(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
等速自在継手内輪のボール溝に対応する型面を有した複数の分割型を、係合凸部とそれが係合する溝部との案内作用下に傾斜面に沿って素材の軸芯に接近する方向に変位させることにより、隣接する分割型を互いに密着させる工程と、
前記複数の分割型により形成されるキャビティに素材を配置した状態で、下ポンチと上ポンチとを相対的に接近させて前記素材を変形させ、前記分割型の型面によってボール溝を鍛造成形するとともに、大端側成形部、背面側成形部および小端側成形部からなる前記分割型の面付け成形部によって該ボール溝の両側部に位置する面付け部を鍛造成形する工程と、
を有し、
鍛造成形された前記面付け部は、隣接する前記ボール溝間の外壁面に形成された外球面と前記ボール溝の内壁面との境界部位に形成され、前記ボール溝の長手方向に沿って延在する大端部、背面部及び小端部からなることを特徴とする等速自在継手内輪の鍛造成形方法。
【請求項２】
素材の軸線方向に変位可能な下ポンチおよび上ポンチと、前記素材の外周からその軸芯に向かって変位可能に構成され、等速自在継手のボール溝に対応する型面を有する複数の分割型とによって前記素材を成形する鍛造成形装置において、
前記素材の軸芯に接近、離間する方向に傾斜し、前記分割型が摺動する傾斜面を有する補強リングと、
一方が前記分割型に設けられ、他方が前記補強リングに設けられ、前記傾斜面と平行に延在する係合凸部およびそれが係合する溝部とからなる案内機構と、
前記補強リングの開口部に設けられ前記分割型の変位範囲を規制するストッパと、
を備え、前記分割型が前記案内機構の案内作用下に前記傾斜面に沿って変位することにより複数の分割型が互いに接近、離間するように設けられ、
前記分割型には前記ボール溝に対応する型面に面付け成形部が形成され、前記面付け成形部は大端側成形部、背面側成形部および小端側成形部からなり、該面付け成形部によって鍛造成形の際に前記ボール溝の両側部に面付け部が形成され、
鍛造成形された前記面付け部は、隣接する前記ボール溝間の外壁面に形成された外球面と前記ボール溝の内壁面との境界部位に形成され、前記ボール溝の長手方向に沿って延在する大端部、背面部及び小端部からなることを特徴とする等速自在継手内輪の鍛造成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍛造成形装置の構造を簡素化して部品点数を減少させるとともに、面取り加工を不要とした等速自在継手内輪の鍛造成形方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、等速自在継手内輪は球面状外周を有するリング状に形成され、その外周には複数のボール溝が画成されている。等速自在継手内輪を鍛造成形により製造する場合、この等速自在継手内輪は外周にアンダーカット形状を有するため、上型と下型とに２分割した合わせ型の内部に素材を配置した後、前記上型と下型とを型締めして成形をしている。しかしながら、この方法では上型と下型との間に芯ずれが生じやすく、成形精度が低下するという欠点があった。また、成型品の上型と下型との間にバリが発生するため、このバリを切削加工により取り除く必要があり、製造工程が増加し、製造時間が長くなるという問題があった。
【０００３】
そこで、このような問題を解決する方法として、特開昭６３−１９９０４０号公報に等速自在継手の内輪のプレス成型法（以下、引例１という）が開示されている。この方法では、下ポンチの上に素材が載置された後、上型が下降することにより複数の分割型が前記上型に押圧され、該分割型がガイドリングのテーパ面に沿って素材の軸芯に接近する方向に変位し、各分割型が互いに密着する。次いで、上ポンチが下降すると、素材が下ポンチ、上ポンチおよび分割型によって形成されるキャビティに沿って成形され、等速自在継手の内輪が得られる。
【０００４】
また、特開昭５７−５６１３２号公報に開示された等速自在継手の内輪成形装置（以下、引例２という）では、複数の割型ダイスがテーパベースおよびダイスガイドにより補強リングの内部に保持され、プレススライドの下降作用下に位置決め手段が複数の前記割型ダイスを押圧する。これにより、割型ダイスはテーパベースのガイド作用下に素材の軸芯に接近するとともに、パンチが素材の上部から該素材に進入して、鍛造成形が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の引例１では、分割型を素材の軸芯に接近する方向に位置決めした状態で変位させる機構がないため、それぞれの分割型を密着させた際に分割型の位置に誤差が発生することがあり、成形された等速自在継手の内輪の成形精度が低下する懸念がある。
【０００６】
また、引例２では、テーパベースおよびダイスガイドが必要となるため、装置構成が複雑になるだけでなく、それぞれの部品の製造や組み付け作業を高精度に行う必要があり、装置の製造コストが高騰するという問題がある。また、割型ダイスをテーパベース、ダイスガイドとともに補強リングに組み付ける煩雑な作業も必要としている。
