JP5300275B2 - 複数の突部を備えた金属部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、傘歯車や超音波モータの振動体における振動拡大用の突部のように、複数の突部を備えた金属部材の製造方法に関するものである。

放射状に突出した歯を有するスプロケット状の歯車を形成するために、金属製の板部材を打ち抜く方法が知られている。しかしながら、この打ち抜き加工は、同じ歯車であっても径方向と交わる方向に突出した歯が放射状に配置された、傘歯車の成形には適していない。

傘歯車の歯を形成する方法としては、歯の間の溝を削りだす研削加工や切削加工が知られている。また、傘歯車を形成する別の方法としては、プレス装置を用いて鍛造加工や板金プレス加工を行う方法が知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。

傘歯車の歯を鍛造加工や板金プレス加工で成形することによって、これらを研削加工や切削加工で成形する場合に比較して、加工処理を簡素化でき、加工コストを抑制することができる。そのため、傘歯車を大量生産するには、研削加工や切削加工よりも、板金プレス加工や鍛造加工にて成形を行うことがコストの面からは望ましいと考えられる。

同一方向に突出した歯のような突部を複数配列した形状を備えた部材としては、傘歯車の他にも、振動拡大用の突部を備えた超音波モータの振動体があげられる。超音波モータとは、電気−機械エネルギー変換素子の一つである圧電素子を備えた振動体を備え、圧電素子に交番信号を供給することで振動体の表面に進行波を発生させ、この進行波を利用して振動体に接触する移動体を駆動するものである。振動体の表面に生じた進行波の振幅を拡大するため、振動体の表面には突部が形成されている。そして、この振動体における振動拡大用の突部を形成する方法としても、プレス装置を用いて板金プレス加工や鍛造加工を行う方法が知られている（例えば、特許文献３を参照）。
特開平１１−１８８４４９号公報 特開２００１−２０５３８５号公報 特開平０７−１３５７８５号公報

ここで、金属製の被加工物に鍛造加工や板金プレス加工を行って、その表面に同一方向に突出した多数の歯や突部を形成するには、この溝を形成するためのフィンを金型に設ける必要がある。

図２１は、板金プレス加工にて被加工物に溝を形成する様子を説明するための図である。図２１において、９３が金属製の被加工物であり、９７ａが金型のフィンである。

このフィン９７ａを用いて金属製の被加工物９３に荷重をかけて溝を形成することになるので、フィン９７ａには大きな負荷が加わることになる。溝の幅を狭くしようとするほど、溝を形成するためのフィン９７ａが薄くなってその強度が低下してしまい、鍛造加工や板金プレス加工時にこのフィン９７ａを破損する可能性が高まる。そのため、このフィン９７ａの強度を保つために、突部間の溝の幅をある程度広くせざるを得ず、傘歯車や振動体の突部の幅に制約が設けられてしまっていた。

また、金型が１回の圧縮成形に耐え得る十分な強度を有していたとしても、金型が圧縮成形のために繰り返し用いられることを鑑みれば、１回の圧縮成形における荷重が小さいほうが金型の長寿命化に対して望ましいことは明らかである。そのため、大量生産される傘歯車や振動体の突部は、金型にかかる負荷を軽減するための形状に制約されてしまうことがあった。

このように、金属製の被加工物に対して、同一方向に突出した複数の突部を任意の幅で容易に成形可能であって、かつ、圧縮成形時の金型の負担を抑制するという点で、改良の余地があると考えられる。

上記課題を解決するため、本願発明によれば、複数の突部を備えた金属部材の製造方法において、複数の突部が形成された金属製の板部材を、前記複数の突部の突出方向が面外方向の成分を含むように折り曲げる工程と、前記板部材と、複数のフィンを有する金型を、前記複数の突部間に前記複数のフィンが収まるように配置して、前記面外方向の成分を有する荷重を加え、前記複数の突部の板厚を増大させる工程とを有する製造方法を提供する。

本願発明によれば、複数の突部を備えた金属部材を形成する際に、研削加工や切削加工を必要とせず、圧縮成形時の金型にかかる負荷を抑制し、かつ、突部間の溝を任意の幅で形成することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の例示的な実施の形態について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
本実施の形態では、同一方向に突出する複数の突部を備えた金属部材として、表面に振動拡大用の突部が形成された超音波モータ用の振動体を例にあげて、その製造方法の説明を行う。超音波モータとは、電気−機械エネルギー変換素子の一つである圧電素子を備えた振動体を備え、圧電素子に交番信号を供給することで振動体の表面に進行波を発生させ、この進行波を利用して振動体に接触する移動体を駆動するものである。

