(57)【要約】      （修正有）【課題】周面部に形成された突条部の軸方向端部の剛性向上と、突条部に対応して形成される溝部の軸方向端部からのオイルもれ防止を図る。【解決手段】金属製ワークとしてのクラッチハブの周面部２に対して、軸方向に伸びる突条部としてのスプライン歯１０が形成されると共に、スプライン歯１０に対応して軸方向に伸びる溝部２１が形成されている。加工前の状態では、溝部２１が周面部２の端面に開口されているが、スプライン歯１０の長手方向端部に凹部２０を加圧成形することにより、凹部２０の形成に伴って溝部２１側に向けて変形されて溝部２１を閉塞するリブ部２１が形成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面部に軸方向に伸びる突条部が形成されると共に該突条部に対応して軸方向に伸びる溝部が形成され、該溝部が周面部の端面に開口された金属製ワークの加工方法であって、
前記突条部の長手方向端部に凹部を加圧成形することにより、該凹部の形成に伴って前記溝部側に向けて変形されて該溝部を閉塞するリブ部を形成する、
ことを特徴とする金属製ワークの加工方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記リブ部の形成後に、前記周面部の軸方向端部のうち前記リブ部よりも先端側部分を切除する、ことを特徴とする金属製ワークの加工方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記ワークの前記周面部が、円筒状とされ、
前記突条部が、前記周面部の周方向に間隔をあけて多数形成されたスプライン歯とされている、
ことを特徴とする金属製ワークの加工方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記ワークが、クラッチハブ用またはクラッチドラム用とされている、ことを特徴とする金属製ワークの加工方法。
【請求項５】
周面部に軸方向に伸びる突条部が形成されると共に該突条部に対応して軸方向に伸びる溝部が形成され、該溝部が周面部の端面に開口された金属製ワークに対する加工装置であって、
前記突条部の軸方向端部を、前記周面部の内側と外側とから押圧挟持するパンチおよびダイスを有し、
該パンチおよびダイスによって前記周面部を押圧挟持したときに、前記突条部の長手方向端部に凹部を加圧成形すると共に該凹部の形成に伴って前記溝部側に向けて変形されて該溝部を閉塞するリブ部が形成されるように、前記パンチとダイスとの加工部の形状が設定されている、
ことを特徴とする金属製ワークの加工装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記ワークがクラッチハブ用またはクラッチドラム用とされて、前記突条部が前記周面部の周方向に間隔をあけて多数形成されたスプライン歯とされ、
前記ワークを保持すると共に、周方向に所定角度毎にワークを回転させる保持台を有し、
前記パンチを保持するパンチホルダと前記ダイスを保持するダイスホルダとの一方が、前記保持台に保持されたワークの周面部の径方向内方側に配設されると共に、他方が径方向外側に配設され、
前記パンチとダイスとによる前記凹部およびリブ部の形成が、前記多数のスプライン歯のうち前記所定角度範囲にある一部のスプライン歯について行われる、
ことを特徴とする金属製ワークの加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製ワークの加工方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車で用いられている遊星歯車式の自動変速には、クラッチプレートを相対回転不能かつ軸方向に摺動可能に保持するためのクラッチハブやクラッチドラムが用いられる。クラッチハブあるいはクラッチドラムは、特許文献１、特許文献２に示すように、円筒状の周面部に、クラッチプレートの係合用として、周方向に間隔をあけて多数のスプライン歯が形成されたものとなっている。
【０００３】
クラッチハブやクラッチドラムを、金属板を加工して形成することも行われており、スプライン歯は、例えばローラを利用した転造で形成することができる。そして、スプライン歯としての軸方向に伸びる突条部に対応して、軸方向に伸びる溝部も形成されることになる。この溝部は、周面部の端面に開口された状態となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７１０４１号公報
