JP2542300C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】 本発明はシンクロメッシュ型変速機において使用される、鍛造にて一体に成形
した変速用歯部と、この変速用歯部より小径のボス部とからなり、ボス部の外周
に逆テーパ状で、先端にチャンファを有するスプライン歯を形成した変速用歯車
に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】 従来、シンクロメッシュ型変速機に使用しているクラッチスプライン歯付変速
用歯車は、ギヤーブランクよりスプライン歯の機械加工のためのぬすみをスプラ
イン歯の根元に設けて変速歯部と一体で削り出し成形する方法と、変速歯部分と
歯形が逆テーパ形をしたクラッチスプライン歯部分とを個別に機械加工又は冷間
鍛造にて製作し、精度良く仕上げた変速歯部の外周にクラッチスプライン歯部を
嵌合し、この接合部外面を電子ビーム溶接にて一体とする方法がある。 前者はスプライン歯の根元にぬすみを設けるためスプライン有効長さが短くな る欠点がある。また、後者はスプライン歯部分と変速歯部分とのメタルフローが
切れ、強度的に弱くなるとともに機械加工、溶接組立加工を要し、コスト高とな
る欠点がある。 【０００３】 この二分割式を改善して鍛造工程で、変速歯部とスプライン歯部とを一体に形
成する方法が、例えば、特公昭４９ー１１５４３号、特開昭５２ー６１１６２号
公報に提案されている。しかし、前者においてはスプライン歯が直線的であると
ともに、逆テーパ状のスプライン歯は形成することができない。また、後者にお
いてはスプライン歯がボス部に逆テーパ状にして冷間成形にて一体成形すること
が示されているが、スプライン歯の根元部分を切削加工している（特開昭５２ー
６１１６２号公報第１図、第３図参照）。 【０００４】 したがって、この後者においても前者と同様にスプライン歯の有効長が短いも
のとなり、かつ切削加工を要するものである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】 本発明は、鍛造工程のみで逆テーパ形のスプライン歯をボス部根元まで形成し
た、スプライン歯の有効長の長い変速用歯車を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため、本発明の変速用歯車は、鍛造にて一体に成形した変
速用歯部と、この変速用歯部より小径のボス部とからなり、該ボス部の外周に逆
テーパ状で、先端にチャンファを有するスプライン歯を形成した変速用歯車であ
って、前記逆テーパ状のスプライン歯が、鍛造によりボス部の根元まで形成した
歯車軸線に平行なスプライン歯間に、歯車軸線に対して放射状に配設したダイを
歯車軸線に直角方向に歯車中心に向って強制的に摺動させて押し込んだ後、前記
ダイを歯車軸線に直角方向に歯車中心から外側に向って強制的に摺動させて引き
抜くことによりボス部の根元まで形成されるとともに、前記ダイの先端の形状に
従う形状に形成されてなることを特徴とする。 【０００７】 【実施例】 図１は本発明の変速用歯車を示す正面図で、１は歯車、２はこの歯車の外周に
形成された変速用の歯、例えばヘリカル歯で、３はこの歯車１の一側部に歯車外
径よりも少し小径となしたボス部で、このボス部３は歯車の本体１と一体に成形
されているとともに、このボス部３の外周面にはミッションの抜け止め用として
の逆テーパ形のスプライン歯４を形成する。このスプライン歯４はボス部３の根
元すなわち歯車部との接続部まで達するように形成されている。 【０００８】 次に、本発明の変速用歯車の製造装置及び製造方法について説明する。 歯車として使用可能な鋼材、例えば、ＳＣ鋼、ＳＣＭ鋼、ＳＮＣ鋼、ＳＮＣＭ
鋼、ＳＣＲ鋼等で、一般にはその棒状材を、製造する歯車の大きさ、形状、径等
に適したものとなるようにして切断する（図３（１））。 この所要長に切断された素材Ｗを次に熱間鍛造すなわち塑性加工に適した温度
となるよう素材の種別、大きさ、重量に応じて加熱温度を定めて加熱する。この
加熱された素材Ｗを形成される歯車形状に合わせて据込工程にて熱間鍛造すなわ
ち塑性加工にて素材ＨＷのように据え込み成形される（図３（２））。この場合
、据込外径は次工程の塑性加工に適するように製造する歯車の外径に合わせる。 【０００９】 次に、この据え込まれた素材ＨＷを鍛造型内に入れ１回又は荒工程、仕上工程
などの複数回の工程を経て変速歯部とスプライン歯となる溝形部とを素材ＦＷの
ように一体に形成する（図３（３））。この鍛造型にて成形されるスプライン歯
４は仕上げ寸法よりも少し小形とし、次にこれを軸穴側内部の余肉を素材の外側
へ塑性加工する冷間コイニング工程で歯形が所定寸法、所定精度を持つようにす
る。 そして、この冷間コイニング工程の前処理として、この歯車外形状を形成した
素材ＦＷに軸穴５をあける（図３（４））。この場合も軸穴５の径は設定された
軸穴径よりも小径とし、この軸穴部分に余肉部を持たせるものである。この穴明
工程後、必要に応じて焼準、ショットブラスト等その他必要な後処理工程を得る こともある。 【００１０】 このようにして予めスプライン歯を形成した素材ＦＷを次に冷間コイニング工
程に送る。この冷間コイニングは軸穴側内部の余肉を素材の外側へ押しひろげて
スプライン歯が所定寸法、所定精度を持つようにする（図３（５）））。 このようにして歯車軸線に平行なスプライン歯を成形した素材を逆テーパ状ス
プライン歯の成形工程に送る（図３（６））。逆テーパ状スプライン歯の成形は
、図４以降に示す製造装置を用いて行われる。 【００１１】 次にこの製造装置について説明する。 上型１１は上型取付台１２にばね圧下状態にして取り付けられるとともにこの
上型１１と対向する下型１３は下型取付台１４に固定され、この下型取付台１４
に突設されたパンチ１５を下型１３内を貫通せしめ、かつこのパンチ１５の外周
に筒状のノックアウト筒１６を配設し、さらに下型取付台１４に環状のケース１
７を固定する。このケース１７には逆テーパ状スプライン歯の成形工程で歯形を
成形する際、この歯車の歯間角度及び歯数に合ったカム嵌挿孔１７Ｈを定ピッチ
で多数穿設するとともにこのカム嵌挿孔１７Ｈの外周側の内側面をカム押圧面１
７Ｆとし、このカム押圧面を垂直で、かつダイ２３の長手方向軸心に対して直角
をなす平面とし、この各孔１７Ｈ内にそれぞれカム２１を嵌合する。また下型取
付台１４の上に下型取付台１４に取り付けられたスプリング２４により支持され
る環状フランジ１８を配設し、この環状フランジ１８にてカム嵌挿孔１７Ｈ内に
