JP2983802B2 - 歯形成形品の冷間鍛造装置および冷間鍛造方法 - Google Patents

歯形成形品の冷間鍛造装置および冷間鍛造方法

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JP2983802B2 JP5177256A JP17725693A JP2983802B2 JP 2983802 B2 JP2983802 B2 JP 2983802B2 JP 5177256 A JP5177256 A JP 5177256A JP 17725693 A JP17725693 A JP 17725693A JP 2983802 B2 JP2983802 B2 JP 2983802B2
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【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】 この発明は、成形素材の外周部
に歯形部を形成した歯形成形品を成形する冷間鍛造装置
及び冷間鍛造方法に関する。
【0001】
【従来の技術】 一般に自動車の自動変速機内の多板ク
ラッチ機構などには、その一部に、図10に示すよう
に、外周部にスプライン形状の歯形部101が形成され
たハブと称される歯形部材100が使用されている。従
来、この歯形部材100は、プレス成形によって成形さ
れた成形素材を機械加工することによって製作されてい
た。この成形素材は、中央部が開口された環状底壁10
2と、この環状底壁102の外周から立ち上がった筒形
状部103とからなるものである。そして、この歯形部
材100は、上記成形素材の外周部を機械加工によって
切削して歯形部101を形成して製造されていた。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】 ところが、上記した
ように、成形素材はプレス成形によって成形されるため
に、環状底壁102と筒形状部103とが連なる部分で
ある折曲部104の外周面は丸みを帯びた円弧形状に形
成され、このため必然的に、上記のように機械加工によ
って製作された歯形部材100の歯形部101の端部1
05は無肉状態となっていた。このように、歯形部材1
00の歯形部101の端部105が無肉状態となってい
ると、歯形部101の軸方向の歯当たりの有効面積が少
なくなり、この歯当たりの有効面積を確保するには歯形
部材100の軸方向の長さを大きくしなければならず、
歯形部材100が大型化するといった問題があった。ま
た、機械加工によって歯形部101を形成するには、切
削、研磨等の複数の工程が必要であるために工程数が多
くなりコストが高くなるという問題がある。
【0003】本発明の目的は、歯形成形品の歯形部の有
効面積を大きくして製品の小型化を図ることができる歯
形成形品を簡単にかつ安価に製作し得る冷間鍛造装置お
よび冷間鍛造方法を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】 請求項1の歯形成形品
の冷間鍛造装置は、内周部に歯形部が形成された下型ダ
イスと、この下型ダイスに上下動可能に内嵌された下型
パンチと、この下型パンチに上方から対向し上下に駆動
される上型パンチとを備え、プレス成形にて予め成形さ
れた成形素材であって筒形状部とその上端に連なる環状
底壁とを有する成形素材の筒形状部の外周部に歯形部を
形成した歯形成形品を成形する冷間鍛造装置において、
前記下型パンチを、その上端部が下型ダイスの上面より
も突出する状態に弾性付勢する付勢手段を設け、前記上
型パンチの外周部に、下型ダイスの内周部の歯形部に所
定の小間隙を以て内嵌する歯形部を形成するとともに、
その上型パンチの歯形部の下端面を外方上がり傾斜状に
形成し、前記筒形状部の外周部に形成される歯形部の上
端面を外方上がり傾斜状に成形するように構成したこと
を特徴とするものである。請求項2の歯形成形品の冷間
鍛造装置は、前記下型パンチが、外周側のアウターパン
チと、このアウターパンチに対して上方へ移動自在にア
ウターパンチに内嵌されたインナーパンチとで構成され
たことを特徴とするものである。
【0005】請求項3の歯形成形品の冷間鍛造方法は、
内周部に歯形部を形成したダイスと、このダイスに相対
移動自在に内嵌したダイス側パンチと、このダイス側パ
ンチに同軸状に対向しダイスに内嵌可能な対向パンチと
を用いて、プレス成形にて予め成形された成形素材であ
って筒形状部とその上端に連なる環状底壁とを有する成
形素材の筒形状部の外周部に歯形部を形成した歯形成形
品を冷間鍛造する冷間鍛造方法において、前記対向パン
チの外周部にダイスの歯形部に所定の小間隙を以て内嵌
する歯形部を予め形成するとともに、その歯形部の下端
面を外方上がり傾斜状に形成しておき、前記筒形状部の
外周部に上端面が外方上がり傾斜状の歯形部を成形する