【０００７】
一方、鍛造成形により形成された等速自在継手内輪には、後工程として面取り加工等の機械加工が必要である。この手順を図９〜図１１に示す。先ず、等速自在継手内輪２のボール溝３を形成する壁部の小端部２ａ側に複数のクランパ４を係合させて該等速自在継手内輪２を保持する（図９参照）。次に、等速自在継手内輪２の中心部にドリル等により孔部５を画成し、ＮＣ加工機の工具６ａによって孔部５の内周面、大端部２ｂに仕上げ加工を施し、工具６ｂによって孔部５の内周面に溝部７を画成する。次いで、大端部２ｂ側から孔部５にコレットクランパ８を挿入して等速自在継手内輪２を保持し（図１０参照）、ＮＣ加工機の工具６ａによって小端部２ａの仕上げ加工、座ぐり、面取り加工をし、さらに、ボール溝３の仕上げ加工を施す。そして、図１１に示すように、複数のボール溝３の両側部にそれぞれ研削砥石９を備える面取り加工機によって面取り加工を施し、面取り部３ｄを形成する。このように、それぞれのボール溝３に対して面取り加工を施す個所が多くなるために、製造時間が長くなり、また、消耗した研削砥石９を交換する必要があるために、製造コストが高騰するという問題があった。さらに、ボール溝３の小端部３ａ側、背面部３ｂ側および大端部３ｃ側の形状が異なるため、それぞれ異なる研削砥石９が必要となり、面取り加工機の価格も高騰するという問題があった。
【０００８】
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、分割型を安定して保持することができ、鍛造成形装置の構造を簡素化して部品点数を減少させるとともに、面取り加工を不要として、製造コストを低廉化することが可能な等速自在継手内輪の鍛造成形方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、本発明は、等速自在継手内輪のボール溝に対応する型面を有した複数の分割型を、係合凸部とそれが係合する溝部との案内作用下に傾斜面に沿って素材の軸芯に接近する方向に変位させることにより、隣接する分割型を互いに密着させる工程と、
前記複数の分割型により形成されるキャビティに素材を配置した状態で、下ポンチと上ポンチとを相対的に接近させて前記素材を変形させ、前記分割型の型面によってボール溝を鍛造成形するとともに、大端側成形部、背面側成形部および小端側成形部からなる前記分割型の面付け成形部によって該ボール溝の両側部に位置する面付け部を鍛造成形する工程と、
を有し、
鍛造成形された前記面付け部は、隣接する前記ボール溝間の外壁面に形成された外球面と前記ボール溝の内壁面との境界部位に形成され、前記ボール溝の長手方向に沿って延在する大端部、背面部及び小端部からなることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、分割型が前記係合凸部および溝部に案内されて安定して保持された状態で鍛造成形をすることができ、また、鍛造成形によってボール溝の両側部に面付け部が形成されるため、面取り加工が不要となる。
【００１２】
また、本発明は、素材の軸線方向に変位可能な下ポンチおよび上ポンチと、前記素材の外周からその軸芯に向かって変位可能に構成され、等速自在継手のボール溝に対応する型面を有する複数の分割型とによって前記素材を成形する鍛造成形装置において、
前記素材の軸芯に接近、離間する方向に傾斜し、前記分割型が摺動する傾斜面を有する補強リングと、
一方が前記分割型に設けられ、他方が前記補強リングに設けられ、前記傾斜面と平行に延在する係合凸部およびそれが係合する溝部とからなる案内機構と、
前記補強リングの開口部に設けられ前記分割型の変位範囲を規制するストッパと、
を備え、前記分割型が前記案内機構の案内作用下に前記傾斜面に沿って変位することにより複数の分割型が互いに接近、離間するように設けられ、
前記分割型には前記ボール溝に対応する型面に面付け成形部が形成され、前記面付け成形部は大端側成形部、背面側成形部および小端側成形部からなり、該面付け成形部によって鍛造成形の際に前記ボール溝の両側部に面付け部が形成され、
鍛造成形された前記面付け部は、隣接する前記ボール溝間の外壁面に形成された外球面と前記ボール溝の内壁面との境界部位に形成され、前記ボール溝の長手方向に沿って延在する大端部、背面部及び小端部からなることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、前記分割型が前記案内機構によって補強リングに安定して保持され、また、鍛造成形装置の部品点数が減少し、製造コストを低廉化することが可能となり、鍛造成形装置の組み付け作業も容易となる。
【００１４】
この場合、前記分割型に前記ボール溝に対応する型面に面付け成形部が形成され、該面付け成形部によって鍛造成形の際、隣接する前記ボール溝間の外壁面に形成された外球面と前記ボール溝の内壁面との境界部位であって前記ボール溝の両側部に面付け部を形成すると、面取り加工が不要となり、好適である。
【００１５】
