JP4139322B2 - 変速ギア用クラッチ歯の成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボス部の外周にスプライン形のクラッチ歯を一体に有する変速ギアのクラッチ歯を成形する成形装置に関し、特に上記クラッチ歯を、その根元部の歯厚が軸端部の歯厚よりも小さくなる逆テーパー状、又は歯厚が根元部から軸端部に向かって均等となるストレート状に形成する変速ギア用クラッチ歯の成形装置に関するものである。

従来の技術として、特許第３３７２６６８号公報に記載されたもの、即ち、金型主体に下方に向かって縮小するテーパー状のダイ孔を設け、該ダイ孔の下部に可動受金を上下動可能に嵌合させ、内端部に成形歯が周方向に複数個形成されたダイ駒を多数設け、各ダイ駒は内周側から外周側に向かって広幅となる平面視扇状に形成するとともに、内端部に前記各成形歯を周方向に分割する端尺なスリットを、該スリットから外周側に離間した位置に分散孔をそれぞれ形成してなり、前記各ダイ駒を互いに接近させて前記可動受金の外周部に放射状に配列するとともに、各ダイ駒の外周面をダイ孔のカム面に当接させ、ボス部の下部外周に多数のクラッチ粗歯を有する中間製品を設け、該中間製品を各ダイ駒の上部に載置するとともに、クラッチ粗歯を前記ダイ駒の成形歯に噛み合わせ、前記各ダイ駒を中間製品とともに下方に加圧移動させるパンチを設けるようにしたものがあった。

また、他の従来技術として、特公平０６−０７３７１２号公報に記載されたもの、即ち、内端部に個別の成形歯を有するピン状のダイを半径方向に延長させて放射状に配置し、各ダイの外端面をカムの傾斜したダイ押圧面に当接させ、カムを押し下げながらその傾斜したダイ押圧面で上記各ダイを軸心方向に移動させて変速用歯車のスプライン歯間に押し込むようにしたものがあった。
特許第３３７２６６８号公報 特公平０６−０７３７１２号公報

特許文献１のものは、各ダイ駒にそれぞれ複数の成形歯を並列に形成し、成形初期にダイ駒内の各成形歯をスリット部で分離するようにしていたが、このものは全ての成形歯が軸心に対して放射状に入射されないために、製品内圧を塑性加工可能応力以上に高める必要があった。ゆえに、材料への加圧力が低くなった場合、成形されるクラッチ歯のピッチ精度が高精度に得られないことがあった。また、特許文献２のものは、構造が複雑になるとともに部品点数が増し、製造費が嵩むものであった。本発明は上記欠点を解消した新規な変速ギア用クラッチ歯の成形装置を得ることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、金型主体に下方に向かって縮小するテーパー状のダイ孔を設け、該ダイ孔内に環状の可動筒体を上下動可能に嵌合させるとともに、両者間に上部内周側に成形歯が形成された上下に細長い多数のダイ駒を円周方向に配列して上下動可能に嵌合させ、前記可動筒体と各ダイ駒との間に下方に向かって半径方向外方に傾斜する係合部を設けるとともに、該可動筒体を上方に押圧付勢する弾性体を設け、下面側にクラッチ粗歯を有する中間製品を前記ダイ駒に載置するとともに、そのクラッチ粗歯を前記ダイ駒の成形歯に噛合させ、該中間製品を介して前記各ダイ駒を下方に加圧移動させるパンチを設ける構成にしたものである。また、上記各ダイ駒の下端部をリング状のリテーナによりスイング可能に保持したものである。

パンチにより中間製品を下方に移動させると、該中間製品によって各ダイ駒がダイ孔内に対して下方に移動され、この下方への移動に伴って各ダイ駒の成形歯がダイ孔のテーパー面によって軸心方向に回動し、中間製品のクラッチ粗歯を軸心方向に加圧変形させて所定の歯型に仕上げることになる。同時に前記各ダイ駒が係合部を介して可動筒体を弾性体の反力に抗して下方に移動させることになる。次いで上記パンチが上方に移動すると、上記弾性体が弾性復帰して可動筒体を上方に移動させ、係合部を介して各ダイ駒を上方に移動させつつ、半径方向外方に退避させ、上記各成形歯によるクラッチ歯の加圧が解除されて製品の取り出しが容易となる。

