JP3192969B2 - 円筒状スプライン成形品の成形方法並びに成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、円筒状スプライン成形品の成形
方法並びにそのような方法に従って円筒状スプライン成
形品を成形するための装置に係り、特に、素材の材質に
拘わらず、優れた経済性と高度な加工性とをもって、円
筒状スプライン成形品を有利に成形し得る技術に関する
ものである。

【０００２】

【背景技術】従来より、金属材料からスプライン成形品
を製造する際には、各種の手法が採用されており、その
中の一つとして、ダイス軸が固定された軸固定の転造ダ
イスと、該軸固定の転造ダイスの軸方向に平行に配さ
れ、且つ、そのダイス軸が軸固定転造ダイスの径方向に
移動可能な押付け転造ダイスとを用い、それら二つの転
造ダイスによって円柱状素材を挟圧すると共に、それら
二つのダイスを同期せしめて回転駆動させ、それによっ
て、該円柱状素材を回転せしめつつ、スプライン溝を該
円柱状素材の外周面に形成せしめ、目的とするスプライ
ン成形品を転造加工する手法がある。

【０００３】ところが、このようなスプライン成形品の
成形方法にあっては、軸固定転造ダイスと押付け転造ダ
イスの二つの転造ダイスによって素材を挟圧するところ
から、円筒状スプライン成形品を形成するために、円柱
状素材に代えて、円筒状素材を用いた場合においては、
その加工時に、該円筒状素材に座屈が生じて成形が不能
となったり、それに大きな変形が惹起されて、必要な精
度や品質等を満足する円筒状スプライン成形品を形成す
ることが困難となったりすると共に、転造ダイスが二つ
必要となるところから、加工設備が大型なものとなり、
その加工コストが増大せしめられる問題を内在してい
た。

【０００４】また、特に、スプライン成形品の外周面の
周方向において、部分的にスプライン溝若しくはスプラ
イン山が存在しないスプライン製品、所謂、間欠スプラ
イン成形品の成形には、例えば、特開昭５７−３９０５
３号公報に開示される如き手法が用いられることとな
る。即ち、そこでは、軸固定転造ダイスと押付け転造ダ
イスとして、間欠スプライン成形品のスプライン形状に
対応した、所定の形状を有するスプライン溝若しくは山
成形部が所定の数だけ連続して形成されてなる転造部
と、かかるスプライン溝若しくは山成形部が連続して存
在しない円筒面状を呈する間欠部とを交互に配した外周
面を有するものを用い、そのような二つの転造ダイスに
よって円柱状素材を挟圧すると共に、これらの両転造ダ
イスを同期せしめて回転駆動させることによって、該円
柱状素材を、回転せしめつつ、目的とする間欠スプライ
ン成形品に成形せしめる手法が採用されているのであ
る。

【０００５】しかしながら、そのような間欠スプライン
成形品の成形方法にあっては、二つの転造ダイスによっ
て円柱状素材を挟圧するところから、上記と同様な理由
によって、円筒状の間欠スプライン成形品の成形に対し
て使用することが困難であり、しかも、二つの転造ダイ
スを同期せしめて回転駆動させ、それら二つの転造ダイ
スによる挟圧にて該円柱状素材を回転せしめることによ
って転造加工を行なうところから、該円柱状素材が、両
転造ダイスに対して滑ることなく、両転造ダイスの回転
に伴って確実に回転せしめられるためには、そのような
間欠スプライン成形方法によって成形され得る間欠スプ
ライン成形品は、その外周面において、スプライン溝若
しくはスプライン山の複数個が連続して存在しない外周
部位の、該スプライン成形品の断面の径方向において相
対する外周部位に、スプライン溝若しくはスプライン山
を有する形状のものに限定されることとなる。換言すれ
ば、そのような間欠スプライン成形方法の転造加工時に
おいて、少なくとも一方の転造ダイスが、成形されつつ
ある円柱状素材の外周面のスプライン溝若しくはスプラ
イン山に、常時、噛合し得るものに限定されるのであ
る。

【０００６】一方、円筒状スプライン成形品を形成する
ためには、そのスプライン溝を形成するための加工に先
立って、円筒状素材たる円筒状成形品を形成せしめる必
要があるのであるが、そのような円筒状成形品は、加工
性やコスト等の点から、例えば、円板状素材を転造加工
することによって、成形されることが望ましいものであ
るところ、そのような円筒状成形品の成形方法自体も、
幾つかの問題点を内在するものであった。

【０００７】すなわち、そのような円板状素材の転造加
工による円筒状成形品の成形方法においては、例えば、
特開平５−７６９８２号公報の図１や特開平６−２３４
６１号公報の図２等に示される如く、円柱形形状を呈す
る第一の型と、該第一の型に対して、同軸的に且つ相対
的に接近、離隔可能に配置される、厚肉円板状の第二の
型とが、それら第一及び第二の型の軸心を第一の回転軸
として一体回転し得るように構成された成形金型と、か
かる成形金型の周囲に配されて、該第一の回転軸に平行
な第二の回転軸回りに回転せしめられつつ、該第一の回
転軸方向に移動可能に構成された複数の転造ローラとを
含んでなる転造成形装置が用いられ、目的とする円筒状
成形品を与える、前記第一の型よりも大径の円板状素材
を、該第一の型と前記第二の型との間に同心的に挟持せ
しめつつ、それら第一の型と第二の型とを前記第一の回
転軸回りに一体回転せしめる一方、前記複数の転造ロー
ラを、前記第二の回転軸回りにそれぞれ回転させた状態
で、該第一の回転軸方向に移動させて、前記円板状素材
の外周部を、該複数の転造ローラにて、前記第一の型と
の間で挟圧せしめつつ、該転造ローラの移動方向に押圧
して、該外周部全体を折り曲げることにより、換言すれ
ば、該円板状素材の外周部に対して、転造ローラによる
しごき加工を行なうことにより、筒壁部を転造ローラの
移動方向に延び出させてなる円筒状成形品が形成されて
いる。

【０００８】このような転造加工を利用した円筒状成形
品の成形方法にあっては、転造ローラの転がり接触によ
る局部変形が、該円板状素材の外周部において、その周
方向に繰り返し惹起せしめられ、それによって、該外周
部が徐々に筒状に加工されるようになっているため、目
的とする円筒状成形品が、比較的小さな加工力にて成形
され得るのであるが、そのような円板状素材の外周部の
筒状加工が、前述の如く、該円板状素材の外周部全体に
対して、転造ローラによるしごきが行なわれることによ
って進行せしめられるものであることから、該外周部全
体において、加工硬化が大きくなってしまうことが避け
られなかった。

【０００９】それ故、円板状素材として、例えば、中炭
素鋼（Ｓ４５Ｃ）等、ビッカース硬さが１６０前後の高
硬度の素材を用いて、上述の如き転造成形手法による円
筒状成形品の成形を行なう場合にあっては、円板状素材
の外周部の全体が、加工硬化によって、２００以上もの
非常に高いビッカース硬さを示すこととなり、そのため
に、そのような円板状素材の外周部が脆くなって、その
転造加工時に、該外周部において、「割れ」が発生する
恐れが極めて大きかったのであり、また、そのようにし
て成形された円筒状成形品を使用して、円筒状スプライ
ン成形品を転造加工によって形成する場合にあっては、
かかる円筒状成形品の筒壁部の外周面を転造ダイスのス
プライン歯形内に十分に押し込むことが出来ず、そのた
めに、そのような筒壁部の外周面にスプライン溝を形成
することが極めて困難となるのであったのである。

【００１０】従って、高硬度の素材を用いて、円筒状間
欠スプライン成形品を含む円筒状スプライン成形品を得
る際には、先ず、比較的高い加工コストを要する鍛造加
工手法を採用して円筒状成形品を成形し、次いで、その
成形された円筒状成形品に対して、加工時間が長く、手
間のかかる切削加工によって、スプライン溝を成形して
いるのが実情なのである。

【００１１】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
に鑑みて為されたものであって、その解決課題とすると
ころは、素材の材質に拘わらず、転造加工によって、比
較的低い加工コストで、しかも加工時における、素材の
「割れ」、円筒形状の過大な変形、スプライン溝の不充
分な成形等の欠陥を何等生ぜしめることなく、優れた経
済性と高度な加工性とをもって、円筒状スプライン成形
品を成形し得る成形方法と成形装置とを提供することに
ある。

