JP2004034037A - 内スプライン部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，バリ取り工程が不要で，加工コストを低減することができる内スプライン部材及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】貫通穴２９を設けた円筒部２を有し，円筒部２の内面において軸方向に沿って設けられた山部２１と山部２１の間に配設された谷部２２とを交互に設けたスプライン部２０を有する内スプライン部材である。円筒部２の一端部２０１側には，山部２１の内径寸法と同じ又は小さい内径寸法を有すると共に略真円状の内面形状を有するリング状残肉部２３を設けてある。谷部２２は，軸方向の他端部２０２側において開放されていると共に一端部２０１側においてリング状残肉部２３により閉止されている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，円筒部の内面にスプライン部を形成してなる内スプライン部材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
例えば自動車用の部品等に，円筒部の内面にスプライン部を形成してなる内スプライン部材が多用されている。
内スプライン部材は，通常，円筒部を有する素材を用い，その内面に切削加工の一種であるブローチ加工を施して成形される。
【０００３】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来のブローチ加工によって内スプライン部材を製造する場合には，次の問題がある。
即ち，ブローチ加工用の工具は，非常に高価であり，また，加工時間も長い。そのため，スプライン部の加工コストを低減することが困難である。
また，ブローチ加工は，軸方向に沿った一方向に工具を移動させて，貫通した溝を設ける加工であるので，工具が抜け出る溝の端面に多数のバリが生じる場合がある。この場合には，バリ取り工程が必要となり，工程増加による加工コスト高が生じる。
【０００４】
また，スプライン部の成形を冷間鍛造加工により行うことも考えられる。しかしながら，冷間鍛造加工により貫通したスプライン部を設けることにより，その端面にバリが生じる。そのため，この場合にも，バリ取り工程が必要となり，工程増加による加工コスト高が生じる。
さらに，バリ取り工程を切削加工により行う場合には，スプライン部の山部と谷部の端部を交互に切削チップが通過する断続切断となるので，切削チップの寿命が非常に短くなるという問題もある。
【０００５】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，バリ取り工程が不要で，加工コストを低減することができる内スプライン部材及びその製造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題の解決手段】
第１の発明は，貫通穴を設けた円筒部を有し，該円筒部の内面において軸方向に沿って設けられた山部と該山部の間に配設された谷部とを交互に設けたスプライン部を有する内スプライン部材において，
上記円筒部の一端部側には，上記山部の内径寸法と同じ又は小さい内径寸法を有すると共に略真円状の内面形状を有するリング状残肉部を設けてあり，上記谷部は，軸方向の他端部側において開放されていると共に上記一端部側において上記リング状残肉部により閉止されていることを特徴とする内スプライン部材にある（請求項１）。
【０００７】
本発明の内スプライン部材は，上記のごとく，円筒部の内周面に，上記スプライン部を有していると共に上記リング状残肉部を有している。そして，スプライン部の谷部の一端部側を上記リング状残肉部により閉止してある。即ち，本発明の内スプライン部材においては，そのスプライン部の谷部を両端に貫通させて設けるのではなく，一端部側を閉止して設けてある。
このような構造を採用することによって，上記内スプライン部材を製造する際に上記一端部側に谷部を開放させる加工が必要ないので，バリ発生を防止することができ，バリ取り工程が不要となる。そのため，加工コストも低減することができる。
【０００８】
第２の発明は，貫通穴を設けた円筒部を有する素材を準備し，
該円筒部に冷間鍛造加工を施すことにより，該円筒部の内面に，軸方向に沿って設けられた山部と該山部の間に配置された谷部とを交互に設けたスプライン部を形成すると共に，上記円筒部の一端部側には，上記山部の内径寸法と同じ又は小さい内径寸法を有すると共に略真円状の内面形状を有するリング状残肉部を形成することを特徴とする内スプライン部材の製造方法にある（請求項３）。
