JP3924742B2 - シフトヨークの加工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部分造厚加工方法に関するものである。より特徴的には、本発明は厚さの薄い金属部材の余肉を流動させて、この金属部材の一部を造厚する加工方法に関するものである。
【０００２】
機械部品のなかには、必要な部分のみを局部的に板厚（肉厚）を増加させて強度を向上させるものがある。
例えば、厚さの薄い板金製のケース外周縁部に厚肉部を形成する場合がある。
関連する従来の技術では、特開平６−２１８４４２号公報に開示された増肉プレス加工方法、特開平７−１５５８８３号公報に開示されたプレス加工による局部肉厚増加方法、さらには特開平１１−３２００２１号公報に開示された板金の厚肉化プレス方法がある。ただし、これら加工方法はいずれも（Ａ）曲げ又は絞り加工によって板金部材の一部に傾斜フランジ部を形成する予備工程と、（Ｂ）前記傾斜フランジ部の一部をこの板厚が減少する方向に圧潰して余肉を必要箇所へ流動させる造厚工程とを段階的に行って、板金部材の一部に厚肉部を形成することを基本的な特徴としていた。
しかしながら、厚さの薄い略板状の金属部材に対して、上記予備工程（Ａ）を経ずに、直接金属部材を板厚方向にプレス加工して余肉を必要箇所へ流動させる造厚工程（Ｂ）を行う部分造厚加工方法が求められる場合がある。
【０００３】
特に、手動変速機に用いるシフトフォークとシフトヨークの縁部に係合部を形成する例を挙げることができる。
当業者には公知なように、手動変速機に用いるシフトフォークは、同期機構のシフトスリーブを跨ぐために係合腕部を一体形成して両側に延ばし、各々の係合腕部先端部のシフトスリーブとの摺動面において耐磨耗性を向上させる必要があった。この際、従来の技術では、シフトフォークの係合腕部先端部に滑り性の良い樹脂被覆を射出成形してシフトスリーブに対する係合部を形成し、またはシフトフォークの係合腕部先端部に高周波焼入れまたは硬質クロムめっきによる加工を行い、あるいは、シフトフォーク先端の爪部に交換可能な耐摩耗性部材を装着させて、シフトフォーク係合部の板厚を増加させて強度を向上させていた。
そこで、シフトフォークをプレス加工して、余肉を流動させて板厚を造厚して係合部を形成する方法が求められる場合がある。
シフトヨークの場合も同様に、操作力を伝達する係合部の板厚を厚くすることが求められる場合がある。但し、シフトヨークの場合、シフトシャフト上に取り付けられるため、本体に曲げ加工を行うことがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、特に厚さの薄い板金部材の一部のみを局部的に造厚させるために、直接金属部材を板厚方向にプレス加工して余肉を必要箇所へ流動させる造厚工程を用いて効果的にシフトヨークの係合部の厚さを厚くするとともに、シフトヨークの本体の板厚方向の曲げ加工を行うシフトヨークの加工方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、逃げ部と該逃げ部に近接して傾斜部とを備えるプレス面の一対を上下に対称的に用いて、これらの間で、略板状の板金のシフトヨークのうち、操作力を伝達する係合部を板厚方向にプレス加工することで、前記係合部の縁部を圧潰して、前記縁部の厚さを最小にし、前記一対の傾斜面に沿って、前記シフトヨークの組織を前記一対の逃げ部に流動させて、前記シフトヨークの係合部の厚さを上下に対称的に厚くし、さらに、前記シフトヨークのうち、長手方向に延びる本体部の厚さを前記プレス加工前の厚さに保つことで、前記長手方向に延びる本体部に対して板厚方向に曲げ加工を行って、シフトシャフト取付部を形成することを特徴とする。
このように構成することにより、簡単で経済的な方法によって、直接金属部材を板厚方向にプレス加工して余肉を必要箇所へ流動させて、シフトヨークの係合部の厚さを効果的に厚くする。このため、所望の係合部の厚さを得るために、板金の厚さを薄くできるので、シフトヨークの本体に対する曲げ加工が容易になる。従って、シフトヨークの軽量化と低コスト化を達成できる。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載されたものにおいて、前記傾斜面は、前記逃げ部の両側に夫々対に備えられており、前記プレス加工では、前記係合部の縁部を両側から同時に圧潰することを特徴とする。
このように構成することにより、一度のプレス加工によって、シフトヨークの係合部の縁部を外周側と内周側の双方から同時に圧潰するので、逃げ部に向けてシフトヨークの組織を効果的に流動させることができる。
【０００７】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載されたものにおいて、前記プレス加工では、前記シフトヨークの係合部の厚さを約１．２倍〜約１．５倍の範囲で厚くすることを特徴とする。
このように構成することにより、所望の係合部の厚さを得るために、実施上、好適な範囲で、板金の厚さを薄くすることができ、例えば、厚さ約４ｍｍの板金をプレス加工することで、厚さ約６ｍｍの係合部を得ることが可能になる。そして、厚さ約４ｍｍの板金を曲げ加工することで、簡単に、シフトシャフト取付部を形成することができる。
【０００８】
そして、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載されたものにおいて、前記曲げ加工は、前記長手方向に延びる本体部に対して、軸部の外面に巻き付ける巻付加工を行うことを特徴とする。
このように構成することにより、シフトヨーク本体の厚さを部分造厚加工前の厚さに保つことで、シフトヨーク本体にシフトシャフト挿通用のドリル加工等の孔開け処理を施すことなく、軸部を用いた巻付加工を行うことで、より取付面の広いシフトシャフト取付部を形成することができる。
【０００９】
そして、請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載されたものにおいて、前記曲げ加工は、前記長手方向に延びる本体部に対して、シフトシャフト用の孔開け処理を施してから、約９０度折曲させることを特徴とする。
このように構成することにより、シフトヨーク本体の厚さを部分造厚加工前の厚さに保つことで、簡単にシフトシャフト取付部を形成することができる。
【００１０】
本発明に係る部分造厚加工方法は基本的には以上のように構成されるが、好適には、傾斜面を有する凸状部と逃げ部（凹状部）を備えるプレス面を用いて、厚さの薄い略板状の板金部材に対してこの板厚方向からプレス加工を行う。この際、前記プレス面は前記傾斜面を用いることで、金属部材をこの結晶粒のほぼすべり方向に沿って組織を流動させて、結晶体である金属部材を無理なく塑性変形する。また、金属部材は傾斜面に沿って縁部にて加圧を受けて余肉を流動させる際、加工硬化を生じさせて、金属部材の板厚変形に伴ってこの縁部の強度を高める。ただし、金属部材は傾斜面に沿って縁部にて加圧を受けたこの部位をトリミング加工によって取り除き、さらなる軽量化を達成してもよい。また、逃げ部に沿って部分造厚した金属部材の部位をさらに表面硬化してもよい。例えば、構造用炭素鋼または合金鋼を金属部材として使用した場合には、さらに高周波焼入れを行って、この造厚部位の硬さと疲労強度を高めてもよい。さらに、プレス加工は金属部材に対して一方向からのみ行われてもよく、または双方向から行われてもよい。また、後者の場合において、略板状の金属部材に対して正面側からプレス加工するプレス面と背面側からプレス加工するプレス面は非対称であってもよい。さらに、本発明に係る部分造厚加工方法はシフトフォーク、シフトヨーク以外の様々な機械部品に対して応用できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の新規な特徴は、特に添付した請求の範囲に詳しく説明しているが、本発明は、図面と共に説明した以下の詳細な説明からさらに明らかになる。
まず、図１〜図６を参照して、本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法について説明する。