【００１２】

【解決手段】そして、本発明にあっては、かかる課題の
解決のために、（ａ）目的とする円筒状スプライン成形
品の内面形状に対応した外周面を有する第一の型と、該
第一の型に対して同軸的に且つ相対的に接近、離隔可能
に配置された第二の型とが、それら第一及び第二の型の
軸心を第一の回転軸として一体回転し得るように構成さ
れた成形金型を用い、該第一の型と第二の型とを相対的
に接近移動させて、それら第一の型と第二の型との間
で、前記円筒状スプライン成形品を与える、前記第一の
型の外径よりも大径の円板状素材を同心的に挟持せしめ
つつ、それら第一の型と第二の型とを前記第一の回転軸
回りに一体的に回転せしめる工程と、（ｂ）前記第一の
回転軸に平行な第二の回転軸回りに回転可能に、且つ前
記成形金型に対して、該第一の回転軸に垂直な方向に接
近、離隔移動し得るように、配置せしめられる一方、前
記第一の型の外周面と対向位置する外周面が、前記第二
の型から該第一の型の側に向かって次第に小径となるテ
ーパ面形状を呈すると共に、前記第二の回転軸に垂直な
面に対して６０°〜８５°のテーパ角度を為すように構
成されたテーパローラを、前記テーパ面形状の外周面に
て、前記第一の回転軸回りに一体回転せしめられる前記
円板状素材の外周部に押圧せしめることにより、該外周
部を該テーパ面形状に対応したテーパ形状に成形する工
程と、（ｃ）前記第一の回転軸に平行な第三の回転軸回
りに回転可能に、且つ前記成形金型に対して、該第一の
回転軸に垂直な方向に接近、離隔移動し得るように、配
置せしめられる一方、前記第一の型の外周面と対向位置
する外周面が、軸方向に同一径にて延びる円柱面形状を
呈するように構成されたストレートローラを、該円柱面
形状の外周面にて、前記第一の回転軸回りに一体的に回
転せしめられる、前記テーパ形状に成形された円板状素
材の外周部に押圧し、かかる外周部を前記第一の型との
間で挟圧することにより、該円柱面形状に対応した円筒
形状に更に成形する工程と、（ｄ）前記第一の回転軸に
平行な第四の回転軸回りに回転可能に、且つ前記成形金
型に対して、該第一の回転軸に垂直な方向に接近、離隔
移動し得るように、配置せしめられる一方、前記第一の
型の外周面と対向位置する外周面に、前記円筒状スプラ
イン成形品の外周面におけるスプライン形状に対応した
スプライン成形歯部が設けられたスプライン成形ローラ
を、該スプライン成形歯部を設けた外周面にて、前記第
一の回転軸回りに一体回転せしめられる、前記円筒形状
に成形された円板状素材の外周部に押圧し、かかる外周
部を前記第一の型との間で挟圧することにより、該スプ
ライン成形歯部に対応したスプライン形状に転造成形す
る工程とを含むことを特徴とする円筒状スプライン成形
品の成形方法を、その要旨とするものである。。

【００１３】すなわち、この本発明に従う円筒状スプラ
イン成形品の成形方法にあっては、目的とする円筒状ス
プライン成形品を与える円板状素材が、第一の型と第二
の型との間に挟持された状態において、それら第一及び
第二の型の軸心を第一の回転軸として一体回転せしめら
れる一方、該第二の型から該第一の型の側に向かって次
第に小径となるテーパ面形状の外周面を有するテーパロ
ーラが、該第一の回転軸に垂直な方向において、第一の
型に接近移動せしめられて、前記円板状素材の外周部を
前記テーパ形状の外周面にて押圧することにより、第一
の回転軸に平行な第二の回転軸回りに回転せしめられつ
つ、該外周部の端縁部を、該テーパローラのテーパ面形
状の外周面に沿って摺動せしめ、それによって、該外周
部における、第一の型と第二の型に対する被挟持部位と
それらに挟持されていない部位との境界部分が、第二の
型から第一の型に向かう方向に折り曲げられて、該外周
部の全体が、該テーパ面形状に対応した、第二の型から
第一の型に向かって次第に大径となるテーパ形状に成形
されるのである。

【００１４】そして、そのようなテーパ形状への成形の
後に、軸方向に同一径にて延びる円柱面形状の外周面を
有するストレートローラが、該第一の回転軸に垂直な方
向において、第一の型に接近移動せしめられて、前記テ
ーパローラによりテーパ形状に成形された円板状素材の
外周部を、該円柱面形状の外周面にて押圧することによ
り、第一の回転軸に平行な第三の回転軸回りに回転せし
められつつ、該テーパ状の外周部の、第二の型から第一
の型に向かう方向に折り曲げられた前記境界部分を、か
かる方向に更に折り曲げると共に、該外周部の全体を、
該ストレートローラの円柱面形状の外周面と前記第一の
型の外周面との間で挟圧し、それによって、該円柱面形
状に対応した円筒形状に成形し、その結果、前記円板状
素材が、かかる円筒形状に成形された部分を筒壁部と
し、且つ前記第一の型と第二の型に対する被挟持部分を
底部とする円筒形形状に成形されるようになっているの
である。

【００１５】その後、更に、円筒状スプライン成形品の
外周面におけるスプライン形状に対応したスプライン成
形歯部が設けられたスプライン成形ローラが、該第一の
回転軸に垂直な方向において、第一の型に接近移動せし
められて、ストレートローラにより円筒形状に成形され
た円板状素材の外周部を、前記スプライン成形歯部が設
けられた外周面にて押圧し、かかる外周部を前記第一の
型との間で挟圧することにより、第一の回転軸に平行な
第四の回転軸回りに回転せしめられつつ、該円筒形状の
外周部の全体を、該スプライン成形歯部の形状に対応し
たスプライン形状に転造成形せしめ、それによって、前
記円板状素材の前記円筒形状に成形された筒壁部の外周
面に、目的とするスプライン溝乃至はスプライン山が筒
軸方向に設けられてなる円筒状スプライン成形品が形成
されるのである。

【００１６】要するに、この本発明に従う方法において
は、テーパローラとストレートローラとスプライン成形
ローラの三つの転造ローラにより、目的とする円筒状ス
プライン成形品を与える円板状素材に対して、転造加工
が三段階に分けて実施されるようになっているのであ
り、その第一段階として、円板状素材の外周部が、テー
パローラにて、局部的に折り曲げられることによって、
該外周部の全体がテーパ形状に転造加工され、次いで、
第二段階として、テーパ形状に転造加工された外周部に
おいて、前記テーパローラにより折り曲げられた部位
が、ストレートローラにて、更に折り曲げられることに
よって、円板状素材の外周部が、円筒形状に転造加工さ
れ、そして、第三段階として、円筒形状に転造加工され
た円板状素材の筒壁部の外周面に、スプライン成形ロー
ラにて、所定のスプライン溝が転造成形されるようにな
っているのである。

【００１７】それ故、かかる本発明手法にあっては、円
筒状スプライン成形品を成形するための円板状素材の円
筒形状への加工に際して、テーパローラとストレートロ
ーラの二つの転造ローラにて折り曲げられる、該円板状
素材の外周部の被折曲部位において加工硬化が集中的に
生ぜしめられることとなるのであり、それによって、従
来手法とは異なって、該円板状素材の外周部の全体に加
工硬化が惹起せしめられるようなことが有効に阻止され
得、以て中炭素鋼等、高硬度の材質からなる円板状素材
を用いても、かかる円板状素材の外周部の全体が過度に
硬化されて、該外周部が脆くなってしまうようなこと
が、効果的に防止され得るのである。しかも、円板状素
材の外周部の全体が過度に硬化されるようなことが効果
的に防止され得ると共に、そのようにして円筒形状に成
形された円板状素材の外周部が、スプライン成形ローラ
と第一の型との間で確実に挟圧されるところから、スプ
ライン成形ローラにて、かかる円筒形状に加工された円
板状素材の筒壁部に対して、座屈等の大きな変形を何等
生ぜしめることなく、直ちにスプライン溝を容易に且つ
確実に形成することが可能となるのである。

【００１８】従って、本発明に従う円筒状スプライン成
形品の成形方法においては、用いられる円板状素材が、
高硬度の材質を有するものであっても、円筒形状の過大
な変形、「割れ」、スプライン溝の不充分な成形等の加
工欠陥が効果的に防止されつつ、円筒状スプライン成形
品が、該円板状素材から、有利に転造加工によって形成
され得るのであり、しかも、そのような転造加工の採用
によって、加工コストが比較的低く抑えられ得ると共
に、スプライン溝の底が塑性変形を受けて強化され、メ
タルフローが連続し、衝撃強さ、疲労強さも向上して、
それらの結果として、素材の材質に拘わらず、優れた経
済性と高度な加工性と優れた製品品質をもって、円筒状
スプライン成形品が極めて有利に成形され得るのであ
る。

【００１９】そして、そのような本発明に従う円筒状ス
プライン成形品の成形方法の有利な第一の態様によれ
ば、ローラ周方向に前記スプライン成形歯部の複数が設
けられていると共に、該スプライン成形歯部のローラ軸
方向における長さがローラ周方向において部分的に異な
らしめられてなる前記スプライン成形ローラを用い、前
記第一の型と前記第二の型との間に、前記ストレートロ
ーラにて円筒形状に成形された前記円板状素材を同心的
に挟持せしめて、前記第一の回転軸回りに回転せしめる
一方、該円板状素材の外周部を該スプライン成形ローラ
にて押圧し、該第一の型との間で挟圧することにより、
該円筒形状の外側面に、前記スプライン成形歯部に対応
した間欠的なスプライン溝若しくはスプライン山を形成
するように構成される。このような構成を採用すること
によって、円板状素材の材質に拘わらず、任意の複数の
周方向部位において、少なくとも軸方向の所定の長さに
わたって部分的にスプライン山若しくはスプライン溝の
存在しない外周面を有する円筒状間欠スプライン成形品
が、優れた経済性と加工性とをもって有利に成形され得
るのである。従って、例えば、そのような少なくとも軸
方向の所定の長さにわたって部分的にスプライン山若し
くはスプライン溝の存在しない外周面部位を、油穴面、
即ち、潤滑油が通る穴をあけるための円筒状の滑らかな
面として利用し、外周面の任意の所定の位置に油穴を設
けた円筒状スプライン成形品を形成することが可能とな
る。

