JP4257742B2 - ドラム形部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の自動変速機に用いられるクラッチドラムや遊星歯車機構のリングギヤ等の、ドラム形状を有する部品を冷間塑性加工により製造する方法に関するものである。

かかるドラム形部品の製造方法として、例えば特許文献1に記載されているものがある。この方法においては、内歯車の製造に際し、ボス部材とドラム部材とを重ねて成形用金型と押型で挟んで回転させ、複数の成形ローラによりこれら部材を成形用金型に押し付けて所要の外形および内歯を有する形状に成形すると共に、ボス部材とドラム部材とを一体化させている。

この方法においては、ドラム部材をボス部材を覆うようにしてこれらを一体化させており、しかも内歯車底部におけるドラム部材の板厚が、成形前のそれを維持している。それによって、成形した内歯車の底部が肉厚となるため内歯車自体の重量を増加させることとなり、軽量化のためには、底部の肉厚を低減化させるべく切削や研削などの二次加工を行う必要がある。

また、この方法においては、外形をドラム形状に成形すると同時に成形用金型に形成した歯形を用いて内面に内歯（スプライン）を形成しているが、ドラム部材の成形前の板厚は、形成する内歯の歯丈に応じて決まるため、歯丈の高いスプラインを形成する場合、板厚が大きめの部材を用意する必要があり、その結果、成形後のドラム部材との接合箇所の厚さや寸法が必要以上に大きなものとなり得る。このこともまた、内歯車の重量を増加させる要因となり、やはり二次加工を行って軽量化を図る必要がある。
特開平7-51781号公報

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑み、冷間塑性加工によりドラム形状を有する部品の製造を行うに際し、部品の軽量化を図れると共に成形後の二次加工を必要としない製造方法を提供することを目的とするものである。

この目的のため、第一発明によるドラム形部品の製造方法は、
略円筒形のスリーブとリング形の板材とを接合し、次いでこれを成形することによりドラム形状を有する部品を製造する方法であって、
前記スリーブの外面に周方向に凹溝を形成する工程と、
前記凹溝と前記板材の内側端部とが半径方向に対向するように、第一の治具上に前記スリーブおよび前記板材を固定する工程と、
第一の成形ローラにより前記板材を半径方向外側から中心部に向けて肉寄せして当該板材を前記凹溝で前記スリーブと接合させる工程と、
第二の治具および成形用金型との間に前記接合した前記スリーブと前記板材を固定し、第二の成形ローラにより前記板材を前記成形用金型に押し付けてドラム形状に成形する工程と、
を具えることを特徴とするものである。

更に、この第一発明によるドラム形部品の製造方法は、前記板材に対しその半径方向の所定位置から前記肉寄せを行い、当該肉寄せを開始する位置から半径方向内側の部分を部品底部とし、半径方向外側の部分を前記第二の成形ローラにより前記成形用金型に押し付けてドラム形状に成形することを特徴とするものである。

第二発明によるドラム形部品の製造方法は、前記第一発明において、
前記スリーブの前記凹溝に隣接させて該スリーブの半径方向に突出する突起部を形成し、前記板材を肉寄せさせて前記突起部および凹溝に当該板材をかしめることにより、前記スリーブと前記板材とを接合することを特徴とするものである。

第三発明によるドラム形部品の製造方法は、前記第一または第二発明において、
前記スリーブの底部にフランジを設け、
前記第一の治具上に前記スリーブおよび前記板材を固定する際、前記スリーブのフランジ上に前記板材を載置することにより、前記スリーブに対して前記板材を位置決めすることを特徴とするものである。

本発明によるドラム形部品の製造方法においては、部品を製造するための素材である略円筒形のスリーブとリング形の板材とを接合する際、板材を肉寄せして***させ、この***させた部分でスリーブとの接合を行うこととしている。すなわち、肉寄せを行うことにより板材の肉厚を薄くしながらスリーブと接合させることとなり、成形後の肉厚が必要以上に厚くならず、二次加工を行う必要無しにドラム形部品の軽量化を図ることができる。しかもスリーブを略円筒形としていることにより、製造したドラム形部品に他の部品を組み付ける際の位置決めや、スリーブ自体に部品を取り付けることが容易なものとなる。

