具体的な実施例につ
いて、説明する。

【００２５】本実施例は、自動車用変速機としてのシン
クロメッシュ機構を有する歯車変速機に用いられる変速
ギヤであって、逆テーパ歯形よりなるスプライン歯が一
体に形成された変速ギヤの製造に本発明を適用するもの
である。

【００２６】すなわち、この変速ギヤは、図１に示すよ
うに、大径部１と、大径部１の一端面に同軸的に一体成
形された、大径部１よりも小径の小径部２と、小径部２
の一端面に同軸的に一体成形された、小径部２よりも小
径のボス部３とを備えており、大径部１の外周面に変速
用ギヤ歯４が形成されるとともに、小径部２の外周面に
クラッチ用スプライン歯を構成する複数の逆テーパ歯形
５が形成されている。

【００２７】上記変速ギヤにおいては、ボス部３に嵌合
されるシンクロナイザリング（図示せず）を介して、ク
ラッチスリーブの内スプライン歯（図示せず）がクラッ
チ用スプライン歯としての逆テーパ歯形５と離脱可能に
噛合される。

【００２８】この逆テーパ歯形５は、図２に示すよう
に、大径部１の一端面（図１に示す大径部１の上端面）
を基端として軸方向（図１の上下方向）に延びた先端の
頂面に、クラッチスリーブの内スプライン歯との噛合を
案内するための、断面略三角形状のチャンファ部５ａが
形成されている。また、スプライン歯５は、大径部１の
一端面の基端から先端に向かって歯厚が徐々に厚くなる
ように、互いに傾斜（変速ギヤの中心軸線Ｃ−Ｃに対し
てそれぞれが傾斜）して対向する一対の逆テーパ状歯面
５ｂ、５ｂを有している。

【００２９】上記構成を有する変速ギヤは、熱間鍛造に
より、所定形状の第１粗歯形６が周面に形成された略円
筒状の粗材７を成形し、この第１粗歯形６に第１冷間コ
イニング工程を施して所定形状の第２粗歯形を成形し、
この第２粗歯形に第２冷間コイニング工程を施して所定
形状の逆テーパ歯形５を成形した。以下、各工程につい
て、順に説明する。

【００３０】（熱間鍛造工程）まず、図３に示すよう
に、素材（鋼材）を切断した後、第１〜第４工程よりな
る熱間鍛造により、上記大径部１と、上記小径部２と、
上記ボス部３とが一体成形され、かつ、小径部２の外周
面に所定形状の複数の第１粗歯形６が形成された略円筒
状の粗材７を準備した。なお、粗材７の中心には中心孔
７ａが形成されている。

【００３１】この粗材７の小径部２の外周面に形成され
たは第１粗歯形６は、図４（ａ）に示すように、基端か
ら軸方向に延びた先端の頂面に断面略半円状の粗チャン
ファ部６ａを有するとともに、該基端から該先端に向か
って軸方向に略平行に互いに対向して延びる一対の略平
行状歯面６ｂ、６ｂを有している。

【００３２】上記第１粗歯形６の該基端から軸方向に延
びる該先端までの軸方向長さＬ１は、形成すべき上記逆
テーパ歯形５の軸方向長さＬ２（図４（ｃ）参照）より
も所定量大きくされている（Ｌ１＞Ｌ２）。なお、第１
粗歯形６の軸方向長さＬ１を形成すべき逆テーパ歯形５
の軸方向長さＬ２よりも大きくする量については、後述
する第１冷間コイニング工程で、第１粗歯形６の粗チャ
ンファ部６ａ及び各略平行状歯面６ｂ、６ｂの先端側に
第１成形型８を圧接して第１粗歯形６を軸方向に圧縮し
つつ冷間コイニングすることにより、頂面に所定形状の
チャンファ部５ａを形成することができ、かつ、各歯面
の先端側に所定形状の膨出成形部９ａを形成することが
できるとともに各歯面の基端側に所定形状の欠肉部９ｂ
を形成することができるように、適宜設定する。

【００３３】また、上記第１粗歯形６の歯厚（周方向の
幅）ｄ１は、形成すべき上記逆テーパ歯形５の最小歯厚
（逆テーパ歯形の最基端における歯厚）ｄ２よりも若干
大きくされている（ｄ１＞ｄ２）。

