(57)【要約】【課題】  歯形部材の歯形成形の工程を短縮する。【解決手段】  基部５２の縁から筒部５３が延出した凹形状の基材６１の筒部５３に歯形が形成されて製造される歯形部材の製造方法であり、基部５２との間に間隔をあけた状態で内金型３を基材６１の筒部５３の内側に位置させ、筒部５３の端部５３ａを押さえた状態で、内金型３を外金型２に嵌合させ歯形を形成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部の縁から筒部が延出した凹形状の基材の前記筒部にこの筒部の周方向に凹凸形状を有する歯形が形成されて製造される歯形部材の製造方法において、
前記筒部の端部を押さえた状態で、外金型に間隔をあけて嵌合する内金型を前記基部との間に間隔をあけて位置付ける工程と、
前記筒部の端部を押さえ前記内金型と前記基部との間に間隔をあけた状態で前記内金型を前記外金型に嵌合させ、前記内金型の外周面形状と前記外金型の内周面形状とに前記筒部を沿わせる工程と、
を含むことを特徴とする歯形部材の製造方法。
【請求項２】
基部の縁から筒部が延出した凹形状の基材の前記筒部にこの筒部の周方向に凹凸形状を有する歯形を形成するための歯形成形金型において、
前記筒部の端部に当接して当該端部を押さえる押さえ部と、
この押さえ部に対して位置決めされ前記基部に対して間隔をあけて前記筒部の内側に位置付けられ前記歯形の内面を形成する形成面を外周側に有する内金型と、
前記内金型が間隔をあけて嵌合する孔を有し、この孔を形成する内周面に前記歯形の外側を形成する形成面が形成された外金型と、
を備えることを特徴とする歯形成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯形部材の製造方法及び歯形成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境温暖化などの環境問題が取りざたされる中で、ＣＯ２削減への取り組みは自動車関連メーカーにとって、非常に重要な課題である。その為、自動車関連メーカーは長年にわたり、自動車用の小型軽量かつ高効率な有段ＡＴ（Automatic Transmissionオートミッション）を開発し、これにより自動車の燃費向上を図ることで、環境保全に貢献してきた。そして、自動車の更なる燃費向上を目指すため、小型軽量なＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段変速機）の開発が進められている。
【０００３】
ＣＶＴでは、有効径を変化可能な２つのプーリーに無端ベルトが掛け渡されており、入力側のプーリーはクラッチ部を介してエンジンに連結され、出力側のプーリーは出力軸に接続されている。この構造により、エンジンの動力がＣＶＴを介して出力軸に伝達される。そして、出力軸への動力伝達時に、プーリーの有効径を変化させることにより、エンジンからの動力が無段変速で出力軸に伝達される。ここで、クラッチ部を構成する部材にハブクラッチがある。
【０００４】
図５は従来のハブクラッチ５１を示す斜視図、図６はその水平断面図である。図５に示すように、ハブクラッチ５１は、段差５２ａが形成された円盤状の基部５２の縁から円筒状の筒部５３が延出した凹形状に形成されている。基部５２と筒部５３との境界部分は、曲面形状（Ｒ形状）の曲面部５４となっている。筒部５３には、図５及び図６に示すように歯形５５が形成されている。この歯形５５は、筒部５３の周方向に凹凸が交互に並んだ構成であり、筒部５３の外周面側での凹部が内周面側での凸部に対応し、筒部５３の外周面側での凸部が内周面での凹部に対応している。また、基部５２には、軸貫通孔５６が形成されている。
【０００５】
図７はクラッチ部１０１を示す断面図である。ハブクラッチ５１の基部５２の外面には、回転軸１０２に固定されたギヤ１０３が取り付けられ、回転軸１０２は、軸貫通孔５６に挿通されている。一方、筒部５３の外周部には、中心に孔が形成された３枚の円盤状のプレート１０４が取り付けられている。これらのプレート１０４の内周縁には、筒部５３の歯形５５と噛み合う歯形が形成されており、これにより、プレート１０４は筒部５３に噛み合っている。また、これらのプレート１０４同士の間には、中心に孔が形成された円盤状の摩擦板１０５が配置されている。この摩擦板１０５の内周縁には歯形は形成されておらず、摩擦板１０５はハブクラッチ５１に噛み合っていない。これらのプレート１０４及び摩擦板１０５は、軸方向にスライド可能となっている。
