JP4795543B2

JP4795543B2 - 歯車の製造方法

Info

Publication number: JP4795543B2
Application number: JP2001024358A
Authority: JP
Inventors: 伸也山崎
Original assignee: O Oka Corp
Current assignee: O Oka Corp
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: US7424834B2; US20040099078A1; JP2002227969A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速用歯車部と、その変速用歯車部より小径で、変速用歯車部と同軸配置、且つ軸方向に対して変速用歯車部内に沈み込んでいて、外周にはシンクロ用スプライン歯が形成されると共に、沈み込み部の反対側には複数のキー溝が形成されるハブシンクロとを備えた、所謂リバースアイドラと称される自動車変速機用歯車（以下リバースアイドラという）の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リバースアイドラは、互いに別体に形成された変速用歯車部とシンクロ用スプライン歯付きのハブシンクロとを、電子ビーム溶接や嵌合手段にて一体化させていた。
又、ハブシンクロの周囲に形成されるシンクロ用スプライン歯は、沈み込み部の領域外にのみ形成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
変速用歯車部とハブシンクロとを別々に形成するため部品点数が二倍になるばかりか、組み付け工程を必要とするので、設備が大掛かりとなる。
又、一体化した際の強度及び精度の確保が難しく、例えば電子ビーム溶接では、熱による歪みの問題があるし、嵌合手段では、歯形の位相が狂ったり、ねじりトルクに対して強度不足になりやすい問題がある。
そこで、変速用歯車部とハブシンクロとの一体品を削り出し形成することも可能ではあるが、効率が悪く、コストアップは避けられない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鍛造手段を効果的に利用して信頼性に富んだリバースアイドラの製造方法の提供を目的とした技術であって、その構成は、変速用歯車部と、その変速用歯車部より小径で、変速用歯車部と同軸配置、且つ軸方向に対して変速用歯車部の内側領域に沈み込んでいて、外周には、製品形状より歯厚が厚く設定されて沈み込み部の少なくとも根元まで達するシンクロ用スプライン歯を、沈み込み部の反対側には複数のキー溝をそれぞれ有するハブシンクロと、が一体に形成された歯車を熱間鍛造にて形成した後、冷間鍛造によってシンクロ用スプライン歯を製品形状に形成する歯車の製造方法であって、熱間鍛造完了時における少なくともキー溝に隣接するシンクロ用スプライン歯の歯厚を、キー溝と遠い側へ向けて他のシンクロ用スプライン歯の歯厚より厚くなるように設定する一方、冷間鍛造時には、シンクロ用スプライン歯を、沈み込み部の根元部分において肉が径方向に張り出した不完全形状に形成し、冷間鍛造後、切削手段にて不完全形状の部分を除去することにある。
【０００５】
【発明の実施の形態】
先ず、リバースアイドラの基本形状について簡単に説明すると、リバースアイドラは、図５に示すように、変速用歯車部１と、その変速用歯車部１より小径のハブシンクロ２とを備え、変速用歯車部１と同軸配置されたハブシンクロ２は、軸方向に対して変速用歯車部１内の領域に沈み込んだ状態にて形成されており、中心には軸穴３が貫通している。
ハブシンクロ２の沈み込み部４は、変速用歯車部１の側面に形成された一定幅の凹溝５で囲まれ、又ハブシンクロ２の外周にはシンクロ用スプライン歯６が形成され、更に、沈み込み部４の反対側には複数のキー溝７，７・が形成されている。
【０００６】
次にリバースアイドラ及びそのリバースアイドラの製造方法を図面に基づいて説明する。
図１は冷間鍛造装置を示したもので、８は下型、９は上型であり、下型８は、締め付けリング１０によって締め付け支持されたダイス１１が、ダイプレート１２上に組み付けられており、そのダイス１１には、成型しようとするリバースアイドラにおけるハブシンクロ側の形状に対応した下キャビティ１３が形成されている。
下キャビティ１３の底には、前記ダイプレート１２を貫通するよう配置されたノックアウトピン１４に連動して昇降動作するエジェクタ１５が出没可能に組み付けられている。
【０００７】
一方上型９は、締め付けリング１６により締め付け支持されたパンチ１７と、そのパンチ１７の中心に組み付けられたマンドレル１８とで構成されており、パンチ１７には成型しようとするリバースアイドラにおける変速用歯車部側の形状に対応した上キャビティ１９が形成されている。
【０００８】
そして前記ダイス１１に設けられた下キャビティ１３内には、ハブシンクロの外周に対応する部分に、沈み込み部分の根元にまで達するシンクロ用スプライン歯成型用歯形２０が形成され、ハブシンクロにおける沈み込み部の反対側に対応する部分には、キー溝成型部２１が三カ所に形成されている。
又、前記シンクロ用スプライン歯成型用歯形２０は、シンクロ用スプライン歯における沈み込み部の根元部分に対応した部位に、径方向に窪ませた逃げ凹部２２が形成されている。
【０００９】
このように形成された製造装置の下型８にワークＷをセットし、上型９で加圧する。
ワークＷは、熱間鍛造工程にて鋼材を所定温度まで加熱し、潰し、荒仕上げ成型の後、外周と内周とのバリ抜きを行い、必要に応じて熱処理、ショットブラスト、潤滑処理を実行して得られたものである。
