JP2011256953A

JP2011256953A - Reverse gear

Info

Publication number: JP2011256953A
Application number: JP2010132729A
Authority: JP
Inventors: Mitsushige Ooka; 三茂大岡; Tetsuya Hoguchi; 徹也穂口
Original assignee: O Oka Corp
Current assignee: O Oka Corp
Priority date: 2010-06-10
Filing date: 2010-06-10
Publication date: 2011-12-22
Anticipated expiration: 2030-06-10
Also published as: JP5269001B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reverse gear capable of improving strength reliability by integrating an outer circumference annular gear body and an inner periphery boss body, increasing a chamfer designing flexibility by forming clutch inner teeth by forging, and improving shift feeling, wherein not only the clutch inner teeth but also transmission outer teeth are formed by forging, and gear strength is improved by leaving a fiber organ referred to as a fiber flow in a tooth profile by forging by omitting mechanical processing.SOLUTION: The reverse gear is constructed such that from the inside to the outer circumferential side, a shaft hole, a boss, a recessed groove, inner teeth, and outer teeth are integrally formed on the same axis, while inner teeth are formed on the outer circumferential wall of the recessed groove by cold forging, the inner teeth are tapered, and a chamfer is formed at a tip.

Description

この発明は、主として変速機の変速切換装置に用いられるリバース歯車に関する。詳しくは、外周の変速用歯車部と内周のクラッチ用歯車部とからなる環状歯車体と軸孔側のボス体とが一体化形成されたリバース歯車であって、外周の変速用歯車部はスパー歯又はヘリカル歯から構成され、かつ、内周のクラッチ用歯車部はスプライン歯から構成されたリバース歯車に関する。 The present invention relates to a reverse gear mainly used in a gear shift switching device of a transmission. More specifically, a reverse gear in which an annular gear body composed of an outer peripheral gear section and an inner clutch gear section and a boss body on the shaft hole side are integrally formed, and the outer peripheral gear section is The clutch gear portion on the inner periphery is composed of spur teeth or helical teeth, and the reverse gear is composed of spline teeth.

本発明に関わるリバース歯車は、例えば以下のように使用される。変速機は、手動変速機ケース内に設けられ互いに平行に延びて上記変速機ケースに支持されるメイン軸、カウンタ軸、及びリバースアイドル軸と、メイン軸に支持される出力歯車と、カウンタ軸に支持されるリバース歯車と、リバースアイドル軸に軸方向に移動可能となるよう支持されるリバースアイドル歯車とを備えている。従来から、変速用歯車部とクラッチ歯車部とを有する変速用歯車は各種の方法によって製作されている。例えば、円板状又はリング状の素材から熱間鍛造により概略形状に成形され、次いで変速用歯車部とクラッチ用歯車部に、ホブ、又はシェービング等の機械加工を施す。或いは、熱間鍛造により成形された変速用歯車部に機械加工を施して歯車を形成し、次いでこの歯車部に冷間鍛造により成形されたクラッチ用歯車部を電子ビーム溶接を施して一体化する方法がある。他に熱間鍛造により一体成形された変速用歯車部とクラッチ用歯車部夫々に機械加工を施す方法が提案されている（例えば、特許文献１、２及び３参照）。 The reverse gear according to the present invention is used as follows, for example. The transmission includes a main shaft, a counter shaft, and a reverse idle shaft that are provided in a manual transmission case and extend parallel to each other and supported by the transmission case, an output gear supported by the main shaft, and a counter shaft. A reverse gear to be supported and a reverse idle gear supported so as to be axially movable with respect to the reverse idle shaft are provided. Conventionally, a transmission gear having a transmission gear portion and a clutch gear portion has been manufactured by various methods. For example, a disk-shaped or ring-shaped material is formed into a general shape by hot forging, and then machining such as hobbing or shaving is applied to the transmission gear portion and the clutch gear portion. Alternatively, a gear is formed by machining the speed change gear formed by hot forging, and then the gear for clutch formed by cold forging is integrated with the gear by electron beam welding. There is a way. In addition, there has been proposed a method of machining each of the transmission gear portion and the clutch gear portion integrally formed by hot forging (see, for example, Patent Documents 1, 2, and 3).

その他、変速用歯車部のスパー歯車又はヘリカル歯にクラッチ用のスプライン歯を一体化した変速用歯車部車等が知られている。このような歯車の成形方法としては、以下の方法が採用されている。第一は、変速用歯車部及びクラッチ用歯車部の両方を、ホブカッタ等の工具による切削加工で形成する方法である。第二に、変速用歯車部及びクラッチ用歯車部の中、一方を切削加工で成形し、他方を熱間又は冷間鍛造によって成形する方法である。また、第三に、変速用歯車部及びクラッチ用歯車部の中、一方を熱間鍛造加工によって成形した後に、他方を冷間鍛造加工或いは転造ダイスによって成形する方法がある。 In addition, a spur gear or the like in which a spline gear for clutch is integrated with a spur gear or a helical tooth of a gear portion for transmission is known. As a method for forming such a gear, the following method is employed. The first is a method of forming both the transmission gear portion and the clutch gear portion by cutting with a tool such as a hob cutter. Secondly, one of the transmission gear portion and the clutch gear portion is formed by cutting, and the other is formed by hot or cold forging. Third, there is a method in which one of the transmission gear portion and the clutch gear portion is formed by hot forging and then the other is formed by cold forging or a rolling die.

以下に、本発明のリバース歯車に近似する例として、変速用歯車部とクラッチ用歯車部とを機械加工を施すことによって形成し、これに軸孔側のボス体を結合、一体化したリバース歯車の例を図１２に示す。本図（ａ）の断面図では、外周の歯車環状体Ｗ１０に、これとは別体のボス体Ｗ２０を内周側から嵌着した結合体をリバース歯車Ｗ０として示す。環状歯車体Ｗ１０は、熱間鍛造品に機械加工を施して外歯及び内歯を同芯状に形成したものである。内周のボス体Ｗ２０は熱間鍛造によって成形した素材の中心に軸孔３を貫通させたものである。なお、環状歯車体Ｗ１０の外歯１はホブによる機械加工を施したスパー歯或いはヘリカル歯である。同じく環状歯車体Ｗ１０の内歯２はギヤシェーパ、或いはブローチによる機械加工を施したスプライン歯である。環状歯車体Ｗ１０に内周側からボス体Ｗ２０を嵌着し、この嵌着部位に溶接部Ｊを有する電子ビーム溶接を施し一体化結合する。本図（ｂ）では内歯２を拡大した断面図を示し、図（ｃ）ではその拡大した正面図を示す。内歯２を構成するスプライン歯の先端部のチャンファ２３、２３は機械加工を施すことによって左右対称に形成される。ここで、内歯２の全周とも機械加工によるピン角が残るのでシフトフィーリング性に劣り、また、歯根元２４が別体になっているので強度に難点がある。さらに、このリバース歯車には以下のような課題がある。環状歯車体Ｗ１０にボス体Ｗ２０を電子ビーム溶接するために、超音波探傷検査を施すことによって一体化の信頼性を確認する必要がある。また、環状歯車体Ｗ１０の外歯及び内歯ともに熱間鍛造の素材に機械加工を施すことによって得られるので、そのために専用の高価な歯切り機械を設備投資する必要があり、しかもこれらは専用機械なので使用頻度が低く投資効率が悪い。他に、内歯のスプライン歯の先端部のチャンファにおいて、その先端部が尖らず平坦に加工され、或いは左右非対称になる等精度上の問題の他、バリが残る等機械加工上の問題が残る。 In the following, as an example that approximates the reverse gear of the present invention, a reverse gear formed by machining a gear portion for transmission and a gear portion for clutch, and connecting and integrating a boss body on the shaft hole side thereto. An example of this is shown in FIG. In the cross-sectional view of this figure (a), the combined body which attached the boss | hub body W20 of another body to the gearwheel W10 of the outer periphery from the inner peripheral side is shown as reverse gear W0. The annular gear body W10 is obtained by machining a hot forged product to form outer teeth and inner teeth concentrically. The inner peripheral boss body W20 has a shaft hole 3 penetrated through the center of a material formed by hot forging. The outer teeth 1 of the annular gear body W10 are spur teeth or helical teeth that have been machined by a hob. Similarly, the inner teeth 2 of the annular gear body W10 are spline teeth that have been machined by a gear shaper or broach. A boss body W20 is fitted to the annular gear body W10 from the inner peripheral side, and electron beam welding having a welded portion J is applied to the fitting portion to be integrally coupled. In this figure (b), sectional drawing which expanded the internal tooth 2 is shown, and the enlarged front view is shown in FIG. (C). The chamfers 23 and 23 at the tip end portions of the spline teeth constituting the inner tooth 2 are formed symmetrically by machining. Here, since the pin angle by machining remains on the entire circumference of the inner tooth 2, the shift feeling is inferior, and the root 24 is a separate body, so there is a problem in strength. Furthermore, this reverse gear has the following problems. In order to electron beam weld the boss body W20 to the annular gear body W10, it is necessary to confirm the reliability of integration by performing an ultrasonic flaw inspection. In addition, since both the outer teeth and inner teeth of the annular gear body W10 can be obtained by machining the hot forging material, it is necessary to invest in a dedicated expensive gear cutting machine for that purpose. Since it is a machine, it is not used frequently and has poor investment efficiency. In addition, the chamfer at the tip of the spline tooth of the internal tooth has a problem in machining such as a burr remaining in addition to the problem of accuracy such that the tip is processed flat without being pointed or left-right asymmetric. .

