(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する被加工物をダイの中に配置すると共に，上記開口部内にマンドレルを配置し，次いで，上記ダイの内周壁と上記マンドレルの外周壁との間に形成された成形空間内に，上記マンドレルの外周壁との間にかしめ用爪部を成形するための間隙を保ちながらパンチを挿入して，上記被加工物の一部を塑性変形させ，上記間隙内にかしめ用爪部を成形する塑性加工法において，
上記被加工物の開口部の外側には，上記パンチの進行方向に向かって拡径するテーパ面を有する張出部を予め設けておき，該張出部のテーパ面を上記パンチにより押圧して，該張出部を塑性変形させることにより上記かしめ用爪部を成形することを特徴とするかしめ用爪部成形用の塑性加工法。
【請求項２】
請求項１において，上記張出部のテーパ面の面付け角度αは，
５〜４５度であることを特徴とするかしめ用爪部成形用の塑性加工法。
【請求項３】
請求項１又は２において，上記かしめ用爪部の下部外周には，上記かしめ用爪部の成形と並行してフランジ部を成形することを特徴とするかしめ用爪部成形用の塑性加工法。
【請求項４】
開口部を有すると共に，該開口部にはかしめ用爪部を設けてなる金属成形品において，
上記かしめ用爪部は，上記開口部の外側に，上記パンチの進行方向に向かって拡径するテーパ面を有する張出部を予め設けておき，該張出部のテーパ面を上記パンチにより押圧して，該張出部を塑性変形させることにより成形されたものであることを特徴とする金属成形品。
【請求項５】
ボールスタッドと，該ボールスタッドの球頭部を回動可能に支承するソケットと，上記ソケットの開口部にかしめ固定されるキャップとを有するボールジョイントにおいて，
上記ソケットの開口部の外側には，上記キャップをかしめ固定するためのかしめ用爪部を設けてあり，該かしめ用爪部は，上記請求項１，２又は３の塑性加工法により成形されたものであることを特徴とするボールジョイント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，例えばボールジョイントのソケット等に設けるかしめ用爪部を成形するための塑性加工法，及びこの塑性加工法により成形した金属成形品に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の塑性加工法により，ボールジョイントのソケット等にかしめ用爪部を成形する場合には，図７，図８に示すごとく，開口部９６０を有するソケット９６をダイ１１の中に配置すると共に，上記開口部９６０内にマンドレル１２を配置する。
【０００３】
次いで，上記ダイ１１の内周壁１１５と上記マンドレル１２の外周壁１２５との間に形成された成形空間２内に，上記マンドレル１２の外周壁１２５との間に間隙２６を保ちながらパンチ１３を挿入して，上記ソケット９６の一部を塑性変形させる。
これにより，上記間隙２６内にかしめ用爪部６２を成形する。
【０００４】
塑性加工前においては，上記ソケット９６の開口部９６０の外側には，上記パンチ１３の進行方向に対して略垂直に設けられた上端面９６６を有する端部９６１が設けられており，図７（ａ）に示すごとく，この端部９６１と上記ダイ１１の内周壁１１５とを離しておく場合と，図８（ａ）に示すごとく，この端部９６１と上記ダイ１１の内周壁１１５とを当接させておく場合とがある。
どちらの場合にも，端部９６１の上端面９６６の外周部分を上記パンチ１３により押圧して，端部９６１を塑性変形させる。
【０００５】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の塑性加工法により，薄肉のかしめ用爪部６２を成形する場合には，次の問題がある。
即ち，図７（ｂ）に示すごとく，上記パンチ１３の押圧により，端部９６１の外周部分を上記ダイ１１の内周壁１１５との間に押し込む場合には，上記端部９６１の上端面９６６は上記パンチ１３の押圧力を受けやすく，その進行方向へひき込まれやすい。そのため，上記間隙２６内に位置していた端部９６１の内周部分まで間隙２６外に流れ出てしまい，この間隙２６内に成形されるかしめ用爪部６２がすくんでしまう。それ故，かしめ用爪部６２の肉厚や高さを所定の大きさに確保できないという問題がある。
【０００６】
