(57)【要約】【課題】粗材の外周壁に軸方向に延びる歯形を周方向に複数成形する際、装置全体に作用する最大成形荷重を軽減させて、装置全体を小型化することが可能な歯形成形方法及び歯形成形装置を提供する。【解決手段】本歯形成形装置１では、粗材１０ａの外周壁３に軸方向に延びる歯形を周方向に複数成形するために、放射状に複数備えられたローラ複合体８ａ、８ａ’が、粗材１０ａの移動方向に互いにオフセットされて配置されている。これにより、粗材１０ａの外周壁３に歯形を複数成形する際、粗材１０ａの外周壁３には、互いにオフセットされた各ローラ複合体８ａ、８ａ’によって、各歯形が順次複数成形されるので、歯形成形装置１全体に作用する最大成形荷重が軽減されて、歯形成形装置１の小型化が達成できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗材の外周壁に１ローラ当り１歯の歯形を成形するローラを放射状に複数配置して、前記粗材を装着した支持体をその軸方向に移動させて、前記粗材の外周壁に軸方向に延びる歯形を周方向に複数成形する歯形成形方法において、
前記各ローラは、前記粗材の移動方向に互いにオフセットして配置され、前記粗材の外周壁には、互いにオフセットされた各ローラにより、軸方向に延びる歯形が順次複数成形されることを特徴とする歯形成形方法。
【請求項２】
前記各ローラは、交互にオフセットして配置されることを特徴とする請求項１に記載の歯形成形方法。
【請求項３】
前記各ローラは、順次オフセットして配置されることを特徴とする請求項１に記載の歯形成形方法。
【請求項４】
前記放射状に配置された各ローラを複数個ごとに分割して、分割された各ローラを前記粗材の移動方向に互いにオフセットして配置することを特徴とする請求項１に記載の歯形成形方法。
【請求項５】
粗材の外周壁に軸方向に延びる歯形を周方向に複数成形するための歯形成形装置において、
該歯形成形装置は、外周面に軸方向に延びる溝部が周方向に複数形成されると共に、前記外周面に前記粗材の内周壁が装着されて軸方向に移動可能な支持体と、前記支持体の周りに放射状に複数配置され、前記粗材の外周壁を前記支持体の各溝部に押し込む回転自在な各ローラとを備え、該各ローラは、前記粗材の移動方向に互いにオフセットして配置されることを特徴とする歯形成形装置。
【請求項６】
前記各ローラは、ローラを同心円上に間隔をおいて複数連設したローラ複合体を複数設けて構成され、該各ローラ複合体は、前記粗材の移動方向に互いにオフセットして配置されることを特徴とする請求項５に記載の歯形成形装置。
【請求項７】
前記放射状に配置された各ローラにおいて、隣接する各ローラは、前記粗材の移動方向に互いにオフセットして配置されることを特徴とする請求項５に記載の歯形成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車の自動変速装置の部品として用いられるクラッチドラムの粗材の外周壁に、軸方向に延びる歯形を周方向に複数成形するための歯形成形方法及び歯形成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４に示すように、自動車の自動変速装置の部品として用いられるクラッチドラム１０は、有底円筒状に形成され、その外周壁３に軸方向に延びる歯形２、２が周方向に複数成形されている。このクラッチドラム１０の製造工程において、板金等によって有底円筒状に成形された粗材１０ａの外周壁３に、軸方向に延びる歯形２、２を周方向に複数成形する工程がある。
【０００３】
そこで、粗材１０ａの外周壁３に軸方向に延びる歯形２、２を周方向に複数成形する、従来の歯形成形装置を図５に基いて説明する。
従来の歯形成形装置５０は、プレス機（図示略）の往復運動する部位に取り付けられ、外周面６に粗材１０ａの内周壁が装着されるマンドレル５と、マンドレル５の周りに放射状に複数配置されて、粗材１０ａの外周壁３に軸方向に延びる歯形２、２を周方向に複数成形する回転自在な各ローラ８、８とから構成されている。