【０００６】
この構造では、ギヤ１０３を回転駆動することにより、ハブクラッチ５１とプレート１０４とが一体となって回転する。このとき、摩擦板１０５を挟む方向にプレート１０４に油圧等で圧力を加えると、プレート１０４と摩擦板１０５とが密着してプレート１０４が摩擦板１０５を挟み込み、これにより摩擦板１０５もプレート１０４とともに回転する。これにより動力が伝達される。一方、プレート１０４と摩擦板１０５との密着を解除することにより、動力が伝達されなくなる。このように、ハブクラッチ５１の外周部の歯形５５は、動力伝達に重要な役割を果たす部位であり、その歯形５５形状、寸法精度は、クラッチ部１０１のクラッチ機能に大きく影響する。
【０００７】
ハブクラッチ５１の歯形５５の有効幅（筒部５３の軸方向の幅）Ｌは、プレート１０４や摩擦板１０５の形状に影響を与える要素であり、即ち、クラッチ部１０１のクラッチ性能に影響する要素であり、ハブクラッチ５１の歯形５５の有効幅Ｌを大きくすることによりクラッチ性能の向上を可能とする設計が可能となる。しかしながら、小型軽量化を図るために、単純には、ハブクラッチ５１の長さを長くすることはできない。そこで、前述した基部５２と筒部５３との境界部分の曲面部５４のＲをできるだけ小さくするということが行われる。
【０００８】
ハブクラッチ５１の歯形５５の成形方法を図８ないし図１０に基づいて説明する。図８は基材６１を示す斜視図、図９は歯形成形金型を示す縦断正面図、図１０は加工完了状態の歯形成形金型を示す縦断正面図である。
【０００９】
図８に示すように、歯形５５成形前のハブクラッチ５１の基材６１は、段差５２ａが形成された円盤状の基部５２の縁から円筒状の筒部５３が延出した凹形状であり、基部５２と筒部５３との境界部分には曲面部５４が形成されている。この基材６１を、図９に示す一対の金型である外金型１１１（成形ダイ）と内金型１１２（成形パンチ）とにより構成される歯形成形金型１１３により型成形することにより歯形５５が成形される。ここで、歯形５５は、一回のプレス加工により成形されるものではない。即ち、外金型１１１と内金型１１２との組み合わせはサイズの異なる複数組みが用意され、複数回のプレス加工により少しずつ歯形５５を最終形状に近づけ、最終的に歯形５５を完成させる。
【００１０】
図９に示すように、外金型１１１は、中心部に孔１１４が形成されており、その内周面には、ハブクラッチ５１の歯形５５の外面を形成するための形成面１１５が形成されている。この外金型１１１は固定的に設けられている。内金型１１２の外周面には、ハブクラッチ５１の歯形５５の内面を形成するための形成面１１６が形成されている。内金型１１２は、外金型１１１の孔１１４に嵌合可能に形成されており、外金型１１１に嵌合された状態で、内金型１１２の形成面１１６と外金型１１１の形成面１１５との間には空間が形成される。この内金型１１２は上下方向に移動可能である。そして、内金型１１２の下方には、基材６１がその内側を上に向けて載置され、上から押されることによりその力に抵抗しながら下へ移動するカウンターパンチ１１７が配置されている。
【００１１】
こうような構成において、カウンターパンチ１１７に基材６１を載置し、内金型１１２を基材６１の内側に位置させて、カウンターパンチ１１７と内金型１１２とにより基材６１を挟持する（図９参照）。この状態で、内金型１１２を下方に向けて移動させ、内金型１１２を外金型１１１に嵌合する（図１０参照）。これにより、基材６１が内金型１１２と外金型１１１との間に嵌め込められ、基材６１が塑性変形する。この工程を金型１１１，１１２を交換しながら複数回行って、歯形５５を形成する。
【００１２】
