(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品形状より短い円筒軸部の基端に厚肉のフランジ部を備えた予備成型品を、円筒軸の基端にフランジとそのフランジの外周に外歯を有したリムが連続形成され、円筒軸の先絞り部外周にセレーションを有した製品形状の外周面に対応すべく、リム形成部と円筒軸形成部及びセレーション形成部とから成るキャビティを有する下型と、製品形状におけるリムの内周面に対応したパンチと、そのパンチの中心から、製品形状における円筒軸の内周面に対応した径で先端に小径部を有し、前記パンチとは別に昇降動作可能に設けられた段付きマンドレルとから成る上型とを駆使し、円筒軸部先端がセレーション形成部の直前に達するようにセットされた予備成型品に対し、マンドレルとパンチとを同時に下降動作させることによって、円筒軸部先端をセレーション形成部内に入れ込む第１段階と、マンドレルとパンチとの下降動作を続行し、マンドレルを、その小径部との境に形成される段部が、キャビティにおけるセレーション形成部の直前に位置するまで下降させることで後方押し出しによりリムを形成すると共に、前方押し出しにより円筒軸部の先端をセレーション形成部内へ更に入れ込む第２段階と、マンドレルのみを下降させ、前記セレーション形成部内に入れ込んだ肉を押し広げ、セレーション付きの先絞り部を形成する第３段階とを連続して一気に実行し、その後第４段階にて脱型することを特徴とするハブハイクラッチの製造方法。
【請求項２】
円筒軸の基端にフランジとそのフランジ部の外周に外歯を有したリムが連続形成され、円筒軸の先絞り部外周にセレーションを有した製品形状の外周面に対応すべく、リム形成部と円筒軸形成部及びセレーション形成部とから成るキャビティを有する下型と、製品形状におけるリムの内周面に対応したパンチと、そのパンチの中心に、製品形状における円筒軸の内周面に対応した径で先端に小径部を有し、パンチとは別に昇降動作可能に設けられた段付きマンドレルとから成る上型とを有し、前記マンドレルとパンチとは、パンチが下死点に位置した状態で、マンドレルにおける小径部との境に形成される段部が、キャビティにおけるセレーション形成部の直前に位置する関係を保つよう制御可能としたハブハイクラッチ製造装置。
【請求項３】
キャビティにおけるセレーション形成部の円筒軸形成部際に突部を周設した請求項２に記載のハブハイクラッチ製造装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒軸の基端にフランジとそのフランジの外周に外歯を有したリムが連続形成され、円筒軸の先絞り部外周にセレーションが形成されたハブアッセンブリ・ハイクラッチとして使用される歯車（本発明ではハブハイクラッチと称する）の製造技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハブハイクラッチは、底の中央に透孔を有するカップ状の歯車部に、その歯車部とは別体に形成された円筒軸を溶接して一体化したものが主流であったが、鍛造技術の発達により、例えば特開平１０−９９９３７号に記載のように、熱間鍛造によって外歯を有する歯車部と、製品形状より短い円筒軸部とが一体になった予備成型品を、先ず冷間絞り工程で円筒軸部を伸長せしめることにより先絞り部を形成し、次に冷間サイジング工程で歯車部に形成されている外歯の仕上げと先絞り部部及びセレーションの形成を行う方法や、特開平１０−３４２５０号公報に記載のように、熱間鍛造によって外歯及びセレーションが未形成の予備成型品に、段付きマンドレルを備えたパンチによって、円筒軸部を伸長せしめると共に、外歯とセレーションとを一気に形成する方法が生み出された。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の鍛造方法では、円筒軸部を伸長せしめる際、製品形状における先絞り部（セレーション部分を含む）の円筒軸に対する断面減少率が３０％以上になると、肉の押し出しが緩慢となり、円筒軸部が座屈を起こしてしまうことが判明している。
そのためセレーションを形成する先絞り部の断面減少率が３０％を越える形状の製品には適用できなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先絞り部の断面減少率が３０％以上である形状の製品に適用可能な技術であって、その構成を以下に示す。
【０００５】
本発明は、製品形状より短い円筒軸の基端に厚肉のフランジを備えた予備成型品を、円筒軸の基端にフランジとそのフランジの外周に外歯を有したリムが連続形成され、円筒軸の先絞り部外周にセレーションを有した製品形状の外周面に対応すべく、リム形成部と円筒軸形成部及びセレーション形成部とから成るキャビティを有する下型と、製品形状におけるリムの内周面に対応したパンチと、そのパンチの中心に、製品形状における円筒軸の内周面に対応した径で先端に小径部を有し、パンチとは別に昇降動作可能に設けられた段付きマンドレルとから成る上型とを駆使し、円筒軸部先端がセレーション形成部の直前に達するようにセットされた予備成型品に対し、マンドレルとパンチとを同時に下降動作させることによって、円筒軸部先端をセレーション形成部内に入れ込む第１段階と、マンドレルとパンチとの下降動作を続行し、マンドレルを、その小径部との境に形成される段部が、キャビティにおけるセレーション形成部の直前に位置するまで下降させることで後方押し出しによりリムを形成すると共に、前方押し出しにより円筒軸部の先端をセレーション形成部内へ更に入れ込む第２段階と、マンドレルのみを下降させ、前記セレーション形成部内に入れ込んだ肉を押し広げ、セレーション付きの先絞り部を形成する第３段階とを連続して一気に実行し、その後第４段階で脱型することを特徴とするハブハイクラッチの製造方法にある。
