JPH03210933A - 段付歯車の押出成形用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的＝ 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車の自動変速機のミッションギアの様に
複雑な形状を有し、且つリム部の肉厚が薄い歯車を熱間
または温間温度域で押出し成形する、段付歯車の押出成
形用金型装置に関する。

〔従来の技術〕

特開昭６３−１１２０３８号、特開平１−１１０４２号
、同１８５４５号、１３８０３４号、１７５４１６号等
に開示される様に、自動車の自動変速機のミッションギ
アの様にリム部肉厚が薄く、且つ複雑な形状を有する段
付歯車を製造する場合は、熱間または温間温度域におい
て据込み加工。

ピアス加工、歯形部の押出し成形等の一連の鍛造成形で
粗加工した後、前記押出し成形によシ形成された歯形部
を所定の歯形精度に仕上げるために歯の部分のみしごき
加工（アイオニング）を施すサイジング加工を冷間温度
域にて行い、次いで工作機械によるレース加工を施し、
全体を所望の形状に仕上げていた。

このようにして製造される歯車素材の一例を第１図に示
す。即ち、歯車３５は大径部３１と小径部３２とからな
り、前記大径部３１外周面には軸線方向に沿う複数条の
歯形部Ｔ２が形成されている。

この場合、前記大径部３１側の端面部には比較的大径な
孔部３３ａが画成されており、従ってこの端面部におい
ては前記大径部３１の肉厚は小さく形成されることにな
る。更に、前記孔部Ｂａａに連通して徐々に小径となる
複数の孔部が穿設され、大径部３１と他端小径部３２を
貫通する中央孔部８３が形成されている。

前述した熱間または温間温度域における鍛造工程中の押
出し加工においては、第６図に示される様に、素材形状
を画定すべき型彫空間１０６及び素材歯形部１０Ｔ２を
画成すべく該内周面に刻設された歯型部１０５を設けた
ダイス１０４を有する下型１０Ｂと、前記下型１０３の
ダイス型彫空間１０６に対応する位置に設けられると共
に素材の上端部形状を画定すべき先端形状１１０を有す
る加圧パンチ１０９を保持する上型１０２を接近及び離
間可能に対向配置した、上下型からなる押出成形用金型
装置１０１が用いられている。即ち、前記押出成形用金
型装置１０１の型彫空間１０６内に中間素材１０ＷＯを
配設した後、上型１０２を下降変位させることにより、
下型１０３のダイス１０４内周面に刻設された歯型部１
０５に対し、素材が前方押出されて、歯車素材１０Ｗ１
の大径部１３１外周面に軸線方向に伸びる歯形部１０Ｔ
Ｉが形成されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の製造方法においては、押出し成形が熱間
または温間温度域にて成されているため、これに用いる
ダイス１０４の温度が上昇することで金型寿命が著しく
低下するという問題が避は難かった。特に問題となるの
は、精密な精度が必要とされる歯車歯形部を画成すべく
ダイス１０４内周面に刻設された歯型部１０５における
熱疲労であり、該歯型部１０５は肉厚が薄く複雑な形状
であるだめダイス１０４の他の箇所より熱影響が著しく
、第７図に該当箇所要部を示される様にダイス１０４歯
型部１０５の先端面等にダレ、１１５等の不具合状態が
早期に発生し易い。この様な不具合状態【拘えるダイス
１０４で成形された歯形部ｒｌの段（＝１歯車歯形部１
０’ｆ’ｚの歯底ＩＬ形状の紅時変化による初期値　及
び限界値Ｍ　ａ　ｘを示すものだが、金型使用限界値と
して設定された限界値ＭＩＬＸに至るまでの金型寿命の
測定平均数は、約１ＯＩＪ　Ｏ〜２０００個／金型程度
であった〇＝発明の構成＝ 〔課題を解決するための手段〕 素材形状を画定すべき型彫空間が設けられたダイスを有
する下型と、下型のダイス型彫空間に対応する位置に設
けられ且つ素材の上端部形状を画定すべき先端形状を有
する加圧パンチを保持する上型を、接近及び離間可能に
対向配置し、前記上型の加圧パンチの端面には歯車素材
外周面の歯形部を画成すべき複数条の歯型部が軸線方向
に刻設されておシ、上型の加圧パンチの下降変位に伴い
歯車歯形部が後方押出成形される。

