(57)【要約】【課題】  設備コスト及び製造コストの低減を図りながら厚肉の座面を内周に設けることができるカップ状部材の成形方法を提供する。【解決手段】  板材３８を第１パンチ４２で押圧することで肉厚を略一定としたカップ形状の中間素材３２を成形する第１工程と、前記中間素材を第２パンチ４６で押圧することで、前記中間素材を所定の形状に成形しつつ、その内周に径方向内方に膨出しながら軸方向に直交した面内に環状の座面３４を成形する第２工程とを備えている。第２工程は、前記中間素材の外周をしごき、前記中間素材の内周から径方向内方への塑性流動を促進させて前記座面を成形するにあたり、前記中間素材の開口側及び前記中間素材の底部側への塑性流動を規制するようにした。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を押圧することで肉厚を略一定としたカップ形状の中間素材を成形する第１工程と、前記中間素材を押圧することで、前記中間素材を所定の形状に成形しつつ、その内周に径方向内方に膨出しながら軸方向に直交する面として１つの環状の座面を成形する第２工程とを備え、
前記第２工程は、前記中間素材の外周をしごき、前記中間素材の内周から径方向内方への塑性流動を促進させて前記座面を成形するにあたり、前記中間素材の開口側及び前記中間素材の底部側への塑性流動を規制するようにしたことを特徴とするカップ状部材の成形方法。
【請求項２】
前記第１工程では、前記底部を球形状としたカップ形状の中間素材を成形し、前記第２工程では、球形状の前記底部を押圧することで当該底部側から前記座面を成形する領域への塑性流動を促進させることを特徴とする請求項１記載のカップ状部材の成形方法。
【請求項３】
前記第１工程では、前記底部を平坦な形状としたカップ形状の中間素材を成形するとともに、前記第１工程と前記第２工程との間に、前記中間素材を軸方向に押圧することで、前記中間素材の前記座面が成形される領域の肉厚を増大させる増肉工程を備えたことを特徴とする請求項１記載のカップ状部材の成形方法。
【請求項４】
板材を押圧することで肉厚を略一定としたカップ形状の中間素材を成形する第１工程と、前記中間素材を押圧することで、前記中間素材を所定の形状に成形しつつ、その内周に径方向内方に膨出しながら軸方向に直交する面として環状の第１座面及び第２座面を互いに軸方向に離間して段差状に成形する第２工程とを備え、
前記第２工程は、前記中間素材の外周をしごき、前記中間素材の内周から径方向内方への塑性流動を促進させて前記第１座面及び前記第２座面を成形するにあたり、前記中間素材の開口側及び前記中間素材の底部側への塑性流動を規制するとともに、前記中間素材の前記第１座面を成形する領域と前記第２座面を成形する領域との間の塑性流動を規制するようにしたことを特徴とするカップ状部材の成形方法。
【請求項５】
前記第１工程と前記第２工程との間に、前記中間素材の前記底部の中央に筒形状のスリーブを設けるために前記底部を軸方向に長く成形する底部加工工程を備えたことを特徴とする請求項４記載のカップ状部材の成形方法。
【請求項６】
前記第２工程の後に、前記中間素材の前記底部に穴を開ける第３工程を備え、この第３工程で前記底部に前記穴を開けて成形したカップ状部材を、ベルト式無段変速機用のプランジャとすることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のカップ状部材の成形方法。
【請求項７】
板材から肉厚を略一定としたカップ形状の中間素材を成形する第１ダイス及び第１パンチと、前記中間素材を所定の形状に成形しつつ、その内周に径方向内方に膨出しながら軸方向に直交した面内に一つの環状の座面を成形する第２ダイス及び第２パンチとを備えたカップ状部材の成形装置であって、
前記第２パンチは、前記座面を前記中間素材に成形する一つの段差面を設けているとともに、前記第２ダイス及び前記第２パンチは、前記中間素材の開口側への塑性流動を規制する開口側規制部と、前記中間素材の前記底部側への塑性流動を規制する底部側規制部とを設けていることを特徴とするカップ状部材の成形装置。
【請求項８】
板材から肉厚を略一定としたカップ形状の中間素材を成形する第１ダイス及び第１パンチと、前記中間素材を所定の形状に成形しつつ、その内周に径方向内方に膨出しながら軸方向に直交する面として環状の第１座面及び第２座面を互いに軸方向に離間して段差状に成形する第２ダイス及び第２パンチとを備えたカップ状部材の成形装置であって、
前記第２パンチは、前記第１座面及び第２座面を前記中間素材に成形する２つの段差面を設けているとともに、前記第２ダイス及び前記第２パンチは、前記中間素材の開口側への塑性流動を規制する開口側規制部と、前記中間素材の前記底部側への塑性流動を規制する底部側規制部と、前記中間素材の前記第１座面を成形する領域及び前記第２座面を成形する領域の間の塑性流動を規制する中間規制部とを設けていることを特徴とするカップ状部材の成形装置。
【請求項９】
前記第２パンチは、前記段差面より大径側の外径を前記第１パンチの外径と略同径としているとともに、前記第２ダイスの前記座面を成形する位置の内径を、前記第１ダイスの内径より小さな寸法に設定したことを特徴とする請求項７又は８記載のカップ状部材の成形装置。
