内周凹凸部を有するカップ状部品及びその製造方法及び製造装置
【課題】必要な強度を確保すると共に安価な内周凹凸部を有するカップ状部品を提供すること。
【解決手段】内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１は、底部１１と、底部１１の外周から立設した円筒部２と、内周凹凸部２１０とを有している。内周凹凸部２１０は、円筒部２の内周面２１において円筒部２の軸線方向に沿うと共に円筒部２の径方向内側に向かって突出して形成された複数の内周凸部２１１と隣り合う内周凸部２１１の間に形成された内周凹部２１２とを有している。円筒部２の外周面２２における底部１１が配された基端部２３１側には、内周凸部２１１と対応する位置において外周面２２を円筒部２の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部２２１が設けられている。円筒部２の外周面２２における底部１１が配された側と反対の開口端部２３２側には外周凹部２２１を形成していない平滑外周部２２４が形成されている。
【解決手段】内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１は、底部１１と、底部１１の外周から立設した円筒部２と、内周凹凸部２１０とを有している。内周凹凸部２１０は、円筒部２の内周面２１において円筒部２の軸線方向に沿うと共に円筒部２の径方向内側に向かって突出して形成された複数の内周凸部２１１と隣り合う内周凸部２１１の間に形成された内周凹部２１２とを有している。円筒部２の外周面２２における底部１１が配された基端部２３１側には、内周凸部２１１と対応する位置において外周面２２を円筒部２の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部２２１が設けられている。円筒部２の外周面２２における底部１１が配された側と反対の開口端部２３２側には外周凹部２２１を形成していない平滑外周部２２４が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内周凹凸部を有するカップ状部品とその製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の自動変速機におけるクラッチドラムには、円板状の底部と、底部の外周から立設した円筒部とを備え、円筒部の内周面に形成された内周凹凸部を有するカップ状部品が用いられている。この内周凹凸部を有するカップ状部品は、プレス加工やフローフォーミングにより製造することができる。フローフォーミングは、プレス加工に比べ設備の構造が複雑で、かつ成形後に生じる端材の量が多いため、設備費及び部品単価が増大しやすい。また、フローフォーミングは、プレス加工に比べ長い加工時間を要するため、プレス加工に比べ生産効率が低い。
【０００３】
これに対し、カップ状部品をプレス加工により成形する場合には、フローフォーミングにより成形する場合よりも、設備費及び部品単価の低減を図りつつ生産効率を向上させることができる。そのため、製造コスト及び生産効率の面から見れば、プレス加工を採用することが好ましい。
一方、従来のプレス加工品においては、内周面の凹凸形状を確保するために、外周面にも凹凸形状を設けたものしかなかった。
【０００４】
例えば、特許文献１には、プレス加工を用いて製造された内周凹凸部を有するカップ状部品９が示されている。この従来のプレス加工品であるカップ状部品９は、図１６及び図１７に示すごとく、底部９２と、該底部９２から立設した円筒部９０とを備えている。カップ状部品９は、円筒部９０の内周面にスプライン溝部９１１及びスプライン突起部９１２を形成し、円筒部９０の外周面には、内周面のスプライン溝部９１１及びスプライン突起部９１２とそれぞれ対応する位置に、外側突起部９１３及び外側溝部９１４を形成してある。また、外側溝部９１４の溝底面９１５は、円筒部９０の底部９２側の端部と反対側の開口端部９３に向かって、円筒部９０の軸線から離れるように傾斜した斜面により形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５７６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のプレス加工品であるカップ状部品９には以下の問題点がある。
カップ状部品９において円筒部９０の外周面には、内周面のスプライン突起部９１２に対応した位置で、かつ円筒部９０の軸線方向全体に外側溝部９１４を形成してある。そのため、スプライン突起部９１２における肉厚が外側溝部９１４の深さ分だけ薄くなる。したがって、スプライン突起部９１２における肉厚が薄くなると円筒部９０の強度が低下しやすい。
【０００７】
さらに、円筒部９０の開口端部９３は、開放して形成されているため、底部９２が補強材の役割を果たす底部側端部９４に比べ剛性が低い。それゆえ、開口端部９３においては、スプライン突起部９１２の肉厚減少の影響をより受けやすく、変形やたわみによる不具合が発生しやすい。
【０００８】
本発明は、上述した背景に鑑みてなされたものであり、必要な強度を確保すると共に安価な内周凹凸部を有するカップ状部品とその製造方法及び製造装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、プレス加工により成形され、
円板状の底部と、
該底部の外周から立設した円筒部と、
該円筒部の内周面における軸線方向の全長において上記円筒部の軸線方向に沿うと共に上記円筒部の径方向内側に向かって突出して形成された複数の内周凸部及び隣り合う上記内周凸部の間に形成された内周凹部を備えた内周凹凸部とを有し、
上記円筒部の外周面における上記底部が配された基端部側には、上記内周凸部と対応する位置において上記外周面を上記円筒部の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部が設けられており、
上記円筒部における上記底部が配された基端部側と反対の開口端部側には、その外周面の全周において略同一径をなす平滑外周部が形成されていることを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品にある（請求項１）。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、円板状の素材を底部と該底部から立設した円筒部とを有するカップ状に成形する絞り加工工程と、
上記円筒部の内周面に上記円筒部の径方向内側に向かって突出するよう形成された複数の内周凸部及び隣り合う上記内周凸部の間に形成された内周凹部を備えた上記内周凹凸部を形成する第１しごき加工工程と、
上記円筒部の外周面における上記底部が配された基端部側の上記内周凸部と対応する位置において上記外周面を上記円筒部の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部を形成する第２しごき加工工程とを有し、
上記円筒部における上記底部が配された側と反対の開口端部側にはその外周面の全周において略同一径をなす平滑外周部を形成することを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品の製造方法にある（請求項３）。
【００１１】
また、本発明のその他の態様は、円板状の底部と該底部から立設する円筒部とを有すると共に該円筒部の内周面に内周凹凸部が形成されたカップ状部品の製造装置であって、
略円柱状をなし外周側面に上記内周凹凸部と対応したパンチ歯型部を備えたパンチと、
該パンチと共に上記カップ状部品を形成する複数のダイスとを有しており、
該複数のダイスは、少なくとも円板状の素材をカップ状に形成するための円形状の絞り孔を備えた絞りダイスと、
上記円筒部の内周面に上記円筒部の径方向内側に向かって突出するよう形成された複数の内周凸部と隣り合う上記内周凸部の間に形成された内周凹部とを有する上記内周凹凸部を形成する際に、上記円筒部の外周面をしごくための円形状の第１しごき孔を備えた第１しごきダイスと、
上記円筒部の外周面における上記底部が配された基端部側には、上記内周凸部と対応する位置において上記外周面を上記円筒部の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部を形成する際に、上記外周凹部を形成するためのダイス凸部を設けた第２しごき孔を備えた第２しごきダイスとを備えており、
上記パンチ歯型部は、上記パンチの軸線方向に沿うと共に上記パンチの径方向外側に向かって突出して形成された複数のパンチ歯部及び隣り合う該パンチ歯部の間に形成されたパンチ底部を備え、
上記ダイス凸部は、上記パンチ歯型部の上記パンチ歯部に対応した位置において上記第２しごきダイスの径方向内側に向かって突出するように形成されており、
上記絞りダイス、上記第１しごきダイス及び上記第２しごきダイスは、各ダイスの中心軸線が一直線上に位置するよう順次配されており、
上記パンチを上記絞り孔、上記第１しごき孔及び上記第２しごき孔に順次挿通可能に配されていることを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品の製造装置にある（請求項４）。
