(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークのカップ状部の先端面がパンチの外周に設けられたリングパンチから離間するように、前記カップ状部に前記パンチの先端部を装着する工程と、
前記パンチに対してダイを相対的に変位させて該ダイにより前記カップ状部の外周をしごく工程と、
前記ダイの変位作用下に前記カップ状部の開口端部を前記パンチの外周に設けられたリングパンチに当接させて前記カップ状部に圧縮応力を与える工程と、
前記ダイをさらに変位させるとともに、前記カップ状部の内面と前記パンチの先端部とが当接した状態を維持するように前記リングパンチを前記ダイと同方向に変位させて成型品を得る工程と、
を有することを特徴とするしごき加工方法。
【請求項２】
ワークのカップ状部の先端面がパンチの外周に設けられたリングパンチから離間するように、前記カップ状部に前記パンチの先端部を装着する工程と、
前記パンチに対してダイを相対的に変位させて該ダイにより前記カップ状部の外周をしごく工程と、
前記ダイの変位作用下に前記カップ状部の開口端部を前記パンチの外周に設けられたリングパンチに当接させて前記カップ状部に圧縮応力を与える工程と、
前記ダイをさらに変位させるとともに、前記カップ状部の内面と前記パンチの先端部とが当接した状態を維持するように前記パンチを前記ダイと反対方向に変位させて成型品を得る工程と、
を有することを特徴とするしごき加工方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のしごき加工方法において、
前記成型品は等速ジョイント外輪であることを特徴とするしごき加工方法。
【請求項４】
ワークのカップ状部に装着されるパンチと、
前記パンチに対して相対的に変位可能であり、前記カップ状部の外周をしごくダイと、
前記パンチの外周部に配設され、該パンチに対して相対的に変位可能に設けられるとともに、前記カップ状部に前記パンチが装着された時点では前記カップ状部の先端面から離間するリングパンチと、
を備え、前記リングパンチは、前記ダイによってしごかれて延伸した前記カップ状部の開口端部に当接して前記パンチと前記ダイとの相対的な変位作用下に前記カップ状部に圧縮応力を与えることを特徴とするしごき加工装置。
【請求項５】
請求項４記載のしごき加工装置において、
前記ワークは等速ジョイント外輪であることを特徴とするしごき加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、等速ジョイント外輪の如き、カップ状部を有する部材のしごき加工方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、等速ジョイント外輪のようにカップ状部を有する部材の製造方法においては、先ず、所定の長さに切断された円柱状のワーク１０の表面にボンデライト処理によって燐酸塩被膜等の潤滑用化成被膜を形成した後（図１１Ａ参照）、前方押出加工により、軸部１２が形成される（図１１Ｂ参照）。次に、ワーク１０の未加工部１４に据込加工を施し、据込部１６が形成される（図１１Ｃ参照）。
【０００３】
次いで、図１１Ｃの状態に形成されたワーク１０に低温焼鈍を施し、このとき発生するスケールをショットブラスト処理によって除去し、さらに、ボンデライト処理によって潤滑用化成被膜を形成する。そして、後方押出加工によりワーク１０に凹部１８を画成してカップ状部２０を形成する（図１１Ｄ参照）。
【０００４】
次に、図１１Ｄの状態に形成されたワーク１０に再び低温焼鈍、ショットブラスト処理、ボンデライト処理を施し、前記凹部１８にポンチ（図示せず）を挿入してしごき加工を行う（図１１Ｅ参照）。以上のようにして、等速ジョイント外輪が得られる。
【０００５】
