JPH0767591B2 - 中空物品の製造用工具およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、中空物品の製造に関する。本発明は、交差溝
型の定速度比自在接手の外側部材の製造用として開発さ
れてきた。そのような接手は、内側部材と外側部材を含
み、外側部材は内側の円筒形表面をもち、かつ内側部材
は溝が形成された外側表面をもつ。各部材は２組の、ら
せん形が好ましい溝を有し、これら２組の溝は、相反す
る向きのらせん形状をもつ。製造を簡単化するために、
これらの溝は、真のらせん形状でなく、通常は、直線形
でかつ各接手部材の回転軸線に対して傾斜されている。
複数のボールが溝内に係合されかつ１つのケージ内に保
持され、かつこれらの溝が交差形態をとるので、ボール
は、接手の両部分が関節運動をするときは、接手の２等
分面内に保持されて、この接手に定速度比（等速回転）
機能を与える。

本発明は、そのような交差溝型定速度接手の外側部材の
製造用として開発されたが、さらに広く、その内側面に
２組の溝をもちこれらの溝組がそれぞれ相違する（後述
するように）縦方向対称軸線（後述するように）をもつ
形式の物品の製造に適用できる。溝の縦方向対称軸線と
は、溝の両方の縁部から等しく隔たりかつ前記両方の縁
部を含むこの物品の内孔の表面と連続する仮想表面内に
位置する仮想線を言う。

縦方向対称線が同一であるという場合は、前記対称軸線
の一方端から他方端へ同期的に移動する点の軌跡が互い
に一定関係を保つことを言う。これは反対に、縦方向軸
線が異なるという場合は、そのような移動する点が互い
に一定関係で位置しないことを意味し、たとえば、これ
らの軸線は向きを異にするが同一のピッチをもつらせん
上にあるか、あるいは異なるピッチと向きをもつらせん
上にあることを言う。軸線のあるものは、物品の回転軸
線と平行な直線状であるが、他のものはらせん状である
こともできる。

現在、交差溝型定速度比自在接手用の外側部材の製造に
際して、素材は、鍛造、押出し、または他の、ある種の
金属成形方法によって造られ、かつ溝は素材の内孔内に
加工される。そのような加工作業は時間と装置に費用が
かかり、そのうえ必然的に材料の除去作業が含まれる。
金属を除去せずに内孔内に溝を形成しあるいは現在より
も少ない加工で済む精密でない溝をつくることさえでき
れば便利である。しかし、溝の縦方向対称軸線は上述の
ように相違するので、溝が内孔を繞って形成されたの
ち、単体の工具は除去できない。

仕上がり物品に必要とされる加工を減少できる上記に規
定した形式の、物品の製造用工具および製造方法が、GB
−Ａ−2132514に開示されている。この工具は、それに
よって形成された溝に沿った部分に成形部分を動かすこ
とによって仕上り物品から順次に引出すことができる挿
入部分を含む。しかし、物品から工具部分をそのように
順次に引出すことは、不都合な極めて大きい力を必要と
する。

本発明の目的の１つの特徴は、上記形式の中空物品の製
造用、とくに交差溝型等速度自在接手の外側部材の製造
用であってそれにより溝の加工作業が減少されまたは無
くすことができる改良型工具を提供することである。

本発明によると上記目的は、相違する縦方向の対称軸線
をもつ２組の溝を内部に有する内側表面をもつ中空物品
を製造するのに用いる工具であって、前記工具が、工具
軸線まわりに円周方向に配置された複数の要素を含み、
前記要素が、前記内側表面に要求された形態に対応する
形態および前記溝に対応しかつ該溝を形成するための成
形部分を有する外側表面を形成するように嵌め合う部分
をもち、前記要素が１組の第１要素および該要素間に配
置された１組の第２要素２を含み、第１要素の前記部分
が第１組の溝を形成するための成形部分を有しかつ第２
要素の前記部分は第２組の溝を形成するための成形部分
を有し、前記第１要素が、その作用位置にあるときに前
記第２要素をそれらの各作用位置において少なくとも部
分的に支持するための表面を有しており、さらに、前記
第１要素の前記部分がそれらの作用位置から半径方向内
方へ移動して前記溝からその前記成形部分を外しかつ前
記第２要素の前記支持を解消するための前記第１要素を
支持するための手段と、前記工具を中空物品から前記溝
の長さ方向に引き抜くために、前記第２要素の前記成形
部分を前記工具軸線に沿って移動しかつ該軸線まわりに
角運動させるところの前記要素を支持する手段と、工具
を内部にもつ中空素材を物品を成形するために圧通され
る型とから成ること特徴とする中空物品の製造用工具を
提供することにより達成される。

