JPH112253A - 自動車用トランスミッションにおけるトルク伝達部材，スプライン歯形の成形方法およびスプライン歯形成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円筒形状のボス外周に表面硬度が高いスプラ
イン歯形を成形する成形方法の提供。 【解決手段】 金属製ディスクプレート３ａの中央に円
筒形状のボス５が一体に形成された被加工物のボス外周
面にスプライン歯形１２を形成するスプライン歯形の形
成方法において、スプライン歯形しごき成形用の歯形１
２の形成された円筒型のダイ１４と、ダイ１４の中央に
配置されたボスガイド用のマンドレル１６とに対し、ボ
ス５がマンドレル１６に嵌合するように被加工物を配
し、ディスクプレート３ａをパンチで押圧し、ダイ１４
とマンドレル１６間の空隙内部にボス５を嵌入して、ボ
ス５外周面にスプライン歯形５ａをしごき成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ディスクプレー
トに一体に突出形成されている円筒形状ボス部外周にス
プライン歯形を成形する方法，装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、自動車のオートトランスミッシ
ョンに用いられる従来のキャリアプレートアッシーを示
す。図において、キャリアプレートアッシー１は、リン
グ状のベースプレート２と、ベースプレート２に溶接に
より一体化されたキャリアプレート３とからなってい
る。

【０００３】このキャリアプレート３は、プレス成形体
からなるもので、周囲三カ所に前記ベースプレート２に
接合される壁部４を立ち下げ成形し、また中心にはボス
部５を立ち上げ成形している。

【０００４】また、各壁部４間におけるキャリアプレー
ト３の周囲部とベースプレート２との間に、３つの遊星
ギア６を軸受けし、図示しないサンギア及びインターナ
ルギアに前記各遊星ギア６の内側及び外側を歯合させた
構造となっている。

【０００５】また、前記ボス部５は、出力軸７の軸端に
結合するもので、その外周面には、出力軸７の係合穴内
周のインナースプライン溝７ａに係合するスプライン歯
形５ａが形成されている。

【０００６】このスプライン歯形５ａの形成方法として
は、従来では、図９に示すような切削加工方法が行われ
ていた。

【０００７】まず、最初の工程では、（ａ）に示すよう
に、プレス成形により周囲３カ所に壁部４を、中心位置
にボス部５を成形した加工素材とし、これに（ｂ）に示
すように、切削により先端テーパ加工及び付根部溝切り
加工して、テーパ５ｂ及び溝５ｃを創成した後、キャリ
アプレート３を所定角度間欠回動させつつ、その停止ご
とにシェービングマシンの刃具をボス部５の軸方向に往
復移動させることにより、（ｃ）に示すように、スプラ
イン歯形５ａを形成するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来のスプライン歯形の形成方法にあっては、次のよ
うな問題点があった。

【０００９】まず、切削加工によってスプライン歯形を
形成するために、加工工数が多く、加工費用が高価とな
るほか、プレス工程と切削工程という種類の異なる工程
が不可欠で、自動的に連続生産することができなかっ
た。

【００１０】また、スプライン歯形創成用の刃具の逃げ
を確保するために、ボス部付根部分の溝加工が必須であ
り、キャリアプレートのボス部５の付根の肉厚が薄くな
って、ここにトルク伝達時における応力が集中しやすく
なり、脆弱な構造となっていた。

【００１１】さらには、以上の加工は表面を削り取るも
のであるから、その前段階であるプレス成形加工によっ
て加工硬化された表面や材料流れを分断するため、削り
取った部分の硬度が低く、これによりキャリアプレート
ボス部の表面強度が低下し、摩耗しやすいなどの欠点が
あった。