次に、図７〜図１１を参照して、本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法を用いた、シフトフォークとシフトヨークの部分造厚加工方法について説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第一の実施形態に係るプレス加工装置Ａ１を示す図である。
図示した装置Ａ１は二つのプレス部２０、３０よりなり、これらプレス部２０、３０の間に金属部材１０を配置してプレス加工する。好適には、一方のプレス部３０を基盤としてこの上面に金属部材１０を配置し（図１の（Ａ）参照）、他方のプレス部２０をこの基盤３０に対して垂直方向に移動（矢印Ｚ１、Ｚ２参照）させてプレス加工を行う（図１の（Ｂ）参照）。ただし、プレス方向Ｚ１と被加工部材である金属部材１０の板厚方向とは平行である。
【００１３】
具体的には、プレス部２０、３０はそれぞれ凸状部２２、３２と逃げ部(凹状部)２３、３３を有するプレス面２１、３１を備え、これらプレス部２０、３０を対向移動させることで、プレス面２１、３１によって金属部材１０を平行にプレス加工する。この際、プレス面２１、３１及びこの縁部の凸状部２２、３２にて金属部材を加圧するとともに、特に凸状部２２、３２から逃げ部２３、３３まで金属部材１０の組織を板厚方向に対して交叉する方向に流動させて、逃げ部２３、３３に沿って金属部材１０の板厚を厚くする。ただし、凸状部２２、３２は押圧面上に傾斜面２４、３４を形成して、金属部材１０を縁部から加圧する際に傾斜面２４、３４に沿って金属部材の組織を流動させる。故に、加工装置Ａ１は、金属部材１０の一部の板厚を薄くする（符号１２参照）とともに一部の板厚を厚くして（符号１３参照）、金属部材１０を塑性変形する（図１の（Ｂ）参照）。
【００１４】
尚、当業者には公知であるが、結晶の塑性変形は、原子が原子面を境にしてこの相対位置を結晶の最小並進ベクトル方向に変更したすべりに起因する。即ち、金属部材はこの結晶構造特有のすべり面とすべり方向からなるスリップシステムに従ってすべりを行うことで、無理なく塑性変形を行う。
これに対して、例えば、特開平７−１５５８８３号公報に開示されたプレス加工による局部肉厚増加方法では、板金部材の外周縁部にまず開きフランジ部を曲折形成して、次に該フランジ部の一部をこの板厚が減少する方向に圧潰して余肉を必要箇所へ流動させていた。この場合、無理な方向に金属部材を座屈させるため折り込み欠陥を生じさせ、この折り込み欠陥を除去するために後工程において機械加工を施す場合があった。
本発明の第一の実施形態では、略板状の金属部材１０を板厚方向に加圧する際、傾斜面２４、３４に沿って金属部材１０を押し込むことで、この金属部材を構成する原子をすべり面に沿ってすべり方向に無理なく塑性変形させる。
ただし、プレス面２１、３１中央付近にて同じく金属部材１０を加圧することで、この金属部材はプレス面２１、３１中央付近からも上記逃げ部に向かって一部流動する。
【００１５】
このように、傾斜面２４、３４と逃げ部２３、３３を備えるプレス面２１、３１を用いて略板状の金属部材１０を板厚方向Ｚ１にプレス加工することで、プレス面２１、３１とこの縁部の傾斜面２４、３４にて金属部材１０を加圧することにより、金属部材１０の組織を傾斜面２４、３４に沿って逃げ部２３、３３まで流動させて、金属部材１０の板厚を逃げ部２３、３３に沿って部分造厚する。具体的には、図１の（Ｂ）に示すように、プレス面２１、３１に対する逃げ部２３、３３の高さｄのみ、金属部材１０は最初の板厚Ｄ１をＤ２まで変化させる。ただし、逃げ部２３、３３は金属部材１０の両側に配設されているため、Ｄ２の大きさはＤ１+２ｄに等しい。
従って、図２に示すように、上記加工装置Ａ１を用いることで、ほぼ均一な厚さＤ１を有する略板状の金属部材１０（図２の（Ａ）参照）の本体１１を板厚方向にプレス加工することで、側部１２を圧潰して変形するとともに、逃げ部２３、３３に沿って隆起部（造厚部）１３を形成する（図２の（Ｂ）参照）。そして、金属部材１０の板厚を隆起部１３にて厚さＤ２まで造厚した後、後工程で圧潰部（被加圧部）１２を取り除く（図２の（Ｃ）参照）。
具体的には、本発明に係る実施の形態では、少なくとも２ｍｍ以上の厚さの金属部材に対して部分造厚するが、好適には加工前の金属部材の厚さに対して、約１．２倍〜１．５倍の範囲で部分造厚する。ただし、金属部材の厚さが厚くなる程、部分造厚加工は容易であるが、金属部材の厚さが薄くなるに従い部分造厚加工は困難になる。
【００１６】
尚、上記金属部材１０は縁部１２にて加圧を受けて余肉を流動させる際、加工硬化を伴う。これは、プレス部２０、３０による変形の進行とともに金属部材１０が格子欠陥を生じさせて、堆積した転位の応力場が他の転位の運動を阻害し、応力を上昇させるためである。
従って、この金属部材１０の縁部１２の強度を増加させる必要がある場合には、特に塑性変形された箇所１２をこの形態のまま残すことが望ましい。
一方、金属部材１０の軽量化を図る必要がある場合には、この塑性変形された箇所１２をトリミング加工して除去する（図２の（Ｃ）参照）ことが望ましい。この場合、無駄な余肉を取り除くことで、金属部材１０全体のさらなる軽量化に貢献できる。
【００１７】
さらに、金属部材１０は板厚を厚くした箇所（符号１３参照）の表面に対して、継続して表面硬化処理を行ってもよい。これは、表面を利用する機械部品のなかには表面層のみを硬化させ、内部は強靱のまま保ち、耐磨耗性とじん性という矛盾した要求を満足させることが必要なものがあるためである。
例えば、上記金属部材１０として焼入れ性を有する機械構造用炭素鋼または合金鋼を使用する場合には、表面硬化として高周波焼入れを行うことが思料される。高周波焼入れは被加工部材の表面に短時間で多量のエネルギーを与え、表面層のみを変態点以上の温度に上昇させた後、直ちに急冷して表面層のみを焼入れ硬化させる。このため、高周波焼入れを行った鋼材は硬さが高く、また疲労強度も高くなる。
故に、本発明の第一の実施形態に係る部分造厚加工方法を用いることで、隆起部１３の板厚をＤ１からＤ２まで造厚させるとともにこの表面層を硬化させることができ、実務上好適である。
ただし、隆起部１３が上記加工硬化によって十分な強度を備える場合には、継続してさらなる高周波焼入れを行わなくてもよい。
【００１８】
また、本発明の第一の実施形態に従う部分造厚加工方法は、図２に示す略円板形状のワーク１０の外周縁部に沿った部分造厚加工に限定されず、他様々な形状のワークに応用することができる。
例えば、本発明に係る第二の実施形態では、図３及び図４に示すように、略板状の金属部材１０に対して、この一部１１ａの板厚を造厚させる。この場合、図３に示すように、この金属部材１０の外部形状に従うプレス面２１、３１を有するプレス部２０、３０を備えた加工装置Ａ２を使用する。例えば、図４に示すように金属部材１０が隙間を有する場合には、金属部材１０をこの隙間に沿って支持する（符号２５及び３５参照）。
【００１９】
即ち、図３の（a）に示すように、プレス面２１、３１上に各々噛合する係合凹部２５と係合凸部３５を備えて金属部材１０を内接して位置決めする。
そして、図１に示した加工装置Ａ１と同様にして、プレス部２０、３０のうち少なくともいずれか一方を金属部材１０の板厚方向に対向移動させて、両者の間で金属部材１０をプレス加工する。
ただし、図３の（ｂ）に示すように、加工装置Ａ２は上記加工装置Ａ１と異なり、傾斜面２４、３４と逃げ部２３、３３との間に段差２６、２７（図１参照）を設けず、両者を連続させる。このため、外周縁部より金属部材を加圧する際に、より滑らかに金属部材１０の組織を逃げ部２３、３３まで流動できる。
【００２０】
従って、図４の概略図に示すように、一定の厚さを有する金属部材１０はこの外周縁部１１ａから加圧されることで、図４の（Ｂ）に示すように、端部１２で圧潰されるとともに、この圧潰された組織を逃げ部２３、３３に逃がして隆起部１３を形成する。継続して、圧潰部１２を取り除くことで、図４の（Ｃ）に示すように、一定の厚さを有する金属部材１０に対して所望の部分１３のみ造厚加工を施すことが可能になる。
【００２１】
さらに、本発明に係る第三の実施形態では、図５及び図６に示すように、略板状の金属部材１０に対して、この外周縁部１１ａ及び内周縁部１１ｂの双方から板厚を造厚させる。この場合、図５に示すように、この金属部材の外周縁部１１ａ及び内周縁部１１ｂの双方に対して傾斜面２４ａ、２４ｂ、３４ａ、３４ｂをプレス加工させるプレス面２１、３１を備えた加工装置Ａ３を使用する。
【００２２】
