JP2553225B2 - クラッチギヤの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、自動車のマニュアル変速機の変速操作を
容易ならしめるシンクロメッシュ機構に用いられ、その
シンクロメッシュ機構のカップリングスリーブの内周部
分のスプライン歯部と容易に噛合するよう一端部にＶ字
状に突出するチャンファ部を有して軸線方向へ延在する
多数のスプライン歯部を外周部分に具えているクラッチ
ギヤを鍛造成形によって製造する場合の製造方法に関す
るものである。

（従来の技術） 上述の如きクラッチギヤを、鍛造成形によって製造す
る方法としては従来、例えば以下に述べるものがある。

すなわち、先ず第５図に示すように、鍛造ダイス１
の、周辺部に前記スプライン歯部に対応する形状を有す
るとともにその周辺部の底部側端部に前記チャンファ部
に対応する形状を有するインプレッション1a内に、内外
周面が実質的に円筒状をなすリング状の鍛造素子２を投
入して、その鍛造素材２を、鍛造ダイス１と円筒状のパ
ンチ３と円筒状のノックアウトスリーブ４と軸状のマン
ドレル５とで鍛造圧力を加えて冷間鍛造成形することに
より、第６図に示すように一端部にＶ字状に突出するチ
ャンファ部6bを有して軸線方向へ延在する多数のスプラ
イン歯部6cを外周部分に具えるクラッチギヤ半製品６を
形成し、次いで第６図中仮想線で示すように、そのクラ
ッチギヤ半製品６の両端面および内周面を旋削により仕
上げ加工する。

ところで上述した製造方法では、材料の流動上の制約
から、インプレッション1aの周辺部の底部側端部の隅に
対応する、クラッチギヤ半製品６のスプライン歯部6aの
最大外径となる頂部6bのチャンファ部6c側の隅に、第７
図にも示すように欠肉Ａが生じてしまい、かかる欠肉Ａ
はチャンファ部の有効面積を減らすためクラッチギヤの
耐久性上好ましくない。

これがため従来は、その欠肉Ａが生ずることを見越し
て、第６図および第７図に示すようにクラッチギヤ半製
品６のスプライン歯部6aの頂部6bがクラッチギヤの頂部
よりその欠肉Ａの分半径方向に高くなるようにそのクラ
ッチギヤ半製品６を冷間鍛造することにてスプライン歯
部6aに余肉6dを設けておき、その後のクラッチギヤ半製
品６の両端面および内周面の旋削仕上げ加工の際に、外
周部分も併せて荒旋削および仕上げ旋削して、第６図お
よび第７図中仮想線で示すようにスプライン歯部6aの頂
部6bをその欠肉Ａがある余肉6dの分だけ削り取ることに
より、製品としてのクラッチギヤのスプライン歯部の頂
部のチャンファ部側の隅に欠肉が残らないようにしてい
た。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記従来のクラッチギヤの製造方法にあ
っては、冷間鍛造の際に生ずる欠肉Ａが半径方向高さの
比較的高いものとなってしまうため余肉の高さも比較的
高くする必要があり、それゆえ、スプライン歯部6aの頂
部6bを余肉6dの分だけ削り取る外周部分の旋削の際に、
工具の切り込み量を多くする必要があって、第８図に示
すように、スプライン歯部6aの新たに形成された頂部6e
の側方端縁およびチャンファ部6c側端縁に比較的大きな
バリＢが生じてしまい、このバリＢはマニュアル変速機
の変速の操作性を大きく損なうことから、それをバフが
けや研磨により完全に除去する作業が特に必要となる。

しかもこのスプライン歯部6aのバリＢの除去は、狭い
部位に対する作業となるとともに取り過ぎると欠肉とな
るため非常に困難である。

これがため上記従来の製造方法にあっては、仕上げ作
業に極めて工数がかかり生産性を高めるのが極めて困難
であるという問題があった。

そして、上記欠肉Ａを減少させるために、例えば鍛造
素材の体積を増やして、鍛造ダイス１のインプレッショ
ン1aの、スプライン歯部6aに対応する周辺部へ流入する
材料を増やそうとすると、上記従来の方法では鍛造素材
２の外周面が実質的に円筒状をなしているので素材２の
上端面側と下端面側とが同時にその周辺部へ流入するた
め、第６図に示す、クラッチギヤ半製品６のスプライン
歯部6aの、ポンチ３で押圧されない、チャンファ部6cに
対抗する側の端部6fの突出量も増大して、後のクラッチ
ギヤ半製品６の両端面の旋削加工での取り代が増し、こ
の結果として材料歩留りが悪化するのみならず工具磨耗
の増加による工具交換頻度の増加も招くという問題があ
った。

