JPH09506295A - ハブを有する伝動装置部材のハブを切削によらずに製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、伝動装置部材のハブ（２７）を切削によらずに製造する方怯及びその装置に関する。その際、主軸（４）の器具（３）によって支持され、かつ１つあるいはいくつかの押圧ローラ（９、１０）に対して相対的に回転する金属板シートバー（２１）が、押圧ローラによる押圧によって、金属板シートバーを貫通して前置体（８）あるいは器具に配置されている器具ピン（５）のまわりで金属板シートバーから突き出ている円筒形の突出部（７）へ変形させられる。

Description

【発明の詳細な説明】 ハブを有する伝動装置部材のハブを切削によらずに製造する方法 本発明は、ハブを有する伝動装置部材のハブを金属板シートバーから切削によ らずに製造する方法に関する。 歯車のリムとして形成されている、あるいはベルト車、特にポリビニル製ベル ト車として形成されている伝動装置部材は、動力車の構造に広範囲に使用されて おり、そして現在は円形プレス粗材から何度も押圧成形法を繰り返すことによっ て製造される。その際、同様に当該押圧成形法において蟻つぎ及び（あるいは） 刻み目の形成が可能であるが、一方で、必要なハブを作りつけることは困難であ る。本来のハブは、回転軸心の領域における回転する円板のスリーブ状部分であ り、当該スリーブ状部分は押し込まれた軸、動力軸あるいはジャーナルとの結合 をなすものである。 このような部材は、例えば米国特許第２，６９６，７４０号明細書に図示され 記述されている。 伝動装置部材のハブの製造は、従来の技術では、予め作られた円筒形のスリー ブ状部材を伝動装置部材と結合させることによって行なわれる。その際、通例４ つの結合方法が用いられる。すなわち、両方の部材のはんだ付け、両方の部材の 溶接、両方の部材の摩擦溶接による結合、最後に伝動装置部材を鍛造プロセスに よって製造することも可能である。 上述の最初の３つの方法には、熱処理が必要不可欠であるために実際の伝動装 置部材に不都合な影響が生じるという欠点が あり、溶接を行なう場合には、溶接の継ぎ目の事後の加工処理が必要である。回 転部材としてのハブの製造のための経費は、比較的に高い。 熱処理によって必然的に伝動装置部材に引き起こされる歪みは、引き続いて所 定の加工プロセスによって再び除去されなければならない。 そのような生産ラインの計画どおりに流れない伝動装置部材の不良品率は、非 常に高い。 鍛造された伝動装置部材の使用はコスト高であり、さらに望ましくない金属硬 化が生じる。すなわち組織が変化し、その結果歯車のリムとしてであれ、ベルト 車のための刻み目としてであれ、事後に伝動装置部材に溝をつけることがきわめ て困難になる。最後に、この伝動装置部材の表面には酸化被膜がつき、そのため に付加的な加工措置が必要である。 従って、要約すると次のことが確認できる。すなわち、比較的に小さい伝動装 置部材にハブを固定するための従来の経費が非常に高く、また製造の際の不良品 率が高く、そして材料に望ましくない影響が生じて伝動装置部材の寿命を損なう 可能性がある。 文献『ブレッヒ、ローレ、プロフィーレ１９８０(Blech，Rohre，Profile 198 0)』６６０頁より、金属板事前形成物として外側薄板支持体を製造することが公 知である。その際、この外側薄板支持体は２つのプレス経路で製造される。その ような外側薄板支持体の製造のためには、全部で２７の加工ステップが必要であ る。その加工ステップには、１０の延伸過程、７つの内径測定過程、２つのアイ ロンがけ過程及び７つの切断過程 並びに１つの据込み過程が含まれる。延伸作業によって、組織がばらばらにされ る。すなわち、材料組織が疲労する。さらに、通例延伸過程は不精確さと結びつ いており、伝動装置部材の場合には、前記の不精確さが不都合な影響をもたらす 可能性がある。 本発明の課題は、初めに述べた種類の方法を簡単化すること、そして伝動装置 部材の材料組織に望ましくない影響を与えることなく、１つの作業過程で当該方 法を実施することである。 本発明の前記課題は、主請求項の特徴部分に記載の構成によって解決される。 この方法の実施のための装置は、従属項に記載されている。 本発明の前記課題は、請求項３の特徴部分に記載の構成によっても解決される 。当該方法の実施のための装置は、従属項５及び６において説明されている。 