クラッチハブの成形方法及び成形装置
【課題】外周部にスプライン歯を有するクラッチハブを成形する場合に、その成形に要するコストを極力抑えつつ、各スプライン歯の周方向の位置精度の低下を防止しながら、その形状精度の向上を図るとともに、クラッチハブの全体剛性を向上させる。
【解決手段】中空円筒状部４ｃを有するワーク素材とマンドレル１１と転造ローラ１３とを用意し、マンドレル１１の外周面に所定の周方向間隔で複数の凸部１１ａを形成しておき、マンドレル１１に中空円筒状部４ｃを外挿した状態でその軸心回りに回転させつつ該軸心方向に移動させながら、中空円筒状部４ｃの外周面に転造ローラ１３の外周面１３ａを押付けることで、該中空円筒状部４ｃの内周面４Ｌにおける歯部成形予定部に対応する部分に凸部１１ａを押込みつつ、外周面１３ａの平坦面１３ｆ及び凹部１３ｄに素材を流動させるようにする。
【解決手段】中空円筒状部４ｃを有するワーク素材とマンドレル１１と転造ローラ１３とを用意し、マンドレル１１の外周面に所定の周方向間隔で複数の凸部１１ａを形成しておき、マンドレル１１に中空円筒状部４ｃを外挿した状態でその軸心回りに回転させつつ該軸心方向に移動させながら、中空円筒状部４ｃの外周面に転造ローラ１３の外周面１３ａを押付けることで、該中空円筒状部４ｃの内周面４Ｌにおける歯部成形予定部に対応する部分に凸部１１ａを押込みつつ、外周面１３ａの平坦面１３ｆ及び凹部１３ｄに素材を流動させるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マンドレルに外挿されたワーク素材に転造ローラを押付けることでクラッチハブを成形する成形方法及び成形装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、薄肉円筒形のワーク素材をマンドレルに外挿した状態で、マンドレルをその軸心回りに回転させつつ、該マンドレルの回転に同期して転造ローラを該ワーク素材の外周面に押付けることで、周方向に所定間隔で並ぶ複数の歯部を転造成形する方法（グローブ転造）は知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に示す方法では、マンドレルの外周面に、周方向に並ぶ複数の凸条を設けるとともに、転造ローラの外周面にその周方向に延びる凸条を設けておき、マンドレルに外挿されて該マンドレルと共に回転するワーク素材の外周面に、転造ローラを押付けることで、マンドレルの凸条と転造ローラの凸条とを咬合わせるように接近させて、該両凸条間の隙間形状に対応するようにワーク素材を塑性変形（塑性流動）させるようにしている。こうすることで、該ワーク素材の内周面と外周面との双方に歯部を形成してなるクラッチドラムの成形が可能となる。
【０００４】
このクラッチドラムの成形方法としては、上述したグローブ転造の他に、例えば特許文献２に示す押出し成形法が知られている。この方法では、クラッチドラムの外歯形状に対応する凹条（溝）を内周部に有する金型と、外周部にクラッチドラムの内歯形状に対応する凸条を有するポンチ（マンドレル）とを予め用意しておき、この金型の挿入口にワーク素材をセットして、該ポンチによりワーク素材を冷間で金型の内部に押込むことによってクラッチドラムの成形を行うようにしている。ここで、金型に形成された凹条の底面は、その幅方向中間部が両端部に対して該凹条内に膨出するように形成されている。この膨出部分を設けることで、押出し成形時に、凹条の底面側の幅方向両側の角部つまり上記外歯の歯幅方向両側のエッジ部に向かう素材の塑性流動を促進して、該エッジ部の形状精度の向上を図っている。
【特許文献１】特開２００５−３１９５０５号公報
【特許文献２】特開２００６−１６１９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、外周部にのみ歯部を必要とするクラッチハブの成形においては、外周部と内周部との双方に歯部を成形する必要のあるクラッチドラムの場合とは異なり、内周部の歯部は機能上必要でないことから極力廃止して、クラッチハブの全体剛性を向上させたいという要求がある。
【０００６】
この要求を満たすクラッチハブの成形方法として、例えば、上記特許文献２に示す押出し成形法を利用することが考えられる。具体的には、成形用のポンチ（マンドレル）の外周面を円柱状に形成すればよく、これによって、外周面にのみ複数の歯部を有する上記クラッチハブの成形が可能となる。しかし、押出し成形法を採用した場合、成形用の金型が必要となるため初期投資が増大してコスト増加を招くという問題がある。
【０００７】
そこで、上記特許文献１に示すように、金型コストがかからないグローブ転造方法を利用して上記クラッチハブの成形を行うことが考えられる。具体的には、転造ローラの外周面に、歯部形状に対応する断面形状を有する転造用凹部を周方向に延びるように形成しておくとともに、マンドレルを円柱状に形成しておき、その上で特許文献１に示す如く、マンドレルに外挿したワーク素材の外周面に該転造ローラを押付けるようにすればよい。
【０００８】
しかしながら、こうした場合、マンドレルが円柱状に形成されて滑りやすくなっているが故に、ワーク素材をマンドレルと共に回転させる際に、ワーク素材がマンドレルに対して周方向に滑る等して位置ずれが生じ、この結果、ワーク素材に成形される各歯部の周方向の位置精度が低下するという問題がある。
【０００９】
また、歯部の形状精度を確保するために、上記転造用凹部内の全体に亘って素材を行渡らせる（塑性流動させる）必要があるが、グローブ転造法においては、押出し成形法に比べてワーク素材の加圧時間（押付け時間）が短いが故に素材の流動性が悪く、このため、各歯部のエッジ部に対応する部分（転造用凹部の底面側の幅方向両側の角部）にまで十分に素材を流動させることが困難であり、この結果、各歯部の形状精度が低下するという問題がある。
【００１０】
この問題を解消するために、例えば、特許文献２に示すように、転造用凹部の底面におけるその幅方向中間部に該凹部内に膨出する膨出部分を設けることが考えられるものの、単に膨出部分を設けただけでは、押出し成形法に比べて素材の流動性に劣るグローブ転造法を採用するかぎり、各歯部の形状精度の向上を図ることは難しい。
【００１１】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外周部に複数の歯部を有するクラッチハブを成形する場合に、その成形に要するコストを極力抑えつつ、各歯部の周方向の位置精度の低下を防止しながら、各歯部の形状精度の向上を図るとともに、クラッチハブの全体剛性を向上させようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、この発明では、マンドレルの外周面に予め複数の凸部を形成しておくとともに、該マンドレルに外挿されたワーク素材の中空円筒状部の外周面に転造ローラを所定周期で押付けることで、該中空円筒状部における歯部成形予定部の内周面に該マンドレルの凸部を押込みながら、転造ローラの加工部で素材を流動させて歯部を成形するようにした。
【００１３】
具体的には、請求項１の発明では、中空円筒状部を有する板金製のワーク素材の該中空円筒状部を略円筒状のマンドレルに外挿した状態で、該中空円筒状部の外周面に転造ローラを所定周期で押付けて歯部を転造成形することで、外周部に周方向に並ぶ複数の歯部を有するクラッチハブを成形する成形方法を対象とする。
【００１４】
そして、上記各歯部は、その歯先側端面における歯幅方向中央部に該各歯部に沿って延びる溝部を有するものであり、予め、上記転造ローラの外周面に、上記溝部を有する上記各歯部の形状に対応する加工部を形成しておくとともに、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部に対応する部分のそれぞれに凸部を形成しておき、上記ワーク素材をその中空円筒状部が上記マンドレルに外挿された外挿状態に保持し、次いで、上記外挿状態に保持されたワーク素材を上記マンドレルと共に該マンドレル軸心方向に移動させるとともに該軸心回りに回転させつつ、該中空円筒状部の外周面に上記転造ローラの外周面を所定周期で押付けることで、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部に対応する部分に上記マンドレルの凸部を押込みながら、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記各歯部を転造成形するものとする。
【００１５】
このことにより、転造ローラの外周面に、溝部を有する上記歯部の形状に対応する加工部が形成される。そして、上記マンドレルの外周面における上記各歯部に対応する部分のそれぞれに凸部が形成され、上記ワーク素材は、その中空円筒状部をマンドレルに外挿した外挿状態に保持されてマンドレルと共にその軸心方向に移動するとともに該軸心回りに回転する。そして、この回転移動中のワーク素材の中空円筒状部の外周面に転造ローラが所定周期で押付けられ、この結果、該中空円筒状部の歯部成形予定部の内周面にマンドレルの凸部が押込まれて、この押込みとともに転造ローラの加工部で素材が流動（塑性流動）し、これによって、歯先側端面に溝部を有する歯部が転造成形されるとともに、中空円筒状部の内周面には上記凸部に対応する凹部（溝）が成形されることとなる。
【００１６】
上記の成形方法により、転造ローラは、回転中の中空円筒状部に所定周期で押付けられるので、中空円筒状部の外周面には、該所定周期に応じた周方向間隔で複数の歯部が形成される。また、この転造ローラの押付けは、上述のように、ワーク素材の中空円筒状部をマンドレルと共にその軸心方向に移動させながら行われる。このため、各歯部は中空円筒状部の外周面に沿って軸方向に延びるように形成される。こうして、ワーク素材の中空円筒状部の外周面には、スプライン状の歯部が形成される。同様に、中空円筒状部の内周面における各歯部に対応する部分には、上記マンドレルの凸部に対応するスプライン状の凹部が形成される。
【００１７】
ところで、クラッチハブの各歯部には、その機能上、比較的大きな荷重が繰返し付加されることとなる。このため、各歯部の疲労強度を向上させるために、歯面の面積の製造バラツキを抑制して該歯面にかかる面圧を確実に設定値以下にする必要がある。従って、各歯部の形状精度、特に歯先側の歯幅方向両側のエッジ部（以下、単に各歯部のエッジ部と呼ぶ）の形状精度の向上が強く求められる。
【００１８】
これに対して、本発明では、上記中空円筒状部における歯部成形予定部の内周面に、マンドレルの凸部を押込みながら、加工部で素材が塑性流動するようになっており、これにより、上記各歯部のエッジ部の精度を向上させることが可能となる。すなわち、このマンドレルの凸部により、素材を加工部の歯部を成形する成形部（凹部内など）に押込むようにして積極的に流動させることができ、この結果、上記歯部のエッジ部に対応する部分にまで、素材を確実に流動させることが可能となる。これにより、上記各歯部のエッジ部の形状精度を向上させてその疲労強度の向上を図ることが可能となる。
【００１９】
また、上述のように、マンドレルの凸部が該ワーク素材の中空円筒状部（歯部成形予定部の内周面）に押込まれることにより、該凸部がワーク素材の回り止めとして機能する。これにより、ワーク素材がマンドレルと共にその軸心回りに回転する際に該マンドレルに対して周方向に滑る等して、上記各歯部の周方向の位置精度（ピッチ精度）が低下するのを確実に防止することが可能となる。
【００２０】
更にまた、上記加工部に、例えば上記歯部の溝部を成形するための凸部を形成することで、転造ローラのワーク素材への押付けによって該ローラの加工部の凸部により素材を流動させ、該加工部の歯部を成形するための成形部に素材を積極的に塑性流動させることができる。従って、上記各歯部のエッジ部の形状精度をより一層確実に向上させることが可能となる。
【００２１】
また、上記のように各歯部のエッジ部の形状精度を要求精度に保つことができるため、中空円筒状部の内周面に成形される凹部の凹み量も小さくすることができ、これによって、クラッチハブ全体としての剛性向上を図ることが可能となる。
【００２２】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記複数の凸部をそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分に形成しておき、上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に所定周期で押付けることで、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分のそれぞれに上記凸部を１つずつ押込みながら、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記各歯部を転造成形するものとする。
【００２３】
このことにより、上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記各歯部の歯幅方向両端部に対応する部分に形成される。そして、上記転造ローラのワーク素材への押付けによって、上記中空円筒状部における歯部成形予定部の内周面のうち上記歯部の歯幅方向両端部に対応する部分のそれぞれに上記凸部が１つずつ押込まれて、該押込みとともに転造ローラの加工部の歯部を成形する成形部に素材が流動する。従って、上記加工部の歯部を成形する成形部における上記歯部のエッジ部に対応する部分のそれぞれに対して、該各凸部により素材を積極的に流動させることができる。よって、上記各歯部のエッジ部の形状精度をより一層確実に向上させることが可能となる。