【請求項１０】
前記第２パンチの前記段差面より大径側の部位を、前記段差面に向かうに従い徐々に縮径したテーパ形状としたことを特徴とする請求項９記載のカップ状部材の成形装置。
【請求項１１】
前記開口側規制部は、曲率半径が異なる前記第２ダイス及び第２パンチの拡径部成形面からなり、前記第２ダイスの拡径部成形面の曲率半径は前記第２パンチの拡径部成形面の曲率半径より小さな曲率半径であり、前記第２パンチの拡径部成形面によって前記中間素材の開口側を押しつぶすことを特徴とする請求項７から１０の何れか１項に記載のカップ状部材の成形装置。
【請求項１２】
前記第２ダイス及び前記第２パンチの前記開口部規制部より外側に、前記中間素材を押圧しない非成形空間を設けたことを特徴とする請求項７から１１の何れか１項に記載のカップ状部材の成形装置。
【請求項１３】
前記中間素材の底部に穴を開ける第３パンチを備えており、この第３パンチにより前記底部に前記穴を開けて成形したカップ状部材を、ベルト式無段変速機用のプランジャとすることを特徴とする請求項７から１２の何れか１項に記載のカップ状部材の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板材からカップ状部材を成形するとともに、そのカップ状部材の内周に厚肉の座面を成形するカップ状部材の成形方法及びその装置に関し、特に、ベルト式無段変速機用プランジャを成形するに好適な方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速機は、駆動軸上に配置されている駆動プーリと、従動軸上に配置されている従動プーリと、これら駆動プーリ及び従動プーリ間に巻装されているベルトとを備えている。駆動プーリ及び従動プーリは、それぞれ固定プーリ及び可動プーリとで構成されており、可動プーリ側にプーリ油圧室が設けられている。そして、プーリ油圧室への油圧制御により可動プーリが固定プーリ側に近づく方向、或いは離間する方向に移動することで駆動プーリ側及び従動プーリ側のベルトの回転半径が変化し、駆動プーリ及び従動プーリ間が最適なプーリ比となるように調整される。
【０００３】
前述したプーリ油圧室は、可動プーリ側に配置されているシリンダと、回転軸（駆動軸、従動軸）の外周に固定されているプランジャとで画成されている。
プランジャは、略カップ形状の外観をなし、底部に回転軸が貫通する軸穴を設けた部材である。このプランジャの内周には、環状のスプリング受け座面が他の部位と比較して局部的に肉厚を増大させて設けられている。スプリング受け座面は、軸方向に直交する面として形成されている。
そして、回転軸の外周に固定したプランジャのスプリング受け座面に、可動プーリとの間に配置したリターンスプリングの一端が当接し、そのリターンスプリングにより可動プーリが固定プーリ側に付勢されている。
ところで、従来のプランジャは、図２０のプレス加工、或いは図２１の熱間鍛造により成形されている。
【０００４】
図２０に示すプレス加工によるプランジャの成形方法は、板材２からカップ形状の中間素材Ａに成形する工程、この中間素材Ａから頂部が尖った中間素材Ｂに成形する工程、この中間素材Ｂから上部に段を設けて開口側にフランジを設けた中間素材Ｃに成形する工程、この中間素材Ｃを断面コ字状でフランジを設けた中間素材Ｄに成形する工程、この中間素材Ｄの中間内周に肉厚のスプリング受け座面４を設けた中間素材Ｅを成形する工程、この中間素材Ｅの底部に軸穴６ａを設けてプランジャ６を成形する工程を備えている。
【０００５】
また、図２１に示す熱間鍛造によるプランジャの成形方法は、円筒形状のビレット１０から円板形状の中間素材Ｆに成形する工程、この中間素材Ｆからカップ形状の中間素材Ｇに成形する工程、このカップ形状の中間素材Ｇに肉厚のスプリング受け座面１２を設けた中間素材Ｈを成形する工程、この中間素材Ｈの底部に軸穴１４ａを設けてプランジャ１４を成形する工程を備えている。
なお、図２０及び図２１で説明した従来のプランジャ６，１４の成形方法は慣用されているものであるので、先行技術文献情報は特に記載しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図２０のプレス加工によるプランジャ６の成形方法は、局部的に肉厚が増大したスプリング受け座面４を設けるために多くの工程が必要であり、しかもプレス金型の種類が多くなるので、設備コスト及び製造コストが増大するという問題がある。
