(57)【要約】【課題】  コスト的に有利な扁平リング部材の製造方法を提供すること。【解決手段】  凹曲面２３を有する受け部材２１と、凹曲面２３と対向配置したハンマ２２との間に、片側が肉厚で反対側が肉薄となるようテーパー状不等厚に形成された帯状鋼材Ｗ１を、その肉厚側が凹曲面２３に沿うように連続供給し、帯状鋼材Ｗ１の肉薄側をハンマ２２で連続的に打撃して帯状鋼材Ｗ１を等厚扁平化させながらコイリング成形する。コイリングされた帯状鋼材Ｗ１をほぼ一巻分ごとに切断すると、有端状の扁平リング部材が切り出される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹曲面を有する受け部材と、前記凹曲面と対向配置したハンマとの間に、片側が肉厚で反対側が肉薄となるようテーパー状不等厚に形成された帯状鋼材を、その肉厚側が前記凹曲面に沿うように連続供給し、帯状鋼材の肉薄側を前記ハンマで連続的に打撃して前記帯状鋼材を等厚扁平化させながらコイリング成形する工程と、コイリングされた帯状鋼材をほぼ一巻分ごとに切断して有端状の扁平リング部材を切り出す工程とを含む扁平リング部材の製造方法。
【請求項２】
前記凹曲面と対向する位置で偏心軸を中心として回転可能な円筒状偏心ローラで構成されたハンマを連続回転させて、帯状鋼材の肉薄側を連続的に打撃するようにした請求項１に記載の扁平リング部材の製造方法。
【請求項３】
帯状鋼材をほぼ一巻き分コイリングした段階で切断するようにした請求項１に記載の扁平リング部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のドライブプレートやリングギア等の扁平リング部材を製造する過程で得られる扁平リング部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドライブプレートやリングギア等の扁平リング部材は、例えば鋼板をプレス機でリング状に打抜くか、または、扁平リング部材ほぼ一個分の帯状鋼材を幅広面が同一平面に位置するようにロール成形し、その後、重なり合った部分を切断して切断端部同士を溶接することによって製造されている。
【０００３】
鋼板をプレスによってリング状に打抜く方法は多くの端材が発生するため、材料のロスが多くコスト的に不利である。また、ほぼ一個分の帯状鋼材をロール成形して溶接する方法も、帯状鋼材の両端部を所望の曲率にロール成形することが困難で、かかる両端部を切断する必要があることから多くの端材が発生する。
【０００４】
かかる事情に鑑み、従来は、断面円形の鋼線材をリング状に湾曲する工程と、前記鋼線材を一巻回単位長さごとに切断する工程と、前記リング状の鋼線材の両端部を溶接して断面円形のリング線材を得る工程と、前記リング線材を巻回軸方向にプレスして所定肉厚のリング状プレート素材を得る工程と、前記リング状プレート素材の内径部及び／又は外径部を打ち抜き加工して所定形状のリング状プレート部材（以下、扁平リング部材という。）を得る工程とを含む方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０４２６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の方法は、断面円形の鋼線材をリング状に湾曲させ、一巻回単位長さごとに切断しているので、鋼線材の切断部分が所望の曲率にロール成形される。この方法では、ひとつのリング状素材を得るのに、鋼線材の両端のみが端材となり、鋼線材の切断部分に端材が生じない。しかし、リング素材から扁平リング部材を得るのに、さらにプレス工程と打抜き工程を要し、しかも打抜き工程で端材が生じる。
【０００７】
