JP4314966B2 - スプライン付きカップ状部材の成形方法及びスプライン付きカップ状部材 - Google Patents

Description

本発明は、円筒部にスプライン部を有するスプライン付きカップ状部材及びその成形方法に関する。

従来から、例えば自動車のトランスミッションには、種々のタイプのスプライン付きカップ状部材が適用されており、その一例として、特許文献１(特開平１０−２１３２２２号公報)には、例えば図１(ａ)に示すようなクラッチドラム２の成形技術が開示されている。このようなクラッチドラム２を成形する場合には、例えば図２(ａ)に示すようなカップ状素材１００を用意し、その円筒部１００ａに凹凸形状(スプライン状)のスプライン部を成形する。
具体的に説明すると、カップ状素材１００は、円形状の底部１００ｂと、この底部１００ｂの中央から立ち上げられた円筒状の内筒部１００ｃとを有しており、上述した円筒部１００ａは、底部の外周から内筒部と平行に立ち上げられている。

このようなカップ状素材１００の円筒部１００ａに、凹凸形状(スプライン状)のスプライン部を成形する方法としては、例えば、外周面に凹凸形状のスプライン成形部が設けられた円筒状パンチ(図示しない)と、内周面に凸凹形状のスプライン成形部が設けられたダイス(図示しない)とを用意し、円筒状パンチをカップ状素材１００の内側にセットした状態で、円筒状パンチをダイスに対して相対的に移動させる。このとき、カップ状素材１００がダイス内周面を通過する際に、円筒状パンチのスプライン成形部とダイスのスプライン成形部とにより、その円筒部１００ｃには、例えば図１(ａ)に示すような凹凸形状(スプライン状)の複数の歯(スプライン歯)４がスプライン部として成形される。なお、凹凸形状の複数のスプライン歯４は、円筒部１００ｃの周方向に沿って所定ピッチで成形されており、各々のスプライン歯４は、円筒状パンチのストローク方向に延出して成形されている。

ところで、従来の成形方法に用いたカップ状素材１００の円筒部１００ａは、図２(ａ)に示すように、底部側の肉厚Ｗ３を薄く、且つ、端面側の肉厚Ｗ２を厚くするように構成されていた。別の言い方をすると、肉厚Ｗ３の底部側から肉厚Ｗ２の端面側に向うに従って肉厚化(Ｗ２＞Ｗ３)したテーパ形状を成すように構成されていた。これは従来、カップ状素材１００は、例えば平板状部材に絞り加工を施すだけで成形されており、かかる絞り加工だけでは、底部側の肉厚Ｗ３が端面側の肉厚Ｗ２よりも薄くなる傾向にあるからである。

しかしながら、このような厚み変化(Ｗ２＞Ｗ３)を有するカップ状素材１００を用いて歯形状のスプライン部を成形すると、図２(ｂ)に示すように、各々のスプライン歯４は、その有効ストレート長Ｓが充分に確保されないものになるだけで無く、特に屈曲部分Ｐの肉厚Ｔ１が所望の肉厚よりも薄くなってしまう場合がある。これはスプライン部の成形時において、カップ状素材１００の底部側がより縦延びすることにより、各々のスプライン歯４への材料充填度が充分に行われないからである。なお、底部側の縦延びは、成形の初期段階でカップ状素材１００の底部側に発生し易い性質を持っている。そして、このようにスプライン歯４の肉厚が部分的に変化していると、完成品(例えば図１(ａ)に示すようなクラッチドラム２)の強度を一定に維持することが困難になってしまう。
特開平１０−２１３２２２号公報

本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、充分な有効ストレート長を有し且つ均一の肉厚を有する複数のスプライン歯を有するスプライン付きカップ状部材を成形することが可能な成形効率に優れた低コストの成形方法を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、円形状の底部の外周から立ち上げられた円筒部を有するカップ状素材を用いてスプライン付きカップ状部材を成形する方法であって、カップ状素材の円筒部の周方向に沿ってスプライン状の複数の歯を所定ピッチで成形するスプライン成形工程に際し、円筒部の底部側領域の肉厚を厚く且つ端面側領域の肉厚を薄くしたカップ状素材が用いられ、カップ状素材の成形では、平板状部材に絞り加工を施すことで円筒状の円筒部を成形すると同時に、この円筒部にしごき加工を施すことで底部側領域の肉厚を端面側領域の肉厚よりも厚くしている。
具体的には、スプライン成形工程には、外周面にスプライン成形部が設けられた円筒状パンチと内周面にスプライン成形部が設けられたダイスとが用いられ、円筒状パンチをカップ状素材の内側にセットした状態で、円筒状パンチをダイスに対して相対的に移動させるステップと、カップ状素材がダイス内周面を通過する際、円筒状パンチのスプライン成形部とダイスのスプライン成形部とにより、その円筒部にスプライン状の複数の歯を成形するステップとを有する。
この場合、上述した成形方法により成形したスプライン付きカップ状部材は、自動車のトランスミッションに用いられるクラッチドラムである。
また、本発明は、上述した成形方法により成形したスプライン付きカップ状部材であって、スプライン付きカップ状部材は、円形状の底部と、この底部の外周から立ち上げられた円筒状の円筒部とを有していると共に、円筒部には、周方向に沿ってスプライン状の複数の歯が所定ピッチで成形されており、各々の歯は、所望のストレート長を有し且つ均一の肉厚を有している。