第１要素の前記部分を、物品から工具を除去する役割と
して第２要素の前記部分間で半径方向内方に動かさせる
ために、第１要素の前記部分はそれぞれ、隣接する第２
要素とその向き合った側で接触して第２要素の前記少く
とも部分的な支持部を提供する側方表面をもつことが好
適で、該側方表面は工具の外側表面に向って先細り形状
をもつ。

よって、第１要素部分が半径方向内方へ動かされてそれ
によって形成された溝から外されると、素材が工具の外
側面の形態と合致させられた成形方法によって第２要素
部分が物品とその溝との堅い係合から自由にされるのに
必要なわずかな量を第２要素部分を移動させるのに十分
な空所を提供する。そのような成形方法においては、成
形された材料が工具に固着する傾向があり、半径方向に
第２要素の部分を動かすためのわずかな自由度を与える
ことがよく知られ、それによってそのような固着から免
れて、成形された物品からの工具の引出しを容易にさせ
る。

工具の両方の要素の前記部分は、前記要素をそれらの作
用位置に保持するために、拡張部材がその中で軸方向に
可動な空胴をもつことが好ましく、該拡張部材は、成形
された物品から工具を引出すための手順における第１段
階として第１要素の前記部分を半径方向内方に移動させ
るために、前記空胴から引出される。第２要素も、それ
らの作用位置において、第１要素の前記側方表面との係
合に加えて拡張部材と係合される。

さらに、本発明によれば、上記目的は、前記した工具を
使用して中空物品を製造する方法において、前記工具要
素をそれらの作用位置に配置した状態で、工具を中空の
素材内に導入し、 工具の要素の前記部分の外側形態に対応する所要の内側
形態を与えるために素材の材料を変形し、 前記第１要素の前記部分を半径方向内方へ移動させまた
は移動を許して該部分をそれによって形成された溝から
解放し、 かつ形成された溝の長さ方向に第２要素の前記成形部分
を軸線方向に移動する、各工程からなることを特徴とす
る方法により達成される。

附図を参照して、実施例について本発明を以下に説明す
る。

第１図は、交差溝型、定速度比自在接手の外側部材の端
面図である。

第２図は、第１図の接手外側部材をとおる断面図であ
る。

第３図は、接手外側部材の製造に際して本発明により用
いられる素材の端面図である。

第４図は、第３図の素材をとおる断面図である。

第５図は、作用の第１段階における本発明による工具を
とおる断面図である。

第６図は、第５図と同様の断面図で、次の作用段階にお
ける状態を示す。

第７図および第８図は、上記２つの段階における線７−
７および８−８それぞれをとおる工具の断面図である。

まず第１図および第２図において、これらの図には交差
溝型定速度比自在接手の外側部材が示され、該部材は多
数の溝を内部に形成した円筒形内孔を有する中空物品で
ある。使用時にはこの接手部材の回転軸線である円筒形
内孔の中心軸線は、100で示されている。この接手部材
は、それぞれ３つずつの２組の溝を含み、これらの溝は
弧形の断面形状でかつらせん形の縦方向対称軸線をも
つ。１組の溝が57,58,59で示され、これらの溝は、この
接手部材の上方から見たとき反時計方向らせん向きに傾
斜されている。別組の溝60,61,62は接手部材の上方から
見て時計方向らせん向きに傾斜されている。各溝の縦方
向対称軸線は、溝の数字に添字ａをつけて示され、その
ような対称軸線は、溝の両縁部から等距離にかつ接手部
材の内孔を含む101で示された仮想円筒上に位置する。

現在、上記のような定速度接手外側部材の製造におい
て、溝は１つの素材内に切られる。溝は反対の向きに傾
斜しているので、もしそれらの溝が物品の押出し成形中
に単体の工具で形成されていれば、工具は仕上り物品か
ら除去できないであろう。本発明は、そのような接手外
側部材から除去できる工具を提供する。

