特表 2023-515446 スプライン加工された部品の形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-13

(54)【発明の名称】スプライン加工された部品の形成方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 53/28 20060101AFI20230406BHJP

   B21D 22/20 20060101ALI20230406BHJP

   B21K 1/30 20060101ALI20230406BHJP

   F16D 13/60 20060101ALI20230406BHJP

【ＦＩ】

B21D53/28

B21D22/20 B

B21K1/30 Z

F16D13/60 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022549549

(86)(22)【出願日】2021-02-17

(85)【翻訳文提出日】2022-10-11

(86)【国際出願番号】 CA2021050170

(87)【国際公開番号】W WO2021163792

(87)【国際公開日】2021-08-26

(31)【優先権主張番号】62/978,096

(32)【優先日】2020-02-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】509263881

【氏名又は名称】マグナ パワートレイン インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ファーレ，ハロルド

(72)【発明者】

【氏名】セカロブ，サソ

【テーマコード（参考）】

3J056

4E087

4E137

【Ｆターム（参考）】

3J056AA60

3J056BA03

3J056BE09

3J056BE30

3J056CB05

3J056EA05

3J056EA23

3J056FA03

4E087AA10

4E087CA17

4E087DB02

4E087EA11

4E087EC11

4E087HA38

4E087HA81

4E087HB02

4E137AA01

4E137AA17

4E137BA01

4E137BA05

4E137BB01

4E137BC01

4E137CA09

4E137CA24

4E137DA11

4E137EA02

4E137GA02

4E137GA15

4E137GB01

(57)【要約】

トルク伝達部品の新規の製造方法を提供する。上記方法は、複数のステーションを有するトランスファープレスに平坦なブランクを提供することと、複数のプレス作業を行うこととを含み、平坦なブランクはカップ形状に成形され、カップ形状の上に粗いスプラインが形成され、粗いスプラインがさらに加工されて滑らかなスプラインを規定する。上記部品は、トランスファープレスのパンチによって規定される連続した滑らかな内径と、トランスファープレスのダイスによって規定される複数の滑らかなスプラインとを含む。スプラインの小径は、スプラインを成形するために機械加工されない。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スプライン加工された環状部品であって、
径方向のフランジセグメントと、
前記径方向のフランジセグメントと一体的に形成された、軸方向に延びるハブセグメントと、
前記ハブセグメントの径方向外面に形成された複数のスプラインとを備え、前記スプラインは大外径および小外径を含み、前記環状部品はさらに、
前記ハブセグメントの径方向内面に形成された連続した内径を備え、
前記小外径は滑らかであり、機械加工なしで形成され、
前記内径は滑らかであり、機械加工なしで形成される、環状部品。

【請求項2】

前記ハブ部は、前記ハブ部の周囲において変化する径方向厚みを有し、前記内径と前記小径との間に測定される第１の径方向厚みは、前記内径と前記外径との間に測定される第２の径方向厚みよりも小さい、請求項１に記載の環状部品。

【請求項3】

前記フランジセグメントと前記ハブセグメントとの交差部に配置された面取り部をさらに備え、前記面取り部は機械加工なしで形成される、請求項１に記載の環状部品。

【請求項4】

前記面取り部は、外向きの凹形状および内向きの凸形状を有する、請求項３に記載の環状部品。

【請求項5】

前記小径および前記大径は鏡面仕上げを含む、請求項１に記載の環状部品。

【請求項6】

前記部品は、ステアリン酸ナトリウム石鹸コーティングが塗布されたブランクから形成される、請求項１に記載の環状部品。

【請求項7】

前記部品はトランスファープレスで形成される、請求項１に記載の環状部品。

【請求項8】

前記フランジセグメント、ハブセグメント、およびスプラインは、共通のブランクからプレス加工され成形される、請求項１に記載の環状部品。

【請求項9】

前記内径は、前記小径と周方向に位置合わせされた、垂直に延びるウィットネスマークを含む、請求項１に記載の環状部品。

【請求項10】

トルク伝達部品の製造方法であって、前記方法は、
第１のステーション、第２のステーション、第３のステーションおよび第４のステーションを有するトランスファープレスに平坦形状を有する平坦なブランクを提供するステップを備え、前記第１、第２、第３および第４のステーションは、第１、第２、第３および第４のダイスと第１、第２、第３および第４のパンチとをそれぞれ含み、前記方法はさらに、
前記トランスファープレスの前記第１のステーションにおいて、前記第１のダイスと前記第１のパンチとの間で前記ブランクをプレス加工し、径方向のフランジセグメントと軸方向のハブセグメントとを有する未完成部品を形成するステップを備え、前記未完成部品は第１のカップ形状のプリフォームの形態であり、前記方法はさらに、
前記第１のプリフォームを前記第２のステーションに搬送し、前記第２のダイスと前記第２のパンチとの間で前記第１のプリフォームをプレス加工し、前記フランジセグメントと前記ハブセグメントとの間に配置された面取り部を有する前記未完成部品の第２のプリフォームを規定するステップと、
前記第２のプリフォームを前記第３のステーションに搬送し、前記第３のダイスと前記第３のパンチとの間で前記第２のプリフォームをプレス加工し、前記ハブセグメントから径方向外向きに延びる複数の粗いスプラインを有する前記未完成部品の粗いスプライン加工されたプリフォームを規定するステップと、
前記粗いスプライン加工されたプリフォームを前記第４のステーションに搬送し、前記第４のダイスと前記第４のパンチとの間で前記粗いスプライン加工されたプリフォームをプレス加工し、最終的な径方向のフランジセグメントと最終的な軸方向のハブセグメントとを有する滑らかなスプライン加工された部品を規定するステップとを備え、
前記滑らかなスプライン加工された部品は、前記最終的な軸方向のハブセグメントに沿って、一定の内径と、滑らかな小外径と、滑らかな大外径とを含む、方法。

【請求項11】

前記第１、第２、第３および第４のパンチは減少する外径を有する、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記第１、第２、第３および第４のステーションにおいて加えられる圧力は異なる、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記第３および第４のダイスは、前記スプラインを成形するようにサイズ決めされ構成された、垂直に延びる突起部を含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

前記第３のステーションにおいて、前記ハブセグメントは前記プレス加工に応答して軸方向に伸長する、請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

前記第１のダイスおよび前記第１のパンチは、前記フランジセグメントから前記ハブセグメントに移行する位置に空隙を規定する、請求項１０に記載の方法。

【請求項16】

前記第２のダイスは、前記面取り部を成形するための支持部を前記移行する位置に含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記第３のステーションは、前記第３のパンチを取囲むカウンタープレッシャースリーブを含み、前記方法は、前記カウンタープレッシャースリーブを前記ハブセグメントの上方に保持することをさらに備える、請求項１０に記載の方法。