嵌合されるカム２１の底部を支持するようにし、カム２１はフランジ１８にボル
ト止めされる。 【００１２】 カム２１はその背面がカム押圧面１７Ｆに接するよう平面状に、かつ高精度に
て仕上げられており、下部内側にピン２２を上端側が内方向に傾斜するようにし
て突設固定するとともにこのピン２２の傾斜角と等しい傾斜角を有するダイ押圧
面２１Ｔをカムの内側面にしかもピン２２と対向して形成する。 【００１３】 下型１３の上部には図６、図７に詳示する如く歯車の歯間角度に合わせた下型
の中心に向かう直線に合わせてダイ嵌挿孔１３Ｈを所定角度毎に形成するととも
に、このダイ嵌挿孔１３Ｈは断面円形で、かつその頂部が平面状にカットされ、
開口した形状のもので、この各ダイ嵌挿孔１３Ｈに丸棒状で上面が平面状にカッ
トされたダイ２３が夫々嵌挿され放射状に配設されるとともに、ケース１７でダ
イの平面部を押さえ、ダイ２３が回転しないようになっている。 このダイ２３の先端２３Ｄは歯車に所定の逆テーパ状のスプライン歯を成形で
きるようになっている。また、ダイ２３には、ピン２２を挿通するためのピン孔
２３Ｈを穿設するとともに、ダイ２３の後端部２３Ｔは傾斜面に形成する。 【００１４】 また下型１３内に装着した素材ＦＷを上型１１の降下にてダイ２３にて逆テー
パ状のスプライン歯を成形した後、この素材ＦＷを下型内より取り出す際、ノッ
クアウトピン１９，２０及びノックアウト筒１６にて容易に取り出されるように
なす。ノックアウトピン１９がフランジ１８を早く押し上げて後、ノックアウト
ピン２０がノックアウト筒１６を押し上げるようにノックアウトピン１９，２０
の長さを決める。これにより、ダイ２３を素材ＦＷの歯部より外方へ抜き去った
後、素材ＦＷを下型内より突き出すようにする。 【００１５】 上記のとおり構成する製造装置により予め鍛造工程でスプライン歯を形成した
素材ＦＷを下型１３内にセットする。 次に、上型取付台１２を降下させるとばね圧下にある上型１１にて素材ＦＷは
上下両型間にて挟持されるとともに、この上型取付台１２の降下にて、カム２１
の上面を素材ＦＷの挟持より少し遅れて押圧する。これにより、カム２１及びフ
ランジ１８が押し下げられることになり、これによってカム２１のテーパ状をし
たダイ押圧面２１Ｔにてダイ２３の後端部２３Ｔが押され、各ダイ２３は下型１
３の中心に向かう方向、すなわち歯車の軸心方向に摺動し、ダイ２３の先端２３
Ｄにて素材ＦＷのスプライン歯４は所定の逆テーパ状のスプライン歯に成形され
る。 その後、上型取付台１２を上昇させるとともに、ノックアウトピン１９を押し 上げる。これにより、フランジ１８も復帰する。このフランジ１８の復帰、すな
わち上昇にてカム２１も上昇するが、このカム２１に傾斜して突設されたピン２
２がダイ２３のピン孔２３Ｈに挿通されているので、このピン２２の上昇に合わ
せて、下型１３に嵌挿された状態で放射状にのみ摺動できるようになっているダ
イ２３が歯車の軸心方向と逆方向に強制的に摺動、復帰する。 【００１６】 そして、ダイ２３の先端２３Ｄが素材ＦＷの歯部より離開した後、ノックアウ
トピン２０を押し上げる。これにより、ノックアウト筒１６が押し上げられ、素
材ＦＷは下型１３内より突き上げられ下型１３より取り出されるものである。 【００１７】 【発明の効果】 本発明の変速用歯車は、逆テーパ状のスプライン歯を、鍛造によりボス部の根
元まで形成した歯車軸線に平行なスプライン歯間に、歯車軸線に対して放射状に
配設したダイを歯車軸線に直角方向に歯車中心に向って強制的に摺動させて押し
込んだ後、前記ダイを歯車軸線に直角方向に歯車中心から外側に向って強制的に
摺動させて引き抜くことにより形成するようにしているため、ボス部の外周に形
成した逆テーパ状で、先端にチャンファを有するスプライン歯は、高精度なもの
となる。 また、この変速用歯車は、鍛造工程のみで製造されるため、製造工程を簡略化
することができるとともに、メタルフローが切断されないため、スプライン歯の
強度が大となり、スプライン歯の加工精度が高く、かつ、ボス部の長さに対する
スプライン歯の有効長さが大となることと相俟って、変速用歯車を小形化できる
利点がある。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gear tooth formed integrally by forging and used in a synchromesh type transmission, and a smaller diameter than the gear tooth. The present invention relates to a speed-change gear comprising a reversely tapered outer periphery of a boss portion and spline teeth having a chamfer at its tip. 2. Description of the Related Art Conventionally, a transmission gear with clutch spline teeth used in a synchromesh type transmission is provided with a slack at the base of the spline teeth for machining the spline teeth from a gear blank. The method of shaving and forming integrally with the tooth part, and the gear tooth and the clutch spline tooth part whose tooth form is reverse tapered are manufactured individually by machining or cold forging, and the gear tooth of the gear tooth part finished with high precision There is a method in which a clutch spline tooth portion is fitted to the outer periphery, and the outer surface of this joint portion is integrated by electron beam welding. The former has a drawback that