(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と前記軸部の端部から拡径して一体的に設けられるカップ部とにより構成される等速ジョイント用外輪部材の鍛造成形方法であって、
棒状素材に押し出し成形を施すことにより、軸部と中実本体部を有する成形体を得る工程と、
前記成形体に据え込み成形を施すことにより、前記中実本体部を押し潰して据え込み部を成形する工程と、
前記据え込み部に押し出し成形を施すことにより、前記カップ部を成形する工程と、
前記カップ部の最終製品精度を有する第２成形部を用いて該カップ部の外径を拘束した状態で、前記軸部の最終製品精度を有する第１成形部を用いて該軸部に最終しごき成形を施すと同時にしごきパンチを介して前記カップ部の内径部分をしごき成形する工程と、
を有することを特徴とする等速ジョイント用外輪部材の鍛造成形方法。
【請求項２】
軸部と前記軸部の端部から拡径して一体的に設けられるカップ部とにより構成される等速ジョイント用外輪部材の鍛造成形装置であって、
前記軸部の最終製品精度を有し、該軸部に最終しごき成形を施すための第１成形部と、
前記カップ部の最終製品精度を有し、該カップ部の外径を拘束するための第２成形部と、
前記第２成形部により前記カップ部の外径を拘束した状態で、前記軸部のしごき成形と同時に該カップ部の内径部分をしごき成形するためのしごきパンチと、
を備えることを特徴とする等速ジョイント用外輪部材の鍛造成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸部と前記軸部の端部から拡径して一体的に設けられるカップ部とにより構成される等速ジョイント用外輪部材の鍛造成形方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車の動力伝達装置には、駆動されるシャフトの角度に影響されることなく円滑な回転力を得るために、等速ジョイントが採用されている。この種の等速ジョイントとして、ボールベアリングにより回転力を伝えるバーフィールド型と、少なくとも３個のローラを介して回転力を伝えるトリポード型が知られている。
【０００３】
この場合、バーフィールド型およびトリポード型の等速ジョイントは、それぞれ軸部と、この軸部の端部から拡径して一体的に設けられるとともにその内周面に複数本のトラック溝が形成されたカップ部とにより構成される外輪部材（アウタ部材）を備えている。
【０００４】
例えば、バーフィールド型の等速ジョイントを構成する外輪部材を製造する際には、先ず、図８Ａに示すように、棒状素材２が用意され、この棒状素材２に前方押し出し成形が施されて軸部４と中実本体部２ａを有する成形体６が得られる（図８Ｂ参照）。次いで、図８Ｃに示すように、成形体６に据え込み成形が施されることにより、中実本体部２ａが押し出されて据え込み部８が成形された後、この据え込み部８に押し出し成形が施されてカップ部１０が成形される（図８Ｄ参照）。さらに、図８Ｅに示すように、カップ部１０の内周面にしごき加工（サイジング加工）が施され、トラック溝１２を有する製品としての外輪部材１４が得られることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の成形工程において、軸部４は、図８Ｂに示す前方押し出し成形を介して軸方向に比較的長尺に押し出し成形されることにより、予め所定の製品精度に設定されている。一方、カップ部１０は、図８Ｃ〜図８Ｅに示すように、据え込み成形、後方押し出し成形およびしごき成形等の複数の成形工程を経て成形されている。
【０００６】
このように、軸部４とカップ部１０の成形作業が個別に行われるとともに、特に、前記カップ部１０が複数の成形工程を経て成形されるため、各工程の型精度の誤差や型摩耗等による精度低下が発生し易い。このため、前方押し出し成形により予め成形されている軸部４とカップ部１０との同軸精度を確保することができず、前記カップ部１０のトラック溝１２およびその内球面の研削加工を行う前に、前記内球面の真円度および前記軸部４との同軸精度を出すための作業が必要になり、工数がかかるという問題が指摘されている。しかも、トラック溝１２および内球面の製品仕上げ精度を確保するための研削加工に多くの工数を要するという問題がある。
【０００７】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単な工程で、軸部とカップ部の同軸精度を有効に確保するとともに、成形作業全体の効率化を容易に遂行可能な等速ジョイント用外輪部材の鍛造成形方法および装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明に係る等速ジョイント用外輪部材の鍛造成形方法および装置では、カップ部の最終製品精度を有する型を用いて前記カップ部の外径を拘束した状態で、軸部の最終製品精度を有する型を用いて前記軸部に最終しごき成形を施すと同時にしごきパンチを介して前記カップ部の内径部分にしごき成形が施される。このため、軸部とカップ部の同軸精度が容易かつ確実に得られ、前記カップ部内面のトラック溝および該内面の仕上げ精度を有効に維持することができる。
【０００９】
