円板部材の製造方法およびサイジング金型
【課題】加熱処理によって円板部材の真円度が低下した場合であっても、サイジング金型を用いて円板部材を真円に是正することができ、円板部材の真円度を向上させることができる円板部材の製造方法およびサイジング金型を提供すること。
【解決手段】クラッチハブを製造するに際し、外周部に複数のキー溝が形成されたクラッチハブを焼結した後、サイジング工程において、円状の内周部４２を有する嵌合穴４３および内周部４２から放射方向内方に向かって突出する複数の突部４５を含み、内周部４２の内径が突部４５に向かうに従って大きくなるように内周部４２の曲面が形成されるサイジング金型４１を用い、クラッチハブの焼結体のキー溝を突部４５に位置合わせしてクラッチハブを嵌合穴４３に圧入して寸法矯正するようにした。
【解決手段】クラッチハブを製造するに際し、外周部に複数のキー溝が形成されたクラッチハブを焼結した後、サイジング工程において、円状の内周部４２を有する嵌合穴４３および内周部４２から放射方向内方に向かって突出する複数の突部４５を含み、内周部４２の内径が突部４５に向かうに従って大きくなるように内周部４２の曲面が形成されるサイジング金型４１を用い、クラッチハブの焼結体のキー溝を突部４５に位置合わせしてクラッチハブを嵌合穴４３に圧入して寸法矯正するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円板部材および円板部材の製造方法に関し、熱処理によって外周部に外周溝を有する円板部材を成形した後、サイジング金型によって円板部材の寸法矯正を行うようにした円板部材の製造方法およびサイジング金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の手動変速機において、変速のためのシフト操作が行われるとき、新しくギヤ段を成立させるために、噛み合うギヤ同士を回転同期させてからシフト操作を完了させる同期式噛み合い装置を用いることが知られている。
【０００３】
この同期式噛み合い装置としては、図７に示すようなものが知られている。図７において、回転軸１６上にトルク伝達可能に組付けられたクラッチハブ１５と、クラッチハブ１５上に軸方向に移動可能かつトルク伝達可能に支持されたスリーブ１１と、回転軸１６上に遊嵌されたギヤ１０Ａ、１０Ｂと、ギヤ１０Ａ、１０Ｂとそれぞれ一体回転するギヤピース１３、１４と、スリーブ１１とギヤピース１３、１４との間にそれぞれ介装され、スリーブ１１とギヤピース１３、１４との間で摩擦力によりトルクの伝達を行うシンクロナイザリング１７、１８と、スリーブ１１を軸方向に移動させるシフトフォーク１２とを備えている。
【０００４】
また、図８に示すように、クラッチハブ１５の外周部にはスリーブスプライン１１Ａに嵌合するハブスプライン１５Ａが形成されており、このハブスプライン１５Ａには、クラッチハブ１５の円周方向に一定の間隔でキー溝１５ａが形成されている。
【０００５】
このキー溝１５ａには、弾性部材によってスリーブ１１の内周部に設けられた位置決め面に押圧されてスリーブ１１を回転軸１６上に位置決めさせる一方、スリーブ１１に加えられる軸心方向の操作力により弾性部材が弾性変形させられると、スリーブ１１の軸心方向の移動を許容するシンクロナイザキー１５ｂが収納されている。
【０００６】
また、スリーブスプライン１１Ａとギヤピーススプライン１３Ａ、１４Ａとは、スリーブ１１が所定方向に移動すると、シンクロナイザリング１７、１８の作用により、スリーブ１１側とギヤピース１３、１４側の回転が同期した後、噛合するようになっている。
【０００７】
これによって、回転軸１６からクラッチハブ１５、スリーブ１１、ギヤピース１３、１４のいずれか一方を介して、ギヤ１０Ａ、１０Ｂのいずれか一方にトルクが伝達されるようになっている。
【０００８】
ところで、この同期式噛み合い装置は、例えば、振動等に起因してスリーブ１１とギヤピース１３、１４との噛み合いが自然に解除される、所謂、ギヤ抜け（シフト抜け）が発生することがある。
【０００９】
このギヤ抜けを防止するために、スリーブスプライン１１Ａとギヤピーススプライン１３Ａの形状を工夫したものがあり、図９のように示される（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
図９において、スリーブ１１のスリーブスプライン１１Ａの歯面には、スリーブスプライン１１Ａの歯幅が歯先側に向かうに従って広くなるようテーパ角Ｑ１のテーパ歯面１１ａが形成されており、ギヤピース１３のギヤピーススプライン１３Ａの歯面には、ギヤピーススプライン１３Ａの歯幅が歯先側に向かうに従って広くなるようテーパ角Ｑ２のテーパ歯面１３ａが形成されている。また、テーパ歯面１１ａの歯先側には歯元側を向いた斜面１１ｂが形成されており、テーパ歯面１３ａの歯元側には歯元側を向いた面取り面１３ｂが形成されている。
【００１１】
この同期式噛み合い装置は、シフトフォーク１２を操作してスリーブ１１をニュートラル位置から軸方向に変位させ、シンクロナイザリング１７、１８の作用により、ギヤピース１３（１４）とスリーブ１１の回転を同期させ、ギヤピース１３（１４）とスリーブ１１が係合した状態、すなわち、テーパ歯面１１ａ、１３ａ同士が対向した状態において、トルク入力ないし変動がある場合、斜面１１ｂと面取り面１３ｂとを摺接させて、大きなギヤ抜け防止力を発生させることができる。
【００１２】
このように斜面１１ｂと面取り面１３ｂとの摺接によって大きなギヤ抜け防止力が発生するため、テーパ面１１ａ、１３ａのテーパ角度Ｑ１、Ｑ２を小さくしても、所定のギヤ抜け防止力を得ることができ、スリーブ１１に吸い込み力が作用した場合のスリーブ１１の吸い込み量を減少させることができる。
【００１３】
ところで、この同期式噛み合い装置は、スリーブ１１とギヤピース１３、１４とのギヤ抜けを防止するために、スリーブ１１およびギヤピース１３にテーパ歯面１１ａ、テーパ歯面１３ａ、斜面１１ｂおよび面取り面１３ｂを形成する必要がある。このため、同期式噛み合い装置の製造が面倒である上に、同期式噛み合い装置の設計の自由度が低下してしまう。
【００１４】
一方、上述したように外周部にキー溝１５ａを有するクラッチハブ１５は、例えば、原料粉末をクラッチハブ１５の形状に圧粉成形して焼結する等の熱処理を行った後、クラッチハブ１５をサイジング金型でサイジングすることにより、クラッチハブ１５の寸法矯正を行うようにして製造されることが一般的に行われている（例えば、特許文献２参照）。
【００１５】
このサイジング金型は、クラッチハブ１５が嵌合されるキャビティ（嵌合穴）を備えており、クラッチハブ１５をキャビティに嵌合して圧力を加えることで、クラッチハブ１５の寸法調整を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００８−５１１４２号公報
【特許文献２】特開２００９−１６７４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、クラッチハブ１５を焼結等の熱処理によって成形する際に、高温の熱の影響を受けてキー溝１５ａとキー溝１５ａとの間に位置する放射方向の肉厚が大きい部位（以下、厚肉部１９という）が放射方向外方に膨張して、所謂、花びら形状となってしまう。