【００２０】さらに、かかる本発明手法の望ましい第二
の態様によれば、前記第一の型と第二の型との間に、皿
形形状を呈する前記円板状素材を同心的に挟持せしめた
後、それら第一の型と第二の型とを前記第一の回転軸回
りに一体回転せしめる一方、該皿形形状の側壁部を構成
する前記円板状素材の外周部を前記テーパローラにて押
圧することにより、該外周部をテーパ形状に成形するよ
うにした構成が、採用されることとなる。

【００２１】そのような構成が採用される場合にあって
は、テーパ状の外周部を有する皿形状の円板状素材が用
いられていることから、該外周部が、テーパローラのテ
ーパ状の外周面における大径側から小径側に向かう方向
に次第に大径化するように、かかる円板状素材を配置せ
しめた状態で、該円板状素材の外周部を該テーパローラ
にて押圧せしめるようにすれば、該円板状素材の外周部
の端縁部が、該テーパローラの外周面に対して、より良
好に摺動せしめられ得、以て該外周部の、第一の型と第
二の型に対する被挟持部とそれらに挟持されていない部
位との境界部分が、第二の型から第一の型に向かう方向
に更に確実に折り曲げられ得るのである。そして、それ
によって、円板状素材の外周部全体が、該テーパローラ
の外周面に対応したテーパ形状に、より容易に成形され
得、その結果として、目的とする円筒状スプライン成形
品が、更に一層効率的に且つ確実に成形され得ることと
なるのである。

【００２２】また、かかる本発明手法の好ましい第三の
態様によれば、前記第一の型と第二の型との間に、外周
端縁部が面取りされてなる前記円板状素材を同心的に挟
持せしめた後、それら第一の型と第二の型とを前記第一
の回転軸回りに一体回転せしめる一方、前記テーパロー
ラを該円板状素材の前記外周端縁部に当接せしめた状態
で、該円板状素材の外周部を該テーパローラにて押圧す
ることにより、該外周部をテーパ形状に成形するような
構成が、採用される。

【００２３】そのような構成を採用する場合にあって
は、円板状素材の面取りされた外周端縁部が、テーパロ
ーラの外周面に対して、更に一層良好に摺動せしめられ
得て、該円板状素材の該外周部における前記境界部分
が、第二の型から第一の型に向かう方向により確実に折
り曲げられ得、それによって、目的とする円筒状スプラ
イン成形品がより一層効率的に成形され得るばかりでな
く、該円板状素材の外周縁部がテーパローラに接触せし
められる際に、該外周縁部によってテーパローラの外周
面が損傷せしめられるようなことが有利に回避され得る
といった利点が得られることとなる。

【００２４】そして、本発明にあっては、上記した円筒
状スプライン成形品の成形方法を有利に実施すべく、
（ａ）目的とする円筒状スプライン成形品の内面形状に
対応した外周面を有する第一の型と、該第一の型に対し
て同軸的に且つ相対的に接近、離隔可能に配置され、該
第一の型との間で、前記円筒状スプライン成形品を与え
る、前記第一の型の外径よりも大径の円板状素材を同心
的に挟持する第二の型とを備え、それら第一の型と第二
の型とが、該円板状素材を挟持しつつ、それら第一及び
第二の型の軸心を第一の回転軸として一体回転し得るよ
うに構成された成形金型と、（ｂ）前記第一の回転軸に
平行な第二の回転軸回りに回転可能に、且つ該成形金型
に対して、該第一の回転軸に垂直な方向に接近、離隔移
動し得るように、配置せしめられる一方、前記第一の型
の外周面と対向位置する外周面が、前記第二の型から該
第一の型の側に向かって次第に小径となるテーパ面形状
を呈すると共に、前記第二の回転軸に垂直な面に対して
６０°〜８５°のテーパ角度を為すように構成されて、
前記第一の回転軸回りに一体回転せしめられる前記円板
状素材の外周部を、該テーパ面形状の外周面にて押圧す
ることにより、かかる外周部を該テーパ面形状に対応し
たテーパ形状に成形するテーパローラと、（ｃ）前記第
一の回転軸に平行な第三の回転軸回りに回転可能に、且
つ前記成形金型に対して、該第一の回転軸に垂直な方向
に接近、離隔移動し得るように、配置せしめられる一
方、前記第一の型の外周面と対向位置する外周面が、軸
方向に同一径にて延びる円柱面形状を呈するように構成
されて、前記第一の回転軸回りに一体回転せしめられ
る、前記テーパローラにてテーパ状に成形された前記円
板状素材の外周部を、該円柱面形状の外周面にて押圧し
て、前記第一の型との間で挟圧することにより、かかる
外周部を該円柱面形状に対応した円筒形状に更に成形す
るストレートローラと、（ｄ）前記第一の回転軸に平行
な第四の回転軸回りに回転可能に、且つ前記成形金型に
対して、該第一の回転軸に垂直な方向に接近、離隔移動
し得るように、配置せしめられる一方、前記第一の型の
外周面と対向位置する外周面に、前記円筒状スプライン
成形品の外周面におけるスプライン形状に対応したスプ
ライン成形歯部が設けられて、前記第一の回転軸回りに
一体回転せしめられる、前記ストレートローラにて円筒
形状に成形された前記円板状素材の外周部を、該スプラ
イン成形歯部を設けた外周面にて押圧して、前記第一の
型との間で挟圧することにより、かかる外周部を該スプ
ライン成形歯部に対応したスプライン形状に転造成形す
るスプライン成形ローラとを、含む円筒状スプライン成
形品の成形装置を用いることをも、その要旨とするもの
である。

【００２５】なお、このような本発明に従う円筒状スプ
ライン成形品の成形装置の好ましい態様によれば、前記
スプライン成形ローラは、その外周面にローラ軸方向に
延びる複数の前記スプライン成形歯部を有し、且つそれ
らスプライン成形歯部のローラ軸方向の長さがローラ周
方向において部分的に異ならしめられ、そのような成形
装置を用いることによって、上述の如き円筒状スプライ
ン成形品の成形方法の第一の態様が、有利に実施される
こととなるのである。

【００２６】

【発明の実施の形態・実施例】以下、本発明をより具体
的に明らかにするために、本発明に係る円筒状スプライ
ン成形品の成形方法並びに円筒状スプライン成形品の成
形装置の構成について、図面に示される実施例を参照し
つつ、詳細に説明することとする。

【００２７】先ず、図１には、本発明にて対象とする円
筒状スプライン成形品の一例として、ブレーキハブやク
ラッチハブ等として用いられる自動車のオートマチック
トランスミッションの構成部品１０６が示されている。
そこにおいて、かかる部品１０６は、浅底の略有底円筒
形状を呈し、その筒壁部１０８の外周面には、複数のス
プライン溝１１０が等間隔に形成されていると共に、そ
れら隣接するスプライン溝１１０，１１０間の部分がス
プライン山１１１として形成され、また、その底壁部１
１２の略中心には、貫通孔１１３が設けられている。そ
して、構成部品１０６の筒壁部１０８の周方向において
所定の間隔を隔てて位置する所定のスプライン溝１１０
ａが、該構成部品１０６の軸方向における開口側の端か
ら、該構成部品１０６の軸方向長さよりも短く形成され
ている一方、他のスプライン溝１１０ｂは、該構成部品
１０６の軸方向の全長にわたって形成されている。な
お、スプライン溝１１０ａの設けられていない筒壁部１
０８の外周面は滑らかな円筒面として残され、潤滑油等
が通る穴を明けるための油穴面１０９とされている。

【００２８】そして、本発明に従う円筒状スプライン成
形品の成形方法及び成形装置は、このような構成部品１
０６の形成に有利に適用され得るものであり、その成形
装置の一例が、図２に概略的に示されている。この図２
からも明らかなように、円筒状スプライン成形品成形装
置１０は、基台１２上に配置された成形金型１４を有し
て、構成されている。

【００２９】より具体的には、この円筒状スプライン成
形品成形装置１０を構成する成形金型１４は、図３に示
される如く、従来と同様に、第一の型としての上型１６
と、第二の型としての下型１８とを備えている。また、
この成形金型１４の上型１６は、上型側ホルダー３０、
上型側パッド３２、及びセンター払いピン３４を含ん
で、構成されている。そして、かかる上型１６の上型側
ホルダー３０は、上部側が大径部とされた略段付円柱形
状を有している。さらに、上型側パッド３２は、全体と
して、円筒形状を呈しており、その内孔内に、上型側ホ
ルダー３０の下端面の中心部に突出形成されたスプリン
グ取付ピン３６を同軸的に挿通せしめた状態で、その上
端面において、上型側ホルダー３０の下端面にボルト固
定されている。

