(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボス部とその外周の周縁部とを備え、前記ボス部と前記周縁部の間に環状の余剰部を設けて、前記ボス部のつけ根部と前記周縁部とを該ボス部の軸線方向に変位させた板金製回転部材を設け、この板金製回転部材の前記ボス部を回転部材保持型のボス部嵌合孔に嵌合するとともに、該ボス部にスプライン形成雄型を挿通して回転部材保持型で板金製回転部材を保持し、押し型で前記環状の余剰部を回転部材保持型に押圧して、押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながら前記ボス部のつけ根部を前記スプライン形成雄型に押し込んで塑性変形させてボス側スプラインを形成することを特徴とするボス部を有する板金製回転部材のスプラインの形成方法。
【請求項２】
ボス部とその外周の周縁部とを備え、前記ボス部と前記周縁部の間に環状の余剰部を設けて、前記ボス部のつけ根部と前記周縁部とを該ボス部の軸線方向に変位させた板金製回転部材を設け、この板金製回転部材の前記ボス部を回転部材保持型のボス部嵌合孔に嵌合するとともに、該ボス部にキー溝形成雄型を挿通して回転部材保持型で板金製回転部材を保持し、押し型で前記環状の余剰部を回転部材保持型に押圧して、押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながら前記ボス部のつけ根部を前記キー溝形成雄型に押し付けて塑性変形させてボス側キー溝を形成することを特徴とするボス部を有する板金製回転部材のキー溝の形成方法。
【請求項３】
前記押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながらボス部のつけ根部をスプライン形成雄型に押し込んで塑性変形させてボス側スプラインを形成する時に、前記ボス部の先端に規制部材を当接させてボス部の先端が該ボス部の軸線方向にのびるのを規制する請求項１に記載のボス部を有する板金製回転部材のスプラインの形成方法。
【請求項４】
前記押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながらボス部のつけ根部をキー溝形成雄型に押し付けて塑性変形させてボス側キー溝を形成する時に、前記ボス部の先端に規制部材を当接させてボス部の先端が該ボス部の軸線方向にのびるのを規制する請求項２に記載のボス部を有する板金製回転部材のキー溝の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボス部を有する板金製回転部材のスプラインとキー溝の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１７に示すように、ボス部２とその外周の周縁部３とを備えた板金製回転部材１に対する回転軸４の結合手段としては、板金製回転部材１のボス部２に設けたボス側スプライン５に、回転軸４に設けた軸側スプライン６を嵌合するスプライン結合手段や、図示していない打込みキー、植込みキーなどの沈みキー類に属するキー結合手段が多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のボス側スプライン５やボス側キー溝などは切削加工によって形成されている。しかし、切削加工によってボス側スプライン５を形成すると、図１８に示すように、ボス部２の有効肉厚ｔ１が素材の肉厚Ｔよりもボス側スプライン５の深さＤに相当して薄くなり、それだけボス部２の強度が低下する。このため、板金の肉厚Ｔを必要以上に厚くして、ボス部２の強度を確保する必要があるので、板金製回転部材１の重量増加を招いて軽量化を妨げることになり、重量増加分に相当してコストが高くなる。また、切削速度の観点から短時間でボス側スプライン５を形成することができないために、製造能率向上によるコストダウンを期待することができないばかりか、切削加工時に発生する切削粉が作業環境に悪影響をおよぼすなどの欠点を有している。このことは、切削加工によってボス側キー溝を形成する場合にもいえる。