【００１８】
すなわち、図１０に示すように、クラッチハブ１５の焼結時に、クラッチハブ１５の外周部であるハブスプライン１５Ａの歯底円Ａの真円度を高めた形状となるように成形したいのにもかかわらず、厚肉部１９が膨張することでクラッチハブ１５の歯底円Ｂが真円となるべき歯底円Ａから放射方向外方にずれて湾曲してしまい、クラッチハブ１５の真円度が悪化してしまう。
なお、図１０において、歯底円Ａと歯底円Ｂとのずれを極端に表しているが、歯底円Ａと歯底円Ｂとの実際のずれ量はμｍ単位である。
【００１９】
図１１に厚肉部１９が膨張して花びら形状となった厚肉部１９の状態を模式的に示すように、厚肉部１９の膨張量は、キー溝１５ａに最も近い部位が小さく、キー溝１５ａからキー溝１５ａとキー溝１５ａと間の円周方向の中央部に向かうに従って大きいものとなる。
【００２０】
本出願人は、このように熱処理時に上述した現象が生じることを発見するとともに、この現象がギヤ抜けの発生要因の１つであることを発見した。
【００２１】
すなわち、クラッチハブ１５に厚肉部１９が発生すると、変速時に、例えば、クラッチハブ１５のハブスプライン１５Ａがスリーブ１１のスリーブスプライン１１Ａに噛み合っている状態において、ハブスプライン１５Ａとスリーブスプライン１１Ａの噛み合いの精度が悪化してしまい、ハブスプライン１５Ａとスリーブスプライン１１Ａの接触部の抜け力が増加しまう。
【００２２】
このようなギヤ抜けの発生を防止するには、焼結時に厚肉部１９が放射方向外方に膨張しないようにするために、原料粉末の材料を選択すること等が考えられるが、この場合には、高価な原料粉末が必要となり、クラッチハブ１５の製造コストが増大してしまうおそれがある。
【００２３】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、加熱処理によって円板部材の真円度が低下した場合であっても、サイジング金型を用いて円板部材を真円に是正することができ、円板部材の真円度を向上させることができる円板部材の製造方法およびサイジング金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明に係る円板部材の製造方法は、上記目的を達成するため、（１）外周部に少なくとも１つ以上の外周溝が形成された円板部材を熱処理により成形する熱処理工程と、円状の内周部を有する嵌合穴および前記内周部から放射方向内方に向かって突出する少なくとも１つ以上の突部を含み、前記内周部の内径が前記突部に向かうに従って大きくなるように前記内周部の曲面が形成されるサイジング金型を用い、前記外周溝を前記突部に位置合わせして前記円板部材を前記嵌合穴に圧入するサイジング工程とを含むものである。
【００２５】
この円板部材の製造方法は、熱処理工程において、外周溝の間の放射方向の肉厚が大きい部位が放射方向外方に膨張することで円板部材の真円度が低下した場合に、嵌合穴の内周部の内径が突部に向かうに従って大きくなるように内周部の曲面が形成されるサイジング金型を用い、外周溝をサイジング金型の突部に位置合わせして円板部材をサイジング金型の嵌合穴に圧入して、円板部材の寸法矯正を行うことにより、円板部材の外周部の膨張した部位を嵌合穴の内周部によって真円に是正することができる。
【００２６】
このため、円板部材の真円度を高めることができ、例えば、円板部材をクラッチハブに適用した場合には、クラッチハブのハブスプラインとスリーブのスリーブスプラインとの噛み合いの精度を向上させることができる。クラッチハブのハブスプラインとスリーブのスリーブスプラインとの抜け力を低減させることができ、振動等に起因してスリーブがクラッチハブから抜け出る、所謂、ギヤ抜けが生じることを防止することができる。
【００２７】
また、嵌合穴の内周部の形状を工夫したサイジング金型を用いて円板部材の外周部を真円に是正することができるので、高価な材料を用いることなく円板部材を製造することができ、円板部材の製造コストが増大するのを防止することができる。
【００２８】
上記（１）に記載の円板部材の製造方法において、（２）前記熱処理工程では、前記円板部材の外周部に外歯を形成し、前記サイジング工程では、前記円状の内周部に内歯が形成されたサイジング金型を用いて前記円板部材を嵌合穴に圧入することにより、円板部材としてクラッチハブを製造する。
【００２９】
この円板部材の製造方法は、クラッチハブの真円度を高めることができるため、クラッチハブのハブスプラインとスリーブのスリーブスプラインとの抜け力を低減させることができ、ギヤ抜けが生じることを防止することができる。
【００３０】
上記（１）または（２）に記載の円板部材の製造方法において、（３）前記熱処理工程は、焼結工程である。
【００３１】
この円板部材の製造方法は、円板部材を焼結によって成形するので、熱処理工程で外周溝の間の放射方向の肉厚が大きい部位が放射方向外方に膨張することによって、円板部材の真円度が低下した場合であっても、サイジング金型を用いて円板部材の寸法矯正を行うことにより、円板部材の外周部を真円に是正することができる。このため、焼結による利点を損なうことなく、円板部材の製造コストを低減して強度の高い円板部材を得ることができる。
【００３２】
上記（１）〜（３）のいずれかに記載の円板部材の製造方法に用いられるサイジング金型であって、（４）サイジング金型が、円状の内周部を有する嵌合穴および前記内周部から放射方向内方に向かって突出する少なくとも１つ以上の突部を含み、前記内周部の内径が前記突部に向かうに従って大きくなるように前記内周部の曲面が形成されるものから構成されている。
【００３３】
本発明は、熱処理工程で嵌合穴の間の放射方向の肉厚が大きい部位が放射方向外方に膨張することにより、円板部材の真円度が低下した場合に、嵌合穴の内周部の内径が突部に向かうに従って大きくなるように内周部の曲面が形成されるサイジング金型を用い、外周溝をサイジング金型の突部に位置合わせして円板部材をサイジング金型の嵌合穴に圧入して、円板部材の寸法矯正を行うことにより、円板部材の外周部を真円に是正することができる。
【００３４】
上記（４）のサイジング金型において、（５）前記内周部の円周方向に離隔する複数の突部を有し、前記突部の突出方向中心線を結んだ前記内周部の円周方向略中央部の内径が最も小さく、前記円周方向中央部から前記突部の突出方向中心線に向かうに従って内径が大きくなるように湾曲するものから構成されている。
【００３５】
本発明は、外周部に複数の嵌合穴を有する円板部材を熱処理して円板部材を成形した場合に、複数の嵌合穴の間の放射方向の肉厚が大きい部位が放射方向外方に膨張して真円度が低下した場合に、突部の突出方向中心線を結んだ内周部の円周方向略中央部の内径が最も小さく、円周方向中央部から突部の突出方向中心線に向かうに従って内径が大きくなるように湾曲するサイジング金型を用いて円板部材の寸法矯正を行う。
【００３６】
このようにすれば、複数の外周溝を有する円板部材の外周部を真円に是正することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、加熱処理によって円板部材の真円度が低下した場合であっても、サイジング金型を用いて円板部材を真円に是正することができ、円板部材の真円度を向上させることができる円板部材の製造方法およびサイジング金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の一実施の形態を示す図であり、同期式噛み合い装置の断面図である。
