JPH0790322B2 - 爪付きクラッチ部材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変速機の切り換え手段
などとして使用される爪付きクラッチ部材の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車や自動２輪車等の変速機では、変
速切り換え手段の一つとして爪付きクラッチ部材が使用
されている。この爪付きクラッチ部材は、その側面に突
設された爪を相手部材の孔（または凹部）に進入退出さ
せることにより駆動力の伝達遮断を行なうための部品で
ある。この爪付きクラッチ部材においては、いわゆる
「クラッチ抜け」を防止するために、爪の形状を先太の
逆テーパ形状にすることにより円周方向側面（駆動力伝
達面）を逆テーパ面にする形状構造のものが提案されて
いる。この種のクラッチ部材は、鋼を素材として、型鍛
造および機械加工により製作されるものである。

【０００３】また、上記逆テーパ爪を有するクラッチ部
材の製造方法としては、側面に爪素形部を有するクラッ
チ部材の素材を型鍛造で製造した後、逆テーパ部を有す
る工具（可動ダイス等）により前記爪素形部の側面を逆
テーパに塑性変形させる方法などが採用されている。こ
のような逆テーパ爪を有するクラッチ部材の製造方法
は、本願と同一人の出願による特公昭６２−２２７００
号に開示されている。この従来の逆テーパ爪の成形方法
においては、クラッチ部材の素材に単に爪素形部を突設
した後、逆テーパ部を有する工具に沿って爪素形部を上
方から加圧し、塑性変形させる工程が採られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の逆テーパ爪の成形方法においては、爪素形部の付け
根の隅Ｒ部に工具の先端が乗り上げる状態となり、加圧
力が爪の根元に鋼のファイバーフローとなって集中する
ために工具が横方向および下向き（加圧方向）に押圧さ
れ、特に横方向の押圧力に対抗して工具を安定的に保持
するために強力な支持力を必要としている。また、上記
ファイバーフローの押圧力によって工具が逃げる傾向が
生じ、そのために逆テーパ爪の形状がタイコ状になりや
すく、逆テーパ面の寸法精度が不安定になったり、工具
の寿命が短くなるなどの課題がある。

【０００５】本発明はこのような技術的課題に鑑みてな
されたものであり、本発明の目的は、逆テーパ成形用の
工具の先端を爪素形部に直接当接させることができ、加
圧成形時に爪素形部の根元に生じる下向きのファイバー
流れを工具から逃がすことにより、該工具を容易に安定
的に保持することができ、逆テーパ爪を高い寸法精度で
容易に成形することができ、しかも工具の寿命を長くし
得る爪付きクラッチ部材の製造方法を提供することであ
る。

【０００６】

【課題解決のための手段】本発明の爪付きクラッチ部材
の製造方法は、側面に複数の爪素形部を有する素材を成
形し、各爪素形部の円周方向側面の根元に沿って工具逃
げ用の溝を形成した後、各爪素形部の円周方向側面に逆
テーパ成形用の工具を対向させた状態で各爪素形部を高
さ方向に圧縮塑性変形させることにより、各爪素形部を
逆テーパ爪に成形する構成とし、もって、上記目的を達
成するものである。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明方法によって製造されたクラッチ部
材の一例を示す下面図であり、図２は図１のクラッチ部
材の側面図である。図１および図２において、クラッチ
部材１は基部２の側面（図示の例では一側面）に複数の
爪（クラッチ爪）３を有する構造をしており、図示の例
では、同一円周上等間隔の６箇所に爪（６個の爪）３が
形成されている。また、クラッチ部材１の中心部にはス
プライン孔４が形成されており、さらに外周にはギア
（不図示）が形成されることもある。前記各爪３は、図
２に示すように、その両側面３ａ、３ａが垂直面に対し
所定の角度（例えば４度）をもって逆方向に傾斜してお
り、先太の逆テーパ形状の爪になっている。

