(57)【要約】【課題】チップ部材の製造方法であって、安価でありながら耐久性を向上させ、且つ生産性を高くする。【解決手段】本発明にかかる異形断面を有したチップ部材製造方法は、長尺な線材を引き抜き加工して、断面が異形とされた異形線材３を成形する工程Ｓ１と、異形線材３を所定長さに切断する工程Ｓ２と、切断工程で切断された切断物２に対して冷間にて圧縮加工を付与する冷間鍛造の工程Ｓ３と、を有する。前述の冷間鍛造の工程Ｓ３では、切断物に対する面取り加工が行われるものとなっている。【選択図】図１
2018001221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異形断面を有したチップ部材を製造する方法であって、
長尺な線材を引き抜き加工して、断面が異形とされた異形線材を成形する工程と、
前記異形線材を所定長さに切断する工程と、
前記切断工程で切断された切断物に対して冷間にて圧縮加工を付与する冷間鍛造の工程と、
を有することを特徴とする異形断面を有したチップ部材の製造方法。
【請求項２】
前記冷間鍛造の工程では、前記切断物に対する面取り加工が行われることを特徴とする請求項１に記載の異形断面を有したチップ部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、他の機械に組み込まれる小片の機械部品（チップ部材）の製造方法に関するものであり、特に、異形断面を有していて、引っ張り若しくは圧縮、又はその繰り返しを受けるチップ部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、金属製のチップ部材（小片の部材）は機械の構成部品として、例えば自動車等のクラッチ等における構成部品として用いられている。このチップ部材の加工方法は数多く存在しており、製造する部品の用途に合わせて鍛造、鋳造、粉末治金、引き抜き加工などが用いられる。
例えば、特許文献１に開示されたクラッチには、チップ部材として「カム３８」などが組み込まれている。このクラッチは、外輪と、外周面上に平行な２つの環状溝を有する内輪と、前記環状溝に嵌着される止輪と、前記環状溝の間の前記内輪の外周面上に並設され、複数のピンによって間隔が一定に保たれる一対のケージリングによって構成されるカムケージと、前記カムケージに軸支されるカム及び該カムを前記内輪及び外輪と係合する方向に付勢するねじりコイルばねと、前記ケージリングに設けられる、前記内輪と前記カムケージとの回転を同期させる、前記止輪と係合する回転同期部と、前記ケージリングに一体形成された、前記カムの回動を制止するストッパ部を具えている。
【０００３】
また、特許文献２に開示されたエンジンには、チップ部材として「カム１２」などが組み込まれている。このエンジンは、クランクシャフトと平行に変速ギヤ列をそれぞれ備えたカウンタシャフトおよびドライブシャフトを回転自在にエンジンケース内に軸支した小型車両用エンジンにおいて、カウンタシャフトでは、その一側軸端に発進用クラッチを配設し、ドライブシャフトでは、前記発進用クラッチ配設側と反対側のドライブシャフト軸端に後輪に動力を伝達するドライブスプロケットを取付け、かつ、該クラッチ配設側のドライブシャフト軸端にスピードセンサ用ロータを取付け、前記センサ用ロータは、前記発進用クラッチよりエンジン内側に位置し、かつ側方視で発進用クラッチと重なるように配設している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許２０１３−１６０２６６号公報
【特許文献２】特許２００１−５５９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１や特許文献２に開示されたカムといったチップ部材に関しては、その寸法精度を満たすことは当然のことながら、構成部品として使用するにあたって作用する応力（引っ張り応力や圧縮応力、それらの繰り返し）に耐えうる必要がある（耐応力性）。
チップ部材の耐応力性を阻害する要因としては、部材表面に存在する疵（表面疵）や内部に存在する金属欠陥がある。チップ部材に、これら表面疵や内部の金属欠陥が存在した場合、それを起点として応力集中などが発生し、金属疲労によるチップ部材の破壊などが発生する虞がある。
【０００６】
例えば、このチップ部材を、切削加工や異形線引き抜き加工により製造した場合、チップ部材の表面に切削や引き抜き時の疵（表面疵）が発生する虞がある。この表面疵を無くすためには、更なる切削加工や研磨加工などの２次加工が必要となる。加えて、チップ部材の内部に存在する金属欠陥を減らすためには、元材である線材に金属欠陥が少ない高級鋼などを使用する必要があり、コストが嵩む一因となりかねない。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、安価でありながら耐久性が高く、且つ生産性の高いチップ部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明にかかるチップ部材の製造方法は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明のチップ部材製造方法は、異形断面を有したチップ部材を製造する方法であって、長尺な線材を引き抜き加工して、断面が異形とされた異形線材を成形する工程と、前記異形線材を所定長さに切断する工程と、前記切断工程で切断された切断物に対して冷間にて圧縮加工を付与する冷間鍛造の工程と、を有していることを特徴とする。