また、図２１に示した熱間鍛造によるプランジャ１４の成形方法は、熱間であるためにさほど大きなプレス荷重を必要としないが、成形後のスプリング受け座面１２の面形状が局部的に盛り上がったり、荒い表面となってしまい、スプリング受け座面１２の切削加工が必要となるので製造コストが増大するという問題がある。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、設備コスト及び製造コストの低減を図りながら厚肉の座面を内周に設けることができるカップ状部材の成形方法と、カップ状部材の成形装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るカップ状部材の成形方法は、板材を押圧することで肉厚を略一定としたカップ形状の中間素材を成形する第１工程と、前記中間素材を押圧することで、前記中間素材を所定の形状に成形しつつ、その内周に径方向内方に膨出しながら軸方向に直交する面として１つの環状の座面を成形する第２工程とを備え、前記第２工程は、前記中間素材の外周をしごき、前記中間素材の内周から径方向内方への塑性流動を促進させて前記座面を成形するにあたり、前記中間素材の開口側及び前記中間素材の底部側への塑性流動を規制するようにした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るカップ状部材の成形方法によると、少ない工程数でカップ状部材の内周に厚肉の座面を成形することができるので、設備コスト及び製造コストの低減化を図ることができる。また、第２工程で、中間素材の外周をしごき、中間素材の開口側及び前記中間素材の底部側への塑性流動を規制するようにしたので、中間素材の内周から径方向内方への塑性流動が促進して肉厚が増大した座面を成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係るベルト式無段変速機用プランジャの成形方法及びその装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。
先ず、図１は、本発明に係る第１実施形態のベルト式無段変速機の内部構成を示す図であり、駆動軸２上に配置した駆動プーリ４と、従動軸６上に配置した従動プーリ８と、これら駆動プーリ４及び従動プーリ８間に巻装したベルト１０とを備えている。駆動プーリ４及び従動プーリ８は、それぞれ固定プーリ４ａ，８ａ及び可動プーリ４ｂ，８ｂとで構成されており、可動プーリ側４ｂ，８ｂにプーリ油圧室１２ａ，１２ｂが設けられている。そして、図示しない油圧制御装置からプーリ油圧室１２ａ，１２ｂに油圧制御を行うことで、可動プーリ４ｂ，８ｂが固定プーリ４ａ，８ａ側に近づく方向、或いは離間する方向に移動し、駆動プーリ４側及び従動プーリ８側のベルト１０の回転半径が変化し、駆動プーリ４及び従動プーリ８間が最適なプーリ比となるように調整される。
【００１０】
一方のプーリ油圧室１２ａは、可動プーリ４ｂ側に配置されているシリンダ１４ａと、駆動軸２の外周に固定されているプランジャ１６ａとで画成されている。
他方のプーリ油圧室１２ｂは、可動プーリ８ｂ側に配置されているシリンダ１４ｂと、従動軸６の外周に固定されているプランジャ１６ｂとで画成されている。
プランジャ１６ａ，１６ｂは、カップ形状の外観をなし、底部に、駆動軸２、従動軸６が貫通する軸穴１６ａ１，１６ｂ１を設けた部材である。これらプランジャ１６ａ，１６ｂの内周には、環状のスプリング受け座面１８ａ，１８ｂが他の部位と比較して局部的に肉厚を増大させて設けられている。スプリング受け座面１８ａ，１８ｂは、軸方向に直交する面として形成されている。
【００１１】
そして、駆動軸２、従動軸６のそれぞれの外周に固定したプランジャ１６ａ，１６ｂのスプリング受け座面１８ａ，１８ｂに、可動プーリ４ｂ，８ｂとの間に配置したリターンスプリング２０ａ，２０ｂの一端が当接し、これらリターンスプリング２０ａ，２０ｂにより可動プーリ４ｂ，８ｂが固定プーリ４ａ，８ａ側に付勢されている。
次に、図２から図７は、上述したベルト式無段変速機のプランジャ１６ａ，１６ｂ（以下、これらを総称してプランジャ３０とする）を成形する第１実施形態の装置を示すものである。
【００１２】
図２は、カップ形状の中間素材３２を成形する第１加工装置を示し、図３は、中間素材３２をプランジャ３０と略同形の形状に成形しつつ、内周に一つの環状の座面３４を成形する第２加工装置を示し、図４は、中間素材３２の底部３２ａに軸穴３６を形成してプランジャ３０を成形する第３加工装置を示す図である。なお、これら図２から図４の左側は加工前の装置の状態を示し、右側は加工後の装置の状態を示している。
【００１３】
図２の第１加工装置は、第１ダイス４０と、この第１ダイス４０内に向けて下降移動する第１パンチ４２とを備え、一枚の板材３８をカップ形状の中間素材３２に成形する装置である。第１パンチ４２は、所定の外径Ｄｐ１とした円筒形状の部材であり、第１ダイス４０の成形面の内径Ｄｄ１との間に所定のクリアランスＣ１を設けながら昇降移動する。
図３の第２加工装置は、第２ダイス４４と、この第２ダイス４４内に向けて下降移動する第２パンチ４６とを備え、中間素材３２の内周に座面３４を成形し、中間素材３２の開口側に所定の曲率で拡径した湾曲拡径部４８を成形するとともに、中間素材３２の底部３２ａにつながる底側縮径部５０を成形する装置である。
【００１４】
図５に示すように、第２パンチ４６の座面３４を成形する位置には、軸線に直交する方向に段差面５２が形成されている。第２パンチ４６の外径Ｄｐ２は、前述した第１加工装置の第１パンチ４２の外径Ｄｐ１と略同一の寸法に設定されているとともに（Ｄｐ２≒Ｄｐ１）、図６に示すように、段差面５２に向かうに従い徐々に縮径したテーパ形状となっている。また、第２パンチ４６の外周の最縮径部と段差面５２との境界であるコーナー部は、小さな曲率半径で丸みを付けたＲ形状となっている。
【００１５】