the effective length of the spline is shortened because the root is provided with the spline teeth. The latter has the disadvantage that the metal flow between the spline teeth portion and the transmission tooth portion is cut, the strength is weakened, and machining and welding / assembly are required, resulting in an increase in cost. A method of improving the two-piece system and integrally forming the transmission teeth and the spline teeth in the forging process is proposed in, for example, JP-B-49-11543 and JP-A-52-61162. Have been. However, in the former, the spline teeth are straight, and the spline teeth having an inverted taper shape cannot be formed. In the latter case, it is disclosed that the spline teeth are reversely tapered to the boss portion and are integrally formed by cold forming. No. 1 and FIG. 3). Accordingly, in the latter case, the effective length of the spline teeth is short as in the former case, and cutting is required. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a transmission gear having a long effective spline tooth length, in which an inversely tapered spline tooth is formed up to the base of a boss portion only in a forging process. And In order to achieve the above object, a transmission gear according to the present invention includes a transmission gear formed integrally by forging and a boss having a smaller diameter than the transmission gear. A transmission gear having a reverse tapered outer periphery of the boss portion and spline teeth having a chamfer at the tip, wherein the reverse tapered spline teeth are formed to the root of the boss portion by forging. After forcibly sliding the die radially arranged with respect to the gear axis between the spline teeth parallel to the gear axis and sliding the die toward the center of the gear in a direction perpendicular to the gear axis, the die is inserted into the gear axis. It is formed up to the root of the boss by forcibly sliding and pulling out from the center of the gear toward the outside in the perpendicular direction, and the shape of the tip of the die is
It is characterized by being formed in a shape according to. FIG. 1 is a front view showing a transmission gear according to the present invention. Reference numeral 1 denotes a gear, reference numeral 2 denotes a transmission gear formed on the outer periphery of the gear, for example, helical teeth, and reference numeral 3 denotes this gear. A boss portion having a diameter slightly smaller than the outer diameter of the gear is provided on one side of the gear 1. The boss portion 3 is formed integrally with the body 1 of the gear, and the outer peripheral surface of the boss portion 3 An inverted tapered spline tooth 4 is formed for stopping. The spline teeth 4 are formed so as to reach the root of the boss portion 3, that is, the connection portion with the gear portion. Next, a manufacturing apparatus and a manufacturing method of the transmission gear of the present invention will be described. Steel materials usable as gears, for example, SC steel, SCM steel, SNC steel, SNCM