従って、本発明は、各ダイ駒が個別にクラッチ粗歯と対面し、この状態でクラッチ粗歯とともに下方に移動しつつ、該クラッチ粗歯を軸心方向に加圧することになるので、クラッチ粗歯を高精度のピッチで成形することができる。しかも、各ダイ駒をダイ孔と円筒状の可動筒体とによって軸心方向に移動・退避させるようにしたので、装置を構成する部品点数が少なくなると共に各部品の形状が簡素となり、安価に得ることができ、また、組付けおよび保守点検が容易となる。

また、上記各ダイ駒の下端部をリング状のリテーナによりスイング可能に保持したので、各ダイ駒をユニットにしてダイ孔内に収容することができ、組付けおよび保守点検がさらに容易になるとともに、成形時及び成形終了時において各ダイ駒が上記リテーナを中心として半径方向にスイングし、作動が安定することになる。

以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図面において、図１は本発明による成形装置の断面図、図２は図１のII-II相当の拡大断面図、図３はダイ駒単体の拡大側面図、図４は図３のＡ示図、図５は他の中間製品の成形状態を示す要部拡大断面図である。

図１において、１は変速ギア用クラッチ歯の成形装置、２はその金型主体である。この金型主体２は、ダイ孔３ａを有する円筒状のカム筒３をリング状の受金４に載置し、これらを締金５に圧入固定してなり、上記ダイ孔３ａは下方に向かって縮小するテーパー状に形成されている。上記金型主体２はリング体６を介して台金７に支持され、リング体６内には敷金８、発泡ウレタン製の弾性体９、金属製の支持板１０を順次重ねて収容し、敷金８は台金７側に固定し、支持板１０は弾性体９を介してリング体６内で上下動可能とする。

上記支持板１０の内周部に円筒状の可動筒体１１を起立載置し、その下部に形成した上下方向の係合溝１１ａを受金４の突起（符号省略）に係合させて該受金４に対して相対回転不能かつ上下動可能とする。上記可動筒体１１の上部はダイ孔３ａ内の軸心部に嵌合させ、その上端部は上方に向かって縮小するテーパー面１１ｂを形成する。該テーパー面１１ｂの角度は上記ダイ孔３ａのテーパー角度よりも大きくする。そして、上記ダイ孔３ａのテーパー面と可動筒体１１の上部との間に多数、本例では３０個のダイ駒１５を円周方向に敷き詰めて上下摺動可能に収容する。

上記各ダイ駒１５は共に同構造からなり、そのうちの一個を図２〜図４により説明すると、ダイ駒１５の主体１５ａは、図２に示すように内周側から外周側に向かって広幅となる平面視扇状に、また、図３に示すように上下に細長く形成し、外周側の上下中間部に下方に向かって軸心方向に傾斜する第１斜面１５ｂを、内周側の上部に成形歯１５ｃを、該成形歯１５ｃの直下部側に下方に向かって半径方向外方（外周方向）に傾斜する第２斜面１５ｄを、下端外周部に円弧状の係止凹部１５ｅを、上記第１斜面１５ｂの直上部に水平状の肩部１５ｆをそれぞれ形成する。

上記成形歯１５ｃの歯厚は図４に示すように、下方に向かって縮小するテーパー状とし、上記第１斜面１５ｂの傾斜角度は前述したダイ孔３ａのテーパー角度よりも若干大きくする。また、第２斜面１５ｄの傾斜角度は前述した可動筒体１１の上端部に形成したテーパー面１１ｂのテーパー角度と略同じとし、上記テーパー面１１ｂと第２斜面１５ｄとで本発明でいう係合部１２を構成する。なお、上記成形歯１５ｃの歯厚は上下全長に亘って均等な歯厚としてもよい。

