JPH11303900A - クラッチアウタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カム底（カム底部１ａ）に対してカム面１ｃ
の垂直形状を確保でき、カムパンチ８の形状に倣った高
精度なカム面１ｃを成形できるクラッチアウタの製造方
法を提供すること。 【解決手段】 クラッチアウタは、一端側にカム底部１
ａを有する有底円筒体に設けられ、この有底円筒体の円
筒壁１ｂの内周面に楔状のカム面１ｃが複数箇所形成さ
れている。カム底部１ａには、中央部にインナを挿入す
るための丸孔が設けられ、カム底部１ａの背面側には複
数本の捨て軸１ｅが設けられている。このクラッチアウ
タは、鍛造加工によりカム面１ｃを成形する際に、カム
底部１ａの背面側に余肉の流動によって形成される複数
本の捨て軸１ｅを同時成形することにより、カム面１ｃ
を成形する時の素材１０の流動速度を遅くできる。その
結果、カム面１ｃに生じる“ひけ”を抑制でき、カム底
部１ａに対してカム面１ｃの垂直形状を確保することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用ス
タータに用いられる一方向クラッチのクラッチアウタの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として一般的なクラッチアウタ
の製造装置を図９に示す。この製造装置では、周知のカ
ムパンチ１００、ノックアウトピン１１０、ダイ１２０
等で構成され、円柱素材２００より後方押出し加工（鍛
造加工）にてクラッチアウタのカム面２１０を成形して
いる。このクラッチアウタは、カム室（インナの外周面
とクラッチアウタのカム面２１０との間に形成される楔
状の空間）に収容されるローラを介して動力伝達が行わ
れるため、ローラとの接触面を確保する上でカム面２１
０をカム底２２０に対して垂直形状に保つことが望まし
い。しかし、上記の製造方法（鍛造加工）では、カムパ
ンチ１００によってカム面２１０を成形する時の素材２
００の流動速度が速いため、図１０に示すように、カム
パンチ１００の形状に倣わない所謂“ひけ”が発生す
る。このため、カム底２２０に対してカム面２１０の垂
直形状を確保することが困難であった。一方、鍛造加工
においてカム底２２０の中央部に捨て軸を成形する方法
が知られている。この捨て軸加工法では、素材２００を
配置するダイ１２０の底面中央部に空けられた孔（図示
しない）に素材２００の余肉を流動させて捨て軸（図示
しない）を成形することにより、カム面２１０を成形す
る時の素材２００の流動速度を遅くすることができる。
その結果、カム面２１０の“ひけ”の発生を抑制するこ
とができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の捨て
軸加工法では、捨て軸をカム底２２０の中央部に成形す
るため、カム底２２０の厚さが薄いと捨て軸周辺の素材
２００の剛性が低くなる。このため、ノックアウト時の
ノックアウト力（ノックアウトピン１１０により素材２
００を押し上げて取り出す時に素材２００に加わる力）
によって素材２００に逆加工が加わり、必要な製品形状
を得ることができなくなるといった課題があった。な
お、特開昭５８−７７９５２号公報に開示された「遊星
歯車減速装置」では、遊星歯車を支持するための支持ピ
ンを一体的に構成したクラッチアウタを冷間鍛造法によ
って製造することが記載されている。この場合、２本の
支持ピンがカム底の径方向に対向して配置されている
が、２本の支持ピンを捨て軸加工法によってクラッチア
ウタと同時成形することまでは明示されていない。本発
明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的
は、カム底に対してカム面の垂直形状を確保でき、カム
パンチの形状に倣った高精度なカム面を成形できるクラ
ッチアウタの製造方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】（請求項１の手段）鍛造
加工によりカム面を成形する際に、カム底部のカム面と
反対側に余肉の流動によって形成される複数の捨て軸を
同時成形し、その複数の捨て軸をカム底部の径方向にお
いてカム面の径方向位置の近傍に設けることを特徴とす
る。これにより、カム面を成形する時の素材の流動速度
を遅くすることができるため、カム面の“ひけ”を抑制
でき、高精度なカム面を成形することができる。また、
捨て軸をカム底部の径方向においてカム面の径方向位置
の近傍に設けることにより、捨て軸をカム底部の中央部
に設けた場合と比較して捨て軸周辺の素材剛性を高くで
きる。この結果、ノックアウト力による素材の逆加工は
発生せず、必要な製品形状を得ることができる。

