JPS5828014B2 - 変速機における変速歯車の歯形成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として手動変速機に用いられる変速歯車の歯
形成形装置に関するもので、特に変速歯の外径と、スプ
ラインの外径とがほぼ同程度の変速歯車において、変速
歯部とスプライン歯部とを一体に加工するとともに、ス
プラインのチャンファを冷開成形する装置に関するもの
である。

従来上記目的で用い巳れる変速歯車における変速歯部と
スプライン歯部とを単一の材料により一体に塑性加工す
ることは技術的に困難であるために、従来は切削加工に
よるか、あるいは熱間加工により粗成形後冷間加工を行
うか、あるいは別体の材料により冷開成形を行った後、
これを一体化するかの方法によって行われていた。

しかし、切削によるときには加工速度が遅く、製品−個
あたらの単価が高くなり、寸た工程の途中で熱間粗成形
を行うときにはその加工用ダイスの摩耗による寸法の変
化の点で問題があり、別体に冷間成形を行うときには両
部材を結合するために手数を要し、このため製品コスト
が高くなる等の問題点があった。

本発明は変速歯部とスプライン歯部との外径が同程度の
変速歯車を加工する場合に適用するもので、両者は単一
の材料で一体の１１冷開成形で加工するとともに併せて
スプライン部のチャンファを形成できるようにしたこと
を特徴とするものである。

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明金型で加工する変速歯車の粗材１を示す
。

すなわち、該粗材１は筒部１ａと該筒部１ａの下面の軸
孔周囲に突設した突起部２とからなるものである。

第２図は変速歯車の最終製品３を示すもので、変速歯３
ａと、該変速歯３ａより一定の間隔をおいて同径に形成
されたスプライン歯部４と、その下方で軸孔周囲に設け
られたボス部５とからなるものである。

第３図は本発明の成形装置を示すものである。

すなわち、芯金６がダイス７の内孔部７Ａ内に、両者間
に間隙Ｇ１ を形成して同芯的に嵌め合わされ、いずれ
も受台（図示時）に固定されている。

前記芯金６にはダイス７内に位置して周面一部に肩部６
Ａを備えており、該肩部６Ａを含む芯金６の形状は第２
図に示す変速歯車の製品３の軸孔の形状寸法に対応して
いる。

芯金６の上方に位置して該芯金６が嵌合しつる孔８Ｃを
備えたパンチ８を設ける。

該パンチ８はその下面に、製品３の上端面形状に対応し
て環状平面部８Ａと環状突起部８Ｂとを有している。

またこのパンチ８の外周にはこれと同芯的に拘束リング
９が摺動可能に嵌められており、この拘束リング９の下
面にはその内孔に連続して段部１０が設けられている。

この段部１０は、前記ダイス７と拘束リング９との間に
間隙Ｇ２を形成させるものである。

なお、前記拘束リング９はボルト１１により上方の基台
１２に螺着され、このボルト１１の周囲に嵌挿したバネ
１３は、常時拘束リング９をダイスγ側に押圧している
。

なお、前記パンチ８の上端周縁には肩部８Ｄが設けられ
、この肩部８Ｄに対応する段部９Ａが前記拘束リング９
の内孔部内に設けられ、この段部９で前記パンチ８の肩
部８Ｄを支えてパンチ８の下方への落下を阻止している
。

さらに前記パンチ８の上端面に対応して基台１２にはノ
ックアウトロッド１４がこれを貫通して出入可能に設け
られている。

一方、前記ダイス７の上面には内孔部７Ａに続いて第４
図ａｔｂに示すような三角形断面の放射状溝１５が形成
され、この放射状溝１５ば、ダイス７の内孔部７Ａより
外周に向うに従ってその断面の深さならびに幅が減する
ような勾配が施こされている。

なお、ダイス７の内孔部７Ａにテーパが付され、第２図
に示す最終製品３のボス部５の形状に対応しているもの
である。

実施例において、ラム（図示時）を上死点に上昇させた
場合において、粗材１を芯金６に嵌め合わせる。

この粗材１の筒状部１ａの内径は、芯金６の上部外径に
対応し、筒状部１ａの外径は製品３の変速歯部３ａの外
径に外径に対応するものである。

なお、突起部２の長さ２は製品ボス部５の長さより短い
。

い１、ラムを次第に降下させると、１ず拘束リング９が
粗材１の周囲に嵌１す、該粗材１の外径を規制する。

さらにラムを降下させると、１ず拘束リング９がダイス
７上に着座し、両者間に間隙Ｇ２を形成させる。

さらにラムを降下させると、基台１２と拘束リング９と
の間隙が次第に減少し、これに従ってバネ１３が圧縮さ
れ、その反力により拘束リング９はダイス７を強く押え
つける。

これと同時にパンチ８が上方より粗材１の加圧を開始す
る。

バネ１３０反力に抗してラムをさらに降下させると、粗
材１はこのパンチ８の環状平面部８Ａおよび環状突起部
８Ｂからの力を受けて変形し、その一部が拘束リング９
とダイス７との間の隙間Ｇ２および芯金６とダイス７と
の間の間隙Ｇ１内に押し出される。