この発明は、かかる課題を有利に解決した製造方法を
提供するものである。

（課題を解決するための手段） この発明のクラッチギヤの製造方法は、一端部にＶ字
状に突出するチャンファ部を有するスプライン歯部を外
周部分に具えるクラッチギヤを鍛造成形によって製造す
るに際し、先ず、一方の端面の外径が他方に端面の外径
よりも大きいリング状の鍛造素材を形成し、次いで、前
記鍛造素材を、その外径が大きい方の端面側から、鍛造
ダイスの、周辺部に前記スプライン歯部に対応する形状
を有するとともにその周辺部の底部側端部に前記チャン
ファ部に対応する形状を有するインプレッション内に供
給して、その鍛造素材に鍛造圧力を加えることを特徴と
するものである。

そして、この発明ではさらに、前記鍛造素材の、外径
が小さい方の端面の表面粗さを、外径が大きい方の端面
の表面粗さよりも粗くしても良い。

（作 用） かかる製造方法にあっては、鍛造素材を、一方の端面
の外径が他方に端面の外径よりも大きいリング状とし
て、その外径が大きい方の端面側から鍛造ダイスのイン
プレッション内に入れるので、鍛造素材に鍛造圧力を加
えた時に、チャンファ部に対応する形状の底部側端部付
近から先に、スプライン歯部に対応する形状の周辺部に
材料が流入してゆき、この結果として、その周辺部の底
部側端部の、チャンファ部に対応する形状の隅まで材料
が充分流入する。

従って、この発明の製造方法によれば、鍛造成形して
なるクラッチギヤ半製品のスプライン歯部の、頂部のチ
ャンファ部側の隅に生ずる欠肉を、鍛造素材の体積を増
やすことなしに極めて少なくすることができるので、そ
のスプライン歯部の頂部に設ける余肉の高さを低くし得
て、その後の旋削加工の際の工具切り込み量の低減によ
り旋削時に発生するバリを極めて小さくすることがで
き、ひいては、仕上げ作業に要する工数を削減し得て生
産性を容易に高めることができる。

しかもこの方法によれば、鍛造素材の体積を増やす必
要がないので、材料歩留りが悪化することもなく、工具
磨耗の増加による工具交換頻度の増加も招くことがな
い。

尚、鍛造素材の、外径が小さい方の端面の表面粗さ
を、外径が大きい方の端面の表面粗さよりも粗くしてお
けば、表面の滑らかな方である大径側端面が鍛造ダイス
のインプレッション底部に接する一方表面の荒い方であ
る小径側端面がポンチ等に接した状態で鍛造素材が押し
潰されることなり、その底部側の材料の流動が反対側と
比較して容易になるので、インプレッション周辺部の底
部側端部の、チャンファ部に対応する形状の隅への材料
の流入がさらに容易になる。

従って、上記のように鍛造素材の端面を仕上げれば、
クラッチギヤ半製品のスプライン歯部の欠肉をさらに減
少させることができる。

（実施例） 以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明
する。

第１図は、この発明のクラッチギヤの製造方法の一実
施例における鍛造素材を示す断面図であり、図中７は予
備成形前の鍛造素材、８は予備成形後の鍛造素材をそれ
ぞれ示す。

すなわちこの実施例では、先ず、上記鍛造素材７に予
備成形を施して、上記鍛造素材８を形成する。

ここで、予備成形前の鍛造素材７は、内外周面が実質
的に円筒状であるリング状をなし、図中仮想線で示す従
来方法での鍛造素材２と比較して、体積および内径は実
質的に同一であるが、外径が小さく、その分厚さが厚く
されており、この一方、予備成形後の鍛造素材８は、一
方の端面8aの外径が従来の鍛造素材２の外径に実質的に
等しく、他方の端面8bの内径が従来の鍛造素材２の内径
に実質的に等しい、断面形状が実質的に平行四辺形であ
るリング状をなしている。

そして、上記鍛造素材８の大径側の端面8aは、表面粗
さが比較的滑らかになるよう形成され、一方その小径側
の端面8bは、表面粗さが比較的粗くなるよう形成されて
いる。

