JP2000061575A - シートベルト用エネルギ吸収シャフトの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料ロスがなく低コストで、しかも素材から
最終形状まで連続して加工が可能なシートベルト用エネ
ルギー吸収シャフトの製造方法の提供を課題とする。 【解決手段】 多段式冷間鍛造装置における複数段の冷
間鍛造ステーションのうちの所定の冷間鍛造ステーショ
ンにおいて、素材にパンチユニットとダイユニットとに
より軸部が形成されると共に、該軸部のパンチユニット
側の端部に第１係合部が形成された中間成形素材を成形
し、さらに、上記所定の冷間鍛造ステーションより下流
側の冷間鍛造ステーションにおいて、パンチユニット２
５と分割開閉ダイ７１を備えたダイユニット１５とによ
り上記中間成形素材の第１係合部の反対側の端部に第２
係合部が形成されたシートベルト用エネルギ吸収シャフ
トを成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用シートベ
ルト用エネルギ吸収シャフトに関し、自動車部品等の製
造技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】自動車におけるシートベルトのリトラク
タには、シートベルトの一端に連結されて、該ベルトを
巻き取り方向に付勢すると共に、衝突時等において該シ
ートベルトに急激な引っ張り荷重が作用したときには、
その引っ張り荷重に基づくトルクによりねじられて、衝
撃エネルギを吸収するようにしたエネルギ吸収シャフト
が用いられることがある。

【０００３】このシャフトは、図１６に示すように、両
端部に設けられてトルク入力部材と固定部材とがそれぞ
れ係合される多角形状の係合部Ａ１，Ａ２と、これらの
中間部の軸部Ａ３とを一体的に形成したもので、中間の
軸部Ａ３は、当該自動車の衝突時等においてシートベル
トを介して両端部の係合部Ａ１，Ａ２間に大きなトルク
が作用したときに適度にねじれるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このシート
ベルトのリトラクタ用のエネルギ吸収シャフトは、旋盤
等を用いて丸棒材を切削加工することにより、該丸棒材
の両端部以外の不必要な部分を削り落として軸部が形成
された中間成形素材を成形した後、さらに、別の装置を
用いて該中間成形素材の両端部を多角形状の係合部に加
工することにより、最終形状に仕上げられている。

【０００５】あるいは、予め最終形状の係合部と同じ多
角形状の棒材を旋盤等を用いて切削加工することによ
り、該棒材の両端部以外の不必要な部分を削り落として
軸部を成形して最終形状に仕上げられる場合もある。こ
の場合、両端部に設けられる係合部の太さが異なると、
細い方の係合部は別の装置を用いて多角形状に加工する
必要がある。

【０００６】上述したように、丸棒材或いは多角形状の
棒材を用いても最終形状に仕上げるには、複数の装置ま
たは加工工程が必要となり、しかも、両者とも不必要な
部分を削り落すことにより最終形状に仕上げているの
で、材料ロスが多くなってコストが高くつく問題があっ
た。

【０００７】そこで、本発明は、材料ロスがなく低コス
トで、しかも素材から最終形状まで連続して加工が可能
なシートベルト用エネルギ吸収シャフトの製造方法の提
供を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

【０００９】まず、本願の請求項１に係る発明（以下、
第１発明という）は、互いに対向するダイとパンチとに
より構成された複数段の鍛造ステーションに素材を順次
供給して該素材を段階的に冷間鍛造加工することによ
り、両端部にトルク入力部材と固定部材とがそれぞれ係
合される係合部を有し、中間部が上記入力部材からの入
力トルクによりねじられる軸部とされたシートベルト用
エネルギ吸収シャフトの製造方法に関するものであっ
て、まず、上記複数段の鍛造ステーションのうちの所定
の鍛造ステーションにおいて、上記素材を、パンチとダ
イとにより、軸部と該軸部のパンチ側の端部に設けられ
た第１係合部とを有する中間成形素材に成形し、次に、
上記所定の鍛造ステーションより下流側の鍛造ステーシ
ョンにおいて、パンチと分割開閉ダイとにより、上記中
間成形素材の第１係合部の反対側の端部に第２係合部を
形成することを特徴とする。

【００１０】また、本願の請求項２に係る発明（以下、
第２発明という）は、上記第１発明の製造方法に関する
ものであって、中間成形素材に第２係合部を形成する鍛
造ステーションとして、３つ以上の型部材に分割されて
パンチによる押し込み動作に伴って縮径可能とされた分
割開閉ダイを用い、該分割開閉ダイにより上記中間成形
素材を掴持すると共に、この状態で該素材を分割開閉ダ
イとその奥側に配置された固定ダイとで構成されたキャ
ビティに打ち込んで、上記中間成形素材の第１係合部の
反対側の端部を膨出させることにより第２係合部を形成
することを特徴とする。

【００１１】なお、冷間鍛造加工によって形成された上
記の第１、第２係合部は、一般的には多面体形状に形成
されるが、その形状だけとは限らず軸部より大径の円柱
形状としても良い。ただし、上記の第１、第２係合部が
円柱形状の場合は、機械加工によって多面体形状或はセ
レーションに形成される。

【００１２】上記の構成によれば、次のような作用が得
られる。

【００１３】まず、第１発明によれば、複数段の鍛造ス
テーションのうちの所定の鍛造ステーションにおいて、
素材を、パンチとダイとにより、軸部と該軸部のパンチ
側の端部に設けられた第１係合部とを有する中間成形素
材に成形する。次に、上記所定の鍛造ステーションより
下流側の鍛造ステーションにおいて、上記中間成形素材
の第１係合部の反対側の端部に第２係合部を形成する
が、この下流側の鍛造ステーションには、分割開閉ダイ
が備えられており、この分割開閉ダイが縮径した場合、
上記中間成形素材の第１係合部の反対側の端部に第２係
合部の形状に相当するキャビティを形成すると共に、該
分割開閉ダイが拡径した場合、上記第２係合部が分割開
閉ダイから排出されるスペースが形成されるので、形成
された第２係合部が軸部より大径であっても、分割開閉
ダイからシートベルト用エネルギ吸収シャフトを排出す
ることが可能となる。

【００１４】また、第２発明によれば、中間成形素材に
第２係合部を形成する鍛造ステーションとして、３つ以
上の型部材に分割される分割開閉ダイを用いており、こ
の分割開閉ダイはパンチによる押し込み動作に伴って縮
径可能とされているので、該分割開閉ダイが縮径するこ
とにより中間成形素材を掴持した状態で、分割開閉ダイ
とその奥側に配置された固定ダイとで構成されたキャビ
ティに該素材を打ち込むことができる。これにより、上
記中間成形素材の第１係合部の反対側の端部を上記キャ
ビティ内で膨出させて第２係合部が形成される。そし
て、上記パンチの後退に伴って該分割開閉ダイが拡径す
ることにより、上記第２係合部が分割開閉ダイから排出
されるスペースが形成されるので、形成された第２係合
部が軸部より大径であっても、分割開閉ダイからシート
ベルト用エネルギ吸収シャフトを排出することが可能と
なる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。なお、この実施の形態に係るシートベルト
用エネルギ吸収シャフトの製造装置は、本願の発明の方
法を実施するものである。

【００１６】図１に示すように、この製造装置は、５段
の冷間鍛造ステーションＸ１〜Ｘ５でシートベルト用エ
ネルギ吸収シャフトを成形する多段式冷間鍛造装置１で
あって、機台２にカッター装置（図示せず）と、ダイユ
ニット１１〜１５とを併設すると共に、この機台２に近
接、離反するように往復運動をするラム３に、上記のダ
イユニット１１〜１５にそれぞれ対向させて複数のパン
チユニット２１〜２５を取り付けた構成とされている。

