JPH08272B2 - 板金製回転部材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、例えば電磁クラッチのロータやＶプーリの
内輪などのように、板状の金属製素材の中心部に回転軸
などの回転体の外側に嵌合するための筒状のボス部を一
側方へ突出させて一体に形成しているとともに、板金製
素材の外周部に前記ボス部と同一方向へ向かって同心状
に突出して外輪に対する固定連結用の筒状の周壁部を一
体に形成してなる板金製回転部材あるいは板金製Ｖプー
リや板金製ポリＶプーリの中間部品のように、板状の金
属製素材の中心部に回転軸などの回転体の外側に嵌合す
るための筒状のボス部のみを一側方へ突出させて一体に
形成してなる板金製回転部材の製造方法に関する。

背景技術 板状の金属製素材の中心部に一側方へ突出する筒状の
ボス部のみを形成して所定の回転部材を製造する方法、
あるいは板状の金属製素材の中心部に一側方へ突出する
筒状のボス部を形成するとともに、外周部にボス部と同
一方向へ向かって同心状に突出する筒状の周壁部を形成
して所定の回転部材を製造する方法として、従来では、
冷間鍛造法が多用されている。

ところが、上記従来の冷間鍛造法による場合は、材料
自体の塑性流動により筒状ボス部や筒状ボス部および筒
状周壁部を形成するものであるから、十分な製品強度を
確保するために板厚の大きい素材を用いて、例えば電磁
クラッチのロータや板金製Ｖプーリのように、径が比較
的小さくて突出代（高さ）の比較的大きいボス部が望ま
れる板金製品や、内外で同心状に位置するボス部と周壁
部との間に比較的狭い環状空間を形成することが望まれ
る板金製品等では、2000ton〜2500tonクラスの大きいプ
レス機を使用したとしても、所定の径および突出高さの
ボス部を形成したり、狭い環状空間を形成することが困
難であり、したがって、径や高さなどの寸法と板厚との
関係から加工可能な範囲が自ずと制約されるという問題
がある。

本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもの
で、板厚をあまり薄くすることなく、しかも、小さなプ
レス機を用いて所望の径、肉厚および高さのボス部やボ
ス部および周壁部をそれぞれ精度よく形成することがで
きる板金製回転部材の製造方法を提供することを目的と
するものである。

発明の開示 上記目的を達成するため、本発明による板金製回転部
材の製造方法は、板状の金属製素材の中心部に、該素材
の一側方へ向かって突出する筒状のボス部を形成する板
金製回転部材の製造方法であって、 前記金属製素材をボス部の突出側に向けて凸に湾曲さ
せる湾曲工程と、その湾曲された素材の外周縁部の径方
向外方への広がりを規制させて素材材料の径方向外方へ
の逃げを防止した状態で、前記湾曲部分をその湾曲方向
とは逆方向で、かつ漸次径小化されるように複数回に亘
って屈曲させて有底筒状ボス部および環状平坦部を形成
する複数段の屈曲工程とを備えたものである。

このような本発明による板金製回転部材の製造方法に
よれば、筒状のボスを形成するための金属製素材の湾曲
工程およびその湾曲部分に対する複数段の屈曲工程のい
ずれもが、一種の曲げ加工であるから、材料の塑性流動
による板厚の減少およびそれに起因する強度の低下を抑
制できるとともに、板厚が相当に厚い金属製素材であっ
ても、比較的小さいプレス機を使用して所定のボス部を
容易に形成することができる。しかも、前記屈曲工程時
には、素材の外周縁部の径方向外方への広がりを規制さ
せて素材材料の外方への逃げを防止した状態で、かつ漸
次径小化されるように複数回に亘って屈曲することによ
り、素材材料を主に中心部側、つまり形成しようとする
ボス部側に流動させて、内径が小さい場合でも、十分な
肉厚および突出高さが確保されたボス部を形成すること
ができる。