In general, a rod-shaped material such as steel, SCR steel or the like is cut so as to be suitable for the size, shape, diameter, etc. of the gear to be manufactured (FIG. 3A). The raw material W cut to the required length is then heated at a heating temperature determined according to the type, size, and weight of the raw material so as to be a temperature suitable for hot forging, that is, plastic working. The heated material W is hot-forged or plastically worked in the upsetting process in accordance with the shape of the gear to be formed, and is upset like the material HW (FIG. 3 (2)). In this case, the upsetting outer diameter is adjusted to the outer diameter of the gear to be manufactured so as to be suitable for the plastic working in the next step. Next, the set-up material HW is placed in a forging die, and is subjected to a single process or a plurality of processes such as a roughing process and a finishing process to form the speed changing tooth portion and the groove-shaped portion serving as the spline teeth into the material FW. (FIG. 3 (3)). The spline teeth 4 formed by this forging die are made slightly smaller than the finished dimensions, and then the teeth are formed to a predetermined size and a predetermined shape in a cold coining step of plastically processing the extra thickness inside the shaft hole side to the outside of the material. Be accurate. Then, as a pretreatment of the cold coining step, a shaft hole 5 is made in the material FW having the outer shape of the gear (FIG. 3D). Also in this case, the diameter of the shaft hole 5 is smaller than the set diameter of the shaft hole, and the shaft hole portion has a surplus portion. After this drilling step, other necessary post-processing steps such as normalizing, shot blasting and the like may be obtained as necessary. [0010] The material FW on which the spline teeth have been formed in advance in this way is then sent to a cold coining step. In this cold coining, the excess thickness inside the shaft hole side is pushed out to the outside of the material so that the spline teeth have a predetermined dimension and a predetermined accuracy (FIG. 3 (5)). The material on which the spline teeth parallel to the gear axis are formed is sent to the step of forming the reverse tapered spline teeth (FIG. 3 (6)). The formation of the reverse tapered spline teeth is performed using the manufacturing apparatus shown in FIG. Next, the manufacturing apparatus will be described. The upper mold 11 is attached to the upper mold mounting base 12 in a state where the spring is lowered, and the lower mold 13 facing the upper mold 11 is fixed to the lower mold mounting base 14.