尚、図６に示すように、金属部材１０が隙間を有する場合には、金属部材１０をこの外部形状に沿って支持する。即ち、図５の（a）に示すように、プレス面２１、３１上に各々噛合する係合凹部２５と係合凸部３５を備えて金属部材１０を内接して位置決めする。
そして、加工装置Ａ１、Ａ２と同様にして、プレス部２０、３０のうち少なくともいずれか一方を金属部材１０の板厚方向に対向移動させて、両者の間で金属部材１０をプレス加工する。
ただし、図５の（ｂ）に示すように、加工装置Ａ３は上記加工装置Ａ１と異なり、傾斜面２４、３４と逃げ部２３、３３との間に段差２６、２７を設けず、両者を連続させる。このため、縁部より金属部材を加圧する際に、より滑らかに金属部材１０の組織を逃げ部２３、３３まで流動できる。
【００２３】
従って、図６の概略図に示すように、一定の厚さを有する金属部材１０はこの外周縁部１１ａと内周縁部１１ｂから加圧されることで、図６の（Ｂ）に示すように、端部１２ａ、１２ｂで圧潰されるとともに、圧潰された組織を逃げ部２３、３３に逃がして隆起部１３を形成する。継続して、圧潰部１２ａ、１２ｂを取り除くことで、図４の（Ｃ）に示すように、一定の厚さを有する金属部材１０に対して所望の部分１３のみ造厚加工を施すことが可能になる。
【００２４】
尚、以上説明した本発明の第一〜第三の実施形態に係る加工装置Ａ１〜Ａ３の傾斜面２４、３４の傾斜角度ａ１〜ａ４は、金属部材１０の外部形状に基づいて各々独立して決定される。
また、本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法は、他様々な形態の加工装置を用いて行われてもよい。例えば、本発明の他の実施形態に従う部分造厚加工方法では、常に二つのプレス部２０、３０を使用するとは限らず、単一のプレス部を用いて、金属部材１０の片面のみを加工してもよい（図示せず）。
また、各々非対称のプレス面２１、３１を有する、二つのプレス部２０、３０を用いて金属部材１０をより複雑な形状に加工してもよい（図示せず）。
そして、上記プレス面２１、３１に形成する凸状部２２、３２と逃げ部２３、３３は常に一段階にて金属部材１０の組織を流動させるとは限らず、これら凸状部２２、３２と逃げ部２３、３３とを多段階にわたって形成してもよい（図示せず）。
【００２５】
さらに、図１〜図６を用いて説明した本発明の第一〜第三の実施形態に係る加工装置Ａ１〜Ａ３は、プレス方向Ｚ１、Ｚ２に沿って手動により操作されてもよく、または自動制御されてもよい。後者の場合には、少なくともプレスタイミング、プレス距離、プレス速度等を任意に設定自在に提供するのが好ましい。また、少なくともプレス部２０と３０のうちいずれか一方を、リンク機構、歯車機構、または圧力機構等（図示せず）を利用して垂直方向Ｚ１、Ｚ２に移動させるのが好ましい。
【００２６】
次に、以上説明した本発明の実施の形態に係る部分造厚加工方法を、特に手動変速機のシフト装置に適用した場合について説明する。
【００２７】
図７は、変速機の一部、特にシフトヨーク５０からシフトフォーク４０に操作力を伝達するシフト装置を表している。シフト装置は、通常、シフトレバー（図示せず）からの操作力をシフトヨーク５０、シフトシャフト６０、シフトフォーク４０、そして同期機構のシフトスリーブ（図示せず）の順に伝達することで、変速機内部の歯車列（図示せず）の作動状態を切り替える。この際、シフトフォーク４０の係合部４３とシフトヨーク５０の係合部５３は操作力を直接伝達するため、図示されるように、特に部分造厚されて十分な強度を備える必要がある。以下、添付した図８〜１１を参照して、図１〜図６に示した本発明の第一〜第三の実施形態に係る金属部材の部分造厚加工方法に従う、シフトフォーク４０とシフトヨーク５０の部分造厚加工方法について説明する。
【００２８】
図８を参照して、シフトフォーク４０の部分造厚加工方法について説明する。
まず、一定の厚さを有する板金を用意し（図示せず）、
この板金を所定のシフトフォーク４０の輪郭に沿ってプレス加工し（図８のＡ参照）、この際、
上記加工装置Ａ１〜Ａ３を利用して、シフトフォーク４０の本体４１のうち特に係合腕部の内周縁部４４を板厚方向にプレス加工することで、シフトフォーク４０の組織を上記傾斜面２４、３４に沿って上記逃げ部２３、３３まで流動させて、端部４２を圧潰するとともにシフトフォーク４０の係合腕部先端部を符号４３に示すように部分造厚する（図８のＢ参照）；
不要であれば、係合腕部の内周縁部４２をトリミング処理し（図８のＣ参照）；そして、必要があれば、
係合腕部先端部４３に対して高周波焼入れ処理を行う（図示せず）。
尚、ここで符号４１、４２、４３は、それぞれ図１〜図６に示した金属部材１０の本体１１、圧潰部１２、隆起部（造厚部）１３に各々相当する。
【００２９】
ただし、用意した略板状の板金を、まず図８のＡに示したシフトフォーク４０の輪郭に沿ってプレス加工してから、次に図８のＢに示した係合腕部先端部４３の部分造厚を行ってもよく、あるいはこれら加工を単一のプレス加工から同時に行ってもよい（図示せず）。
また、図８では、シフトフォーク４０の内周側から余肉を流動させて部分造厚を行っているが、この際、金属部材の組織を流動させて形成する隆起部４３からやや間隔を置いた縁部４４（図８のＡ参照）から加圧している。
【００３０】
他方、図９に示すように、シフトフォーク４０の係合腕部の外周縁部４５（図９のＡ参照）から余肉を流動させて、この係合腕部の外周側の本体を圧潰して余肉をシフトフォーク内周側に向けて流動させて部分造厚を行ってもよい（図９のＢ参照）。この場合、加工後のシフトフォーク係合腕部の断面は、符号４２に示すように外周側が圧潰され、符号４３に示すように内周側の板厚が広げられる略三角形状になる。
【００３１】
図８に示した加工方法と図９に示した加工方法の相違は、本体の余肉を流動させて隆起部４３を形成する際に、図８では本体にあらかじめ延長部４４を設けてこの延長部４４を加圧していたのに対して、図９では直接本体の一部４５を加圧する点にある。ただし、この相違点は上記加工装置Ａ１〜Ａ３を用いた加工方法の範囲内にある。
尚、上記加工装置Ａ１〜Ａ３のいずれかを利用することで、シフトフォーク４０を内周側及び外周側の双方から加圧して、係合部４３を形成してもよい（図示せず）。
【００３２】
このようにして、本発明の実施の形態に係るシフトフォーク４０の加工方法では、板金からシフトフォーク４０とこの係合部４３を形成するため、従来の技術と比較してより低コストで軽量なシフトフォークを提供することができ、さらに切削加工を必要とせず、プレス加工のみからシフトフォークの部分造厚加工を行うため、設備投資を削減でき、故に商品の競争力増加に役立つため、実務上好適である。
尚、シフトフォークの部分造厚加工を行う場合には、厚さ約５ｍｍの板金をプレス加工して、シフトフォークの係合腕部を厚さ約７ｍｍまで約１．４倍に部分造厚するのが好ましい。
ただし、同様にしてシフトフォーク本体の他の周縁部を造厚してもよい（図示せず）。
また、シフトシャフト取付部４９は、本発明の実施の形態に係る部分造厚加工方法の前または後に形成してもよい。
【００３３】
次に、図１０を参照して、図１〜図６に示した本発明の第一〜第三の実施形態に係る金属部材の部分造厚加工方法に従う、シフトヨーク５０の部分造厚加工方法について説明する。
【００３４】
まず、一定の厚さを有する板金を用意し（図示せず）、
この板金を所定のシフトヨーク５０の輪郭に沿ってプレス加工し（図１０のＡ参照）、この際、
上記加工装置Ａ１〜Ａ３を利用して、シフトヨーク５０の本体５１のうち特に係合腕部の内周縁部５４と外周縁部５５を板厚方向にプレス加工することで、シフトヨーク５０の組織を上記傾斜面２４、３４に沿って上記逃げ部２３、３３まで流動させて、端部５２ａ、５２ｂを圧潰するとともにシフトヨーク５０の係合部を符号５３に示すように部分造厚する（図１０のＢ参照）；
不要であれば、係合部の端部５２ａ、５２ｂをトリミング処理し（図１０のＣ参照）；そして、必要があれば、
係合部５３に対して高周波焼入れ処理を行う（図示せず）。
尚、ここで符号５１、５２、５３は、それぞれ図１〜図６に示した金属部材１０の本体１１、圧潰部１２、隆起部（造厚部）１３に各々相当する。
【００３５】
ただし、用意した略板状の板金から、まず図１０のＡに示したシフトヨーク５０の輪郭に沿ってプレス加工してから、図１０のＢに示した係合部５３の部分造厚を行ってもよく、あるいはこれら加工を単一のプレス加工から同時に行ってもよい。