【請求項18】

前記粗いスプラインの材料を前記第４のダイスによって規定される空間に押込むことをさらに備える、請求項１０に記載の方法。

【請求項19】

前記スプラインの前記小径に対して機械加工作業は行われない、請求項１０に記載の方法。

【請求項20】

前記滑らかなスプライン加工された部品の上端をトリミングすることをさらに備える、請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本ＰＣＴ国際特許出願は、２０２０年２月１８日に先に出願された米国仮特許出願番号第６２／９７８，０９６号の利益を主張し、その全内容を参照により本明細書に援用する。

【背景技術】

【0002】

分野
本開示は、概して、スプライン加工された部品の新規の製造方法、およびこの新規の方法に従って製造されるスプライン加工された部品に関する。より具体的には、本開示は、絞り成形加工、ローラダイススプライン成形加工、およびコイニング作業を用いて製造される部品に関し、これらの加工および作業はすべて、トランスファープレス装置に順次提供することができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

背景
この節では、必ずしも先行技術であるとは限らない本開示に関連する背景情報を提供する。

【0004】

たとえば、自動変速機、トルクカップリング、動力取出装置およびトランスファーケースなど、自動車用途で使用されるタイプの動力伝達装置は、通常、動力作動式の多板クラッチアセンブリを搭載している。典型的に、多板クラッチアセンブリは、入力部品によって駆動される第１のクラッチ数（クラッチハブなど）と、出力部品を駆動する第２のクラッチ部材（クラッチドラムなど）と、それらの間に配置された多板クラッチパックと、クラッチパックに係合してクラッチハブからクラッチドラムに駆動トルクを伝達するための動力式クラッチアクチュエータとを含む。クラッチドラムおよびクラッチハブは、典型的に、クラッチパックのクラッチプレートに形成された対応するクラッチ歯に係合して噛み合うように構成されたトルク伝達スプライン歯を有する環状部品である。

【0005】

必要な高強度およびトルク伝達特性を維持しながらこのようなクラッチ部材の質量を低減するために、多くの現代のクラッチハブおよびドラム（以下「環状クラッチ部品」と総称される）は、さまざまな金属成形および金属切削加工の組合せを用いてシートメタルブランクから形成される。現在の環状クラッチ部品の大量生産プロセスの非限定的な例として、Ｇｒｏｂスプライン加工およびフローフォーミング加工がある。

【0006】

形成されるこれらのシートメタルクラッチ部品の設計に起因して、現在利用可能な加工はいくつかの既知の欠点も有する。具体的には、環状クラッチ部品はまず、径方向のプレートセグメントと軸方向に延びるハブセグメントとを有するカップ形状の部品に絞り加工されるスチールブランクから形成される。カップ形状の部品はその後、マンドレル上で成形されて、Ｇｒｏｂスプライン加工によってハブセグメントにスプライン形状が作成される。平坦なフランジセグメントから外径へのスプライン形状の開始は、大きい半径が大ＯＤにあり、小さい半径が小ＯＤにある半径の形態である。典型的に、環状クラッチ部品は、スプラインを成形した後、別のトルク伝達部品の後続の溶接または接合を可能にするように構成された装着セグメントをプレートセグメント上に形成するために追加の金属切削加工または機械加工が必要である。環状クラッチ部品のプレートセグメントの平坦さを保証するために、金属切削機械加工も典型的に必要である。しかしながら、プレートセグメントの機械加工では、カッター工具がプレートセグメントの全長に沿って切削し、大ＯＤおよび小ＯＤ表面の両表面上でスプライン形状のエッジに遭遇することが必要である。この「切削」されたエッジ形状によって切削が中断され、その結果、機械加工されたエッジ材料がバリとして下方のスプライン形状に押込まれる。そのため、スプライン形状領域のバリを除去するために後続のバリ取り作業が必要である。クラッチアセンブリの組立ての前に除去されないバリは、クラッチアセンブリの機能および耐用年数に悪影響を及ぼす可能性がある。

【0007】

外部スプラインを成形する１つの方法は、ブローチ加工である。ブローチ加工では、部品の外面から材料を除去して、スプライン加工された外面を規定する。しかしながら、この加工により、外部スプラインの小径および外部スプラインの側面において表面仕上げが悪化する可能性がある。結果として生じる表面仕上げの悪化により、スプライン表面に接触している摩擦板の滑らかな摺動運動が妨げられることがある。加えて、ブローチ加工はサイクルタイムが２０～３０秒などと長く、製造コストも高い場合がある。

【0008】

外部スプラインを成形する別の方法は、ワンショット成形加工である。ワンショット加工では、スプラインの材料が成形され、ブローチ加工と比較して改善された表面仕上げを提供することができる。しかしながら、表面仕上げは依然として、典型的に望まれるほど滑らかではない。このような成形のサイクルタイムは約１５～２０秒であることがあり、製造コストが高い。

【0009】

スプラインを成形するさらなる方法では、カムダイスまたはローラーダイスを使用する。このような加工のサイクルタイムは４秒まで短くすることができ、ブローチ加工またはワンショット加工と比較してコストを相対的に低くすることができる。ワンショット加工と同様に、この加工は、ブローチ加工のような材料除去加工ではなく、材料成形加工である。しかしながら、このアプローチでは、パーツの内径が連続していない。むしろ、パーツの側壁は概ね一定の厚みを有しており、大外径および小外径、ならびに大内径および小内径は加工によって規定される。

【0010】

このため、従来の冷間成形（Ｇｒｏｂスプライン成形）加工よりも進歩した、環状クラッチ部品を形成可能な金属成形加工を開発することが必要である。

【課題を解決するための手段】

【0011】

概要
この節は、本開示の一般的な概要を提供するものであり、その局面、特徴、利点および目的のすべての包括的なリストとして解釈されるよう意図されたものではない。

【0012】

本開示の一局面は、高強度のトルク伝達部品の製造方法を提供することである。
本開示の別の局面は、高品質の表面仕上げを有する高強度のトルク伝達部品の製造方法を提供することである。

【0013】

本開示の別の局面は、連続した内径を有する高強度のトルク伝達部品の製造方法を提供することである。

【0014】

本開示の別の局面は、サイクルタイムが短く製造コストが低い高強度のトルク伝達部品の製造方法を提供することである。

【0015】

本開示のこれらのおよび他の局面によれば、スプライン加工された環状部品が提供され、上記環状部品は、径方向のフランジセグメントと、上記径方向のフランジセグメントと一体的に形成された、軸方向に延びるハブセグメントと、上記ハブセグメントの径方向外面に形成された複数のスプラインとを含み、上記スプラインは大外径および小外径を含み、上記環状部品はさらに、上記ハブセグメントの径方向内面に形成された連続した内径を含み、上記小外径は滑らかであり、機械加工なしで形成され、上記内径は滑らかであり、機械加工なしで形成される。

【0016】

一局面において、上記ハブ部は、上記ハブ部の周囲において変化する径方向厚みを有し、上記内径と上記小径との間に測定される第１の径方向厚みは、上記内径と上記外径との間に測定される第２の径方向厚みよりも小さい。

