花键构件的制造装置及制造方法 【技术领域】
本发明涉及在圆筒状的凸部形成花键部而制成的花键构件的制造装置及制造方法。
背景技术
例如，在汽车用的部件等，多使用在圆筒状的凸部形成花键部而制成的花键构件(参照专利文献1)。
该花键构件通常使用具有板状的基板部和设置成从该基板部突出的圆筒状的凸部的原材，通过在凸部沿轴向形成花键部而制造得出。
专利文献1：日本特开2004-34037号公报
在现有的制造方法中，在形成花键部的花键形成工序之前，进行在基板部的外周部设置缺口部、加工成既定的外形的切边工序。然而，由于分别进行切边工序及花键形成工序，因此得到的花键构件的缺口部相对于花键部的同轴度及位置精度不够充分。
【发明内容】
本发明是基于上述问题而形成的，意欲提供一种可充分确保缺口部相对于花键部的同轴度及位置精度的花键构件的制造装置及制造方法。
第一发明提供一种花键构件的制造装置，是使用具有板状的基板部和设置成从该基板部的一侧表面即第一表面突出的圆筒状的凸部的原材，制造花键构件的制造装置，其中花键构件具有在上述凸部的内周面将沿轴向形成的山部和该山部之间形成的谷部交替设置而成的花键部，其特征在于，
该制造装置具有：用于在上述基板部的外周部的至少一部分形成缺口部的切边冲头及切边模；
花键冲头，其插入上述凸部的内周面，用以形成上述花键部；及
脱模部，其支承上述基板部的上述第一表面及上述凸部的外周面，
上述切边冲头、上述切边模、上述花键冲头及上述脱模部配置在同轴上，在上述花键冲头的外周侧配置上述脱模部，在该脱模部的外周侧配置切边模，以在轴向上与上述脱模部对置的方式来配置上述切边冲头，上述切边冲头设置成相对上述切边模及上述花键冲头可相对地沿轴向移动，且上述脱模部设置成在上述切边冲头的推压力的作用下相对地后退，
能通过上述脱模部来支承上述基板部的上述第一表面及上述凸部的外周面，使上述切边冲头向上述脱模部相对前进，抵接于上述基板部的上述第一表面的相反一侧面即第二表面，之后在推压上述原材及上述脱模部的同时使上述切边冲头相对前进，利用上述切边冲头及上述切边模对上述原材施加剪切力，在上述基板部的外周部的至少一部分形成上述缺口部，并且在由上述切边模约束上述基板部的外周面的同时使上述切边冲头相对前进，使上述花键冲头插入上述凸部的内周面而形成上述花键部。
如上所述，本发明的制造装置，具有切边冲头、切边模、花键冲头及脱模部，且它们被配置在同轴上。而且，通过使上述切边冲头前进，可由上述切边冲头及上述切边模在上述基板部的外周部形成上述缺口部。而且继续使上述切边冲头前进，可将上述花键冲头插入上述凸部的内周面而形成上述花键部。
即，上述制造装置使用配置在同轴上的上述切边冲头、上述切边模、上述花键冲头、以及上述脱模部，并利用上述切边冲头的1个冲程动作，可对于上述原材在同轴上连续地进行上述缺口部地形成及上述花键部的形成。因此，所得到的上述花键构件可充分地确保上述缺口部相对于上述花键部的同轴度及位置精度。
另外，在本发明的制造装置中，构成为能够在形成上述缺口部后，在由上述切边模约束上述基板部的外周面的同时使上述切边冲头相对地前进，形成上述花键部。即，通过约束包含上述基板部的加工面的外周面，可在保持所形成的上述缺口部的轴、径向位置的状态下形成上述花键部。因此，能够进一步提高上述缺口部相对于上述花键部的同轴度、位置精度。
例如，如后述的实施例2所示，当将上述花键构件作为自动变速器的行星齿轮用的行星架罩而应用时，上述基板部的外周部上形成的上述缺口部成为与行星架间的接合部分。因此可提高行星架罩与行星架间的接合精度。
由此，根据本发明，能够提供可充分地确保缺口部相对于花键部的同轴度及位置精度的花键构件的制造装置。