【発明の効果】
【００１２】
上記カップ状部品において、上記円筒部の外周面における上記底部が配された基端部側には、上記内周凸部と対応する位置において上記外周面を上記円筒部の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部が設けられている。また、上記円筒部の上記底部が配された側と反対の開口端部側の外周面には凹凸がなく、外周面の全周において略同一径をなす平滑外周部が形成されている。そのため、上記カップ状部品における強度を向上すると共に上記内周凹凸部を確実に形成することができる。
【００１３】
すなわち、上記底部と上記円筒部とをつなぐ繋ぎ部においては、プレス加工時の形状の変化率が大きいため、上記繋ぎ部近傍に形成される上記内周凸部に材料の充填不良が生じる場合がある。そのため、上記基端部側に上記外周凹部を形成することにより、上記内周凸部において、充填不良が生じやすい箇所に十分な量の材料を充填することができ、確実に上記内周凹凸部を形成することができる。
【００１４】
また、上記のごとく、上記基端部側のみに上記外周凹部を形成することにより、上記内周凹凸部を軸線方向全長にわたって精度よく形成することができることを利用し、上記外周面の上記開口端部側に上記外周凹部を形成することを行わず、積極的に上記開口端部側に上記平滑外周部を形成する。上記平滑外周部は、その外周面が全周において略同一径をなしており、上記内周凸部が存在する部分における外周からのへこみがなく、肉厚の減少がない。それゆえ、上記円筒部の上記開口端部側における強度を向上することができる。
【００１５】
上記内周凹凸部を有する上記カップ状部品の製造方法は、上記絞り加工工程と上記第１しごき加工工程と上記第２しごき加工工程とを有している。そのため、上述した優れた上記カップ状部品を容易に得ることができる。
【００１６】
上記内周凹凸部を有する上記カップ状部品の製造装置は、上記パンチと、少なくとも上記絞りダイス、上記第１しごきダイス及び上記第２しごきダイスの３つのダイスを備えている。そのため、上記カップ状部品の製造装置を用いることにより、上述の優れた製造方法を確実に実現することができ、上記カップ状部品を容易に製造することができる。
【００１７】
また、上記絞りダイス、上記第１しごきダイス及び上記第２しごきダイスを一直線状に配してある。そのため、上記絞りダイス、上記第１しごきダイス及び上記第２しごきダイスによる加工を、上記パンチのワンストロークの動きで行うことができ、上記カップ状部品の生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１における、内周凹凸部を有するカップ状部品の説明図。
【図２】図１における、Ａ−Ａ線矢視部分断面図。
【図３】図２における、Ｂ−Ｂ先矢視部分断面図。
【図４】図２における、Ｃ−Ｃ先矢視部分断面図。
【図５】実施例１における、成形前のカップ状部品の製造装置を示す説明図。
【図６】実施例１における、素材を挟持した状態のカップ状部品の製造装置を示す説明図。
【図７】実施例１における、絞り工程後のカップ状部品の製造装置を示す説明図。
【図８】実施例１における、第１しごき工程後のカップ状部品の製造装置を示す説明図。
【図９】実施例１における、第２しごき工程のカップ状部品の製造装置を示す説明図。
【図１０】実施例１における、パンチ及び下方パンチを示す拡大断面図
【図１１】図１０における、Ｅ矢視線方向におけるパンチの形状を示す説明図。
【図１２】図５における、Ｆ−Ｆ線矢視断面図。
【図１３】図１２における、Ｇ−Ｇ線矢視断面図。
【図１４】実施例１における、（ａ）成形前の素材を示す部分断面図、（ｂ）パンチ及び下方パンチに挟持された素材を示す部分断面図、（ｃ）絞り工程後のカップ状部品を示す部分断面図
【図１５】実施例１における、（ａ）第１しごき工程後のカップ状部品を示す説明図、（ｂ）第２しごき工程後のカップ状部品を示す説明図。
【図１６】背景技術における、カップ状部品を示す説明図。
【図１７】図１６におけるＨ−Ｈ先矢視部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
上記カップ状部品は、上記円筒部の上記内周面における上記開口端部側に形成されたスナップリング溝を有する自動変速機のクラッチドラムであってもよい（請求項２）。クラッチドラムは、カップ状をなし、その円筒部の内周面に内周凹凸部が形成されており、内周面の開口端部側の位置にはスナップリング溝が形成される。このスナップリング溝を形成した部位においては、他の部位に比べて肉厚が減少するため強度の低下が生じやすい。
【００２０】
したがって、スナップリング溝による強度の低下を抑制し、必要な強度を確保するには、スナップリング溝と対応した位置における肉厚を増大させることが有効である。上述した上記内周凹凸部を有する上記カップ状部品をクラッチドラムとして用いることにより、上記内周凸部における肉厚が減少することなく、スナップリング溝付近の肉厚も確保することができる。さらに、肉厚を確保することにより、クラッチ板等の部品を保持するための強度及び回転による変形量を抑制するための回転剛性についても向上させることができる。それゆえ、要求される性能を満たし、かつ安価なクラッチドラムを得ることができる。
【００２１】
また、上記カップ状部品の製造装置は、上記第２しごき孔の内周面に縮径部が形成されると共に、上記第２しごき孔の上記パンチが進入する一方開口端から上記縮径部に向かって徐々に縮径するよう形成された導入テーパ部と、上記一方開口端と反対側の他方開口端から上記縮径部に向かって徐々に縮径するよう形成された逃げテーパ部とを備えることができる（請求項５）。この場合には、上記カップ状部品の上記外周凹部を形成する際に、上記第２しごき孔の上記ダイス凸部と上記カップ状部品の外周面との接触面積を小さくすることができる。したがって、上記ダイス凸部から上記カップ状部品の外周面へ加わる力を集中させることができる。これにより、上記カップ状部品に上記外周凹部を精度よく形成しつつ、しごき抵抗を低下させることができる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
内周凹凸部を有するカップ状部品並びに、その製造方法及び製造装置にかかる実施例について、図１〜図１５を参照して説明する。
図１に示すごとく、内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１は、プレス加工により成形され、円板状の底部１１と、該底部１１の外周から立設した円筒部２とを有している。また、内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１は、円筒部２の内周面２１における軸線方向の全長において円筒部２の軸線方向に沿うと共に円筒部２の径方向内側に向かって突出して形成された複数の内周凸部２１１及び隣り合う内周凸部２１１の間に形成された内周凹部２１２を備えた内周凹凸部２１０とを有している。
【００２３】
円筒部２の外周面２２における底部１１が配された基端部２３１側には、内周凸部２１１と対応する位置において外周面２２を円筒部２の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部２２１が設けられている。円筒部２における底部１１が配された側と反対の開口端部２３２側には、その外周面２２の全周において略同一径をなす平滑外周部２２４が形成されている。
【００２４】
本例の内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１について、さらに詳細に説明する。
本例において、カップ状部品１の軸線が配された方向を軸線方向と定義し、軸線方向と直交する方向を径方向と定義する。
また、後述する製造装置３における上方パンチ３１の先端側を下方と定義し、その反対側を上方と定義する。
【００２５】
本例のカップ状部品１は、自動車の自動変速機におけるクラッチドラムである。
図１及び図２に示すごとくカップ状部品１は、円板状の底部１１と、底部１１の外周側から立設した円筒部２とを備えている。
底部１１は、その中央に貫通穴１１１が貫通形成された円環状をなしている。
円筒部２の直径は、底部１１の直径に対して大きく設定してあり、底部１１と円筒部２とは、円筒部２の直径から底部１１の直径へと縮径するカップテーパ部１２により繋がっている。
【００２６】
円筒部２の内周面２１及び外周面２２には、それぞれ内周凹凸部２１０及び外周凹部２２１が形成されている。
図１及び図３に示すごとく、内周凹凸部２１０は、内周面２１における軸線方向の全長わたって形成されている。内周凹凸部２１０は、軸線方向に沿うと共に円筒部２の径方向内側に向かって突出して形成された複数の内周凸部２１１と、隣り合う内周凸部２１１の間に形成された内周凹部２１２とを備えている。内周凸部２１１において軸線方向と直交する平面における断面形状は、略台形状をなしている。また、隣り合う内周凸部２１１は、互いに所定の間隔を介して配されており、凹部底面２１４を有する内周凹部２１２が形成されている。
【００２７】
図１〜図４に示すごとく、円筒部２の外周面２２には、外周凹部２２１と平滑外周部２２４とが形成されている。
