JP2002192253A - 突起付き中空軸とその製造方法 - Google Patents
突起付き中空軸とその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】突起部先端角部外面の曲率半径が素管の肉厚以
下である突起部と軸部が一体型の突起付き中空軸とその
製造方法を提供する。 【解決手段】突起部成形用可動型と軸部成形用可動型に
分割され金型内を用い、第１工程のバルジ加工で膨出部
を形成し、この膨出部を第２工程の型寄せバルジ加工で
突起部に成形する方法で、突起部先端の軸方向角部外面
の目標曲率半径をRとした時、式「1.2−0.2(R／t0)≦(d
1/d2)(L1／L2)≦1.4」を満たす条件で第１工程のバルジ
加工と第２工程の型寄せバルジ加工をおこなう。ただ
し、t0は素管肉厚、d1は膨出部の軸方向中央位置におけ
る外周長、L1は同軸方向外面線長、d2は突起部の軸方向
中央位置における外周長、L2は同軸方向外面線長。
下である突起部と軸部が一体型の突起付き中空軸とその
製造方法を提供する。 【解決手段】突起部成形用可動型と軸部成形用可動型に
分割され金型内を用い、第１工程のバルジ加工で膨出部
を形成し、この膨出部を第２工程の型寄せバルジ加工で
突起部に成形する方法で、突起部先端の軸方向角部外面
の目標曲率半径をRとした時、式「1.2−0.2(R／t0)≦(d
1/d2)(L1／L2)≦1.4」を満たす条件で第１工程のバルジ
加工と第２工程の型寄せバルジ加工をおこなう。ただ
し、t0は素管肉厚、d1は膨出部の軸方向中央位置におけ
る外周長、L1は同軸方向外面線長、d2は突起部の軸方向
中央位置における外周長、L2は同軸方向外面線長。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、突起付き中空軸の
製造方法に関し、例えば、４サイクルレシプロエンジン
の吸気弁および排気弁を開閉するためのカム部材が取り
付けられたカムシャフトのような突起付き中空軸とその
製造方法に関する。
製造方法に関し、例えば、４サイクルレシプロエンジン
の吸気弁および排気弁を開閉するためのカム部材が取り
付けられたカムシャフトのような突起付き中空軸とその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、４サイクルレシプロエン
ジンの吸気弁および排気弁を駆動させるためのカムを有
する回転軸であるカムシャフトは、中実材料を鋳造や鍛
造にて粗形状に加工した後、機械加工により最終形状に
仕上げられていた。しかし、上記のような加工方法にて
製造されたカムシャフトは、中実材であるために重量が
重いという問題があった。
ジンの吸気弁および排気弁を駆動させるためのカムを有
する回転軸であるカムシャフトは、中実材料を鋳造や鍛
造にて粗形状に加工した後、機械加工により最終形状に
仕上げられていた。しかし、上記のような加工方法にて
製造されたカムシャフトは、中実材であるために重量が
重いという問題があった。
【０００３】軽量化を図るために、耐摩耗性が要求され
るカムを焼結合金により中空の部材として製造するとと
もに、回転軸を中空軸として製造し、これらを溶接、ろ
う付けまたは機械的固定により一体化して組み立てカム
シャフトを製造する技術が開発された。しかし、溶接ま
たはろう付けをおこなうには、カム部材および回転軸そ
れぞれの材質が制限され、最適な材料を用いることがで
きない。また、機械的固定は、その固定操作をカム部材
の設置数だけ繰り返しおこなう必要があり、生産性が低
いという問題があった。
るカムを焼結合金により中空の部材として製造するとと
もに、回転軸を中空軸として製造し、これらを溶接、ろ
う付けまたは機械的固定により一体化して組み立てカム
シャフトを製造する技術が開発された。しかし、溶接ま
たはろう付けをおこなうには、カム部材および回転軸そ
れぞれの材質が制限され、最適な材料を用いることがで
きない。また、機械的固定は、その固定操作をカム部材
の設置数だけ繰り返しおこなう必要があり、生産性が低
いという問題があった。
【０００４】さらなる軽量化と高能率化を図るために、
カム部をも金属素管より成形するようにした突起付き中
空軸の製造方法および製造装置が、特開昭５７−２０６
５３０号公報、特開２０００−１９２８０５号公報およ
び特開２０００−２１０７２６号公報に提案されてい
る。
カム部をも金属素管より成形するようにした突起付き中
空軸の製造方法および製造装置が、特開昭５７−２０６
５３０号公報、特開２０００−１９２８０５号公報およ
び特開２０００−２１０７２６号公報に提案されてい
る。
【０００５】すなわち、特開昭５７−２０６５３０号公
報に示される方法は、内面に所望形状の突起部の外形に
対応する凹溝を切設したダイス型内に金属素管を収容
し、この金属素管に液圧と軸圧縮によるバルジ加工を施
すことにより、突起付き中空軸を成形する方法である。