【図２】本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の一実施の形態を示す図であり、クラッチハブの正面図である。
【図３】本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の一実施の形態を示す図であり、サイジング金型の上面図である。
【図４】本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の一実施の形態を示す図であり、サイジング金型の要部構成図である。
【図５】本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の一実施の形態を示す図であり、花びら形状となったクラッチハブの模式図である。
【図６】本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の一実施の形態を示す図であり、クラッチハブがサイジング金型に圧入された状態を示す図である。
【図７】従来の同期式噛み合い装置の断面図である。
【図８】従来のクラッチハブの正面図である。
【図９】従来のスリーブスプラインとギヤピーススプラインの噛み合い状態を示す図である。
【図１０】従来のクラッチハブの厚肉部が膨張した状態を示す図である。
【図１１】花びら形状となったクラッチハブの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の制御装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図６は、本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の一実施の形態を示す図である。
【００４０】
まず、構成を説明する。
図１において、同期式噛み合い装置１の回転軸２１は、回転中心軸２１ａを中心にして回転自在となっており、図示しない内燃機関からの回転力が伝達されるようになっている。回転軸２１の外周部には円板部材としてのクラッチハブ２２が取付けられており、クラッチハブ２２は、回転軸２１と共に回転するように回転軸２１にスプライン嵌合している。
【００４１】
回転軸２１にはギヤ２３、２４が取付けられており、ギヤ２３、２４は、回転軸２１に対して相対回転自在となっている。すなわち、図１に示すニュートラル状態においては、回転軸２１の回転力がギヤ２３、２４には伝達されず、ギヤ２３、２４は、空転するようになっている。
【００４２】
ギヤ２３、２４にはギヤピース２５、２６がスプライン嵌合されており、ギヤピース２５、２６は、ギヤ２３、２４と共に回転するようになっている。ギヤピース２５、２６は、図１に示す状態ではクラッチハブ２２から力を受けていないため、クラッチハブ２２に対して回転自在となっている。
【００４３】
ギヤピース２５、２６は、回転軸２１に対して傾斜したテーパ面であるコーン部２７、２８を備えており、コーン部２７、２８上にシンクロナイザリング２９、３０が嵌合されている。
【００４４】
シンクロナイザリング２９、３０は、ギヤピース２５、２６とクラッチハブ２２との回転を同期させるための装置であり、テーパ面であるコーン部３１、３２を有している。シンクロナイザリング２９、３０のコーン部３１、３２は、ギヤピース２５、２６のコーン部２７、２８と接触しており、シンクロナイザリング２９、３０とギヤピース２５、２６とはコーン部２７、２８、３１、３２を介して摩擦摺動する。
【００４５】
クラッチハブ２２の外歯であるハブスプライン２２ｂにはスリーブ３４のスリーブスプライン３４ａが嵌合しており、スリーブ３４は、回転軸２１の延在する方向にスライド自在となっている。
【００４６】
スリーブ３４のスリーブスプライン３４ａは、クラッチハブ２２のハブスプライン２２ｂに噛合しており、クラッチハブ２２は、スリーブ３４をスライド自在に保持している。
【００４７】
スリーブ３４がギヤ２３に近づくと、スリーブ３４のスリーブスプライン３４ａがギヤピース２５のギヤピーススプライン２５ａおよびシンクロナイザリング２９のシンクロナイザスプライン２９ａに噛合することにより、クラッチハブ２２の回転がスリーブ３４を介してギヤピース２５およびギヤ２３に伝達される。
【００４８】
このスリーブ３４は、環状のシフトフォーク溝３４ｂを有しており、シフトフォーク溝３４ｂにはシフトフォーク３６が嵌合され、シフトフォーク３６によってスリーブ３４が軸方向に摺動されるようになっている。
【００４９】
図２に示すように、クラッチハブ２２は、回転軸２１にスプライン嵌合される内周スプライン２２ａが形成されるボス部２２Ａと、ボス部２２Ａから放射方向外方に延在するハブ部２２Ｂと、ハブ部２２Ｂの外周部に設けられた外歯としてのハブスプライン２２ｂとを備えている。
【００５０】
ハブ部２２Ｂの外周部には円周方向に離隔する外周溝としての複数のキー溝３７が形成されており、図１に示すように、キー溝３７にはシンクロナイザキー３８が嵌合されている。図１において、シンクロナイザキー３８の凸部３８ａは、スリーブ３４と嵌合し、シンクロナイザキー３８は、スリーブ３４と共に軸方向にスライド自在となっている。
【００５１】
そして、シンクロナイザキー３８がスライドすると、シンクロナイザリング２９、３０に軸方向の力を加えることにより、この力がコーン部２７、２８、３１、３２に伝達されてコーン部２７、２８、３１、３２で摩擦抵抗が生じ、シンクロナイザリング２９、３０とギヤピース２５、２６との間で同期動作が行われる。
【００５２】
そして、同期後にスリーブスプライン３４ａとギヤピーススプライン２５ａおよびシンクロナイザスプライン２９ａが噛合することにより、内燃機関の動力がクラッチハブ２２、スリーブ３４およびギヤピース２５を介してギヤ２３に伝達される。
【００５３】
図３は、クラッチハブ３４をサイジング加工するためのサイジング金型である。
【００５４】
サイジング金型４１は、円状の内周部４２を有する嵌合穴４３が形成されており、嵌合穴４３の内周部４２には、嵌合穴４３にクラッチハブ２２が嵌合されたときにクラッチハブ２２のハブスプライン２２ｂが嵌合される内歯４４が形成されている。
【００５５】
また、嵌合穴４３の内周部には複数の突部４５が形成されており、この突部４５は、嵌合穴４３の内周部４２から放射方向内方に向かって突出している。
【００５６】
嵌合穴４３の内周部４２の内径は、突部４５に向かうに従って大きくなるように内周部４２の曲面が形成されており、この内周部４２の曲面は、仮想線で示す内歯４４の歯底円４６の曲面である。したがって、本実施の形態のサイジング金型４１は、逆花びら形状となっている。
【００５７】
具体的には、図４に示すように、内周部４２の曲面は、突部４５の突出方向中心線４５ａを結んだ嵌合穴４３の内周部４２である内歯４４の歯底円４６の円周方向略中央部の内径が最も小さく、円周方向中央部から突部４５の突出方向中心線に向かうに従って内歯４４の歯底円４６の内径が大きくなるように湾曲している。