本発明によれば、充分な有効ストレート長を有し且つ均一の肉厚を有する複数のスプライン歯を有するスプライン付きカップ状部材を成形することが可能な成形方法を実現することができる。

以下、本発明の一実施の形態に係るスプライン付きカップ状部材の成形方法について、図１を参照して説明する。
図１(ａ)に示すように、本実施の形態のスプライン付きカップ状部材２は、例えば自動車のトランスミッションに用いられるクラッチドラムを想定しており、いずれも、円形状の底部６と、底部６の中央から立ち上げられた円筒状の内筒部８と、底部６の外周から内筒部８と平行に立ち上げられた円筒部１０とを備えて構成されている。このようなスプライン付きカップ状部材２の円筒部１０には、凹凸形状(スプライン状)の複数の歯(スプライン歯)４が成形されている。これら複数のスプライン歯４は、円筒部１０の周方向に沿って所定ピッチで成形されており、各々のスプライン歯４は、後述する円筒状パンチのストローク方向に延出して成形されている。

スプライン付きカップ状部材２は、例えば自動車のトランスミッションに使用されるクラッチドラム等に適用することが可能であり、そのために、円筒部１０には、その周方向に沿って所定ピッチで複数のスプライン歯４が成形されている。
この場合、スプライン付きカップ状部材２を適用するクラッチドラム等の種類や形状寸法などに応じて、円筒部１０は任意の形状にサイジングすることが可能であり、これにより、複数のスプライン歯４の本数やピッチも任意に設定することが可能である。

次に、上述したスプライン付きカップ状部材２の成形方法の一例について、図１(ｂ)〜(ｅ)を参照して説明する。なお、同図(ｂ)〜(ｅ)には、図１(ａ)のＸ−Ｘ線に沿う断面図のうち、中心より片側の部分のみの断面が示されている。
まず、図１(ｂ)に示すように、スプライン付きカップ状部材２の素材として、例えば金属製の平板状部材１２を用意する。この場合、金属材料としては、スプライン付きカップ状部材２の使用目的や使用環境に応じて最適なものが選択されるため、ここでは材料の限定はしない。また、平板状部材１２の肉厚Ｗ１は、従来の成形方法に用いたものよりも厚く設定することが好ましい。

次に、複数の工程又は単工程にて平板状部材１２に絞り加工等を施すことにより、円形状の底部６を成形すると同時に、底部６の中央から円筒状の内筒部８を立ち上げると共に(図１(ｃ))、底部６の外周から内筒部８と平行に円筒部１０を立ち上げる(図１(ｄ))。この場合、円筒部１０を立ち上げ成形する際に、円筒部１０にしごき加工を施すことにより、底部側領域βの肉厚Ｗ３を厚く、且つ、端面側領域αの肉厚Ｗ２を薄くする。別の言い方をすると、底部側領域βの肉厚Ｗ３を端面側領域αの肉厚Ｗ２よりも厚くする(Ｗ３＞Ｗ２)。このとき、図１(ｂ)に示した平板状部材１２の肉厚Ｗ１と底部側領域βの肉厚Ｗ３及び端面側領域αの肉厚Ｗ２との関係でみると、Ｗ１≧Ｗ３＞Ｗ２なる関係を満足する。この場合、底部側領域βは、円筒部１０の全長(全体領域Ｆ)の略４０％以内の長さに設定することが好ましい。
なお、端面側領域α及び底部側領域βの円筒部１０における占有寸法は、完成品(スプライン付きカップ状部材２)を適用する箇所(例えば自動車のトランスミッション)の形状や寸法に応じて任意に設定されるため、ここでは占有寸法についての数値限定はしない。

続いて、内筒部８及び円筒部１０が立ち上げ成形されたカップ状素材１４の円筒部１０の全体領域Ｆにスプライン部を成形する(図１(ｅ))。このスプライン成形プロセスでは、外周面に凹凸形状のスプライン成形部が設けられた円筒状パンチ(図示しない)と内周面に凸凹形状のスプライン成形部が設けられたダイス(図示しない)とが用いられ、円筒状パンチをカップ状素材の内側にセットした状態で、円筒状パンチをダイスに対して相対的に移動させる。このとき、カップ状素材１４がダイス内周面を通過する際に、円筒状パンチのスプライン成形部とダイスのスプライン成形部とにより、その円筒部１０には、図１(ａ)に示すような凹凸形状(スプライン状)の複数のスプライン歯４がスプライン部として成形される。この場合、凹凸形状の複数のスプライン歯４は、円筒部１０の周方向に沿って所定ピッチで成形され、各々のスプライン歯４は、円筒状パンチのストローク方向に延出して成形される。