しかし、そこに示される方法は、バルジ加工による膨出
加工のみにて突起部を形成する方法であるため、突起部
の減肉が大きく、十分な製品強度が得難いのに加え、次
の欠点を有している。
報に示される方法は、内面に所望形状の突起部の外形に
対応する凹溝を切設したダイス型内に金属素管を収容
し、この金属素管に液圧と軸圧縮によるバルジ加工を施
すことにより、突起付き中空軸を成形する方法である。
しかし、そこに示される方法は、バルジ加工による膨出
加工のみにて突起部を形成する方法であるため、突起部
の減肉が大きく、十分な製品強度が得難いのに加え、次
の欠点を有している。
【０００６】すなわち、金属素管の肉厚をｔ0 、突起部
先端の軸方向角部外面の曲率半径をＲ（後述する図４
（ｃ）参照）とした時、Ｒがｔ0 （いずれも、単位はｍ
ｍ）と同等の突起部を成形しようとした場合、Ｒに対応
する内面角部の曲率半径がゼロとなり、係る形状の突起
部を膨出加工のみで成形するには、理論上、無限大の大
きさの内圧付与が必要になる。このため、Ｒ／ｔ0 が１
以下の突起付き中空軸は製造することができない。
先端の軸方向角部外面の曲率半径をＲ（後述する図４
（ｃ）参照）とした時、Ｒがｔ0 （いずれも、単位はｍ
ｍ）と同等の突起部を成形しようとした場合、Ｒに対応
する内面角部の曲率半径がゼロとなり、係る形状の突起
部を膨出加工のみで成形するには、理論上、無限大の大
きさの内圧付与が必要になる。このため、Ｒ／ｔ0 が１
以下の突起付き中空軸は製造することができない。
【０００７】ここで、前記の曲率半径Ｒが小さい方がよ
いのは次の理由による。すなわち、突起部には、その先
端に所定幅のフラット面を有することが要求されるが、
Ｒが大きいとフラット面が狭くなるためである。なお、
Ｒが大きくても、突起部全体の幅を大きくすれば所定幅
のフラット面を確保することは可能である。しかし、こ
のような中空軸は、例えば、エンジンなどの装置全体の
小型化を阻害し、装置の軽量化の障害となる。
いのは次の理由による。すなわち、突起部には、その先
端に所定幅のフラット面を有することが要求されるが、
Ｒが大きいとフラット面が狭くなるためである。なお、
Ｒが大きくても、突起部全体の幅を大きくすれば所定幅
のフラット面を確保することは可能である。しかし、こ
のような中空軸は、例えば、エンジンなどの装置全体の
小型化を阻害し、装置の軽量化の障害となる。
【０００８】特開２０００−１９２８０５号公報に示さ
れる方法は、金属素管の一部を縮径加工した後に、膨出
成形することにより突起付き中空軸を成形する方法であ
る。しかし、この方法は、金属素管の縮径加工という別
工程が必要である他、金属素管の内面に疵があった場
合、縮径加工により疵が大きくなるおそれがあるので、
素管内面を平滑に仕上げる必要があり、製造コストがか
かるという欠点を有している。
れる方法は、金属素管の一部を縮径加工した後に、膨出
成形することにより突起付き中空軸を成形する方法であ
る。しかし、この方法は、金属素管の縮径加工という別
工程が必要である他、金属素管の内面に疵があった場
合、縮径加工により疵が大きくなるおそれがあるので、
素管内面を平滑に仕上げる必要があり、製造コストがか
かるという欠点を有している。
【０００９】特開２０００−２１０７２６号公報に示さ
れる方法は、軸方向に複数に分割され、所定の距離だけ
離間させた状態でセットされた分割金型内に収容した金
属素管に膨出加工を施した後、分割型を軸方向に型寄せ
して膨出部に軸圧縮を付加することにより、突起部の減
肉を抑制しながら突起付き中空軸を成形する方法であ
る。しかし、そこには、型寄せによる突起部の減肉抑制
効果については記述されているものの、突起部先端の軸
方向角部外面の曲率半径Ｒはできるだけ小さい方がよい
ことは勿論、Ｒを小さくすることは全く考慮されていな
い。
れる方法は、軸方向に複数に分割され、所定の距離だけ
離間させた状態でセットされた分割金型内に収容した金
属素管に膨出加工を施した後、分割型を軸方向に型寄せ
して膨出部に軸圧縮を付加することにより、突起部の減
肉を抑制しながら突起付き中空軸を成形する方法であ
る。しかし、そこには、型寄せによる突起部の減肉抑制
効果については記述されているものの、突起部先端の軸
方向角部外面の曲率半径Ｒはできるだけ小さい方がよい
ことは勿論、Ｒを小さくすることは全く考慮されていな
い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の事情
に基づいてなされたもので、その目的とするところは、
突起部先端の軸方向角部外面の曲率半径Ｒが金属素管の
肉厚以下の突起部と軸部が一体型の突起付き中空軸とこ
の中空軸を小さな成形内圧で内面疵を発生させることな
く高能率に製造することが可能な突起付き中空軸の製造
方法を提供することにある。
に基づいてなされたもので、その目的とするところは、
突起部先端の軸方向角部外面の曲率半径Ｒが金属素管の
