JP2006035354A - 歯形形成部を有する部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 歯形成形前に適正な丈寸法に切削加工とバリ取りをし、歯形成形において端面を加圧しながら成形することにより、ネック工程を省略し、コスト削減とともに生産性向上及び品質安定化を図ることが可能な製造方法を提供する。
【解決手段】 歯形形成部を有する部材の製造方法において、ワークを所定の寸法に切削加工し、バリを除去する第１の工程と、第１の工程に続いて、ワークの歯形形成部の軸方向端面を所定の荷重で押圧すると同時に、絞り加工により歯形成形を行う第２の工程と、からなることを特徴とする。
【選択図】 図９

Description

本発明は、歯形形成部を有する部材の製造方法に関して、より詳細には、自動車等に用いられる自動変速機用のクラッチハウジングまたはクラッチハブの製造方法に関する。

クラッチハウジングは、その内部に複数のフリクションプレート及びセパレータプレートからなるクラッチ装置が組み込まれている。クラッチハウジングの内周には、フリクションプレート及びセパレータプレートが軸方向移動自在に嵌合するスプラインとしての歯形部が形成されている。

また、クラッチハブは、その外周面にフリクションプレート及びセパレータプレートが軸方向移動自在に嵌合するスプラインとしての歯形部が形成されている。

クラッチハウジングやクラッチハブの軸方向に延在し周方向に複数設けられる歯形部は、フリクションプレート及びセパレータプレート等が軸方向に滑らかに移動できるよう所要の精度が求められている。このため、歯形部の軸方向寸法を所望の状態に仕上げるため、歯形部を適当な寸法に切削加工または剪断トリム加工の後、バリ取り加工を行っていた。

従来は、歯形成形後に適当な寸法に切削加工または剪断トリム加工の後、バリ取り加工を行っていた。

特開平６−１９３６４７号公報 （図１０等）

しかしながら、例えば、特許文献１に開示の製造方法では、被加工面が比較的複雑な歯形形状であるため、以下に示すように多くの問題点があった。先ず、切削加工では断続切削加工となり、剪断トリム加工はインデックス方式となり、
(1)サイクルタイムが長くなる、
(2)専用治工具及び設備が必要となる、
(3)バリ取り工程における作業負荷が増加しバリ取り品質の安定化に労力を必要とする、
という課題があった。これらは、直接または間接的に製造コストの上昇を招来する。

また、従来は、歯形の軸方向寸法を仕上げるために、歯形成後、断続切削加工やインデックス方式による剪断トリム及びバリ取り加工等を行っていた。しかしながら、これらの工程はボトルネックとなりやすく、生産性向上及び品質安定化を図るための障害となる。特に、特許文献１では、端面押し加工を行った後にカム機構にて歯形加工をするので２工程が必要となる。

そこで、本発明の目的は、歯形成形前に適正な軸方向寸法に切削加工とバリ取りをし、歯形成形において端面を加圧しながら絞り加工により歯形成形することにより、ネック工程を省略し、コスト削減とともに生産性向上及び品質安定化を図ることが可能な製造方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の製造方法は、
歯形形成部を有する部材の製造方法において、
ワークを所定の寸法に切削加工し、バリを除去する第１の工程と、
第１の工程に続いて、ワークの歯形形成部の軸方向端面を所定の荷重で押圧すると同時に、絞り加工により歯形成形を行う第２の工程と、
からなることを特徴としている。

本発明は、従来のネック工程を省略し、より簡易的な工程設計・工程となっているため、コストダウン（サイクルタイム短縮、専用治工具の排除と汎用設備の応用、切削加工時の面取り加工によるバリ取り工程の省略または省力化）及び面取り面が歯形形成後にも安定した形状を残すため、バリ取り品質（均一なバリ取り面であること、洗浄度を保つこと）の安定化が図れるという効果を有する。更に、生産性向上を図ることが可能となる。

また、同時に端面押しをするため絞り加工にて歯形成形をする場合に生じるネッキング現象による材料破断を防止できる。また、歯形精度を向上させることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。尚、以下説明する実施例は本発明を例示として示すものであり、いかなる意味においても限定するものではないことは言うまでもない。本発明の範囲を逸脱することなく各種の変形または修正が可能である。また、図面において同一部分は同一符号にて示している。

図１から図７は、本発明をクラッチドラム、すなわちクラッチハウジングに適用した製造方法の実施例を示す軸方向断面図であり、塑性加工、すなわちプレス加工により素材ブランク、すなわちワークから完成品を成形するまでを示している。先ず、図１に示すように、ほぼ円形のプレート状の鋼板であるワーク（素材）１を、製造するクラッチハウジングに必要な形状及び容積となるよう予め所定の大きさにして準備する。

