(57)【要約】【課題】フランジ付きハウジング部材であっても、全体にわたり十分精度を確保でき、コスト的にも作業性の面でも有利なフランジ付きハウジング部材の成形方法及び装置を提供する。【解決手段】ランジ付きハウジング部材である成形素材Ｗを保持するパンチ１０が設けられた側にサイジングダイ２０も設けた状態で、パンチ１０の対向位置に設けられたしごき用加圧手段３０によりサイジングダイ２０を加圧してしごき加工を行なうことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の外面形状を有する第１の型と、所定の内面形状を有する第２の型との間で成形素材をしごき加工し成形する成形方法であって、
前記第１の型に、筒状をした胴部の一端部にフランジ予備成形部が設けられた成形素材の前記胴部を保持する保持工程と、
前記第２の型に設けられたフランジ成形部を、前記成形素材の胴部とフランジ予備成形部との境界部に位置させる位置合わせ工程と、
前記第１の型が設けられた基部と同じ側に設けられ、かつ前記第１の型に対して相対的に近接離間し得るように支持された前記第２の型を、対向位置に設けられたしごき用加圧手段により加圧し前記胴部にしごきを加え当該胴部の内外両周面をサイジングするしごき工程と、を有することを特徴とするフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項２】
前記しごき工程は、前記第１の型及び第２の型に対向して設けられた加圧部材と前記フランジ成形面との間で前記フランジ予備成形部を加圧しフランジ部を形成するフランジ成形工程を行なった後に行なうことを特徴とする請求項１に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項３】
所定の外面形状を有する第１の型と、所定の内面形状を有する第２の型との間で成形素材をしごき加工し成形する成形装置であって、
筒状をした胴部の一端部にフランジ予備成形部が設けられた成形素材の前記胴部を保持する前記第１の型と、
当該第１の型が設けられた基部と同じ側に支持され、前記第１の型に対して相対的に近接離間可能に設けられた、所定の内面形状を有する前記第２の型と、
前記第１の型の対向位置に設けられ、前記第２の型を加圧し前記胴部にしごきを加えるしごき用加圧手段と、
前記第２の型に設けられたフランジ成形部を、前記成形素材の胴部とフランジ予備成形部との境界部に位置合わせした状態で、前記フランジ予備成形部を前記フランジ成形部との間で加圧しフランジ部を形成する、前記第１の型及び第２の型に対向して設けられたフランジ成形用加圧手段と、
を有するフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項４】
前記第２の型は、少なくとも前記成形素材を保持する前記第１の型の先端を越える第１の位置と、少なくとも前記胴部のしごきを完了する第２の位置との間で当該第２の型を移動させる駆動部と連結され、前記第１の位置を取ったとき、前記成形素材を前記第１の型に保持させるように挿入可能な挿入空間が生じるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項５】
前記第２の型は、位置固定の外周支持部材に沿って移動する構成としたことを特徴とする請求項４に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項６】
前記外周支持部材は、外部から前記成形素材を挿入可能なワーク脱着口を有することを特徴とする請求項５に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項７】
前記第２の型は、前記第１の型に向って突出するように弾性部材により弾発された取り外し爪を有することを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状をした胴部の一端部びフランジが設けられたフランジ付きハウジング部材の成形方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車エンジンの回転トルク伝達機構に組み込まれる等速ジョイントの外輪は、筒状をした胴部の一端部が閉塞部により閉塞され、この閉塞部の外周からフランジが突出された、フランジ付きハウジング部材であり、胴部の内周面には複数本のトラック溝と、各トラック溝間にケージ案内面が形成されている。
【０００３】
このようなフランジ付きハウジング部材を成形するには、ダイスにより外周面にしごき加工を加える場合、当然のことながらフランジが邪魔になり外周面全面に渡ってしごき加工を加えることができず、全体にわたり十分精度が出ない虞がある。
【０００４】
したがって、従来の方法は、胴部の内外周面をサイジングして仕上げた後に、端部にフランジを溶接し閉塞している。しかし、この方法では、フランジと胴部という２つの部品は必要になりコスト的に不利である。
【０００５】
