JP3725136B2 - 板金製部材の成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブランクを上下型間に圧着挟持して回転させつつ、そのブランクの外周部に転造ロールを押し付けて転造成形する板金製部材の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
板金製部材の成形方法として、中心孔を有する円板状のブランク、あるいは中央にボス部を成形したブランクを、回転駆動する上型と従動回転する下型との間に圧着挟持して回転させつつ、そのブランクの外周部に転造ロールを押し付けて転造することによって、例えば、ブランクの外周部に単Ｖ溝やポリＶ溝を冷間で成形して板金製のＶベルト用プーリを得ることは特公平８−２９３７５号公報などに公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記板金製部材の成形方法においてブランクは上型の水平面状に形成された下端面と、下型の同じく水平面状に形成された上端面との間でブランクの水平面部が圧着挟持されるが、このようなブランクの水平の圧着挟持方式では、その外周部に転造ロールが強く押し付けて転造成形する際にブランクの材料が径方向外方へ流れ移動する現象が生じる。これにより、ブランクの中心孔部分に変形が生じたり、ブランクが薄くやせる薄肉化現象が生じたりしてその寸法精度の低下や強度低下を惹き起こすという問題があった。
【０００４】
このような問題の解決策として、例えば、特開昭６３−１４０７３２号公報やＷＯ ９８／０５４４６号公報などに開示されているように円板状のブランクに環状リブを同心状に形成する一方、上下型にそのリブに対応する環状凹凸部を形成して、この上下型間にブランクが環状リブを環状凹凸部間に係合するように圧着挟持される、といった板金製部材の成形方法が提案されている。
【０００５】
しかしながら、このような解決手段では、上下型間に圧着挟持されたブランクの外周部に転造ロールを押し付けて転造成形する際に、ブランクの半径方向の環状リブより内方領域部分の材料が環状リブより径方向外方へ流れ移動するのは抑止されるが、環状リブより外方領域部分の材料は、依然として、径方向外方へ流れ移動する現象が起こるため、未だ、ブランクの半径方向の環状リブより外方領域部分に薄肉化現象が生じ、この点で更に改善の余地がある。
【０００６】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、上下型間でのブランクの圧着挟持方法に工夫を凝らすことによりブランクの中心孔部分の変形を防止できるばかりか、ブランクの薄肉化現象をその半径方向全体にわたって抑えることにより強度を確保できる板金製部材の成形方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の板金製部材の成形方法は、ブランクを回転駆動する下型の上端面と従動回転する上型の下端面との間に圧着挟持して回転させつつ、上下型の外周から張り出したブランクの外周部に、該ブランクに追従して従動回転する転造ロールを半径方向に押し付けて転造成形する板金製部材の成形方法において、前記ブランクの上下型で圧着挟持される板面部を予め円錐形に形成し、この円錐形部の外周部は水平面に形成すると共に前記円錐形部に中心孔を設け、前記上型の下端面は前記ブランクの円錐形部の円錐形に合致する凸型円錐面に形成されるとともに、前記下型の上端面は前記ブランクの円錐形部の円錐形に合致する凹型円錐面に形成され、この凹型円錐面の中央にブランクの前記中心孔に対応する突起が形成されるとともに、前記凸型円錐面の中央に下型の前記突起を受け入れる凹部が形成され、前記上型の凸型円錐面と下型の凹型円錐面との間で、前記下型の突起に前記中心孔を嵌合した前記ブランクの円錐形部を圧着挟持し、この圧着挟持状態下で、前記上下型から外側へ張り出したブランクの水平な外周部に、外周面に断面Ｖ形の溝を有する増肉成形用の転造ロールの前記溝を半径方向に強く押し付けながら該転造ロールを前記ブランクに追従して軸心まわりに従動回転させることによって、前記ブランクの外周部を増肉し、この外周部の増肉後、前記円錐形部は軸方向と直交する水平に整形することに特徴を有するものである。
【０００８】
【作用】