特公昭４９−１１５４３号公報Japanese Patent Publication No.49-11543 特公平６−７３７１２号公報Japanese Patent Publication No. 6-73712 特開平４−３６６０２８号公報JP-A-4-36628

以上の通りであって、特許文献に代表されるように、従来の変速用歯車部車には次のような問題点がある。 As described above, as represented by the patent literature, the conventional transmission gear wheel has the following problems.

従来の技術では、外周の環状歯車体と内周のボス体とを一体化するために電子ビーム溶接を施すが、剥離、脱落等結合度の信頼性に問題があるので、超音波探傷検査を施すことによって内外一体化の信頼性を確認する必要がある。また、環状歯車体の外歯及び内歯ともに熱間鍛造の素材に機械加工を施すことによって得られので、そのために専用の高価な歯切り機械を設備投資する必要があり、しかもこれらは専用機械なので使用頻度が低く投資効率が悪い。他に、内歯のスプライン歯の先端部のチャンファにおいて、その先端部が尖らず平坦に加工され、或いは左右非対称になる等精度上の問題の他、バリが残る等機械加工上の問題が残る。また、内歯の機械加工においては、ホブ切り、ギヤシェーピング加工、或いはシェービング等を施すので、鍛造により形成されたファイバフローが切断されることになり、歯車の強度が低下する。 In the conventional technology, electron beam welding is performed to integrate the outer ring gear body and the inner boss body. However, since there is a problem in the reliability of coupling such as peeling and dropping, ultrasonic flaw inspection is performed. It is necessary to confirm the reliability of internal and external integration. In addition, both the outer teeth and inner teeth of the annular gear body are obtained by machining the hot forging material, and therefore it is necessary to invest in a dedicated expensive gear cutting machine. Therefore, the frequency of use is low and the investment efficiency is poor. In addition, the chamfer at the tip of the spline tooth of the internal tooth has a problem in machining such as a burr remaining in addition to the problem of accuracy such that the tip is processed flat without being pointed or left-right asymmetric. . Further, in the machining of the internal teeth, hobbing, gear shaping, shaving, or the like is performed, so that the fiber flow formed by forging is cut and the strength of the gear is reduced.

そこで、本発明の変速用歯車は、本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、外周の環状歯車体と内周のボス体とを一体化することによって強度信頼性を向上させ、かつ、クラッチ用の内歯を鍛造によって形成することによってチャンファの設計自由度を高め、延いてはシフトフィーリング性を向上させたリバース歯車を提供することを目的としている。或いは、本発明の目的は、クラッチ用の内歯は勿論、変速用の外歯も鍛造によって形成し、機械加工を省くことにより鍛造成形によるファイバフローと称する繊維組織を歯形内に残して歯車の強度アップを狙ったリバース歯車を提供することにある。 Accordingly, the speed change gear of the present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems, and the strength reliability is improved by integrating the outer peripheral ring gear body and the inner peripheral boss body. In addition, an object of the present invention is to provide a reverse gear in which the design freedom of the chamfer is increased by forming the internal teeth for the clutch by forging, and thus the shift feeling is improved. Alternatively, the object of the present invention is to form not only the clutch internal teeth but also the speed change external teeth by forging, leaving the fiber structure called fiber flow by forging in the tooth profile by omitting the machining. The purpose is to provide a reverse gear aimed at increasing strength.

近年では鍛造技術の進歩により全ての形状の歯車を鍛造によって成形し、機械加工を省くことが可能となってきた。そこで、本発明者等は、鍛造により形成されたファイバフローをそのまま生かすことに着目し、冷間鍛造後の機械加工を省いて歯車を試作したところ耐久性に優れるといいう知見を得た。本発明のリバース歯車はかかる知見を基に具現化したもので、請求項１の発明は、内側から外周側へ、軸孔、ボス、沈み溝、内歯、及び外歯が、夫々同軸上に一体化構成され、前記内歯は、冷間鍛造によって前記沈み溝の外周壁に形成され、かつ、前記内歯は、逆テーパ状に形成されるとともに、先端にチャンファを設けることを特徴とするリバース歯車である。また、請求項２の発明は、請求項１の発明の上記特徴に加えて、前記外歯はスパー歯又はヘリカル歯であることを特徴とするリバース歯車である。また、請求項３の発明は、請求項１の発明の上記特徴に加えて、前記外歯は機械加工を施すことによって形成されることを特徴とするリバース歯車である。そして、請求項４の発明は、請求項１の発明の上記特徴に加えて、前記外歯は熱間鍛造及び冷間鍛造を施すことによって形成されることを特徴とするリバース歯車である。 In recent years, progress in forging technology has made it possible to form gears of all shapes by forging and eliminate machining. Accordingly, the present inventors paid attention to utilizing the fiber flow formed by forging as it is, and obtained the knowledge that when a gear was prototyped without machining after cold forging, it was excellent in durability. The reverse gear of the present invention is embodied on the basis of such knowledge, and the invention of claim 1 is that the shaft hole, boss, sink groove, inner teeth, and outer teeth are coaxially arranged from the inner side to the outer peripheral side. The inner teeth are formed on the outer peripheral wall of the sinking groove by cold forging, and the inner teeth are formed in a reverse taper shape, and a chamfer is provided at the tip. It is a reverse gear. The invention of claim 2 is a reverse gear characterized in that, in addition to the above feature of the invention of claim 1, the external teeth are spur teeth or helical teeth. The invention of claim 3 is a reverse gear characterized in that, in addition to the above feature of the invention of claim 1, the external teeth are formed by machining. According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the above feature of the first aspect of the present invention, the outer teeth are formed by hot forging and cold forging.

外周の環状歯車体と内周のボス体とは鍛造により一体化成形されるので、剥離、脱落等が生じることがなく強度の信頼性に問題がない。また、変速用歯車部又は／及びクラッチ用歯車部を鍛造によって形成するので、工程が簡素化されて製造コストを下げることができる。その他、鍛造によりクラッチ用歯車部のチャンファを形成するので対称性等の精度が良好であるとともに、チャンファの形状設計に自由度があり、また、機械加工を省くことによってバリの発生を無くすことができるとともに、鍛造成形によるファイバフローと称する繊維組織を歯形内に残して歯車の強度を良好に保持することができる。 Since the outer peripheral ring gear body and the inner peripheral boss body are integrally formed by forging, there is no problem in the reliability of strength without causing peeling or dropping. In addition, since the transmission gear portion and / or the clutch gear portion are formed by forging, the process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. In addition, because the chamfer of the clutch gear is formed by forging, accuracy such as symmetry is good, and the shape design of the chamfer is flexible, and generation of burrs can be eliminated by omitting machining. In addition, the strength of the gears can be maintained well by leaving a fiber structure called fiber flow by forging in the tooth profile.

本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。 Embodiments of the present invention will be specifically described below based on the embodiments of the present invention illustrated in the accompanying drawings.

本発明の実施例１について、図１〜図５を参照しながら説明する。図１は、本実施例に関わるリバース歯車の製造工程図である。図２は、リバース歯車の斜視図である。図３は、リバース歯車の断面図及びスプライン歯からなる内歯の拡大図である。図４は、スプライン歯からなる内歯を冷間鍛造する実施形態を示す説明図である。図５は、スプライン歯からなる内歯先端のチャンファ形状を示す図である。ここで、スプライン歯とは、溝の外周壁に形成されるクラッチ歯のことを言う。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a reverse gear according to the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view of the reverse gear. FIG. 3 is a cross-sectional view of the reverse gear and an enlarged view of the internal teeth including spline teeth. FIG. 4 is an explanatory view showing an embodiment for cold forging inner teeth made of spline teeth. FIG. 5 is a diagram showing a chamfer shape at the tip of an internal tooth made of spline teeth. Here, the spline teeth refer to clutch teeth formed on the outer peripheral wall of the groove.