【0017】

一局面において、上記部品は、上記フランジセグメントと上記ハブセグメントとの交差部に配置された面取り部を含み、上記面取り部は機械加工なしで形成される。

【0018】

一局面において、上記面取り部は、外向きの凹形状および内向きの凸形状を有する。
一局面において、上記小径および上記大径は鏡面仕上げを含む。

【0019】

一局面において、上記部品は、ステアリン酸ナトリウム石鹸コーティングが塗布されたブランクから形成される。

【0020】

一局面において、上記部品はトランスファープレスで形成される。
一局面において、上記フランジセグメント、ハブセグメント、およびスプラインは、共通のブランクからプレス加工され成形される。

【0021】

一局面において、上記内径は、上記小径と周方向に位置合わせされた、垂直に延びるウィットネスマークを含む。

【0022】

本開示のさらに別の局面によれば、トルク伝達部品の製造方法が提供され、上記方法は、第１のステーション、第２のステーション、第３のステーションおよび第４のステーションを有するトランスファープレスに平坦形状を有する平坦なブランクを提供するステップを含み、上記第１、第２、第３および第４のステーションは、第１、第２、第３および第４のダイスと第１、第２、第３および第４のパンチとをそれぞれ含み、上記方法はさらに、上記トランスファープレスの上記第１のステーションにおいて、上記第１のダイスと上記第１のパンチとの間で上記ブランクをプレス加工し、径方向のフランジセグメントと軸方向のハブセグメントとを有する未完成部品を形成するステップを含み、上記未完成部品は第１のカップ形状のプリフォームの形態であり、上記方法はさらに、上記第１のプリフォームを上記第２のステーションに搬送し、上記第２のダイスと上記第２のパンチとの間で上記第１のプリフォームをプレス加工し、上記フランジセグメントと上記ハブセグメントとの間に配置された面取り部を有する上記未完成部品の第２のプリフォームを規定するステップと、上記第２のプリフォームを上記第３のステーションに搬送し、上記第３のダイスと上記第３のパンチとの間で上記第２のプリフォームをプレス加工し、上記ハブセグメントから径方向外向きに延びる複数の粗いスプラインを有する上記未完成部品の粗いスプライン加工されたプリフォームを規定するステップと、上記粗いスプライン加工されたプリフォームを上記第４のステーションに搬送し、上記第４のダイスと上記第４のパンチとの間で上記粗いスプライン加工されたプリフォームをプレス加工し、最終的な径方向のフランジセグメントと最終的な軸方向のハブセグメントとを有する滑らかなスプライン加工された部品を規定するステップとを含み、上記滑らかなスプライン加工された部品は、上記最終的な軸方向のハブセグメントに沿って、一定の内径と、滑らかな小外径と、滑らかな大外径とを含む。

【0023】

一局面において、上記第１、第２、第３および第４のパンチは減少する外径を有する。
一局面において、上記第１、第２、第３および第４のステーションにおいて加えられる圧力は異なる。

【0024】

一局面において、上記第３および第４のダイスは、上記スプラインを成形するようにサイズ決めされ構成された、垂直に延びる突起部を含む。

【0025】

一局面において、上記第３のステーションにおいて、上記ハブセグメントは上記プレス加工に応答して軸方向に伸長する。

【0026】

一局面において、上記第１のダイスおよび上記第１のパンチは、上記フランジセグメントから上記ハブセグメントに移行する位置に空隙を規定する。

【0027】

一局面において、上記第２のダイスは、上記面取り部を成形するための支持部を上記移行する位置に含む。

【0028】

一局面において、上記第３のステーションは、上記第３のパンチを取囲むカウンタープレッシャースリーブを含み、上記方法は、上記カウンタープレッシャースリーブを上記ハブセグメントの上方に保持することをさらに含む。

【0029】

一局面において、上記方法は、上記粗いスプラインの材料を上記第４のダイスによって規定される空間に押込むことを含む。

【0030】

一局面において、上記スプラインの上記小径に対して機械加工作業は行われない。
一局面において、上記方法は、上記滑らかなスプライン加工された部品の上端をトリミングすることを含む。

【0031】

さらなる適用可能領域は、本明細書に提供されている説明から明らかになるであろう。この概要における記載および具体例は、例示を目的としているに過ぎず、本開示の範囲を限定するよう意図されたものではない。

【0032】

本明細書に記載されている図面は、すべての可能な実現例ではなく選択された実施形態の例示を目的としているに過ぎず、本開示の範囲を限定するよう意図されたものではない。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】多板クラッチアセンブリに使用されるタイプの従来のクラッチハブの等角図であり、このクラッチハブは、Ｇｒｏｂスプライン成形加工を用いて絞り加工されたカップ形状のプリフォームから製造され、「機械加工前」の状態で示されている。

【図2】図１に示すクラッチハブの部分断面図であり、形成されたままの機械加工前の状態のＧｒｏｂスプライン形状を示している。

【図3】「背景」の節で述べた欠点の原因となる後続の金属切削加工作業を示す、図２と同様の部分断面図である。

【図4】本開示の教示を具体化する新規の成形加工を使用するスプライン加工された部品の上面図であり、連続した内径を示している。

【図5】図４の部品の部分斜視図であり、滑らかな鏡面仕上げを有するスプライン加工された外面を示している。

【図6】４つのステーションで成形される部品を示す、トランスファープレスの概略図である。

【図7A】部品を成形するために使用されるブランクの概略図である。

【図7B】部品を成形するために使用されるブランクの概略図である。

【図8】１回目の絞り加工の前のトランスファープレスの第１のステーションに配置されたブランクの概略図である。

【図9】第１のステーションにおける１回目の絞り加工時に、ブランクがカップ形状のプリフォームに成形される概略図である。

【図10】２回目の絞り加工の前のトランスファープレスの第２のステーションに配置されたカップ形状のプリフォームの概略図である。

【図11】第２のステーションにおける２回目の絞り加工時に、プリフォームが第２のプリフォームに成形される概略図である。

【図12A】第３のステーションに配置された部品の概略図である。

【図12B】第３のステーションにおける３回目の絞り加工時に、第２のプリフォームが粗いスプラインプリフォームに成形される概略図である。

【図12C】粗いスプラインプリフォームの部分上面図である。

【図13A】第４のステーションにおける粗いスプラインプリフォームの概略図である。

【図13B】第４のステーションにおける４回目の絞り加工時に、粗いスプラインプリフォームが最終的な滑らかなスプライン加工された部品に成形される概略図である。

【図13C】最終的な滑らかなスプライン加工された部品の部分上面図である。

【図14A】本開示の教示に従って製造された１つ以上の環状部品を搭載しているクラッチアセンブリの概略図である。

【図14B】本開示の教示に従って製造された１つ以上の環状部品を搭載しているクラッチアセンブリの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