【００３０】また、センター払いピン３４は、上型側パ
ッド３２と同一の高さを有する略円筒形形状をもって、
構成されている。そして、かかるセンター払いピン３４
においては、上型側パッド３２と同様に、その内孔内
に、前記上型側ホルダー３０のスプリング取付ピン３６
を同軸的に挿通せしめた状態で、該上型側パッド３２の
内孔内において、該上型側パッド３２の筒壁部の内周面
に対して所定寸法だけ摺動可能に嵌め込まれて、配置さ
れている。また、このセンター払いピン３４の内孔内に
は、伸長方向に付勢力を発揮するコイルスプリング３７
が、その両端部を、該内孔内の段差部と前記上型側ホル
ダーの下端面とに係合せしめた状態で、スプリング取付
ピン３６に外挿されて、収容配置されている。これによ
って、センター払いピン３４が、該上型側パッド３２の
内孔内から、所定の付勢力をもって、下方に突出位置せ
しめられ得るようになっているのである。なお、かかる
センター払いピン３４にあっては、上型側パッド３２の
内孔内からの所定の突出位置において、該上型側パッド
３２に対して係合せしめられて、上型側パッド３２の内
孔内からの下方への離脱が阻止されるようになってい
る。

【００３１】一方、下型１８は、下型側ホルダー２０と
下型側パッド２２とを含んで、構成されている。そし
て、下型側ホルダー２０は、前記上型側ホルダー３０と
略同様な外形形状を有しており、該上型側ホルダー３０
に対向する状態で、それと同軸的に配置されている。ま
た、下型側パッド２２は、下部側が大径部２３、上部側
が小径部２５とされた略段付円柱形状を呈している。そ
して、そのような下型側パッド２２が、その大径部２３
の下端面において、下型側ホルダー２０の小径側の上端
面上に、同軸的に載置され、更にボルト固定されてい
る。これによって、下型１８が、下型側ホルダー２０と
下型側パッド２２とを一体的に組み付けてなる一体構造
をもって、構成されていると共に、前記上型１６に対し
て同軸的に対向配置されているのである。なお、かかる
下型側パッド２２の上端面の中心部には、前記上型１６
のセンター払いピン３４の内径よりも僅かに小さな外径
を有する芯出し用突起２８が、ブランク２４の板厚寸法
よりも高い高さをもって突出形成されており（図２参
照）、後述する如く、上型１６が下型１８に対して接近
移動せしめられた際に、この芯出し用突起２８がセンタ
ー払いピン３４の内孔内に挿通せしめられるようになっ
ている。

【００３２】そして、図２に示される如く、そのような
構造とされた下型１８が、下型側ホルダー２０におい
て、下型取付板３８に対して位置固定に取り付けられて
いる。また、この下型取付板３８は、下型１８が取り付
けられる側とは反対側の面の中央部に、該下型１８に対
して同軸的に突出成形された略円柱状の支持部４０を有
しており、この支持部４０において、前記基台１２に形
成されたモータ収容孔４２内に、突入せしめられてい
る。更に、かかるモータ収容孔４２は、基台１２の中央
部を、その高さ方向に貫通して構成されており、その上
部部位には、複数のベアリング４４が、またその下部部
位には、モータ４６が、それぞれ、位置固定的に収容配
置されている。そして、そのようなモータ収容孔４２内
に突入せしめられた前記下型取付板３８の支持部４０
が、該モータ収容孔４２内の複数のベアリング４４によ
り回転可能に支持された状態で、モータ４６の回転軸４
８に同軸的に取り付けられている。これによって、モー
タ４６の回転駆動に伴って、下型取付板３８、更にはそ
れに位置固定に取り付けられた下型１８の全体が、モー
タ４６の回転軸４８、換言すれば、下型１８の中心軸５
０回りに回転せしめられるようになっているのである。

【００３３】一方、上型１６は、上型側ホルダー３０に
おいて、上型取付板５２に対して位置固定に取り付けら
れている。そして、この上型取付板５２は、前記基台１
２の上方において、該基台１２と対向して配置せしめら
れた上型移動板５４に対して、回転可能に支持せしめら
れている。即ち、該上型取付板５２にあっては、上型１
６が取り付けられる側とは反対側の面の中央部に、略円
柱状の支持部５６が、該上型１６に対して同軸的に突出
成形されており、また、この支持部５６が、前記上型移
動板５４の中央部に、前記基台１２のモータ収容孔４２
と同心的な位置に形成された貫通孔５８内に突入せしめ
られていると共に、該貫通孔５８内に配された複数のベ
アリング６０により回転可能に支持されているのであ
る。

【００３４】また、上型取付板５２を回転可能に支持す
る上型移動板５４は、該上型取付板５２を取り囲むよう
に配置され、前記基台１２の外周部から上方に向かって
延び出すようにして取り付けられた複数のガイドポスト
６２に対して、上下方向に摺動可能に支持されている。
更に、この複数のガイドポスト６２の上端部には、固定
板６４が位置固定に取り付けられており、また、該固定
板６４の中央部には、図示しない油圧機構により、ピス
トンロッド６８を基台１２側に突出作動せしめる上型移
動板加圧シリンダ６６が取り付けられている。そして、
この上型移動板加圧シリンダ６６内のピストンロッド６
８の先端部が、前記上型移動板５４に固定されている。

【００３５】これによって、上型１６が、上型取付板５
２と一体的に、該上型１６の中心軸５０回りに回転し得
るようになっているのであり、また、上型移動板加圧シ
リンダ６６内のピストンロッド６８の突出、引込作動に
伴って、上型取付板５２と上型１６とが、共に、上下移
動せしめられるようになっているのである。

【００３６】かくして、かかる成形金型１４にあって
は、上型１６と下型１８とが、同軸的に配置されている
と共に、下型１８に対して、上型１６が、上型移動板加
圧シリンダ６６内のピストンロッド６８の突出、引込作
動によって、接近、離隔移動せしめられ得るようになっ
ているのである。そして、上型１６を下型１８に対して
接近移動させることによって、下型１８の下型側パッド
２２上に同心的に載置された、目的とする円筒状スプラ
イン成形品（オートマチックトランスミッション構成部
品１０６）を与えるブランク２４を、該下型１８の下型
側パッド２２と、上型１６のセンター払いピン３４及び
上型側パッド３２との間で、同心的に挟持し得るように
なっているのであり、また、そのような挟持状態下で、
前記モータ４６を回転駆動させることによって、それら
上型１６と下型１８とが、ブランク２４を挟持しつつ、
それらの中心軸５０を第一の回転軸として、一体回転し
得るように構成されているのである。

【００３７】ところで、本実施例の円筒状スプライン成
形品の成形装置１０にあっては、特に、上述の如き構造
を有する成形金型１４が取り付けられる基台１２上にお
いて、テーパローラ７０とストレートローラ７２とスプ
ライン成形ローラ７３の３種類の転造ローラが、それぞ
れ、回転可能に支持された状態で、選択的に配置される
ようになっている。

【００３８】すなわち、基台１２の外周部には、前記ガ
イドポスト６２の二つのものの間に、ローラ加圧シリン
ダ取付部７４が、所定高さをもって一体的に立設せしめ
られている。また、このローラ加圧シリンダ取付部７４
の上部部位には、図示しない油圧機構によって、ピスト
ンロッド７６を、基台１２の中心側、即ち前記成形金型
１４の配置側に向かって、該成形金型１４の中心軸５０
に垂直な方向に突出、引込作動させるローラ加圧シリン
ダ７８が、取り付けられている。更に、かかるローラ加
圧シリンダ７８内から突出するピストンロッド７６の先
端部には、成形金型１４の上型１６に対向する状態で、
断面略コ字状のクランプ８０が固定されている。また、
かかるクランプ８０にあっては、コ字状の上部部位と下
部部位の各先端部８２が、図示しない止めネジの取外し
によって分離され得るように構成されており、更に、そ
れら各先端部８２とクランプ本体８４との突き合わせ部
位には、ロール取付孔８６が、鉛直方向に互いに対応す
る状態で、それぞれ、形成されている。更にまた、かか
るローラ取付孔８６，８６には、下部側にローラ取付板
８３が一体形成されてなるローラ取付軸８５が、前記成
形金型１４の中心軸５０に平行に位置し、且つその軸心
回りに回転可能に取り付けられている。

【００３９】一方、テーパローラ７０は、全体として、
円錐台形形状を呈し、上方に向かうに従って、換言すれ
ば、下型１８から上型１６の側に向かうに従って、次第
に小径となるテーパ面形状乃至はテーパ筒形形状を呈す
る外周面８８と、該テーパローラ７０の中心軸９０に対
して垂直に広がる上下端面９２，９２とを有して、構成
されている（図６参照）。そして、その中心部には、前
記クランプ８０のローラ取付軸８５が挿通され得るロー
ラ取付軸挿通孔９４が、高さ方向に貫通して、形成され
ている。なお、このテーパローラ７０にあっては、テー
パ面形状の外周面８８の、下端面９２に対するテーパ角
度：θが、８０°とされている。

【００４０】そして、そのような構造を有するテーパロ
ーラ７０が、その中心部に設けられたローラ取付軸挿通
孔９４において、前記クランプ８０に対して回転可能に
取り付けられたローラ取付軸８５を挿通せしめた状態
で、該ローラ取付軸８５のローラ取付板８３にボルト固
定されている（図２の右側参照）。