ここで、プレス加工を複数回に分けて行う理由としては、このプレス加工においては、内金型１１２と外金型１１１との間に筒部５３が嵌めこまれる際に、筒部５３に対して上下方向（軸方向）の引っ張り荷重が作用し、筒部５３が伸びる方向に肉が移動する。１回のプレス加工で歯形５５を形成する場合には、この引っ張り荷重が大きなものとなり、筒部５３が上下方向に大きく伸ばされて肉厚が薄くなる。このとき、歯形５５外周の凸部となる曲面部５４の内側は内金型１１２で移動が規制されているので、外側の肉が上下方向に伸びて曲面部５４が薄くなる。これにより歯形５５外周の凸部の曲面部５４のＲが大きくなってしまう。そこで、プレス加工を複数回に分けて行うことにより、１回での引っ張り力を小さいものとし、筒部５３の上下方向の伸びを小さく抑えている。
【００１３】
ここで、非特許文献１には、ＣＶＴのインナーピストンのプレス成形の成形工程の短縮を図る方法が記載されている。
【００１４】
【非特許文献１】「Journal of the JSTP  vol.44 no.507(2003-4),p.411〜p.412」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように、ハブクラッチ５１の歯形５５を形成するには、プレス加工を複数回行わなければならず、手間がかかりコストが増大する。また、歯形５５成形用のサイズの異なる複数の金型１１１，１１２を用意しなければならずさらにコストが増大する。
【００１６】
また、非特許文献１には、このようなハブクラッチ５１の歯形成形工程の工程短縮に関しては記載されていない。
【００１７】
本発明の目的は、歯形成形の工程を短縮することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１記載の発明は、基部の縁から筒部が延出した凹形状の基材の前記筒部にこの筒部の周方向に凹凸形状を有する歯形が形成されて製造される歯形部材の製造方法において、前記筒部の端部を押さえた状態で、外金型に間隔をあけて嵌合する内金型を前記基部との間に間隔をあけて位置付ける工程と、前記筒部の端部を押さえ前記内金型と前記基部との間に間隔をあけた状態で前記内金型を前記外金型に嵌合させ、前記内金型の外周面形状と前記外金型の内周面形状とに前記筒部を沿わせる工程と、を含む。
【００１９】
請求項２記載の発明は、基部の縁から筒部が延出した凹形状の基材の前記筒部にこの筒部の周方向に凹凸形状を有する歯形を形成するための歯形成形金型において、前記筒部の端部に当接して当該端部を押さえる押さえ部と、この押さえ部に対して位置決めされ前記基部に対して間隔をあけて前記筒部の内側に位置付けられ前記歯形の内面を形成する形成面を外周側に有する内金型と、前記内金型が間隔をあけて嵌合する孔を有し、この孔を形成する内周面に前記歯形の外側を形成する形成面が形成された外金型と、を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、歯形部材の歯形成形の工程を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の一実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。なお、必要に応じて図５以降の図面も参照する。また、背景技術で説明した部分と同じ部分は同一符号で示す。
【００２２】
本実施の形態は、ＣＶＴのクラッチ部１０１（図７参照）に使用される歯形部材であるハブクラッチの製造方法及びその製造方法で用いられる歯形成形金型への適用例である。本実施の形態のハブクラッチの構造は、図５に示したハブクラッチ５１の構造と同様であるので、本実施の形態のハブクラッチの説明には図５で示したハブクラッチ５１を用いる。また、歯形成形前のハブクラッチの基材も同様の理由により図８で示した基材６１を用いて説明する。
【００２３】
図５に示すように、ハブクラッチ５１は、段差５２ａが形成された円盤状の基部５２の縁から円筒状の筒部５３が延出した凹形状に形成されている。基部５２と筒部５３との境界部分は、曲面形状（Ｒ形状）の曲面部５４となっている。筒部５３には、図５及び図６に示すような歯形５５が形成されている。この歯形５５は、筒部５３の周方向に凹凸が交互に並んだ構成であり、筒部５３の外周面側での凹部が内周面側での凸部に対応し、筒部５３の外周面側での凸部が内周面での凹部に対応している。また、基部５２には、軸貫通孔５６が形成されている。
【００２４】
