JPH0698434B2 - サイジング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はサイジング方法に関し、一層詳細には、例え
ば、自動車に用いられる等速ジョイントの外輪のように
中空のカップ形状を呈し、高度の形状精度が要求される
ワークを冷間加工工程でサイジングする際、ワークを構
成するための素材底面内周部に所定角度傾斜する傾斜面
を形成しておき、一方、ポンチの先端にも前記傾斜面と
実質的に等しい角度の傾斜面を形成しておくことによ
り、素材をポンチに対して位置決めする時に素材の傾斜
面とポンチの傾斜面とを当接させて正確な位置決めを行
い、これによりワークの仕上げ形状精度を向上させるこ
とを可能とするサイジング方法に関する。

［発明の背景］ 従来から、鍛造あるいは鋳造等により加工されたワーク
を最終的な仕上げ寸法にするための冷間加工方法はサイ
ジングと呼ばれている。例えば、自動車の車輪駆動部に
おいて、差動装置と後輪軸とを連結させる等速ジョイン
トの外輪の製造工程にあっては前記サイジング方法が採
用されている。

前記等速ジョイントの外輪はカップ形状を呈し且つその
内面には軸方向に複数のトラック溝が形成される。前記
トラック溝にはベアリングが当接するため、当該トラッ
ク溝は相当に精度よく形成される必要がある。このた
め、サイジングを行うことによって、前記トラック溝を
高い寸法精度並びに面精度を有するように仕上げなけれ
ばならない。

そこで、等速ジョイントの外輪の構造とそのサイジング
工程について概略的に説明する。

先ず、ビレットを鍛造することで第１図ａおよびｂに示
す形状からなる予備成形体でるブランク２を成形する。
この場合、ブランク２はその一端部に従動軸４が一体形
成され、且つ他端部が開口するカップ形状を呈してお
り、簡単に説明すれば、前記ブランク２の内部にはその
軸線方向に延在して図示しないトラニオンを受容する３
条の凹状部6a乃至6cと、各凹状部6a乃至6c間においてブ
ランク２の中空部に突出する３条の凸状部8a乃至8cとが
形成されている。各凹状部6a乃至6cは天井面10a乃至10c
と、その両側部にあってトラニオンを構成するスライド
ローラが転動するトラック溝12a乃至12fとを有する。ま
た、前記トラック溝12a乃至12fと凸状部8a乃至8cとの間
は中空部に膨出することで夫々顎部14a乃至14fを構成
し、この顎部14a乃至14fと前記トラック溝12a乃至12fと
の間にはトラック溝12a乃至12fを転動するスライドロー
ラの側方向の動作範囲を規制して等速ジョイントの性能
を向上させるためのアンダカット部16a乃至16fが夫々形
成されている。

次に、以上のように構成されたブランク２にはその中空
部に外輪を仕上加工すべくポンチ18が挿入され、この状
態で外周部がダイ20によってしごかれる（第２図ａおよ
びｂ参照）。この結果、ブランク２の内周面はポンチ18
の外周形状に沿って倣い成形され、サイジングが行われ
る。

ところで、サイジング工程初期の段階において、ブラン
ク２がポンチ18に外嵌して位置決めされた状態では、ブ
ランク２の内周面とポンチ18の外周面との間には所定の
クリアランスが設けられている。そこで、第２図ａに示
すように、ブランク２のポンチ18に対するすわりが悪
く、すなわち、ブランク２が傾いた状態でポンチ18に位
置決めされるという事態が屡起こる。このように、ブラ
ンク２とポンチ18の軸線が一致するように精度よく位置
決めを行うことが非常に困難であるという問題がある。