さらに、カップ部内面の真円度やこのカップ部と軸部との同軸精度を出すための研削加工が不要になり、工数が一挙に削減されて外輪部材を効率的かつ経済的に製造することが可能になる。しかも、カップ部の外径が拘束された状態で、しごき成形が行われるため、このカップ部に歪みによるクラック等が発生することがなく、品質の向上が図られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る鍛造成形方法において、後述する後方押し出し成形に使用される成形装置２０の縦断面説明図である。成形装置２０は、ダイセット２２に装着される下型２４および上型２６を備えるとともに、このダイセット２２は、下部シュー２８とこの下部シュー２８に対してガイドピン３０を介し昇降自在な上部シュー３２とを備える。
【００１１】
下型２４は、下部シュー２８に組み込まれるダイホルダ３４を有し、このダイホルダ３４上には、圧入リング３６が前記下部シュー２８に螺合されるボルト３８および固定プレート４０を介して保持される。圧入リング３６のテーパ孔部４２には、下部成形ダイ４４と上部成形ダイ４６が一体的に圧入されるとともに、この上部成形ダイ４６上に第１および第２リング４８、５０が圧入リング３６に螺合される締結リング５２を介して固定される。下部成形ダイ４４から上部成形ダイ４６にわたって一体的にキャビティ５４が構成されるとともに、このキャビティ５４の下部側はダイホルダ３４に形成された孔部５６に連通し、この孔部５６にノックアウトピン５８が昇降自在に配設される。
【００１２】
上型２６は、上部シュー３２にボルト６０を介して固定されるホルダ６２を有し、このホルダ６２にパンチスリーブ６４を介して成形パンチ６６が保持される。パンチスリーブ６４は、第１リング４８の内周面を摺動して成形パンチ６６を案内する機能を有する一方、前記成形パンチ６６の先端は、後述するカップ部７４に略対応する形状に設定されている。
【００１３】
本実施形態に係る鍛造成形方法により成形される外輪部材７０は、図２に示すように、軸部７２とカップ部７４とから一体的に構成されている。カップ部７４は、軸部７２の一方の端部から拡径してアンダーカット部を有している。カップ部７４の球面状内周面には、複数、例えば、６本のボール溝７６が稜線部分７８を介して等角度間隔ずつ離間して設けられている。軸部７２の他方の端部には、センター穴８０が形成されている。
【００１４】
図３は、成形装置２０による後方押し出し成形後の成形品（後述する）に最終しごき成形を施して外輪部材７０を得るためのしごき成形装置９０の縦断面説明図である。なお、成形装置２０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００１５】
しごき成形装置９０を構成する下型９２は、保持リング９４に圧入固定される下部成形ダイ（第１成形部）９６と上部成形ダイ（第２成形部）９８とを備える。下部成形ダイ９６は、外輪部材７０の軸部７２の最終製品精度を有し、この軸部７２に最終しごき成形を施すための第１キャビティ１００を構成し、上部成形ダイ９８は、前記外輪部材７０のカップ部７４の最終製品精度を有し、このカップ部７４の外形を拘束するための第２キャビティ１０２を構成する。第１および第２キャビティ１００、１０２は、連続的かつ一体的に外輪部材７０の外形形状を構成している。なお、下部成形ダイ９６と上部成形ダイ９８に代替して単一の成形ダイを使用してもよい。
【００１６】
しごき成形装置９０を構成する上型１０４は、上部成形ダイ９８および下部成形ダイ９６によりカップ部７４の外径を拘束した状態で、軸部７２の最終しごき成形と同時に前記カップ部７４の内径部分をしごき成形するためのしごきパンチ１０６を備える。ダイホルダ３４に進退自在に配設されているノックアウトピン１０８の先端には、軸部７２にセンター穴８０を設けるためのパンチ部１１０が設けられている。
【００１７】
次に、外輪部材７０を製造するための本実施形態に係る鍛造成形方法について説明する。
【００１８】
先ず、図４Ａに示す円柱状の棒状素材２に前方押し出し成形が施されることにより、図４Ｂに示すように、軸部４が押し出されてこの軸部４と中実本体部２ａを一体的に有する成形体６が成形される（第１工程）。次いで、図４Ｃに示すように、成形体６に据え込み成形を施すことにより、中実本体部２ａが押し潰されて据え込み部８が成形される（第２工程）。据え込み部８が形成された中間成形体６ａは、第３工程である成形装置２０により後方押し出し成形される。
【００１９】
すなわち、成形装置２０では、図１に示すように、成形パンチ６６が上部シュー３２と一体的に上方に配置された状態で、キャビティ５４に中間成形体６ａが配置される。そして、成形パンチ６６が上部シュー３２と一体的に下降し、この成形パンチ６６と上部成形ダイ４６および下部成形ダイ４４との共働作用下に中間成形体６ａの冷間鍛造成形が開始され、この中間成形体６ａの中実本体部２ａがキャビティ５４の形状に沿って塑性流動する。これにより、内周面にボール溝７６および稜線部分７８に略対応する形状を有するカップ部１０を備えた成形品６ｂが成形される（図４Ｄおよび図５参照）。
【００２０】
