JP2001138003A - カップ状部材の成形方法、その成形装置、およびその予備成形粗材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、内周面に複数の溝が形成さ
れ、各溝の間の稜線部分が端部開口に向かって暫時縮径
するようにアンダカットに形成されたカップ状部材を精
度よく容易に成形する。 【解決手段】 外周面が中心軸線とほぼ平行な平面に形
成され、内周面に溝１１となる部分と稜線部分１２とな
る部分とが予備成形され、稜線部分１２のアンダカット
に形成される部分１２ｂとなる部分が中心軸線とほぼ平
行な平面に形成された予備成形粗材を成形し、次いで、
溝１１となる部分の内側への倒れ込みをパンチ５の内倒
阻止部分５１により阻止すると共に、稜線部分１２のア
ンダカットに形成される部分１２ｂとなる部分の内側へ
の倒れ込みを内倒許容部分５２により１許容する状態
で、予備成形粗材ｆの外周面をパンチ５とダイ６とによ
り、しごき成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カップ状部材の成
形方法、その成形装置、およびその予備成形粗材に関
し、さらに詳しくは、しごき成形により、内周面に複数
の溝を有しており、各溝の間の稜線部分が端部開口に向
かって暫時縮径するようにアンダカットに形成されたカ
ップ状部材を成形するための方法、装置、および予備成
形粗材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の動力伝達装置などにおいては、
いかなるジョイント角度においても駆動軸と被駆動軸と
の間の角速度差がなく等角速度で回転を伝達するため
に、等速ジョイントが用いられている。そして、バーフ
ィールド型やトリポード型の等速ジョイントにおいて
は、軸部と一体に成形されたカップ部を有するアウタレ
ース（カップ状部材）を備えている。このようなアウタ
レースＦ’は、一般に、図９および図１０に示すよう
に、カップ部Ｇ’の内周面に複数の溝１１’を有してお
り、各溝１１’の間の稜線部分１２’の軸方向中間位置
１２ａ’から端部開口に向かう部分１２ｂ’が端部開口
に向かって暫時縮径するようにアンダカットに形成され
た構造となっている。

【０００３】このような等速ジョイントのアウタレース
を成形するための従来の技術としては、特開平１１−１
７９４７７号公報に開示された等速ジョイント用外輪部
材の鍛造成形方法および装置が知られている。

【０００４】この等速ジョイント用外輪部材の鍛造成形
方法においては、軸部と前記軸部の端部から拡径して一
体的に設けられるカップ部とにより構成される等速ジョ
イント用外輪部材の鍛造成形方法であって、棒状素材に
押し出し成形を施すことにより、軸部と中実本体部を有
する成形体を得る工程と、前記成形体に据え込み成形を
施すことにより、前記中実本体部を押し潰して据え込み
成形する工程と、前記据え込み部に押し出し成形を施す
ことにより、前記カップ部を成形する工程と、前記軸部
の最終製品精度を有する第１成形部を用いて該軸部に最
終しごき成形を施すとともに、前記カップ部の最終製品
精度を有する第２成形部を用いて該カップ部の外径を拘
束した状態で、しごきパンチを介して前記カップ部の内
径部分をしごき成形する工程と、を有することを特徴と
している。

【０００５】また、この等速ジョイント用外輪部材の鍛
造成形装置においては、軸部と前記軸部の端部から拡径
して一体的に設けられるカップ部とにより構成される等
速ジョイント用外輪部材の鍛造成形装置であって、前記
軸部の最終製品精度を有し、該軸部に最終しごき成形を
施すための第１成形部と、前記カップ部の最終製品精度
を有し、該カップ部の外径を拘束するための第２成形部
と、前記第２成形部により前記カップ部の外径を拘束し
た状態で、前記軸部のしごき成形と同時に該カップ部の
内径部分をしごき成形するためのしごきパンチと、を備
えることを特徴としている。

【０００６】また、アンダカットに形成されたカップ状
部材を成形するための別の従来の技術としては、特開平
２−１３３１４０号公報に開示されているように、内部
に内径が全長に亘ってほぼ等しい凹入部を有し、かつ凹
入部の開口側外周面に厚肉部を形成したワークを予め製
作し、次にこのワークをダイスの小径部でしごいて厚肉
部を内側へ流動させることにより口絞りを行うと同時
に、コレットの先端をマンドレルにより拡開して、上記
ワークの口元部にアンダカットを形成することを特徴と
するアンダカットを有するピストンの製造方法が知られ
ている。

【０００７】そして、このアンダカットを有するピスト
ンの製造方法においては、マンドレルのテーパ部によっ
て放射状に拡開されると共に、アンダカットから抜き出
すときに収縮するよう先端が分割されたコレットを用い
ることが開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術のうち、特開平１１−１７９４７７号公報にあ
っては、カップ部の最終製品精度を有する型（第２成形
部）を用いてカップ部の外周を拘束した状態で、しごき
パンチを介してカップ部の内径部分にしごき成形を施す
ため、軸部とカップ部の同軸精度が容易かつ確実に得ら
れ、カップ部内面のトラック溝および該内面の仕上げ精
度を有効に維持することができるというものである。そ
して、このものにあっては、カップ部は、軸部の一方の
端部から拡径してアンダーカット部を有していること、
および内面の真円度について記載されているものの、ア
ンダーカット部あるいは球面状内周面が如何にして形成
されるかについては記載されておらず、また、図面から
これらを特定することはできない。