図１乃至７を用いて、本実施の形態における振動体における振動拡大用の突部の成形方法について説明を行う。

図１は、板部材からスプロケット状の部材を打ち抜く工程を説明するための図である。図１において、１０はステンレスからなる板部材であり、長手方向に順次搬送される。この板部材はＳＰＣ材、低合金鋼、高合金鋼、あるいは、非鉄金属合金などからなるものであっても構わない。この板部材１０は、不図示の装置によって、予め等間隔にパイロット孔１が打ち抜かれている。このパイロット孔１はその後の板金プレス加工時における位置決め孔として用いられる。

次に後のプレス絞り加工において、中心位置を決めるための下孔２を打ち抜く。この下孔２はパイロット孔１に挿入する位置決めパンチを基準にしてその位置が定められる。

そして、パンチを用いて、パイロット孔１が基準となるように位置を定め、外周に複数の突部３ａを有する円形のスプロケット状部材３を打ち抜く。その結果、スプロケット状部材３と下孔２との同軸度が確保される。このスプロケット状部材３は、その板部材の面内方向において異なる方向に突出した突部を備えた形状となっている。

図２は、スプロケット状部材３に、プレス絞り加工を行って王冠状部材１３に変形させる工程を説明するための図である。

図２において、４はポンチ、５はダイであり、ポンチ４はその先端にスプロケット状部材３の下孔２と嵌合するための段差部を有している。このポンチ４の段差部が下孔２と嵌合することで、プレス絞り加工を行う際のスプロケット状部材３の位置決めを行うことができる。ダイ５がスプロケット状部材３の位置決めを行うための部材を有していれば、スプロケット状部材３に下孔２を設ける必要はなくなる。

下孔２と嵌合したポンチ４を下降させて、ダイ５との隙間にスプロケット状部材３が引き込まれ、スプロケット状部材３の突部が形成された外周部が、突部の根元よりもやや内側にて直角に折り曲げられ、円筒の形状を備えた王冠状部材１３が形成される。外形に突部が形成された板部材を折り曲げることで、研削加工や切削加工を用いずとも、突部の突出方向を面外方向にて備えることができる。

図３に、この王冠状部材１３の外観を示す。スプロケット状部材３にプレス絞り加工を施したことによって、王冠状部材１３の中心軸に沿うように突出方向が揃えられた突部１３ａが、この軸を中心として円周状に配置されている。１２はスプロケット状部材３に設けられていた下孔２と同一のものである。

プレス絞り加工することによって、外周部がしぼめられるため、突部１３ａどうしの間隔は、スプロケット状部材３における突部３ａどうしの間隔よりも狭くなる。これは、突部間の溝の幅、すなわち、円周方向における溝の幅が狭いことを求める振動体を形成するためには都合が良い。予め溝の幅を狭くしておいた方が、後の鍛造工程における成形荷重が少なくなるからである。

そして、王冠状部材１３の底部を打ち抜くことにより、図４に示すようなリング状の王冠状部材１３ができる。この王冠状部材１３の底部の打ち抜き加工は、求める振動体の形状によっては、必ずしも行わずとも構わない。

そして、底部が打ち抜かれた王冠状部材１３を軟化させるため、焼きなまし熱処理を施す。この後工程の鍛造加工において、成形荷重を低下させ、塑性変形しやすいようにするためである。絞り加工の程度によっては、材料の加工硬化が余り進まずに変形抵抗もさほど増大せずに済むため、焼きなまし熱処理を省略できる場合もある。

焼きなまし熱処理にて軟化した王冠状部材１３の表面に潤滑処理を施した後、この王冠状部材１３に鍛造加工を施す。

図５は、王冠状部材１３に、鍛造加工を施す工程を説明するための図である。本実施の形態では、図５に示すように、王冠状部材１３を逆さまにした状態でこの王冠状部材１３の軸に沿った方向、すなわち、突部１３ａの高さ方向に荷重を加え、鍛造加工により圧縮形成する。鍛造加工を行うために用いる下側の金型には複数のフィン７ａが設けられており、このフィン７ａによって振動体における振動拡大用の突部間の溝の形状が決定される。