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、板金の肉厚が必要以上に厚くなるのを避けて、ボス部の強度を確保することにより軽量化を達成でき、ボス側スプラインやボス側キー溝の形成時間を短縮して板金製回転部材の製造能率を向上させるとともに、切削粉の発生をなくして作業環境に悪影響がおよぶのを回避することができるボス部を有する板金製回転部材のスプラインの形成方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係るボス部を有する板金製回転部材のスプラインの形成方法は、ボス部とその外周の周縁部とを備え、前記ボス部と前記周縁部の間に環状の余剰部を設けて、前記ボス部のつけ根部と前記周縁部とを該ボス部の軸線方向に変位させた板金製回転部材を設け、この板金製回転部材の前記ボス部を回転部材保持型のボス部嵌合孔に嵌合するとともに、該ボス部にスプライン形成雄型を挿通して回転部材保持型で板金製回転部材を保持し、押し型で前記環状の余剰部を回転部材保持型に押圧して、押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながら前記ボス部のつけ根部を前記スプライン形成雄型に押し込んで塑性変形させてボス側スプラインを形成することを特徴としている。
【０００６】
また、前記目的を達成するために、請求項２に記載の発明に係るボス部を有する板金製回転部材のキー溝の形成方法は、ボス部とその外周の周縁部とを備え、前記ボス部と前記周縁部の間に環状の余剰部を設けて、前記ボス部のつけ根部と前記周縁部とを該ボス部の軸線方向に変位させた板金製回転部材を設け、この板金製回転部材の前記ボス部を回転部材保持型のボス部嵌合孔に嵌合するとともに、該ボス部にキー溝形成雄型を挿通して回転部材保持型で板金製回転部材を保持し、押し型で前記環状の余剰部を回転部材保持型に押圧して、押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながら前記ボス部のつけ根部を前記キー溝形成雄型に押し付けて塑性変形させてボス側キー溝を形成することを特徴としている。
【０００７】
さらに、請求項３に記載の発明のように、前記押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながらボス部のつけ根部をスプライン形成雄型に押し込んで塑性変形させてボス側スプラインを形成する時に、前記ボス部の先端に規制部材を当接させてボス部の先端が該ボス部の軸線方向にのびるのを規制することが好ましい。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明のように、前記押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながらボス部のつけ根部をキー溝形成雄型に押し付けて塑性変形させてボス側キー溝を形成する時に、前記ボス部の先端に規制部材を当接させてボス部の先端が該ボス部の軸線方向にのびるのを規制することが好ましい。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、板金の肉厚とボス部の有効肉厚とを等しくしてボス部の強度を確保することができる。また、ボス側スプラインは、ボス部のつけ根部がスプライン形成雄型に押し込まれることで瞬時に塑性変形して形成される。さらに、ボス側スプラインの形成時に切削粉が発生することはない。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、板金の肉厚とボス部の有効肉厚とを等しくしてボス部の強度を確保することができる。また、ボス側キー溝は、ボス部のつけ根部がキー溝形成雄型に押し付けられることで瞬時に塑性変形して形成される。さらに、ボス側キー溝の形成時に切削粉が発生することはない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、請求項１に記載の発明に係るボス部を有する板金製回転部材のスプラインの形成方法の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、前記図１７、図１８で説明した従来例と同一部分には同一符号を付す。
図１に示すように、板金製回転部材１は、ボス部２と周縁部３の間に環状の余剰部７をボス部２の軸線Ｃ方向の一方側に隆起して設けて、ボス部２のつけ根部８の位置と周縁部３の位置とを軸線Ｃ方向の一方側に予め変位させてある。
【００１２】
一方、図２に示すように、規制部材１６が組み込まれた回転部材保持型９とスプライン形成雄型１０とからなる固定型１１と、この固定型１１に同じ軸線Ｃ１を有して接近・離間して可動型として機能する押し型１２とを備えたプレス金型設備１３を構成する。
【００１３】