【０００９】一方、上記従来の技術のうち、特開平２−
１３３１４０号公報にあっては、図７および図８に示す
ように、凹入部の開口側外周面に厚肉部ｔを形成したワ
ーク（予備成形粗材ｆ’）を予め製作するものであるた
め、このワークｆ’をダイスの小径部でしごいて厚肉部
ｔを内側へ流動させることにより口絞りを行うと、図１
０に示すように、カップ部Ｇ’の開口端面に駄肉Ｍが生
じ、この駄肉Ｍを別工程で取り除く必要があるため、工
程数が増加するという問題があった。そして、このもの
にあっては、アンダカットを有するピストンの製造方法
であるために、ワークの口元部に全周にわたってアンダ
カットを形成することに問題はないが、この方法を上述
した等速ジョイントのアウタレースを成形する場合に適
用すると、カップ部Ｇ’の開口が全周にわたって縮径さ
れる、すなわち、稜線部分１２’のみならず溝１１’ま
でもが端部開口に向かって暫時縮径するようにアンダカ
ットに形成されることとなり、溝１１’の端部開口に等
速ジョイントのインナレースとの干渉を回避するための
テーパ部１１ｄ’を形成する必要があるという問題があ
った。

【００１０】また、特開平２−１３３１４０号公報に開
示された成形装置にあっては、先端が分割されたコレッ
トを拡開することによりワークの口元部にアンダカット
を形成するものであるため、コレットが成形製品の内面
全体を均等に押圧することができず、また、成形製品の
外面と内面との同軸度を維持できない可能性があるとい
う問題があり、成形製品の内面の成形精度を維持するた
めには切削加工あるいは研磨加工などの後加工が必要と
なるという問題があった。さらに、このものにあって
は、コレットを拡開させるためのマンドレルを必要とす
ると共に、マンドレルをコレットに対して上下動させる
必要があるため、構造が複雑となるという問題があっ
た。

【００１１】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、簡単な構成で、内周面に複数の溝が形成され、各溝
の間の稜線部分が端部開口に向かって暫時縮径するよう
にアンダカットに形成されたカップ状部材を精度よく容
易に成形することができるカップ状部材の成形方法、そ
の成形装置、およびカップ状部材を成形するための予備
成形粗材を提供することを目的とする。

【００１２】請求項１のカップ状部材の成形方法に係る
発明は、上記目的を達成するため、内周面に複数の溝を
有しており、各溝の間の稜線部分が端部開口に向かって
暫時縮径するようにアンダカットに形成されたカップ状
部材の成形方法であって、外周面が中心軸線とほぼ平行
な平面に形成され、内周面に溝となる部分と稜線部分と
なる部分とが予備成形され、稜線部分のアンダカットに
形成される部分が中心軸線とほぼ平行な平面に形成され
た予備成形粗材を成形し、溝となる部分の内側への倒れ
込みを阻止すると共に、稜線部分のアンダカットに形成
される部分の内側への倒れ込みを許容する状態で、予備
成形粗材の外周面をしごき成形することを特徴とするも
のである。

【００１３】また、請求項２のカップ状部材の成形装置
に係る発明は、上記目的を達成するため、内周面に複数
の溝を有し、各溝の間の稜線部分が端部開口に向かって
暫時縮径するようにアンダカットに形成してなるカップ
状部材を成形するための装置であって、中心軸線とほぼ
平行な平面に形成された予備成形粗材の外周面をしごき
成形するダイと、予備成形粗材の内周面に形成された溝
となる部分の内側への倒れ込みを阻止する内倒阻止部分
と、中心軸線とほぼ平行な平面に形成された稜線部分の
アンダカットに形成される部分の内側への倒れ込みを許
容する内倒許容部分と、が一体に形成されたパンチと、
を備えたことを特徴とするものである。

【００１４】また、請求項３のカップ状部材を成形する
ための予備成形粗材に係る発明は、上記目的を達成する
ため、内周面に複数の溝となる部分と各溝の間の稜線部
分となる部分とが予備成形されており、溝となる部分の
内側への倒れ込みを阻止すると共に、稜線部分のアンダ
カットに形成される部分の内側への倒れ込みを許容する
状態で、外周面をしごき成形することにより、稜線部分
が端部開口に向かって暫時縮径するようにアンダカット
に形成されたカップ状部材を成形するための予備成形粗
材であって、外周面と内周面の稜線のアンダカットに形
成される部分とを、中心軸線とほぼ平行な平面に形成し
たことを特徴とするものである。

【００１５】さらに、請求項４のカップ状部材を成形す
るための予備成形粗材に係る発明は、上記目的を達成す
るため、内周面に複数の溝となる部分と各溝の間の稜線
部分となる部分とが予備成形されており、溝となる部分
の内側への倒れ込みを阻止すると共に、稜線部分のアン
ダカットに形成される部分の内側への倒れ込みを許容す
る状態で、外周面をしごき成形することにより、稜線部
分が端部開口に向かって暫時縮径するようにアンダカッ
トに形成されたカップ状部材を成形するための予備成形
粗材であって、内周面の溝となる部分を、端部開口に向
かって暫時拡開するテーパ状の平面に形成したことを特
徴とするものである。