上記予備成形の方法としては、例えば第２図に示すも
のと第３図に示すものとがある。

第２図に示す方法では、下端面9aが平坦でその下端面
9aの表面粗さが比較的粗いポンチ９と、上端面10aが平
坦でその上端面10aの表面粗さが比較的滑らかなダイ10
とを用い、冷間加工域温度の、上記予備成形前の鍛造素
材７を、互いに対向するポンチ９の下端面9aとダイ10の
上端面10aとの間で押し潰して、鍛造素材７の、ポンチ
下端面9aに接する部分をその下端面9aで拡径しないよう
に拘束しつつ、鍛造素材７の、ダイ上端面10aに接する
部分をその上端面10a上で半径方向外方へ滑らせながら
側方押し出しすることにより、鍛造素材８を形成し、そ
の押し潰しにより、ポンチ下端面9aとダイ上端面10aと
の表面粗さを鍛造素材８の両端面にそれぞれ転写する。

また第３図に示す方法では、リング状のダイス11と、
そのダイス11の中心孔11a内に固定されて位置し、外周
面の中間部に裁頭円錐状の成形面12aを有するマンドレ
ル12と、マンドレル12の成形面12aより下方の部分とダ
イス11との間に昇降可能に嵌まり合い、表面粗さが比較
的滑らかな上端面13aを有するノックアウトスリーブ13
と、マンドレル12の成形面12aより上方の部分とダイス1
1との間に昇降可能に嵌まり合い、表面粗さが比較的粗
い下端面14aを有する円筒状のポンチ14とを用い、冷間
加工域温度の、マンドレル12の成形面12aより上方の部
分に挿通した鍛造素材７を、ポンチ14で押し下げて、成
形面12aでその鍛造素材７を下端部側から拡径しなが
ら、その下端部の外径をダイス中心孔11aの内周面で規
制しつつ、ポンチ下端面14aとノックアウトスリーブ上
端面13aとの間でその鍛造素材７を若干押し潰すことに
より、鍛造素材８を形成し、その押し潰しにより、ポン
チ下端面14aとノックアウトスリーブ上端面13aとの表面
粗さを鍛造素材８の両端面にそれぞれ転写する。

次いでこの実施例では、第４図に示すように、従来と
同様の鍛造ダイス１の、周辺部1bに前記スプライン歯部
に対応する形状を有するとともにその周辺部1bの底部1c
側の端部に前記チャンファ部に対応する形状を有するイ
ンプレッション1a内に、冷間加工域温度の、上記予備成
形後の鍛造素材８をその外径が大きい方の端面8a側から
投入して、その鍛造素材８を、下降させた鍛造ダイス１
および軸状のマンドレル５と、各々固定した円筒状のパ
ンチ３および円筒状のノックアウトスリーブ４とで鍛造
圧力を加えて冷間鍛造成形することにより、第６図に示
す従来のものと同様に、一端部にＶ字状に突出するチャ
ンファ部を有して軸線方向へ延在する多数のスプライン
歯部を外周部分に具えるクラッチギヤ半製品15を形成す
る。

ここで上記鍛造成形の際に、鍛造ダイス１のインプレ
ッション1a内に投入された鍛造素材８の、その底部1cに
対向する端面8aは、反対側の端面8bよりも大径でかつ滑
らかな仕上げ面であることから、鍛造圧力を加えられた
鍛造素材８の周辺部の材料は、その底部1c対向する端面
8a付近の部分から先に、スプライン歯部に対応する形状
の周辺部1bに流入してゆき、この結果として、インプレ
ッション1aの周辺部1bの底部1c側端部のチャンファ部に
対応する形状の隅にも充分流入する。

従って、この実施例の製造方法によれば、鍛造成形し
てなるクラッチギヤ半製品15のスプライン歯部の、頂部
のチャンファ部側の隅に生ずる欠肉を、鍛造素材８の体
積を従来の鍛造素材２よりも増やすことなしに極めて少
なくすることができるので、そのスプライン歯部の頂部
に設ける余肉の高さを極めて低くすることができる。

そしてその後は、従来方法と同様に、そのクラッチギ
ヤ半製品15の両端面および内周面を旋削により仕上げ加
工し、この旋削加工の際に併せて外周部分も仕上げ旋削
して、スプライン歯部の頂部をその欠肉がある余肉の分
だけ削り取ることにより、製品としてのクラッチギヤの
スプライン歯部の頂部のチャンファ部側の隅に欠肉が残
らないようにする。

