JP3951468B2

JP3951468B2 - 内歯部材の成形装置

Info

Publication number: JP3951468B2
Application number: JP24466298A
Authority: JP
Inventors: 慎二新井; 秀幸永井
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2018-08-31
Also published as: JP2000071041A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内歯部材の成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動変速機においてはプラネタリギヤユニットが使用され、該プラネタリギヤユニットはサンギヤ、ピニオン、リングギヤ及びキャリヤから成る。そして、前記サンギヤ、リングギヤ及びキャリヤの各要素をクラッチ、ブレーキ等の摩擦係合要素によって選択的に作動させることにより、変速を行うことができるようになっている。
【０００３】
そして、例えば、摩擦係合要素のうちの第２クラッチを係脱させることによって、入力軸とサンギヤとが選択的に連結される。そのために、前記第２クラッチは、サンギヤと連結させて回転自在に配設された内歯部材としてのドラム、前記入力軸と連結させて、かつ、前記ドラムに対して相対的に回転自在に配設された内側回転体、外周縁において前記ドラムとスプライン係合させられた複数のクラッチプレート、内周縁において前記内側回転体とスプライン係合させられた複数のクラッチディスク、及び前記クラッチプレートとクラッチディスクとを選択的に圧接させ、前記第２クラッチを係脱させるための油圧サーボを有する。
【０００４】
そして、前記クラッチプレートとドラムとをスプライン係合させるために、該ドラムの内周面に、軸方向にスプラインが形成されるとともに、各クラッチプレートの外周縁に前記スプラインと係合させて複数の歯が径方向外方に突出させて形成される。
ところで、前記ドラムに前記スプラインを形成するために成形装置が使用される。該成形装置においては、外周に所定の歯金型部が形成された治具としてのマンドレル、及びテールストックによって素材を挟み、成形ローラを回転させながら前記マンドレル及びテールストックを移動させることによって、前記素材を変形させるようにしている。
【０００５】
図２は従来の成形装置の要部断面図、図３は従来の成形装置のマンドレルを示す要部斜視図である。
図において、５８はマンドレル、８０は該マンドレル５８に対して移動自在に配設されたテールストック、８１は素材、８２は成形ローラである。前記マンドレル５８は、前記素材８１と隣接する部分に形成され、かつ、軸方向に延びる小径部Ｐ１、該小径部Ｐ１から斜めに立ち上がるテーパ部Ｐ２、及び該テーパ部Ｐ２から軸方向に延びる大径部Ｐ３から成り、該大径部Ｐ３におけるテーパ部Ｐ２に隣接する側に、所定の距離にわたって歯金型部５９が形成される。該歯金型部５９には、複数の凹部６０が等ピッチで形成される。該各凹部６０は、一端の前記テーパ部Ｐ２において開放され、所定距離だけ軸方向に延在させて形成される。なお、前記凹部６０の他端には、傾斜壁部６１が形成される。
【０００６】
前記構成の成形装置において、前記マンドレル５８及びテールストック８０によって素材８１を強く挟み、マンドレル５８、テールストック８０及び素材８１を矢印Ｄ方向に回転させながら矢印Ｅ方向に移動させ、一方、前記成形ローラ８２を矢印Ｆ方向に回転させながら素材８１に押し付けると、素材８１はマンドレル５８に押し付けられてカップ状に変形し、前記歯金型部５９に対応する形状を有するスプラインを備えた図示されないドラムが成形される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の成形装置においては、各凹部６０の他端に傾斜壁部６１が形成されるので、通し成形研削加工によって前記マンドレル５８を製造することができず、例えば、放電加工によって前記マンドレル５８を製造する必要が生じる。したがって、成形装置及びドラムのコストが高くなってしまう。また、傾斜壁部６１においては、スプライン係合を有効に行うことができないので、凹部６０をその分長くする必要が生じる。したがって、成形装置及びドラムが大型化してしまう。
【０００８】
そこで、前記マンドレル５８を分割した成形装置が考えられる。
図４は従来の他の成形装置のマンドレルを示す要部断面図、図５は従来の他の成形装置のマンドレルを示す要部斜視図、図６は従来の他の成形装置によって成形されたドラムを示す要部斜視図、図７は従来の他の成形装置による成形状態を示す図、図８は従来の他の成形装置によって成形を行ったときのリングの破損状態を示す図である。
【０００９】
図において、６５はマンドレルであり、該マンドレル６５は、本体部６６及びリング６７から成り、該リング６７はキー６８によって本体部６６と係合させられる。該本体部６６は、素材８１と隣接する部分に形成され、かつ、軸方向に延びる小径部Ｐ１１、該小径部Ｐ１１から斜めに立ち上がるテーパ部Ｐ１２、及び該テーパ部Ｐ１２から軸方向に延びる大径部Ｐ１３から成り、該大径部Ｐ１３の全体にわたって歯金型部７０が形成される。該歯金型部７０には、複数の凹部７１が等ピッチで形成される。該各凹部７１は、軸方向に延在させて形成され、両端において開放される。