同時に、粗材１は芯金６の肩部６Ａによって製品３の内
形に対応する形状、寸法に規制される。

なお、粗材１の一部が前記間隙Ｇ２内に流れ込む際にそ
の材料は放射状溝１５に押しつけられ、間隙Ｇ２内に粗
材の一部が押し込められることにより形成されたフラッ
シュ部分２ａの下面に放射状の歯型が形成される。

ラムの下死点で成形が完了すれば、ラムは逆転して上昇
を開始する。

小降終了後の粗材１は、通常拘束リング９に保持された
状態で上方に持ち上げられる。

ラムが充分上方に移動した後、エジェクターによってノ
ックアウトロッド１４を下方に突き出し、パンチ８を圧
下して成形加工された粗材１を拘束リングから抜き出す
。

こうして取り出された粗材のフラッシュ部分２ａの下面
の前記歯型間の溝に対応する部分に、軸方向に走るスプ
ラインを加工することによって、スプライン歯を形成す
ると、前記放射状溝によって形成された歯型はそのスプ
ライン歯におけるチャンファとなる。

以上、実施例において、拘束リング９の段部９Ａによっ
て形成される隙間Ｇ２および粗材１の突起部２の長さＩ
の変化に対応して前記隙間Ｇ２中に押し出されるフラッ
シュ部分と芯金６およびダイス７との間の隙間Ｇ、に押
し出される部分との体積比が変わる。

い１、Ｇ２の寸法を大きくすると、ボス部に比べてフラ
ッシュ部分に材料が出やすくなる。

捷た突起部２の長さｌを長くすると、間隙Ｇ１への流出
が難しくなり、フラッシュ部分が大きくなる。

い１粗材の突起部の長さＺを変化させたときの成形可能
域の調査例を第５図に示す。

グラフの一点鎖線で示す下側の部分では成形されたスプ
ライン部（フラッシュ部）の径が不足する。

また、破線で示す左側の領域ではボス部の長さが不足す
る。

従って、製品として使用できる領域は斜線にて示す部分
である。

たとえばｌ＝３の場合、これは突起部長さを３ｍｍとし
た粗材を使用して加工した場合の成形荷重と歯形成形寸
法との関係を示したものである。

このｌ＝３の純で示すように、荷重が増大するに歯形寸
法も増大していく。

渣た同様のことがボス部１６０寸法についても適用でき
、荷重を増大するに従ってボス部の寸法も増大していく
。

同図のグラフＰにて示す圧力！でくると、ボス部の長さ
が製品長さになるので、ボス部の寸法からこれをみれば
、４点以上の圧力でラムを圧下する必要があるというこ
とになる。

本発明は、以上のように構成されたために、単純な形状
の粗材を使用して変速歯車に加工する場合の製品の上端
部形状および軸孔内孔形状を同時に成形することができ
、併せて上方からの加圧によりスプライン歯部を形成す
るフラッシュ部分を形成すると同時にその下面にはダイ
ス７に付した放射状溝１５によって規定される歯型を設
け、この歯形によってスプライン歯部のチャンファを形
成することができる。

また、本発明によれば、パンチ８のストロークは基台１
２と拘束リング９との間に形成された空間の範囲内に規
制され、しかも最終段階でのパンチ８の下面とダイス７
の上面の距離が一定であるために、粗材を加工して得ら
れた最終製品の上端面からチャンファ面１での寸法が型
で決定されるために製品の寸法精度を均一にすることが
できる。

本発明によれば、粗材の材料を軸方向、半径方向の両方
より逃がすので、材料の変形の自由度が犬きくなり、そ
の結果製品成形荷重を大幅に低減できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置に使用する粗材の断面図、第２図は
製品の断面図、第３図は本発明装置の断面図、第４図は
ダイス両面に形成された放射状溝を示すもので、ａは平
面図、ｂは縦断面図、第５図は粗材の形状に対する歯形
成形寸法と成形荷重との関係での成形可能領域を示すグ
ラフである。 Ｇ、Ｇ２・・・間隙、６・・・芯金、７・・・ダイス、
８・・・パンチ、９・・・拘束リング、１０・・・段部
、１５・・・放射状溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 製品の内径に対応した外形、寸法を有する芯金を、
   上面に断面三角形状の放射状溝を有するダイスの内孔部
   内に設置して両者間に製品ボス部を形成させる間隙を設
   け、前記ダイスの上方に製品の上端形状に対応した形状
   寸法を有し、かつ前記芯金に嵌合しつるパンチを位置さ
   せ、該パンチをラムに連結された拘束リングに摺動可能
   に係合させるとともに、該拘束リングの下面に前記放射
   状溝の位置と対応して前記ダイスとの間で一定の間隙を
   形成させる段部を設けたことを特徴とする変速機におけ
   る変速歯車の歯形成形装置。