(57)【要約】【課題】より精度良くスプライン継手の筒状部品を製造することができるスプライン継手の筒状部品の製造方法を提供する。【解決手段】ワーク１００を熱間鍛造により成形する熱間鍛造工程と、熱間鍛造工程により形成されたワーク１００に、奥に向かうにつれて径が大きくなる止まり穴１０１を形成する中間加工工程と、中間加工工程により形成された止まり穴１０１に、パンチ２００を押し込んで、止まり穴１０１の内周面にスプライン形状を成形する冷間鍛造工程と、を備え、冷間鍛造工程において、少なくとも止まり穴１０１の内周面にスプライン形状が成形される部分において、止まり穴１０１の周囲のワーク１００の断面積と固定型３００との断面積の合計が、止まり穴１０１の底部の面積に対して８倍以上となる固定型３００によって、ワーク１００は固定されている、スプライン継手の筒状部品の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプライン継手の筒状部品の外形形状を有するワークを熱間鍛造により成形する熱間鍛造工程と、
前記熱間鍛造工程により形成された前記ワークに、奥に向かうにつれて径が大きくなる止まり穴を形成する中間加工工程と、
前記中間加工工程により形成された前記止まり穴に、外周面にスプライン形状に嵌合する形状が形成されたパンチを押し込んで、前記止まり穴の内周面に前記スプライン形状を成形する冷間鍛造工程と、
を備え、
前記冷間鍛造工程において、少なくとも前記止まり穴の内周面に前記スプライン形状が成形される部分において、前記止まり穴の周囲の前記ワークの断面積と前記ワークを固定する固定型との断面積の合計が、前記止まり穴の底部の面積に対して８倍以上となる前記固定型によって、前記ワークは固定されている、
スプライン継手の筒状部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプライン継手の筒状部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内周面に溝又は歯形を有する筒状部品を製造する方法として、当該部品の端部に鍔部を設け、鍔部側の内径に押型（パンチ）の外径より若干大きい段付内径を加工しておき、鍔部段付面と筒部外周面とを金型で受け、鍔部側より押型を筒状部品の穴部に押し込み、内周面の材料に引張力を与えながら塑性変形によって当該内周面にヘリカルインボリュートスプライン形状を成形する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６２−０４５０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
筒状部品の内周面にスプライン形状を成形する場合、当該スプライン形状と嵌合する形状が外周面に形成されたパンチを当該筒状部品の穴部に押し込み、筒状部品の内周面を塑性変形させることにより当該内周面にスプライン形状を成形する。しかし、筒状部品の穴部からパンチを抜いた後、当該内周面がスプリングバック（弾性変形）する。そのため、筒状部品の内周面に成形するスプライン形状の寸法精度が十分ではなくなる可能性があった。
【０００５】
また、特許文献１に記載の方法では、熟練工による加工装置の精密な操作を必要とする。そのため、必ずしも、簡便に実施できる方法ではなかった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、より精度良くスプライン継手の筒状部品を製造することができるスプライン継手の筒状部品の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るスプライン継手の筒状部品の製造方法は、スプライン継手の筒状部品の外形形状を有するワークを熱間鍛造により成形する熱間鍛造工程と、前記熱間鍛造工程により形成された前記ワークに、奥に向かうにつれて径が大きくなる止まり穴を形成する中間加工工程と、前記中間加工工程により形成された前記止まり穴に、外周面にスプライン形状に嵌合する形状が形成されたパンチを押し込んで、前記止まり穴の内周面に前記スプライン形状を成形する冷間鍛造工程と、を備える。また、前記冷間鍛造工程において、少なくとも前記止まり穴の内周面に前記スプライン形状が成形される部分において、前記止まり穴の周囲の前記ワークの断面積と前記ワークを固定する固定型との断面積の合計が、前記止まり穴の底部の面積に対して８倍以上となる前記固定型によって、前記ワークは固定されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るスプライン継手の筒状部品の製造方法においては、冷間鍛造工程において、少なくとも止まり穴の内周面にスプライン形状が成形される部分において、止まり穴の周囲のワークの断面積とワークを固定する固定型の断面積との合計が、止まり穴の底部の面積に対して８倍以上となるように、固定型によってワークは固定される。そのため、少なくとも止まり穴の内周面にスプライン形状が成形される部分において、当該内周面がスプリングバック（弾性変形）する量（以下、「スプリングバック量」と称する。）をほぼ一定にすることができる。これにより、予め、スプリングバック量を計測しておき、当該スプリングバック量も含めて、中間加工工程において形成する止まり穴の径及び冷間鍛造工程において使用するパンチの径を設計することができ、より精度よく筒状部品の止まり穴及び当該止まり穴の内周面のスプライン形状を成形することができる。