詳細な説明
図面のいくつかの図全体にわたって、対応する参照番号は対応する部分および／またはサブアセンブリを示す。

【0035】

ここで、添付の図面を参照して例示的な実施形態についてさらに十分に説明する。
例示的な実施形態は、本開示が完璧であって範囲を当業者に十分に伝えるように提供されている。本開示の実施形態を十分に理解してもらうために、具体的な構成要素、装置および方法の例などの多数の具体的詳細が記載されている。具体的詳細を利用しなくてもよく、例示的な実施形態は多くの異なる形態で具体化されてもよく、本開示の範囲を限定するように解釈されるべきではない、ということは当業者に明らかであろう。いくつかの例示的な実施形態において、周知のプロセス、周知の装置構造および周知の技術については詳細に説明しない。

【0036】

本明細書において用いられる用語は、特定の例示的な実施形態を説明することを目的としているに過ぎず、限定的であるよう意図されたものではない。本明細書において用いられる単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈上明白に他の意味に解すべき場合を除き、複数形も包含するよう意図され得る。「備える（comprises）」、「備えている（comprising）」、「含んでいる（including）」および「有している（having）」という語は、包含的であるため、記載されている特徴、整数、ステップ、動作、要素および／または構成要素の存在を明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素および／またはそれらの群の存在または追加を排除するものではない。本明細書に記載されている方法ステップ、プロセスおよび動作は、実行順序として具体的に特定されている場合を除き、必ず記載または図示されている特定の順序でそれらを実行しなければならないように解釈されるべきではない。また、追加のまたは代替的なステップが利用されてもよいということも理解されるべきである。

【0037】

ある要素もしくは層が、別の要素もしくは層「の上にある」、「に係合されている」、「に接続されている」または「に結合されている」と称される場合、それは、他の要素もしくは層のすぐ上にあってもよく、他の要素もしくは層に直接係合されていてもよく、他の要素もしくは層に直接接続されていてもよく、または他の要素もしくは層に直接結合されていてもよく、または介在する要素もしくは層が存在してもよい。これに対して、要素が、別の要素もしくは層「のすぐ上にある」、「に直接係合されている」、「に直接接続されている」または「に直接結合されている」と称される場合、介在する要素もしくは層は存在しなくてもよい。要素間の関係を説明するために使用される他の単語（たとえば、「間に」対「間に直接」、「隣接して」対「直接隣接して」など）も同様に解釈されるべきである。本明細書において用いられる「および／または」という語は、関連付けられた列挙されたアイテムのうちの１つまたは複数の一切の組合せを包含する。

【0038】

第１の、第２の、第３のなどの語は、さまざまな要素、構成要素、領域、層および／またはセクションを説明するために本明細書において用いられ得るが、これらの要素、構成要素、領域、層および／またはセクションは、これらの語によって限定されるべきではない。これらの語は、１つの要素、構成要素、領域、層またはセクションを別の領域、層またはセクションと区別するためだけに使用され得る。「第１の」、「第２の」などの語および他の数値的な語は、本明細書において用いられるとき、文脈上特に明記されていない限り、シーケンスまたは順序を暗に示すものではない。したがって、下記の第１の要素、構成要素、領域、層またはセクションは、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層またはセクションと呼ぶことができる。

【0039】

空間的に相対的な語（「内側」、「外側」、「下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」など）は、図面に示されている１つの要素または特徴の、別の要素または特徴との関係を説明する際に説明しやすくするために本明細書において用いられ得る。空間的に相対的な語は、図面に示されている向きに加えて、使用時または動作時の素子のさまざまな向きを包含するよう意図され得る。たとえば、図中の素子を上下反対にすると、他の要素または特徴の「下方」または「下」にあるように記載されている要素は、他の要素または特徴の「上方」になるであろう。したがって、「下方」という例示的な語は、上方および下方の両方の向きを包含し得る。素子は、違った風に向けられてもよく（９０度回転させてもよく、または他の向きに向けられてもよく）、本明細書において用いられる空間的に相対的な記述子は、それに従って解釈され得る。

【0040】

概して、本開示の教示は、スチールのブランクから環状部品を製造する方法であって、機械加工されていないストレート成形されたスプラインを提供することが可能な方法に向けられる。本開示はさらに、この新規のパーツ成形加工を用いて製作される環状クラッチ部品に関する。一実施形態では、環状部品は、自動変速機、トランスファーケース、動力取出装置、トルクカップリングおよびディスコネクトカップリングを含み得るがこれらに限定されない車両の駆動系用途で使用される多板摩擦クラッチアセンブリのクラッチハブである。

【0041】

図１～図３は、冷間成形作業によって形成されたカップ形状の部材を共に規定しながら、径方向のプレートまたはフランジセグメント１２と軸方向のハブセグメント１４とを有する従来の（先行技術の）クラッチ部品（以下「環状クラッチ部品１０」）を示す。カップ形状の部材はその後、一般にＧｒｏｂスプライン加工と称されるスプライン成形加工を受けることにより、周方向に並んだスプライン形状１６、すなわち「スプライン」のセットが軸方向のハブセグメント１４に形成される。その後、トリミングおよびスロット形成作業を行って、複数の送油孔１８を貫通させ、径方向のフランジセグメント１２に形成されるアパーチャ２０を適切にサイズ決めする。これらの初期作業の後の環状クラッチ部品１０を図２に示す。Ｇｒｏｂスプライン加工の既知の欠点は、径方向のフランジセグメント１２と軸方向のハブセグメント１４との界面２２における外半径の形状にある。この形状は、材料を除去するために図３に示すような後続の機械加工（すなわち金属切削作業）が必要であり、追加の駆動／被駆動部品の後続のレーザー溶接のために機械加工されたストレートスプライン２４および機械加工された段差２６が設けられている。ストレートスプライン２４のための機械加工作業によってバリが発生することが分かっており、バリ取り作業によってバリを除去しなければならない。上述の説明は、多板クラッチパックのクラッチプレートに形成された内部クラッチ歯と噛み合うようにサイズ決めされ構成されたスプライン１６を有する金属成形されたクラッチハブを製造する周知の方法の簡略化された開示である。このような「先行技術」のクラッチハブは、その意図する目的に対して満足のいくものである。しかしながら、代替的な製造方法の以下の詳細な開示は、スプライン機械加工および段差機械加工作業をなくすように、かつスプラインの表面仕上げを改善するように意図されている。

【0042】

この目的で、図４および図５は、本明細書に開示されている新規の方法に従って製造された、改善された環状部品１００を示す。特に、図４は、環状部品１００が、中心軸の周りに配置されて径方向のフランジセグメント１０２と軸方向に延びるハブセグメント１０４とを有するカップ形状の部材を含むことを示している。径方向のフランジセグメント１０２とハブセグメントとは界面１０５で合流する。ハブセグメント１０４は、界面１０５から、フランジセグメント１０２と反対側の開放端まで延びている。

【0043】

以下にさらに説明するように、（絞り加工作業で成形された）カップ形状のプリフォームはその後、追加のプレスおよび成形作業を受けることにより、連続した一連の周方向に並んだスプライン形状１０６がハブセグメント１０４に形成される。見られるように、中心アパーチャ１１０も設けられ、送油孔（図示していないが図１～図３に示すものと同様）がハブセグメント１０４を貫通して設けられてもよい。本開示に従って、マルチステーショントランスファープレス１２０（図６）を用いて、（トランスファープレスによって形成された）切削されていないストレートスプライン形状１０６を含む完成部品が出力される。