【特許文献２】特開２００９−２４１１０７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、スプライン歯には、回転に応じて大きな遠心力が作用し、このため、スプライン歯が外側に向けて変形しやすく、クラッチプレートの円滑な摺動確保等の上で問題となる。また、クラッチプレートへのオイル（ＡＴＦ）供給を、例えばクラッチハブの周面部の内方側から、周面部に形成された油孔を通して行うことも一般的に行われている。しかしながら、周面部の内方側に供給されたオイルは、少なからずスプライン歯に対応して形成される溝部に侵入されることになって、溝部に侵入したオイルのうちかなりの量が、油孔に導かれることなく、溝部の軸方向開口端を通して逃げてしまうという問題を生じることにもなっていた。
【０００６】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その第１の目的は、周面部に形成された突条部の軸方向端部の剛性向上と、突条部に対応して形成される溝部の軸方向端部からのオイルもれ防止とを行えるようにした金属製ワークの加工方法を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、上記加工法を行うための加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記第１の目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
周面部に軸方向に伸びる突条部が形成されると共に該突条部に対応して軸方向に伸びる溝部が形成され、該溝部が周面部の端面に開口された金属製ワークの加工方法であって、
前記突条部の長手方向端部に凹部を加圧成形することにより、該凹部の形成に伴って前記溝部側に向けて変形されて該溝部を閉塞するリブ部を形成する、
ようにしてある。
【０００８】
上記解決手法によれば、突条部の軸方向端部に凹部を加圧成形することと、この加圧成形に伴って溝部方向に伸びて溝部を閉塞するリブ部を形成するので、突条部の軸方向端部の剛性を十分に向上させることができる。また、凹部の加圧成形時には、周面部を構成する材料（余肉）が周方向に移動するような作用を受けるが、凹部を加圧成形する際に、材料が溝部を埋めるリブ部の形成用として利用されるので、加圧成形後のワークとして、周面部が周方向に広がってしまう事態が防止あるいは抑制されることになる。勿論、リブ部で溝部の軸方向端部を閉塞するので、オイルが溝部を流れるような場合でも、この溝部を通して外部へオイルが逃げてしまう事態を確実に防止することができる。
【０００９】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２〜請求項４に記載のとおりである。すなわち、
前記リブ部の形成後に、前記周面部の軸方向端部のうち前記リブ部よりも先端側部分を切除する、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、周面部の軸方向端部の仕上げを良好に行うことができる。
【００１０】
前記ワークの前記周面部が、円筒状とされ、
前記突条部が、前記周面部の周方向に間隔をあけて多数形成されたスプライン歯とされている、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、円筒状ワークの周面部にスプライン歯を有するものにおいて、請求項１または請求項２に対応した効果を得ることができる。
【００１１】
前記ワークが、クラッチハブ用またはクラッチドラム用とされている、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、高回転される際の遠心力によってスプライン歯が変形しやすいものとなるが、このスプライン歯の変形を防止あるいは抑制することができる。また、オイルが供給された際に、オイルが溝部を通して外部へ逃げてしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。
【００１２】
前記第２の目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項５に記載のように、
周面部に軸方向に伸びる突条部が形成されると共に該突条部に対応して軸方向に伸びる溝部が形成され、該溝部が周面部の端面に開口された金属製ワークに対する加工装置であって、