【００１６】そして、請求項５のカップ状部材を成形す
るための予備成形粗材に係る発明は、上記目的を達成す
るため、請求項３または４に記載の発明において、成形
されたカップ状部材の溝の肉厚の、予備成形粗材の溝と
なる部分の肉厚に対する比率を、０．７９〜０．８３と
することを特徴とするものである。

【００１７】請求項１の発明では、中実棒状の素材を押
し出し成形することなどによって、外周面が中心軸線と
ほぼ平行な平面に形成され、内周面に溝となる部分と稜
線部分となる部分とが予備成形され、稜線部分のアンダ
カットに形成される部分が中心軸線とほぼ平行な平面に
形成された予備成形粗材を成形する。そして、この予備
成形粗材の溝となる部分の内側への倒れ込みを阻止する
と共に、稜線部分のアンダカットに形成される部分の内
側への倒れ込みを許容する状態で、予備成形粗材の外周
面をしごき成形する。外周面がしごき成形されることに
より、予備成形素材の材料は、カップ状部材の軸方向お
よび径方向内側に向かって流動する。このとき、予備成
形粗材の溝となる部分が内側への倒れ込みを阻止されて
いるために、成形されたカップ状部材の溝がアンダカッ
トに形成されることがなく、また、成形されたカップ状
部材の稜線部分のみが端部開口に向かって暫時縮径する
ようにアンダカットに形成されることとなる。

【００１８】また、請求項２の発明では、予備成形粗材
は、中実棒状の粗材を押し出し成形することなどによっ
て、外周面が中心軸線とほぼ平行な平面に形成され、内
周面に溝となる部分と稜線部分となる部分とが予備成形
され、稜線部分のアンダカットに形成される部分が中心
軸線とほぼ平行な平面に形成されている。この予備成形
粗材を、パンチとダイとの間に配置し、パンチとダイを
相対的に近接させることにより予備成形粗材をしごき成
形する。予備成形粗材の内周面に形成された溝となる部
分がパンチの内倒阻止部分により内側への倒れ込みを阻
止され、内周面の中心軸線とほぼ平行な平面に形成され
た稜線部分のアンダカットに形成される部分がパンチの
内側に逃げるように形成された内倒許容部分により内側
への倒れ込みを許容された状態で、予備成形粗材の外周
面がダイによってしごかれ、材料が軸方向および径方向
内側に向かって流動する。そのため、成形されたカップ
状部材の溝にアンダカットが形成されることがなく、ま
た、成形されたカップ状部材の稜線部分のみに端部開口
に向かって暫時縮径するアンダカットが形成されること
となる。そして、しごき成形が完了してパンチとダイと
を相対的に離間させるときには、内側への倒れ込みを許
容するパンチの内倒許容部分がアンダカットに成形され
た稜線部分の端部開口よりも内側に逃げるように形成さ
れており、また、成形されたカップ状部材の溝がパンチ
の内倒阻止部分によりその内側への倒れ込みを阻止して
いるために、パンチは、カップ状部材の内周面から容易
に引き抜かれることとなる。

【００１９】請求項３の発明では、予備成形粗材の外周
面と内周面の稜線のアンダカットに形成される部分とが
中心軸線とほぼ平行な平面に形成されていることによ
り、溝となる部分の内側への倒れ込みを阻止すると共
に、稜線部分のアンダカットに形成される部分の内側へ
の倒れ込みを許容する状態で、外周面がしごき成形され
ると、中心軸線とほぼ平行な平面に形成された稜線部分
となる部分のみが内側に倒れ込むと共に、しごかれた材
料が軸方向および径方向内側に向かって流動して、アン
ダカットが容易に形成される。

【００２０】請求項４の発明では、溝となる部分の内側
への倒れ込みを阻止すると共に、稜線部分のアンダカッ
トに形成される部分の内側への倒れ込みを許容する状態
で、外周面がしごき成形されると、稜線部分となる部分
のみが内側に倒れ込むと共に、しごかれた材料が軸方向
および径方向内側に向かって流動する。このとき、予備
成形粗材の内周面の溝となる部分が端部開口に向かって
暫時拡開するテーパ状の平面に形成されていることによ
り、溝となる部分にしごかれた材料が流動して溝を所定
の形状に精度よく形成すると共に、稜線部分のアンダカ
ットに形成される部分にしごかれた材料が流動して稜線
部分にアンダカットが容易に形成される。

【００２１】請求項５の発明では、請求項３または４に
記載の発明において、予備成形粗材の溝となる部分の肉
厚を１として、この肉厚１に対して成形されたカップ状
部材の溝の肉厚の比率が０．７９〜０．８３となるよう
に、すなわち、予備成形粗材の溝となる部分の肉厚が成
形しようとするカップ状部材の溝の所望の肉厚の１／
（０．７９〜０．８３）となるように設定される。この
比率が０．７９よりも小さい（しごき成形による変形量
が大きい）場合には、カップ状部材の残留応力が大きく
なって後の工程で熱処理を行った際に寸法変化が生じて
製品形状がばらつき、あるいは、予備成形粗材の変形能
を越えて割れが生じ成形不良となる。また、比率が０．
８３よりも大きい（しごき成形による変形量が小さい）
場合には、カップ状部材に弾性域と塑性域とが存在して
製品形状がばらつき成形不良となる。したがって、予備
成形粗材の溝となる部分の肉厚１に対して成形されたカ
ップ状部材の溝の肉厚の比率を０．７９〜０．８３にす
ることにより、成形不良を引き起こすことなく、カップ
状部材が精度よく成形される。