また、第２ダイス４４の座面３４を成形する位置の内径Ｄｄ２は、前述した第１加工装置の第１ダイス４０の成形面の内径Ｄｄ１より小さな寸法に設定されている（Ｄｄ２＜Ｄｄ１）。
湾曲拡径部４８を成形する第２パンチ４６の拡径部成形面５６は、図７に示すように大きな曲率半径Ｒ１の曲面形状として形成されている。また、湾曲拡径部４８を成形する第２ダイス４４の拡径部成形面５８は、第２パンチ４６の拡径部成形面５６より僅かに小さな曲率半径Ｒ２の曲面形状として形成されている（Ｒ１＞Ｒ２）。なお、第２パンチ４６の拡径部成形面５６及び第２ダイス４４の拡径部成形面５８が、本発明の開口側規制部に相当する。
【００１６】
また、図５に示すように、第２パンチ４６の拡径部成形面５６及び第２ダイス４４の拡径部成形面５８の外側には、湾曲拡径部４８より外側の中間素材３２を成形しない非成形空間６４が画成されている。
底側縮径部５０を成形する第２パンチ４６の縮径部成形面６０は、鈍角形状で屈曲した形状として形成されている。また、底側縮径部５０を成形する第２ダイス４４の縮径部成形面６２は、第２パンチ４６の縮径部成形面６０より鈍角が大きな形状で屈曲した形状として形成されている。なお、第２パンチ４６の縮径部成形面６０及び第２ダイス４４の縮径部成形面６２が、本発明の底部側規制部に相当する。
【００１７】
図４の第３加工装置は、第３ダイス７０と、この第３ダイス７０に向けて下降移動する筒状の保持部材７２と、この保持部材７２に同軸に配置されながら下降移動可能な第３パンチ７４とを備えた装置である。そして、第３ダイス７０が、第２加工装置で成形した中間素材３２の裏面を保持し、保持部材７２が第３ダイス７０内に向けて下降移動して中間素材３２の底部３２ａの内面を保持し、第３パンチ７４がさらに下方移動して中間素材３２の底部３２ａに軸穴３６を形成する。
【００１８】
次に、上述した第１〜第３加工装置を使用したプランジャ３０の成形方法について、図２から図７を参照しながら説明する。
［第１工程］
図２に示すように、一枚の板材３８を第１加工装置の第１ダイス４０にセットする。そして、第１パンチ４２を下降移動することで、肉厚を略一定としたカップ形状の中間素材３２を成形する。
【００１９】
［第２工程］
図３に示すように、第１工程で成形した中間素材３２を、第２加工装置の第２ダイス４４にセットする。そして、第２パンチ４６を下降移動する。この際、図３の左側で示すように第２ダイス４４上に浮いた状態でセットされた中間素材３２は、第２パンチ４６が下降移動することで、その外周がしごかれながら第２ダイス４４内部へ移動していく（図３の右側）。すなわち、第２パンチ４６の外径Ｄｐ２を、第１加工装置の第１パンチ４２の外径Ｄｐ１と略同一の寸法に設定し、第２ダイス４４の座面３４を成形する位置の内径Ｄｄ２を、第１加工装置の第１ダイス４０の成形面の内径Ｄｄ１より小さな寸法に設定しているので、中間素材３２の外周がしごかれて塑性流動が発生する。
【００２０】
また、中間素材３２の外周のしごきとともに、第２パンチ４６の拡径部成形面５６で中間素材３２の開口側を押しつぶすことで湾曲拡径部４８が成形されるとともに、中間素材３２の底部３２ａに底側縮径部５０が成形され、これら湾曲拡径部４８及び底側縮径部５０により中間素材３２のしごき部分が閉じ込められるので、第２パンチ４６の段差面５２側の径方向内方へ向かう中間素材３２の塑性流動が促進される。
そして、径方向内方へ向かう中間素材３２の塑性流動は、第２パンチ４６の段差面５２近くのテーパ形状とした大径側の部位に沿って座面３４の肉厚が増大する方向にスムーズに行われていく。これにより、図６に示すように、肉厚Ｈが増大した座面３４が成形される。
【００２１】
［第３工程］
図４に示すように、第２工程で成形した中間素材３２を、第３加工装置の第３ダイス７０にセットする。そして、第３ダイス７０に向けて保持部材７２を下降移動して中間素材３２の底部３２ａの内面を保持する。次いで、第３パンチ７４をさらに下方移動して中間素材３２の底部３２ａに軸穴３６を形成する。
このように、第１〜第３工程を行うことで、カップ形状の外観をなし、底部３２ａにシャフトが貫通する軸穴３６が設けられ、前述したベルト式無段変速機のリターンスプリング２０ａ，２０ｂの一端が当接する局部的に肉厚が増大した座面３４（スプリング受け座面１８ａ，１８ｂ）を設けたプランジャ３０が成形される。
【００２２】
本実施形態では、以下の効果を奏する。
（ａ）第１工程で、板材３８から肉厚を略一定としたカップ形状の中間素材３２を成形し、第２工程で、中間素材３２の外周をしごいて塑性流動を発生させ、中間素材３２の開口側に湾曲拡径部４８を成形し、中間素材３２の底部３２ａ側に底側縮径部５０を成形することで中間素材３２の開口側及び底部３２ａ側への塑性流動を規制し、第２パンチ４６の段差面５２側への塑性流動を促進させて座面３４を成形しており、少ない工程数で肉厚Ｈが増大した座面３４を成形することができる。（請求項１に対応）。
【００２３】
（ｂ）第１工程及び第２工程を行った後、第３工程で中間素材３２の底部３２ａに軸穴３６を形成することでプランジャ３０が成形されるので、少ない工程数でベルト式無段変速機用のプランジャ３０を容易に成形することができる。（請求項６に対応）。