また、シフトヨーク５０の係合部５３を造厚させる際、図３に示した第二の実施の形態に係る部分造厚加工方法に従って外周面側５５または内周面側５４のいずれか一方から造厚させてもよく、または図５に示した第三の実施の形態に係る部分造厚加工方法に従って外周面側５５と内周面側５４の双方から造厚させてもよい。
【００３６】
この加工方法では、板金からシフトヨーク５０とこの係合部５３を形成するため、従来の技術と比較してより低コストで軽量なシフトヨークを提供することができ、さらに切削加工を必要とせず、プレス加工のみからシフトヨークの部分造厚加工を行うため、設備投資を削減でき、故に商品の競争力増加に役立つため、実務上好適である。
尚、シフトヨークの部分造厚加工を行う場合には、厚さ約４ｍｍの板金をプレス加工して、シフトヨークの係合部を厚さ約６ｍｍまで約１．５倍に部分造厚するのが好ましい。
【００３７】
また、シフトヨーク５０の係合部５３を造厚させる場合、図１０のＤ、Ｅに示すように、図１０のＡ〜Ｃに示した造厚加工工程に継続して、長手方向に延在するシフトヨーク５０の本体部５１を略円柱形状または略円筒形状の軸部（巻取部）７０の外面７１に対して巻き付けて（符号５１’参照）、シフトシャフト取付部５９を形成することができる。この巻付加工は、係合部５３の厚さを造厚するとともにシフトヨークの本体５１の厚さを部分造厚加工前の厚さに保つことによって可能となる。これは、板金からなるシフトヨーク５０の本体５１の厚さが約６ｍｍを超える場合、一般的に、径の小さい軸部７０に対してシフトヨーク５０の本体５１を巻き付けることが困難になることに起因する。
このようにして、厚さの薄い金属部材に対してプレス加工を施して余肉を流動させて、本体を局所的に造厚させることで、この本体に対してさらなる曲げ加工等を行うことが可能になる。
ただし、図１０のＡ〜Ｃの加工工程を経て形成したシフトヨーク５０を軸部７０を使用せず、直接シフトシャフト６０（図７参照）に対して巻き付けてもよい。
【００３８】
さらに、図１１に示すように、シフトヨーク５０の本体５１に対して、従来の技術で公知のドリル等を使用した孔開け処理を行って、シフトシャフト取付部５８を形成してもよい。尚、図１１のＡはシフトヨークの斜視図を示し、図１１のＢはこの側面図を示し、そして図１１のＣはこの平面図を示している。
図１１では、図１０のＡ〜Ｃに示した造厚加工工程を施した後、係合部１３に高周波焼入れを行うとともに（斜線５６参照）、この本体１１にシフトシャフト７０（図７参照）挿通用のドリル加工等の孔開け処理を施す（符号５８参照）。そして、曲げ部５７にてシフトヨーク５０の本体５１を約９０度折曲させて、シフトシャフト７０上に取り付ける。
【００３９】
以上説明した加工方法によって、直接金属部材をプレス加工して余肉を必要箇所へ流動させる造厚工程を行う、部分造厚加工方法を提供することが可能になる。さらに、この加工方法を用いることで、特に板金部材に対して簡単で低コストな加工工程を行うことで、シフトフォークとシフトヨークの部分造厚加工方法を提供することが可能になる。
ただし、これらシフトフォークとシフトヨークを板金部材からシフトヨーク一体型シフトフォーク（図示せず）としてプレス加工してもよい。
【００４０】
また、上記加工方法を用いることで、例えば厚さの薄い板金製のケース外周縁部に対して、本発明の実施の形態に係る増肉加工を施すことで、例えばＯリング等のシール部材を装着するための厚肉部を形成できる（図示せず）。
【００４１】
【発明の効果】
以上の如く、本発明におけるシフトヨークの加工方法において、請求項１に記載した発明によれば、簡単で経済的な方法によって、直接金属部材を板厚方向にプレス加工して余肉を必要箇所へ流動させて、シフトヨークの係合部の厚さを効果的に厚くする。このため、所望の係合部の厚さを得るために、板金の厚さを薄くできるので、シフトヨークの本体に対する曲げ加工が容易になる。従って、シフトヨークの軽量化と低コスト化を達成できる。
【００４２】
また、請求項２に記載した発明によれば、請求項１に記載の発明の奏する効果に加え、一度のプレス加工によって、シフトヨークの係合部の縁部を外周側と内周側の双方から同時に圧潰するので、逃げ部に向けてシフトヨークの組織を効果的に流動させることが可能になる。
【００４３】
さらに、請求項３に記載した発明によれば、請求項１または２に記載の発明の奏する効果に加え、所望の係合部の厚さを得るために、実施上、好適な範囲で、板金の厚さを薄くすることができ、例えば、厚さ約４ｍｍの板金をプレス加工することで、厚さ約６ｍｍの係合部を得ることが可能になる。そして、厚さ約４ｍｍの板金を曲げ加工することで、簡単に、シフトシャフト取付部を形成することが可能になる。
【００４４】
そして、請求項４に記載した発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の奏する効果に加え、シフトヨーク本体の厚さを部分造厚加工前の厚さに保つことで、シフトヨーク本体にシフトシャフト挿通用のドリル加工等の孔開け処理を施すことなく、軸部を用いた巻付加工を行うことで、より取付面の広いシフトシャフト取付部を形成することが可能になる。
【００４５】
そして、請求項５に記載した発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の奏する効果に加え、シフトヨーク本体の厚さを部分造厚加工前の厚さに保つことで、簡単にシフトシャフト取付部を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る金属部材の部分造厚加工方法を示す図である。
【図２】図１の加工方法によって変形される金属部材を段階的に示す図である。
【図３】本発明の第二の実施形態に係る金属部材の部分造厚加工方法を示す図である。
【図４】図３の加工方法によって変形される金属部材を段階的に示す図である。
【図５】本発明の第三の実施形態に係る金属部材の部分造厚加工方法を示す図である。
【図６】図５の加工方法によって変形される金属部材を段階的に示す図である。
【図７】本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法に基づいて部分造厚加工したシフトフォークとシフトヨークを備えたシフト装置を示す図である。
【図８】本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法に基づいた内周側から加工するシフトフォークの部分造厚加工方法を示す図である。
【図９】本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法に基づいた外周側から加工するシフトフォークの部分造厚加工方法を示す図である。
【図１０】本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法に基づいたシフトヨークの部分造厚加工方法を示す図である。
【図１１】本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法を行うともに、シフトシャフト取付部を孔開け処理にて形成したシフトヨークを示す図である。
【符号の説明】
Ａ１〜Ａ３ 加工装置
１０ 金属部材
１１ 本体
１１ａ、１１ｂ 縁部
１２、１２ａ、１２ｂ 圧潰部
１３ 隆起部（造厚部）
２０、３０ プレス部
２１、３１ プレス面
２２、３２ 凸状部
２３、３３ 逃げ部（凹状部）
２４、３４ 傾斜面
４０ シフトフォーク
５０ シフトヨーク
【発明の属する技術分野】
本発明は、部分造厚加工方法に関するものである。より特徴的には、本発明は厚さの薄い金属部材の余肉を流動させて、この金属部材の一部を造厚する加工方法に関するものである。
【０００２】
機械部品のなかには、必要な部分のみを局部的に板厚（肉厚）を増加させて強度を向上させるものがある。
例えば、厚さの薄い板金製のケース外周縁部に厚肉部を形成する場合がある。
関連する従来の技術では、特開平６−２１８４４２号公報に開示された増肉プレス加工方法、特開平７−１５５８８３号公報に開示されたプレス加工による局部肉厚増加方法、さらには特開平１１−３２００２１号公報に開示された板金の厚肉化プレス方法がある。ただし、これら加工方法はいずれも（Ａ）曲げ又は絞り加工によって板金部材の一部に傾斜フランジ部を形成する予備工程と、（Ｂ）前記傾斜フランジ部の一部をこの板厚が減少する方向に圧潰して余肉を必要箇所へ流動させる造厚工程とを段階的に行って、板金部材の一部に厚肉部を形成することを基本的な特徴としていた。