【００５８】
なお、図４は、内歯４４の歯底円４６の円周方向中央部の内径を基準「Ｘ０」とした場合に、円周方向中央部から突部４５に向かって内周部４２の内径がＸ０〜Ｘ７（ＸＮ）まで＋方向に大きくなることを示している。このため、内歯４４の歯先円の内径も円周方向中央部から突部４５に向かって大きくなる曲面を有している。
【００５９】
すなわち、嵌合穴４３の内周部４２は、クラッチハブ２２の中心軸から内周部４２の円周方向中央部までの距離が最も短く、クラッチハブ２２の中心軸から突部４５に最も近接する部位の距離が最も大きいものとなっている。
なお、説明の便宜上、嵌合穴４３の内周部４２の曲面と真円４８とのずれを表しているが、内周部４２の曲面と真円４８との実際のずれ量はμｍ単位である。
【００６０】
次に、クラッチハブ２２の製造方法を説明する。
まず、鉄、銅、カーボンからなる原料粉末をクラッチハブ２２の形状に圧粉成形して焼結した後、クラッチハブ２２の焼結体を成形する（熱処理工程）。このとき、クラッチハブ２２の焼結体を高温で加熱することにより、クラッチハブ２２の焼結体が高温の熱の影響を受けてキー溝３７とキー溝３７との間に位置して放射方向の肉厚が大きい部位（以下、厚肉部４７という）が放射方向外方に膨張して、花びら形状となってしまう。図５に厚肉部４７が膨張して花びら形状となった状態を模式的に示す。
【００６１】
焼結後に、クラッチハブ２２の焼結体をサイジング金型４１によってサイジング加工する。このサイジング工程では、クラッチハブ２２の焼結体に形成されたキー溝３７を突部４５に位置合わせした後、図示しない上パンチによってクラッチハブ２２を嵌合穴４３に圧入する（図６参照）。この結果、サイジング金型４１によってクラッチハブ２２の焼結体の寸法矯正が行われ、最終形状のクラッチハブ２２が製造される。
【００６２】
本実施の形態では、外周部に複数のキー溝３７が形成されたクラッチハブ２２を焼結した後、サイジング工程において、円状の内周部４２を有する嵌合穴４３および内周部４２から放射方向内方に向かって突出する複数の突部４５を含み、内周部４２の内径が突部４５に向かうに従って大きくなるように内周部４２の曲面が形成されるサイジング金型４１を用い、クラッチハブ２２の焼結体のキー溝３７を突部４５に位置合わせしてクラッチハブ２２を嵌合穴４３に圧入して寸法矯正するようにしたので、嵌合穴４３の内周部４２の曲面によって厚肉部４７を真円に是正することができる。
【００６３】
すなわち、内周部４２の曲面は、突部４５の突出方向中心線４５ａを結んだ内歯４４の歯底円４６の円周方向略中央部の内径が最も小さく、円周方向中央部から突部４５の突出方向中心線に向かうに従って内歯４４の歯底円４６の内径が大きくなるように湾曲しているのに対して、厚肉部４７は、キー溝３７とキー溝３７との間の円周方向略中央部の外径が最も大きく、キー溝３７の中心軸線に向かう従って外径が小さくなる構成となっている。
【００６４】
このため、サイジング金型４１の内周部４２の曲面に厚肉部４７の外周部を嵌合させることにより、厚肉部４７を真円に是正することができるのである。
【００６５】
本実施の形態では、このようにクラッチハブ２２の真円度を高めることができるため、クラッチハブ２２のハブスプライン２２ｂとスリーブ３４のスリーブスプライン３４ａとの有効噛み合いの精度を向上させることができる。
【００６６】
このため、クラッチハブ２２のハブスプライン２２ｂとスリーブ３４のスリーブスプライン３４ａとの抜け力を低減させることができ、振動等に起因してスリーブ３４がクラッチハブ２２から抜け出る、所謂、ギヤ抜け（シフト抜け）が生じることを防止することができる。
【００６７】
また、本実施の形態では、嵌合穴４３の内周部４２の形状を工夫したサイジング金型４１を用いてクラッチハブ２２の外周部を真円に是正することができるので、高価な材料を用いることなくクラッチハブ２２を製造することができ、クラッチハブ２２の製造コストが増大するのを防止することができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、クラッチハブ２２の熱処理工程として焼結工程を採用しているので、焼結工程においてクラッチハブ２２の真円度が低下した場合であっても、サイジング金型４１を用いてクラッチハブ２２の寸法矯正を行うことにより、クラッチハブ２２の外周部を真円に是正することができる。このため、焼結による利点を損なうことなく、クラッチハブ２２の製造コストを低減して強度の高いクラッチハブ２２を得ることができる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、焼結によってクラッチハブ２２を予備成形しているが、熱処理であれば、焼結に限定されるものではない。
【００７０】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００７１】
以上のように、本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型は、加熱処理によって円板部材の真円度が低下した場合であっても、サイジング金型を用いて円板部材を真円に是正することができ、円板部材の真円度を向上させることができる円板部材の製造方法およびサイジング金型を提供することができるという効果を有し、熱処理によって外周部に外周溝を有する円板部材を成形した後、サイジング金型によって円板部材の寸法矯正を行うようにした円板部材の製造方法およびサイジング金型等として有用である。
【符号の説明】
【００７２】
２２ クラッチハブ（円板部材）
３７ キー溝（外周溝）
４１ サイジング金型
４２ 内周部
４３ 嵌合穴
４４ 内歯
４５ 突部
４５ａ 突出方向中心線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円板部材および円板部材の製造方法に関し、熱処理によって外周部に外周溝を有する円板部材を成形した後、サイジング金型によって円板部材の寸法矯正を行うようにした円板部材の製造方法およびサイジング金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の手動変速機において、変速のためのシフト操作が行われるとき、新しくギヤ段を成立させるために、噛み合うギヤ同士を回転同期させてからシフト操作を完了させる同期式噛み合い装置を用いることが知られている。
【０００３】
この同期式噛み合い装置としては、図７に示すようなものが知られている。図７において、回転軸１６上にトルク伝達可能に組付けられたクラッチハブ１５と、クラッチハブ１５上に軸方向に移動可能かつトルク伝達可能に支持されたスリーブ１１と、回転軸１６上に遊嵌されたギヤ１０Ａ、１０Ｂと、ギヤ１０Ａ、１０Ｂとそれぞれ一体回転するギヤピース１３、１４と、スリーブ１１とギヤピース１３、１４との間にそれぞれ介装され、スリーブ１１とギヤピース１３、１４との間で摩擦力によりトルクの伝達を行うシンクロナイザリング１７、１８と、スリーブ１１を軸方向に移動させるシフトフォーク１２とを備えている。
【０００４】
また、図８に示すように、クラッチハブ１５の外周部にはスリーブスプライン１１Ａに嵌合するハブスプライン１５Ａが形成されており、このハブスプライン１５Ａには、クラッチハブ１５の円周方向に一定の間隔でキー溝１５ａが形成されている。