本発明は斯かる実情に鑑み創案されたものであって、その目的は、工数及び端材を減少させることでコスト的に有利な扁平リング部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る扁平リング部材の製造方法は、上記目的を達成するため、凹曲面を有する受け部材と、前記凹曲面と対向配置したハンマとの間に、片側が肉厚で反対側が肉薄となるようテーパー状不等厚に形成された帯状鋼材を、その肉厚側が前記凹曲面に沿うように連続供給し、帯状鋼材の肉薄側を前記ハンマで連続的に打撃して前記帯状鋼材を等厚扁平化させながらコイリング成形する工程と、コイリングされた帯状鋼材をほぼ一巻分ごとに切断して有端状の扁平リング部材を切り出す工程とを含むことを特徴としている。
【０００９】
受け部材の凹曲面は、帯状鋼材の供給方向の断面輪郭が凹曲線状をなし、帯状鋼材の供給方向と直交する方向の断面輪郭がストレート状をなす。断面テーパー状の帯状鋼材を、その肉厚側が受け部材の凹曲面に沿うように受け部材とハンマの間に連続供給し、帯状鋼材の肉薄側をハンマで連続的に打撃すると、帯状鋼材の肉厚側が展延により減肉する一方、肉薄側が圧縮により増肉する。これにより、断面テーパ状の帯状鋼材は、等厚扁平化されながらコイリング成形される。また、帯状鋼材の肉厚側は受け部材の凹曲面に押し当てられることにより、肉薄側はハンマで叩かれることにより、厚み方向の断面輪郭がストレート状に成形され、又は維持される。したがって、帯状鋼材は、上記コイリング成形により断面テーパー状から断面略長方形状又は断面略正方形状に成形される。コイリングされた帯状鋼材をほぼ一巻分ごとに切断すると、有端状の扁平リング部材が得られる。有端状の扁平リング部材の端部はコイリング成形により所望の曲率に成形されているので、有端状の扁平リング部材から端材が生じない。また、有端状の扁平リング部材はコイリング成形により既に扁平化されているので、その両端部を接合することで扁平リング部材が得られる。この扁平リング部材は、帯状鋼材のコイリング成形時に外周部及び内周部の厚み方向がストレート状に成形されるので、外周部及び／又は内周部の打抜きが不要である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は前述の如く、断面テーパー状の帯状鋼材をコイリング成形する際に扁平化することで、プレスや打抜きが不要になり、また、打抜きを不要にすることで、打抜き時に生じていた端材が発生しなくなる。したがって、工数及び端材を減らして扁平リング部材の製造コストを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。
【００１２】
図１に断面テーパー状の帯状鋼材Ｗ１を示す。この帯状鋼材Ｗ１は、幅方向の片側Ｗ１ａが肉厚で反対側Ｗ１ｂが肉薄に成形された断面台形状の長尺な線材である。帯状鋼材Ｗ１は、断面円形状の線材を圧延して成形するという製造上の理由とその運搬上の理由から、図示の如く幅方向をロール軸１の軸方向とほぼ同じ方向にしてロール状に巻回された状態で提供される。以下、帯状鋼材Ｗ１の幅方向片側を肉厚側Ｗ１ａ、反対側を肉薄側Ｗ１ｂという。
【００１３】
図２に、本発明方法を適用した扁平リング部材の製造装置の一例を示す。同図において、符号１０はローラレベラ、符号２０は帯状鋼材Ｗ１の曲げ治具、符号３０はカッターである。
【００１４】
ローラレベラ１０は、ロール状に巻回された帯状鋼材Ｗ１を引き出してその曲げひずみを矯正する工程で使用される。ローラレベラ１０は、図２に示すように、千鳥状に配置した複数個のローラ１１，１２で構成される。帯状鋼材Ｗ１の上面側に配置されるローラ１１と、下面側に配置されるローラ１２との間隔は、ローラレベラ１０の始端側（図示上右端側）から終端側（図示上左端側）に向かうにつれて徐々に広がっている。
【００１５】
ロール状に巻回された帯状鋼材Ｗ１を引き出すと、残留ひずみにより帯状鋼材Ｗ１に曲げが生じる。図示上は、引き出された帯状鋼材Ｗ１に張力が作用しているので曲がっていないが、かかる張力を解除すると、残留ひずみにより曲げが生じる。ローラレベラ１０を構成するローラ１１，１２間に帯状鋼材Ｗ１を連続的に供給すると、帯状鋼材Ｗ１は、ローラレベラ１０の始端側で大きく波打ち、終端側に向かって徐々に波打ち幅が小さくなり、終端側から真直ぐに伸びた状態で排出され、曲げひずみが矯正される。
【００１６】