【００２４】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、上記複数の凸部をそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に形成しておき、上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に所定周期で押付けることで、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に上記凸部を１つだけ押込みながら、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記各歯部を転造成形するものとする。
【００２５】
このことにより、上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記各歯部の歯幅方向中央部に対応する部分に形成される。そして、上記転造ローラのワーク素材への押付けによって、中空円筒状部における歯部成形予定部の内周面のうち上記歯部の歯幅方向中央部に対応する部分に上記凸部が１つだけ押込まれて、該押込みとともに転造ローラの加工部の歯部を成形する成形部に素材が流動する。これによって、マンドレルの外周面に形成する凸部の数を最小限に抑えつつ、加工部の歯部を成形する成形部における上記歯部のエッジ部に対応する部分に素材を積極流動させることが可能となる。従って、ワーク素材の中空円筒状部の内周面に成形される凹部の数を極力減らしてクラッチハブの剛性をより一層向上させつつ、各歯部の形状精度を向上させることが可能となる。
【００２６】
請求項４の発明では、請求項１乃至３の発明において、上記複数の凸部をそれぞれ、上記マンドレルの外周面にその軸心方向から見て円弧状に突出するように形成しておくものとする。
【００２７】
このことにより、上記複数の凸部はそれぞれ、マンドレルの外周面にその軸心方向から見て円弧状に突出するように形成され、この結果、該各凸部の耐摩耗性を向上させることが可能となる。すなわち、通常、マンドレル等の型を用いた成形方法においては、この型の角張った部分に摩耗が発生し易く、この摩耗により必要となる型交換によって成形品の製造コストが増大するという問題がある。しかしながら、本発明によれば、上記凸部の周壁面が、マンドレル軸方向から見て円弧状に形成されて角張った部分がない滑らかな形状になるので、該各凸部に発生する摩耗を抑制することができ、この結果、マンドレルの型寿命を向上させて製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００２８】
また更に、本発明によれば、成形品であるクラッチハブの全体強度を向上させることが可能となる。すなわち、上述のように、上記マンドレルの凸部を軸心方向から見て円弧状に突出するように形成したことで、ワーク素材の中空円筒状部の内周面（歯部成形予定部の内周面）に該凸部によって成形される凹部の周壁面を、マンドレル軸方向から見て円弧状に成形することができる。このため、該凹部周辺の応力集中を緩和して、クラッチハブの全体剛性の向上を図ることが可能となる。
【００２９】
請求項５の発明は、中空円筒状部を有する板金製のワーク素材の該中空円筒状部が外挿される略円筒状のマンドレルと、加工部を有する転造ローラとを備え、該マンドレルに外挿された中空円筒状部の外周面に、該転造ローラを所定周期で押付けて該加工部に対応する形状の歯部を転造成形することで、外周部に周方向に並ぶ複数の歯部を有するクラッチハブを成形する成形装置の発明である。
【００３０】
そして、この発明では、上記各歯部は、その歯先側端面における歯幅方向中央部に該各歯部に沿って延びる溝部を有しており、上記転造ローラの加工部は、上記溝部を有する上記各歯部の形状に対応させて形成され、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部に対応する部分にはそれぞれ凸部が形成されており、
上記ワーク素材をその中空円筒状部が上記マンドレルに外挿された外挿状態に保持する保持手段と、上記マンドレルを上記外挿状態に保持されたワーク素材と共に、該マンドレル軸心方向に移動させつつ該軸心回りに回転させながら、該ワーク素材の中空円筒状部の外周面（加工部）に上記転造ローラの外周面を所定周期で押付けることで、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記歯部を転造成形するマンドレル／ローラ駆動手段とを更に備え、上記マンドレル／ローラ駆動手段は、上記転造ローラの加工部を上記中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部の内周面における各歯部成形予定部に対応する部分に、上記マンドレルの凸部を押込むように上記マンドレル及び転造ローラを駆動するよう構成されているものとする。
【００３１】
この発明によれば、上記転造ローラの加工部は、溝部を有する上記歯部の形状に対応させて形成される。そして、上記保持手段でもって、ワーク素材をその中空円筒状部がマンドレルに外挿された外挿状態に保持し、マンドレル／ローラ駆動手段により、マンドレルを該外挿状態に保持されたワーク素材と共にマンドレル軸心方向に移動させるとともに該軸心回りに回転させつつ、ワーク素材の中空円筒状部の外周面に転造ローラを所定周期で押付けることで、該中空円筒状部における歯部成形予定部の内周面に上記マンドレルの凸部を押込みながら、上記加工部で素材を流動させて上記中空円筒状部の外周面に歯部を転造成形することができる。よって、請求項１の発明の成形方法を容易に実行することができて、上記歯部の周方向の位置精度を低下させることなく、歯部の形状精度を向上させるとともにクラッチハブの全体剛性の向上を図ることが可能となる。
【００３２】
請求項６の発明では、請求項５の発明において、上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分に形成されており、上記マンドレル／転造ローラ駆動手段は、上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分のそれぞれに上記凸部を１つずつ押込むように上記マンドレル及び転造ローラを駆動するよう構成されているものとする。
【００３３】
このことにより、マンドレル／転造ローラ駆動手段によって、転造ローラの外周面をワーク素材の中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部における上記歯部成形予定部の内周面のうち、上記歯部の歯幅方向両端部に対応する部分のそれぞれに上記凸部が１つずつ押込まれる。よって、請求項２の発明の成形方法を容易に実行することができて、上記各歯部のエッジ部の形状精度をより一層確実に向上させることが可能となる。
【００３４】
請求項７の発明では、請求項５の発明において、上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に形成されており、上記マンドレル／転造ローラ駆動手段は、上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部の内周面における上記歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に上記凸部を１つだけ押込むように上記マンドレル及び転造ローラを駆動するよう構成されているものとする。
【００３５】
このことにより、マンドレル／転造ローラ駆動手段によって、転造ローラの外周面をワーク素材の中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部における上記歯部成形予定部の内周面に上記凸部が１つだけ押込まれる。よって、請求項３の発明の成形方法を容易に実行することができて、クラッチハブの剛性をより一層確実に向上させることが可能となる。
【００３６】
請求項８の発明では、請求項５乃至７のいずれかの発明において、上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面にその軸心方向から見て円弧状に突出するように形成されているものとする。
【００３７】
このことにより、請求項４の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、本発明のクラッチハブの成形方法及び成形装置によると、マンドレルの外周面に予め複数の凸部を形成しておくとともに、該マンドレルに外挿されたワーク素材の中空円筒状部の外周面に転造ローラを所定周期で押付けることで、該中空円筒状部における歯部成形予定部の内周面に該マンドレルの凸部を押込みながら、転造ローラの加工部で素材を流動させて複数の歯部を成形するようにしたことで、該各歯部の周方向の位置精度を低下させることなく、歯部の形状精度、特に歯先側の歯幅方向両側のエッジ部の形状精度を向上させることができるとともに、クラッチハブの全体剛性の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４０】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る成形装置１を示し、この成形装置１は、図２に示すように、クラッチディスク（図示省略）と係合する複数のスプライン歯３を外周部に有するクラッチハブ２を成形するものである。
【００４１】
上記クラッチハブ２は、例えば自動車のトランスミッション用部品として使用されるものであって、ワーク素材８０（図６参照）の外周面に成形装置１によりスプライン歯３を転造成形することによって成形される。
【００４２】
このクラッチハブ２は、ワーク本体部４と、該ワーク本体部４と同軸に一体成形されたボス部５とで構成されている。
【００４３】
上記ワーク本体部４は、円形状の底壁部４ｈとその外周部から全周に亘って軸方向に延びるように延設された中空円筒状部４ｃとからなるカップ状に形成されている。そして、この中空円筒状部４ｃの外周部に、上記スプライン歯３が周方向に所定ピッチ（周方向間隔）で形成されている。
【００４４】
また、中空円筒状部４ｃの内周面４ｆ（図３参照）における各スプライン歯３の歯幅方向中央部に対応する部分には、該スプライン歯３に対して平行に延びる溝部７が形成されており、この溝部７の内壁面は、該中空円筒状部４ｃの軸方向から見て円弧状になっている。
【００４５】
また、上記ボス部５は、ワーク本体部４と同様にカップ状に形成されていて、中心部に円孔５ａを有する底壁部５ｂと中空円筒状部５ｃとからなる。そして、該ボス部５の中空円筒状部５ｃが、ワーク本体部４の底壁部４ｈに連設されている。
【００４６】
上記スプライン歯３は、軸方向に延びるように形成されており、スプライン歯３の歯先側端面３ａには、図３に拡大して示すように、該スプライン歯３に沿って軸方向に延びる溝部３ｂが形成されている。
【００４７】
この溝部３ｂは、その底面３ｄ側ほど幅（歯幅方向の長さ）が狭くなる断面略台形状に形成されている。すなわち、該溝部３ｂの幅方向（歯幅方向）の両側面３ｃはそれぞれ、クラッチハブ２の径方向内側に向かって幅方向内側（歯幅方向内側）に傾斜しており、本実施形態においては、該両側面３ｃ同士のなす角度は６０°とされている。
【００４８】
上記各スプライン歯３の各エッジ部４ａ，４ｂはＲ状に面取りされており、スプライン歯３の歯先側の歯幅方向両側のエッジ部４ａは、その他のエッジ部４ｂよりも小さいＲ形状に形成されている。
【００４９】
上記成形装置１は、図１に示すように、装置全体を支えるベッド本体１０と、ワーク素材８０が装着される略円筒状のマンドレル１１を含むワーク装着ユニット１２と、マンドレル１１に装着されたワーク素材８０を固定するための固定治具ユニット６０と、該マンドレル１１に装着されたワーク素材８０にスプライン歯３を転造成形するための転造ローラ１３を有する２つの加工ユニット１４とを備えている。尚、以下の説明では、図１の左側を装置前側とし、右側を装置後側とし、図１の紙面に垂直な方向の手前側を装置左側とし、奥側を装置右側として説明を行う。
【００５０】
上記２つの加工ユニット１４はそれぞれ、ベッド本体１０上面の装置前側端部に立設されたコラム４０の左右両側部分に互いに対向して配設されて、Ｘ軸方向（図４参照）に移動可能に取付けられている。
【００５１】
各加工ユニット１４は、上記転造ローラ１３と、該転造ローラ１３にアーム部材４１（図６参照）を介して連結されて該ローラ１３を公転駆動させる回転駆動軸４２と、該回転駆動軸４２を回動可能に支持するローラケーシング４３（図４参照）と、該ローラケーシング４３を支持する略円筒状のケーシング支持体４４とで構成されている。そして、この加工ユニット１４は、後述の位置調整機構５１によりＸ軸方向の位置調整が可能になっている。
【００５２】
上記転造ローラ１３は、図５に示すように、略円筒状に形成されており、その軸方向の両側面１３ｃには、該転造ローラ１３と同軸に一体成形された支持軸８が突設されている。そして、転造ローラ１３は支持軸８を介してアーム部材４１（図６参照）に回動可能に支持されている。
【００５３】
