JPH11169985A - 歯付円筒部品の成形方法 - Google Patents

歯付円筒部品の成形方法

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JPH11169985A
JPH11169985A JP9352267A JP35226797A JPH11169985A JP H11169985 A JPH11169985 A JP H11169985A JP 9352267 A JP9352267 A JP 9352267A JP 35226797 A JP35226797 A JP 35226797A JP H11169985 A JPH11169985 A JP H11169985A
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JP
Japan
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work
tooth
mandrel
forming
cylindrical part
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JP9352267A
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English (en)
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Hidetoshi Wada
英利 和田
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】成形歯形を有するマンドレルにワークをセット
し、次にマンドレルを一方向に回転させながらワークを
ローラにて加圧して、このワークを塑性変形させて円筒
部に歯形を成形した後、マンドレルを他方向に回転(逆
転)させてワークをローラに加圧成形することで、歯部
の成形時の回転方向遅れ側の欠肉を防止することがで
き、歯形精度の向上と歯部強度の向上との両立を図っ
て、歯部による伝達トルクの増大を図ることができる歯
付円筒部品の成形方法の提供を目的とする。 【解決手段】ワーク5を塑性変形して歯付円筒部品11
に成形する歯付円筒部品の成形方法であって、成形歯形
7を有する成形用マンドレル4にワーク5をセットし、
次に上記マンドレル4を一方向に回転させながらワーク
5をローラ6にて加圧し、該ワーク5を塑性変形させて
円筒部に歯形10を形成し、次に上記マンドレル4を他
方向に回転させてワーク5をローラ6にて加圧成形する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばワークを
ロールフォーミング加工(塑性変形加工)して自動変速
機用クラッチドラムのような歯付円筒部品に成形する歯
付円筒部品の成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上述例の歯付円筒部品の成形方法
としては、例えば特開平7−265990号公報に記載
のロールフォーミング加工方法がある。すなわち、外周
面に成形歯形を備えたマンドレルと、成形型を有する主
軸と、ワークを加圧する加圧ローラ(成形ローラ)とを
含むロールフォーミング装置を設け、このロールフォー
ミング装置によりワークを主軸の成形型とマンドレルと
の間に挟持固定し、次にマンドレルを一方向に回転させ
ながら上述の加圧ローラでワークをマンドレルの表面に
押圧し、ワーク材料を引き伸ばすようにしてロール成形
(塑性加工)を行ない歯付円筒部品を形成する成形方法
である。
【0003】上述の成形方法により図11に示すように
円筒部品91の内側に歯形例えばスプライン92が形成
されるが、このスプライン92の長手方向端面のバリ取
り加工工数(機械加工工数)を省略する目的で、スプラ
イン端面92aを同時にロール成形する場合には、材料
流入の位相等によりスプライン92の回転方向遅れ側の
コーナ部に欠肉93が発生し、この欠肉93によりスプ
ライン強度が低下する問題点があった。特に上述の歯付
円筒部品を自動変速機用のクラッチドラムとして用いる
場合には、上述のスプライン92にスナップリング溝が
後加工され、このスナップリング溝にスナップリングが
配設される。このスナップリングには油圧力が作用する
が、上述の欠肉93により油圧力に抗する充分な強度が
確保できない問題点があった。
【0004】ここで、上述の欠肉93が発生する理由
は、ロール成形時にワークの回転方向進み側(上流側)
92bから材料が充填され、この材料充填の位相差に併
せて、スプライン92の長手方向端面における回転方向
