JPH10216888A - ドライブハブの製造方法 - Google Patents

ドライブハブの製造方法

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JPH10216888A
JPH10216888A JP2473297A JP2473297A JPH10216888A JP H10216888 A JPH10216888 A JP H10216888A JP 2473297 A JP2473297 A JP 2473297A JP 2473297 A JP2473297 A JP 2473297A JP H10216888 A JPH10216888 A JP H10216888A
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JP
Japan
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hollow
press material
die
outer diameter
drive hub
Prior art date
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Pending
Application number
JP2473297A
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English (en)
Inventor
Naonobu Kanamaru
尚信 金丸
Hideki Sasaki
英樹 佐々木
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KAWAMURA SEISAKUSHO KK
Hitachi Ltd
Original Assignee
KAWAMURA SEISAKUSHO KK
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】仕上げ切削に負担のかからない高精度の中間素
材を冷間鍛造法より安価に製造する方法を提案する。 【解決手段】プレス素材の外形より外形を小径とし、か
つ内径を前記マンドレル外径より大径とした中空パンチ
により前記プレス素材を、下ダイと上ダイの当接平面近
傍まで垂直に押圧し、該プレス素材をマンドレル及び上
下ダイに沿って周囲及び後方に塑性流動させフランジ部
成形空間を埋めて中間部材を成形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドライブハブの製
造方法に係り、特にハードディスクドライブ(HDD)
用スピンドルモーターのドライブハブを冷間鍛造にて成
形するに好適なドライブハブの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】HDD用ドライブハブは、非常に高い仕
上がり精度と大量生産のため低コスト加工が求められて
いる。そのため、例えば特開平8−11021号公報にあるよ
うに、所要の長さに切断した丸棒から円板状のブランク
を形成し、その後そのブランクを1〜数段の冷間型打鍛
造により製品に近い形状の切削用ブランクとし、それを
さらに切削して製品化することが知られている。
【0003】また、特公平7−41347号公報にはドライブ
ハブと近似したフランジ部を有する筒状部材の鍛造方法
が開示されている。この手法は金属塊をカップ状に形成
すると共に、同一の鍛造工程で金属塊外周にフランジを
一体成形できるようにしたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の前者
は、1〜数段の冷間型打ち鍛造により製品に近い円盤形
状の切削用ブランクを得ることに主眼をおいているもの
で、外周部は比較的プレス成形しやすい直線面となって
いる。
【0005】しかしながら、外周部に磁気通路となるフ
ランジ部を一体成形したカップ状のドライブハブ等では
外周部が複雑形状になるため単に数段の冷間型打ち鍛造
だけでは好ましい形の中間部材を得ることができない。
【0006】他方、後者の従来技術によれば、カップ状
製品の基部にフランジを一体成形するには好適な鍛造方
法である。しかし、図4及びその説明から解るように、
側方型部の第2パンチ側の内周面には円周上の切り欠き
が形成されており、この切り欠きの最深部の内径が第2
パンチの外径と略同径となるようになっているのでカッ