【0044】

図６を参照して、４つのステーション１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄを含むトランスファープレス１２０が示されている。各ステーションを用いて、任意の追加の仕上げ作業の前に、スプライン１０６を含む部品１００の最終的な成形形状が規定され得る。各ステーションについては、以下でさらに詳細に説明する。

【0045】

第１のステーション１２０ａは、カップ成形ステーションと称され得る。第２のステーション１２０ｂは、対角面成形ステーションと称され得る。第３のステーション１２０ｃは、粗スプライン成形ステーションと称され得る。第４のステーション１２０ｄは、仕上げスプライン成形ステーションと称され得る。一般に、あるステーションの後に成形される部品は、次のステーションに入れられてさらなる成形を受けた後、取出されて次のステーションに搬送されてさらに成形される。

【0046】

まず図６を参照して、トランスファープレス１２０は第１のステーション１２０ａにおいて平坦なブランク１２１を受けるように構成されており、ブランク１２１に対して１回目のプレス作業が行われて、第１のカップ形状のプリフォーム１２４（概ね径方向のプレートおよび軸方向のハブ部を有する）を規定することが開始される。第１のプリフォーム１２４は第２のステーション１２０ｂに搬送され、そこでプリフォーム１２４は２回目のプレス作業を受けて第２のプリフォーム１２６を規定する（プレートとハブの界面をさらに規定する）。次に、第２のプリフォーム１２６は第３のステーション１２０ｃに搬送され、そこで第２のプリフォーム１２６は３回目のプレス作業を受けて、第１のスプライン加工されたプリフォーム１２８（ハブに形成された粗いスプライン）を規定する。次に、第１のスプライン加工されたプリフォーム１２８は第４のステーション１２０ｄに搬送され、そこで第１のスプライン加工されたプリフォーム１２８（粗いスプライン形状を有する）は４回目のプレス作業を受けて、スプライン１０６をさらに規定して成形し、部品１００を規定する。

【0047】

さらなる説明の目的で、最初の平坦なブランク１２１と最終的に成形されスプライン加工された部品１００との間に作成されるさまざまな中間形状（たとえば、上述のさまざまな成形されスプライン加工されたプリフォーム１２４，１２６，１２８）は、さまざまなステーション１２０ａ～１２０ｄにおいて搬送されプレス加工され成形されることから、未完成部品１２２と総称されることがある。平坦なブランク１２１も一般に未完成部品１２２と称されることがあり、トランスファープレス１２０の最終段階における未完成部品１２２も（トランスファープレス１２０の最終段階を経ており、完成部品１００としてトランスファープレスから取出される状態ではあるが）やはり未完成部品１２２と称されることがある。プレス加工および成形によって平坦なブランク１２１の形状が未完成部品１２９の中間形状のうちの１つに変わると、未完成部品１２２はステーション内で成形されステーション間で搬送されるので、未完成部品１２２の形状は最初に提供された平坦なブランク１２１の形状とは異なることが理解されるであろう。

【0048】

異なる成形加工段階にある異なる形状の未完成部品１２２に対して１回目、２回目、３回目および４回目のプレス作業が概ね同時に行われるように、トランスファープレス１２０の各ステーションを同時に作動させてもよい。したがって、プレス作業１回当たりのサイクルタイムは、４秒などに短縮され得る。さまざまな成形段階にある未完成部品１２２は、自動またはロボット搬送機構（図示せず）によってプレス加工インスタンス間のステーション間で自動的に搬送されてもよい。

【0049】

次に図７Ａおよび図７Ｂを参照して、平坦なブランク１２１がその平坦な形態で示されている。ブランク１２１は、一定の厚みを有する概ね平坦な形状を有してもよい。ブランク１２１は、一局面において、高強度スチールから作られてもよい。しかしながら、形成される特定のタイプの部品１００の材料要件に応じて、アルミニウムなどの他の材料を使用してもよいことが理解されるであろう。ブランク１２１は、ブランク１２２が環状形状を有するように、中心アパーチャ１１０を含んでもよい。特定の部品１００の最終形状およびサイズに応じて、さまざまな寸法のブランク１２１が使用されてもよい。本明細書における説明の目的で、例示および説明のために具体的な寸法が記載および／または図示されることがある。他の寸法も使用可能であることが理解されるであろう。一局面において、ブランク１２１の直径は約２３０ｍｍであってもよく、アパーチャ１１０の直径は約９０ｍｍであってもよい。この例におけるブランク１２１の厚みは約３．６ｍｍであってもよい。したがってブランク１２１は、この例では、ブランク１２１の中心に位置する孔を有する、薄い円形状の円盤として説明され得る。

【0050】

一局面において、ブランク１２１は、円盤形状の両面にコーティング１２１ａを含んでもよい。コーティングは塩浴で塗布されてもよく、本明細書に記載されている成形作業時の熱の低減を補助するために使用されてもよい。一局面において、コーティング１２１ａの有効成分はステアリン酸ナトリウム石鹸であってもよい。

【0051】

ブランク１２１の厚みは、所望の材料移動量、特に部品１００の外径にスプライン１０６を成形する際に生じる材料移動の量など、さまざまな要因に基づいて選択されてもよい。スプライン成形加工時には、材料が押され、成形され、厚い領域から体積の大きなスプライン領域に移動する。言い換えれば、材料は、工具によって規定される開放空間に押込まれたり引き込まれたりしてスプライン１０６を成形し得る。このように、未完成部品１２２の材料は、スプライン成形加工において、一般に未完成部品１２２から除去されず、むしろ外面の大径および小径を規定するように再割り当てされて、その後に仕上げられる粗いスプライン形状を成形する。

【0052】

平坦なブランク１２１は、さまざまな形状の未完成部品１２２に加工された後、上述のようにトランスファープレス１２０に導入されてステーション１２０ａ～ｄ間で搬送される。次に、各搬送ステーション１２０ａ～ｄについてさらに詳細に説明する。

【0053】

図８を参照して、１回目の絞り加工とも称される１回目のプレス作業を行う前に、平坦なブランク１２１が第１のステーション１２０ａ内に位置決めされて示されている。第１のステーション１２０ａは、第１のダイス１３０および第１のパンチ１３２を含む。実際は、特に記載のない限り、各ステーションがダイスおよびパンチを含んでおり、これらは従来のトランスファープレス作業において作動されてもよい。パンチはダイスの上方に配置される。したがって、上方および下方などの相対的な向きは、本明細書ではさまざまな部品のさまざまな位置決めを説明するために使用される。しかしながら、異なる向きも使用可能であることが理解されるであろう。たとえば、パンチはダイスの下方に配置されてもよい。別の局面において、パンチおよびダイスは、水平に移動するように、または水平／垂直に対して斜めの角度で移動するように構成されてもよい。