【０００４】
マンドレル５は、略円柱状に形成されており、その外周面６に軸方向に延びる各溝部７、７が周方向に複数形成されている。そして、有底円筒状の粗材１０ａが、このマンドレル５の底面から外周面６を覆うように装着されて、マンドレル５の外周面６に設けた各溝部７、７と、粗材１０ａの内周壁とが対向するように配置される。
各ローラ８は、略円形で、その全周面には、粗材１０ａの外周壁３に歯形２、２を成形するための歯形突部９が形成されている。これらのローラ８、８が、上面視で放射状に複数配置されてホルダ１５に支持されている。このホルダ１５は、略円筒状のブロック体からなり、各ローラ８、８は、それぞれの周面の一部が、ホルダ１５の内部空間１５ａに突出するように回転自在にシャフト１６、１６に支持されている。また、これらの各ローラ８、８は、ホルダ１５に対して、同一平面上に配置される。
【０００５】
そして、粗材１０ａの外周壁３に軸方向に延びる歯形２、２を周方向に複数成形する際には、プレス機に取り付けられたマンドレル５を、その外周面６に粗材１０ａの内周壁が装着された状態で、ホルダ１５の内部空間１５ａを通過させる。すると、粗材１０ａの外周壁３に全ローラ８、８の歯形突部９、９が同時に接触すると共に、全ての各ローラ８、８の各歯形突部９、９が、自由回転しながら粗材１０ａの外周壁３の各ローラ８、８と対向する部位をマンドレル５の外周面６に設けた各溝部７、７に押し込む。その結果、粗材１０ａの外周壁３に軸方向に延びる歯形２、２が周方向に複数成形されたクラッチドラム１０が製造される。
【０００６】
このような、粗材の外周壁に軸方向に延びる歯形を周方向に複数成形するための歯形成形装置の従来技術として、特許文献１には、軸方向に延びる複数の凹凸部が形成され、板金製ドラムの外周壁が周りに装着される外周面を有し、軸方向に移動可能なパンチと、該パンチの各凹部内に一部が挿入可能であり、各パンチの周りに放射状に複数配置されて、前記パンチの各凹部に沿って回転可能な各ローラとを備え、前記パンチを１ストロークさせると、各ローラが板金製ドラムの外周壁をパンチの各凹部内に押し込みながら回転することにより、板金製ドラムの外周壁に軸方向に延びる歯形が周方向に複数成形されることが開示されている。
【特許文献１】特開平９−１２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図５に示す従来の歯形成形装置及び特許文献１の発明に係る歯形成形装置では、各ローラによって、粗材の外周壁がパンチの外周面に設けた各凹部内に押し込まれる際、各ローラが同一平面上に配置されているため、各ローラ、詳細には各ローラの各シャフトとの摺動面に、粗材からの反力を受けることになるが、装置全体には、各ローラが受ける荷重と各ローラの数量との積に相当する成形荷重が作用することになる。つまり、図５に示す従来の歯形成形装置及び特許文献１の発明に係る歯形成形装置では、各ローラは、ホルダに対して同一平面上に配置されているために、パンチが移動して粗材の外周壁に複数の歯形を成形する際、全ローラが、同時に粗材からの反力を受けることになり、装置全体に作用する最大成形荷重が大きくなってしまい、この最大成形荷重に対応できる能力を有する装置が大型化してしまう。
【０００８】