上記転造ローラ１３の外周面（加工部）１３ａは、スプライン歯３の歯面４ｋ（図３参照）の成形寸法精度を保つために、各スプライン歯３をその歯底部を中心として転造成形するようになっている。そのため、外周面１３ａの幅方向の中央部には、ローラ径方向外側に膨出した凸部１３ｂが形成されている。この凸部１３ｂの底面１３ｅは、スプライン歯３の歯底部の形状と対応し、両側面１３ｓは、スプライン歯３の歯面４ｋ（図３参照）に対応して、ローラ径方向内側に向かって広がるように傾斜している。また、外周面１３ａにおける凸部１３ｂの幅方向両側にはそれぞれ、スプライン歯３の歯部を成形する成形部の凹部１３ｄと平坦部１３ｆが形成されており、該凹部１３ｄと平坦部１３ｆとの間には、スプライン歯３の溝部３ｂを成形する凸部１３ｇが形成されている。
【００５４】
上記転造ローラ１３の支持軸８の軸方向両端部はそれぞれ、上記アーム部材４１（図６参照）の先端部に連結されており、アーム部材４１の基端部は上記回転駆動軸４２に回転一体で連結されている。
【００５５】
回転駆動軸４２は、ローラケーシング４３に図示しないベアリングを介して回動可能に支持されるとともに、ユニバーサルジョイント４５（図１参照）を介して第一連結シャフト４６に連結されている。第一連結シャフト４６は更に、ユニバーサルジョイント４７を介して第一メインシャフト３１に連結されており、第一メインシャフト３１は、ギヤ４８とこれに掛け回された伝達ベルト４９を介して、メインモータ５０の出力軸にピニオンギヤ５０ａを介して動力伝達可能に連結されている。そうして、メインモータ５０の動力は、第一メインシャフト３１及び第一連結シャフト４６を通って上記回転駆動軸４２に伝達される。尚、メインモータ５０は、後述のコントローラ１００により駆動制御される。
【００５６】
上記ローラケーシング４３を支持するケーシング支持体４４は、コラム４０に形成された嵌合穴４０ａ（図４参照）にＸ軸方向に摺動可能に嵌挿されていて、位置調整機構５１により該Ｘ軸方向の位置調整が可能になっている。
【００５７】
上記位置調整機構５１は、調整用モータ５５と、該モータ５５の出力軸に減速機構（図示省略）を介して連結され且つシャフト５６を介して互いに回転一体に連結された一対の第一調整ギヤ５２と、該各第一調整ギヤ５２に噛合する第二調整ギヤ５３とを有しており、この第二調整ギヤ５３は、その内周面に形成された螺子部（図示省略）をケーシング支持体４４の外周面に形成された螺子部４４ａに係合して該ケーシング支持体４４に同軸に取付けられている。そして、上記ケーシング支持体４４は、調整用モータ５５の回転駆動による第二調整ギヤ５３の回転により、その螺子部４４ａを該第二調整ギヤ５３の内周面の螺子部に係合させながらＸ軸方向に移動してその位置調整が可能になっている。そうして、ケーシング支持体４４の位置調整を行うことで、上記加工ユニット１４全体のＸ軸方向の位置調整が可能になっている。ここで、調整用モータ５５は、後述のコントローラ１００により駆動制御される。
【００５８】
また、上記ワーク装着ユニット１２（図１参照）は、上記マンドレル１１と、ベッド本体１０に対してＺ軸方向にスライド可能に支持された本体ハウジング１５と、前端部にマンドレル１１が回転一体に取付けられ、該本体ハウジング１５にベアリング１６を介して回動可能に支持された回転支持軸１７と、マンドレル１１の前端面に該マンドレル１１に対して回転一体に同軸で配設された位置決用ボス９とを有している。
【００５９】
上記マンドレル１１の外周面１１ｃ（図８参照）には、その軸方向（Ｚ軸方向）に延びる複数の凸部１１ａが形成されている。具体的には、この複数の凸部１１ａは、後述するように、該マンドレル１１に装着されたワーク素材８０の中空円筒状部４ｃに転造ローラ１３を押付けてスプライン歯３の歯形を転写する際に、外周面１３ａの凹部１３ｄと平坦部１３ｆ（図５参照）への素材の塑性流動を促進させるべく、マンドレル１１の外周面における該中空円筒状部４ｃの各歯部成形予定部４ｔ（図８参照、スプライン歯３の成形予定部４ｔ）に対応する部分に形成されている。ここで、各凸部１１ａは、マンドレル軸芯方向（Ｚ軸方向）から見て円弧状に突出するように形成されている。
【００６０】
上記本体ハウジング１５（図１参照）は、ボールネジ３４のナット１８に固定されていて、Ｚ軸送りモータ１９の駆動によるボールネジ３４の回転により、該ナット１８と共にＺ軸方向に移動可能になっている。尚、上記Ｚ軸送りモータ１９は後述のコントローラ１００により駆動制御される。
【００６１】
上記回転支持軸１７の後部には、回転駆動ギヤ２０が回転一体に取付けられており、該回転駆動ギヤ２０は、減速ギヤ２１乃至２５を介して動力伝達シャフト２６に連結されている。
【００６２】
動力伝達シャフト２６は、互いに噛合する一対のギヤ２７ａ，２７ｂを介して第二連結シャフト２８に連結されており、該第二連結シャフト２８は更に、互いに噛合する一対の傘歯車２９ａ，２９ｂを介して第二メインシャフト３０に連結されている。この第二メインシャフト３０はギヤ３２及びギヤ３３を介して、上記メインモータ５０に連結された第一メインシャフト３１に、連結されている。
【００６３】
そうして、メインモータ５０の動力は、第一メインシャフト３１、第二メインシャフト３０、第二連結シャフト２８、動力伝達シャフト２６、及び回転支持軸１７を通って上記マンドレル１１に伝達されるようになっている。このメインモータ５０の動力は、上述のように転造ローラ１３を公転させるための回転駆動軸４２にも伝達される。従って、メインモータ５０のみで、マンドレル１１と転造ローラ１３との双方を駆動させることができ、このため、マンドレル１１のＺ軸回りの回転動作に対して、転造ローラ１３の回転駆動軸４２回りの公転動作を容易に且つ正確に同期させることができる。
【００６４】
また、上記固定治具ユニット６０（図１参照）は、上記コラム４０のＸ軸方向の中央部にマンドレル１１に対向して配設されていて、Ｚ軸方向に移動可能なピストン６０ａと該ピストン６０ａを内部に収容するシリンダ本体６０ｂとを有する油圧シリンダにより構成されており、ピストン６０ａに接続されたシリンダロッドがワーク素材８０を固定するための治具本体６０ｃとされている。
【００６５】
そして、固定治具ユニット６０は、図示しない油圧ポンプからのシリンダ本体６０ｂ内への作動油の供給によって、上記治具本体６０ｃをピストン６０ａと共に前進させて所定の押圧力でワーク素材８０に押付けることで、該ワーク素材８０を位置決用ボス９との間で狭持するようになっている。尚、上記油圧ポンプからシリンダ本体６０ｂ内への作動油の供給は、後述のコントローラ１００により駆動される油圧供給バルブ５７（図７参照）により行われる。
【００６６】
コントローラ１００は、成形装置１の前側に設けられた図示しない制御ボックス内に収容されていて、図７に示すように、起動ボタン６１の操作情報（操作信号）と、調整モード設定入力部６２からの設定情報とを基に、Ｚ軸送りモータ１９、調整用モータ５５、及び、メインモータ５０、並びに、油圧供給バルブ５７に対して必要な制御信号を出力する。
【００６７】
上記起動ボタン６１は、図示しない操作盤に取付けられたプッシュ式の起動ボタンからなるものであって、その操作信号をコントローラ１００に出力する。
【００６８】
上記調整モード設定入力部６２は、上記操作盤に設けられたタッチパネル（図示省略）により構成されており、該タッチパネル上のタグを作業者が操作することで、加工ユニット１４のＸ軸方向の位置調整を行う調整モードの設定とその調整量の設定とが可能になっている。そして、該調整モード設定入力部６２は、設定された情報をコントローラ１００に出力する。
【００６９】
コントローラ１００は、上記調整モード設定入力部６２にて、上記調整モードが設定されていると判定した場合には、設定された調整量に応じて調整用モータ５５の回転角を制御するべく、該モータ５５に対して必要な制御信号を出力する。
【００７０】
また、コントローラ１００は、上記調整モード設定入力部６２にて上記調整モードが設定されておらず且つ起動ボタン６１が押されたと判定した場合には、上記油圧供給バルブ５７に必要な制御信号を出力することで上記シリンダ本体６０ｂ内に作動油を供給して、治具本体６０ｃを前進させてワーク素材８０に押付けた後、上記Ｚ軸送りモータ１９に対して必要な制御信号を出力することで、ワーク装着ユニット１２を所定速度でＺ軸方向の装置前側に移動させつつ、上記メインモータ５０に対して必要な制御信号を出力することで、マンドレル１１をその軸心回り（Ｚ軸回り）に回転させながら、該マンドレル１１の回転に同期して転造ローラ１３を回転駆動軸４２回りに公転駆動させる歯部加工制御を実行するよう構成されている（図６参照）。そして、このコントローラ１００並びに上記Ｚ軸送りモータ１９及びメインモータ５０がマンドレル／ローラ駆動手段を構成している。
【００７１】
以上のように構成された上記成形装置１を用いて上記クラッチハブ２を成形する方法について該成形装置１の動作と共に説明する。
【００７２】
先ず最初に、完成ワーク２（クラッチハブ２）の基となるワーク素材８０を用意する。以下、完成ワーク２とワーク素材８０とで対応する構成部分については同じ符号を付して説明を行うものとする。このワーク素材８０は、図６にも示すように、中空円筒状部４ｃを有するカップ状のワーク本体部４とボス部５とからなる板金製部材であって、例えばプレス成形や押出し成形により形成される。
【００７３】
そして、用意したワーク素材８０をマンドレル１１にセットする。具体的には、図６に示すように、ワーク素材８０のボス部５の内周面５ｄを位置決用ボス９の外周面９ａに嵌合させるとともに、該ボス部５の底壁部５ｂを位置決用ボス９の装置前側端面９ｂに当接させることで、ワーク素材８０をその中空円筒状部４ｃがマンドレル１１に略同軸で外挿された外挿状態にセット（保持）する。尚、ワーク素材８０がセットされた状態においては、中空円筒状部４ｃの内周面と上記凸部１１ａの周壁面１１ｂとは互いに接している（図８参照）。
【００７４】
そして、ワーク素材８０のセットが完了した後に、手動により上記起動ボタン６１の押し操作を実行して、コントローラ１００による上記歯部加工制御を実行する。
【００７５】
具体的には、この歯部加工制御の実行により、上記油圧供給バルブ５７が作動してシリンダ本体６０ｂ内に作動油が供給される。この結果、治具本体６０ｃが前進（Ｚ軸方向の装置後側に移動）して、ワーク素材８０のボス部５の底壁部５ｂを位置決用ボス９との間で狭持する。そして、この治具本体６０ｃ及び上記位置決用ボス９が、ワーク素材８０をその中空円筒状部４ｃがマンドレル１１に外挿された外挿状態に保持する保持手段を構成することとなる。
【００７６】
そして該狭持後に、メインモータ５０及びＺ軸送りモータ１９がコントローラ１００からの制御信号を受けて作動して、マンドレル１１がワーク素材８０と共に、Ｚ軸回り（マンドレル軸心回り）に回転しながら該Ｚ軸方向の装置前側に向かって移動するとともに、該マンドレル１１のＺ軸回りの回転に同期して、転造ローラ１３が回転駆動軸４２回りに公転することとなる。具体的には、転造ローラ１３は、マンドレル１１が凸部１１ａの周方向間隔に対応する角度ぶん回転する間に回転駆動軸４２回りに一回転する。
【００７７】
そうして、転造ローラ１３が回転駆動軸４２回りに公転することにより、その外周面１３ａがワーク素材８０の中空円筒状部４ｃの外周面に所定周期で押付けられる。ここで、所定周期とは、完成ワーク２（クラッチハブ２）のスプライン歯３の周方向間隔（ピッチ）に対応して設定される周期であって、転造ローラ１３の公転周期に等しい。
【００７８】
そして、上記転造ローラ１３の押付けによって、図９に示すように、マンドレル１１と転造ローラ１３の外周面１３ａとの間で中空円筒状部４ｃが狭持圧縮され、この結果、外周面１３ａの凹部１３ｄと平坦部１３ｆに素材が流動して、スプライン歯３の歯形が中空円筒状部４ｃの外周面に転写される。
【００７９】
ここで、上記歯形の転写は、ワーク素材８０の中空円筒状部４ｃの内周面４Ｌにおける歯部成形予定部４ｔ（図８参照）に対応する部分に、マンドレル１１の凸部１１ａを押込みながら、凹部１３ｄと平坦部１３ｆに素材を流動させることで行われる。より詳細には、上記歯形の転写は、中空円筒状部４ｃの内周面４Ｌにおける歯部成形予定部４ｔの歯幅方向中央部（溝部３ｂ）に対応する部分、つまり外周面１３ａの凸部１３ｇに対応する部分に、上記凸部１１ａを１つだけ押込みながら行われる。ここで、歯部成形予定部４ｔとは、中空円筒状部４ｃのうち、上記転造ローラ１３の中空円筒状部４ｃへの押付け時に、外周面１３ａの成形部（外周面１３ａのうち底面１３ｅを除く部分）とマンドレル１１との間に位置して変形する部分であって、図８のクロスハッチを施した部分である。
【００８０】
そうして、中空円筒状部４ｃの外周面４ｐにおける歯部成形予定部４ｔに対応する部分に歯形が転写されるとともに、中空円筒状部４ｃの内周面４Ｌにおける歯部成形予定部４ｔに対応する部分に上記マンドレル１１の凸部１１ａに対応する凹形状が転写される。
【００８１】
この歯形及び凹形状の転写は、上述のように互いに対向して配置された２つ転造ローラ１３（加工ユニット１４）により実行される。従って、マンドレル１１（中空円筒状部４ｃ）がＺ軸回りに半回転したときに、中空円筒状部４ｃの外周面に全周に亘って所定の周方向間隔で歯形が転写されるとともに、その内周面に全周に亘って上記凸部１１ａに対応する凹形状が転写される。
【００８２】
そして、この歯形及び凹形状は、上述のように中空円筒状部４ｃがＺ軸送りモータ１９により駆動されるマンドレル１１と共にＺ軸方向の装置前側に移動するのに伴って、該中空円筒状部４ｃの軸方向の全体に亘って転写される。この結果、中空円筒状部４ｃの外周面に上記スプライン歯３が成形されるとともに、その内周面に上記溝部７（図３参照）が成形される。
【００８３】