（ｃ）少ない工程数で肉厚Ｈが増大した座面３４を形成することができるので、ダイス及びパンチ等の金型の種類を少なくすることができ、カップ状部材を製造する際の設備コスト及び製造コストの低減を図ることができる（請求項７に対応）。
【００２４】
（ｄ）第２パンチ４２の段差面５２より大径側の外径Ｄｐ２を、第１パンチ４２の外径Ｄｐ１と略同一の寸法に設定し、第２ダイス４４の座面３４を成形する位置の内径Ｄｄ２を、第１ダイス４０の成形面の内径Ｄｄ１より小さな寸法に設定しているので、中間素材３２を第２パンチ４６で押圧して第２ダイス４４内に移動するだけで、中間素材３２の外周にしごきを発生させることができる（請求項９に対応）。
【００２５】
（ｅ）第２パンチ４６の段差面５２近くの大径側を、段差面５２に向かうに従い徐々に縮径したテーパ形状としたことから、径方向内方へ向かう中間素材３２の塑性流動が、テーパ形状の大径側の部位に沿って座面３４の肉厚が増大する方向にスムーズに行われていき、肉厚Ｈが増大した座面３４を容易に成形することができる。また、座面３４は、従来のような局部的に盛り上がったり荒い表面にはならず、平坦な面として成形されるので、切削加工等を不要として、さらに製造コストの低減を図ることができる（請求項１０に対応）。
【００２６】
（ｆ）湾曲拡径部４８を成形する第２パンチ４６の拡径部成形面５６は、大きな曲率半径Ｒ１の曲面形状として形成され、湾曲拡径部４８を成形する第２ダイス４４の拡径部成形面５８は、第２パンチ４６の拡径部成形面５６より小さな曲率半径Ｒ２の曲面形状として形成されているので、中間素材３２を第２パンチ４６で押圧して第２ダイス４４内に移動するだけで、第２パンチ４６の拡径部成形面５６で中間素材３２の開口側を押しつぶすことで湾曲拡径部４８を成形して開口側への塑性流動を規制することができる（請求項１１に対応）。
【００２７】
（ｇ）第２パンチ４６の拡径部成形面５６及び第２ダイス４４の拡径部成形面５８の外側に非成形空間６４を画成したことから、第２工程において、必要最小限の成形荷重で湾曲拡径部４８、底側縮径部５０及び座面３４を成形することができる（請求項１２に対応）。
（ｈ）少ない工程数でプランジャ３０が成形されるので、ベルト式無段変速機用のプランジャ３０の設備コスト及び製造コストの低減を図ることができる（請求項１３に対応）。
【００２８】
次に、図８から図９は、プランジャ３０を成形する装置の第２実施形態を示すものである。なお、図１から図７で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の図８は、第１実施形態と異なる第１加工装置である。
本実施形態の第１加工装置が第１実施形態と異なっている点は、第１パンチ８０の頭部８０ａが、所定の曲率半径Ｒ３の球面形状とされている点である。
【００２９】
本実施形態の第１工程では、第１パンチ８０を第１ダイス４０に向けて下降していくことで、底部３２ａを球形状としたカップ形状の中間素材３２を成形する（図８参照）。
そして、第２工程では、底部３２ａを球形状とした中間素材３２を第２加工装置の第２ダイス４４にセットして第２パンチ４６を下降移動する（図９参照）。この第２工程を行なうとき、本実施形態の球形状とした底部３２ａは、図２で示した第１実施形態の中間素材３２の平坦形状に成形した底部３２ａと比べて体積が増大しているので、体積が増大した分だけ座面３４を成形する位置側への塑性流動が発生しやすくなる。
【００３０】
したがって、本実施形態では、第１工程において底部３２ａを球形状としたカップ形状の中間素材を成形し、第２工程において第２パンチ４６が球形状の底部３２ａを押圧することで、底部３２の体積が増大した分だけ座面３４を成形する位置側への塑性流動が発生しやすくなるので、座面２４を成形する側への肉厚の増大を促進することができる（請求項２に対応）。
【００３１】
次に、図１０から図１１は、プランジャ３０を成形する装置の第３実施形態を示すものである。
本実施形態は、第１実施形態と異なる第１加工装置で第１加工を行うとともに、第１加工と第２加工との間に、増肉加工装置で増肉工程を行なう。
本実施形態の第１加工装置は、図１０に示すように、第１実施形態の第１ダイス４０（図２参照）と異なり、上部が拡径していない第１ダイス８２を使用している。
【００３２】
また、本実施形態の増肉加工装置は、図１１に示すように、第１加工装置で成形した中間素材３２の外周を保持する外周保持ダイス８６と、開口側を下方に向けてセットした中間素材３２内に下側から入り込んでいる内部保持部材８４と、この内周保持部材８４の外周に配置されて中間素材３２の下端面に当接する端面保持部材８７と、外周保持ダイス８６に向けて下降移動する増肉加工パンチ８８とを備えている。
本実施形態の第１工程では、第１パンチ４２を第１ダイス８２に向けて下降していく。これにより、底部３２ａを平坦形状とし、開口側が拡径していないカップ形状の中間素材３２が成形される。なお、この第１工程で成形された中間素材３２の端面から底部３２ａの外周面までの高さをαとする（図１０参照）。
【００３３】