【００２２】

【発明の実施の形態】最初に、本発明により成形される
カップ状部材の実施の一形態として、上述した自動車の
動力伝達装置などに用いられているバーフィールド型等
速ジョイントのアウタレースＦのカップ部Ｇを成形する
場合により、図１および図２に基づいて説明する。しか
しながら、本発明は、バーフィールド型等速ジョイント
のアウタレースＦを成形する場合に限定されることな
く、例えばトリポード型等速ジョイントなど、内周面に
複数の溝を有しており、各溝の間の稜線部分が端部開口
に向かって暫時縮径するようにアンダカットに形成され
たものであれば、他のカップ状部材にも適用することが
できる。

【００２３】アウタレースＦは、カップ部（カップ状部
材）Ｇに軸部Ｊが一体に成形されてなるもので、カップ
部Ｇと軸部Ｊとの中心軸線ＣＬは同軸上に位置してい
る。カップ部Ｇの内周面には、図示しない等速ジョイン
トのインナレースとの間でボールを保持するための溝
（以下、ボール溝１１という）が、軸方向に延びるよう
に、この実施の形態の場合６箇所に等間隔で形成され
る。そして、各ボール溝１１の間には、カップ部Ｇの径
方向内側に突出する稜線部分１２が軸方向に延びるよう
に形成され、各稜線部分１２の内側表面は、一定の曲率
Ｒ２で形成されていることにより、その曲率中心Ｃ２を
起点として中心軸線ＣＬと直交する方向の位置１２ａか
らカップ部Ｇの端部開口に向かう部分１２ｂが暫時縮径
するようにアンダカットに形成されている。一方、ボー
ル溝１１は、曲率中心Ｃ１を起点として中心軸線ＣＬと
直交する方向の軸方向中間位置１１ａから底方向に向か
う部分１１ｃが一定の曲率Ｒ１で形成されており、ま
た、カップ部Ｇの軸方向中間位置１１ａから端部開口に
向かう部分１１ｂが軸方向に中心軸線ＣＬとほぼ平行な
直線状の平面（周方向には円弧となっている）に形成さ
れている。

【００２４】次に、本発明のカップ状部材を成形するた
めの予備成形粗材ｆの実施の一形態を、以上のような形
状のアウタレースＦを成形する場合により、図３および
図４に基づいて説明する。

【００２５】本発明の予備成形粗材ｆは、概略、カップ
部Ｇとなる部分ｇの内周面にボール溝１１となる部分１
と稜線部分１２となる部分２とが予備成形されており、
カップ部Ｇとなる部分ｇの外周面ｇａと内周面の稜線の
アンダカットに形成される部分２ｂとを、中心軸線ＣＬ
とほぼ平行な平面に形成すると共に、内周面の溝１１と
なる部分１を、端部開口に向かって暫時拡開するテーパ
状の平面に形成し、さらに、成形されたカップ状部材Ｇ
の溝１１の肉厚Ｂに対して予備成形粗材ｆのカップ部ｇ
の溝１１となる部分１の肉厚Ａを０．７９〜０．８３の
逆数の比率にしたものである。

【００２６】図３および図４に示すように、予備成形粗
材ｆは、例えば中実棒状の鋼などの素材を温間で後方押
し出し成形などの鍛造加工を行うことにより、素材の一
方の端部にカップ状部材としてのアウタレースＦのカッ
プ部Ｇとなる部分ｇが形成される。また、素材の他方の
端部を前方押し出し成形することにより、アウタレース
Ｆの軸部Ｊとなる部分ｊがカップ部Ｇとなる部分ｇと一
体に形成される。カップ部Ｇとなる部分ｇと軸部Ｊとな
る部分ｊの中心軸線ＣＬは同軸上に位置している。軸部
Ｊとなる部分ｊは、アウタレースの軸部Ｊの最終製品精
度で形成されており（Ｊ＝ｊ）、カップ部Ｇとなる部分
ｇは、後の工程でしごき成形されることを考慮して、ア
ウタレースＦのカップ部Ｇの最終製品精度よりも外径が
わずかに大きく、軸方向にわずかに短く形成されてい
る。カップ部Ｇとなる部分ｇの外周面ｇａは、従来の技
術のようにカップ部となる部分ｇの開口側外周面に厚肉
部ｔ（図８を参照）を形成することなく、中心軸線ＣＬ
とほぼ平行な直線状の平面に形成されている。