しかも、図５に示す従来の歯形成形装置及び特許文献１の発明に係る歯形成形装置においては、粗材の外周壁が、同時に、各ローラからの軸方向の荷重も受けるために、粗材の軸方向への伸びが助長されて、各歯形の頂部への材料の張出しが不足する。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、粗材の外周壁に軸方向に延びる歯形を周方向に複数成形する際、装置全体に作用する最大成形荷重を軽減させて、装置全体を小型化することが可能な歯形成形方法及び歯形成形装置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】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した歯形成形方法の発明は、粗材の外周壁に１ローラ当り１歯の歯形を成形するローラを放射状に複数配置して、前記粗材を装着した支持体をその軸方向に移動させて、前記粗材の外周壁に軸方向に延びる歯形を周方向に複数成形する歯形成形方法において、前記各ローラは、前記粗材の移動方向に互いにオフセットして配置され、前記粗材の外周壁には、互いにオフセットされた各ローラにより、軸方向に延びる歯形が順次複数成形されることを特徴とするものである。
請求項２に記載した歯形成形方法の発明は、請求項１に記載した発明において、前記各ローラは、交互にオフセットして配置されることを特徴とするものである。
請求項３に記載した歯形成形方法の発明は、請求項１に記載した発明において、前記各ローラは、順次オフセットして配置されることを特徴とするものである。
請求項４に記載した歯形成形方法の発明は、請求項１に記載した発明において、前記放射状に配置された各ローラを複数個ごとに分割して、分割された各ローラを前記粗材の移動方向に互いにオフセットして配置することを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、請求項５に記載した歯形成形装置の発明は、粗材の外周壁に軸方向に延びる歯形を周方向に複数成形するための歯形成形装置において、該歯形成形装置は、外周面に軸方向に延びる溝部が周方向に複数形成されると共に、前記外周面に前記粗材の内周壁が装着されて軸方向に移動可能な支持体と、前記支持体の周りに放射状に複数配置され、前記粗材の外周壁を前記支持体の各溝部に押し込む回転自在な各ローラとを備え、該各ローラは、前記粗材の移動方向に互いにオフセットして配置されることを特徴とするものである。
請求項６に記載した歯形成形装置の発明は、請求項５に記載した発明において、前記各ローラは、ローラを同心円上に間隔をおいて複数連設したローラ複合体を複数設けて構成され、該各ローラ複合体は、前記粗材の移動方向に互いにオフセットして配置されることを特徴とするものである。
請求項７に記載した歯形成形装置の発明は、請求項５に記載した発明において、前記放射状に配置された各ローラにおいて、隣接する各ローラは、前記粗材の移動方向に互いにオフセットして配置されることを特徴とするものである。
【００１２】
従って、請求項１に記載した歯形成形方法の発明では、各ローラが、粗材の移動方向に互いにオフセットして配置されているので、粗材を保持した支持体を軸方向に移動させると、粗材の外周壁には、互いにオフセットされた各ローラによって、軸方向に延びる歯形が順次複数成形される。これにより、粗材の外周壁に軸方向に延びる歯形を周方向に複数成形する際、互いにオフセットされて配置された各ローラが、粗材から順次反力を受けるために、全ローラが粗材から同時に反力を受けることなく、歯形成形時に作用する成形荷重が分散され、歯形成形装置全体に作用する最大成形荷重が軽減される。
請求項２〜４に記載した歯形成形方法の発明では、歯形成形時に作用する成形荷重が分散され、歯形成形装置全体に作用する最大成形荷重が軽減される。
【００１３】
請求項５に記載した歯形成形装置の発明では、各ローラが、粗材の移動方向に互いにオフセットして配置されているので、支持体を、その外周面に粗材を装着した状態で移動させると、粗材の外周壁が、互いにオフセットされた各ローラによって順次支持体の各溝部に押し込まれて、軸方向に延びる歯形が順次複数成形される。これにより、粗材の外周壁に軸方向に延びる歯形を周方向に複数成形する際、互いにオフセットされて配置された各ローラが、粗材から順次反力を受けるために、全ローラが粗材から同時に反力を受けることなく、歯形成形時に作用する成形荷重が分散され、装置全体に作用する最大成形荷重が軽減される。
