JP3559784B2 - ボス部を有する板金製回転部材のスプラインとキー溝の形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボス部を有する板金製回転部材のスプラインとキー溝の形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図17に示すように、ボス部2とその外周の周縁部3とを備えた板金製回転部材1に対する回転軸4の結合手段としては、板金製回転部材1のボス部2に設けたボス側スプライン5に、回転軸4に設けた軸側スプライン6を嵌合するスプライン結合手段や、図示していない打込みキー、植込みキーなどの沈みキー類に属するキー結合手段が多用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のボス側スプライン5やボス側キー溝などは切削加工によって形成されている。しかし、切削加工によってボス側スプライン5を形成すると、図18に示すように、ボス部2の有効肉厚t1が素材の肉厚Tよりもボス側スプライン5の深さDに相当して薄くなり、それだけボス部2の強度が低下する。このため、板金の肉厚Tを必要以上に厚くして、ボス部2の強度を確保する必要があるので、板金製回転部材1の重量増加を招いて軽量化を妨げることになり、重量増加分に相当してコストが高くなる。また、切削速度の観点から短時間でボス側スプライン5を形成することができないために、製造能率向上によるコストダウンを期待することができないばかりか、切削加工時に発生する切削粉が作業環境に悪影響をおよぼすなどの欠点を有している。このことは、切削加工によってボス側キー溝を形成する場合にもいえる。
【0004】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、板金の肉厚が必要以上に厚くなるのを避けて、ボス部の強度を確保することにより軽量化を達成でき、ボス側スプラインやボス側キー溝の形成時間を短縮して板金製回転部材の製造能率を向上させるとともに、切削粉の発生をなくして作業環境に悪影響がおよぶのを回避することができるボス部を有する板金製回転部材のスプラインの形成方法を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明に係るボス部を有する板金製回転部材のスプラインの形成方法は、ボス部とその外周の周縁部とを備え、前記ボス部と前記周縁部の間に環状の余剰部を設けて、前記ボス部のつけ根部と前記周縁部とを該ボス部の軸線方向に変位させた板金製回転部材を設け、この板金製回転部材の前記ボス部を回転部材保持型のボス部嵌合孔に嵌合するとともに、該ボス部にスプライン形成雄型を挿通して回転部材保持型で板金製回転部材を保持し、押し型で前記環状の余剰部を回転部材保持型に押圧して、押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながら前記ボス部のつけ根部を前記スプライン形成雄型に押し込んで塑性変形させてボス側スプラインを形成することを特徴としている。
【0006】
また、前記目的を達成するために、請求項2に記載の発明に係るボス部を有する板金製回転部材のキー溝の形成方法は、ボス部とその外周の周縁部とを備え、前記ボス部と前記周縁部の間に環状の余剰部を設けて、前記ボス部のつけ根部と前記周縁部とを該ボス部の軸線方向に変位させた板金製回転部材を設け、この板金製回転部材の前記ボス部を回転部材保持型のボス部嵌合孔に嵌合するとともに、該ボス部にキー溝形成雄型を挿通して回転部材保持型で板金製回転部材を保持し、押し型で前記環状の余剰部を回転部材保持型に押圧して、押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながら前記ボス部のつけ根部を前記キー溝形成雄型に押し付けて塑性変形させてボス側キー溝を形成することを特徴としている。
【0007】
さらに、請求項3に記載の発明のように、前記押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながらボス部のつけ根部をスプライン形成雄型に押し込んで塑性変形させてボス側スプラインを形成する時に、前記ボス部の先端に規制部材を当接させてボス部の先端が該ボス部の軸線方向にのびるのを規制することが好ましい。