また、本発明による板金製回転部材の製造方法で、板
状の金属製素材の中心部に、該素材の一側方へ向かって
突出する筒状のボス部を形成するとともに、上記板状の
金属製素材の外周部に、前記ボス部と同一方向へ向かっ
て同心状に突出する筒状の周壁部を形成する板金製回転
部材の製造方法である場合には、 前記金属製素材をボス部の突出側に向けて凸に湾曲さ
せる第１湾曲工程と、その湾曲された素材の外周縁部の
径方向外方への広がりを規制させて素材材料の径方向外
方への逃げを防止した状態で、前記湾曲部分をその湾曲
方向とは逆方向で、かつ漸次径小化されるように複数回
に亘って屈曲屈曲させて有底筒状ボス部および環状平坦
部を形成する複数段の屈曲工程と、この複数段の屈曲工
程後の素材の前記有底筒状ボス部の変形を規制した状態
で、前記環状平坦部の外半周部分を前記ボス部とは逆方
向へ向けて湾曲させて筒状の周壁部を立上げ形成する第
２湾曲工程とを備えたものである。

このような本発明による板金製回転部材の製造方法に
よれば、筒状ボス部を形成するための金属製素材の第１
湾曲工程およびその湾曲部分に対する複数段の屈曲工程
ならびに筒状周壁部を形成するための平坦部に対する第
２湾曲工程のいずれもが、一種の曲げ加工であるから、
材料の塑性流動による板厚の減少およびそれに起因する
強度の低下を抑制できるとともに、板厚が相当に厚い金
属製素材であっても、比較的小さいプレス機を使用して
所定のボス部および周壁部を容易に形成することができ
る。しかも、前記屈曲工程時には、素材の外周縁部の径
方向外方への広がりを規制させて素材材料の外方への逃
げを防止した状態で、かつ漸次径小化されるように複数
回に亘って屈曲することにより、素材材料を主に中心部
側、つまり形成しようとするボス部側に流動させて、内
径が小さい場合でも、十分な肉厚および突出高さが確保
されたボス部を形成することができる。また、前記第２
湾曲工程時には、複数段の屈曲工程で形成されたボス部
の変形を規制することにより、材料の内外両方向への逃
げ（流動）を防止して、ボス部の変形防止はもとより、
十分な肉厚をもつ周壁部を形成することができる。さら
に、従来の外周縁部の径方向外方への広がり規制および
ボス部の変形規制により、節品全体の寸法精度の向上を
図り得る。

また、前記複数段の屈曲工程後において、その屈曲工
程で形成された有底筒状ボス部の底部を所定の突出高さ
で、かつ平坦になるように軸方向から圧縮する仕上げ工
程を設けることにより、所定の突出高さのボス部の仕上
り精度を良好にするとともに、高さ方向に余分に突出し
ている部分がボス部の厚肉化に寄与して、ボス部の強度
面で一層有効である。

さらに、前記第２湾曲工程後において、その湾曲工程
で形成された有底筒状ボス部の突出端部分を所定の突出
高さ位置で切断して軸挿通孔を形成する切断工程を設け
ることにより、湾曲工程や複数段の屈曲工程で寸法精度
に多少の誤差が生じても、その誤差を吸収させて最終的
に寸法精度の非常に高い回転部材を得ることができる。

図面の簡単な説明 Fig.1AおよびFig.1Bは本発明による板金製回転部材の
製造方法における 第１湾曲（絞り）工程の第１工程を
説明するための要部の断面図である。