肉厚以下の突起部と軸部が一体型の突起付き中空軸とこ
の中空軸を小さな成形内圧で内面疵を発生させることな
く高能率に製造することが可能な突起付き中空軸の製造
方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を達成するために、金属素管、具体的にはＪＩＳ Ｇ４
０５１、同Ｇ ４０５２および同Ｇ ４８０５に規定さ
れる機械構造用炭素鋼とその相当鋼、焼入れ性を保証し
た構造用鋼とその相当鋼、および高炭素クロム軸受鋼と
その相当鋼などからなる鋼管のバルジ加工について鋭意
検討を重ねた。その結果、以下の知見（ａ）〜（ｃ）を
得た。 （ａ）小さな付与内圧で先端の軸方向角部外面の曲率半
径Ｒが小さな突起部を成形するためには、第１工程のバ
ルジ加工後の膨出部の軸方向外面線長をＬ1 （ｍｍ）、
第２工程の型寄せバルジ加工後の突起部の軸方向外面線
長をＬ2 （ｍｍ）とした場合、第１工程のバルジ加工に
おいてＬ1 がＬ2 よりも大きい膨出部を形成させるのが
有効である。 （ｂ）また、第１工程のバルジ加工後の膨出部の軸方向
中央位置における外周長をｄ1 （ｍｍ）、第２工程の型
寄せバルジ加工後の突起部の軸方向中央位置における外
周長をｄ2 （ｍｍ）とした場合、両者の比（ｄ1／ｄ2）
と前記Ｌ1 とＬ2との比（Ｌ1／Ｌ2）が、第２工程の型
寄せバルジ加工時における曲率半径Ｒの大きさを左右す
る重要なパラメータとなっている。 （ｃ）突起部の減肉は、第２工程の型寄せバルジ加工時
のアプセット効果により抑制される。
を達成するために、金属素管、具体的にはＪＩＳ Ｇ４
０５１、同Ｇ ４０５２および同Ｇ ４８０５に規定さ
れる機械構造用炭素鋼とその相当鋼、焼入れ性を保証し
た構造用鋼とその相当鋼、および高炭素クロム軸受鋼と
その相当鋼などからなる鋼管のバルジ加工について鋭意
検討を重ねた。その結果、以下の知見（ａ）〜（ｃ）を
得た。 （ａ）小さな付与内圧で先端の軸方向角部外面の曲率半
径Ｒが小さな突起部を成形するためには、第１工程のバ
ルジ加工後の膨出部の軸方向外面線長をＬ1 （ｍｍ）、
第２工程の型寄せバルジ加工後の突起部の軸方向外面線
長をＬ2 （ｍｍ）とした場合、第１工程のバルジ加工に
おいてＬ1 がＬ2 よりも大きい膨出部を形成させるのが
有効である。 （ｂ）また、第１工程のバルジ加工後の膨出部の軸方向
中央位置における外周長をｄ1 （ｍｍ）、第２工程の型
寄せバルジ加工後の突起部の軸方向中央位置における外
周長をｄ2 （ｍｍ）とした場合、両者の比（ｄ1／ｄ2）
と前記Ｌ1 とＬ2との比（Ｌ1／Ｌ2）が、第２工程の型
寄せバルジ加工時における曲率半径Ｒの大きさを左右す
る重要なパラメータとなっている。 （ｃ）突起部の減肉は、第２工程の型寄せバルジ加工時
のアプセット効果により抑制される。
【００１２】そこで、前記の比（ｄ1／ｄ2）と（Ｌ1 ／
Ｌ2 ）に着目して、数多くの実験をおこなった。その結
果、成形目標とする突起部先端の軸方向角部外面の曲率
半径をＲ（ｍｍ）とした時、下式を満たす条件で第１工
程のバルジ加工と第２工程の型寄せバルジ加工をおこな
うと、小さな付与内圧にて突起部先端の軸方向角部外面
の曲率半径Ｒが金属素管の肉厚ｔ0 （ｍｍ）以下とな
り、しかも内面疵がない突起付き中空軸を製造可能なこ
とが判明した。
Ｌ2 ）に着目して、数多くの実験をおこなった。その結
果、成形目標とする突起部先端の軸方向角部外面の曲率
半径をＲ（ｍｍ）とした時、下式を満たす条件で第１工
程のバルジ加工と第２工程の型寄せバルジ加工をおこな
うと、小さな付与内圧にて突起部先端の軸方向角部外面
の曲率半径Ｒが金属素管の肉厚ｔ0 （ｍｍ）以下とな
り、しかも内面疵がない突起付き中空軸を製造可能なこ
とが判明した。
【００１３】１．２−０．２×（Ｒ／ｔ0）≦（ｄ1／ｄ
2）×（Ｌ1／Ｌ2）≦１．４ 上記の知見に基づいて完成させた本発明の要旨は、下記
（１）の突起付き中空軸と下記（２）の突起付き中空軸
の製造方法にある。 （１）金属素管にバルジ加工を施して成形された突起部
と軸部とが一体型の突起付き中空軸であり、突起部先端
の軸方向角部外面の曲率半径が金属素管の肉厚以下であ
ることを特徴とする突起付き中空軸。 （２）金属素管の外形を所定の形状に成形する突起部成
形用可動型と、この突起部成形用可動型に隣接する軸部
成形用可動型とに分割されるとともに、各型間に所定の
間隔が在するようにセットされた金型内に金属素管を収
容し、この金属素管の内部に液圧を付与して軸部成形用
可動型と突起成形用可動型にて画成される空間部に金属
素管の一部を膨出させる第１工程のバルジ加工、この第
１工程のバルジ加工後、金属素管の内部に液圧を付与し
ながら軸部成形用可動型と突起成形用可動型と間の間隔
を狭めて前記膨出部を所定の突起部形状に成形する第２
工程の型寄せバルジ加工をおこなう突起付き中空軸の製
造方法であって、第２工程の型寄せバルジ加工後におけ
る突起部先端の軸方向角部外面の目標曲率半径をＲ（ｍ
