JP3940674B2 - スプライン付き変速機ハブの冷間成形法 - Google Patents

Description

【０００１】
(発明の範囲)
本発明は、自動車変速機用のハブに関する。特に、本発明は自動車変速機のハブを冷間成形する一工程製造方法に関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
クラッチハウジングのような変速機の構成部品の流し成形は、一般的な製造工程である。典型的には、打抜かれたディスクから管状シェルを作り、滑らかで一定な外径を維持しながら、駆動スプライン内歯をロール成形する。軸線方向のロール成形では、カップ状ブランクを成形マンドレルに取り付け、ロール成形ツールを軸線方向に移動させ、マンドレル上の金属を、本質的には一度に１つの歯づつ、歯形にプレスする。マンドレルは、非加工面がロール成形されるように回転され、内面全体にスプライン加工される。米国特許第5,515,955号明細書は、トルクコンバーターにスプライン歯を成形する冷間成形法を開示している。米国特許第5,384,949号明細書は、半径方向内歯と、トルク伝達管部分と、軸線方向に延びる駆動部分と、を備えたクラッチハウジングを成形する多工程冷間成形法を開示している。
【０００３】
スターターリング歯車の厚くなった外側リム部分に一連の歯を冷間成形することが米国特許第5,152,061号明細書、同第5,203,223号明細書、同第5,237,744号明細書及び同第5,404,640号明細書に開示されている。米国特許第5,404,640号明細書では、どこに歯を完全冷間成形するかということ、厳しい公差は達成が難しいこと、及び冷間成形が完了された後に、別の切断工程が必要とされることに関する指摘がある。この別の工程は、製造工程にコスト及び作業時間を増加させる。
【０００４】
従来の方法は、許容公差を達成するために、後で、機械加工或いはブローチ削りしなければならない、内側にスプラインを備えたハウジング又は外側にスプラインを備えたハウジングに限られている。スプライン歯と接触クラッチプレートとの間に潤滑剤を供給するために設けられているのが典型的であるオイルリザーバ即ちダムは、別のその後の金属除去工程で、ハウジングに機械加工されるのが典型的である。
【０００５】
（発明の概要）
本発明は、スプライン歯部分を有するツールインサート支持部材と、成形ローラを含むリザーバ部分とを用いて、外面及び内面を有するブランクから変速機ハブを冷間成形する方法に関する。この方法はブランクをツールインサート支持部材のスプライン歯部分に対して軸線方向に位置決めする工程と、スプライン歯部分をブランクの外面と係合させる工程と、半径方向圧力をブランクに作用させブランクをスプライン歯部分と係合させる工程と、ブランクの外面に一組の歯を成形する工程と、ブランクを成形ローラに対して回転させ、ブランクの内面にオイルリザーバを形成する工程と、を含む。
【０００６】
添付図面と関連して詳細な説明を考慮すると、詳細な説明によって本発明の利点がよくわかる。
【０００７】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図１に示すように、大きい曲率半径Ｒ，Ｒ１，Ｒ２で一部分が構成された内側段部を有するカップ状ブランク１０が準備される。ブランク１０は外径Ｄ０及び内径Ｄｉで定められる２つの直径を有する。ブランク１０は外面１２及び内面１４を有する。ブランク１０の底面を１６で示す。
【０００８】
ブランク１０は、当業者によってマンドレル又はダイに取り付けられて、引き抜かれる円形ディスクである。図２に示すように、一対の円孔２０が穿けらられ、或いは、ブランク１０の底面に打ち抜かれており、この目的は後述する。ブランク１０は、冷間成形が可能な鋼で成形されるのが好ましい。
【０００９】
成形工程では、図３ないし図５に示すように、ツールインサート支持部材１００にブランク１０が位置決めされる。ツールインサート支持部材１００は、下側ツール部材１０２の開口（図示せず）に挿入される。下側ツール部材１０２の開口を種々の寸法のツールインサート支持部材１００を受け入れるように調節してもよい。同様に、種々の寸法のツールインサート支持部材１００を収容するようにシャフト１０４が下側ツール部材１０２を上下させる。この結果、同じ下側ツール部材１０２を、種々の形状の冷間成形用ブランク１００に対して使用してもよい。円孔２０を通して下側ツール部材１０２に挿入されたピン（図示せず）によって、ブランク１０がツールインサート支持部材１００に固定されている。
【００１０】
ツールインサート支持部材１００は、永久的に機械加工されたスプライン歯面１１０を内側に有する。成形ローラ１２０をブランク１０の内側領域に移動させ、内面１４に当接させることによって予備成形ブランクが形成される。成形ローラ１２０は、上側ツール部材１２４の構成部品であり、且つ上側ツール部材の開口（図示せず）に取り付けられている。下側ツール部材１０２と同様に、上側ツール部材１２４の開口は種々の寸法のローラを収容するように寸法決めされている。上側ツール部材１２４と下側ツール部材１０２はツーピースであるのが好ましい。しかしながら、ワンピースのツール部材を使用してもよい。
【００１１】
成形ローラ１２０の外径は、ブランク１０の外径の４０〜６０％であるのが典型的である。しかしながら、一回転あたりの冷間成形量を最大にするために、より小さなローラ直径のものを使用してもよい。
【００１２】
成形ローラ１２０は、まず、ブランク１０の底面１６のすぐ上に位置決めされるまで、鉛直方向下方に移動する。底面の材料除去が望ましくないので、成形ローラ１２０は底面１６と接触しない。
【００１３】
つぎに、成形ローラ１２０を、半径方向に圧力をかけながらブランク１０の外面１２の鋼材料をツールインサート支持部材１００のスプライン歯面形状１１０に押し付けるように移動させる。成形ローラ１２０の輪郭形状は突出部１２５及び凹部１２６を含む。突出部１２５はブランク１０の内面に押し付けられ、スプライン歯１１１をブランク１０の外面１２に成形しながら、ブランクの内面１４にオイルダムすなわち内部オイルリザーバ１１２を冷間成形する。凹部１２６によって、材料が突出部１２５を流れることができ、壁１１３を形成することによってオイルリザーバ１１２の幅を制限する。また、エッジリップ１２７が成形ローラ１２０に設けられている。エッジリップ１２７はブランク１０に補強肩領域１４０を形成する。
【００１４】
成形作業中、ツールインサート１００は電動モータ駆動装置又は他の適当な装置で回転される。回転速度は通常６００ｒｐｍより高速であるが、これより遅い速度を使用することもできる。成形ローラ１２０は圧力がかけられてブランク１０に接触したとき自由走行している。変形実施形態では、成形ローラ１２０は回転してもよい。いずれの場合にも、成形ローラ１２０に力１２１が横方向に作用するとき、回転しているブランクに一旦成形ローラ１２０が接触すると、成形ローラ１２０はブランク１０を成形する。
【００１５】
図６及び図７に示すように、スプライン歯１１１がブランク１０の外面に成形され、オイルリザーバ１１２がブランク１０の内面１４に冷間成形される。オイルリザーバ１１２及びスプライン歯１１１が同時成形されるので、他の機械加工工程が不要である。さらに、スプライン歯１１１に相互連結する補強肩１４０はブランク１０の外周に沿って形成される。
【００１６】
本発明を例示的に説明した。使用した用語は、限定ではなく、説明を意図したものである。上述の教示を考慮すれば本発明について多くの修正及び変更が可能である。したがって、添付された特許請求の範囲内であれば、詳細に説明した以外にも本発明を実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 鋼製円筒ブランクの断面図である。
【図２】 鋼製円筒ブランクの平面図である。
【図３】 成形ツール機構の断面図である。
【図４】 所定歯面を有する支持ツールインサートへの挿入を示すブランクの斜視断面図である。
【図５】 成形ローラがブランクの内側に対して鉛直方向及び水平方向に移動して材料を冷間成形する本発明による斜視断面図である。
【図６】 本発明により製造されたハブの斜視図である。
【図７】 図６のハブの部分切取り側断面図である。