【0054】

図８～ｘｘは、さまざまなステーション１２０ａ～ｄのダイスおよびパンチの断面図を示す。第１のダイス１３０は、ダイス１３０の上方に配置され得るブランク１２２を支持してもよい。一局面において、第１のダイス１３０は外側部１３０ａを規定してもよく、外側部１３０ａは、外側部１３０ａの内部で径方向に規定されたダイスキャビティ１３０ｃを規定する内径を有する。一局面において、第１のダイス１３０は、キャビティ１３０ｃの下方に配置された下側部（図示せず）をさらに含んでもよく、この下側部は外側部１３０ａと組合されてカップ状の形状を規定してもよい。しかしながら、一局面において、最初のプレス／成形作業時に、平坦なブランク１２１の最下面はこのような下側部に接触しない場合があるので、下側部を排除してもよい。後続のステーションにおける後続の成形作業を用いて、部品の径方向に延びるプレート部を規定してもよい。

【0055】

第１のダイス１３０（および本明細書に記載されている他のダイス）は、回転対称形状の概ね半分として断面的に示されている。中心軸の反対側に同様の構成が配置されることが理解されるであろう。図８に示すように、平坦なブランク１２１の中心孔／開口部は、パンチ１３２の下の図の左側に示されている。

【0056】

一局面において、平坦なブランク１２１がダイス１３０の上に支持されると、環状形状を有する保持リング１３４がブランク１２１の上方に配置されてもよい。より具体的には、保持リング１３４は、ブランク１２１をダイス１３０の外側部１３０ａに対して挟み込んでもよく、ブランク１２１はダイスキャビティ１３０ｃの上に延びてもよい。

【0057】

ブランク１２２がダイス１３０の上に支持され、保持リング１３４がブランク１２１の上に配置されると、図９に示すようにブランク１２１が１回目の絞り加工を受けることにより、平坦なブランク１２１が未完成部品１２２に移行してもよい。未完成部品１２２は、特にスプライン１０６を成形することによって、完成形態になるまで複数の後続の作業を受けてその形状がさらに改良される。未完成部品１２２は、平坦なブランク１２１として先に説明したのと同じものであるが、異なる形状を有することが理解されるであろう。

【0058】

図９は、１回目の絞り加工時に未完成部品１２２がカップ形状の第１のプリフォーム１２４に成形される様子を示す。第１のパンチ１３２が第１のダイス１３０に向かって図９に示す位置に移動する。第１のパンチ１３２が第１のダイス１３０に対して下向きに移動すると、平坦なブランク１２１がダイスキャビティ１３０ｃに下向きに押込まれて、未完成部品１２２の第１のプリフォーム１２４を作成する。ダイス１３０の外側部１３０ａは、丸みを帯びた内側エッジ１３０ｄを含んでもよい。平坦なブランク１２１がキャビティ１３０ｃに下向きに押込まれると、平坦なブランク１２１は外側部１３０ａの頂部に沿って内向きに摺動し、丸みを帯びたエッジ１３０ｄに沿って摺動してキャビティ１３０ｃに落ち、未完成部品１２２の第１のプリフォームを形成する。この位置にある未完成部品１２２は、ダイス１３０の外側部１３０ａの頂部の下方に配置される外側エッジ１２２ａを有する。一局面において、材料がより容易に内向きに摺動することができるように、１回目の絞り加工時に保持リング１３４を持ち上げてもよい。別の局面において、保持リング１３４を除去または排除してもよい。

【0059】

第１のパンチ１３２は、ダイスキャビティ１３０ｃの中に受けられるようにサイズ決めされ、底面１３２ａおよび外径１３２ｂを含んでもよい。底面１３２ａと外径１３２ｂとの交差部に面取り部１３２ｃが規定されてもよい。面取り部１３２ｃは、外径１３２ｂとの交差部において丸みを帯びてもよく、面取り部１３２ｃと底面１３２ａとの交差部においても丸みを帯びてもよい。

【0060】

パンチ１３２がダイス１３０に押込まれると、ブランク１２２が引き込まれてパンチ１３２の全体形状の周りに曲がる。面取り部１３２ｃによって、部品１２２を丸みを帯びたエッジ１２２ｂを含むように形成することができる。部品１２２の丸みを帯びたエッジ１２２ｂは面取り部１３２ｃの形状と厳密には一致せず、面取り部１３２ｃの領域におけるパンチ１３２とブランク１２２との間に開放空間または空隙が配置されてもよい。

【0061】

一局面において、面取り部１３２ｃは、一定の傾斜ではなく、凹状の断面形状を有してもよい。いずれの場合も、未完成部品１２２の材料が面取り部１３２ｃの周りで曲がるので、丸みを帯びたエッジ１２２ｂの湾曲形状と面取り部１３２ｃの表面との間に空間が規定されてもよい。

【0062】

加えて、ダイス１３０は、面取り部１３２ｃの領域におけるブランク１２２とダイス１３０との間に空隙または空間を規定してもよい。未完成部品１２２の丸みを帯びたエッジ１２２ｂは、ステーション１２０ｂなどでの後続のプレス加工においてさらに成形および加工することができる。面取り部１３２ｃおよびダイス１３０の両方が未完成部品１２２に対して空隙を規定するので、未完成部品１２２の実際の形状および曲率は、このステップ時に部品ごとに異なり得るものであり、より予測可能な曲率および形状は、未完成部品１２２に対して行われる後続のステップで規定され得る。

【0063】

パンチ１３２は、底面１３２ａおよび外径１３２ｂに沿ったさまざまな形状特徴を規定するように、（面取り部１３２ｃに加えてまたは面取り部１３２ｃに代えて）異なる形状をさらに有してもよいことが理解されるであろう。

【0064】

図９に示す１回目の絞り加工時には、パンチ１３２を約３０トンの力で作動させてもよい。１回目の絞り加工では、平坦なブランク１２１がその最終形状に成形されていないので、比較的低い圧力量が必要である。むしろ、ブランク１２１は、未完成部品１２２のカップ形状の第１のプリフォーム１２４に成形されている。一局面において、ダイス１３０は、パンチ１３２に反力を与えるためにパンチ１３２に向かって上向きの力を加えるガスアシストを含んでもよい。トランスファープレス１２０の他のステーションでもガスアシストを使用してもよい。

【0065】

部品１２２が図９に示すようなプリフォーム１２４に成形されると、パンチ１３２とダイス１３０とが分離してもよく、部品１２２が取出されて第２のステーション１２０ｂに搬送されてもよい。

【0066】

次に図１０および図１１を参照して、２回目のプレス作業、すなわち２回目の絞り加工時に部品１２２が第２のステーション１２０ｂにおいて成形されているのが示されている。第２のステーションは、第２のダイス１４０および第２のパンチ１４２を含む。第２のダイス１４０および第２のパンチ１４２の形状は、第１のダイス１３０および第１のパンチ１３２と概ね同様であってよい。しかしながら、以下の相違点がブランク１２２のさらなる成形を提供する。