【００１０】
前記構成の成形装置において、前記マンドレル６５及びテールストック８０（図２）によって素材８１を強く挟み、マンドレル６５、テールストック８０及び素材８１を回転させながら矢印Ｅ方向に移動させ、一方、前記成形ローラ８２を回転させながら素材８１に押し付けると、素材８１はマンドレル６５に押し付けられてカップ状に変形し、図６に示されるように、内周面に前記歯金型部７０に対応する形状を有するスプライン７４を備えたドラム７５が成形される。このとき、前記素材８１の一部が凹部７１内に進入してスプライン歯７６を形成するとともに、各スプライン歯７６間にスプライン溝７７が形成される。
【００１１】
この場合、大径部Ｐ１３の全体にわたって歯金型部７０が形成されるので、通し成形研削加工によって前記マンドレル６５を製造することができる。したがって、成形装置及び前記ドラム７５のコストを低くすることができる。また、傾斜壁部が形成されないので、凹部７１の全体においてスプライン係合を有効に行うことができ、凹部７１をその分短くすることができる。したがって、成形装置及びドラム７５を小型化することができる。
【００１２】
ところで、前記成形装置においては、マンドレル６５の移動に伴って素材８１の一部が凹部７１内に進入した後、矢印Ｅ方向と逆の方向に凹部７１を埋めていくことになるが、凹部７１の全体が埋められた後、成形ローラ８２がリング６７側に移動するときに、リング６７における本体部６６側の外周縁部ＡＲ１に大きい面圧が加わる。その結果、図８に示されるように、外周縁部ＡＲ１に欠損が生じることがあり、成形装置の耐久性が低下してしまう。
【００１３】
本発明は、前記従来の成形装置の問題点を解決して、コストを低くすることができ、成形装置及び内歯部材を小型化することができ、耐久性を向上させることができる内歯部材の成形装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の内歯部材の成形装置においては、マンドレルと、該マンドレルの前端に素材を固定する固定部材と、前記素材をマンドレルに押し付けて変形させる成形ローラとを有する。
そして、前記マンドレルは、両端が開放された複数の溝から成る歯金型部を備えた本体部、及び該本体部と隣接させて、前記マンドレルの移動方向における後方に配設されたリングから成る。
また、前記各溝は、本体部の外周面より径方向内方に形成され、前記リングの外周縁部における少なくとも前記溝に臨む面が後方に向けて傾けられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態における成形装置のマンドレルを示す要部断面図、図９は本発明の第１の実施の形態における成形装置の第１（成形前）の状態を示す図、図１０は本発明の第１の実施の形態における成形装置の第２（成形後）の状態を示す図、図１１は本発明の第１の実施の形態における成形装置のマンドレルを示す要部斜視図、図１２は本発明の第１の実施の形態における成形装置によって成形されたドラムを示す要部斜視図である。
【００１６】
図において、７８は回転自在に支持された円筒形のマンドレルであり、該マンドレル７８は、本体部１６及びリング１７から成り、該リング１７は図示されないキーによって本体部１６と係合させられる。該本体部１６は、環状の素材８１と隣接する部分に形成され、かつ、軸方向に延びる小径部Ｐ２１、該小径部Ｐ２１から斜めに立ち上がるテーパ部Ｐ２２、及び該テーパ部Ｐ２２から軸方向に延びる大径部Ｐ２３から成り、該大径部Ｐ２３の全体にわたって歯金型部７９が形成される。該歯金型部７９は複数の溝２１から成り、該各溝２１間に歯部２３が形成される。前記各溝２１は、両端が開放され、軸方向に延在させて等ピッチで形成される。
【００１７】
また、前記マンドレル７８と対向させて、固定部材としてのテールストック８０が回転自在に配設され、前記マンドレル７８及びテールストック８０によって素材８１が強く挟まれ、マンドレル７８の前端に素材８１が固定される。
そして、前記マンドレル７８及びテールストック８０の周囲には、例えば、３個の成形ローラ８２が回転自在に配設される。
【００１８】
前記構成の成形装置において、図９に示されるように、前記各成形ローラ８２を矢印Ｃ方向に移動させた後、図１０に示されるように、前記マンドレル７８及びテールストック８０を矢印Ｄ方向に回転させながら矢印Ｅ方向に移動させ、その間、前記各成形ローラ８２を素材８１に押し付けながら矢印Ｆ方向に回転させる。
【００１９】
その結果、前記素材８１はマンドレル７８に押し付けられ、図１２に示されるように、内周面に前記歯金型部７９に対応する形状を有するスプライン２４を備えた内歯部材としてのドラム２５が成形される。このとき、前記素材８１の一部が溝２１内に進入してスプライン歯２６を形成するとともに、各スプライン歯２６間にスプライン溝２７が形成される。
【００２０】