次に、このワーク１をプレスによる塑性加工にて図２に示す形状に成形する。図２においてワーク１は、ほぼ平坦な円盤部５と、ほぼ円筒形のハブ部２と、ハブ部２を覆う天板部３とからなるように成形される。円盤部５とハブ部２との間には所定の曲率を有する環状の曲面部６が形成されている。

次に、図３において、天板部３をプレスにより打ち抜くと、ハブ部２の内部には貫通孔４が形成される。その後、図４に示すように、ワーク１には機械加工が行われる。

図４では、機械加工としての旋削加工により、ハブ部２の近傍の外周に環状の円周溝８を形成する。この円周溝８には、ストッパーリングまたはＯリングなどが嵌合する。また、ドリル等によりハブ部２の円筒部を貫通する油孔９及び１０を形成する。油孔９及び１０は、周方向に複数設けられるが、その数は任意である。ただし、周方向等分に設けることが好ましい。このとき、ハブ部２の周囲にはなにもないため、油孔を開けるために用いるドリルの刃を立てやすく、正確な位置に穿孔できる。

図５及び図６は、ワーク１に絞り加工を加え、ハウジングを成形し、外側ドラム部を形成する工程を示す。先ず、図５において円盤部５に絞り加工をし、内径円盤部１３と外径円盤部１１とを形成する。内径円盤部１３と外径円盤部１１とは、第１円筒部１２により連結している。

次に、図６において、ワーク１に更に絞り加工を加え、外径円盤部１１を変形させ、ほぼ円筒形の外側ドラム部１４を形成する。図５及び図６から分かるように、円筒部１２の高さは、ハブ部２のほぼ半分程度であるが、外側ドラム部１４は、ハブ部２を完全に覆うように軸方向に延在している。

最後に、図７において、外側ドラム部１４の内周にスプライン１５を加工する。すなわち、内周に歯形を成形して、ほぼ完成したクラッチハウジング２０を得る。図７では、スプライン１５は外側ドラム部１４の内外周に設けたが、このスプラインは外側ドラム部１４の内周に設けることもできる。

図７の工程の後に、製品全体を旋削して仕上げる工程が行われる。尚、外側ドラム部１４で囲まれた空間には、クラッチとして摩擦係合装置（不図示）が配置され、この摩擦係合装置を押圧するピストン（不図示）は円盤部１３との間に画成される油圧室（不図示）内の油圧により移動可能に配置される。

図８―図１０は、図６に示す絞り加工後に、クラッチハウジング２０の内周に図７に示す歯形を形成する方法を説明する図であり、図８は加工ストロークの開始時を示す歯形形成装置４０の軸方向断面図であり、図９は加工ストロークの中間位置を示す歯形形成装置４０の軸方向断面図であり、図１０は加工ストロークの完了位置を示す歯形形成装置４０の軸方向断面図である。

図６に示す絞り加工の後の段階で、クラッチハウジング２０は適正な軸方向寸法に切削加工とバリ取りを施す。図８において、歯形形成装置４０は、内周に歯を形成したダイ２３、ワークであるクラッチハウジング２０を載置するワーク支持部２６、クラッチハウジング２０をダイ２３に対して押圧するパンチ２５とからなる。

歯形形成装置４０は、更にパンチ２５が嵌合した歯形成形ガイド２２を備えている。歯形成形ガイド２２は、支持部材２１により支持されている。パンチ２５と歯形成形ガイド２２は、それぞれ独立した不図示の油圧回路から供給される油圧によりクラッチハウジング２０をダイ２３に押圧する方向に移動する。

ここで、ダイ２３について説明する。ダイ２３の内周は、軸方向に延在する複数の歯が形成された歯部分２４とそれに隣接し、開口部を形成する円筒壁部分２８とからなっている。円筒壁部分２８は、歯部分２４に対して大きな径を有する。すなわち異径の内径を有する。ダイ２３は、図示のようにダイ支持部２９により支持されている。

円筒壁部分２８と歯部分２４との間には、滑らかなテーパ状境界が形成されている。クラッチハウジング２０の外径は、円筒壁部分２８の内径より僅かに小さいが、歯部分２４の内径よりは大きく設定されている。図８の加工ストロークの開始時には、クラッチハウジング２０の外側ドラム部１４は、円筒壁部分２８にのみ挿入されている。

