JP3709712B2 - クラッチドラムの歯形成形方法および歯形 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の自動変速装置の部品として用いられるクラッチドラムの歯形、および中空円筒状をなすワークにこのような歯形を形成するのに適用されるクラッチドラムの歯形成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の自動変速装置に用いられるクラッチドラムは、例えば図２（ａ）ないし（ｃ）に示すような中空円筒状、ないしはカップ状をなし、その側面に多数の歯形Ｔを軸方向に沿って歯車状に備えた構造を有している。
【０００３】
そして、このようなクラッチドラムＤの製造においては、従来、図３および図４に示すように、多数の歯形Ｔｍを軸方向に沿って備えた歯車状のマンドレルＭと、梯形断面を備えた歯形突部Ｔｒを有する転造ローラＲを用いて、プレス加工によりカップ状に予備成形されたワークＷの側面に歯形Ｔを転造するようにしていた。
【０００４】
すなわち、まず、上記形状をなすマンドレルＭの先端外周部にカップ状に深絞りされたワークＷを装着したのち、当該ワークＷおよびマンドレルＭを中心として相対向する位置に配設された１対の転造ローラＲ，Ｒをそれぞれの回転軸Ｃｒを中心に回転させながら、転造ローラＲ，Ｒの歯形突部Ｔｒ，Ｔｒを同一のタイミングでワークＷの外周部に押圧させることによりワークＷに歯形Ｔを形成する。次に、転造ローラＲ，Ｒが回転軸Ｃｒを中心に１回転する間に、マンドレルＭを歯形１個分に相当する角度だけ回転させ、停止したところでローラＲ，Ｒの突部Ｔｒ，Ｔｒが再度ワークＷに圧接するようにして、次の歯形ＴをワークＷに形成する。
【０００５】
そして、このような動作を繰返しながら、マンドレルＭを軸方向に移動させることによって、多数の歯形Ｔを軸方向に沿って歯車状に備えたクラッチドラムＤを得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したようなクラッチドラムの歯形成形方法においては、図５（ａ）ないし（ｃ）に示すように、歯形の転造時に転造ローラＲの先端部でワークＷがしごかれる結果、転造ローラＲの歯形突部Ｔｒの先端コーナー部との当接位置、すなわち歯底部の歯元寄りの位置Ａに、転造ローラＲによるしごきかすや、ばり、板重なりなどが発生し、これによって所期の寸法精度が得られないという問題点があり、このような問題点の解消がこのようなクラッチドラムの歯形成形における課題となっていた。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、従来のクラッチドラムの歯形成形における上記課題に着目してなされたものであって、軸方向に沿った複数の歯形を備えたマンドレルと断面梯形状の歯形突部を備えた転造ローラとによってワークの側面外周部に歯形を形成するに際して、転造ローラによるしごきかすや、ばり、板重なりなどの発生を防止することができ、もってクラッチドラムの寸法精度を向上させることができるクラッチドラムの歯形成形方法、およびクラッチドラムの歯形を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、クラッチドラムにおける歯形転造に際して、転造ローラによるしごきかすや板重なりなどの発生を防止するために、転造ローラの形状について鋭意検討を重ねた結果、転造ローラにおける歯形突部の先端コーナー部の曲率半径、および歯形突部の側面の傾斜角度を比較的大きくし、ワークの側面に歯元部の曲率半径および歯面角度の比較的大きな歯形を形成するようになすことによって、しごきかすやばり、板重なりなどの不具合が発生せず、クラッチドラムの寸法精度が著しく向上することを見出すに至った。
【０００９】
すなわち、転造ローラ歯形突部の曲率半径および歯形突部側面の傾斜角度がそれぞれ１．５ｍｍおよび２５°に満たない場合には、転造ローラの歯形突部先端のエッジ形状が鋭いものとなってワークがより過酷にしごかれる結果、ばりや板重なりの発生が避けられなくなる。一方、歯形突部先端の曲率半径が２．５ｍｍを超えた場合、および歯形突部側面の傾斜角度が３５°を超えた場合には、成形されるクラッチドラム歯元部の曲率半径および歯形の歯面角度もそれぞれ２．５ｍｍおよび３５°を超えることとなり、この結果、内・外歯のストレート不足という不都合が生じる。
【００１０】
本発明は、このような知見に基づくものであって、本発明の請求項１に係わるクラッチドラムの歯形成形方法においては、軸方向に沿った複数の歯形を歯車状に備えたマンドレルの外周部に装着した中空円筒状ワークに、転造ローラの断面梯形状をなす歯形突部を押圧しながらマンドレルの軸方向および軸回り方向に相対移動させて前記ワークの側面外周部に複数の歯形を形成するに際し、前記転造ローラの歯形突部先端のコーナー部の曲率半径を１．５〜２．５ｍｍの範囲とすると共に、歯形突部側面の転造ローラ軸に垂直な面に対する傾斜角度を２５〜３５°の範囲とする構成としており、本発明の請求項２に係わるクラッチドラムの歯形は、断面梯形状をなす歯形突部を備えた転造ローラの押圧により形成され、軸方向に沿った複数の歯形を側面外周部に歯車状に備えた中空円筒状クラッチドラムにおいて、前記歯形の歯元部の曲率半径が１．５〜２．５ｍｍの範囲であると共に、歯面角度が２５〜３５°の範囲である構成としており、クラッチドラムの歯形成形方法およびクラッチドラムの歯形におけるこれら構成を前述した従来の課題を解決するための手段としたことを特徴としている。
