JPH11309541A - 内外周に歯形を有する有底筒状部品の製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内外スプライン部品の内外両面のスプライン
加工を一度の鍛造加工により精度よく行うことができ
る，内外スプライン部品の製造方法及びその製造装置を
提供すること。 【解決手段】 筒状部９０の内面及び外面にそれぞれ内
スプライン８１及び外スプライン８２を設けた内外スプ
ライン部品９の製造方法。円筒状の粗筒部７０を有する
粗形材７を準備する。粗筒部７０の内径寸法よりも大径
の山部２１と小径の谷部２２とよりなる内成形部２０を
有する内型２と，粗筒部７０の外径寸法よりも小径の山
部３１及び谷部３２よりなる外成形部３０を有する外型
３とを用いる。内型２と外型３の間に粗形材７の粗筒部
７０を押圧挿入して形成するに当たり，内成形部２０に
よる成形を外成形部３０による成形よりも先に開始させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，筒部を有すると共に該筒部の内
面及び外面にそれぞれ歯形形状（スプライン）を設けた
内外周に歯形を有する有底筒状部品の製造を，１回の鍛
造加工によって精度よく行うことができる製造方法及び
製造装置に関する。

【０００２】

【従来技術】例えば，自動車用自動変速機の構成部品で
あるクラッチドラム等としては，後述する図１に示すご
とく，筒部９０の内面と外面の両面にそれぞれ内スプラ
イン８１と外スプライン８２という歯形形状を設けた金
属製の有底筒状部品（以下適宜，内外スプライン部品と
いう）９が用いられている。このような形状の内外スプ
ライン部品９は，高強度が要求されない場合にはプレス
板金成形によって製造することもできる。

【０００３】しかし，高強度特性が要求される場合に
は，強度アップに伴う部分的な厚肉形状が必要となるこ
とから，上記プレス板金成形方法を適用することができ
ない。そのため，従来は，鋳造又は鍛造により作製され
た粗形材に切削加工を施して内外周に歯形形状（スプラ
イン）を設けていた。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の内
外スプライン部品の製造方法においては，次の問題があ
る。即ち，上記高強度の内外スプライン部品を従来の方
法により製造する場合には，スプラインの形成を切削加
工により行う必要がある。切削加工は加工効率が低く，
かつ材料歩留まりを大きく低下させる。そのため，従来
の切削加工を用いた方法により製造した内外スプライン
部品は，非常にコスト高なものとなってしまう。

【０００５】一方，近年の精密鍛造技術の進歩により，
高強度の内外スプライン部品であっても，その内外周の
歯形形状（スプライン）の加工を鍛造加工により行うこ
とが考えられる。しかしながら，従来の鍛造加工方法に
おいて内外周の歯形形状を同時に成形しようとすると，
特に内周側においてバリ，巻き込み等の品質不良が多発
するという問題があった。

【０００６】そのため，内外周の歯形はそれぞれ別々の
工程の鍛造加工によって成形する必要があり，工程増加
による製造コスト増大が生じてしまう。また，２工程に
分けた鍛造作業を行った場合には，内周面の歯形と外周
面の歯形の同軸度が悪化するおそれもあった。

【０００７】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，内外周に歯形を有する有底筒状部品を，
一度の鍛造加工により精度よく製造することができる製
造方法及びその製造装置を提供しようとするものであ
る。