遅れ側(下流側)においては材料の充填抵抗が最大とな
り、またスプライン92のコーナRが小さいことも加わ
って、上述の欠肉93が発生するものと推考される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項1記
載の発明は、成形歯形を有するマンドレルにワークをセ
ットし、次にマンドレルを一方向に回転させながらワー
クをローラにて加圧して、このワークを塑性変形させて
円筒部に歯形を成形した後、マンドレルを他方向に回転
(逆転)させてワークをローラに加圧成形することで、
歯部の成形時の回転方向遅れ側の欠肉を防止することが
でき、歯形精度の向上と歯部強度の向上との両立を図っ
て、歯部による伝達トルクの増大を図ることができる歯
付円筒部品の成形方法の提供を目的とする。
【0006】この発明の請求項2記載の発明は、上記請
求項1記載の発明の目的と併せて、上述の円筒部品の内
側に歯形を形成すると共に、歯形端面をロール成形する
ことで、欠肉が形成されやすい歯形形状の歯部において
も該欠肉を確実に解消することができて、バリ取り加工
等の機械加工工数の低減を図ることができる歯付円筒部
品の成形方法の提供を目的とする。
【0007】この発明の請求項3記載の発明は、上記請
求項1または2記載の発明の目的と併せて、上述の歯付
円筒部品を自動変速機用クラッチドラムに設定すること
で、油圧力が作用する円筒部品の充分な強度を確保する
ことができる歯付円筒部品の成形方法の提供を目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1記載
の発明は、ワークを塑性変形して歯付円筒部品に成形す
る歯付円筒部品の成形方法であって、成形歯形を有する
成形用マンドレルにワークをセットし、次に上記マンド
レルを一方向に回転させながらワークをローラにて加圧
し、該ワークを塑性変形させて円筒部に歯形を形成し、
次に上記マンドレルを他方向に回転させてワークをロー
ラにて加圧成形する歯付円筒部品の成形方法であること
を特徴とする。
【0009】この発明の請求項2記載の発明は、上記請
求項1記載の発明の構成と併せて、上記円筒部品の内側
に歯形を形成すると共に、歯形端面がロール成形される
歯付円筒部品の成形方法であることを特徴とする。
【0010】この発明の請求項3記載の発明は、上記請
求項2または3記載の発明の構成と併せて、上記歯付円
筒部品を自動変速機用クラッチドラムに設定した歯付円
筒部品の成形方法であることを特徴とする。
【0011】
【発明の作用及び効果】この発明の請求項1記載の発明
によれば、まず上述のワークが成形歯形を有する成形用
マンドレルにセットされる。次にマンドレルおよびワー
クを一方向に回転させつつワークをローラにてマンドレ
ルの成形歯形方向に加圧し、このワークを塑性変形させ
る。これにより円筒部には成形歯形に対応した歯形が成
形される。次に上述のマンドレルおよびワークを他方向
に回転(つまり逆転)させて、ワークをローラにて加圧
成形する。
【0012】このようにマンドレル、ワークの回転方向
を一方向から他方向に変更してロール成形するので、歯
部の成形時の回転方向遅れ側の欠肉を防止することがで
き、歯形精度の向上と歯部強度の向上との両立を図っ
て、歯部による伝達トルクの増大を図ることができる効
果がある。ここで、上述の欠肉が解消される理由は、他
方向に回転させてワークをローラにて加圧成形する際、
欠肉が生じていた歯先側から先に材料が流入(塑性流
動)することによるものと推考される。
【0013】この発明の請求項2記載の発明によれば、
上記請求項1記載の発明の効果と併せて、上述の円筒部
品の内側に歯形が形成されると共に、この歯形の端面が
ロール成形されるので、欠肉が発生しやすい歯形形状の
歯部であっても斯る欠肉を確実に解消することができ、
このためバリ取り加工等の機械加工工数の低減を図るこ
とができる効果がある。
【0014】この発明の請求項3記載の発明によれば、
上記請求項1または2記載の発明の効果と併せて、上述
の歯付円筒部品を自動変速機用クラッチドラムに設定し
たので、動力伝達の継断時に油圧力が作用するクラッチ
ドラムの強度を上述の欠肉の解消により充分に保証する
ことができる効果がある。
【0015】
【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面は歯付円筒部品の成形方法を示すが、まず
図1を参照して成形方法に用いるロールフォーミング装
置の構成について説明する。
【0016】このロールフォーミング装置は先端側に成
形型1を設けた主軸2と、支持軸3の外周に同軸で設け
られたマンドレル4と、ワーク5を塑性変形させる加圧