【0008】
また、請求項4に記載の発明のように、前記押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながらボス部のつけ根部をキー溝形成雄型に押し付けて塑性変形させてボス側キー溝を形成する時に、前記ボス部の先端に規制部材を当接させてボス部の先端が該ボス部の軸線方向にのびるのを規制することが好ましい。
【0009】
請求項1に記載の発明によれば、板金の肉厚とボス部の有効肉厚とを等しくしてボス部の強度を確保することができる。また、ボス側スプラインは、ボス部のつけ根部がスプライン形成雄型に押し込まれることで瞬時に塑性変形して形成される。さらに、ボス側スプラインの形成時に切削粉が発生することはない。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、板金の肉厚とボス部の有効肉厚とを等しくしてボス部の強度を確保することができる。また、ボス側キー溝は、ボス部のつけ根部がキー溝形成雄型に押し付けられることで瞬時に塑性変形して形成される。さらに、ボス側キー溝の形成時に切削粉が発生することはない。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、請求項1に記載の発明に係るボス部を有する板金製回転部材のスプラインの形成方法の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、前記図17、図18で説明した従来例と同一部分には同一符号を付す。
図1に示すように、板金製回転部材1は、ボス部2と周縁部3の間に環状の余剰部7をボス部2の軸線C方向の一方側に***して設けて、ボス部2のつけ根部8の位置と周縁部3の位置とを軸線C方向の一方側に予め変位させてある。
【0012】
一方、図2に示すように、規制部材16が組み込まれた回転部材保持型9とスプライン形成雄型10とからなる固定型11と、この固定型11に同じ軸線C1を有して接近・離間して可動型として機能する押し型12とを備えたプレス金型設備13を構成する。
【0013】
回転部材保持型9は、軸線C1方向で分割された上型9a1と下型9a2とを一体に結合した割型によってなり、押し型12に対向する上型9a1の上面には、軸線C1に直交する平坦な保持面9Aが設けられ、この保持面9Aから下側に向けて軸線C1を中心にしたボス部嵌合孔9Bと、截頭円錐形の規制部材保持第1孔9Cと、大径の規制部材保持第2孔9Dが互いに連通して設けてある。また、下型9a2には軸線C1を中心にしたスプライン形成雄型保持孔9Cが大径の規制部材保持第2孔9Dに連通して設けてある。スプライン形成雄型10は、大径の基部10Aと、小径の軸部10Bとを有し、小径の軸部10Bの先端部とその付近の外周に円周方向の間隔を隔てて軸方向にのびる複数のスプライン形成用の溝10C,10C…を設けてある。
【0014】
規制部材16は略逆漏斗状のもので、スプライン形成雄型10を挿通し、かつ下型9a2の上面に載置した状態で上型9a1における規制部材保持第1孔9Cと第2孔9Dに下側から嵌合して保持されており、上端部の小径規制部16Aがボス部嵌合孔9Bに臨んでいる。
【0015】
固定型11は、規制部材16が組み込まれた回転部材保持型9とスプライン形成雄型10との組み合わせによって構成されている。すなわち、スプライン形成雄型10の大径の基部10Aを下型9a2のスプライン形成雄型保持孔9Eに嵌合し、かつ小径の軸部10Bの先端部を上型9a1の保持面9Aから押し型12方向に突出させて、スプライン形成用の溝10C,10C…における軸方向の一部をボス部嵌合孔9Bに臨ませた状態で、スプライン形成雄型10の中心軸線を回転部材保持型9の軸線C1に合致させて組み合わせてある。また、固定型11は、固定型保持盤14の盤面に位置ずれ不能かつ取り外しを可能にクランプなどの保持手段(図示省略)によって保持されている。
【0016】
可動型として機能する押し型12には、軸線C1に直交する平坦な押圧面12Aが回転部材保持型9にに対向して設けられ、軸線C1を中心にした軸部嵌合凹部12Bをスプライン形成雄型10の小径の軸部10Bに対向して設けてある。また、可動型保持盤15の盤面に位置ずれ不能かつ取り外しを可能にクランプなどの保持手段(図示省略)によって保持されているとともに、可動型保持盤15は、図示していない進退移動機構によって進退して、押し型12の押圧面12Aを固定型11における回転部材保持型9の保持面9Aに接近・離間させるようになっている。