本実施例のリバース歯車の製造プロセスを、図１の工程図に基づいて説明する。先ず、工程（１）に示すように、リバース歯車に適した円柱素材を所定の軸長に例えばビレットシャーによって切断した素材Ｗ１を得る。この場合、素材の材質として、例えば、ＳＣ鋼、ＳＣＲ鋼、ＳＣＭ鋼、ＳＮＣ鋼、ＳＮＣＭ鋼等を使用することができる。次に、工程（２）に示すように、素材Ｗ１を例えば１２００℃に加熱して熱間鍛造を施すことによって円盤状の素材Ｗ２を得る。次に、工程（３）に示すように、素材Ｗ２に熱間鍛造を施して上端面側にドーナツ状の溝Ｗ３１及び、中央に断面円形に凹んだ軸凹部Ｗ３２を形成した素材Ｗ３を得る。ここで、この溝Ｗ３１には外周壁Ｗ３３を備える。次に、工程（４）に示すように、軸凹部Ｗ３２の中バリを打ち抜いて荒軸孔３０が貫通した素材Ｗ４を得る。次に、工程（５）において、素材Ｗ４に焼きなましの熱処理、ショットブラスト処理及び潤滑処理を施した素材Ｗ５を得る。次に、工程（６）において、溝Ｗ３１の外周壁Ｗ３３に冷間鍛造を施して内歯としてストレートの荒スプライン歯２０１及び荒ボス５０を形成し、その間に深く凹んだドーナツ状の沈み溝４を形成した素材Ｗ６を得る。この時、荒スプライン歯２０１及び荒ボス５０の上端面は鍛造したままのフリー面となる。次に、工程（７）において、素材Ｗ６に焼準処理を施した後、必要に応じて前の熱間鍛造による内部応力を除去するために焼きならしの熱処理を施すとともに、荒スプライン歯２０１の上端面に切削加工を施して寸法を揃えた荒スプライン歯２０２を有する素材Ｗ７を得る。この時、荒スプライン歯２０２の上端面の切削形状は、次々工程におけるチャンファ形状を形成する際に充満度を高めるため、歯先側が高くなるような１０〜３０度の勾配面を設ける。次に、工程（８）においてショットブラスト処理及び潤滑処理を施して素材Ｗ８を得る。次いで、工程（９）において冷間鍛造によって荒スプライン歯２０２の上端面部にチャンファを形成した荒スプライン歯２０３を有する素材Ｗ９を得る。次に、工程（１０）において、冷間鍛造によってチャンファから歯根元に向かって細くなる逆テーパのスプライン歯からなる内歯２が完成し、素材Ｗ１０を得る。次の工程（１１）において荒軸孔３０の内周上下に面取りを施した素材Ｗ１１を得て、次の工程（１２）において外周にホブ切りと面取りシェービングの機械加工を施したスパー歯からなる外歯１が完成し、素材Ｗ１２を得る。次に浸炭熱処理とショットブラスト処理を施して素材Ｗ１３を得る。ここで、外歯１はスパー歯の他にヘリカル歯でもよく、以降の説明でも同様である。最後に、工程（１４）において、内径及び荒ボス５０に研削処理を施して、軸孔３及びボス５を有するリバース歯車Ｗを得る。以上の工程をまとめると、工程（２）、（３）、（４）は熱間鍛造であり、工程（６）、（９）（１０）は冷間押し出し成形、或いは冷間コイニング成形による冷間鍛造である。なお、前述した工程（１０）における歯形成の詳細については図４を参照しながら後述する。ここで、荒スプライン歯とは、溝の外周壁に形成される内スプライン歯のことを言い、形成途中のストレート歯である。実施例２についても同様である。 The manufacturing process of the reverse gear of the present embodiment will be described based on the process diagram of FIG. First, as shown in step (1), a material W1 obtained by cutting a cylindrical material suitable for a reverse gear into a predetermined axial length, for example, by a billet shear is obtained. In this case, for example, SC steel, SCR steel, SCM steel, SNC steel, SNCM steel or the like can be used as the material of the material. Next, as shown in step (2), the material W1 is heated to 1200 ° C., for example, and subjected to hot forging to obtain a disk-shaped material W2. Next, as shown in the step (3), the material W2 is hot forged to obtain a material W3 having a donut-shaped groove W31 on the upper end surface side and a shaft recess W32 recessed in a circular cross section at the center. Here, the groove W31 includes an outer peripheral wall W33. Next, as shown in step (4), the intermediate burr is punched out to obtain the material W4 through which the rough shaft hole 30 penetrates. Next, in step (5), a material W5 is obtained by subjecting the material W4 to annealing heat treatment, shot blasting treatment, and lubrication treatment. Next, in step (6), the outer peripheral wall W33 of the groove W31 is cold forged to form straight rough spline teeth 201 and rough bosses 50 as internal teeth, and the donut-shaped sink groove 4 deeply recessed therebetween. A material W6 is formed. At this time, the upper end surfaces of the rough spline teeth 201 and the rough bosses 50 become free surfaces as they are forged. Next, in the step (7), after subjecting the material W6 to the normalizing treatment, if necessary, the material W6 is subjected to normalizing heat treatment to remove internal stress due to the previous hot forging, and the rough spline teeth 201 A material W7 having rough spline teeth 202 with the same size is obtained by cutting the upper end surface of the material. At this time, the cutting shape of the upper end surface of the rough spline teeth 202 is provided with a gradient surface of 10 to 30 degrees so as to increase the tooth tip side in order to increase the degree of fullness when forming the chamfer shape in the subsequent process. Next, in step (8), a shot blast process and a lubrication process are performed to obtain a material W8. Next, in step (9), a material W9 having the rough spline teeth 203 in which chamfers are formed on the upper end surface portion of the rough spline teeth 202 by cold forging is obtained. Next, in the step (10), the internal teeth 2 composed of reverse-tapered spline teeth that become thinner from the chamfer toward the root of the tooth by cold forging are completed, and a material W10 is obtained. In the next step (11), a material W11 having a chamfered upper and lower inner periphery of the rough shaft hole 30 is obtained, and in the next step (12), the outer periphery is made of spar teeth whose hobbing and chamfering shaving are machined. The external tooth 1 is completed and the material W12 is obtained. Next, carburizing heat treatment and shot blasting are performed to obtain a material W13. Here, the external teeth 1 may be helical teeth in addition to spar teeth, and the same applies to the following description. Finally, in step (14), the inner diameter and the rough boss 50 are ground to obtain the reverse gear W having the shaft hole 3 and the boss 5. Summarizing the above steps, steps (2), (3), and (4) are hot forging, and steps (6), (9), and (10) are cold extrusion molding or cold coining molding. Inter-forging. The details of the tooth formation in the above-described step (10) will be described later with reference to FIG. Here, the rough spline teeth refer to inner spline teeth formed on the outer peripheral wall of the groove, and are straight teeth being formed. The same applies to the second embodiment.

以上の工程を経て最終仕上げ加工を施されたリバース歯車Ｗの詳細形状を斜視図として図２に示す。外周に歯筋が軸方向に対して平行なスパー歯からなる外歯１が構成され、この内周側に軸方向に対して逆テーパのスプライン歯からなる内歯２が構成される。内歯２の内側には深く凹んだ沈み溝４が同芯円上に形成され、内歯２の先端にはチャンファ２３、２３を有し、その歯根元２４は沈み溝４の底面上に形成される。更に、内周側にはボス５が同軸状に突設され、中心を軸孔３が上下に貫通する。以上、外歯と内歯を備える環状歯車部と軸孔を備えるボス部とが一体に構成され、外歯は機械加工によりスパー歯が形成されるとともに、内歯は冷間鍛造によってスプライン歯が形成されたリバース歯車である。 The detailed shape of the reverse gear W that has been subjected to the final finishing process through the above steps is shown in FIG. 2 as a perspective view. An outer tooth 1 made of spur teeth whose tooth traces are parallel to the axial direction is formed on the outer periphery, and an inner tooth 2 made of spline teeth having a reverse taper with respect to the axial direction is formed on the inner peripheral side. A deeply recessed sink groove 4 is formed on the inner side of the inner tooth 2 on a concentric circle, and has chamfers 23, 23 at the tip of the inner tooth 2, and a root 24 thereof is formed on the bottom surface of the sink groove 4. Is done. Further, a boss 5 is projected coaxially on the inner peripheral side, and the shaft hole 3 penetrates the center vertically. As described above, the annular gear portion including the outer teeth and the inner teeth and the boss portion including the shaft hole are integrally configured, and the outer teeth are formed by machining and the spur teeth are formed by cold forging. It is the formed reverse gear.

