JP2002282954A

JP2002282954A - パーキングギヤおよびその成形方法・装置

Info

Publication number: JP2002282954A
Application number: JP2001088356A
Authority: JP
Inventors: Yasutomo Nagai; 康友永井; Takashi Kuwata; 尚桑田
Original assignee: Press Kogyo Co Ltd
Current assignee: Press Kogyo Co Ltd
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】板材から成形できると共に歯部及びセレーシ
ョン部の強度を充分に確保できるパーキングギヤおよび
その成形方法・装置を提供する。【解決手段】外筒部１３と、内筒部１４と、これら外
筒部１３と内筒部１４との底端部同士をつなぐ底板部１
５からなるワーク１１を形成し、外筒部１３と内筒部１
４との間に液体２３を充填し、その状態で外筒部１３と
内筒部１４との間を蓋して軸方向に押圧し、その押圧力
および押圧によって圧縮加圧される液体２３の液圧とに
よって、ワーク１１の外筒部１３を増肉しつつ径方向外
方へ押し拡げて径方向外方に配置された外側転写型１９
に押し付けて歯部を成形すると共に、内筒部１４を増肉
しつつ径方向内方へ押し込んで径方向内方に配置された
内側転写型２１に押付けてセレーション部を成形するよ
うにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のパーキング
ギヤおよびその成形方法・装置に係り、特に、板材から
一体成形したパーキングギヤおよびその成形方法・装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のパーキングギヤの一例を図８に示
す。

【０００３】図に示すように、パーキングギヤ５０は略
円板形状に形成されており、円板部５１の外周部に矩形
状の歯部５２が設けられ、内周部にセレーション部５３
が設けられている。

【０００４】このようなパーキングギヤ５０は、オート
マチィック車両における変速機の出力軸等にセレーショ
ン部５３を嵌め合わせて結合され、車両の駐車時に、矩
形状の歯部５２に図示しないロックピースが噛み合うこ
とによって、出力軸をロックして車両が動きだすことを
防止するものである。従って、歯部５２には高い強度が
必要とされる。なお、一般に歯部５２の厚さｈ₂ は８〜
１０ｍｍ程度、パーキングギヤ５０全体の外径は１５０
〜２００ｍｍ程度である。また、セレーション部５３
は、回転軸と嵌め合わせる部分であるため、歯部５２や
円板部５１と比べて長さ（図８における厚さ）が必要と
される。

【０００５】従来、パーキングギヤ５０には熱間鍛造品
が用いられていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱間鍛
造品は寸法精度が悪いため歯部５２に機械加工やシェー
ビング加工を施す必要があるうえに、セレーション部５
３は機械加工によって形成しているため、工程数が多く
製造コストが高かった。

【０００７】また、歯部５２と比較して、高い強度が必
要とされない円板部５１はなるべく肉厚を薄くして軽量
化を図ることが好ましいが、熱間鍛造品ではあまり薄肉
の加工ができないため、重量が重くなる問題があった。
そこで従来、軽量化のために円板部５１の一部をくりぬ
いて肉抜き穴５４を形成するようにしているが、より軽
量化されたパーキングギヤが望まれていた。

【０００８】そこで、軽量化のために、通常の金型によ
るプレス加工によって板材からパーキングギヤを成形し
ようした場合、図９に示すように、歯部５２の角部５５
が丸くなってしまう。上記のように歯部５２はロックピ
ースと噛み合って出力軸を固定するものであるため、こ
のように角部５５が丸くなることは好ましくない。ま
た、通常のプレス加工によって板材から成形した場合、
歯部５２の幅ｗ₂ は板材の板厚となるため、強度が低下
してしまう問題があった。これらのことから、通常の金
型によるプレス加工によって板材からパーキングギヤを
成形することは現実的ではなかった。

【０００９】更に、転造加工で歯部５２を加工しようと
しても、矩形状の歯部５２は噛み合って回転するもので
はないため、転造加工では加工できない。

【００１０】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、板材から成形できると共に歯部及びセレーション部
の強度を充分に確保できるパーキングギヤおよびその成
形方法・装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明に係るパーキングギヤの成形方法は、外筒
部およびその内方の内筒部並びにこれら外筒部と内筒部
との底端部同士をつなぐ底板部からなるワークを形成
し、該ワークの外筒部と内筒部との間に液体を充填し、
その状態で外筒部と内筒部との間を蓋して軸方向に押圧
し、その押圧力および押圧によって圧縮加圧される上記
液体の液圧とによって、ワークの外筒部を増肉しつつ径
方向外方へ押し拡げて径方向外方に配置された外側転写
型に押し付けて上記歯部を成形すると共に、上記内筒部
を増肉しつつ径方向内方へ押し込んで径方向内方に配置
された内側転写型に押付けて上記セレーション部を成形
するようにしたものである。