この場合、しごき加工の工程では、図１２Ａに示すように、先ず、カップ状部２０の凹部１８をしごき加工装置２２を構成するパンチ２４の先端部に装着する。次に、ダイ２６を下方に変位させると、カップ状部２０の素材が前記ダイ２６によって流動し（図１２Ｂ参照）、凹部１８がパンチ２４の外周形状に沿って変形する（図１２Ｃ参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のしごき加工方法およびその装置では、しごき加工の際にカップ状部２０に引張応力が作用する。もし、しごき加工の前に低温焼鈍、ショットブラスト処理、ボンデライト処理を施さないと、しごき加工の際に前記の引張応力のために凹部１８の壁面に割れ２７が生じる懸念がある（図１２Ｃ参照）。このため、低温焼鈍、ショットブラスト処理およびボンデライト処理のようなしごき加工の前工程が必要となり、製造工程が多く、製造時間が長くなるという問題があった。
【０００７】
そこで、図１３Ａに示すように、しごき加工装置２２を構成するパンチ２４の外周部にリングパンチ２８を装着すると、しごき加工時においてカップ状部２０の開口端部がリングパンチ２８に当接してカップ状部２０の変形が規制され（図１３Ｂ参照）、圧縮応力が作用して割れが防止される。しかしながら、カップ状部２０が成形されるにつれ、カップ状部２０がリングパンチ２８に対して相対的に変位するため、凹部１８の内面がパンチ２４の先端部から離間してしまい、該凹部１８の成形精度が低下するという問題があった（図１３Ｃ参照）。
【０００８】
また、特開平９−１４２７９号公報の等速ジョイントの外輪成形方法および装置では、内型を構成するマンドレルの外周側にボール転動溝を形成するための移動可能な複数のセグメントを設け、素材が外ダイスの変位作用下に変形して該素材の端面がセグメントを押圧すると、セグメントが後退する構成が開示されている。ところが、この方法および装置では、複数のボール転動溝のそれぞれに対して移動可能なセグメントが必要で装置が複雑になり、多数の部品を組み付けるため、それぞれの部品を高精度に製造する必要があり、装置の製造コストが高騰するという問題があった。
【０００９】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであって、しごき加工の前工程が不要となり、製造時間を短縮することが可能で高精度な形状精度が得られるとともに、製造コストを低廉化することが可能なしごき加工方法およびその装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本願の第１の方法発明は、ワークのカップ状部の先端面がパンチの外周に設けられたリングパンチから離間するように、前記カップ状部に前記パンチの先端部を装着する工程と、
前記パンチに対してダイを相対的に変位させて該ダイにより前記カップ状部の外周をしごく工程と、
前記ダイの変位作用下に前記カップ状部の開口端部を前記パンチの外周に設けられたリングパンチに当接させて前記カップ状部に圧縮応力を与える工程と、
前記ダイをさらに変位させるとともに、前記カップ状部の内面と前記パンチの先端部とが当接した状態を維持するように前記リングパンチを前記ダイと同方向に変位させて成型品を得る工程と、
を有することを特徴とする。
【００１１】
前記第１の方法発明によれば、前記カップ状部の変形に伴って前記リングパンチを前記ダイと同方向に変位させることにより、前記リングパンチによる前記カップ状部に対する圧縮応力を制御することができ、前記カップ状部に割れが発生することが防止される。
【００１２】
また、本願の第２の方法発明は、  ワークのカップ状部の先端面がパンチの外周に設けられたリングパンチから離間するように、前記カップ状部に前記パンチの先端部を装着する工程と、
前記パンチに対してダイを相対的に変位させて該ダイにより前記カップ状部の外周をしごく工程と、
前記ダイの変位作用下に前記カップ状部の開口端部を前記パンチの外周に設けられたリングパンチに当接させて前記カップ状部に圧縮応力を与える工程と、
前記ダイをさらに変位させるとともに、前記カップ状部の内面と前記パンチの先端部とが当接した状態を維持するように前記パンチを前記ダイと反対方向に変位させて成型品を得る工程と、
を有することを特徴とする。
【００１３】
前記第２の方法発明によれば、前記カップ状部の変形に伴って前記パンチを前記ダイと反対方向に変位させることにより、前記リングパンチによる前記カップ状部に対する圧縮応力を制御することができ、前記カップ状部に割れが発生することが防止される。
【００１４】
この場合、前記成型品が等速ジョイント外輪であると、該等速ジョイント外輪を製造する工程を短縮することができ、好適である。