換言すると、伝動装置部材の製造のためのすでに述べた鍛造プロセス及び引き 伸ばしプロセスを除き、従来の技術と対照的に、一体の伝動装置部材が得られる 。この場合には、適宜の押圧措置によって、軸線方向の回転軸の周りに回転する 円形プレス粗材から伝動装置部材が得られ、その際同時にハブが作られる。 その際、１つの作業過程において伝動装置部材のハブを製造することができる だけでなく、同時に回転モーメントの伝達のために必要な強度を達成できるよう に、伝動装置部材の金属板シートバーの壁厚に比べて、ハブの壁厚を高くあるい は大きくすることができる。 円形プレス粗材から出発して、押圧機によって、取付け固定 された状態にあるベルト車中間製品にハブが一体成形される。当該方法を用いる 場合には、ベルト車中間製品の輪郭領域及び溝領域の厚さが、用いられる押圧方 法によって確定されるので、ベルト車のあらゆる公知の製造方法のためのベルト 車中間製品を製造することが可能になる。 本発明に係る方法の実施例を、以下に図面に基づいて説明する。 第１図は、押圧装置に張って固定されたキャップ形材の図、 第２図は、押圧ローラによるキャップ形材の変形の図、 第３図は、成形ローラによる特殊円筒形のハブ部の成形の図、 第４図は、円筒形のハブ部の達成のための截円錐形ローラの使用による最終変 形段階の図、 第５図は、押圧装置に組み込まれた金属板シートバーの図、 第６図は、金属板シートバーを器具に固定するための当該金属板シートバーの 変形の図、 第７図は、伝動装置部材の壁強度を減少させ、同時にハブの一体成形を達成さ せる押圧成形法のステップの図、 第８図は、ハブを一体成形する押圧成形法の最終段階の図、 第９図は、厚さ及びハブの状態が異なるベルト車中間製品の可能な変形例の原 理的な略図、 である。 図１から４には、主軸４の器具３の一部であるチャック１５によって器具３に 固定されているキャップ形材２が図示されている。器具３は、軸線方向に中心に て突き出ている器具ピン５を中心に有する。器具ピン５は取付けられたキャップ 形材２の内側に当接している。その際、キャップ形材２の外側には前置 体８が当接する。 キャップ形材２に連続しているフランジ１６及び１７の方向づけは重要でなく 、図１に示す図の場合には、これらは器具ピン５に対して及び主軸４の軸線に対 して平行に位置する。 図１に示す両方向矢印Ｆ₁は、キャップ形材２の固定のための主軸４及び前置 体８の運動方向を表すものである。 図２に示すように、押圧ローラ９及び１０の係合によってキャップ形材２が円 筒形の器具ピン５の方向へ変形させられる。それから、図３に示される成形ロー ラ１１の使用によって、キャップ形材が器具ピン５の周囲に当接してしまうまで さらに変形が継続される。その際、キャップ形材２は部分的に円形プレス粗材６ として器具３の表面に当接している。一方、キャップ形材２の残りの部分は、図 ３に示すように、器具ピン５のまわりに波状に位置している。 ここで、図４に示すように、器具ピン５の周囲のこの波状の領域を截円錐形ロ ーラ１２及び１４によって押しつぶすと、キャップ形材２のハブとして用いられ る部分が円筒形に構成される。その際、この円筒形の突出部７の壁厚は、円形プ レス粗材の壁厚より大きくなり得る。 前述の範囲内で、前置体８の引き戻しによって、器具ピン５の自由端への材料 の流出を達成することは、当然にが可能である。それによって、円筒形の突出部 ７の壁厚を円形プレス粗材６の壁厚より小さく構成することも可能である。 截円錐形ローラ１２及び１４の送り方向は、図４の矢印Ｆ₂により示される。 前述したことを要約すると、次のようになる。すなわち、本 発明による提案によって、ハブを備える伝動装置部材のコスト安の製造方法が達 成される。その際、製造時に伝動装置部材の内部で組織変化が引き起こされるこ とがなく、同時に任意の壁厚のハプを形成することが可能になる。 上述の説明の図４を出発点として、回転軸あるいはジャーナルを受容できるよ うに、この時点で円筒形の突出部７を開くことが必要である。円筒形の突出部７ の開放は、図４に示す円筒形の突出部７の隆起部を切断することによって行うこ とができる。しかし、最終的に得られるハブが剛性に寄与する隆起部を有するよ うに、円筒形の突出部７の端壁を穿孔等によって開くことも可能である。さらに 、この製造方法に引き続いて、伝動装置部材の形成のためにフランジ１６及び１ ７の加工を行うことができる。 図５から図８では、金属板シートバーが２１として表示されている。