【００１２】これによれば、板材からパーキングギヤを
成形できるため軽量化が図れる。また、歯部及びセレー
ション部が板材から増肉されるため、充分な強度を確保
できる。更に、歯部の機械加工やシェービング加工及び
セレーション部の機械加工が不要であるため工程数を少
なくでき、製造コストが低減できる。

【００１３】第２の発明に係るパーキングギヤの成形装
置は、外筒部およびその内方の内筒部並びにこれら外筒
部と内筒部との底端部同士をつなぐ底板部からなるワー
クの外筒部と内筒部との間に液体を充填するための充填
手段と、ワークの外筒部と内筒部との間に液体が充填さ
れた状態で、外筒部と内筒部との間を蓋して軸方向に押
圧する軸力パンチと、上記外筒部の径方向外方に配置さ
れ、成形すべき歯形形状に形成された歯形転写面を内面
に有する外側転写型と、上記内筒部の径方向内方に配置
され、成形すべきセレーション形状に形成されたセレー
ション転写面を外面に有する内側転写型とからなるもの
である。この「パーキングギヤの成形装置」は、上記第
１の発明に係る「パーキングギヤの成形方法」の実施に
用いられる。

【００１４】第３の発明に係るパーキングギヤは、外周
部に歯部を有し、内周部にセレーション部を有するパー
キングギヤであって、板材から一体成形されたものであ
る。

【００１５】第３の発明に係るパーキングギヤは、外筒
部およびその内方の内筒部並びにこれら外筒部と内筒部
との底端部同士をつなぐ底板部からなるワークを形成
し、該ワークの外筒部と内筒部との間に液体を充填し、
その状態で外筒部と内筒部との間を蓋して軸方向に押圧
し、その押圧力および押圧によって圧縮加圧される上記
液体の液圧とによって、ワークの外筒部を増肉しつつ径
方向外方へ押し拡げて径方向外方に配置された外側転写
型に押し付けて歯部を成形すると共に、上記内筒部を増
肉しつつ径方向内方へ押し込んで径方向内方に配置され
た内側転写型に押し付けてセレーション部を成形して成
形するようにしても良い。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００１７】図１は、本実施形態に係るパーキングギヤ
の成形装置を示す断面図であり、図１（ａ）が成形前、
図１（ｂ）が成形後を示している。

【００１８】図１に示すように、プレス装置の下台１０
の上面には、ワーク１１を載置するための載置台１２が
取り付けられている。ワーク１１は、図４に示すよう
に、所定の外径を有する外筒部１３と、その内方の内筒
部１４と、それら外筒部１３と内筒部１４との底端部同
士をつなぐ底板部１５とからなり、その底板部１５が載
置台１２上に当接するように載置される。載置台１２の
外周部には、後述する外側転写型１９の歯形転写面２０
と歯合する歯部１６が形成されており、内周部には、後
述する内側転写型２１のセレーション転写面２２と嵌合
するセレーション部１７が形成されている。

【００１９】また、下台１０の上面には、載置台１２及
びその上に載置されたワーク１１の外筒部１３の外側に
位置して円筒形状の外側転写型１９が取り付けられてい
る。外側転写型１９の内周部には、成形すべきパーキン
グギヤの歯部と同形状に形成された歯形転写面２０が形
成されている。歯形転写面２０の下部は、載置台１２の
外周部の歯部１６と歯合している。

【００２０】更に、下台１０の上面には、載置台１２及
びその上に載置されたワーク１１の内筒部１４の内側に
位置して円柱形状の内側転写型２１が取り付けられてい
る。内側転写型２１の外周部には、成形すべきパーキン
グギヤのセレーション部と同形状に形成されたセレーシ
ョン転写面２２が形成されている。セレーション転写面
２２の下部は、載置台１２の内周部のセレーション部１
７と嵌合している。

【００２１】また下台１０には、載置台１２、外側転写
型１９及び内側転写型２１を収容すると共に、内部に液
体（オイル又は水）２３が充填された液槽２４が設けら
れている。載置台１２、外側転写型１９及び内側転写型
２１は、液槽２４内で液面下に浸漬された状態となる。
従って、ワーク１１を載置台１２上に載置すると、外筒
部１３と内筒部１４との間に液体２３が充填される。