ここに、「サイジング」とは、寸法精度を向上させるためにワークを型により加圧することをいい、「フランジ部」又は「フランジ予備成形部」とは、胴部の端部を閉塞する閉塞部と、この閉塞部と一体的に形成され放射方向に突出している部分のことをいう。
【０００６】
他の方法として、熱間鍛造によりフランジ付きで貫通孔が設けられた鍛造素材を形成した後、外面側は、機械加工を施し、外径やフランジなどを所定のものに仕上げ、内面側は、ブローチ加工によりトラック溝やケージ案内面を形成し、最終的に高周波焼き入れを行ない、筒状胴部の一端部に蓋体を取り付ける方法もある。しかし、機械加工やブローチ加工は、加工時間がかかり、ブローチ自体も高価で、製造コスト的にも作業性の面から、この方法も好ましくない。
【０００７】
下記特許文献１では、フランジ側を下にしてワークを支持し、胴部内には内面仕上げ用のポンチを挿入し、外面には軸心に沿って複数分割されたしごきダイスを配置し、ポンチとしごきダイスの一方を軸方向に移動してダイスの内側にワークを通過させることによりワークの外面をダイスによりしごき、ワークの内外両面を仕上げる方法が開示されている。
【０００８】
しかし、この方法では、胴部の加工は開示されているものの、フランジ部の加工については言及されていないことから、胴部とフランジ部とは別個の加工とならざるを得ず、先にフランジ部を加工すれば、胴部加工時にフランジ部の精度が低下し、後にフランジ部を加工すれば、胴部の精度が低下する虞があることから、いずれにしてもワーク全体にわたり十分精度を出すことができない虞がある。また、ワークを熱間鍛造する場合には、フランジ部の精度が著しく低下し、冷間鍛造する場合には、成形荷重が増大する虞もある。
【特許文献１】特開昭６３−２７３５２３号公報（特許請求の範囲、第１図参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、フランジ付きハウジング部材であっても、全体にわたり十分精度を確保でき、コスト的にも作業性の面でも有利なフランジ付きハウジング部材の成形方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明は、フランジ付きハウジング部材である成形素材を保持する第１の型が設けられた側に第２の型も設けた状態で、前記第１の型の対向位置に設けられたしごき用加圧手段により前記第２の型を加圧してしごき加工を行なうことを特徴とするフランジ付きハウジング部材の成形方法及び装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１の型が設けられた側に第２の型も設け、成形素材を第１の型に保持した状態で、第１の型の対向位置に設けられたしごき用加圧手段により前記第２の型を加圧して胴部にしごきを加えるので、しごき用加圧手段による第２の型に加える成形荷重が直接的に作用することになり、不必要に装置構成を強固にすることがなく、円滑なしごき加工を行うことができる。また、ワークを一旦第１の型に設置すると、ワークを他所に移動させたり、外したりすることなく成形でき、成形時の精度がそのまま製品の精度として反映され、フランジ部及び胴部を含むワーク全体を高精度にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態に係る成形装置の断面図、図２は本発明により成形されるフランジ付きハウジング部材の一例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図、図３はパンチを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線に沿う断面図、図４はサイジングダイを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面図、図５はサイジングダイの要部を示す概略断面図である。
【００１４】
本実施形態では、筒状をした胴部１の一端部にフランジ予備成形部Ｆを有する成形素材Ｗを、図１に示す成形装置により図２（Ａ）（Ｂ）に示す成形品Ｗａに鍛造成形する。なお、図２は、便宜的に成形前の予備成形品と成形後の成形品を示し、成形前のものは、成形素材Ｗ、フランジ予備成形部Ｆとし、成形後のものは、成形品Ｗａ、フランジ部Ｆａとする。
【００１５】
ここで使用される成形装置は、図１に示すように、成形素材Ｗを頂部に保持するパンチ１０（第１の型）と、パンチ１０に保持された成形素材Ｗをしごき加工して胴部１の内外両周面をサイジングするサイジングダイ２０（第２の型）と、パンチ１０の対向位置、つまり上方位置に設けられ、サイジングダイ２０を加圧し胴部１にしごきを加えるしごき用加圧手段３０と、フランジ予備成形部Ｆをパンチ１０及びサイジングダイ２０との間で挟圧するフランジ成形用加圧手段５０とを有している。
【００１６】