【0067】

第２のダイス１４０は、外側部１４０ａと下側部１４０ｂとの間の内側角に配置された支持部１４０ｅを含んでもよい。支持部１４０ｅは、上述の空隙と対照的である。支持部１４０ｅは、部品１２２の丸みを帯びたエッジ１２２ｂを、支持部１４０ｅの形状に対応する異なる形状に規定するように成形されている。パンチ１４２は、支持部１４０ｅの形状に対応する角形状を含む。

【0068】

図１０に示すように、支持部１４０ｅは概ね凸形状を有してよく、パンチ１４２は概ね凹形状を含んでよい。図１０に示すように、パンチ１４２はまだダイス１４０に係合するように完全には押されておらず、部品１２２はまだ第１のプリフォーム１２４の概ね湾曲したエッジを有している。

【0069】

図１１は、部品１２２の角が支持部１４０ｅおよびパンチ１４２の形状に対応する形状に成形される様子を示す。図１１において、パンチ１４２が押下げられてダイス１４０に係合する。ブランク１２２のこの角の形状は、最終的な部品の設計ニーズに応じて用途特有であってもよく、一般にスプライン成形の設計ニーズとは無関係である。図１１に示すように、未完成部品１２２の角の両側の空隙はなくなっており、角は支持部１４０ｅの位置でパンチ１４２およびダイス１４０の形になっている。

【0070】

第２のダイス１４０は、第１のダイス１３０の外側部１３０ａによって規定される内径よりもわずかに小さい、外側部１４０ａによって規定される内径を含んでもよい。第２のパンチ１４２は、第１のパンチ１３２よりもわずかに小さい直径を有してもよい。第１のステーション１２０ａに対するパンチ／ダイスからの直径減少は、第１のステーション１２０ａで粗い形状を規定してから第２のステーション１２０ｂでその形状をさらに改良して規定することができるように機能する。また、パンチ１４２の直径が小さいので、パンチを第１のプリフォーム１２４内にさらに容易に受けることができる。

【0071】

パンチ１４２およびダイス１４０を図１１に示す位置まで共に並進させる前に、部品１２２は、そのカップ形状の第１のプリフォーム１２４の状態で、第２のダイス１４０の上面の上方に配置されてもよい。第２のパンチ１４２は、未完成部品１２２のカップ形状の内径の内側に収まる。２回目の絞り加工のプレス作業（図１１に示す）により、スプラインのない部品１００の最終形状が効果的に規定される。しかしながら、内径は、スプライン成形加工時に最終的にわずかに小さくなる場合がある。加えて、部品１２２の面取り領域の形状は、所望に応じて、異なるダイス形状を含むことによってさらに変更されてもよい。２回目の絞り加工時には、第２のパンチ１４２によって５１０トンの力が加えられてもよい。この絞り加工時に第２のステーション１２０ｂにおいて加えられる力は、未完成部品１２２の幾何学的形状がより正確に規定されているので、第１のステーション１２０ａにおいて加えられる力よりもかなり高い。

【0072】

第２のステーション１２０ｂにおける２回目の絞り加工の後、その第２のプリフォーム形状１２６を有する未完成部品１２２が第２のステーション１２０ｂから取出されて第３のステーション１２０ｃに搬送されてもよい。

【0073】

図１２Ａ～図１２Ｃを参照して、第３のステーション１２０ｃが示されており、部品１２２は未完成部品１２２の外面に粗い形態のスプライン１０６を含むように形成されている。第３のステーション１２０ｃは、第３のパンチ１５２および第３のダイス１５０を含む。

【0074】

ダイス１５０の外側部１５０ａは、最終的に形成される部品１００についてのスプライン１０６の所望の形状に対して負の形状を規定してもよい。言い換えれば、ダイス１５０は、所望のスプライン１０６の圧痕の形状に対応する、複数の垂直に延びる突起部１５０ｆを含んでもよい。各突起部１５０ｆは、ダイスの外側部１５０ａから径方向内向きに延びてもよい。突起部１５０ｆは、突起部１５０ｆの最上端にリードイン特徴１５０ｇを含んでもよい。

【0075】

パンチ１５２および／またはダイス１５０を作動させる前に、インジェクタ（図示せず）が、プレス作業に先立ってブランク１２２をダイス１５０の位置の上方に保持してもよい。

【0076】

プレス作業時には、パンチ１５２は約１４０トンの圧力を加えてもよい。プレス作業時には、ダイス１５０は、ブランク１２２の材料をダイス１５０の外側部１５０ａに沿って上向きに押し／引っ張り、スプライン１０６の領域における部品１２２の軸方向長さを延ばす。部品１２２の材料を引っ張ることにより、さらに、材料がパンチ１５２の外径に押付けられ、パンチ１５２の外径は部品１２２の内径を規定するように動作する。一例では、未完成部品１２２の頂部は、未完成部品の最下面から約６３．９ｍｍ上方にある。先のプレス加工ステップでは、部品１２２の頂部は、部品１２２の最下面から約４６．９ｍｍであった。パンチ１５２の内径は第２のパンチ１４２の内径よりもわずかに小さいため、第３のパンチ１５２は未完成部品１２２の中に収まることができ、プレス作業時に材料を成形して第３のパンチ１５２のわずかに小さい直径に押付けることができる。

【0077】

図１２Ａおよび図１２Ｂは、パンチ１５２およびダイス１５０を２つの位置で示す。図１２Ａは、プレス作業の前のパンチ１５２およびダイス１５０を示しており、図１２Ｂは、ダイス１５０をパンチ１５２に対して上向きに移動させることによって粗い形態のスプライン１０６を成形する様子を示している。部品の内径１２２は概ね一定であり、パンチ１５２の直径によって規定される。

【0078】

図１２Ａおよび図１２Ｂに示す一局面において、カウンタープレッシャースリーブ１５３が部品１２２の上方に配置されてパンチ１５２を取囲んでいる。カウンタープレッシャースリーブ１５３はパンチ１５２に対して所定の位置に固定されてもよく、パンチ１５２がダイス１５０に対して下向きに移動すると、カウンタープレッシャースリーブは、ダイス１５０の相対的な上向きの移動によってスプラインが成形されたときに未完成部品１２２を固定するように動作する。

【0079】

別の局面において、カウンタープレッシャースリーブ１５３を排除してもよく、パンチ１５２がカウンタープレッシャーを提供してもよい。

【0080】

図１２の第３のステーション１２０ｃのプレス作業の後、部品１２２は、その上に粗い形態の外部スプライン１０６を含んでおり、部品１２２の環状壁は、部品１２２にぶつかる垂直突起部によって生じる材料の引っ張りおよび成形によって生じる、延びた軸方向長さを有している。その後、その上に粗い形態のスプライン１０６を有する、第１のスプライン加工されたプリフォーム１２８として成形された部品１２２を取出して、第３のステーション１２０ｃから第４のステーション１２０ｄに搬送することができる。図１２Ｃは第１のスプライン加工されたプリフォーム１２８の上面図であり、一定の内径および粗い形態のスプライン１０６を示している。