とともに、鍛造加工の最終段階において、ダイスと対向
パンチとで、歯形成形品からの余分の余肉部を剪断する
ことを特徴とするものである。
【0006】
【作用及び効果】 請求項1の歯形成形品の冷間鍛造装
置においては、成形素材として予め成形された筒形状部
とその上端に連なる環状底壁とを有する素材を用い、
型パンチの上端部に成形素材をセットし、上型パンチを
下方に駆動して、下型パンチと上型パンチとで成形素材
を挟み込み、上型パンチを更に下方に駆動して下型パン
チと成形素材とを同時に下方に移動させると、下型ダイ
スの内周部の歯形部によって、成形素材の外周部に歯形
部が形成される。このとき、下型ダイスの歯形部の上端
部には、成形素材の歯形成形時の残肉部が取り除かれた
状態で残る。更に上型パンチを下降させると、上型パン
チの外周部に形成された歯形部と下型ダイスの内周部の
歯形部によって、上型パンチの歯形部と下型ダイスの歯
形部との小間隙の間にある成形素材の余分の余肉部が剪
断され、この剪断された余肉部は、リング状になって、
上型パンチの外周部の歯形部と下型ダイスの内周部の歯
形部との間の所定の小間隙の上方へ押し除かれる。この
とき、上型パンチの歯形部が下端面が外方上がり傾斜状
に形成されているので、歯形成形品の歯形部の上端面
外方上がり傾斜状に成形される。
【0007】最後に、上型パンチを上昇させると、下型
パンチが付勢手段によって上方に移動して、その上端部
が下型ダイスの上面よりも突出するので、この状態で下
型パンチの上端部に載った状態にある歯形成形品を取り
出す。上記したように、歯形成形品の歯形部の余分の余
肉部が取り除かれるので、この歯形部の歯形を正確に形
成することができる。また、歯形成形品の歯形部の上端
が外方上がり傾斜状に形成されるので、歯形成形品の
歯形部の上端部に無肉部分が生じることを防止すること
ができる。このことによって、歯形成形品の歯形部の有
効面積を大きくして製品の小型化を図ることができる。
更に、成形素材の外周部に歯形部を形成して歯形成形品
を成形する製造を、この冷間鍛造装置で行うことができ
るので、工程数を低減することができてコストダウンを
図ることができる。
【0008】請求項2の歯形成形品の冷間鍛造装置にお
いては、前記ダイスによって成形素材の外周部に歯形部
を形成して歯形成形品を成形した後に、この歯形成形品
が載った状態にある下型パンチのインナーパンチを外周
側のアウターパンチに対して上方へ移動させることによ
って、アウターパンチから歯形成形品が自動的に離脱さ
れる。従って、歯形成形品を容易に取り出すことができ
る。
【0009】請求項3の歯形成形品の冷間鍛造方法にお
いては、成形素材として予め成形された筒形状部とその
上端に連なる環状底壁とを有する素材を用い、ダイスの
内周部の歯形部と対向パンチの外周部の歯形部間で、歯
形成形品の余分の余肉部が剪断され、この剪断された余
肉部は、ダイスの内周部の歯形部と対向パンチの外周部
の歯形部間の小間隙の一方へ押し除かれた状態で残存す
る。このように、ダイスの内周部の歯形部と対向パンチ
の外周部の歯形部間で歯形成形品から余分の余肉部が剪
断されるので、歯形成形品の歯形部を正確且つ容易に形
成できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。本実施例は、自動車の自動変速機構内の
多板クラッチ機構などに用いられるハブと称される歯形
成形品を冷間鍛造する装置と方法に本発明を適用した場
合の一例である。この実施例の装置の作用は、方法を含
めて説明したものである。図1に示すように、成形素材
30Aは底部の中央部が開口された環状底壁31を有
し、その外周に筒形状部32が形成された形状をなして
いる。つまり、成形素材30Aは、一枚の金属板をプレ
ス成形によって成形したものであって、筒形状部32と
その上端に連なる環状底壁31とからなり、環状底壁3
1と筒形状部32とが連なる部分である折曲部33の外
周面は丸みを帯びた円弧形状に形成されている。図1の
成形素材30Aを冷間鍛造により成形して、図2,図3
に示す歯形成形品30Bが製造される。即ち、後述する
冷間鍛造装置50Aによって、外周部に歯形部34が形
成され、この歯形部34の端部35が外方上がり傾斜状
形成された歯形成形品30Bが成形される。
【0011】上記した歯形成形品30Bを成形する本実
施例の冷間鍛造装置50Aには、図4に示すように、内
周部に歯形部1aが形成された下型ダイス1と、この下
型ダイス1に上下動可能に内嵌された下型パンチ2と、
この下型パンチ2に上方から対向し上下に駆動される上
型パンチ3とが設けられ、前記下型パンチ2を、その上
端部2aが下型ダイス1の上面1bよりも突出する状態
に弾性付勢する付勢手段としての圧縮コイルバネ4が設
けられ、前記上型パンチ3の外周部に、下型ダイス1の
内周部の歯形部1aに所定の小間隙Δ(但し、Δは0.