【００１７】そして、上記ラム３の前進により上記冷間
鍛造ステーションＸ１〜Ｘ５において、上記素材が各ダ
イユニット１１〜１５内に順次打ち込まれて冷間鍛造加
工が行われる。

【００１８】図２から図７は、シートベルト用エネルギ
吸収シャフトの多段式冷間鍛造装置１による成形工程に
おける形状の変化を示すものである。

【００１９】まず、図２に示すように、所定長さに切断
された中実棒状素材ａを、上記多段式冷間鍛造装置１に
供給する。

【００２０】そして、１段目の冷間鍛造ステーションＸ
１において、図３に示すように、上記素材ａが小径され
た基準軸部ｂ１と、その一端部に小径軸部ｂ２とを有す
る中間成形素材ｂが成形される。

【００２１】２段目の冷間鍛造ステーションＸ２におい
て、図４に示すように、上記中間成形素材ｂの基準軸部
ｂ１に対応する基準軸部ｃ１と、その一端部の小径軸部
ｃ２とを有すると共に、基準軸部ｃ１の他方の端部に設
けられた大径部ｃ３とを有する中間成形素材ｃが成形さ
れる。

【００２２】３段目の冷間鍛造ステーションＸ３におい
て、図５に示すように、基準軸部ｄ１と小径軸部ｄ２と
を有すると共に、上記中間成形素材ｃの大径部ｃ３を整
形してなる六面体部ｄ３と、これに隣接した鍔部ｄ４と
を有する中間成形素材ｄが成形される。

【００２３】４段目の冷間鍛造ステーションＸ４におい
て、図６に示すように、基準軸部ｅ１と小径軸部ｅ２と
を有すると共に、上記中間成形素材ｄの六面体部ｄ３と
鍔部ｄ４とを整形してなる第１係合部ｅ３を有する中間
成形素材ｅが成形される。

【００２４】さらに、５段目の冷間鍛造ステーションＸ
５において、図７に示すように、基準軸部ｆ１と、その
一端側の小径軸部ｆ２と、他端側の第１係合部ｆ３とを
有すると共に、基準軸部ｆ１と小径軸部ｆ２との間に、
六面体の第２係合部ｆ４が設けられた最終製品ｆである
シートベルト用エネルギ吸収シャフトが成形される。

【００２５】なお、これらの冷間鍛造ステーションＸ１
〜Ｘ５間にわたる上記素材の移送は、図示していないが
既知の素材移送用チャックにより上流側の冷間鍛造ステ
ーションから下流側の冷間鍛造ステーションに順次行わ
れる。

【００２６】次に、上記の冷間鍛造ステーションＸ１〜
Ｘ５の構成について説明する。

【００２７】１段目の冷間鍛造ステーションＸ１は、ダ
イユニット１１とパンチユニット２１で構成されてお
り、図８に示すように、このうちのダイユニット１１
は、上下に連続して配置されたダイ部材３１，３２と、
これらのダイ部材３１，３２を保持するダイホルダー３
３とを有すると共に、機台２の取付孔２ａに嵌合固着さ
れている。そして、上記のダイ部材３１，３２には、そ
れぞれ成形孔３１ａ，３２ａが設けられると共に、これ
らの成形孔３１ａ，３２ａにより中間成形素材ｂ（図３
参照）の形状に相当する成形孔が構成されるようになっ
ている。また、上記ダイ部材３２の後端側には、上記の
成形孔３１ａ，３２ａ内で成形される中間成形素材ｂを
パンチユニット２１側に押し出すノックアウトピン３４
が設けられている。

【００２８】また、パンチユニット２１は、パンチ３５
とそのパンチ３５を保持するパンチホルダー３６とを有
すると共に、ラム３（図１参照）に固着されている。そ
して、このパンチ３５の先端には、上記パンチユニット
２１がダイユニット１１に当接した時に、中間成形素材
ｂの端部を抱持するための成形孔３７ａを有するパンチ
側ダイ３７が設けられている。

【００２９】そして、上記パンチホルダー３６には、パ
ンチ側ダイ３７のラム側にパンチピン３８が取り付けら
れた押え板３９が内装されている。このパンチピン３８
は、パンチ３５内及びパンチ側ダイ３７の成形孔３７ａ
内を摺動可能に配置されると共に、パンチ３５と押え板
３８との間にバネ４０，４０が配設されてダイユニット
１１側に付勢されるようになっている。これにより、上
記パンチユニット２１がダイユニット１１に当接した際
に、パンチピン３８がダイユニット１１に突入するよう
になっている。

【００３０】２段目の冷間鍛造ステーションＸ２は、ダ
イユニット１２とパンチユニット２２で構成されてお
り、図９に示すように、このうちのダイユニット１２
は、上下に連続して配置されたダイ部材４１，４２と、
これらのダイ部材４１，４２を保持するダイホルダー４
３とを有すると共に、機台２の取付孔２ａに嵌合固着さ
れている。そして、上記のダイ部材４１，４２には、そ
れぞれ成形孔４１ａ，４２ａが設けられると共に、これ
らの成形孔４１ａ，４２ａにより中間成形素材ｃ（図４
参照）の形状に相当する成形孔が構成されるようになっ
ている。また、上記ダイ部材４２の後端側には、上記の
成形孔４１ａ，４２ａ内で成形される中間成形素材ｃを
パンチユニット２２側に押し出すノックアウトピン４４
が設けられている。

【００３１】また、パンチユニット２２は、上記ダイ部
材４１の成形孔４１ａに挿入可能な形状のパンチピン４
５を備えたパンチ４６と、そのパンチ４６を保持するパ
ンチホルダー４７とを有すると共に、ラム３（図１参
照）に固着されている。

【００３２】３段目の冷間鍛造ステーションＸ３は、ダ
イユニット１３とパンチユニット２３で構成されてお
り、図１０に示すように、このうちのダイユニット１３
は、上下に連続して配置されたダイ部材５１，５２と、
これらのダイ部材５１，５２を保持するダイホルダー５
３とを有すると共に、機台２の取付孔２ａに嵌合固着さ
れている。そして、上記のダイ部材５１，５２には、そ
れぞれ成形孔５１ａ，５２ａが設けられると共に、これ
らの成形孔５１ａ，５２ａにより中間成形素材ｄ（図５
参照）の形状に相当する成形孔が構成されるようになっ
ている。また、上記ダイ部材５２の後端側には、上記の
成形孔５１ａ，５２ａ内で成形される中間成形素材ｄを
パンチユニット２３側に押し出すノックアウトピン５４
が設けられている。

【００３３】また、パンチユニット２３は、上記中間成
形素材ｄの端部を成形する凹部５５ａを有するパンチ側
ダイ５５が設けられたパンチ５６と、そのパンチ５６を
保持するパンチホルダー５７とを有すると共に、ラム３
（図１参照）に固着されている。