Fig.2AおよびFig.2Bは第１湾曲（絞り）工程の第２工
程を説明するための要部の断面図である。

Fig.3AおよびFig.3Bは第１屈曲（しごき）工程のを説
明するための要部の断面図である。

Fig.4AおよびFig.4Bは第２屈曲（しごき）工程を説明
するための要部の断面図である。

Fig.5AおよびFig.5Bは第３屈曲（しごき）工程を説明
するための要部の断面図である。

Fig.6AおよびFig.6Bは第４屈曲（しごき）工程を説明
するための要部の断面図である。

Fig.7AおよびFig.7Bは第２屈曲（絞り）工程を説明す
るための要部の断面図である。

Fig.8AおよびFig.8Bは製造された板金製回転部材の縦
断面図および平面図である。

Fig.9は製造された板金製回転部材を電磁クラッチの
ロータとして組み込んだ状態の縦断面図である。

Fig.10は製造された板金製回転部材をＶプーリの内輪
として組み込んだ状態の縦断面図である。

Fig.11は本発明による他の板金製回転部材の製造方法
により製造された製品の縦断面図である。

発明を実施するための最良の形態 まず、本発明による板金製回転部材の製造方法の実施
例のうち、電磁クラッチの組み込み使用されるロータの
製造方法の実施例について図に基づいて説明する。な
お、この実施例では、板厚ｔが３〜5mm程度の円形板状
の金属製素材を使用して、ボス部の内径d1が60mm程度、
周壁部の外径d2が120〜150mm程度、ボス部の突出高さｈ
が28〜32mm程度の電磁クラッチ用ロータを形成する場合
について説明する。

第１湾曲（絞り）工程の第１の工程では、Fig.1Aに示
すように、円形状の平坦な金属製素材１をポンチ2aおよ
びポンチホルダ2bからなる下型２上にセットしたのち、
この下型２とダイ3aおよびダイホルダ3bからなる上型３
とを、プレス機（図示省略）を介して互いに近接させる
ことにより、Fig.1Bに示すように、前記金属製素材１を
全体的にボス部の突出側に向けて絞り二段形状の凸に湾
曲させる。このときの湾曲形状は、下型２のポンチ2aの
先端形状および上型３のダイホルダ3bの入口テーパー面
3b1の形状によって決定される。

第１湾曲（絞り）工程の第２の工程では、Fig.2Aおよ
びFig.2Bに示すように、先端形状の異なるポンチ2aおよ
び入口テーパー面3b1形状の異なるダイホルダ3bを取替
え使用して、上記と同様に上型３と下型２とを互いに近
接させることにより、素材１を全体的にほぼ円錐状に絞
り加工する。

つぎに、筒状ボス部を形成するための屈曲（しごき）
工程に移行するが、この屈曲（しごき）工程は、Fig.3
A,Fig.3B〜fig.6A,Fig.6Bに示すように、第１〜第４の
複数段の工程に分けて、前記第１湾曲（絞り）工程時に
使用した金型とは異なるしごき専用の金型における下型
12のポンチ12aの突出量および先端の曲率、ならびに、
上型13のダイホルダ13bの入口角部13b2の曲率の異なる
ものを順次取替え使用しながら、上型13と下型12とを互
いに近接させることにより、前記湾曲部分1bがその湾曲
方向とは逆方向で、かつ漸次径小化されるように複数回
に亘ってしごかれて屈曲され、その結果、前記湾曲部分
1bがポンチ12aの外周面に沿って変形されて中心部に有
底の筒状ボス部６が形成されるとともに、その外周に環
状の平坦部５が形成される。

なお、上記の複数段の屈曲工程のうち、Fig.6Aおよび
Fig.6Bに示す第４の工程では、仕上げ専用のポンチ12a2
およびダイホルダ13b2を用いて、前記筒状ボス部６の底
部6aを軸方向から圧縮することにより、その筒状ボス部
６の底部6aを所定の突出高さで、かつ平坦になるように
仕上げるボス仕上げ工程を行なう。

上記のような複数段の屈曲工程において、素材１の外
周縁部1eは、下型12のポンチホルダ12bに環状に形成さ
れている突部12cの内面に当接されて径方向外方への広
がりが常に規制されており、これにより、素材１の材料
の径方向外方への逃げが防止され、前記筒状ボス部６側
に逃げることになるため、この筒状ボス部６の肉厚およ
び直線部の長さを十分に大きく確保し得るのである。