【０００６】
又、本発明は、円筒軸の基端にフランジとそのフランジの外周に外歯を有したリムが連続形成され、円筒軸の先絞り部外周にセレーションを有した製品形状の外周面に対応すべく、リム形成部と円筒軸形成部及びセレーション形成部とから成るキャビティを有する下型と、製品形状におけるリムの内周面に対応したパンチと、そのパンチの中心に、製品形状における円筒軸の内周面に対応した径で先端に小径部を有し、パンチとは別に昇降動作可能に設けられた段付きマンドレルとから成る上型とを有し、前記マンドレルとパンチとは、パンチが下死点に位置した状態で、マンドレルにおける小径部との境に形成される段部が、キャビティにおけるセレーション形成部の直前に位置する関係を保つよう制御可能としたハブハイクラッチ製造装置とにある。そして前記ハブハイクラッチ製造装置にあっては、キャビティにおけるセレーション形成部の円筒軸形成部際に突部を周設することが望ましい。尚、本発明において、マンドレルの小径部との境に形成される段部が、キャビティにおけるセレーション形成部の直前に位置する、との表現は、セレーション形成部にマンドレルの小径部が挿入された状態のことであり、その状態で、キャビティの内周面とマンドレルの外周面との間に形成される空間の断面積が、円筒軸形成部からセレーション形成部にかけてほぼ均一となることを意味する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に係るハブハイクラッチ及びそのハブハイクラッチの製造方法並びにハイハブクラッチ製造装置を図面に基づいて説明する。
図１は、ハブハイクラッチ製造装置としての冷間鍛造装置であり、１は下型、２は上型である。
下型１は、製品形状の外周面に対応したキャビティ３を有するダイ４と、そのダイ４の外周に配置される締付用のダイケース５と、それらダイ４とダイケース５とを支持するダイプレート６とを備えている。
前記キャビティ３は、上から順に、内周面に外歯形成用歯形７を有したリム形成部３ａと、そのリム形成部３ａと同軸状に形成された円筒軸形成部３ｂと、その円筒軸形成部３ｂに連続し、内周面にセレーション形成用歯形８を有した小径のセレーション形成部３ｃとにより構成されており、その更に下方には、マンドレル嵌入用の貫通孔９が設けられ、その貫通孔９の周囲には、ノックアウトピース１０によってリム形成部３ａ内に出没動作する複数のエジェクタピン１１，１１・・が同心円上に配置されている。
尚、セレーション形成部３ｃの内面における円筒軸形成部３ｂ際には突部１２（図３参照）が周設されている。
【０００８】
一方上型２は、製品形状のリム内周面に対応したパンチ１３と、そのパンチ１３の中心に同軸配置され、製品形状の円筒軸内周面に対応し、先端に小径部を有した段付き形状のマンドレル１４と、前記パンチ１３を支持するパンチケース１５とを備えていて、パンチ１３と、マンドレル１４における小径部１４ａを除いた部分との組み合わせによって製品形状の内周面に対応した形状が構成される。そして前記パンチ１３とマンドレル１４とは、それぞれ独立して昇降動作されるようになっている。
【０００９】
このように形成された冷間鍛造装置により、予め熱間鍛造にて成型された予備成型品１６を下型１のキャビティ３内にセットし、上型２で加圧する。
予備成型品１６は、製品形状に比べて短く、先絞り部分のない円筒軸部１７ａの基端に厚肉のフランジ部１８ａを備えた形態をしており、この予備成型品１６をキャビティ３内に落とし込むと、円筒軸部１７ａの先端が円筒軸形成部３ｂとスプライン形成部３ｃとの境にある段部２０に突き当たり、フランジ部１８ａがリム形成部３ａ内に浮いた状態でセットされる（図２のａ）。
先ず第１段階では、パンチ１３とマンドレル１４とを同時に下降させ、マンドレル１４を予備成型品１６の円筒軸部１７ａ内に押し込んで、円筒軸部１７ａ先端をセレーション形成部３ｃ内に入れ込ませる（図２のｂ）。
続く第２段階では、パンチ１３とマンドレル１４との下降動作を続行する。
マンドレル１４は、パンチ１３に対し、パンチが下死点に位置した状態で、小径部１４ａとの境に形成される段部１９が、キャビティ３におけるセレーション形成部３ｃの直前に位置する関係を保つよう制御される。
【００１０】
そのためこの第２段階では、フランジ部１８ａがパンチ１３によって加圧され、前後両方向への押し出し力が働くので、フランジ部１８ａの肉は、リム形成部３ａの内周面とパンチ１３の外周面との隙間へと押し出され、フランジ部１８ａが薄肉化される一方、その薄肉に形成されたフランジ１８の周縁に外歯付きのリム２１が形成されると共に、円筒軸部１７ａ側に移動し、円筒軸部１７ａの先端は、前記第１段階に続いてセレーション形成部３ｃ内へと入れ込まれる。