ｍ）とした時、下式を満たす条件で第１工程のバルジ加
工と第２工程の型寄せバルジ加工をおこなうことを特徴
とする突起付き中空軸の製造方法。
2）×（Ｌ1／Ｌ2）≦１．４ 上記の知見に基づいて完成させた本発明の要旨は、下記
（１）の突起付き中空軸と下記（２）の突起付き中空軸
の製造方法にある。 （１）金属素管にバルジ加工を施して成形された突起部
と軸部とが一体型の突起付き中空軸であり、突起部先端
の軸方向角部外面の曲率半径が金属素管の肉厚以下であ
ることを特徴とする突起付き中空軸。 （２）金属素管の外形を所定の形状に成形する突起部成
形用可動型と、この突起部成形用可動型に隣接する軸部
成形用可動型とに分割されるとともに、各型間に所定の
間隔が在するようにセットされた金型内に金属素管を収
容し、この金属素管の内部に液圧を付与して軸部成形用
可動型と突起成形用可動型にて画成される空間部に金属
素管の一部を膨出させる第１工程のバルジ加工、この第
１工程のバルジ加工後、金属素管の内部に液圧を付与し
ながら軸部成形用可動型と突起成形用可動型と間の間隔
を狭めて前記膨出部を所定の突起部形状に成形する第２
工程の型寄せバルジ加工をおこなう突起付き中空軸の製
造方法であって、第２工程の型寄せバルジ加工後におけ
る突起部先端の軸方向角部外面の目標曲率半径をＲ（ｍ
ｍ）とした時、下式を満たす条件で第１工程のバルジ加
工と第２工程の型寄せバルジ加工をおこなうことを特徴
とする突起付き中空軸の製造方法。
【００１４】１．２−０．２×（Ｒ／ｔ0）≦（ｄ1／ｄ
2）×（Ｌ1／Ｌ2）≦１．４ ただし、 ｔ0 ：金属素管の肉厚（ｍｍ）、 ｄ1 ：第１工程後の膨出部の軸方向中央位置における外
周長（ｍｍ）、 ｄ2 ：第２工程後の突起部の軸方向中央位置における外
周長（ｍｍ）、 Ｌ1 ：第１工程後の膨出部の軸方向外面線長（ｍｍ）、 Ｌ2 ：第２工程後の突起部の軸方向外面線長（ｍｍ）。
2）×（Ｌ1／Ｌ2）≦１．４ ただし、 ｔ0 ：金属素管の肉厚（ｍｍ）、 ｄ1 ：第１工程後の膨出部の軸方向中央位置における外
周長（ｍｍ）、 ｄ2 ：第２工程後の突起部の軸方向中央位置における外
周長（ｍｍ）、 Ｌ1 ：第１工程後の膨出部の軸方向外面線長（ｍｍ）、 Ｌ2 ：第２工程後の突起部の軸方向外面線長（ｍｍ）。
【００１５】上記（２）の本発明の方法においては、第
１工程のバルジ加工時または／および第１工程の型寄せ
バルジ加工時、金属素管に軸方向の圧縮力を付与するよ
うにしてもよい。
１工程のバルジ加工時または／および第１工程の型寄せ
バルジ加工時、金属素管に軸方向の圧縮力を付与するよ
うにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の方法について、そ
の一実施形態を示す添付図面を参照して詳細に説明す
る。なお、以降の実施形態の説明では、突起付き中空軸
の突起部１個の成形を対象にして説明をおこなう。
の一実施形態を示す添付図面を参照して詳細に説明す
る。なお、以降の実施形態の説明では、突起付き中空軸
の突起部１個の成形を対象にして説明をおこなう。
【００１７】図１は、本発明の方法に用いる金型である
バルジ加工型１と、このバルジ加工型１内に収容された
バルジ加工前の金属素管Ａを示す模式的縦断面図であ
る。
バルジ加工型１と、このバルジ加工型１内に収容された
バルジ加工前の金属素管Ａを示す模式的縦断面図であ
る。
【００１８】また、図２は、第１工程のバルジ加工後の
状態を示す模式的縦断面図であり、図３は第２工程の型
寄せバルジ加工後の状態を示す模式的縦断面図である。
状態を示す模式的縦断面図であり、図３は第２工程の型
寄せバルジ加工後の状態を示す模式的縦断面図である。
【００１９】さらに、図４は、金属素管Ａ、膨出加工品
Ｂおよび突起付き中空軸Ｃの縦断面と軸方向中央位置に
おける横断面を示す模式図で、同図（ａ）は金属素管Ａ
の断面図、同図（ｂ）は膨出加工品Ｂの断面図、同図
（ｃ）は突起付き中空軸Ｃの断面図である。
Ｂおよび突起付き中空軸Ｃの縦断面と軸方向中央位置に
おける横断面を示す模式図で、同図（ａ）は金属素管Ａ
の断面図、同図（ｂ）は膨出加工品Ｂの断面図、同図
（ｃ）は突起付き中空軸Ｃの断面図である。
【００２０】ここで、金属素管Ａとしては、前述したＪ
ＩＳ Ｇ ４０５１、同Ｇ ４０５２および同Ｇ ４８
０５に規定される機械構造用炭素鋼とその相当鋼、焼入
れ性を保証した構造用鋼とその相当鋼、および高炭素ク
ロム軸受鋼とその相当鋼などからなる鋼管に限らず、前
記以外のＦｅ基合金管やＮｉ基合金管、さらにはアルミ
ニウムとその合金に代表される非鉄管や非鉄合金管など
を挙げることができる。
ＩＳ Ｇ ４０５１、同Ｇ ４０５２および同Ｇ ４８
０５に規定される機械構造用炭素鋼とその相当鋼、焼入
れ性を保証した構造用鋼とその相当鋼、および高炭素ク
ロム軸受鋼とその相当鋼などからなる鋼管に限らず、前
記以外のＦｅ基合金管やＮｉ基合金管、さらにはアルミ