更に、このリバース歯車Ｗの詳細を断面図として図３に示す。外歯１は軸方向に対して平行なスパー歯であり、内歯２はこれと同芯円上に軸方向に平行で、かつ、逆テーパのスプライン歯から構成される。内歯２の軸孔側にドーツ状に深く凹んだ沈み溝４が同芯円上に形成され、かつ、内歯２の歯根元２４は沈み溝４の底面まで直立して形成される。内歯２の内周側にはボス５が同軸上に突設され、軸孔３が貫通する。また、内歯２は外歯１の歯端面１４より沈んで形成される。本図（ｂ）には内歯２を拡大した断面図を示し、歯根元２４が沈み溝４の底面から直立して形成される。本図（ｃ）には内歯２の正面図を示し、歯根元２４が沈み溝４の底面から直立して形成される。内歯２は、歯筋方向に歯先面２１、その左右に歯面２２、２２、先端が左右対称に尖ったチャンファ２３と２３、沈み溝４の歯根元２４、逆テーパの歯面２２及び歯底面２６から構成される。歯面２２の先端部に左右対称のチャンファ２３、２３を示す。ここで、内歯２の全周ともＲ面取りを施すのでシフトフィーリングが良好になるとともに、歯根元２４は沈み溝４の底面と一体化されているので強度が向上する。 Further, details of the reverse gear W are shown in FIG. 3 as a sectional view. The outer tooth 1 is a spur tooth parallel to the axial direction, and the inner tooth 2 is composed of spline teeth that are concentric with the tooth and parallel to the axial direction and have an inverse taper. A sink groove 4 that is deeply recessed in a donut shape is formed on the concentric circle on the shaft hole side of the inner tooth 2, and the root 24 of the inner tooth 2 is formed upright to the bottom surface of the sink groove 4. A boss 5 protrudes coaxially on the inner peripheral side of the inner tooth 2, and the shaft hole 3 passes therethrough. Further, the inner tooth 2 is formed by sinking from the tooth end surface 14 of the outer tooth 1. This figure (b) shows the expanded sectional view of the internal tooth 2, and the root 24 is formed upright from the bottom surface of the sinking groove 4. This figure (c) shows the front view of the internal tooth 2, and the root 24 is formed upright from the bottom surface of the sinking groove 4. The internal teeth 2 include a tooth tip surface 21 in the direction of the tooth trace, tooth surfaces 22 and 22 on the left and right sides thereof, chamfers 23 and 23 whose tips are symmetrically pointed, roots 24 of the sinking grooves 4, reverse tapered tooth surfaces 22 and It is composed of a root surface 26. The symmetrical chamfers 23 and 23 are shown at the tip of the tooth surface 22. Here, since the entire circumference of the inner tooth 2 is rounded, the shift feeling is improved, and the root 24 is integrated with the bottom surface of the sink groove 4 so that the strength is improved.

ここで、工程（１０）における冷間鍛造による内歯の形成の詳細について図４を参照しながら説明する。金型は上ラム側と下ベッド側に分離して構成される。上ラム側は外側の上パンチＰ１と内側の上パンチＰ２が主要部で、上パンチＰ２にスプリングＳ１を内蔵する。下ラム側は外側のダイ型Ｑ１と内側のダイ型Ｑ２及びダイプレートＱ３が主要部で、ダイ型Ｑ２は内歯２の歯数分に分割されてダイプレートＱ３の上を放射状に可動する構造になっており、先端部にストレートの荒歯に逆テーパ歯面を形成する歯型Ｔ２を設け、これらの中心部先端にテーパＰ３１を有するマンドレルＰ３が位置する。ダイ型Ｑ２及びダイプレートＱ３は下方からスプリングＳ２によって浮揚されるとともに、外側からスプリング３によって中央へ押しつけられ、これらの下方にエジェクタＰ４及びＰ５が位置する。 Here, the details of the formation of the internal teeth by the cold forging in the step (10) will be described with reference to FIG. The mold is configured separately on the upper ram side and the lower bed side. On the upper ram side, an outer upper punch P1 and an inner upper punch P2 are main parts, and a spring S1 is built in the upper punch P2. On the lower ram side, the outer die type Q1, the inner die type Q2 and the die plate Q3 are the main parts, and the die type Q2 is divided into the number of teeth of the inner teeth 2 and can move radially on the die plate Q3. A tooth mold T2 that forms a reverse tapered tooth surface on a straight rough tooth is provided at the tip, and a mandrel P3 having a taper P31 is located at the tip of the center. The die mold Q2 and the die plate Q3 are levitated from below by a spring S2 and pressed from the outside to the center by the spring 3, and ejectors P4 and P5 are positioned below them.

本図の左半分は前の素材と金型との関係を断面図で示し、右半分は歯形を仕上げ済みの状態を示す。先ず、左半分の歯形の仕上げ前について以下に説明する。工程（９）で得られた素材Ｗ９を上下逆に内歯を下向きにしてダイ型Ｑ２の上にセットする。素材Ｗ９の内周には工程（６）、（７）、（９）を経た荒スプライン歯２０３が形成されており、ダイ型Ｑ２の歯型Ｔ２に荒スプライン歯２０３を合わせて位置決めする。次いで、本図の右半分において、上方から上パンチＰ１と上パンチＰ２が下降し、先に上パンチＰ２がスプリングＳ２を介して素材Ｗ９をダイ型Ｑ２に加圧、保持し、次に上ラムに固定されたＰ１が下側に配置されたマンドレルＰ３のテーパ面３１と内径面が継合したダイ型Ｑ２を押し下げる。このダイ型Ｑ２はテーパ面Ｐ３１によって外側に放射状に拡開されて逆テーパ歯型Ｔ２によってストレートの荒スプライン歯２０３の歯面に逆テーパが形成される。このようにして、工程（１０）において、逆テーパに形成されたスプライン歯からなる内歯２が完成し、素材Ｗ１０が得られる。 The left half of the figure shows a cross-sectional view of the relationship between the previous material and the mold, and the right half shows a state where the tooth profile has been finished. First, a description will be given of the left half of the tooth profile before finishing. The material W9 obtained in the step (9) is set on the die mold Q2 with the inner teeth facing downwards upside down. Rough spline teeth 203 that have undergone the steps (6), (7), and (9) are formed on the inner periphery of the material W9, and the rough spline teeth 203 are aligned with the tooth mold T2 of the die mold Q2. Next, in the right half of the figure, the upper punch P1 and the upper punch P2 descend from above, and the upper punch P2 first presses and holds the material W9 to the die mold Q2 via the spring S2, and then the upper ram. The die type Q2 in which the tapered surface 31 and the inner diameter surface of the mandrel P3 having the P1 fixed to the lower side are arranged is pushed down. The die mold Q2 is radially expanded outwardly by the taper surface P31, and a reverse taper is formed on the tooth surface of the straight rough spline teeth 203 by the reverse taper tooth mold T2. In this way, in the step (10), the internal teeth 2 composed of spline teeth formed in a reverse taper are completed, and the material W10 is obtained.

次に、本図右半分のスプライン歯の形成後について説明する。成形が完了すると上パンチＰ１が上昇し、次いで圧縮状態のスプリングＳ１が開放されて上パンチＰ２も上昇する。次に、下方のエジェクタＰ４によってピン５が上方へ突き出され、スプリングＳ２とともにダイプレートＱ３を押し上げると、マンドレルＰ３のテーパ面Ｐ３１に沿ってダイ型Ｑ２がスプリングによって放射状に押し戻され、逆テーパ歯型Ｔ２が逆テーパ成形面から離れて素材Ｗ１０がダイ型Ｑ２から取り出される。 Next, after the formation of the spline teeth in the right half of the figure will be described. When the molding is completed, the upper punch P1 rises, and then the compressed spring S1 is released and the upper punch P2 also rises. Next, when the pin 5 is protruded upward by the lower ejector P4 and the die plate Q3 is pushed up together with the spring S2, the die die Q2 is pushed back radially by the spring along the tapered surface P31 of the mandrel P3, and the reverse tapered tooth shape is obtained. T2 is separated from the reverse taper forming surface, and the material W10 is taken out from the die mold Q2.