図示され た実施例の場合には、器具２３によって器具ピン２４が支持され、金属板シート バー２１を当該金属板シートバーの中心に設けられた孔によって器具ピン２４に 装着できるようになっている。これにより、当該金属板シートバー２１が主軸２ ２に設けられた器具に配置される。２５として、前置体が表示されている。当該 前置体２５は往復運動可能であり、かつ作業状態にある場合には器具ピン２４と 接触する。その際、金属板シートバー２１の方へ向いた領域における前置体２５ の外径が器具ピン２４の外径より大きく、それによって図面に３４として表示さ れているストッパーが構成される。当該ストッパーには、金属板シートバーの変 形の際に、金属板シートバーの内側部が当接可能である。 ２９として、器具２３と協働するチャックが示されている。当該チャック２９ は、押圧ローラ２６が金属板シートバーの外側の縁領域を曲げた後に、金属板シ ートバー２１のこの縁領域を固定し、それによって金属板シートバーの移動を防 止する。 押圧ローラ２６は、図６に示す矢印の方向に器具ピン２４へ向かって動かすこ とが可能であり、その際、図７に特に明らかに示すように、当該押圧ローラが金 属板シートバー２１の中央の壁強度を減少させる。その際、押圧ローラ２６によ って押された材料が、器具ピン２４のまわりにある空間へ流れ、図８に示すよう に、ストッパー３４に当接する。それによって、ベルト車中間製品に図９に示す 実際のハブ２７を形成する円筒形の突出部２８が構成される。 図面から、特に図６と図８との比較から、チャック２９によって固定された金 属板シートバー２１の縁領域が、金属板シートバー２１の中央の縁領域より厚い こと、また円筒形の突出部２８が金属板シートバー２１の中央の縁領域よりはる かに大きい材料厚を有することがわかる。円筒形の突出部２８のこの壁厚は、前 置体２５のストッパー３４と器具２３の外側との間の空間の大きさに依存して決 定され得る。 図７及び図８に示す追従ローラ３５は、押圧プロセスの間、金属板シートバー ２１の材料が高度に湾曲するのを常に防止する。 図９のＡからＦには、厚さ及びハブの位置が異なるベルト車中間製品の可能な 変形例が示されている。Ｅ及びＦに図示するように、ベルト車に軸郭領域Ｋ及び 必要な場合には孔１１を設けるときは、必要な場合には孔を有するこの輪郭領域 を、押圧 機によって製造されたベルト車中間製品からプレスによって容易に製造すること ができる。さらに、簡単な輪郭領域を直接に押圧機を用いて付加的な器具支持体 により製造することが可能である。 従って、要約すると、これまで公知であった製造方法に比較して、本発明に係 る押圧方法が以下の利点を有することが確認できる。すなわち、 １．比較的にわずかな機械使用。 ２．ベルト車中間製品の材料組織が、例えば溶接及び鍛造の場合のように不利 な影響を受けることがない。 ３．押圧方法によってハブ内径を事後のロール作業なしに製造することができ る。 ４．事前の作業過程によってベルト車の成形時に不都合がない。 ５．例えば、押圧プロセスの際に細溝３２が製造される図９のＦからわかるよ うに、溝あるいは蟻つぎをハブ内径に押圧方法によって事後加工なしに製造する ことが可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月１４日 【補正内容】 請求の範囲 １．ハブを有する伝動装置部材のハブを金属板シートバーから切削によらずに製 造する方法にして、金属板シートバーがキャップ形材として形成される方法にお いて、キャップ形材（２）が押圧によって中心の器具ピン（５）のまわりに円形 プレス粗材（６）から突き出ている円筒形の突出部（７）へ変形され、引き続い て円筒形の突出部（７）が同軸の回転軸の受容のために開かれることを特徴とす る方法。 ２．ハブを有する伝動装置部材のハブを金属板シートバーから切削によらずに製 造するための装置にして、金属板シートバーがキャップ形材として形成される装 置において、 器具ピン（５）及びチャック（１５）と、器具ピン（５）に対向し て配置されて器具ピン（５）及びチャック（１５）と一緒にキャップ形材（２） を固定する前置体（８）とを備える、主軸（４）によって支持された器具（３） が設けられていること、および順次キャップ形材（２）に作用する押圧ローラ（ ９、１０）、成形ローラ（１１）、及び截円錐形ローラ（１２、１４）が設けら れていることを特徴とする装置。 ３．