この円筒軸部１７ａの先端がセレーション形成部３ｃ内に入れ込まれるに際しては、マンドレル１４は第２段階が実行されている間、例えば図３に示すように、マンドレル１４における小径部１４ａとの境に形成される段部１９が、キャビティ３におけるセレーション形成部３ｃの直前に位置しているので、セレーション形成部３ｃの内周面とマンドレル１４における小径部１４ａの外周との間（段部１９．２０間を含む）に形成される隙間の断面積を、成型せんとする形状の製品に比べて広げることが可能となり、その結果、製品形状における先絞り部の断面減少率がいくら大きくても、小径部を調整することで、円筒軸部の先端をスプライン形成部内に入れ込む際の断面減少率を下げることによって、円筒軸部１７ａ（円筒軸１７）の座屈を防止できる。
【００１１】
次に第３段階では、パンチ１３を下死点位置に残したままマンドレル１４のみを下降せしめ、セレーション形成部３ｃ内に流れ込んだ肉によってセレーション２３付きの先絞り部２２が形成される。
【００１２】
完成品２４が成型されたら、第４段階でエジェクタピン１１，１１・・を突出させて完成品２４を押し上げ、脱型する。
この脱型の際、先絞り部２２は突部１２を通過するので、その突部１２でセレーション２３がしごかれ、セレーション２３の精度アップが図られる（図２のｄ）。
【００１３】
このようにして加圧工程を３段階に分け、且つ、それら第１段階から第３段階を連続して一気に実行することで、一回の加圧工程により予備成型品を完成品に成形できる。
而も、先絞り部の断面減少率が３０％以上ある形状の製品にあっても、円筒軸に座屈現象を起こさせることがない。
尚、第１段階終了時におけるキャビティとマンドレルとの間に形成される隙間の形状は、製品における先絞り部の断面減少率に基づいて決定される。
【００１４】
尚、実施例は、第１及び第２段階で円筒軸部先端をセレーション形成部内に流し込み、第３段階でセレーション付きの先絞り部を形成しているが、ボリューム調整により、第２段階である程度のセレーション形状を形成しておくことができるし、第３段階で形成されたセレーションの精度次第では、突部を省略することもできる。
そして本発明は、断面減少率が３０％を下回る形状の製品を成型する場合においても利用して差し支えない。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に係るハブハイクラッチの製造方法によれば、第１段階にて、円筒軸部先端がセレーション形成部の直前に達するようにセットされた予備成型品に対し、段付きマンドレルとパンチとを同時に下降動作させることによって、円筒軸部先端をセレーション形成部内に入れ込ませると共に、第２段階でマンドレルとパンチとの下降動作を続行し、マンドレルを、その小径部との境に形成される段部が、キャビティにおけるセレーション形成部の直前に位置するまで下降させることで円筒軸部の先端をセレーション形成部内へ更に入れ込むため、マンドレルの小径部を効果的に利用して断面減少率の低下を図ることで、円筒軸部の肉をセレーション形成部内に入れ込ませやすくでき、先絞り部の断面減少率が３０％以上の製品を成型するに際しても、円筒軸が座屈することがなくなり、第１段階から第３段階まで一気に加圧するので、効率もよい。
又本発明のハブハイクラッチの製造用冷間鍛造装は、マンドレルとパンチとを、パンチが下死点に位置した状態で、マンドレルにおける小径部との境に形成される段部が、キャビティにおけるセレーション形成部の直前に位置する関係を保つよう制御可能としたので、前記断面減少率を減少させるには最適である。
更に、請求項４に記載したハブハイクラッチの製造用冷間鍛造装置を使用することにより、脱型の際、突部でセレーションをしごき、セレーションの精度アップを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るハブハイクラッチの製造用冷間鍛造装置の説明図である。
【図２】製造過程を段階的に示した説明図である。
【図３】第２段階における肉の流れを示した説明図である。
【符号の説明】
１・・下型、２・・上型、３・・キャビティ、３ａ・・リム形成部、３ｂ・・円筒軸形成部、３ｃ・・セレーション形成部、４・・ダイ、５・・ダイケース、６・・ダイプレート、７・・外歯形成用歯形、８・・セレーション形成用歯形、９・・貫通孔、１０・・ノックアウトピース、１１・・エジェクタピン、１２・・突部、１３・・パンチ、１４・・マンドレル、１４ａ・・小径部、１５・・パンチケース、１６・・予備成型品、１７円筒軸、１７ａ・・円筒軸部、１８・・フランジ、１８ａ・・フランジ部、１９・・（マンドレルの）段部、２０・・（キャビティの）段部、２１・・リム、２２・・先絞り部、２３・・セレーション、２４・・完成品。
【図１】
0003759396.tif 000002
【図２】
0003759396.tif 000003
【図３】
0003759396.tif 000004