【００３４】（第１冷間コイニング工程）この第１冷間
コイニング工程では、図５に示す所定形状の第１成形型
８を用いて上記第１粗歯形６の頂面（粗チャンファ部６
ａ）及び各上記略平行状歯面６ｂ、６ｂの先端側のみに
冷間コイニングを施すことにより、所定形状の第２粗歯
形９を成形した。

【００３５】第１成形型８は、形成すべきチャンファ部
５ａ及び膨出成形部に対応したチャンファ部成形用型面
８ａ及び膨出成形部成形用型面８ｂを有している。そし
て、図６（ａ）に示すように、この第１成形型８を第１
粗歯形６の頂面たる粗チャンファ部６ａに軸方向に圧接
して該第１粗歯形６を軸方向に圧縮した。これにより、
第１粗歯形６の粗チャンファ部６ａをチャンファ部成形
用型面８ａに対応した所定形状のチャンファ部５ａに成
形した（図６（ｂ）参照）。また、図６（ｂ）に示すよ
うに、第１成形型８による第１粗歯形６の軸方向圧縮に
伴って、第１粗歯形６の略平行状歯面６ｂ、６ｂのうち
先端側のみの部分を軸直角方向（略円筒状粗材７の周方
向）に材料流れにより膨出させ、該先端側のみの部分を
膨出成形部成形用型面８ｂに圧接させた。このとき、第
１粗歯形６の軸方向圧縮量を適宜調整して、第１粗歯形
６の基端側に材料流れ不足を起こさせて該基端側の略平
行状歯面６ｂ、６ｂが周方向に膨出しないようにした。
これにより、先端側の歯面には膨出成形部成形用型面８
ｂに対応した所定形状の膨出成形部９ａが成形されると
ともに、基端側の歯面には欠肉部９ｂ、９ｂが形成され
た。

【００３６】こうして、第１冷間コイニング工程では、
所定形状の第２粗歯形９を成形した。すなわち、この第
２粗歯形９は、図７に示すように、頂面に上記チャンフ
ァ部５ａが形成され、かつ、各歯面の先端側に膨出成形
部９ａが形成されるとともに各歯面の基端側に欠肉部９
ｂ、９ｂが形成されている。この膨出成形部９ａの歯面
は、第１成形型８の脱型を容易にするとともに第２冷間
コイニング工程における成形量を減少させるべく、軸方
向に互いに略平行状に対向する一対の略平行状歯面９
ｃ、９ｃとされている。

【００３７】上記第２粗歯形９の基端から先端までの軸
方向長さＬ２は、図４（ｂ）に示すように、形成すべき
上記逆テーパ歯形５の軸方向長さＬ２と同等とされてい
る。また、この第２粗歯形９の膨出成形部９ａにおける
歯厚Ｄ１は、形成すべき上記逆テーパ歯形５の最大歯厚
（逆テーパ歯形５の逆テーパ状歯面５ｂの最先端におけ
る歯厚）Ｄ２よりも若干大きくされている（Ｄ１＞Ｄ
２）。なお、第２粗歯形９の欠肉部９ｂにおける歯厚ｄ
１は、第１粗歯形６の歯厚ｄ１と同等で、形成すべき上
記逆テーパ歯形５の最小歯厚ｄ２よりも若干大きくされ
ている。

【００３８】（第２冷間コイニング工程）この第２冷間
コイニング工程では、図８及び図９に示す成形装置を用
いて上記第２粗歯形９の歯面のみに冷間コイニングを施
すことにより、所定形状の上記逆テーパ歯形５を成形し
た。なお、図８は、この成形装置の縦断面図を示したも
ので、中心軸線Ｃ−Ｃの左側には成形前の状態が示され
ており、右側には成形が完了した時点の状態が示されて
いる。また、図９は、この成形装置の横断面図を部分的
に示したものである。

【００３９】この成形装置は、形成すべき逆テーパ状歯
面５ｂに対応した形状の逆テーパ成形用型面１０ａを有
し、各歯溝と対応するように放射状に配置される複数の
刃具（第２成形型）１０と、各刃具１０を径方向（求心
方向）に移動させて各第２粗歯形９の歯面に逆テーパ成
形用型面１０ａを圧接させる圧接手段とを備えている。