【００１５】
また、本願の装置発明は、ワークのカップ状部に装着されるパンチと、
前記パンチに対して相対的に変位可能であり、前記カップ状部の外周をしごくダイと、
前記パンチの外周部に配設され、該パンチに対して相対的に変位可能に設けられるとともに、前記カップ状部に前記パンチが装着された時点では前記カップ状部の先端面から離間するリングパンチと、
を備え、前記リングパンチは、前記ダイによってしごかれて延伸した前記カップ状部の開口端部に当接して前記パンチと前記ダイとの相対的な変位作用下に前記カップ状部に圧縮応力を与えることを特徴とする。
【００１６】
前記装置発明によれば、前記カップ状部に割れが発生する懸念が払拭され、しごき加工の前工程を省略することが可能である。
【００１７】
この場合、前記ワークが等速ジョイント外輪であると、該等速ジョイント外輪を製造する設備を簡易なものとすることができ、好適である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係るしごき加工方法について、それを実施する装置との関係において、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１９】
図１において、参照符号３０は、本発明の第１の実施の形態に係るしごき加工方法およびその装置によって製造されるワークであるバーフィールド型（ボールタイプ）の等速ジョイント外輪を示す。この等速ジョイント外輪３０は、カップ状部３２と軸部３４とを備え、前記カップ状部３２には凹部３６が画成される。該凹部３６を形成する壁部には、図２に示すように、等速ジョイント外輪３０の軸線方向に沿って６本の転動溝３８ａ〜３８ｆが画成される。
【００２０】
次に、第１の実施の形態に係るしごき加工装置４０について、図３を参照して説明する。このしごき加工装置４０は基台４２を備え、該基台４２の中央部には孔部４４が画成される。該孔部４４は段部４６を介して大径な孔部４８に連通する。前記孔部４４には変位部材５０が摺動自在に挿通し、該変位部材５０の下部はシリンダ５１に連結される。前記変位部材５０の上部には前記孔部４８に挿入される大径部５２が形成され、該大径部５２の上部中央には台部材５３が固着され、大径部５２の縁部近傍には複数の台部材５４が固着される。
【００２１】
前記基台４２の上部にはプレート５６が固着され、該プレート５６の中央部には円盤部材５８が固着される。該円盤部材５８の中央には台部材５３に対応する位置にピン部材６０が摺動自在に挿通され、該ピン部材６０の上部には棒状のパンチ６２が連結される。該パンチ６２の外周面は前記等速ジョイント外輪３０の凹部３６の形状に沿って形成され、このため、パンチ６２には転動溝３８ａ〜３８ｆを形成する突部６４ａ〜６４ｆが形成される。前記パンチ６２の下部外周はリング状の支持部材６６により変位自在に保持され、該支持部材６６は前記プレート５６に摺動自在に挿通する複数のピン部材６８を介して前記台部材５４に支持される。
【００２２】
前記支持部材６６の上部には前記パンチ６２を囲繞するとともに該パンチ６２に対して摺動自在にリングパンチ７０が設けられる。該リングパンチ７０の下部には段部７２が形成され、該段部７２には押さえ部材７４が係合する。該押さえ部材７４は前記支持部材６６に固着され、このため、リングパンチ７０は前記支持部材６６に固定される。前記リングパンチ７０の内周には前記突部６４ａ〜６４ｆが摺動自在に係合する溝部７６ａ〜７６ｆが画成される。
【００２３】
前記しごき加工装置４０には前記基台４２に対して接近離間可能に円筒状の変位部材８０が設けられ、該変位部材８０の下部にはリング状に形成されたダイ８２が固定部材８４によって固着される。該ダイ８２の内周には傾斜したしごき面８６が形成される。
【００２４】
本発明の第１の実施の形態に係るしごき加工装置４０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について、第１の実施の形態に係るしごき加工方法との関連で説明する。
【００２５】
先ず、従来技術と同様に、円柱状のワーク１０に前方押出加工、据込加工および後方押出加工が施される（図１１Ａ〜図１１Ｄ参照）。
【００２６】