プ状製品の外径中間部或いは先端にフランジを一体に成
形することはできない。
【0007】本発明は、上記の点に鑑み、製造工程の中
に本提案の冷間鍛造方法を導入することによって、ダイ
及びパンチ寿命に貢献し、かつ仕上げ切削に負担のかか
らない高精度のフランジ付き中間部材を安価に製造する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の一つは下記工程
の冷間鍛造成形によって達成される。
【0009】a)金属からなる中空のプレス素材の外形
より外形を小径とし、かつ内径を前記マンドレル外径よ
り大径とした中空パンチにより成形ダイ空間に配置され
た前記プレス素材を、下ダイと上ダイの当接平面近傍ま
で垂直に押圧し、該プレス素材をマンドレル及び上下ダ
イに沿って周囲及び後方に塑性流動させフランジ部成形
空間を埋めて中間部材を成形する工程。
【0010】b)前記中間部材を他の成形ダイに配置し
て中空パンチにより押圧し、微少仕上げ代を残して完成
近似品を得る工程。
【0011】c)前記微少仕上げ代を切削して完成品と
する工程。
【0012】本発明の一つは下記工程の冷間鍛造成形に
よって達成される。
【0013】a)下ダイ及び上ダイにて形成される成形
ダイ空間に配置された金属からなる中実の円板状プレス
素材の外形より外形を小径とし、かつ中心部を中空にし
た中空パンチにより前記プレス素材を、下ダイと上ダイ
の当接平面近傍まで垂直に押圧し、該プレス素材を中空
パンチの中空部及び上下ダイに沿って周囲及び後方に塑
性流動させフランジ部成形空間及び前記中空パンチの中
空部を埋めて中間部材を成形する工程。
【0014】b)前記中間部材を他の成形ダイに配置し
て中空パンチにより押圧し、微少仕上げ代を残して完成
近似品を得る工程。
【0015】c)前記微少仕上げ代を切削して完成品と
する工程。
【0016】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面に基づ
き説明する。
【0017】第1の実施例(中空のプレス素材から外周
先端部にフランジを成形する手法) 図1(a)は金属からなる中空のプレス素材10で、一
般にSUS430にPbを0.1から0.5%添加した金属材料
が用いられ、直径が20φ,内径が9φ,厚さが8mm程
度の素材である。
【0018】上記中空のプレス素材10は冷間鍛造法よ
り成形される。図1(b)の第1工程で肉厚部11がプ
レスされ、回転軸を挿入するための内径薄肉円筒部12
と、外周部にフランジ部13が予備加工され中間部材1
Aが得られる。
【0019】この中間部材1Aは図1(c)の第2工程
で更に圧縮され、前記内径薄肉円筒部12と外径円筒部
14が伸延されて完成品に近似した完成近似品1とな
る。なお、この完成近似品1は仕上げ切削代0.1〜0.
3mm含んでいて、図示しないが後に旋盤等により切削さ
れて完成品となる。
【0020】次に、上記図1の中間部材及び完成近似品
の具体的手法を図5及び図6により述べる。
【0021】図5において、後記する下ダイ104とほ
ぼ同径のプレス素材(2点鎖線で示す)10は、マンド
レル101と、該マンドレルに同心的に配置されるノッ
クアウトスリーブ102、及びカウンタパンチ103,
下ダイ104、さらには上ダイ105によって形成され
る成形ダイ空間に配置され、前記上ダイ105の内径部
に摺動して下降する中空パンチ106によりプレス成形
される。
【0022】ここで特徴的なのは、上ダイ105の内径
は下ダイ104の内径より小さく、かつ下ダイ104と
当接する内周縁部全周に渡ってフランジ部を成形するテ
ーパ面107が形成されている。そしてカウンタパンチ
103の外周縁部は上方向に延びるなだらかな曲線或い
はテーパ面108を持って下ダイ104の内周面と接合
されている。さらに中空パンチ106はマンドレル10
1との間に数ミリの空隙Gを持って対向配置され、かつ
その先端109の内,外周縁部をテーパ面或いは曲面、
或いはその組み合わせとしている。
【0023】上記構成において中空パンチ106の先端
109を下ダイ104と上ダイ105の接合面位置近くま
で下降させると、成形ダイ空間に配置されたプレス素材
10は前方押し出しによりカウンターパンチ103の底
まで充満されると共に中間の材料は後方押し出しにより
両外周方向に或いは軸方向に塑性流動バランスを保ちな
がら淀みなく塑性変形されてダイ空間を埋めて行き、中