以上の如く上記実施形態１では、転造ローラ１３の外周面１３ａを、マンドレル１１に外挿されたワーク素材８０の中空円筒状部４ｃの外周面に押付けることによって、該中空円筒状部４ｃの内周面４Ｌにおける各歯部成形予定部４ｔに対応する部分にマンドレル１１の凸部１１ａを押込みながら、外周面１３ａの加工部で素材を塑性流動させて、スプライン歯３を転造成形するようになっている。
【００８４】
これにより、図９に矢印で示すように、上記マンドレル１１の凸部１１ａによって、外周面１３ａの凹部１３ｄと平坦部１３ｆ、つまりスプライン歯３の両エッジ部４ａに対応する部分に向かって素材を積極的に流動させることができる。従って、スプライン歯３の両エッジ部４ａ（図３参照）の欠肉等を防止してその形状精度を向上させることができるとともに、歯面４ｋの面積を予め設定した所望の面積にすることができる。よって、クラッチハブ２の使用時に該スプライン歯３の歯面４ｋに必要以上の面圧が作用するのを防止し、該スプライン歯３の耐久寿命の向上を図ることが可能となる。
【００８５】
また、マンドレル１１の凸部１１ａが中空円筒状部４ｃの内周面に押込まれることにより、該凸部１１ａが中空円筒状部４ｃの回り止めとして機能する。このため、中空円筒状部４ｃがマンドレル１１と共にＺ軸回りに回転する際に該マンドレル１１に対して周方向に滑る等して、スプライン歯３の周方向の位置精度（ピッチ精度）が低下するのを確実に防止することが可能となる。
【００８６】
また、上記実施形態１では、外周面１３ａの凸部１３ｂの幅方向両側にはスプライン歯３の溝部３ｂを成形する一対の凸部１３ｇが形成されている。
【００８７】
これにより、上記転造ローラ１３の押付け時に、上記凸部１３ｇでもって凹部１３ｄと平坦部１３ｆに向かって素材を積極的に流動させることができる。よって、スプライン歯３の両エッジ部４ａの形状精度をより一層確実に向上させることが可能となる。
【００８８】
また、スプライン歯３のエッジ部４ａの形状精度を要求精度に保つために必要な凸部１１ａの突出量を、上記凸部１３ｇを設けない場合に比べて低減することができる。これにより、クラッチハブ２の内周面に成形される溝部７の凹み量を低減すること可能となる。従って、クラッチハブ２の全体としての剛性を向上させることが可能となる。
【００８９】
また、上記実施形態１では、上記マンドレル１１の外周面に設けられた複数の凸部１１ａはそれぞれ、Ｚ軸（マンドレル軸心）方向から見て円弧状に突出するように（周壁面１１ｂが円弧状になるように）形成されている。これにより、該凸部１１ａに発生する摩耗を抑制することができる。従って、マンドレル１１の型寿命を向上させてクラッチハブ２の製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００９０】
また、完成品であるクラッチハブ２の内周面の溝部７を、Ｚ軸方向から見てその内壁面７ｂが円弧状になるように成形することができる。このため、該溝部７周辺の応力集中を緩和して、クラッチハブ２の全体強度の向上を図ることが可能となる。
【００９１】
（実施形態２）
図１０は、本発明の実施形態２を示し、マンドレル１１の外周面に形成される凸部１１ａの構成（数及び配置）を上記実施形態１とは異ならせたものである。尚、図９と実質的に同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明を適宜省略する。
【００９２】
すなわち、本実施形態２では、上記複数の凸部１１ａは、マンドレル１１の外周面における中空円筒状部４ｃの各歯部成形予定部４ｔ（図８参照）の歯幅方向両端部に対応する部分に形成されている。
【００９３】
そして、コントローラ１００による歯部加工制御の実行により、マンドレル１１に外挿された中空円筒状部４ｃの外周面に転造ローラ１３の外周面１３ａを押付けて歯形を転写する際には、中空円筒状部４ｃの内周面４Ｌにおける各歯部成形予定部４ｔ（図８参照）の歯幅方向両端部に対応する部分のそれぞれに、凸部１１ａが１つずつ押込まれるようになっている。
【００９４】
これにより、上記転造ローラ１３の中空円筒状部４ｃへの押付け時に、凹部１３ｄと平坦部１３ｆに向かって塑性流動する素材を、図１０に矢印で示すように、２つの凸部１１ａのそれぞれによってスプライン歯３の両エッジ部４ａに対応する部分に積極的に流動させることが可能となる。よって、スプライン歯３の両エッジ部４ａの形状精度を、上記実施形態１に比べてより一層向上させることが可能となる。
【００９５】
（他の実施形態）
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記各実施形態では、上記クラッチハブ２は、自動車のトランスミッション用部品として使用するものとされているが、これに限ったものではなく、船舶用、建設機械用、工作機械用等の広い用途に用いることができる。
【００９６】
また、上記実施形態１では、上記転造ローラ１３の押付け時に、中空円筒状部４ｃの内周面４Ｌにおける歯部成形予定部４ｔに対応する部分に押込まれる凸部１１ａの数は１つとされ、上記実施形態２では、該凸部１１ａの数は２つとされているが、これに限ったものではなく、３つ以上であってもよい。
【００９７】
また、上記各実施形態では、マンドレル１１の凸部１１ａは、Ｚ軸（マンドレル軸心）方向から見てその周壁面１１ｂが円弧状になるように形成されているが、これに限ったものではなく、例えば矩形状になるように形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、マンドレルに外挿されたワーク素材に転造ローラを押付けることでクラッチハブを成形する成形方法及び成形装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施形態に係るクラッチハブの成形装置を示す、全体概略構成図である。
【図２】上記成形装置により成形されたクラッチハブを示す、軸方向のボス部側から見た斜視図である。
【図３】クラッチハブのスプライン歯の形状を示す拡大断面図である。
【図４】図１におけるIV方向矢視図である。
【図５】転造ローラを示す縦断面図である。
【図６】クラッチハブ成形時における、転造ローラとマンドレルとの位置関係を示す概略図であって図１のVI−VI線断面図に相当する図である。
【図７】コントローラの構成を示す、ブロック図である。
【図８】マンドレルにセットされたワーク素材をその軸方向から見た概略図である。
【図９】ワーク素材の中空円筒状部に転造ローラが押付けられて歯形が転写される際の素材の流れを示す模式図である。
【図１０】実施形態２を示す図９相当図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ 成形装置
２ クラッチハブ
３ スプライン歯（歯部）
３ａ 歯先側端面
３ｂ 溝部
４ｃ 中空円筒状部
４ｔ 歯部成形予定部
４ｐ 中空円筒状部の外周面
４Ｌ 中空円筒状部の内周面
９ 位置決用ボス（保持手段）
１１ マンドレル
１１ａ 凸部
１３ 転造ローラ
１３ａ 転造ローラの外周面（加工部）
１９ Ｚ軸送りモータ（マンドレル／ローラ駆動手段）
５０ メインモータ（マンドレル／ローラ駆動手段）
６０ 治具本体（保持手段）
８０ ワーク素材
１００ コントローラ（マンドレル／ローラ駆動手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マンドレルに外挿されたワーク素材に転造ローラを押付けることでクラッチハブを成形する成形方法及び成形装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、薄肉円筒形のワーク素材をマンドレルに外挿した状態で、マンドレルをその軸心回りに回転させつつ、該マンドレルの回転に同期して転造ローラを該ワーク素材の外周面に押付けることで、周方向に所定間隔で並ぶ複数の歯部を転造成形する方法（グローブ転造）は知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に示す方法では、マンドレルの外周面に、周方向に並ぶ複数の凸条を設けるとともに、転造ローラの外周面にその周方向に延びる凸条を設けておき、マンドレルに外挿されて該マンドレルと共に回転するワーク素材の外周面に、転造ローラを押付けることで、マンドレルの凸条と転造ローラの凸条とを咬合わせるように接近させて、該両凸条間の隙間形状に対応するようにワーク素材を塑性変形（塑性流動）させるようにしている。こうすることで、該ワーク素材の内周面と外周面との双方に歯部を形成してなるクラッチドラムの成形が可能となる。
【０００４】
このクラッチドラムの成形方法としては、上述したグローブ転造の他に、例えば特許文献２に示す押出し成形法が知られている。この方法では、クラッチドラムの外歯形状に対応する凹条（溝）を内周部に有する金型と、外周部にクラッチドラムの内歯形状に対応する凸条を有するポンチ（マンドレル）とを予め用意しておき、この金型の挿入口にワーク素材をセットして、該ポンチによりワーク素材を冷間で金型の内部に押込むことによってクラッチドラムの成形を行うようにしている。ここで、金型に形成された凹条の底面は、その幅方向中間部が両端部に対して該凹条内に膨出するように形成されている。この膨出部分を設けることで、押出し成形時に、凹条の底面側の幅方向両側の角部つまり上記外歯の歯幅方向両側のエッジ部に向かう素材の塑性流動を促進して、該エッジ部の形状精度の向上を図っている。
【特許文献１】特開２００５−３１９５０５号公報
【特許文献２】特開２００６−１６１９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、外周部にのみ歯部を必要とするクラッチハブの成形においては、外周部と内周部との双方に歯部を成形する必要のあるクラッチドラムの場合とは異なり、内周部の歯部は機能上必要でないことから極力廃止して、クラッチハブの全体剛性を向上させたいという要求がある。
【０００６】
この要求を満たすクラッチハブの成形方法として、例えば、上記特許文献２に示す押出し成形法を利用することが考えられる。具体的には、成形用のポンチ（マンドレル）の外周面を円柱状に形成すればよく、これによって、外周面にのみ複数の歯部を有する上記クラッチハブの成形が可能となる。しかし、押出し成形法を採用した場合、成形用の金型が必要となるため初期投資が増大してコスト増加を招くという問題がある。
【０００７】
そこで、上記特許文献１に示すように、金型コストがかからないグローブ転造方法を利用して上記クラッチハブの成形を行うことが考えられる。具体的には、転造ローラの外周面に、歯部形状に対応する断面形状を有する転造用凹部を周方向に延びるように形成しておくとともに、マンドレルを円柱状に形成しておき、その上で特許文献１に示す如く、マンドレルに外挿したワーク素材の外周面に該転造ローラを押付けるようにすればよい。
【０００８】
しかしながら、こうした場合、マンドレルが円柱状に形成されて滑りやすくなっているが故に、ワーク素材をマンドレルと共に回転させる際に、ワーク素材がマンドレルに対して周方向に滑る等して位置ずれが生じ、この結果、ワーク素材に成形される各歯部の周方向の位置精度が低下するという問題がある。
【０００９】
また、歯部の形状精度を確保するために、上記転造用凹部内の全体に亘って素材を行渡らせる（塑性流動させる）必要があるが、グローブ転造法においては、押出し成形法に比べてワーク素材の加圧時間（押付け時間）が短いが故に素材の流動性が悪く、このため、各歯部のエッジ部に対応する部分（転造用凹部の底面側の幅方向両側の角部）にまで十分に素材を流動させることが困難であり、この結果、各歯部の形状精度が低下するという問題がある。
【００１０】
この問題を解消するために、例えば、特許文献２に示すように、転造用凹部の底面におけるその幅方向中間部に該凹部内に膨出する膨出部分を設けることが考えられるものの、単に膨出部分を設けただけでは、押出し成形法に比べて素材の流動性に劣るグローブ転造法を採用するかぎり、各歯部の形状精度の向上を図ることは難しい。
【００１１】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外周部に複数の歯部を有するクラッチハブを成形する場合に、その成形に要するコストを極力抑えつつ、各歯部の周方向の位置精度の低下を防止しながら、各歯部の形状精度の向上を図るとともに、クラッチハブの全体剛性を向上させようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、この発明では、マンドレルの外周面に予め複数の凸部を形成しておくとともに、該マンドレルに外挿されたワーク素材の中空円筒状部の外周面に転造ローラを所定周期で押付けることで、該中空円筒状部における歯部成形予定部の内周面に該マンドレルの凸部を押込みながら、転造ローラの加工部で素材を流動させて歯部を成形するようにした。
【００１３】
具体的には、請求項１の発明では、中空円筒状部を有する板金製のワーク素材の該中空円筒状部を略円筒状のマンドレルに外挿した状態で、該中空円筒状部の外周面に転造ローラを所定周期で押付けて歯部を転造成形することで、外周部に周方向に並ぶ複数の歯部を有するクラッチハブを成形する成形方法を対象とする。
【００１４】