次に、図３に示すように、等速ジョイント３０の凹部３６をパンチ６２の先端部に装着する。この場合、転動溝３８ａ〜３８ｆには突部６４ａ〜６４ｆが係合する。
【００２７】
次いで、図４に示すように、変位部材８０を基台４２に接近する方向に変位させ、ダイ８２のしごき面８６によって等速ジョイント外輪３０の外周をしごくと、カップ状部３２の内周面はパンチ６２の外周形状に沿って変形する。このとき、カップ状部３２の長さが長くなり、該カップ状部３２に引張応力が作用する。ダイ８２を所定量変位させると、カップ状部３２の下端部はリングパンチ７０の上端部に当接し、該リングパンチ７０によってカップ状部３２に圧縮応力が作用する。このため、前記引張応力によりカップ状部３２に割れの生じる懸念がない。
【００２８】
前記変位部材８０のさらなる変位作用下にダイ８２が基台４２に向かって変位すると、カップ状部３２はさらに長くなる。同時に、シリンダ５１を付勢して変位部材５０を下方、すなわちダイ８２の変位方向と同方向に変位させると、台部材５４、ピン部材６８および支持部材６６を介してリングパンチ７０が前記ダイ８２の変位方向と同方向に変位する（図５参照）。このため、カップ状部３２に作用する圧縮応力が制御されて該圧縮応力が必要以上に大きくなることが阻止され、カップ状部３２の内面がパンチ６２の先端部から離間することが防止される。従って、カップ状部３２はパンチ６２に沿って変形し、高精度な成形を行うことができる。以上のようにしてしごき加工が施されることにより、等速ジョイント外輪３０が完成する。
【００２９】
次に、第２の実施の形態に係るしごき加工方法およびその装置について、図６を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成要素については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３０】
第１の実施の形態では、カップ状部３２に対する圧縮応力を制御するために、リングパンチ７０をダイ８２と同方向に変位させたが、第２の実施の形態では、パンチ６２がダイ８２と反対方向に変位するように構成される。すなわち、このしごき加工装置９０の変位部材５０の中央に設けられた台部材５３にはピン部材９２の一端部が固着され、該ピン部材９２の他端部はパンチ６２に固着される。このため、変位部材５０の変位によってパンチ６２が変位する。一方、支持部材６６の下部にはプレート５６に挿通される複数のピン部材９４が固着されるが、該ピン部材９４は台部材５４から離間しており、変位部材５０の変位が支持部材６６に伝達されることはない。
【００３１】
本発明の第２の実施の形態に係るしごき加工装置９０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について、第２の実施の形態に係るしごき加工方法との関連で説明する。
【００３２】
先ず、第１の実施の形態と同様に、円柱状のワーク１０に前方押出加工、据込加工および後方押出加工が施される（図１１Ａ〜図１１Ｄ参照）。次に、図６に示すように、等速ジョイント３０の凹部３６をパンチ６２の先端部に装着する。次いで、図７に示すように、変位部材８０を基台４２に接近する方向に変位させ、ダイ８２のしごき面８６によって等速ジョイント外輪３０の外周をしごくと、カップ状部３２の内周面はパンチ６２の外周形状に沿って変形する。このとき、カップ状部３２の長さが長くなり、該カップ状部３２に引張応力が作用する。ダイ８２を所定量変位させると、カップ状部３２の下端部はリングパンチ７０の上端部に当接し、該リングパンチ７０によってカップ状部３２に圧縮応力が作用する。
【００３３】
前記変位部材８０のさらなる変位作用下にダイ８２が基台４２に向かって変位すると、カップ状部３２はさらに長くなり、凹部３６の内面はパンチ６２の先端部から離間する方向に変位しようとする。そこで、シリンダ５１を付勢して変位部材５０を上方、すなわちダイ８２の変位方向と反対方向に変位させると、台部材５３、ピン部材９２を介してパンチ６２が前記ダイ８２の変位方向と反対方向に変位する（図８参照）。このため、パンチ６２の先端部は凹部３６の内面と当接した状態を維持し、また、カップ状部３２に作用する圧縮応力が制御されて該圧縮応力が必要以上に大きくなることが防止される。従って、カップ状部３２はパンチ６２の外周形状に沿って変形し、高精度な成形を行うことができる。