5〜1.0mm程度の値である)(図8参照)を以て内
嵌する歯形部3aが形成されるとともに、その上型パン
チ3の歯形部3aの下端面3bが外方上がり傾斜状に形
成され、前記下型パンチ2は、外周側のアウターパンチ
21と、このアウターパンチ21に対して上方へ移動自
在にアウターパンチ21に相対昇降可能に内嵌されたイ
ンナーパンチ22とで構成されている。
【0012】前記下型ダイス1の歯形部1aの上端部に
は、成形素材30Aの筒形状部32を挿入してセットし
易くするための逃げ部1cが形成されている。更に、前
記下型パンチ2のアウターパンチ21の外周面の上部側
は、図2に示す歯形成形品30Bの筒形状部32の歯形
部34以外の薄肉部分だけの厚さ分だけ小径に形成され
ている。
【0013】前記下型ダイス1は、ベースプレート5の
上に載置されて、下型ダイセット6の上部に設けられた
ダイス取付フランジ7によって取り付け固定されてい
る。前記下型パンチ2の下部にはスペーサ8を介してコ
イルバネ4が設けられ、この下型パンチ2のインナーパ
ンチ22はエジェクターピン9で上方へ押し上げられる
ように構成されている。前記上型パンチ3はパンチホル
ダー10によって上型ダイセット11に取り付け固定さ
れており、この上型ダイセット11が上下に駆動される
ことによって上型パンチ3が上下に駆動されるように構
成されている。
【0014】次に、冷間鍛造装置50Aによる成形方法
について説明する。先ず、図5に示すように、下型パン
チ2の上端部に成形素材30Aをその筒形状部32が下
向きになるようにセットし、上型パンチ3を下方に駆動
して、下型パンチ2と上型パンチ3とで成形素材30A
を挟み込み、図6に示すように、上型パンチ3を更に下
方に駆動して下型パンチ2と成形素材30Aとを同時に
下方に移動させると、下型ダイス1の内周部の歯形部1
aによって、成形素材30Aの外周部に歯形部34が形
成される。このとき、下型ダイス1の歯形部1aの上端
部には、成形素材30Aの歯形成形時の残肉部(図示せ
ず)が取り除かれた状態で残る。
【0015】更に、上型パンチ3を下降させると、上型
パンチ3の外周部に形成された歯形部3aと下型ダイス
1の内周部の歯形部1aによって、上型パンチ3の外周
部の歯形部3aと下型ダイス1の内周部の歯形部1aと
の間の所定の小間隙Δ(図8参照)にある成形素材30
Aの余分の薄片リング状の余肉部36(図9参照)が剪
断され、この剪断された余肉部36は、リング状になっ
て、上型パンチ3の外周部の歯形部3aと下型ダイス1
の内周部の歯形部1aとの間の所定の小間隙Δ(図8参
照)の上方へ押し除かれて残存する。このとき、下型ダ
イス1の歯形部1aの上端部に逃げ部1cが形成されて
いるので、前記余肉部36はこの逃げ部1c内に入り込
むこととなる。また、上型パンチ3の歯形部3aの下端
面3bが外方上がり傾斜状に形成されているので、歯形
成形品30Bの歯形部34の上端部35が外方上がり傾
斜状に形成される。
【0016】最後に、図7に示すように、上型パンチ3
を上昇させると、下型パンチ2がコイルバネ4によって
上方に移動し、更にエジェクターピン9で下型パンチ2
のインナーパンチ22を外周側のアウターパンチ21に
対して上方へ移動させることによって、アウターパンチ
21から歯形成形品30Bが自動的に離脱される。この
状態で下型パンチ2のインナーパンチ22の上端部22
aに載った状態にある歯形成形品30Bを取り出す。
【0017】上記したように、歯形成形品30Bの歯形
部34の余分の余肉部36が取り除かれるので、歯形部
34の歯形を正確に形成することができる。また、歯形
成形品30Bの歯形部34の上端部35が外方上がり傾
斜状に形成されるので、歯形成形品30Bの歯形部34
の上端部35に無肉部分が生じることを防止することが
できる。このことによって、歯形成形品30Bの歯形部
34の有効面積を大きくして製品の小型化を図ることが
できる。更に、成形素材30Aの外周部に歯形部34を
形成して歯形成形品30Bを成形する製造を、この冷間
鍛造装置で行うことができるので、工程数を低減するこ
とができてコストダウンを図ることができる。
【0018】また、歯形成形品30Bが載った状態にあ
る下型パンチ2のインナーパンチ22を外周側のアウタ
ーパンチ21に対して上方へ移動させることによって、