【０００８】

【課題の解決手段】請求項１に記載の発明は，その内外
周に歯形形状を設けてなる筒部と該筒部の一端側におい
て内径方向に延設された底部とを有する，内外周に歯形
を有する有底筒状部品を製造する方法において，上記筒
部よりも大径厚肉の粗筒部と上記底部とを有する粗筒部
を準備し，上記粗筒部の内径寸法よりも大径の山部及び
小径の谷部よりなる歯形形状の内成形部と該内成形部の
加工方向後方に延設されていると共に上記谷部と略同径
の円柱状の導入部とを有する内型と，上記粗筒部の外径
寸法よりもいずれも小径の山部及び谷部よりなる歯形形
状の外成形部を上記内成形部よりも加工方向前方にずら
して設けた外型とを用い，上記内型と上記外型との間に
上記粗形材の上記粗筒部を押圧挿入して該粗筒部の内面
及び外面に歯形形状を形成するに当たり，上記内成形部
による成形を上記外成形部による成形よりも先に開始さ
せ，その後，上記内成形部による成形と上記外成形部に
よる成形とを同時に行うことを特徴とする内外周に歯形
を有する有底筒状部品の製造方法にある。

【０００９】本発明において最も注目すべきことは，上
記特定の径寸法を有する内成形部及び外成形部をそれぞ
れ有する内型及び外型を用い，かつ，上記内成形部によ
る成形を上記外成形部による成形よりも先に開始させる
ことである。

【００１０】成形に用いる上記内型は，その内成形部を
上記有底筒状部品の筒部の内周面に設ける歯形形状（以
下適宜，内スプラインという）に合わせた歯形形状に構
成する。そして，内成形部の山部と谷部の径寸法と上記
粗筒部の内径寸法との関係は上記特定の関係とする。実
際には，粗筒部の内径寸法が，上記内成形部の山部と谷
部との中間の径寸法となるよう予め調整する。また，上
記内型には上記導入部を設けてある。そのため，粗筒部
を成形する際には，粗筒部は上記導入部を通って上記内
成形部へと導かれる。

【００１１】また，上記外型の外成形部は，上記有底筒
状部品の筒部の外周面に設ける歯形形状（以下適宜，外
スプラインという）に合わせた歯形形状に構成する。そ
して，外成形部の山部と谷部の径寸法と上記粗筒部の内
径寸法との関係は上記特定の関係とする。実際には，粗
筒部の外径寸法が，上記外成形部の山部及び谷部よりも
大きな径寸法となるよう予め調整する。また，上記内成
形部と外成形部とは，上記のごとく位置をずらして配置
してあり，その成形タイミングを調整するよう構成して
ある。

【００１２】次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明においては，上記寸法関係を有する内型及び外型
を用いてこれらの間に上記粗形材の粗筒部を押圧挿入す
る。このとき，上記外成形部は上記内成形部よりも加工
方向前方にずらして配置されている。そのため，内型と
外型との間に押圧挿入された粗筒部は，まず，その内周
面側から成形が開始される。このとき，粗筒部の内径
は，内成形部の山部と谷部との中間の径寸法を有してい
るため，成形時の断面減少率を小さくすることがでる。
それ故，変形抵抗は小さくすることができ，粗筒部の成
形はスムーズに開始される。

【００１３】次いで，上記粗形材をさらに押圧すること
により，粗筒部が上記外成形部と接触し，外周面の成形
が開始される。ここで，上記外成形部の山部及び谷部
は，いずれも粗筒部の外径よりも小さい径寸法である。
そのため，粗筒部の外周面においては外スプラインが形
成される一方，粗筒部内部においては材料が内径方向へ
向かうメタルフローが生ずる。そのため，粗筒部は内方
に押されて内成形部に十分に充填され，内スプラインが
精度よく成形される。即ち，内外の歯形形状が同時に精
度よく成形されていく。

【００１４】また，この内外の歯形形状を同時に成形し
ている状態においては，粗筒部内部の材料が未成形部の
方へ逆流するというメタルフローも生じる。従来，この
逆流が激しい場合には，バリや巻き込みという品質不良
が生じるおそれがあった。これに対し，本発明において
は，上記内型の入側に上記導入部を設けてある。そのた
め，上記材料の逆流は上記導入部に当接する範囲内に抑
制することができ，従来のような品質不良を防止するこ
とができる。