【００１２】この発明は、以上の問題を解決するもので
あって、その目的は、表面硬度が高いスプライン歯形を
もつ自動車用トルク伝達部材及びスプライン歯形の成形
方法、並びに同方法に用いるスプライン歯形成形装置を
提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、請求項１に係わる自動車用トルク伝達部材は、金属
製ディスクプレート中央に円筒形状のボスが一体に形成
され、前記ボスの外周にスプライン歯形が形成された自
動車用トルク伝達部材において、前記ボスの外層部をボ
ス先端側から軸方向にしごいて前記スプライン歯形を成
形するようにしたもので、例えば、ベースプレートに溶
接固定される壁部が周方向複数個所に設けられたオート
トランスミッション用のキャリアプレートに適用するこ
とができる。ボス外周に成形されたスプライン歯形は、
成形時にボス先端側から付根側に軸方向にしごかれたも
のであり、しごき成形によって材料が軸方向に流れるも
のの、図６（ａ）に示されるように、その断面組織は周
方向に連続する複数の層が積層した形態となって、その
表面硬度は、周方向に連続する複数の層が切削により分
断された従来の歯形（図６（ｂ）参照）に比べて硬い。
また、しごかれた材料はボス付根部に集まって、ボス付
根部側で硬度が最大となるとともに、ボス付根部の肉厚
を十分に確保できる。また、請求項３に係るスプライン
歯形の成形方法においては、金属製ディスクプレート中
央に円筒形状のボスが一体に形成された被加工物のボス
外周面に、スプライン歯形を成形するスプライン歯形の
成形方法において、スプライン歯形しごき成形用の歯形
の形成された円筒型のダイと、前記ダイの中央に配置さ
れたボスガイド用のマンドレルとに対し、ボスがマンド
レルに嵌合するように配した被加工物のディスクプレー
トをパンチで押圧して、ダイとマンドレル間の空隙内部
にボスを嵌入し、ボス外周面にスプライン歯形をしごき
成形するように構成したもので、被加工物のボスをダイ
に押し込むことで、ボス外層部を軸方向にしごき、ボス
の付根部側に向けて材料を流動させつつ歯形の成形が行
われることになり、パンチの一ショットによりスプライ
ン歯形の成形が完了する。また、請求項４に係るスプラ
イン歯形の成形装置においては、スプライン歯形しごき
成形用の歯形の形成された円筒型のダイと、前記ダイの
中央に固定配置されたボスガイド用のマンドレルと、前
記マンドレルに沿って昇降し、前記マンドレルに嵌合す
るボスをダイとマンドレル間の空隙内部に嵌入させるパ
ンチと、を備えるように構成したもので、マンドレルは
ワークの初期位置決め部材として作用するとともに、ボ
スをダイ内に押し込む際のガイドとして、さらにボス内
側の成形面として作用する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、
従来の技術で説明した同一部材については同一符号を付
し、異なる部材にのみ異なる符号を用いて説明する。

【００１５】図１は、この発明方法が適用されるスプラ
イン歯形成形装置の全体構成を示し、図２はその要部構
造を斜視図と断面図で示し、図３（ａ）〜（ｅ）は各プ
レス工程における被加工物であるキャリアプレートの形
状変化を斜視図と断面図で示している。

【００１６】まず図３（ａ）において、キャリアプレー
ト３の展開形状にブランクカットされた金属製のブラン
ク３’は、その後各種プレス工程を経て図３（ｂ），
（ｃ）に示すように、壁部４が立ち下げ形成されるとと
もに、円筒形状のボス部５が立ち上げ形成される。平板
状のディスクプレート３ａの中央前面にボス部５が突出
し、ディスクプレート３ａの周縁部背面側に壁部４が突
出した構造となっている。

【００１７】その後、このキャリアプレート３は、図
１，２に示す成形装置１０にセットされる。なお、図
１，２において、向かって左側が成形前、右側が成形後
の状態を示している。

【００１８】成形装置１０の主要部は、内周部にスプラ
イン歯形成形用の歯形１２を形成した円筒型のダイ１４
と、ダイ１４の内周部に同心上に固定配置され、かつ先
端がダイ１４の上部に突出したマンドレル１６と、ダイ
１４の上部にあって、被加工物であるキャリアプレート
３をダイ１４の内部に向けて押し下げるパンチ１８とを
備えている。