曲げ治具２０は、受け部材２１とハンマ２２を主要な構成要素として備え、帯状鋼材Ｗ１を幅方向に屈曲させて螺旋状に成形する工程に使用される。受け部材２１は、図３に示すように、ローラレベラ１０から供給される帯状鋼材Ｗ１の肉厚側Ｗ１ａを案内する凹曲面２３を有する。凹曲面２３は帯状鋼材Ｗ１の供給方向断面である横断面の輪郭が凹曲線状をなし、縦断面輪郭がストレート状をなす。この実施形態では、凹曲面２３を部分円筒面状とする。ハンマ２２は、ローラレベラ１０から流送される帯状鋼材Ｗ１の肉薄側Ｗ１ｂを打撃し、肉厚側Ｗ１ａが凹曲面２３に接触するように帯状鋼材Ｗ１を変形させる。この実施形態では、ハンマ２２を受け部材２１の凹曲面２３と対向する位置で偏心軸を中心として連続回転可能な円筒状偏心ローラで構成してある。ハンマ２２は、図示外のモータにより帯状鋼材Ｗ１の流送方向と同じ向きに連続回転するようになっており、１回転ごとに打撃部２４を帯状鋼材Ｗ１の肉薄側Ｗ１ｂに衝突させて、帯状鋼材Ｗ１を幅方向に屈曲させる。
【００１７】
帯状鋼材Ｗ１は、ハンマ２２を回転させながら、曲げ治具２０に連続供給することでコイリング成形される。コイリング成形時に、帯状鋼材Ｗ１の肉厚側Ｗ１ａは円周方向に展延して薄くなり、肉薄側Ｗ１ｂは円周方向に圧縮して厚くなる。また、帯状鋼材Ｗ１の肉厚側Ｗ１ａは受け部材２１の凹曲面２３に押し当てられ、肉薄側Ｗ１ｂはハンマ２２の円筒面で叩かれることにより、厚み方向の断面輪郭がストレート状に維持される。このコイリング成形により、帯状鋼材Ｗ１は、図４に示すように、肉厚側Ｗ１ａ及び肉薄側Ｗ１ｂの肉厚差が減少して、断面テーパー状から断面略長方形状に扁平化される。
【００１８】
カッター３０は、曲げ治具２０によってコイリングされた帯状鋼材Ｗ１を一巻き分ごとに切断して有端状の扁平リング部材を切り出す工程に使用される。この実施形態では、帯状鋼材Ｗ１の下面側を台座３１で支持し、カッター３０を帯状鋼材Ｗ１の上方から降下させて帯状鋼材Ｗ１を切断する。また、カッター３０は、ローラレベラ１０を構成する複数個のローラ１１，１２のうち少なくともひとつの回転数をエンコーダ３２で検出し、当該ローラの回転数が所定数に達した段階で作動する。詳しくは、エンコーダ３２の検出結果から帯状鋼材Ｗ１の送り長さが一巻き分の長さに達したか否かを図示外の制御装置で判定し、一巻き分の長さに達した段階でカッター３０を作動させる。なお、カッター３０は、帯状鋼材Ｗ１の流送経路でハンマ２２よりも下流位置に配置すればよいので、この実施形態では受け部材２１の凹曲面２３の終端位置近傍に配置してある。コイリングされた帯状鋼材Ｗ１を一巻き分ごとに切断すると、図５に示すように、有端状の扁平リング部材Ｗ２が得られる。
【００１９】
有端状の扁平リング部材Ｗ２の両端部を図５に示すように接合すると、自動車のドライブプレートやリングギア等に加工される無端状の扁平リング部材Ｗ３が得られる。有端状の扁平リング部材Ｗ２の両端部を接合する工程には、例えば図６に示すようなフラッシュバット溶接装置４０が使用される。このフラッシュバット溶接装置４０は、有端状のリング部材Ｗ２の両端部相互間の隙間を挟んで対向配置された一対のチャック４１，４２と、一対のチャック４１，４２に取付けた有端状の扁平リング部材Ｗ２に電圧を印加する電圧印加手段４３と、一方のチャック４１（以下、可動チャック４１という。）を所定位置に据え置かれた他方のチャック４２（以下、固定チャック４２という。）に対して接近離間させる駆動手段４４とを主要な構成要素として備える。
【００２０】
一対のチャック４１，４２に取付けた有端状の扁平リング部材Ｗ２に対して電圧を印加しつつ、互いに向かい合った有端状の扁平リング部材Ｗ２の端部同士を当接させたのち引き離すと、有端状の扁平リング部材Ｗ２の端部相互間にフラッシュ（アーク放電）が発生する。フラッシュを持続させるために、駆動手段４４によって可動チャック４１をストロークさせ、有端状の扁平リング部材Ｗ２の端部同士を接近離間させる。有端状の扁平リング部材Ｗ２の両端部がフラッシュにより加熱溶融されたのち有端状の扁平リング部材Ｗ２の端部同士を圧接することで、有端状の扁平リング部材Ｗ２の端部同士が接合され、図５に示すような扁平リング部材Ｗ３が得られる。
