(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内端に製品の溝を成形するための突起を設けた、半径方向に移動可能な複数の分割ダイスを、素形材を取り囲むように放射状に配置してなるダイスと、分割ダイスの外端と係合して分割ダイスを半径方向に位置決めするためのダイスベースとを具備し、前記ダイスベースに、円周方向で互いに独立し、分割ダイスの外端部の形状を転写した形状を有する凹部を設け、前記分割ダイスの外端が、円周方向に面した側面と、外径方向に面した外端面とを有し、前記側面が、分割ダイスの内端側から外端側にゆくほど先細となり、かつ、底面側から頂面側にゆくほど先細となるテーパ面であり、前記ダイスベースの凹部が前記分割ダイスの側面を転写した形状の側壁面を備えていることを特徴とする等速ジョイント用内輪の製造装置。
【請求項２】
成形過程においてダイスベースに外嵌する円筒状のバックアップリングを具備したことを特徴とする請求項１の等速ジョイント用内輪の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、等速ジョイントの内輪またはその中間品を製造するための方法および装置に関するもので、たとえば、回転軸に対して傾斜したボール溝を有するいわゆるレブロジョイント（Cross Groove Universal Joint）用内輪またはその中間品の鍛造成形に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
等速ジョイントは自動車や各種産業機械の動力伝達系など、互いに角度をなす回転軸を連結して動力を伝達する用途に広く使用されている。ボール型の等速ジョイントは、ケージと称される保持器で保持したボールを、内外輪の溝内に位置させ、その溝中心をジョイント中心に対して反対方向に等距離だけオフセットさせることにより、ボールを入出力軸の二等分面上に維持し、等速性を保つものである。レブロジョイントは、外輪と内輪のボール溝を互いに回転軸に対して等角度だけ対象に傾けることにより、等速ジョイントの条件を満たすとともに伸縮性をもたせている。
【０００３】
図６に、レブロジョイント用の内輪またはその中間品（以下、製品と称する。）の形状を示す。図中、符号12は等速ジョイントとして組み立てられた場合にボールが転動するボール溝を指し、製品（10）の外周の６箇所に形成されている。これらのボール溝（12）は製品（10）の軸線に対して傾斜しており、かつ、隣接するボール溝（12）は互いに逆向きに傾斜している。ボール溝（12）以外の外周面部（14）は、ほぼ部分球面状である。
【０００４】
レブロジョイントの内輪は、異形形状の部品であるために、従来一般には、鍛造加工および機械加工によって製造している。すなわち、ボール溝を成形するための突起を内端に形成した複数の分割ダイスを、素形材を取り囲んで円周方向に等間隔に配置し、素形材を一対のパンチで軸線方向に加圧して半径方向に張り出させることによってボール溝を成形する。
【０００５】
ボール溝を成形するための鍛造ダイスは、たとえば特開昭５７−５６１３２号公報や特開昭６２−１９３９３８号公報に示されているように、従来、円周方向に製品の溝数に分割されており、ダイスの円周方向位置決めはダイスを放射線状に案内するガイド金型を設け、その中にダイスを収めて行うとともに、ダイスの半径方向位置決めはダイス背面を円錐面として、その外側に内径に円錐面を有するリングを嵌合することにより行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法ではダイスが放射線状にガイド金型を摺動することになり、ダイスと金型との間にすきまが必要である。このため、ダイスの円周方向の位置決めをするガイド金型のガイド幅がダイス幅寸法より大きくなり、製品の円周方向の精度を良くすることが困難である。さらに、ダイス背面が円錐面の一部であるので傾きに対する剛性が弱く、加工圧力によりダイスの倒れが生じ、傾斜溝角度の精度を良くすることが難しい。したがって、製品傾斜溝の円周ピッチおよび傾斜角度を精度よく成形することが不十分である。
【０００７】
この発明の目的は、上述の問題点を解消し、製品の溝に要求される高精度の円周ピッチや傾斜角度を実現し得る鍛造成形装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の等速ジョイント用内輪の製造装置は、内端に製品の溝を成形するための突起を設けた、半径方向に移動可能な複数の分割ダイスを、素形材を取り囲むように放射状に配置してなるダイスと、分割ダイスの外端と係合して分割ダイスを半径方向に位置決めするためのダイスベースとを具備し、前記ダイスベースに、円周方向で互いに独立し、分割ダイスの外端部の形状を転写した形状を有する凹部を設け、前記分割ダイスの外端が、円周方向に面した側面と、外径方向に面した外端面とを有し、前記側面が、分割ダイスの内端側から外端側にゆくほど先細となり、かつ、底面側から頂面側にゆくほど先細となるテーパ面であり、前記ダイスベースの凹部が前記分割ダイスの側面を転写した形状の側壁面を備えていることを特徴とする。