図６は鍛造加工前における金型であるポンチ６、ダイ７、および、王冠状部材１３の断面図であり、図７は鍛造加工にて形成された振動体２３の断面図である。

本実施の形態では、下側の金型であるダイ７には、王冠状部材１３の突部１３ａが挿入される溝が円周状に形成され、この円周状の溝の中に、周方向に等間隔に配置されたフィン７ａが設けられる。この溝の外周壁と内周壁は共に斜面になっており、溝の底面に近付くほど、外周壁と内周壁が接近して王冠状部材１３の径方向における溝の幅が狭くなり、かつ、溝の底面における幅は、突部１３ａの板厚よりも狭く構成されている。１３ｂは突部１３ａの根元と絞り加工にて折り曲げられた部位の間に位置する基底部である。

ダイ７の内周壁および外周壁が斜面なので、王冠状部材がダイ７に対してその中心位置が調心して自然に定まり、成形品の寸法精度を確保することができる。

王冠状部材１３の突部１３ａがダイ７のフィン７ａの間に収まるように、王冠状部材１３の周方向の位置合わせをした後、ポンチ６を下降させることで王冠状部材１３の圧縮成形を行う。

この鍛造加工による圧縮成形により、突部１３ａおよび基底部１３ｂの王冠状部材１３の径方向における幅、つまり板厚が増大され、王冠状部材１３はダイ７の溝の外周壁および内周壁に沿った厚さを有した形状に変形させられる。その結果、図７に示す形状の突部２３ａおよび基底部２３ｂを備えた振動体２３が形成される。王冠状部材１３の体積にもバラツキがあるため、本実施の形態では、圧縮成形によって生じた余肉は内周側に逃がすように金型を設計した。なお、この鍛造加工では、圧縮により突部の形状は径方向に厚くなるように変形が生じるので、薄いフィン７ａには大きな荷重はかからないうえに、フィン７ａには両側面から略均等に負荷が加わるため、フィン７ａの強度はさほど高くなくても破損することはない。

この振動体２３の形状であれば、振動エネルギーを確保するために振動体の突部の質量を確保するとともに、隣接する突部との間に形成される溝の幅をなるべく狭くし、移動体と接触する突部の耐摩耗性を向上させることが可能となる。鍛造加工にて突部１３ａの径方向における幅、すなわち、板厚を増大させるように変形させるのであれば、加工後の振動体２３の形状は図７に示す形状に限定されるものではない。例えば、突部１３ａおよび基底部１３ｂの王冠状部材１３の径方向における幅を一律に増大させた形状や、突部１３ａの径方向における幅のみを増大させた形状であっても構わない。

図８は、鍛造加工におけるダイ７のフィン７ａと王冠状部材１３の突部１３ａの形状を説明するための図であり、円周上に配置されたフィン７ａを直線上に展開した図である。王冠状部材１３は少なくとも鍛造加工前の突部をフィン７ａよりも高く形成することで、鍛造加工後の突部２３ａの体積を確保している。

そして、図９に、鍛造加工によって圧縮成形された弾性体２３の斜視図を示す。この弾性体２３の底面には電気−機械エネルギー変換素子である圧電素子が固定されており、この圧電素子には振動体に励起させる振動の形態にあわせた電極パターンが形成されている。この電極パターンに交流電圧を供給することによって、振動体には複数の定在波が発生し、この複数の定在波を同時に発生させることによって、振動体２３の表面には進行波が形成される。振動体２３の端面に突部２３ａを設けることにより、弾性体２３の表面に生じた進行波の振幅を拡大することが可能となり、超音波モータとしての出力を向上させることができる。このリング状に配置された突部２３ａには、同じくリング状の不図示の回転体が接触しており、この回転体は突部２３ａに生じた変位拡大された進行波によって回転駆動される。

超音波モータの振動体においては、圧縮成形によって突部の幅を増大させることは、耐摩耗性を向上させるだけでなく、不要振動の抑制という点でも効果を有する。振動体の突部の形状は、その表面積の割には体積が大きい形状の方が望ましい。突部自身が有する固有振動モードが少なく、かつ、その固有振動周波数が高くなるため、突部自身に起因する不要振動が生じにくくなるためである。仮に、絞り加工により製作された王冠状部材１３をそのまま振動体として用いると、突部１３ａの径方向の幅が狭いままとなる。この状態で、圧電素子に交流電圧を供給して振動体に振動を発生させると、突部１３ａには片持ち梁のように径方向に振動する固有振動が低周波数で発生して、不要振動の原因になってしまう。そのため、圧縮成形で突部１３ａの径方向に幅を増加させるよう変形させ、径方向に対する動剛性を高めることによって、突部１３ａに起因する不要振動を抑制する効果がある。