【０００９】
なお、好ましくは、前記冷間鍛造の工程では、前記切断物に対する面取り加工が行われるとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のチップ部材の製造方法によれば、安価でありながら耐久性が高く、且つ生産性の高いチップ部材を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明にかかるチップ部材の製造方法を示したブロック図である。
【図２Ａ】異形線材の切断状況を示した図である。
【図２Ｂ】切断後の異形線材（元材）を冷間鍛造することを示した図である。
【図３】従来技術におけるチップ部材の製造方法を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明にかかるチップ部材（小片の機械部品）の製造方法の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
本発明にかかる金属製のチップ部材１は、動力伝達機構などの機械を構成する部品の一部として用いられるものであり、小型・小片とされた部材（チップ部材）である。このチップ部材１は、例えば自動車等のクラッチ等における構成部品として用いられている。
【００１３】
図１に示す如く、本実施形態のチップ部材１は、その断面が円形などの均等な形状とは異なる「異形」の形状である。
チップ部材１の断面形状としては、様々な異形形状が採用されるが、本実施形態のチップ部材１は、アーチ状に湾曲する断面形状（アーチ形状）を有しており、水平な机上に載置した場合、チップ部材１の両端部が机上に接していて、チップ部材１の中央部が机上から浮き上がるような形となっている。このように配置したチップ部材１の場合、その幅や高さは５ｍｍ〜４０ｍｍ程度で、長さ（奥行き）が５ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。
【００１４】
なお、このチップ部材１の両端部や長さ方向の両端部などの端部には、面取り加工が施されている。
以上述べたチップ部材１は、動力伝達機構などの機械を構成する部品として用いられる。例えば、特開２０１４−６６３６０号公報に開示されている自動車用のトルク伝達装置などにおける構成部品として採用され、例えば、「弾性部材１２２」の代替部品として使用されることも考えられる。
【００１５】
本実施形態のチップ部材１が、上記したような動力伝達機構などを構成する部品として用いられた場合、当該チップ部材１には、あらゆる方向から応力（引っ張り応力や圧縮応力、それらの繰り返し）が作用する。そのため、チップ部材１には、高い寸法精度が要求されるのみならず、高い「耐応力性能」が求められる。
このように、「高い寸法精度」と「高い耐応力性能」の両方を要求されるチップ部材１であるが、その製造方法としては、様々な手法が考えられる。
【００１６】
例えば、図３には、従来用いられていたチップ部材１の製造方法を示している。
図３に示すように、従来、チップ部材を製造するにあたっては、断面円形状の線材（素材）に対して、引き抜き加工（Ｓ１００）を行い、その後所定長さに切断する（Ｓ２００）ことで、異形断面を持つ元材（切断物）を作成し、この元材に対して、切削加工を施す（Ｓ３００）ことで、所望とするチップ部材を製造する方法などが採用されていた。
【００１７】
しかしながら、この従来からの製造方法であると、例えば、切削面である表面が粗いものとなり、切削工程において部材表面に生じた疵が起点となって、応力集中などが発生し、金属疲労によるチップ部材１の破壊などが発生する虞が否めない。すなわち、高い耐応力性を実現できない虞がある。また、元材２の内部に金属欠陥などが存在した場合、製品であるチップ部材１にも金属欠陥が内在することとなる。この金属欠陥は、応力集中などの原因となり、高い耐応力性を阻害する要因となりうる。
【００１８】
以上のような不都合を回避するために、本発明では、従来の切削加工に代え、冷間鍛造加工を行うことで、チップ部材１を製造するようにしている。このように冷間鍛造加工を採用することで、最終外形形状の成形と同時にチップ部材１の金属欠陥や表面疵を除去し、表面の粗さを滑らかにし、更に、表面の耐腐食性も向上するようにしている。同時に、チップ部材１の両端部や長さ方向の両端部などの端部に、面取り加工を施すこととなる。