また，図８（ｂ）に示すごとく，上記パンチ１３の押圧により，端部９６１の外周部分を上記間隙２６内に押し上げる場合には，端部９６１を塑性変形させる際に，上記間隙２６内に成形されるかしめ用爪部６２の変形度合い（移動量）が大きく，かしめ用爪部６２に過大な力がかかって加工硬化が生じる。そのため，成形後には，かしめができないという問題がある。
【０００７】
そのため，切削加工によりかしめ用爪部６２を形成することが考えられるが，この場合には，切削加工の工程にコストがかかるという問題がある。
そして，これらのことは，上記ボールジョイントのソケットに限らず，その他の被加工物に対してかしめ用爪部を成形する場合においても，同様に生じる問題である。
【０００８】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，かしめ用爪部の肉厚や高さを確保することができ，かつかしめ用爪部の加工硬化を防止することができる，かしめ用爪部成形用の塑性加工法を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題の解決手段】
請求項１に記載の発明は，開口部を有する被加工物をダイの中に配置すると共に，上記開口部内にマンドレルを配置し，次いで，上記ダイの内周壁と上記マンドレルの外周壁との間に形成された成形空間内に，上記マンドレルの外周壁との間にかしめ用爪部を成形するための間隙を保ちながらパンチを挿入して，上記被加工物の一部を塑性変形させ，上記間隙内にかしめ用爪部を成形する塑性加工法において，
上記被加工物の開口部の外側には，上記パンチの進行方向に向かって拡径するテーパ面を有する張出部を予め設けておき，該張出部のテーパ面を上記パンチにより押圧して，該張出部を塑性変形させることにより上記かしめ用爪部を成形することを特徴とするかしめ用爪部成形用の塑性加工法にある。
【００１０】
本発明において最も注目すべきことは，上記被加工物の開口部の外側には，上記パンチの進行方向に向かって拡径するテーパ面を有する張出部を予め設けておき，該張出部のテーパ面を上記パンチにより押圧することである。
【００１１】
次に，本発明の作用につき説明する。
本発明の塑性加工法によれば，上記張出部のテーパ面を上記パンチにより押圧しても，上記テーパ面により上記パンチの押圧力を逃がすことができるので，上記パンチの進行方向へ上記張出部全体がひき込まれることを防止することができる。そのため，上記間隙内に位置していた張出部の内周部分は上記間隙外に流れ出ることがなく，上記間隙内に成形されるかしめ用爪部がすくむこともない。それ故，かしめ用爪部の肉厚や高さを所定の大きさに確保することができる。
【００１２】
また，上記張出部を塑性変形させる際に，上記かしめ用爪部の変形度合い（移動量）が小さいので，かしめ用爪部にかかる力を抑えることができ，かしめ用爪部に加工硬化が生じることを防止することができる。
また，上記のごとく，塑性加工によりかしめ用爪部を成形することができるため，切削加工の工程にかかるコストを削減することができる。
【００１３】
次に，請求項２の発明のように，上記張出部のテーパ面の面付け角度αは，５〜４５度であることが好ましい（図２）。
この場合には，上記テーパ面により上記パンチの押圧力を確実に逃がすことができる。そのため，上記間隙内に成形されるかしめ用爪部のすくみを確実に防止することができる。
【００１４】
上記面付け角度αが５度未満の場合には，上記かしめ用爪部の下部外周にフランジ部を成形する場合に，フランジ部の大きさが非常に小さくなる。また，４５度を超える場合には，上記パンチの押圧力を十分に逃がすことができないおそれがある。
【００１５】
次に，請求項３の発明のように，上記かしめ用爪部の下部外周には，上記かしめ用爪部の成形と並行してフランジ部を成形することが好ましい。
この場合には，上記かしめ用爪部とフランジ部とを同時加工することができる。
また，上記フランジ部は上記かしめ用爪部ほど高い寸法精度を必要としない。そのため，押圧される張出部の体積に多少のバラツキが生じていても，このバラツキは上記フランジ部の外径の張り具合で吸収することができる。それ故，上記かしめ用爪部の寸法精度を確保することができる。
【００１６】
次に，請求項４の発明は，開口部を有すると共に，該開口部にはかしめ用爪部を設けてなる金属成形品において，