【００３４】
以上のようにしてしごき加工が施されることにより、等速ジョイント外輪３０が完成する。
【００３５】
本実施の形態ではバーフィールド型の等速ジョイント外輪を例に挙げて説明したが、図９、図１０に示すように、トリポート型（ローラタイプ）の等速ジョイント外輪１００も同様の方法によって製造することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明に係るしごき加工方法およびその装置によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００３７】
ワークに低温焼鈍、ショットブラスト処理、ボンデライト処理等の前工程を施さなくとも、しごき加工の際にワークのカップ状部に割れが発生する懸念がなく、また、カップ状部の内面とパンチの先端部とが当接した状態を維持することにより、成形精度を向上することができる。このため、従来、しごき加工に必要であった前記の前加工の工程を省略することができ、製造時間が短縮され、製造効率が向上する。
【００３８】
また、部品点数が少なくて済むため、それぞれの部品を高精度に製造する必要がなくなり、さらに、しごき加工装置の組付が簡素化されるため、このしごき加工装置の製造コストを低廉化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態で製造される等速ジョイント外輪を示す概略縦断面図である。
【図２】図１の等速ジョイント外輪を示す概略正面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るしごき加工装置を示す縦断面図である。
【図４】図３のしごき加工装置において、ダイが変位して等速ジョイント外輪をしごいている状態の縦断面図である。
【図５】図３のしごき加工装置において、リングパンチがダイと同方向に変位している状態の縦断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るしごき加工装置を示す縦断面図である。
【図７】図６のしごき加工装置において、ダイが変位して等速ジョイント外輪をしごいている状態の縦断面図である。
【図８】図６のしごき加工装置において、パンチがダイと反対方向に変位している状態の縦断面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態で製造される等速ジョイント外輪を示す概略縦断面図である。
【図１０】図９の等速ジョイント外輪を示す概略正面図である。
【図１１】従来技術に係る等速ジョイント外輪の製造方法を示し、
図１１Ａは、加工前のワークであり、
図１１Ｂは、ワークに前方押出加工が施された状態であり、
図１１Ｃは、ワークに据込加工が施された状態であり、
図１１Ｄは、ワークに後方押出加工が施された状態であり、
図１１Ｄは、ワークにしごき加工が施された状態である。
【図１２】従来技術に係るしごき加工方法を示し、
図１２Ａは、ワークをパンチに装着した状態であり、
図１２Ｂは、ダイが変位してしごき加工が施されている状態であり、
図１２Ｃは、ワークに割れが生じた状態である。
【図１３】他の従来技術に係るしごき加工方法を示し、
図１３Ａは、ワークをパンチに装着した状態であり、
図１３Ｂは、ダイが変位してしごき加工が施されている状態であり、
図１３Ｃは、ワークがパンチから離間した状態である。
【符号の説明】
３０、１００…等速ジョイント外輪  ３２…カップ状部
４０、９０…しごき加工装置        ５０、８０…変位部材
５１…シリンダ                    ６０、６８、９２、９４…ピン部材
６２…パンチ                      ７０…リングパンチ
８２…ダイ                        ８６…しごき面
【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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