ニウムとその合金に代表される非鉄管や非鉄合金管など
を挙げることができる。
【００２１】図１〜図３に示すように、本実施形態で
は、上型２と下型３とに分割されたバルジ加工型１を用
いる。このバルジ加工型１を構成する上型２と下型３の
内面には、それぞれ、製造すべき突起付き中空軸Ｃの目
標外形形状と同じ形状の孔型が刻設されている。
は、上型２と下型３とに分割されたバルジ加工型１を用
いる。このバルジ加工型１を構成する上型２と下型３の
内面には、それぞれ、製造すべき突起付き中空軸Ｃの目
標外形形状と同じ形状の孔型が刻設されている。
【００２２】そして、上型２と下型３は、いずれも、突
起付き中空軸の軸部を形成する軸部成形用可動型２ｃ、
２ｅおよび３ｃ、３ｅと、突起付き中空軸の突起部を所
定の外形形状に成形する突起部成形用可動型２ｄおよび
３ｄと、金属素管Ａの両端部を所定の形状に成形する軸
部成形用可動型２ｂ、２ｆおよび３ｂ、３ｆとに分割さ
れている。
起付き中空軸の軸部を形成する軸部成形用可動型２ｃ、
２ｅおよび３ｃ、３ｅと、突起付き中空軸の突起部を所
定の外形形状に成形する突起部成形用可動型２ｄおよび
３ｄと、金属素管Ａの両端部を所定の形状に成形する軸
部成形用可動型２ｂ、２ｆおよび３ｂ、３ｆとに分割さ
れている。
【００２３】また、突起部成形用可動型２ｄおよび３ｄ
と、軸部成形用可動型２ｂ、２ｃ、２ｅ、２ｆおよび３
ｂ、３ｃ、３ｅ、３ｆは、それぞれ、取付け板２ａ、３
ａに対して、例えば、蟻溝機構等の適宜な手段により、
図中の金属素管Ａの軸方向に摺動可能なように装着され
ている。
と、軸部成形用可動型２ｂ、２ｃ、２ｅ、２ｆおよび３
ｂ、３ｃ、３ｅ、３ｆは、それぞれ、取付け板２ａ、３
ａに対して、例えば、蟻溝機構等の適宜な手段により、
図中の金属素管Ａの軸方向に摺動可能なように装着され
ている。
【００２４】上記のように構成された上型２と下型３
は、いずれも、バルジ加工時の内圧による分割力に耐え
るために、上下から図示を省略したプレス機構により押
さえられており、このプレス機構の上下動によって上型
１と下型２のいずれか一方または両方が上下動し、これ
により、金属素管Ａの型内への搬入と、加工終了後の突
起付き中空軸Ｃの型外への搬出とが行われる。
は、いずれも、バルジ加工時の内圧による分割力に耐え
るために、上下から図示を省略したプレス機構により押
さえられており、このプレス機構の上下動によって上型
１と下型２のいずれか一方または両方が上下動し、これ
により、金属素管Ａの型内への搬入と、加工終了後の突
起付き中空軸Ｃの型外への搬出とが行われる。
【００２５】さらに、上型２と下型３の間には、金属素
管Ａの両端部を気密保持し、バルジ加工時に図示しない
油圧シリンダ等の適宜な押圧機構に接続されて金属素管
Ａの両端部より軸方向圧縮力を加える管端拘束治具７
ａ、７ｂが配置されている。
管Ａの両端部を気密保持し、バルジ加工時に図示しない
油圧シリンダ等の適宜な押圧機構に接続されて金属素管
Ａの両端部より軸方向圧縮力を加える管端拘束治具７
ａ、７ｂが配置されている。
【００２６】また更に、上型２と下型３の間には、突起
部成形用可動型２ｄおよび３ｄと、軸部成形用可動型２
ｂ、２ｃ、２ｅ、２ｆおよび３ｂ、３ｃ、３ｅ、３ｆと
を、それぞれ、同時に、軸方向に移動させるとともに、
必要に応じて所定の位置に固定支持する、例えば、油圧
シリンダ等の適宜な押圧機構からなる型移動用治具８
ａ、８ｂが配置されている。
部成形用可動型２ｄおよび３ｄと、軸部成形用可動型２
ｂ、２ｃ、２ｅ、２ｆおよび３ｂ、３ｃ、３ｅ、３ｆと
を、それぞれ、同時に、軸方向に移動させるとともに、
必要に応じて所定の位置に固定支持する、例えば、油圧
シリンダ等の適宜な押圧機構からなる型移動用治具８
ａ、８ｂが配置されている。
【００２７】本発明の方法においては、上記のように構
成された上型２と下型３とを、プレス機構を作動させて
開き、突起付き中空軸の軸部を形成する軸部成形用可動
型２ｃ、２ｅおよび３ｃ、３ｅとが、図１に示すよう
に、それぞれ、突起部成形用可動型２ｄおよび３ｄに対
して所定の間隔を隔てて初期セットされる。
成された上型２と下型３とを、プレス機構を作動させて
開き、突起付き中空軸の軸部を形成する軸部成形用可動
型２ｃ、２ｅおよび３ｃ、３ｅとが、図１に示すよう
に、それぞれ、突起部成形用可動型２ｄおよび３ｄに対
して所定の間隔を隔てて初期セットされる。
【００２８】次いで、素材の金属素管Ａをバルジ加工型
１内に装入し、上型２と下型３とを閉じる。
１内に装入し、上型２と下型３とを閉じる。
【００２９】しかる後、本発明では、金属素管Ａに、以
下に述べる第１工程のバルジ加工と第２工程の型寄せバ
ルジ加工をおこなう。
下に述べる第１工程のバルジ加工と第２工程の型寄せバ
ルジ加工をおこなう。
【００３０】すなわち、第１工程のバルジ加工では、突
起部成形用可動型２ｄおよび３ｄと、軸部成形用可動型
２ｂ、２ｃ、２ｅ、２ｆおよび３ｂ、３ｃ、３ｅ、３ｆ