【００４１】これによって、かかるテーパローラ７０に
あっては、その中心軸９０を、第一の回転軸たる、前記
成形金型１４の中心軸５０に平行な第二の回転軸とし
て、該中心軸９０回りに回転せしめられ得るようになっ
ているのであり、また、ローラ加圧シリンダ７８内のピ
ストンロッド７６の突出、引込作動に伴って、上述の如
きテーパ面形状を呈する外周面８８を、型閉め状態下の
成型金型１４において、上型１６の上型側パッド３２の
外周面に対向せしめた状態で、該上型１６に対して、接
近、離隔移動せしめられるようになっているのである。

【００４２】一方、ストレートローラ７２は、全体とし
て、円柱形状を呈し、上下方向に同一の径にて延びる円
柱面形状を呈する外周面９６と、該ストレートローラ７
２の中心軸９８に対して垂直に広がる上下端面１００，
１００とを有して、構成されている（図７参照）。そし
て、その中心部には、前記クランプ８０のローラ取付軸
８５が挿通され得るローラ取付軸挿通孔１０２が、高さ
方向に貫通して、形成されている。なお、このストレー
トローラ７２においては、円柱面形状の外周面９６の径
が、前記テーパローラ７０の大径側の下端面９２のそれ
と、略同一寸法とされている。

【００４３】そして、そのような構造とされたストレー
トローラ７２にあっても、前記テーパローラ７０と同様
に、その中心部に設けられたローラ取付軸挿通孔１０２
において、前記クランプ８０に対して回転可能に取り付
けられたローラ取付軸８５を挿通せしめた状態で、該ロ
ーラ取付軸８５のローラ取付板８３にボルト固定されて
いる。

【００４４】これによって、かかるストレートローラ７
２にあっては、その中心軸９８を、第一の回転軸たる、
前記成形金型１４の中心軸５０に平行な第三の回転軸と
して、該中心軸９８回りに回転せしめられ得るようにな
っているのであり、また、テーパローラ７０と同様に、
ローラ加圧シリンダ７８内のピストンロッド７６の突
出、引込作動に伴って、上述の如き円柱面形状を呈する
外周面９６を、前記上型１６における上型側パッド３２
の外周面に対向せしめた状態で、接近、離隔移動させら
れるようになっているのである。

【００４５】また、スプライン成形ローラ７３は、図８
や図９に示されている如く、全体として円柱形状を呈
し、複数のスプライン成形歯部１１４が突出形成されて
いる、上下方向に同一径にて延びる外周面と、該スプラ
イン成形ローラ７３の中心軸９９に対して垂直に広がる
上下端面１１８，１１８とを有して、構成されている。
そして、その中心部には、前記クランプ８０のローラ取
付軸８５が挿通され得るローラ取付軸挿通孔１２０が、
高さ方向に貫通して、形成されている。

【００４６】より詳細には、このようなスプライン成形
ローラ７３のスプライン成形歯部１１４は、前記構成部
品１０６の筒壁部１０８の外周面のスプライン溝１１０
（１１０ａ，１１０ｂ）に対応する形状、即ち、所定の
全歯たけ等の寸法を有し、それらが、所定の歯数だけ、
その周方向において等間隔に形成せしめられている形状
とされている。なお、そのようなスプライン成形歯部１
１４のうち、その周方向において所定の間隔を隔てた、
所定の成形歯部１１４ａが、図９における上側の端面１
１８から、該スプライン成形ローラ７３の軸方向長さよ
り短く形成されている一方、他の成形歯部１１４ｂは、
該スプライン成形ローラ７３の軸方向の全長にわたって
形成されている。即ち、該スプライン成形ローラ７３に
あっては、図９における上側の端面から一定の軸方向長
さにわたる外周面が、スプライン成形歯部１１４（１１
４ａ，１１４ｂ）が等間隔にて設けられた、全周スプラ
イン構造とされていると共に、その下側の端面から一定
の軸方向長さにわたる外周面が、スプライン成形歯部１
１４（１１４ａ，１１４ｂ）が所定の間隔をおいて間欠
的に設けられた、間欠スプライン構造とされているので
ある。そして、スプライン成形歯部１１４ａの設けられ
ていない部位が、油穴面１０９の形成部１１６となって
いる。

【００４７】そして、そのような構造とされたスプライ
ン成形ローラ７３にあっても、前記テーパローラ７０や
前記ストレートローラ７２と同様に、その中心部に設け
られたローラ取付軸挿通孔１２０において、前記クラン
プ８０に対して回転可能に取り付けられたローラ取付軸
８５を挿通せしめ、間欠スプライン構造形成側の端面１
１８を下型１８側にした状態で、該ローラ取付軸８５の
ローラ取付板８３にボルト固定されている。

【００４８】これによって、かかるスプライン成形ロー
ラ７３にあっては、その中心軸９９を、第一の回転軸た
る、前記成形金型１４の中心軸５０に平行な第四の回転
軸として、該中心軸９９回りに回転せしめられ得るよう
になっているのであり、また、テーパローラ７０やスト
レートローラ７２と同様に、ローラ加圧シリンダ７８内
のピストンロッド７６の突出、引込作動に伴って、上述
の如きスプライン成形歯部１１４の形成された外周面
を、前記上型１６における上型側パッド３２の外周面に
対向せしめた状態で、接近、離隔移動させられるように
なっているのである。

【００４９】かくして、本実施例の円筒状スプライン成
形品の成形装置１０にあっては、クランプ８０にテーパ
ローラ７０を取り付けて、前記ローラ加圧シリンダ７８
内のピストンロッド７６の突出作動により、該テーパロ
ーラ７０を上型１６に接近移動せしめることによって、
上型１６と下型１８との間で挟持され、且つそれらと一
体回転せしめられる前記ブランク２４の、上型１６と下
型１８とに対する被挟持部位を除いた外周部８７を、該
テーパローラ７０が、テーパ面形状の外周面８８にて押
圧し得るようになっているのであり、またそれに伴い、
該テーパローラ７０は、該外周部８７の回転方向とは逆
方向に回転され得るようになっているのである。また、
そのようなテーパローラ７０に代えて、クランプ８０に
ストレートローラ７２を取り付けて、上記と同様にし
て、該ストレートローラ７２を上型１６に接近移動せし
めることによって、かかるブランク２４の外周部８７
を、ストレートローラ７２が、円柱面形状の外周面９６
にて、押圧し、且つ上型１６の上型側パッド３２の円柱
面形状を呈する外周面との間で、挟圧し得るようになっ
ていると共に、それに伴って、ストレートローラ７２は
該外周部８７の回転方向とは逆方向に回転され得るよう
になっている。そして、更に、ストレートローラ７２に
代えて、クランプ８０にスプライン成形ローラ７３を取
り付けて、上記と同様に、該スプライン成形ローラ７３
を上型１６に接近移動せしめることによって、かかるブ
ランク２４の外周部８７を、スプライン成形ローラ７３
の、スプライン成形歯部１１４が形成された外周面に
て、押圧し、且つ上型１６の上型側パッド３２の円柱面
形状を呈する外周面との間で、挟圧し得るようになって
いるのであり、それに伴い、スプライン成形ローラ７３
は該外周部８７の回転方向とは逆方向に回転され得るよ
うになっているのである。

【００５０】それ故、そのような構成を有する円筒状ス
プライン成形品の成形装置１０によれば、先ず、テーパ
ローラ７０の押圧によって、ブランク２４の外周部８７
が局部的に折り曲げられて、該外周部８７の全体が、該
テーパローラ７０の外周面形状に対応したテーパ形状に
成形され、次いで、そのような形状とされたブランク２
４の外周部８７が、ストレートローラ７２にて押圧され
ることにより、かかる外周部８７において、前記テーパ
ローラ７０にて折り曲げられた部位が、更に折り曲げら
れて、その全体が、該ストレートローラ７２の外周面形
状に対応した円筒形状に成形され、更に、そのようにし
て円筒形状に成形されたブランク２４の外周部８７がス
プライン成形ローラ７３にて押圧されることにより、該
スプライン成形ローラ７３の複数のスプライン成形歯部
１１４が押し込まれ、該外周部８７に対して、複数のス
プライン溝１１０が直ちに形成され、以て目的とする自
動車のオートマチックトランスミッション構成部品１０
６が成形されることとなるのである。

【００５１】従って、本実施例に係る円筒状スプライン
成形品の成形装置１０にあっては、ブランク２４を転造
加工する際に、該ブランク２４の外周部８７における前
記被折曲部位において、加工硬化が集中的に生ぜしめら
れ、それによって、高硬度の材質からなるブランク２４
を用いても、該ブランク２４の被加工部位たる外周部８
７全体が過度に加工硬化せしめられて、脆くなってしま
うことが効果的に防止され得るのであり、また、円筒形
状に成形されたブランク２４の外周部８７が、スプライ
ン成形ローラ７３と上型１６の上型側パッド３２との間
で確実に挟圧され、それによって、スプライン成形ロー
ラ７３による該外周部８７に対するスプライン加工に際
して、座屈等の大きな変形が惹起されるのが防止され得
て、それらの結果として、ブランク２４の材質に拘わら
ず、円筒形状の過大な変形、「割れ」、スプライン溝の
不充分な成形等の加工欠陥が効果的に防止されつつ、円
筒状スプライン成形品が、該ブランク２４から、有利に
転造加工によって形成され得るのである。しかも、その
ような転造加工の採用によって、加工コストが比較的低
く抑えられ得ると共に、スプライン溝の底が塑性変形を
受けて強化され、メタルフローが連続し、衝撃強さ、疲
労強さも向上して、それらの結果として、素材の材質に
拘わらず、優れた経済性と高度な加工性と優れた製品品
質とをもって、円筒状スプライン成形品が極めて有利に
成形され得るのである。