第二发明，提供一种花键构件的制造方法，是使用上述第一发明的花键构件的制造装置来制造上述花键构件的方法，其特征在于，具有原材支承工序、切边工序及花键形成工序，
原材支承工序是通过上述脱模部来支承上述基板部的上述第一表面及上述凸部的外周面；
切边工序是使上述切边冲头向上述脱模部相对前进，抵接于上述基板部的上述第二表面，之后在推压上述原材及上述脱模部的同时使上述切边冲头相对前进，利用上述切边冲头及上述切边模对上述原材施加剪切力，在上述基板部的外周部的至少一部分形成上述缺口部；
花键形成工序是在由上述切边模约束上述基板部的外周面的同时使上述切边冲头相对前进，使上述花键冲头插入上述凸部的内周面而形成上述花键部。
本发明的制造方法，使用上述第一发明的花键构件的制造装置，如上所述，进行原材支承工序、切边工序及花键形成工序。
即，上述制造方法，使用具有配置在同轴上的上述切边冲头、上述切边模、上述花键冲头、以及上述脱模部的上述制造装置，并利用上述切边冲头的1个冲程动作，对于上述原材在同轴上连续地进行形成上述缺口部的上述切边工序及形成上述花键部的上述花键形成工序。因此，所得到的上述花键构件可充分地确保上述缺口部相对于上述花键部的同轴度及位置精度。
另外，在本发明的制造方法中，在切边工序后，在上述花键形成工序中，在由上述切边模约束上述基板部的外周面的同时使上述切边冲头相对地前进，形成上述花键部。即，通过约束包含上述基板部的加工面的外周面，在保持所形成的上述缺口部的轴、径向位置的状态下形成上述花键部。因此，能够进一步提高上述缺口部相对于上述花键部的同轴度、位置精度。
由此，根据本发明的制造方法，能够得到可充分地确保缺口部相对于花键部的同轴度及位置精度的花键构件。
第三发明是利用上述第二发明的花键构件的制造方法而制造得出的花键构件。
本发明的花键构件是利用上述第二发明的花键构件的制造方法制造而得的。由此上述花键构件可充分地确保缺口部相对于上述花键部的同轴度及位置精度。
【附图说明】
图1是表示实施例1中花键构件的整体的说明图。
图2是表示实施例1中原材的说明图。
图3是表示实施例1中形成花键部之前的状态的说明图。
图4是表示实施例1中形成花键部的工序的说明图。
图5是表示实施例1中花键部形成后的花键构件的说明图。
图6是表示实施例1中切削后的花键构件的说明图。
图7是表示实施例2中装配了花键构件的状态的行星齿轮的构造的说明图。
【具体实施方式】
在上述的第一发明中，优选上述制造装置还具有限制上述脱模部后退的承压构件，
在成形上述花键部后，继续使上述切边冲头相对地前进，使上述脱模部抵接于上述承压构件而停止上述脱模部的后退，利用上述切边冲头的推压力可对上述基板部的上述第二表面的既定位置进行精压加工。
此时，通过上述切边冲头的1个冲程动作，除了进行上述缺口部的形成及上述花键部的形成之外，还可连续地在同轴上进行上述精压加工。因此所得到的上述花键构件能够抑制上述基板部的上述第二表面的精压加工部分对于上述花键部的面跳动，充分地确保直角度。
例如，如后述的实施例2所示，当将上述花键构件作为自动变速器的行星齿轮用的行星架罩而应用时，上述精压加工部分成为与小齿轮轴的垫圈的座面。因此可提高行星架罩与小齿轮轴间的接合精度。
另外，上述原材的上述凸部优选通过冲缘加工来形成。
此时，能够容易高精度地形成上述凸部，能够充分地确保上述凸部的内周面及外周面的同轴度。因此能够提高所得到的上述花键构件的品质。
在上述第二发明中，优选在上述花键形成工序之后进行精压加工工序，该精压加工工序是继续使上述切边冲头相对地前进，使上述脱模部抵接于上述承压构件而停止上述脱模部的后退，利用上述切边冲头的推压力对上述基板部的上述第二表面的既定位置进行精压加工。