図８に示すように、歯形５５成形前のハブクラッチ５１の基材６１は、段差５２ａが形成された円盤状の基部５２の縁から円筒状の筒部５３が延出し凹形状に形成されている。基部５２と筒部５３との境界部分は、曲面形状（Ｒ形状）の曲面部５４となっている。また、基部５２には、軸貫通孔５６が形成されている。
【００２５】
図１は本実施の形態の歯形成形金型１を示す縦断正面図、図２は歯形成形金型１の一部を拡大して示す水平断面図、図３は歯形成形金型１と基材６１の位置関係を示す縦断正面図である。
【００２６】
本実施の形態のハブクラッチ５１の製造方法は、概略的には、基材６１を、図１に示す歯形成形金型１による一回のプレス成形により基材６１に歯形５５を形成して、ハブクラッチ５１を製造するものである。
【００２７】
この製造方法で用いられる歯形成形金型１について説明する。図１に示すように、歯形成形金型１は、基材６１の歯形５５の外面を形成するための外金型２、基材６１の歯形５５の内面を形成するための内金型３、及び、基材６１の筒部５３の端部５３ａを押さえるための押さえ部である押圧プレート４などにより構成されている。内金型３と押圧プレート４とはネジ止めにより一体化されて内金型ユニット５を構成している。これにより内金型３が押圧プレート４に位置決めされている。この内金型ユニット５は、上下方向に伸びた複数のガイド軸６により上下方向に移動自在に支持されるとともに、水平方向の位置決めがされている。内金型３の下方には、基材６１が内側を上に向けて載置され、上から押されることによりその力に抵抗しながら下へ移動するカウンターパンチ７が配置されている。
【００２８】
外金型２は、中心部に孔８が形成されており、内周面にハブクラッチ５１の歯形５５の外周側を形成するための歯形状の形成面９（図２参照）が形成された成形ダイである。この外金型２は、ネジにより下側ダイセット１０に固定的に取り付けられている。
【００２９】
内金型３は、下部に円柱状の円柱部１１が形成され、この円柱部１１の下端部の外周面にハブクラッチ５１の歯形５５の内周側を形成するための歯形状の形成面１２（図２参照）が形成された成形パンチである。内金型３は、外金型２の孔８に嵌合可能に形成されており、図２に示すように、内金型３が外金型２に嵌合された状態で、内金型３の円柱部１１の形成面１２と外金型２の内周の形成面９との間には空間が形成される。
【００３０】
押圧プレート４は、中心部に孔１３が形成されており、この孔１３に内金型３の円柱部１１の上部が嵌合している。図３に示すように、押圧プレート４の内周側の下部には、カウンターパンチ７上に載置された基材６１の筒部５３の端部５３ａに当接して押さえる支持部１４が形成されている。この構造により押圧プレート４を下へ移動させることにより基材６１の筒部５３の端部５３ａを下に向けて押すことが可能となる。
【００３１】
そして、押圧プレート４の下面がカウンターパンチ７上に載置された基材６１の筒部５３の端部５３ａに当接した状態において、内金型３と基材６１の基部５２との間には、間隔ａがあいている。
【００３２】
内金型３及び押圧プレート４により構成された内金型ユニット５は、図示しない上側アクチュエータにより駆動されて上下移動する。
【００３３】
図１に示すように、カウンターパンチ７の上面には、基材６１の基部５２の下側を支持する支持面１５が形成されている。カウンターパンチ７は、上下移動自在に設けられており、図示しない下側アクチュエータにより上へ向けて押されており、初期位置で上への移動を規制されて位置決めされる。
【００３４】
次に、ハブクラッチ５１の製造方法について説明する。まず、基材セット工程として、カウンターパンチ７が初期位置に位置している状態で、内金型ユニット５を上方へ位置させて、カウンターパンチ７と内金型ユニット５との間をあけて、基材６１をカウンターパンチ７上に載置する。その後、内金型ユニット５を下方へ移動させ、図１及び図３に示すように、押圧プレート４を基材６１の筒部５３の端部５３ａに当接させる。このとき、内金型３は、基材６１の基部５２に間隔ａをあけた状態で筒部５３の下部が基材６１の内側に位置する。よって、この状態で、押圧プレート４とカウンターパンチ７とにより基材６１が挟持され、基材６１のセットが完了する。
【００３５】