そして、上記各歯部は、その歯先側端面における歯幅方向中央部に該各歯部に沿って延びる溝部を有するものであり、予め、上記転造ローラの外周面に、上記溝部を有する上記各歯部の形状に対応する加工部を形成しておくとともに、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部に対応する部分のそれぞれに凸部を形成しておき、上記ワーク素材をその中空円筒状部が上記マンドレルに外挿された外挿状態に保持し、次いで、上記外挿状態に保持されたワーク素材を上記マンドレルと共に該マンドレル軸心方向に移動させるとともに該軸心回りに回転させつつ、該中空円筒状部の外周面に上記転造ローラの外周面を所定周期で押付けることで、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部に対応する部分に上記マンドレルの凸部を押込みながら、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記各歯部を転造成形するものとする。
【００１５】
このことにより、転造ローラの外周面に、溝部を有する上記歯部の形状に対応する加工部が形成される。そして、上記マンドレルの外周面における上記各歯部に対応する部分のそれぞれに凸部が形成され、上記ワーク素材は、その中空円筒状部をマンドレルに外挿した外挿状態に保持されてマンドレルと共にその軸心方向に移動するとともに該軸心回りに回転する。そして、この回転移動中のワーク素材の中空円筒状部の外周面に転造ローラが所定周期で押付けられ、この結果、該中空円筒状部の歯部成形予定部の内周面にマンドレルの凸部が押込まれて、この押込みとともに転造ローラの加工部で素材が流動（塑性流動）し、これによって、歯先側端面に溝部を有する歯部が転造成形されるとともに、中空円筒状部の内周面には上記凸部に対応する凹部（溝）が成形されることとなる。
【００１６】
上記の成形方法により、転造ローラは、回転中の中空円筒状部に所定周期で押付けられるので、中空円筒状部の外周面には、該所定周期に応じた周方向間隔で複数の歯部が形成される。また、この転造ローラの押付けは、上述のように、ワーク素材の中空円筒状部をマンドレルと共にその軸心方向に移動させながら行われる。このため、各歯部は中空円筒状部の外周面に沿って軸方向に延びるように形成される。こうして、ワーク素材の中空円筒状部の外周面には、スプライン状の歯部が形成される。同様に、中空円筒状部の内周面における各歯部に対応する部分には、上記マンドレルの凸部に対応するスプライン状の凹部が形成される。
【００１７】
ところで、クラッチハブの各歯部には、その機能上、比較的大きな荷重が繰返し付加されることとなる。このため、各歯部の疲労強度を向上させるために、歯面の面積の製造バラツキを抑制して該歯面にかかる面圧を確実に設定値以下にする必要がある。従って、各歯部の形状精度、特に歯先側の歯幅方向両側のエッジ部（以下、単に各歯部のエッジ部と呼ぶ）の形状精度の向上が強く求められる。
【００１８】
これに対して、本発明では、上記中空円筒状部における歯部成形予定部の内周面に、マンドレルの凸部を押込みながら、加工部で素材が塑性流動するようになっており、これにより、上記各歯部のエッジ部の精度を向上させることが可能となる。すなわち、このマンドレルの凸部により、素材を加工部の歯部を成形する成形部（凹部内など）に押込むようにして積極的に流動させることができ、この結果、上記歯部のエッジ部に対応する部分にまで、素材を確実に流動させることが可能となる。これにより、上記各歯部のエッジ部の形状精度を向上させてその疲労強度の向上を図ることが可能となる。
【００１９】
また、上述のように、マンドレルの凸部が該ワーク素材の中空円筒状部（歯部成形予定部の内周面）に押込まれることにより、該凸部がワーク素材の回り止めとして機能する。これにより、ワーク素材がマンドレルと共にその軸心回りに回転する際に該マンドレルに対して周方向に滑る等して、上記各歯部の周方向の位置精度（ピッチ精度）が低下するのを確実に防止することが可能となる。
【００２０】
更にまた、上記加工部に、例えば上記歯部の溝部を成形するための凸部を形成することで、転造ローラのワーク素材への押付けによって該ローラの加工部の凸部により素材を流動させ、該加工部の歯部を成形するための成形部に素材を積極的に塑性流動させることができる。従って、上記各歯部のエッジ部の形状精度をより一層確実に向上させることが可能となる。
【００２１】
また、上記のように各歯部のエッジ部の形状精度を要求精度に保つことができるため、中空円筒状部の内周面に成形される凹部の凹み量も小さくすることができ、これによって、クラッチハブ全体としての剛性向上を図ることが可能となる。
【００２２】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記複数の凸部をそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分に形成しておき、上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に所定周期で押付けることで、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分のそれぞれに上記凸部を１つずつ押込みながら、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記各歯部を転造成形するものとする。
【００２３】
このことにより、上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記各歯部の歯幅方向両端部に対応する部分に形成される。そして、上記転造ローラのワーク素材への押付けによって、上記中空円筒状部における歯部成形予定部の内周面のうち上記歯部の歯幅方向両端部に対応する部分のそれぞれに上記凸部が１つずつ押込まれて、該押込みとともに転造ローラの加工部の歯部を成形する成形部に素材が流動する。従って、上記加工部の歯部を成形する成形部における上記歯部のエッジ部に対応する部分のそれぞれに対して、該各凸部により素材を積極的に流動させることができる。よって、上記各歯部のエッジ部の形状精度をより一層確実に向上させることが可能となる。
【００２４】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、上記複数の凸部をそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に形成しておき、上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に所定周期で押付けることで、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に上記凸部を１つだけ押込みながら、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記各歯部を転造成形するものとする。
【００２５】
このことにより、上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記各歯部の歯幅方向中央部に対応する部分に形成される。そして、上記転造ローラのワーク素材への押付けによって、中空円筒状部における歯部成形予定部の内周面のうち上記歯部の歯幅方向中央部に対応する部分に上記凸部が１つだけ押込まれて、該押込みとともに転造ローラの加工部の歯部を成形する成形部に素材が流動する。これによって、マンドレルの外周面に形成する凸部の数を最小限に抑えつつ、加工部の歯部を成形する成形部における上記歯部のエッジ部に対応する部分に素材を積極流動させることが可能となる。従って、ワーク素材の中空円筒状部の内周面に成形される凹部の数を極力減らしてクラッチハブの剛性をより一層向上させつつ、各歯部の形状精度を向上させることが可能となる。
【００２６】
請求項４の発明では、請求項１乃至３の発明において、上記複数の凸部をそれぞれ、上記マンドレルの外周面にその軸心方向から見て円弧状に突出するように形成しておくものとする。
【００２７】
このことにより、上記複数の凸部はそれぞれ、マンドレルの外周面にその軸心方向から見て円弧状に突出するように形成され、この結果、該各凸部の耐摩耗性を向上させることが可能となる。すなわち、通常、マンドレル等の型を用いた成形方法においては、この型の角張った部分に摩耗が発生し易く、この摩耗により必要となる型交換によって成形品の製造コストが増大するという問題がある。しかしながら、本発明によれば、上記凸部の周壁面が、マンドレル軸方向から見て円弧状に形成されて角張った部分がない滑らかな形状になるので、該各凸部に発生する摩耗を抑制することができ、この結果、マンドレルの型寿命を向上させて製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００２８】
また更に、本発明によれば、成形品であるクラッチハブの全体強度を向上させることが可能となる。すなわち、上述のように、上記マンドレルの凸部を軸心方向から見て円弧状に突出するように形成したことで、ワーク素材の中空円筒状部の内周面（歯部成形予定部の内周面）に該凸部によって成形される凹部の周壁面を、マンドレル軸方向から見て円弧状に成形することができる。このため、該凹部周辺の応力集中を緩和して、クラッチハブの全体剛性の向上を図ることが可能となる。
【００２９】
請求項５の発明は、中空円筒状部を有する板金製のワーク素材の該中空円筒状部が外挿される略円筒状のマンドレルと、加工部を有する転造ローラとを備え、該マンドレルに外挿された中空円筒状部の外周面に、該転造ローラを所定周期で押付けて該加工部に対応する形状の歯部を転造成形することで、外周部に周方向に並ぶ複数の歯部を有するクラッチハブを成形する成形装置の発明である。
【００３０】
そして、この発明では、上記各歯部は、その歯先側端面における歯幅方向中央部に該各歯部に沿って延びる溝部を有しており、上記転造ローラの加工部は、上記溝部を有する上記各歯部の形状に対応させて形成され、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部に対応する部分にはそれぞれ凸部が形成されており、
上記ワーク素材をその中空円筒状部が上記マンドレルに外挿された外挿状態に保持する保持手段と、上記マンドレルを上記外挿状態に保持されたワーク素材と共に、該マンドレル軸心方向に移動させつつ該軸心回りに回転させながら、該ワーク素材の中空円筒状部の外周面（加工部）に上記転造ローラの外周面を所定周期で押付けることで、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記歯部を転造成形するマンドレル／ローラ駆動手段とを更に備え、上記マンドレル／ローラ駆動手段は、上記転造ローラの加工部を上記中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部の内周面における各歯部成形予定部に対応する部分に、上記マンドレルの凸部を押込むように上記マンドレル及び転造ローラを駆動するよう構成されているものとする。
【００３１】
この発明によれば、上記転造ローラの加工部は、溝部を有する上記歯部の形状に対応させて形成される。そして、上記保持手段でもって、ワーク素材をその中空円筒状部がマンドレルに外挿された外挿状態に保持し、マンドレル／ローラ駆動手段により、マンドレルを該外挿状態に保持されたワーク素材と共にマンドレル軸心方向に移動させるとともに該軸心回りに回転させつつ、ワーク素材の中空円筒状部の外周面に転造ローラを所定周期で押付けることで、該中空円筒状部における歯部成形予定部の内周面に上記マンドレルの凸部を押込みながら、上記加工部で素材を流動させて上記中空円筒状部の外周面に歯部を転造成形することができる。よって、請求項１の発明の成形方法を容易に実行することができて、上記歯部の周方向の位置精度を低下させることなく、歯部の形状精度を向上させるとともにクラッチハブの全体剛性の向上を図ることが可能となる。
【００３２】
請求項６の発明では、請求項５の発明において、上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分に形成されており、上記マンドレル／転造ローラ駆動手段は、上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分のそれぞれに上記凸部を１つずつ押込むように上記マンドレル及び転造ローラを駆動するよう構成されているものとする。
【００３３】
このことにより、マンドレル／転造ローラ駆動手段によって、転造ローラの外周面をワーク素材の中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部における上記歯部成形予定部の内周面のうち、上記歯部の歯幅方向両端部に対応する部分のそれぞれに上記凸部が１つずつ押込まれる。よって、請求項２の発明の成形方法を容易に実行することができて、上記各歯部のエッジ部の形状精度をより一層確実に向上させることが可能となる。
【００３４】
請求項７の発明では、請求項５の発明において、上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に形成されており、上記マンドレル／転造ローラ駆動手段は、上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部の内周面における上記歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に上記凸部を１つだけ押込むように上記マンドレル及び転造ローラを駆動するよう構成されているものとする。
【００３５】