此时，通过上述切边冲头的1个冲程动作，除了上述切边工序及上述花键形成工序之外，还可在同轴上连续地进行上述精压加工工序。因此所得到的上述花键构件能够抑制上述基板部的上述第二表面的精压加工部分对于上述花键部的面跳动，充分地确保直角度。
在上述第二及第三发明中，优选上述花键构件是自动变速器的行星齿轮用的行星架罩。
此时，可实现上述行星架罩的品质提高。而且可提高与上述行星架罩接合的行星架间的接合精度。
此外，上述花键构件可应用在具有上述花键部的其他种类的产品中。
实施例
(实施例1)
利用附图对本发明的实施例中花键构件的制造装置及制造方法进行说明。
如图3、图4所示，本例的制造装置6是使用具有板状的基板部11和设置成从基板部11的一侧表面即第一表面111突出的圆筒状的凸部2的原材100(图2)制造花键构件1(图1)的制造装置，该花键构件1具有在凸部2的内周面201将沿轴向形成的山部31和在山部31之间形成的谷部32交替设置而成的花键部3。
此外，在本例中制造的花键构件1是被用于自动变速器的行星齿轮用的行星架罩的构件。
如图3所示，制造装置6具有用于在原材100的基板部11的外周部形成缺口部12(图1)的切边冲头61及切边模62、插入到凸部2的内周面201用于形成花键部3的花键冲头63、支承基板部11的第一表面111及凸部2的外周面202的脱模部64。
切边冲头61、切边模62、花键冲头63及脱模部64配置在同轴上。
另外，在花键冲头63的外周侧配置有脱模部64，在脱模部64的外周侧配置有切边模62。而且以在轴向上与脱模部64对置的方式来配置有花键冲头63。
另外，切边冲头61设置成相对切边模62及花键冲头63可相对地沿轴向移动，且脱模部64设置成在切边冲头61的推压力的作用下相对地后退。
另外，如图3、图4所示，制造装置6构成为可通过脱模部64来支承基板部11的第一表面111及凸部2的外周面202。
此外，使切边冲头61向脱模部64相对前进，抵接于基板部11的第一表面111的相反一侧面即第二表面112，之后在推压原材100及脱模部64的同时使切边冲头61相对前进，利用切边冲头61及切边模62对原材100施加剪切力，由此可在基板部11的外周部形成缺口部13。
此外，在继续由切边模62约束基板部11的外周面的同时使切边冲头61相对前进，可使花键冲头63插入凸部2的内周面201形成花键部3。
以下，对之详述。
本例中所使用的原材100由钢(SAPH440)构成，如图2(a)～(c)所示，具有圆形板状的基板部11和设置成从基板部11的第一表面111突出的圆筒状的凸部2。凸部2通过冲缘加工来形成。
另外，如同图所示，在凸部2的前端面21的内周侧，形成有作为形成花键部3的基点的花键基点面22。花键基点面22的最大内径a是花键基点面22的外周端222的内径，为36.2mm。而且，花键基点面22以其内径向凸部2的前端逐渐扩径的方式发生倾斜。花键基点面22相对于轴向的倾斜角α为60°(图2(c))。
另外，如同图所示，本例的原材100中，在基板部11上形成有四个第一贯穿孔12。而且，在基板部11的第一表面111，在第一贯穿孔12的周围形成有浅窝部121。而且在基板部11的第一表面111及第二表面112，在第一贯穿孔12的周围形成有锥状的倒角部122。
图3中示出本例所使用的制造装置6。
本例的制造装置6如上所述，具有切边冲头61、切边模62、花键冲头63、脱模部64。本例中，除这些以外，还具有限制脱模部64后退的承压构件65、和设置在花键冲头63与脱模部64之间的脱模构件66。