本実施例によるリバース歯車は以上のように構成され、以下に作用について説明する。 The reverse gear according to this embodiment is configured as described above, and the operation will be described below.

本実施例によれば内歯２は逆テーパ状に形成され、かつ、歯の先端部に傾斜したチャンファが形成されるので、以下の作用効果を奏するものである。本実施例のリバース歯車では、一体構造なので外歯１と内歯２との同軸度を確保することが容易であり、軸アライメント誤差の無いリバース歯車を製造することができる。内歯２は、逆テーパ状のスプライン歯を冷間鍛造によって成形するので、歯面近傍のファイバフローが切断されることがなく、歯車の強度が向上するとともに、機械加工による製造コストアップを回避し低廉に抑えることができる。そして、図５に示すように、歯面２２の歯幅に対して先端のチャンファ２３、２３が交わる中央線の位置精度が良好なので運転者にとって手動変速機におけるシフト操作性に優れる。そして、歯の先端部にチャンファを有するクラッチ歯を鍛造によって成形し、かつ、歯面に精度の高い逆テーパ面を形成できることと相俟って、歯面の滑らかさ故歯形同士の嵌め合いが良好となりシフト操作性に優れ、シフトフィーリング性の良好な変速用歯車部車を得ることができる。即ち、シフトチェンジの際のひっかかり感及びゴリゴリ感が生ずることなくスムーズなシフト操作性が得られる。加えて、本実施例のクラッチ用のスプライン歯の歯面は逆テーパを有するので、歯車同士が噛み合ったら外れ難いという形状効果を奏する。更に、歯先面２１と両側の歯面２２、２２及び先端のチャンファ２３、２３が夫々交差する稜線部が鍛造によって小さい曲率半径を有するＲ面取り形状に成形されるので、このことによっても歯形同士の噛み合いが滑らかとなる。 According to the present embodiment, the internal teeth 2 are formed in a reverse taper shape, and a chamfer that is inclined at the tip of the teeth is formed. In the reverse gear of the present embodiment, since it is an integral structure, it is easy to ensure the coaxiality of the outer teeth 1 and the inner teeth 2, and a reverse gear without an axis alignment error can be manufactured. The internal teeth 2 are formed by cold forging spline teeth with a reverse taper shape, so that the fiber flow in the vicinity of the tooth surface is not cut, the strength of the gear is improved, and an increase in manufacturing cost due to machining is avoided. However, it can be kept inexpensive. As shown in FIG. 5, since the positional accuracy of the center line where the chamfers 23, 23 at the front end intersect with the tooth width of the tooth surface 22 is good, the driver is excellent in shift operability in the manual transmission. And the clutch tooth which has a chamfer at the tip part of a tooth is formed by forging, and combined with the fact that a highly accurate reverse taper surface can be formed on the tooth surface, the smoothness of the tooth surface and the fitting between the tooth forms It is possible to obtain a gear wheel for transmission that is excellent, has excellent shift operability, and good shift feeling. That is, smooth shift operability can be obtained without causing a catching feeling and a harsh feeling during a shift change. In addition, since the tooth surface of the spline teeth for the clutch of the present embodiment has a reverse taper, there is a shape effect that it is difficult to come off if the gears mesh with each other. Further, the ridge line portion where the tooth tip surface 21, the tooth surfaces 22 and 22 on both sides and the chamfers 23 and 23 on the tip intersect with each other is formed into an R chamfered shape having a small radius of curvature by forging. The meshing becomes smooth.

本発明の実施例２について、図６〜１１を参照しながら説明する。図６は、本実施例に関わるリバース歯車の製造工程図である。図７は、冷間鍛造によって内歯及び外歯を成形する実施形態を示す説明図である。図８は、冷間鍛造によって内歯をチャンファ成形及び外歯を成形する実施形態を示す説明図である。図９は、冷間鍛造によって内歯を逆テーパ成形する実施形態を示す説明図である。図１０は、同上、鍛造におけるファイバフローの分布を示す模式図である。図１１は、スプライン歯からなる内歯における種々のチャンファ形状を示す図である。本実施例の実施例１との相違点は、内歯は勿論外歯も鍛造によって成形するところにある。以下実施例１と相違する箇所について主に説明する。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a manufacturing process diagram of the reverse gear according to the present embodiment. FIG. 7 is an explanatory view showing an embodiment in which inner teeth and outer teeth are formed by cold forging. FIG. 8 is an explanatory view showing an embodiment in which inner teeth are chamfered and outer teeth are formed by cold forging. FIG. 9 is an explanatory view showing an embodiment in which the inner teeth are reverse-tapered by cold forging. FIG. 10 is a schematic diagram showing the fiber flow distribution during forging. FIG. 11 is a diagram showing various chamfer shapes in the internal teeth composed of spline teeth. The difference of the present embodiment from the first embodiment is that not only the inner teeth but also the outer teeth are formed by forging. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described.