このように本実施の形態によれば、底部側領域βの肉厚Ｗ３を端面側領域αの肉厚Ｗ２よりも厚くした円筒部１０を有するカップ状素材１４を用いてスプライン付きカップ状部材２を成形したことにより、スプライン成形プロセスにおいてカップ状素材１４の底部側領域βが縦延びしても、各々のスプライン歯４は、その有効ストレート長Ｓが充分に確保され且つ屈曲部分Ｐの肉厚Ｔ１が所望の肉厚に維持される(図１(ｆ))。この結果、スプライン付きカップ状部材２の強度を一定に維持することが可能となる。
更に、本実施の形態によれば、一連の成形プロセスで肉厚が均一のスプライン歯４を同時成形することができるため、成形コストを低減することができると共に、成形効率を向上させることができる。

なお、上述した実施の形態において、複数のスプライン歯４は、凹凸形状を成している場合を想定したが、凹凸形状としては、例えば矩形状、楕円形状、台形状など、スプライン付きカップ状部材２の使用目的や使用環境に応じて任意の形状を選択することができることは言うまでも無い。
また、上述した実施の形態において、図１(ｄ)の成形プロセスでは、円筒部１０を立ち上げ成形する際に、円筒部１０にしごき加工を施して段部形状に肉厚化させた底部側領域βを成形したが、例えば図１(ｇ)に示すように、底部側領域βをテーパ状に肉厚化させても良い。

本発明は、自動車のトランスミッション等の機械類に用いられる。

(ａ)は、本発明の一実施の形態に係るスプライン付きカップ状部材の斜視図、(ｂ)〜(ｅ)は、円筒部を有するカップ状素材の成形プロセスを示す図であって、同図(ａ)のＸ−Ｘ線に沿う断面図、(ｆ)は、同図(ａ)のＹ方向から見た歯の部分拡大上面図、(ｇ)は、同図(ｄ)の変形例に係る断面図。 (ａ)は、従来のカップ状素材の断面図、(ｂ)は、同図(ａ)のカップ状素材を用いて成形したスプライン歯の図１(ａ)のＹ方向から見た部分拡大上面図。

符号の説明

２ スプライン付きカップ状部材
４ スプライン歯
６ 底部
８ 内筒部
１０ 円筒部
α 円筒部の端面側領域
β 円筒部の底部側領域
Ｗ２ 端面側領域の肉厚
Ｗ３ 底部側領域の肉厚

Claims (4)

1. 円形状の底部の外周から立ち上げられた円筒部を有するカップ状素材を用いてスプライン付きカップ状部材を成形する方法であって、
   カップ状素材の円筒部の周方向に沿ってスプライン状の複数の歯を所定ピッチで成形するスプライン成形工程に際し、円筒部の底部側領域の肉厚を厚く且つ端面側領域の肉厚を薄くしたカップ状素材が用いられ、
   前記カップ状素材の成形では、平板状部材に絞り加工を施すことで円筒状の円筒部を成形すると同時に、この円筒部にしごき加工を施すことで底部側領域の肉厚を端面側領域の肉厚よりも厚くしていることを特徴とするスプライン付きカップ状部材の成形方法。
2. 前記スプライン成形工程には、外周面にスプライン成形部が設けられた円筒状パンチと内周面にスプライン成形部が設けられたダイスとが用いられており、
   円筒状パンチをカップ状素材の内側にセットした状態で、円筒状パンチをダイスに対して相対的に移動させるステップと、
   カップ状素材がダイス内周面を通過する際に、円筒状パンチのスプライン成形部とダイスのスプライン成形部とにより、その円筒部にスプライン状の複数の歯を成形するステップと、を有することを特徴とする請求項１に記載のスプライン付きカップ状部材の成形方法。
3. 請求項１又は２に記載の成形方法により成形したスプライン付きカップ状部材は、自動車のトランスミッションに用いられるクラッチドラムであることを特徴とするスプライン付きカップ状部材の成形方法。
4. 請求項１又は２に記載の成形方法により成形したスプライン付きカップ状部材であって、
   スプライン付きカップ状部材は、円形状の底部と、この底部の外周から立ち上げられた円筒状の円筒部とを有していると共に、円筒部には、周方向に沿ってスプライン状の複数の歯が所定ピッチで成形されており、
   各々の歯は、所望のストレート長を有し且つ均一の肉厚を有していることを特徴とするスプライン付きカップ状部材。
   

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