【００１９】ダイ１４の内径、すなわち歯形１２の歯底
間の径は、ボス部５の外径と等しいか、わずかに小さ
く、歯形１２の高さはボス部５の肉厚以内の寸法に設定
されている。

【００２０】また、パンチ１８の先端は、マンドレル１
６に遊合できる内筒形状に形成され、また、マンドレル
１６の外径は、ボス部５の内径に等しく、この上部突出
端にボス部５を嵌合しボス部５の先端をダイ１４の先端
に対向させることで、スプライン歯形の成形準備完了状
態となる。

【００２１】この状態から、パンチ１８を下降させてボ
ス部５の裏側に当接させ、ついでパンチ１８を押し下げ
ることで、ボス部５がマンドレル１６とダイ１４間の空
隙内部に嵌入されて、ボス部５の外周にスプライン歯形
５ａが成形される。即ち、ボス部５がマンドレル１６に
沿って下降する際に、ボス部５の外層部が歯形１２によ
って軸方向にしごかれて、スプライン歯形５ａが成形さ
れる。またこのとき、ボス部５はその材料流れにより、
軸方向に延ばされ、図３（ｂ），（ｃ）に示す加工前の
当初の高さＨ１に対し、同図（ｄ），（ｅ）に示すよう
に、加工後はこれより高い値Ｈ２となるが、その内径は
マンドレル１６によって当初の径に保持されて、ボス部
５のしごき成形後の肉厚ｔ₂ は、成形前の肉厚ｔ₁ に等
しいか、わずかに小さいものとなる。

【００２２】また、しごき成形による材料の流れ方向
は、ボス部５の先端からボス部５の付根側に流れ、ここ
にその余肉が集中するが、ボス部５が軸方向に延びて、
ボス部５の先端から付根までが均一の肉厚となる。

【００２３】特に、しごかれた材料は、図４に示すよう
に、ボス部５の付根におけるスプライン歯形５ａの山部
と山部間位置の外周面に平面視半円形状の高硬度の微小
盛り上がり部５ｄを形成する。

【００２４】さらに、成形後は、パンチ１８が上昇し、
ついで図２右半分に示すように、ノックアウト２０が上
昇して、スプライン歯形５ａの成形されたキャリアプレ
ート３を突き上げてマンドレル１６から離間させ、一成
形サイクルを終了する。

【００２５】その後、遊星ギヤ６を軸支する孔等を形成
し、所定のギヤを組み付け一体化し、ベースプレート２
に溶接することで、図７に示すキャリアプレートアッシ
ー１Ａとなる。

【００２６】図５は、以上の成形工程を経て得られたボ
ス部５の歯形の山部位置で縦方向に切断した断面の各部
における硬度（ビッカース硬度）を示すものである。図
における硬度は、それぞれ表面から０．０５ｃｍの深さ
の硬度と、肉厚中心硬度を示すもので、しごき成形され
た加工面、すなわちボス部のスプライン歯形５ａ部分の
硬度は、しごき成形されていない非加工面の硬度に比べ
て全般的に高く、またボス部５の付根部分外側における
硬度が最高値を示しており、強度の増加を確認できる。

【００２７】また、図６は、加工形態におけるボス部の
周方向の材料流れを模式的に示すもので、本発明方法に
よるボス部の断面形態は、図６（ａ）に示すように、径
中心に向けて圧縮される材料流れを示しているのに対
し、従来の切削加工によるものは、図６（ｂ）に示すよ
うに、その材料流れを分断した形で歯形が形成されてお
り、この比較結果からも、本発明方法により歯形の硬度
が増加することがわかる。