【００４０】各上記刃具１０の外側端面には、図８の下
方に向かって拡がるように傾斜した傾斜部１０ｂが設け
られている。また、上記圧接手段は、後述するように、
テーパリング駆動ピン２０により昇降可能とされたテー
パリング１９のテーパ面１９ａ及び各刃具１０の外側端
面に形成された傾斜部１０ｂなどにより構成されてい
る。

【００４１】上記成形装置において、基台１１の中央に
形成された円筒状のセンタ部材保持部１１ａに、中心孔
を有するセンタ部材１２が中心軸線Ｃ−Ｃと同心状に配
設されている。このセンタ部材１２は、下端部がセンタ
部材保持部１１ａに嵌合されるとともに、中心軸線Ｃ−
Ｃに沿って貫通するように形成された中心孔内に挿通さ
れたボルト１３とセンタ部材保持部１１ａ内に嵌挿され
たストッパ１４との螺合により、基台１１上に着脱可能
に位置決め固定されている。

【００４２】上記センタ部材１２の外側には環状に形成
された刃具ホルダ１５が配設されている。この刃具ホル
ダ１５は、基台１１上に載置された円筒状の受圧盤１６
上に支持されている。そして、刃具ホルダ１５の上端面
には、各上記刃具１０を放射状に配置するとともに各刃
具１０を径方向に摺動可能に保持する刃具保持部１５ａ
が形成されている。また、刃具ホルダ１５は、基台１１
のセンタ部材保持部１１ａの上方外周に形成された係合
突起１１ｂと、刃具ホルダ１５の下端部の内周に形成さ
れた係合部１５ｂとの係合により、基台１１から浮き上
がることがないように保持されている。

【００４３】上記センタ部材１２と上記刃具ホルダ１５
との間には、環状のワーク保持部材１７が配設されてい
る。ワーク保持部材１７の上端部は、上記第２粗歯形９
が成形された粗材７のボス部３と嵌合可能で、かつ、該
粗材７の小径部２の下端面を支持可能とされている。こ
のワーク保持部１７は、基台１１のセンタ部材保持部１
１ａ及びセンタ部材１２を中心軸孔Ｃ−Ｃに沿って貫通
するように複数形成された孔内にそれぞれ挿通された複
数のノックアウトピン１８により昇降可能に支持されて
いる。

【００４４】また、上記刃具ホルダ１５の外周には、環
状のテーパリング１９が中心軸線Ｃ−Ｃと同心状に配設
されている。テーパリング１９の内周面は、各上記刃具
１０の外側端部に形成された傾斜部１０ｂと対応して、
図８の下方から上方に向かって徐々に縮径するように形
成されたテーパ面１９ａを備えている。このテーパリン
グ１９は、基台１１の外周縁及び受圧盤１６を中心軸線
Ｃ−Ｃに沿って貫通するように複数形成された孔内にそ
れぞれ挿通された複数のテーパリング駆動ピン２０によ
り昇降可能に支持されている。

【００４５】さらに、上記基台１１、上記受圧盤１６及
び上記テーパリング１９の外周には外周壁２１が外嵌さ
れている。外周壁２１によって外周を拘束されたテーパ
リング１９は、外周壁２１にガイドされた状態でテーパ
リング駆動ピン２０によって昇降移動し、図８の中心軸
線Ｃ−Ｃの右側に示すように、下降した際に外周壁２１
にバックアップされた状態でテーパ面１９ａが刃具１０
の傾斜部１０ｂを押圧して、ワーク保持部材１７に保持
された上記粗材７の各第２粗歯形９に対して逆テーパ成
形用型面１０ａを圧接させるように各刃具１０を同時に
求心方向に移動させる。

【００４６】上記成形装置を用いて、粗材７に成形され
た第２粗歯形９の歯面を成形するには、ワーク保持部材
１７に粗材７のボス部３を嵌合させるとともに粗材７の
小径部２の下端面をワーク保持部材１７の上端面に支持
させる。なお、センタ部材１２の上端部に治具２２を取
り付け、治具２２により粗材７の内周面を拘束すること
により、成形中における粗材７の軸心振れを防止するの
が好ましい。このとき、テーパリング駆動ピン２０に支
持されたテーパリング１９は、図８の中心軸線Ｃ−Ｃの
左側に示されるように上昇位置にあり、したがって各刃
具１０は、粗材７に成形された第２粗歯形９の歯溝（粗
材７の小径部２の外周面）に接することなく後退した状
態となっている。この状態から、テーパリング駆動ピン
２０によりテーパリング１９を下降駆動させると、図８
の中心軸線Ｃ−Ｃの右側に示すように、テーパリング１
９の内側のテーパ面１９ａによって各刃具１０の傾斜部
１０ｂが押圧されて各刃具１０が求心方向に向かって径
方向に同時に移動し、逆テーパ成形用型面１０ａが第２
粗歯形９の歯面に圧接され、逆テーパ状歯面５ｂを成形
することができる。