本実施例のリバース歯車の製造プロセスを、図６の工程図に基づき説明する。工程（１）及び工程（２）は実施例１と同様なので、以下工程（３）以降について説明する。工程（３）に示すように、素材Ｗ２に熱間鍛造を施して外歯としてヘリカル歯からなる荒ヘリカル歯１０１を荒形成し、同時に、上端面側にドーナツ状の溝Ｗ３１及び、中央に断面円形に凹んだ軸凹部Ｗ３２を形成し、溝Ｗ３１には外周壁Ｗ３３を備える。また、荒ヘリカル歯１０１の形成に際に上面外周に鍔状にはみ出したバリＷ３４を有する素材Ｗ３０１を得る。ここで、外歯はヘリカル歯の他にスパー歯でもよく、以降の説明でも同様である。次に、工程（４）に示すように、鍔状のバリＷ３４の出っ張り部を除去するとともに、軸凹部Ｗ３２の中バリを打ち抜いて荒軸孔３０が貫通した素材Ｗ４０１を得る。次に、工程（５）において、更に荒ヘリカル歯１０１の上端部のバリを除去して素材Ｗ５０１を得る。次に、工程（６）において、素材Ｗ５０１に焼鈍の熱処理、ショットブラスト処理及び潤滑処理を施した素材Ｗ６０１を得る。次に、工程（７）において、溝Ｗ３１に冷間鍛造を施し、内歯としてストレートの荒スプライン歯２０１及び荒ボス５０を形成し、荒ヘリカル歯１０１にシゴキ成形を施すとともに下端部に面取りＷ７１を施した荒ヘリカル歯１０２が形成され、素材Ｗ７０１を得る。この時、荒スプライン歯２０１及び荒ボス５０の上端面は鍛造したままのフリー面である。次に、工程（８）において、荒スプライン歯２０１の上端面に切削加工を施して寸法を揃えた荒スプライン歯２０２を形成し、素材Ｗ８０１を得る。この時、荒スプライン歯２０２の上端面の切削形状は、次々工程におけるチャンファ形状を形成する際に充満度を高めるため、歯先側が高くなるような１０〜３０度の勾配面を設ける。次に、工程（９）において、素材Ｗ８０１にショットブラスト処理及び潤滑処理を施した素材Ｗ９０１を得る。次に、工程（１０）において、冷間鍛造によってストレートの荒スプライン歯２０２の上端にチャンファを形成した荒スプライン歯２０３を得る。同時に、荒ヘリカル歯１０２に冷間鍛造の仕上げ成形によってヘリカル歯を形成するとともに、荒ヘリカル歯１０２の上端部に面取りＷ１０１１を施すと、ヘリカル歯からなる外歯１が完成し、素材Ｗ１０１を得る。次に、工程（１１）において、荒スプライン歯２０３に冷間鍛造を施して逆テーパのスプライン歯からなる内歯２が完成し、素材Ｗ１１１を得る。次に、工程（１２）において、軸孔Ｗ３０の上下に面取り加工を施して面取りＷ１２１１、面取りＷ１２１２を形成した軸孔３１からなる素材Ｗ１２１を得る。次に、工程（１３）において、素材Ｗ１３１に浸炭熱処理、ショットブラスト処理を施した素材Ｗ１３１を得る。最後に、工程（１４）において、軸孔Ｗ３０の内周に研削処理を施した軸孔３とともに、荒テーパコーン６１の内周面に研削処理を施した内テーパコーン６を有する素材Ｗ１４１を得る。以上の工程をまとめると、工程（２）、（３）、（４）は熱間鍛造であり、工程（７）、（１０）、（１１）は冷間押し出し成形、或いは冷間シゴキ成形による冷間鍛造である。なお、工程（７）における歯形成の詳細については図７を参照しながら後述する。また、工程（１０）における歯形成の詳細については図８を参照しながら後述し、工程（１１）における歯形成の詳細については図９を参照しながら後述する。 The manufacturing process of the reverse gear of the present embodiment will be described based on the process diagram of FIG. Since step (1) and step (2) are the same as those in Example 1, the steps after step (3) will be described below. As shown in step (3), hot forging is applied to the raw material W2 to roughly form a rough helical tooth 101 made of helical teeth as external teeth, and at the same time, a donut-shaped groove W31 on the upper end side and a cross section in the center. A circularly recessed shaft recess W32 is formed, and the groove W31 includes an outer peripheral wall W33. In addition, when forming the rough helical tooth 101, a material W301 having a burr W34 protruding like a bowl on the outer periphery of the upper surface is obtained. Here, the external teeth may be spur teeth in addition to helical teeth, and the same applies to the following description. Next, as shown in step (4), the protruding portion of the bowl-shaped burr W34 is removed, and the middle burr of the shaft recess W32 is punched to obtain a material W401 through which the rough shaft hole 30 passes. Next, in step (5), the burrs at the upper end of the rough helical tooth 101 are further removed to obtain a material W501. Next, in the step (6), a material W601 obtained by subjecting the material W501 to annealing heat treatment, shot blasting treatment, and lubrication treatment is obtained. Next, in step (7), cold forging is performed on the groove W31 to form straight rough spline teeth 201 and rough bosses 50 as internal teeth, and rough helical teeth 101 are subjected to squeeze forming and chamfered at the lower end portion W71. The rough helical tooth 102 having been subjected to is formed, and a material W701 is obtained. At this time, the upper end surfaces of the rough spline teeth 201 and the rough bosses 50 are free surfaces that have been forged. Next, in step (8), cutting is performed on the upper end surface of the rough spline teeth 201 to form the rough spline teeth 202 having the same dimensions, and a material W801 is obtained. At this time, the cutting shape of the upper end surface of the rough spline teeth 202 is provided with a gradient surface of 10 to 30 degrees so as to increase the tooth tip side in order to increase the degree of fullness when forming the chamfer shape in the subsequent process. Next, in step (9), a material W901 obtained by subjecting the material W801 to shot blasting and lubrication is obtained. Next, in step (10), a rough spline tooth 203 having a chamfer formed on the upper end of the straight rough spline tooth 202 is obtained by cold forging. At the same time, helical teeth are formed on the rough helical teeth 102 by cold forging and chamfering W1011 is applied to the upper end portion of the rough helical teeth 102, whereby the external teeth 1 made of helical teeth are completed and a material W101 is obtained. . Next, in step (11), the rough spline teeth 203 are subjected to cold forging to complete the inner teeth 2 made of reverse-tapered spline teeth, and a material W111 is obtained. Next, in step (12), a material W121 including the shaft hole 31 formed by chamfering the top and bottom of the shaft hole W30 to form the chamfer W1211 and the chamfer W1212 is obtained. Next, in the step (13), a material W131 obtained by subjecting the material W131 to carburizing heat treatment and shot blasting is obtained. Finally, in the step (14), a material W141 having the inner tapered cone 6 in which the inner peripheral surface of the rough tapered cone 61 is ground together with the shaft hole 3 in which the inner peripheral surface of the shaft hole W30 is ground is obtained. Summarizing the above steps, steps (2), (3) and (4) are hot forging, and steps (7), (10) and (11) are by cold extrusion or cold squeeze forming. Cold forging. Details of the tooth formation in the step (7) will be described later with reference to FIG. Details of tooth formation in the step (10) will be described later with reference to FIG. 8, and details of tooth formation in the step (11) will be described later with reference to FIG.

工程（７）における歯形成の詳細について図７を参照しながら説明する。本図の左半分は前の素材と金型との関係を断面図で示し、右半分は内歯を形成済の状態を示す。先ず、左半分の歯形の形成前について以下に説明する。上パンチＰ１１の先端外周にはスプライン歯の歯型Ｔ２１が設けられ、ダイ型Ｑ１１の開口の内周には、ヘリカル歯の歯型Ｔ１が設けられている。工程（６）で得られた素材Ｗ６０１の内歯を上向きにして下パンチＰ２１の上にセットする。素材Ｗ６０１の外周には工程（３）を経た荒ヘリカル歯１０１が形成されており、ダイ型Ｑ１１の歯型Ｔ１１に荒ヘリカル歯１０１を合わせて位置決めする。本工程（７）において、上方から上パンチＰ１１と、下方のダイ型Ｑ１１のキャビティの中で素材Ｗ６０１が押しつぶされて、図の右半分のように歯形が形成される。即ち、外周に荒ヘリカル歯１０１が冷間鍛造のシゴキ成形によって荒ヘリカル歯１０２が形成され、溝Ｗ３１には冷間鍛造によって荒スプライン歯２０１が形成される。この時荒ヘリカル歯１０１の下端面は面取りＷ７１が形成され、本工程（７）では冷間鍛造によって素材Ｗ７０１が得られる。 Details of the tooth formation in the step (7) will be described with reference to FIG. The left half of the figure shows a cross-sectional view of the relationship between the previous material and the mold, and the right half shows the state where the internal teeth have been formed. First, a description will be given below before the left half tooth profile is formed. A spline tooth mold T21 is provided on the outer periphery of the tip of the upper punch P11, and a helical tooth mold T1 is provided on the inner periphery of the opening of the die mold Q11. The material W601 obtained in the step (6) is set on the lower punch P21 with the inner teeth of the material W601 facing upward. A rough helical tooth 101 having undergone the step (3) is formed on the outer periphery of the material W601, and the rough helical tooth 101 is aligned with the tooth mold T11 of the die mold Q11. In this step (7), the material W601 is crushed in the cavity of the upper punch P11 and the lower die mold Q11 from above, and a tooth profile is formed as shown in the right half of the figure. That is, the rough helical tooth 101 is formed on the outer periphery by cold forging and the rough helical tooth 102 is formed on the outer periphery, and the rough spline tooth 201 is formed on the groove W31 by cold forging. At this time, a chamfering W71 is formed on the lower end surface of the rough helical tooth 101, and in this step (7), a material W701 is obtained by cold forging.

次に、工程（１０）における歯形成の詳細について図８を参照しながら説明する。本図の左半分は前の素材と金型との関係を断面図で示し、右半分は歯形を形成した後を示す。先ず、左半分の歯形の形成前について以下に説明する。下パンチＰ３１の上端外周にはスプライン歯の歯型Ｔ２２が設けられ、ダイ型Ｑ１２の開口の内周には、ヘリカル歯の歯型Ｔ１２が設けられている。工程（９）で得られた素材Ｗ９０１の内歯を下向きにして下パンチＰ３１の上にセットする。素材Ｗ９０１の内周には工程（７）、（８）を経た荒スプライン歯２０２が形成されており、下パンチＰ３１の歯型Ｔ２２に荒スプライン歯２０２を合わせて位置決めする。本工程（１０）において、上方から上パンチＰ１２と、下方のダイ型Ｑ１２のキャビティの中で素材Ｗ９０１が押しつぶされて、図の右半分のように歯形が形成される。本工程（１０）において、冷間鍛造によってストレートの荒スプライン歯２０２の先端にチャンファを形成した荒スプライン歯２０３を得る。同時に、荒ヘリカル歯１０２に冷間鍛造の仕上げ成形によってヘリカル歯からなる外歯１が完成する。この時、荒ヘリカル歯１０２の端部には面取りＷ１０１１が形成され、本工程（１０）では冷間鍛造によって素材Ｗ１０１が得られる。 Next, details of tooth formation in the step (10) will be described with reference to FIG. The left half of the figure shows a cross-sectional view of the relationship between the previous material and the mold, and the right half shows the tooth profile after forming. First, a description will be given below before the left half tooth profile is formed. A spline tooth mold T22 is provided on the outer periphery of the upper end of the lower punch P31, and a helical tooth mold T12 is provided on the inner periphery of the opening of the die mold Q12. The material W901 obtained in the step (9) is set on the lower punch P31 with the inner teeth of the material W901 facing downward. Rough spline teeth 202 that have undergone steps (7) and (8) are formed on the inner periphery of the material W901, and the rough spline teeth 202 are aligned with the tooth mold T22 of the lower punch P31 and positioned. In this step (10), the material W901 is crushed in the cavity of the upper punch P12 and the lower die mold Q12 from above, and a tooth profile is formed as shown in the right half of the figure. In this step (10), the rough spline teeth 203 having chamfers formed at the tips of the straight rough spline teeth 202 are obtained by cold forging. At the same time, external teeth 1 made of helical teeth are completed on the rough helical teeth 102 by cold forging finish forming. At this time, chamfering W1011 is formed at the end of the rough helical tooth 102, and in this step (10), the material W101 is obtained by cold forging.