【００３４】４段目の冷間鍛造ステーションＸ４は、ダ
イユニット１４とパンチユニットな２４で構成されてお
り、図１１に示すように、このうちのダイユニット１４
は、上下に連続して配置されたダイ部材６１〜６３と、
これらのダイ部材６１〜６３を保持するダイホルダー６
４とを有すると共に、機台２の取付孔２ａに嵌合固着さ
れている。そして、上記のダイ部材６１〜６３には、そ
れぞれ成形孔６１ａ〜６３ａが設けられると共に、これ
らの成形孔６１ａ〜６３ａにより中間成形素材ｅ（図６
参照）の形状に相当する成形孔が構成されるようになっ
ている。また、上記ダイ部材６３の後端側には、上記の
成形孔６１ａ〜６３ａ内で成形される中間成形素材ｅを
パンチユニット２４側に押し出すノックアウトピン６５
が設けられている。

【００３５】また、パンチユニット２４は、上記ダイ部
材６１の成形孔６１ａに挿入可能な形状のパンチピン６
６を備えたパンチ６７と、そのパンチ６７を保持するパ
ンチホルダー６８とを有すると共に、ラム３（図１参
照）に固着されている。

【００３６】５段目の冷間鍛造ステーションＸ５は、ダ
イユニット１５とパンチユニット２６で構成されてお
り、図１２に示すように、このうちのダイユニット１５
は、上下に連続して配置された分割開閉ダイ７１及び固
定ダイ７２と、これらの分割開閉ダイ７１及び固定ダイ
７２を保持するダイホルダー７３とを有すると共に、機
台２の取付孔２ａに嵌合固着されている。上記分割開閉
ダイ７１は、複数の型部材７４…７４に分割されてパン
チ８２による押し込み動作により縮径可能とされると共
に、縮径時に中間成形素材ｅを掴持して最終製品ｆの第
２係合部ｆ４がされるための膨出部７１ａが構成される
ようになっている。そして、この分割開閉ダイ７１は、
ダイケース７５内を摺動可能に収納されており、その状
態で該ダイケース７５がダイホルダー７３内を摺動可能
に保持されている。

【００３７】そして、上記固定ダイ７２には、最終製品
ｆの第２係合部ｆ４を形成するための膨出部７２ａが設
けられており、縮径された分割開閉ダイ７１と固定ダイ
７２とが当接することにより、それぞれの膨出部７１
ａ，７２ａで構成される最終製品ｆの第２係合部ｆ４の
形状に相当するキャビティが形成されるようになってい
る。なお、上記ダイケース７５の後方のダイホルダー７
３には、該固定ダイ７２を収納する固定ダイケース７６
が設けれると共に、このダイケース７５と固定ダイケー
ス７６との間にバネ７７，７７が配設されて、ダイケー
ス７５はパンチユニット２５側に付勢されるようになっ
ている。

【００３８】また、上記の型部材７４…７４の外周面
は、パンチユニット２５側から大径の第１円筒７４ａ、
第１テーパ面７４ｂ、及び小径の第２円筒７４ｃにより
段付き状とされていると共に、上記ダイケース７５の内
周面も、パンチユニット２５側から大径の第１円筒面７
５ａ、第１テーパ面７５ｂ、小径の第２円筒面７５ｃ、
及び第２テーパ面７５ｄにより段付き状とされている。
そして、図１３に示すように、この分割開閉ダイ７１
は、周方向に３分割された各型部材７４…７４により構
成されており、各型部材７４の合せ面には、互いに対向
する凹部７４ａ，７４ａが形成されていて、各凹部７４
ａ間には各型部材７４を離反させる方向に付勢するコイ
ルバネ７８がそれぞれ内装されている。

【００３９】そして、図１２に示すように、上記分割開
閉ダイ７１がダイケース７５の奥方に押し込まれる前の
場合、型部材７４…７４における第１円筒面７４ａ、第
１テーパ面７４ｂ，第２円筒面７４ｃ及び第２テーパ面
７４ｄが、ダイケース７５における第１円筒面７５ａ、
第１テーパ面７５ｂ、第２円筒面７５ｃ及び第２テーパ
面７５ｄにそれぞれ対接するようになっている。また、
図１４に示すように、上記分割開閉ダイ７１がダイケー
ス７５の奥方に押し込まれた場合、型部材７４…７４は
第１テーパ面７４ｂ及び第２テーパ面７４ｄがダイケー
ス７５における第１円筒面７５ｂ及び第２テーパ面７５
ｄの各当接面に沿って、全体として縮径する方向に案内
されるようになっている。なお、上記ダイケース７５の
前面には、分割開閉ダイ７１がダイケース７５内から外
方に脱落するのを防止する抜止め部材７９が設けられて
いる。

【００４０】さらに、上記固定ダイケース７６の後端側
には、分割開閉ダイ７１及び記固定ダイ７２内で成形さ
れる最終製品ｆをパンチユニット２５側に押し出すノッ
クアウトピン８０が設けられている。

【００４１】また、パンチユニット２５は、上記最終製
品ｆの端部を成形する凹部８１ａを有するパンチピン８
１が設けられたパンチ８２と、そのパンチ８２を保持す
るパンチホルダー８３とを有すると共に、ラム３（図１
参照）に固着されている。

【００４２】次に、この多段式冷間鍛造装置１による動
作を説明する。

【００４３】１段目の冷間鍛造ステーションＸ１におい
ては、図８に示すように、パンチ側ダイ３７が設けられ
たパンチ３５によって素材ａがダイ部材３１，３２内に
打ち込まれることにより、図３に示すような基準軸部ｂ
１とその一端部に小径軸部ｂ２とを有する中間成形素材
ｂが成形される。また、パンチ３５の後退に伴って成形
後の中間成形素材ｂがノックアウトピン３４によりダイ
部材３１，３２外に排出され、排出された中間成形素材
ｂは２段目の冷間鍛造ステーションＸ２に搬送される。

【００４４】２段目の冷間鍛造ステーションＸ２におい
ては、図９に示すように、パンチピン４５を備えたパン
チ４６によって中間成形素材ｂがダイ部材４１，４２内
に打ち込まれることにより、図４に示すような基準軸部
ｃ１と、その一端部の小径軸部ｃ２とを有すると共に、
基準軸部ｃ１の他方の端部に設けられた大径部ｃ３とを
有する中間成形素材ｃが成形される。また、パンチ４６
の後退に伴って成形後の中間成形素材ｃがノックアウト
ピン４４によりダイ部材４１，４２外に排出され、排出
された中間成形素材ｃは３段目の冷間鍛造ステーション
Ｘ３に搬送される。

【００４５】３段目の冷間鍛造ステーションＸ３におい
ては、図１０に示すように、パンチ側ダイ５５が設けら
れたパンチ５６によって中間成形素材ｃがダイ部材５
１，５２内に打ち込まれることにより、図５に示すよう
な基準軸部ｄ１と小径軸部ｄ２とを有すると共に、上記
中間成形素材ｃの大径部ｃ３を整形してなる六面体部ｄ
３と、これに隣接した鍔部ｄ４とを有する中間成形素材
ｄが成形される。また、パンチ５６の後退に伴って成形
後の中間成形素材ｄがノックアウトピン５４によりダイ
部材５１，５２外に排出され、排出された中間成形素材
ｄは４段目の冷間鍛造ステーションＸ４に搬送される。

【００４６】４段目の冷間鍛造ステーションＸ４におい
ては、図１１に示すように、パンチピン６６を備えたパ
ンチ６７によって中間成形素材ｄがダイ部材６１〜６３
内に打ち込まれることにより、図６に示すような基準軸
部ｅ１と小径軸部ｅ２とを有すると共に、上記中間成形
素材ｄの六面体部ｄ３と鍔部ｄ４とを整形してなる第１
係合部ｅ３を有する中間成形素材ｅが成形される。ま
た、パンチ６７の後退に伴って成形後の中間成形素材ｅ
がノックアウトピン６５によりダイ部材６１〜６３外に
排出され、排出された中間成形素材ｅは５段目の冷間鍛
造ステーションＸ４に搬送される。

