JP2010279985A - スナップリング溝成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形対象であるクラッチ部品（クラッチドラム又はクラッチハブ）の歯形精度を安定化することが可能なスナップリング溝成形方法を提供する。
【解決手段】円筒状に形成され、かつ、径方向内向きに突出する歯山部１４・１４・・・及び径方向外向きに突出する歯底部１５・１５・・・から成る歯形が形成される周壁部１３を有するクラッチドラム１０に、スナップリングを嵌め込むスナップリング溝１１・１１・・・を成形するスナップリング溝成形方法であって、歯山部１４・１４・・・に予備孔１４ｃ・１４ｃ・・・を予め形成しておき、予備孔１４ｃ・１４ｃ・・・における周壁部１３の周方向側の周縁部を周壁部１３の径方向外向きに加圧することによりスナップリング溝１１・１１・・・を成形する。
【選択図】図５

Description

本発明は、スナップリング溝成形方法に関し、詳細には、クラッチドラム又はクラッチハブにスナップリング溝を成形する方法に関する。

自動車の変速機（ＡＴ／ＣＶＴ／ＨＶトランスミッション）で使用される一般的なクラッチドラム又はクラッチハブは、円板形状の底壁部、及び底壁部の外周縁からほぼ直角に立ち上がる円筒形状の周壁部を有する。そして、周壁部においては、該周壁部の径方向内向きに突出する歯山部、及び径方向外向きに突出する歯底部が、周方向に交互に連なって歯形を成している。
歯山部の内周面には、スナップリングが嵌め込まれる溝であり、周壁部の周方向に延在するスナップリング溝が成形されている。
スナップリング溝は、例えば特許文献１に記載のスナップリング溝成形装置を用いて成形される。

特許文献１に記載のスナップリング溝成形装置を用いてスナップリング溝を成形する際には、歯山部の外周面にダイスを押し当て、歯山部の内周面にストリッパを押し当て、ダイス及びストリッパで歯山部を狭持した状態で、狭持した歯山部の内周面にパンチを押し込む。これにより、パンチの押圧力で歯山部の一部を外周側に凹ませて、底部が周壁部の周方向に繋がったスナップリング溝を成形する。

しかし、特許文献１に記載のスナップリング溝成形装置では、歯山部にパンチを押し込む際に過度の荷重がかかり、成形応力が高くなるため、歯山部が過度に塑性変形しやすい。従って、成形対象であるクラッチドラムの歯形精度が悪化しやすく、成形見込みを予測することが困難となり、クラッチドラムの歯形精度を安定化することが困難な点で不利である。

例えば、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、前記歯山部に押し込むパンチとして歯山部１００に当接する部分の形状が略平面形状のパンチ１１０を用いた場合、底部が周方向へ一直線状に繋がったスナップリング溝１２０が成形される。しかし、歯山部１００は、パンチ１１０を押し込む際に過度に荷重を受けて、歯山部１００の両側の面が外側に盛り上がるように変形する。従って、クラッチドラムの歯形精度を安定化することが困難であると共に、歯山部１００の変形箇所がクラッチドラム内に収容するクラッチプレートと干渉してしまう。
そこで、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、歯山部１００が周方向に盛り上がることを抑制するために、歯山部１００に当接する部分の形状が先端側から基端側へ向けて拡幅する突起形状のパンチ１３０を用いて、底部が湾曲状に繋がったスナップリング溝１４０を成形することが考えられる。この場合、歯山部１００にパンチ１３０の突起部を押し込み始めた段階（初期段階）では歯山部１００の両側の面が突起部に寄ってくるように内側に変形する（図８（ａ）参照）。そして、突起部を歯山部１００にある程度押し込んだ段階（終期段階）では、歯山部１００が突起部の形状に沿うように押し広げられて、歯山部１００の両側の面が外側に変形する（図８（ｂ）参照）。つまり、スナップリング溝１４０の成形初期では歯山部１００の両側の面が内側に変形するが、成形終期では逆に歯山部１００の両側の面が外側に変形してパンチ１３０の押し込み前の形状に戻ることで、パンチ１１０を用いた場合に発生するような歯山部１００の外側への変形（図７（ｂ）参照）を抑えることが可能となっている。
しかし、前述のような突起形状のパンチ１３０を用いたとしてもパンチ１３０を押し込む際に歯山部１００にかかる荷重が低減するものではなく、歯山部１００が当該荷重により特に前記初期段階にて過度に内側に変形してしまう。従って、クラッチドラムの歯形精度を安定化することが困難である。