次に、図２１に示すように突部が形成されていない被加工物に、フィンが設けられた金型を用いて溝を形成することで、被加工物に突部を形成する図２１に示す従来の方法と、本実施の形態の比較結果について説明する。

本実施の形態において、形成すべき振動体の最終形状は、リング状の弾性体であって、その外径が６２ｍｍ、基底部の径方向の幅が５ｍｍ、高さが５．４ｍｍ、突部における先端部の径方向の幅が１ｍｍ、高さが２．７ｍｍである。また、金型であるダイ及びパンチは高速度鋼で構成され、放電加工により加工されたダイ部のフィンの周方向における幅が０．６ｍｍ、高さが２．７ｍｍである。

図２１に示すように、外径および各部位の径方向の幅を満たすリング状の被加工物に対し、フィンを設けた金型を用いて鍛造加工することで、突部間の溝を形成することを試みた。

しかしながら、突部を十分には押し出せず、突部の先端部が丸みを帯びた成形途中の段階で金型のフィンが破損してしまった。

図２１に示す方法では、被加工物をフィンでせん断することになるため、せん断された部位には新生面が現れ、潤滑切れが生じてしまい、その押し出し工程を困難なものとしていた。被加工物の変形に対して潤滑剤が追従する特殊な加工を施さずに、大きく塑性流動してしまう材料を用いた非加工物に対して鍛造加工を行うと、被加工物の変形に伴って潤滑切れが生じ焼き付きなどの原因になってしまう。そのため、一般的には、鍛造加工における潤滑剤を確保する方法として、被加工物の表面に、化成皮膜処理とそれに化学反応した潤滑成分を一体的に生成することが行われている。

ところが、ステンレスの表面には高耐食性に寄与するクロム不動態皮膜が生成しているため、その表面に均一な化成皮膜の生成することは困難である。また、ステンレスの多くは加工硬化係数が大きく、わずかな圧縮変形によっても硬くなり、その変形抵抗が増大してしまうことも、鍛造加工にて複雑な形状を形成することを困難にしている。

これに対し、本実施の形態では、圧縮成形時にステンレスがせん断されず、局所的に変形が増大する部位も生じないため、従来は鍛造加工による成形が比較的困難であると言われていたステンレスを用いた圧縮成形を容易に行うことが可能となった。

例えば、上記最終形状のマルテンサイト系ステンレスＳＵＳ４２０ｊ２製の振動体を形成するための圧縮成形において、図２１に示す方法では３００トン以上の荷重を要したことに対し、本実施の形態によれば１２０トンの荷重で済んだ。しかも、前者は数回の試打ちにおいてダイ部のフィンが破損してしまった。

被加工物を鍛造加工のような圧縮成形で製作する場合には、その成形に必要な荷重を極力小さくすることで、金型への負担が軽減されて破損までの寿命が長くなるだけでなく、潤滑剤切れによる焼き付きが防止できる。またスプリングバック量が小さくなって成形品の寸法精度を向上させるという効果を得られる。さらに圧縮成形に必要な荷重が小さくなることで、小型プレス機でも形成できるようになるという利点もある。

図２１のような従来の製造方法であると、すべての荷重が被加工物に接した細いフィンに加わるため、この部分の応力が極めて高くなって破損の原因になる。また、この過程は押出し工程の一種であって、フィンに接した被加工物の表面は潤滑切れが生じ、いわゆる新生面となってフィン部に焼き付きを生じやすい。本発明のように予め突部を形成しておいてから鍛造すれば、突部がつぶれて金型内に充満するとともに、突部以外の部分も成形が同時に進行するため、金型に局所的高応力が発生しにくくなる。