しかしながら、厚さの薄い略板状の金属部材に対して、上記予備工程（Ａ）を経ずに、直接金属部材を板厚方向にプレス加工して余肉を必要箇所へ流動させる造厚工程（Ｂ）を行う部分造厚加工方法が求められる場合がある。
【０００３】
特に、手動変速機に用いるシフトフォークとシフトヨークの縁部に係合部を形成する例を挙げることができる。
当業者には公知なように、手動変速機に用いるシフトフォークは、同期機構のシフトスリーブを跨ぐために係合腕部を一体形成して両側に延ばし、各々の係合腕部先端部のシフトスリーブとの摺動面において耐磨耗性を向上させる必要があった。この際、従来の技術では、シフトフォークの係合腕部先端部に滑り性の良い樹脂被覆を射出成形してシフトスリーブに対する係合部を形成し、またはシフトフォークの係合腕部先端部に高周波焼入れまたは硬質クロムめっきによる加工を行い、あるいは、シフトフォーク先端の爪部に交換可能な耐摩耗性部材を装着させて、シフトフォーク係合部の板厚を増加させて強度を向上させていた。
そこで、シフトフォークをプレス加工して、余肉を流動させて板厚を造厚して係合部を形成する方法が求められる場合がある。
シフトヨークの場合も同様に、操作力を伝達する係合部の板厚を厚くすることが求められる場合がある。但し、シフトヨークの場合、シフトシャフト上に取り付けられるため、本体に曲げ加工を行うことがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、特に厚さの薄い板金部材の一部のみを局部的に造厚させるために、直接金属部材を板厚方向にプレス加工して余肉を必要箇所へ流動させる造厚工程を用いて効果的にシフトヨークの係合部の厚さを厚くするとともに、シフトヨークの本体の板厚方向の曲げ加工を行うシフトヨークの加工方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、逃げ部と該逃げ部に近接して傾斜部とを備えるプレス面の一対を上下に対称的に用いて、これらの間で、略板状の板金のシフトヨークのうち、操作力を伝達する係合部を板厚方向にプレス加工することで、前記係合部の縁部を圧潰して、前記縁部の厚さを最小にし、前記一対の傾斜面に沿って、前記シフトヨークの組織を前記一対の逃げ部に流動させて、前記シフトヨークの係合部の厚さを上下に対称的に厚くし、さらに、前記シフトヨークのうち、長手方向に延びる本体部の厚さを前記プレス加工前の厚さに保つことで、前記長手方向に延びる本体部に対して板厚方向に曲げ加工を行って、シフトシャフト取付部を形成することを特徴とする。
このように構成することにより、簡単で経済的な方法によって、直接金属部材を板厚方向にプレス加工して余肉を必要箇所へ流動させて、シフトヨークの係合部の厚さを効果的に厚くする。このため、所望の係合部の厚さを得るために、板金の厚さを薄くできるので、シフトヨークの本体に対する曲げ加工が容易になる。従って、シフトヨークの軽量化と低コスト化を達成できる。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載されたものにおいて、前記傾斜面は、前記逃げ部の両側に夫々対に備えられており、前記プレス加工では、前記係合部の縁部を両側から同時に圧潰することを特徴とする。
このように構成することにより、一度のプレス加工によって、シフトヨークの係合部の縁部を外周側と内周側の双方から同時に圧潰するので、逃げ部に向けてシフトヨークの組織を効果的に流動させることができる。
【０００７】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載されたものにおいて、前記プレス加工では、前記シフトヨークの係合部の厚さを約１．２倍〜約１．５倍の範囲で厚くすることを特徴とする。
このように構成することにより、所望の係合部の厚さを得るために、実施上、好適な範囲で、板金の厚さを薄くすることができ、例えば、厚さ約４ｍｍの板金をプレス加工することで、厚さ約６ｍｍの係合部を得ることが可能になる。そして、厚さ約４ｍｍの板金を曲げ加工することで、簡単に、シフトシャフト取付部を形成することができる。
【０００８】
そして、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載されたものにおいて、前記曲げ加工は、前記長手方向に延びる本体部に対して、軸部の外面に巻き付ける巻付加工を行うことを特徴とする。
このように構成することにより、シフトヨーク本体の厚さを部分造厚加工前の厚さに保つことで、シフトヨーク本体にシフトシャフト挿通用のドリル加工等の孔開け処理を施すことなく、軸部を用いた巻付加工を行うことで、より取付面の広いシフトシャフト取付部を形成することができる。
【０００９】
そして、請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載されたものにおいて、前記曲げ加工は、前記長手方向に延びる本体部に対して、シフトシャフト用の孔開け処理を施してから、約９０度折曲させることを特徴とする。
このように構成することにより、シフトヨーク本体の厚さを部分造厚加工前の厚さに保つことで、簡単にシフトシャフト取付部を形成することができる。
【００１０】
本発明に係る部分造厚加工方法は基本的には以上のように構成されるが、好適には、傾斜面を有する凸状部と逃げ部（凹状部）を備えるプレス面を用いて、厚さの薄い略板状の板金部材に対してこの板厚方向からプレス加工を行う。この際、前記プレス面は前記傾斜面を用いることで、金属部材をこの結晶粒のほぼすべり方向に沿って組織を流動させて、結晶体である金属部材を無理なく塑性変形する。また、金属部材は傾斜面に沿って縁部にて加圧を受けて余肉を流動させる際、加工硬化を生じさせて、金属部材の板厚変形に伴ってこの縁部の強度を高める。ただし、金属部材は傾斜面に沿って縁部にて加圧を受けたこの部位をトリミング加工によって取り除き、さらなる軽量化を達成してもよい。また、逃げ部に沿って部分造厚した金属部材の部位をさらに表面硬化してもよい。例えば、構造用炭素鋼または合金鋼を金属部材として使用した場合には、さらに高周波焼入れを行って、この造厚部位の硬さと疲労強度を高めてもよい。さらに、プレス加工は金属部材に対して一方向からのみ行われてもよく、または双方向から行われてもよい。また、後者の場合において、略板状の金属部材に対して正面側からプレス加工するプレス面と背面側からプレス加工するプレス面は非対称であってもよい。さらに、本発明に係る部分造厚加工方法はシフトフォーク、シフトヨーク以外の様々な機械部品に対して応用できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の新規な特徴は、特に添付した請求の範囲に詳しく説明しているが、本発明は、図面と共に説明した以下の詳細な説明からさらに明らかになる。
まず、図１〜図６を参照して、本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法について説明する。
次に、図７〜図１１を参照して、本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法を用いた、シフトフォークとシフトヨークの部分造厚加工方法について説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第一の実施形態に係るプレス加工装置Ａ１を示す図である。
図示した装置Ａ１は二つのプレス部２０、３０よりなり、これらプレス部２０、３０の間に金属部材１０を配置してプレス加工する。好適には、一方のプレス部３０を基盤としてこの上面に金属部材１０を配置し（図１の（Ａ）参照）、他方のプレス部２０をこの基盤３０に対して垂直方向に移動（矢印Ｚ１、Ｚ２参照）させてプレス加工を行う（図１の（Ｂ）参照）。ただし、プレス方向Ｚ１と被加工部材である金属部材１０の板厚方向とは平行である。
【００１３】
