JP2012107712A - キャリア及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリアの製造に必要な部品点数・加工工程数を減らし、かつ、接合不良による強度低下を低減する。
【解決手段】下側座面予定部位を周方向に複数有し、下側座面予定部位の径方向外側にそれぞれ上側座面予定部位を有し、かつ、隣り合う下側座面予定部位の間にそれぞれ壁部予定部位を有するブランクを準備し、下側座面予定部位を径方向内側に折り曲げて下側座面予定部位と上側座面予定部位との間にピニオンギヤをキャリア１の内側に露出させる内側開口１０となる開口を形成し、下側座面予定部位及び壁部予定部位を含むブランクの径方向内側領域を絞って下側座面予定部位を上側座面予定部位に対向する位置に移動させ、これによってピニオンギヤを支持する平行な上側座面２及び下側座面３、並びに、キャリア１の軸方向に延びる壁部４を成形する。
【選択図】図１

Description

本願発明は、遊星歯車機構のキャリア及びその製造方法に関する。

遊星歯車機構は、サンギヤと、サンギヤに噛み合う複数のピニオンギヤと、複数のピニオンギヤを支持するキャリアと、複数のピニオンギヤに噛み合うリングギヤとで構成される。複数のピニオンギヤを両側から支持するためには、キャリアが平行な２面を有している必要がある。

特許文献１ではキャリアの製造方法として、カップ状のキャリアプレートに環状のキャリアプレートを電子ビーム溶接によって接合することによって上記平行な２面を形成する方法を開示している。

特開昭５８−６１９８２号公報

しかしながら、上記方法では、２つのキャリアプレートをそれぞれ機械加工し、その後、電子ビーム溶接によって接合する必要がある。このため、上記方法では、部品点数及び加工工程数が多くなり、また、接合不良による強度低下を招きやすいという問題があった。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、キャリアの製造に必要な部品点数・加工工程数を減らし、かつ、接合不良による強度低下を低減することを目的とする。

本発明のある態様によれば、遊星歯車機構のピニオンギヤを支持するキャリアの製造方法であって、第１座面予定部位を周方向に複数有し、前記第１座面予定部位の径方向外側にそれぞれ第２座面予定部位を有し、かつ、隣り合う前記第１座面予定部位の間にそれぞれ壁部予定部位を有するブランクを準備する準備工程と、前記第１座面予定部位を径方向内側に折り曲げて前記第１座面予定部位と前記第２座面予定部位との間に前記ピニオンギヤを前記キャリアの内側に露出させる内側開口となる開口を形成する曲げ工程と、前記第１座面予定部位及び前記壁部予定部位を含む前記ブランクの径方向内側領域を絞って前記第１座面予定部位を前記第２座面予定部位に対向する位置に移動させ、これによって前記ピニオンギヤを支持する平行な第１座面及び第２座面、並びに、前記キャリアの軸方向に延びる壁部を成形する中央絞り工程と、を含むことを特徴とするキャリアの製造方法が提供される。

また、本発明の別の態様によれば、遊星歯車機構のピニオンギヤを支持するキャリアであって、前記ピニオンギヤを支持する平行な第１座面及び第２座面を備え、前記第１座面及び前記第２座面は、第１座面予定部位と前記第１座面予定部位の径方向外側に配置される第２座面予定部位とを有するブランクの前記第１座面予定部位を径方向内側に折り曲げ、前記第１座面予定部位を含む前記ブランクの径方向内側領域を絞ることによって一体成形され、前記ピニオンギヤをキャリア内側に露出させる内側開口となる開口が、前記第１座面予定部位を径方向内側に折り曲げたときに、前記第１座面予定部位と前記第２座面予定部位との間に形成される、ことを特徴とするキャリアが提供される。

これらの態様によれば、キャリアが一つの部材から一体的に成形されるので、部品点数・加工工程数を減らすことができる。また、複数の部材を接合する必要がないので、接合不良による強度低下を招くことがない。

本発明の実施形態に係る製造方法によって製造されたキャリアの斜視図である。 キャリアの成形手順の前半部分を示したフローチャートである。 キャリアの成形手順の後半部分を示したフローチャートである。 ピアス加工工程前後のワークの状態を示した図である。 曲げ工程前後のワークの状態を示した図である。 中央絞り工程前後のワークの状態を示した図である。 中央絞り工程前のワーク、上型及び下型の状態を示した図である。 中央絞り工程後のワーク、上型及び下型の状態を示した図である。 第１外側絞り工程前後のワークの状態を示した図である。 第２外側絞り工程前後のワークの状態を示した図である。 しごき工程前後のワークの状態を示した図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、図中での上下関係に基づき各部材の位置関係を説明するが、以下の説明での上下関係はあくまでも説明上のもので、成形時又は使用時にその上下関係で各部材が配置されることを要求するものではない。また、成形途中の部材を適宜ワークと表現する。