The punch 15 protruding from the lower die 13 is penetrated through the lower die 13, and a cylindrical knockout cylinder 16 is disposed around the outer periphery of the punch 15.
7 is fixed. When forming a tooth profile in the case 17 in the process of forming the reverse tapered spline teeth, a large number of cam fitting holes 17H corresponding to the inter-tooth angle and the number of teeth of the gear are formed at a constant pitch. The inner surface on the outer peripheral side of the hole 17H is the cam pressing surface 1
7F, the cam pressing surface is a plane that is perpendicular and perpendicular to the longitudinal axis of the die 23, and the cam 21 is fitted into each of the holes 17H. An annular flange 18 supported by a spring 24 attached to the lower die mount 14 is provided on the lower die mount 14, and a cam fitted into the cam fitting hole 17H by the annular flange 18. The cam 21 is bolted to the flange 18 so as to support the bottom of 21. The cam 21 is finished in a planar shape and with high precision so that the back surface thereof is in contact with the cam pressing surface 17F, and the pin 22 is protruded and fixed to the lower inside so that the upper end side is inclined inward. In addition, a die pressing surface 21T having an inclination angle equal to the inclination angle of the pin 22 is formed on the inner surface of the cam and opposed to the pin 22. As shown in FIG. 6 and FIG. 7, a die fitting insertion hole 13H is formed at an upper portion of the lower die 13 at a predetermined angle so as to be aligned with a straight line toward the center of the lower die. At the same time, this die fitting insertion hole 13H has a circular cross section and its top is cut into a flat shape.
Dies 23 each having an open shape and each having a round bar-shaped upper surface cut into a flat shape are fitted into each of the die fitting insertion holes 13H, and the die 23 is radially arranged. , The die 23 does not rotate. The tip 23D of the die 23 can form a predetermined reverse tapered spline tooth on the gear. A pin hole 23H for inserting the pin 22 is formed in the die 23, and a rear end 23T of the die 23 is formed on an inclined surface. After the material FW mounted in the lower mold 13 is formed into reverse tapered spline teeth by the die 23 by lowering the upper mold 11, when the material FW is taken out from the lower mold, the knockout pins 19 are formed. , 20 and the knockout cylinder 16 so as to be easily taken out. After the knockout pin 19 pushes up the flange 18 quickly, the knockout pins 19 and 20 are pushed so that the knockout pin 20 pushes up the knockout cylinder 16.
Determine the length of Thus, after the die 23 is pulled out from the tooth portion of the material FW, the material FW is made to protrude from the lower mold. The raw material FW in which the spline teeth have been formed in the forging process by the manufacturing apparatus configured as described above is set in the lower die 13. Next, when the upper mold base 12 is lowered, the material FW is sandwiched between the upper and lower molds by the upper mold 11 under spring pressure, and the cam 21
Is pressed slightly later than the clamping of the material FW. As a result, the cam 21 and the flange 18 are pushed down, whereby the tapered die pressing surface 21T of the cam 21 pushes the rear end 23T of the die 23, and each die 23 is
3, that is, in the axial direction of the gear,
At D, the spline teeth 4 of the material FW are formed into predetermined reverse tapered spline teeth. Thereafter, the upper die mount 12 is raised and the knockout pin 19 is pushed up. Thereby, the flange 18 also returns. When the flange 18 returns, that is, rises, the cam 21 also rises.