【００４７】そして、５段目の冷間鍛造ステーションＸ
５においては、図１２、１３に示すように、パンチピン
８１を備えたパンチ８２により中間成形素材ｅがダイユ
ニット１５側に打ち込まれることにより、パンチピン８
１の先端部が分割開閉ダイ７１の前面に当接し、該パン
チピン８１により分割開閉ダイ７１の各型部材７４…７
４がダイホルダー７３の後方側に押し込まれることにな
る。

【００４８】これにより、図１４に示すように、分割開
閉ダイ７１の各型部材７４…７４の第１テーパ面７４ｂ
がダイケース７５の第１テーパ面７５ｂと干渉して分割
開閉ダイ７１の軸心部が縮径することになる。そして、
上記分割開閉ダイ７１の軸心部が縮径することに伴っ
て、該分割開閉ダイ７１により上記中間成形素材ｅが掴
時されることになり、この掴持状態で中間成形素材ｅが
固定ダイ７２に打ち込まれることになる。その結果、図
１５に示すように、この打ち込みより、縮径された分割
開閉ダイ７１と固定ダイ７２とが当接して形成されたキ
ャビティ内で、上記中間成形素材ｅを膨出させることに
より六面体の第２係合部が形成されて、最終製品ｆが形
成されることになる。

【００４９】そして、パンチ８２の後退に伴ってノック
アウトピン８０がパンチユニット２５側に突き出るが、
上記最終製品ｆの膨出させて形成された第２係合部を介
して縮径した分割開閉ダイ７１を押し上げることにな
り、該分割開閉ダイ７１を拡径して、上記第２係合部が
通過可能なスペースができ、最終製品ｆが該分割開閉ダ
イ７１外に排出されることになる。また、上記分割開閉
ダイ７１はパンチ８２の後退に伴ってコイルバネ７７に
よりパンチユニット２５側に押圧されて図１２に示すよ
うに、抜止め部材７９と当接する元位置に移動復帰され
ることになる。

【００５０】こうして、１段目の冷間鍛造ステーション
Ｘ１から４段目の冷間鍛造ステーションＸ４において、
素材ａを冷間鍛造加工することにより、基準軸部ｅ１と
小径軸部ｅ２とを有すると共に、上記中間成形素材ｄの
六面体部ｄ３と鍔部ｄ４とを整形してなる第１係合部ｅ
３を有する中間成形素材ｅの成形を行い、その上で、該
中間成形素材ｅに第２係合部を形成する５段目の冷間鍛
造ステーションＸ５において、最終形状のシートベルト
用エネルギ吸収シャフトｆの成形を行うが、この冷間鍛
造ステーションＸ５は３つの型部材７４…７４に分割さ
れる分割開閉ダイ７１を備えており、この分割開閉ダイ
７１はパンチピン８１を備えたパンチ８２による押し込
み動作に伴って縮径可能とされるので、該分割開閉ダイ
７１が縮径することにより中間成形素材ｅを掴持した状
態で、分割開閉ダイ７１とその奥側に配置された固定ダ
イ７２とで構成されたキャビティに該素材ｅを打ち込む
ことができる。これにより、上記中間成形素材ｅの第１
係合部ｅ３の反対側の端部を上記キャビティ内で膨出さ
せて第２係合部が形成された最終形状のシートベルト用
エネルギ吸収シャフトｆが成形される。そして、上記パ
ンチ８２の後退に伴って該シャフトｆが上記分割開閉ダ
イ７１を押上げることにより、該分割開閉ダイ７１を拡
径して上記シャフトｆの第２係合部ｆ４が分割開閉ダイ
から排出されるスペースが形成されるので、形成された
第２係合部ｆ４が軸部ｆ１より大径であっても、分割開
閉ダイ７１からシートベルト用エネルギ吸収シャフトｆ
を排出することができる。

【００５１】なお、上記シートベルト用エネルギ吸収シ
ャフトｆの第１、２係合部ｆ３，ｆ４は六面体形状であ
るが、他の多面体形状或は軸部ｆ１より大径の円柱形状
であっても良い。ただし、上記の第１、第２係合部が円
柱形状の場合は、機械加工によって多面体形状或はセレ
ーションに形成する必要がある。

【００５２】また、上記シートベルト用エネルギ吸収シ
ャフトｆの第１、２係合部ｆ３，ｆ４の角をさらにシャ
ープにしたい場合は、プレス機等を用いて加工を施せば
良い。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、まず、第１発明によれ
ば、複数段の鍛造ステーションのうちの所定の鍛造ステ
ーションにおいて、素材を、パンチとダイとにより、軸
部と該軸部のパンチ側の端部に設けられた第１係合部と
を有する中間成形素材に成形する。次に、上記所定の鍛
造ステーションより下流側の鍛造ステーションにおい
て、上記中間成形素材の第１係合部の反対側の端部に第
２係合部を形成するが、この下流側の鍛造ステーション
には、分割開閉ダイが備えられており、この分割開閉ダ
イが縮径した場合、上記中間成形素材の係合部の反対側
の端部に第２係合部の形状に相当するキャビティを形成
すると共に、該分割開閉ダイが拡径した場合、上記第２
係合部が分割開閉ダイから排出されるスペースが形成さ
れるので、形成された第２係合部が軸部より大径であっ
ても、分割開閉ダイからシートベルト用エネルギ吸収シ
ャフトを排出することが可能となる。したがって、素材
から最終形状のシートベルト用エネルギ吸収シャフトを
多段式冷間鍛造装置のみで成形することが可能となり、
材料ロスがなく、しかも低コストで上記シャフトが製造
することができる。

【００５４】また、第２発明によれば、中間成形素材に
第２係合部を形成する鍛造ステーションとして、３つ以
上の型部材に分割される分割開閉ダイを用いており、こ
の分割開閉ダイはパンチによる押し込み動作に伴って縮
径可能とされているので、分割開閉ダイが縮径すること
により中間成形素材を掴持した状態で、分割開閉ダイと
その奥側に配置された固定ダイとで構成されたキャビテ
ィに該素材を打ち込むことができる。これにより、上記
中間成形素材の第１係合部の反対側の端部を上記キャビ
ティ内で膨出させて第２係合部が形成される。そして、
上記パンチの後退に伴って該分割開閉ダイが拡径するこ
とにより、上記第２係合部が分割開閉ダイから排出され
るスペースが形成されるので、形成された第２係合部が
軸部より大径であっても、分割開閉ダイからシートベル
ト用エネルギ吸収シャフトを排出することが可能とな
る。したがって、素材から最終形状のシートベルト用エ
ネルギ吸収シャフトを多段式冷間鍛造装置のみで成形す
ることが可能となり、材料ロスがなく、しかも低コスト
で上記シャフトが製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る製造方法を実施する多段式冷間
鍛造装置の全体を示す概略図である。