さらに本発明によるドラム形部品の製造方法においては、板材の、第二の成形ローラによって成形を行う部分は肉寄せを行わず、成形前の板厚を維持させている。換言すれば、外形をドラム形状に成形する際、特に成形と同時に成形用金型に形成した歯形を用いて内面にスプラインを形成するような場合、板材の板厚を必要以上に大きくしなくても部品の製造が可能となり、成形後の二次加工を必要とせず、部品の軽量化を図ることができる。

本発明によるドラム形部品の製造方法においては、スリーブに予め形成した凹溝と、この凹溝に隣接させて形成した突起部に向けて板材を肉寄せさせ、これら凹溝と突起部に板材をかしめて接合させることとしており、それによって両者の接合が確実なものとなる。さらに、板材をスリーブに確実にかしめることにより、製造した部品、特にスリーブにおける軸方向応力に対する強度を増加させることにもなる。

また本発明によるドラム形部品の製造方法においては、スリーブの底部にフランジを設け、スリーブと板材とを接合するために両者を第一の治具上に固定する際、スリーブに設けたフランジ上に板材を載せることにより、スリーブに対して板材を位置決めするようにしている。それによって、両者の寸法誤差を考慮して位置決めが行えることとなり、両者の接合をより確実なものとすることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

図1〜図4は、本発明の一実施形態に係るドラム形部品の製造工程を概略示すものであり、ここでは、例えば遊星歯車機構のリングギヤのような、内歯（スプライン）を設けた部品を製造する場合を示す。

図1に示すように、ここで製造する部品は、略円筒状のスリーブ1とリング形の板材2を素材とし、後述するように両者を接合した後、ドラム形状に成形すると共に、側面の内側にスプラインを形成する。

一方の素材であるスリーブ1は、本体3、フランジ4、本体3に設けた凹溝5および突起部6からなる。凹溝5と突起部6は隣接させて設けており、本体3の板厚t1に対して突起部の板厚t2は大きくしている。また凹溝5底部の板厚t3は突起部の板厚t2よりも薄いことは言うまでもなく、t1と同じか、それよりも薄くする。また、フランジ4の外径は、後述する理由により突起部6の外径よりも大きくする。

ドラム形部品の製造に際しては、まず、スリーブ1とリング形の板材2を第一の治具7上に固定する。このとき、板材2をスリーブ1のフランジ4上に載置するようにして、板材2をスリーブ1に対して位置決めを行う。それによって、スリーブ1および板材2のいずれか一方、あるいは双方の寸法誤差を考慮して位置決めが行えることとなり、より確実な接合を実現できる。なお、フランジ4の外径を突起部6の外径よりも大きくするのは、このようにして位置決めを行うためである。次いでマンドレル8をスリーブ1の内部に挿入することにより、これら第一の治具7とマンドレル8とでスリーブ1および板材2を保持する。

その後、マンドレル8および第一の治具7を回転させることによりスリーブ1と板材2を回転させ、所定の曲率半径（R形状）を有する第一の成形ローラ9を、所定の角度で板材2に押し付ける。このとき、第一の成形ローラ9を板材2に最初に押し付ける位置Sは、製造するドラム形部品の底部の半径に応じて設定するものとする。すなわち、リング形の板材2の、ドラム形部品の底部となる部分を位置Sから半径方向内側とし、この部分を後述するように第一の成形ローラ9によって加工を行うこととする。

そして、図2に示すように、第一の成形ローラ9を回転させてリング形の板材2に押し付けながら矢印の方向、すなわち板材2の半径方向外側から中心方向へ向けて一定の速度で移動させて肉寄せを行う。つまり板材2を部分的に塑性変形させ、その変形によって***した部分の形成を行う。それによって板材2に***部10が形成されると共に、肉寄せを行った後の部分の板厚は、それ以外の部分の板厚よりも薄くなる。つまり、板材2の元の板厚t4よりも、肉寄せを行った後の部分の板厚t5は小さくなる。その結果、製造するドラム形部品の底部の板厚が薄くなることとなる。