また、この場合、前記面付け成形部に大端側成形部、背面側成形部および小端側成形部が形成されると、前記大端側成形部、背面側成形部および小端側成形部によって前記ボール溝の面付け部にそれぞれ形状の異なる大端部、背面部および小端部を鍛造成形によって形成することができ、一層好適である。
【００１６】
さらに、この場合、前記補強リングの開口部に前記分割型の変位範囲を規制するストッパが設けられると、前記分割型が前記補強リングから外れる懸念がなくなり、好適である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る等速自在継手内輪の鍛造成形方法およびその装置について、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１０は、本実施の形態に係る等速自在継手内輪の鍛造成形装置を示す。この鍛造成形装置１０は、下型１２と、該下型１２に対して接近離間可能な上型１４とを備え、前記下型１２の上部には補強リング１６が固着され、該補強リング１６の内部には前記下型１２の上部にプレート１８が装着される。前記補強リング１６の内部には、図２に示すように、６個の溝部２０が放射状に組み合わされた凹部２１が画成され、それぞれの溝部２０の対向する壁面は傾斜面２２として形成される（図１参照）。また、前記傾斜面２２の両側に形成される壁面には、案内機構を構成する係合凸部２４が前記傾斜面２２と平行に延在して形成される（図３参照）。
【００２０】
前記溝部２０にはそれぞれ分割型２６が装着され、該分割型２６には型面２８が形成される（図３参照）。また、型面２８には面付け成形部２９ａ、２９ｂが形成される。該面付け成形部２９ａ、２９ｂには軸線方向に沿って大端側成形部３１ａ、背面側成形部３１ｂ、小端側成形部３１ｃが形成される。前記分割型２６には前記係合凸部２４に摺動自在に係合する溝部３０が画成される。
【００２１】
前記プレート１８には、図１に示すように、前記分割型２６に対応して複数の孔部３２が画成され、該孔部３２にはプッシュピン３４が摺動自在に挿通する。該プッシュピン３４の下部は、図示しない駆動装置に接続され、該駆動装置が付勢されると前記プッシュピン３４は上下方向に変位する。前記プッシュピン３４の上部は前記分割型２６の下面に当接自在であり、プッシュピン３４が変位すると前記分割型２６は前記係合凸部２４に案内されて前記傾斜面２２に沿って変位する。前記プレート１８の中央には下ポンチ３６が摺動自在に挿通し、該下ポンチ３６は図示しない駆動装置によって上下方向に変位する。
【００２２】
前記補強リング１６の上部には前記溝部２０の開口部にリング状のストッパ３８が固着され、該ストッパ３８は前記分割型２６の上方への変位範囲を規制する。
【００２３】
前記上型１４の中央には上ポンチ４０が摺動自在に挿通し、該上ポンチ４０は図示しない駆動装置によって前記上型１４に対して相対的に上下方向に変位可能に構成される。前記上ポンチ４０の下部には縮径部４２が形成される。前記上型１４の下部は前記分割型２６の上面に当接自在である。
【００２４】
本実施の形態に係る等速自在継手内輪の鍛造成形装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にこの鍛造成形装置１０によって成形されるワークである等速自在継手内輪５０について、図４を参照して説明する。
【００２５】
この等速自在継手内輪５０の外周には複数のボール溝５２が前記等速自在継手内輪５０の軸線方向に沿って画成され、隣接するボール溝５２の間の壁部は略球面状に形成される。前記等速自在継手内輪５０の中央には凹部５４ａ、５４ｂがその軸線方向に沿って画成される。それぞれのボール溝５２の両側部には面付け部５３ａ、５３ｂが形成され、該面付け部５３ａ、５３ｂにはボール溝５２の長手方向に沿って大端部５５ａ、背面部５５ｂ、小端部５５ｃが形成される。
【００２６】
次に、前記鍛造成形装置１０の動作について、本実施の形態に係る鍛造成形方法との関係で説明する。
【００２７】
先ず、プッシュピン３４が下降すると、該プッシュピン３４に載置された分割型２６は係合凸部２４と溝部３０との案内作用下に補強リング１６の内部を傾斜面２２に沿って変位する。このため、分割型２６はプレート１８上に載置され、それぞれの分割型２６は隣接する分割型２６と互いに接触する（図１、図２参照）。このように、分割型２６は係合凸部２４と溝部３０とに案内されるため、補強リング１６に安定して保持され、高い精度で位置決めされる。
【００２８】
次いで、略円柱状に形成された素材５６が鍛造成形装置１０の下ポンチ３６の上部に載置される（図５参照）。
【００２９】
次に、上型１４が下降すると、上型１４の下端部が分割型２６の上面に当接し、該分割型２６を下方に向かって押圧する。すると、分割型２６は係合凸部２４に案内されて傾斜面２２に沿って素材５６の軸芯に向かって押圧され、それぞれの分割型２６は隣接する分割型２６と互いに密着する。
【００３０】