ハブを有する伝動装置部材のハブを金属板シートバーから切削によらずに製 造する方法において、主軸（２２）の器具（２３）によって支持されており、か つ１つあるいはいくつかの押圧ローラ（２６）に対して相対的に回転する金属板 シートバー（２１）が、押圧ローラ（２６）による押圧によってその厚さを減少 させられ、そしてそのようにして得られた材料が、金属板シートバー（２１）の 中心 を貫通する器具ピ ン（２４）のまわりで金属板シートバー（２１）から突き出ている円筒形の突出 部（２８）へ変形させられることを特徴とする方法。 ４．器具ピン（２４）が前置体（２５）に配置されていることを特徴とする、請 求項３に記載の方法。 ５．器具ピン（２４）が器具（２３）に配置されていることを特徴とする、請求 項３に記載の方法。 ６ ．金属板シートバー（２１）の縁領域が、厚さを減少させる押圧プロセスが実 施される前に面定されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。７ ．ハブを有する伝動装置部材のハブを金属板シートバーから切削によらずに製 造する ための装置において、中央の器具ピン（２４）と、金属板シートバー（２ １）の縁領域に作用する チャック（２９）と、器具ピン（２４）に対向して配置 されており、外周が器具ピン（２４）の外周より大きく、金属板シートバー（２ １）の方へ向いた側が金属板シートバー（２１）から離れており、 かつそれによ ってストッパー（３４）によって空間を形成する前置体（２５）とを備える、主 軸（２２）によって支持された器具（２３）が設けられていること、並びに金属 板シートバー（２１）の中央へ向かって金属板シートバー（２１）の面に平行に 移動可能な少なくとも１つの押圧ローラ（２６）が設けられていることを特徴と する装置。８ ．押圧ローラ（２６）と同時に作用する追従ローラ（３５）が設けられている ことを特徴とする、請求項７に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ，ＫＲ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハブを有する伝動装置部材のハブを金属板シートバーから切削によらずに製 造する方法にして、金属板シートバーがキャップ形材として形成される方法にお いて、キャップ形材（２）が押圧によって中心の器具ピン（５）のまわりに円形 プレス粗材（６）から突き出ている円筒形の突出部（７）へ変形され、引き続い て円筒形の突出部（７）が同軸の回転軸の受容のために開かれることを特徴とす る方法。 ２．請求項１に記載の方法を実施するための装置において、器具ピン（５）及び チャック（１５）と、器具ピン（５）に対向して配置されて器具ピン（５）及び チャック（１５）と一緒にキャップ形材（２）を固定する前置体（８）とを備え る、主軸（４）によって支持された器具（３）が設けられていること、および順 次キャップ形材（２）に作用する押圧ローラ（９、１０）、成形ローラ（１１） 、及び截円錐形ローラ（１２、１４）が設けられていることを特徴とする装置。 ３．ハブを有する伝動装置部材のハブを金属板シートバーから切削によらずに製 造する方法において、主軸（２２）の器具（２３）によって支持されており、か つ１つあるいはいくつかの押圧ローラ（２６）に対して相対的に回転する金属板 シートバー（２１）が、押圧ローラ（２６）による押圧によってその厚さを減少 させられ、そして前置体（２５）あるいは器具（２３）に配置されて金属板シー トバー（２１）を貫通する器具ピン（２４）のまわりで金属板シートバー（２１ ）から突き出ている円筒形の突出部（２８）へ変形させられる ことを特徴とする方法。 ４．金属板シートバー（２１）の縁領域が、厚さを減少させる押圧プロセスが実 施される前に固定されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。 ５．請求項３及び４に記載の方法の実施のための装置において、器具ピン（２４ ）と、チャック（２９）と、器具ピン（２４）に対向して配置されており、外周 が器具ピン（２４）の直径より大きく、かつそれによってストッパー（３４）を 形成する前置体（２５）とを備える、主軸（２２）によって支持された器具（２ ３）が設けられていること、並びに金１板シートバー（２１）の中央へ向かって 金属板シートバー（２１）の面に平行に移動可能な少なくとも１つの押圧ローラ （２６）が設けられていることを特徴とする装置。 ６．押圧ローラ（２６）と同時に作用する追従ローラ（３５）が設けられている ことを特徴とする、請求項５に記載の装置。