上記かしめ用爪部は，上記開口部の外側に，上記パンチの進行方向に向かって拡径するテーパ面を有する張出部を予め設けておき，該張出部のテーパ面を上記パンチにより押圧して，該張出部を塑性変形させることにより成形されたものであることを特徴とする金属成形品にある。
【００１７】
上記金属成形品においては，請求項１と同様に，上記かしめ用爪部は肉厚や高さが所定の大きさに確保されており，加工硬化も生じていない。そのため，上記かしめ用爪部により，確実なかしめ固定を行うことができる。
【００１８】
次に，請求項５の発明は，ボールスタッドと，該ボールスタッドの球頭部を回動可能に支承するソケットと，上記ソケットの開口部にかしめ固定されるキャップとを有するボールジョイントにおいて，
上記ソケットの開口部の外側には，上記キャップをかしめ固定するためのかしめ用爪部を設けてあり，該かしめ用爪部は，上記請求項１，２又は３の塑性加工法により成形されたものであることを特徴とするボールジョイントにある。
【００１９】
上記ボールジョイントにおいては，請求項１と同様に，上記かしめ用爪部は肉厚や高さが所定の大きさに確保されており，加工硬化も生じていない。そのため，上記かしめ用爪部により，上記キャップを確実にかしめ固定することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかるかしめ用爪部成形用の塑性加工法につき，図１〜図３を用いて説明する。本例においては，ボールジョイントのソケットに３ｍｍの薄肉のかしめ用爪部を成形する例を示す。
本例のかしめ用爪部成形用の塑性加工法は，図１に示すごとく，開口部６０を有する被加工物としてのソケット６をダイ１１の中に配置すると共に，上記開口部６０内にマンドレル１２を配置する。
【００２１】
次いで，上記ダイ１１の内周壁１１５と上記マンドレル１２の外周壁１２５との間に形成された成形空間２内に，上記マンドレル１２の外周壁１２５との間にかしめ用爪部６２を成形するための間隙２６を約３ｍｍに保ちながらパンチ１３を挿入して，上記ソケット６の一部を塑性変形させる。
これにより，上記間隙２６内にかしめ用爪部６２を成形する。
【００２２】
塑性加工前においては，図２に示すごとく，上記ソケット６の開口部６０の外側には，上記パンチ１３の進行方向に向かって拡径するテーパ面６１１を有する張出部６１を予め設けておく。
上記張出部６１のテーパ面６１１の面付け角度αは２０度である。上記面付け角度αとは上記パンチ１３の進行方向に対する上記テーパ面６１１のなす角をいう。
【００２３】
以下，詳説する。
図１に示すごとく，上記ダイ１１は有底の円筒体であり，その開口部の外側には上記成形空間２を形成する内周壁１１５が設けてあり，その下方には上記内周壁１１５よりも内側に突出した内周壁１１６が設けてある。なお，図中の符号１１７は上記内周壁１１６の端面である。
また，上記ダイ１１の中に配置する金属製のソケット６も有底の円筒体であり，その開口部６０の下方には凹部６００が設けてある（図２）。
【００２４】
上記ソケット６の開口部６０及び凹部６００内に配置されるマンドレル１２は，中実の円柱体である。また，上記ダイ１１の内周壁１１５と対向する位置には上記成形空間２を形成する外周壁１２５が設けてあり，その下方には上記外周壁１２５よりも縮径された外周壁１２６が設けてある。
【００２５】
一方，上記成形空間２内に挿入するパンチ１３は円筒体であり，その外径は上記ダイ１１の内周壁１１５における内径と略等しく，その内径は上記マンドレル１２の外周壁１２５における外径よりも約６ｍｍ大きい。
なお，図中の符号１３１は上記パンチ１３の内周面であり，符号１３２は上記パンチ１３の底面である。
【００２６】
配置後のソケット６の張出部６１は，図１（ａ）に示すごとく，上記成形空間２内に位置しており，張出部６１の外周部分と上記ダイ１１の内周壁１１５とは若干離れており，張出部６１の内周部分と上記マンドレル１２の外周壁１２５，１２６とは当接している。なお，上記張出部６１の外周部分とは上記パンチ１３の進行方向の範囲内に位置している部分をいい，上記張出部６１の内周部分とは上記間隙２６内に位置している部分をいう。
【００２７】