【００１５】そして，所望長さのスプラインが内外に形
成された段階で上記押圧を停止することにより，一連の
鍛造作業が完了する。このように，本発明においては，
上記寸法関係を有する内型と外型を用い，かつ，成形開
始順序も上記のごとく規制する。そのため，粗筒部の成
形を非常にスムーズに，かつ，精度よく行うことがで
き，しかも，これを一度の鍛造加工により実施すること
ができる。それ故，従来コストアップの原因ともなって
いた歯形形成工程を非常に合理化することができる。

【００１６】したがって，本発明によれば，内外周に歯
形を有する有底筒状部品を，一度の鍛造加工により精度
よく製造することができる製造方法を提供することがで
きる。

【００１７】次に，上記優れた製造方法を実施する装置
としては，次の発明がある。即ち，請求項２に記載の発
明のように，その内外周に歯形形状を設けてなる筒部と
該筒部の一端側において内径方向に延設された底部とを
有する，内外周に歯形を有する有底筒状部品を，上記筒
部よりも大径厚肉の粗筒部と上記底部とを有する粗形材
を鍛造加工することにより製造する装置であって，上記
粗筒部の内径寸法よりも大径の山部及び小径の谷部より
なる歯形形状の内成形部と該内成形部の加工方向後方に
延設されていると共に上記谷部と略同径の円柱状の導入
部とを有する内型と，上記粗筒部の外径寸法よりもいず
れも小径の山部及び谷部よりなる歯形形状の外成形部を
上記内成形部よりも加工方向前方にずらして設けた外型
と，上記内型と上記外型との間に上記粗形材の上記粗筒
部を押圧挿入するためのパンチとを有してなることを特
徴とする内外周に歯形を有する有底筒状部品の製造装置
がある。

【００１８】本製造装置を用いれば，上記パンチにより
上記粗形材を押圧して上記内型と外型の間に粗筒部を挿
入することにより，上記優れた製造方法を容易かつ確実
に実施することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】実施形態例 本発明の実施形態例にかかる内外スプライン部品の製造
方法及びその製造装置につき，図１〜図６を用いて説明
する。まず，図１に示すごとく，本例において製造する
部品は，自動車用自動変速機に用いるクラッチドラムで
あって，その内外周に歯形形状（内スプライン８１，外
スプライン８２）を設けてなる筒部９０と該筒部９０の
一端側において内径方向に延設された底部９４とを有す
る，内外周に歯形を有する有底筒状部品（内外スプライ
ン部品）９である。また，上記底部９４の中央部には内
方に突出した突出部９５と貫通穴９６とを設けてある。

【００２０】この内外スプライン部品９の製造は，図２
に示すごとく，筒部９０よりも大径厚肉の粗筒部７０と
上記底部９４とを有する粗形材７を鍛造加工することに
より行う。この粗形材７は，同図に示すごとく，粗筒部
７０以外の形状は得ようとする内外スプライン部品９と
同様にしてある。また，この粗形材７は，Ｓｃｒ４２０
という材料を用い，予め鍛造加工を行って製造したもの
である。

【００２１】次に，本例において用いる製造装置１につ
いて，図３〜図６を用いて説明する。本例の製造装置１
は，図３，図４，図６に示すごとく，内型２，外型３，
パンチ４等を有している。上記内型２は，図３，図４に
示すごとく，上記粗筒部７の粗筒部７０の内径寸法より
も大径の山部２１及び小径の谷部２２よりなる歯形形状
の内成形部２０と，該内成形部２０の加工方向後方に延
設されていると共に上記谷部２２と略同径の円柱状の内
導入部２７とを有している。また，内型２の上面中部に
は凹部２８を設けてあり，粗形材７を加工する際の突出
部９５の逃げ部としてある。