請求項６及び７に記載した歯形成形装置の発明では、歯形成形時に作用する成形荷重が分散され、装置全体に作用する最大成形荷重が軽減される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、粗材の外周壁に軸方向に延びる歯形を周方向に複数成形する際、装置全体に作用する最大成形荷重を軽減させて、装置全体を小型化することが可能な歯形成形方法及び歯形成形装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図３に基いて詳細に説明する。なお、従来例と同一部材は同一符号を使用して説明する。
本発明の実施の形態に係る歯形成形装置１は、図４に示すようなクラッチドラム１０を製造すべく、有底円筒状の粗材１０ａの外周壁３に軸方向に延びる歯形２、２を周方向に複数成形するための装置であって、図１及び図２に示すように、外周面６に軸方向に延びる各溝部７、７が周方向に複数形成されると共に、この外周面６に粗材１０ａの内周壁を装着して軸方向に移動可能なマンドレル（支持体）５と、マンドレル５の周りに放射状に複数配置され、粗材１０ａの外周壁３をマンドレル５の各溝部７、７に押し込む回転自在な各ローラ８、８とを備えている。
【００１６】
マンドレル５は、図１に示すように、略円柱状に形成され、その外周面６には軸方向に延びる各溝部７、７が周方向に複数形成されている。このマンドレル５は、プレス機構（図示略）の往復運動する部位に取り付けられ、マンドレル５の軸方向（図１では上下方向）に移動自在となる。そして、有底円筒状の粗材１０ａが、マンドレル５の底面から外周面６を覆うように装着されて、マンドレル５の外周面６に設けた各溝部７、７と、粗材１０ａの内周壁とが対向するように配置される。
【００１７】
ローラ８は、図１に示すように、略円形に形成されており、その全周面には、粗材１０ａの外周壁３に歯形２、２を成形するための歯形突部９が形成されている。
また、図２に示すように、このローラ８が同心円上に間隔をおいて複数（本実施の形態では４個）一体的に連設されたローラ複合体８ａ、８ａ’が複数（本実施の形態では１０個）設けられている。これらのローラ複合体８ａ、８ａ’は、マンドレル５の周りに放射状に配置されて回転自在にホルダ１５に支持されている。
なお、図１及び図２では、左半分側に位置するローラ複合体を符号８ａで示し、また、右半分側に位置するローラ複合体を符号８ａ’で示す。
【００１８】
また、各ローラ複合体８ａ、８ａ’がホルダ１５に支持される支持構造を、図１及び図２に基いて以下に詳述する。
ホルダ１５は、略円筒状のブロック体で形成されており、このホルダ１５の内壁面に、複数（本実施の形態では１０個）の凹部１９、１９’が、所定角度（本実施の形態では約３６°）のピッチで放射状に形成されている。このホルダ１５に設けられた各凹部１９、１９’の内部には、シャフト１６、１６がそれぞれ掛け渡されている。これらシャフト１６、１６に各ローラ複合体８ａ、８ａ’が回転自在にそれぞれ支持されている。
なお、図１及び図２では、左半分側の各ローラ複合体８ａ、８ａを支持する左半分側の凹部の符号を１９で示し、また、右半分側の各ローラ複合体８ａ’、８ａ’を支持する右半分側の凹部を符号１９’で示している。
また、この支持形態において、各ローラ複合体８ａ、８ａ’の各ローラ８、８は、それぞれの周面の一部がホルダ１５の内部空間１５ａに突出する形態となり、マンドレル５の外周面６に装着された粗材１０ａがホルダ１５の内部空間１５ａを通過する際、各ローラ８、８の歯形突部９、９が、自由回転しながら粗材１０ａの外周壁３の各ローラ８、８と対向する部位をマンドレル５の各溝部７、７に押し込むことが可能となっている。