図１は、本発明の実施形態に係る製造方法によって製造されたキャリア１の斜視図である。

キャリア１は、図示しないピニオンギヤを支持する平行な上側座面２及び下側座面３、上側座面２及び下側座面３が配置される部位と部位の間に配置されキャリア１の軸方向に延びる壁部４、及び、下側座面３及び壁部４に接続するフランジ部５を有する。

また、キャリア１は、径方向外側に、図示しないリングギヤを収容する空間を壁部４との間に形成する筒状部６を有する。

上側座面２及び下側座面３は、それぞれ両側が壁部４に接続している。下側座面３は下側座面３と壁部４との間に配置される略三角形の隅肉部７を介して壁部４に接続し、これによってキャリア１の剛性を高めている。

図示しないピニオンギヤは、上側座面２及び下側座面３の間に形成されるキャビティに収容され、回転軸が上側座面２及び下側座面３のそれぞれに形成される軸孔２１、３１に支持される。ピニオンギヤは、両座面２、３の間に形成される、径方向内側の開口（以下、「内側開口１０」という。）及び径方向外側の開口（以下、「外側開口１１」という。）から露出し、図示しないサンギヤ及びリングギヤと噛み合う。

フランジ部５の中央には中心開口１２が開口している。中心開口１２はサンギヤの回転軸を挿通するための開口である。

筒状部６の上部は、軸方向に延びるスプライン溝６１が複数形成されたクラッチハブ６２となっている。クラッチハブ６２には図示しないクラッチプレートが摺動自在に噛み合わされる。クラッチハブ６２がキャリア１と一体的に設けられることにより、クラッチハブ６２を介して、外部からキャリア１に動力を伝達したり、キャリア１から外部に動力を伝達したり、又は、キャリア１の回転を制動したりすることができる。

図２Ａ、２Ｂはキャリア１の成形手順を示したフローチャートである。これらを参照しながらキャリア１の成形手順について説明する。フローチャートの右側には各工程後のワークを示している。

まず、Ｓ１の準備工程では、円盤状のブランク１００が準備される。ブランク１００は、成形後に下側座面３となる下側座面予定部位３ｐを周方向に等間隔に複数有している。さらに、ブランク１００は、下側座面予定部位３ｐの径方向外側にそれぞれ成形後に上側座面２となる上側座面予定部位２ｐを有し、隣り合う下側座面予定部位３ｐの間にそれぞれ成形後に壁部４となる壁部予定部位４ｐを有している。

Ｓ２では、ピアス加工工程が実施される。図３は、ピアス加工工程前後のワークの状態を示している。図中左側が加工前の状態、図中右側が加工後の状態を示している（図４以降についても同じ）。

ピアス加工工程では、同心円状に配置される３つのパンチ、すなわち、丸棒状の第１パンチ２０１、第１パンチ２０１よりも大きな径を有し、弧状の先端面を周方向に複数有する第２パンチ２０２、及び、第２パンチ２０２よりも大きな径を有し上側座面予定部位２ｐよりも径方向外側の部位であって成形後に外側開口１１になる部位に対応する形状の異形先端面を有する第３パンチ２０３が、ブランク１００に押し付けられる。これにより、中心開口１２、上側座面予定部位２ｐと下側座面予定部位３ｐとの間の弧状スリット１３、及び、成形後に外側開口１１となる開口１１ｐが形成される。

Ｓ３では、曲げ工程が実施される。図４は、曲げ工程前後のワークの状態を示している。

曲げ工程では、法線が径方向内側を向くように先端面２０４ｓが傾斜した、すなわち、外周側が尖った曲げパンチ２０４が下側座面予定部位３ｐに押し付けられる。これにより、下側座面予定部位３ｐが、下型３０１に設けられる斜面３０１ｓに当接するまで径方向内側に折り曲げられる。

同時に、上側座面予定部位２ｐと下側座面予定部位３ｐとの間に、成形後に内側開口１０となる開口１０ｐが形成されると共に、下側座面予定部位３ｐと壁部予定部位４ｐとの間の部位が塑性変形を起こし、成形後に下側座面３と壁部４とを接続する略三角形の隅肉部７となる部位７ｐが成形される。