引き続いて、筒状ボス部６と同心状の周壁部を素材１
の外周部に形成するための第２湾曲（絞り）工程に移行
する。この第２湾曲（絞り）工程は、Fig.7Aに示すよう
に、前記筒状ボス部６の内径とほぼ等しい外径をもち、
かつ上端面が平坦な中央突起部22aおよびその中央突起
部22aに摺動可能に嵌合保持された環状可動部22bとを有
する下型22上に、上記のように筒状ボス部６および環状
平坦部５が形成された素材１をセットしたのち、前記筒
状ボス部６の外径とほぼ等しい内径をもち、かつ前記環
状平坦部５の径方向の幅の約1/2の肉厚を有する筒他突
出部23aおよびこの筒型突出部23aの先端から前記筒状ボ
ス部６の突出高さに相当する距離だけ凹んだ箇所に先端
面が位置するように前記筒型突出部23a内に嵌合し固定
された円柱部23bからなる上型23と前記下型22とを、プ
レス機により互いに近接させることにより、Fig.7Bに示
すように、前記下型22の中央突起部22aを筒状ボス部６
内に密接状態で移入させて該ボス部６の変形を規制しな
がら、前記環状平坦部５の外半周部分を前記ボス部６と
は逆方向へ向けて湾曲させて、その外周部に上記ボス部
６と同一方向へ向かって突出する筒状の周壁部７を立上
げ形成する。この第２湾曲工程において、前記筒状ボス
部６は、下型22の中央突起部22aの内部移入により変形
が規制されるため、材料の内外両方向への逃げ（流動）
がなくなり、ボス部６の変形防止はもとより、十分な肉
厚をもつ周壁部７を形成することができる。

以上の各工程の終了後に、前記有底筒状ボス部６の底
部6aを含む突出端部分を所定の突出高さｈになるように
切断して軸挿通孔８形成するにより、Fig.8AおよびFig.
8Bに示すように、上述したような各部寸法を有する電磁
クラッチ用ロータＲが製造される。

上記のようにして製造されたロータＲは、Fig.9に示
すように、筒状ボス部６の中央の軸挿通孔８内にベアリ
ング10を介して回転軸11を回転自在に挿嵌するととも
に、前記ボス部６と周壁部７との間に形成される一方向
に開放の環状空間14内に電磁クラッチ用コア15を組込
み、かつ周壁部７の外周にボルト16を介してポリＶプー
リなどの回転伝動用輪体17を固定連結し、さらに、ロー
タＲの平坦部５の外面側に前記回転軸11と一体回転する
アーマチャ18等を配置することによって、所定の電磁ク
ラッチを構成するように使用される。

なお、上記のような電磁クラッチ用ロータとして使用
する場合は、前記コア15を組込んだ環状空間14からの放
熱性を高めるために、Fig.8に示すように、平坦部５に
円弧状の放熱孔19を形成することが好ましい。

また、上記実施例では、電磁クラッチ用ロータとして
使用される板金製回転部材の製造方法について説明した
が、用途としてはそれに限定されるものでなく、例えば
Fig.10に示すように、Ｖプーリ19の内輪として使用され
る回転部材の製造に適用してもよい。

また、Fig.11は本発明による板金製回転部材の製造方
法により製造された板金製Ｖプーリあるいは板金製ポリ
Ｖプーリの中間部品の縦断面図であり、この中間部品20
は、上述したFig.1A,1B〜Fig.6A,6Bで示すと同様な工程
を経て、中心部に有底の筒状ボス部６を、かつ、その外
周に環状の平坦部５を形成した後に、その有底筒状ボス
部６の底部6aを含む突出端部分を所定の突出高さｈとな
るように切断する、あるいは、底部6aを打ち抜き加工す
ることにより、中心部に軸挿通孔８を形成して製造され
る。