【００４７】このように、熱間鍛造、第１冷間コイニン
グ及び第２冷間コイニングの各工程を順に実施すること
により、大径部１及びボス部３と一体成形された小径部
２の外周面に複数の逆テーパ歯形５よりなるスプライン
歯を成形した。その後、大径部１の外周面に切削加工等
により変速用ギヤ歯４を成形し、逆テーパ歯形５よりな
るスプライン歯が一体に形成された変速ギヤを完成し
た。

【００４８】このように本実施例の逆テーパ歯形を有す
る歯形製品の製造方法では、材料の変形抵抗の小さい熱
間鍛造により第１粗歯形６を成形した後、第１粗歯形６
の頂面たる粗チャンファ部６ａ及び略平行状歯面６ｂの
先端側のみの部分に第１冷間コイニングを施して、高精
度に成形されたチャンファ部５ａを頂面に有するととも
に、先端側の膨出成形部９ａ及び基端側の欠肉部９ｂを
歯面に有する第２粗歯形９を成形する。

【００４９】そして、第２粗歯形９の歯面に第２冷間コ
イニングを施して、高精度に成形された逆テーパ状歯面
５ｂを有する逆テーパ歯形を成形するわけだが、この第
２粗歯形９の基端側の歯面には欠肉部９ｂが形成されて
いるので、欠肉部９ｂがない場合と比較して、第２冷間
コイニング工程における逆テーパ成形量が減少する。こ
のため、第２冷間コイニング工程で用いる第２成形型と
しての刃具１０の負担が減少する。具体的には、第２粗
歯形９の歯面が刃具１０の逆テーパ成形用型面１０ａに
より径方向に圧接されると、粗材７の小径部２の外周面
に材料流れにより余肉部が発生するが、欠肉部９ｂの分
だけ逆テーパ成形用型面１０ａと第２粗歯形９との重な
り領域（成形領域）が小さくなり、その分上記余肉部の
発生も抑えられる。このため、余肉部から逆テーパ成形
用型面１０ａに局部的な高応力が加わる領域も小さくな
り、逆テーパ成形用型面１０ａにおける損傷を防ぐこと
ができる。したがって、第２成形型としての刃具１０の
寿命を向上させることが可能となる。また、第２冷間コ
イニング工程において、チャンファ部５ａ、小径部２や
大径部１等の部分における変形も抑えることができるた
め、歯形製品の高精度化・高品質化を図ることも可能と
なる。

【００５０】また、本実施例では、上記熱間鍛造工程に
おいて、上記第１粗歯形６の歯厚ｄ１を形成すべき上記
逆テーパ歯形５の最小歯厚ｄ２よりも若干大きくすると
ともに、上記第１冷間コイニング工程において、上記第
２粗歯形９の膨出成形部９ａにおける歯厚を形成すべき
上記逆テーパ歯形５の最大歯厚よりも若干大きくしてい
ることから、上記第２冷間コイニング工程で第２粗歯形
９の歯面を冷間コイニングする際に、該歯面の最基端及
び最先端において所定量のコイニング代を確保すること
ができる。したがって、これによっても逆テーパ歯形５
の精度の向上を図ることが可能となる。

【００５１】さらに、本実施例では、上記熱間鍛造工程
において、第１粗歯形６を成形すると同時に、この第１
粗歯形６の先端の頂面に粗チャンファ部６ａを成形して
いる。このため、材料の変形抵抗の小さい熱間鍛造によ
り粗チャンファ部６ａを容易に成形することができると
ともに、予め粗チャンファ部６ａを成形しておくことに
より、第１冷間コイニング工程でチャンファ部５ａを成
形する際の塑性変形量を小さくすることができるので、
生産性の向上、及び第１冷間コイニング工程で用いる第
１成形型８の寿命の向上を図ることが可能となる。