【0081】

図１３Ａ～図１３Ｃは、粗い形態のスプライン１０６が最終的な滑らかな形態に成形される、さらなるスプライン成形プレス作業を示す。最終形態の言及は、開示されているトランスファープレス１２０の加工の最後のステーション１２０ｄを指すが、追加の加工がさらに行われてもよいことが理解されるであろう。

【0082】

先のステーションと同様に、部品１２２は第４のダイス１６０の上方にまたは上側開口部に位置決めされ、第４のパンチ１６２は、ブランク１２２に挿入されてブランク１２２を第４のダイス１６０に押込むように構成されている。第４のパンチ１６２の外形は、部品１００の最終的な内形を模倣する。同様に、第４のダイス１６０の形状は、部品１００の最終的な外形を模倣する。第４のダイス１６０および第４のパンチ１６２の協働する形状は、未完成部品１２２の材料を最終部品１００の形態に成形するように構成され、第４のダイス１６０および第４のパンチ１６２の対応する形状は、部品の滑らかな連続した内径１０１と、面取りされたエッジ１０３と、部品１００の外側スプライン形状１０６とを規定する。第４のステーション１２０ｄは仕上げスプライン成形ステーションとも称され得る。

【0083】

プレス作業の前に、図１３Ａに示すように、粗い形態のスプライン１０６が、第４のダイス１６０の外側部１６０ａに形成された垂直に延びる突起部１６０ｆと位置合わせされることにより、突起部１６０ｆが、プリフォーム１２８の粗い形態のスプライン１０６に存在している垂直の凹部と位置合わせされる。同様に、部品１２２の径方向外向きに突出する粗いスプライン形状が、垂直に延びる突起部１６０ｆの間の凹部と位置合わせされる。

【0084】

第４のパンチ１６２には、約９５トンの圧力が加えられてもよい。粗い形態のスプライン１０６がすでに生じているので、この圧力量は第３のステーション１２０ｃにおける圧力量よりも低い。パンチ１６２の直径は第３のパンチ１５２の直径よりもわずかに小さく、部品１００の滑らかな連続した内径１０１を規定する。

【0085】

図１３Ｂに示す第４のステーション１２０ｄのプレス作業の終了時に、未完成部品１２２は完成部品１００の形態であり、取出されてもよい。この形態では、成形作業が完了しており、内径１０１、面取り領域１０３、および外部スプライン幾何学的形状１０６がその最終的な成形状態にあるので、未完成部品１２２は部品１００または完成部品１００と称され得る。図１３Ｃは、内径１０１およびスプライン１０６を含む完成部品１００の上面図を示す。

【0086】

しかしながら、部品１００に対する追加の加工がさらに行われてもよい。たとえば、部品１００は、スプライン成形ステップ時に部品１００の材料が押された／引っ張られた上端がトリミング作業によってトリミングされてもよい。しかしながら、スプライン１０６のさらなる機械加工は不要である。加えて、部品１００の滑らかな連続した内径１０１は、部品１００の内側形状に対する追加の機械加工が不要な部品を提供する。言い換えれば、一般に、スプライン形状または部品の内径もしくは外径を規定するために部品の径方向において材料を除去するまたは機械加工で除去する必要がない。

【0087】

このように、もたらされる部品１００は、滑らかな連続した内径１０１を含む。外部スプライン１０６はさらに、滑らかで光沢のある／鏡面状の外観を呈する。この外観は、ブローチ加工またはワンショット加工の結果とは異なる。特に、スプライン１０６の根元およびスプライン１０６の外面における表面仕上げは図５に示すように鏡面状であり非常に滑らかであるが、他の加工では成形方向に（スプラインの長さに沿って）ウィットネスマークが生じ、仕上がりがより粗くなる。部品１００では、材料がトランスファープレス１２０のパンチに接触する結果、部品１００のカップ形状の内側の角にウィットネスマークが存在する場合がある。このように、部品１００およびそのスプライン１０６の大外径および小外径はいずれも滑らかで鏡面状である。図４および図５に示すように、内径１０１は、スプライン１０６の小径と周方向に位置合わせされた、垂直に延びるウィットネスマークを含む。

【0088】

スプライン１０６の改善された表面仕上げにより、嵌合部品との性能を改善することができ、特に嵌合部品の表面と部品１００のスプライン１０６との摺動接触が改善され得る。

【0089】

上述した加工およびもたらされる部品１００は、さまざまな利点を提供する。たとえば、加工のサイクルタイムが短縮される。サイクルタイムが短縮され、スプラインに対する機械加工作業が低減される結果、製造コストが削減される。加えて、表面仕上げが、上述したように、たとえばブローチ加工と比較して改善される。

【0090】

図１４Ａを参照して、回転入力部品２０２と回転出力部品２０４との間に配置された多板摩擦クラッチアセンブリ２００の基本的な概略図が示されている。クラッチアセンブリ２００は、入力部品２０２によって駆動されるクラッチハブ２０６と、出力部品２０４を駆動するクラッチドラム２０８と、クラッチパック２１０と、動力作動式クラッチアクチュエータ２１２とを含む。一局面において、部品１００はクラッチハブ２０６として形成されてもよい。クラッチパック２１０は、スプラインを介してクラッチハブ２０６に結合される内側クラッチプレート２１４と、スプラインを介してクラッチドラム２０８に結合される外側クラッチプレート２１６とを含む。クラッチアクチュエータ２１２は、クラッチパック２１０に係合力を加えて入力部品２０２から出力部品２０４に駆動トルクを伝える。少なくともクラッチハブ２０６（および場合によってはクラッチドラム２０８）は本開示の方法を用いて製造されることが意図されている。

【0091】

図１４Ｂは、摩擦クラッチアセンブリ２００が動力作動式ブレーキ装置として、場合によっては自動変速機の一部として使用されている基本的な概略図である。示されるように、クラッチドラム２０８はここでは静止部材であるが、クラッチハブ２０６は遊星ギアセット２２０の部品に結合されている。周知のように、摩擦クラッチ２００の解放および制動動作は、遊星ギアセット２２０を介して出力部品２０４に一対の速度比出力を提供するように機能する。

【0092】

本開示の部品１００のこれらの潜在的な使用を例示する目的は、これらの部品１００が多種多様な自動車用のおよび自動車用ではないトルク伝達用途に適合され得ることを当業者が理解できるようにすることである。

【0093】

上述される実施形態の説明は、例示および説明の目的で提供されている。網羅的であることも、本開示を限定することも意図していない。具体的な一実施形態の個々の要素または特徴は、一般的にはその具体的な実施形態に限定されず、適切な場合には、具体的な表記または記載がなくても、交換可能であり、かつ選択された実施形態において使用可能である。また、具体的な一実施形態の個々の要素または特徴は、さまざまに変更されてもよい。このような変更は、本開示からの逸脱であるとみなされるべきではなく、このような改変はすべて、本開示の範囲内に含まれることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14A】

【図14B】

【国際調査報告】