このことにより、マンドレル／転造ローラ駆動手段によって、転造ローラの外周面をワーク素材の中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部における上記歯部成形予定部の内周面に上記凸部が１つだけ押込まれる。よって、請求項３の発明の成形方法を容易に実行することができて、クラッチハブの剛性をより一層確実に向上させることが可能となる。
【００３６】
請求項８の発明では、請求項５乃至７のいずれかの発明において、上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面にその軸心方向から見て円弧状に突出するように形成されているものとする。
【００３７】
このことにより、請求項４の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、本発明のクラッチハブの成形方法及び成形装置によると、マンドレルの外周面に予め複数の凸部を形成しておくとともに、該マンドレルに外挿されたワーク素材の中空円筒状部の外周面に転造ローラを所定周期で押付けることで、該中空円筒状部における歯部成形予定部の内周面に該マンドレルの凸部を押込みながら、転造ローラの加工部で素材を流動させて複数の歯部を成形するようにしたことで、該各歯部の周方向の位置精度を低下させることなく、歯部の形状精度、特に歯先側の歯幅方向両側のエッジ部の形状精度を向上させることができるとともに、クラッチハブの全体剛性の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４０】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る成形装置１を示し、この成形装置１は、図２に示すように、クラッチディスク（図示省略）と係合する複数のスプライン歯３を外周部に有するクラッチハブ２を成形するものである。
【００４１】
上記クラッチハブ２は、例えば自動車のトランスミッション用部品として使用されるものであって、ワーク素材８０（図６参照）の外周面に成形装置１によりスプライン歯３を転造成形することによって成形される。
【００４２】
このクラッチハブ２は、ワーク本体部４と、該ワーク本体部４と同軸に一体成形されたボス部５とで構成されている。
【００４３】
上記ワーク本体部４は、円形状の底壁部４ｈとその外周部から全周に亘って軸方向に延びるように延設された中空円筒状部４ｃとからなるカップ状に形成されている。そして、この中空円筒状部４ｃの外周部に、上記スプライン歯３が周方向に所定ピッチ（周方向間隔）で形成されている。
【００４４】
また、中空円筒状部４ｃの内周面４ｆ（図３参照）における各スプライン歯３の歯幅方向中央部に対応する部分には、該スプライン歯３に対して平行に延びる溝部７が形成されており、この溝部７の内壁面は、該中空円筒状部４ｃの軸方向から見て円弧状になっている。
【００４５】
また、上記ボス部５は、ワーク本体部４と同様にカップ状に形成されていて、中心部に円孔５ａを有する底壁部５ｂと中空円筒状部５ｃとからなる。そして、該ボス部５の中空円筒状部５ｃが、ワーク本体部４の底壁部４ｈに連設されている。
【００４６】
上記スプライン歯３は、軸方向に延びるように形成されており、スプライン歯３の歯先側端面３ａには、図３に拡大して示すように、該スプライン歯３に沿って軸方向に延びる溝部３ｂが形成されている。
【００４７】
この溝部３ｂは、その底面３ｄ側ほど幅（歯幅方向の長さ）が狭くなる断面略台形状に形成されている。すなわち、該溝部３ｂの幅方向（歯幅方向）の両側面３ｃはそれぞれ、クラッチハブ２の径方向内側に向かって幅方向内側（歯幅方向内側）に傾斜しており、本実施形態においては、該両側面３ｃ同士のなす角度は６０°とされている。
【００４８】
上記各スプライン歯３の各エッジ部４ａ，４ｂはＲ状に面取りされており、スプライン歯３の歯先側の歯幅方向両側のエッジ部４ａは、その他のエッジ部４ｂよりも小さいＲ形状に形成されている。
【００４９】
上記成形装置１は、図１に示すように、装置全体を支えるベッド本体１０と、ワーク素材８０が装着される略円筒状のマンドレル１１を含むワーク装着ユニット１２と、マンドレル１１に装着されたワーク素材８０を固定するための固定治具ユニット６０と、該マンドレル１１に装着されたワーク素材８０にスプライン歯３を転造成形するための転造ローラ１３を有する２つの加工ユニット１４とを備えている。尚、以下の説明では、図１の左側を装置前側とし、右側を装置後側とし、図１の紙面に垂直な方向の手前側を装置左側とし、奥側を装置右側として説明を行う。
【００５０】
上記２つの加工ユニット１４はそれぞれ、ベッド本体１０上面の装置前側端部に立設されたコラム４０の左右両側部分に互いに対向して配設されて、Ｘ軸方向（図４参照）に移動可能に取付けられている。
【００５１】
各加工ユニット１４は、上記転造ローラ１３と、該転造ローラ１３にアーム部材４１（図６参照）を介して連結されて該ローラ１３を公転駆動させる回転駆動軸４２と、該回転駆動軸４２を回動可能に支持するローラケーシング４３（図４参照）と、該ローラケーシング４３を支持する略円筒状のケーシング支持体４４とで構成されている。そして、この加工ユニット１４は、後述の位置調整機構５１によりＸ軸方向の位置調整が可能になっている。
【００５２】
上記転造ローラ１３は、図５に示すように、略円筒状に形成されており、その軸方向の両側面１３ｃには、該転造ローラ１３と同軸に一体成形された支持軸８が突設されている。そして、転造ローラ１３は支持軸８を介してアーム部材４１（図６参照）に回動可能に支持されている。
【００５３】
上記転造ローラ１３の外周面（加工部）１３ａは、スプライン歯３の歯面４ｋ（図３参照）の成形寸法精度を保つために、各スプライン歯３をその歯底部を中心として転造成形するようになっている。そのため、外周面１３ａの幅方向の中央部には、ローラ径方向外側に膨出した凸部１３ｂが形成されている。この凸部１３ｂの底面１３ｅは、スプライン歯３の歯底部の形状と対応し、両側面１３ｓは、スプライン歯３の歯面４ｋ（図３参照）に対応して、ローラ径方向内側に向かって広がるように傾斜している。また、外周面１３ａにおける凸部１３ｂの幅方向両側にはそれぞれ、スプライン歯３の歯部を成形する成形部の凹部１３ｄと平坦部１３ｆが形成されており、該凹部１３ｄと平坦部１３ｆとの間には、スプライン歯３の溝部３ｂを成形する凸部１３ｇが形成されている。
【００５４】
上記転造ローラ１３の支持軸８の軸方向両端部はそれぞれ、上記アーム部材４１（図６参照）の先端部に連結されており、アーム部材４１の基端部は上記回転駆動軸４２に回転一体で連結されている。
【００５５】
回転駆動軸４２は、ローラケーシング４３に図示しないベアリングを介して回動可能に支持されるとともに、ユニバーサルジョイント４５（図１参照）を介して第一連結シャフト４６に連結されている。第一連結シャフト４６は更に、ユニバーサルジョイント４７を介して第一メインシャフト３１に連結されており、第一メインシャフト３１は、ギヤ４８とこれに掛け回された伝達ベルト４９を介して、メインモータ５０の出力軸にピニオンギヤ５０ａを介して動力伝達可能に連結されている。そうして、メインモータ５０の動力は、第一メインシャフト３１及び第一連結シャフト４６を通って上記回転駆動軸４２に伝達される。尚、メインモータ５０は、後述のコントローラ１００により駆動制御される。
【００５６】
上記ローラケーシング４３を支持するケーシング支持体４４は、コラム４０に形成された嵌合穴４０ａ（図４参照）にＸ軸方向に摺動可能に嵌挿されていて、位置調整機構５１により該Ｘ軸方向の位置調整が可能になっている。
【００５７】
上記位置調整機構５１は、調整用モータ５５と、該モータ５５の出力軸に減速機構（図示省略）を介して連結され且つシャフト５６を介して互いに回転一体に連結された一対の第一調整ギヤ５２と、該各第一調整ギヤ５２に噛合する第二調整ギヤ５３とを有しており、この第二調整ギヤ５３は、その内周面に形成された螺子部（図示省略）をケーシング支持体４４の外周面に形成された螺子部４４ａに係合して該ケーシング支持体４４に同軸に取付けられている。そして、上記ケーシング支持体４４は、調整用モータ５５の回転駆動による第二調整ギヤ５３の回転により、その螺子部４４ａを該第二調整ギヤ５３の内周面の螺子部に係合させながらＸ軸方向に移動してその位置調整が可能になっている。そうして、ケーシング支持体４４の位置調整を行うことで、上記加工ユニット１４全体のＸ軸方向の位置調整が可能になっている。ここで、調整用モータ５５は、後述のコントローラ１００により駆動制御される。
【００５８】
また、上記ワーク装着ユニット１２（図１参照）は、上記マンドレル１１と、ベッド本体１０に対してＺ軸方向にスライド可能に支持された本体ハウジング１５と、前端部にマンドレル１１が回転一体に取付けられ、該本体ハウジング１５にベアリング１６を介して回動可能に支持された回転支持軸１７と、マンドレル１１の前端面に該マンドレル１１に対して回転一体に同軸で配設された位置決用ボス９とを有している。
【００５９】
上記マンドレル１１の外周面１１ｃ（図８参照）には、その軸方向（Ｚ軸方向）に延びる複数の凸部１１ａが形成されている。具体的には、この複数の凸部１１ａは、後述するように、該マンドレル１１に装着されたワーク素材８０の中空円筒状部４ｃに転造ローラ１３を押付けてスプライン歯３の歯形を転写する際に、外周面１３ａの凹部１３ｄと平坦部１３ｆ（図５参照）への素材の塑性流動を促進させるべく、マンドレル１１の外周面における該中空円筒状部４ｃの各歯部成形予定部４ｔ（図８参照、スプライン歯３の成形予定部４ｔ）に対応する部分に形成されている。ここで、各凸部１１ａは、マンドレル軸芯方向（Ｚ軸方向）から見て円弧状に突出するように形成されている。
【００６０】
上記本体ハウジング１５（図１参照）は、ボールネジ３４のナット１８に固定されていて、Ｚ軸送りモータ１９の駆動によるボールネジ３４の回転により、該ナット１８と共にＺ軸方向に移動可能になっている。尚、上記Ｚ軸送りモータ１９は後述のコントローラ１００により駆動制御される。
【００６１】
上記回転支持軸１７の後部には、回転駆動ギヤ２０が回転一体に取付けられており、該回転駆動ギヤ２０は、減速ギヤ２１乃至２５を介して動力伝達シャフト２６に連結されている。
【００６２】
動力伝達シャフト２６は、互いに噛合する一対のギヤ２７ａ，２７ｂを介して第二連結シャフト２８に連結されており、該第二連結シャフト２８は更に、互いに噛合する一対の傘歯車２９ａ，２９ｂを介して第二メインシャフト３０に連結されている。この第二メインシャフト３０はギヤ３２及びギヤ３３を介して、上記メインモータ５０に連結された第一メインシャフト３１に、連結されている。
【００６３】
そうして、メインモータ５０の動力は、第一メインシャフト３１、第二メインシャフト３０、第二連結シャフト２８、動力伝達シャフト２６、及び回転支持軸１７を通って上記マンドレル１１に伝達されるようになっている。このメインモータ５０の動力は、上述のように転造ローラ１３を公転させるための回転駆動軸４２にも伝達される。従って、メインモータ５０のみで、マンドレル１１と転造ローラ１３との双方を駆動させることができ、このため、マンドレル１１のＺ軸回りの回転動作に対して、転造ローラ１３の回転駆動軸４２回りの公転動作を容易に且つ正確に同期させることができる。
【００６４】
また、上記固定治具ユニット６０（図１参照）は、上記コラム４０のＸ軸方向の中央部にマンドレル１１に対向して配設されていて、Ｚ軸方向に移動可能なピストン６０ａと該ピストン６０ａを内部に収容するシリンダ本体６０ｂとを有する油圧シリンダにより構成されており、ピストン６０ａに接続されたシリンダロッドがワーク素材８０を固定するための治具本体６０ｃとされている。
【００６５】
そして、固定治具ユニット６０は、図示しない油圧ポンプからのシリンダ本体６０ｂ内への作動油の供給によって、上記治具本体６０ｃをピストン６０ａと共に前進させて所定の押圧力でワーク素材８０に押付けることで、該ワーク素材８０を位置決用ボス９との間で狭持するようになっている。尚、上記油圧ポンプからシリンダ本体６０ｂ内への作動油の供給は、後述のコントローラ１００により駆動される油圧供給バルブ５７（図７参照）により行われる。
【００６６】
コントローラ１００は、成形装置１の前側に設けられた図示しない制御ボックス内に収容されていて、図７に示すように、起動ボタン６１の操作情報（操作信号）と、調整モード設定入力部６２からの設定情報とを基に、Ｚ軸送りモータ１９、調整用モータ５５、及び、メインモータ５０、並びに、油圧供給バルブ５７に対して必要な制御信号を出力する。
【００６７】
上記起動ボタン６１は、図示しない操作盤に取付けられたプッシュ式の起動ボタンからなるものであって、その操作信号をコントローラ１００に出力する。
【００６８】
上記調整モード設定入力部６２は、上記操作盤に設けられたタッチパネル（図示省略）により構成されており、該タッチパネル上のタグを作業者が操作することで、加工ユニット１４のＸ軸方向の位置調整を行う調整モードの設定とその調整量の設定とが可能になっている。そして、該調整モード設定入力部６２は、設定された情報をコントローラ１００に出力する。
【００６９】
コントローラ１００は、上記調整モード設定入力部６２にて、上記調整モードが設定されていると判定した場合には、設定された調整量に応じて調整用モータ５５の回転角を制御するべく、該モータ５５に対して必要な制御信号を出力する。
【００７０】