前記突条部の軸方向端部を、前記周面部の内側と外側とから押圧挟持するパンチおよびダイスを有し、
該パンチおよびダイスによって前記周面部を押圧挟持したときに、前記突条部の長手方向端部に凹部を加圧成形すると共に該凹部の形成に伴って前記溝部側に向けて変形されて該溝部を閉塞するリブ部が形成されるように、前記パンチとダイスとの加工部の形状が設定されている、
ようにしてある（請求項５対応）。この場合、パンチとダイスとを利用して、請求項１に対応した加工方法を実施する加工装置を提供することができる。
【００１３】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項６以下に記載のとおりである。すなわち、
前記ワークがクラッチハブ用またはクラッチドラム用とされて、前記突条部が前記周面部の周方向に間隔をあけて多数形成されたスプライン歯とされ、
前記ワークを保持すると共に、周方向に所定角度毎にワークを回転させる保持台を有し、
前記パンチを保持するパンチホルダと前記ダイスを保持するダイスホルダとの一方が、前記保持台に保持されたワークの周面部の径方向内方側に配設されると共に、他方が径方向外側に配設され、
前記パンチとダイスとによる前記凹部およびリブ部の形成が、前記多数のスプライン歯のうち前記所定角度範囲にある一部のスプライン歯について行われる、
ようにしてある（請求項６対応）。この場合、請求項４に対応した加工方法を行うための加工装置が提供される。また、ワークを所定角度毎に間欠回転させて、多数のスプライン歯に対して順次加工を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、突条部の軸方向端部の剛性向上と、溝部を通したオイルの逃げ防止とを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による加工が行われたクラッチハブの側面断面図。
【図２】図１のＸ２−Ｘ２線相当断面図。
【図３】図２の要部拡大断面図。
【図４】図１を右方から見たときの要部拡大図。
【図５】図１のＡ部分の拡大断面図。
【図６】図５を右方から見た図。
【図７】パンチとダイスとによってスプライン歯を加圧成形する直前の状態を示す図。
【図８】パンチとダイスとによってスプライン歯を加圧成形している状態を示す図。
【図９】切断用パンチと切断用ダイスとによりリブ部よりも先端側を切除した状態を示す図。
【図１０】パンチの上側部分と下側部分の一例を示す平面図。
【図１１】パンチの中間部分の一例を示す平面図。
【図１２】パンチの中間部分の一例を示す拡大斜視図。
【図１３】ダイスの上側部分と下側部分の一例を示す平面図。
【図１４】ダイスの上中間部分の一例を示す平面図。
【図１５】ダイスの下中間部分の一例を示す平面図。
【図１６】ワークの保持台部分を示す側面断面図。
【図１７】保持台に保持されたワークに対するパンチとダイス、および切断用パンチと切断用ダイスの配設例を示す簡略平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１において、１はクラッチハブで、本発明による加工装置を用いて本発明による加工方法を実施することにより形成されたものとなっている。クラッチハブ１は、例えば鉄系の金属板をプレス加工することにより、円筒状の周面部２と、周面部２の軸方向一端側に形成されたボス部３とを有し、ボス部３には軸孔４が形成されている。
【００１７】
図２、図３に示すように、クラッチハブ１の周面部２には、軸方向に伸びる突条部としてのスプライン歯１０が、例えばローラを用いた転造により形成されている。スプライン歯１０は、径方向外方側に向けて凸となるように膨出形成されており、このスプライン歯１０の膨出形成に対応して、スプライン歯１０の径方向内方側には軸方向に伸びる溝部１１が形成されている。本発明による加工方法を実施しない状態では、図７に示すように、溝部１１は、周面部２の先端側に開口された状態となっている。
【００１８】
スプライン歯１０のうち、周面部２の先端開口端部側の部分（図１の矢印Ａで示す部分）に対して、本発明による加工方法を行うことにより、当該加工後の状態が、図５、図６に示される。すなわち、スプライン歯１０の頂面部に対して凹部２０が加圧形成され、この凹部２０の加圧成形時に、周面部２の径方向内方側に向けて伸びるリブ部２１が形成される。凹部２０は、周面部２の先端開口端部側から見たとき（図１右方から見たとき）、断面が、下に頂点を有する略三角形状となるようにされている。