上記ダイ駒１５は、３０個のダイ駒１５をその成形歯１５ｃを内方に向けて環状に集合させ、下端側の各係止凹部１５ｅにリング状のリテーナ１６（図１）を圧入してユニットとし、これを前述したダイ孔３ａ内に収容し、各ダイ駒１５の肩部１５ｆを図１に示すように締金５に螺合させた止めリング１７で押さえることにより、各成形歯１５ｃの上端部を金型主体２から上方に突出させた状態で金型主体２に組み付ける。このとき、初期時において、図１の左半部で示すように、各ダイ駒１５の第２斜面１５ｄ（１２）を可動筒体１１のテーパー面１１ｂ（１２）に圧接させ、弾性体９を予圧縮させておく。図１において、１３は可動筒体１１の外周部に半径方向外方に向けて突出固定した位置決めピンであり、該位置決めピン１３を所定のダイ駒１５の内面側に形成した位置決め用の溝（符号省略）に上下摺動可能に係止し、各ダイ駒１５の不用意な回転を阻止する。

前述した敷金８の中心部に芯金１９を起立固定し、また、該芯金１９の外周部に円筒状の押し筒２０を上下摺動可能に嵌合する。上記芯金１９の上端部は金型主体２の上部まで延長させるとともに、中間製品２５の軸孔が嵌合する形状、本例ではテーパー軸状とする。上記押し筒２０は可動筒体１１の上部まで延長させ、中間製品２５の成形終了後、下部に設けた押出しピン２１によって上方に移動されて成形品を上方に押し出すようになっている。なお、上記芯金１９、押し筒２０、及び押出しピン２１は省略してもよい。

２２は金型主体２の上方に配置したパンチであり、上記各ダイ駒１５に噛合させた中間製品２５を下方に加圧移動させるものである。中間製品２５は変速ギア形成用のものであり、図１に示すように大径のリム部２５ａと小径のボス部２５ｂとの接続角部にスプライン状のクラッチ粗歯２６ａを有する。

次に、上記実施例の作動態様について説明する。中間製品２５を各ダイ駒１５の上部に載置するとともに、そのクラッチ粗歯２６ａを上記各ダイ駒１５の成形歯１５ｃに噛み合わせ、パンチ２２により上記中間製品２５を下方に加圧移動させる。さすれば、図１の右半部で示すように、各ダイ駒１５が上記中間製品２５によって下方に押され、ダイ孔３ａの内周、つまりカム面に沿って下方に移動し、その成形歯１５ｃが内方に回動する。これにより、各成形歯１５ｃが上記クラッチ粗歯２６ａを軸心方向に加圧して所定形状、即ち、歯厚が図１において上部側で薄く、下部側で厚くなる逆テーパー状のクラッチ歯２６（図２）に変形（成形）することになる。

この場合、上記各ダイ駒１５の下方への移動に伴って可動筒体１１が係合部１２を介して下方に移動され、弾性体９を圧縮することになる。次いで、上記パンチ２２が上方に移動（退避）すると、上記弾性体９が弾性復帰し、可動筒体１１、係合部１２を介して各ダイ駒１５、及び成形品（中間製品２５）を上方に移動させることになる。同時に上記各ダイ駒１５は、係合部１２の一方をなす可動筒体１１の第２斜面１５ｄ（図３）によってその上部側が半径方向外方に押され、リテーナ１６を中心として外方にスイングし、各成形歯１５ｃが成形されたクラッチ歯２６から離れ、製品を成形装置１から容易に取り出すことができる。

