JP3660034B2 - 等速自在継手外輪の製造用内型装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等に使用される動力伝達用等速自在継手の構成部品である外輪を鍛造で製造する製造用内型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
等速自在継手では、一般に図４に示すように、カップ部５１および軸部５２を有する外輪５０が用いられる。カップ部５１の内径面にはボールのトラック溝となる交差溝５３が軸方向に対して傾斜して設けられる。
従来、このような形状の外輪５０を製造するには、図５に示すような鍛造粗成形品Ｗａをもとに、カップ部５１の内径部を切削して交差溝５３および内径面５１ａを加工し、焼入後、研削により仕上げている。
この他に、塑性加工の応用として、図５のような鍛造粗成形品Ｗａの中に内型（図示せず）を入れ、外径を軸方向からしごくことによって成形する方法も試みられている。
また、塑性加工の別の応用として、前記鍛造粗成形品Ｗａの中に内型を入れ、外周を複数の外型で加圧して内型に倣う交差溝を成形する方法も提案されている（特公平５−６２００７号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の切削加工による方法では、交差溝および内径加工に多大の工数がかかり、製品のコスト増加の原因となっている。
前記のしごき加工による方法の場合は、内型への素材Ｗａの充填性が悪く、良質の形状形成が困難である。
また、前記の外周を複数の外型で加圧する方法では、各外型を一度に加圧するものであるため、加圧の駆動源に大出力のものが必要になる他、加圧中の各外型間の円周方向隙間に素材Ｗａの外周がはさまりバリ（微小突起）が発生する等の問題がある。
【０００４】
この発明の目的は、切削加工に比べて生産性が良く、かつ従来の鍛造法に比べて充填性の良い高精度の品質が得られ、打撃用の駆動源も小出力のもので済む等速自在継手外輪の製造方法およびその内型装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の等速自在継手外輪の製造用内型装置は、カップ状の素材の内径面に交差溝を鍛造するに際して、素材外径面を打撃する回転式打撃装置と共に用いられる内型装置であって、内型および縮径リングを備える。前記内型は、軸状のポンチベースの外周に複数個のセグメントを設け、かつポンチベースの軸心部にノックアウトを進退自在に挿通したものとする。各セグメントは、素材内径面の一部を成形する内径面成形面および交差溝型を有し、かつ位置決め用勾配面および縮径用勾配面が内径側および外径側に各々形成されたものである。ポンチベースは、素材内径面の残り部分を成形する内径面成形面と、各セグメントが嵌合する複数の嵌合溝とが形成されて嵌合溝の底面が前記位置決め用勾配面に面接触するセグメント位置決め面とされる。前記縮径リングは、軸方向移動自在に設けられてセグメントの縮径用勾配面を押すガイド勾配面を有するものとする。
この構成の内型装置によると、成形の後、ポンチベースを引き抜き方向に移動させてセグメントを径方向内側へ移動可能とし、縮径リングのガイド勾配面でセグメントを軸方向に押すことにより、各セグメントを内側へ移動させて内型を縮径させる。これにより、交差溝型が成形済み素材の交差溝から外れ、内型を軸方向に抜き出すことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１ないし図３に基づいて説明する。この等速自在継手外輪の製造方法は、図１（Ａ）に示す一端が閉鎖されたカップ状の素材Ｗを鍛造して、図１（Ｃ），（Ｄ）に成形済み品（Ｗ）を示すように交差溝３および内径面１ａを鍛造する方法であり、次のように行う。素材Ｗは、前工程の鍛造で粗成形したものであり、カップ部１およびその裏面から突出する軸部２を有する。まず、概略方法を説明する。図１（Ｂ）に示すように、カップ状素材Ｗに内型４を挿入する。この内型４として、外周に交差溝型４ａを有するものを用い、素材Ｗの外径面を図１（Ｅ）に示す回転式打撃装置５の外型６で繰り返して打撃することにより、素材Ｗの内径面に交差溝型４ａに倣う交差溝３を成形する。この成形と同時に、素材Ｗのカップ部１の内径面１ａも成形される。