そして，塑性加工時においては，図１（ｂ）に示すごとく，上記成形空間２内に上記パンチ１３を挿入して，上記張出部６１のテーパ面６１１を上記パンチ１３により押圧して，張出部６１を塑性変形させる。
これにより，上記間隙２６内には，上記張出部６１の内周部分より上記かしめ用爪部６２を成形する。
【００２８】
また，上記かしめ用爪部６２の下部外周には，上記かしめ用爪部６２の成形と並行してフランジ部６３を成形する。
具体的には，上記パンチ１３の押圧により，上記テーパ面６１１を有する張出部６１の外周部分を上記ダイ１１の内周壁１１５との間に押し込めて，上記張出部６１の外周部分より上記フランジ部６３を成形する。
【００２９】
塑性加工後のソケット６を図３に示す。上記かしめ用爪部６２は，上記パンチ１３の内周面１３１により形成された外周面６２１を有する。
また，上記フランジ部６３は，上記パンチ１３の底面１３２により形成された上面６３１と，上記ダイ１１の内周壁１１５により形成された外周面６３２と，上記ダイ１１の端面１１７により形成された下面６３３とを有する。
【００３０】
次に，本例の作用につき説明する。
本例の塑性加工法によれば，上記張出部６１のテーパ面６１１を上記パンチ１３により押圧しても，上記テーパ面６１１により上記パンチ１３の押圧力を逃がすことができる。そのため，上記パンチ１３の進行方向へ上記張出部６１全体がひき込まれることを防止することができる。
【００３１】
そのため，上記間隙２６内に位置していた張出部６１の内周部分は上記間隙２６外に流れ出ることがなく，上記間隙２６内に成形されるかしめ用爪部６２がすくむこともない。それ故，かしめ用爪部６２の肉厚や高さを所定の大きさに確保することができる。
【００３２】
また，上記張出部６１を塑性変形させる際に，上記かしめ用爪部６２の変形度合い（移動量）が小さいので，かしめ用爪部６２にかかる力を抑えることができ，かしめ用爪部６２に加工硬化が生じることを防止することができる。
また，上記のごとく，塑性加工によりかしめ用爪部６２を成形することができるため，切削加工の工程にかかるコストを削減することができる。
【００３３】
また，上記張出部６１のテーパ面６１１の面付け角度αは２０度である。そのため，上記テーパ面６１１により上記パンチ１３の押圧力を確実に逃がすことができる。それ故，上記間隙２６内に成形されるかしめ用爪部６２のすくみを確実に防止することができる。
【００３４】
また，上記かしめ用爪部６２の下部外周には，上記かしめ用爪部６２の成形と並行してフランジ部６３を成形する。そのため，上記かしめ用爪部６２とフランジ部６３とを同時加工することができる。
また，上記フランジ部６３は上記かしめ用爪部６２ほど高い寸法精度を必要としない。そのため，上記張出部６１の外周部分の体積に多少のバラツキが生じていても，このバラツキは上記フランジ部６３の外径の張り具合で吸収することができる。それ故，上記かしめ用爪部６２の寸法精度を確保することができる。
【００３５】
また，図３に示すごとく，上記フランジ部６３における外周面６３２の上側には，外径の張り具合の大きい一般部６３４が形成されており，下側には外径の張り具合の小さい肉ヒケ部６３５が形成されていることが好ましい。
この場合には，上記成形空間２内に肉が充満することがない。そのため，ダイ１１及びパンチ１３への負担が少なく，ダイ１１及びパンチ１３の耐久性を向上させることができる。
【００３６】
実施形態例２
本例は，上記実施形態例１の塑性加工法により成形したかしめ用爪部を有する，金属成形品の一例を示すものである。
上記金属成形品としてのボールジョイント４は，図４に示すごとく，ボールスタッド７と，このボールスタッド７の球頭部７１を回動可能に支承するソケット６と，このソケット６の凹部６００内に上記球頭部７１と対面させて配設した樹脂製のボールシート７９と，上記ソケット６の開口部６０にかしめ固定されるキャップ５とを有する。
上記ソケット６の開口部６０の外側には，上記キャップ５をかしめ固定するためのかしめ用爪部６２を設けてあり，このかしめ用爪部６２は，上記実施形態例１の塑性加工法により成形されたものである。
【００３７】
上記ソケット６は有底の円筒体であり，上記キャップ５はリング状である。
上記ボールスタッド７のスタッド７２は，上記キャップ５の貫通孔５０に挿通されている。