2 is inserted into the pin hole 23H of the die 23, so that the die 23, which can be slid only radially in a state of being inserted into the lower mold 13 in accordance with the rise of the pin 22, is provided with a gear. Forcibly slides and returns in the direction opposite to the axial direction. After the tip 23 D of the die 23 is separated from the teeth of the material FW, the knockout pin 20 is pushed up. As a result, the knockout cylinder 16 is pushed up, and the material FW is pushed up from the lower mold 13 and taken out from the lower mold 13. According to the speed change gear of the present invention, the reverse tapered spline teeth are radially formed with respect to the gear axis between spline teeth formed parallel to the gear axis formed to the root of the boss by forging. After forcibly sliding the arranged die toward the gear center in a direction perpendicular to the gear axis and pushing it in, the die is forced to slide outward from the gear center in a direction perpendicular to the gear axis. Since the spline teeth are formed by pulling out, spline teeth formed on the outer periphery of the boss portion and having a reverse tapered shape and having a chamfer at the tip end thereof have high precision. In addition, since the speed change gear is manufactured only in the forging process, the manufacturing process can be simplified, and since the metal flow is not cut, the strength of the spline teeth increases, and the processing accuracy of the spline teeth increases. In addition to the fact that the effective length of the spline teeth with respect to the length of the boss portion is large, there is an advantage that the speed change gear can be downsized.

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の変速用歯車の正面図である。 【図２】 本発明の変速用歯車の断面図である。 【図３】 変速用歯車の製造工程を示す説明図である。 【図４】 変速用歯車の製造装置の縦断面図である。 【図５】 変速用歯車の製造装置の横断面図である。 【図６】 変速用歯車の製造装置の下型の平面図である。 【図７】 変速用歯車の製造装置の下型の一部を示す正面図である。 【図８】 変速用歯車の製造装置のダイの説明図である。 【符号の説明】 ＦＷ 素材 ＨＷ 素材 Ｗ 素材 １ 歯車 ２ ヘリカル歯 ３ ボス部 ４ スプライン歯 １１ 上型 １３ 下型 １７ ケース １８ フランジ ２１ カム ２２ ピン ２３ ダイ[Brief description of the drawings]     FIG.   It is a front view of the gear for speed change of the present invention.     FIG. 2   It is sectional drawing of the gear for speed change of this invention.     FIG. 3   It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of a gear for transmission.     FIG. 4   It is a longitudinal cross-sectional view of the manufacturing apparatus of a transmission gear.     FIG. 5   It is a cross-sectional view of the manufacturing apparatus of the gear for transmission.     FIG. 6   It is a top view of the lower type | mold of the manufacturing apparatus of a transmission gear.     FIG. 7   It is a front view which shows a part of lower mold | type of the manufacturing apparatus of a transmission gear.     FIG. 8   It is explanatory drawing of the die of the manufacturing apparatus of a transmission gear.     [Explanation of symbols]   FW material   HW material   W material   1 gear   2 helical teeth   3 Boss   4 spline teeth   11 Upper type   13 Lower mold   17 cases   18 Flange   21 cams   22 pin   23 die

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項１】 鍛造にて一体に成形した変速用歯部と、この変速用歯部より
小径のボス部とからなり、該ボス部の外周に逆テーパ状で、先端にチャンファを
有するスプライン歯を形成した変速用歯車であって、前記逆テーパ状のスプライ
ン歯が、鍛造によりボス部の根元まで形成した歯車軸線に平行なスプライン歯間
に、歯車軸線に対して放射状に配設したダイを歯車軸線に直角方向に歯車中心に
向って強制的に摺動させて押し込んだ後、前記ダイを歯車軸線に直角方向に歯車
中心から外側に向って強制的に摺動させて引き抜くことによりボス部の根元まで
形成されるとともに、前記ダイの先端の形状に従う形状に形成されてなることを
特徴とする変速用歯車。Claims: 1. A speed change tooth portion integrally formed by forging, and a boss portion having a smaller diameter than the speed change tooth portion. A transmission gear formed with spline teeth having chamfers, wherein the reverse tapered spline teeth are radially formed with respect to the gear axis between spline teeth parallel to the gear axis formed to the root of the boss by forging. After forcedly sliding the die disposed in the direction perpendicular to the gear axis toward the center of the gear and pushing it in, the die is forced to slide outward from the center of the gear in a direction perpendicular to the gear axis. A speed change gear formed so as to be formed up to the root of the boss portion by being pulled out and to conform to the shape of the tip of the die .