このように回転式打撃装置５を用いることにより、素材Ｗを外周から半径方向に高速に何度も繰り返して打撃を加えることができ、このように回転式打撃で圧縮して鍛伸することにより、充填性の良い高精度の品質が得られる。
【０００８】
回転式打撃装置５は、いわゆるロータリスエージング方式の回転鍛造機であり、一般に市販されているものが使用できる。この回転式打撃装置５は、放射状に並ぶ複数の外型６で円筒面状の加圧面６ａを形成するものであり、この例では４個の外型６を使用している。これら外型６は、スピンドル８に設けたガイド溝８ａに楔状のシム９およびカム１０と共に半径方向に進退自在に嵌合させてある。スピンドル８とハウジング１１のアウターリング１１ａの間を転走するローラ１２がガイド溝８ａを通過する都度、カム１０およびシム９を介して外型６が半径方向内側へ加圧される。ローラ１２は、外型６に対する打撃部材となるものであり、スピンドル８とアウターリング１１ａとを相対的に回転させることで、両者８，１１ａの間の円筒状の隙間を転走する。カム１０とシム９とは、図２のように互いの接触面を傾斜面としてあり、カム１０を軸方向に移動させることで、外型６の半径方向のストロークが与えられる。各ローラ１２は、ハウジング１１に設けたローラガイド１３で軸方向に位置決めされている。
素材Ｗの成形に際しては、ローラ１２の転走による加圧の開始から、カム１０を次第に深く進入させることで、外型６を回転しながら内径側へ移動させ、素材Ｗの外径面を絞って内径面を内型４に押し付け、交差溝３を形成する。または、外型６でテーパ状の加圧面も形成しておき、カム１０を軸方向に移動させる代りに素材で軸方向に移動させ、外型６を回転しながら前記テーパ状の加圧面で絞る事も可能である。
【０００９】
図３は内型装置１５およびその動作を示す。同図（Ａ）は成形完了時の状態を示し、同図（Ｂ）は成形完了直後の内型縮径状態を示す。内型装置１５は、主に内型４および縮径リング１６で構成され、内型４に対向して幅押え２８が設けられる。幅押え２８は、素材Ｗのカップ部１の背面を支持する部材であり、軸部２を嵌合させる軸部嵌合孔２８ａを有している。
内型４は、軸状のポンチベース１７の外周に複数個（この例では６個）のセグメント１８を設け、かつポンチベース１７の軸心部に傘形のノックアウト１９を進退自在に挿通したものとする。各セグメント１８は、素材内径面の一部を成形する内径面成形面１８ａおよび交差溝型４ａを前部の外径側に有するものであり、位置決め用勾配面１８ｂが内径側の全長に渡って形成され、かつ縮径用勾配面１８ｃが外径側における後部に形成されている。ポンチベース１７は、素材内径面の残り部分を成形する内径面成形面１７ａと、各セグメントが嵌合する複数の嵌合溝１７ｂとが形成されて嵌合溝１７ｂの底面が前記位置決め用勾配面１８ｂに面接触するセグメント位置決め面１７ｂａとされる。嵌合溝１７ｂの深部側端はポンチベース１７の先端面に開口し、浅部側端はセグメント１８の位置決め用係合面１７ｂｂとされている。縮径リング１６は、リング状のストリッパ２９内を軸方向移動自在に設けられてセグメント１８の縮径用勾配面１８ｃを押すガイド勾配面１６ａを有している。
【００１０】
ストリッパ２９は、素材Ｗのカップ部１の前端面を当接させる部材であり、シリンダ装置２０のシリンダケース２１に一体に結合されている。シリンダ装置２０は、ポンチベース１７に接続したピストンロッド２２を進退させる油圧式等の流体圧シリンダであり、ピストンロッド２２の外周のピストン２２ａがシリンダ室２１ａ内に嵌合している。ピストンロッド２２およびポンチベース１７は中空軸とされ、内部に配置したばね部材２３でノックアウト１９を突出付勢している。前記シリンダケース２１の周方向複数箇所に、縮径リング１６の駆動手段となるシリンダ装置２４が形成してあり、そのピストンロッド２５が縮径リング１６に結合されている。縮径リング１６は復帰ばね２６で後退方向へ付勢してある。