次に、工程（１１）における歯形成の詳細について図９を参照しながら説明する。本図の左半分は歯形を形成する前の素材と金型との関係を断面図で示し、右半分は内歯を形成済みの状態を示す。先ず、左半分の歯形の形成前について以下に説明する。ダイ型Ｑ２１の中央部外周にはスプライン歯の歯型Ｔ２３が設けられている。工程（１０）で得られた素材Ｗ１０１の内歯を下向きの逆にしてダイ型Ｑ２１の上にセットする。素材Ｗ１０１の内周には工程（１０）を経た荒スプライン歯２０３が形成されており、ダイ型Ｑ２１の歯型Ｔ２３に荒スプライン歯２０３を合わせて位置決めする。次いで、本図の右半分において、上方から上パンチＰ１３と上パンチＰ１４が下降し、先に上パンチＰ１４がスプリングを介して素材Ｗ１０１をダイ型Ｑ２１に加圧、保持し、次に上ラムに固定されたＰ１３が下側に配置されたマンドレルＰ３１０のテーパ面Ｐ３１１と内径面が継合したダイ型Ｑ２１を押し上げる。このダイ型Ｑ２１はテーパ面Ｐ３１１によって外側に放射状に拡開されて逆テーパ歯型Ｔ２３によってストレートの荒スプライン歯２０３の歯面に逆テーパが形成される。上方から上パンチＰ１３、Ｐ１４と、下方からダイ型Ｑ２１のキャビティの中で素材Ｗ１０１が押しつぶされて、図の右半分のように歯形が形成される。即ち、内周には冷間鍛造によってスプライン歯からなる内歯２が逆テーパに形成され、本工程（１１）では冷間鍛造によって素材Ｗ１１１が得られる。 Next, details of the tooth formation in the step (11) will be described with reference to FIG. The left half of the figure shows a cross-sectional view of the relationship between the material and the mold before forming the tooth profile, and the right half shows the state where the internal teeth have been formed. First, a description will be given below before the left half tooth profile is formed. On the outer periphery of the central portion of the die mold Q21, a spline tooth mold T23 is provided. The inner teeth of the material W101 obtained in the step (10) are reversed and set on the die mold Q21. Rough spline teeth 203 that have undergone the step (10) are formed on the inner periphery of the material W101, and the rough spline teeth 203 are aligned with the tooth mold T23 of the die mold Q21. Next, in the right half of the figure, the upper punch P13 and the upper punch P14 descend from above, and the upper punch P14 first pressurizes and holds the material W101 on the die mold Q21 via the spring, and then moves to the upper ram. The die type Q21 in which the tapered surface P311 and the inner diameter surface of the mandrel P310, on which the fixed P13 is disposed, is joined is pushed up. The die mold Q21 is radially expanded outwardly by the taper surface P311 and a reverse taper is formed on the tooth surface of the straight rough spline teeth 203 by the reverse taper tooth mold T23. The material W101 is crushed from the upper punches P13 and P14 from above and the cavity of the die die Q21 from below, and a tooth profile is formed as shown in the right half of the figure. That is, the inner teeth 2 made of spline teeth are formed in a reverse taper on the inner periphery by cold forging, and in this step (11), the material W111 is obtained by cold forging.

外周のヘリカル歯と内周側のクラッチ歯を熱間鍛造及び冷間鍛造によって一体化成形することが可能となるため、以下の作用効果を奏するものである。ヘリカル歯とクラッチ歯とを一体化成形し、その後で歯元部に機械加工を施さないので、生じたファイバフローが切断されることがなく歯車の強度を向上させることができ、かつ、歯切り加工が不要なので材料歩留まりが向上するとともに製造コストを低廉に抑えることができる。以下に、外歯或いは内歯におけるファイバフローの形成の詳細について図１０を参照しながら説明する。熱間鍛造及び冷間鍛造により形成されたヘリカル歯、或いはクラッチ歯の夫々歯形内に、ファイバフローと称する鍛流線が繊維組織状に形成される。図（ａ）は熱間鍛造及び冷間鍛造における歯形内における鍛流線の分布を模式的に示す。繊維組織の流れである鍛流線Ｆが外周から内に向けて多層に形成されている。一方図（ｂ）では比較のため鍛造後ホブ加工、シェービング加工、あるいはその他の切削加工を行う場合を模式的に示し、歯形の表面において切削加工面Ｍによって鍛流線Ｆが切断されている。本実施例によるスプライン歯からなる内歯及びヘリカル歯からなる外歯は鍛造成形の儘なので、ファイバフローが切断されることがなく歯形面の耐久性に優れる。換言すれば、鍛造後の切削加工を省略することができるので製造コストアップが回避されるとともに、機械強度の高い歯面を得ることができる。 Since the outer helical teeth and the inner clutch teeth can be integrally formed by hot forging and cold forging, the following effects can be obtained. Since the helical teeth and the clutch teeth are integrally molded, and then the base part is not machined, the generated fiber flow is not cut and the gear strength can be improved. Since processing is not required, the material yield can be improved and the manufacturing cost can be kept low. Details of the formation of the fiber flow in the external teeth or the internal teeth will be described below with reference to FIG. Forged lines called fiber flow are formed in a fiber structure in helical teeth or clutch teeth formed by hot forging and cold forging. Figure (a) schematically shows the distribution of forging lines in the tooth profile in hot forging and cold forging. A forged stream line F, which is a flow of fiber structure, is formed in multiple layers from the outer periphery toward the inside. On the other hand, FIG. (B) schematically shows a case in which hobbing after forging, shaving, or other cutting is performed for comparison, and the forging line F is cut by the cutting surface M on the surface of the tooth profile. Since the inner teeth composed of spline teeth and the outer teeth composed of helical teeth according to the present embodiment are forged moldings, the fiber flow is not cut and the tooth profile surface is excellent in durability. In other words, since cutting after forging can be omitted, an increase in manufacturing cost can be avoided and a tooth surface with high mechanical strength can be obtained.

外歯又は内歯については、熱間或いは冷間鍛造によってニアネットシェイプ歯形を成形した後、冷間しごき或いは冷間コイニング成形による冷間鍛造によって歯形の精度出しをすることを基本とする。まとめると、歯面、歯先面、歯底面又は歯端面が交差して形成される全ての稜線部位は冷間鍛造のままで、角のないフルＲ面取り部が形成されるので歯形面の耐久性に優れ、特に、歯底面の稜線部においても、冷間鍛造のままのフルＲ面取り部が施されるので段差を生じることなく応力集中を回避する効果がある。この時、フルＲ面取り部の歯内部においてファイバフローが密に形成されたままなので歯車の曲げ強度が高い。また、ホブ加工による歯切り或いは旋削による歯幅寸法加工後のバリ取りが不要となり、加工コストを低減できるという効果を奏する。また、内側から外周側へ、軸孔、ボス、沈み溝、内歯、及び外歯が、夫々同軸上に一体化構成され、内外歯の一体の型鍛造まので、軸アライメント誤差がなく同軸度を確保することができる。 For external teeth or internal teeth, after forming a near net shape tooth profile by hot or cold forging, the accuracy of the tooth profile is basically determined by cold forging by cold ironing or cold coining. In summary, all the ridge line parts formed by intersecting the tooth surface, the tooth tip surface, the tooth bottom surface, or the tooth end surface remain cold forged, and a full R chamfered portion without a corner is formed, so that the tooth profile surface is durable. In particular, even in the ridge line portion of the tooth bottom surface, the full R chamfered portion as cold forging is applied, so that there is an effect of avoiding stress concentration without causing a step. At this time, since the fiber flow remains densely formed inside the teeth of the full R chamfered portion, the bending strength of the gear is high. In addition, deburring after tooth width dimension processing by hobbing or turning is unnecessary, and the processing cost can be reduced. In addition, the shaft hole, boss, sinking groove, inner teeth, and outer teeth are integrated on the same axis from the inside to the outer periphery, and the inner and outer teeth are integrally forged. Can be secured.