【００１９】
以下、本発明にかかるチップ部材１の製造方法について、以下、詳細に説明する。
図１は、本発明にかかるチップ部材１の製造方法を示したブロック図である。
図１に示される工程に示す如く、チップ部材１を製造するにあたっては、まず、断面が略円形状の長尺線材（素材）に対して引き抜き加工を行い、その後、所定長さに切断することで異形断面を持つ元材２（切断物）を作成する。
【００２０】
具体的には、ドラムにコイル状に巻き回されている鋼、銅、アルミニウムなどの素材（長尺線材）が、当該ドラムより巻き出され、成形ダイスへと導入される。
成形ダイスには、異形線の断面形状を形成するために必要な孔型が形成されている。本実施形態の場合、アーチ状に湾曲する形状（アーチ形状）の孔型が成形ダイスに形成されている。この孔型内を前述した素材が引き抜かれることで、異形線材３とされた素材が成形される。
【００２１】
なお、この引き抜き工程（異形線材を成形する工程Ｓ１）は、素材に対する成型量によっては、成形ダイスを多段に分け、素材を何段にも分けて順次所定の形状に成形するようにしてもよい。
成形ダイスを通過して、所定の断面形状（アーチ形状）となった素材は、切断刃４により、所定長さにカットされ、製品の元材２となる（切断の工程Ｓ２）。
【００２２】
切断の工程により製造された元材２は、最終製品に近い形となっているが、断面が最終製品より若干大きなものとなっており、切断面などにバリなどが発生していることもある。そこで、本実施形態の場合は、元材２を冷間鍛造することにより（冷間鍛造の工程Ｓ３）、最終製品（チップ部材１）を製造することとなる。
図２に示す如く、元材２を冷間鍛造に際しては、元材２を下金型５に配備した上で、下金型５に対して上金型６を押しつけることで、元材２に対して鍛造加工を施すこととなる。この上金型６及び下金型５は組み合わせることで、チップ部材１の最終外形形状の空洞を形成する凹凸をそれぞれ有している。
【００２３】
この鍛造工程においては、上金型６の押しつけ時間は、０．５〜３ｓｅｃとすることが好ましい。このような短時間の加工により、生産性の向上が可能である。また、元材２の温度は、常温〜３００℃（冷間）であるとよい。なお、鍛造工程での圧縮の方向は、図２Ｂのように高さ方向に限定されるものではない。元材２の長さ方向に圧縮した後、幅や高さ方向に圧縮するようにしてもよい。
【００２４】
上記した冷間鍛造工程を経ることで、元材２は最終製品（チップ部材１）の形状になると共に、元材２に存在していたバリや表面疵が圧縮により消滅することとなる。また、元材２に加えられた圧縮力により、元材２内に残存していた金属欠陥も押しつぶされ、応力集中などの不都合な状況の発生を回避できる状況となる。
このように、表面疵を消滅させ、内部の金属欠陥を消すためには、鍛造における減面率（［元材２の断面積ー最終製品の断面積］／元材２の断面積）を１〜２０％とすることが好ましい。
【００２５】
以上のように、本発明にかかるチップ部材１の製造方法における冷間鍛造によってチップ部材１の応耐久性を向上させることが可能であり、次のような効果が期待できる。
本発明のチップ部材１の製造方法であれば、冷間鍛造の工程においてチップ部材１の表面に残された切削や引き抜き時の疵を圧縮、チップ部材１の表面を滑らかにすることができ、耐摩耗性の向上も図れる。
【００２６】
すなわち、最終外形形状の成形と同時に部材表面を滑らかにできるため、従来のようにチップ部材１を切削加工や異形線引き抜き加工により製造した場合に比べ、更なる切削加工や研磨加工などの２次加工を必要とせず、製造過程を短縮することが可能である。
加えて、冷間鍛造の工程でチップ部材１を圧縮して最終外形形状を形成するため、先述のように冷間鍛造の過程で金属欠陥を潰すことができ、従来のチップ部材１と比べて耐応力性の向上が期待できる。
【００２７】
また冷間鍛造を行うことで、チップ部材１内部には圧縮応力が残留する。圧縮応力が残存するチップ部材１が、動力伝達機構などの機械を構成する部品の一部、特に引張応力が加わる部位に採用された場合は、従来と比べ更なる耐久性向上が期待できる。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
【００２８】
特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものでなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【符号の説明】
【００２９】
１  チップ部材
２  元材（切断物）
３  異形線材（素材）
４  切断刃
５  下金型
６  上金型  
【図１】
2018001221.tif 000003
【図２Ａ】
2018001221.tif 000004
【図２Ｂ】
2018001221.tif 000005
【図３】
2018001221.tif 000006