外周凹部２２１は、外周面２２における内周凸部２１１と対応した位置で、かつ底部１１が配された基端部２３１側の位置に形成されている。外周凹部２２１は、外周面２２の法線と垂直な平面上に形成された平面部２２２と、平面部２２２に対して傾斜して形成された斜面部２２３とを備えている。平面部２２２は、外周凹部２２１における基端部２３１側の位置に形成されている。また、斜面部２２３は、外周凹部２２１における開口端部２３２側の位置でかつ、平面部２２２から開口端部２３２側に向かうにつれて円筒部２の中心軸線から離れるように傾斜して形成されている。
【００２８】
平滑外周部２２４は、円筒部２における開口端部２３２側の外周面２２に形成されている。平滑外周部２２４は、外周面２２の全周において略同一径をなしており、軸線方向と直交する平面の断面における外形形状は略真円状をなしている。
【００２９】
図１に示すごとく、カップ状部品１ををなすクラッチドラムは、円筒部２の内周面２１における開口端部２３２側の位置で、かつ平滑外周部２２４と対応した位置にの円周上に形成されたスナップリング溝２１５を有している。スナップリング溝２１５は、図２に示すごとく、内周凸部２１１を切削加工して形成されており、径方向におけるスナップリング溝２１５の溝底面２１６の位置と凹部底面２１４位置とが略同一となるように形成してある。
【００３０】
次に、上述したカップ状部品１を製造するためのカップ状部品１の製造装置３について説明する。
図５に示すごとく、カップ状部品１の製造装置３は、略円柱状をなす上方パンチ３１と、該上方パンチ３１と共にカップ状部品１を成形する絞りダイス４１、第１しごきダイス４２及び第２しごきダイス４３の３つのダイスと、上方パンチ３１を軸線方向において進退移動させるワンストロークプレス（図示略）とを備えている。
【００３１】
図５、図１０及び図１１に示すごとく上方パンチ３１は、軸線方向に沿って配された略円柱状をなしており、パンチ外周面３１１には、カップ状部品１の内周凹凸部２１０における内周凹部２１２に対応した形状を有するパンチ歯部３１５と、内周凸部２１１に対応した形状を有するパンチ溝部３１６とを備えたパンチ歯型部３１２が形成されている。また、上方パンチ３１の下端に配されたパンチ先端部３１３の外周縁部には、上方パンチ３１の先端側に向かって縮径するパンチテーパ部３１４が形成されている。
上方パンチ３１の基端部は、ワンストロークプレス機の上方駆動源（図示略）と連結されており、軸線方向に進退可能に構成されている。
【００３２】
図５及び図１０に示すごとく、上方パンチ３１の下方には、下方パンチ３２が配されている。下方パンチ３２は、軸線方向に沿って配された略円柱形状をなしており、その上面には、パンチ先端部３１３と対応した形状の下方パンチ凹部３２１が形成されている。
また、下方パンチ３２の下端部は、ワンストロークプレス機の下方駆動源（図示略）と連結されており、上下方向に進退可能に構成されている。
【００３３】
図５に示すごとく、絞りダイス４１は、略円環状をなしており、その内周面は、円板状の素材１０をカップ形状にするための円形状の絞り孔４１１をなしている。絞り孔４１１は、その上端側に配された上端縁部にフィレット４１２が形成されている。また、フィレット４１２の下端から下方に向かって拡径するように形成されたテーパ状のパンチ逃げ部４１３を有している。
【００３４】
絞りダイス４１の下方には、第１しごきダイス４２を配してある。
第１しごきダイス４２は、図５に示すごとく、略円環状をなしており、その内周面は、内周凹凸部２１０を形成する際に、円筒部２の外周面２２をしごくための円形状の第１しごき孔４２０をなしている。第１しごき孔４２０は、第１導入テーパ部４２１と第１逃げテーパ部４２２とを有している。
【００３５】
第１導入テーパ部４２１は、上方に配された開口端から、第１しごきダイス４２の軸線方向における略中央の位置に形成された第１縮径部４２３に向かって縮径するように形成されている。
また、第１逃げテーパ部４２２は、第１導入テーパ部４２１の第１縮径部４２３から、下方に配された開口端に向かって拡径するように形成されている。尚、第１しごき孔４２０における軸線方向と直交する平面の断面形状は、いずれの位置においても円形状をなしている。
【００３６】
また、第１しごきダイス４２は、その中心軸線を回転中心として、所定の成形回数ごとに所定角度回転可能に構成されている。これにより、第１しごきダイス４２の偏摩耗を抑制し、第１しごきダイス４２の寿命を延長することができる。
すなわち、上方パンチ３１と第１しごきダイス４２とを用いてしごき加工を行う際には、パンチ歯型部３１２のパンチ歯部３１５と第１しごき孔４２０との間において、しごき率が大きい強しごき加工が行われる。強しごき加工においては高い面圧が生じるため、第１しごき孔４２のパンチ歯部３１２と対向した位置において摩耗が進みやすく、第１しごき孔４２０の内周面に偏摩耗が生じる。
【００３７】
これに対して、本例に示す第１しごきダイス４２は、上記のごとく所定成形回数ごとに所定角度回転可能に構成されている。そのため、第１しごき孔４２におけるパンチ歯部３１５と対向していた部位を、パンチ溝部３１６と対向した位置へと移動することができる。これにより、第１しごき孔４２０の内周面における偏摩耗の発生を抑制し、第１しごきダイス４２の寿命を延長することができる。
尚、第１しごきダイス４２を回転させるまでの成形回数及び第１しごきダイス４２の回転角度は、任意に設定することができる。
【００３８】
第１しごきダイス４２の下方には、第２しごきダイス４３を配してある。
図５、図１２及び図１３に示すごとく、第２しごきダイス４３は、略円環状をなしており、その内周面は、外周凹部２２１を形成するためのダイス凸部４３４を設けた第２しごき孔４３０をなしている。
【００３９】
第２しごき孔４３０は、図１１に示すごとく、第２導入テーパ部４３１と第２逃げテーパ部４３２とを有している。第２導入テーパ部４３１は、上方に配された上方開口端から、第２しごきダイス４３の軸線方向における略中央の位置に形成された第２縮径部４３３に向かって縮径するように形成されている。また、第２逃げテーパ部４３２は、下方に配された下方開口端から第２導入テーパ部４３１の第２縮径部４３３に向かって拡径するように形成されている。
また、複数のダイス凸部４３４は、第２導入テーパ部４３１及び第２逃げテーパ部４３２をなす面上でかつ軸線方向に沿って形成されている。
【００４０】
図５に示すごとく、絞りダイス４１、第１しごきダイス４２及び第２しごきダイス４３は、床面上に配されたプレス基部４５上に順次積み重ねて配されている。また、絞りダイス４１、第１しごきダイス４２及び第２しごきダイス４３は、各ダイスの中心線が一直線上に並ぶように配されている。
【００４１】
上記のごとく構成されたカップ状部品１の製造装置３を用いてカップ状部品１を製造する。
まず、図１４（ａ）に示すプレス成形により円環状に形成された素材１０を、図５に示すごとく、下方パンチ３２上に載置する。
次いで、図６に示すごとく上方駆動源により上方パンチ３１を下降させる。このとき、素材１０は、パンチ先端部３１３と下方パンチ３２上面の下方パンチ凹部３２１に沿って変形し、図１４（ｂ）に示すごとく、底部１１と、底部１１の上方に向かって傾斜した傾斜部１３とが形成される。
【００４２】
次いで、絞り工程へと移行する。
図７に示すごとく、素材１０を上方パンチ３１及び下方パンチ３２により挟持した状態で下降させて、絞りダイス４１の絞り孔４１１を通過することにより絞り加工が行われる。これにより、図１４（ｃ）に示すごとく、素材１０の傾斜部１３における外周側の部位において上方に向かって立設した円筒部２が形成される。
【００４３】
次いで、第１しごき工程へと移行する。
図８に示すごとく、素材１０を上方パンチ３１及び下方パンチ３２により挟持した状態で下降させて、第１しごきダイス４２の第１しごき孔４２０に通過させることによってしごき加工がおこなわれる。上方パンチ３１と第１しごきダイス４２によってしごかれた円筒部２の内周面２１においては、図１５（ａ）に示すごとく、上方パンチ３１のパンチ歯型部３１２に沿って材料が移動し、円筒部２の内周面２１に内周凹凸部２１０が形成される。このとき、カップテーパ部１２と円筒部２との繋ぎ部に内周凸部２１１において材料の充填不足部２１９が生じる場合がある。また、第１しごき工程を終えた時点において、円筒部２の外周面２２は平滑な曲面となっている。
【００４４】
次いで、第２しごき工程へと移行する。
図９に示すごとく、素材１０を上方パンチ３１及び下方パンチ３２により挟持した状態で下降させて、図１５（ｂ）に示すごとく、素材１０を第２しごきダイス４３に挿入することによりしごき加工が行われる。このとき、第２しごきダイス４３の第２縮径部４３３（図１３）が、カップ状部品１の円筒部２における軸線方向の中央位置付近へ到達したところで上方パンチ３１及び下方パンチ３２の下降を停止させる。これにより、カップテーパ部１２と円筒部２との繋ぎ部の内周凸部２１１に充分な量の材料を充填すると共に、円筒部２の開口端部２３２側の外周面２２には平滑な曲面が残ることとなり、外周面２２の全周において略同一径をなす平滑外周部２２４が形成されることとなる。これにより、内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１の製造が完了する。