【０００８】図３は、前記爪３を逆テーパ形状に成形す
る前の爪素形部６を有するクラッチ部材１の素材５を示
す下面図であり、図４は図３の素材５の側面図である。
各爪素形部６の円周方向側面（図示の例では両側面）の
根元の基部２側には、各爪素形部６の側面根元の全域を
カバーする長さの溝３０が形成されている。これらの溝
３０は、後述する逆テーパ成形用の工具を逃げるための
ものであり、所定の深さおよびＲを有する断面の溝で形
成されている。なお、前記各溝３０は、爪素形部６の側
面を逆テーパに成形した後にも略そのまま残されるもの
であり、図１中にも符号３０で示されている。

【０００９】前記各逆テーパ爪３は、型鍛造等で作られ
た図３および図４の素材５の基部２の一側面に突設され
た各爪素形部６に、すえ込み加工（加圧による塑性変
形）を施して成形されるものである。各爪素形部６の内
周面７および外周面８は爪３の形状に対応して型鍛造で
成形されるものであり、逆テーパ面に加工される側面を
含む各面は型鍛造による抜け勾配が付されている。ま
た、爪素形部６の高さＨは、加圧による塑性変形を考慮
して、成形後の爪３の高さｈよりも若干大きく設定され
ている。

【００１０】図５および図６は爪３をすえ込み加工する
ための製造装置９の一構成例を示す中空部縦断面図であ
り、図５は可動ダイス１１が突出した状態を示し、図６
は可動ダイス１１が退入した状態を示す。また、図７は
図５の製造装置９の要部を示す部分平面図である。図５
〜図７において、製造装置９は固定ダイス１０、可動ダ
イス１１、パンチ手段１２およびノックアウト手段１３
を主要部として備えている。固定ダイス１０は中央部に
中心孔１４を有し、該中心孔１４内に前記可動ダイス１
１が上下方向に突出退入可能に設けられている。また、
前記中心孔１４の中心軸線上にはエキスパンションピン
１５が取付けボルト１６により取り付けられている。

【００１１】エキスパンションピン１５の先端部には、
素材５の爪素形部６の内周面７（図３）を保持するため
の膨出状の内側受型１７が設けられている。図８は前記
可動ダイス１１を示す斜視図である。図５〜図８におい
て、可動ダイス１１は、前記エキスパンションピン１５
に遊嵌する環状基部１８に、６本のダイス部材１９が周
方向等間隔に立設された構造をしている。各ダイス部材
１９の先端部には逆テーパ成形部２０が設けられてい
る。各逆テーパ成形部２０には、図１のクラッチ部材１
の爪３の側面３ａに対応して傾斜したテーパ面２０ａ、
２０ａが形成されている。

【００１２】図９は可動ダイス１１と爪素形部６との関
係を示す模式的平面図である。図８のような可動ダイス
１１の各ダイス部材１９のテーパ面２０ａ、２０ａは、
図９に示すような状態で各爪素形部６の間に挿入し得る
構造になっている。図５〜図８において、各逆テーパ成
形部２０の内外両面には、該逆テーパ成形部２０を放射
方向に開閉させるための内側突部２１および外側突部２
２が形成されている。すなわち、各内側突部２１は、可
動ダイス１１の突出時（図５）において、エキスパンシ
ョンピン１５の内側受型１７に当接して、各逆テーパ成
形部２０を拡開させる（図５、図７の実線）。一方、各
外側突部２２は、可動ダイス１１の退入時（図６）にお
いて、中心孔１４の内周面に当接して、各逆テーパ成形
部２０を縮閉させる（図６、図７の二点鎖線）。

【００１３】また、図７に示すように、中心孔１４内に
おける可動ダイス１１の各逆テーパ成形部２０の間に
は、加圧部２３が内方へ突設されている。そして、各加
圧部２３の上面２３ａと固定ダイス１０の上面１０ａと
の間の高さは、図５に示すように、クラッチ部材１の爪
３の高さｈ（図２）に設定されている。なお、加圧部２
３に対応する中心孔１４の内周部２４は、素材５の各爪
素形部６の外周面８（図３）を保持するための外側受型
となっている。

【００１４】前記パンチ手段１２は、可動ダイス１１上
に載置した素材５を加圧するためのものであり、可動ダ
イス１１の上方に液圧などにより上下動可能に設けられ
ている。前記ノックアウト手段１３は、上記パンチ手段
１２の上昇動作に連動して可動ダイス１１を突出させる
ためのものであり、中心孔１４の底部２７に上下動可能
に設けられている。前記ノックアウト手段１３のノック
アウトピン２５は可動ダイス１１の下端面１１ａを当接
支持している。