【０００５】
このキー溝１５ａには、弾性部材によってスリーブ１１の内周部に設けられた位置決め面に押圧されてスリーブ１１を回転軸１６上に位置決めさせる一方、スリーブ１１に加えられる軸心方向の操作力により弾性部材が弾性変形させられると、スリーブ１１の軸心方向の移動を許容するシンクロナイザキー１５ｂが収納されている。
【０００６】
また、スリーブスプライン１１Ａとギヤピーススプライン１３Ａ、１４Ａとは、スリーブ１１が所定方向に移動すると、シンクロナイザリング１７、１８の作用により、スリーブ１１側とギヤピース１３、１４側の回転が同期した後、噛合するようになっている。
【０００７】
これによって、回転軸１６からクラッチハブ１５、スリーブ１１、ギヤピース１３、１４のいずれか一方を介して、ギヤ１０Ａ、１０Ｂのいずれか一方にトルクが伝達されるようになっている。
【０００８】
ところで、この同期式噛み合い装置は、例えば、振動等に起因してスリーブ１１とギヤピース１３、１４との噛み合いが自然に解除される、所謂、ギヤ抜け（シフト抜け）が発生することがある。
【０００９】
このギヤ抜けを防止するために、スリーブスプライン１１Ａとギヤピーススプライン１３Ａの形状を工夫したものがあり、図９のように示される（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
図９において、スリーブ１１のスリーブスプライン１１Ａの歯面には、スリーブスプライン１１Ａの歯幅が歯先側に向かうに従って広くなるようテーパ角Ｑ１のテーパ歯面１１ａが形成されており、ギヤピース１３のギヤピーススプライン１３Ａの歯面には、ギヤピーススプライン１３Ａの歯幅が歯先側に向かうに従って広くなるようテーパ角Ｑ２のテーパ歯面１３ａが形成されている。また、テーパ歯面１１ａの歯先側には歯元側を向いた斜面１１ｂが形成されており、テーパ歯面１３ａの歯元側には歯元側を向いた面取り面１３ｂが形成されている。
【００１１】
この同期式噛み合い装置は、シフトフォーク１２を操作してスリーブ１１をニュートラル位置から軸方向に変位させ、シンクロナイザリング１７、１８の作用により、ギヤピース１３（１４）とスリーブ１１の回転を同期させ、ギヤピース１３（１４）とスリーブ１１が係合した状態、すなわち、テーパ歯面１１ａ、１３ａ同士が対向した状態において、トルク入力ないし変動がある場合、斜面１１ｂと面取り面１３ｂとを摺接させて、大きなギヤ抜け防止力を発生させることができる。
【００１２】
このように斜面１１ｂと面取り面１３ｂとの摺接によって大きなギヤ抜け防止力が発生するため、テーパ面１１ａ、１３ａのテーパ角度Ｑ１、Ｑ２を小さくしても、所定のギヤ抜け防止力を得ることができ、スリーブ１１に吸い込み力が作用した場合のスリーブ１１の吸い込み量を減少させることができる。
【００１３】
ところで、この同期式噛み合い装置は、スリーブ１１とギヤピース１３、１４とのギヤ抜けを防止するために、スリーブ１１およびギヤピース１３にテーパ歯面１１ａ、テーパ歯面１３ａ、斜面１１ｂおよび面取り面１３ｂを形成する必要がある。このため、同期式噛み合い装置の製造が面倒である上に、同期式噛み合い装置の設計の自由度が低下してしまう。
【００１４】
一方、上述したように外周部にキー溝１５ａを有するクラッチハブ１５は、例えば、原料粉末をクラッチハブ１５の形状に圧粉成形して焼結する等の熱処理を行った後、クラッチハブ１５をサイジング金型でサイジングすることにより、クラッチハブ１５の寸法矯正を行うようにして製造されることが一般的に行われている（例えば、特許文献２参照）。
【００１５】
このサイジング金型は、クラッチハブ１５が嵌合されるキャビティ（嵌合穴）を備えており、クラッチハブ１５をキャビティに嵌合して圧力を加えることで、クラッチハブ１５の寸法調整を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００８−５１１４２号公報
【特許文献２】特開２００９−１６７４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、クラッチハブ１５を焼結等の熱処理によって成形する際に、高温の熱の影響を受けてキー溝１５ａとキー溝１５ａとの間に位置する放射方向の肉厚が大きい部位（以下、厚肉部１９という）が放射方向外方に膨張して、所謂、花びら形状となってしまう。
【００１８】
すなわち、図１０に示すように、クラッチハブ１５の焼結時に、クラッチハブ１５の外周部であるハブスプライン１５Ａの歯底円Ａの真円度を高めた形状となるように成形したいのにもかかわらず、厚肉部１９が膨張することでクラッチハブ１５の歯底円Ｂが真円となるべき歯底円Ａから放射方向外方にずれて湾曲してしまい、クラッチハブ１５の真円度が悪化してしまう。
なお、図１０において、歯底円Ａと歯底円Ｂとのずれを極端に表しているが、歯底円Ａと歯底円Ｂとの実際のずれ量はμｍ単位である。
【００１９】
図１１に厚肉部１９が膨張して花びら形状となった厚肉部１９の状態を模式的に示すように、厚肉部１９の膨張量は、キー溝１５ａに最も近い部位が小さく、キー溝１５ａからキー溝１５ａとキー溝１５ａと間の円周方向の中央部に向かうに従って大きいものとなる。
【００２０】
本出願人は、このように熱処理時に上述した現象が生じることを発見するとともに、この現象がギヤ抜けの発生要因の１つであることを発見した。
【００２１】
すなわち、クラッチハブ１５に厚肉部１９が発生すると、変速時に、例えば、クラッチハブ１５のハブスプライン１５Ａがスリーブ１１のスリーブスプライン１１Ａに噛み合っている状態において、ハブスプライン１５Ａとスリーブスプライン１１Ａの噛み合いの精度が悪化してしまい、ハブスプライン１５Ａとスリーブスプライン１１Ａの接触部の抜け力が増加しまう。
【００２２】
このようなギヤ抜けの発生を防止するには、焼結時に厚肉部１９が放射方向外方に膨張しないようにするために、原料粉末の材料を選択すること等が考えられるが、この場合には、高価な原料粉末が必要となり、クラッチハブ１５の製造コストが増大してしまうおそれがある。
【００２３】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、加熱処理によって円板部材の真円度が低下した場合であっても、サイジング金型を用いて円板部材を真円に是正することができ、円板部材の真円度を向上させることができる円板部材の製造方法およびサイジング金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明に係る円板部材の製造方法は、上記目的を達成するため、（１）外周部に少なくとも１つ以上の外周溝が形成された円板部材を熱処理により成形する熱処理工程と、円状の内周部を有する嵌合穴および前記内周部から放射方向内方に向かって突出する少なくとも１つ以上の突部を含み、前記内周部の内径が前記突部に向かうに従って大きくなるように前記内周部の曲面が形成されるサイジング金型を用い、前記外周溝を前記突部に位置合わせして前記円板部材を前記嵌合穴に圧入するサイジング工程とを含むものである。
【００２５】