間部材1Aが成形される。もちろん中空パンチ106の
下降限界位置はフランジ13が形成される範囲で、ダイ
104,105に塑性変形圧力が必要以上に加わない程
度に設計して有る。さらにダイ寿命が心配な場合は上ダ
イ105と中空パンチ106との間に塑性流動バランス
溝を設けておくと良好である。従って、ここではプレス
素材が流動バランスよく塑性流動して行くのでダイを破
損するような塑性変圧力がダイに係ることがなく、製品
精度の優れた中間部材が得られる。
【0024】前記中間部材は次工程で底面を平面にした
カウンタパンチ113に載置され、中心部をマンドレル
111により、外周部を下ダイ114により拘束した状
態で底部を中空パンチ116で押圧し、円筒底部15の
材料を外側円筒部(外径円筒部)14と中心側円筒部
(内径薄肉円筒部)12に同時に流し込む。これにより
円筒底部15とフランジ部13の間隔の延長及び中心部
の中空円筒の更なる伸延を行い、後の切削代となる微少
仕上げ代を残した完成近似品1が得られる。
【0025】ここで、前記中空パンチ116は先端内径
部117が面取りされているだけで、得られる製品の隅
部はほぼ直角に加工されている。
【0026】このようにして得られる完成近似品は前記
微少仕上げ代を旋盤等により切削して完成品となる。
【0027】第2の実施例(中空のプレス素材から外周
中間部にフランジを成形する手法) 図2は中空のプレス素材から外周中間部にフランジを成
形する方法を示すもので、第1の実施例(図1)と相違
する点はプレス素材20の外周部に薄肉円筒部20aを
予め形成しておき、それを素材として加工するもので、
その後の加工工程は図1と何等変わらないので省略す
る。この手法によればフランジ23の後方に簡単に円筒
部23aが一体成形される。
【0028】なお、円筒部23aが比較的短いものは中
空のプレス素材10からフランジ23を形成する際円筒
部を同時に成形しても良い。この場合は図2(a)のよ
うに予め円筒部の付いた素材にしなくとも良いのでコス
ト的に有利である。
【0029】第3の実施例(中実部材から外周中間部に
フランジを成形する手法) 図3の(a)は中実の素材30で、(b)の第1工程で
肉厚部31がプレスされ、中心軸32と、外周部にフラ
ンジ部33が予備加工された中間部材3Aとなる。この
中間部材は(c)の第2工程で更に底部が圧縮され、前
記中心軸32と外径円筒部34が伸延されて完成品に近
似した製品3となる。なお、この完成近似品3も前記実
施例同様仕上げ代が切削されて完成品となる。
【0030】上記(a)(b)の工程を図7を用いて詳細
に説明する。
【0031】図7において、プレス素材(2点鎖線で示
す)30は、ノックアウトスリーブ301と同心的に配
置されるカウンタパンチ303,下ダイ304、さらに
は上ダイ305によって形成される成形ダイ空間に配置
され、前記上ダイ305の内径部に摺動して下降する中
空パンチ306によりプレス成形される。ここで特徴的
なのは、下ダイ304の内径と上ダイ305の内径はほ
ぼ等しく、かつ上ダイは下ダイ104と接合する内周縁
部全周に渡ってフランジ部33を成形するテーパ面30
7が形成されている。そしてカウンタパンチ303の外
周縁部は上方向に延びるなだらかな曲線或いはテーパ面
を持って下ダイ304の内周面と接合されている。さら
に中空パンチ306は先端外周部に数ミリの空隙308
を形成して上ダイ305に対向配置され、かつ加圧先端
309の内,外周縁部をテーパ面或いは曲面、或いはそ
の組み合わせとしている。
【0032】上記構成において中空パンチ306の先端
309を下ダイ304と上ダイ305の接合面位置近くま
で下降させると、成形ダイ空間に配置されたプレス素材
30は前方押し出しによりカウンターパンチ303の底
まで充満されると共に中間の材料は後方押し出しにより
中空パンチの中空に沿って塑性変形されながらダイ空間
を埋めて行き中間部材が成形される。
【0033】第4の実施例(中実部材から外周中間部に
フランジを成形する手法) 図4は中実部材から外周中間部にフランジを成形する方
法を示すもので、第3の実施例(図3)と相違する点は
中実のプレス素材の外周部に薄肉円筒部40aを予め形
成しておき、それを素材として加工するもので、その後
の加工工程は図3と何等変わらないので省略する。この
手法によればフランジ43の後方に簡単に円筒部が一体
成形される。
【0034】
【発明の効果】以上のように、本発明によればドライブ