【００２７】そして、カップ部Ｇとなる部分ｇの内周面
に予備形成された稜線部分１２となる部分２の表面は、
その軸方向中間位置２ａから底方向に向かう部分２ｃが
アウタレースのカップ部Ｇの稜線部分１２のほぼ最終製
品精度で一定の曲率Ｒ２に形成されており（２ｃ≒１２
ｃ）、また、軸方向中間位置２ａから端部開口に向かう
部分２ｂが最終製品精度と異なり中心軸線ＣＬとほぼ平
行な平面に形成されている。

【００２８】一方、カップ部Ｇとなる部分ｇの内周面に
予備形成されたボール溝１１となる部分１は、その軸方
向中間位置１ａから底方向に向かう部分１ｃがアウタレ
ースのカップ部Ｇのボール溝１のほぼ最終製品精度で一
定の曲率Ｒ１に形成されており（１ｃ≒１１ｃ）、ま
た、軸方向中間位置１ａから端部開口に向かう部分１ｂ
が最終製品精度と異なりわずかに暫時拡径するテーパ状
の平面に形成されている。

【００２９】ここで、予備成形粗材ｆのカップ部Ｇとな
る部分ｇの内周面に予備形成されたボール溝１１となる
部分１の、一定の曲率Ｒ１に形成された部分１ｃとわず
かに暫時拡径するテーパ状の平面に形成された部分１ｂ
との境界部である軸方向中間位置１ａの肉厚をＡとす
る。また、成形されたアウタレースＦのボール溝１１
の、一定の曲率Ｒ１で形成された部分１１ｃと、中心軸
線ＣＬとほぼ平行な直線状の平面に形成された部分１１
ｂとの境界部である軸方向中間位置１１ａの肉厚をＢと
する。そして、本発明では、成形されたカップ部Ｇの溝
１１の肉厚Ｂの、予備成形粗材ｆの溝１１となる部分１
の肉厚Ａに対する比率（Ｂ／Ａ）が０．７９〜０．８３
に設定されている。すなわち、予備成形粗材ｆの溝１１
となる部分１の肉厚Ａが成形されたカップ部Ｇの溝１１
の肉厚Ｂにしごかれるしごき率［（Ａ−Ｂ）／Ａ］は、
１７パーセント〜２１パーセントに設定されている。さ
らに換言すれば、予備成形粗材ｆの溝１１となる部分１
の肉厚Ａは、成形されたカップ部の溝１１の肉厚Ｂの、
予備成形粗材ｆの溝１１となる部分１の肉厚Ａに対して
上述した比率（Ｂ／Ａ）の逆数の比率［Ａ／Ｂ＝１／
（０．７９〜０．８３）］で、すなわち、成形されるカ
ップ部Ｇの溝１１の肉厚Ｂの約１．２７〜１．２０倍程
度の範囲で設定される。

【００３０】仮に、成形されたカップ部Ｇの溝１１の肉
厚Ｂの、予備成形粗材ｆの溝１１となる部分１の肉厚Ａ
に対する比率（Ｂ／Ａ）を０．７９よりも小さく（しご
き成形による変形量を大きく）設定した場合には、カッ
プ部Ｇの残留応力が大きくなって後の工程で熱処理を行
った際に寸法変化が生じて製品形状がばらつき、あるい
は、素材の変形能を越えて割れが生じ成形不良となる。
また、比率（Ｂ／Ａ）を０．８３よりも大きく（しごき
成形による変形量を小さく）設定した場合には、カップ
部Ｇに弾性域と塑性域とが存在して製品形状がばらつき
成形不良となる。しかしながら、本発明では、上述した
ように比率（Ｂ／Ａ）を０．７９〜０．８３に設定する
こととしたことにより、成形不良を引き起こすことな
く、カップ部Ｇを精度よく成形することができる。

【００３１】次に、本発明のカップ状部材Ｇの成形装置
の実施の一形態を、上述した予備成形粗材ｆからアウタ
レースＦを成形するための装置の場合により、図５およ
び図６に基づいて説明する。

【００３２】本発明のカップ状部材Ｇの成形装置は、概
略、予備成形粗材ｆのカップ部Ｇとなる部分ｇの外周面
ｇａをしごき成形するダイ６と、予備成形粗材ｆのカッ
プ部Ｇとなる部分ｇの内周面を押圧するパンチ５とを備
えてなり、パンチ５は、予備成形粗材ｆの内周面に形成
された溝１１となる部分１の内側への倒れ込みを阻止す
る内倒阻止部分５１と、中心軸線ＣＬとほぼ平行な平面
に形成された稜線部分１２のアンダカットに形成される
部分２ｂの内側への倒れ込みを許容する内倒許容部分５
２とが一体に形成されてなるものである。

【００３３】図５に示すように、ダイ６には、予備成形
粗材ｆが挿入される段部７ｄを有する孔７が形成されて
いる。この孔７の上方部７ａは、予備成形粗材ｆのカッ
プ部Ｇとなる部分ｇを挿入し得る径に形成されており、
また、その段部７ｄが形成されている中間部７ｃは、ア
ウタレースＦのカップ部Ｇの外周の最終製品精度で、す
なわち、予備成形粗材ｆの溝１１となる部分１の肉厚Ａ
に対してカップ状部材Ｇの溝１１の肉厚Ｂを０．７９〜
０．８３の比率（Ｂ／Ａ）で成形するように形成されて
いる。そして、このダイ６の孔７の上方部７ａと中間部
７ｃとの間には、下方に向かって暫時縮径するテーパ面
７ｂが形成されている。さらに、孔７の段部７ｄよりも
下方部７ｅは、アウタレースＦの軸部Ｊが挿入される。
予備成形粗材ｆが孔７の上方部７ａに挿入されると、そ
のカップ部Ｇとなる部分ｇがダイ６の孔７に形成された
テーパ面７ｂで一時的に支持されると共に、アウタレー
スＦの軸部Ｊとなる部分ｊが下方部７ｅに挿入される。
そして、しごき加工によりそのカップ部Ｇとなる部分ｇ
の図面における下面が段部７ｄに係止される。パンチ５
とダイ６の孔７との中心軸線は同軸上に配置される。