さらに、ブランク２が傾いたまま位置決めされてこのブ
ランク２にダイ20によってしごき成形を施すと、第１図
ｂに示す天井面10a乃至10c、凸状部8a乃至8cの夫々の肉
厚D₁、D₂が一様とならず、当該ブランク２の内周面の加
工精度に重大な影響を及ぼす。特に、ブランク２の顎部
14a乃至14fの近辺において、ポンチ18の外側面に対する
密着度が一様とならない結果、アンダカット部16a乃至1
6fからの肉流動が阻害されたり顎部14a乃至14fへの肉回
りが低下するという不都合が生じ、不良品が発生する原
因となる。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、予めブランクの内側底面に、所定角度傾斜する
傾斜面を形成しておき、一方、ポンチの先端部に前記ブ
ランクの傾斜面と実質的に等しい傾斜角度を有する傾斜
面を形成し、サイジングに先立ち前記ブランクをポンチ
に対して位置決めする際、各々に設けた傾斜面を相互に
当接させて位置決めを正確に行った後、ダイによって外
面にしごき成形を施すことによって、製品の加工精度を
向上させることを可能とするサイジング方法を提供する
ことを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は、カップ状を呈
し中空部に膨出する突部を有すると共に軸方向に数条の
溝を有する予備成形体に対してダイとポンチとの共働で
しごき成形を行い、当該予備成形体を所定の寸法精度に
成形するサイジング方法であって、予め、その内側底面
部に傾斜面が形成された予備成形体を用いる一方、前記
予備成形体に挿入されるポンチの先端には該予備成型体
の傾斜面に当接する傾斜面を形成しておくと共に、ポン
チの外側面と予備成形体の内側面の間には所定のクリア
ランスを画成しておき、前記予備成形体を前記ポンチに
嵌挿する際に夫々の傾斜面を当接させることによって当
該予備成形体の位置決めを行った後、ダイを用いて予備
成形体の外側面にしごき成形を加えることを特徴とす
る。

また、本発明では、ポンチ先端に形成した傾斜面の一部
の幅を予備成形体の傾斜面の幅よりも狭く設定しておく
ことを特徴とする。

さらに、本発明では、予備成形体が等速ジョイントの外
輪の予備成形品であることを特徴とする。

［実施例］ 次に、本発明に係るサイジング方法について好適な実施
例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。

先ず、本発明に係るサイジング方法を実施することによ
って、最終的に等速ジョイントの外輪に加工されるブラ
ンク22について説明する。このブランク22は既に第１図
に示したブランク２と略同一に構成されるものである
が、第３図ａに示すように、当該ブランク22の内側底面
には従動軸４側に向かって傾斜する傾斜面24a乃至24c
と、前記傾斜面24a乃至24cの両側にあって同一の傾斜角
度の傾斜面23a乃至23fと、該夫々の傾斜面23a乃至23fに
連設される傾斜面27a乃至27fとを含む。前記傾斜面24a
乃至24cは傾斜面29a乃至29cに連なり、傾斜面23a乃至23
fは傾斜面35a乃至35fに連なり、傾斜面27a乃至27fは傾
斜面37a乃至37fに連なっている。前記傾斜面29aと29bと
の間には傾斜面31aが設けられ、傾斜面29bと29cとの間
には傾斜面31bが設けられ、傾斜面29cと29aとの間には
傾斜面31cが設けられている。傾斜面29a乃至29cは略中
央部にある円形状の平坦面25に連なっている。これらの
傾斜面23a乃至23f、24a乃至24c、27a乃至27f、29a乃至2
9cと平坦面25を除けば当該ブランク22の形状は第１図の
ブランク２と同様であり、その構成要素には同一の参照
符号を付して詳細な説明は省略する。