【0017】
まず、図3に示すように、板金製回転部材1のボス部2にスプライン形成雄型10の小径の軸部10Bを挿通し、かつ回転部材保持型9のボス部嵌合孔9Bにボス部2を嵌合して、ボス部2の下端(先端)を規制部材16における小径規制部16Aの上端(先端)に対向させるとともに、板金製回転部材1の周縁部3を回転部材保持型9の保持面9Aに載置(当接)した状態で、板金製回転部材1を固定型11にセットする。この状態では、環状の余剰部7が保持面9Aから離れている。
【0018】
つぎに、可動型保持盤14と押し型12を固定型11に向けて押し進めると、まず、軸部嵌合凹部12Bにスプライン形成雄型10における小径の軸部10Bの先端側が嵌合され、続いて図4に示すように押圧面12Aが環状の余剰部7に当接する。
【0019】
さらに、押し型12が固定型11に向けて押し進められると、押圧面12Aで環状の余剰部7を保持面9Aの方向に押圧し、延ては押圧面12Aと保持面9Aとで環状の余剰部7を挟んで図5のように偏平に変形させる。このように、環状の余剰部7が偏平に変形する過程において、環状の余剰部7の金属組織には、図6の矢印a,b,cで示す方向の流れが生じると考えられる。すなわち、軸線Cに向かって反放射状に集中する矢印a,bで示す大きい金属組織の流れと、軸線Cから放射状に離れる矢印cで示す小さい金属組織の流れが生じ、前記反放射状に集中する大きい金属組織の流れ(矢印a,b)によって、ボス部2のつけ根部8の金属組織を矢印dで示すように流して、スプライン形成雄型10のスプライン形成用の溝10C,10C…に押し込みながら塑性変形させ、最終的には、図5,図7および図8に示すように、ボス部2の内周面よりもさらに軸線C1方向に突出したボス側スプライン5を瞬時に形成することができる。この場合、ボス部2の下端が規制部材16における小径規制部16Aの上端に当接するので、ボス部2の下端が下向きにのびるのを規制することができる。つまり、ボス部2の先端が該ボス部2の軸線C方向にのびるのを規制できる。したがって、ボス側スプライン5を精度よく形成できるとともに、ボス部2の軸線C方向の長さを均一に設定してバラツキを抑えるることができる。なお、ボス側スプライン5が形成された板金製回転部材1は、押し型12を後退させて固定型11から離間させたのちに、たとえば、図示していない、ノックピンの作用によって固定型11から取り外して回収すればよい。
【0020】
このような方法でボス部2の内周面よりもさらに軸線C1方向に突出したボス側スプライン5を形成しているので、板金の肉厚とボス部2の有効肉厚とを等しくして、ボス部2の強度を確保することができる。このため、板金の肉厚が必要以上に厚くなるのを避けて、重量の増加を抑えることができるから、板金製回転部材1の軽量化を達成して、コストを下げることができる。また、ボス側スプライン5は、ボス部2のつけ根部8がスプライン形成雄型10のスプライン形成用の溝10C,10C…に押し込まれることで瞬時に塑性変形して形成されるので、製造能率の大幅な向上によりコストダウンを期待することができる。さらに、ボス側スプライン5の形成時に切削粉が発生しないので、作業環境に悪影響をおよぼすことはない。
【0021】
前記実施の形態では、押し型12を可動型として機能させて、回転部材保持型9とスプライン形成雄型10との組み合わせによってなる固定型11に接近・離間させるプレス金型設備13で説明しているが、押し型12を固定して前記固定型11に可動型としての機能をもたせて、押し型12に接近・離間させるプレス金型設備13であってもよい。また、図9に示すように、押し型12を固定型11に向くキャップ状に形成して、固定型11への接近時に回転部材保持型9が押し型12に嵌合されるように構成したプレス金型設備13であってもよい。
【0022】
つぎに、請求項2に記載の発明に係るボス部を有する板金製回転部材のキー溝の形成方法について説明する。なお、前記図2〜図8で説明したスプラインの形成方法と異なる構成は、図10に示すように、固定型11が規制部材16を組み込んだ回転部材保持型9とキー溝形成雄型17との組み合わせによって構成されている点であり、キー溝形成雄型17は、大径の基部17Aと、小径の軸部17Bとを有し、小径の軸部17Bの先端部とその付近の外周に軸方向にのびるキー溝形成用の突起17Cを設けてある。なお、図2〜図8で説明した請求項1に記載の発明に係るスプラインの形成方法と同一部分には同一符号を付して、重複する構造説明は省略する。