【００４５】
次に、本例の作用効果について説明する。
カップ状部品１において、円筒部２の外周面２２における底部１１が配された基端部２３１側には、内周凸部２１１と対応する位置において外周面２２を円筒部２の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部２２１が設けられている。また、円筒部２の底部１１が配された側と反対の開口端部２３２側の外周面２２には凹凸がなく、外周面２２の全周において略同一径をなす平滑外周部２２４が形成されている。そのため、カップ状部品１における強度を向上すると共に内周凹凸部２１０を確実に形成することができる。
【００４６】
すなわち、底部１１と円筒部２とをつなぐ繋ぎ部においては、プレス加工時の形状の変化率が大きいため、繋ぎ部近傍に形成される内周凸部２１１に材料の充填不良が生じる場合がある。そのため、基端部２３１側に外周凹部２２１を形成することにより、内周凸部２１１において、充填不良が生じやすい箇所に十分な量の材料を充填することができ、確実に内周凹凸部２１０を形成することができる。
【００４７】
また、上記のごとく、基端部２３１側のみに外周凹部２２１を形成することにより、内周凹凸部２１０を軸線方向全長にわたって、精度よく形成することができることを利用し、外周面２２の開口端部２３２側に外周凹部２２１を形成することを行わず、積極的に開口端部２３２側に平滑外周部２２４を形成する。平滑外周部２２４においては、外周面２２の全周において略同一径をなしているため、内周凸部２１１が存在する部分における外周からのへこみがなく、肉厚の減少がない。それゆえ、円筒部２の開口端部２３２側における強度を向上することができる。
【００４８】
また、カップ状部品１は、円筒部２の内周面２１における開口端部２３２側に形成されたスナップリング溝２１５を有する自動変速機のクラッチドラムである。クラッチドラムは、カップ状をなし、その円筒部２の内周面２１に内周凹凸部２１０が形成されており、内周面２１の開口端部２３２側の位置にはスナップリング溝２１６が形成される。このスナップリング溝２１６を形成した部位においては、他の部位に比べて肉厚が減少するため強度の低下が生じやすい。
【００４９】
したがって、スナップリング溝２１６による強度の低下を抑制し、必要な強度を確保するには、スナップリング溝２１６と対応した位置における肉厚を増大させることが有効である。上述した内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１をクラッチドラムとして用いることにより、内周凸部２１１における肉厚の減少がなく、スナップリング溝２１６付近の肉厚も確保することができる。さらに、肉厚を確保することにより、クラッチ板等の部品を保持するための強度及び回転による変形量を抑制するための回転剛性についても向上させることができる。それゆえ、要求される性能を満たし、かつ安価なクラッチドラムを得ることができる。
【００５０】
また、上述の内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１の製造方法は、上記絞り加工工程と上記第１しごき加工工程と上記第２しごき加工工程とを有している。そのため、上述した優れたカップ状部品１を容易に得ることができる。
【００５１】
また、上述の内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１の製造装置は、上方パンチ３１と、少なくとも絞りダイス４１、第１しごきダイス４２及び第２しごきダイス４３の３つのダイスを備えている。そのため、カップ状部品１の製造装置を用いることにより、上述の優れた製造方法を確実に実現することができ、カップ状部品１を容易に製造することができる。
【００５２】
また、絞りダイス４１、第１しごきダイス４２及び第２しごきダイス４３を一直線状に配してある。そのため、絞りダイス４１、第１しごきダイス４２及び第２しごきダイス４３による加工を、上方パンチ３１のワンストロークの動きで行うことができ、カップ状部品１の生産性を向上することができる。
【００５３】
また、第２しごき孔４３０の内周面には、第２縮径部４３３が形成されると共に、第２しごき孔４３０において上方に配された上方開口端から第２縮径部４３３に向かって縮径するよう形成された第２導入テーパ部４３１と、下方に配された下方開口端から第２縮径部４３３に向かって縮径するよう形成された逃げテーパ部４３２とを備えている。そのため、カップ状部品１の外周凹部２２１を形成する際に、第２しごき孔４３０とカップ状部品１の外周面２２との接触面積を小さくすることができる。したがって、ダイス凸部４３４からカップ状部品１の外周面２２へ加わる力を集中させることができる。これにより、カップ状部品１に外周凹部２２１を精度よく形成しつつ、しごき抵抗を低下させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ カップ状部品
１１ 底部
２ 円筒部
２１ 内周面
２１０ 内周凹凸部
２１１ 内周凸部
２１２ 内周凹部
２２ 外周面
２２１ 外周凹部
２２４ 平滑外周部
２３１ 基端部
２３２ 開口端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内周凹凸部を有するカップ状部品とその製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の自動変速機におけるクラッチドラムには、円板状の底部と、底部の外周から立設した円筒部とを備え、円筒部の内周面に形成された内周凹凸部を有するカップ状部品が用いられている。この内周凹凸部を有するカップ状部品は、プレス加工やフローフォーミングにより製造することができる。フローフォーミングは、プレス加工に比べ設備の構造が複雑で、かつ成形後に生じる端材の量が多いため、設備費及び部品単価が増大しやすい。また、フローフォーミングは、プレス加工に比べ長い加工時間を要するため、プレス加工に比べ生産効率が低い。
【０００３】
これに対し、カップ状部品をプレス加工により成形する場合には、フローフォーミングにより成形する場合よりも、設備費及び部品単価の低減を図りつつ生産効率を向上させることができる。そのため、製造コスト及び生産効率の面から見れば、プレス加工を採用することが好ましい。
一方、従来のプレス加工品においては、内周面の凹凸形状を確保するために、外周面にも凹凸形状を設けたものしかなかった。
【０００４】
例えば、特許文献１には、プレス加工を用いて製造された内周凹凸部を有するカップ状部品９が示されている。この従来のプレス加工品であるカップ状部品９は、図１６及び図１７に示すごとく、底部９２と、該底部９２から立設した円筒部９０とを備えている。カップ状部品９は、円筒部９０の内周面にスプライン溝部９１１及びスプライン突起部９１２を形成し、円筒部９０の外周面には、内周面のスプライン溝部９１１及びスプライン突起部９１２とそれぞれ対応する位置に、外側突起部９１３及び外側溝部９１４を形成してある。また、外側溝部９１４の溝底面９１５は、円筒部９０の底部９２側の端部と反対側の開口端部９３に向かって、円筒部９０の軸線から離れるように傾斜した斜面により形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５７６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のプレス加工品であるカップ状部品９には以下の問題点がある。
カップ状部品９において円筒部９０の外周面には、内周面のスプライン突起部９１２に対応した位置で、かつ円筒部９０の軸線方向全体に外側溝部９１４を形成してある。そのため、スプライン突起部９１２における肉厚が外側溝部９１４の深さ分だけ薄くなる。したがって、スプライン突起部９１２における肉厚が薄くなると円筒部９０の強度が低下しやすい。
【０００７】
さらに、円筒部９０の開口端部９３は、開放して形成されているため、底部９２が補強材の役割を果たす底部側端部９４に比べ剛性が低い。それゆえ、開口端部９３においては、スプライン突起部９１２の肉厚減少の影響をより受けやすく、変形やたわみによる不具合が発生しやすい。
【０００８】
本発明は、上述した背景に鑑みてなされたものであり、必要な強度を確保すると共に安価な内周凹凸部を有するカップ状部品とその製造方法及び製造装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、プレス加工により成形され、
円板状の底部と、
該底部の外周から立設した円筒部と、
該円筒部の内周面における軸線方向の全長において上記円筒部の軸線方向に沿うと共に上記円筒部の径方向内側に向かって突出して形成された複数の内周凸部及び隣り合う上記内周凸部の間に形成された内周凹部を備えた内周凹凸部とを有し、
上記円筒部の外周面における上記底部が配された基端部側には、上記内周凸部と対応する位置において上記外周面を上記円筒部の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部が設けられており、