次に、本発明に係るサイジング方法を実施するためのサ
イジング装置について説明する。

第４図に示すように、サイジング装置30は第１の金型32
と第２の金型34とを含み、当該第１金型32および第２金
型34は、図中、矢印で示すように、図示しないアクチュ
エータの駆動作用下に互いに接近および離間する方向に
相対的に変位可能である。第１金型32の上面部にはポン
チ36が取着される。前記ポンチ36はその外形が等速ジョ
イントの外輪の内部形状に対応して成形されているもの
であって、当該ブランク22の３条の凹状部6a乃至6cに夫
々対応する３条の角柱部40a乃至40cが膨出形成されると
共に、これら角柱部40a乃至40cの間には、実質的にブラ
ンク22の凸状部8a乃至8cに対応した長溝42a乃至42cが形
成される。

ここで、前記角柱部40a乃至40cはブランク22に形成した
凹状部6a乃至6cの天井面10a乃至10cの仕上げを行う平面
部44a乃至44cと、前記平面部44a乃至44cの両側にあって
トラック溝12a乃至12fの仕上げを行う側面部46a乃至46f
とを含む。この場合、各平面部44a乃至44cの先端縁には
ブランク22の内側底部に形成された傾斜面24a乃至24cと
夫々幅、傾斜とも略等しい傾斜面48a乃至48cが形成され
る。同様に、傾斜面23a乃至23fと同一角度で前記傾斜面
48a乃至48cの両側に傾斜面49a乃至49fが連なり、傾斜面
27a乃至27fと同一角度で前記傾斜面49a乃至49fに傾斜面
53a乃至53fが連なっている。傾斜面49a乃至49fは傾斜面
35a乃至35fと同一角度で三角形状の傾斜面59a乃至59fに
連なり、傾斜面53a乃至53fは傾斜面37a乃至37fと同一角
度の傾斜面61a乃至61fに連なっている。該傾斜面53bと5
3cとの間には傾斜面31aと同一角度の傾斜面55aが設けら
れ、同様に傾斜面53dと53eの間には傾斜面55bが、さら
に傾斜面53fと53aとの間には傾斜面55cが設けられてい
る。傾斜面48a乃至48c、49a乃至49f、53a〜53fおよび55
a乃至55cは傾斜面29a乃至29cと同一の角度の傾斜面57a
乃至57cに連なっている。これらの傾斜面57a乃至57cは
ブランク22側の平坦面25と略同一面積の平坦面51に連な
っている。なお、傾斜面48a乃至48cの幅は傾斜面24a乃
至24cの幅よりも若干狭く、同様に傾斜面49a乃至49fは
傾斜面23a乃至23fより、傾斜面53a乃至53fは傾斜面27a
乃至27fより、傾斜面55a乃至55cは傾斜面31a乃至31cよ
り、夫々その幅が狭い。

以上のように構成される第１金型32に対して第２金型34
は略円筒状を呈し、その下端部にはダイ52が取着されて
いる。第５図に示すように、前記ダイ52は略リング状を
呈するものであって、その内周面部にはブランク22の外
周をしごくための膨出部54が形成される。この場合、第
２金型34の内径はダイ52の膨出部54により画成される中
空部の内径より大きく選択されている。

本発明に係るサイジング方法を実施するための装置は基
本的には以上のように構成されるものであり、次に、こ
のサイジング装置30を用いて前記ブランク22にサイジン
グ加工を施し、最終的な等速ジョイントの外輪の形状に
成形する。