さらに詳述する。パンチ１０は、基部１１上で支持板１２により支持された位置固定の柱状体であり、図３に示すように、外周面には、胴部１の内周面に複数本のトラック溝部２を形成するための突条部１２と、各トラック溝部２間にケージ案内面３を形成する凹溝部１３が交互に複数形成されている。ただし、パンチ１０における突条部１２と凹溝部１３の形成する範囲は、少なくとも胴部１に対応する部分にあればよい。
【００１７】
サイジングダイ２０は、図１，４に示すように、環状の本体２１の中央にパンチ１０との共働によりしごき成形するしごき面２２と、上面に穿設された星型のフランジ部Ｆに対応する形状を有するフランジ成形部である凹部２３とを有している。しごき面２２は、図４（Ｂ）に示すように、断面「く」の字状で、上部に成形素材Ｗを所定の外径寸法にサイジングする突部２２ａが形成され、突部２２ａから下方は成形素材Ｗをしごきの容易化のためにテーパ状部２２ｂとされている。なお、突部２２ａは、必ずしも尖っている必要はなく、滑らかな円弧状であってもよい。
【００１８】
また、サイジングダイ２０は、図５に示すように、成形品Ｗａをパンチ１０から取り出す取り外し爪２４も有している。取り外し爪２４は、パンチ１０に向って突出するようにバネなどの弾性部材２５により弾発され、しごき加工時には後退し、加工後に突出して成形品Ｗａの端部に係合するが、図２に示す外方に突出しているフランジ部Ｆに影響しない位置に設けることが好ましい。
【００１９】
サイジングダイ２０は、図１に示すように、基部１１の下位に複数の油圧シリンダから構成された昇降部２６の昇降ロッド２７の頂部に取り付けられ、パンチ１０に対し昇降する。昇降量としては、少なくとも成形素材Ｗを保持するパンチ１０の先端を越える位置と、少なくとも胴部１のしごきを完了する位置との間であればよい。
【００２０】
サイジングダイ２０の外周には、基部１１に位置固定に取り付けられた筒状をした外周支持部材２８により保持されている。このようにすれば、比較的長いストロークのしごき加工を行なう場合であっても、外周支持部材２８に沿って正確に移動することになり、成形品の精度が向上する。
【００２１】
外周支持部材２８には、外部から成形素材Ｗをパンチ１０まで挿入し、排出することができるワーク脱着口Ｏが開設されている。なお、複数本の昇降ロッド２７相互間には、空間部が存在するので、外周支持部材２８にワーク脱着口Ｏを設けると、成形素材Ｗのパンチ１０に対する脱着が容易にできる。
【００２２】
特に、本実施形態では、サイジングダイ２０は、パンチ１０が設けられた基部１１と同じ側に設けられているが、サイジングダイ２０を加圧し胴部１にしごきを加えるしごき用加圧手段３０は、サイジングダイ２０やパンチ１０と対向する位置、つまり、これらの上方に設けられている。しごき用加圧手段３０は、複数の油圧シリンダから構成され、加圧ロッド３１が後述のフランジ成形用加圧手段５０の加圧部材５１に開設された通孔５２を挿通して伸延されている。
【００２３】
このようにサイジングダイ２０を上方から加圧すれば、油圧シリンダによりサイジングダイ２０に加える成形荷重が直接的に作用することとなり、円滑なしごき加工を行うことができる。つまり、油圧シリンダのピストンを押し出す力をそのままサイジングダイ２０に対する成形荷重とすることができ、油圧シリンダの実用的使用に沿ったものとなる。この結果、成形装置の各構成部材に不必要な力が加わることがなく、装置構成も簡素化できる。
【００２４】
フランジ成形用加圧手段５０は、昇降可能に設けられたプレスラム５３と、プレスラム５３の下面に取り付けられた加圧部材５１とを有している。なお、加圧部材５１の下面には、サイジングダイ２０のフランジ部成形用凹部２３に対応する位置に凹部５４が設けられ、所定形状のフランジ成形キャビティとなるようにしている。
【００２５】
次に、成形方法を説明する。
【００２６】
図６〜図９は成形方法を工程順に示す断面図である。
＜保持工程＞
まず、サイジングダイ２０の昇降部２６を動作しサイジングダイ２０を上昇させると、図１に示すように、外周支持部材２８のワーク脱着口Ｏが開放されるので、ワーク脱着口Ｏから成形素材Ｗを挿入することができる状態になり、ここから成形素材Ｗを挿入し、パンチ１０の上部にセットする。ここで使用する成形素材Ｗは、熱間温間鍛造により成形されたもので、フランジ予備成形部Ｆと胴部１を有しており、いわば椀状をしているので、パンチ１０上に容易に保持することができる。この成形素材Ｗに予め溝部４を形成すれば、後のサイジング時の成形荷重を低減でき、好ましい。
＜位置合わせ工程＞
次に、昇降部２６を動作し、図６に示すように、サイジングダイ２０を下降させ、サイジングダイ２０の上面、つまりフランジ成形部である凹部２３を成形素材Ｗの胴部１とフランジ予備成形部Ｆとの境界部に位置させる。次工程であるフランジ成形工程の準備である。
＜フランジ成形工程＞
図７に示すように、この段階でフランジ成形用加圧手段５０の駆動源であるプレスラム５３を動作し、加圧部材５１を下降すると、フランジ予備成形部Ｆは、サイジングダイ２０の凹部２３と、加圧部材５１の下面に形成された凹部５４とにより形成される所定形状のフランジ成形キャビティ内で加圧され、フランジ予備成形部Ｆがフランジ部Ｆａに成形される。