この場合、大径部Ｐ２３の全体にわたって歯金型部７９が形成され、各溝２１の両端が開放されるので、通し成形研削加工によって前記マンドレル７８を製造することができる。したがって、成形装置及び前記ドラム２５のコストを低くすることができる。また、傾斜壁部が形成されないので、溝２１の全体においてスプライン係合を有効に行うことができ、溝２１をその分短くすることができる。したがって、成形装置及びドラム２５を小型化することができ、成形装置及び前記ドラム２５のコストを低くすることができる。
【００２１】
ところで、前記成形装置においては、マンドレル７８の移動に伴って素材８１の一部が溝２１内に進入した後、矢印Ｅ方向と逆の方向に溝２１を埋めていくことになるが、溝２１の全体が埋められた後、成形ローラ８２がリング１７側に移動するときに、リング１７における本体部１６と接触する端面、すなわち、前端面の外周縁部に大きい面圧が加わる。
【００２２】
このとき、該面圧によってリング１７内に圧縮応力が発生するように、前記外周縁部における少なくとも溝２１に臨む面が、後方に向けて傾けられ、溝２１の底部から離れるほど本体部１６から遠くなるような形状にされる。本実施の形態においては、前記外周縁部が後方に向けて角度αだけ傾けられ、テーパ面Ｓ１が形成されるとともに、前記歯金型部７９の各歯部２３におけるリング１７と当接する端面、すなわち、後端面が、前記テーパ面Ｓ１と対応させて後方に向けて傾けられる。なお、図１２に示されるように、各スプライン歯２６の端面２６ａは、前記テーパ面Ｓ１に対応させて角度αだけ傾けられて形成される。
【００２３】
したがって、溝２１内の素材８１が前記テーパ面Ｓ１に押し付けられたときに、前記面圧によってリング１７内に圧縮応力が発生するので、外周縁部に欠損が生じることがなくなる。その結果、成形装置の耐久性を向上させることができる。
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００２４】
図１３は本発明の第２の実施の形態における成形装置のマンドレルを示す要部断面図、図１４は本発明の第２の実施の形態における成形装置のマンドレルを示す要部斜視図、図１５は本発明の第２の実施の形態における成形装置によって成形されたドラムを示す要部斜視図である。
この場合、マンドレル７８は本体部３６及びリング３７から成り、前記本体部３６の外径をＲ１とし、リング３７の外径をＲ２とすると、前記外径Ｒ１、Ｒ２は、
Ｒ１＜Ｒ２
にされる。
【００２５】
そして、前記リング３７の前端面の、歯金型部７９より径方向外方に突出する外周縁部が後方に向けて角度βだけ傾けられ、テーパ面Ｓ２又は面取りが形成される。したがって、素材８１（図１０）が前記テーパ面Ｓ２に押し付けられたときに、面圧によってリング３７内に圧縮応力が発生するので、外周縁部に欠損又はチッピングが生じることがなくなる。その結果、成形装置の耐久性を向上させることができる。
【００２６】
なお、図１５に示されるように、ドラム２５におけるスプライン２４と隣接する部分、すなわち、隣接部分２５ａは、前記テーパ面Ｓ２に対応させて角度βだけ傾けられて形成される。
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００２７】
図１６は本発明の第３の実施の形態における成形装置のマンドレルを示す要部断面図、図１７は本発明の第３の実施の形態における成形装置のマンドレルを示す要部斜視図、図１８は本発明の第３の実施の形態における成形装置によって成形されたドラムを示す要部斜視図である。
この場合、マンドレル７８は本体部４６及びリング４７から成り、該リング４７における溝２１に臨む面、すなわち、リング４７における本体部４６と接触する端面の外周縁部が後方に向けて角度αだけ傾けられ、第１のテーパ面Ｓ３が形成されるとともに、歯金型部７９の各歯部２３におけるリング４７と当接する端面が前記第１のテーパ面Ｓ３と対応させて後方に向けて傾けられる。
【００２８】
また、前記本体部４６の外径をＲ１とし、リング４７の外径をＲ２とすると、前記外径Ｒ１、Ｒ２は、
Ｒ１＜Ｒ２
にされる。
そして、前記リング４７における本体部４６と接触する端面の、歯金型部７９より突出する外周縁部が後方に向けて角度βだけ傾けられ、第２のテーパ面Ｓ４が形成される。なお、図１８に示されるように、各スプライン歯２６の端面２６ａは、前記第１のテーパ面Ｓ３に対応させて角度αだけ傾けられて形成され、ドラム２５における隣接部分２５ａは、前記第２のテーパ面Ｓ４に対応させて角度βだけ傾けられて形成される。
【００２９】
したがって、素材８１（図１０）が前記第１、第２のテーパ面Ｓ３、Ｓ４に押し付けられたときに、面圧によってリング４７内に圧縮応力が発生するので、外周縁部に欠損又はチッピングが生じることがなくなる。その結果、成形装置の耐久性を向上させることができる。
前記各実施の形態においては、いずれもリング１７、３７、４７の前端面の外周縁部を後方に向けて傾けるためにテーパ面が形成されるようになっているが、湾曲面、Ｒ面等によって外周縁部を後方に向けて傾けることもできる。
【００３０】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、内歯部材の成形装置においては、マンドレルと、該マンドレルの前端に素材を固定する固定部材と、前記素材をマンドレルに押し付けて変形させる成形ローラとを有する。