【００１９】
また、リブ部２１を、溝部１１に向かうように（周面部２の径方向内方側に向かうように）形成することにより、この部分の剛性が向上されることになる。特に、リブ部２１によって、溝部１１のうち周面部２の先端開口側端が閉塞されるようになっている。そして、図６から明かなように、周面部２の先端開口端部は、溝部２１を跨ぐようにしてリブ部２１でもって連続した形態となり、剛性のさらなる向上が図られる。
【００２０】
凹部２０の加圧形成とリブ部２１の形成とにより、この部分の剛性が向上されることにより、クラッチハブ１が高回転されたときの大きな遠心力を受けても、スプライン歯１０が周面部２の径方向外方側に向けて変形するような事態が防止あるいは抑制されることになる。
【００２１】
図示を略すクラッチプレートが、周面部２の外周に摺動自在に嵌合される。すなわち、クラッチプレートの内孔に形成されたスプライン歯が、スプライン歯１０に係合するようにして、周面部２の外周に嵌合される。このクラッチプレートへ供給すべきオイルが、クラッチハブ１の径方向内方側から、周面部２に形成された油孔５を通して供給される。オイルは、周面部２の内周面に沿いつつ流れて油孔５へと導かれるが、かなりの量のオイルが、溝部１１に侵入することになる。溝部１１に侵入したオイルは、そこから周方向に流れ出て油孔５へ向けては流れにくい一方、溝部１１が周面部２の先端開口側に開口されたままでは、ここからオイルが外部へ逃げてしまうことになる。しかしながら、本発明による加工が行われたクラッチハブ１においては、溝部１１の周面部２の先端開口端がリブ部２１によって閉じられているので、溝部１１を通してオイルが外部へ逃げてしまう事態が防止あるいは抑制されることになる。なお、油孔５は、周面部２のうち、各スプライン歯１０の間の部分全ての位置に形成されているが、軸方向に間隔をあけて複数箇所（例えば４カ所）に油孔５が分散して存在するようにされている。なお、油孔５の形成位置や個数は適宜変更できる。
【００２２】
凹部２０を加工する場合、押圧された材料（余肉）が、周面部２の周方向に広がって、周面部２の先端開口端側の直径が拡径されてしまう事態が考えられる。しかしながら、本発明では、周面部２の周方向に広がろうとする余肉部分を、リブ部２１の形成用として周面部２の径方向内方側に向かうようにすることから、上記拡径作用が防止あるいは抑制されることになる。なお、実施形態では、凹部２０の形成に伴う多少の拡径作用を見込んで、凹部２０、リブ部２１の形成前の状態では、周面部２の直径を、先端開口端側がボス部３側よりもわずかに小さくなるようにしてある（テーパ状に形成）。
【００２３】
図７、図８は、パンチ３０とダイス３１とにより、凹部２０とリブ部２１を形成する状態が示される。すなわち、周面部２の径方向外方側にパンチ３０が配置され、径方向内方側にダイス３１が配置される。パンチ３０とダイス３１とは，周面部２の径方向に移動可能で、図７は、加圧成形する直前の状態を示している。この図７の状態から、パンチ３０とダイス３１とが接近するように移動させて、図８のようにパンチ３０とダイス３１とでスプライン歯１０部分を押圧挟持することにより、凹部２０とリブ部２１とが成形される。なお、クラッチドラムの場合は、内側にパンチ、外側にダイスが配置される。
【００２４】
図１０〜図１２に、パンチ３０の先端加工部の形状設定例が示される。パンチ３０は、実施形態では、周面部２の軸方向に重ねて使用される３つの部材３０Ａ〜３０Ｃによって構成されているが、上下の２つの部材３０Ａと３０Ｃとは同一形状とされている。中間の部材３０Ｂは、凹部２０に対応した断面略三角形状の凸部３０ａ（先端に向けて徐々に細幅となっている）と、リブ部２１の形成用となる断面方形の凸部３０ｂと、を有している。なお、パンチ３０Ａ、３０Ｃはワークにそえるだけなので、不要とすることもできる（ダイス３１Ａ、３１Ｄについても同じ）。
【００２５】
図１３〜図１５に、ダイス３１の先端加工部の形状設定例が示される。ダイス３１は、実施形態では、周面部２の軸方向に重ねて使用される４つの部材３１Ａ〜３１Ｄによって構成されているが、上下の２つの部材３１Ａと３１Ｄとは同一形状とされている。中間の上側部材３１Ｂは、パンチ３０の凸部３０ａに対応した略三角形状の凹部３１ａを有する。また、中間の下側部材３１Ｃは、パンチ３０の凸部３０ｂに対応した方形の凹部３１ｂを有している。なお、パンチ３０とダイス３１とは、実施形態では同時に２つのスプライン歯１０に対して凹部２０、リブ部２１を成形できるものとなっているが、同時に成形するスプライン歯１０の数は、１あるいは３以上とすることもできる。