【００３４】図６に示すように、パンチ５の内倒阻止部
分５１は、その外周面が予備成形粗材ｆの内周面に形成
された溝１１となる部分１と相似形に形成され、ダイ６
とパンチ５とを相対的に近接させたときに、かかる部分
１と衝合することにより、その内側への倒れ込みを阻止
する。また、パンチ５の内倒許容部分５２は、予備成形
粗材ｆの中心軸線ＣＬとほぼ平行な平面に形成された稜
線部分１２となる部分（図６の鎖線を参照）から内側に
逃すように形成され、ダイ６とパンチ５とを相対的に近
接させて、予備成形粗材ｆのカップ部Ｇとなる部分ｇの
外周ｇａがダイ６テーパ面７ｂを介して中間部７ｃによ
りしごき成形されるときに、かかる部分２との当接を回
避する構造としたことにより、その内側への倒れ込みを
許容する。

【００３５】次に、本発明のカップ状部材Ｇの成形方法
の実施の一形態を、上述した予備成形粗材からアウタレ
ースＦを成形するための装置を用いた場合により、図１
〜図６に基づいて説明する。

【００３６】本発明のカップ状部材Ｇの成形方法は、概
略、外周面ｇａが中心軸線ＣＬとほぼ平行な平面に形成
され、内周面に溝１１なる部分１と稜線部分１２となる
部分２とが予備成形され、稜線部分２のアンダカットに
形成される部分２ｂが中心軸線ＣＬとほぼ平行な平面に
形成された予備成形粗材ｆを成形し、次いで、溝１１と
なる部分１の内側への倒れ込みを阻止すると共に、稜線
部分２のアンダカットに形成される部分２ｂの内側への
倒れ込みを許容する状態で、予備成形粗材ｆの外周面ｇ
ａをしごき成形するものである。さらに、予備成形粗材
ｆを成形する際に、内周面の溝１１となる部分１ｂを端
部開口に向かって暫時拡開するテーパ状の平面に形成
し、また、成形されたカップ状部材Ｇの溝１１ａの肉厚
Ｂに対して予備成形粗材ｆの溝１１となる部分１の肉厚
Ａを０．７９〜０．８３の逆数の比率にしたものであ
る。

【００３７】予備成形粗材ｆは、上述したように、例え
ば中実棒状の鋼などの素材を温間で後方押し出し成形な
どの鍛造加工を行うことにより、カップ状部材としての
アウタレースＦのカップ部Ｇとなる部分ｇと、同軸上に
位置する軸部Ｊとなる部分ｊとが形成されており、カッ
プ部Ｇとなる部分ｇの外周面ｇａは軸方向に中心軸線Ｃ
Ｌとほぼ平行な直線状の平面（周方向には円弧となって
いる）に形成されている。

【００３８】また、カップ部Ｇとなる部分ｇの内周面に
予備形成された稜線部分１２となる部分２の表面は、そ
の軸方向中間位置２ａから底方向に向かう部分２ｃが一
定の曲率Ｒ２に形成されており、また、軸方向中間位置
２ａから端部開口に向かう部分２ｂが中心軸線ＣＬとほ
ぼ平行な平面に形成されている。一方、カップ部Ｇとな
る部分ｇの内周面に予備形成されたボール溝１１となる
部分１の表面は、その軸方向中間位置１ａから底方向に
向かう部分１ｃが一定の曲率Ｒ１に形成されており、ま
た、軸方向中間位置１ａから端部開口に向かう部分１ｂ
がわずかに暫時拡径するテーパ状の平面に形成されてい
る。さらに、予備成形粗材ｆの溝１１となる部分１の肉
厚Ａは、成形されるカップ状部材Ｇの溝１１の肉厚Ｂの
約１．２７〜１．２０倍程度の範囲に成形されている。

【００３９】このように成形された予備成形粗材ｆは、
上述した成形装置のパンチ５とダイ６の孔７との間に配
置される。そして、ダイ６とパンチ５を相対的に近接さ
せると、図５に示すように、予備成形粗材ｆのカップ部
Ｇとなる部分ｇが、ダイ６の孔７の上方部７ａからテー
パ面７ｂを介して、アウタレースＦのカップ部Ｇの外周
の最終製品精度で形成された中間部７ｃに押し込まれる
ことにより、その外周面ｇａがしごき成形される。