この円板部材の製造方法は、熱処理工程において、外周溝の間の放射方向の肉厚が大きい部位が放射方向外方に膨張することで円板部材の真円度が低下した場合に、嵌合穴の内周部の内径が突部に向かうに従って大きくなるように内周部の曲面が形成されるサイジング金型を用い、外周溝をサイジング金型の突部に位置合わせして円板部材をサイジング金型の嵌合穴に圧入して、円板部材の寸法矯正を行うことにより、円板部材の外周部の膨張した部位を嵌合穴の内周部によって真円に是正することができる。
【００２６】
このため、円板部材の真円度を高めることができ、例えば、円板部材をクラッチハブに適用した場合には、クラッチハブのハブスプラインとスリーブのスリーブスプラインとの噛み合いの精度を向上させることができる。クラッチハブのハブスプラインとスリーブのスリーブスプラインとの抜け力を低減させることができ、振動等に起因してスリーブがクラッチハブから抜け出る、所謂、ギヤ抜けが生じることを防止することができる。
【００２７】
また、嵌合穴の内周部の形状を工夫したサイジング金型を用いて円板部材の外周部を真円に是正することができるので、高価な材料を用いることなく円板部材を製造することができ、円板部材の製造コストが増大するのを防止することができる。
【００２８】
上記（１）に記載の円板部材の製造方法において、（２）前記熱処理工程では、前記円板部材の外周部に外歯を形成し、前記サイジング工程では、前記円状の内周部に内歯が形成されたサイジング金型を用いて前記円板部材を嵌合穴に圧入することにより、円板部材としてクラッチハブを製造する。
【００２９】
この円板部材の製造方法は、クラッチハブの真円度を高めることができるため、クラッチハブのハブスプラインとスリーブのスリーブスプラインとの抜け力を低減させることができ、ギヤ抜けが生じることを防止することができる。
【００３０】
上記（１）または（２）に記載の円板部材の製造方法において、（３）前記熱処理工程は、焼結工程である。
【００３１】
この円板部材の製造方法は、円板部材を焼結によって成形するので、熱処理工程で外周溝の間の放射方向の肉厚が大きい部位が放射方向外方に膨張することによって、円板部材の真円度が低下した場合であっても、サイジング金型を用いて円板部材の寸法矯正を行うことにより、円板部材の外周部を真円に是正することができる。このため、焼結による利点を損なうことなく、円板部材の製造コストを低減して強度の高い円板部材を得ることができる。
【００３２】
上記（１）〜（３）のいずれかに記載の円板部材の製造方法に用いられるサイジング金型であって、（４）サイジング金型が、円状の内周部を有する嵌合穴および前記内周部から放射方向内方に向かって突出する少なくとも１つ以上の突部を含み、前記内周部の内径が前記突部に向かうに従って大きくなるように前記内周部の曲面が形成されるものから構成されている。
【００３３】
本発明は、熱処理工程で嵌合穴の間の放射方向の肉厚が大きい部位が放射方向外方に膨張することにより、円板部材の真円度が低下した場合に、嵌合穴の内周部の内径が突部に向かうに従って大きくなるように内周部の曲面が形成されるサイジング金型を用い、外周溝をサイジング金型の突部に位置合わせして円板部材をサイジング金型の嵌合穴に圧入して、円板部材の寸法矯正を行うことにより、円板部材の外周部を真円に是正することができる。
【００３４】
上記（４）のサイジング金型において、（５）前記内周部の円周方向に離隔する複数の突部を有し、前記突部の突出方向中心線を結んだ前記内周部の円周方向略中央部の内径が最も小さく、前記円周方向中央部から前記突部の突出方向中心線に向かうに従って内径が大きくなるように湾曲するものから構成されている。
【００３５】
本発明は、外周部に複数の嵌合穴を有する円板部材を熱処理して円板部材を成形した場合に、複数の嵌合穴の間の放射方向の肉厚が大きい部位が放射方向外方に膨張して真円度が低下した場合に、突部の突出方向中心線を結んだ内周部の円周方向略中央部の内径が最も小さく、円周方向中央部から突部の突出方向中心線に向かうに従って内径が大きくなるように湾曲するサイジング金型を用いて円板部材の寸法矯正を行う。
【００３６】
このようにすれば、複数の外周溝を有する円板部材の外周部を真円に是正することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、加熱処理によって円板部材の真円度が低下した場合であっても、サイジング金型を用いて円板部材を真円に是正することができ、円板部材の真円度を向上させることができる円板部材の製造方法およびサイジング金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の一実施の形態を示す図であり、同期式噛み合い装置の断面図である。
【図２】本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の一実施の形態を示す図であり、クラッチハブの正面図である。
【図３】本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の一実施の形態を示す図であり、サイジング金型の上面図である。
【図４】本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の一実施の形態を示す図であり、サイジング金型の要部構成図である。
【図５】本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の一実施の形態を示す図であり、花びら形状となったクラッチハブの模式図である。
【図６】本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の一実施の形態を示す図であり、クラッチハブがサイジング金型に圧入された状態を示す図である。
【図７】従来の同期式噛み合い装置の断面図である。
【図８】従来のクラッチハブの正面図である。
【図９】従来のスリーブスプラインとギヤピーススプラインの噛み合い状態を示す図である。
【図１０】従来のクラッチハブの厚肉部が膨張した状態を示す図である。
【図１１】花びら形状となったクラッチハブの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の制御装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図６は、本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型の一実施の形態を示す図である。
【００４０】
まず、構成を説明する。
図１において、同期式噛み合い装置１の回転軸２１は、回転中心軸２１ａを中心にして回転自在となっており、図示しない内燃機関からの回転力が伝達されるようになっている。回転軸２１の外周部には円板部材としてのクラッチハブ２２が取付けられており、クラッチハブ２２は、回転軸２１と共に回転するように回転軸２１にスプライン嵌合している。
【００４１】
回転軸２１にはギヤ２３、２４が取付けられており、ギヤ２３、２４は、回転軸２１に対して相対回転自在となっている。すなわち、図１に示すニュートラル状態においては、回転軸２１の回転力がギヤ２３、２４には伝達されず、ギヤ２３、２４は、空転するようになっている。