【００２６】
図８の成形直後の状態では、周面部２の開口端部が不体裁のものとなる。このため、図９に示すように、リブ部２１よりも周面部２の先端開口側部分を切断することにより、図５、図６のような最終形状とされる。この切断に際しては、例えば、切断用パンチ４０と切断用ダイス４１とによって行うことができる。なお、実施形態では、切断用パンチ４０と切断用ダイス４１は、同時に４つのスプライン歯１０に相当する周方向長さ部分を切断できるようにされている。
【００２７】
図１６には、前述した凹部２０とリブ部２１とを成形するための加工装置の一例が示される。この図１６において、下保持部材５１上に、ワークとしてのクラッチハブ１（凹部２０、リブ部２１の形成直前のクラッチハブである）のボス部３が載置される。この状態で、上保持部材５２がボス部３を押圧して、クラッチハブ１が保持される。下保持部材５１と上保持部材５２とにより、保持台５０が構成される。保持台５０は、クラッチハブ１をその軸心周りに所定角度毎（実施形態では、スプライン歯１０の２歯分毎）に回転させて、再度保持できるようになっている（角度割り出し機能を有している）。
【００２８】
保持台５０に保持されたクラッチハブ１の周面部２に対して、その径方向外方側にパンチ３０が配設され、径方向内方側にダイス３１が配設される。パンチ３０は、周面部２の径方向に移動可能なパンチホルダ５５に保持されている。ダイス３１は、周面部２の径方向に移動可能なダイスホルダ５６に保持されている。なお、ホルダ５５、５６を別途用いることなく、パンチ３０、ダイス３１を装置に直接取付けるようにしてもよい。
【００２９】
図示を略すアクチュエータを作動させて、パンチ３０とダイス３１とでスプライン歯１０を加圧成形することにより、凹部２０とリブ部２１とが形成される。この後、パンチ３０とダイス３１とを後退させた状態で、保持台５０の回転機能によって、クラッチハブ１をスプライン歯１０の２歯分だけ所定方向に回転させる。この後、クラッチハブ１を保持台５０にしっかりと保持した状態で、再びパンチ３０とダイス３１とによってスプライン歯１０の２歯分について、凹部２０とリブ部２１との成形が行われる。以後、同様の行程を繰り返して、全てのスプライン歯１０に対して、凹部２０とリブ部２１との成形が行われる。
【００３０】
なお、平面視におけるパンチ３０とダイス３１との配置関係を、図１７に簡略的に示してある。また、別工程において、パンチ３０、ダイス３１と同様にして切断用のパンチ４０とダイス４１とが配設されて、凹部２０とリブ部２１とが成形された後に、切断用のパンチ４０とダイス４１とにより、周面部２のうちリブ部２１よりも先端側部分が切断される。なお、切断用のパンチ４０とダイス４１との配設は、パンチ３０、ダイス３１と同様にして行われているので、その重複した説明は省略する。
【００３１】
以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。クラッチハブ１に限らず、クラッチドラムにも同様に適用でき、また周面部２は円筒状に限らず、例えば角筒状であってもよく、また周方向に連続しない例えば円弧状等、適宜の形状のものとすることができる。凹部２０、リブ部２１の形成と、その後の切断とを、互いに別個独立したワーク保持台を有する別行程で行うようにしてもよい。突条部としては、スプライン歯に限らないものである（特に、その端部に変形の外力が作用するような突条部を適用対象とするのが好ましい）。凹部２０の形状としては、略三角形状に限らず、例えば方形形状にする等、適宜選択できる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、例えば自動変速のクラッチハブを加工する場合に好適である。
【符号の説明】
【００３３】
１：クラッチハブ
２：周面部
３：ボス部
４：軸孔
５：油孔
１０：スプライン歯
１１：溝部
２０：凹部
２１：リブ部
３０：パンチ
３１：ダイス
４０：切断用パンチ
４１：切断用ダイス
５０：保持台
５１：下保持部材
５２：上保持部材
５５：パンチホルダ
５６：ダイスホルダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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