【００４０】このとき、予備成形粗材ｆのカップ部Ｇと
なる部分ｇの内周面は、図６に示すように、ボール溝１
１となる部分１がパンチ５の内倒阻止部分５１と衝合さ
れており、外周面ｇａがしごき成形されることによる径
方向内側への倒れ込みおよび材料の流動が阻止された状
態となっている。また、予備成形粗材ｆの内周面の稜線
部分１２となる部分２ｂがパンチ５の内倒許容部分５２
の径方向外側に位置しており、外周面ｇａがしごき成形
されることによる径方向内側への倒れ込みおよび材料の
流動が許容された状態となっている。

【００４１】そして、予備形成されたボール溝１１とな
る部分１の、軸方向中間位置１ａから端部開口に向かう
部分１ｂがわずかに暫時拡径するテーパ状の平面に形成
されていることにより、外周面ｇａがしごき成形されて
パンチ５の内倒阻止部分５１に衝合されて、アウタレー
スＦのカップ部Ｇのボール溝１１の軸方向中間位置１１
ａから端部開口に向かう部分１１ｂが中心軸線ＣＬとほ
ぼ平行な直線状の平面に形成され、さらに、ボール溝１
１となる部分１の材料が稜線部分１２に流動することと
なる。

【００４２】一方、予備形成された稜線部分１２となる
部分２の、軸方向中間位置２ａから端部開口に向かう部
分２ｂが中心軸線ＣＬとほぼ平行な平面に形成されてい
ることにより、外周面ｇａがしごき成形されてパンチ５
の内倒許容部分５２に接することがなく、また、ボール
溝１１となる部分１の材料が稜線部分１２に流動するた
め、アウタレースＦのカップ部Ｇの稜線部分１２の、曲
率中心Ｃ２を起点として中心軸線ＣＬと直交する方向の
位置１２ａからカップ部の端部開口に向かう部分１２ｂ
が、所定の曲率Ｒ２で暫時縮径するようにアンダカット
に形成されるまで径方向内側に倒れ込むと共に材料が流
動することとなる。

【００４３】アウタレースＦが成形されると、パンチ５
とダイ６とを相対的に離間させる。パンチ５の内倒許容
部分５２が径方向内側に逃げるように形成されているた
めに、アウタレースＦのカップ部Ｇの径方向内側に倒れ
込んだ稜線部分１２ｂが干渉することがなく、また、ボ
ール溝１１が軸方向に中心軸線ＣＬと平行な平面（周方
向には円弧となっている）に形成されているために、パ
ンチ５の内倒阻止部分５１に干渉することがないので、
従来の技術のようにパンチを分割して拡径および縮径さ
せる必要がなく、そのままの姿勢でアウタレースＦのカ
ップ部Ｇから引き抜くことができる。さらに、本発明で
は、パンチ５が内倒阻止部分５１と内倒許容部分５２と
を一体に形成されているものであるため、カップ部Ｇと
なる部分ｇの内周面を押圧するときに、従来の技術のよ
うに分割されたパンチがガタついたりカップ部との同軸
度を維持できないなどの問題が発生することはなく、成
形精度を維持することができる。

【００４４】成形されたアウタレースＦは、ボール溝１
１がパンチ５の内倒阻止部分５１に衝合された状態でそ
の成形が完了するために、成形精度が良好であり、成形
後に研磨するなどの後加工を行う必要がない。なお、予
備成形粗材ｆからアウタレースＦを成形するときには、
冷間でしごき成形することが望ましい。また、成形され
たアウタレースＦは、必要な硬度を得るために、焼き入
れなどの後熱処理が行われる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、外周面が中心
軸線とほぼ平行な平面に形成され、内周面に溝となる部
分と稜線部分となる部分とが予備成形され、稜線部分の
アンダカットに形成される部分が中心軸線とほぼ平行な
平面に形成された予備成形粗材を成形し、溝となる部分
の内側への倒れ込みを阻止すると共に、稜線部分のアン
ダカットに形成される部分の内側への倒れ込みを許容す
る状態で、予備成形粗材の外周面をしごき成形するとい
う簡単な構成で、内周面に複数の溝と、各溝の間の稜線
部分が端部開口に向かって暫時縮径するようにアンダカ
ットに形成されたカップ状部材を精度よく容易に成形す
ることができるカップ状部材の成形方法を提供すること
ができる。

【００４６】請求項２の発明によれば、中心軸線とほぼ
平行な平面に形成された予備成形粗材の外周面をしごき
成形するダイと、予備成形粗材の内周面に形成された溝
となる部分の内側への倒れ込みを阻止する内倒阻止部分
と、中心軸線とほぼ平行な平面に形成された稜線部分の
アンダカットに形成される部分の内側への倒れ込みを許
容する内倒許容部分と、が一体に形成されたパンチと、
を備えた簡単な構成で、内周面に複数の溝と、各溝の間
の稜線部分が端部開口に向かって暫時縮径するようにア
ンダカットに形成されたカップ状部材を精度よく容易に
成形することができるカップ状部材の成形装置を提供す
ることができる。

【００４７】請求項３の発明によれば、予備成形粗材の
外周面と内周面の稜線のアンダカットに形成される部分
とを、中心軸線とほぼ平行な平面に形成したことによ
り、しごかれた材料が軸方向および径方向内側に向かっ
て流動するため、アンダカットを容易に形成することが
できる予備成形粗材を提供することができる。