これに対し、本実施の形態では、図２１に示す従来の方法と異なり、突部の押出しのために必要な荷重が不要となるため、成形に必要とされる荷重が著しく低減する。

あるいは、突部１３ａ間にある溝の底の位置を正確に出すために、王冠状部材１３の突部１３ａの体積を振動体２３の突部２３よりも小さくし、フィン７ａの上部を突部１３ａ間の溝の底に接触させてから、若干量だけ突部２３ａを押出し工程にて形成してもよい。この際、王冠状部材１３の突部１３ａの体積が大きすぎると、突部１３ａがフィン７ａ間の空間に先に充填してしまい、折れ込み不良などが生じるため、王冠状部材１３の突部１３ａの体積を、振動体２３の突部２３ａよりも小さくすることが望ましい。鍛造時に小さい荷重で成形が完了し、金型に負担がかからず、破損、焼き付きなどのトラブルを少なくすることができるためである。

また、突部の成形と基底部の成形がほぼ同時に終了し、金型のフィンには大きな荷重がかからないが、一方フィン上端面と溝底が密着した状態で全体の成形が終了するような王冠形状が望ましい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、まず外形に複数の突部が形成された形状に加工された板部材を用意し、この板部材を折り曲げて、突部の突出方向を揃える。それから、板部材の突部の板厚を増加させるとともに、突出方向が揃えられた突部の形状を整えるため、突部の高さ方向に荷重を加えて圧縮成形を行う。

これに対し、被加工物から同一方向に突出した複数の突部を備えた歯車や振動体を製造しようとした場合に、研削加工や切削加工によって任意の幅の突部を形成しようとすると、加工に手間がかかり大量生産には不向きとなってしまう。また、板金プレス加工や鍛造加工のみによって、被加工物に溝を形成することで突部を形成しようとすると、上述したように金型に加わる荷重によって突部の幅に制限が設けられてしまう。さらに、外形に複数の突部が形成された形状の板部材を、その突部の突出方向を揃えるために折り曲げることのみによって製造しようとすると、必然的にその突部の板厚が薄くならざるを得なくなる。

本実施の形態は、これらの課題を解決するものであり、研削加工や切削加工を必要とせず、かつ、圧縮成形時の金型にかかる負荷を軽減させたにも関わらず、突部間の溝を任意の幅で形成することが可能となる、という従来に比較して優れた効果を得ることができる。

なお、上記実施の形態では、外形に複数の突部が形成された形状に板部材を加工する方法として、打ち抜き加工を例にあげて説明を行ったが、これに限られるものではない。例えば、円板の外周部に複数の溝をワイヤーカット加工で設けても良い。その場合円板を多数積層して加工した方が効率が良くなる。また、軸方向に延びた複数の溝を備えた棒材または管材をスライス加工しても良い。あるいは、予め外形に複数の突部が形成された形状に加工された板部材を用意しても構わない。

また、板部材を折り曲げて、突部の突出方向に面外方向の成分を含ませる方法として、本実施の形態では絞り加工を例にあげて説明を行ったが、バーリング加工、張出し成形加工、あるいは、皿押し加工（すりばち状成形）にて板部材を折り曲げても構わない。

さらに、突部に面外方向の成分を有する荷重を加え、板部材の突部の板厚を増加させるため方法として、本実施の形態では鍛造加工を例にあげて説明を行ったが、熱間鍛造、温間鍛造、あるいは、圧造加工にて板部材を成形しても構わない。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態における振動体における振動拡大用の突部の成形方法について説明を行う。本実施の形態では、絞り加工後の王冠状部材１３に対する圧縮成形の方法が第１の実施の形態と異なる。

図１０は、王冠状部材１３に、本実施の形態における第１の鍛造加工を施す工程を説明するための図であり、図１１は第２の鍛造加工を施す工程を説明するための図である。王冠状部材１３に対して、ポンチ３６およびダイ３７を用いて鍛造加工を行う。本実施の形態では、王冠状部材１３を逆さまにした状態で鍛造加工により圧縮成形する点では第１の実施の形態と同じであるが、本実施の形態におけるダイ３７はフィンを有していない点で第１の実施の形態と異なる。

本実施の形態ではフィンのないダイ３７を用いた第１の鍛造加工にて、突部１３ａおよび基底部１３ｂの王冠状部材１３の径方向における幅（板厚）を増大させ、王冠状部材１３をダイ３７の溝の外周壁および内周壁に沿った厚さを有した形状に変形させる。そして、第１の鍛造加工が程された王冠状部材１３に対して、フィン３７ａを有する金型を用いて第２の鍛造加工を施すことによって、フィン３７ａにて突部１３ａの間の溝を押し広げて形成し、最終的な弾性体２３を得る。