の位置を、型移動用治具８ａ、８ｂによって図１に示す
状態に固定保持する。
起部成形用可動型２ｄおよび３ｄと、軸部成形用可動型
２ｂ、２ｃ、２ｅ、２ｆおよび３ｂ、３ｃ、３ｅ、３ｆ
の位置を、型移動用治具８ａ、８ｂによって図１に示す
状態に固定保持する。
【００３１】そして、金属素管Ａの内部に、管端拘束治
具７ａ、７ｂの軸心に設けられた管路７ｃ、７ｄから高
圧のバルジ加工用液体を注入しつつ管端拘束治具７ａ、
７ｂにより両側より軸方向圧縮力を加えて金属素管Ａを
拡管膨出変形させ、図２に示すような膨出加工品Ｂの成
形をおこなう。
具７ａ、７ｂの軸心に設けられた管路７ｃ、７ｄから高
圧のバルジ加工用液体を注入しつつ管端拘束治具７ａ、
７ｂにより両側より軸方向圧縮力を加えて金属素管Ａを
拡管膨出変形させ、図２に示すような膨出加工品Ｂの成
形をおこなう。
【００３２】その際、管端拘束治具７ａまたは７ｂのみ
にて片側よりの軸方向圧縮力を加えた場合でも金属素管
Ａの拡管膨出変形は可能である。また、使用する金属素
管Ａの変形能が高い場合や拡管膨出加工量が小さな場合
には、管端拘束治具７ａ、７ｂによる軸方向圧縮力はお
こなわず、内圧付与のみにて金属素管Ａを膨出加工品Ｂ
に加工することも可能である。
にて片側よりの軸方向圧縮力を加えた場合でも金属素管
Ａの拡管膨出変形は可能である。また、使用する金属素
管Ａの変形能が高い場合や拡管膨出加工量が小さな場合
には、管端拘束治具７ａ、７ｂによる軸方向圧縮力はお
こなわず、内圧付与のみにて金属素管Ａを膨出加工品Ｂ
に加工することも可能である。
【００３３】次いで、第２工程の型寄せバルジ加工で
は、型移動用治具８ａ、８ｂを作動させ、軸部成形用可
動型２ｂ、２ｃ、２ｅ、２ｆおよび３ｂ、３ｃ、３ｅ、
３ｆを、それぞれ、突起部成形用可動型２ｄおよび３ｄ
に向けて両側より移動させながら、管端拘束治具７ａ、
７ｂの軸心に設けられた管路７ｃ、７ｄからの高圧バル
ジ加工用液体の注入および軸方向圧縮力付与を継続して
おこない、膨出加工品Ｂをさらに拡管膨出変形させ、図
３に示す状態になった時点で、型寄せバルジ加工を終了
する。
は、型移動用治具８ａ、８ｂを作動させ、軸部成形用可
動型２ｂ、２ｃ、２ｅ、２ｆおよび３ｂ、３ｃ、３ｅ、
３ｆを、それぞれ、突起部成形用可動型２ｄおよび３ｄ
に向けて両側より移動させながら、管端拘束治具７ａ、
７ｂの軸心に設けられた管路７ｃ、７ｄからの高圧バル
ジ加工用液体の注入および軸方向圧縮力付与を継続して
おこない、膨出加工品Ｂをさらに拡管膨出変形させ、図
３に示す状態になった時点で、型寄せバルジ加工を終了
する。
【００３４】具体的には、突起部成形用可動型２ｄおよ
び３ｄに対して軸部成形用可動型２ｃ、２ｅおよび３
ｃ、３ｅが当接し、かつこの突起部成形用可動型２ｄお
よび３ｄに対して軸部成形用可動型２ｃ、２ｅおよび３
ｃ、３ｅが当接して一体となったバルジ加工型１の孔型
内面に、突起付き中空軸Ｃの突起部が充満した時点でバ
ルジ加工を終了する。
び３ｄに対して軸部成形用可動型２ｃ、２ｅおよび３
ｃ、３ｅが当接し、かつこの突起部成形用可動型２ｄお
よび３ｄに対して軸部成形用可動型２ｃ、２ｅおよび３
ｃ、３ｅが当接して一体となったバルジ加工型１の孔型
内面に、突起付き中空軸Ｃの突起部が充満した時点でバ
ルジ加工を終了する。
【００３５】その際、管端拘束治具７ａ、７ｂによる軸
方向圧縮力の付与は、第１工程のバルジ加工の場合と同
様に、いずれか一方のみにて付与するようにしてもよい
し、使用する金属素管Ａの変形能が高い場合や拡管膨出
加工量が小さな場合には省略し、単に金型の移動に追従
移動させるようにしてもよい。
方向圧縮力の付与は、第１工程のバルジ加工の場合と同
様に、いずれか一方のみにて付与するようにしてもよい
し、使用する金属素管Ａの変形能が高い場合や拡管膨出
加工量が小さな場合には省略し、単に金型の移動に追従
移動させるようにしてもよい。
【００３６】また、金型の移動は、型移動用治具８ａま
たは８ｂのみを作動させ、軸部成形用可動型２ｂ、２ｃ
および３ｂ、３ｃ、突起部成形用可動型２ｄおよび３ｄ
を、それぞれ、軸部成形用可動型２ｅ、２ｆおよび３
ｅ、３ｆに向けて片側のみより移動させながら型寄せバ
ルジ加工することも可能である。したがって、金型の分
割態様は、図１〜図３に示す分割態様に代えて、例え
ば、突起部成形用可動型２ｄおよび３ｄを、軸部成形用
可動型２ｅおよび３ｅ、または２ｆおよび３ｆのいずれ
か一方と一体にした分割金型であってもよい。
たは８ｂのみを作動させ、軸部成形用可動型２ｂ、２ｃ
および３ｂ、３ｃ、突起部成形用可動型２ｄおよび３ｄ
を、それぞれ、軸部成形用可動型２ｅ、２ｆおよび３
ｅ、３ｆに向けて片側のみより移動させながら型寄せバ
ルジ加工することも可能である。したがって、金型の分
割態様は、図１〜図３に示す分割態様に代えて、例え
ば、突起部成形用可動型２ｄおよび３ｄを、軸部成形用
可動型２ｅおよび３ｅ、または２ｆおよび３ｆのいずれ