次いで、本実施形態の増肉工程では、開口側を下方に向けてセットした中間素材３２の平坦な底部３２ａに向けて増肉加工パンチ８８を下降移動していく。この際、図１１に示すように、増肉加工パンチ８８の下端面と端面保持部材８７の端面との間の軸方向の距離βが、中間素材３２の高さαより僅かに小さな寸法となるように（β＜α）、中間素材３２を軸方向に押圧する。このように、増肉加工パンチ８８の下端面と端面保持部材８７の端面との間の軸方向の距離βが、第１工程で成形した中間素材３２の高さαより小さな寸法となるように増肉工程を行なうと、座面３４を成形する位置（符号３２ｂで示す部位）の肉厚が増大していく。
【００３４】
したがって、本実施形態では、第１工程において底部３２ａを平坦な形状とし、開口側が拡径していないカップ形状の中間素材３２を成形し、次いで、中間素材３２を軸方向に押圧することで、座面３４を成形する位置（符号３２ｂで示す部位）の肉厚が増大していくので、第２工程において座面２４を成形する側への肉厚の増大を大幅に促進することができる（請求項３に対応）。
【００３５】
次に、図１２は、本発明に係る第４実施形態のベルト式無段変速機の内部構成を示す図である。この図の構成は、図１で示したベルト式無段変速機の内部構成と略類似しているので、同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、従動軸６上に配置した従動プーリ８は、固定プーリ８ａ及び可動プーリ８ｂとで構成されており、可動プーリ側８ｂにプーリ油圧室１２ｂが設けられている。
【００３６】
プーリ油圧室１２ｂは、可動プーリ８ｂに一体化されたシリンダ１４ｂと、従動軸６の外周に固定されているプランジャ１６ｂとで画成されている。
プランジャ１６ｂは、従動軸６に外嵌するスリーブ１６ｃを底部に設けたカップ形状の部材である。このプランジャ１６ｂの内周には、２つの環状の第１座面１９ａ，第２座面１９ｂが段差状に他の部位と比較して局部的に肉厚を増大させて設けられている。これら第１座面１９ａ及び第２座面１９ｂは、軸方向に直交する面として形成されている。
【００３７】
そして、従動軸６の外周に形成した縮径面１６ｃに第２座面１９ｂを当接させた状態でスリーブ１６ｃを従動軸６に外嵌し、このプランジャ１６ｂの第１座面１９ａに、可動プーリ８ｂとの間に配置したリターンスプリング２０ｂの一端が当接し、リターンスプリング２０ｂにより可動プーリ８ｂが固定プーリ８ａ側に付勢されている。
次に、図１３から図１９は、上述したベルト式無段変速機で使用されている２つの環状の第１座面１９ａ，第２座面１９ｂを設けたプランジャ１６ｂを成形する第４実施形態の装置を示すものである。なお、本実施形態も、図２から図７で示した第１実施形態の装置と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
図１３は、カップ形状の中間素材３２を成形する第１加工装置を示し、図１４は、スリーブ１６ｃを設けるために底部３２ａを軸方向に長く成形する底部加工装置を示し、図１５は、中間素材３２をプランジャ１６ｂと略同形の形状に成形しつつ、内周に第１座面１９ａ，第２座面１９ｂを成形する第２加工装置を示し、図１６は、中間素材３２の底部３２ａに軸穴３６を形成してプランジャ１６ｂを成形する第３加工装置を示す図である。
【００３９】
図１３の第１加工装置は、第１ダイス４０と、この第１ダイス４０内に向けて下降移動する第１パンチ８０とを備え、第１パンチ８０の頭部８０ａは、所定の曲率半径Ｒ３の球面形状となっており、底部３２ａを球形状として肉厚が略一定としたカップ形状の中間素材３２を成形する。
図１４の底部加工装置は、中間素材３２の外周を保持する外周保持ダイス９２と、中間素材３２の球形状の底部３２ａを下側から保持する保持部材９４，９６と、球形状の底部３２ａに向けて加工移動する底部加工パンチ９８とを備えており、球形状の底部３２ａを下側に押圧することで、底部３２ａを軸方向に長く成形する。
【００４０】
図１５の第２加工装置は、第２ダイス１００と、この第２ダイス１００内に向けて下降移動する第２パンチ１０２とを備え、中間素材３２の内周に第１座面１９ａ，第２座面１９ｂを成形し、中間素材３２の開口側に所定の曲率で拡径した湾曲拡径部４８を成形し、中間素材３２の底部３２ａにつながる底側縮径部５０を成形するとともに、中間素材３２の第１座面１９ａを成形する領域と第２座面１９ｂを成形する領域との間に、座面側縮径部９０を成形する装置である。
図１７に示すように、第２パンチ１０２の第１座面１９ａを成形する位置には、軸線に直交する方向に第１段差面１０４が形成されているとともに、第２座面１９ｂを成形する位置にも、軸線に直交する方向に第２段差面１０６が形成されている。
【００４１】
第２パンチ１０２の外径Ｄｐ２は、前述した第１加工装置の第１パンチ８０の外径Ｄｐ１と略同一の寸法に設定されている（Ｄｐ２≒Ｄｐ１）。そして、第２パンチ１０２の外周は、図１９に示すように、第１段差面１０４及び第２段差面１０６に向かうに従い徐々に縮径したテーパ形状となっている。また、第２パンチ１０２の外周の最縮径部と第１段差面１０４及び第２段差面１０６との境界であるコーナー部は、小さな曲率半径で丸みを付けたＲ形状となっている。第２ダイス１００の第１座面１９ａを成形する位置の内径Ｄｄ３は、前述した第１加工装置の第１ダイス４０の成形面の内径Ｄｄ１より小さな寸法に設定されている（Ｄｄ３＜Ｄｄ１）。