具体的には、プレス部２０、３０はそれぞれ凸状部２２、３２と逃げ部(凹状部)２３、３３を有するプレス面２１、３１を備え、これらプレス部２０、３０を対向移動させることで、プレス面２１、３１によって金属部材１０を平行にプレス加工する。この際、プレス面２１、３１及びこの縁部の凸状部２２、３２にて金属部材を加圧するとともに、特に凸状部２２、３２から逃げ部２３、３３まで金属部材１０の組織を板厚方向に対して交叉する方向に流動させて、逃げ部２３、３３に沿って金属部材１０の板厚を厚くする。ただし、凸状部２２、３２は押圧面上に傾斜面２４、３４を形成して、金属部材１０を縁部から加圧する際に傾斜面２４、３４に沿って金属部材の組織を流動させる。故に、加工装置Ａ１は、金属部材１０の一部の板厚を薄くする（符号１２参照）とともに一部の板厚を厚くして（符号１３参照）、金属部材１０を塑性変形する（図１の（Ｂ）参照）。
【００１４】
尚、当業者には公知であるが、結晶の塑性変形は、原子が原子面を境にしてこの相対位置を結晶の最小並進ベクトル方向に変更したすべりに起因する。即ち、金属部材はこの結晶構造特有のすべり面とすべり方向からなるスリップシステムに従ってすべりを行うことで、無理なく塑性変形を行う。
これに対して、例えば、特開平７−１５５８８３号公報に開示されたプレス加工による局部肉厚増加方法では、板金部材の外周縁部にまず開きフランジ部を曲折形成して、次に該フランジ部の一部をこの板厚が減少する方向に圧潰して余肉を必要箇所へ流動させていた。この場合、無理な方向に金属部材を座屈させるため折り込み欠陥を生じさせ、この折り込み欠陥を除去するために後工程において機械加工を施す場合があった。
本発明の第一の実施形態では、略板状の金属部材１０を板厚方向に加圧する際、傾斜面２４、３４に沿って金属部材１０を押し込むことで、この金属部材を構成する原子をすべり面に沿ってすべり方向に無理なく塑性変形させる。
ただし、プレス面２１、３１中央付近にて同じく金属部材１０を加圧することで、この金属部材はプレス面２１、３１中央付近からも上記逃げ部に向かって一部流動する。
【００１５】
このように、傾斜面２４、３４と逃げ部２３、３３を備えるプレス面２１、３１を用いて略板状の金属部材１０を板厚方向Ｚ１にプレス加工することで、プレス面２１、３１とこの縁部の傾斜面２４、３４にて金属部材１０を加圧することにより、金属部材１０の組織を傾斜面２４、３４に沿って逃げ部２３、３３まで流動させて、金属部材１０の板厚を逃げ部２３、３３に沿って部分造厚する。具体的には、図１の（Ｂ）に示すように、プレス面２１、３１に対する逃げ部２３、３３の高さｄのみ、金属部材１０は最初の板厚Ｄ１をＤ２まで変化させる。ただし、逃げ部２３、３３は金属部材１０の両側に配設されているため、Ｄ２の大きさはＤ１+２ｄに等しい。
従って、図２に示すように、上記加工装置Ａ１を用いることで、ほぼ均一な厚さＤ１を有する略板状の金属部材１０（図２の（Ａ）参照）の本体１１を板厚方向にプレス加工することで、側部１２を圧潰して変形するとともに、逃げ部２３、３３に沿って隆起部（造厚部）１３を形成する（図２の（Ｂ）参照）。そして、金属部材１０の板厚を隆起部１３にて厚さＤ２まで造厚した後、後工程で圧潰部（被加圧部）１２を取り除く（図２の（Ｃ）参照）。
具体的には、本発明に係る実施の形態では、少なくとも２ｍｍ以上の厚さの金属部材に対して部分造厚するが、好適には加工前の金属部材の厚さに対して、約１．２倍〜１．５倍の範囲で部分造厚する。ただし、金属部材の厚さが厚くなる程、部分造厚加工は容易であるが、金属部材の厚さが薄くなるに従い部分造厚加工は困難になる。
【００１６】
尚、上記金属部材１０は縁部１２にて加圧を受けて余肉を流動させる際、加工硬化を伴う。これは、プレス部２０、３０による変形の進行とともに金属部材１０が格子欠陥を生じさせて、堆積した転位の応力場が他の転位の運動を阻害し、応力を上昇させるためである。
従って、この金属部材１０の縁部１２の強度を増加させる必要がある場合には、特に塑性変形された箇所１２をこの形態のまま残すことが望ましい。
一方、金属部材１０の軽量化を図る必要がある場合には、この塑性変形された箇所１２をトリミング加工して除去する（図２の（Ｃ）参照）ことが望ましい。この場合、無駄な余肉を取り除くことで、金属部材１０全体のさらなる軽量化に貢献できる。
【００１７】
さらに、金属部材１０は板厚を厚くした箇所（符号１３参照）の表面に対して、継続して表面硬化処理を行ってもよい。これは、表面を利用する機械部品のなかには表面層のみを硬化させ、内部は強靱のまま保ち、耐磨耗性とじん性という矛盾した要求を満足させることが必要なものがあるためである。
例えば、上記金属部材１０として焼入れ性を有する機械構造用炭素鋼または合金鋼を使用する場合には、表面硬化として高周波焼入れを行うことが思料される。高周波焼入れは被加工部材の表面に短時間で多量のエネルギーを与え、表面層のみを変態点以上の温度に上昇させた後、直ちに急冷して表面層のみを焼入れ硬化させる。このため、高周波焼入れを行った鋼材は硬さが高く、また疲労強度も高くなる。
故に、本発明の第一の実施形態に係る部分造厚加工方法を用いることで、隆起部１３の板厚をＤ１からＤ２まで造厚させるとともにこの表面層を硬化させることができ、実務上好適である。
ただし、隆起部１３が上記加工硬化によって十分な強度を備える場合には、継続してさらなる高周波焼入れを行わなくてもよい。
【００１８】
また、本発明の第一の実施形態に従う部分造厚加工方法は、図２に示す略円板形状のワーク１０の外周縁部に沿った部分造厚加工に限定されず、他様々な形状のワークに応用することができる。
例えば、本発明に係る第二の実施形態では、図３及び図４に示すように、略板状の金属部材１０に対して、この一部１１ａの板厚を造厚させる。この場合、図３に示すように、この金属部材１０の外部形状に従うプレス面２１、３１を有するプレス部２０、３０を備えた加工装置Ａ２を使用する。例えば、図４に示すように金属部材１０が隙間を有する場合には、金属部材１０をこの隙間に沿って支持する（符号２５及び３５参照）。
【００１９】
即ち、図３の（a）に示すように、プレス面２１、３１上に各々噛合する係合凹部２５と係合凸部３５を備えて金属部材１０を内接して位置決めする。
そして、図１に示した加工装置Ａ１と同様にして、プレス部２０、３０のうち少なくともいずれか一方を金属部材１０の板厚方向に対向移動させて、両者の間で金属部材１０をプレス加工する。
ただし、図３の（ｂ）に示すように、加工装置Ａ２は上記加工装置Ａ１と異なり、傾斜面２４、３４と逃げ部２３、３３との間に段差２６、２７（図１参照）を設けず、両者を連続させる。このため、外周縁部より金属部材を加圧する際に、より滑らかに金属部材１０の組織を逃げ部２３、３３まで流動できる。
【００２０】
従って、図４の概略図に示すように、一定の厚さを有する金属部材１０はこの外周縁部１１ａから加圧されることで、図４の（Ｂ）に示すように、端部１２で圧潰されるとともに、この圧潰された組織を逃げ部２３、３３に逃がして隆起部１３を形成する。継続して、圧潰部１２を取り除くことで、図４の（Ｃ）に示すように、一定の厚さを有する金属部材１０に対して所望の部分１３のみ造厚加工を施すことが可能になる。
【００２１】
さらに、本発明に係る第三の実施形態では、図５及び図６に示すように、略板状の金属部材１０に対して、この外周縁部１１ａ及び内周縁部１１ｂの双方から板厚を造厚させる。この場合、図５に示すように、この金属部材の外周縁部１１ａ及び内周縁部１１ｂの双方に対して傾斜面２４ａ、２４ｂ、３４ａ、３４ｂをプレス加工させるプレス面２１、３１を備えた加工装置Ａ３を使用する。
【００２２】
尚、図６に示すように、金属部材１０が隙間を有する場合には、金属部材１０をこの外部形状に沿って支持する。即ち、図５の（a）に示すように、プレス面２１、３１上に各々噛合する係合凹部２５と係合凸部３５を備えて金属部材１０を内接して位置決めする。
そして、加工装置Ａ１、Ａ２と同様にして、プレス部２０、３０のうち少なくともいずれか一方を金属部材１０の板厚方向に対向移動させて、両者の間で金属部材１０をプレス加工する。
ただし、図５の（ｂ）に示すように、加工装置Ａ３は上記加工装置Ａ１と異なり、傾斜面２４、３４と逃げ部２３、３３との間に段差２６、２７を設けず、両者を連続させる。このため、縁部より金属部材を加圧する際に、より滑らかに金属部材１０の組織を逃げ部２３、３３まで流動できる。
【００２３】