【０００９】
本発明の製造方法においては，上記冷間鍛造加工によって上記スプライン部を形成すると共に上記リング状残肉部を形成する。即ち，スプライン部における谷部を両端に貫通させるのではなく，上記リング状残肉部によって一端部側において谷部を閉止するように冷間鍛造加工を行う。
これにより，冷間鍛造加工によってスプライン部を成形した際に，その端部にバリが発生することを確実に防止することができる。
それ故，バリ取り工程が不要で，加工コストを低減することができる内スプライン部材を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
第１の発明においては，上記円筒部の一端部側に設けた上記リング状残肉部の軸方向外方の端面には，切削加工により仕上げた切削端面を設けてあることが好ましい（請求項２）。
本発明では，上記のごとくリング状残肉部を有する形状を採用しているので，上記円筒部の一端部側の軸方向外方の端面を切削加工する際に，断続加工にならず，連続的にスムーズな切削加工を施すことができる。そして，切削加工に用いる切削チップの寿命低下を抑制することができる。そのため，切削加工により仕上げた切削端面が必要な場合には，特に上記リング状残肉部の存在が有効となる。
また，上記切削端面は，上記リング状残肉部の端面に形成されるので，歯車状ではなく凹凸のないリング形状として得られる。そのため，例えばベアリングを配設するための基準面として利用する際に，ベアリングとの当接状態をより安定化させることもでき，内スプライン部材の機能向上を図ることもできる。
【００１１】
第２の発明においても，上記内スプライン部材には，さらに，切削加工を施すことにより仕上げた切削端面を設けることが好ましい（請求項４）。この場合も上記と同様に，スムーズな加工を実施できると共に，より一層機能を向上させた内スプライン部材を得ることができる。
【００１２】
また，第２の発明においては，上記冷間鍛造加工は，上記円筒部の外周面を支持する外周パンチと，上記円筒部の上記一端部を支持する端部パンチと，上記スプライン部に対応する形状を有するスプライン成形部及び上記リング状残肉部の内径寸法に対応する外径を有する円柱状成形部とを連ねて設けたスプラインパンチとを用い，上記円筒部を上記外周パンチ及び上記端部パンチによって支持すると共に上記スプラインパンチを上記円筒部の内面に相対的に挿入し，かつ，上記スプラインパンチにおける上記円柱状成形部の少なくとも一部が上記円筒部内に残る位置に上記スプラインパンチを止めて上記リング状残肉部を形成することが好ましい（請求項５）。
この場合には，少なくとも上記外周パンチ，端部パンチ及び上記スプラインパンチを組み合わせた鍛造型によって冷間鍛造加工を行うことにより，上記形状の円筒部を容易に成形することができる。
【００１３】
なお，上記内スプライン部材としては，例えば自動変速機のプラネタリギヤの部品であるキャリアカバーのように，円筒部の一端部側に鍔状のフランジ部を有する部品，或いは，その他の様々な部品を適用することができる。
【００１４】
【実施例】
実施例１
本発明の実施例に係る内スプライン部材及びその製造方法につき，図１〜図６を用いて説明する。
本例の内スプライン部材１は，図１に示すごとく，貫通穴２９を設けた円筒部２を有し，該円筒部２の内面において軸方向に沿って設けられた山部２１と該山部２１の間に配設された谷部２２とを交互に設けたスプライン部２０を有する内スプライン部材である。
【００１５】
上記円筒部２の一端部２０１側には，上記山部２１の内径寸法と同じ内径寸法を有すると共に略真円状の内面形状を有するリング状残肉部２３を設けてある。そして，上記谷部２２は，軸方向の他端部２０２側において開放されていると共に上記一端部２０１側において上記リング状残肉部２３により閉止されている。
以下，これを詳説する。
【００１６】
本例の内スプライン部材１は，図１に示すごとく，上記円筒部２を有すると共に，その一端部２０１に配設された鍔状のフランジ部１９を有する，自動変速機のプラネタリギヤ用のキャリアカバーである。
この内スプライン部材１を製造するに当たっては，図２に示すごとく，上貫通穴２９を設けた円筒部２を有すると共に，フランジ部１９を有する，鋼（ＳＡＰＨ４４０）等の材料よりなる素材１００を準備する。
そして，この素材１００の円筒部２に冷間鍛造加工を施すことにより，円筒部２の内面に上記スプライン部２０を形成すると共に，円筒部２の一端部２０１側には上記リング状残肉部２３を形成する。
【００１７】