アウターパンチ21から歯形成形品30Bが自動的に離
脱される。したがって、歯形成形品30Bを容易に取り
出すことができる。尚、上記実施例では、歯形成形品と
して自動車の動車の自動変速機構内の多板クラッチ機構
などに用いられるハブと称される歯形部材について本発
明を適用したものについて述べたが、本発明はこれに限
らず、外周部に歯形部が形成される他の歯形成形品にも
適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係る成形素材の一例の縦断面図であ
る。
【図2】図1の成形素材を成形した歯型成形品の一例の
縦断面図である。
【図3】図2の歯型成形品の部分平面図である。
【図4】実施例に係る冷間鍛造装置の縦断面図である。
【図5】冷間鍛造装置(成形素材セット状態)の縦断面
図である。
【図6】冷間鍛造装置(歯形部成形状態)の縦断面図で
ある。
【図7】冷間鍛造装置(歯形成形品取り出し時の状態)
縦断面図である。
【図8】下型ダイス歯形部と上型パンチ歯形部の部分拡
平面図である。
【図9】歯型成形品と余肉部の部分斜視図である。
【図10】従来技術に係る歯形部材の縦断面図である。
【符号の説明】
30A 成形素材 30B 歯形成形品 34 歯形部 36 余肉部 50A 冷間鍛造装置 Δ 小間隙 1 下型ダイス 1a 歯形部 1b 上面 2 下型パンチ 2a 上端部 21 アウターパンチ 22 インナーパンチ 3 上型パンチ 4 付勢手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−138284(JP,A) 特開 昭61−154727(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B21K 1/30 B21J 5/12

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内周部に歯形部が形成された下型ダイス
    と、この下型ダイスに上下動可能に内嵌された下型パン
    チと、この下型パンチに上方から対向し上下に駆動され
    る上型パンチとを備え、プレス成形にて予め成形された
    成形素材であって筒形状部とその上端に連なる環状底壁
    とを有する成形素材の筒形状部の外周部に歯形部を形成
    した歯形成形品を成形する冷間鍛造装置において、 前記下型パンチを、その上端部が下型ダイスの上面より
    も突出する状態に弾性付勢する付勢手段を設け、 前記上型パンチの外周部に、下型ダイスの内周部の歯形
    部に所定の小間隙を以て内嵌する歯形部を形成するとと
    もに、その上型パンチの歯形部の下端面を外方上がり傾
    斜状に形成し、前記筒形状部の外周部に形成される歯形部の上端面を外
    方上がり傾斜状に成形するように構成した ことを特徴と
    する歯形成形品の冷間鍛造装置。
  2. 【請求項2】 前記下型パンチが、外周側のアウターパ
    ンチと、このアウターパンチに対して上方へ移動自在に
    アウターパンチに内嵌されたインナーパンチとで構成さ
    れたことを特徴とする請求項1に記載の歯形成形品の冷
    間鍛造装置。
  3. 【請求項3】 内周部に歯形部を形成したダイスと、こ
    のダイスに相対移動自在に内嵌したダイス側パンチと、
    このダイス側パンチに同軸状に対向しダイスに内嵌可能
    な対向パンチとを用いて、プレス成形にて予め成形され
    た成形素材であって筒形状部とその上端に連なる環状底
    壁とを有する成形素材の筒形状部の外周部に歯形部を形
    成した歯形成形品を冷間鍛造する冷間鍛造方法におい
    て、 前記対向パンチの外周部にダイスの歯形部に所定の小間
    隙を以て内嵌する歯形部を予め形成するとともに、その
    歯形部の下端面を外方上がり傾斜状に形成しておき、前
    記筒形状部の外周部に上端面が外方上がり傾斜状の歯形
    部を成形するとともに、鍛造加工の最終段階において、
    ダイスと対向パンチとで、歯形成形品からの余分の余肉
    部を剪断することを特徴とする歯形成形品の冷間鍛造
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