特開２００１−１５００７７号公報

本発明は、成形対象であるクラッチ部品（クラッチドラム又はクラッチハブ）の歯形精度を安定化することが可能なスナップリング溝成形方法を提供する。

請求項１に記載のスナップリング溝成形方法は、円筒状に形成され、かつ、径方向内向きに突出する歯山部及び径方向外向きに突出する歯底部から成る歯形が形成される周壁部を有するクラッチドラムに、スナップリングを嵌め込むスナップリング溝を成形するスナップリング溝成形方法であって、前記歯山部に予備孔を予め形成しておき、前記予備孔における前記周壁部の周方向側の周縁部を前記周壁部の径方向外向きに加圧することによりスナップリング溝を成形する。

本発明によれば、成形対象であるクラッチ部品（クラッチドラム又はクラッチハブ）の歯形精度を安定化することが可能である。

クラッチドラムの概略構成図である。 図１を矢印Ａ方向から見た概略斜視図である。 スナップリング溝成形工程を示すフロー図である。 スナップリング溝成形工程に用いるパンチを示す図である。 歯山部にスナップリング溝を成形する工程を示す図であり、（ａ）は歯山部にダイスをセットした状態を示し、（ｂ）は歯山部にパンチを押し込んだ状態を示す。 図５の断面図であり、（ａ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、（ｂ）は図５（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。 従来のスナップリング溝成形工程を示す図である。 従来のスナップリング溝成形工程を示す図である。

以下に、本発明に係るスナップリング溝成形方法の実施の一形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態におけるスナップリング溝成形方法は、自動車の変速機（ＡＴ／ＣＶＴ／ＨＶトランスミッション）で使用されるクラッチドラム１０に、スナップリングが嵌め込まれる溝であるスナップリング溝１１・１１・・・を成形する方法である。
スナップリングは、クラッチドラム１０内にクラッチプレートを収容する際に用いるリング状の部材であり、スナップリング溝１１・１１・・・に係合するように嵌め込むことによってクラッチプレートの脱落を防止するための部材である。

図１及び図２に示すように、クラッチドラム１０は、有底円筒状の部材であり、中空円板形状の底壁部１２、及び底壁部１２の外周縁からほぼ直角に立ち上がる円筒形状の周壁部１３を有する。底壁部１２及び周壁部１３の所定箇所には、それぞれクラッチドラム１０の油路となる孔１２ａ・１２ａ・・・、孔１３ａ・１３ａ・・・が形成されている。

周壁部１３には、歯形（内歯スプライン）が形成されている。詳細には、周壁部１３には、周壁部１３の径方向内向きに方形状に突出する歯山部１４・１４・・・、及び径方向外向きに方形状に突出する歯底部１５・１５・・・が連続的に形成されている。つまり、各歯山部１４及び各歯底部１５は、周壁部１３の周方向に、歯山部１４→歯底部１５→歯山部１４→歯底部１５→・・・の順に交互に連なって前記歯形を成している。
図２に示すように、歯山部１４は、径方向内向きに突出する側部１４ａ・１４ａ、及び側部１４ａ・１４ａの先端同士を繋ぐ端部１４ｂによって方形状（台形状）を成している。

周壁部１３内（周壁部１３の内周面で囲まれる空間）には、略円板状のクラッチプレート（不図示）が収納される。前記クラッチプレートの外周面は周壁部１３の内周面に応じた形状を有する。つまり、クラッチプレートは周壁部１３の歯形に係合し、これによりクラッチプレートの周方向の動きが規制される。

各歯山部１４の内周面には、スナップリングに応じた形状を有するスナップリング溝１１が成形される（図５（ｂ）参照）。スナップリング溝１１は、歯山部１４の内周面から径方向外側に向けて陥没するように設けられ、周壁部１３の開口近傍に配置される。

周壁部１３内にクラッチプレートが収容された状態で、スナップリング溝１１にスナップリングが嵌め込まれると、スナップリングがクラッチプレートのストッパとして作用し、当該クラッチプレートが周壁部１３の軸方向に移動して、周壁部１３の開口から脱落することを防止する。