また、中間加工工程では、スプライン継手の筒状部品の外形形状を有するワークに、奥に向かうにつれて径が大きくなる止まり穴を形成する。これにより、止まり穴の奥に向かうにつれてワークの断面積が大きくなることに起因してスプリングバック量が増加しても、中間加工工程において奥に向かうにつれて径が大きくなるように形成された止まり穴によって、当該スプリングバックによる弾性変形分を所定程度相殺することができる。これにより、より精度よく筒状部品の止まり穴を形成することができる。
特に、固定型によってワークを固定してもスプリングバックを十分に制御することが難しい場合、中間加工工程に形成する止まり穴の形状によって、スプリングバックの固定型によって制御することが難しい部分を制御することができる。
よって、より精度良くスプライン継手の筒状部品を製造することができるスプライン継手の筒状部品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスプライン継手の筒状部品の製造方法を説明するフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷間鍛造工程におけるワークの断面積と止まり穴のスプリングバック（弾性変形）との関係を説明する部分断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る冷間鍛造工程におけるワークの断面積と止まり穴のスプリングバック（弾性変形）との関係を説明する側面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る冷間鍛造工程におけるワークの断面積と止まり穴のスプリングバック（弾性変形）との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る中間加工工程を説明する断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る冷間鍛造工程を説明する部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るスプライン継手の筒状部品の製造方法を説明するフローチャートである。
図１に示すように、実施の形態１に係るスプライン継手の筒状部品の製造方法では、まず、スプライン継手の筒状部品の外形形状を有するワーク１００を熱間鍛造により成形する（ステップＳ１；熱間鍛造工程）。
【００１１】
次に、熱間鍛造工程により形成されたワーク１００に、止まり穴１０１を形成する（ステップＳ２；中間加工工程）。当該中間加工工程では、例えば、機械加工により、ワーク１００の軸方向の端部から当該軸方向に沿って所定の位置まで止まり穴１０１が形成される。また、当該中間加工工程において形成される止まり穴１０１は、止まり穴１０１の奥に向かうにつれて径が大きくなるように、形成される。換言すれば、止まり穴１０１の径が、止まり穴１０１の入口から止まり穴１０１の底部に向かうにつれて徐々に大きくなるように、止まり穴１０１は形成される。ここで、止まり穴１０１とは、非貫通の穴であり、底部を有する穴を意味する。
【００１２】
次に、中間加工工程により形成された止まり穴１０１の内周面に、冷間鍛造により、スプライン形状を成形する（ステップＳ３；冷間鍛造工程）。図２に、当該冷間鍛造工程において用いられるパンチ２００を示す。パンチ２００は、ワーク１００の止まり穴１０１内に押し込まれる先端部２０１と、止まり穴１０１内に押し込まれない非挿入部２０２を備える。パンチ２００の先端部２０１の外周面には、止まり穴１０１の内周面に成形されるスプライン形状と嵌合する形状が形成されている。換言すれば、止まり穴１０１の内周面に成形されるスプライン形状がメス型とすると、パンチ２００の先端部２０１の外周面に形成されているスプライン形状はオス型である。
【００１３】
次に、ワーク１００の止まり穴１０１の内周面のスプライン形状以外の部分に対して所定の仕上加工を行う（ステップＳ４；仕上加工工程）。
【００１４】
次に、図２乃至図４を参照しながら、冷間鍛造工程におけるスプリングバック（弾性変形）について説明する。ここで、スプリングバックとは、パンチ２００を止まり穴１０１から抜いた後、弾性変形により止まり穴１０１が縮径することを意味する。また、止まり穴１０１の内周面がスプリングバック（弾性変形）する量を、以下、「スプリングバック量」と称する。また、図２において、ワーク１００の断面を示すハッチングは省略する。
【００１５】
図３は、図２に示すパンチ２００の先端部２０１を拡大して示す。図２、図３に示すように、本実施の形態１において、止まり穴１０１の周囲のワーク１００の断面面積は、止まり穴１０１の底部に向かうにつれて大きくなっている。具体的には、図２、図３に示すように、断面位置Ａから断面位置Ｂの間では、ワーク１００の断面面積はあまり変化がないが、断面位置Ｂから断面位置Ｃの間では、断面位置Ｃに向かうにつれてワーク１００の断面面積は増加している。
【００１６】
図４は、ワーク１００の断面の位置と、スプリングバック量との関係を示すグラフである。図４において、横軸は、ワーク１００の断面の位置を示し、縦軸は、冷間鍛造工程におけるスプリングバック量を示す。具体的には、図４の横軸には、図３に示す断面位置Ａ，Ｂ，Ｃが記されている。また、図４の縦軸には、スプリングバック量として、冷間鍛造後の止まり穴１０１の径の大きさが記されている。図４に示すように、断面位置Ａから断面位置Ｂの間では、スプリングバック量はあまり変化していないが、断面位置Ｂから断面位置Ｃの間では、断面位置Ｃに向かうにつれてスプリングバック量が増加している。
【００１７】