【００２１】
上記実施形態によれば、断面テーパー状の帯状鋼材Ｗ１をロール成形する際に等厚扁平化し、一巻き分ごとに切断することで、有端状の扁平リング部材Ｗ２が得られ、有端状の扁平リング部材Ｗ２の端部同士を溶接することで、扁平リング部材Ｗ３が得られるから、プレスや打抜きが不要である。また、打抜きを不要にすることで、打抜き時に生じていた端材が発生しなくなる。
【００２２】
以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、原材料である帯状鋼材Ｗ１は、肉厚側Ｗ１ａ及び肉薄側Ｗ１ｂの厚み方向の断面輪郭がストレート状である断面台形状でなくてもよい。肉厚側Ｗ１ａ及び肉薄側Ｗ１ｂの厚み方向の断面輪郭が曲線であっても、部分円筒面等の凹曲面２３に肉厚側Ｗ１ａを沿わせながら、外径面が円筒面であるハンマ２２でもって肉薄側Ｗ１ｂを打撃することで、厚み方向の断面輪郭がストレート状に成形される。
【００２３】
また、上記実施形態の各工程で使用される加工装置の構成は適宜変更可能である。例えば曲げ治具２０を構成する受け部材２１は、帯状鋼材Ｗ１の案内経路として横溝（図示略）を設け、この横溝の奥部に凹曲面２３を形成してあってもよい。溝深さは帯状鋼材Ｗ１の幅寸法よりも浅く、溝幅は帯状鋼材Ｗ１の肉厚側Ｗ１ａの厚み程度とする。
【００２４】
また、上記実施形態では、曲げ治具２０のハンマ２２を連続回転可能な偏心ローラで構成してあるが、ハンマ２２は、揺動又は進退移動することで帯状鋼材Ｗ１の肉薄側Ｗ１ｂを打撃する構成としてもよい。ハンマ２２を揺動又は進退移動する構成とした場合、帯状鋼材Ｗ１の供給方向に連続回転する偏心ローラに比べて、帯状鋼材Ｗ１を打撃した際に生じる摩擦力が大きくなり、帯状鋼材Ｗ１の加工精度が低下する。
【００２５】
また、上記実施形態では、ロール状に巻回された状態で提供される帯状鋼材Ｗ１から多数個の無端状の扁平リング部材Ｗ３を得るための各工程について説明しているが、真直ぐに伸ばされた状態で提供される帯状鋼材Ｗ１から多数個の扁平リング部材Ｗ３が得られる場合には、ローラレベラ１０による帯状鋼材Ｗ１の曲げひずみを矯正する工程は不要である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ロール状に巻回された断面テーパー状の帯状鋼材を示す図である。
【図２】帯状鋼材の曲げひずみを矯正する工程、帯状鋼材をコイリングする工程、および、帯状鋼材を切断する工程で使用される装置の一例を示す正面図である。
【図３】帯状鋼材の曲げひずみを矯正する工程、帯状鋼材をコイリングする工程、および、帯状鋼材を切断する工程で使用される装置を示す平面図である。
【図４】コイリング成形前の帯状鋼材の断面と、コイリング成形後の帯状鋼材の断面を示す図である。
【図５】有端状の扁平リング部材とその両端同士を接合して得られる無端状の扁平リング部材を示す図である。
【図６】有端状の扁平リング部材の両端部同士を接合する工程に使用される装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１     ロール軸
１０   ローラレベラ
１１，１２    ローラ
２０   曲げ治具
２１   受け部材
２２   ハンマ
２３   凹曲面
２４   打撃部
３０   カッター
３１   台座
３２   エンコーダ
４０   フラッシュバット溶接装置
４１   可動チャック
４２   固定チャック
４３   電圧印加手段
４４   駆動手段
Ｗ１   帯状鋼材
Ｗ１ａ 肉厚側
Ｗ１ｂ 肉薄側
Ｗ２   有端状の扁平リング部材
Ｗ３   扁平リング部材
【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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