【００１５】次に、逆テーパ爪３を有するクラッチ部材
１の製造方法について説明する。先ず、図３および図４
に示すようなクラッチ部材の素材５を型鍛造により成形
（予備成形）する。次いで、製造装置９の可動ダイス１
１を突出させた状態（図５、図７の実線）で、この可動
ダイス１１上に上記予備成形された素材５を載置する。
この素材５の載置は、各爪素形部６の間に可動ダイス１
１の逆テーパ成形部２０を挿入した状態（図９）で行な
う。

【００１６】次いで、パンチ手段１２を下降させて、可
動ダイス１１上の素材５を加圧する。すると、まず、パ
ンチ手段１２の下降に伴って可動ダイス１１が退入し、
各逆テーパ成形部２０が縮閉（図７の二点鎖線）するこ
とにより、素材５のセンタリングが行なわれる。図１０
は爪素形部６のすえ込み加工前に上記センタリングが行
なわれた状態を示す図９中の線１０−１０に沿った部分
断面図である。さらにパンチ手段１２を図６の位置まで
下降させて素材５を加圧すると、各爪素形部６の先端部
が固定ダイス１０の加圧部２３により爪素形部６の高さ
方向に加圧されてすえ込み加工される。

【００１７】すなわち、この時、各爪素形部６は、内周
面７および外周面８を内側受型１７および外側受型２４
により保持されているため、上記加圧部２３により加圧
される各爪素形部６の先端部が押し潰されて塑性変形
し、この押し潰された分だけ、素材５の材料が逆テーパ
成形部２０のテーパ面２０ａと爪素形部６との間に流れ
込み、これにより爪素形部６は逆テーパ成形部２０に対
応した形状の逆テーパ爪３に成形される。図１１は、こ
うして逆テーパ爪３が成形された時の状態を示す図１０
と同じ部分の断面図である。

【００１８】最後に、パンチ手段１２を上昇させると、
これと同時にノックアウト手段１３のノックアウトピン
２５が上昇し、これにより、可動ダイス１１が突出して
各逆テーパ成形部２０が拡開（図７の実線）される。そ
こで、クラッチ部材１を可動ダイス１１から取り出す。
以後、前述の各動作を順次繰り返すことにより、逆テー
パの爪３を有するクラッチ部材１を量産することができ
る。

【００１９】なお、クラッチ部材１は、この後、周知の
手段により基部２に歯切り加工および熱処理等の所望の
工程を施して、クラッチ爪３を備えた変速機用の歯車
（不図示）にすることもできる。また、前述した爪素形
部６に対するすえ込み加工は、上記歯切り加工の後に行
なうことも可能である。

【００２０】図１２および図１３は、前述のすえ込み加
工により爪素形部６を逆テーパ爪３に成形する状態を示
す部分断面図であり、図１２は加圧直前の状態を示し、
図１３は加圧終了時の状態を示す。前述したように、型
鍛造等による素材５の成形（予備成形）の段階で、各爪
素形部６の円周方向側面の根元には、該爪素形部６をカ
バーする長さの工具逃げ用の溝３０が形成されている。
このため、爪素形部６をすえ込み加工により逆テーパ爪
３に成形する工程に入るに際し、各爪素形部６の円周方
向側面に逆テーパ成形用の工具（逆テーパ成形部）２０
を対向させる時に、該工具２０の先端部を爪素形部６に
直接当接させることができる。

【００２１】したがって、上記実施例によれば、各爪素
形部６の円周方向側面の根元に工具逃げ用の溝３０が形
成されているので、パンチ手段１２を下降させて加圧部
２３と逆テーパ成形部２０、２０との間で爪素形部６を
高さ方向から圧縮塑性変形させる場合に、該爪素形部６
の根元部に生じる下方向への鋼材料のファイバーフロー
を工具２０から逃がすことが可能となる。そのため、工
具２０を容易に充分に拘束することが可能となり、寸法
精度にバラツキの無い逆テーパ爪３、すなわち安定した
高精度の逆テーパの側面３ａ、３ａを有する爪３を容易
に成形することが可能になった。