ブランクの円錐形部を上型の凸型円錐面と下型の凹型円錐面との間で圧着挟持することにより、ブランクの外径が同じ場合ブランクの圧着挟持面積が、ブランクが上型の水平な下端面と下型の水平な上端面との間で圧着挟持される前述した従来のブランク圧着挟持方式の場合よりは大きくとれ、したがって上下型間に圧着挟持されたブランクの外周部に転造ロールを押し付けて転造成形する際に、摩擦力をそれだけ増大できるため、ブランクの材料が径方向外方へ流れ移動するのが阻止される。その結果、中心孔を有するブランクの場合もその中心孔部分が変形するのを防ぐことができ、またブランクの薄肉化現象をその半径方向全体にわたって抑止することができて強度を確保できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の方法により得られる板金製部材の一例を示す断面図、図２は本転造加工前に予め成形されたブランクの断面図、図３ないし図６は本発明の方法による板金製部材の成形工程図である。但し、図３ないし図６では、ブランク、上型、下型が回転対称形状であるため、それらを半欠截状態で示している。
【００１０】
図１に示す板金製部材は、薄い円板状の鋼板製のブランクを用いて以下の成形方法により転造することにより得られたものであり、中心孔１を有する円形の基板部２の外周に円周壁部３が一体に成形されている。
【００１１】
次に、上記板金製部材の成形方法の一例を図２ないし図７に基づいて説明する。
先ず、プレス成形で図２のように薄い円板状の鋼板製のブランク４に中心孔１を設け、この中心孔１の外周の板面部を円錐形に形成し、この円錐形部５の外周部６は水平面に形成している。
【００１２】
次いで、このように円錐形に形成したブランク４は図３（Ａ）のように成形金型７にセットする。成形金型７は上型８と下型９からなる。下型９の上端面１０はブランク４の円錐形部５の円錐形に合致する凹型円錐面１１に形成されるとともに、この凹型円錐面１１の中央にブランク４の中心孔１に対応する突起１２が形成されている。一方、上型８の下端面１３はブランク４の円錐形部５の円錐形に合致する凸型円錐面１４に形成されるとともに、この凸型円錐面１４の中央に下型９の突起１２を受け入れる凹部１５が形成されている。かくして、図３（Ａ）のように、ブランク４は中心孔１を下型９の突起１２に嵌合し、かつ円錐形部５を凹型円錐面１１上に重ね合わすとともに、外周部６を下型９の上端面１０から外側へ張り出すように下型９の上端面１０上に載せる。
【００１３】
しかる後、図３（Ｂ）のように、上型８を下降させてこの凸型円錐面１４と下型９の凹型円錐面１１との間でブランク４の円錐形部５を圧着挟持する。そして、下型９を軸心Ｏ１まわりに回転駆動し、上型８を従動回転することによってブランク４を回転させつつ、上下型８，９から外側へ張り出したブランク４の外周部６に、外周面に断面Ｖ形の溝１６ａを有する増肉成形用の転造ロール１６の前記溝１６ａを半径方向に強く押し付けながら該転造ロール１６をブランク４に追従して軸心Ｏ２まわりに従動回転させることによって、ブランク４の外周部６を増肉させる。この増肉外周部１７の増肉は、転造ロール１６の押し付けに伴って溝１６ａ内で生じる材料流れによって生起する。
【００１４】
この増肉成形加工は一度では十分な増肉厚が得られない場合は、図４（Ａ）、（Ｂ）のように、先に増肉された外周部１７を有するブランク４の円錐形部５を、上記上下型８，９と同じ形状に形成された別の上型１８の凸型円錐面１９と下型２０の凹型円錐面２１との間で圧着挟持して回転させつつ、その増肉外周部１７に転造ロール２２の断面Ｖ形の溝２２ａを半径方向に押し付けて、もう一度増肉成形加工を繰り返して行う。勿論、この場合は、図３に示す転造ロール１６の溝１６ａよりも溝幅の広い溝２２ａを有する転造ロール２２を用いることになる。
【００１５】
次いで、所望厚に増肉された外周部１７をもつブランク４は、図５（Ａ）のように、次の湾曲増肉成形工程に移されてブランク４の増肉外周部１７を湾曲状にさらに増肉成形する。この工程においては、上記上下型８，９と同じ形状の上下型２３，２４を使用し、転造ロール２５はその加工目的に適うように断面円弧形の溝２５ａを外周面に形成したものを用いる。加工に際しては、図５（Ｂ）のように、増肉外周部１７をもつブランク４の円錐形部５を上型２３の凸型円錐面２６と下型２４の凹型円錐面２７との間で圧着挟持し、下型２４を軸心Ｏ１まわりに回転駆動し、上型２３を従動回転することによってブランク４を回転させつつ、その増肉外周部１７に転造ロール２５の溝２５ａを半径方向に強く押し付けながら該転造ロール２５をブランク４に追従して軸心Ｏ２まわりに従動回転させることによって、増肉外周部１７を軸方向下方に曲げながら更に増肉させる。
【００１６】
次いで、湾曲増肉された増肉外周部１７をもつブランク４は、図６（Ａ）のように、次の円周壁部成形工程に移されて増肉外周部１７を円周壁部３に転造成形する。この工程においても、上記上下型８，９と同じ形状の上下型２８，２９を使用し、転造ロール３０はその加工目的に適うように段付き外周面３０ａをもつ形状に形成したものを用いる。その成形に際しては、図６（Ｂ）のように、湾曲増肉された増肉外周部１７をもつブランク４の円錐形部５を上型２８の凸型円錐面３１と下型２９の凹型円錐面３２との間で圧着挟持し、下型２９を軸心Ｏ１まわりに回転駆動し、上型２８を従動回転することによってブランク４を回転させつつ、その増肉外周部１７に転造ロール３０の段付き外周面３０ａを半径方向に強く押し付けながら該転造ロール３０をブランク４に追従して軸心Ｏ２まわりに従動回転させることによって、ブランク４の増肉外周部１７を下型２９の外周壁部２９ａに押し付けて軸方向に真っ直ぐに整形して円周壁部３を転造成形する。このようにして得られた板金製部材は図７に示す。