そこで、成形パンチ６６が上昇した後にノックアウトピン５８がキャビティ５４側に変位し、このキャビティ５４内で成形されている成形品６ｂが取り出される。これにより、図４Ｄに示すように、第３工程が終了し、成形品６ｂは第４工程に移行される。
【００２１】
第４工程では、成形品６ｂが、図３に示すように、しごき成形装置９０を構成する上部成形ダイ９８および下部成形ダイ９６に配置される。次に、しごきパンチ１０６が下降することにより、軸部４が下部成形ダイ９６の第１キャビティ１００に沿って再度しごき成形される一方、カップ部１０が上部成形ダイ９８の第２キャビティ１０２から第１キャビティ１００の上端側にかけてその外径を拘束された状態で、前記しごきパンチ１０６によるカップ内径しごき成形が施される（図６参照）。
【００２２】
このように、本実施形態では、下部成形ダイ９６および上部成形ダイ９８としごきパンチ１０６との共働作用下に軸部４に最終しごき成形を行いながら、カップ部１０の外径を拘束した状態で前記カップ部１０の内周面（カップ内径）にしごき成形が行われる。従って、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、しごきパンチ１０６の押し出し作用下に、外輪部材７０のカップ部７４内にボール溝７６が高精度に成形されるとともに、前記カップ部７４と軸部７２の同軸精度を確実に得ることが可能になる。
【００２３】
これにより、カップ部７４の内面真円度およびこのカップ部７４と軸部７２との同軸精度を出すための研削加工が不要になり、加工工数が一挙に削減され、経済的かつ効率的な製造作業が遂行されるという効果が得られる。しかも、カップ部７４の外径を第２キャビティ１０２および第１キャビティ１００の一部により拘束したまま、しごき成形を行うため、このカップ部７４に歪みによるクラック等が発生することを可及的に低減することができる。
【００２４】
また、軸部７２とカップ部７４の同軸精度を確実に維持し得るため、例えば、前記カップ部７４の外径にパルサー取付部等をダイレクト研磨することが可能になるとともに、該カップ部７４の背面部端面のダイレクト研磨も容易に行われる。さらにまた、しごき成形装置９０によるしごき成形時に、ノックアウトピン１０８の先端に設けられたパンチ部１１０が軸部７２の端面にセンター穴８０を成形している。これにより、加工により軸部７２の精度出しを行った後にセンター穴８０を加工する従来成形工程に比べ、加工用の余肉を付ける必要がなく、しかも前記センター穴８０の成形作業が一挙に短時間で遂行されるという利点がある。なお、本実施形態では、バーフィールド型の等速ジョイントを構成する外輪部材７０を用いて説明したが、トリポード型の等速ジョイントを構成する外輪部材を使用しても同様の効果が得られることになる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る等速ジョイント用外輪部材の鍛造成形方法および装置では、軸部の最終製品精度を有する第１成形部を用いてこの軸部に最終しごき成形を施すとともに、カップ部の最終製品精度を有する第２成形部によりこのカップ部の外径を拘束した状態で、しごきパンチを介して前記カップ部の内径部分をしごき成形する。このため、カップ部の内径精度を有効に維持でき、しかも該カップ部と軸部との同軸精度を確実に得ることが可能になる。これにより、鍛造成形後に、カップ部内面の真円度および前記カップ部と軸部の同軸精度出しのための研削加工が不要になり、製造作業全体が効率的かつ経済的に遂行可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る鍛造成形方法において、後方押し出し成形を行うための成形装置の縦断面説明図である。
【図２】前記鍛造成形方法により製造される外輪部材の一部断面説明図である。
【図３】前記鍛造成形方法を実施するためのしごき成形装置の縦断面説明図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｅは、前記鍛造成形方法の工程説明図である。
【図５】前記成形装置により後方押し出し成形を行った際の縦断面説明図である。
【図６】前記しごき成形装置により最終しごき成形処理が終了した際の縦断面説明図である。
【図７】図７Ａおよび図７Ｂは、しごきパンチによりカップ部をしごき成形する際の動作説明図である。
【図８】図８Ａ〜図８Ｅは、従来技術に係る外輪部材の成形工程説明図である。
【符号の説明】
２０…成形装置                    ７０…外輪部材
７２…軸部                        ７４…カップ部
７６…ボール溝                    ８０…センター穴
９０…しごき成形装置              ９２…下型
９６…下部成形ダイ                ９８…上部成形ダイ
１００、１０２…キャビティ        １０４…上型
１０６…しごきパンチ              １０８…ノックアウトピン
１１０…パンチ部
【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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