【００５２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の逆テーパ歯
形を有する歯形製品の製造方法によれば、逆テーパ状歯
面を成形するに際し、予め歯面に欠肉部を設けておくこ
とにより、該歯面における成形領域を小さくすることが
できるので、逆テーパ状歯面を成形するための成形型の
負担を減少させて、該成形型の寿命を向上させることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例により製造した歯形製品としてのスプ
ライン歯が一体に形成された変速ギヤの軸方向に沿う断
面図である。

【図２】上記変速ギヤにおいて、上記スプライン歯を構
成する逆テーパ歯形を示す部分斜視図である。

【図３】本実施例の歯形製品の製造方法に係り、第１〜
第４工程よりなる熱間鍛造工程によりそれぞれ成形した
粗材の形状を示す断面図である。

【図４】本実施例の歯形製品の製造方法に係り、（ａ）
は熱間鍛造工程により成形した第１粗歯形の正面図、
（ｂ）は第１冷間コイニング工程により成形した第２粗
歯形の正面図、（ｃ）は第２冷間コイニング工程により
成形した逆テーパ歯形の正面図である。

【図５】本実施例の歯形製品の製造方法に係り、第１冷
間コイニング工程で用いる第１成形型を示す部分斜視図
である。

【図６】本実施例の歯形製品の製造方法に係り、第１冷
間コイニング工程を説明する図で、（ａ）は成形前の状
態を、（ｂ）は成形後の状態をそれぞれ示す部分断面図
である。

【図７】本実施例の歯形製品の製造方法に係り、第１冷
間コイニング工程で成形された第２粗歯形を示す部分斜
視図である。

【図８】本実施例の歯形製品の製造方法に係り、第２冷
間コイニング工程で用いる第１成形型を備えた成形装置
を示す縦断面図である。

【図９】本実施例の歯形製品の製造方法に係り、第２冷
間コイニング工程で用いる第１成形型を備えた成形装置
を示す部分横断面図である。

【図１０】従来例に係り、逆テーパ歯形を示す斜視図で
ある。

【図１１】上記従来例に係り、逆テーパ歯形において余
肉部が発生する様子を示す正面図である。

【図１２】上記従来例に係り、余肉部の発生により成形
型としての刃具に局部的な高応力がかかる様子を説明す
る部分断面図である。

【符号の説明】

５…逆テーパ歯形 ５ａ…チャンファ部 ５ｂ…逆テーパ状歯面 ６…第１粗歯形 ６ａ…粗チャンファ部 ６ｂ…略平行状歯
面 ８…第１成形型 ９…第２粗歯形 ９ａ…膨出成形部 ９ｂ…欠肉部 １０…刃具（第１成形型）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端から軸方向に延びた先端の頂面にチ
   ャンファ部を有するとともに、該基端から該先端に向か
   って歯厚が厚くなるように互いに傾斜して対向する一対
   の逆テーパ状歯面を有する逆テーパ歯形を略円筒状部材
   の周面に成形する歯形製品の製造方法であって、 熱間鍛造により、上記基端から上記先端に向かって軸方
   向に略平行に互いに対向して延びる一対の略平行状歯面
   を有するとともに、該基端から該先端までの軸方向長さ
   が形成すべき上記逆テーパ歯形の軸方向長さよりも所定
   量大きくされた第１粗歯形を略円筒状粗材の周面に成形
   する熱間鍛造工程と、 上記第１粗歯形の頂面に第１成形型を軸方向に圧接して
   該第１粗歯形を軸方向に圧縮するとともに、該第１粗歯
   形の軸方向圧縮に伴って各上記略平行状歯面の先端側の
   みを周方向に膨出させて該第１成形型に圧接させる冷間
   コイニングを施すことにより、頂面に上記チャンファ部
   が形成され、かつ、各歯面の先端側に膨出成形部が形成
   されるとともに各歯面の基端側に欠肉部が形成された第
   ２粗歯形を成形する第１冷間コイニング工程と、 上記第２粗歯形の各歯面に第２成形型を径方向に圧接す
   る冷間コイニングを施すことにより、上記逆テーパ状歯
   面が形成された上記逆テーパ歯形を成形する第２冷間コ
   イニング工程とからなることを特徴とする歯形製品の製
   造方法。