【０００５】（請求項２の手段）クラッチアウタの製造
装置では、素材の底面をダイの保持面にて保持し、且つ
素材の外周面をダイの円筒内周面により規制した状態
で、カムパンチとパンチスリーブとダイとで素材を加圧
することにより、素材の外径部に円筒壁を形成しなが
ら、その円筒壁の内周面にカム面を成形し、且つ素材の
一部が余肉流動用孔に流動して捨て軸を成形することが
できる。

【０００６】（請求項３の手段）クラッチアウタの製造
装置では、素材の底面をダイの保持面にて保持し、且つ
素材の外周面をダイの円筒内周面により規制した状態
で、カムパンチとダイとで素材を加圧することにより、
素材の外径部に円筒壁を形成しながら、その円筒壁の内
周面にカム面を成形し、且つ素材の一部が余肉流動用孔
に流動して捨て軸を成形することができる。

【０００７】（請求項４の手段）捨て軸は、カム底部の
周方向においてカム面と略同位置に設けられる。これに
より、カム面の“ひけ”を効果的に抑制でき、高精度な
カム面を成形することができる。

【０００８】（請求項５の手段）捨て軸は、カム底部の
径方向においてカム面の内径側に設けられる。この場
合、捨て軸を設けることで素材の流動速度を遅くできる
効果をより一層得ることができ、より高精度なカム面を
成形することができる。

【０００９】（請求項６の手段）捨て軸は、カム面の数
と同数設けられる。この場合、カム面を成形するための
素材の流動と捨て軸を成形するための素材の流動のバラ
ンスが良いため、結果としてカム面の精度を高くでき
る。

【００１０】（請求項７の手段）複数の捨て軸は、カム
底部の周方向において等ピッチ間隔に設けられる。この
場合、各捨て軸の成形に対して均等に素材が流動できる
ため、結果としてカム面の精度を高くできる。

【００１１】（請求項８の手段）捨て軸は、遊星歯車減
速装置の遊星歯車を支持する支持軸として使用すること
ができる。この場合、クラッチアウタと遊星歯車の支持
軸とを一体に製造できるため、コストダウンが可能であ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。 （第１実施例）図１はクラッチアウタ１の製造装置の断
面図である。クラッチアウタ１は、図３に示すように、
インナ２、ローラ３（転動体）、スプリング４等の部品
と共に周知の一方向クラッチ５を構成するもので、この
一方向クラッチ５は、例えば自動車用スタータに使用さ
れる。本実施例のクラッチアウタ１は、図２に示すよう
に、一端側にカム底部１ａを有する有底円筒体に設けら
れ、この有底円筒体の円筒壁１ｂの内周面に楔状のカム
面１ｃ（ローラ３との接触面）が複数箇所形成されてい
る。また、カム底部１ａには、中央部にインナ２を挿入
するための丸孔１ｄが設けられ、カム底部１ａの背面側
（カム面１ｃと反対側）には複数本の捨て軸１ｅが設け
られている。

【００１３】クラッチアウタ１の製造装置は、図１に示
すように、ダイ６とノックアウトピン７を具備する下型
と、カムパンチ８とパンチスリーブ９を具備する上型よ
り構成され、予め環状体に形成された素材１０を鍛造加
工（後方押出し加工）して上述のクラッチアウタ１を製
造することができる。ダイ６は、素材１０の外径より若
干大きな内径の円筒内周面６ａを有し、この円筒内周面
６ａの底面（以下保持面６ｂと言う）の中央部に環状素
材１０の内径と略等しい内径を有する深孔６ｃが設けら
れ、且つこの深孔６ｃの周囲に素材１０の余肉を流動さ
せるための余肉流動用孔６ｄが複数箇所空けられてい
る。この余肉流動用孔６ｄは、断面円形に形成され、保
持面６ｂの周方向に等ピッチ間隔で設けられている。ノ
ックアウトピン７は、ダイ６の余肉流動用孔６ｄに摺動
可能に嵌合している。