【図２】 同鍛造装置における１段目の冷間鍛造ステー
ションに供給される素材の形状を示す図である。

【図３】 同鍛造装置における１段目の冷間鍛造ステー
ションで得られた中間成形素材の形状を示す図である。

【図４】 同鍛造装置における２段目の冷間鍛造ステー
ションで得られた中間成形素材の形状を示す図である。

【図５】 同鍛造装置における３段目の冷間鍛造ステー
ションで得られた中間成形素材の形状を示す図である。

【図６】 同鍛造装置における４段目の冷間鍛造ステー
ションで得られた中間成形素材の形状を示す図である。

【図７】 同鍛造装置における５段目の冷間鍛造ステー
ションで得られた中間成形素材の形状を示す図である。

【図８】 同鍛造装置における１段目の冷間鍛造ステー
ションの要部縦断面図である。

【図９】 同鍛造装置における２段目の冷間鍛造ステー
ションの要部縦断面図である。

【図１０】 同鍛造装置における３段目の冷間鍛造ステ
ーションの要部縦断面図である。

【図１１】 同鍛造装置における４段目の冷間鍛造ステ
ーションの要部縦断面図である。

【図１２】 同鍛造装置における５段目の冷間鍛造ステ
ーションの要部縦断面図である。

【図１３】 図１２のア−ア線拡大断面図である。

【図１４】 同鍛造装置における５段目の冷間鍛造ステ
ーションの他の状態を示す要部縦断面図である。

【図１５】 同鍛造装置における５段目の冷間鍛造ステ
ーションの他の状態を示す要部縦断面図である。

【図１６】 従来のシートベルト用エネルギ吸収シャフ
トの形状を示す図である。

【符号の説明】

１１〜１５ ダイユニット（ダイ） ２１〜２５ パンチユニット（パンチ） ７１ 分割開閉ダイ ７４…７４ 型部材 ａ 素材 ｂ〜ｅ 中間成形素材 ｆ シートベルト用エネルギ吸収シャ
フト Ｘ１〜Ｘ５ 冷間鍛造ステーション（鍛造ステ
ーション）

【手続補正書】

【提出日】平成１１年７月３０日（１９９９．７．３
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のシートベ
ルト用エネルギ吸収シャフトに関し、自動車部品等の製
造技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】自動車におけるシートベルトのリトラク
タには、シートベルトの一端に連結されて、該ベルトを
巻き取り方向に付勢すると共に、衝突時等において該シ
ートベルトに急激な引っ張り荷重が作用したときには、
その引っ張り荷重に基づくトルクによりねじられて、衝
撃エネルギを吸収するようにしたエネルギ吸収シャフト
が用いられることがある。

【０００３】このシャフトは、図１６に示すように、両
端部に設けられてトルク入力部材と固定部材とがそれぞ
れ係合される多角形状の係合部Ａ１，Ａ２と、これらの
中間部の軸部Ａ３とを一体的に形成したもので、中間の
軸部Ａ３は、当該自動車の衝突時等においてシートベル
トを介して両端部の係合部Ａ１，Ａ２間に大きなトルク
が作用したときに適度にねじれるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このシート
ベルトのリトラクタ用のエネルギ吸収シャフトは、旋盤
等を用いて丸棒材を切削加工することにより、該丸棒材
の両端部以外の不必要な部分を削り落として軸部が形成
された中間成形素材を成形した後、さらに、別の装置を
用いて該中間成形素材の両端部を多角形状の係合部に加
工することにより、最終形状に仕上げられている。

【０００５】あるいは、予め最終形状の係合部と同じ多
角形状の棒材を旋盤等を用いて切削加工することによ
り、該棒材の両端部以外の不必要な部分を削り落として
軸部を成形して最終形状に仕上げられる場合もある。こ
の場合、両端部に設けられる係合部の太さが異なると、
細い方の係合部は別の装置を用いて多角形状に加工する
必要がある。

【０００６】上述したように、丸棒材或いは多角形状の
棒材を用いても最終形状に仕上げるには、複数の装置ま
たは加工工程が必要となり、しかも、両者とも不必要な
部分を削り落すことにより最終形状に仕上げているの
で、材料ロスが多くなってコストが高くつく問題があっ
た。

【０００７】そこで、本発明は、材料ロスがなく低コス
トで、しかも素材から最終形状まで連続して加工が可能
なシートベルト用エネルギ吸収シャフトの製造方法の提
供を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

【０００９】即ち、本願発明は、互いに対向するダイと
パンチとにより構成された複数段の鍛造ステーションを
有する多段式冷間鍛造装置を用い、該装置の各鍛造ステ
ーションに素材移送用チャックにより上流側から下流側
に素材を順次供給して該素材を段階的に冷間鍛造加工す
ることにより、所定長さに切断された棒状素材から、両
端部にトルク入力部材と固定部材とがそれぞれ係合され
る係合部を有し、中間部が上記入力部材からの入力トル
クによりねじられる軸部とされ、かつ一方の係合部から
延設された延長軸部を有するシートベルト用エネルギ吸
収シャフトを製造する方法に関するものであって、ま
ず、上記複数段の鍛造ステーションのうちの上流側の所
定の鍛造ステーションにおいて、上記棒状素材を、パン
チとダイとにより、軸部と該軸部のパンチ側の端部に設
けられた第１係合部とを有する中間成形素材に成形し、
次に、この中間成形素材を、その向きを反転させること
なく、パンチと、該パンチによる押し込み動作に伴って
縮径可能とされた分割開閉ダイ及びその奥側に配置され
た固定ダイと、これらのダイから製品を排出するノック
アウトピントとが備えられた下流側の鍛造ステーション
に供給し、この下流側鍛造ステーションにおいて、上記
分割開閉ダイにより中間成形素材を掴持した状態で該中
間成形素材を上記固定ダイ側に打ち込むことにより、該
分割開閉ダイと固定ダイとで、上記中間成形素材の第１
係合部の反対側の端部に第２係合部と上記延長軸部とを
形成することを特徴とする。

【００１０】なお、冷間鍛造加工によって形成された上
記の第１、第２係合部は、一般的には多面体形状に形成
されるが、その形状だけとは限らず軸部より大径の円柱
形状としても良い。ただし、上記の第１、第２係合部が
円柱形状の場合は、機械加工によって多面体形状或はセ
レーションに形成される。

【００１１】上記の構成によれば、次のような作用が得
られる。

【００１２】即ち、所定長さに切断された棒状の素材を
多段式冷間鍛造装置に供給すれば、まず、その複数段の
鍛造ステーションのうちの上流側の所定の鍛造ステーシ
ョンにおけるパンチとダイとにより、該素材が軸部と該
軸部のパンチ側の端部に設けられた第１係合部とを有す
る中間成形素材に形成されると共に、次に、この中間成
形素材が上記所定の鍛造ステーションより下流側の鍛造
ステーションに供給されることになるが、この下流側の
鍛造ステーションには、分割開閉ダイとその奥側に配置
された固定ダイとが備えられており、これらにより、上
記中間成形素材における第１係合部と反対側の端部に第
２係合部と延長軸部とが形成されることになる。そし
て、その後、上記分割開閉ダイが拡径すると共にノック
アウトピンが作動することにより、分割開閉ダイと固定
ダイとから製品が排出されることになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。なお、以下に説明するシートベルト用エネ
ルギ吸収シャフトの製造装置は、本願の発明の方法を実
施するものである。

【００１４】図１に示すように、この製造装置は、５段
の冷間鍛造ステーションＸ１〜Ｘ５でシートベルト用エ
ネルギ吸収シャフトを成形する多段式冷間鍛造装置１で
あって、機台２にカッター装置（図示せず）と、ダイユ
ニット１１〜１５とを併設すると共に、この機台２に近
接、離反するように往復運動をするラム３に、上記のダ
イユニット１１〜１５にそれぞれ対向させて複数のパン
チユニット２１〜２５を取り付けた構成とされている。