【００１０】
そしてそのワークＷは、図５に示すように、変速用歯車部１’と、その変速用歯車部１’より小径のハブシンクロ２’とを備え、変速用歯車部１’と同軸配置されたハブシンクロ２’は、軸方向に対して変速用歯車部１’内の領域に沈み込んだ状態にて形成されており、中心には軸穴３’が貫通している。
ハブシンクロ２’の沈み込み部４’は、変速用歯車部１’の側面に形成された一定幅の凹溝５’で囲まれ、又ハブシンクロ２’の外周には製品形状より歯厚が厚く設定されたシンクロ用スプライン歯６’が形成され、更に、沈み込み部４’の反対側には製品に対応した３カ所にキー溝７’，７’・が形成されている。
【００１１】
上型９を下降させることにより、ハブシンクロ２’の外周にはシンクロ用スプライン歯成型用歯形２０によって、所望形状より歯厚の厚いシンクロ用スプライン歯６’がしごき成型される（図２）。
【００１２】
又、このしごき成型されたシンクロ用スプライン歯２３は、余肉がダイス１１に形成されている逃げ凹部２２内へ流れるため、根元部分では余肉が径方向に張り出した不完全部分２３ａを有している（図３のａ）。
更にシンクロ用スプライン歯２３の根元部分に張り出した余肉の不完全部分２３ａを切削手段にて除去する（図３のｂ）。
【００１３】
ところで、リバースアイドラにはハブシンクロの端縁にキー溝が形成されているので、熱間鍛造完了時のハブシンクロの肉は溝を狭める方向へ流動する傾向が強い。
そのため熱間鍛造完了時のシンクロ用スプライン歯を所望形状と同じ寸法に形成すると、各歯形はキー溝側に傾斜するため、しごき成型すると図４の（ａ）に示すように欠肉を起こすが、この実施例ではワークＷをシンクロ用スプライン歯の歯厚が厚めに、而もキー溝と遠い側に厚く形成されているので、しごき成型しても欠肉は起こらない（図４のｂ）。
【００１４】
変速用歯車部外周の変速用歯は、その後切削にて形成されるが、前記シンクロ用スプライン歯の形成と同時に鍛造で形成することもできる。
このように形成されたリバースアイドラは、鍛造による一体成型品であるため、組み付け工程を必要とせず、又、変速用歯車部とシンクロ用スプライン歯との間における歪みや、それら変速用歯車部、シンクロ用スプライン歯、キー溝相互間の位相には寸分の狂いも生じないし、剛性にも優れるので、信頼性に富む。
【００１５】
なお、キー溝の数は適宜変更できる。
又、上キャビティに、成型しようとするリバースアイドラにおける変速用歯車部側の形状を、下キャビティに、成型しようとするリバースアイドラにおけるハブシンクロ側の形状に対応した形状が形成された装置を説明したが、上キャビティと下キャビティとを逆の配置とすることもできる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明で製造されるリバースアイドラは、鍛造による一体形成品であるため剛性が高く信頼性に富む。
そして、シンクロ用スプライン歯を沈み込み部の根元まで形成して有効長を稼げるので、厚みを少なくすることが可能となる。
又、シンクロ用スプライン歯を形成するに際し、ハブシンクロの根元部分に集まって行き場のない肉を径方向側に逃がすので、加圧力が吸収され、装置に対する負荷が少なくなる。
そして径方向に逃がすことで形成された不完全部分を切削手段にて除去しているので、品質の向上を図ることができる。
更に、歯厚を厚く形成しておくことにより、歯筋が傾斜していた場合、しごき成型をしても、欠肉を起こさない。
【図面の簡単な説明】
【図１】リバースアイドラを製造する冷間鍛造装置の説明図である。
【図２】シンクロ用スプライン歯の冷間鍛造成型工程の説明図である。
【図３】シンクロ用スプライン歯の根元部分の拡大説明図である。
【図４】シンクロ用スプライン歯のしごき成型時の拡大説明図である。
【図５】リバースアイドラの基本形状を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・変速用歯車部、２・・ハブシンクロ、３・・軸穴、４・・（ハブシンクロの）沈み込み部、５・・凹溝、６・・シンクロ用スプライン歯、７・・キー溝、８・・下型、９・・上型、１０・・締め付けリング、１１・・ダイス、１２・・ダイプレート、１３・・下キャビティ、１４・・ノックアウトピン、１５・・エジェクタ、１６・・締め付けリング、１７・・パンチ、１８・・マンドレル、１９・・上キャビティ、２０・・シンクロ用スプライン歯成型用歯形、２１・・キー溝成型部、２２・・逃げ凹部、２３・・シンクロ用スプライン歯、２３ａ・・不完全部分、Ｗ・・ワーク。

Claims

変速用歯車部と、その変速用歯車部より小径で、変速用歯車部と同軸配置、且つ軸方向に対して変速用歯車部の内側領域に沈み込んでいて、外周には、製品形状より歯厚が厚く設定されて沈み込み部の少なくとも根元まで達するシンクロ用スプライン歯を、沈み込み部の反対側には複数のキー溝をそれぞれ有するハブシンクロと、が一体に形成された歯車を熱間鍛造にて形成した後、冷間鍛造によって前記シンクロ用スプライン歯を前記製品形状に形成する歯車の製造方法であって、
前記熱間鍛造完了時における少なくとも前記キー溝に隣接する前記シンクロ用スプライン歯の歯厚を、前記キー溝と遠い側へ向けて他の前記シンクロ用スプライン歯の歯厚より厚くなるように設定する一方、
前記冷間鍛造時には、前記シンクロ用スプライン歯を、前記沈み込み部の根元部分において肉が径方向に張り出した不完全形状に形成し、前記冷間鍛造後、切削手段にて前記不完全形状の部分を除去することを特徴とする歯車の製造方法。
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