【００１４】カムパンチ８は、円柱状の下端部外周にク
ラッチアウタ１のカム面１ｃを成形するためのカム形状
８ａが設けられ、このカム形状８ａの内径側にはカム形
状８ａの下端面より下方へ延びる円柱体の凸部８ｂが設
けられている。この凸部８ｂは、その外径が環状素材１
０の内径およびダイ６の深孔６ｃの内径より若干小さ
く、環状素材１０の内周および深孔６ｃの内周に挿入可
能な大きさに設定されている。パンチスリーブ９は、カ
ムパンチ８の外周に嵌合する円筒形状に設けられ、且つ
外径がダイ６の円筒内周面６ａの内径より若干小さく、
円筒内周面６ａに挿入可能な大きさに設定されている。
また、パンチスリーブ９は、図示しない背圧装置あるい
はスプリングによる背圧で保持されており、パンチスリ
ーブ９の下方から背圧以上の圧力が加わると背圧に抗し
て上方へ移動することができる。

【００１５】次に、製造装置によるクラッチアウタ１の
製造方法について説明する。まず、ダイ６の円筒内周に
素材１０を投入して、円筒内周面６ａで素材１０の外周
面を規制し、素材１０の底面を保持面６ｂにて保持す
る。続いて、上型を下降させてカムパンチ８の凸部８ｂ
を素材１０の内周およびダイ６の深孔６ｃに挿入して、
カムパンチ８とパンチスリーブ９（背圧が付与されてい
る）とダイ６とで素材１０を挟み込み、更に上型を下降
させて素材１０を加圧する。加圧された素材１０は、外
周面がダイ６の円筒内周面６ａにより規制されているた
め、隙間のあるダイ６の余肉流動用孔６ｄへ僅かに流動
する。この時点でパンチスリーブ９の背圧が素材１０の
内部圧力より低くなるように設定しておく。

【００１６】これにより、上型を更に下降させると、パ
ンチスリーブ９の背圧力より素材１０の内部圧力の方が
高くなるため、それ以上パンチスリーブ９が下降するこ
とはなく、カムパンチ８のみ下降する。この結果、図４
に示すように、カムパンチ８の下降に伴って押し出され
た素材１０が更に余肉流動用孔６ｄへ流動して捨て軸１
ｅが成形されるとともに、カムパンチ８の外側へも流動
して円筒壁１ｂが形成され、その円筒壁１ｂの内周面に
カムパンチ８のカム形状８ａに倣ってカム面１ｃが成形
される。カム面１ｃと捨て軸１ｅの成形が完了した後、
上型を上昇させるとともに、ノックアウトピン７を上方
へ押し上げて、ダイ６の円筒内周から成形品（クラッチ
アウタ１）を排出する。

【００１７】上記の方法により製造されたクラッチアウ
タ１は、カム底部１ａの背面側（カム面１ｃと反対側）
に複数本の捨て軸１ｅが成形され、各捨て軸１ｅがカム
底部１ａの径方向にてカム面１ｃの近傍位置に設けら
れ、且つ周方向に等ピッチに配置されている。カム面１
ｃと捨て軸１ｅとの位置関係を示す具体的な例を図５
（ａ）〜（ｆ）に示す。図５（ａ）〜（ｃ）は、カム面
１ｃの周方向位置と略同位置に捨て軸１ｅを成形した例
である。図５（ｄ）〜（ｆ）は、周方向に隣合うカム面
１ｃ同士の間に捨て軸１ｅを成形した例である。なお、
この図５（ａ）〜（ｆ）は、カム面１ｃの数と同数（６
本）の捨て軸１ｅを成形した例であるが、捨て軸１ｅの
本数をカム面１ｃの数より少なく、あるいは多く設定し
ても良い。また、捨て軸１ｅを遊星歯車減速装置の遊星
歯車を支持する支持軸として使用しても良い。この場
合、使用する支持軸の本数がカム面１ｃの数より少ない
時は、最初から支持軸として使用する本数（例えば２本
または３本）だけ捨て軸１ｅを成形しても良いし、カム
面１ｃの数と同数の捨て軸１ｅを成形した後、支持軸と
して使用する捨て軸１ｅだけを残して、不要な捨て軸１
ｅを後加工で除去しても良い。