ローラ6とを備え、一側の成形型1と他側の支軸軸3お
よびマンドレル4との間でワーク5を挟持固定し、上述
の各要素1〜5を一体的に回転させながら加圧ローラ6
でワーク5をマンドレル4の外周部に形成された成形歯
形7に押圧して、ワーク5をロール成形するものであ
る。なお図中、8は加圧ローラ6を回転自在に支持する
ローラ支持アームである。
【0017】この実施例では歯付円筒部品の一例として
自動変速機用クラッチドラム14(図9参照)を成形す
るので、上述の成形用マンドレル4の成形歯形7はマン
ドレル外周に等ピッチでスプライン凹部とスプライン凸
部とが交互に並ぶスプライン成形歯形に設定されると共
に、上述のロール成形時にスプライン長手方向の端面1
0a(図3参照)を同時成形して、バリ取り加工等の機
械加工(後加工)を省略する目的で、成形歯形7の端部
形状は段部7aを有する所謂段付き形状に構成してい
る。
【0018】次に上記構成のロールフォーミング装置を
用いて、歯付円筒部品(自動変速機用クラッチドラム)
を成形する成形方法について説明する。まず、図1に示
すように図示左側の成形型1と、図示右側の支持軸3お
よびマンドレル4との間に金属製のワーク5をセット
し、これら両者間でワーク5を挟持固定する(ワークセ
ット工程)。
【0019】次に図2に示すように成形型1、主軸2、
支持軸3、マンドレル4、ワーク5を一方向(図2の矢
印a方向)に一体的に回転させながら、ワーク5を加圧
ローラ6によりマンドレル4の成形歯形7に押し付け
て、該ワーク5を塑性変形させて図3〜図5に示す如く
円筒部9の内周側に歯形としてのスプライン10を有す
る円筒部品11に成形する(正転ロール成形工程)。
【0020】この場合、上述の加圧ローラ6はワーク5
に追従回転(図4の点線矢印方向参照)するが、この加
圧ローラ6を図2に示す仮想線位置からの同図の実線位
置方向に矢印c方向へ移動させると共に、ワーク5側に
おいては図2、図3、図5に示すようにスプライン10
の端部に対応して円筒部9外周に余肉部12を設ける。
なおこの余肉部は図3に示す如くスプライン10の端部
とオーバラップするように設けられる。
【0021】上述の加圧ローラ6の図2の矢印c方向へ
の移動によりスプライン10を順次ロール成形する場
合、スプライン10の長手方向の端面10a(歯形端
面)におけるワーク回転方向(矢印a方向)の遅れ側コ
ーナ部(材料流入の遅い歯先の先端部位)には図3、図
4に示す如く従来同様に欠肉13が発生するが、この欠
肉13は次工程において解消することができる。
【0022】次に上述の正転ロール成形工程(予備成形
工程)終了後の円筒部品11を図6に示すように成形型
1、主軸2、支持軸3、マンドレル4と一体的に他方向
(図6の矢印b方向)に回転(逆転)させながら、同図
の実線位置の加圧ローラ6を矢印d方向へ移動させて余
肉部12を加圧成形する(逆転ロール成形工程)。
【0023】この逆転ロール成形時(本成形時)には欠
肉(図4の欠肉13参照)していた歯先側から先に材料
が流入(塑性流動)するので、スプライン10は図3、
図4に示す欠肉13を有する状態から図7、図8に示す
ように欠肉13がない状態となり、図9に示す如き歯付
円筒部品として自動変速機用クラッチドラム14が成形
される。なお、上述のクラッチドラム14にはそのスプ
ライン10の端面10a近傍部位にスナップリング配設
用の溝部が後加工(機械加工)される。
【0024】以上要するに上記実施例の歯付円筒部品の
成形方法によれば、まず上述のワーク5が成形歯形7を
有する成形用マンドレル4にセットされる(図1参
照)。次にマンドレル4およびワーク5を一方向(図2
の矢印a方向)に回転させつつワーク5をローラ(加圧
ローラ6参照)にてマンドレル4の成形歯形7表面に加
圧し、このワーク5を塑性変形させる。これにより円筒
部9には成形歯形7に対応した歯形(スプライン10参
照)が成形される(図2参照)。次に上述のマンドレル
4およびワーク(正転ロール成形終了後の円筒部品11
参照)を他方向(図6の矢印b方向)に回転(つまり逆
転)させて、円筒部品11を加圧ローラ6にて加圧成形
する。
【0025】このようにマンドレル4、ワーク5の回転
方向を一方向から他方向に変更してロール成形するの
で、歯部(スプライン10参照)の成形時の回転方向遅
れ側の欠肉13を防止することができ、歯形精度の向上
と歯部強度の向上との両立を図って、歯部(スプライン
10参照)による伝達トルクの増大を図ることができる
効果がある。ここで、上述の欠肉13が解消される理由
は、他方向に回転させてワーク5を加圧ローラ6にて加
圧成形する際、欠肉13が生じていた歯先側から先に材