〔実施例及び作用〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第２図及び第３図は、熱間まだは温間温度域において、
素材の据込み加工、ピアス加工、押出成形等の一連の鍛
造成形工程において、ピアス加工された素材ＷＯを所望
形状、即ち段付歯車の粗形状に成形すると共に、歯形部
Ｔ１を押出成形して中間成形素材Ｗ１を成形する押出成
形用金型装置１である。

即ち、下型３においてはダイス４と当該ダイス４の孔部
に遊嵌するマンドレル１１と、該マンドレル１１に摺動
自在に外嵌するノックアウトリング等の円筒状の摺動部
材１２，１３によシ、下型３内において、素材の形状を
画定すべき型彫空間６が提供されている。

前記ダイス４に対し、接近及び離間可能にされた上型２
においては、歯型部５を有すると共に、素材の上端部形
状を画定すべき先端形状１０を有する加圧パンチ９が、
ダイス４の型彫空間６に対応する位置に設けられる。

前記上型２の加圧パンチ９の歯型部５は、素材ＷＯを軸
線方向に関して後方押出し成形することによって、段付
歯車の大径部３１及び、該大径部３１外周面に軸線方向
に沿う複数条の歯形部ＴＩを粗成形すべく、刀口圧パン
チ９の内端面の適所に軸線方向に設けられている。

更に、本発明による実施例の一形態として、前記加圧パ
ンチ９は、第２図、第３図等に示されるようなインナー
パンチ８と該インナーパンチ８を囲繞するアウターバン
チ７から成る分割構造であると共に、前記アウターバン
チ７の内周端面には、歯形部Ｔ１を画成すべき素材外周
面の位置に対応させて軸線方向の歯型部５が設けられて
いるようなものが考えられる。

次に上記実施例における段付歯車の製造方法について説
明する。

先ず、略円筒状に切断された鋼材を素材として、熱間ま
たは温間鍛造に適する温度域迄加熱し、鍛造にて据込み
平板状の素材を成形し、続いて順次、予備形状形成、中
央孔を打ち扱くピアス加工が施される。

このようにして中央孔が形成された素材ＷＯを、第２図
で示される様な押出成形用金型装置１のダイス４の型彫
空間６内に配設して、歯型部５を有する加圧パンチ９を
下降変位させることによって、第３図に示す如く略閉塞
状態にて大径部３１．小径部３２及び複数の段部を有す
る中央孔部３３といった歯車の概略形状が画成されると
共に、前記大径部３１の外周面に軸線方向に溢う複数条
の歯形部′１゛ｌが粗成形された状態の歯車中間成形素
材Ｗ１が成形される。

即ち、型彫空間６内において、下部側となる小諸部３２
を大略閉塞状態に保持された素材Ｗｏの上部ｌ１ｔＵと
なる大径部３１の先端部において、上型２の加圧パンチ
９の下降変位につれて、該加圧パンチ９先ｊ＋一部形状
に倣いながら前記大径部３１の先端部の塑性髪形が進む
と共に加圧パンチ９の歯型部５の刻設部位に対して軸線
方向に沿って素材が後方押出し笛れることによシ、歯車
中間成形素材Ｗｌの所Ｗ１とする部位に歯形部＋１ｔ１
が画成される。

このようにして、熱間または温間温度域における段付歯
車の押出成形に関して、加熱された素材と加圧パンチ９
に設けられた歯型部５の実質重接１咄時間は、上型２の
変位スピードに比例して可及的に短縮されると共に断続
的に非接触状態となり得るため、加圧パンチ９の歯型部
５の受ける熱影鐸は、従来の下型ダイスにあった時と比
べ低減さ＋ｔ　註ｌｉｔの耐用性が向上する。