以下では、スナップリング溝１１を成形する手順について図３を用いて説明する。なお、以下の（１）〜（５）の順序でスナップリング溝１１がプレス成形される。

（１）複合転造工程にてクラッチドラム１０に前記歯形が形成される（Ｓ１０）。なお、この転造工程は、公知の転造装置等を用いて行われる。

（２）トリミング工程にて前記歯形の端面が切り揃えられ、前記歯形の形状が整えられる（Ｓ２０）。

（３）第一孔開け工程にてクラッチドラム１０の底壁部１２に油路となる孔１２ａ・１２ａ・・・が形成される（Ｓ３０、図１参照）。孔１２ａ・１２ａ・・・は、クラッチドラム１０の軸方向に向けて貫通する。

（４）第二孔開け工程にて周壁部１３の歯底部１５・１５・・・にも油路となる孔１３ａ・１３ａ・・・が形成される（Ｓ４０、図２参照）。孔１３ａ・１３ａ・・・は、クラッチドラム１０の径方向に向けて貫通する。
これと同時に、孔１３ａ・１３ａ・・・と同一方向（径方向）に向けて貫通する孔として、各歯山部１４に予備孔１４ｃが形成される（図２参照）。
予備孔１４ｃは、スナップリング溝１１の成形を予定している位置、つまり歯山部１４の端部１４ｂにおける所定位置に、プレス加工の予備加工孔として形成される。
また、予備孔１４ｃは四角形状に形成され、一組の対向する二辺が周壁部１３の周方向に直交するように配置されている。

（５）スナップリング溝成形工程にて、予備孔１４ｃ・１４ｃ・・・に対してプレス加工を施すことによってスナップリング溝１１・１１・・・が成形される（Ｓ５０）。
スナップリング溝成形工程では、パンチ１６とダイス１７とを含む成形型を用いて歯山部１４・１４・・・の予備孔１４ｃ・１４ｃ・・・に対してプレス成形を施す。

図４に示すように、パンチ１６の端部（成形面）には前記歯形（歯山部１４）の内周面に対応する形状（相似する形状）の係合部１６ａが形成される。つまり、係合部１６ａは、プレス時に前記歯形の内周面に係合可能に構成されている。
係合部１６ａの中央部には、突起形状に形成されると共に先端部が先細りする（先端側から基端側へ向けて拡幅する）突起部１６ｂが形成されている。突起部１６ｂは、係合部１６ａを前記歯形（歯山部１４）の内周面に係合させた状態で、歯山部１４の予備孔１４ｃに対向する位置に形成されている(図５及び図６参照)。
突起部１６ｂの形態は、スナップリング溝１１の形態に応じて適宜設定されている。本実施形態では、図５（ａ）に示すように、突起部１６ｂ基端部の周方向の長さは、予備孔１４ｃの周方向の長さよりも大きく設定されており、突起部１６ｂの径方向の長さ（基端部からの突出長）は、スナップリング溝１１の成形深さ等に応じて設定されている。また、図６（ａ）に示すように、突起部１６ｂの軸方向の長さは、予備孔１４ｃの軸方向の長さと略同一又はそれよりも若干小さい長さに設定されている。

これにより、係合部１６ａを前記歯形（歯山部１４）の内周面に係合させるように端部１４ｂに押し当てると、突起部１６ｂが予備孔１４ｃに押し込まれ、端部１４ｂがプレスされ、スナップリング溝１１が成形される（図５及び図６参照）。
なお、パンチ１６には二つの突起部１６ｂ・１６ｂが形成されており、突起部１６ｂ・１６ｂは互いに周方向に所定間隔（隣り合う歯山部１４・１４同士の間隔と同一間隔）を開けて配置されている。そして、係合部１６ａを前記歯形の内周面に押し当てることで、隣り合う歯山部１４・１４の端部１４ｂ・１４ｂに対して、同時に突起部１６ｂ・１６ｂをそれぞれ押し込むことが可能に構成されている。つまり、パンチ１６は、同時に二箇所のスナップリング溝１１・１１の成形が可能な構成である。