【００２２】なお、前述の溝３０の断面の形状および寸
法は、工具（逆テーパ成形部）２０を逃げるものであれ
ば、円弧形状あるいは角形形状など、任意の形状に選定
することができる。また、前述の実施例では、爪３の両
側面３ａ、３ａを逆テーパ面に成形する場合を例示した
が、本発明は爪３の一側面だけを逆テーパ面に成形する
場合にも同様に適用することができ、同様の効果を達成
し得るものである。さらに、爪３の数は、複数（２個以
上）であれば、任意の数に選定することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく、本発明
の爪付きクラッチ部材の製造方法によれば、側面に複数
の爪素形部を有する素材を成形し、各爪素形部の円周方
向側面の根元に沿って工具逃げ用の溝を形成した後、各
爪素形部の円周方向側面に逆テーパ成形用の工具を対向
させた状態で各爪素形部を高さ方向に圧縮塑性変形させ
ることにより、各爪素形部を逆テーパ爪に成形する構成
としたので、逆テーパ成形用の工具の先端を爪素形部に
直接当接させることができ、加圧成形時に爪素形部の根
元に生じる下向きのファイバー流れを工具から逃がすこ
とにより、該工具を容易に安定的に保持することがで
き、逆テーパ爪を高い寸法精度で容易に成形することが
でき、しかも工具の寿命を長くし得る爪付きクラッチ部
材の製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法により得られる爪付きクラッ
チ部材の一例を示す模式的下面図である。

【図２】図１の爪付きクラッチ部材の模式的側面図であ
る。

【図３】図１のクラッチ部材の素材を示す模式的下面図
である。

【図４】図３の素材の模式的側面図である。

【図５】本発明の爪付きクラッチ部材の製造方法を実施
するのに好適な逆テーパ爪成形用の製造装置の成形前の
状態を示す中央部縦断面図である。

【図６】図５の製造装置の逆テーパ爪成形後の状態を示
す中央部縦断面図である。

【図７】図５の製造装置の要部を示す部分平面図であ
る。

【図８】図５の製造装置の可動ダイスを示す斜視図であ
る。

【図９】図５の製造装置における逆テーパ成形部と爪素
形部との関係を示す模式的部分平面図である。

【図１０】爪素形部をすえ込み加工する直前の状態を示
す図９中の線１０−１０に沿った部分縦断面図である。

【図１１】爪素形部をすえ込み加工した直後の状態を示
す図９中の線１０−１０に沿った部分縦断面図である。

【図１２】すえ込み加工における加圧直前の爪素形部の
側面と逆テーパ成形用工具との関係を示す模式的部分断
面図である。

【図１３】すえ込み加工における加圧直後の爪の逆テー
パ面と逆テーパ成形用工具との関係を示す模式的部分断
面図である。

【符号の説明】

１ 爪付きクラッチ部材 ２ 基部 ３ 逆テーパの爪 ３ａ 爪の側面（テーパ面） ５ クラッチ部材の素材 ６ 爪素形部 ７ 内周面（爪） ８ 外周面（爪） ９ クラッチ部材の製造装置 １０ 固定ダイス １１ 可動ダイス １２ パンチ手段 １３ ノックアウト手段 １４ 中心孔 １５ エキスパンションピン １７ 内側受型 １８ 環状基部 １９ ダイス部材 ２０ 逆テーパ成形部 ２０ａ テーパ面 ２１ 内側突部 ２２ 外側突部 ２３ 加圧部 ２３ａ 加圧部の上面 ２４ 外側受型 ２５ ノックアウトピン ３０ 工具逃げ用の溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 一郎 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社 明石工場内 (56)参考文献 特開 昭56−138523（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−118332（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−120429（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−1539（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−22700（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側面に複数の爪素形部を有する素材を
   成形し、各爪素形部の円周方向側面の根元に沿って工具
   逃げ用の溝を形成した後、各爪素形部の円周方向側面に
   逆テーパ成形用の工具を対向させた状態で各爪素形部を
   高さ方向に圧縮塑性変形させることにより、各爪素形部
   を逆テーパ爪に成形することを特徴とする爪付きクラッ
   チ部材の製造方法。