回転部材保持型９は、軸線Ｃ１方向で分割された上型９ａ１と下型９ａ２とを一体に結合した割型によってなり、押し型１２に対向する上型９ａ１の上面には、軸線Ｃ１に直交する平坦な保持面９Ａが設けられ、この保持面９Ａから下側に向けて軸線Ｃ１を中心にしたボス部嵌合孔９Ｂと、截頭円錐形の規制部材保持第１孔９Ｃと、大径の規制部材保持第２孔９Ｄが互いに連通して設けてある。また、下型９ａ２には軸線Ｃ１を中心にしたスプライン形成雄型保持孔９Ｃが大径の規制部材保持第２孔９Ｄに連通して設けてある。スプライン形成雄型１０は、大径の基部１０Ａと、小径の軸部１０Ｂとを有し、小径の軸部１０Ｂの先端部とその付近の外周に円周方向の間隔を隔てて軸方向にのびる複数のスプライン形成用の溝１０Ｃ，１０Ｃ…を設けてある。
【００１４】
規制部材１６は略逆漏斗状のもので、スプライン形成雄型１０を挿通し、かつ下型９ａ２の上面に載置した状態で上型９ａ１における規制部材保持第１孔９Ｃと第２孔９Ｄに下側から嵌合して保持されており、上端部の小径規制部１６Ａがボス部嵌合孔９Ｂに臨んでいる。
【００１５】
固定型１１は、規制部材１６が組み込まれた回転部材保持型９とスプライン形成雄型１０との組み合わせによって構成されている。すなわち、スプライン形成雄型１０の大径の基部１０Ａを下型９ａ２のスプライン形成雄型保持孔９Ｅに嵌合し、かつ小径の軸部１０Ｂの先端部を上型９ａ１の保持面９Ａから押し型１２方向に突出させて、スプライン形成用の溝１０Ｃ，１０Ｃ…における軸方向の一部をボス部嵌合孔９Ｂに臨ませた状態で、スプライン形成雄型１０の中心軸線を回転部材保持型９の軸線Ｃ１に合致させて組み合わせてある。また、固定型１１は、固定型保持盤１４の盤面に位置ずれ不能かつ取り外しを可能にクランプなどの保持手段（図示省略）によって保持されている。
【００１６】
可動型として機能する押し型１２には、軸線Ｃ１に直交する平坦な押圧面１２Ａが回転部材保持型９にに対向して設けられ、軸線Ｃ１を中心にした軸部嵌合凹部１２Ｂをスプライン形成雄型１０の小径の軸部１０Ｂに対向して設けてある。また、可動型保持盤１５の盤面に位置ずれ不能かつ取り外しを可能にクランプなどの保持手段（図示省略）によって保持されているとともに、可動型保持盤１５は、図示していない進退移動機構によって進退して、押し型１２の押圧面１２Ａを固定型１１における回転部材保持型９の保持面９Ａに接近・離間させるようになっている。
【００１７】
まず、図３に示すように、板金製回転部材１のボス部２にスプライン形成雄型１０の小径の軸部１０Ｂを挿通し、かつ回転部材保持型９のボス部嵌合孔９Ｂにボス部２を嵌合して、ボス部２の下端（先端）を規制部材１６における小径規制部１６Ａの上端（先端）に対向させるとともに、板金製回転部材１の周縁部３を回転部材保持型９の保持面９Ａに載置（当接）した状態で、板金製回転部材１を固定型１１にセットする。この状態では、環状の余剰部７が保持面９Ａから離れている。
【００１８】
つぎに、可動型保持盤１４と押し型１２を固定型１１に向けて押し進めると、まず、軸部嵌合凹部１２Ｂにスプライン形成雄型１０における小径の軸部１０Ｂの先端側が嵌合され、続いて図４に示すように押圧面１２Ａが環状の余剰部７に当接する。
【００１９】
さらに、押し型１２が固定型１１に向けて押し進められると、押圧面１２Ａで環状の余剰部７を保持面９Ａの方向に押圧し、延ては押圧面１２Ａと保持面９Ａとで環状の余剰部７を挟んで図５のように偏平に変形させる。このように、環状の余剰部７が偏平に変形する過程において、環状の余剰部７の金属組織には、図６の矢印ａ，ｂ，ｃで示す方向の流れが生じると考えられる。すなわち、軸線Ｃに向かって反放射状に集中する矢印ａ，ｂで示す大きい金属組織の流れと、軸線Ｃから放射状に離れる矢印ｃで示す小さい金属組織の流れが生じ、前記反放射状に集中する大きい金属組織の流れ（矢印ａ，ｂ）によって、ボス部２のつけ根部８の金属組織を矢印ｄで示すように流して、スプライン形成雄型１０のスプライン形成用の溝１０Ｃ，１０Ｃ…に押し込みながら塑性変形させ、最終的には、図５，図７および図８に示すように、ボス部２の内周面よりもさらに軸線Ｃ１方向に突出したボス側スプライン５を瞬時に形成することができる。この場合、ボス部２の下端が規制部材１６における小径規制部１６Ａの上端に当接するので、ボス部２の下端が下向きにのびるのを規制することができる。つまり、ボス部２の先端が該ボス部２の軸線Ｃ方向にのびるのを規制できる。したがって、ボス側スプライン５を精度よく形成できるとともに、ボス部２の軸線Ｃ方向の長さを均一に設定してバラツキを抑えるることができる。なお、ボス側スプライン５が形成された板金製回転部材１は、押し型１２を後退させて固定型１１から離間させたのちに、たとえば、図示していない、ノックピンの作用によって固定型１１から取り外して回収すればよい。
【００２０】