【００１８】（第２実施例）図６はクラッチアウタ１の
製造装置の断面図である。本実施例は、第１実施例に対
してカムパンチ８の凸部８ｂが無い場合の一例である。
従って、この場合、円柱形状（第１実施例では環状体）
の素材１０を使用してクラッチアウタ１を製造すること
になり、加工されたクラッチアウタ１にはインナ２を挿
入するための丸孔が形成されていない。必要であれば後
加工により丸孔を形成することができる。また、本実施
例では、カムパンチ８に凸部８ｂが無いため、カムパン
チ８に対する局部的な応力集中が無くなり、凸部８ｂを
有するカムパンチ８と比較してカムパンチ８の寿命が良
くなる。

【００１９】（第３実施例）図７はクラッチアウタ１の
製造装置の断面図である。本実施例は、第１実施例に対
してパンチスリーブ９が無い場合の一例である。この場
合、背圧を付与したパンチスリーブ９が無いため、カム
面１ｃの成形時にパンチスリーブ９の反力が無くなり、
加工荷重が低減することにより、パンチスリーブ９を有
する場合（例えば第１実施例の場合）のカムパンチ８や
ダイ６より寿命が良くなる。

【００２０】（第４実施例）図８はクラッチアウタ１の
製造装置の断面図である。本実施例は、第１実施例に対
してカムパンチ８の凸部８ｂとパンチスリーブ９が無い
場合の一例である。この場合、カムパンチ８に凸部８ｂ
が無いため、カムパンチ８に対する局部的な応力集中が
無くなり、凸部８ｂを有するカムパンチ８と比較してカ
ムパンチ８の寿命が良くなるとともに、カム面１ｃの成
形時にパンチスリーブ９の反力が無くなり、加工荷重が
低減することにより、パンチスリーブ９を有する場合
（例えば第１実施例の場合）のカムパンチ８やダイ６よ
り寿命が良くなる。

【００２１】（実施例の効果）鍛造加工（後方押出し加
工）によりカム面１ｃを成形する際に、カム底部１ａの
背面側に余肉の流動によって形成される複数本の捨て軸
１ｅを同時成形することにより、カム面１ｃを成形する
時の素材１０の流動速度を遅くできる。その結果、カム
面１ｃに生じる“ひけ”を抑制でき、カム底部１ａに対
してカム面１ｃの垂直形状を確保することができる。特
に、捨て軸１ｅをカム底部１ａの径方向および周方向に
おいてカム面１ｃと略同位置に設けた場合（図５（ａ）
〜（ｃ）の場合）には、捨て軸１ｅを設けることによる
効果（カム面１ｃを成形する時の素材１０の流動速度を
遅くできる）をより一層得ることができるため、高精度
なカム面１ｃを成形することができる。また、複数本の
捨て軸１ｅをカム底部１ａの径方向においてカム面１ｃ
の径方向位置の近傍に設けることにより、捨て軸１ｅを
カム底部１ａの中央部に設けた場合と比較して捨て軸１
ｅ周辺の素材１０の剛性を高くできる。この結果、ノッ
クアウト力による素材１０の逆加工を防止でき、必要な
製品形状を得ることができる。

【００２２】（変形例）上記の実施例において、素材１
０の加工時にノックアウトピン７に背圧を付与しても良
い。この場合、円筒壁１ｂ側への素材１０の流動量と捨
て軸１ｅ側への素材１０の流動量とを任意に設定できる
ため、円筒壁１ｂの高さ（カム面１ｃの長さ）と捨て軸
１ｅの長さを任意に調整できる。第１実施例および第３
実施例では、カムパンチ８にカム形状８ａと凸部８ｂと
を一体に設けているが、カム形状８ａと凸部８ｂとを分
割しても同等の効果が得られることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】クラッチアウタの製造装置の断面図である（第
１実施例）。