次いで、図６に示すように、上ポンチ４０が下降して縮径部４２が素材５６に進入する。このため、素材５６が分割型２６の型面２８に沿って変形し、ボール溝５２が形成されて等速自在継手内輪５０が成形される。このとき、それぞれの分割型２６は前記上型１４の押圧作用下に密着しており、分割型２６とプレート１８との間も同様に密着している。このため、等速自在継手内輪５０にバリが発生する懸念がない。また、分割型２６が係合凸部２４と溝部３０とによって安定して保持されているため、成形された等速自在継手内輪５０の成形精度が向上する。
【００３１】
さらに、分割型２６の面付け成形部２９ａ、２９ｂによって等速自在継手内輪５０のボール溝５２の両側部に面付け部５３ａ、５３ｂが形成される。この場合、大端側成形部３１ａによって大端部５５ａが成形され、背面側成形部３１ｂによって背面部５５ｂが成形され、小端側成形部３１ｃによって小端部５５ｃが成形される。このように、鍛造成形によって面付け部５３ａ、５３ｂが形成されるため、後工程としての面取り加工等の機械加工が不要となる。
【００３２】
次に、上型１４および上パンチ４０が上昇する（図７参照）。そして、プッシュピン３４が上昇して分割型２６が係合凸部２４と溝部３０との案内作用下に傾斜面２２に沿って変位し、成形された等速自在継手内輪５０に分割型２６が干渉することなく型開きされる。このため、等速自在継手内輪５０の表面が分割型２６によって損傷することがない。また、分割型２６の上部はストッパ３８に当接してその変位範囲が規制され、分割型２６が補強リング１６から外れることがない。
【００３３】
その後、図８に示すように、下ポンチ３６が上昇して等速自在継手内輪５０が取り出され、該等速自在継手内輪５０はトランスファフィードバー６０によって次の工程に搬送される。
【００３４】
以上のようにして等速自在継手内輪５０が鍛造成形される。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係る等速自在継手内輪の鍛造成形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。
【００３６】
分割型が案内機構に案内されて補強リングの傾斜面に沿って変位するため、分割型を補強リングに安定して保持することができ、成型品の寸法精度が向上する。また、分割型の変位範囲を規制するストッパを設けることにより、補強リングから分割型が外れてしまうことが防止されるため、分割型を所定の位置に保持して成形精度を維持することが可能となる。
【００３７】
さらに、鍛造成形装置を構成する部品点数が減少するため、鍛造成形装置を高精度に組み付けることが可能となり、成型品の寸法精度を一層向上することができる。また、鍛造成形装置の組み付け作業が簡素化されるため、この鍛造成形装置の製造コストを低廉化することが可能となる。
【００３８】
さらにまた、鍛造成形によって等速自在継手内輪のボール溝の両側部に面付け部の大端部、背面部および小端部が形成されるため、面取り加工の工程とその装置が不要となり、製造時間が短縮されて製造効率が向上し、製造装置の価格も低廉化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る等速自在継手内輪の鍛造成形装置を示す縦断面図である。
【図２】図１の鍛造成形装置を示す平面図である。
【図３】図１の鍛造成形装置の分割型を示す一部拡大部分断面斜視図である。
【図４】図１の鍛造成形装置によって成形される等速自在継手内輪の一部断面斜視図である。
【図５】図１の鍛造成形装置の使用方法を示し、上型が分割型を押圧した状態の縦断面図である。
【図６】図１の鍛造成形装置の使用方法を示し、上ポンチが素材に進入した状態の縦断面図である。
【図７】図１の鍛造成形装置の使用方法を示し、分割型が型開きした状態の縦断面図である。
【図８】図１の鍛造成形装置の使用方法を示し、等速自在継手内輪が取り出された状態の縦断面図である。
【図９】従来技術にかかる等速自在継手内輪の製造方法を示し、内周面、大端部に仕上げ加工を施している状態の概略縦断面図である。
【図１０】従来技術にかかる等速自在継手内輪の製造方法を示し、小端部の仕上げ加工、面取り加工を施している状態の概略縦断面図である。
【図１１】従来技術にかかる等速自在継手内輪の製造方法を示し、ボール溝に面取り加工を施している状態の概略平面図である。
【符号の説明】
１０…鍛造成形装置              １２…下型
１４…上型                      １６…補強リング
２０、３０…溝部                ２２…傾斜面
２４…係合凸部                  ２６…分割型
２９ａ、２９ｂ…面付け成形部    ３４…プッシュピン
３６…下ポンチ                  ３８…ストッパ
４０…上ポンチ                  ５０…等速自在継手内輪
５３ａ、５３ｂ…面付け部        ５６…素材
【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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