切边冲头61具有抵接于原材100的基板部11的第二表面112的基板抵接面612。而且在基板抵接面612上具有利用切边冲头61的推压力而用于对基板部11的第二表面112进行精压加工的精压加工凸部613(省略图示)。精压加工凸部613的形状为对应于精压加工区域140(图5(a))的形状。
在切边冲头61的内周侧设置有支承凸部2的后端面29的凸部后端支承部614。凸部后端支承部614构成为与切边冲头61同步移动。
另外，切边冲头61的外周面610及切边模62的内周面620的形状具有与最终将获得的花键构件1的外形对应的形状。
花键冲头63呈圆柱状。而且花键冲头63的外周面630上设置有具有对应于花键部3的形状的花键形成部631。而且花键冲头63在切边冲头61侧的前端部具有用来容易地进行原材100向凸部2的内周面201的导入的锥状的锥部632。
脱模部64呈圆筒状，具有支承原材100的基板部11的第一表面111的基板支承面641、和支承凸部2的外周面202的凸部外周支承面642。
承压构件65呈圆筒状，具有与脱模部64抵接而限制脱模部64的后退的承压面651。
本例的制造装置6被设置成切边冲头61位于上方，切边模62、花键冲头63位于下方。而且在切边冲头的下方设置有脱模部64，在脱模部64的下方设置有承压构件65。而且切边模62、花键冲头63及承压构件65被固定设置。
另外，切边冲头61被设置为可沿轴向进退。而且脱模部64被设置为可在切边模62的内周侧沿轴向进退。而且，脱模构件66被设置为可在花键冲头63和承压构件65之间沿轴向进退。
接着，对于利用上述制造装置6来制造花键构件1的方法进行说明。
首先，如图3所示，分别利用脱模部64的基板支承面641及凸部外周支承面642来支承原材100的基板部11的第一表面111及凸部2的外周面202。
之后，如图4(a)所示，使切边冲头61相对地向脱模部64前进，将冲头部611的基板抵接面612抵接在基板部11的第二表面112，并且由凸部后端支承部614支承凸部2的后端面29。
之后，在推压原材100及脱模部64的同时使切边冲头61相对地前进，由切边冲头61的冲头部611及切边模62对原材100施加剪切力。由此对原材100的切边区域130(图5(a))切边，在基板部11的外周部形成四个缺口部13(图5(a))。
接着，如图4(b)所示，在由切边模62约束基板部11的外周面110的同时使切边冲头61相对地前进，将花键冲头63的花键形成部631插入凸部2的内周面201形成花键部3。由此，使凸部2的内周面201塑性变形，形成从凸部端面22沿轴向交替设置了山部31及谷部32的花键部3(图5(b))。
接着，如图4(c)所示，继续使切边冲头61相对地前进，使脱模部64抵接于承压构件65的承压面651而停止脱模部64的后退。之后，对于基板部11的第二表面112的精压加工区域140(图5(a))推压切边冲头61的精压加工凸部613，来进行精压加工。由此，在基板部11的第二表面112上形成精压加工部14(图5(a))。
之后，虽然图示被省略，但使切边冲头61后退，使脱模构件66沿切边冲头61的后退方向前进。然后，从花键形成装置6中取出花键构件1(图5)。
由此，如图5(a)、(b)所示，得到在凸部2的内周面201形成了交替设置有山部31及谷部32的花键部3的花键构件1。在花键构件1中，在基板部11的外周部形成了四个缺口部13，而在基板部11的第二表面112形成了精压加工部14。其中，花键部3的最大内径b是花键部3的谷部32的内径，为36.2mm。