第３図および第４図において、後述する工具とともに使
用されるのに適した素材の形態が示されている。この素
材はカップ形状をもちその内壁および外壁は自由開口端
に向って先広がりしている。内壁70は大むね截頭円錐形
で、それに２組の反対方向に傾斜した凹部をもつ。一つ
の組の凹部は一方向に傾斜した凹部71,72,73で示され他
の組の凹部は反対方向に傾斜した凹部74,75,76で示され
ている。仕上った接手外側部材の溝を形成するこれらの
凹部は、単体の成形工具が、素材が成形されたのちに素
材から軸方向に引出せるように形態づけられている。素
材を仕上り接手外側部材に成形することは、後述する工
具を素材に挿入し、第４図の矢印80で示されたように素
材の側壁を内向きに変形するように型を押通すことによ
って達成される。

つぎに第５図において、プレスのラムが全体を10で示さ
れている。ラム10はマンドレル11の形状の下向きに延び
る拡張部材を取りつけており、この部材はその下端が截
頭円錐形部分12であり、その上端はマンドレルの中央部
分よりもわずかに大きい直径の円筒形部分13を形成して
いる。ラム10およびマンドレルの上方に位置する円筒形
部分13は、下端に半径方向外方に延びるフランジ15をも
つ中空部材の胴部14によって囲まれている。スリーブ17
の一部分16が胴部14の周りに上方へ延びかつその最上端
に保持カラー組立体18を担持し、この組立体はフランジ
15と協働して胴部14に対するスリーブ17の下降運動を制
限する。図においてその１つが19で示されかつ他端がプ
レスの適切な部分に連結された引張ばねがスリーブ17を
上方へ偏倚している。

スリーブ17は、胴部14に対して垂直に可動であると同様
に、プレスのラム10の運動軸線と同様に工具の中心軸線
である軸線20（および工具によって成形された接手外側
部材の回転軸線）まわりで、自身で角運動が可能であ
る。スリーブはその内側に環状の当接面21をもち、かつ
その最下方端に隣接して円筒形の内側抑止面22をもつ。

この工具はさらに、軸線20まわりに円周方向に配置され
た６つの要素を含む。これらの要素は、相互に同一の第
１組の要素A1、およびこれらの間に配置され相互に同一
であるが要素A1とは異なる第２組の要素A2を含む。要素
A1はそれぞれ細長い胴部23を含み、この胴部23はその最
下端に部分27を、およびその上端に頭部分25をもつ。頭
部分25はスリーブ17の内側の当接面21と係合される。要
素A2はそれぞれ、胴部26を含み、この胴部26はその最下
端に部分27を、およびその最上端に頭部分28をもちこの
頭部はスリーブ17の内側の当接面21と係合される。要素
A2の頭部分28はそれぞれ溝穴29をもち、溝穴29はスリー
ブ17にはめ合わされた突起部材30と係合され、その目的
については後述する。

要素A1,A2の部分24,27の形状は、第７図および第８図を
参照して極めて明瞭に理解できる。要素A1の部分24は、
それぞれ成形部分31を有し、これは接手外側部材内に形
成された一つのらせん方向に傾斜された溝に対応する。
要素A2の部分27は成形部分32を有し、接手部材内に反対
のらせん方向で傾斜された溝を形成する。要素A1の部分
24は33で示す側方表面をもち、これらの表面は工具の外
側表面に向って先細り形状であり（全体として考えれ
ば）、要素A1がそれらの頭部分25まわりに回転すること
を許し、それにより部分24は第７図および第８図に示さ
れた位置間で半径方向内方および外方に移動する。第７
図は、要素A1,A2の作用位置をあらわし、要素A1の部分2
4の側方表面33は要素A2の部分27の対応する表面と当接
しかつ該表面を支持する。部分24はマンドレル11の部分
12と係合可能な内側の部分截頭円錐形表面をもち、マン
ドレルをそのような状態に維持し、かつ同時に、要素A
1,A2の胴部23,26をスリーブ17の内側の、円筒形抑止表
面22と係合し、それによってこれらの要素は、それらの
部分24,27が仕上り接手外側部材に必要な内側表面に対
応する完全な外側表面を形成する相対位置に堅実に維持
される。要素の頭部分25,28は、マンドレル11の部分13
の円筒形表面と係合する。マンドレル部分12はまた、第
７図において36で示されたように要素A2と係合し、それ
によりこれらの要素の支持は、要素A1との接触のみに依
存しない。

第８図に示された状態において、マンドレル11の部分12
は、要素A1,A2の部分24,27から引出されており要素A1の
部分24は、上述のように半径方向内方に移動することが
できる。この状態において、A1の部分24の側方表面33が
外方へ向って先細りになっているので、要素A2の部分27
の若干のわずかな半径方向運動を許すすき間が存在す
る。