【００４２】
図１７に示すように、湾曲拡径部４８を成形する第２パンチ１０２の拡径部成形面１０８は、大きな曲率半径Ｒ１の曲面形状として形成されている。また、湾曲拡径部４８を成形する第２ダイス１００の拡径部成形面１１０は、第２パンチ１０２の拡径部成形面１０８より僅かに小さな曲率半径Ｒ２の曲面形状として形成されている（Ｒ１＞Ｒ２）。なお、第２パンチ１０２の拡径部成形面１０８及び第２ダイス１００の拡径部成形面１１０が、本発明の開口側規制部に相当する。
【００４３】
また、図１９に示すように、湾曲拡径部４８の外側には、湾曲拡径部４８より外側の中間素材３２を成形しない非成形空間６４が画成されている。
図１９に示すように、底側縮径部５０を成形する第２パンチ１０２の縮径部成形面１１２は、鈍角形状で屈曲した形状として形成されている。また、底側縮径部５０を成形する第２ダイス１００の縮径部成形面１１４は、第２パンチ１０２の縮径部成形面１１２より鈍角が大きな形状で屈曲した形状として形成されている。なお、第２パンチ１０２の縮径部成形面１１２及び第２ダイス１００の縮径部成形面１１４が、本発明の底部側規制部に相当する。
【００４４】
さらに、座面側縮径部９０は、図１９に示すように、第２パンチ１０２の第１段差面１０４及び第２段差面１０６の間の部位が第２ダイス１００側に膨出することにより構成されている。なお、座面側縮径部９０が、本発明の中間規制部に相当する。
一方、図１６で示す第３加工装置は、第３ダイス１１６と、この第３ダイス１１６に向けて下降移動する筒状の保持部材１１８と、この保持部材１１８に同軸に配置されながら下降移動可能な第３パンチ１２０とを備えた装置である。そして、第３ダイス１１６が、第２加工装置で成形した中間素材３２の裏面を保持し、保持部材１１８が第３ダイス７０内に向けて下降移動して中間素材３２の内面を保持し、第３パンチ１２０がさらに下方移動して中間素材３２の底部３２ａに軸穴３６を形成する。
【００４５】
次に、上述した第１〜第３加工装置及び底部加工装置を使用したプランジャ１６ｂの成形方法について、図１３から図１９を参照しながら説明する。
［第１工程］
図１３に示すように、一枚の板材３８を第１加工装置の第１ダイス４０にセットする。そして、第１パンチ８０を下降移動することで、底部３２ａを球形状としたカップ形状の中間素材３２を成形する。
［底部加工工程］
図１４に示すように、第１工程で成形した中間素材３２を、外周保持ダイス９２にセットする。そして、底部加工パンチ９８を下降移動し、球形状の底部３２ａを下側に押圧することで、スリーブ１６ｃを設けるために底部３２ａを軸方向に長く成形する。
【００４６】
［第２工程］
図１５に示すように、底部加工工程で成形した中間素材３２を、第２加工装置の第２ダイス１００にセットする。そして、第２パンチ１０２を下降移動する。
この際、図１５の左側で示すように第２ダイス１００上に浮いた状態でセットされた中間素材３２は、第２パンチ１０２が下降移動することで、その外周がしごかれながら第２ダイス１００内部へ移動していく（図１５の右側：図１７及び図１８）。すなわち、第２パンチ１０２の外径Ｄｐ２を、第１加工装置の第１パンチ８０の外径Ｄｐ１と略同一の寸法に設定し、第２ダイス１００の座面３４を成形する位置の内径Ｄｄ２を、第１加工装置の第１ダイス４０の成形面の内径Ｄｄ１より小さな寸法に設定しているので、中間素材３２の外周がしごかれて塑性流動が発生する。
【００４７】
また、図１９に示すように、中間素材３２の外周のしごきとともに、第２パンチ１０２の拡径部成形面１０８で中間素材３２の開口側を押しつぶすことで湾曲拡径部４８が成形されるとともに、中間素材３２の底部３２ａに底側縮径部５０が成形され、これら湾曲拡径部４８及び底側縮径部５０により中間素材３２のしごき部分が閉じ込められる。また、第２パンチ１０２が下降移動することで第２パンチ１０２の第１段差面１０４及び第２段差面１０６の間に設けられた座面側縮径部９０が、第１段差面１０４及び第２段差面１０６の間の塑性流動を規制する。これにより、第２パンチ４６の第１段差面１０４側の径方向内方へ向かう中間素材３２の塑性流動が促進されるとともに、第２段差面１０６側の径方向内方へ向かう中間素材３２の塑性流動が促進される。
【００４８】
そして、径方向内方へ向かう中間素材３２の塑性流動は、第２パンチ１０２の第１段差面１０４及び第２段差面１０６近くのテーパ形状とした大径側の部位に沿って第１座面１９ａ，第２座面１９ｂの肉厚が増大する方向にスムーズに行われていく。これにより、図１５及び図１９に示すように、肉厚が増大した第１座面１９ａ，第２座面１９ｂと、第２座面１９ｂに直交して軸方向に同一内径で延在し、スリーブ１６ｃとなる円筒部が成形される。
【００４９】
［第３工程］
図１６に示すように、第２工程で成形した中間素材３２を、第３加工装置の第３ダイス１１６にセットする。そして、第３ダイス１１６に向けて保持部材１１８を下降移動して中間素材３２の内面を保持する。次いで、第３パンチ１２０をさらに下方移動して中間素材３２の底部３２ａに軸穴３６を形成する。底部３２ａに軸穴３６を形成したことで、スリーブ１６ｃが形成される。