【００４８】請求項４の発明によれば、内周面の溝とな
る部分を、端部開口に向かって暫時拡開するテーパ状の
平面に形成したことにより、溝となる部分にしごかれた
材料が流動して溝を所定の形状に精度よく形成すると共
に、稜線部分のアンダカットに形成される部分にしごか
れた材料が流動して稜線部分にアンダカットを容易に形
成することができる予備成形粗材を提供することができ
る。

【００４９】請求項５の発明によれば、請求項３または
４に記載の発明において、成形されたカップ状部材の溝
の肉厚の、予備成形粗材の溝となる部分の肉厚に対する
比率を、０．７９〜０．８３とすることにより、成形不
良を引き起こすことなく、精度よくカップ状部材を成形
することができる予備成形粗材を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により成形されるアウタレースのカップ
部を示す平面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】本発明のアウタレースを成形するための予備成
形粗材のカップ部となる部分を示す平面図である。

【図４】図３のIV−IV線断面図である。

【図５】本発明の成形装置の縦断面図である。

【図６】パンチの内倒阻止部および内倒許容部と、カッ
プ部のボール溝および稜線部分との形状を示す説明図で
ある。

【図７】従来のアウタレースを成形するための予備成形
粗材のカップ部となる部分を示す平面図である。

【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。

【図９】従来のアウタレースのカップ部を示す平面図で
ある。

【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図である。

【符号の説明】

ｆ 予備成形粗材 ｇ カップ部となる部分（カップ状部材となる部分） ｇａ 外周面 Ｆ アウタレース Ｇ カップ部（カップ状部材） １ 予備成形された溝となる部分 １ｂ 溝となる部分 ２ 予備成形された稜線部分となる部分 ２ｂ 稜線部分のアンダカットに形成される部分 １１ｂ 溝の中心軸線と平行な平面に形成される部分 １２ｂ 稜線部分のアンダカットに形成される部分 Ａ 成形されたカップ状部材の溝の肉厚 Ｂ 予備成形粗材の溝となる部分の肉厚 ５ パンチ ６ ダイ ５１ 内倒阻止部分 ５２ 内倒許容部分

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に複数の溝を有しており、各溝の
   間の稜線部分が端部開口に向かって暫時縮径するように
   アンダカットに形成されたカップ状部材の成形方法であ
   って、 外周面が中心軸線とほぼ平行な平面に形成され、内周面
   に溝となる部分と稜線部分となる部分とが予備成形さ
   れ、稜線部分のアンダカットに形成される部分が中心軸
   線とほぼ平行な平面に形成された予備成形粗材を成形
   し、 溝となる部分の内側への倒れ込みを阻止すると共に、稜
   線部分のアンダカットに形成される部分の内側への倒れ
   込みを許容する状態で、予備成形粗材の外周面をしごき
   成形することを特徴とする、カップ状部材の成形方法。
2. 【請求項２】 内周面に複数の溝を有し、各溝の間の稜
   線部分が端部開口に向かって暫時縮径するようにアンダ
   カットに形成してなるカップ状部材を成形するための装
   置であって、 中心軸線とほぼ平行な平面に形成された予備成形粗材の
   外周面をしごき成形するダイと、 予備成形粗材の内周面に形成された溝となる部分の内側
   への倒れ込みを阻止する内倒阻止部分と、中心軸線とほ
   ぼ平行な平面に形成された稜線部分のアンダカットに形
   成される部分の内側への倒れ込みを許容する内倒許容部
   分と、が一体に形成されたパンチと、を備えたことを特
   徴とする、カップ状部材の成形装置。
3. 【請求項３】 内周面に複数の溝となる部分と各溝の間
   の稜線部分となる部分とが予備成形されており、溝とな
   る部分の内側への倒れ込みを阻止すると共に、稜線部分
   のアンダカットに形成される部分の内側への倒れ込みを
   許容する状態で、外周面をしごき成形することにより、
   稜線部分が端部開口に向かって暫時縮径するようにアン
   ダカットに形成されたカップ状部材を成形するための予
   備成形粗材であって、 外周面と内周面の稜線のアンダカットに形成される部分
   とを、中心軸線とほぼ平行な平面に形成したことを特徴
   とする、カップ状部材を成形するための予備成形粗材。
4. 【請求項４】 内周面に複数の溝となる部分と各溝の間
   の稜線部分となる部分とが予備成形されており、溝とな
   る部分の内側への倒れ込みを阻止すると共に、稜線部分
   のアンダカットに形成される部分の内側への倒れ込みを
   許容する状態で、外周面をしごき成形することにより、
   稜線部分が端部開口に向かって暫時縮径するようにアン
   ダカットに形成されたカップ状部材を成形するための予
   備成形粗材であって、 内周面の溝となる部分を、端部開口に向かって暫時拡開
   するテーパ状の平面に形成したことを特徴とする、カッ
   プ状部材を成形するための予備成形粗材。
5. 【請求項５】 成形されたカップ状部材の溝の肉厚の、
   予備成形粗材の溝となる部分の肉厚に対する比率を、
   ０．７９〜０．８３とすることを特徴とする、請求項３
   または４に記載のカップ状部材を成形するための予備成
   形粗材。