さらに、図3に示すように、第一の成形ローラ9による肉寄せをさらに進め、***部10、すなわちリング形の板材2の肉寄せさせた部分をスリーブ1の凹溝5および突起部6にかしめてスリーブ1とリング形の板材2とを接合する。

その後、接合したスリーブ1とリング形の板材2を新たに第二の治具11上にセットし、側面にスプライン形12を設けた成形用金型13を上から板材2に押し付け、この成形用金型13と第二の治具11とで板材2を挟む。そして、回転する第二の成形ローラ14によってリング形の板材2を成形用金型13の側面に押し当て、ドラム形状に成形すると共に内面にスプラインを形成する。ここで、第二の成形ローラ14は複数とし、図では２個示している。これにより、リング形の板材2はドラム形部品の底部15および側部16に加工されることとなる。

リング形の板材2の、第二の成形ローラ14によって成形する部分は、先に行った肉寄せの開始位置Sから半径方向外側の部分、すなわち、肉寄せを行わず元の板厚t4を維持している所である。この部分は第二の成形ローラ14で成形し、またここでは内面にスプラインを形成することから、板厚t4の値はこれらを成形するのに必要なだけの設計上のもので良い。換言すれば、リング形の板材2の元の厚さであるt4の値を必要以上に大きくしなくても良いこととなる。

以上説明したように、本発明によるドラム形部品の製造方法は、部品を構成する素材同士の接合を確実にすると共に、素材を成形した後の二次加工を必要とせず、さらには部品の軽量化を図ることが可能である。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、ドラム形状を有する他の部品、例えばクラッチドラムのように内面にスプラインを形成しない部品への適用も可能である。

本発明によるドラム形部品の製造工程を概略示す図であり、素材であるスリーブとリング形の板材を第一の治具上に取り付けた状態を示すものである。 本発明によるドラム形部品の製造工程を概略示す図であり、リング形の板材の肉寄せを行っている状態を示すものである。 本発明によるドラム形部品の製造工程を概略示す図であり、リング形の板材をスリーブにかしめた状態を示すものである。 本発明によるドラム形部品の製造工程を概略示す図であり、成形用金型により成形加工を行っている状態を示すものである。

符号の説明

1 スリーブ
2 板材
3 スリーブ1の本体
4 スリーブ1のフランジ
5 スリーブ1の凹溝
6 スリーブ1の突起部
7 第一の治具
8 マンドレル
9 第一の成形ローラ
10 板材2の***部
11 第二の治具
12 成形用金型13のスプライン形
13 成形用金型
14 第二の成形ローラ
15 ドラム形部品の底部
16 ドラム形部品の側部

Claims (3)

1. 略円筒形のスリーブとリング形の板材とを接合し、次いでこれを成形することによりドラム形状を有する部品を製造する方法であって、
   前記スリーブの外面に周方向に凹溝を形成する工程と、
   前記凹溝と前記板材の内側端部とが半径方向に対向するように、第一の治具上に前記スリーブおよび前記板材を固定する工程と、
   第一の成形ローラにより前記板材を半径方向外側から中心部に向けて肉寄せして当該板材を前記凹溝で前記スリーブと接合させる工程と、
   第二の治具および成形用金型との間に前記接合した前記スリーブと前記板材を固定し、第二の成形ローラにより前記板材を前記成形用金型に押し付けてドラム形状に成形する工程と、
   を具え、
   前記板材に対しその半径方向の所定位置から前記肉寄せを行い、当該肉寄せを開始する位置から半径方向内側の部分を部品底部とし、半径方向外側の部分を前記第二の成形ローラにより前記成形用金型に押し付けてドラム形状に成形することを特徴とするドラム形部品の製造方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   前記スリーブの前記凹溝に隣接させて該スリーブの半径方向に突出する突起部を形成し、前記板材を肉寄せさせて前記突起部および凹溝に当該板材をかしめることにより、前記スリーブと前記板材とを接合することを特徴とするドラム形部品の製造方法。
3. 請求項１または２記載の方法において、
   前記スリーブの底部にフランジを設け、
   前記第一の治具上に前記スリーブおよび前記板材を固定する際、前記スリーブのフランジ上に前記板材を載置することにより、前記スリーブに対して前記板材を位置決めすることを特徴とするドラム形部品の製造方法。

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