【００２８】なお、以上の実施例では、キャリアプレー
トのボス部外周にスプライン歯形を成形することについ
て説明したが、ディスクプレートに一体に形成された円
筒形ボス部外周にスプライン溝の形成された、自動車用
トランスミッション構成用のその他のトルク伝達部材に
も広く適用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明に係わる自動車用トランスミッションにおけるトルク
伝達部材によれば、ボス部外周面のスプライン歯形の表
面硬度は、非加工面の硬度よりも高く、またボス部付根
部側で硬度が最大となる。加えて、ボス部の付根部の肉
厚を十分に確保できるため、従来に比べてボス部の強度
が高く、歯形部分で折損するといった不具合を未然に防
止できる。また、本発明に係わるスプライン歯形の成形
方法によれば、ボス部をダイとマンドレル間の空隙内部
に嵌入させることで軸方向にしごいて、ボス部の表層部
の材料を付根部側に流動させつつ、歯形のしごき成形を
行うことになり、パンチの一ショットによりスプライン
歯形の成形が完了するため、従来の切削加工に比べて、
工程が一工程で完了し、またコイル素材から一貫したプ
レス成形工程による連続成形ができるので、加工費用が
安価となる。さらに、本発明に係わるスプライン歯形の
成形装置によれば、マンドレルにより被加工物の初期位
置決めがなされるため、加工精度が高いなどの各種利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法が適用されるスプライン歯形成形装
置の一実施例の全体構成を示す断面図である。

【図２】図１におけるＡ部の拡大断面図である。

【図３】（ａ）はプレス加工前のブランクの斜視図であ
る。（ｂ）はプレス加工されたキャリアプレートの斜視
図である。（ｃ）は同キャリアプレートの断面図であ
る。（ｄ）はスプライン歯が成形されたキャリアプレー
トの斜視図である。（ｅ）は同キャリアプレートの断面
図である。

【図４】ボス部の付根周辺の拡大斜視図である。

【図５】加工部位と被加工部位における硬度比較結果を
示す模式図である。

【図６】（ａ）は本発明方法によるボス部の周方向の材
料流れを示す模式図である。（ｂ）は従来の切削加工に
よるボス部の周方向の材料流れを示す模式図である。

【図７】本発明が適用されるキャリアプレートを含むオ
ートトランスミッションの一部分解斜視図である。

【図８】従来のキャリアプレートを含むオートトランス
ミッションの一部分解斜視図である。

【図９】従来のスプライン歯形の切削加工方法を示す図
である。

【符号の説明】

１Ａ キャリアプレートアッシ− ３ キャリアプレート ３ａ ディスクプレート ５ ボス部 ５ａ スプライン歯形 １０ スプライン歯形成形装置 １２ 歯形 １４ ダイ １６ マンドレル １８ パンチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製ディスクプレート中央に円筒形状
   のボスが一体に突出形成され、前記ボスの外周にスプラ
   イン歯形が形成された自動車用トルク伝達部材におい
   て、前記スプライン歯形は、ボス外層部がボス先端側か
   ら軸方向にしごかれて成形されたことを特徴とする自動
   車用トルク伝達部材。
2. 【請求項２】 前記トルク伝達部材は、ベースプレート
   に溶接固定される壁部が周方向複数個所に設けられたオ
   ートトランスミッション用のキャリアプレートであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の自動車用トルク伝達部
   材。
3. 【請求項３】 金属製ディスクプレート中央に円筒形状
   のボスが一体に突出形成された被加工物のボス外周面
   に、スプライン歯形を成形するスプライン歯形の成形方
   法において、スプライン歯形しごき成形用の歯形の形成
   された円筒型のダイと、前記ダイの中央に配置されたボ
   スガイド用のマンドレルとに対し、ボスがマンドレルに
   嵌合するように配した被加工物のディスクプレートをパ
   ンチで押圧して、ダイとマンドレル間の空隙内部にボス
   を嵌入し、ボス外周面にスプライン歯形をしごき成形す
   ることを特徴とするスプライン歯形の成形方法。
4. 【請求項４】 スプライン歯形しごき成形用の歯形の形
   成された円筒型のダイと、前記ダイの中央に固定配置さ
   れたボスガイド用のマンドレルと、前記マンドレルに沿
   って昇降し、前記マンドレルに嵌合するボスをダイとマ
   ンドレル間の空隙内部に嵌入させるパンチと、を備えた
   ことを特徴とするスプライン歯形成形装置。