従って、図６の概略図に示すように、一定の厚さを有する金属部材１０はこの外周縁部１１ａと内周縁部１１ｂから加圧されることで、図６の（Ｂ）に示すように、端部１２ａ、１２ｂで圧潰されるとともに、圧潰された組織を逃げ部２３、３３に逃がして隆起部１３を形成する。継続して、圧潰部１２ａ、１２ｂを取り除くことで、図４の（Ｃ）に示すように、一定の厚さを有する金属部材１０に対して所望の部分１３のみ造厚加工を施すことが可能になる。
【００２４】
尚、以上説明した本発明の第一〜第三の実施形態に係る加工装置Ａ１〜Ａ３の傾斜面２４、３４の傾斜角度ａ１〜ａ４は、金属部材１０の外部形状に基づいて各々独立して決定される。
また、本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法は、他様々な形態の加工装置を用いて行われてもよい。例えば、本発明の他の実施形態に従う部分造厚加工方法では、常に二つのプレス部２０、３０を使用するとは限らず、単一のプレス部を用いて、金属部材１０の片面のみを加工してもよい（図示せず）。
また、各々非対称のプレス面２１、３１を有する、二つのプレス部２０、３０を用いて金属部材１０をより複雑な形状に加工してもよい（図示せず）。
そして、上記プレス面２１、３１に形成する凸状部２２、３２と逃げ部２３、３３は常に一段階にて金属部材１０の組織を流動させるとは限らず、これら凸状部２２、３２と逃げ部２３、３３とを多段階にわたって形成してもよい（図示せず）。
【００２５】
さらに、図１〜図６を用いて説明した本発明の第一〜第三の実施形態に係る加工装置Ａ１〜Ａ３は、プレス方向Ｚ１、Ｚ２に沿って手動により操作されてもよく、または自動制御されてもよい。後者の場合には、少なくともプレスタイミング、プレス距離、プレス速度等を任意に設定自在に提供するのが好ましい。また、少なくともプレス部２０と３０のうちいずれか一方を、リンク機構、歯車機構、または圧力機構等（図示せず）を利用して垂直方向Ｚ１、Ｚ２に移動させるのが好ましい。
【００２６】
次に、以上説明した本発明の実施の形態に係る部分造厚加工方法を、特に手動変速機のシフト装置に適用した場合について説明する。
【００２７】
図７は、変速機の一部、特にシフトヨーク５０からシフトフォーク４０に操作力を伝達するシフト装置を表している。シフト装置は、通常、シフトレバー（図示せず）からの操作力をシフトヨーク５０、シフトシャフト６０、シフトフォーク４０、そして同期機構のシフトスリーブ（図示せず）の順に伝達することで、変速機内部の歯車列（図示せず）の作動状態を切り替える。この際、シフトフォーク４０の係合部４３とシフトヨーク５０の係合部５３は操作力を直接伝達するため、図示されるように、特に部分造厚されて十分な強度を備える必要がある。以下、添付した図８〜１１を参照して、図１〜図６に示した本発明の第一〜第三の実施形態に係る金属部材の部分造厚加工方法に従う、シフトフォーク４０とシフトヨーク５０の部分造厚加工方法について説明する。
【００２８】
図８を参照して、シフトフォーク４０の部分造厚加工方法について説明する。
まず、一定の厚さを有する板金を用意し（図示せず）、
この板金を所定のシフトフォーク４０の輪郭に沿ってプレス加工し（図８のＡ参照）、この際、
上記加工装置Ａ１〜Ａ３を利用して、シフトフォーク４０の本体４１のうち特に係合腕部の内周縁部４４を板厚方向にプレス加工することで、シフトフォーク４０の組織を上記傾斜面２４、３４に沿って上記逃げ部２３、３３まで流動させて、端部４２を圧潰するとともにシフトフォーク４０の係合腕部先端部を符号４３に示すように部分造厚する（図８のＢ参照）；
不要であれば、係合腕部の内周縁部４２をトリミング処理し（図８のＣ参照）；そして、必要があれば、
係合腕部先端部４３に対して高周波焼入れ処理を行う（図示せず）。
尚、ここで符号４１、４２、４３は、それぞれ図１〜図６に示した金属部材１０の本体１１、圧潰部１２、隆起部（造厚部）１３に各々相当する。
【００２９】
ただし、用意した略板状の板金を、まず図８のＡに示したシフトフォーク４０の輪郭に沿ってプレス加工してから、次に図８のＢに示した係合腕部先端部４３の部分造厚を行ってもよく、あるいはこれら加工を単一のプレス加工から同時に行ってもよい（図示せず）。
また、図８では、シフトフォーク４０の内周側から余肉を流動させて部分造厚を行っているが、この際、金属部材の組織を流動させて形成する隆起部４３からやや間隔を置いた縁部４４（図８のＡ参照）から加圧している。
【００３０】
他方、図９に示すように、シフトフォーク４０の係合腕部の外周縁部４５（図９のＡ参照）から余肉を流動させて、この係合腕部の外周側の本体を圧潰して余肉をシフトフォーク内周側に向けて流動させて部分造厚を行ってもよい（図９のＢ参照）。この場合、加工後のシフトフォーク係合腕部の断面は、符号４２に示すように外周側が圧潰され、符号４３に示すように内周側の板厚が広げられる略三角形状になる。
【００３１】
図８に示した加工方法と図９に示した加工方法の相違は、本体の余肉を流動させて隆起部４３を形成する際に、図８では本体にあらかじめ延長部４４を設けてこの延長部４４を加圧していたのに対して、図９では直接本体の一部４５を加圧する点にある。ただし、この相違点は上記加工装置Ａ１〜Ａ３を用いた加工方法の範囲内にある。
尚、上記加工装置Ａ１〜Ａ３のいずれかを利用することで、シフトフォーク４０を内周側及び外周側の双方から加圧して、係合部４３を形成してもよい（図示せず）。
【００３２】
このようにして、本発明の実施の形態に係るシフトフォーク４０の加工方法では、板金からシフトフォーク４０とこの係合部４３を形成するため、従来の技術と比較してより低コストで軽量なシフトフォークを提供することができ、さらに切削加工を必要とせず、プレス加工のみからシフトフォークの部分造厚加工を行うため、設備投資を削減でき、故に商品の競争力増加に役立つため、実務上好適である。
尚、シフトフォークの部分造厚加工を行う場合には、厚さ約５ｍｍの板金をプレス加工して、シフトフォークの係合腕部を厚さ約７ｍｍまで約１．４倍に部分造厚するのが好ましい。
ただし、同様にしてシフトフォーク本体の他の周縁部を造厚してもよい（図示せず）。
また、シフトシャフト取付部４９は、本発明の実施の形態に係る部分造厚加工方法の前または後に形成してもよい。
【００３３】
次に、図１０を参照して、図１〜図６に示した本発明の第一〜第三の実施形態に係る金属部材の部分造厚加工方法に従う、シフトヨーク５０の部分造厚加工方法について説明する。
【００３４】
まず、一定の厚さを有する板金を用意し（図示せず）、
この板金を所定のシフトヨーク５０の輪郭に沿ってプレス加工し（図１０のＡ参照）、この際、
上記加工装置Ａ１〜Ａ３を利用して、シフトヨーク５０の本体５１のうち特に係合腕部の内周縁部５４と外周縁部５５を板厚方向にプレス加工することで、シフトヨーク５０の組織を上記傾斜面２４、３４に沿って上記逃げ部２３、３３まで流動させて、端部５２ａ、５２ｂを圧潰するとともにシフトヨーク５０の係合部を符号５３に示すように部分造厚する（図１０のＢ参照）；
不要であれば、係合部の端部５２ａ、５２ｂをトリミング処理し（図１０のＣ参照）；そして、必要があれば、
係合部５３に対して高周波焼入れ処理を行う（図示せず）。
尚、ここで符号５１、５２、５３は、それぞれ図１〜図６に示した金属部材１０の本体１１、圧潰部１２、隆起部（造厚部）１３に各々相当する。
【００３５】
ただし、用意した略板状の板金から、まず図１０のＡに示したシフトヨーク５０の輪郭に沿ってプレス加工してから、図１０のＢに示した係合部５３の部分造厚を行ってもよく、あるいはこれら加工を単一のプレス加工から同時に行ってもよい。
また、シフトヨーク５０の係合部５３を造厚させる際、図３に示した第二の実施の形態に係る部分造厚加工方法に従って外周面側５５または内周面側５４のいずれか一方から造厚させてもよく、または図５に示した第三の実施の形態に係る部分造厚加工方法に従って外周面側５５と内周面側５４の双方から造厚させてもよい。
【００３６】
この加工方法では、板金からシフトヨーク５０とこの係合部５３を形成するため、従来の技術と比較してより低コストで軽量なシフトヨークを提供することができ、さらに切削加工を必要とせず、プレス加工のみからシフトヨークの部分造厚加工を行うため、設備投資を削減でき、故に商品の競争力増加に役立つため、実務上好適である。
尚、シフトヨークの部分造厚加工を行う場合には、厚さ約４ｍｍの板金をプレス加工して、シフトヨークの係合部を厚さ約６ｍｍまで約１．５倍に部分造厚するのが好ましい。