上記円筒部における上記底部が配された基端部側と反対の開口端部側には、その外周面の全周において略同一径をなす平滑外周部が形成されていることを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品にある（請求項１）。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、円板状の素材を底部と該底部から立設した円筒部とを有するカップ状に成形する絞り加工工程と、
上記円筒部の内周面に上記円筒部の径方向内側に向かって突出するよう形成された複数の内周凸部及び隣り合う上記内周凸部の間に形成された内周凹部を備えた上記内周凹凸部を形成する第１しごき加工工程と、
上記円筒部の外周面における上記底部が配された基端部側の上記内周凸部と対応する位置において上記外周面を上記円筒部の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部を形成する第２しごき加工工程とを有し、
上記円筒部における上記底部が配された側と反対の開口端部側にはその外周面の全周において略同一径をなす平滑外周部を形成することを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品の製造方法にある（請求項３）。
【００１１】
また、本発明のその他の態様は、円板状の底部と該底部から立設する円筒部とを有すると共に該円筒部の内周面に内周凹凸部が形成されたカップ状部品の製造装置であって、
略円柱状をなし外周側面に上記内周凹凸部と対応したパンチ歯型部を備えたパンチと、
該パンチと共に上記カップ状部品を形成する複数のダイスとを有しており、
該複数のダイスは、少なくとも円板状の素材をカップ状に形成するための円形状の絞り孔を備えた絞りダイスと、
上記円筒部の内周面に上記円筒部の径方向内側に向かって突出するよう形成された複数の内周凸部と隣り合う上記内周凸部の間に形成された内周凹部とを有する上記内周凹凸部を形成する際に、上記円筒部の外周面をしごくための円形状の第１しごき孔を備えた第１しごきダイスと、
上記円筒部の外周面における上記底部が配された基端部側には、上記内周凸部と対応する位置において上記外周面を上記円筒部の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部を形成する際に、上記外周凹部を形成するためのダイス凸部を設けた第２しごき孔を備えた第２しごきダイスとを備えており、
上記パンチ歯型部は、上記パンチの軸線方向に沿うと共に上記パンチの径方向外側に向かって突出して形成された複数のパンチ歯部及び隣り合う該パンチ歯部の間に形成されたパンチ底部を備え、
上記ダイス凸部は、上記パンチ歯型部の上記パンチ歯部に対応した位置において上記第２しごきダイスの径方向内側に向かって突出するように形成されており、
上記絞りダイス、上記第１しごきダイス及び上記第２しごきダイスは、各ダイスの中心軸線が一直線上に位置するよう順次配されており、
上記パンチを上記絞り孔、上記第１しごき孔及び上記第２しごき孔に順次挿通可能に配されていることを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品の製造装置にある（請求項４）。
【発明の効果】
【００１２】
上記カップ状部品において、上記円筒部の外周面における上記底部が配された基端部側には、上記内周凸部と対応する位置において上記外周面を上記円筒部の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部が設けられている。また、上記円筒部の上記底部が配された側と反対の開口端部側の外周面には凹凸がなく、外周面の全周において略同一径をなす平滑外周部が形成されている。そのため、上記カップ状部品における強度を向上すると共に上記内周凹凸部を確実に形成することができる。
【００１３】
すなわち、上記底部と上記円筒部とをつなぐ繋ぎ部においては、プレス加工時の形状の変化率が大きいため、上記繋ぎ部近傍に形成される上記内周凸部に材料の充填不良が生じる場合がある。そのため、上記基端部側に上記外周凹部を形成することにより、上記内周凸部において、充填不良が生じやすい箇所に十分な量の材料を充填することができ、確実に上記内周凹凸部を形成することができる。
【００１４】
また、上記のごとく、上記基端部側のみに上記外周凹部を形成することにより、上記内周凹凸部を軸線方向全長にわたって精度よく形成することができることを利用し、上記外周面の上記開口端部側に上記外周凹部を形成することを行わず、積極的に上記開口端部側に上記平滑外周部を形成する。上記平滑外周部は、その外周面が全周において略同一径をなしており、上記内周凸部が存在する部分における外周からのへこみがなく、肉厚の減少がない。それゆえ、上記円筒部の上記開口端部側における強度を向上することができる。
【００１５】
上記内周凹凸部を有する上記カップ状部品の製造方法は、上記絞り加工工程と上記第１しごき加工工程と上記第２しごき加工工程とを有している。そのため、上述した優れた上記カップ状部品を容易に得ることができる。
【００１６】
上記内周凹凸部を有する上記カップ状部品の製造装置は、上記パンチと、少なくとも上記絞りダイス、上記第１しごきダイス及び上記第２しごきダイスの３つのダイスを備えている。そのため、上記カップ状部品の製造装置を用いることにより、上述の優れた製造方法を確実に実現することができ、上記カップ状部品を容易に製造することができる。
【００１７】
また、上記絞りダイス、上記第１しごきダイス及び上記第２しごきダイスを一直線状に配してある。そのため、上記絞りダイス、上記第１しごきダイス及び上記第２しごきダイスによる加工を、上記パンチのワンストロークの動きで行うことができ、上記カップ状部品の生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１における、内周凹凸部を有するカップ状部品の説明図。
【図２】図１における、Ａ−Ａ線矢視部分断面図。
【図３】図２における、Ｂ−Ｂ先矢視部分断面図。
【図４】図２における、Ｃ−Ｃ先矢視部分断面図。
【図５】実施例１における、成形前のカップ状部品の製造装置を示す説明図。
【図６】実施例１における、素材を挟持した状態のカップ状部品の製造装置を示す説明図。
【図７】実施例１における、絞り工程後のカップ状部品の製造装置を示す説明図。
【図８】実施例１における、第１しごき工程後のカップ状部品の製造装置を示す説明図。
【図９】実施例１における、第２しごき工程のカップ状部品の製造装置を示す説明図。
【図１０】実施例１における、パンチ及び下方パンチを示す拡大断面図
【図１１】図１０における、Ｅ矢視線方向におけるパンチの形状を示す説明図。
【図１２】図５における、Ｆ−Ｆ線矢視断面図。
【図１３】図１２における、Ｇ−Ｇ線矢視断面図。
【図１４】実施例１における、（ａ）成形前の素材を示す部分断面図、（ｂ）パンチ及び下方パンチに挟持された素材を示す部分断面図、（ｃ）絞り工程後のカップ状部品を示す部分断面図
【図１５】実施例１における、（ａ）第１しごき工程後のカップ状部品を示す説明図、（ｂ）第２しごき工程後のカップ状部品を示す説明図。
【図１６】背景技術における、カップ状部品を示す説明図。
【図１７】図１６におけるＨ−Ｈ先矢視部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
上記カップ状部品は、上記円筒部の上記内周面における上記開口端部側に形成されたスナップリング溝を有する自動変速機のクラッチドラムであってもよい（請求項２）。クラッチドラムは、カップ状をなし、その円筒部の内周面に内周凹凸部が形成されており、内周面の開口端部側の位置にはスナップリング溝が形成される。このスナップリング溝を形成した部位においては、他の部位に比べて肉厚が減少するため強度の低下が生じやすい。
【００２０】
したがって、スナップリング溝による強度の低下を抑制し、必要な強度を確保するには、スナップリング溝と対応した位置における肉厚を増大させることが有効である。上述した上記内周凹凸部を有する上記カップ状部品をクラッチドラムとして用いることにより、上記内周凸部における肉厚が減少することなく、スナップリング溝付近の肉厚も確保することができる。さらに、肉厚を確保することにより、クラッチ板等の部品を保持するための強度及び回転による変形量を抑制するための回転剛性についても向上させることができる。それゆえ、要求される性能を満たし、かつ安価なクラッチドラムを得ることができる。
【００２１】
また、上記カップ状部品の製造装置は、上記第２しごき孔の内周面に縮径部が形成されると共に、上記第２しごき孔の上記パンチが進入する一方開口端から上記縮径部に向かって徐々に縮径するよう形成された導入テーパ部と、上記一方開口端と反対側の他方開口端から上記縮径部に向かって徐々に縮径するよう形成された逃げテーパ部とを備えることができる（請求項５）。この場合には、上記カップ状部品の上記外周凹部を形成する際に、上記第２しごき孔の上記ダイス凸部と上記カップ状部品の外周面との接触面積を小さくすることができる。したがって、上記ダイス凸部から上記カップ状部品の外周面へ加わる力を集中させることができる。これにより、上記カップ状部品に上記外周凹部を精度よく形成しつつ、しごき抵抗を低下させることができる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