【００２２】他方、プレス装置の上台２５の下面には、
円筒状の軸力パンチ２６が取り付けられている。軸力パ
ンチ２６の外周部には外側転写型１９の歯形転写面２０
と歯合する歯部２７が形成されており、内周部には内側
転写型２１のセレーション転写面２２と嵌合するセレー
ション部２９が形成されている。軸力パンチ２６の下面
は成形時にワーク１１の外筒部１３及び内筒部１４の上
側端面と当接して、外筒部１３と内筒部１４との間に充
填された液体２３が漏れないようにシールする機能も有
している。

【００２３】ワーク１１は、上台２５を上昇させて軸力
パンチ２６を外側転写型１９及び内側転写型２１から上
方に離間させた状態で、その底板部１５を下側にして載
置台１２上に載置される。そうすると、ワーク１１の外
筒部１３と内筒部１４との間に液体２３が充填される。
その後、上台２５が下降されて、軸力パンチ２６の下面
が外筒部１３及び内筒部１４の上側端面と当接して、外
筒部１３と内筒部１４との間を蓋する。この結果、軸力
パンチ２６の下面、ワーク１１の外筒部１３の内面、内
筒部１４の外面、底板部１５の上面とによって、リング
状の圧縮室３０が区画される。

【００２４】軸力パンチ２６には、圧縮室３０内の液体
２３の液圧を適正値に保つためのリリーフ手段３３が接
続されている。リリーフ手段３３は、軸力パンチ２６内
に形成された液体通路３１と、液体通路３１に接続され
たリリーフ弁３２とからなる。液圧の適正値は、成形す
べきパーキングギヤの形状、ワーク１１の板厚及び材質
等から適宜設定される。パンチ２６が下降すると圧縮室
３０内の液体２３の体積が減少して液圧が上昇する。こ
の液圧が適正値を越えると液体２３の一部がリリーフ弁
３２から液槽２４内へと戻される。

【００２５】ここで、リリーフ手段３３を設けずに、軸
力パンチ２６が下死点に位置したときに、圧縮室３０内
の内圧（液圧）が適正値となるように設定することもで
きる。

【００２６】即ち、図１（ａ）に示す、成形前の圧縮室
３０の体積、即ち、液体２３の体積をＶ₁ とし、図１
（ｂ）に示す、成形後（軸力パンチ２６が下死点に位置
したとき）の圧縮室３０の体積をＶ₂ とし、液体２３が
適正圧になるために必要な圧縮率をαとした場合に、Ｖ
₂ ＝（１−α）Ｖ₁ となるようにすれば良い。Ｖ₂ は、
成形すべきパーキングギヤの形状により決定するため、
そのＶ₂ を基に、ワーク１１の形状を決定してＶ₁ が上
式を満たすようにすれば良い。

【００２７】このように、リリーフ手段３３を設けた場
合と、設けない場合とでは、圧縮室３０内の内圧（液
圧）の上昇のしかたが異なる。即ち、図２に線Ａで示す
ように、リリーフ手段３３を設けた場合では、軸力パン
チ２６の下方へのストロークが大きくなるにつれて内圧
（液圧）が上昇し、軸力パンチ２６が下死点Ｓ₁ よりも
手前の位置で内圧（液圧）が適正値Ｐ₁ に達する。そし
て、軸力パンチ２６が下死点Ｓ₁ に位置するまでの間、
内圧はリリーフ手段３３によって適正値Ｐ₁ に保たれ
る。これに対して、リリーフ手段３３を設けない場合で
は、線Ｂで示すように、軸力パンチ２６の下方へのスト
ロークが大きくなるにつれて内圧（液圧）が徐々に上昇
し、軸力パンチ２６が下死点Ｓ₁ に位置するとほぼ同時
に適正値Ｐ₁に達する。

【００２８】図１に戻り、これまで、ワーク１１の外筒
部１３と内筒部１４との間に液体２３を充填するために
下台１０上に液槽２４を設けるとして説明してきたが、
本発明はこの点において限定されず、軸力パンチ２６内
に、図示しない充填液体通路を形成すると共に、その充
填液体通路に加圧ポンプを接続して、加圧ポンプによっ
て圧縮室３０内に液体２３を充填するようにしても良
い。

【００２９】次に本実施形態の作用を述べる。

【００３０】まず、図３に示すように、中心穴３４を有
する円板状の板材３５を、金型による通常のプレス加工
によって、図４に示すように、外筒部１３、内筒部１４
及びそれら外筒部１３と内筒部１４の底端部同士をつな
ぐ底板部１５とからなるワーク１１を成形する。ワーク
１１の形状は成形すべきパーキングギヤの形状によって
適宜設定される。