次に、成形工程として、図示しない上側アクチュエータを駆動して内金型ユニット５を下方へ押すことにより、押圧プレート４で基材６１の筒部５３の端部５３ａを押し、内金型ユニット５とカウンターパンチ７とそれらに挟持された基材６１とを下側アクチュエータの押圧力に抗して下方へ移動させ、図４に示すように、内金型３を外金型２に嵌合する。これにより、基材６１の筒部５３は、押圧プレート４と外金型２とに挟まれることにより上下方向（軸方向）に圧縮力を受けて塑性変形し、内金型３と外金型２との間に嵌め込まれ、最終的に内金型３の形成面１２と外金型２の形成面９とに筒部５３が沿う形状となる。このとき、筒部５３には上下方向に圧縮荷重が加わり、筒部５３の肉は、周方向に逃げる。歯形５５外周の凸部となる曲面部５４では、筒部５３の端部５３ａが押圧プレート４により押さえられていることにより上下方向（軸方向）へ肉が移動することが規制されている。これによりこの部位の曲面部５４が上下方向に伸びることがないので、曲面部５４のＲが大きくなってしまうことがなく、曲面部５４は設計値通りの形状となる。このように、１回のプレス加工により筒部５３に歯形５５が形成されてハブクラッチ５１が製造される。
【００３６】
次に、取り出し工程として、上下のアクチュエータを駆動して内金型ユニット５、カウンターパンチ７、ハブクラッチ５１を上方へ移動させて、カウンターパンチ７を初期位置に位置させた状態で、内金型ユニット５をさらに上方へ移動させ、カウンターパンチ７と内金型ユニット５との間をあけて、ハブクラッチ５１を取り出す。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態においては、基材６１の筒部５３に歯形５５を形成する際に、基部５２を直接押すことなく、筒部５３の端部５３ａを押さえて基材６１の筒部５３を内金型３と外金型２との間に嵌め込むことにより、歯形５５外周の凸部となる曲面部５４を上下方向に引っ張ることなく歯形５５を形成するので、その曲面部５４が伸びることがなく、これにより、１回の成形工程（プレス工程）で、設計値通りの歯形５５及び曲面部５４を形成することができる。よって、従来では複数回の成形工程が必要であった歯形部材であるハブクラッチ５１の歯形成形の工程が１回に短縮される。
【００３８】
なお、本実施の形態では、内金型３と押圧プレート４とを別部材として設け、ネジ止めにより一体化させて押圧プレート４に対して内金型３を位置決めした例を説明したが、これに限るものではなく、内金型３と押圧プレート４とを単一の部材により形成することにより内金型３を押圧プレート４に位置決めしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施の形態の歯形成形金型を示す縦断正面図である。
【図２】歯形成形金型の一部を拡大して示す水平断面図である。
【図３】歯形成形金型と基材の位置関係を示す縦断正面図である。
【図４】加工完了状態の歯形成形金型を示す縦断正面図である。
【図５】従来のハブクラッチを示す斜視図である。
【図６】その水平断面図である。
【図７】クラッチ部を示す断面図である。
【図８】基材を示す斜視図である。
【図９】歯形成形金型を示す縦断正面図である。
【図１０】加工完了状態の歯形成形金型を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１      歯形成型金型
２      外金型
３      内金型
４      押圧プレート（押さえ部）
８      孔
９      形成面
１２    形成面
５１    ハブクラッチ（歯形部材）
５２    基部
５３    筒部
５３ａ  端部
５５    歯形
６１    基材
【図１】
2005153410.tif 000003
【図２】
2005153410.tif 000004
【図３】
2005153410.tif 000005
【図４】
2005153410.tif 000006
【図５】
2005153410.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005153410.tif 000009
【図８】
2005153410.tif 000010
【図９】
2005153410.tif 000011
【図１０】
2005153410.tif 000012