内周凹凸部を有するカップ状部品並びに、その製造方法及び製造装置にかかる実施例について、図１〜図１５を参照して説明する。
図１に示すごとく、内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１は、プレス加工により成形され、円板状の底部１１と、該底部１１の外周から立設した円筒部２とを有している。また、内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１は、円筒部２の内周面２１における軸線方向の全長において円筒部２の軸線方向に沿うと共に円筒部２の径方向内側に向かって突出して形成された複数の内周凸部２１１及び隣り合う内周凸部２１１の間に形成された内周凹部２１２を備えた内周凹凸部２１０とを有している。
【００２３】
円筒部２の外周面２２における底部１１が配された基端部２３１側には、内周凸部２１１と対応する位置において外周面２２を円筒部２の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部２２１が設けられている。円筒部２における底部１１が配された側と反対の開口端部２３２側には、その外周面２２の全周において略同一径をなす平滑外周部２２４が形成されている。
【００２４】
本例の内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１について、さらに詳細に説明する。
本例において、カップ状部品１の軸線が配された方向を軸線方向と定義し、軸線方向と直交する方向を径方向と定義する。
また、後述する製造装置３における上方パンチ３１の先端側を下方と定義し、その反対側を上方と定義する。
【００２５】
本例のカップ状部品１は、自動車の自動変速機におけるクラッチドラムである。
図１及び図２に示すごとくカップ状部品１は、円板状の底部１１と、底部１１の外周側から立設した円筒部２とを備えている。
底部１１は、その中央に貫通穴１１１が貫通形成された円環状をなしている。
円筒部２の直径は、底部１１の直径に対して大きく設定してあり、底部１１と円筒部２とは、円筒部２の直径から底部１１の直径へと縮径するカップテーパ部１２により繋がっている。
【００２６】
円筒部２の内周面２１及び外周面２２には、それぞれ内周凹凸部２１０及び外周凹部２２１が形成されている。
図１及び図３に示すごとく、内周凹凸部２１０は、内周面２１における軸線方向の全長わたって形成されている。内周凹凸部２１０は、軸線方向に沿うと共に円筒部２の径方向内側に向かって突出して形成された複数の内周凸部２１１と、隣り合う内周凸部２１１の間に形成された内周凹部２１２とを備えている。内周凸部２１１において軸線方向と直交する平面における断面形状は、略台形状をなしている。また、隣り合う内周凸部２１１は、互いに所定の間隔を介して配されており、凹部底面２１４を有する内周凹部２１２が形成されている。
【００２７】
図１〜図４に示すごとく、円筒部２の外周面２２には、外周凹部２２１と平滑外周部２２４とが形成されている。
外周凹部２２１は、外周面２２における内周凸部２１１と対応した位置で、かつ底部１１が配された基端部２３１側の位置に形成されている。外周凹部２２１は、外周面２２の法線と垂直な平面上に形成された平面部２２２と、平面部２２２に対して傾斜して形成された斜面部２２３とを備えている。平面部２２２は、外周凹部２２１における基端部２３１側の位置に形成されている。また、斜面部２２３は、外周凹部２２１における開口端部２３２側の位置でかつ、平面部２２２から開口端部２３２側に向かうにつれて円筒部２の中心軸線から離れるように傾斜して形成されている。
【００２８】
平滑外周部２２４は、円筒部２における開口端部２３２側の外周面２２に形成されている。平滑外周部２２４は、外周面２２の全周において略同一径をなしており、軸線方向と直交する平面の断面における外形形状は略真円状をなしている。
【００２９】
図１に示すごとく、カップ状部品１ををなすクラッチドラムは、円筒部２の内周面２１における開口端部２３２側の位置で、かつ平滑外周部２２４と対応した位置にの円周上に形成されたスナップリング溝２１５を有している。スナップリング溝２１５は、図２に示すごとく、内周凸部２１１を切削加工して形成されており、径方向におけるスナップリング溝２１５の溝底面２１６の位置と凹部底面２１４位置とが略同一となるように形成してある。
【００３０】
次に、上述したカップ状部品１を製造するためのカップ状部品１の製造装置３について説明する。
図５に示すごとく、カップ状部品１の製造装置３は、略円柱状をなす上方パンチ３１と、該上方パンチ３１と共にカップ状部品１を成形する絞りダイス４１、第１しごきダイス４２及び第２しごきダイス４３の３つのダイスと、上方パンチ３１を軸線方向において進退移動させるワンストロークプレス（図示略）とを備えている。
【００３１】
図５、図１０及び図１１に示すごとく上方パンチ３１は、軸線方向に沿って配された略円柱状をなしており、パンチ外周面３１１には、カップ状部品１の内周凹凸部２１０における内周凹部２１２に対応した形状を有するパンチ歯部３１５と、内周凸部２１１に対応した形状を有するパンチ溝部３１６とを備えたパンチ歯型部３１２が形成されている。また、上方パンチ３１の下端に配されたパンチ先端部３１３の外周縁部には、上方パンチ３１の先端側に向かって縮径するパンチテーパ部３１４が形成されている。
上方パンチ３１の基端部は、ワンストロークプレス機の上方駆動源（図示略）と連結されており、軸線方向に進退可能に構成されている。
【００３２】
図５及び図１０に示すごとく、上方パンチ３１の下方には、下方パンチ３２が配されている。下方パンチ３２は、軸線方向に沿って配された略円柱形状をなしており、その上面には、パンチ先端部３１３と対応した形状の下方パンチ凹部３２１が形成されている。
また、下方パンチ３２の下端部は、ワンストロークプレス機の下方駆動源（図示略）と連結されており、上下方向に進退可能に構成されている。
【００３３】
図５に示すごとく、絞りダイス４１は、略円環状をなしており、その内周面は、円板状の素材１０をカップ形状にするための円形状の絞り孔４１１をなしている。絞り孔４１１は、その上端側に配された上端縁部にフィレット４１２が形成されている。また、フィレット４１２の下端から下方に向かって拡径するように形成されたテーパ状のパンチ逃げ部４１３を有している。
【００３４】
絞りダイス４１の下方には、第１しごきダイス４２を配してある。
第１しごきダイス４２は、図５に示すごとく、略円環状をなしており、その内周面は、内周凹凸部２１０を形成する際に、円筒部２の外周面２２をしごくための円形状の第１しごき孔４２０をなしている。第１しごき孔４２０は、第１導入テーパ部４２１と第１逃げテーパ部４２２とを有している。
【００３５】
第１導入テーパ部４２１は、上方に配された開口端から、第１しごきダイス４２の軸線方向における略中央の位置に形成された第１縮径部４２３に向かって縮径するように形成されている。
また、第１逃げテーパ部４２２は、第１導入テーパ部４２１の第１縮径部４２３から、下方に配された開口端に向かって拡径するように形成されている。尚、第１しごき孔４２０における軸線方向と直交する平面の断面形状は、いずれの位置においても円形状をなしている。
【００３６】
また、第１しごきダイス４２は、その中心軸線を回転中心として、所定の成形回数ごとに所定角度回転可能に構成されている。これにより、第１しごきダイス４２の偏摩耗を抑制し、第１しごきダイス４２の寿命を延長することができる。
すなわち、上方パンチ３１と第１しごきダイス４２とを用いてしごき加工を行う際には、パンチ歯型部３１２のパンチ歯部３１５と第１しごき孔４２０との間において、しごき率が大きい強しごき加工が行われる。強しごき加工においては高い面圧が生じるため、第１しごき孔４２のパンチ歯部３１２と対向した位置において摩耗が進みやすく、第１しごき孔４２０の内周面に偏摩耗が生じる。
【００３７】
これに対して、本例に示す第１しごきダイス４２は、上記のごとく所定成形回数ごとに所定角度回転可能に構成されている。そのため、第１しごき孔４２におけるパンチ歯部３１５と対向していた部位を、パンチ溝部３１６と対向した位置へと移動することができる。これにより、第１しごき孔４２０の内周面における偏摩耗の発生を抑制し、第１しごきダイス４２の寿命を延長することができる。
尚、第１しごきダイス４２を回転させるまでの成形回数及び第１しごきダイス４２の回転角度は、任意に設定することができる。
【００３８】
第１しごきダイス４２の下方には、第２しごきダイス４３を配してある。
図５、図１２及び図１３に示すごとく、第２しごきダイス４３は、略円環状をなしており、その内周面は、外周凹部２２１を形成するためのダイス凸部４３４を設けた第２しごき孔４３０をなしている。
【００３９】