【００４２】
ギヤ２３、２４にはギヤピース２５、２６がスプライン嵌合されており、ギヤピース２５、２６は、ギヤ２３、２４と共に回転するようになっている。ギヤピース２５、２６は、図１に示す状態ではクラッチハブ２２から力を受けていないため、クラッチハブ２２に対して回転自在となっている。
【００４３】
ギヤピース２５、２６は、回転軸２１に対して傾斜したテーパ面であるコーン部２７、２８を備えており、コーン部２７、２８上にシンクロナイザリング２９、３０が嵌合されている。
【００４４】
シンクロナイザリング２９、３０は、ギヤピース２５、２６とクラッチハブ２２との回転を同期させるための装置であり、テーパ面であるコーン部３１、３２を有している。シンクロナイザリング２９、３０のコーン部３１、３２は、ギヤピース２５、２６のコーン部２７、２８と接触しており、シンクロナイザリング２９、３０とギヤピース２５、２６とはコーン部２７、２８、３１、３２を介して摩擦摺動する。
【００４５】
クラッチハブ２２の外歯であるハブスプライン２２ｂにはスリーブ３４のスリーブスプライン３４ａが嵌合しており、スリーブ３４は、回転軸２１の延在する方向にスライド自在となっている。
【００４６】
スリーブ３４のスリーブスプライン３４ａは、クラッチハブ２２のハブスプライン２２ｂに噛合しており、クラッチハブ２２は、スリーブ３４をスライド自在に保持している。
【００４７】
スリーブ３４がギヤ２３に近づくと、スリーブ３４のスリーブスプライン３４ａがギヤピース２５のギヤピーススプライン２５ａおよびシンクロナイザリング２９のシンクロナイザスプライン２９ａに噛合することにより、クラッチハブ２２の回転がスリーブ３４を介してギヤピース２５およびギヤ２３に伝達される。
【００４８】
このスリーブ３４は、環状のシフトフォーク溝３４ｂを有しており、シフトフォーク溝３４ｂにはシフトフォーク３６が嵌合され、シフトフォーク３６によってスリーブ３４が軸方向に摺動されるようになっている。
【００４９】
図２に示すように、クラッチハブ２２は、回転軸２１にスプライン嵌合される内周スプライン２２ａが形成されるボス部２２Ａと、ボス部２２Ａから放射方向外方に延在するハブ部２２Ｂと、ハブ部２２Ｂの外周部に設けられた外歯としてのハブスプライン２２ｂとを備えている。
【００５０】
ハブ部２２Ｂの外周部には円周方向に離隔する外周溝としての複数のキー溝３７が形成されており、図１に示すように、キー溝３７にはシンクロナイザキー３８が嵌合されている。図１において、シンクロナイザキー３８の凸部３８ａは、スリーブ３４と嵌合し、シンクロナイザキー３８は、スリーブ３４と共に軸方向にスライド自在となっている。
【００５１】
そして、シンクロナイザキー３８がスライドすると、シンクロナイザリング２９、３０に軸方向の力を加えることにより、この力がコーン部２７、２８、３１、３２に伝達されてコーン部２７、２８、３１、３２で摩擦抵抗が生じ、シンクロナイザリング２９、３０とギヤピース２５、２６との間で同期動作が行われる。
【００５２】
そして、同期後にスリーブスプライン３４ａとギヤピーススプライン２５ａおよびシンクロナイザスプライン２９ａが噛合することにより、内燃機関の動力がクラッチハブ２２、スリーブ３４およびギヤピース２５を介してギヤ２３に伝達される。
【００５３】
図３は、クラッチハブ３４をサイジング加工するためのサイジング金型である。
【００５４】
サイジング金型４１は、円状の内周部４２を有する嵌合穴４３が形成されており、嵌合穴４３の内周部４２には、嵌合穴４３にクラッチハブ２２が嵌合されたときにクラッチハブ２２のハブスプライン２２ｂが嵌合される内歯４４が形成されている。
【００５５】
また、嵌合穴４３の内周部には複数の突部４５が形成されており、この突部４５は、嵌合穴４３の内周部４２から放射方向内方に向かって突出している。
【００５６】
嵌合穴４３の内周部４２の内径は、突部４５に向かうに従って大きくなるように内周部４２の曲面が形成されており、この内周部４２の曲面は、仮想線で示す内歯４４の歯底円４６の曲面である。したがって、本実施の形態のサイジング金型４１は、逆花びら形状となっている。
【００５７】
具体的には、図４に示すように、内周部４２の曲面は、突部４５の突出方向中心線４５ａを結んだ嵌合穴４３の内周部４２である内歯４４の歯底円４６の円周方向略中央部の内径が最も小さく、円周方向中央部から突部４５の突出方向中心線に向かうに従って内歯４４の歯底円４６の内径が大きくなるように湾曲している。
【００５８】
なお、図４は、内歯４４の歯底円４６の円周方向中央部の内径を基準「Ｘ０」とした場合に、円周方向中央部から突部４５に向かって内周部４２の内径がＸ０〜Ｘ７（ＸＮ）まで＋方向に大きくなることを示している。このため、内歯４４の歯先円の内径も円周方向中央部から突部４５に向かって大きくなる曲面を有している。
【００５９】
すなわち、嵌合穴４３の内周部４２は、クラッチハブ２２の中心軸から内周部４２の円周方向中央部までの距離が最も短く、クラッチハブ２２の中心軸から突部４５に最も近接する部位の距離が最も大きいものとなっている。
なお、説明の便宜上、嵌合穴４３の内周部４２の曲面と真円４８とのずれを表しているが、内周部４２の曲面と真円４８との実際のずれ量はμｍ単位である。
【００６０】
次に、クラッチハブ２２の製造方法を説明する。
まず、鉄、銅、カーボンからなる原料粉末をクラッチハブ２２の形状に圧粉成形して焼結した後、クラッチハブ２２の焼結体を成形する（熱処理工程）。このとき、クラッチハブ２２の焼結体を高温で加熱することにより、クラッチハブ２２の焼結体が高温の熱の影響を受けてキー溝３７とキー溝３７との間に位置して放射方向の肉厚が大きい部位（以下、厚肉部４７という）が放射方向外方に膨張して、花びら形状となってしまう。図５に厚肉部４７が膨張して花びら形状となった状態を模式的に示す。
【００６１】
焼結後に、クラッチハブ２２の焼結体をサイジング金型４１によってサイジング加工する。このサイジング工程では、クラッチハブ２２の焼結体に形成されたキー溝３７を突部４５に位置合わせした後、図示しない上パンチによってクラッチハブ２２を嵌合穴４３に圧入する（図６参照）。この結果、サイジング金型４１によってクラッチハブ２２の焼結体の寸法矯正が行われ、最終形状のクラッチハブ２２が製造される。
【００６２】
本実施の形態では、外周部に複数のキー溝３７が形成されたクラッチハブ２２を焼結した後、サイジング工程において、円状の内周部４２を有する嵌合穴４３および内周部４２から放射方向内方に向かって突出する複数の突部４５を含み、内周部４２の内径が突部４５に向かうに従って大きくなるように内周部４２の曲面が形成されるサイジング金型４１を用い、クラッチハブ２２の焼結体のキー溝３７を突部４５に位置合わせしてクラッチハブ２２を嵌合穴４３に圧入して寸法矯正するようにしたので、嵌合穴４３の内周部４２の曲面によって厚肉部４７を真円に是正することができる。
【００６３】
すなわち、内周部４２の曲面は、突部４５の突出方向中心線４５ａを結んだ内歯４４の歯底円４６の円周方向略中央部の内径が最も小さく、円周方向中央部から突部４５の突出方向中心線に向かうに従って内歯４４の歯底円４６の内径が大きくなるように湾曲しているのに対して、厚肉部４７は、キー溝３７とキー溝３７との間の円周方向略中央部の外径が最も大きく、キー溝３７の中心軸線に向かう従って外径が小さくなる構成となっている。