すなわち、止まり穴１０１の周囲のワーク１００の断面面積が増加するほど、スプリングバック量が増加する。そこで、中間加工工程において、止まり穴１０１の奥に向かうにつれて径が大きくなるように、ワーク１００に止まり穴１０１を形成する。図５に示すように、中間加工工程において、断面位置Ｂから底部に向かって、止まり穴１０１の径が徐々に大きくなるように、ワーク１００に止まり穴１０１が形成される。当該中間加工工程において形成される止まり穴１０１の形状を符号１０１Ａで示す。また、図５において、ワーク１００の断面を示すハッチングは省略する。また、図５に示すように、中間加工工程において奥に向かうにつれて径が大きくなるように形成された止まり穴１０１の形状１０１Ａは、冷間鍛造工程におけるスプリングバックによる止まり穴１０１の縮径によって、止まり穴１０１の形状１０１Ｂとなる。換言すれば、中間加工工程において奥に向かうにつれて径が大きくなるように形成された止まり穴１０１によって、当該スプリングバックによる弾性変形分を所定程度相殺することができる。
【００１８】
また、本発明者は、止まり穴１０１の周囲のワーク１００の断面積が、止まり穴１０１の底部の面積に対して８倍以上である場合、スプリングバック量がほぼ一定となることを見出した。図６に、止まり穴１０１の周囲のワーク１００の断面積が、止まり穴１０１の底部の面積に対して８倍以上となる領域を安定領域として示す。そこで、本実施の形態１に係る冷間鍛造工程においては、図６に示すように、止まり穴１０１の周囲のワーク１００の断面積とワーク１００を固定する固定型３００の断面積との合計が、止まり穴１０１の底部の面積に対して８倍以上、より好ましくは、１０倍以上となるように、固定型３００によってワーク１００は固定されている。なお、図６において、ワーク１００の断面を示すハッチングは省略する。具体的には、少なくとも止まり穴１０１の内周面にスプライン形状が成形される部分において、止まり穴１０１の周囲のワークの断面積と固定型３００の断面積との合計が、止まり穴１０１の底部の面積に対して８倍以上、より好ましくは、１０倍以上となるように、固定型３００によってワーク１００は固定されている。これにより、少なくとも止まり穴１０１の内周面にスプライン形状が成形される部分において、スプリングバック量をほぼ一定にすることができる。
【００１９】
特に、図６において、断面位置Ａから、断面位置Ｂと断面位置Ｃとの中間位置までの間では、固定型３００によって、スプリングバック量をほぼ一定にすることができる。しかし、断面位置Ｂと断面位置Ｃとの中間位置から安定領域までの間では、固定型３００によってスプリングバック量を制御することは難しい。また、安定領域においても、ワーク１００の断面積は、止まり穴１０１の底部まで増加しており、スプリングバック量は増加傾向にある。このように、スプリングバック量を固定型３００によって制御することが難しい部分については、中間加工工程に形成する止まり穴１０１の形状によって制御することができる。
【００２０】
以上に説明した、実施の形態１に係るスプライン継手の筒状部品の製造方法においては、冷間鍛造工程において、少なくとも止まり穴１０１の内周面にスプライン形状が成形される部分において、止まり穴１０１の周囲のワーク１００の断面積とワーク１００を固定する固定型３００の断面積との合計が、止まり穴１０１の底部の面積に対して８倍以上、より好ましくは、１０倍以上となるように、固定型３００によってワーク１００は固定される。そのため、少なくとも止まり穴１０１の内周面にスプライン形状が成形される部分において、スプリングバック量をほぼ一定にすることができる。これにより、予め、スプリングバック量を計測しておき、当該スプリングバック量も含めて、中間加工工程において形成する止まり穴１０１の径及び冷間鍛造工程において使用するパンチ２００の径を設計することができ、より精度よく筒状部品の止まり穴及び当該止まり穴の内周面のスプライン形状を成形することができる。
【００２１】
また、中間加工工程では、スプライン継手の筒状部品の外形形状を有するワーク１００に、奥に向かうにつれて径が大きくなる止まり穴１０１を形成する。これにより、止まり穴１０１の奥に向かうにつれてワーク１００の断面積が大きくなることに起因してスプリングバック量が増加しても、中間加工工程において奥に向かうにつれて径が大きくなるように形成された止まり穴１０１によって、当該スプリングバックによる弾性変形分を所定程度相殺することができる。これにより、より精度よく筒状部品の止まり穴１０１を形成することができる。
【００２２】
特に、固定型３００によってワーク１００を固定してもスプリングバック量を十分に制御することが難しい場合、中間加工工程に形成する止まり穴１０１の形状によって、スプリングバック量の固定型３００によって制御することが難しい部分を制御することができる。
よって、より精度良くスプライン継手の筒状部品を製造することができるスプライン継手の筒状部品の製造方法を提供することができる。
【００２３】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１００  ワーク
１０１  止まり穴
１０１Ａ  中間加工工程において形成される止まり穴の形状
１０１Ｂ  冷間鍛造工程後の止まり穴の形状
２００  パンチ
２０１  先端部
２０２  非挿入部
３００  固定型
【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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