ハブの製造に冷間鍛造が可能になり、効率的生産ができ
るばかりでなく、そのプレス加工された形状は仕上がり
精度が高いため切削仕上げ加工時間も最小となる。更に
成形型の寿命が大幅に改善され量産に適したドライブハ
ブの製造方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例、中空プレス素材から外周先端に
フランジを有するドライブハブ中間品を得る工程図。
【図2】第2の実施例、中空プレス素材から外周中間部
にフランジを有するドライブハブ中間品を得る工程図。
【図3】第3の実施例、中実プレス素材から外周先端に
フランジを有するドライブハブ中間品を得る工程図。
【図4】第4の実施例、中実プレス素材から外周中間部
にフランジを有するドライブハブ中間品を得る工程図。
【図5】図1における第1工程(b)の詳細図。
【図6】図1における第2工程(c)の詳細図。
【図7】図3における第1工程(b)の詳細図。
【符号の説明】
1…完成近似品、1A…中間部材、10…中空のプレス
素材、11…肉厚部、12…内径薄肉円筒部、13…フ
ランジ部、14…外径円筒部、101…マンドレル、1
02…ノックアウトスリーブ、103…カウンターパン
チ、104…下ダイ、105…上ダイ、106…中空パ
ンチ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記工程にて成形されるドライブハブの製
    造方法、 a)金属からなる中空のプレス素材の外形より外形を小
    径とし、かつ内径を前記マンドレル外径より大径とした
    中空パンチにより成形ダイ空間に配置された前記プレス
    素材を、下ダイと上ダイの当接平面近傍まで垂直に押圧
    し、該プレス素材をマンドレル及び上下ダイに沿って周
    囲及び後方に塑性流動させフランジ部成形空間を埋めて
    中間部材を成形する工程。 b)前記中間部材を他の成形ダイに配置して中空パンチ
    により押圧し、微少仕上げ代を残して完成近似品を得る
    工程。 c)前記微少仕上げ代を切削して完成品とする工程。
  2. 【請求項2】請求項1記載において、中空円筒状プレス
    素材は一方面の外周部に予め同一外径の薄肉円筒部を有
    している素材であることを特徴とするドライブハブの製
    造方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載のいずれかにおい
    て、フランジ部は上ダイ内周部に形成されたテーパに沿
    って塑性変形されることを特徴とするドライブハブの製
    造方法。
  4. 【請求項4】下記工程にて成形されるドライブハブの製
    造方法、 a)下ダイ及び上ダイにて形成される成形ダイ空間に配
    置された金属からなる中実の円板状プレス素材の外形よ
    り外形を小径とし、かつ中心部を中空にした中空パンチ
    により前記プレス素材を、下ダイと上ダイの当接平面近
    傍まで垂直に押圧し、該プレス素材を中空パンチの中空
    部及び上下ダイに沿って周囲及び後方に塑性流動させフ
    ランジ部成形空間及び前記中空パンチの中空部を埋めて
    中間部材を成形する工程。 b)前記中間部材を他の成形ダイに配置して中空パンチ
    により押圧し、微少仕上げ代を残して完成近似品を得る
    工程。 c)前記微少仕上げ代を切削して完成品とする工程。
  5. 【請求項5】請求項4記載において、中実円板状プレス
    素材は一方面の外周部に予め同一外径の薄肉円筒部を有
    している素材であることを特徴とするドライブハブの製
    造方法。
  6. 【請求項6】請求項4または5記載のいずれかにおい
    て、フランジ部は上ダイ内周部に形成されたテーパに沿
    って塑性変形されることを特徴とするドライブハブの製
    造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007026756A1 (ja) * 2005-08-31 2007-03-08 Aisin Aw Co., Ltd. 環状部材の製造方法および脚付き環状部材
CN113751641A (zh) * 2020-06-02 2021-12-07 精工电子有限公司 锻造用模具、锻造方法以及锻造成型品

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