また、ホルダ１５の軸方向の両端面には、円板１７、１８がそれぞれ配設されている。これら各円板１７、１８には、略中央にマンドレル５が粗材１０ａと共に挿入できる開口部１７ａ、１８ａがそれぞれ形成されている。
【００１９】
そして、図１から解るように、例えば、図２においてホルダ１５の右半分側に位置する各凹部（本実施の形態では５個の凹部）１９’、１９’内の各ローラ複合体（本実施の形態では５個）８ａ’、８ａ’が、ホルダ１５の左半分側に位置する各凹部（本実施の形態では５個の凹部）１９、１９内の各ローラ複合体（本実施の形態では５個）８ａ、８ａよりも、粗材１０ａの移動方向でマンドレル５側（図１では上側）にオフセット量Ｂでオフセットされた配置となっている。このオフセット量Ｂは、粗材１０ａの外周壁３に設けられた各歯形２、２の軸方向の成形範囲Ｈ（図４（ａ）参照）と略同一に設定されている。
なお、本発明の実施の形態では、ホルダ１５の各凹部１９、１９’内に配置された各ローラ複合体８ａ、８ａ’を、各ローラ複合体８ａ、８ａ’が同数となるようにホルダ１５の中心線を介して２つのグループに分け、例えば、図２において、ホルダ１５の右半分側に位置する各凹部１９’、１９’内の各ローラ複合体８ａ’、８ａ’と、左半分側に位置する各凹部１９、１９内の各ローラ複合体８ａ、８ａとに分けて、両グループの各ローラ複合体８ａ、８ａ’が、粗材１０ａの移動方向に互いにオフセットされる形態を採用しているが、例えば、隣接する各ローラ複合体８ａ、８ａ’が、粗材１０ａの移動方向に交互にあるいは順次にオフセットされる配置にしてもよい。
【００２０】
次に、本発明の実施の形態に係る歯形成形装置１を使用した歯形成形方法を説明する。
まず、プレス機に取り付けられたマンドレル５の外周面６に粗材１０ａの外周壁３を装着して、マンドレル５の外周面に設けた各溝部７、７と、粗材１０ａの内周壁とが対向するように配置する。
そして、マンドレル５をホルダ１５側に移動させて、粗材１０ａを円板１７の開口部１７ａからホルダ１５の内部空間１５ａを通過させる。
すると、まず、粗材１０ａの外周壁３の右半周分の範囲が、図２においてホルダ１５の右半分側に位置する各凹部１９’、１９’内の各ローラ複合体８ａ’、８ａ’の各ローラ８、８の各歯形突部９、９に接触して、各ローラ複合体８ａ’、８ａ’が矢印Ｃ方向に自由回転しながら、各ローラ８、８の各歯形突部９、９が、粗材１０ａの外周壁３の右半周分の範囲で各ローラ８、８と対向する部位をマンドレル５の各溝部７、７に押し込む。その結果、粗材１０ａの外周壁３の右半周分の範囲に複数の歯形２、２が成形される。
続いて、粗材１０ａの外周壁３の左半周分の範囲が、図２においてホルダ１５の左半分側に位置する各凹部１９、１９内の各ローラ複合体８ａ、８ａの各ローラ８、８の各歯形突部９、９に接触して、各ローラ複合体８ａ、８ａが矢印Ｄ方向に自由回転しながら、各ローラ８、８の各歯形突部９、９が、粗材１０ａの外周壁３の左半周分の範囲で各ローラ８、８と対向する部位をマンドレル５の各溝部７、７に押し込む。その結果、粗材１０ａの外周壁３の左半周分の範囲に複数の歯形２、２が成形される。
このように、本歯形成形装置１では、粗材１０ａの外周壁３に軸方向に延びる歯形２、２を周方向に複数成形する際、粗材１０ａの外周壁３には、その半周分ごとに、各歯形２、２が順次複数成形されるようになる。
【００２１】
次に、上述したように粗材１０ａの外周壁３に複数の歯形２、２が成形される際の、本発明の実施の形態に係る歯形成形装置（オフセット有）１に作用する荷重変化と、図５に示す従来の歯形成形装置（オフセット無）５０に作用する荷重変化とを比較した結果を図３に基いて説明する。
図３によると、本発明の実施の形態に係る歯形成形装置１は、従来の歯形成形装置５０よりも、成形荷重の立ち上がりが緩やかであると共に、最大成形荷重も略１／３程度軽減されていることが解る。