【００１１】
この内型装置１５は、次のように使用される。素材Ｗは軸部２をガイドしながら幅押え２８と傘状のノックアウト１９とで挟み、セグメント１８，ポンチベース１７，およびノックアウト１９で構成される内型４を図３（Ａ）のように素材Ｗのカップ部１の内側へ挿入する。その後、素材Ｗのカップ部１の外径面を、回転する外型６を介して回転式打撃装置５で加圧することにより、セグメント１８とポンチベース１７の外形形状に倣った内径形状に素材Ｗが成形される。成形後、ピストンロッド２２に締結されたポンチベース１７を成形済み素材Ｗからストッリッパ２９を使用して抜き取り、縮径リング１６がシリンダ装置２６により前進することによってセグメント１８が縮径する。この縮径状態で成形済み素材Ｗを内型４から軸方向に離脱させる。
【００１２】
【発明の効果】
この発明の内型装置は、回転式打撃装置と共に用いられるものであって、内型および縮径リングを備え、前記内型は、ポンチベースの外周に複数個のセグメントを設け、かつ軸心部にノックアウトを進退自在に挿通したものとし、各セグメントは素材内径面の一部を成形する内径面成形面および交差溝型を有し、ポンチベースで各セグメントを径方向におよび周方向に位置決めすると共に、ポンチベースの退避後に縮径リングでセグメントの配列を縮径させるように構成したため、前記の成形方法による成形および脱型が円滑に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態で使用する素材の破断側面図、（Ｂ）はその製造方法を示す要部の断面図、（Ｃ）は成形済み素材の破断側面図、（Ｄ）は同正面図、（Ｅ）は回転式打撃装置の破断正面図である。
【図２】回転式打撃装置の破断側面図および切欠斜視図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は各々内型装置の各動作状態の断面図である。
【図４】（Ａ）は従来の等速自在継手外輪の破断側面図、（Ｂ）は同正面図である。
【図５】素材の鍛造粗成形品の破断側面図である。
【符号の説明】
１…カップ部、２…軸部、３…交差溝、４…内型、４ａ…交差溝型、５…回転式打撃装置、６…外型、８…スピンドル、９…シム、１０…カム、１１…ハウジング、１２…ローラ、１５…内型装置、１６…縮径リング、１６ａ…ガイド勾配面、１７…ポンチベース、１７ａ…内径面成形面、１７ｂ…嵌合溝、１７ｂａ…位置決め面、１８…セグメント、１８ａ…内径面成形面、１８ｂ…位置決め用勾配面、１８ｃ…縮径用勾配面、１９…ノックアウト、２８…幅押え、Ｗ…素材

Claims (1)

1. カップ状の素材の内径面に交差溝を鍛造するに際して、素材外径面を打撃する回転式打撃装置と共に用いられる内型装置であって、内型および縮径リングを備え、前記内型は、軸状のポンチベースの外周に複数個のセグメントを設け、かつポンチベースの軸心部にノックアウトを進退自在に挿通したものとし、前記各セグメントは素材内径面の一部を成形する内径面成形面および交差溝型を有し、かつ位置決め用勾配面および縮径用勾配面が内径側および外径側に各々形成され、前記ポンチベースは、素材内径面の残り部分を成形する内径面成形面と、各セグメントが嵌合する複数の嵌合溝とが形成されて嵌合溝の底面が前記位置決め用勾配面に面接触するセグメント位置決め面とされ、前記縮径リングは軸方向移動自在に設けられてセグメントの縮径用勾配面を押すガイド勾配面を有するものとした等速自在継手外輪の製造用内型装置。

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