＜胴部仕上げ工程（しごき工程）＞
フランジ成形された後の成形素材Ｗを加圧部材５１、パンチ１０及びサイジングダイ２０により保持した状態で、図８に示すように、しごき用加圧手段３０の加圧ロッド３１を下降させると、サイジングダイ２０が下降し、胴部１の外周面をしごきつつ、胴部１をパンチ１０の外周面の押付け、胴部１を所定寸法に仕上げる。この場合、サイジングダイ２０をパンチ１０と同じ側に設け、サイジングダイ２０を上方から加圧ロッド３１により加圧するので、油圧シリンダの加圧力がサイジングダイ２０に直接加わり、成形荷重として機能することになる。したがって、成形装置に不必要な力が加わることがなく、円滑なしごき加工を行うことができることになる。
【００２７】
特に、本実施形態では、フランジ成形後にしごき工程を行なうが、成形素材Ｗをパンチ１０上に保持したままでしごき加工を行うことになるので、成形品の精度が向上することになる。
＜取り出し工程＞
サイジングダイ２０が成形素材Ｗをしごいている間は、取り外し爪２４は、成形素材Ｗに単に接しているのみであるが、サイジングダイ２０が下降限に達すると、弾性部材２５により弾発されて突出し、成形品Ｗａの端部に係合する。
【００２８】
この状態で、図９に示すように、昇降部２６の昇降ロッド２７を上昇させると、これに伴ってサイジングダイ２０も上昇することになるので、取り外し爪２４は、成形品Ｗａをパンチ１０から取り出し、サイジングダイ２０上に載置した状態にする。サイジングダイ２０は、外周支持部材２８に設けられたストッパ２８ａに当り停止することになるが、サイジングダイ２０の上昇に伴って外周支持部材２８のワーク脱着口Ｏも開放されるので、ワーク脱着口Ｏから成形品Ｗａを外部に取り出すことができる。
【００２９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、上述した実施形態では、パンチ１０が固定でサイジングダイ２０が昇降動作するものであるが、逆にパンチ１０が昇降動作させてもよい。
【００３０】
また、上述した実施形態では、胴部１の端部に略平坦なフランジＦを形成しているが、等速ジョイントの外輪としては、フランジＦからシャフトが突出されたものもある。このような成形品Ｗａ、いわゆるハウジングウイズシャフトであっても成形することができる。ただし、この場合には、シャフトがダイにより加圧されないようにする必要がある。
【００３１】
前記実施形態の成形素材Ｗは、等速ジョイントの外輪を成形するものであるが、これのみでなく、筒状をした胴部１と、当該胴部１の一端部を閉塞するように設けられるフランジ予備成形部Ｆとを有する成形素材Ｗであれば、どのようなものに対しても使用することができる。
【００３２】
前記実施形態の胴部１は、等速ジョイントの外輪用のものであるため、断面円形をしたものであるが、本発明は、他の部品にも適用することができるので、必ずしも断面円形でなく、断面矩形状のものなど異形状のものもであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、自動車エンジンの回転トルク伝達機構に組み込まれる等速ジョイントの外輪用のフランジ付きハウジング部材を、鍛造により高精度に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る成形装置の断面図である。
【図２】本発明により成形されるフランジ付きハウジング部材の一例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。
【図３】パンチを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】サイジングダイを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】サイジングダイの要部を示す概略断面図である。
【図６】本実施形態の位置合わせ工程の状態を示す断面図である。
【図７】本実施形態のフランジ成形工程の状態を示す断面図である。
【図８】本実施形態のしごき工程の状態を示す断面図である。
【図９】本実施形態の取り出し工程の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…胴部、
４…溝部、
１０…パンチ（第１の型）、
１１…基部、
２０…サイジングダイ（第２の型）、
２３…凹部、
２４…取り外し爪、
２５…バネ（弾性部材）、
２８…外周支持部材、
３０…しごき用加圧手段、
５０…フランジ成形用加圧手段、
５１…加圧部材、
Ｆ…フランジ予備成形部、
Ｆａ…フランジ、
Ｏ…ワーク脱着口（挿入空間）、
Ｗ…成形素材、
Ｗａ…成形品。
【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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