【0023】
このような構成であれば、図11に示すように板金製回転部材1を固定型11にセットした後、可動型保持盤14と押し型12を固定型11に向けて押し進めると、まず、軸部嵌合凹部12Bにキー溝形成雄型17における小径の軸部17Bの先端側が嵌合され、続いて図12に示すように押圧面12Aが環状の余剰部7に当接する。
【0024】
さらに、押し型12が固定型11に向けて押し進められると、押圧面12Aで環状の余剰部7を保持面9Aの方向に押圧し、延ては押圧面12Aと保持面9Aとで環状の余剰部7を挟んで図13のように偏平に変形させる。このように、環状の余剰部7が偏平に変形する過程において、環状の余剰部7の金属組織には、図14の矢印a,b,cで示す方向の流れが生じてボス部2のつけ根部8の円周方向の一部を金属組織を矢印dで示すように流して、キー溝形成雄型17のキー溝形成用の突起17Cに押し付けながら塑性変形させ、最終的には、図13,図15および図16に示すように、ボス部2の内周面より外周面側に凹入したボス側キー溝18を瞬時に形成することができる。この場合、ボス部2の下端が規制部材16における小径規制部16Aの上端に当接するので、ボス部2の下端が下向きにのびるのを規制することができる。つまり、ボス部2の先端が該ボス部2の軸線C方向にのびるのを規制できる。したがって、ボス側キー溝18を精度よく形成できるとともに、ボス部2の軸線C方向の長さを均一に設定してバラツキを抑えるることができる。なお、ボス側キー溝18が形成された板金製回転部材1は、押し型12を後退させて固定型11から離間させたのちに、たとえば、図示していない、ノックピンの作用によって固定型11から取り外して回収すればよい。
【0025】
このような方法でボス側キー溝18を形成しているので、板金の肉厚とボス部2の有効肉厚とを等しくして、ボス部2の強度を確保することができる。このため、板金の肉厚が必要以上に厚くなるのを避けて、重量の増加を抑えることができるから、板金製回転部材1の軽量化を達成して、コストを下げることができる。また、ボス側キー溝18は、ボス部2のつけ根部8の円周方向の一部がキー溝形成用の突起17Cに押し付けられることで瞬時に塑性変形して形成されるので、製造能率の大幅な向上によりコストダウンを期待することができる。さらに、ボス側スプライン5の形成時に切削粉が発生しないので、作業環境に悪影響をおよぼすことはない。
【0026】
なお、プレス金型設備13は、請求項1に記載の発明と同様に、押し型12を固定して前記固定型11に可動型としての機能をもたせて、押し型12に接近・離間させるプレス金型設備13であってもよい。また、図9に示すように、押し型12を固定型11に向くキャップ状に形成して、固定型11への接近時に回転部材保持型9が押し型12に嵌合されるように構成したプレス金型設備13であってもよい。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1または請求項2に記載の発明によれば、板金の肉厚とボス部の有効肉厚とを等しくして,ボス部の強度を確保することができるので、板金の肉厚が必要以上に厚くなるのを避けて、重量の増加を抑え、板金製回転部材の軽量化を達成して、コストを下げることができる。また、ボス側スプラインは、ボス部のつけ根部がスプライン形成雄型に押し込まれることで瞬時に塑性変形して形成され、ボス側キー溝は、ボス部のつけ根部がキー溝形成雄型に押し付けられることで瞬時に塑性変形して形成されるので、製造能率の大幅な向上によりコストダウンを期待することができる。さらに、ボス側スプラインとボス側キー溝の形成時に切削粉が発生しないので、作業環境に悪影響をおよぼすことはない。
【0028】
また、請求項3に記載の発明によれば、ボス側スプラインを精度よく形成できるとともに、ボス部の軸線方向の長さを均一に設定してバラツキを抑えるることができる。
【0029】