先ず、第６図に示すように、鍛造によって成形された予
備成形体であるブランク22を第１金型32の上面部に固定
されたポンチ36に対して外嵌させる。この時、ブランク
22の内側面にあっては夫々該内側面の各部を画成する天
井面10a乃至10c、トラック溝12a乃至12fおよび凸状部8a
乃至8cの表面とポンチ36の外側面においてこれらと対向
する平面部44a乃至44c、側面部46a乃至46fおよび長溝42
a乃至42cとの間には所定のクリアランスが画成されてい
る。従って、ポンチ36はブランク22の中空部内に円滑に
挿入される。そして、当該ポンチ36の平坦面51がブラン
ク22の平坦面25に当接した時点では、当該角柱部40a乃
至40cに形成された傾斜面48a乃至48cがブランク22の傾
斜面24a乃至24cに夫々当接するとともに、傾斜面49a乃
至49fは傾斜面23a乃至23fと、傾斜面53a乃至53fが傾斜
面27a乃至27fに、傾斜面55a乃至55cが傾斜面31a乃至31c
と、傾斜面57a乃至57cは傾斜面29a乃至29cと当接する。
なお、傾斜面35a乃至35fは傾斜面59a乃至59fに当接し、
傾斜面37a乃至37fは傾斜面61a乃至61fに当接する。この
場合、ポンチ36側の傾斜面57a乃至57c、59a乃至59f、61
a乃至61fを除く傾斜面はブランク22側の傾斜面29a乃至2
9c、35a乃至35f、37a乃至37fを除く傾斜面と較べて傾斜
角度は同じであるものの、その幅が狭く設定されている
ために、ポンチ36とブランク22とがクリアランスを有し
て容易に当接できる。これらのブランク22の傾斜面と、
ポンチ36の傾斜面、さらに平坦面25と平坦面51が互いに
密着することによって、ブランク22はポンチ36に対して
正確に位置決めされる（第７図参照）。そして、これら
ブランク22の傾斜面とポンチ36の傾斜面の密着部位以外
は、正確な位置決めによって、図示するように、一定の
クリアランスが確保される。従って、次なる工程のしご
き成形でブランク22の外周面をダイ52でしごいて当該ブ
ランク22の内周面を精度よく成形するための前提条件が
整うこととなる。

そこで、第５図ｂに示すように、第２金型34に装着され
たダイ52をポンチ36側に向けて移動させブランク22の外
周部に対してしごき成形を加える。この時、ダイ52の内
側部に形成された膨出部54はブランク22の外周部を第１
金型32に向けて延伸させると共に、当該ブランク22の内
側面をポンチ36の外側面に倣わせて成形させる作用を営
む。

ここで、ダイ52をポンチ36側に向けて移動させることで
ブランク22のサイジングを行う際、ブランク22の内側底
面に形成した傾斜面とポンチ36の先端に形成した傾斜面
とが互いに当接し合い、これにより、ポンチ36側にブラ
ンク22は支持されている。そこで、ダイ52をポンチ36側
に移動させていくと、ブランク22の外側部がダイ52の膨
出部54によって第１金型32側へと延伸される一方、ブラ
ンク22の内側面の各面、すなわち、天井面10a乃至10c、
トラック溝12a乃至12fおよび凸状部8a乃至8cは夫々ポン
チ36の各平面部44a乃至44c、側面部46a乃至46fおよび長
溝42a乃至42c側に対して押圧される。この結果、ブラン
ク22では、ダイ52の移動に伴う肉流動が発生し、ダイ52
によるしごきが完了した時点ではポンチ36に対してブラ
ンク22の内面はクリアランスのない状態で当接し、ポン
チ36の外周形状に対応した形状に倣い成形されることに
なる。

この場合、特に、当該ブランク22の内側面形状を成形す
る上で次のような利点が挙げられる。すなわち、第１
に、例えば、ポンチ36とブランク22を嵌合させた際に夫
々に形成した傾斜面が当接し合うことにより正確なブラ
ンク22の位置決めを行うことが出来るため、例えば、ブ
ランク22がポンチ36に対し傾くということが回避され
る。従って、ブランク22とポンチ36の軸線が一致し、当
該ブランク22とポンチ36の間に画成されるクリアランス
が常に一定となるため、ダイ52でブランク22の外周面の
しごき成形を行う場合もブランク22の内周面が一様な密
着度のもとにポンチ36の外周面によって倣い成形される
ことを可能とする。このため、従来、ブランク22の顎部
14a乃至14fの端縁に形成したアンダカット部16a乃至16f
のように夫々を均一に成形することが難しかった部位も
精度よく平均化して倣い成形を施すことが可能となる。
同様に、トラック溝12a乃至12fの面精度も均一化するこ
ととなる。