上記ボールスタッド７の球頭部７１には，上記キャップ５を上記かしめ用爪部６２によりかしめ固定することにより，上記ボールシート７９を介して適度な面圧が付与されている。
【００３８】
なお，本例にかかるボールジョイント４は自動車のサスペンションに設けられるもので，例えば，車体側にはソケット６，車輪側にはボールスタッド７が接続される。
【００３９】
本例のボールジョイント４においては，実施形態例１と同様に，上記かしめ用爪部６２は肉厚や高さが所定の大きさに確保されており，加工硬化も生じていない。そのため，上記かしめ用爪部６２により，上記キャップ５を確実にかしめ固定することができる。それ故，上記球頭部７１に付与される面圧を確保し，ボールジョイント４の剛性を確保することができる。
【００４０】
実施形態例３
本例は，上記実施形態例１の塑性加工法により成形したかしめ用爪部を有する，金属成形品の他例を示すものである。
本例のボールジョイント４においては，図５に示すごとく，上記ソケット６は無底の円筒体であり，上記キャップ５は円盤状である。
上記ソケット６は，上記キャップ５がかしめ固定される開口部６０とは反対側にも開口部６０１を有しており，上記ボールスタッド７のスタッド７２は，この開口部６０１に挿通されている。
【００４１】
上記ボールスタッド７の球頭部７１は，上記開口部６０１の外側に位置する縮径端部６４に，上記ボールシート７９を介して係止されている。また，上記ボールスタッド７の球頭部７１には，上記キャップ５を上記かしめ用爪部６２によりかしめ固定することにより，上記ボールシート７９を介して適度な面圧が付与されている。
その他は，実施形態例２と同様である。
本例においても，実施形態例２と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
実施形態例４
本例は，上記実施形態例１の塑性加工法により成形したかしめ用爪部を有する，金属成形品のもうひとつの他例を示すものである。
本例のボールジョイント４においては，図６に示すごとく，上記ソケット６は無底の円筒体であり，上記キャップ５は有底の円筒体５１とその開口端部より突出形成したフランジ５２とよりなる。
【００４３】
上記ボールスタッド７の球頭部７１は半球状であり，上記開口部６０１の外側に位置する縮径端部６４に，上記ボールシート７９１を介して係止されている。また，上記ボールスタッド７の球頭部７１には，上記キャップ５を上記かしめ用爪部６２によりかしめ固定することにより，上記ボールシート７９２，バネ７８を介して適度な面圧が付与されている。
その他は，実施形態例３と同様である。
本例においても，実施形態例３と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
【発明の効果】
上述のごとく，本発明によれば，かしめ用爪部の肉厚や高さを確保することができ，かつかしめ用爪部の加工硬化を防止することができる，かしめ用爪部成形用の塑性加工法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における，かしめ用爪部成形用の塑性加工法の説明図。
【図２】実施形態例１における，塑性加工前のソケットを示す一部断面斜視図。
【図３】実施形態例１における，塑性加工後のソケットを示す一部断面斜視図。
【図４】実施形態例２における，ボールジョイントの断面図。
【図５】実施形態例３における，ボールジョイントの断面図。
【図６】実施形態例４における，ボールジョイントの断面図。
【図７】従来例における，かしめ用爪部成形用の塑性加工法の一例を示す説明図。
【図８】従来例における，かしめ用爪部成形用の塑性加工法の他例を示す説明図。
【符号の説明】
１１．．．ダイ，
１１５．．．内周壁，
１２．．．マンドレル，
１２５．．．外周壁，
１３．．．パンチ，
２．．．成形空間，
２６．．．間隙，
４．．．ボールジョイント，
５．．．キャップ，
６．．．ソケット，
６０．．．開口部，
６１．．．張出部，
６１１．．．テーパ面，
６２．．．かしめ用爪部，
６３．．．フランジ部，
７．．．ボールスタッド，
７１．．．球頭部，
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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