図５及び図６に示すように、ダイス１７の端部（成形面）は前記歯形の外周面に対応する形状に形成されており、ダイス１７はプレス時に前記歯形の外周部に配置され、前記歯形の外周面に係合可能に構成されている。
つまり、パンチ１６とダイス１７とを含む成形型においては、プレス時に、パンチ１６とダイス１７とによって歯山部１４を挟持しつつ、突起部１６ｂによって予備孔１４ｃに対してプレス成形を施す構成である。
また、前記歯形の外周面に係合されるダイス１７の端部には、外周側へ凹んだ形状の凹部１７ａが形成されている。より詳細には、凹部１７ａは、歯山部１４の外周側に配置されており、パンチ１６とダイス１７とによって歯山部１４を挟持する際に、歯山部１４の外側（プレス方向）に所定の空間を形成するように設けられている。つまり、凹部１７ａは、突起部１６ｂによるプレス成形時に、端部１４ｂにおける予備孔１４ｃの周囲が外側に塑性変形する際の材料の逃げ場となっている。

スナップリング溝１１は、上述のように構成されるパンチ１６とダイス１７とを用いて、成形される。すなわち、パンチ１６とダイス１７とが、歯山部１４を間に挟んだ位置、かつ突起部１６ｂと予備孔１４ｃとが対向する位置に配置された状態で、突起部１６ｂを凹部１７ａに向かって移動させ、突起部１６ｂで歯山部１４の一部（予備孔１４ｃの周囲）を加圧して、凹部１７ａ内に押し込むことにより成形される。
なお、ダイス１７の端部（成形面）は、パンチ１６の成形面に応じた形状を有しており、二つの凹部１７ａ・１７ａが互いに周方向に所定間隔（隣り合う歯山部１４・１４同士の間隔と同一間隔）を開けて形成されており（不図示）、一対の凹部１７ａ・１７ａと突起部１６ｂ・１６ｂとが互いに対向して配置可能に構成されている。

そして、歯山部１４の外周面にダイス１７の端部が係合され、さらに歯山部１４の内周面にパンチ１６の係合部１６ａが係合される。これにより、パンチ１６の突起部１６ｂが歯山部１４（予備孔１４ｃ）に向かって押し込まれ、歯山部１４（端部１４ｂ）における予備孔１４ｃの周方向側の周縁部を径方向外向きに加圧する。これにより、前記周縁部が突起部１６ｂの押圧力でせん断され、凹部１７ａ内に押し込まれる。つまり、前記周縁部が突起部１６ｂの押圧力で、径方向外向きに曲がるように塑性変形する。その結果、歯山部１４に周方向にスナップリング溝１１が成形される。歯山部１４に成形されたスナップリング溝１１は、底部が予備孔１４ｃの形成箇所で二つに分断された形状になる。

以上のように、歯山部１４における予備孔１４ｃの周方向側の周縁部をせん断し、底部が予備孔１４ｃにより分断されたスナップリング溝１１を成形するので、従来の図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すような底部が繋がった形状のスナップリング溝１２０・１４０を成形する場合に比べて、せん断面積が減少し、歯山部１４にパンチ１６を押し込むときに歯山部１４にかかる荷重を減少（約３０％減少）させることができる。これにより、歯山部１４の変形を抑制でき、クラッチドラム１０の歯形精度を安定化することが可能である。

また、従来技術では、図８に示すように歯山部１００にパンチ１３０の突起部を押し込むとき、歯山部１００、つまりコ字状のものを曲げることになるので、歯山部１００がパンチ１３０の突起部に寄ってくるように内側に変形し、突起部を過度の力で押しつけることになる。これにより、突起部が割れやすくなり、突起部の型寿命が悪化する。
これに対して、本実施形態は、突起部１６ｂを押し込む前に、歯山部１４（端部１４ｂ）に予め予備孔１４ｃを形成して、歯山部１４の一部を開放しておくので、歯山部１４に突起部１６ｂの突起部を押し込むときに、歯山部１４が突起部１６ｂを押しつける力の大きさが低減する。これにより、突起部１６ｂの型寿命を伸ばすことが可能である。

１０ クラッチドラム
１１ スナップリング溝
１２ 底壁部
１３ 周壁部
１４ 歯山部
１４ｃ 予備孔
１５ 歯底部
１６ パンチ
１６ｂ 突起部
１７ ダイス

Claims (1)

1. 円筒状に形成され、かつ、径方向内向きに突出する歯山部及び径方向外向きに突出する歯底部から成る歯形が形成される周壁部を有するクラッチドラムに、スナップリングを嵌め込むスナップリング溝を成形するスナップリング溝成形方法であって、
   前記歯山部に予備孔を予め形成しておき、
   前記予備孔における前記周壁部の周方向側の周縁部を前記周壁部の径方向外向きに加圧することによりスナップリング溝を成形するスナップリング溝成形方法。

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