また、第２に、ポンチ36に対するブランク22の互いに芯
が出た状態で位置決めが達成されるため、サイジングを
終了した後、離型する際にブランク22がポンチ36にかじ
り付くことがなく、従って、当該ポンチ36とブランク22
の離型は極めて容易である。また、その際、離型が容易
であることからポンチ36に対し過負荷がかかることがな
く、ポンチ36の耐用性を向上させることが可能となる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、予め、ブランクの内側
底部に沿って傾斜面を形成しておき、このブランクに対
して挿入されるポンチの前記傾斜面に対応する部位に夫
々傾斜面を形成し、ブランクをポンチに対し嵌合させ位
置決めする場合に夫々形成した傾斜面を当接させること
により、ブランクをポンチに対しその軸線が一致するよ
うに位置決めを正確に行っている。従って、ダイを用い
た外側面のしごき成形により当該ブランクの内側面をポ
ンチの外形に倣わせる成形が好適に遂行され、各部位と
も均一な形状精度および面精度が得られ、高品質の製品
を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは従来技術に係る等速ジョイントの外輪に
加工されるブランクの構成を示す一部省略縦断面図並び
に横断面図、 第２図ａ、ｂは従来技術に係るサイジング方法の説明
図、 第３図ａ、ｂは本発明に係るサイジング方法に供される
ブランクの構成を示す縦断面図並びに横断面図、 第４図は本発明に係るサイジング方法を実施する装置の
構成説明斜視図、 第５図ａ、ｂは本発明に係るサイジング方法の説明図、 第６図はポンチにブランクが嵌合した状態を示す斜視
図、 第７図は第６図におけるポンチ並びにブランクの一部切
欠側面図である。 ２……ブランク、6a〜6c……凹状部 8a〜8c……凸状部、10a〜10c……天井面 12a〜12f……トラック溝、22……ブランク 30……サイジング装置、32、34……金型 36……ポンチ、40a〜40c……角柱部 42a〜42c……長溝、44a〜44c……平面部 46a〜46f……側面部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カップ状を呈し中空部に膨出する突部（8a
   〜8c）を有すると共に軸方向に数条の溝（6a〜6c）を有
   する予備成形体（２）に対してダイ（52）とポンチ（3
   6）との共働でしごき成形を行い、当該予備成形体
   （２）を所定の寸法精度に成形するサイジング方法であ
   って、予め、その内側底面部に傾斜面（24a〜24c、23a
   〜23f、27a〜27f、31a〜31c、29a〜29c、35a〜35f、37a
   〜37f）が形成された予備成形体（２）を用いる一方、
   前記予備成形体（２）に挿入されるポンチ（36）の先端
   には該予備成型体の傾斜面に当接する傾斜面（48a〜48
   c、49a〜49f、53a〜53f、57a〜57c、55a〜55c、59a〜59
   f、61a〜61f）を形成しておくと共に、ポンチ（36）の
   外側面と予備成形体（２）の内側面の間には所定のクリ
   アランスを画成しておき、前記予備成形体（２）を前記
   ポンチ（36）に嵌挿する際に夫々の傾斜面を当接させる
   ことによって当該予備成形体（２）の位置決めを行った
   後、ダイ（52）を用いて予備成形体（２）の外側面にし
   ごき成形を加えることを特徴とするサイジング方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の方法において、ポンチ（3
   6）先端に形成した傾斜面（48a〜48c、49a〜49f、53a〜
   53f）の一部の幅を予備成形体（２）の傾斜面（24a〜24
   c、23a〜23f、27a〜27f）の幅よりも狭く設定しておく
   ことを特徴とするサイジング方法。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の方法において、予
   備成形体（２）は等速ジョイントの外輪の予備成形品で
   あることを特徴とするサイジング方法。