本実施例１及び実施例２では、内歯のクラッチ歯を鍛造型によって形成するので、設計の自由度が高い。内歯の各種のチャンファ形状について、図１１を参照しながら説明する。鍛造型によってスプライン歯を種々の形状に成形することができ、以下に歯の正面から見た投影図として示す。同図（ａ１）に示すように、歯先部が対称ではなく歯先の頂点が片側にずれたズレチャンファを形成することができる。また、同図（ａ２）に示すように歯根元側を細くした形状とし、他に同図（ａ３）に示すように片側のみ面取りした片チャンファ等の異形状のものも実現できる。また、図（ａ４）に示すように歯面に逆テーパ面と歯根元側を細くしたストレートの歯面を有する形状も実現できる。このようにして、スプライン歯のチャンファ形状に工夫を加えてシフトフィーリング性を改善することができる。 In the present Example 1 and Example 2, since the internal clutch teeth are formed by a forging die, the degree of freedom in design is high. Various chamfer shapes of the internal teeth will be described with reference to FIG. Spline teeth can be formed into various shapes by a forging die, and are shown below as projection views viewed from the front of the teeth. As shown in (a1) of the figure, it is possible to form a shift chamfer in which the tip portion is not symmetrical and the apex of the tip is shifted to one side. In addition, it is possible to realize an irregular shape such as a single chamfer having a shape in which the tooth root side is narrowed as shown in FIG. In addition, as shown in the figure (a4), it is also possible to realize a shape having a straight tooth surface with a reverse tapered surface and a root side narrowed on the tooth surface. In this way, it is possible to improve the shift feeling by modifying the chamfer shape of the spline teeth.

本発明のリバース歯車は外歯と内歯からなる環状歯車体とボス体とを一体化した構造なので強度信頼性に優れる。また、鍛造により歯形が形成されるので、ホブ切り、ブローチ、或いはシェービング等の機械加工により鍛造面が削り取られるようなことがなく、内部のファイバフローをそのまま保持して歯車の耐久性を向上させることができる。従って、本発明のリバース歯車は自動車のトランスミッションの用途に限らず、工作機械、荷役建設機械、ロボット等の各種の機械装置等に用途を拡大できる。 Since the reverse gear of the present invention has a structure in which an annular gear body composed of external teeth and internal teeth and a boss body are integrated, it has excellent strength reliability. In addition, since the tooth profile is formed by forging, the forged surface is not scraped off by mechanical processing such as hobbing, broaching, or shaving, and the internal fiber flow is maintained as it is to improve the durability of the gear. be able to. Therefore, the reverse gear of the present invention is not limited to the use for automobile transmissions, but can be used for various machine devices such as machine tools, cargo handling construction machines, and robots.

本発明の実施例１に関わるリバース歯車の製造工程図である。It is a manufacturing-process figure of the reverse gear in connection with Example 1 of this invention. 同上、リバース歯車の斜視図である。It is a perspective view of a reverse gear same as the above. 同上、リバース歯車の断面図及び内歯の拡大図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the reverse gear and an enlarged view of internal teeth. 同上、スプライン歯からなる内歯を冷間鍛造成形する実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows embodiment which cold-forms the internal tooth which consists of a spline tooth | gear same as the above. 同上、スプライン歯からなる内歯先端のチャンファ形状を示す図である。It is a figure which shows the chamfer shape of the internal tooth tip which consists of a spline tooth | gear same as the above. 本発明の実施例２に関わるリバース歯車の製造工程図である。It is a manufacturing process figure of the reverse gear concerning Example 2 of this invention. 同上、冷間鍛造によって内歯及び外歯を成形する実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows embodiment which forms an internal tooth and an external tooth by cold forging same as the above. 同上、冷間鍛造によって内歯のチャンファ及び外歯を成形する実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows embodiment which shape | molds the chamfer and external tooth of an internal tooth by cold forging same as the above. 同上、冷間鍛造によって内歯を逆テーパ成形する実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows embodiment which carries out reverse taper shaping | molding of an internal tooth by cold forging same as the above. 同上、鍛造におけるファイバフローの分布を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows distribution of the fiber flow in forging same as the above. 同上、スプライン歯からなる内歯における種々のチャンファ形状を示す図である。It is a figure which shows the various chamfer shapes in the internal tooth which consists of a spline tooth | gear same as the above. 従来例を示すもので、リバース歯車の断面図である。It shows a conventional example and is a cross-sectional view of a reverse gear.

Ｆファイバフロー、Ｍ機械加工面
Ｊ溶接部
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４上パンチ
Ｐ２１、Ｐ３１、Ｐ４１、Ｐ５１下パンチ
Ｐ３、Ｐ３１０マンドレル、Ｐ３１、Ｐ３１１テーパ
Ｐ４エジェクタ、Ｐ５ピン
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ２１ダイ型
Ｑ３、Ｑ３１ダイプレート
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３スプリング
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３歯型
Ｗ、Ｗ０リバース歯車
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６、Ｗ７、Ｗ８、Ｗ９、Ｗ１０、Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ３０１、Ｗ４０１、Ｗ５０１、Ｗ６０１、Ｗ７０１、Ｗ８０１、Ｗ９０１、Ｗ１０１、Ｗ１１１、Ｗ１２１、Ｗ１３１、Ｗ１４１、Ｗ１５１、Ｗ１６１素材
Ｗ３０荒軸孔、Ｗ３１溝、Ｗ３２軸凹部、Ｗ３３外周壁
Ｗ１０環状歯車体、Ｗ２０ボス体
１外歯
１０１、１０２荒ヘリカル歯
１４歯端面
２内歯
２１歯先面、２２歯面、２３チャンファ、２４歯根元
２０１、２０２、２０３荒スプライン歯
３軸孔
３０、３１荒軸孔
４沈み溝
５ボス、５０荒ボス
６内テーパコーン、６１荒テーパコーン F Fiber flow, M Machined surface J Weld P1, P2, P11, P12, P13, P14 Upper punch P21, P31, P41, P51 Lower punch P3, P310 Mandrel, P31, P311 Taper P4 Ejector, P5 Pins Q1, Q2 , Q11, Q12, Q21 Die type Q3, Q31 Die plates S1, S2, S3 Spring T1, T2, T11, T21, T21, T22, T23 Tooth type W, W0 Reverse gear W1, W2, W3, W4, W5, W6 , W7, W8, W9, W10, W11, W12, W13, W301, W401, W501, W601, W701, W801, W901, W101, W111, W121, W131, W141, W151, W161 material W30 Rough shaft hole, W31 groove , W32 shaft recess, W33 outer peripheral wall W10 annular teeth Car body, W20 Boss body 1 External tooth 101, 102 Rough helical tooth 14 Tooth end surface 2 Internal tooth 21 Tooth surface, 22 Tooth surface, 23 Chamfer, 24 Root root 201, 202, 203 Rough spline tooth 3 Shaft hole 30, 31 Rough Shaft hole 4 Sink groove 5 Boss, 50 Rough boss 6 Taper cone inside, 61 Rough taper cone

Claims

内側から外周側へ、軸孔、ボス、沈み溝、内歯、及び外歯が、夫々同軸上に一体化構成され、
前記内歯は、冷間鍛造によって前記沈み溝の外周壁に形成され、
かつ、前記内歯は、逆テーパ状に形成されるとともに、
先端にチャンファを設けることを特徴とするリバース歯車。 From the inner side to the outer peripheral side, the shaft hole, boss, sinking groove, inner teeth, and outer teeth are each integrated on the same axis,
The inner teeth are formed on the outer peripheral wall of the sinking groove by cold forging,
And the internal teeth are formed in a reverse taper shape,
A reverse gear characterized by providing a chamfer at the tip.

前記外歯は、スパー歯又はヘリカル歯であることを特徴とする請求項１記載のリバース歯車。 The reverse gear according to claim 1, wherein the external teeth are spur teeth or helical teeth.

前記外歯は、機械加工を施すことによって形成されることを特徴とする請求項１記載のリバース歯車。 The reverse gear according to claim 1, wherein the external teeth are formed by machining.

前記外歯は、熱間鍛造及び冷間鍛造を施すことによって形成されることを特徴とする請求項１記載のリバース歯車。 The reverse gear according to claim 1, wherein the external teeth are formed by performing hot forging and cold forging.