なお、この実施形態では、Ｓ２で弧状スリット１３を形成し、Ｓ３での曲げ工程による開口１０ｐの形成がスムーズに行われるようにしているが、曲げパンチ２０４の先端を鋭利にして弧状スリット１３の形成と下側座面予定部位３ｐの折り曲げとを同時に行うようにしてもよい。

Ｓ４では、中央絞り工程が実施される。図５Ａは、中央絞り工程前後のワークの状態を示している。また、図５Ｂは、中央絞り工程前のワークの状態を示した斜視図、図５Ｃは、中央絞り加工後のワークの状態を示した斜視図であり、それぞれ理解を容易にするためにワークの一部を切り欠いた状態で示している。

中央絞り工程では、スライドカム２０５ｓを下端に有する円筒状の上型２０５がワークに押し付けられ、下側座面予定部位３ｐ及び壁部予定部位４ｐを含むワークの中央領域が絞られる。

スライドカム２０５ｓは、下側座面予定部位３ｐに対応する周方向位置に取り付けられ、径方向に移動することができる。上型２０５を押し付ける時には、スライドカム２０５ｓは径方向外側に突出し、その下面が下側座面予定部位３ｐに押し付けられる。これにより、下側座面予定部位３ｐが上側座面予定部位２ｐの下方に移動するとともに、下型３０２の平坦面に押し付けられ、平行な上側座面２及び下側座面３が成形される。また、上側座面予定部位２ｐと下側座面予定部位３ｐとの間の開口１０ｐが、上側座面２及び下側座面３の内周側であって両座面２、３の間の位置に移動し、サンギヤとの噛み合いのためにピニオンギヤをキャリア１の内側に露出させる内側開口１０が形成される。

同時に、上型２０５の下面が壁部予定部位４ｐを含むワークの中央領域に押し付けられ、壁部予定部位４ｐが下方に折り曲げられるとともに、壁部予定部位４ｐよりも径方向内側の領域が押し下げられ下型３０２の平坦面に押し付けられる。これにより、軸方向に延びる壁部４と壁部４に接続するフランジ部５とが成形される。

成形後、上型２０５をワークから引き抜く時には、スライドカム２０５ｓを径方向内側に待避させ、スライドカム２０５ｓとワークとが干渉するのを防止する。

Ｓ５（図２Ｂ）では、第１外側絞り工程が実施される。図６は、第１外側絞り工程前後のワークの状態を示している。

第１外側絞り工程では、フランジ部５に押さえ部材２０６を押し付けた状態で、環状のパンチ２０７を上側座面２よりも外側の領域に押し付ける。これにより、当該領域がフランジ部５と同じ高さまで押し下げられ、また、上部座面２の外側に形成されていた開口１１ｐが上側座面２及び下側座面３の外側であって両座面２、３の間の位置に移動し、リングギヤとの噛み合いのためにピニオンギヤをキャリア１の外側に露出させる外側開口１１が形成される。

Ｓ６では、第２外側絞り工程が実施される。図７は、第２外側絞り工程前後のワークの状態を示している。

第２外側絞り工程では、第１外側絞り工程でフランジ部５と同じ高さになった部位の最内周側に環状のパンチ２０８を押し付けた状態で、筒状の下型３０３内にワークを押し込み、ワークの最外周部（ブランク１００の最外周部）を絞って筒状部６を成形する。

Ｓ７では、しごき工程が実施される。図８は、しごき工程前後のワークの状態を示している。

しごき工程では、筒状部６に環状のパンチ２０９が押し込まれるとともにワークが筒状の下型３０４内に押し込まれる。これにより、筒状部６の上部外周がしごかれて当該部位に上下方向に延びるスプライン溝６１が複数成形され、キャリア１と一体になったクラッチハブ６２が成形される。

Ｓ８の軸孔加工工程では、ピニオンギヤの回転軸を支持する軸孔２１、３１が上側座面２及び下側座面３にそれぞれドリル加工される。

続いて、本実施形態の作用効果について説明する。

本実施形態によれば、キャリア１が一つの部材（ブランク１００）から一体的に成形されるので、部品点数・加工工程数を減らすことができる。複数の部材を接合する必要がないので、接合不良による強度低下を招くことがない（請求項１、３、５に対応する作用効果）。