上述の工具の作用をつぎに述べる。

まず第１に、要素A1,A2、スリーブ17、およびマンドレ
ル11の相対位置は第５図および第７図に示すようであ
る。すなわち、これらの要素の部分24,27は、第７図の
ようにはめ合って、仕上り接手外側部材において要求さ
れた内側表面形状に対応する実質的に完全な（すなわち
素材の材料がその中に押出されるすき間を有しない、ま
たは実質的に有しない）外側表面を形成する。つぎに、
この工具は第３図および第４図に示された形式の素材内
に導入されて、素材を型（第５図および第６図において
34で略示される）を通して押入れるのに用いられ、素材
の側壁を第４図において矢印80で示すように変形させ
る。このように変形された素材、すなわち仕上った接手
外側部材は、第５図および第６図において太い輪郭で示
された線35で図示されている。つぎに必要なことは、物
品35から工具を引出すことである。

プレスのラム10が上昇されると、マンドレル11はそれと
ともに、その部分12が要素A1,A2の部分24,27によって形
成された空胴から除去されるまで上昇される。要素の組
立体は、成形部分31,32によって形成された溝の反対向
きのらせん傾斜のために物品から引出すことはできず、
したがって胴部14はフランジ15が保持カラー組立体18と
当接するまで、スリーブ17に対して上向きに移動する。
この状態が第６図に示されている。要素A1はこの時点で
それらの頭部分25まわりに自由に回転できるので、それ
らの部分24は半径方向内方に動きかつそれらの成形部分
31は溝から外される。要素A1のそのような運動はスリー
ブ17が胴部14によって上方へ引張られるときに起こり、
工具の部分に作用する力は、部分24が第８図に示すよう
に互いに当接するまで、部分24の半径方向内方への運動
を起こさせるように作用する。この運動の結果、つぎに
要素A2に対するすき間を与え、それらの頭部分28まわり
にわずかに回転し、それによりそれらの部分27は少量だ
け半径方向内方に動くことができ、物品から自由になる
が完全にはその溝から外れない。要素A1,A2は、この時
点で、要素A2の成形部分をそれによって形成された溝の
長さ方向に移動して、仕上がり物品から完全に引出すこ
とができる。この引出しはらせん運動であって、スリー
ブ17はこの運動を遂行するために軸線20まわりに角運動
することが分かる。要素A2と係合しているマンドレルの
突出した円筒形部分13は、要素のそのような引出し中
に、要素A2が正しい整合を乱すことを防ぐ。そのような
引出し後、ばね19は要素A1,A2およびスリーブ17を第６
図に示されたそれらの最初の位置に戻し、別の作用を行
う準備が完了する。

本発明はこのように、上記形式の物品の製造用の比較的
単純でかつ頑丈な工具を提供する。この工具の特質は、
このような物品の製造に際してほとんど上記以外の加工
が不要であることである。

本発明の原理は上述の自在接手外側部材以外の上記形式
の物品の成形に適用できることが理解されるであろう。
とくに、上述したものより多く、あるいは少ない数の溝
をもつ物品にも適用でき、かつこの工具は、A1,A2のよ
うな上記実施例よりも多く、あるいは少ない数のはめ合
い要素を含むことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特表 昭59−501857（ＪＰ，Ａ) 特表 昭61−501831（ＪＰ，Ａ) 米国特許4317356（ＵＳ，Ａ)