【００１０】
ダイスベースの凹部にて分割ダイスの外端部をしっかりと抱えた状態で半径方向のみならず円周方向にも位置決めする構造であるため、成形操作の間、分割ダイスはダイスベースとすきまなく密着することになる。すなわち、加工圧力により、ダイスベースの凹部と分割ダイスの外端部が高い剛性をもって密着する。したがって、製品傾斜溝に要求される高精度な円周ピッチや傾斜角度が得られる。
【００１１】
分割ダイスの後端部とダイスベースの凹部とは互いに転写した形状（輪郭）で、嵌合し得る関係にある。すなわち、分割ダイスの外端が、円周方向に面した側面と、外径方向に面した外端面とを有し、前記側面が、分割ダイスの内端部から外端部にゆくほど先細となり、かつ、底面側から頂面側にゆくほど先細となるテーパ面であり、前記ダイスベースの凹部が前記分割ダイスの側面を転写した形状の側壁面を備えている。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の装置において、成形過程においてダイスベースに外嵌する円筒状のバックアップリングを具備したことを特徴とする。ダイスベースの外径に円筒状のバックアップリングを配置し、その中でダイスベースが各分割ダイスの円周方向および半径方向の位置決めをする構造であるため、ダイスベースと分割ダイスとが一層高い剛性で密着する。また、加工圧力によってダイスベースが拡開したり割れたりするのを防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
まず、図１〜図４に従って等速ジョイント用内輪の製造装置の構成を説明する。図１は下型の平面と上型の底面を示し、図２は装置全体の縦断面を示す。
【００１４】
この装置は、図２に示すように、同軸状に整列した下型（２）と上型（３）を有し、図示した実施の形態では、駆動機構により、下型（２）と上型（３）が共に可動になっている。下型（２）は、台座（８）、下ビレットガイド（6b）、ダイス（20）、下リングポンチ（4b）、下カウンターポンチ（5b）、バックアップリング（７）より構成されている。上型（３）は、ダイスベース（30）、上ビレットガイド（6a）、上リングポンチ（4a）、上カウンターポンチ（5a）より構成されている。
【００１５】
静止した台座（８）の上に下ビレットガイド（6b）が配置され、下ビレットガイド（6b）の上にダイス（20）が配置されている。ダイス（20）は、図１（Ａ）から分かるように、製品（10）（図６）のボール溝（12）の数に対応する数の分割ダイス（22）を円周方向に放射状に配置して構成されている。各分割ダイス（22）は、図１（Ｃ）および図４に示すように、内端（24）側に製品（10）のボール溝（12）を成形するための突起（24ａ）を備えている。図６に関連して既述したように製品（10）のボール溝（12）は交互に逆向きに傾斜していることから、隣り合う分割ダイス（22）では突起（24ａ）の傾斜が逆向きとする（図１（Ａ）参照）。分割ダイス（22）の外端（26）は、図示した実施の形態では、円周方向に面した側面（26ａ）と、外径方向に面した外端面（26ｂ）とを有し、側面（26ａ）が、分割ダイス（22）の内端（24）側から外端（26）側にゆくほど先細となり、かつ、底面側から頂面側にゆくほど先細となるテーパ面である。
【００１６】
各分割ダイス（22）は下ビレットガイド（6b）の上にダイス（20）の半径方向に移動可能に載置されている。下ビレットガイド（6b）は円周方向に製品（10）のボール溝（12）の数と同数の溝を有している。各分割ダイス（22）はダイスガイド（28）を具備し、ダイスガイド（28）は下ビレットガイド（6b）の前記溝によりガイドされ上型（３）に対して円周方向の概略位置決めをされるとともに、前記溝内をダイス（20）の半径方向に移動可能である。なお、図１（Ｃ）および図４（Ｂ）において符号29で指したのは、分割ダイス（22）とダイスガイド（28）を締結するボルトを挿入するための貫通孔である。ダイスガイド（28）はスプリング（圧縮コイルバネ）（９）によって常時付勢され、これによりダイス（20）は弾性的に拡径した状態（図１（Ａ））にある。分割ダイス（22）がスプリング（９）の反発力に抗して内径側に移動してダイス（20）が縮径した状態を図３に示す。
【００１７】
下ビレットガイド（6b）の内径部には下リングポンチ（4b）および下カウンターポンチ（5b）が同心状に、かつ、摺動自在に配置されている。下リングポンチ（4b）および下カウンターポンチ（5b）は製品（10）の下端面形状に対応する形状である。
【００１８】
台座（８）の上には、ダイス（20）および下ビレットガイド（6b）の外周を囲むようにしてバックアップリング（７）が固定されている。バックアップリング（７）は円筒形で、内周面にてダイスベース（30）の外周面と嵌合し得るようになっており、ダイスベース（30）の製品成形時の拡径および割れを防ぐ役割を果たす。
【００１９】