このように、予め突部の幅を出すために突部を押し潰してから、溝を任意の幅に押し広げて形成したほうが、より精密な成形品ができる場合もある。このとき、フィン３７ａがスムーズに溝に進入するよう、フィン３７ａの先端部に丸みを設けておくことが望ましい。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態における振動体における振動拡大用の突部の成形方法について説明を行う。本実施の形態では、鍛造加工に至る前の加工が上記第１および第２の実施の形態と異なる。

図１２は、板金プレス加工によりせん断された、ステンレスからなる板状のリング部材４３を示す図である。このリング部材４３の内周部に板金プレス加工を施し、内周部が交互に反対方向に変形するようせん断し、リング部材の軸を中心として放射状に配置された複数の切曲げ部４３ａを設けた。この切曲げ部４３ａによって、板部材の面内方向において異なる方向に突出した突部が形成される。

図１３はバーリング加工が施されたリング部材４３を説明するための図である。板金プレス加工にて切曲げ部４３ａが設けられたリング部材４３に対し、バーリング加工を施すことで、切曲げ部４３ａがリング部材の軸に沿って同一方向に張り出し、それぞれの切曲げ部４３ａが分離して王冠状部材５３を得ることができる。このバーリング加工の前に、全ての切曲げ部４３ａの変形方向を揃える処理を施しておいてもよい。そして、図１４に示すように、突部５３ａの突出方向が揃えられた王冠状部材５３に対して、プレス打ち抜き加工を施して、バーリング加工にて折り曲げられた位置よりも外側の部分を打ち抜き、第１の実施の形態で説明した鍛造加工へと進む。

リング部材の切曲げ部４３は先端ほど幅が狭くなるため、王冠状部材５３の突部５３ａの先端ほど隣接する突部５３ａとの間隔が広くなる。よって、鍛造加工時に金型に設けられたフィンとの位置合せを容易に行うことが可能である。

本実施の形態では、せん断によって切曲げ部４３ａを形成するため、隣接する切曲げ部４３ａの間には周方向における隙間が生じない。よって、第１の実施の形態のように、板部材を切り欠いて突部を形成する場合に比較して、突部の体積を大きく確保することができる。また、打ち抜きによって設けられた突部に比較して、切曲げ部４３ａのほうが数多く、かつ、長く形成することが可能である。

以上説明したように、上記各実施の形態によれば、予め外形に複数の突部が形成された形状に板部材を利用し、折り曲げ加工の後に圧縮成形を行うことによって、研削加工や切削加工を必要としなくなる。さらに、圧縮成形時の金型にかかる負荷を軽減させたにも関わらず、同一方向に突出した複数の突部を任意の幅で形成することが可能となる。

（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態における振動体における振動拡大用の突部の成形方法について説明を行う。本実施の形態では、せん断によって外周部に複数の切曲げ部６３ａを形成する点が上記第３の実施の形態と異なる。

図１５は、板金プレス加工によりせん断された、ステンレスからなる板状のリング部材６３を示す図である。このリング部材６３の外周部に板金プレス加工を施し、外周部が交互に反対方向に変形するようせん断し、リング部材の軸を中心として放射状に配置された複数の切曲げ部６３ａを設けた。６２はせん断する際の中心位置を定めるために用いられた下孔である。

図１６は、リング部材６３に絞り加工が施されて得られた王冠状部材７３を説明するための図である。切曲げ部６３ａが設けられたリング部材６３に対し、絞り加工を施すことで、切曲げ部６３ａがリング部材の軸に沿って同一方向に張り出して王冠状部材７３を得ることができる。第３の実施の形態と異なり、リング部材６３の外周部に切曲げ部を設けたため、切曲げ部はその先端ほど幅が広くなる。そのため、絞り加工によって王冠状部材を形成したとしても、突部間の間隔は広がらずに互いに密着したままとなり、むしろ、突部の高さが増大する。

図１７は、テーパ状のポンチを用いて突部の先端部を押し広げられた王冠状部材７３を説明するための図である。上気したように、絞り加工を施した後の王冠状部材７３は、その突部７３ａが密着しているため、テーパ状のポンチを用いて突部７３ａの先端部の間隔を押し広げることが望ましい。そして、突部７３ａの間隔が広げられた王冠状部材７３に鍛造加工を加え、板厚を増加させながら成形すれば、図１８に示す振動体８３を得ることができる。