か一方と一体にした分割金型であってもよい。
【００３７】上記のように、金属素管Ａに対するバルジ
加工を２工程に分けておこなう場合には、第１工程のバ
ルジ加工において成形される突起付き中空軸の突起部に
対応する膨出部の金属素管軸方向の拡管膨出領域が、上
下に分割されただけの従来のバルジ加工型を用いる場合
に比べて長くなる。また、金属素管Ａに付与する内圧が
同じ場合、その膨出量と材料体積も大きくなる。
加工を２工程に分けておこなう場合には、第１工程のバ
ルジ加工において成形される突起付き中空軸の突起部に
対応する膨出部の金属素管軸方向の拡管膨出領域が、上
下に分割されただけの従来のバルジ加工型を用いる場合
に比べて長くなる。また、金属素管Ａに付与する内圧が
同じ場合、その膨出量と材料体積も大きくなる。
【００３８】そして、この管軸方向に長く、かつ膨出量
と材料体積が大きくなった膨出加工品Ｂの拡管膨出領域
は、第２工程の型寄せバルジ加工における軸部成形用可
動型２ｃ、３ｃおよび２ｅ、３ｅの移動に伴い、その両
側部分に管軸方向の曲げ加工を受けながら拡管膨出変形
し、型相互が接触して一体となったバルジ加工型１の突
起部成形用可動型２ｄおよび３ｄの内周面に突起付き中
空軸Ｃの突起部が充満した時点でバルジ加工を終了す
る。
と材料体積が大きくなった膨出加工品Ｂの拡管膨出領域
は、第２工程の型寄せバルジ加工における軸部成形用可
動型２ｃ、３ｃおよび２ｅ、３ｅの移動に伴い、その両
側部分に管軸方向の曲げ加工を受けながら拡管膨出変形
し、型相互が接触して一体となったバルジ加工型１の突
起部成形用可動型２ｄおよび３ｄの内周面に突起付き中
空軸Ｃの突起部が充満した時点でバルジ加工を終了す
る。
【００３９】このように、第１工程のバルジ加工で成形
された膨出加工品Ｂの膨出部を、第２工程の型寄せバル
ジ加工時により、管軸方向の曲げを付与しながさらに拡
管膨出変形させる場合には、拡管膨出変形が円滑に進行
し、膨出加工品Ｂに破断が生じることがない。このた
め、偏心量が大きい突起部を有する突起付き中空軸Ｃで
も成形可能となる。
された膨出加工品Ｂの膨出部を、第２工程の型寄せバル
ジ加工時により、管軸方向の曲げを付与しながさらに拡
管膨出変形させる場合には、拡管膨出変形が円滑に進行
し、膨出加工品Ｂに破断が生じることがない。このた
め、偏心量が大きい突起部を有する突起付き中空軸Ｃで
も成形可能となる。
【００４０】また、第２工程の型寄せバルジ加工時、膨
出加工品Ｂの内部に付与する内圧は、突起部の外形形状
や第１工程のバルジ加工後の膨出加工品Ｂの拡管膨出部
の張出し形状等により決定されるが、第２工程の型寄せ
バルジ加工においては付与する内圧が高ければ高いほど
成形後の形状は良好になる。このため、第２工程の型寄
せバルジ加工おいて膨出加工品Ｂの内部に付与する内圧
はできるだけ高くするのがよい。
出加工品Ｂの内部に付与する内圧は、突起部の外形形状
や第１工程のバルジ加工後の膨出加工品Ｂの拡管膨出部
の張出し形状等により決定されるが、第２工程の型寄せ
バルジ加工においては付与する内圧が高ければ高いほど
成形後の形状は良好になる。このため、第２工程の型寄
せバルジ加工おいて膨出加工品Ｂの内部に付与する内圧
はできるだけ高くするのがよい。
【００４１】第２工程の型寄せバルジ加工終了後、プレ
スを作動させて上型２と下型３を開き、バルジ加工され
た突起付き中空軸Ｃをバルジ加工型１外に搬出する。
スを作動させて上型２と下型３を開き、バルジ加工され
た突起付き中空軸Ｃをバルジ加工型１外に搬出する。
【００４２】本発明の方法は上記のようにして突起付き
中空軸Ｃを成形するのであるが、突起付き中空軸Ｃの突
起部先端の軸方向角部外面の目標曲率半径Ｒ（図４
（ｃ）参照）が、金属素管Ａの肉厚ｔ0 （図４（ａ）参
照）以下のものを成形するには、下式を満たす条件で第
１工程のバルジ加工と第２工程の型寄せバルジ加工をお
こなう必要がある。
中空軸Ｃを成形するのであるが、突起付き中空軸Ｃの突
起部先端の軸方向角部外面の目標曲率半径Ｒ（図４
（ｃ）参照）が、金属素管Ａの肉厚ｔ0 （図４（ａ）参
照）以下のものを成形するには、下式を満たす条件で第
１工程のバルジ加工と第２工程の型寄せバルジ加工をお
こなう必要がある。
【００４３】このことは、図４に示すように、金属素管
Ａの肉厚をｔ0 、外周長をｄ0 、膨出加工品Ｂの膨出部
の軸方向中央位置における外周長をｄ1 、軸方向外面線
長をＬ1 、および突起付き中空軸Ｃの突起部の軸方向中
央位置における外周長をｄ2、軸方向外面線長をＬ2 と
した場合、実験結果の一例を示す図５、図６および後述
する実施例の結果からも明らかである。
Ａの肉厚をｔ0 、外周長をｄ0 、膨出加工品Ｂの膨出部
の軸方向中央位置における外周長をｄ1 、軸方向外面線
長をＬ1 、および突起付き中空軸Ｃの突起部の軸方向中
央位置における外周長をｄ2、軸方向外面線長をＬ2 と
した場合、実験結果の一例を示す図５、図６および後述