具体的には，図２〜図５に示すごとく，円筒部２の外周面を支持する外周パンチ５１と，円筒部２の一端部２０１を支持する端部パンチ５２と，スプライン部２０に対応する形状を有するスプライン成形部５３１及び上記リング状残肉部２３の内径寸法に対応する外径を有する円柱状成形部５３２とを連ねて設けたスプラインパンチ５３とを用いる。
そして，図２に示すごとく，上記外周パンチ５１と端部パンチ５２との間に素材１００を挟持して，その円筒部２を指示する。
次いで，図３に示すごとく，スプラインパンチ５３を相対的に前進させて，円筒部２の内面に相対的に挿入する。そして，スプラインパンチ５３における上記円柱状成形部５３２の一部が上記円筒部内に残る位置にスプラインパンチ５３を止める。
【００１８】
これにより，上記素材１００は，その円筒部２内にスプライン部２０とリング状残肉部２３を有する内スプライン部材１に成形される。
その後，図４に示すごとく，端部パンチ５２を相対的に後退させ，かつ，外周パンチ５１とスプラインパンチ５３との間に配設されたノックアウト部材５４を相対的に前進させることによって，内スプライン部材１を取り出す。
【００１９】
このようにして得られた内スプライン部材１は，図５に示すごとく，円筒部２の一端部２０１と他端部２０２に，それぞれ冷間鍛造によって軸方向に突出した余肉部２５１，２５２が形成されている。この余肉部２５１，２５２をそのままにして用いることができる用途も勿論あるが，本例では，この余肉部２５１，２５２をそれぞれ切削加工により削除する。
【００２０】
即ち，図６に示すごとく，円筒部２の一端部２０１側に設けた上記リング状残肉部の軸方向外方の端面には，切削加工により仕上げた切削端面２６１を設ける。さらに，円筒部２の他端部２０２側の軸方向外方の端面にも，切削加工により仕上げた切削端面２６２を設ける。いずれの切削端面２６１，２６２も，円筒部２の軸線に垂直な平面に仕上げてある。
【００２１】
次に，本例の作用効果につき説明する。
本例の内スプライン部材１は，上記のごとく，円筒部２の内周面に，スプライン部２０を有していると共にリング状残肉部２３を有している。そして，スプライン部２０の谷部２２の一端部２０１側をリング状残肉部２３により閉止してある。即ち，本例の内スプライン部材１においては，そのスプライン部２０の谷部２２を両端に貫通させて設けるのではなく，一端部２０１側を閉止して設けてある。
このような構造を採用することによって，内スプライン部材１を製造する際に上記一端部２０１側に谷部２２を開放させる加工が必要ないので，バリ発生を防止することができ，バリ取り工程が不要となる。そのため，加工コストも低減することができる。
【００２２】
即ち，本例では，内スプライン部材１を製造するに当たり，上記のごとく冷間鍛造加工を行う。このとき，上記スプラインパンチ５３の相対的な動きからわかるように，円筒部２の他端部２０２はスプラインパンチ５３が進入してくる側となるので，バリの発生は起こらない。また，一端部２０１側においては，スプラインパンチ５３の円柱状成形部５３２が円筒部２から突き出ることなく，内部に残る位置でスプラインパンチ５３の相対的な前進を止める。そのため，上記のごとく，リング状残肉部２３が成形され，しかも，バリの発生を確実に防止することができる。
従って，本例においては，冷間鍛造加工によってスプライン部を成形した後，バリ取り工程が不要で，加工コストを低減することができる。
【００２３】
一方，本例の内スプライン部材１が上記のごとくプラネタリギヤ用のキャリアカバーであるので，上記のごとく円筒部２の両端面に精度の高い切削端面２６１，２６２を設ける必要がある。
ここで，特に，円筒部２の一端部２０１においては，上記リング状残肉部２３が設けられているので，切削端面２６１の切削加工を，断続加工ではなく，連続的にスムーズに行うことができる。そのため，この切削加工に用いる切削チップの寿命低下を抑制することもできる。また，後述するごとく，切削端面２６１をベアリングを配設するための基準面として利用する際に，ベアリングとの当接状態をより安定化させることもできる。
【００２４】
このように，本例によれば，バリ取り工程が不要で，加工コストを低減することができる内スプライン部材１及びその製造方法を提供することができる。
【００２５】
実施例２
本例では，実施例１の内スプライン部材１をプラネタリギヤ８に組み込んだ例を，図７を用いて簡単に説明する。
プラネタリギヤ８においては，同図に示すごとく，中空軸８１の外周にインプットフランジ８５を介して上記内スプライン部材１であるキャリアカバーが配設されている。即ち，内スプライン部材１の円筒部２の一端部２０１側の上記切削端面２６１は，ベアリング８２を配設する基準面として機能している。
【００２６】