【００１５】そして、上記ラム３の前進により上記冷間
鍛造ステーションＸ１〜Ｘ５において、素材が各ダイユ
ニット１１〜１５内に順次打ち込まれて冷間鍛造加工が
行われる。

【００１６】図２から図７は、シートベルト用エネルギ
吸収シャフトの多段式冷間鍛造装置１の各成形工程によ
る形状の変化を示すものである。

【００１７】まず、図２は所定長さに切断された中実棒
状素材ａを示し、これが上記多段式冷間鍛造装置１に供
給される。

【００１８】そして、１段目の冷間鍛造ステーションＸ
１において、図３に示すように、上記素材ａが小径化さ
れた基準軸部ｂ１と、その一端部に小径軸部ｂ２とを有
する中間成形素材ｂが形成される。

【００１９】２段目の冷間鍛造ステーションＸ２におい
ては、図４に示すように、上記中間成形素材ｂの基準軸
部ｂ１に対応する基準軸部ｃ１と、その一端部の上記中
間成形素材ｂの小径軸部ｂ２に対応する小径軸部ｃ２と
を有すると共に、基準軸部ｃ１の他方の端部に設けられ
た大径部ｃ３を有する中間成形素材ｃが形成される。

【００２０】３段目の冷間鍛造ステーションＸ３におい
ては、図５に示すように、基準軸部ｄ１と小径軸部ｄ２
とを有すると共に、上記中間成形素材ｃの大径部ｃ３を
整形してなる六面体部ｄ３と、これに隣接した鍔部ｄ４
とを有する中間成形素材ｄが形成される。

【００２１】また、４段目の冷間鍛造ステーションＸ４
においては、図６に示すように、基準軸部ｅ１と小径軸
部ｅ２とを有すると共に、上記中間成形素材ｄの六面体
部ｄ３と鍔部ｄ４とを整形してなる第１係合部ｅ３を有
する中間成形素材ｅが形成される。

【００２２】さらに、５段目の冷間鍛造ステーションＸ
５において、図７に示すように、基準軸部ｆ１と、その
一端側の小径軸部ｆ２と、他端側の第１係合部ｆ３とを
有すると共に、基準軸部ｆ１と小径軸部ｆ２との間に、
六面体の第２係合部ｆ４が設けられた最終製品ｆである
シートベルト用エネルギ吸収シャフトが形成される。

【００２３】なお、これらの冷間鍛造ステーションＸ１
〜Ｘ５間にわたる上記素材の移送は、図示していないが
既知の素材移送用チャックにより上流側の冷間鍛造ステ
ーションから下流側の冷間鍛造ステーションに順次行わ
れる。

【００２４】次に、上記の冷間鍛造ステーションＸ１〜
Ｘ５の構成について説明する。

【００２５】１段目の冷間鍛造ステーションＸ１は、ダ
イユニット１１とパンチユニット２１で構成されてお
り、図８に示すように、このうちのダイユニット１１
は、軸方向に連続して配置されたダイ部材３１，３２
と、これらのダイ部材３１，３２を保持するダイホルダ
ー３３とを有すると共に、機台２の取付孔２ａに嵌合固
着されている。そして、上記のダイ部材３１，３２に
は、それぞれ成形孔３１ａ，３２ａが設けられていると
共に、これらの成形孔３１ａ，３２ａにより中間成形素
材ｂ（図３参照）の形状に相当する成形孔が構成される
ようになっている。また、上記ダイ部材３２の後端側に
は、上記の成形孔３１ａ，３２ａ内で成形される中間成
形素材ｂをパンチユニット２１側に押し出すノックアウ
トピン３４が設けられている。

【００２６】また、パンチユニット２１は、パンチ３５
とそのパンチ３５を保持するパンチホルダー３６とを有
すると共に、ラム３（図１参照）に固着されている。そ
して、このパンチ３５の先端には、上記パンチユニット
２１がダイユニット１１に当接した時に、中間成形素材
ｂの端部を形成するための成形孔３７ａを有するパンチ
側ダイ３７が設けられている。

【００２７】そして、上記パンチホルダー３６には、パ
ンチ側ダイ３７の後方にパンチピン３８が配置されてい
ると共に、その奥に押え板３９が内装されている。この
パンチピン３８は、パンチ３５内及びパンチ側ダイ３７
の成形孔３７ａ内を摺動可能に配置されていると共に、
パンチ３５と押え板３９との間にバネ４０，４０が配設
されてパンチ３５がダイユニット１１側に付勢されるよ
うになっている。これにより、上記パンチユニット２１
がダイユニット１１に当接した際に、パンチピン３８が
ダイユニット１１に突入するようになっている。

【００２８】２段目の冷間鍛造ステーションＸ２は、ダ
イユニット１２とパンチユニット２２で構成されてお
り、図９に示すように、このうちのダイユニット１２
は、軸方向に連続して配置されたダイ部材４１，４２
と、これらのダイ部材４１，４２を保持するダイホルダ
ー４３とを有すると共に、機台２の取付孔２ａに嵌合固
着されている。そして、上記のダイ部材４１，４２に
は、それぞれ成形孔４１ａ，４２ａが設けられていると
共に、これらの成形孔４１ａ，４２ａにより中間成形素
材ｃ（図４参照）の形状に相当する成形孔が構成される
ようになっている。また、上記ダイ部材４２の後端側に
は、上記の成形孔４１ａ，４２ａ内で成形される中間成
形素材ｃをパンチユニット２２側に押し出すノックアウ
トピン４４が設けられている。

【００２９】また、パンチユニット２２は、上記ダイ部
材４１の成形孔４１ａに挿入可能な形状のパンチピン４
５を備えたパンチ４６と、そのパンチ４６を保持するパ
ンチホルダー４７とを有すると共に、ラム３（図１参
照）に固着されている。

【００３０】３段目の冷間鍛造ステーションＸ３は、ダ
イユニット１３とパンチユニット２３で構成されてお
り、図１０に示すように、このうちのダイユニット１３
は、軸方向に連続して配置されたダイ部材５１，５２
と、これらのダイ部材５１，５２を保持するダイホルダ
ー５３とを有すると共に、機台２の取付孔２ａに嵌合固
着されている。そして、上記のダイ部材５１，５２に
は、それぞれ成形孔５１ａ，５２ａが設けられていると
共に、これらの成形孔５１ａ，５２ａにより中間成形素
材ｄ（図５参照）の形状に相当する成形孔が構成される
ようになっている。また、上記ダイ部材５２の後端側に
は、上記の成形孔５１ａ，５２ａ内で成形される中間成
形素材ｄをパンチユニット２３側に押し出すノックアウ
トピン５４が設けられている。

【００３１】また、パンチユニット２３は、上記中間成
形素材ｄの端部を成形する凹部５５ａを有するパンチ側
ダイ５５が設けられたパンチ５６と、そのパンチ５６を
保持するパンチホルダー５７とを有すると共に、ラム３
（図１参照）に固着されている。