また、コントローラ１００は、上記調整モード設定入力部６２にて上記調整モードが設定されておらず且つ起動ボタン６１が押されたと判定した場合には、上記油圧供給バルブ５７に必要な制御信号を出力することで上記シリンダ本体６０ｂ内に作動油を供給して、治具本体６０ｃを前進させてワーク素材８０に押付けた後、上記Ｚ軸送りモータ１９に対して必要な制御信号を出力することで、ワーク装着ユニット１２を所定速度でＺ軸方向の装置前側に移動させつつ、上記メインモータ５０に対して必要な制御信号を出力することで、マンドレル１１をその軸心回り（Ｚ軸回り）に回転させながら、該マンドレル１１の回転に同期して転造ローラ１３を回転駆動軸４２回りに公転駆動させる歯部加工制御を実行するよう構成されている（図６参照）。そして、このコントローラ１００並びに上記Ｚ軸送りモータ１９及びメインモータ５０がマンドレル／ローラ駆動手段を構成している。
【００７１】
以上のように構成された上記成形装置１を用いて上記クラッチハブ２を成形する方法について該成形装置１の動作と共に説明する。
【００７２】
先ず最初に、完成ワーク２（クラッチハブ２）の基となるワーク素材８０を用意する。以下、完成ワーク２とワーク素材８０とで対応する構成部分については同じ符号を付して説明を行うものとする。このワーク素材８０は、図６にも示すように、中空円筒状部４ｃを有するカップ状のワーク本体部４とボス部５とからなる板金製部材であって、例えばプレス成形や押出し成形により形成される。
【００７３】
そして、用意したワーク素材８０をマンドレル１１にセットする。具体的には、図６に示すように、ワーク素材８０のボス部５の内周面５ｄを位置決用ボス９の外周面９ａに嵌合させるとともに、該ボス部５の底壁部５ｂを位置決用ボス９の装置前側端面９ｂに当接させることで、ワーク素材８０をその中空円筒状部４ｃがマンドレル１１に略同軸で外挿された外挿状態にセット（保持）する。尚、ワーク素材８０がセットされた状態においては、中空円筒状部４ｃの内周面と上記凸部１１ａの周壁面１１ｂとは互いに接している（図８参照）。
【００７４】
そして、ワーク素材８０のセットが完了した後に、手動により上記起動ボタン６１の押し操作を実行して、コントローラ１００による上記歯部加工制御を実行する。
【００７５】
具体的には、この歯部加工制御の実行により、上記油圧供給バルブ５７が作動してシリンダ本体６０ｂ内に作動油が供給される。この結果、治具本体６０ｃが前進（Ｚ軸方向の装置後側に移動）して、ワーク素材８０のボス部５の底壁部５ｂを位置決用ボス９との間で狭持する。そして、この治具本体６０ｃ及び上記位置決用ボス９が、ワーク素材８０をその中空円筒状部４ｃがマンドレル１１に外挿された外挿状態に保持する保持手段を構成することとなる。
【００７６】
そして該狭持後に、メインモータ５０及びＺ軸送りモータ１９がコントローラ１００からの制御信号を受けて作動して、マンドレル１１がワーク素材８０と共に、Ｚ軸回り（マンドレル軸心回り）に回転しながら該Ｚ軸方向の装置前側に向かって移動するとともに、該マンドレル１１のＺ軸回りの回転に同期して、転造ローラ１３が回転駆動軸４２回りに公転することとなる。具体的には、転造ローラ１３は、マンドレル１１が凸部１１ａの周方向間隔に対応する角度ぶん回転する間に回転駆動軸４２回りに一回転する。
【００７７】
そうして、転造ローラ１３が回転駆動軸４２回りに公転することにより、その外周面１３ａがワーク素材８０の中空円筒状部４ｃの外周面に所定周期で押付けられる。ここで、所定周期とは、完成ワーク２（クラッチハブ２）のスプライン歯３の周方向間隔（ピッチ）に対応して設定される周期であって、転造ローラ１３の公転周期に等しい。
【００７８】
そして、上記転造ローラ１３の押付けによって、図９に示すように、マンドレル１１と転造ローラ１３の外周面１３ａとの間で中空円筒状部４ｃが狭持圧縮され、この結果、外周面１３ａの凹部１３ｄと平坦部１３ｆに素材が流動して、スプライン歯３の歯形が中空円筒状部４ｃの外周面に転写される。
【００７９】
ここで、上記歯形の転写は、ワーク素材８０の中空円筒状部４ｃの内周面４Ｌにおける歯部成形予定部４ｔ（図８参照）に対応する部分に、マンドレル１１の凸部１１ａを押込みながら、凹部１３ｄと平坦部１３ｆに素材を流動させることで行われる。より詳細には、上記歯形の転写は、中空円筒状部４ｃの内周面４Ｌにおける歯部成形予定部４ｔの歯幅方向中央部（溝部３ｂ）に対応する部分、つまり外周面１３ａの凸部１３ｇに対応する部分に、上記凸部１１ａを１つだけ押込みながら行われる。ここで、歯部成形予定部４ｔとは、中空円筒状部４ｃのうち、上記転造ローラ１３の中空円筒状部４ｃへの押付け時に、外周面１３ａの成形部（外周面１３ａのうち底面１３ｅを除く部分）とマンドレル１１との間に位置して変形する部分であって、図８のクロスハッチを施した部分である。
【００８０】
そうして、中空円筒状部４ｃの外周面４ｐにおける歯部成形予定部４ｔに対応する部分に歯形が転写されるとともに、中空円筒状部４ｃの内周面４Ｌにおける歯部成形予定部４ｔに対応する部分に上記マンドレル１１の凸部１１ａに対応する凹形状が転写される。
【００８１】
この歯形及び凹形状の転写は、上述のように互いに対向して配置された２つ転造ローラ１３（加工ユニット１４）により実行される。従って、マンドレル１１（中空円筒状部４ｃ）がＺ軸回りに半回転したときに、中空円筒状部４ｃの外周面に全周に亘って所定の周方向間隔で歯形が転写されるとともに、その内周面に全周に亘って上記凸部１１ａに対応する凹形状が転写される。
【００８２】
そして、この歯形及び凹形状は、上述のように中空円筒状部４ｃがＺ軸送りモータ１９により駆動されるマンドレル１１と共にＺ軸方向の装置前側に移動するのに伴って、該中空円筒状部４ｃの軸方向の全体に亘って転写される。この結果、中空円筒状部４ｃの外周面に上記スプライン歯３が成形されるとともに、その内周面に上記溝部７（図３参照）が成形される。
【００８３】
以上の如く上記実施形態１では、転造ローラ１３の外周面１３ａを、マンドレル１１に外挿されたワーク素材８０の中空円筒状部４ｃの外周面に押付けることによって、該中空円筒状部４ｃの内周面４Ｌにおける各歯部成形予定部４ｔに対応する部分にマンドレル１１の凸部１１ａを押込みながら、外周面１３ａの加工部で素材を塑性流動させて、スプライン歯３を転造成形するようになっている。
【００８４】
これにより、図９に矢印で示すように、上記マンドレル１１の凸部１１ａによって、外周面１３ａの凹部１３ｄと平坦部１３ｆ、つまりスプライン歯３の両エッジ部４ａに対応する部分に向かって素材を積極的に流動させることができる。従って、スプライン歯３の両エッジ部４ａ（図３参照）の欠肉等を防止してその形状精度を向上させることができるとともに、歯面４ｋの面積を予め設定した所望の面積にすることができる。よって、クラッチハブ２の使用時に該スプライン歯３の歯面４ｋに必要以上の面圧が作用するのを防止し、該スプライン歯３の耐久寿命の向上を図ることが可能となる。
【００８５】
また、マンドレル１１の凸部１１ａが中空円筒状部４ｃの内周面に押込まれることにより、該凸部１１ａが中空円筒状部４ｃの回り止めとして機能する。このため、中空円筒状部４ｃがマンドレル１１と共にＺ軸回りに回転する際に該マンドレル１１に対して周方向に滑る等して、スプライン歯３の周方向の位置精度（ピッチ精度）が低下するのを確実に防止することが可能となる。
【００８６】
また、上記実施形態１では、外周面１３ａの凸部１３ｂの幅方向両側にはスプライン歯３の溝部３ｂを成形する一対の凸部１３ｇが形成されている。
【００８７】
これにより、上記転造ローラ１３の押付け時に、上記凸部１３ｇでもって凹部１３ｄと平坦部１３ｆに向かって素材を積極的に流動させることができる。よって、スプライン歯３の両エッジ部４ａの形状精度をより一層確実に向上させることが可能となる。
【００８８】
また、スプライン歯３のエッジ部４ａの形状精度を要求精度に保つために必要な凸部１１ａの突出量を、上記凸部１３ｇを設けない場合に比べて低減することができる。これにより、クラッチハブ２の内周面に成形される溝部７の凹み量を低減すること可能となる。従って、クラッチハブ２の全体としての剛性を向上させることが可能となる。
【００８９】
また、上記実施形態１では、上記マンドレル１１の外周面に設けられた複数の凸部１１ａはそれぞれ、Ｚ軸（マンドレル軸心）方向から見て円弧状に突出するように（周壁面１１ｂが円弧状になるように）形成されている。これにより、該凸部１１ａに発生する摩耗を抑制することができる。従って、マンドレル１１の型寿命を向上させてクラッチハブ２の製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００９０】
また、完成品であるクラッチハブ２の内周面の溝部７を、Ｚ軸方向から見てその内壁面７ｂが円弧状になるように成形することができる。このため、該溝部７周辺の応力集中を緩和して、クラッチハブ２の全体強度の向上を図ることが可能となる。
【００９１】
（実施形態２）
図１０は、本発明の実施形態２を示し、マンドレル１１の外周面に形成される凸部１１ａの構成（数及び配置）を上記実施形態１とは異ならせたものである。尚、図９と実質的に同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明を適宜省略する。
【００９２】
すなわち、本実施形態２では、上記複数の凸部１１ａは、マンドレル１１の外周面における中空円筒状部４ｃの各歯部成形予定部４ｔ（図８参照）の歯幅方向両端部に対応する部分に形成されている。
【００９３】
そして、コントローラ１００による歯部加工制御の実行により、マンドレル１１に外挿された中空円筒状部４ｃの外周面に転造ローラ１３の外周面１３ａを押付けて歯形を転写する際には、中空円筒状部４ｃの内周面４Ｌにおける各歯部成形予定部４ｔ（図８参照）の歯幅方向両端部に対応する部分のそれぞれに、凸部１１ａが１つずつ押込まれるようになっている。
【００９４】
これにより、上記転造ローラ１３の中空円筒状部４ｃへの押付け時に、凹部１３ｄと平坦部１３ｆに向かって塑性流動する素材を、図１０に矢印で示すように、２つの凸部１１ａのそれぞれによってスプライン歯３の両エッジ部４ａに対応する部分に積極的に流動させることが可能となる。よって、スプライン歯３の両エッジ部４ａの形状精度を、上記実施形態１に比べてより一層向上させることが可能となる。
【００９５】
（他の実施形態）
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記各実施形態では、上記クラッチハブ２は、自動車のトランスミッション用部品として使用するものとされているが、これに限ったものではなく、船舶用、建設機械用、工作機械用等の広い用途に用いることができる。
【００９６】
また、上記実施形態１では、上記転造ローラ１３の押付け時に、中空円筒状部４ｃの内周面４Ｌにおける歯部成形予定部４ｔに対応する部分に押込まれる凸部１１ａの数は１つとされ、上記実施形態２では、該凸部１１ａの数は２つとされているが、これに限ったものではなく、３つ以上であってもよい。
【００９７】
また、上記各実施形態では、マンドレル１１の凸部１１ａは、Ｚ軸（マンドレル軸心）方向から見てその周壁面１１ｂが円弧状になるように形成されているが、これに限ったものではなく、例えば矩形状になるように形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、マンドレルに外挿されたワーク素材に転造ローラを押付けることでクラッチハブを成形する成形方法及び成形装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施形態に係るクラッチハブの成形装置を示す、全体概略構成図である。
【図２】上記成形装置により成形されたクラッチハブを示す、軸方向のボス部側から見た斜視図である。
【図３】クラッチハブのスプライン歯の形状を示す拡大断面図である。
【図４】図１におけるIV方向矢視図である。
【図５】転造ローラを示す縦断面図である。
【図６】クラッチハブ成形時における、転造ローラとマンドレルとの位置関係を示す概略図であって図１のVI−VI線断面図に相当する図である。
【図７】コントローラの構成を示す、ブロック図である。
【図８】マンドレルにセットされたワーク素材をその軸方向から見た概略図である。
【図９】ワーク素材の中空円筒状部に転造ローラが押付けられて歯形が転写される際の素材の流れを示す模式図である。
【図１０】実施形態２を示す図９相当図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ 成形装置
２ クラッチハブ
３ スプライン歯（歯部）
３ａ 歯先側端面
３ｂ 溝部
４ｃ 中空円筒状部
４ｔ 歯部成形予定部
４ｐ 中空円筒状部の外周面
４Ｌ 中空円筒状部の内周面
９ 位置決用ボス（保持手段）
１１ マンドレル
１１ａ 凸部
１３ 転造ローラ
１３ａ 転造ローラの外周面（加工部）
１９ Ｚ軸送りモータ（マンドレル／ローラ駆動手段）
５０ メインモータ（マンドレル／ローラ駆動手段）
６０ 治具本体（保持手段）
８０ ワーク素材
１００ コントローラ（マンドレル／ローラ駆動手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円筒状部を有する板金製のワーク素材の該中空円筒状部を略円筒状のマンドレルに外挿した状態で、該中空円筒状部の外周面に転造ローラを所定周期で押付けて歯部を転造成形することで、外周部に周方向に並ぶ複数の歯部を有するクラッチハブを成形する成形方法であって、
上記各歯部は、その歯先側端面における歯幅方向中央部に該各歯部に沿って延びる溝部を有するものであり、