最后，如图6所示，在花键构件1的基板部11形成两个第二贯穿孔15。此后对凸部2的前端面21进行研磨，修整凸部2的前端面21的形状。此时，以不切削凸部2的花键形成区域30的方式切削比凸部2的花键形成区域30靠前端侧的不要部200。
以上，可完成花键构件1(图1)。
接着，对本例的制造装置6的作用效果进行说明。
本例的制造装置6具有切边冲头61、切边模62、花键冲头63、及脱模部64，且它们被配置在同轴上。而且通过使切边冲头61前进，可由切边冲头61及切边模62在基板部11的外周部形成缺口部13。而且继续使切边冲头61前进，可将花键冲头63插入凸部2的内周面201而形成花键部3。
即，制造装置6使用配置在同轴上的切边冲头61、切边模62、花键冲头63、及脱模部64，并利用切边冲头61的1个冲程动作，可对于原材100在同轴上连续地进行缺口部13的形成及花键部3的形成。因此，所得到的花键构件1可充分地确保缺口部13相对于花键部3的同轴度及位置精度。
另外，在本例的制造装置6中，构成为能够在形成缺口部13后，在由切边模62约束基板部11的外周面110的同时使切边冲头61相对地前进，形成花键部3。即，通过约束包含基板部11的加工面的外周面110，可在保持所形成的缺口部13的轴、位置的状态下形成花键部3。因此，能够进一步提高缺口部13相对于花键部3的同轴度、位置精度。
例如，如后述的实施例2所示，当将花键构件1作为自动变速器的行星齿轮用的行星架罩而应用时，在基板部11的外周部上形成的缺口部13成为与行星架间的接合部分。因此可提高行星架罩与行星架间的接合精度。
另外，在本例中，制造装置6具有限制脱模部64后退的承压构件65，在成形花键部3后，使切边冲头61继续相对地前进，将脱模部64抵接于承压构件65而停止脱模部64的后退，利用切边冲头61的推压力可对于基板部11的第二表面112的既定位置进行精压加工。
因此，通过切边冲头61的1个冲程动作，除了进行缺口部13的形成及花键部3的形成之外，还可连续地在同轴上进行精压加工。因此所得到的花键构件1能够抑制基板部11的第二表面112的精压加工部14对于花键部3的面跳动，充分地确保直角度。
由此，如后述的实施例2所示，当将花键构件1作为自动变速器的行星齿轮用的行星架罩而应用时，基板部11的精压加工部14成为与小齿轮轴的垫圈的座面。因此可提高行星架罩与小齿轮轴间的接合精度。
这样，通过利用本例的制造装置6，能够制造出可充分地确保缺口部13相对于花键部3的同轴度、位置精度的花键构件1。
(实施例2)
本例是将实施例1的花键构件1作为行星齿轮8的行星架罩而装配的例子。
行星齿轮8如图7所示，在中空轴81的外周隔着输入法兰85配设有花键构件1即行星架罩。而且，在花键构件1的凸部2的后端侧配设有轴承82。
另外，还在花键构件1上接合其他构件即小齿轮轴83、行星架84等。而且，花键构件1的精压加工部(图示略)起到小齿轮轴83的垫圈的座面的作用。而且，缺口部13起到与行星架84间的焊接部分的作用。
另外，花键构件1和输入法兰85是通过相互间的花键而卡合的。即，在输入法兰85，在其外周面形成有花键部850，其与花键构件1的凸部2的内周面201的花键部3卡合。
另外，在本例的行星齿轮8中，如上所述，将充分地确保缺口部13相对于花键部3的同轴度及位置精度的花键构件1作为行星架罩而使用。因此，能够提高行星架罩(花键构件1)与行星架84之间的接合精度。
另外，花键构件1抑制了精压加工部对于花键部3的面跳动，充分地确保直角度。因此，能够提高行星架罩(花键构件1)与小齿轮轴83间的接合精度。
由此，能够提高行星齿轮8整体的品质。