【００３２】４段目の冷間鍛造ステーションＸ４は、ダ
イユニット１４とパンチユニット２４で構成されてお
り、図１１に示すように、このうちのダイユニット１４
は、軸方向に連続して配置されたダイ部材６１〜６３
と、これらのダイ部材６１〜６３を保持するダイホルダ
ー６４とを有すると共に、機台２の取付孔２ａに嵌合固
着されている。そして、上記のダイ部材６１〜６３に
は、それぞれ成形孔６１ａ〜６３ａが設けられていると
共に、これらの成形孔６１ａ〜６３ａにより中間成形素
材ｅ（図６参照）の形状に相当する成形孔が構成される
ようになっている。また、上記ダイ部材６３の後端側に
は、上記の成形孔６１ａ〜６３ａ内で成形される中間成
形素材ｅをパンチユニット２４側に押し出すノックアウ
トピン６５が設けられている。

【００３３】また、パンチユニット２４は、上記ダイ部
材６１の成形孔６１ａに挿入可能な形状のパンチピン６
６を備えたパンチ６７と、そのパンチ６７を保持するパ
ンチホルダー６８とを有すると共に、ラム３（図１参
照）に固着されている。

【００３４】５段目の冷間鍛造ステーションＸ５は、ダ
イユニット１５とパンチユニット２５で構成されてお
り、図１２に示すように、このうちのダイユニット１５
は、軸方向に連続して配置された分割開閉ダイ７１及び
固定ダイ７２と、これらの分割開閉ダイ７１及び固定ダ
イ７２を保持するダイホルダー７３とを有すると共に、
機台２の取付孔２ａに嵌合固着されている。上記分割開
閉ダイ７１は、複数の型部材７４…７４に分割されてパ
ンチユニット２５側からの押し込み動作により縮径可能
とされていると共に、縮径時に最終製品ｆの第２係合部
ｆ４を形成する凹部７１ａが設けられている。そして、
この分割開閉ダイ７１は、ダイケース７５内を摺動可能
に収納されており、その状態で該ダイケース７５がダイ
ホルダー７３内を摺動可能に保持されている。

【００３５】また、上記固定ダイ７２にも、最終製品ｆ
の第２係合部ｆ４を形成するための凹部７２ａが設けら
れており、縮径された分割開閉ダイ７１と固定ダイ７２
とが当接することにより、それぞれの凹部７１ａ，７２
ａで構成される最終製品ｆの第２係合部ｆ４の形状に相
当するキャビティが形成されるようになっている。な
お、上記ダイケース７５の奥方には、該固定ダイ７２を
収納する固定ダイケース７６が設けられていると共に、
このダイケース７５と固定ダイケース７６との間にバネ
７７，７７が配設されて、ダイケース７５がパンチユニ
ット２５側に付勢されるようになっている。

【００３６】また、上記の型部材７４…７４の外周面
は、パンチユニット２５側から大径の第１円筒面７４
ａ、第１テーパ面７４ｂ、小径の第２円筒面７４ｃ、及
び第２テーパ面７４ｄにより段付き状とされていると共
に、上記ダイケース７５の内周面も、パンチユニット２
５側から大径の第１円筒面７５ａ、第１テーパ面７５
ｂ、小径の第２円筒面７５ｃ、及び第２テーパ面７５ｄ
により段付き状とされている。そして、図１３に示すよ
うに、この分割開閉ダイ７１は、周方向に３分割された
各型部材７４…７４により構成されており、各型部材７
４の合せ面には、互いに対向する凹部７４ａ，７４ａが
形成されて、これらの凹部７４ａ間に各型部材７４を離
反させる方向に付勢するコイルバネ７８がそれぞれ内装
されている。

【００３７】そして、図１２に示すように、上記分割開
閉ダイ７１がダイケース７５の奥方に押し込まれる前
は、型部材７４…７４における第１円筒面７４ａ、第１
テーパ面７４ｂ，第２円筒面７４ｃ及び第２テーパ面７
４ｄが、ダイケース７５における第１円筒面７５ａ、第
１テーパ面７５ｂ、第２円筒面７５ｃ及び第２テーパ面
７５ｄにそれぞれ対接するようになっている。そして、
図１４に示すように、上記分割開閉ダイ７１がダイケー
ス７５の奥方に押し込まれると、型部材７４…７４は第
１テーパ面７４ｂ及び第２テーパ面７４ｄがダイケース
７５における第１テーパ面７５ｂ及び第２テーパ面７５
ｄの各当接面に沿って、全体として縮径する方向に案内
されるようになっている。なお、上記ダイケース７５の
前面には、分割開閉ダイ７１がダイケース７５内から外
方に脱落するのを防止する抜止め部材７９が設けられて
いる。

【００３８】さらに、上記固定ダイケース７６の後端側
には、分割開閉ダイ７１及び固定ダイ７２内で成形され
る最終製品ｆをパンチユニット２５側に押し出すノック
アウトピン８０が設けられている。

【００３９】また、パンチユニット２５は、上記最終製
品ｆの端部を成形する凹部８１ａを有するパンチピン８
１が設けられたパンチ８２と、そのパンチ８２を保持す
るパンチホルダー８３とを有すると共に、ラム３（図１
参照）に固着されている。

【００４０】次に、この多段式冷間鍛造装置１による動
作を説明する。

【００４１】１段目の冷間鍛造ステーションＸ１におい
ては、図８に示すように、パンチ側ダイ３７が設けられ
たパンチ３５によって素材ａがダイ部材３１，３２内に
打ち込まれることにより、図３に示すような基準軸部ｂ
１とその一端部の小径軸部ｂ２とを有する中間成形素材
ｂが成形される。また、パンチ３５の後退に伴って成形
後の中間成形素材ｂがノックアウトピン３４によりダイ
部材３１，３２外に排出され、排出された中間成形素材
ｂは２段目の冷間鍛造ステーションＸ２に搬送される。

【００４２】２段目の冷間鍛造ステーションＸ２におい
ては、図９に示すように、パンチピン４５を備えたパン
チ４６によって中間成形素材ｂがダイ部材４１，４２内
に打ち込まれることにより、図４に示すような基準軸部
ｃ１と、その一端部の小径軸部ｃ２とを有すると共に、
基準軸部ｃ１の他方の端部に設けられた大径部ｃ３を有
する中間成形素材ｃが成形される。また、パンチ４６の
後退に伴って成形後の中間成形素材ｃがノックアウトピ
ン４４によりダイ部材４１，４２外に排出され、排出さ
れた中間成形素材ｃは３段目の冷間鍛造ステーションＸ
３に搬送される。

【００４３】３段目の冷間鍛造ステーションＸ３におい
ては、図１０に示すように、パンチ側ダイ５５が設けら
れたパンチ５６によって中間成形素材ｃがダイ部材５
１，５２内に打ち込まれることにより、図５に示すよう
な基準軸部ｄ１と小径軸部ｄ２とを有すると共に、上記
中間成形素材ｃの大径部ｃ３を整形してなる六面体部ｄ
３と、これに隣接した鍔部ｄ４とを有する中間成形素材
ｄが成形される。また、パンチ５６の後退に伴って成形
後の中間成形素材ｄがノックアウトピン５４によりダイ
部材５１，５２外に排出され、排出された中間成形素材
ｄは４段目の冷間鍛造ステーションＸ４に搬送される。

【００４４】４段目の冷間鍛造ステーションＸ４におい
ては、図１１に示すように、パンチピン６６を備えたパ
ンチ６７によって中間成形素材ｄがダイ部材６１〜６３
内に打ち込まれることにより、図６に示すような基準軸
部ｅ１と小径軸部ｅ２とを有すると共に、上記中間成形
素材ｄの六面体部ｄ３と鍔部ｄ４とを整形してなる第１
係合部ｅ３を有する中間成形素材ｅが成形される。ま
た、パンチ６７の後退に伴って成形後の中間成形素材ｅ
がノックアウトピン６５によりダイ部材６１〜６３外に
排出され、排出された中間成形素材ｅは５段目の冷間鍛
造ステーションＸ４に搬送される。