【図２】クラッチアウタの斜視図である。

【図３】一方向クラッチの断面図である。

【図４】カム面と捨て軸の成形過程を示す断面図であ
る。

【図５】カム面と捨て軸との位置関係を示すクラッチア
ウタの上面図である。

【図６】クラッチアウタの製造装置の断面図である（第
２実施例）。

【図７】クラッチアウタの製造装置の断面図である（第
３実施例）。

【図８】クラッチアウタの製造装置の断面図である（第
４実施例）。

【図９】クラッチアウタの製造装置の断面図である（従
来技術の説明）。

【図１０】カム面の成形過程を示す断面図である（従来
技術の説明）。

【符号の説明】

１ クラッチアウタ １ａ カム底部 １ｃ カム面 １ｅ 捨て軸 ３ ローラ（転動体） ６ ダイ ６ａ 円筒内周面 ６ｂ 保持面 ６ｄ 余肉流動用孔 ７ ノックアウトピン ８ カムパンチ ９ パンチスリーブ １０ 素材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端側にカム底部を有する有底円筒体に設
   けられ、この有底円筒体の円筒内周面に転動体との接触
   面となる楔状のカム面を複数有するクラッチアウタの製
   造方法であって、 鍛造加工により前記カム面を成形する際に、前記カム底
   部の前記カム面と反対側に余肉の流動によって形成され
   る複数の捨て軸を同時成形し、その複数の捨て軸を前記
   カム底部の径方向において前記カム面の径方向位置の近
   傍に設けることを特徴とするクラッチアウタの製造方
   法。
2. 【請求項２】請求項１に記載したクラッチアウタの製造
   方法において、 円形外周面を有する素材と、 この素材より前記クラッチアウタを製造するための製造
   装置とを備え、 この製造装置は、 外周部に前記カム面を成形するためのカム形状を有する
   カムパンチと、 前記素材の底面を保持する保持面と前記素材の外周面を
   規制する円筒内周面とを有し、前記保持面に前記素材の
   余肉を流動させるための余肉流動用孔が周方向に複数箇
   所空けられたダイと、 前記余肉流動用孔に摺動可能に嵌合するノックアウトピ
   ンと、 前記カムパンチの外周に沿って前記ダイの円筒内周面に
   対して摺動可能なパンチスリーブとを具備し、 前記素材の底面を前記ダイの保持面にて保持し、且つ前
   記素材の外周面を前記ダイの円筒内周面により規制した
   状態で、前記カムパンチと前記パンチスリーブと前記ダ
   イとで前記素材を加圧することにより、前記素材の外径
   部に円筒壁を形成しながら、その円筒壁の内周面に前記
   カム面を成形し、且つ前記素材の一部が前記余肉流動用
   孔に流動して前記捨て軸を成形することを特徴とするク
   ラッチアウタの製造方法。
3. 【請求項３】請求項１に記載したクラッチアウタの製造
   方法において、 円形外周面を有する素材と、 この素材より前記クラッチアウタを製造するための製造
   装置とを備え、 この製造装置は、 外周部に前記カム面を成形するためのカム形状を有する
   カムパンチと、 前記素材の底面を保持する保持面と前記素材の外周面を
   規制する円筒内周面とを有し、前記保持面に前記素材の
   余肉を流動させるための余肉流動用孔が周方向に複数箇
   所空けられたダイと、 前記余肉流動用孔に摺動可能に嵌合するノックアウトピ
   ンとを具備し、 前記素材の底面を前記ダイの保持面にて保持し、且つ前
   記素材の外周面を前記ダイの円筒内周面により規制した
   状態で、前記カムパンチと前記ダイとで前記素材を加圧
   することにより、前記素材の外径部に円筒壁を形成しな
   がら、その円筒壁の内周面に前記カム面を成形し、且つ
   前記素材の一部が前記余肉流動用孔に流動して前記捨て
   軸を成形することを特徴とするクラッチアウタの製造方
   法。
4. 【請求項４】前記捨て軸は、前記カム底部の周方向にお
   いて前記カム面と略同位置に設けられることを特徴とす
   る請求項１〜３に記載したクラッチアウタの製造方法。
5. 【請求項５】前記捨て軸は、前記カム底部の径方向にお
   いて前記カム面の内径側に設けられることを特徴とする
   請求項１〜４に記載したクラッチアウタの製造方法。
6. 【請求項６】前記捨て軸は、前記カム面の数と同数設け
   られることを特徴とする請求項１〜５に記載したクラッ
   チアウタの製造方法。
7. 【請求項７】前記複数の捨て軸は、前記カム底部の周方
   向において等ピッチ間隔に設けられることを特徴とする
   請求項１〜６に記載したクラッチアウタの製造方法。
8. 【請求項８】前記捨て軸は、遊星歯車減速装置の遊星歯
   車を支持する支持軸として設けられることを特徴とする
   請求項１〜７に記載したクラッチアウタの製造方法。