【００５２】また、このような円筒状スプライン成形品
の成形装置１０にあっては、スプライン成形ローラ７３
が、図９に示される如き間欠スプライン構造とされてい
るところから、円筒形状に成形されたブランク２４の外
周部８７の外周面には、スプライン成形歯部１１４に対
応して、該外周部８７の外周面の上側が全周スプライン
形態にて形成される一方、その下側が、長さの短いスプ
ライン溝１１０ａが所定の間隔をおいて間欠的に設けら
れた、間欠スプライン形態にて形成されるように構成さ
れることとなるのであり、しかも、該外周面の上側の全
周スプライン構造にて、該ブランク２４とスプライン成
形ローラ７３とが、相対的に滑ることなく、確実に回転
され得、それによって、ブランク２４の材質に拘わら
ず、所定の複数の周方向部位において、軸方向の所定の
長さにわたって部分的にスプライン溝の存在しない外周
面を有する円筒状間欠スプライン成形品が優れた経済性
と加工性と優れた製品品質とをもって有利に成形され得
るのである。

【００５３】ところで、上述の如き構造を有する円筒状
スプライン成形品の成形装置１０を用いて、目的とする
円筒状スプライン成形品（構成部品１０６）を得るに
は、例えば、以下の如くして、行なわれることとなる。

【００５４】すなわち、先ず、図４に示される如く、上
型１６と下型１８とが離隔位置せしめられて、型開き状
態とされた成形金型１４に、上型１６の上型側パッド３
２及び下型１８の下型側パッド２２よりも大径の略円板
形状を呈し、またその一方の側の外周縁部が面取りされ
てなるブランク２４をセットする。より詳しくは、かか
るブランク２４を、その中心部に形成された中心孔１０
４内に、下型１８における前記下型側パッド２２の前記
芯出し用突起２８を挿通せしめつつ、該下型側パッド２
２の前記小径部２５上に載置する。それによって、ブラ
ンク２４を、下型１８に対して同心的にセットするので
ある。

【００５５】次いで、上型移動板加圧シリンダ６６内の
ピストンロッド６８を突出作動せしめることにより、上
型移動板５４を下方に移動せしめて、図５に示されるよ
うに、該上型１６におけるセンター払いピン３４の内孔
内に、ブランク２４の中心孔１０４を貫通して延びる、
下型側パッド２２の芯出し用突起２８の先端部を挿通せ
しめる。そして、上型移動板５４を下方に更に移動せし
めることにより、該センター払いピン３４を、下型側パ
ッド２２上にセットされたブランク２４に当接させて、
前記コイルスプリング３７の付勢力に抗して、上型側パ
ッド３２の内孔内に押し込みつつ、該上型側パッド３２
を下方に移動させて、センター払いピン３４と共に、上
型側パッド３２を、ブランク２４に対して押圧状態下
で、当接せしめる。これによって、上型１６と下型１８
との間で、ブランク２４を同心的に挟持させる。

【００５６】その後、下型取付板３８を介して、下型１
８の下型側ホルダー２０に取り付けられたモータ４６を
回転駆動させることにより、下型１８全体を回転させ
て、図６に示される如く、ブランク２４を挟持させつ
つ、上型１６と下型１８とを、それらの中心軸５０回り
に一体回転せしめる。一方、図示しないローラ加圧シリ
ンダ７８内のピストンロッド７６を突出作動せしめて、
該ピストンロッド７６の先端部に固定されるクランプ８
０を成形金型１４側に向かって移動せしめることによ
り、かかるクランプ８０に対して回転可能に取り付けら
れたテーパローラ７０のテーパ面形状の外周面８８を、
前記中心軸５０回りに一体回転せしめられるブランク２
４の外周部８７に押圧させる。その際、テーパローラ７
０は、該ブランク２４の外周部８７に押圧されることに
より、その中心軸９０回りに、ブランク２４とは逆の方
向に回転せしめられる。これにより、該ブランク２４の
外周部８７において、上型１６と下型１８とに対する被
挟持部位とその他の部位との境界部分を折り曲げて、該
外周部８７の全体を、テーパローラ７０のテーパ面形状
の外周面８８に対応したテーパ形状に成形する。

【００５７】次に、前記ローラ加圧シリンダ７８内のピ
ストンロッド７６を引込み作動せしめて、テーパローラ
７０をブランク２４から離隔させた後、該テーパローラ
７０に代えて、ストレートローラ７２をクランプ８０に
取り付け、その後、再び、該ピストンロッド７６を突出
作動せしめることにより、図７に示される如く、該スト
レートローラ７２の円柱面形状の外周面９６を、テーパ
ローラ７０によりテーパ形状に成形された、前記中心軸
５０回りに一体回転せしめられるブランク２４の外周部
８７に押圧させ、該外周部８７を、ストレートローラ７
２の外周面９６と、上型側パッド３２の外周面との間で
挟圧せしめる。その際、ストレートローラ７２にあって
も、ブランク２４の外周部８７に対する押圧によって、
その中心軸９８回りに回転せしめられることとなる。こ
れにより、ブランク２４の外周部８７において、テーパ
ローラ７０により折り曲げられた部位を、該ストレート
ローラ７２により更に折り曲げて、該外周部８７の全体
を円筒形状に成形する。

【００５８】そして、前記ローラ加圧シリンダ７８内の
ピストンロッド７６を引込み作動せしめて、ストレート
ローラ７２をブランク２４から離隔させた後、該ストレ
ートローラ７２に代えて、スプライン成形ローラ７３を
クランプ８０に取り付け、その後、再び、該ピストンロ
ッド７６を突出作動せしめることにより、図８に示され
る如く、該スプライン成形ローラ７３のスプライン成形
歯部１１４の形成された外周面を、ストレートローラ７
２により円筒形状に成形された、前記中心軸５０回りに
一体回転せしめられるブランク２４の外周部８７に押圧
させ、該外周部８７を、スプライン成形ローラ７３の外
周面と、上型側パッド３２の外周面との間で挟圧せしめ
る。その際、スプライン成形ローラ７３にあっても、ブ
ランク２４の外周部８７に対する押圧によって、その中
心軸９９回りに回転せしめられることとなる。これによ
り、ブランク２４の外周部８７において、ストレートロ
ーラ７２により円筒形状に成形された部位に、該スプラ
イン成形ローラ７３の複数のスプライン成形歯部１１４
を押し込んで、該外周部８７に対して、所定の形状の複
数のスプライン溝１１０を形成し、以て目的とする、自
動車用オートマチックトランスミッションの構成部品１
０６を得るのである。

【００５９】その後、図示しないローラ加圧シリンダ７
８内のピストンロッド７６を引込み作動せしめる一方、
上型移動板加圧シリンダ６６内のピストンロッド６８
（図示せず）も引込み作動せしめることにより、上型１
６を上方に移動させると同時に、コイルスプリング３７
の付勢力にて、センター払いピン３４を上型側パッド３
２の内孔内から突出移動させて、成形された構成部品１
０６を、上型１６から払い出して、成形金型１４から離
型するのである。

【００６０】なお、ここでは、かかる成形手法にあって
は、略円板形状を呈し、その一方の外周縁部が面取りさ
れてなるブランク２４が用いられ、その面取りされた側
の外周縁部を下に向けた状態で、下型１８と上型１６と
の間に挟持されて、その外周部８７が、該外周縁部にお
いて、テーパローラ７０にて押圧されるようになってい
るところから、そのようなブランク２４の外周部８７に
対するテーパローラ７０の押圧時に、該ブランク２４
の、面取りされた外周縁部が、テーパローラ７０の、上
方向に向かって次第に小径となるテーパ面形状を有する
外周面８８に対して、より良好に摺動せしめられ得て、
ブランク２４の外周部８７における、下型１８と上型１
６とに対する被挟持部位とそれらに挟持されていない境
界部分が、更に容易に且つ確実に折り曲げられ得、それ
によって、ブランク２４の外周部８７全体が、テーパロ
ーラ７０の外周面８８に対応したテーパ形状に、より容
易に成形され得、その結果として、目的とする構成部品
１０６が、より効率的に成形され得るのであり、またそ
れに加えて、該ブランク２４の外周縁部がテーパローラ
７０に接触せしめられる際に、該外周縁部によってテー
パローラ７０の外周面８８が損傷せしめられるようなこ
とも、有利に回避され得ることとなるのである。