Claims (7)

1. 外面及び内面を有するカップ状ブランクから変速機ハブを冷間成形する方法であって、
   スプライン歯部分を有するツールインサート支持部材内に前記ブランクを軸線方向に位置決めする位置決め工程と、
   成形ローラを前記ブランクに対して半径方向に移動させることにより前記ブランクに半径方向圧力を作用させ、前記ブランクを前記スプライン歯部分と係合させて、前記ブランクの外面に一組の歯を成形する圧力作用工程と、
   ブランクの内面にオイルリザーバを形成するオイルリザーバ形成工程と、を備え、
   前記圧力作用工程及び前記オイルリザーバ形成工程が、同時に行われ、
   前記圧力作用工程及び前記オイルリザーバ形成工程が、前記オイルリザーバを形成して前記半径方向圧力を作用させるように成形ローラを前記ブランクに対して回転させる工程を有する、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記方法は前記リザーバの一部分を構成する壁を形成する壁形成工程を含む、
   請求項１記載の方法。
3. 前記一組の歯に相互連結するブランクの周縁のまわりに補強リップを形成する補強リップ形成工程を含む、
   請求項２記載の方法。
4. 前記壁及び補強リップは前記一組の歯及び前記リザーバと同時に形成される、
   請求項２記載の方法。
5. 前記ツールインサート支持部材は６００ｒｐｍより高速で回転される、
   請求項４記載の方法。
6. 前記成形ローラは外径を有し、前記ブランクは外径を有し、前記成形ローラの前記外径は前記ブランクの前記外径の４０〜６０％である、
   請求項１記載の方法。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の変速機ハブを冷間成形する装置であって、
   スプライン歯部分を有するツールインサート支持部材と、
   自由に回転する成形ローラと、
   前記ツールインサート支持部材を前記成形ローラに対して回転させ、且つ前記成形ローラを前記ツールインサート支持部材に対して半径方向及び軸線方向に移動させる駆動装置と、
   を有することを特徴とする装置。

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