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相違する縦方向の対称軸線をもつ２組の溝
   を内部に有する内側表面をもつ中空物品を製造するのに
   用いる工具であって、 前記工具が、工具軸線（20）まわりに円周方向に配置さ
   れた複数の要素（A1,A2）を含み、 前記要素（A1,A2）が、前記内側表面に要求された形態
   に対応する形態および前記溝に対応しかつ該溝を形成す
   るための成形部分（31,32）を有する外側表面を形成す
   るように嵌め合う部分（24,27）をもち、 前記要素が１組の第１要素（A1）および該要素間に配置
   された１組の第２要素（A2）を含み、 第１要素の前記部分（24）が第１組の溝を形成するため
   の成形部分（31）を有しかつ第２要素（A2）の前記部分
   （27）は第２組の溝を形成するための成形部分（32）を
   有し、 前記第１要素が、その作用位置にあるときに前記第２要
   素をそれらの各作用位置において少なくとも部分的に支
   持するための表面（33）を有しており、 さらに、前記第１要素（A1）の前記部分（24）がそれら
   の作用位置から半径方向内方へ移動して前記溝からその
   前記成形部分（31）を外しかつ前記第２要素（A2）の前
   記支持を解消するための前記第１要素（A1）を支持する
   ための手段（10）と、 前記工具を中空物品から前記溝の長さ方向に引き抜くた
   めに、前記第２要素（A2）の前記成形部分（32）を前記
   工具軸線に沿って移動しかつ該軸線まわりに角運動させ
   るところの前記要素を支持する手段（17）と、 工具を内部にもつ中空素材（35）を物品を成形するため
   に圧通される型（34）と、から成ることを特徴とする中
   空物品の製造用工具。
2. 【請求項２】第１要素（A1）の前記部分（24）がそれぞ
   れ隣接する第２要素（A2）の部分（27）と向合った側で
   接触する側方表面（33）をもち、第２要素の前記少なく
   とも部分的支持を提供し、該側方表面（33）が工具の外
   側面に向かって先細り形状をもつ請求の範囲第１項記載
   の工具。
3. 【請求項３】工具の要素（A1,A2）の前記部分（24,27）
   が内部空洞を形成し、該空洞内に拡張部材（11）が軸方
   向へ可動に挿入されて前記要素をそれらの作用位置に保
   持し、前記拡張部材が、第１要素（A1）の前記部分（2
   4）を半径方向内方へ移動させるために前記空洞から引
   き出される請求の範囲第１項または第２項記載の工具。
4. 【請求項４】前記第２要素（A2）が、それらの作用位置
   にあるとき拡張部材（11）と係合される請求の範囲第３
   項記載の工具。
5. 【請求項５】前記第１要素（A1）を囲み、かつ拡張部材
   が前記空洞内を占位するとき前記要素と係合して作用位
   置を定める内向きの表面（22）を含むスリーブ（17）を
   さらに含む請求の範囲第３項または第４項記載の工具。
6. 【請求項６】前記スリーブ（17）が、前記要素（A1,A
   2）を物品から引き出すために、該要素と係合して作用
   位置を定める内向きの表面（21）を含む請求の範囲第５
   項記載の工具。
7. 【請求項７】前記スリーブ（17）が、前記軸線まわりに
   角運動、および拡散部材（11）に対してその軸方向に沿
   って可動である請求の範囲第５項または第６項記載の工
   具。
8. 【請求項８】相違する縦方向の対称軸線をもつ２組の溝
   を内部に有する内側表面をもつ中空物品を製造するのに
   用いる工具であって、 前記工具が、工具軸線（20）まわりに円周方向に配置さ
   れた複数の要素（A1,A2）を含み、 前記要素（A1,A2）が、前記内側表面に要求された形態
   に対応する形態および前記溝に対応しかつ該溝を形成す
   るための成形部分（31,32）を有する外側表面を形成す
   るように嵌め合う部分（24,27）をもち、 前記要素が１組の第１要素（Al）および該要素間に配置
   された１組の第２要素（A2）を含み、 第１要素の前記部分（24）が第１組の溝を形成するため
   の成形部分（31）を有しかつ第２要素（A2）の前記部分
   （27）は第２組の溝を形成するための成形部分（32）を
   有し、 前記第１要素が、その作用位置にあるときに前記第２要
   素をそれらの各作用位置において少なくとも部分的に支
   持するための表面（33）を有しており、 さらに、前記第１要素（A1）の前記部分（24）がそれら
   の作用位置から半径方向内方へ移動して前記溝からその
   前記成形部分（31）を外しかつ前記第２要素（A2）の前
   記支持を解消するための前記第１要素（A1）を支持する
   ための手段（10）と、 前記工具を中空物品から前記溝の長さ方向に引き抜くた
   めに、前記第２要素（A2）の前記成形部分（32）を前記
   工具軸線に沿って移動しかつ該軸線まわりに角運動させ
   るところの前記要素を支持する手段（17）と、工具を内
   部にもつ中空素材（35）を物品を成形するために圧通さ
   れる型（34）とから成る工具を使用して中空物品を製造
   する方法において、 前記工具要素をそれらの作用位置に配置した状態で、工
   具を中空の素材内に導入し、 工具の要素の前記部分の外側形態に対応する所要の内側
   形態を与えるために素材の材料を変形し、 前記第１要素の前記部分を半径方向内方へ移動させまた
   は移動を許して該部分をそれによって形成された溝から
   解放し、 かつ形成された溝の長さ方向に第２要素の前記成形部分
   を軸線方向に移動する、各工程からなることを特徴とす
   る製造方法。