【００２２】また，同図に示すごとく，上記外型３は，
上記粗筒部７０の外径寸法よりもいずれも小径の山部３
１及び谷部３２よりなる歯形形状の外成形部３０を上記
内成形部２０よりも加工方向前方にずらして設けてあ
る。また，上記外型３は，図３，図６に示すごとく，そ
の入側には外成形部３０の谷部３２よりも若干の大きい
内径を有する外導入部３７を設けてある。この外導入部
３７の内径は，粗筒部７０の外径寸法に対応させてあ
る。また，この外導入部３７は，同図に示すごとく，粗
筒部７０の長さよりも長く設けてある。

【００２３】また，製造装置１には，図３に示すごと
く，上記内型２と上記外型３との間に上記粗形材７の上
記粗筒部７０を押圧挿入するためのポンチ４を設けてあ
る。上記パンチ４は，パンチホルダー４９に配設され，
昇降可能に設けてある。また，パンチ４の先端（下端）
外周部には，粗形材７上面の窪み７６の形状に対応した
リング状の突起部４１を設けてある。

【００２４】また，図３に示すごとく，内型２及び外型
３は，ベース１１上にバッキングプレート１２，１３を
介して固定されている。また，内型２及び外型３間に
は，ピン駆動部１５に接続されたノックアウトピン１４
を昇降可能に配置してある。

【００２５】次に，上記製造装置１を用いて内外スプラ
イン部品９を製造するに当たっては，まず，図３に示す
ごとく，内型２と外型３との間の上方に粗筒部７０が来
るように粗形材７をセットする。次いで，図５（ａ）に
示すごとく，パンチホルダー４９と共にパンチ４を下降
させる。これにより，同図に示すごとく，粗筒部７０が
内型２と外型３との間に押圧進入されて内外の歯形形状
（スプライン）が加工される。

【００２６】この過程を図６により説明すると，まず，
図６（ａ）に示すごとく，粗筒部７０の内面側が内型２
の内成形部２０の先端２５に当接し，その後しばらくの
間は内周面のみが成形される。また，粗筒部７０は，図
４に示すごとく，その内周面７１の内径が内成形部２０
の山部２１と谷部２２との中間の径である。そのため，
粗筒部７０の断面減少率を小さくすることができ，上記
成形はスムーズに開始される。

【００２７】次いで，図６（ｂ）に示すごとく，粗筒部
７０の外面側が外成形部３０の先端部３５に当接した後
は，外面と内面の両面が成形されていく。また，粗筒部
７０は，図４に示すごとく，その外面７２の外径が外成
形部３０の山部３１及び谷部３２よりも大きい径を有し
ている。そのため，粗筒部７０が外成形部３０内に進入
することによって，材料が内径方向（矢印Ｇ）へ流れる
メタルフローが生ずる。そのため，この段階における成
形においては，粗筒部７０の外面７２に外スプライン８
２が形成される一方，粗筒部７０が内方に押されて内成
形部２０に十分に充填され内スプライン８２が精度よく
成形される。

【００２８】次いで，図６（ｃ）に示すごとく，粗形材
７の底板部分７８が内型２の上面に当接した時点で成形
が完了する。また，上記図６（ｂ）に示した成形中にお
いては，上記メタルフルローの影響により，材料が未成
形部分に逆流する現象も生ずる。この逆流現象が激しい
場合には，スムーズなスプライン加工が行えない場合も
ある。しかしながら，本例においては，内型２の入側に
上記内導入部２７を設けてあるので，図６（ｃ）に示す
ごとく，材料の逆流現象をわずかな量に抑制することが
でき，正常に成形を完了することができる。

【００２９】次いで，図５（ｂ）に示すごとく，上記ノ
ックアウトピン１４を上昇させることにより，得られた
内外スプライン部品９を離型して，一連の鍛造作業が完
了する。

【００３０】このように，本例においては，上記寸法関
係を有する内型２と外型３を用い，かつ，成形開始順序
も上記のごとく規制し，さらに上記内型２には内導入部
２７を設けてある。そのため，粗筒部７０の成形を非常
にスムーズに，かつ，精度よく行うことができ，しか
も，これを一度の鍛造加工により実施することができ
る。それ故，従来コストアップの原因ともなっていた歯
形形状の加工工程を非常に合理化することができる。