このような方法でボス部２の内周面よりもさらに軸線Ｃ１方向に突出したボス側スプライン５を形成しているので、板金の肉厚とボス部２の有効肉厚とを等しくして、ボス部２の強度を確保することができる。このため、板金の肉厚が必要以上に厚くなるのを避けて、重量の増加を抑えることができるから、板金製回転部材１の軽量化を達成して、コストを下げることができる。また、ボス側スプライン５は、ボス部２のつけ根部８がスプライン形成雄型１０のスプライン形成用の溝１０Ｃ，１０Ｃ…に押し込まれることで瞬時に塑性変形して形成されるので、製造能率の大幅な向上によりコストダウンを期待することができる。さらに、ボス側スプライン５の形成時に切削粉が発生しないので、作業環境に悪影響をおよぼすことはない。
【００２１】
前記実施の形態では、押し型１２を可動型として機能させて、回転部材保持型９とスプライン形成雄型１０との組み合わせによってなる固定型１１に接近・離間させるプレス金型設備１３で説明しているが、押し型１２を固定して前記固定型１１に可動型としての機能をもたせて、押し型１２に接近・離間させるプレス金型設備１３であってもよい。また、図９に示すように、押し型１２を固定型１１に向くキャップ状に形成して、固定型１１への接近時に回転部材保持型９が押し型１２に嵌合されるように構成したプレス金型設備１３であってもよい。
【００２２】
つぎに、請求項２に記載の発明に係るボス部を有する板金製回転部材のキー溝の形成方法について説明する。なお、前記図２〜図８で説明したスプラインの形成方法と異なる構成は、図１０に示すように、固定型１１が規制部材１６を組み込んだ回転部材保持型９とキー溝形成雄型１７との組み合わせによって構成されている点であり、キー溝形成雄型１７は、大径の基部１７Ａと、小径の軸部１７Ｂとを有し、小径の軸部１７Ｂの先端部とその付近の外周に軸方向にのびるキー溝形成用の突起１７Ｃを設けてある。なお、図２〜図８で説明した請求項１に記載の発明に係るスプラインの形成方法と同一部分には同一符号を付して、重複する構造説明は省略する。
【００２３】
このような構成であれば、図１１に示すように板金製回転部材１を固定型１１にセットした後、可動型保持盤１４と押し型１２を固定型１１に向けて押し進めると、まず、軸部嵌合凹部１２Ｂにキー溝形成雄型１７における小径の軸部１７Ｂの先端側が嵌合され、続いて図１２に示すように押圧面１２Ａが環状の余剰部７に当接する。
【００２４】
さらに、押し型１２が固定型１１に向けて押し進められると、押圧面１２Ａで環状の余剰部７を保持面９Ａの方向に押圧し、延ては押圧面１２Ａと保持面９Ａとで環状の余剰部７を挟んで図１３のように偏平に変形させる。このように、環状の余剰部７が偏平に変形する過程において、環状の余剰部７の金属組織には、図１４の矢印ａ，ｂ，ｃで示す方向の流れが生じてボス部２のつけ根部８の円周方向の一部を金属組織を矢印ｄで示すように流して、キー溝形成雄型１７のキー溝形成用の突起１７Ｃに押し付けながら塑性変形させ、最終的には、図１３，図１５および図１６に示すように、ボス部２の内周面より外周面側に凹入したボス側キー溝１８を瞬時に形成することができる。この場合、ボス部２の下端が規制部材１６における小径規制部１６Ａの上端に当接するので、ボス部２の下端が下向きにのびるのを規制することができる。つまり、ボス部２の先端が該ボス部２の軸線Ｃ方向にのびるのを規制できる。したがって、ボス側キー溝１８を精度よく形成できるとともに、ボス部２の軸線Ｃ方向の長さを均一に設定してバラツキを抑えるることができる。なお、ボス側キー溝１８が形成された板金製回転部材１は、押し型１２を後退させて固定型１１から離間させたのちに、たとえば、図示していない、ノックピンの作用によって固定型１１から取り外して回収すればよい。
【００２５】
このような方法でボス側キー溝１８を形成しているので、板金の肉厚とボス部２の有効肉厚とを等しくして、ボス部２の強度を確保することができる。このため、板金の肉厚が必要以上に厚くなるのを避けて、重量の増加を抑えることができるから、板金製回転部材１の軽量化を達成して、コストを下げることができる。また、ボス側キー溝１８は、ボス部２のつけ根部８の円周方向の一部がキー溝形成用の突起１７Ｃに押し付けられることで瞬時に塑性変形して形成されるので、製造能率の大幅な向上によりコストダウンを期待することができる。さらに、ボス側スプライン５の形成時に切削粉が発生しないので、作業環境に悪影響をおよぼすことはない。
【００２６】