しかしてここでは、上記外周部分の旋削加工の際に削
り取る余肉の高さを極めて低くしているので、工具切り
込み量の低減により、旋削時に発生するバリを極めて小
さくすることができ、ひいては、仕上げ作業に要する工
数を削減し得て生産性を容易に高めることができる。

しかもこの実施例の方法によれば、鍛造素材８の体積
を増やす必要がないので、クラッチギヤ半製品15のスプ
ライン歯部の、ポンチ３で押圧されない、チャンファ部
に対抗する側の端部の突出量が増大せず、従って上記ク
ラッチギヤ半製品15の両端面の旋削加工での取り代も増
加しないので、材料歩留りも悪化せず、工具磨耗の増加
による工具交換頻度の増加も招くことがない。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の
例に限定されるものでなく、例えば、インプレッション
内に供給する鍛造素材を一方の端面の外径が他方に端面
の外径よりも大きくなるように形成するためには、鍛造
素材の外周面側のみを傾斜面として、その断面形状が台
形となるようにしても良い。

（発明の効果） かくしてこの発明のクラッチギヤの製造方法によれ
ば、鍛造成形してなるクラッチギヤ半製品のスプライン
歯部の、頂部のチャンファ部側の隅に生ずる欠肉を、鍛
造素材の体積を増やすことなしに極めて少なくすること
ができるので、そのスプライン歯部の頂部に設ける余肉
の高さを低くし得て、その後の旋削加工の際の工具切り
込み量の低減により旋削時に発生するバリを極めて小さ
くすることができ、ひいては、仕上げ作業に要する工数
を削減し得て生産性を容易に高めることができる。

しかもこの方法によれば、鍛造素材の体積を増やす必
要がないので、材料歩留りが悪化することもなく、工具
磨耗の増加による工具交換頻度の増加も招くことがな
い。

尚、鍛造素材の、外径が小さい方の端面の表面粗さ
を、外径が大きい方の端面の表面粗さよりも粗くしてお
けば、インプレッション周辺部の底部側端部の、チャン
ファ部に対応する形状の隅への材料の流入がさらに容易
になるので、クラッチギヤ半製品のスプライン歯部の欠
肉をさらに減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のクラッチギヤの製造方法の一実施例
における鍛造素材を示す断面図、 第２図は上記実施例における鍛造素材の予備成形方法の
一例に用いる鍛造型を示す断面図、 第３図は上記実施例における鍛造素材の予備成形方法の
他の例に用いる鍛造型を右半部については成形前、左半
部については成形後の状態で示す断面図、 第４図および第５図は上記実施例および従来例における
クラッチギヤ半製品の鍛造成形に用いる鍛造型を右半部
については成形前、左半部については成形後の状態で示
す断面図、 第６図は上記従来の鍛造型により冷間鍛造されたクラッ
チギヤ半製品の半部を一部断面で示す側面図、 第７図は上記クラッチギヤ半製品の要部を拡大して示す
斜視図、 第８図は第７図の矢印Ｃ方向から見た矢視図である。 １……鍛造ダイス、1a……インプレッション 1b……周辺部、1c……底部 ３……ポンチ ４……ノックアウトスリーブ ５……マンドレル ７……予備成形前の鍛造素材 ８……予備成形後の鍛造素材

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−151339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−103099（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−87946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−213332（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−103098（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−213333（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−129538（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端部にＶ字状に突出するチャンファ部を
   有するスプライン歯部を外周部分に具えるクラッチギヤ
   を鍛造成形によって製造するに際し、 先ず、一方の端面の外径が他方に端面の外径よりも大き
   いリング状の鍛造素材を形成し、 次いで、前記鍛造素材を、その外径が大きい方の端面側
   から、鍛造ダイスの、周辺部に前記スプライン歯部に対
   応する形状を有するとともにその周辺部の底部側端部に
   前記チャンファ部に対応する形状を有するインプレッシ
   ョン内に供給して、その鍛造素材に鍛造圧力を加えるこ
   とを特徴とする、クラッチギヤの製造方法。
2. 【請求項２】前記鍛造素材の、外径が小さい方の端面の
   表面粗さを、外径が大きい方の端面の表面粗さよりも粗
   くすることを特徴とする、請求項１記載のクラッチギヤ
   の製造方法。