上記実施例によれば、各ダイ駒１５が個別にクラッチ粗歯２６ａと対面し、該クラッチ粗歯２６ａとともに下方に移動しつつ、これを軸心方向に加圧して変形（形成）させるようにしたので、クラッチ粗歯２６ａを高精度のピッチで成形することができる。この場合、各ダイ駒１５の成形歯１５ｃの歯厚を、図４に示すように、下方に向かって縮小するテーパー状とした際には、上記クラッチ粗歯２６ａを、その根元部の歯厚が軸端部（下部側）の歯厚よりも小さくなる逆テーパー状に形成され、また、上記成形歯１５ｃの歯厚を上下全長に亘って均等歯厚とした際には、上記クラッチ粗歯２６ａを、その根元部から軸端部に向かって均等となるストレート状に形成することとなる。

また、各ダイ駒１５をダイ孔３ａと円筒状の可動筒体１１とで軸心方向に移動・退避させるようにしたので、成形装置１を構成する部品点数が少なくなると共に各部品の形状が簡素となり、安価に得ることができ、また、組付けおよび保守点検が容易となる。また、上記各ダイ駒１５の下端部をリング状のリテーナ１６によりスイング可能に保持したので、各ダイ駒１５をユニットにしてダイ孔３ａ内に収容することができ、組付けおよび保守点検がさらに容易になるとともに、各ダイ駒１５が上記リテーナ１６を中心として半径方向にスイングし、作動が安定することになる。

また、各ダイ駒１５を上下に細長くして円周方向に配列し、その成形歯１５ｃを金型主体２から上方に突出させたので、外周側にスペースの少ないもの、即ち、図５に示すように、クラッチ粗歯２６ａが、リム部２５ａに囲まれたボス部２６ａの外周に形成されたものであっても、該クラッチ粗歯２６ａを容易に成形することができる。

本発明による成形装置の断面図である。 図１のII-II相当の拡大断面図である。 ダイ駒単体の拡大側面図である。 図３のＡ示図である。 他の中間製品の成形状態を示す要部拡大断面図である。

符号の説明

１ 成形装置
２ 金型主体
３ カム筒
３ａ ダイ孔
４ 受金
５ 締金
６ リング体
７ 台金
８ 敷金
９ 弾性体
１０ スライド板
１１ 可動筒体
１１ａ 係合溝
１１ｂ テーパー面
１２ 係合部
１３ 位置決めピン
１５ ダイ駒
１５ａ 主体
１５ｂ 第１斜面
１５ｃ 成形歯
１５ｄ 第２斜面
１５ｅ 係止凹部
１５ｆ 肩部
１６ リテーナ
１７ 止めリング
１９ 芯金
２０ 押し筒
２１ 押出しピン
２２ パンチ
２５ 中間製品（変速ギア用）
２５ａ リム部
２５ｂ ボス部
２６ａ クラッチ粗歯
２６ 成形されたクラッチ歯

Claims (2)

1. 金型主体（２）に下方に向かって縮小するテーパー状のダイ孔（３ａ）を設け、該ダイ孔（３ａ）内に環状の可動筒体（１１）を上下動可能に嵌合させるとともに、両者間に上部内周側に成形歯（１５ｃ）が形成された上下に細長い多数のダイ駒（１５）を円周方向に配列して上下動可能に嵌合させ、前記可動筒体（１１）と各ダイ駒（１５）との間に下方に向かって半径方向外方に傾斜する係合部（１２）を設けるとともに、該可動筒体（１１）を上方に押圧付勢する弾性体（９）を設け、下面側にクラッチ粗歯（２６ａ）を有する中間製品（２５）を前記ダイ駒（１５）に載置するとともに、そのクラッチ粗歯（２６ａ）を前記ダイ駒（１５）の成形歯（１５ｃ）に噛合させ、該中間製品（２５）を介して前記各ダイ駒（１５）を下方に加圧移動させるパンチ（２２）を設けたことを特徴とする変速ギア用クラッチ歯の成形装置。
2. 各ダイ駒（１５）の下端部をリング状のリテーナ（１６）によりスイング可能に保持したことを特徴とする請求項１記載の変速ギア用クラッチ歯の成形装置。

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