また、請求項4に記載の発明によれば、ボス側キー溝を精度よく形成できるとともに、ボス部の軸線方向の長さを均一に設定してバラツキを抑えるることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1または請求項2に記載の発明の実施に適用される板金製回転部材の一例を示す縦断面図である。
【図2】請求項1に記載の発明の実施に適用されるプレス金型設備の一例を示す縦断面図である。
【図3】固定型に板金製回転部材をセットした状態の縦断面図である。
【図4】押し型の押圧面が環状の余剰部に当接した状態の縦断面図である。
【図5】環状の余剰部を偏平に変形させた状態の縦断面図である。
【図6】環状の余剰部を偏平に変形させる過程で生じる金属組織の流れを部分的に示す拡大半截断面図である。
【図7】ボス側スプラインが形成された状態を示す拡大半截断面図である。
【図8】図7の全体平面図である。
【図9】押し型の変形例を示す縦断面図である。
【図10】請求項2に記載の発明の実施に適用されるプレス金型設備の一例を示す縦断面図である。
【図11】固定型に板金製回転部材をセットした状態の縦断面図である。
【図12】押し型の押圧面が環状の余剰部に当接した状態の縦断面図である。
【図13】環状の余剰部を偏平に変形させた状態の縦断面図である。
【図14】環状の余剰部を偏平に変形させる過程で生じる金属組織の流れを部分的に示す拡大半截断面図である。
【図15】ボス側キー溝が形成された状態を示す拡大半截断面図である。
【図16】図15の全体平面図である。
【図17】板金製回転部材と回転軸のスプライン結合の一例を示す断面図である。
【図18】従来のボス側スプラインを示す拡大断面図である。
【符号の説明】
1 板金製回転部材
2 ボス部
3 周縁部
5 ボス側スプライン
7 環状の余剰部
8 ボス部のつけ根部
9 回転部材保持型
9B ボス部嵌合孔
10 スプライン形成雄型
12 押し型
16 規制部材
17 キー溝形成雄型
C ボス部の軸線
Claims (4)
- ボス部とその外周の周縁部とを備え、前記ボス部と前記周縁部の間に環状の余剰部を設けて、前記ボス部のつけ根部と前記周縁部とを該ボス部の軸線方向に変位させた板金製回転部材を設け、この板金製回転部材の前記ボス部を回転部材保持型のボス部嵌合孔に嵌合するとともに、該ボス部にスプライン形成雄型を挿通して回転部材保持型で板金製回転部材を保持し、押し型で前記環状の余剰部を回転部材保持型に押圧して、押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながら前記ボス部のつけ根部を前記スプライン形成雄型に押し込んで塑性変形させてボス側スプラインを形成することを特徴とするボス部を有する板金製回転部材のスプラインの形成方法。
- ボス部とその外周の周縁部とを備え、前記ボス部と前記周縁部の間に環状の余剰部を設けて、前記ボス部のつけ根部と前記周縁部とを該ボス部の軸線方向に変位させた板金製回転部材を設け、この板金製回転部材の前記ボス部を回転部材保持型のボス部嵌合孔に嵌合するとともに、該ボス部にキー溝形成雄型を挿通して回転部材保持型で板金製回転部材を保持し、押し型で前記環状の余剰部を回転部材保持型に押圧して、押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながら前記ボス部のつけ根部を前記キー溝形成雄型に押し付けて塑性変形させてボス側キー溝を形成することを特徴とするボス部を有する板金製回転部材のキー溝の形成方法。
- 前記押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながらボス部のつけ根部をスプライン形成雄型に押し込んで塑性変形させてボス側スプラインを形成する時に、前記ボス部の先端に規制部材を当接させてボス部の先端が該ボス部の軸線方向にのびるのを規制する請求項1に記載のボス部を有する板金製回転部材のスプラインの形成方法。
- 前記押し型と回転部材保持型とで環状の余剰部を挟んで偏平にさせながらボス部のつけ根部をキー溝形成雄型に押し付けて塑性変形させてボス側キー溝を形成する時に、前記ボス部の先端に規制部材を当接させてボス部の先端が該ボス部の軸線方向にのびるのを規制する請求項2に記載のボス部を有する板金製回転部材のキー溝の形成方法。
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