本発明による押出成形金型装置を用いて第１図に示され
る様な形状の段付歯車を製造した場合、第５図に示され
るような金型使用限界値として設定された歯形部精度と
しての形状限界値Ｍ　ａ　ｘに至るまでの金型寿命を測
定すると、平均約７０００〜８０００個／金型程度とな
シ、従来のものと比較して数倍以上も寿命が延びること
が確認された。

更に、−船釣に前方押出に比べ後方押出しの方が、押出
し力は少し大きくなるが素材や製品の取扱いが楽になり
生産性が高くなると共に成形性も良いことは、良く知ら
れているが、本発明による押出成形金型装置による段付
歯車歯形部の後方押出成形に関しても、歯型部に対して
素材肉がスムーズに出易い。従って、歯形部の成形性が
向上され、また従来方法において歯形部への素材流動を
助けるべく横方向へ延呂成形される素材パリもほとんど
不要、若しくは極く少量で良いため材料歩留シも著しく
向上される。

第４図は、本発明の他の実施例として、小径部３２ａ側
に歯形部を有する様な役付歯車に適用される、押出成形
金型装置１ａによる加工状態を示し、その構成及び加工
方法は前述した第１の実施例と大略同一であると共に、
奏される作用に関しても同様である。

＝発明の効果＝ 以上の様に本発明によれば、加熱された素材と加圧パン
チに設けられた歯型部の実質的接触時間は、上型の変位
スピードに比例して可及的に短縮されると共に断続的に
非接触状態となシ得るので、加圧パンチの歯型部の受け
る熱影響が低減され金型の耐用性が向上するため、金型
寿命が著しく向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の実施例を表すもので、第１
図は本発明による段付歯車の実施例を表す断面平面図、
第２図、第３図は押出成形工程を表す部分断面平面図で
各々第２図は加工前の状態。 第３図は加工終了状態である。第４図は本発明の他の実
施例の押出成形工程を表す部分断面平面図である。第５
図は歯形部精度の許容値を示す測定基準データである。 第６図は従来の押出成形工程を表す部分断面平面図、第
７図は第６図のＡ部拡大説明図である。 （記号の説明） １・・−・・押出成形用金型装置。 ２・・−・・上　　　　型。　　３・・−・・下　　　
　型。 ４・・−・・ダ　　イ　　ス。　　　５・・・・・・歯
　　型　　部。 ６・・・・・・形　彫　空　間。　　　７・・・・・・
アウターパンチ。 ８・・・・・・インナーパンチ。　　　９・・・・−ｍ
ＥＥ　パンチ。 １０−−−・・（加圧パンチの）先端形状。 ３１・・・・・・大　　径　　部。　　３２・・・・・
・小　　径　　部。 ３５・・・・・・段付　歯車。 Ｗｏ、　Ｗｌ・・・・・・段付歯車中間成形素材。 ＴＩ、　Ｔ２・・−・・歯　　形　　部。 第４ 図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内周に中央孔部を備え外周に大径部と小径部を備え
   ると共に前記大径部と前記小径部の何れか一方の外周面
   に軸線方向に沿う複数条の歯形部が設けられた段付歯車
   を熱間または温間温度域で押出成形する金型装置におい
   て、素材形状を画定すべき型彫空間６が設けら れたダイス４を有する下型３と、前記下型３のダイス型
   彫空間６に対応する位置に設けられ且つ素材の上端部形
   状を画定すべき先端形状１０を有する加圧パンチ９を保
   持する上型２を接近及び離間可能に配置し、前記上型２
   の加圧パンチ９の端面には歯車素材Ｗ＿１外周面の歯形
   部Ｔ＿１を画成すべき複数条の歯型部５が軸線方向に刻
   設されており、前記加圧パンチ９の下降変位に伴い歯車
   歯形部Ｔ＿１が後方押出成形されることを特徴とする段
   付歯車の押出成形用金型装置。 ２、上型２の加圧パンチ９は、インナーパンチ８と該イ
   ンナーパンチ８を囲繞するアウターパンチ７から成る分
   割構造であると共に、素材外周面の歯形部Ｔ＿１を画成
   すべき歯型部５が前記アウターパンチ７内周端面に軸線
   方向に設けられていることを特徴とする請求項１記載の
   段付歯車の押出成形用金型装置。