【００３１】次に、図１における上台２５を上昇させて
軸力パンチ２６を外側転写型１９および内側転写型２１
から上方に離間させて、ワーク１１を載置台１２上に載
置する。このとき、液槽２４内の液体２３がワーク１１
の外筒部１３の内側と内筒部１４の外側との間に流れこ
んで充填される。その後、上台２５が下降されると軸力
パンチ２６が下降して、その外周部の歯部２７が外側転
写型１９の歯形転写面２０に歯合すると共に、内周部の
セレーション部２９が内側転写型２１のセレーション転
写面２２に嵌合される。そして、軸力パンチ２６が所定
ストローク下降するとその下面がワーク１１の外筒部１
３及び内筒部１４の上側端面と当接してその間を蓋す
る。この結果、外筒部１３と内筒部１４との間に圧縮室
３０が形成される。

【００３２】そして軸力パンチ２６を更に下降させる
と、ワーク１１の外筒部１３及び内筒部１４は軸力パン
チ２６によって軸方向下方に押圧・圧縮されて増肉され
ると共に、軸力パンチ２６の押圧によって圧縮加圧され
た液体２３の液圧（内圧）によって、外筒部１３は径方
向外方に押し拡げられて外側転写型１９の歯形転写面２
０に押付けられ、内筒部１４は径方向内方に押し込めら
れて内側転写型２１のセレーション転写面２２に押付け
られる。

【００３３】このように、軸力パンチ２６によってワー
ク１１を軸方向に圧縮すると共に、液体２３を押圧して
液体２３にワーク１１を径方向外方及び内方に押付ける
力を与えるため、外筒部１３及び内筒部１４が座屈する
ことはない。

【００３４】そして、外筒部１３は増肉されつつ歯形転
写面２０に倣って成形され、内筒部１４は増肉されつつ
セレーション転写面２２に倣って成形される。その結
果、図５及び図６に示すように、歯部３６と、セレーシ
ョン部３７と、円板部３９とを有するパーキングギヤ４
０が成形される。

【００３５】このように本実施形態によれば、板材であ
るワーク１１からパーキングギヤ４０を成形することが
できる。従って、高い強度を必要としない円板部３９の
厚さｔ₁ を薄くでき、軽量化が図れる。

【００３６】ここで、図８に示したような、熱間鍛造品
からなる従来のパーキングギヤ５０では、円板部５１の
厚さは、歯部５２の厚さｈ₂ とほぼ等しいのに対して、
本実施形態によるパーキングギヤ４０では、円板部３９
の厚さｔ₁ を歯部３６の厚さｈ₁ よりも小さくでき、そ
の分、軽量化されている。また、軽量化された分だけ、
材料費が安くなるため、製造コストが低くなる。更に、
図６に示すように、円筒部３９の一部をくりぬいて肉抜
き穴４２を形成してより軽量化を図ることもできる。こ
の肉抜き穴４２は、成形後にくりぬくようにしても良い
し、予め、ワーク１１に形成するようにしても良い。

【００３７】また本実施形態によれば、強度の必要な歯
部３６の厚さｈ₁ 及びセレーション部３７の厚さＨ₁ を
大きくでき、充分な強度を確保できる。更に、歯部３６
及びセレーション部３７は成形時に増肉されるため、歯
部３６の幅ｗ₁ 及びセレーション部３７の幅Ｗ₁ がワー
ク１１の板厚よりも大きくなり、充分な強度を確保でき
る。

【００３８】歯部３６及びセレーション部３７の厚さｈ
₁ ，Ｈ₁ と幅ｗ₁ ，Ｗ₁ は、製品に求められる強度から
決定され、それに基づいてワーク１１の板厚や、外筒部
１３及び内筒部１４の高さ等が設定される。

【００３９】また、歯部３６は歯形転写面２０に沿って
正確に成形されるため、従来必要であった機械加工やシ
ェービング加工が不要となる。更に、セレーション部３
７についても、液圧によりセレーション転写面２２に沿
って成形できるため、機械加工を不要とできる。従っ
て、工程数が少なくなり、製造コストの低減が図れる。

【００４０】更に、図６（ａ）に示すように、歯部３６
の角部４１をシャープに成形できる。

【００４１】なお、歯部３６及びセレーション部３７の
成形をより確実にするために、図７に示すように、ワー
ク１１を成形する際に、外筒部１３と、内筒部１４の内
周面とを略波形状に成形してそれぞれ予備歯部及び予備
セレーション部としても良い。