なお、プレス金型設備１３は、請求項１に記載の発明と同様に、押し型１２を固定して前記固定型１１に可動型としての機能をもたせて、押し型１２に接近・離間させるプレス金型設備１３であってもよい。また、図９に示すように、押し型１２を固定型１１に向くキャップ状に形成して、固定型１１への接近時に回転部材保持型９が押し型１２に嵌合されるように構成したプレス金型設備１３であってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または請求項２に記載の発明によれば、板金の肉厚とボス部の有効肉厚とを等しくして，ボス部の強度を確保することができるので、板金の肉厚が必要以上に厚くなるのを避けて、重量の増加を抑え、板金製回転部材の軽量化を達成して、コストを下げることができる。また、ボス側スプラインは、ボス部のつけ根部がスプライン形成雄型に押し込まれることで瞬時に塑性変形して形成され、ボス側キー溝は、ボス部のつけ根部がキー溝形成雄型に押し付けられることで瞬時に塑性変形して形成されるので、製造能率の大幅な向上によりコストダウンを期待することができる。さらに、ボス側スプラインとボス側キー溝の形成時に切削粉が発生しないので、作業環境に悪影響をおよぼすことはない。
【００２８】
また、請求項３に記載の発明によれば、ボス側スプラインを精度よく形成できるとともに、ボス部の軸線方向の長さを均一に設定してバラツキを抑えるることができる。
【００２９】
また、請求項４に記載の発明によれば、ボス側キー溝を精度よく形成できるとともに、ボス部の軸線方向の長さを均一に設定してバラツキを抑えるることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１または請求項２に記載の発明の実施に適用される板金製回転部材の一例を示す縦断面図である。
【図２】請求項１に記載の発明の実施に適用されるプレス金型設備の一例を示す縦断面図である。
【図３】固定型に板金製回転部材をセットした状態の縦断面図である。
【図４】押し型の押圧面が環状の余剰部に当接した状態の縦断面図である。
【図５】環状の余剰部を偏平に変形させた状態の縦断面図である。
【図６】環状の余剰部を偏平に変形させる過程で生じる金属組織の流れを部分的に示す拡大半截断面図である。
【図７】ボス側スプラインが形成された状態を示す拡大半截断面図である。
【図８】図７の全体平面図である。
【図９】押し型の変形例を示す縦断面図である。
【図１０】請求項２に記載の発明の実施に適用されるプレス金型設備の一例を示す縦断面図である。
【図１１】固定型に板金製回転部材をセットした状態の縦断面図である。
【図１２】押し型の押圧面が環状の余剰部に当接した状態の縦断面図である。
【図１３】環状の余剰部を偏平に変形させた状態の縦断面図である。
【図１４】環状の余剰部を偏平に変形させる過程で生じる金属組織の流れを部分的に示す拡大半截断面図である。
【図１５】ボス側キー溝が形成された状態を示す拡大半截断面図である。
【図１６】図１５の全体平面図である。
【図１７】板金製回転部材と回転軸のスプライン結合の一例を示す断面図である。
【図１８】従来のボス側スプラインを示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１  板金製回転部材
２  ボス部
３  周縁部
５  ボス側スプライン
７  環状の余剰部
８  ボス部のつけ根部
９  回転部材保持型
９Ｂ  ボス部嵌合孔
１０  スプライン形成雄型
１２  押し型
１６  規制部材
１７  キー溝形成雄型
Ｃ  ボス部の軸線
【図１】
0003559784.tif 000002
【図２】
0003559784.tif 000003
【図３】
0003559784.tif 000004
【図４】
0003559784.tif 000005
【図５】
0003559784.tif 000006
【図６】
0003559784.tif 000007
【図７】
0003559784.tif 000008
【図８】
0003559784.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003559784.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003559784.tif 000013
【図１３】
0003559784.tif 000014
【図１４】
0003559784.tif 000015
【図１５】
0003559784.tif 000016
【図１６】
0003559784.tif 000017
【図１７】
0003559784.tif 000018
【図１８】
0003559784.tif 000019