【００６４】
このため、サイジング金型４１の内周部４２の曲面に厚肉部４７の外周部を嵌合させることにより、厚肉部４７を真円に是正することができるのである。
【００６５】
本実施の形態では、このようにクラッチハブ２２の真円度を高めることができるため、クラッチハブ２２のハブスプライン２２ｂとスリーブ３４のスリーブスプライン３４ａとの有効噛み合いの精度を向上させることができる。
【００６６】
このため、クラッチハブ２２のハブスプライン２２ｂとスリーブ３４のスリーブスプライン３４ａとの抜け力を低減させることができ、振動等に起因してスリーブ３４がクラッチハブ２２から抜け出る、所謂、ギヤ抜け（シフト抜け）が生じることを防止することができる。
【００６７】
また、本実施の形態では、嵌合穴４３の内周部４２の形状を工夫したサイジング金型４１を用いてクラッチハブ２２の外周部を真円に是正することができるので、高価な材料を用いることなくクラッチハブ２２を製造することができ、クラッチハブ２２の製造コストが増大するのを防止することができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、クラッチハブ２２の熱処理工程として焼結工程を採用しているので、焼結工程においてクラッチハブ２２の真円度が低下した場合であっても、サイジング金型４１を用いてクラッチハブ２２の寸法矯正を行うことにより、クラッチハブ２２の外周部を真円に是正することができる。このため、焼結による利点を損なうことなく、クラッチハブ２２の製造コストを低減して強度の高いクラッチハブ２２を得ることができる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、焼結によってクラッチハブ２２を予備成形しているが、熱処理であれば、焼結に限定されるものではない。
【００７０】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００７１】
以上のように、本発明に係る円板部材の製造方法およびサイジング金型は、加熱処理によって円板部材の真円度が低下した場合であっても、サイジング金型を用いて円板部材を真円に是正することができ、円板部材の真円度を向上させることができる円板部材の製造方法およびサイジング金型を提供することができるという効果を有し、熱処理によって外周部に外周溝を有する円板部材を成形した後、サイジング金型によって円板部材の寸法矯正を行うようにした円板部材の製造方法およびサイジング金型等として有用である。
【符号の説明】
【００７２】
２２ クラッチハブ（円板部材）
３７ キー溝（外周溝）
４１ サイジング金型
４２ 内周部
４３ 嵌合穴
４４ 内歯
４５ 突部
４５ａ 突出方向中心線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に少なくとも１つ以上の外周溝が形成された円板部材を熱処理により成形する熱処理工程と、
円状の内周部を有する嵌合穴および前記内周部から放射方向内方に向かって突出する少なくとも１つ以上の突部を含み、前記内周部の内径が前記突部に向かうに従って大きくなるように前記内周部の曲面が形成されるサイジング金型を用い、前記外周溝を前記突部に位置合わせして前記円板部材を前記嵌合穴に圧入するサイジング工程とを含んでなる円板部材の製造方法。
【請求項２】
前記熱処理工程では、前記円板部材の外周部に外歯を形成し、前記サイジング工程では、前記円状の内周部に内歯が形成されたサイジング金型を用いて前記円板部材を嵌合穴に圧入することにより、円板部材としてクラッチハブを製造することを特徴とする請求項１に記載の円板部材の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理工程は、焼結工程であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の円板部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の円板部材の製造方法に用いられるサイジング金型であって、
円状の内周部を有する嵌合穴および前記内周部から放射方向内方に向かって突出する少なくとも１つ以上の突部を含み、前記内周部の内径が前記突部に向かうに従って大きくなるように前記内周部の曲面が形成されることを特徴とするサイジング金型。
【請求項５】
前記内周部の円周方向に離隔する複数の突部を有し、前記突部の突出方向中心線を結んだ前記内周部の円周方向略中央部の内径が最も小さく、前記円周方向中央部から前記突部の突出方向中心線に向かうに従って内径が大きくなるように湾曲することを特徴とする請求項４に記載のサイジング金型。
【請求項１】
外周部に少なくとも１つ以上の外周溝が形成された円板部材を熱処理により成形する熱処理工程と、
円状の内周部を有する嵌合穴および前記内周部から放射方向内方に向かって突出する少なくとも１つ以上の突部を含み、前記内周部の内径が前記突部に向かうに従って大きくなるように前記内周部の曲面が形成されるサイジング金型を用い、前記外周溝を前記突部に位置合わせして前記円板部材を前記嵌合穴に圧入するサイジング工程とを含んでなる円板部材の製造方法。
【請求項２】
前記熱処理工程では、前記円板部材の外周部に外歯を形成し、前記サイジング工程では、前記円状の内周部に内歯が形成されたサイジング金型を用いて前記円板部材を嵌合穴に圧入することにより、円板部材としてクラッチハブを製造することを特徴とする請求項１に記載の円板部材の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理工程は、焼結工程であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の円板部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の円板部材の製造方法に用いられるサイジング金型であって、
円状の内周部を有する嵌合穴および前記内周部から放射方向内方に向かって突出する少なくとも１つ以上の突部を含み、前記内周部の内径が前記突部に向かうに従って大きくなるように前記内周部の曲面が形成されることを特徴とするサイジング金型。
【請求項５】
前記内周部の円周方向に離隔する複数の突部を有し、前記突部の突出方向中心線を結んだ前記内周部の円周方向略中央部の内径が最も小さく、前記円周方向中央部から前記突部の突出方向中心線に向かうに従って内径が大きくなるように湾曲することを特徴とする請求項４に記載のサイジング金型。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１１５８６３（Ｐ２０１２−１１５８６３Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６６８２０（Ｐ２０１０−２６６８２０）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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