料が流入(塑性流動)することによるものと推考され
る。
【0026】加えて、上述の円筒部品11の内側に歯形
(スプライン10参照)が形成されると共に、この歯形
の端面10aがロール成形されるので、欠肉13が発生
しやすい歯形形状の歯部であっても斯る欠肉13を確実
に解消することができ、このためバリ取り加工等の機械
加工工数の低減を図ることができる効果がある。さら
に、上述の歯付円筒部品11を自動変速機用クラッチド
ラム14(図9参照)に設定したので、動力伝達の継断
時に油圧力が作用するクラッチドラム14の強度を上述
の欠肉13の解消により充分に保証することができる効
果がある。
【0027】また実施例で示したように、スプライン1
0の端部10aに対応して円筒部9の外周に余肉部12
を設けて一方向回転成形した後に、この余肉部12を多
方向回転成形すべく構成すると、上述の欠肉解消をより
一層確実に実行し、スプライン精度およびスプライン強
度をさらに向上させることができる効果がある。
【0028】図10は歯付円筒部品の成形方法の他の実
施例を示し、ワークの回転方向による材料充填の位相差
に起因して欠肉が発生すると見込まれるスプライン10
の端面を、図10に仮想線αで示す従前の形状に対して
所定角度θだけ傾斜したスラント端面10b(回転方向
遅れ側が低く、回転方向進み側が高くなるようなテーパ
端面、換言すれば材料充填上流側のスプライン長が長
く、材料充填下流側のスブライン長が短くなるようなテ
ーパ端面に設定することで、欠肉の発生を防止すると共
に、マンドレル4の成形歯形7に対する材料流入時の局
部的集中荷重を緩和して、マンドレル4の長寿命化を図
ったものである。
【0029】この場合、マンドレル4の成形歯形7の段
部7aを、上述スラント端面10bを成形し得る形状に
予め設定すればよい。このように構成しても先の実施例
同様に欠肉を解消することができるので、図10におい
て前図と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい
説明を省略する。
【0030】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の歯付円筒部品は、実施例の自動変
速機用クラッチドラム14に対応し、以下同様に、ロー
ラは、加圧ローラ6に対応し、歯形は、スプライン10
に対応し、歯形端面は、スプライン端面10aに対応す
るも、この発明は、上述の実施例の構成のみに限定され
るものではない。例えば、上述の歯付円筒部品としては
自動変速機用クラッチドラム14の他にビスカスカップ
リング用の円筒部品や内歯歯車などの他の歯付円筒部品
であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の歯付円筒部品の成形方法におけるワ
ークセット工程を示す断面図。
【図2】 正転ロール成形工程を示す断面図。
【図3】 同成形工程における円筒部品の部分拡大斜視
図。
【図4】 図3のA−A線矢視断面図。
【図5】 図3のB−B線矢視断面図。
【図6】 逆転ロール成形工程を示す断面図。
【図7】 同工程終了後の歯付円筒部品の部分拡大斜視
図。
【図8】 逆転ロール成形による欠肉の解消を示す断面
図。
【図9】 自動変速機用クラッチドラムを示す部分斜視
図。
【図10】 歯付円筒部品の成形方法の他の実施例を示
す部分斜視図。
【図11】 従来の成形方法における欠肉発生状態を示
す部分斜視図。
【符号の説明】
4…マンドレル 5…ワーク 6…加圧ローラ 7…成形歯形 9…円筒部 10…スプライン(歯形) 10a…スプライン端面(歯形端面) 11…円筒部品 14…クラッチドラム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワークを塑性変形して歯付円筒部品に成形
    する歯付円筒部品の成形方法であって、成形歯形を有す
    る成形用マンドレルにワークをセットし、次に上記マン
    ドレルを一方向に回転させながらワークをローラにて加
    圧し、該ワークを塑性変形させて円筒部に歯形を形成
    し、次に上記マンドレルを他方向に回転させてワークを
    ローラにて加圧成形する歯付円筒部品の成形方法。
  2. 【請求項2】上記円筒部品の内側に歯形を形成すると共
    に、歯形端面がロール成形される請求項1記載の歯付円
    筒部品の成形方法。
  3. 【請求項3】上記歯付円筒部品を自動変速機用クラッチ
    ドラムに設定した請求項1または2記載の歯付円筒部品
    の成形方法。
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