【００４５】そして、５段目の冷間鍛造ステーションＸ
５においては、図１２、１３に示すように、パンチピン
８１を備えたパンチ８２により中間成形素材ｅがダイユ
ニット１５側に打ち込まれることにより、パンチピン８
１の先端部が分割開閉ダイ７１の前面に当接し、該パン
チピン８１により分割開閉ダイ７１の各型部材７４…７
４がダイホルダー７３の後方側に押し込まれることにな
る。

【００４６】これにより、図１４に示すように、分割開
閉ダイ７１の各型部材７４…７４の第１テーパ面７４ｂ
及び第２テーパ面７４ｄがダイケース７５の第１テーパ
面７５ｂ及び第２テーパ面７５ｄに案内されて分割開閉
ダイ７１の軸心部が縮径することになる。そして、上記
分割開閉ダイ７１の軸心部が縮径することに伴って、該
分割開閉ダイ７１により上記中間成形素材ｅが掴持され
ることになり、この掴持状態で中間成形素材ｅが固定ダ
イ７２に打ち込まれることになる。その結果、図１５に
示すように、この打ち込みより、縮径された分割開閉ダ
イ７１と固定ダイ７２とが当接して形成されたキャビテ
ィ内で、上記中間成形素材ｅを膨出させることにより六
面体の第２係合部ｆ４が形成されて、最終製品ｆが形成
されることになる。

【００４７】そして、パンチ８２の後退に伴ってノック
アウトピン８０がパンチユニット２５側に突き出るが、
上記最終製品ｆの膨出された第２係合部を介して縮径し
た分割開閉ダイ７１が押し上げられることにより、該分
割開閉ダイ７１が拡径して、上記第２係合部が通過可能
なスペースができ、最終製品ｆが該分割開閉ダイ７１外
に排出されることになる。また、上記分割開閉ダイ７１
はパンチ８２の後退に伴ってコイルバネ７７によりパン
チユニット２５側に押圧されて図１２に示すように、抜
止め部材７９と当接する元位置に移動復帰されることに
なる。

【００４８】以上のように、１段目の冷間鍛造ステーシ
ョンＸ１から４段目の冷間鍛造ステーションＸ４におい
て、素材ａを冷間鍛造加工することにより、基準軸部ｅ
１と小径軸部ｅ２とを有すると共に、上記中間成形素材
ｄの六面体部ｄ３と鍔部ｄ４とを整形してなる第１係合
部ｅ３を有する中間成形素材ｅの成形を行い、その上
で、該中間成形素材ｅに第２係合部を形成する５段目の
冷間鍛造ステーションＸ５において、最終形状のシート
ベルト用エネルギ吸収シャフトｆの成形を行うが、この
冷間鍛造ステーションＸ５は３つの型部材７４…７４に
分割される分割開閉ダイ７１を備えており、この分割開
閉ダイ７１はパンチピン８１を備えたパンチ８２による
押し込み動作に伴って縮径可能とされるので、該分割開
閉ダイ７１が縮径することにより中間成形素材ｅを掴持
した状態で、分割開閉ダイ７１とその奥側に配置された
固定ダイ７２とで構成されたキャビティに該素材ｅを打
ち込むことができる。これにより、上記中間成形素材ｅ
の第１係合部ｅ３の反対側の端部を上記キャビティ内で
膨出させて第２係合部が形成された最終形状のシートベ
ルト用エネルギ吸収シャフトｆが成形される。そして、
上記パンチ８２の後退に伴って該シャフトｆが上記分割
開閉ダイ７１を押上げることにより、該分割開閉ダイ７
１を拡径して上記シャフトｆの第２係合部ｆ４が分割開
閉ダイから排出されるスペースが形成されるので、形成
された第２係合部ｆ４が軸部ｆ１より大径であっても、
分割開閉ダイ７１からシートベルト用エネルギ吸収シャ
フトｆを排出することができる。

【００４９】なお、上記シートベルト用エネルギ吸収シ
ャフトｆの第１、２係合部ｆ３，ｆ４は六面体形状であ
るが、他の多面体形状或は軸部ｆ１より大径の円柱形状
であっても良い。ただし、上記の第１、第２係合部が円
柱形状の場合は、機械加工によって多面体形状或はセレ
ーションに形成する必要がある。

【００５０】また、上記シートベルト用エネルギ吸収シ
ャフトｆの第１、２係合部ｆ３，ｆ４の角をさらにシャ
ープにしたい場合は、プレス機等を用いて加工を施せば
良い。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、本願発明によれば、所定
長さに切断された棒状の素材を多段式冷間鍛造装置に供
給すれば、まず、その複数段の鍛造ステーションのうち
の上流側の所定の鍛造ステーションにおけるパンチとダ
イとにより、該素材が軸部と該軸部のパンチ側の端部に
設けられた第１係合部とを有する中間成形素材に成形さ
れると共に、次に、この中間成形素材が上記所定の鍛造
ステーションより下流側の鍛造ステーションに供給され
ることになるが、この下流側の鍛造ステーションには、
分割開閉ダイとその奥側に配置された固定ダイとが備え
られており、これらにより、上記中間成形素材における
第１係合部と反対側の端部に第２係合部と延長軸部とが
形成されることになる。そして、その後、上記分割開閉
ダイが拡径すると共にノックアウトピンが作動すること
により、分割開閉ダイと固定ダイとから製品が排出され
ることになる。

【０００５２】このようにして、軸部の両端に該軸部よ
り大径の第１、第２係合部を有し、かつ第２係合部側に
延長軸部が設けられたエネルギ吸収シャフトが、能率よ
く、かつ材料ロスを生じることなく、低コストで製造さ
れることになる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向するダイとパンチとにより構
   成された複数段の鍛造ステーションに素材を順次供給し
   て該素材を段階的に冷間鍛造加工することにより、両端
   部にトルク入力部材と固定部材とがそれぞれ係合される
   係合部を有し、中間部が上記入力部材からの入力トルク
   によりねじられる軸部とされたシートベルト用エネルギ
   吸収シャフトの製造方法であって、まず、上記複数段の
   鍛造ステーションのうちの所定の鍛造ステーションにお
   いて、上記素材を、パンチとダイとにより、軸部と該軸
   部のパンチ側の端部に設けられた第１係合部とを有する
   中間成形素材に成形し、次に、上記所定の鍛造ステーシ
   ョンより下流側の鍛造ステーションにおいて、パンチと
   分割開閉ダイとにより、上記中間成形素材の第１係合部
   の反対側の端部に第２係合部を形成することを特徴とす
   るシートベルト用エネルギ吸収シャフトの製造方法。
2. 【請求項２】 中間成形素材に第２係合部を形成する鍛
   造ステーションとして、３つ以上の型部材に分割されて
   パンチによる押し込み動作に伴って縮径可能とされた分
   割開閉ダイを用い、該分割開閉ダイにより上記中間成形
   素材を掴持すると共に、この状態で該素材を分割開閉ダ
   イとその奥側に配置された固定ダイとで構成されたキャ
   ビティに打ち込んで、上記中間成形素材の第１係合部の
   反対側の端部を膨出させることにより第２係合部を形成
   することを特徴とする請求項１に記載のシートベルト用
   エネルギ吸収シャフトの製造方法。