【００６１】ところで、上記の実施例におけるスプライ
ン成形ローラ７３にあっては、間欠スプライン構造を与
えるように、スプライン成形歯部１１４がそれぞれ形成
されており、そして、そのようなスプライン成形ローラ
７３を使用することにより、図１に示される如き、部分
的にスプライン溝の存在しない円筒状間欠スプライン成
形品を形成したのであるが、それらスプライン成形ロー
ラ７３のスプライン成形歯部１１４の形状は、何等、こ
れに限定されるものではない。そして、そのようなスプ
ライン成形歯部１１４の形状を適宜設定することによ
り、例えば、図１１に示されている、軸方向に長いスプ
ライン山１２４ａと軸方向に短いスプライン山１２４ｂ
とが、筒壁部１２６の外周面に交互に突出形成されてい
ると共に、該筒壁部１２６の軸方向下側の外周面に、該
短いスプライン山１２４ｂの両側に形成されているスプ
ライン溝を滑らかに接続する接続面１２８を有してなる
円筒状間欠スプライン成形品１２２の如き、部分的にス
プライン山の存在しない円筒状間欠スプライン成形品を
も、容易に成形することが出来るのである。

【００６２】また、例示の実施例では、スプライン成形
ローラ７３は、他の二つの転造ローラと同じく、中心軸
５０回りに成形金型１４と一体に回転せしめられるブラ
ンク２４の外周部８７に押圧されることによって、その
回転軸９９の回りに回転せしめられていたが、スプライ
ン成形ローラ７３を、成形金型１４の中心軸５０回りの
回転と同期させて、成形金型１４とは独立に回転駆動せ
しめることも可能であり、それによって、スプライン溝
若しくはスプライン山の連続した複数個が、軸方向の全
長にわたって存在しない外周部位が、該スプライン成形
品の断面の径方向において、対向して存在する如き形状
の円筒状間欠スプライン成形品であっても、その転造加
工時において、ブランク２４を滑らせることなく確実に
スプライン成形ローラに押圧せしめることが出来ること
から、その形成が効果的に可能となるのである。

【００６３】さらに、例示の実施例では、クランプ８０
とローラ加圧シリンダ７８及びピストンロッド７６とか
らなるテーパローラ７０とストレートローラ７２とスプ
ライン成形ローラ７３の移動機構が一つだけ設けられ、
かかる一つの移動機構に対して、テーパローラ７０とス
トレートローラ７２とスプライン成形ローラ７３とが選
択的に取り付けられて、円板状素材たるブランク２４の
外周部８７が、テーパ形状と円筒形状とスプライン形状
とに、順次、成形されるようになっていたが、テーパロ
ーラの移動機構とストレートローラの移動機構とスプラ
イン成形ローラの移動機構とを、それぞれ、一つずつ、
若しくは複数個ずつ設けて、それら各転造ローラの移動
機構を互いに独立して作動せしめるように構成すること
も、可能である。それによって、テーパローラとストレ
ートローラとスプライン成形ローラの交換作業が皆無な
らしめられ得て、目的とする円筒状スプライン成形品
が、より一層効率的に成形され得ることとなるのであ
る。

【００６４】更にまた、第一の型に対向位置する外周面
が、テーパローラにあっては、第二の型から第一の型の
側に向かって小径となるテーパ面形状とされ、また、ス
トレートローラにおいては、軸方向に同一径にて延びる
円柱面形状とされ、更に、スプライン成形ローラにあっ
ては、円筒状スプライン成形品の外周面におけるスプラ
イン形状に対応したスプライン成形歯部が設けられてお
れば、それらテーパローラとストレートローラとスプラ
イン成形ローラの全体形状は、前記実施例における如き
ものに、何等限定されるものではない。従って、例え
ば、下部外周面が所定のテーパ面形状を呈し、中間部外
周面が上述の如き円柱面形状とされ、上部外周面が上述
の如きスプライン形状とされた、一つの転造ローラを用
い、その下部側部位をテーパローラとして、また中間部
位をストレートローラとして、その上部側部位をスプラ
イン成形ローラとして、それぞれ機能せしめるようにし
ても良いのである。勿論、この場合にあっては、かかる
転造ローラを成形金型に対して接近、離隔移動せしめる
だけでなく、それを成形金型の軸方向にも移動せしめる
移動機構も、設ける必要がある。

【００６５】また、テーパローラ７０のテーパ面形状の
外周面８８が、該テーパローラ７０の中心軸９０に垂直
な面（テーパローラ７０の下端面９２）に対して所定の
テーパ角度を為すように構成されているが、そのような
テーパローラ７０におけるテーパ面形状の外周面のテー
パ角度は、６０°〜８５°の範囲内であれば、特に限定
されるものではない。なお、かかるテーパ角度が８５°
を上回る場合、ブランク２４の外周縁部が、テーパロー
ラ７０の外周面８８に対して良好に摺動され難くなっ
て、ブランク２４に対する加工性が悪化せしめられるこ
ととなり、また、それが６０°を下回る場合には、ブラ
ンク２４の外周部８７を押圧せしめる際に、テーパロー
ラ７０の外周面８８に対して作用せしめられる反力にお
いて、該テーパローラ７０の軸方向下方に向かって作用
する成分が大きくなり、それによって、テーパローラ７
０が下方に押し下げられ、その結果、加工効率の低下が
惹起せしめられることとなる。

【００６６】さらに、例示の実施例では、円板状素材と
して、円板形状を呈する板状のブランク２４が用いられ
ているが、それに代えて、図１２に示される如き、外周
部１３２が所定幅でテーパ状に屈曲されてなる略皿形形
状を呈するブランク１３０を用いても、何等差支えな
い。このブランク１３０のテーパ状の外周部１３２が上
方に屈曲した状態で、ブランク１３０を下型１８と上型
１６との間に挟持せしめて、かかる外周部１３２がテー
パローラ７０にて押圧されるようにすることによって、
そのようなブランク１３０の外周部１３２に対するテー
パローラ７０の押圧時に、該ブランク１３０の外周縁部
が、テーパローラ７０の外周面８８に対して、より良好
に摺動せしめられ得、ブランク１３０の外周部１３２に
おける、下型１８と上型１６とに対する被挟持部位とそ
れらに挟持されていない境界部分が、更に容易に且つ確
実に折り曲げられ得るのであり、以てブランク１３０の
外周部１３２全体が、テーパローラ７０の外周面８８に
対応したテーパ形状に、より容易に成形され得、その結
果として、目的とする円筒状スプライン成形品が、より
効率的に成形され得るのである。

【００６７】また、その他、第一の型と第二の型とを相
対的に接近、離隔移動せしめるための機構、円板状素材
を挟持せしめた状態下での第一の型と第二の型の一体回
転機構、第一の型と第二の型の構造、転造ローラの移動
機構等は、特に、例示のものに限定されるものではな
い。

【００６８】以上、本発明の具体的な構成及び代表的な
実施例について詳述してきたが、本発明が、上記の記載
によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言
うまでもないところである。また、本発明には、上記の
具体例並びに実施例の他にも、本発明の趣旨を逸脱しな
い限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変
更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解さ
れるべきである。

【００６９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に従う円筒状スプライン成形品の成形方法において
は、用いられる円板状素材が、高硬度の材質を有するも
のであっても、円筒形状の過大な変形、「割れ」、スプ
ライン溝の不充分な成形等の加工欠陥の発生が効果的に
防止されつつ、円筒状スプライン成形品が、該円板状素
材から、有利に転造加工によって形成され得るのであ
り、しかも、そのような転造加工の採用によって、加工
コストが比較的低く抑えられ得ると共に、スプライン溝
の底が塑性変形を受けて強化され、メタルフローが連続
し、衝撃強さ、疲労強さも向上して、それらの結果とし
て、素材の材質に拘わらず、優れた経済性と高度な加工
性と優れた製品品質をもって、円筒状スプライン成形品
が極めて有利に成形され得るのである。そして、そのよ
うな円筒状スプライン成形品の成形方法は、本発明に従
う円筒状スプライン成形品の成形装置によって、有利に
実施することが出来るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う円筒状スプライン成形品の成形方
法に従って成形され得る円筒状スプライン成形品の一例
を示す斜視図である。

【図２】本発明に従う円筒状スプライン成形品の成形装
置の一例を概略的に示す縦断面説明図であって、右側半
分は、テーパローラを取り付けると共に、成形金型を型
開きした状態を示し、またその左側半分は、テーパロー
ラに代えてスプライン成形ローラを取り付けると共に、
成形金型を型閉めした状態を示す。

【図３】図２に示される円筒状スプライン成形品の成形
装置を構成する成形金型を示す縦断面説明図である。

【図４】本発明に従う円筒状スプライン成形品の成形方
法における一工程例を示す説明図であって、そこで用い
られる成形金型に対して、型開き状態下で、円板状素材
をセットした状態を示す。

【図５】本発明に従う円筒状スプライン成形品の成形方
法における別の工程例を示す説明図であって、成形金型
を構成する第一の型と第二の型との間に、円板状素材を
挟持せしめた状態を示す。

【図６】本発明に従う円筒状スプライン成形品の成形方
法における更に別の工程例を示す説明図であって、円板
状素材を挟持せしめつつ、第一の型と第二の型とを一体
回転させる一方、該円板状素材の外周部をテーパローラ
にて押圧して、テーパ形状に成形した状態を示す。

【図７】本発明に従う円筒状スプライン成形品の成形方
法における他の工程例を示す説明図であって、テーパ形
状に成形された円板状素材の外周部をストレートローラ
にて更に押圧して、円筒形状に成形した状態を示す。