上型（３）は図示しないプレススライドによって昇降動作を行う。上型（３）のダイスベース（30）は下端面に開口したすり鉢状の形態で、図１（Ｂ）に示すように、略円錐台形状の空間（32）と、内周面の円周方向に等間隔に配置された凹部（34）とを備える。凹部（34）の数は分割ダイス（22）の数に対応し、図示した実施の形態では６であり、全体として星形を呈している。各凹部（34）の形状は、分割ダイス（22）の外端（26）の側面（26ａ）の形状を転写したものに相当する。すなわち、凹部（34）はダイスベース（30）の内径側から外径側に向かって先細となった一対の側壁面（34ａ）を有する。また、側壁面（34ａ）は、ダイスベース（30）の開口下端面側から奥側に向かっても先細となっている。後述するように、この側壁面（34ａ）と分割ダイス（22）の後端（26）の側面（26ａ）とが係合するため、凹部（34）の外端面（34ｂ）は分割ダイス（22）の後端面（26ｂ）と干渉しないように逃がしておく。
【００２０】
すり鉢状のダイスベース（30）の底面は上ビレットガイド（6a）によって形成される。上ビレットガイド（6a）の内径部には上リングポンチ（4a）および上カウンターポンチ（5a）が同心状に、かつ、摺動自在に配置されている。上リングポンチ（4a）および上カウンターポンチ（5a）は製品（10）の上端面形状に対応する形状である。
【００２１】
次に、上述の構成よりなる装置における成形過程を図５に従って説明する。
【００２２】
ダイスガイド（28）はスプリング（９）により常に外側に開く力を受けているため、分割ダイス（22）は外から力が加わらない限り常に半径方向外側に開いている（図１（Ａ）、図２参照）。その状態で下ビレットガイド（6b）の内側で、かつ、下カウンターポンチ（5b）の上に、素形材（１）を供給した後、プレススライドを降下させる。
【００２３】
すると、図５（Ａ）および図３に示すように、ダイスベース（30）の凹部（34）の側壁面（34ａ）（図１（Ａ））と分割ダイス（22）の外端（26）の側面（26ａ）が係合し、これにより分割ダイス（22）が径方向内側に押され、半径方向位置決めと円周方向位置決めが同時に行なわれる。このとき、上ビレットガイド（6a）が分割ダイス（22）と接触し、分割ダイス（22）と上下のビレットガイド（6a）（6b）で製品（10）のボール溝（12）および上下端面に対応した空間（キャビティ）が形成される。
【００２４】
さらにプレススライドが下降すると、図５（Ｂ）に示すように、上下のカウンターポンチ（5a）（5b）と上下のリングポンチ（4a）（4b）により素形材（１）に加圧力が加わって素形材（１）が塑性流動し、プレススライド下死点で上記空間（キャビティ）を充足する。その結果、製品（10）が得られる。
【００２５】
その後、図５（Ｃ）に示すように、プレススライドが上昇し、上型（３）が下型（２）から離れるとともに分割ダイス（22）が半径方向外側に移動してダイス（20）が拡径し、ノックアウト機構（図示せず）により製品（10）を取り出す。なお、この段階の製品（10）は最終製品たる内輪から見ればいわば中間品であって、孔明け、セレーションまたはスプライン加工、熱処理等を経て最終製品となる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ダイスを構成する分割ダイスの後端を、互いに独立した凹部に係合させることにより、ダイスベースが分割ダイスをすきまなくしっかりと抱えて半径方向のみならず円周方向にも位置決めした状態で成形をすることになるため、製品傾斜溝に要求される高精度な円周ピッチや傾斜角度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は下型の平面図、（Ｂ）は上型の底面図、（Ｃ）は分割ダイスの斜視図である。
【図２】製造装置の縦断面図である。
【図３】ダイスが拡径した状態の下型の平面図である。
【図４】（Ａ）は分割ダイスの正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は側面図である。
【図５】成形過程を示す工程図である。
【図６】（Ａ）はレブロジョイント用内輪の正面図、（Ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
１  素形材
10  製品（内輪または中間品）
12  ボール溝
14  外周面
２  下型
20  ダイス
22  分割ダイス
24  内端
24ａ  突起
26  外端
26ａ  側面
26ｂ  外端面
28  ダイスガイド
4b  下リングポンチ
5b  下カウンターポンチ
6b  下ビレットガイド
７  バックアップリング
８  台座
９  スプリング
３  上型
30  ダイスベース
32  空間
34  凹部
34ａ  側壁面
4a  上リングポンチ
5a  上カウンターポンチ
6a  上ビレットガイド
【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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