【００３１】

【発明の効果】上述のごとく，本発明によれば，内外周
に歯形を有する有底筒状部品を，一度の鍛造加工により
精度よく製造することができる製造方法及びその製造装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例における，内外スプライン部品の，
（ａ）正面図，（ｂ）Ａ−Ａ線矢視断面図，（ｃ）Ｂ−
Ｂ線矢視断面図。

【図２】実施形態例における，粗形材の，（ａ）正面
図，（ｂ）Ｃ−Ｃ線矢視断面図，（ｃ）Ｄ−Ｄ線矢視断
面図。

【図３】実施形態例における，製造装置の構成を示す説
明図。

【図４】実施形態例における，粗形材の粗筒部と内成形
部及び外成形部との径寸法関係を示す説明図。

【図５】実施形態例における，（ａ）成形完了時，
（ｂ）製品の離型時，を示す説明図。

【図６】実施形態例における，（ａ）成形初期，（ｂ）
成形中期，（ｃ）成形完了時，を示す説明図。

【符号の説明】

１．．．製造装置， ２．．．内型， ２０．．．内成形部， ２１．．．山部， ２２．．．谷部， ２７．．．内導入部， ３．．．外型， ３０．．．外成形部， ３１．．．山部， ３２．．．谷部， ３７．．．外導入部， ４．．．パンチ， ７．．．粗形材， ７０．．．粗筒部， ８１．．．内スプライン（歯形形状）， ８２．．．外スプライン（歯形形状）， ９．．．内外スプライン部品（内外周に歯形を有する有
底筒状部品）， ９０．．．筒部，

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その内外周に歯形形状を設けてなる筒部
   と該筒部の一端側において内径方向に延設された底部と
   を有する，内外周に歯形を有する有底筒状部品を製造す
   る方法において，上記筒部よりも大径厚肉の粗筒部と上
   記底部とを有する粗筒部を準備し，上記粗筒部の内径寸
   法よりも大径の山部及び小径の谷部よりなる歯形形状の
   内成形部と該内成形部の加工方向後方に延設されている
   と共に上記谷部と略同径の円柱状の導入部とを有する内
   型と，上記粗筒部の外径寸法よりもいずれも小径の山部
   及び谷部よりなる歯形形状の外成形部を上記内成形部よ
   りも加工方向前方にずらして設けた外型とを用い，上記
   内型と上記外型との間に上記粗形材の上記粗筒部を押圧
   挿入して該粗筒部の内面及び外面に歯形形状を形成する
   に当たり，上記内成形部による成形を上記外成形部によ
   る成形よりも先に開始させ，その後，上記内成形部によ
   る成形と上記外成形部による成形とを同時に行うことを
   特徴とする内外周に歯形を有する有底筒状部品の製造方
   法。
2. 【請求項２】 その内外周に歯形形状を設けてなる筒部
   と該筒部の一端側において内径方向に延設された底部と
   を有する，内外周に歯形を有する有底筒状部品を，上記
   筒部よりも大径厚肉の粗筒部と上記底部とを有する粗形
   材を鍛造加工することにより製造する装置であって，上
   記粗筒部の内径寸法よりも大径の山部及び小径の谷部よ
   りなる歯形形状の内成形部と該内成形部の加工方向後方
   に延設されていると共に上記谷部と略同径の円柱状の導
   入部とを有する内型と，上記粗筒部の外径寸法よりもい
   ずれも小径の山部及び谷部よりなる歯形形状の外成形部
   を上記内成形部よりも加工方向前方にずらして設けた外
   型と，上記内型と上記外型との間に上記粗形材の上記粗
   筒部を押圧挿入するためのパンチとを有してなることを
   特徴とする内外周に歯形を有する有底筒状部品の製造装
   置。