ここで、図８及び図９の歯形加工過程において、歯形成形ガイドは、パンチ２５に対しては相対的に移動可能であり、歯形成形ガイド２２の軸方向の下端部がクラッチハウジング２０の開口端である軸方向端面３０に当接している。すなわち、クラッチハウジング２０の本体はパンチ２５が押圧し、同時に軸方向端面３０は、歯形成形ガイド２２の下端部３１が所定の力で押圧していることになる。

図８の状態から更に押圧して、図９の中間位置に達すると、クラッチハウジング２０の外側ドラム部１４の大部分は、ダイ２３の歯部分２４により、絞られると共に、歯が形成される。軸方向端面３０の近傍の部分はまた円筒壁部分２８内にあり、歯形成形ガイド２２の下端部３１に押圧されている。

最後に、加工ストロークの完了位置を示す図１０について説明する。図９の状態からパンチ２５が更に下方に移動して、クラッチハウジング２０を押圧すると、外側ドラム部１４の全てがダイ２３の歯部分２４を通過することになる。すなわち、外側ドラム部１４の軸方向の全長に渡って、歯（図７におけるスプライン１５）が形成される。図７に示すクラッチハウジング２０が完成する。このとき、軸方向端面３０を加圧しながら歯を成形しているので、歯丈寸法を確保することができる。

図１０に示す最終位置では、歯形成形ガイド２２の下端部３１はクラッチハウジング２０の軸方向端面３０に当接していない。これは、歯形成形ガイド２２とダイ２３との干渉防止のため、最終段階の直前で停止するようにしているためである。歯形成形ガイド２２の下部にはストッパ部３２が設けられ、ストッパ部３２がダイス２３の上面に当接することで、下端部３１が軸方向端面３０から離れる構成となっている。

以上のように、歯形形成中に、同時に端面押しをしているため、異径絞り加工にて歯形成形をする場合に生じるネッキング現象による材料破断を防止できるのである。同時に、端面押しにより、クラッチハウジングに圧縮力が作用し、素材が金型歯部に押圧され良好な歯形を得ることができる。

以上、クラッチハウジングの内外周または内周に歯を形成する方法を説明してきたが、歯形形成装置の構成に修正を加えることで、本発明はクラッチハブに歯を形成するために用いることもできる。また、ボス部の有無にはかかわらず、歯付きプーリー等、外側あるいは内側に歯形を有するクラッチ関連部品に対しても本発明の方法が適用可能である。

ハブ部２がクラッチハウジング２０内に延在するタイプで説明したが、ハブ部２が外側に延在するものでも、更に内側及び外側に延在するものでも、本発明の方法が適用できることは言うまでもない。すなわち、歯形形成部を有する部材の製造に広く用いることができる。

本発明の製造方法で成形されたクラッチハウジングまたはクラッチハブは、オートマチックトランスミッションに用いることができるが、内部に組み込まれる多板式摩擦係合装置は、湿式クラッチとしていずれの用途にも使用できる。

本発明の実施例で用いられるワークの軸方向断面図である。 ハブ部を形成する工程を示す図である。 図２に示すワークの天板部を打ち抜いた状態を示す図である。 ハブ部に機械加工を施す工程を示す図である。 ワークに絞り加工をすることを示す図である。 ワークに絞り加工をして外側ドラム部を成形することを示す図である。 外側ドラムにスプラインを加工し、ほぼ完成品として成形されたクラッチハウジングの軸方向断面図である。 加工ストロークの開始時を示す歯形形成装置の軸方向断面図である。 加工ストロークの中間位置を示す歯形形成装置の軸方向断面図である。 加工ストロークの完了位置を示す歯形形成装置の軸方向断面図である。

符号の説明

２ ハブ部
８ 円周溝
９、１０ 油孔
１４ 外側ドラム部
１５ スプライン
２０ クラッチハウジング
２２ 歯形成形ガイド
２３ ダイ
２４ 歯部分
２５ パンチ
２６ ワーク支持部
４０ 歯形形成装置
２９ ダイ支持部

Claims (3)

1. 歯形形成部を有する部材の製造方法において、
   ワークを所定の寸法に切削加工し、バリを除去する第１の工程と、
   前記第１の工程に続いて、前記ワークの歯形形成部の軸方向端面を所定の荷重で押圧すると同時に、絞り加工により歯形成形を行う第２の工程と、
   からなることを特徴とする製造方法。
2. 前記部材は、ほぼ円筒形のクラッチハウジングであり、前記歯形形成部は前記クラッチハウジングの内周または外内周に形成されることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記部材は、ほぼ円筒形のクラッチハブであり、前記歯形形成部は前記クラッチハブの外周または外内周に形成されることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
   

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