【００１１】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わるクラッチドラムの歯形成形方法においては、歯車状のマンドレルと歯形突部を備えた転造ローラを用いてクラッチドラムの歯形を転造する場合に、歯形突部の先端コーナー部の曲率半径が１．５〜２．５ｍｍであると共に、歯形突部側面の傾斜角度、すなわち転造ローラ軸に垂直な面に対する角度が２５〜３５°である転造ローラをワークに押圧するようにしているので、転造ローラの先端部によるワークのしごきが緩和されることから、しごきかすや板重なり、ばりなどの発生を防止することができ、クラッチドラムの寸法精度を向上させることができるという極めて優れた効果がもたらされる。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係わるクラッチドラムの歯形は、歯元部の曲率半径が１．５〜２．５ｍｍの範囲、歯面角度が２５〜３５°の範囲のものであるから、歯形の転造に際して、転造ローラによるワークのしごきが緩和されることになり、同様に、しごきかすや板重なり、ばりなどの発生を効果的に防止することができ、クラッチドラムの寸法精度を向上させることができるという極めて優れた効果をもたらすものである。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明する。
【００１４】
発明例
図３および図４に示したマンドレルＭと、図１（ａ）の断面図に示すように、歯形突部Ｔｒの先端コーナー部の曲率半径Ｒｒを２．０ｍｍとすると共に、歯形突部Ｔｒの側面の傾斜角度、すなわち歯形突部側面と当該転造ローラＲの軸に垂直な面との間の角度θｒを３０°とした転造ローラＲを用いて、プレス加工によってカップ状に予備成形されたワークＷに図３および図４に示した同様の方法により転造を施し、ワークＷの側面に、図１（ｂ）に示すように、歯元部の曲率半径Ｒｄが２．０ｍｍ、歯面角度θｄが３０°の歯形Ｔを形成して、図２に示したような形状のクラッチドラムＤを得た。
【００１５】
成形完了の後、得られたクラッチドラムＤの外観を調査し、表面欠陥の有無を確認した結果、このようにして成形したクラッチドラムＤには、ばりや板重なりなどの発生は認められず、寸法精度の高い良好な品質を備えていることが判明した。
【００１６】
比較例１
図３および図４に示したマンドレルＭと転造ローラＲを用いた同様の方法により、ワークＷに転造を施すに際して、歯形突部Ｔｒの先端コーナー部の曲率半径Ｒｒが０．５ｍｍであると共に、歯形突部Ｔｒの側面の傾斜角度θｒが２４°である転造ローラＲを用いてワークＷの側面に歯形Ｔを形成し、クラッチドラムＤを得た。こののち、同様にクラッチドラムＤの外観を調査したところ、クラッチドラムＤの端面に板重なりの発生が認められた。
【００１７】
比較例２
上記発明例および比較例と同様の方法により、ワークＷに転造を施すに際して、歯形突部Ｔｒの側面の傾斜角度θｒが２４°であると共に、歯形突部Ｔｒの先端部の曲率半径Ｒｒが２．０ｍｍである転造ローラＲを用いて、ワークＷの側面に歯形Ｔを形成し、クラッチドラムＤを得た。そして、同様に得られたクラッチドラムＤの外観調査を行ったところ、比較例１の場合よりは若干減少してはいるものの、同様にクラッチドラムＤの端面に板重なりの発生が認められた。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ） 本発明の実施例に用いた転造ローラの歯形突部の形状を示す断面図である。
（ｂ） 図１（ａ）に示した転造ローラにより得られたクラッチドラムの歯形形状を示す断面図である。
【図２】（ａ） クラッチドラムの外観形状を示す斜視図である。
（ｂ） 図２（ａ）に示したクラッチドラムの縦断面図である。
（ｃ） 図２（ａ）に示したクラッチドラムの横断面図である。
【図３】図２（ａ）に示したクラッチドラムの歯形の転造方法を説明する縦断面図である。
【図４】図２（ａ）に示したクラッチドラムの歯形の転造方法を説明する横断面図である。
【図５】（ａ）ないし（ｃ）は図３および図４に示した歯形の転造過程を示す工程図である。
【符号の説明】
Ｄ クラッチドラム
Ｔ （クラッチドラムの）歯形
Ｒｄ 歯元部の曲率半径
θｄ 歯面角度
Ｍ マンドレル
Ｔｍ （マンドレルの）歯形
Ｒ 転造ローラ
Ｔｒ 歯形突部
Ｒｒ 歯形突部先端部の曲率半径
θｒ 歯形突部側面の傾斜角度
Ｗ ワーク

Claims (2)

1. 軸方向に沿った複数の歯形を歯車状に備えたマンドレルの外周部に装着した中空円筒状ワークに、転造ローラの断面梯形状をなす歯形突部を押圧しながらマンドレルの軸方向および軸回り方向に相対移動させて前記ワークの側面外周部に複数の歯形を成形するに際し、
   前記転造ローラの歯形突部先端のコーナー部の曲率半径を１．５〜２．５ｍｍの範囲とすると共に、歯形突部側面の転造ローラ軸に垂直な面に対する傾斜角度を２５〜３５°の範囲とすることを特徴とするクラッチドラムの歯形成形方法。
2. 断面梯形状をなす歯形突部を備えた転造ローラの押圧により形成され、軸方向に沿った複数の歯形を側面外周部に歯車状に備えた中空円筒状クラッチドラムにおいて、
   前記歯形の歯元部の曲率半径が１．５〜２．５ｍｍの範囲であると共に、歯面角度が２５〜３５°の範囲であることを特徴とするクラッチドラムの歯形。

Images