また、外側開口１１はピアス加工によって形成されるが、内側開口１０は、下側座面予定部位３ｐを折り曲げた時の開口を利用して形成される。これにより、内側開口１０をピアス加工で形成するものと比べて材料の歩留まりが向上する。

また、下側座面３と壁部４とは、下側座面３となる下側座面予定部位３ｐを折り曲げるときに成形される隅肉部７によって接続されるので、キャリア１の剛性が向上する（請求項２に対応する作用効果）。

また、キャリア１とクラッチハブ６２とが一体に形成されるので、別途成形したクラッチハブを電子ビーム溶接によって接合する場合と比べて、部品点数・加工工程数を減らし、かつ、接合不良による強度低下を低減することができる（請求項４に対応する作用効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態では、クラッチハブ６２をキャリア１と一体的に成形しているが、クラッチプレートが噛み合うスプライン溝を内周に有するクラッチドラムを一体的に成形するようにしてもよい。

なお、クラッチハブ又はクラッチドラムは必要に応じてキャリア１と一体的に成形されるもので、これらをキャリア１と一体的に成形することは必須ではない。同様に、リングギヤを収容する筒状部６も必要に応じてキャリア１と一体的に成形されるもので、これらをキャリア１と一体的に成形することは必須ではない。

１ キャリア
２ 上側座面（第２座面）
２ｐ 上側座面予定部位（第２座面予定部位）
３ 下側座面（第１座面）
３ｐ 下側座面予定部位（第１座面予定部位）
６ 筒状部
６１ スプライン溝
６２ クラッチハブ
７ 隅肉部
１０ 内側開口
１１ 外側開口
１００ ブランク

Claims (5)

1. 遊星歯車機構のピニオンギヤを支持するキャリアの製造方法であって、
   第１座面予定部位を周方向に複数有し、前記第１座面予定部位の径方向外側にそれぞれ第２座面予定部位を有し、かつ、隣り合う前記第１座面予定部位の間にそれぞれ壁部予定部位を有するブランクを準備する準備工程と、
   前記第１座面予定部位を径方向内側に折り曲げて前記第１座面予定部位と前記第２座面予定部位との間に前記ピニオンギヤを前記キャリアの内側に露出させる内側開口となる開口を形成する曲げ工程と、
   前記第１座面予定部位及び前記壁部予定部位を含む前記ブランクの径方向内側領域を絞って前記第１座面予定部位を前記第２座面予定部位に対向する位置に移動させ、これによって前記ピニオンギヤを支持する平行な第１座面及び第２座面、並びに、前記キャリアの軸方向に延びる壁部を成形する中央絞り工程と、
   を含むことを特徴とするキャリアの製造方法。
2. 請求項１に記載のキャリアの製造方法であって、
   前記曲げ工程では、前記第１座面予定部位と前記壁部予定部位との間の部位を変形させて前記第１座面と前記壁部とを接続する隅肉部となる部位を成形する、
   ことを特徴とするキャリアの製造方法。
3. 請求項１または２に記載のキャリアの製造方法であって、
   前記第２座面予定部位の径方向外側にそれぞれ開口を形成するピアス工程と、
   前記第２座面予定部位の外側を絞って前記第２座面予定部位の径方向外側の前記開口を移動させ、前記ピニオンギヤを前記キャリアの外側に露出させるための外側開口とする第１外側絞り工程と、
   を含むことを特徴とするキャリアの製造方法。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載のキャリアの製造方法であって、
   前記ブランクの最外周側を絞って前記キャリアに接続する筒状部を成形する第２外側絞り工程と、
   前記筒状部の内周又は外周にスプライン溝を成形するスプライン溝成形工程と、
   を含むことを特徴とするキャリアの製造方法。
5. 遊星歯車機構のピニオンギヤを支持するキャリアであって、
   前記ピニオンギヤを支持する平行な第１座面及び第２座面を備え、
   前記第１座面及び前記第２座面は、第１座面予定部位と前記第１座面予定部位の径方向外側に配置される第２座面予定部位とを有するブランクの前記第１座面予定部位を径方向内側に折り曲げ、前記第１座面予定部位を含む前記ブランクの径方向内側領域を絞ることによって一体成形され、
   前記ピニオンギヤをキャリア内側に露出させる内側開口となる開口が、前記第１座面予定部位を径方向内側に折り曲げたときに、前記第１座面予定部位と前記第２座面予定部位との間に形成される、
   ことを特徴とするキャリア。