【００４２】また、軸力パンチ２６の下面が、ワーク１
１の外筒部１３及び内筒部１４の上側端面と接触するタ
イミングは同時であっても良いし、若干時差があっても
良い。軸力パンチ２６と外筒部１３及び内筒部１４との
接触タイミングに時差がある場合、先に軸力パンチ２６
と接触した方は、他方が軸力パンチ２６と接触して圧縮
室３０が形成されるまでは、内圧がかかることなく軸方
向に押圧・圧縮される。

【００４３】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下に示
す如く優れた効果を発揮するものである。１）軽量化が図れる。２）製造コストが低減できる。３）歯部およびセレーション部の充分な強度を確保でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るパーキン
グギヤの成形装置を示す断面図であり、成形前の状態を
示している。（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るパー
キングギヤの成形装置を示す断面図であり、成形後の状
態を示している。

【図２】軸力パンチの下降ストロークと圧縮室内の内圧
との関係を示す図である。

【図３】（ａ）は、ワークの成形に使用される板材の斜
視図である。（ｂ）は、ワークの成形に使用される板材
の断面図である。

【図４】（ａ）は、ワークの斜視図である。（ｂ）は、
ワークの断面図である。

【図５】図１に示すパーキングギヤの成形装置によって
成形されたパーキングギヤの斜視図である。

【図６】（ａ）は、図１に示すパーキングギヤの成形装
置によって成形されたパーキングギヤの部分平面図であ
る。（ｂ）は、図１に示すパーキングギヤの成形装置に
よって成形されたパーキングギヤの部分断面図である。

【図７】ワークの他の実施形態を示す斜視図である。

【図８】従来のパーキングギヤの斜視図である。

【図９】金型によるプレス加工で成形したパーキングギ
ヤの歯部を示す部分平面図である。

【符号の説明】

１１ワーク１３外筒部１４内筒部１９外側転写型２０歯形転写面２１内側転写型２２セレーション転写面２４充填手段（液槽）２６軸力パンチ３３リリーフ手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｂ２１Ｄ 53/88 Ｂ２１Ｄ 53/88 ＺＦターム(参考） 3J030 AC10 BA01 BB18 BC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周部に歯部を有し、内周部にセレーシ
ョン部を有するパーキングギヤの成形方法であって、外
筒部およびその内方の内筒部並びにこれら外筒部と内筒
部との底端部同士をつなぐ底板部からなるワークを形成
し、該ワークの外筒部と内筒部との間に液体を充填し、
その状態で外筒部と内筒部との間を蓋して軸方向に押圧
し、その押圧力および押圧によって圧縮加圧される上記
液体の液圧とによって、ワークの外筒部を増肉しつつ径
方向外方へ押し拡げて径方向外方に配置された外側転写
型に押し付けて上記歯部を成形すると共に、上記内筒部
を増肉しつつ径方向内方へ押し込んで径方向内方に配置
された内側転写型に押付けて上記セレーション部を成形
するようにしたことを特徴とするパーキングギヤの成形
方法。
【請求項２】外周部に歯部を有し、内周部にセレーシ
ョン部を有するパーキングギヤの成形装置であって、外
筒部およびその内方の内筒部並びにこれら外筒部と内筒
部との底端部同士をつなぐ底板部からなるワークの外筒
部と内筒部との間に液体を充填するための充填手段と、
ワークの外筒部と内筒部との間に液体が充填された状態
で、外筒部と内筒部との間を蓋して軸方向に押圧する軸
力パンチと、上記外筒部の径方向外方に配置され、成形
すべき歯形形状に形成された歯形転写面を内面に有する
外側転写型と、上記内筒部の径方向内方に配置され、成
形すべきセレーション形状に形成されたセレーション転
写面を外面に有する内側転写型とからなることを特徴と
するパーキングギヤの成形装置。
【請求項３】外周部に歯部を有し、内周部にセレーシ
ョン部を有するパーキングギヤであって、板材から一体
成形されたことを特徴とするパーキングギヤ。
【請求項４】外筒部およびその内方の内筒部並びにこ
れら外筒部と内筒部との底端部同士をつなぐ底板部から
なるワークを形成し、該ワークの外筒部と内筒部との間
に液体を充填し、その状態で外筒部と内筒部との間を蓋
して軸方向に押圧し、その押圧力および押圧によって圧
縮加圧される上記液体の液圧とによって、ワークの外筒
部を増肉しつつ径方向外方へ押し拡げて径方向外方に配
置された外側転写型に押し付けて歯部を成形すると共
に、上記内筒部を増肉しつつ径方向内方へ押し込んで径
方向内方に配置された内側転写型に押し付けてセレーシ
ョン部を成形することにより成形された請求項３記載の
パーキングギヤ。