【００１７】
上記の第１，２段階の増肉成形、湾曲増肉成形、及び円周壁成形のいずれの加工に際しても、ブランク４は円錐形部５を上型８，１８，２３，２８の凸型円錐面１４，１９，２６，３１と下型９，２０，２４，２９の凹型円錐面１１，２１，２７，３２との間でそれぞれ圧着挟持することによりできる限り圧着挟持面積を大きくとっているので、ブランク４の外周部６に転造ロール１６，２２，２５，３０をそれぞれ押し付けて転造する際に、摩擦力をそれだけ増大できるため、ブランク４の材料が径方向外方へ流れ移動するのが阻止される。したがって、ブランク４の中心孔１部分が変形するのを防ぐことができ、またブランク４の薄肉化現象をその半径方向全体にわたって抑止することができる。
【００１８】
このようにして得られた図７の板金製部材は、円錐形部５をプレス成形により図１のように水平に整形することにより基板部２を形成した後、例えば、その円周壁部３の外周に１つまたは複数のＶ溝を転造整形することによってＶベルト用プーリとして使用することができ、また、ピストンリングとして使用できるようにその円周壁部３の外周にピストンリング装着用溝を形成することもできる。その他に、その円周壁部３の内周や外周にギヤ歯を加工することによって内歯歯車や外歯歯車に使用することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、ブランクに予め円錐形状に形成し、この円錐形部を上型の凸型円錐面と下型の凹型円錐面との間で圧着挟持するようにしてあるので、そのブランクの外周部に転造ロールを押し付けて転造成形する際に、中心孔を有するブランクの場合もその中心孔が変形するのを防ぐことができて精度の向上を図れ、またブランクの薄肉化現象をその半径方向全体にわたって抑止することができて強度の確保を図れるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 板金製部材の断面図である。
【図２】 本転造加工前に予め成形されたブランクの断面図である。
【図３】 （Ａ）は板金製部材の第１段階の増肉成形工程を加工前の状態で示す半欠截断面図、（Ｂ）は加工後の状態を示す半欠截断面図である。
【図４】 （Ａ）は板金製部材の第２段階の増肉成形工程を加工前の状態で示す半欠截断面図、（Ｂ）は加工後の状態を示す半欠截断面図である。
【図５】 （Ａ）は板金製部材の湾曲増肉成形工程を加工前の状態で示す半欠截断面図、（Ｂ）は加工後の状態を示す半欠截断面図である。
【図６】 （Ａ）は板金製部材の円周壁部成形工程を加工前の状態で示す半欠截断面図、（Ｂ）は加工後の状態を示す半欠截断面図である。
【図７】 円周壁部成形直後の板金製部材の断面図である。
【符号の説明】
１ 中心孔
２ 基板部
３ 円周壁部
４ ブランク
５ 円錐形部
６ 外周部
７ 成形金型
８，１８，２３，２８ 上型
９，２０，２４，２９ 下型
１１，２１，２７，３２ 凹型円錐面
１２ 突起
１５ 凹所
１４，１９，２６，３１ 凸型円錐面
１６，２２，２５，３０ 転造ロール
１７ 増肉外周部

Claims (1)

1. ブランクを回転駆動する下型の上端面と従動回転する上型の下端面との間に圧着挟持して回転させつつ、上下型の外周から張り出したブランクの外周部に、該ブランクに追従して従動回転する転造ロールを半径方向に押し付けて転造成形する板金製部材の成形方法において、
   前記ブランクの上下型で圧着挟持される板面部を予め円錐形に形成し、この円錐形部の外周部は水平面に形成すると共に前記円錐形部に中心孔を設け、前記上型の下端面は前記ブランクの円錐形部の円錐形に合致する凸型円錐面に形成されるとともに、前記下型の上端面は前記ブランクの円錐形部の円錐形に合致する凹型円錐面に形成され、この凹型円錐面の中央にブランクの前記中心孔に対応する突起が形成されるとともに、前記凸型円錐面の中央に下型の前記突起を受け入れる凹部が形成され、前記上型の凸型円錐面と下型の凹型円錐面との間で、前記下型の突起に前記中心孔を嵌合した前記ブランクの円錐形部を圧着挟持し、
   この圧着挟持状態下で、前記上下型から外側へ張り出した前記ブランクの水平な外周部に、外周面に断面Ｖ形の溝を有する増肉成形用の転造ロールの前記溝を半径方向に強く押し付けながら該転造ロールを前記ブランクに追従して軸心まわりに従動回転させることによって、前記ブランクの外周部を増肉し、
   この外周部の増肉後、前記円錐形部は軸方向と直交する水平に整形することを特徴とする板金製部材の成形方法。

Images