このように、第１工程、底部加工工程、第２工程、第３工程を行うことで、カップ形状の外観をなし、スリーブ１６ｃ及び軸穴３６が設けられ、内周面に２つの環状の第１座面１９ａ，第２座面１９ｂが段差状に他の部位と比較して局部的に肉厚を増大させて設けたプランジャ１６ｂが成形される。
【００５０】
本実施形態では、以下の効果を奏する。なお、第１実施形態と重複する効果については記載しない。
（ｉ）第１工程で、板材３８から肉厚を略一定としたカップ形状の中間素材３２を成形し、第２工程で、中間素材３２の外周をしごいて塑性流動を発生させ、中間素材３２の開口側に湾曲拡径部４８を成形し、中間素材３２の底部３２ａ側に底側縮径部５０を成形することで中間素材３２の開口側及び底部３２ａ側への塑性流動を規制し、第１段差面１０４及び第２段差面１０６の間に設けた座面側縮径部９０で第１段差面１０４及び第２段差面１０６の間の塑性流動を規制しているので、第２パンチ１０２の第１段差面１０４及び第２段差面１０６側への塑性流動を促進させて第１座面１９ａ，第２座面１９ｂを成形しているので、少ない工程数で肉厚が増大した第１座面１９ａ，第２座面１９ｂを成形することができる。（請求項４に対応）。
【００５１】
（ｊ）底部加工工程で、球形状としたカップ形状の中間素材３２の底部３２ａを下側に押圧することで、底部３２ａを軸方向に長い筒状となるように成形しているので、従動軸６に外嵌するスリーブ１６ｃを容易に成形することができる。（請求項５に対応）
（ｋ）少ない工程数で肉厚が増大した第１座面１９ａ，第２座面１９ｂを形成することができるので、ダイス及びパンチ等の金型の種類を少なくすることができ、カップ状部材を製造する際の設備コスト及び製造コストの低減を図ることができる（請求項８に対応）。
なお、本発明の１実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る第１実施形態のベルト式無段変速機の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の第１工程を示す図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の第２工程を示す図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態の第３工程を示す図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態の第２工程の要部を示す図である。
【図６】図５の符号Ｖで示す○の範囲内を示した図である。
【図７】図５の符号ＶＩで示す○の範囲内を示した図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態の第１工程を示す図である。
【図９】本発明に係る第２実施形態の第２工程を示す図である。
【図１０】本発明に係る第３実施形態の第１工程を示す図である。
【図１１】本発明に係る第３実施形態の増肉工程を示す図である。
【図１２】本発明に係る第４実施形態のベルト式無段変速機の構成を示す図である。
【図１３】本発明に係る第４実施形態の第１工程を示す図である。
【図１４】本発明に係る第４実施形態の増肉工程を示す図である。
【図１５】本発明に係る第４実施形態の第２工程を示す図である。
【図１６】本発明に係る第４実施形態の第３工程を示す図である。
【図１７】本発明に係る第４実施形態の第２工程の初期を示す図である。
【図１８】本発明に係る第４実施形態の第２工程の中期を示す図である。
【図１９】本発明に係る第４実施形態の第２工程の後期を示す図である。
【図２０】従来のカップ状部材の成形方法の第１例を示した図である。
【図２１】従来のカップ状部材の成形方法の第２例を示した図である。
【符号の説明】
【００５３】
１６ｃ  スリーブ
１９ａ  第１座面
１９ｂ  第２座面
３０，１６ｂ  プランジャ
３２  カップ形状の中間素材
３２ａ  中間素材の底部
３４  環状の座面
３６  軸穴（穴）
３８  板材
４０，８２  第１ダイス
４２，８０  第１パンチ
４４，１００  第２ダイス
４６，１０２  第２パンチ
４８  湾曲拡径部
５０  底側縮径部
５２  第２パンチの段差面
５４  第２ダイスの座面成形面
５６，１０８  第２パンチの拡径部成形面
５８，１１０  第２ダイスの拡径部成形面
６０，１１２  第２パンチの縮径部成形面
６２，１１４  第２ダイスの縮径部成形面
６４  非成形空間
７０，１１６  第３ダイス
７２，１１８  保持部材
７４，１２０  第３パンチ
８８  増肉加工パンチ
９８  底部加工パンチ
９０  底面側縮径部
１０４  第１段差面
１０６  第２段差面
Ｄｄ１  第１ダイスの内径
Ｄｄ２  第２ダイスの内径
Ｄｐ１  第１パンチの外径
Ｄｐ２  第２パンチの外径
Ｈ  座面の肉厚
Ｒ１  第２パンチの拡径部成形面の曲率半径
Ｒ２  第２ダイスの拡径部成形面の曲率半径
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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