産業上の利用可能性 以上のように、本発明の板金製回転部材の製造方法
は、板状の金属製素材の中心部に、一側方へ向かって突
出する筒状のボス部のみを一体に形成する、あるいは、
その筒状ボス部を一体形成するとともに前記板状の金属
製素材の外周部に、前記ボス部と同一方向へ向かって同
心状に突出する筒状の周壁部を形成するための技術であ
って、一種の曲げ加工の組合わせにより、板厚をあまり
薄くしないで、しかも小さなプレス機を用いて、所望の
径、肉厚および高さのボス部やボス部および周壁部をそ
れぞれ精度よく形成することができるものである。この
ような製造技術は、電磁クラッチのロータや板金製Ｖプ
ーリなどの製造に有効に活用できるものである。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板状の金属製素材の中心部に、該素材の一
   側方へ向かって突出する筒状のボス部を形成する板金製
   回転部材の製造方法であって、 前記金属製素材をボス部の突出側に向けて凸に湾曲させ
   る湾曲工程と、その湾曲された素材の外周縁部の径方向
   外方への広がりを規制させて素材材料の径方向外方への
   逃げを防止した状態で、前記湾曲部分をその湾曲方向と
   は逆方向で、かつ漸次径小化されるように複数回に亘っ
   て屈曲させて有底筒状ボス部および環状平坦部を形成す
   る複数段の屈曲工程とを備えたことを特徴とする板金製
   回転部材の製造方法。
2. 【請求項２】板状の金属製素材の中心部に、該素材の一
   側方へ向かって突出する筒状のボス部を形成するととも
   に、上記板状の金属製素材の外周部に、前記ボス部と同
   一方向へ向かって同心状に突出する筒状の周壁部を形成
   する板金製回転部材の製造方法であって、 前記金属製素材をボス部の突出側に向けて凸に湾曲させ
   る第１湾曲工程と、その湾曲された素材の外周縁部の径
   方向外方への広がりを規制させて素材材料の径方向外方
   への逃げを防止した状態で、前記湾曲部分をその湾曲方
   向とは逆方向で、かつ漸次径小化されるように複数回に
   亘って屈曲させて有底筒状ボス部および環状平坦部を形
   成する複数段の屈曲工程と、この複数段の屈曲工程後の
   素材の前記有底筒状ボス部の変形を規制した状態で、前
   記環状平坦部の外半周部分を前記ボス部と逆方向へ向け
   て凸に湾曲させて筒状の周壁部を形成する第２湾曲工程
   とを備えたことを特徴とする板金製回転部材の製造方
   法。
3. 【請求項３】前記複数段の屈曲工程後において、その屈
   曲工程で形成された有底筒状ボス部の底部を所定の突出
   高さで、かつ平坦になるように軸方向から圧縮する仕上
   げ工程を有する請求の範囲第１項記載の板金製回転部材
   の製造方法。
4. 【請求項４】前記複数段の屈曲工程後において、その屈
   曲工程で形成された有底筒状ボス部の底部を所定の突出
   高さで、かつ平坦になるように軸方向から圧縮する仕上
   げ工程を有する請求の範囲第２項記載の板金製回転部材
   の製造方法。
5. 【請求項５】前記第２湾曲工程後において、その湾曲工
   程で形成された有底筒状ボス部の突出端部分を所定の突
   出高さ位置で切断して軸挿通孔を形成する切断工程を有
   する請求の範囲第２項記載の板金製回転部材の製造方
   法。
6. 【請求項６】前記第２湾曲工程後において、その湾曲工
   程で形成された有底筒状ボス部の突出端部分を所定の突
   出高さ位置で切断して軸挿通孔を形成する切断工程を有
   する請求の範囲第３項記載の板金製回転部材の製造方
   法。