第２しごき孔４３０は、図１１に示すごとく、第２導入テーパ部４３１と第２逃げテーパ部４３２とを有している。第２導入テーパ部４３１は、上方に配された上方開口端から、第２しごきダイス４３の軸線方向における略中央の位置に形成された第２縮径部４３３に向かって縮径するように形成されている。また、第２逃げテーパ部４３２は、下方に配された下方開口端から第２導入テーパ部４３１の第２縮径部４３３に向かって拡径するように形成されている。
また、複数のダイス凸部４３４は、第２導入テーパ部４３１及び第２逃げテーパ部４３２をなす面上でかつ軸線方向に沿って形成されている。
【００４０】
図５に示すごとく、絞りダイス４１、第１しごきダイス４２及び第２しごきダイス４３は、床面上に配されたプレス基部４５上に順次積み重ねて配されている。また、絞りダイス４１、第１しごきダイス４２及び第２しごきダイス４３は、各ダイスの中心線が一直線上に並ぶように配されている。
【００４１】
上記のごとく構成されたカップ状部品１の製造装置３を用いてカップ状部品１を製造する。
まず、図１４（ａ）に示すプレス成形により円環状に形成された素材１０を、図５に示すごとく、下方パンチ３２上に載置する。
次いで、図６に示すごとく上方駆動源により上方パンチ３１を下降させる。このとき、素材１０は、パンチ先端部３１３と下方パンチ３２上面の下方パンチ凹部３２１に沿って変形し、図１４（ｂ）に示すごとく、底部１１と、底部１１の上方に向かって傾斜した傾斜部１３とが形成される。
【００４２】
次いで、絞り工程へと移行する。
図７に示すごとく、素材１０を上方パンチ３１及び下方パンチ３２により挟持した状態で下降させて、絞りダイス４１の絞り孔４１１を通過することにより絞り加工が行われる。これにより、図１４（ｃ）に示すごとく、素材１０の傾斜部１３における外周側の部位において上方に向かって立設した円筒部２が形成される。
【００４３】
次いで、第１しごき工程へと移行する。
図８に示すごとく、素材１０を上方パンチ３１及び下方パンチ３２により挟持した状態で下降させて、第１しごきダイス４２の第１しごき孔４２０に通過させることによってしごき加工がおこなわれる。上方パンチ３１と第１しごきダイス４２によってしごかれた円筒部２の内周面２１においては、図１５（ａ）に示すごとく、上方パンチ３１のパンチ歯型部３１２に沿って材料が移動し、円筒部２の内周面２１に内周凹凸部２１０が形成される。このとき、カップテーパ部１２と円筒部２との繋ぎ部に内周凸部２１１において材料の充填不足部２１９が生じる場合がある。また、第１しごき工程を終えた時点において、円筒部２の外周面２２は平滑な曲面となっている。
【００４４】
次いで、第２しごき工程へと移行する。
図９に示すごとく、素材１０を上方パンチ３１及び下方パンチ３２により挟持した状態で下降させて、図１５（ｂ）に示すごとく、素材１０を第２しごきダイス４３に挿入することによりしごき加工が行われる。このとき、第２しごきダイス４３の第２縮径部４３３（図１３）が、カップ状部品１の円筒部２における軸線方向の中央位置付近へ到達したところで上方パンチ３１及び下方パンチ３２の下降を停止させる。これにより、カップテーパ部１２と円筒部２との繋ぎ部の内周凸部２１１に充分な量の材料を充填すると共に、円筒部２の開口端部２３２側の外周面２２には平滑な曲面が残ることとなり、外周面２２の全周において略同一径をなす平滑外周部２２４が形成されることとなる。これにより、内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１の製造が完了する。
【００４５】
次に、本例の作用効果について説明する。
カップ状部品１において、円筒部２の外周面２２における底部１１が配された基端部２３１側には、内周凸部２１１と対応する位置において外周面２２を円筒部２の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部２２１が設けられている。また、円筒部２の底部１１が配された側と反対の開口端部２３２側の外周面２２には凹凸がなく、外周面２２の全周において略同一径をなす平滑外周部２２４が形成されている。そのため、カップ状部品１における強度を向上すると共に内周凹凸部２１０を確実に形成することができる。
【００４６】
すなわち、底部１１と円筒部２とをつなぐ繋ぎ部においては、プレス加工時の形状の変化率が大きいため、繋ぎ部近傍に形成される内周凸部２１１に材料の充填不良が生じる場合がある。そのため、基端部２３１側に外周凹部２２１を形成することにより、内周凸部２１１において、充填不良が生じやすい箇所に十分な量の材料を充填することができ、確実に内周凹凸部２１０を形成することができる。
【００４７】
また、上記のごとく、基端部２３１側のみに外周凹部２２１を形成することにより、内周凹凸部２１０を軸線方向全長にわたって、精度よく形成することができることを利用し、外周面２２の開口端部２３２側に外周凹部２２１を形成することを行わず、積極的に開口端部２３２側に平滑外周部２２４を形成する。平滑外周部２２４においては、外周面２２の全周において略同一径をなしているため、内周凸部２１１が存在する部分における外周からのへこみがなく、肉厚の減少がない。それゆえ、円筒部２の開口端部２３２側における強度を向上することができる。
【００４８】
また、カップ状部品１は、円筒部２の内周面２１における開口端部２３２側に形成されたスナップリング溝２１５を有する自動変速機のクラッチドラムである。クラッチドラムは、カップ状をなし、その円筒部２の内周面２１に内周凹凸部２１０が形成されており、内周面２１の開口端部２３２側の位置にはスナップリング溝２１６が形成される。このスナップリング溝２１６を形成した部位においては、他の部位に比べて肉厚が減少するため強度の低下が生じやすい。
【００４９】
したがって、スナップリング溝２１６による強度の低下を抑制し、必要な強度を確保するには、スナップリング溝２１６と対応した位置における肉厚を増大させることが有効である。上述した内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１をクラッチドラムとして用いることにより、内周凸部２１１における肉厚の減少がなく、スナップリング溝２１６付近の肉厚も確保することができる。さらに、肉厚を確保することにより、クラッチ板等の部品を保持するための強度及び回転による変形量を抑制するための回転剛性についても向上させることができる。それゆえ、要求される性能を満たし、かつ安価なクラッチドラムを得ることができる。
【００５０】
また、上述の内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１の製造方法は、上記絞り加工工程と上記第１しごき加工工程と上記第２しごき加工工程とを有している。そのため、上述した優れたカップ状部品１を容易に得ることができる。
【００５１】
また、上述の内周凹凸部２１０を有するカップ状部品１の製造装置は、上方パンチ３１と、少なくとも絞りダイス４１、第１しごきダイス４２及び第２しごきダイス４３の３つのダイスを備えている。そのため、カップ状部品１の製造装置を用いることにより、上述の優れた製造方法を確実に実現することができ、カップ状部品１を容易に製造することができる。
【００５２】
また、絞りダイス４１、第１しごきダイス４２及び第２しごきダイス４３を一直線状に配してある。そのため、絞りダイス４１、第１しごきダイス４２及び第２しごきダイス４３による加工を、上方パンチ３１のワンストロークの動きで行うことができ、カップ状部品１の生産性を向上することができる。
【００５３】
また、第２しごき孔４３０の内周面には、第２縮径部４３３が形成されると共に、第２しごき孔４３０において上方に配された上方開口端から第２縮径部４３３に向かって縮径するよう形成された第２導入テーパ部４３１と、下方に配された下方開口端から第２縮径部４３３に向かって縮径するよう形成された逃げテーパ部４３２とを備えている。そのため、カップ状部品１の外周凹部２２１を形成する際に、第２しごき孔４３０とカップ状部品１の外周面２２との接触面積を小さくすることができる。したがって、ダイス凸部４３４からカップ状部品１の外周面２２へ加わる力を集中させることができる。これにより、カップ状部品１に外周凹部２２１を精度よく形成しつつ、しごき抵抗を低下させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ カップ状部品
１１ 底部
２ 円筒部
２１ 内周面
２１０ 内周凹凸部
２１１ 内周凸部
２１２ 内周凹部
２２ 外周面
２２１ 外周凹部
２２４ 平滑外周部
２３１ 基端部
２３２ 開口端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス加工により成形され、
円板状の底部と、
該底部の外周から立設した円筒部と、
該円筒部の内周面における軸線方向の全長において上記円筒部の軸線方向に沿うと共に上記円筒部の径方向内側に向かって突出して形成された複数の内周凸部及び隣り合う上記内周凸部の間に形成された内周凹部を備えた内周凹凸部とを有し、
上記円筒部の外周面における上記底部が配された基端部側には、上記内周凸部と対応する位置において上記外周面を上記円筒部の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部が設けられており、