また、各実施の形態においては、振動体における振動拡大用の突部を形成する例にあげて説明を行ったが、これに限られるものではない。同一方向に突出した複数の突部を備えた形状の金属加工物であれば、図１９に示す傘歯車や、図２０に示すハイポイド歯車等の類似する形状の部品に対しても上記成形方法が適用できることは容易に理解できるであろう。

第１の実施の形態における板部材からスプロケット状の部材を打ち抜く工程を説明するための図である。 第１の実施の形態におけるスプロケット状部材にプレス絞り加工を行って王冠状部材に変形させる工程を説明するための図である。 第１の実施の形態における王冠状部材の外観を示す図である。 図３に示す王冠状部材の底部を打ち抜くことを説明するための図である。 第１の実施の形態における王冠状部材に鍛造加工を施す工程を説明するための図である。 第１の実施の形態における鍛造加工前におけるポンチ、ダイ、および、王冠状部材の断面図である。 第１の実施の形態における鍛造加工にて形成された振動体の断面図である。 第１の実施の形態における鍛造加工におけるダイのフィンと王冠状部材の突部の形状の関係を説明するための図である。 第１の実施の形態における鍛造加工によって圧縮成形された弾性体の斜視図である。 第２の実施の形態における王冠状部材に第１の鍛造加工を施す工程を説明するための図である。 第２の実施の形態における王冠状部材に第２の鍛造加工を施す工程を説明するための図である。 第３の実施の形態における板金プレス加工によりせん断された、ステンレスからなる板状のリング部材を示す図である。 第３の実施の形態におけるバーリング加工が施されたリング部材を説明するための図である。 図１３に示す王冠状部材の外周部を打ち抜くことを説明するための図である。 第４の実施の形態における板金プレス加工によりせん断されたステンレスからなる板状のリング部材を示す図である。 第４の実施の形態におけるリング部材に絞り加工が施されて得られた王冠状部材を説明するための図である。 第４の実施の形態におけるテーパ状のポンチを用いて突部の先端部を押し広げられた王冠状部材を説明するための図である。 第４の実施の形態における鍛造加工にて形成された振動体の斜視図である。 各実施の形態における成形方法を適用可能な傘歯車の外観図である。 各実施の形態における成形方法を適用可能なハイポイド歯車の外観図である。 板金プレス加工にて複数の突部を形成する従来の工程を説明するための図である。

符号の説明

１ パイロット孔
２ 下孔
３ スプロケット状部材
３ａ、１３ａ、２３ａ、５３ａ、７３ａ 突部
４、６、３６ ポンチ
５、７、３７ ダイ
７ａ、３７ａ フィン
１３、５３、７３ 王冠状部材
２３、８３ 振動体
４３、６３ リング部材
４３ａ、６３ａ 切曲げ部

Claims (7)

1. 複数の突部を備えた金属部材の製造方法において、
   複数の突部が形成された金属製の板部材を、前記複数の突部の突出方向が面外方向の成分を含むように折り曲げる工程と、
   前記板部材と、複数のフィンを有する金型を、前記複数の突部間に前記複数のフィンが収まるように配置して、前記面外方向の成分を有する荷重を加え、前記複数の突部の板厚を増大させる工程とを有することを特徴とする金属部材の製造方法。
2. 前記金属製の板部材は、複数の突部が外周または内周に形成された円形の板部材であり、
   前記折り曲げる工程において、前記複数の突部にて円筒を形成するように板部材を折り曲げることを特徴とする請求項１に記載の金属部材の製造方法。
3. 前記複数の突部の板厚を増大させる工程において、前記複数の突部に対して前記円筒の軸に沿った方向に荷重を加え、前記複数の突部を前記円筒の径における厚さを増大させることを特徴とする請求項２に記載の金属部材の製造方法。
4. 金属製の板部材を打ち抜いて、前記複数の突部が形成された金属製の板部材を形成する工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の金属部材の製造方法。
5. 金属製の板部材をせん断して、前記複数の突部が形成された金属製の板部材を形成する工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の金属部材の製造方法。
6. 前記突部の突出方向を面外方向に向ける工程を、前記絞り加工、バーリング加工、張出し成形加工、および、皿押し加工のいずれかにて行うことを特徴とする請求項１乃至５に記載の金属部材の製造方法。
7. 前記突部の板厚を増大させる工程を、鍛造加工、または、圧造加工にて行うことを特徴とする請求項１乃至６に記載の金属部材の製造方法。

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