【００３７】
また、シフトヨーク５０の係合部５３を造厚させる場合、図１０のＤ、Ｅに示すように、図１０のＡ〜Ｃに示した造厚加工工程に継続して、長手方向に延在するシフトヨーク５０の本体部５１を略円柱形状または略円筒形状の軸部（巻取部）７０の外面７１に対して巻き付けて（符号５１’参照）、シフトシャフト取付部５９を形成することができる。この巻付加工は、係合部５３の厚さを造厚するとともにシフトヨークの本体５１の厚さを部分造厚加工前の厚さに保つことによって可能となる。これは、板金からなるシフトヨーク５０の本体５１の厚さが約６ｍｍを超える場合、一般的に、径の小さい軸部７０に対してシフトヨーク５０の本体５１を巻き付けることが困難になることに起因する。
このようにして、厚さの薄い金属部材に対してプレス加工を施して余肉を流動させて、本体を局所的に造厚させることで、この本体に対してさらなる曲げ加工等を行うことが可能になる。
ただし、図１０のＡ〜Ｃの加工工程を経て形成したシフトヨーク５０を軸部７０を使用せず、直接シフトシャフト６０（図７参照）に対して巻き付けてもよい。
【００３８】
さらに、図１１に示すように、シフトヨーク５０の本体５１に対して、従来の技術で公知のドリル等を使用した孔開け処理を行って、シフトシャフト取付部５８を形成してもよい。尚、図１１のＡはシフトヨークの斜視図を示し、図１１のＢはこの側面図を示し、そして図１１のＣはこの平面図を示している。
図１１では、図１０のＡ〜Ｃに示した造厚加工工程を施した後、係合部１３に高周波焼入れを行うとともに（斜線５６参照）、この本体１１にシフトシャフト７０（図７参照）挿通用のドリル加工等の孔開け処理を施す（符号５８参照）。そして、曲げ部５７にてシフトヨーク５０の本体５１を約９０度折曲させて、シフトシャフト７０上に取り付ける。
【００３９】
以上説明した加工方法によって、直接金属部材をプレス加工して余肉を必要箇所へ流動させる造厚工程を行う、部分造厚加工方法を提供することが可能になる。さらに、この加工方法を用いることで、特に板金部材に対して簡単で低コストな加工工程を行うことで、シフトフォークとシフトヨークの部分造厚加工方法を提供することが可能になる。
ただし、これらシフトフォークとシフトヨークを板金部材からシフトヨーク一体型シフトフォーク（図示せず）としてプレス加工してもよい。
【００４０】
また、上記加工方法を用いることで、例えば厚さの薄い板金製のケース外周縁部に対して、本発明の実施の形態に係る増肉加工を施すことで、例えばＯリング等のシール部材を装着するための厚肉部を形成できる（図示せず）。
【００４１】
【発明の効果】
以上の如く、本発明におけるシフトヨークの加工方法において、請求項１に記載した発明によれば、簡単で経済的な方法によって、直接金属部材を板厚方向にプレス加工して余肉を必要箇所へ流動させて、シフトヨークの係合部の厚さを効果的に厚くする。このため、所望の係合部の厚さを得るために、板金の厚さを薄くできるので、シフトヨークの本体に対する曲げ加工が容易になる。従って、シフトヨークの軽量化と低コスト化を達成できる。
【００４２】
また、請求項２に記載した発明によれば、請求項１に記載の発明の奏する効果に加え、一度のプレス加工によって、シフトヨークの係合部の縁部を外周側と内周側の双方から同時に圧潰するので、逃げ部に向けてシフトヨークの組織を効果的に流動させることが可能になる。
【００４３】
さらに、請求項３に記載した発明によれば、請求項１または２に記載の発明の奏する効果に加え、所望の係合部の厚さを得るために、実施上、好適な範囲で、板金の厚さを薄くすることができ、例えば、厚さ約４ｍｍの板金をプレス加工することで、厚さ約６ｍｍの係合部を得ることが可能になる。そして、厚さ約４ｍｍの板金を曲げ加工することで、簡単に、シフトシャフト取付部を形成することが可能になる。
【００４４】
そして、請求項４に記載した発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の奏する効果に加え、シフトヨーク本体の厚さを部分造厚加工前の厚さに保つことで、シフトヨーク本体にシフトシャフト挿通用のドリル加工等の孔開け処理を施すことなく、軸部を用いた巻付加工を行うことで、より取付面の広いシフトシャフト取付部を形成することが可能になる。
【００４５】
そして、請求項５に記載した発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の奏する効果に加え、シフトヨーク本体の厚さを部分造厚加工前の厚さに保つことで、簡単にシフトシャフト取付部を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る金属部材の部分造厚加工方法を示す図である。
【図２】図１の加工方法によって変形される金属部材を段階的に示す図である。
【図３】本発明の第二の実施形態に係る金属部材の部分造厚加工方法を示す図である。
【図４】図３の加工方法によって変形される金属部材を段階的に示す図である。
【図５】本発明の第三の実施形態に係る金属部材の部分造厚加工方法を示す図である。
【図６】図５の加工方法によって変形される金属部材を段階的に示す図である。
【図７】本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法に基づいて部分造厚加工したシフトフォークとシフトヨークを備えたシフト装置を示す図である。
【図８】本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法に基づいた内周側から加工するシフトフォークの部分造厚加工方法を示す図である。
【図９】本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法に基づいた外周側から加工するシフトフォークの部分造厚加工方法を示す図である。
【図１０】本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法に基づいたシフトヨークの部分造厚加工方法を示す図である。
【図１１】本発明の第一〜第三の実施形態に係る部分造厚加工方法を行うともに、シフトシャフト取付部を孔開け処理にて形成したシフトヨークを示す図である。
【符号の説明】
Ａ１〜Ａ３ 加工装置
１０ 金属部材
１１ 本体
１１ａ、１１ｂ 縁部
１２、１２ａ、１２ｂ 圧潰部
１３ 隆起部（造厚部）
２０、３０ プレス部
２１、３１ プレス面
２２、３２ 凸状部
２３、３３ 逃げ部（凹状部）
２４、３４ 傾斜面
４０ シフトフォーク
５０ シフトヨーク
Claims (5)
- 逃げ部と該逃げ部に近接して傾斜部とを備えるプレス面の一対を上下に対称的に用いて、これらの間で、略板状の板金のシフトヨークのうち、操作力を伝達する係合部を板厚方向にプレス加工することで、前記係合部の縁部を圧潰して、前記縁部の厚さを最小にし、前記一対の傾斜面に沿って、前記シフトヨークの組織を前記一対の逃げ部に流動させて、前記シフトヨークの係合部の厚さを上下に対称的に厚くし、さらに、前記シフトヨークのうち、長手方向に延びる本体部の厚さを前記プレス加工前の厚さに保つことで、前記長手方向に延びる本体部に対して板厚方向に曲げ加工を行って、シフトシャフト取付部を形成することを特徴とするシフトヨークの加工方法。
- 前記傾斜面は、前記逃げ部の両側に夫々対に備えられており、前記プレス加工では、前記係合部の縁部を両側から同時に圧潰することを特徴とする請求項１に記載のシフトヨークの加工方法。
- 前記プレス加工では、前記シフトヨークの係合部の厚さを約１．２倍〜約１．５倍の範囲で厚くすることを特徴とする請求項１または２に記載のシフトヨークの加工方法。
- 前記曲げ加工は、前記長手方向に延びる本体部に対して、軸部の外面に巻き付ける巻付加工を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシフトヨークの加工方法。
- 前記曲げ加工は、前記長手方向に延びる本体部に対して、シフトシャフト用の孔開け処理を施してから、約９０度折曲させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシフトヨークの加工方法。
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