そして、前記マンドレルは、両端が開放された複数の溝から成る歯金型部を備えた本体部、及び該本体部と隣接させて、前記マンドレルの移動方向における後方に配設されたリングから成る。
また、前記各溝は、本体部の外周面より径方向内方に形成され、前記リングの外周縁部における少なくとも前記溝に臨む面が後方に向けて傾けられる。
【００３２】
この場合、各溝の両端が開放されるので、通し成形研削加工によってマンドレルを製造することが可能になる。したがって、成形装置及び内歯部材のコストを低くすることができる。また、溝の端部に傾斜壁部が形成されないので、溝の全体においてスプライン係合を有効に行うことができ、溝をその分短くすることができる。したがって、成形装置及び内歯部材を小型化することができ、成形装置及び内歯部材のコストを低くすることができる。
【００３３】
そして、溝内の素材が前記外周縁部に押し付けられたときに、面圧によってリング内に圧縮応力が発生するので、外周縁部に欠損が生じることがなくなる。その結果、成形装置の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における成形装置のマンドレルを示す要部断面図である。
【図２】従来の成形装置の要部断面図である。
【図３】従来の成形装置のマンドレルを示す要部斜視図である。
【図４】従来の他の成形装置のマンドレルを示す要部断面図である。
【図５】従来の他の成形装置のマンドレルを示す要部斜視図である。
【図６】従来の他の成形装置によって成形されたドラムを示す要部斜視図である。
【図７】従来の他の成形装置による成形状態を示す図である。
【図８】従来の他の成形装置によって成形を行ったときのリングの破損状態を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における成形装置の第１（成形前）の状態を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における成形装置の第２（成形後）の状態を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における成形装置のマンドレルを示す要部斜視図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における成形装置によって成形されたドラムを示す要部斜視図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における成形装置のマンドレルを示す要部断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態における成形装置のマンドレルを示す要部斜視図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態における成形装置によって成形されたドラムを示す要部斜視図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態における成形装置のマンドレルを示す要部断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態における成形装置のマンドレルを示す要部斜視図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態における成形装置によって成形されたドラムを示す要部斜視図である。
【符号の説明】
１６、３６、４６本体部
１７、３７、４７リング
２１溝
２５ドラム
７８マンドレル
７９歯金型部
８０テールストック
８１素材
８２成形ローラ

Claims

マンドレルと、該マンドレルの前端に素材を固定する固定部材と、前記素材をマンドレルに押し付けて変形させる成形ローラとを有するとともに、前記マンドレルは、両端が開放された複数の溝から成る歯金型部を備えた本体部、及び該本体部と隣接させて、前記マンドレルの移動方向における後方に配設されたリングから成り、前記各溝は、本体部の外周面より径方向内方に形成され、前記リングの外周縁部における少なくとも前記溝に臨む面が後方に向けて傾けられることを特徴とする内歯部材の成形装置。
マンドレルと、該マンドレルの前端に素材を固定する固定部材と、前記素材をマンドレルに押し付けて変形させる成形ローラとを有するとともに、前記マンドレルは、両端が開放された複数の溝から成る歯金型部を備えた本体部、及び該本体部と隣接させて、前記マンドレルの移動方向における後方に配設されたリングから成り、前記各溝は、本体部の外周面より径方向内方に形成され、前記リングの外径は本体部の外径より大きくされ、リングにおける本体部と接触する端面の、前記歯金型部より径方向外方に突出した部分が後方に向けて傾けられることを特徴とする内歯部材の成形装置。
前記リングの外周縁部における前記溝に臨む面が後方に向けて傾けられるとともに、リングにおける本体部と接触する端面の、前記歯金型部より径方向外方に突出した部分、及びリングの外周縁部における前記溝に臨む面が、それぞれ異なる角度で後方に向けて傾けられる請求項１に記載の内歯部材の成形装置。