上記円筒部における上記底部が配された基端部側と反対の開口端部側には、その外周面の全周において略同一径をなす平滑外周部が形成されていることを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品。
【請求項２】
請求項１に記載のカップ状部品において、該カップ状部品は、上記円筒部の上記内周面における上記開口端部側に形成されたスナップリング溝を有する自動変速機のクラッチドラムであることを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品。
【請求項３】
円板状の素材を底部と該底部から立設した円筒部とを有するカップ状に成形する絞り加工工程と、
上記円筒部の内周面に上記円筒部の径方向内側に向かって突出するよう形成された複数の内周凸部及び隣り合う上記内周凸部の間に形成された内周凹部を備えた上記内周凹凸部を形成する第１しごき加工工程と、
上記円筒部の外周面における上記底部が配された基端部側の上記内周凸部と対応する位置において上記外周面を上記円筒部の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部を形成する第２しごき加工工程とを有し、
上記円筒部における上記底部が配された側と反対の開口端部側にはその外周面の全周において略同一径をなす平滑外周部を形成することを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品の製造方法。
【請求項４】
円板状の底部と該底部から立設する円筒部とを有すると共に該円筒部の内周面に内周凹凸部が形成されたカップ状部品の製造装置であって、
略円柱状をなし外周側面に上記内周凹凸部と対応したパンチ歯型部を備えたパンチと、
該パンチと共に上記カップ状部品を形成する複数のダイスとを有しており、
該複数のダイスは、少なくとも円板状の素材をカップ状に形成するための円形状の絞り孔を備えた絞りダイスと、
上記円筒部の内周面に上記円筒部の径方向内側に向かって突出するよう形成された複数の内周凸部と隣り合う上記内周凸部の間に形成された内周凹部とを有する上記内周凹凸部を形成する際に、上記円筒部の外周面をしごくための円形状の第１しごき孔を備えた第１しごきダイスと、
上記円筒部の外周面における上記底部が配された基端部側には、上記内周凸部と対応する位置において上記外周面を上記円筒部の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部を形成する際に、上記外周凹部を形成するためのダイス凸部を設けた第２しごき孔を備えた第２しごきダイスとを備えており、
上記パンチ歯型部は、上記パンチの軸線方向に沿うと共に上記パンチの径方向外側に向かって突出して形成された複数のパンチ歯部及び隣り合う該パンチ歯部の間に形成されたパンチ底部を備え、
上記ダイス凸部は、上記パンチ歯型部の上記パンチ歯部に対応した位置において上記第２しごきダイスの径方向内側に向かって突出するように形成されており、
上記絞りダイス、上記第１しごきダイス及び上記第２しごきダイスは、各ダイスの中心軸線が一直線上に位置するよう順次配されており、
上記パンチを上記絞り孔、上記第１しごき孔及び上記第２しごき孔に順次挿通可能に配されていることを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品の製造装置。
【請求項５】
請求項４に記載のカップ状部品の製造装置において、上記第２しごき孔の内周面には縮径部が形成されると共に、上記第２しごき孔の上記パンチが進入する一方開口端から上記縮径部に向かって徐々に縮径するよう形成された導入テーパ部と、上記一方開口端と反対側の他方開口端から上記縮径部に向かって徐々に縮径するよう形成された逃げテーパ部とを備えていることを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品の製造装置。
【請求項１】
プレス加工により成形され、
円板状の底部と、
該底部の外周から立設した円筒部と、
該円筒部の内周面における軸線方向の全長において上記円筒部の軸線方向に沿うと共に上記円筒部の径方向内側に向かって突出して形成された複数の内周凸部及び隣り合う上記内周凸部の間に形成された内周凹部を備えた内周凹凸部とを有し、
上記円筒部の外周面における上記底部が配された基端部側には、上記内周凸部と対応する位置において上記外周面を上記円筒部の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部が設けられており、
上記円筒部における上記底部が配された基端部側と反対の開口端部側には、その外周面の全周において略同一径をなす平滑外周部が形成されていることを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品。
【請求項２】
請求項１に記載のカップ状部品において、該カップ状部品は、上記円筒部の上記内周面における上記開口端部側に形成されたスナップリング溝を有する自動変速機のクラッチドラムであることを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品。
【請求項３】
円板状の素材を底部と該底部から立設した円筒部とを有するカップ状に成形する絞り加工工程と、
上記円筒部の内周面に上記円筒部の径方向内側に向かって突出するよう形成された複数の内周凸部及び隣り合う上記内周凸部の間に形成された内周凹部を備えた上記内周凹凸部を形成する第１しごき加工工程と、
上記円筒部の外周面における上記底部が配された基端部側の上記内周凸部と対応する位置において上記外周面を上記円筒部の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部を形成する第２しごき加工工程とを有し、
上記円筒部における上記底部が配された側と反対の開口端部側にはその外周面の全周において略同一径をなす平滑外周部を形成することを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品の製造方法。
【請求項４】
円板状の底部と該底部から立設する円筒部とを有すると共に該円筒部の内周面に内周凹凸部が形成されたカップ状部品の製造装置であって、
略円柱状をなし外周側面に上記内周凹凸部と対応したパンチ歯型部を備えたパンチと、
該パンチと共に上記カップ状部品を形成する複数のダイスとを有しており、
該複数のダイスは、少なくとも円板状の素材をカップ状に形成するための円形状の絞り孔を備えた絞りダイスと、
上記円筒部の内周面に上記円筒部の径方向内側に向かって突出するよう形成された複数の内周凸部と隣り合う上記内周凸部の間に形成された内周凹部とを有する上記内周凹凸部を形成する際に、上記円筒部の外周面をしごくための円形状の第１しごき孔を備えた第１しごきダイスと、
上記円筒部の外周面における上記底部が配された基端部側には、上記内周凸部と対応する位置において上記外周面を上記円筒部の径方向内側に向かって窪ませた外周凹部を形成する際に、上記外周凹部を形成するためのダイス凸部を設けた第２しごき孔を備えた第２しごきダイスとを備えており、
上記パンチ歯型部は、上記パンチの軸線方向に沿うと共に上記パンチの径方向外側に向かって突出して形成された複数のパンチ歯部及び隣り合う該パンチ歯部の間に形成されたパンチ底部を備え、
上記ダイス凸部は、上記パンチ歯型部の上記パンチ歯部に対応した位置において上記第２しごきダイスの径方向内側に向かって突出するように形成されており、
上記絞りダイス、上記第１しごきダイス及び上記第２しごきダイスは、各ダイスの中心軸線が一直線上に位置するよう順次配されており、
上記パンチを上記絞り孔、上記第１しごき孔及び上記第２しごき孔に順次挿通可能に配されていることを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品の製造装置。
【請求項５】
請求項４に記載のカップ状部品の製造装置において、上記第２しごき孔の内周面には縮径部が形成されると共に、上記第２しごき孔の上記パンチが進入する一方開口端から上記縮径部に向かって徐々に縮径するよう形成された導入テーパ部と、上記一方開口端と反対側の他方開口端から上記縮径部に向かって徐々に縮径するよう形成された逃げテーパ部とを備えていることを特徴とする内周凹凸部を有するカップ状部品の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
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【図１７】
【公開番号】特開２０１３−５３６４３（Ｐ２０１３−５３６４３Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９０５３０（Ｐ２０１１−１９０５３０）
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
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