予め、上記転造ローラの外周面に、上記溝部を有する上記各歯部の形状に対応する加工部を形成しておくとともに、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部に対応する部分のそれぞれに凸部を形成しておき、
上記ワーク素材をその中空円筒状部が上記マンドレルに外挿された外挿状態に保持し、
次いで、上記外挿状態に保持されたワーク素材を上記マンドレルと共に該マンドレル軸心方向に移動させるとともに該軸心回りに回転させつつ、該中空円筒状部の外周面に上記転造ローラの外周面を所定周期で押付けることで、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部に対応する部分に上記マンドレルの凸部を押込みながら、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記各歯部を転造成形することを特徴とするクラッチハブの成形方法。
【請求項２】
請求項１記載のクラッチハブの成形方法において、
上記複数の凸部をそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分に形成しておき、
上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に所定周期で押付けることで、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分のそれぞれに上記凸部を１つずつ押込みながら、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記各歯部を転造成形することを特徴とするクラッチハブの成形方法。
【請求項３】
請求項１記載のクラッチハブの成形方法において、
上記複数の凸部をそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に形成しておき、
上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に所定周期で押付けることで、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に上記凸部を１つだけ押込みながら、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記各歯部を転造成形することを特徴とするクラッチハブの成形方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクラッチハブの成形方法において、
上記複数の凸部をそれぞれ、上記マンドレルの外周面にその軸心方向から見て円弧状に突出するように形成しておくことを特徴とするクラッチハブの成形方法。
【請求項５】
中空円筒状部を有する板金製のワーク素材の該中空円筒状部が外挿される略円筒状のマンドレルと、加工部を有する転造ローラとを備え、該マンドレルに外挿された中空円筒状部の外周面に、該転造ローラを所定周期で押付けて該加工部に対応する形状の歯部を転造成形することで、外周部に周方向に並ぶ複数の歯部を有するクラッチハブを成形する成形装置であって、
上記各歯部は、その歯先側端面における歯幅方向中央部に該各歯部に沿って延びる溝部を有しており、
上記転造ローラの加工部は、上記溝部を有する上記各歯部の形状に対応させて形成され、
上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部に対応する部分にはそれぞれ凸部が形成されており、
上記ワーク素材をその中空円筒状部が上記マンドレルに外挿された外挿状態に保持する保持手段と、
上記マンドレルを上記外挿状態に保持されたワーク素材と共に、該マンドレル軸心方向に移動させつつ該軸心回りに回転させながら、該ワーク素材の中空円筒状部の外周面に上記転造ローラの外周面を所定周期で押付けることで、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記歯部を転造成形するマンドレル／ローラ駆動手段とを更に備え、
上記マンドレル／ローラ駆動手段は、上記転造ローラの加工部を上記中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部の内周面における各歯部成形予定部に対応する部分に、上記マンドレルの凸部を押込むように上記マンドレル及び転造ローラを駆動するよう構成されていることを特徴とするクラッチハブの成形装置。
【請求項６】
請求項５記載のクラッチハブの成形装置において、
上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分に形成されており、
上記マンドレル／転造ローラ駆動手段は、上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分のそれぞれに上記凸部を１つずつ押込むように上記マンドレル及び転造ローラを駆動するよう構成されていることを特徴とするクラッチハブの成形装置。
【請求項７】
請求項５記載のクラッチハブの成形装置において、
上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に形成されており、
上記マンドレル／転造ローラ駆動手段は、上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部の内周面における上記歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に上記凸部を１つだけ押込むように上記マンドレル及び転造ローラを駆動するよう構成されていることを特徴とするクラッチハブの成形装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか一項に記載のクラッチハブの成形装置において、
上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面にその軸心方向から見て円弧状に突出するように形成されていることを特徴とするクラッチハブの成形装置。
【請求項１】
中空円筒状部を有する板金製のワーク素材の該中空円筒状部を略円筒状のマンドレルに外挿した状態で、該中空円筒状部の外周面に転造ローラを所定周期で押付けて歯部を転造成形することで、外周部に周方向に並ぶ複数の歯部を有するクラッチハブを成形する成形方法であって、
上記各歯部は、その歯先側端面における歯幅方向中央部に該各歯部に沿って延びる溝部を有するものであり、
予め、上記転造ローラの外周面に、上記溝部を有する上記各歯部の形状に対応する加工部を形成しておくとともに、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部に対応する部分のそれぞれに凸部を形成しておき、
上記ワーク素材をその中空円筒状部が上記マンドレルに外挿された外挿状態に保持し、
次いで、上記外挿状態に保持されたワーク素材を上記マンドレルと共に該マンドレル軸心方向に移動させるとともに該軸心回りに回転させつつ、該中空円筒状部の外周面に上記転造ローラの外周面を所定周期で押付けることで、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部に対応する部分に上記マンドレルの凸部を押込みながら、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記各歯部を転造成形することを特徴とするクラッチハブの成形方法。
【請求項２】
請求項１記載のクラッチハブの成形方法において、
上記複数の凸部をそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分に形成しておき、
上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に所定周期で押付けることで、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分のそれぞれに上記凸部を１つずつ押込みながら、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記各歯部を転造成形することを特徴とするクラッチハブの成形方法。
【請求項３】
請求項１記載のクラッチハブの成形方法において、
上記複数の凸部をそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に形成しておき、
上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に所定周期で押付けることで、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に上記凸部を１つだけ押込みながら、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記各歯部を転造成形することを特徴とするクラッチハブの成形方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクラッチハブの成形方法において、
上記複数の凸部をそれぞれ、上記マンドレルの外周面にその軸心方向から見て円弧状に突出するように形成しておくことを特徴とするクラッチハブの成形方法。
【請求項５】
中空円筒状部を有する板金製のワーク素材の該中空円筒状部が外挿される略円筒状のマンドレルと、加工部を有する転造ローラとを備え、該マンドレルに外挿された中空円筒状部の外周面に、該転造ローラを所定周期で押付けて該加工部に対応する形状の歯部を転造成形することで、外周部に周方向に並ぶ複数の歯部を有するクラッチハブを成形する成形装置であって、
上記各歯部は、その歯先側端面における歯幅方向中央部に該各歯部に沿って延びる溝部を有しており、
上記転造ローラの加工部は、上記溝部を有する上記各歯部の形状に対応させて形成され、
上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部に対応する部分にはそれぞれ凸部が形成されており、
上記ワーク素材をその中空円筒状部が上記マンドレルに外挿された外挿状態に保持する保持手段と、
上記マンドレルを上記外挿状態に保持されたワーク素材と共に、該マンドレル軸心方向に移動させつつ該軸心回りに回転させながら、該ワーク素材の中空円筒状部の外周面に上記転造ローラの外周面を所定周期で押付けることで、該転造ローラの加工部で素材を流動させて上記溝部を有する上記歯部を転造成形するマンドレル／ローラ駆動手段とを更に備え、
上記マンドレル／ローラ駆動手段は、上記転造ローラの加工部を上記中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部の内周面における各歯部成形予定部に対応する部分に、上記マンドレルの凸部を押込むように上記マンドレル及び転造ローラを駆動するよう構成されていることを特徴とするクラッチハブの成形装置。
【請求項６】
請求項５記載のクラッチハブの成形装置において、
上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分に形成されており、
上記マンドレル／転造ローラ駆動手段は、上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部の内周面における上記各歯部成形予定部の歯幅方向両端部に対応する部分のそれぞれに上記凸部を１つずつ押込むように上記マンドレル及び転造ローラを駆動するよう構成されていることを特徴とするクラッチハブの成形装置。
【請求項７】
請求項５記載のクラッチハブの成形装置において、
上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面における上記ワーク素材の中空円筒状部の各歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に形成されており、
上記マンドレル／転造ローラ駆動手段は、上記転造ローラの加工部を上記ワーク素材の中空円筒状部の外周面に押付ける際に、該中空円筒状部の内周面における上記歯部成形予定部の歯幅方向中央部に対応する部分に上記凸部を１つだけ押込むように上記マンドレル及び転造ローラを駆動するよう構成されていることを特徴とするクラッチハブの成形装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか一項に記載のクラッチハブの成形装置において、
上記複数の凸部はそれぞれ、上記マンドレルの外周面にその軸心方向から見て円弧状に突出するように形成されていることを特徴とするクラッチハブの成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−３９７２１（Ｐ２００９−３９７２１Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０４５６０（Ｐ２００７−２０４５６０）
【出願日】平成１９年８月６日（２００７．８．６）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月６日（２００７．８．６）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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