また，内スプライン部材１には，他の部材であるピニオンシャフト８３，キャリア８４等が接合されている一方，内スプライン部材１は，インプットフランジ８５と，スプラインによって係合している。即ち，インプットフランジ８５には，その外周面にスプライン部８５０が形成されており，これが内スプライン部材１の円筒部２の内面におけるスプライン部２０と係合している。
【００２７】
このとき，内スプライン部材１の円筒部２の一端部２０１においては，前述した図６に示すごとく，上記のごとくリング状残肉部２３が存在していて谷部２２が閉止されているが，他端部２０２においては谷部２１が開放されている。そして，スプライン部２０の長さは十分に確保してある。そのため，インプットフランジ８５のスプライン部８５０と内スプライン部材１のスプライン部２０との係合は何ら問題なく実現できる。
【００２８】
そして，本例のプラネタリギヤ８においては，上記のごとく，リング状残肉部２３を設けることによって，バリ取り工程が不要で，加工コストが低い内スプライン部材１を用いることにより，プラネタリギヤ全体の加工コスト低減を進めることができる。また，内スプライン部材１の切削端面２６１が，リング状残肉部２３の端面に形成されるので，歯車状ではなく凹凸のないリング形状として得られ，ベアリングを配設するための基準面としての精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における，内スプライン部材の一部切り欠き断面図。
【図２】実施例１における，冷間鍛造を行うために素材を端部パンチと外周パンチの間にセットした状態を示す説明図。
【図３】実施例１における，スプラインパンチを相対的に前進させて素材に冷間鍛造を施した直後の状態を示す説明図。
【図４】実施例１における，冷間鍛造を終えた内スプライン部材をノックアウトしている状態を示す説明図。
【図５】実施例１における，冷間鍛造直後の内スプライン部材の断面形状を示す説明図。
【図６】実施例１における，切削加工後の内スプライン部材の断面形状を示す説明図。
【図７】実施例２における，プラネタリギヤに内スプライン部材を組み込んだ状態を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．内スプライン部材，
２．．．円筒部，
２０．．．スプライン部，
２１．．．山部，
２２．．．谷部，
２３．．．リング状残肉部，
５１．．．外周パンチ，
５２．．．端部パンチ，
５３．．．スプラインパンチ，
８．．．プラネタリギヤ，

Claims (5)

1. 貫通穴を設けた円筒部を有し，該円筒部の内面において軸方向に沿って設けられた山部と該山部の間に配設された谷部とを交互に設けたスプライン部を有する内スプライン部材において，
   上記円筒部の一端部側には，上記山部の内径寸法と同じ又は小さい内径寸法を有すると共に略真円状の内面形状を有するリング状残肉部を設けてあり，上記谷部は，軸方向の他端部側において開放されていると共に上記一端部側において上記リング状残肉部により閉止されていることを特徴とする内スプライン部材。
2. 請求項１において，上記円筒部の一端部側に設けた上記リング状残肉部の軸方向外方の端面には，切削加工により仕上げた切削端面を設けてあることを特徴とする内スプライン部材。
3. 貫通穴を設けた円筒部を有する素材を準備し，
   該円筒部に冷間鍛造加工を施すことにより，該円筒部の内面に，軸方向に沿って設けられた山部と該山部の間に配置された谷部とを交互に設けたスプライン部を形成すると共に，上記円筒部の一端部側には，上記山部の内径寸法と同じ又は小さい内径寸法を有すると共に略真円状の内面形状を有するリング状残肉部を形成することを特徴とする内スプライン部材の製造方法。
4. 請求項３において，上記内スプライン部材には，さらに，切削加工を施すことにより仕上げた切削端面を設けることを特徴とする内スプライン部材の製造方法。
5. 請求項３又は４において，上記冷間鍛造加工は，上記円筒部の外周面を支持する外周パンチと，上記円筒部の上記一端部を支持する端部パンチと，上記スプライン部に対応する形状を有するスプライン成形部及び上記リング状残肉部の内径寸法に対応する外径を有する円柱状成形部とを連ねて設けたスプラインパンチとを用い，上記円筒部を上記外周パンチ及び上記端部パンチによって支持すると共に上記スプラインパンチを上記円筒部の内面に相対的に挿入し，かつ，上記スプラインパンチにおける上記円柱状成形部の少なくとも一部が上記円筒部内に残る位置に上記スプラインパンチを止めて上記リング状残肉部を形成することを特徴とする内スプライン部材の製造方法。

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