【図８】本発明に従う円筒状スプライン成形品の成形方
法における他の工程例を示す説明図であって、円筒形状
に成形された円板状素材の外周部をスプライン成形ロー
ラにて更に押圧して、スプライン形状に成形した状態を
示す。

【図９】本発明に従う円筒状スプライン成形品の成形方
法において使用され得るスプライン成形ローラの一例を
示す斜視図である。

【図１０】本発明に従う円筒状スプライン成形品の成形
方法における更に他の工程例を示す説明図であって、成
形された円筒状スプライン成形品を離型せしめた状態を
示す。

【図１１】本発明に従う円筒状スプライン成形品の成形
方法に従って成形され得る円筒状スプライン成形品の別
の一例を示す斜視図である。

【図１２】本発明に従う円筒状スプライン成形品の成形
に使用され得る円板状素材の別の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 円筒状スプライン成形品成形装置 １４
成形金型 １６ 上型 １８ 下型 ２０ 下型側ホルダー ２２ 下型側パッ
ド ２４ ブランク ３０ 上型側ホルダー ３２ 上型側パッ
ド ３４ センター払いピン ５０，９０，９８，９９ 中心軸 ７０ テーパロー
ラ ７２ ストレートローラ ７３ スプライン
成形ローラ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−238036（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−238037（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−20154（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−300036（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−154927（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−206869（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−39053（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−23461（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−76982（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−300090（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−206870（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21H 5/00 - 5/02 B21D 53/26 - 53/30 B21H 1/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目的とする円筒状スプライン成形品の内
   面形状に対応した外周面を有する第一の型と、該第一の
   型に対して同軸的に且つ相対的に接近、離隔可能に配置
   された第二の型とが、それら第一及び第二の型の軸心を
   第一の回転軸として一体回転し得るように構成された成
   形金型を用い、該第一の型と第二の型とを相対的に接近
   移動させて、それら第一の型と第二の型との間で、前記
   円筒状スプライン成形品を与える、前記第一の型の外径
   よりも大径の円板状素材を同心的に挟持せしめつつ、そ
   れら第一の型と第二の型とを前記第一の回転軸回りに一
   体的に回転せしめる工程と、 前記第一の回転軸に平行な第二の回転軸回りに回転可能
   に、且つ前記成形金型に対して、該第一の回転軸に垂直
   な方向に接近、離隔移動し得るように、配置せしめられ
   る一方、前記第一の型の外周面と対向位置する外周面
   が、前記第二の型から該第一の型の側に向かって次第に
   小径となるテーパ面形状を呈すると共に、前記第二の回
   転軸に垂直な面に対して６０°〜８５°のテーパ角度を
   為すように構成されたテーパローラを、前記テーパ面形
   状の外周面にて、前記第一の回転軸回りに一体回転せし
   められる前記円板状素材の外周部に押圧せしめることに
   より、該外周部の端縁部を該テーパローラのテーパ面形
   状の外周面に沿って摺動せしめて、該外周部における、
   該第一の型と該第二の型に対する被挟持部位とそれらに
   挟持されていない部位との境界部分を該第二の型から該
   第一の型に向かう方向に折り曲げて、該外周部の全体
   を、該テーパローラのテーパ面形状に対応した、該第二
   の型から該第一の型に向かって次第に大径となるテーパ
   形状に成形する工程と、 前記第一の回転軸に平行な第三の回転軸回りに回転可能
   に、且つ前記成形金型に対して、該第一の回転軸に垂直
   な方向に接近、離隔移動し得るように、配置せしめられ
   る一方、前記第一の型の外周面と対向位置する外周面
   が、軸方向に同一径にて延びる円柱面形状を呈するよう
   に構成されたストレートローラを、該円柱面形状の外周
   面にて、前記第一の回転軸回りに一体的に回転せしめら
   れる、前記テーパ形状に成形された円板状素材の外周部
   に押圧し、かかる外周部を前記第一の型との間で挟圧す
   ることにより、該円柱面形状に対応した円筒形状に更に
   成形する工程と、 前記第一の回転軸に平行な第四の回転軸回りに回転可能
   に、且つ前記成形金型に対して、該第一の回転軸に垂直
   な方向に接近、離隔移動し得るように、配置せしめられ
   る一方、前記第一の型の外周面と対向位置する外周面
   に、前記円筒状スプライン成形品の外周面におけるスプ
   ライン形状に対応したスプライン成形歯部の複数が設け
   られると共に、該スプライン成形歯部のローラ軸方向に
   おける長さがローラ周方向において部分的に異ならしめ
   られてなるスプライン成形ローラを、該スプライン成形
   歯部を設けた外周面にて、前記第一の回転軸回りに一体
   回転せしめられる、前記円筒形状に成形された円板状素
   材の外周部に押圧し、かかる外周部を前記第一の型との
   間で挟圧することにより、該円筒形状の外側面に、該ス
   プライン成形歯部に対応した間欠的なスプライン溝を転
   造成形する工程とを、含むことを特徴とする円筒状スプ
   ライン成形品の成形方法。
2. 【請求項２】 前記第一の型と第二の型との間に、皿形
   形状を呈する前記円板状素材を同心的に挟持せしめた
   後、それら第一の型と第二の型とを前記第一の回転軸回
   りに一体回転せしめる一方、該皿形形状の側壁部を構成
   する前記円板状素材の外周部を前記テーパローラにて押
   圧することにより、該外周部をテーパ形状に成形するよ
   うにしたことを特徴とする請求項１に記載の円筒状スプ
   ライン成形品の成形方法。
3. 【請求項３】 前記第一の型と第二の型との間に、外周
   端縁部が面取りされてなる前記円板状素材を同心的に挟
   持せしめた後、それら第一の型と第二の型とを前記第一
   の回転軸回りに一体回転せしめる一方、前記テーパロー
   ラを該円板状素材の前記外周端縁部に当接せしめた状態
   で、該円板状素材の外周部を該テーパローラにて押圧す
   ることにより、該外周部をテーパ形状に成形するように
   したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の円
   筒状スプライン成形品の成形方法。
4. 【請求項４】 目的とする円筒状スプライン成形品の内
   面形状に対応した外周面を有する第一の型と、該第一の
   型に対して同軸的に且つ相対的に接近、離隔可能に配置
   され、該第一の型との間で、前記円筒状スプライン成形
   品を与える、前記第一の型の外径よりも大径の円板状素
   材を同心的に挟持する第二の型とを備え、それら第一の
   型と第二の型とが、該円板状素材を挟持しつつ、それら
   第一及び第二の型の軸心を第一の回転軸として一体回転
   し得るように構成された成形金型と、 前記第一の回転軸に平行な第二の回転軸回りに回転可能
   に、且つ該成形金型に対して、該第一の回転軸に垂直な
   方向に接近、離隔移動し得るように、配置せしめられる
   一方、前記第一の型の外周面と対向位置する外周面が、
   前記第二の型から該第一の型の側に向かって次第に小径
   となるテーパ面形状を呈すると共に、前記第二の回転軸
   に垂直な面に対して６０°〜８５°のテーパ角度を為す
   ように構成されて、前記第一の回転軸回りに一体回転せ
   しめられる前記円板状素材の外周部を、該テーパ面形状
   の外周面にて押圧することにより、かかる外周部の端縁
   部を該テーパ面形状の外周面に沿って摺動せしめて、該
   外周部における、該第一の型と該第二の型に対する被挟
   持部位とそれらに挟持されていない部位との境界部分を
   該第二の型から該第一の型に向かう方向に折り曲げて、
   該外周部の全体を、該テーパ面形状に対応した、該第二
   の型から該第一の型に向かって次第に大径となるテーパ
   形状に成形するテーパローラと、 前記第一の回転軸に平行な第三の回転軸回りに回転可能
   に、且つ前記成形金型に対して、該第一の回転軸に垂直
   な方向に接近、離隔移動し得るように、配置せしめられ
   る一方、前記第一の型の外周面と対向位置する外周面
   が、軸方向に同一径にて延びる円柱面形状を呈するよう
   に構成されて、前記第一の回転軸回りに一体回転せしめ
   られる、前記テーパローラにてテーパ状に成形された前
   記円板状素材の外周部を、該円柱面形状の外周面にて押
   圧して、前記第一の型との間で挟圧することにより、か
   かる外周部を該円柱面形状に対応した円筒形状に更に成
   形するストレートローラと、 前記第一の回転軸に平行な第四の回転軸回りに回転可能
   に、且つ前記成形金型に対して、該第一の回転軸に垂直
   な方向に接近、離隔移動し得るように、配置せしめられ
   たローラであって、前記第一の型の外周面と対向位置す
   る外周面に、ローラ軸方向に延び、且つローラ軸方向の
   長さがローラ周方向において部分的に異ならしめられ
   た、前記円筒状スプライン成形品の外周面におけるスプ
   ライン形状に対応したスプライン成形歯部が設けられ
   て、前記第一の回転軸回りに一体回転せしめられる、前
   記ストレートローラにて円筒形状に成形された前記円板
   状素材の外周部を、該スプライン成形歯部を設けた外周
   面にて押圧して、前記第一の型との間で挟圧することに
   より、かかる外周部を該スプライン成形歯部に対応した
   スプライン形状に転造成形するスプライン成形ローラと
   を、 含むことを特徴とする円筒状スプライン成形品の成形装
   置。