すなわち、本発明の実施の形態に係る歯形成形装置１では、粗材１０ａの外周壁３に、その半周分ごとに、各歯形２、２が順次成形されるために、各ローラ複合体８ａ、８ａ’が粗材１０ａから受ける反力は、まず、図２においてホルダ１５の右半分側に位置する各ローラ複合体８ａ’、８ａ’だけが粗材１０ａから反力を受け、続いて、図２においてホルダ１５の左半分側に位置する各ローラ複合体８ａ、８ａが粗材１０ａから反力を受けることになり、各ローラ複合体８ａ、８ａ’、すなわち、歯形成形装置１全体に作用する荷重が分散されるようになる。一方、従来の歯形成形装置５０では、粗材１０ａの外周壁３の全範囲に、同時に各歯形２、２が成形されるために、全ローラ８、８が同時に粗材１０ａから反力を受けるようになっている。これにより、本発明の実施の形態に係る歯形成形装置１は、従来の歯形成形装置５０よりも、その成形荷重が緩やかな傾斜で上昇すると共に、最大成形荷重も大幅に軽減されることになる。
なお、図３に示すように、本発明の実施の形態に係る歯形成形装置１では、各ローラ複合体８ａ、８ａ’が粗材１０ａの移動方向に互いにオフセットされた位置関係で配置されているために、マンドレル５のストロークは、従来の歯形成形装置５０に比べて略２倍近いストロークが必要となる。
【００２２】
以上説明したように、本発明の実施の形態では、粗材１０ａの外周壁３に軸方向に延びる歯形２、２を周方向に複数成形するための複数のローラ複合体８ａ、８ａ’が、粗材１０ａの移動方向に互いにオフセット量Ｂでオフセットされた位置関係で配置されている。これにより、粗材１０ａの外周壁３に軸方向に延びる歯形２、２を周方向に複数成形する際、粗材１０ａの外周壁３には、互いにオフセットされて配置された各ローラ複合体８ａ、８ａ’によって、半周分ごとに、各歯形２、２が順次成形されるために、歯形成形装置１全体に作用する最大成形荷重が軽減されて、歯形成形装置１の小型化が達成できる。
【００２３】
しかも、本発明の実施の形態では、各歯形２、２が順次成形されるために、未歯形成形部（または歯形成形完了部）が、粗材１０ａの外周壁３の軸方向の伸びを規制する役目を果し、粗材１０ａの外周壁３の軸方向への伸びが抑制されて、従来に比べて、各歯形２、２の頂部への材料の張出しが良くなる。
【００２４】
なお、本発明の実施の形態に係る歯形成形装置１では、ローラ８、８を同心円上に間隔をおいて複数一体的に連設したローラ複合体８ａ、８ａ’を複数設けて、これら各ローラ複合体８ａ、８ａ’を１つのグループとして機能させ、各ローラ複合体８ａ、８ａ’が粗材１０ａの移動方向に互いにオフセットされた形態を説明したが、他の実施形態として、放射状に配置される各ローラ８、８単体において、隣接する各ローラ８、８を粗材１０ａの移動方向に互いにオフセットさせて配置する形態でもよく、この形態において、各ローラ８、８が、交互にオフセットされて配置される構成でもよいし、順次にオフセットされて配置される構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る歯形成形装置の内部構造を示す図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る歯形成形装置と従来の歯形成形装置とにおいて、それぞれに作用する荷重変化を比較した図である。
【図４】図４は、クラッチドラムを示し、（ａ）は側面図で、（ｂ）は底面図である。
【図５】図５は、従来の歯形成形装置の内部構造を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  歯形成形装置，２  歯形，３  外周壁，５  マンドレル（支持体），６  外周面，７  溝部，８  ローラ，８ａ、８ａ’  ローラ複合体，９  歯形突部，１０  クラッチドラム，１０ａ  粗材
【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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