する実施例の結果からも明らかである。
【００４４】すなわち、図５は、突起部の拡管率が３０
％、換言すれば、比（ｄ0／ｄ2）が０．７７で、かつ比
（Ｒ／ｔ0 ）が０．６の突起付き中空軸Ｃを成形する
際、前記のｄ1 、Ｌ1 、ｄ2 およびＬ2 がＲに及ぼす影
響を整理して示した図で、縦軸に比（ｄ1／ｄ2）、横軸
に比（Ｌ1／Ｌ2）を採り、目標通りのＲを有する突起部
が成形でき場合を○印、成形できなかった場合を△印、
第２工程の型寄せバルジ加工時に、膨出部の根元部分の
幅が先端部分の幅よりも小さくなったり、先端面が凹ん
だりする挫屈が発生した場合を×印で示した図である。
％、換言すれば、比（ｄ0／ｄ2）が０．７７で、かつ比
（Ｒ／ｔ0 ）が０．６の突起付き中空軸Ｃを成形する
際、前記のｄ1 、Ｌ1 、ｄ2 およびＬ2 がＲに及ぼす影
響を整理して示した図で、縦軸に比（ｄ1／ｄ2）、横軸
に比（Ｌ1／Ｌ2）を採り、目標通りのＲを有する突起部
が成形でき場合を○印、成形できなかった場合を△印、
第２工程の型寄せバルジ加工時に、膨出部の根元部分の
幅が先端部分の幅よりも小さくなったり、先端面が凹ん
だりする挫屈が発生した場合を×印で示した図である。
【００４５】また、図６は、突起部の拡管率が１０％、
換言すれば、比（ｄ0／ｄ2）が０．９１で、かつ比（Ｒ
／ｔ0 ）が０．６の突起付き中空軸Ｃを成形する際にお
ける上記ｄ1 、Ｌ1 、ｄ2 およびＬ2 がＲに及ぼす影響
を整理して示した上記の図５と同様の図である。
換言すれば、比（ｄ0／ｄ2）が０．９１で、かつ比（Ｒ
／ｔ0 ）が０．６の突起付き中空軸Ｃを成形する際にお
ける上記ｄ1 、Ｌ1 、ｄ2 およびＬ2 がＲに及ぼす影響
を整理して示した上記の図５と同様の図である。
【００４６】なお、比（ｄ1／ｄ2）は、ｄ1＝ｄ0の時に
下限値（ｄ0／ｄ2）、ｄ1＝ｄ2の時に最大値１となり、
（ｄ0／ｄ2）≦（ｄ1／ｄ2）≦１となる。
下限値（ｄ0／ｄ2）、ｄ1＝ｄ2の時に最大値１となり、
（ｄ0／ｄ2）≦（ｄ1／ｄ2）≦１となる。
【００４７】図５および図６に示す結果からわかるよう
に、「（ｄ1／ｄ2）×（Ｌ1／Ｌ2）＜１．２−（Ｒ／ｔ
0 ）×０．２」の条件では△印であり、目標とする曲率
半径Ｒを有する突起部は成形できない。また、「（ｄ1
／ｄ2）×（Ｌ1／Ｌ2）＞１．４」の条件では×印であ
り、第２工程の型寄せバルジ加工時、膨出部に挫屈が発
生する。
に、「（ｄ1／ｄ2）×（Ｌ1／Ｌ2）＜１．２−（Ｒ／ｔ
0 ）×０．２」の条件では△印であり、目標とする曲率
半径Ｒを有する突起部は成形できない。また、「（ｄ1
／ｄ2）×（Ｌ1／Ｌ2）＞１．４」の条件では×印であ
り、第２工程の型寄せバルジ加工時、膨出部に挫屈が発
生する。
【００４８】これに対し、「１．２−（Ｒ／ｔ0 ）×
０．２≦（ｄ1／ｄ2）×（Ｌ1／Ｌ2）≦１．４」の範囲
の条件では○印であり、目標とする曲率半径Ｒを有する
突起部が得られている。よって、本発明では、第１工程
のバルジ加工と第２工程の型寄せバルジ加工を下式を満
たす条件でおこなうことと定めた。
０．２≦（ｄ1／ｄ2）×（Ｌ1／Ｌ2）≦１．４」の範囲
の条件では○印であり、目標とする曲率半径Ｒを有する
突起部が得られている。よって、本発明では、第１工程
のバルジ加工と第２工程の型寄せバルジ加工を下式を満
たす条件でおこなうことと定めた。
【００４９】１．２−（Ｒ／ｔ0 ）×０．２≦（ｄ1／
ｄ2）×（Ｌ1／Ｌ2）≦１．４ なお、以上に説明した本発明の実施形態は、突起付き中
空軸の突起部１個の成形に着目して説明をおこなった
が、突起部が２以上の複数個の場合でも、上記に詳述し
た成形方法を適用することにより、全ての突起部の先端
角部外面の曲率半径Ｒが金属素管の肉厚ｔ0 以下と小さ
い突起付き中空軸を成形できることはいうまでもない。
ｄ2）×（Ｌ1／Ｌ2）≦１．４ なお、以上に説明した本発明の実施形態は、突起付き中
空軸の突起部１個の成形に着目して説明をおこなった
が、突起部が２以上の複数個の場合でも、上記に詳述し
た成形方法を適用することにより、全ての突起部の先端
角部外面の曲率半径Ｒが金属素管の肉厚ｔ0 以下と小さ
い突起付き中空軸を成形できることはいうまでもない。
【００５０】
【実施例】図１〜図３に示す実施形態により、図７に示
す４個の突起部を有する突起付き中空軸を、表１に示す
種々の条件のもとに成形し、目標通りの曲率半径Ｒを有
する突起部が成形できたか否かを調べ、その結果を、成
形に要した付与内圧とともに、表１に併記して示した。
す４個の突起部を有する突起付き中空軸を、表１に示す
種々の条件のもとに成形し、目標通りの曲率半径Ｒを有
する突起部が成形できたか否かを調べ、その結果を、成
形に要した付与内圧とともに、表１に併記して示した。
【００５１】
【表１】 表１に示す結果からわかるように、第１工程のバルジ加
工と第２の型寄せバルジ加工とを本発明で規定する条件
のもとにおこなった試番１〜６では、低い内圧付与で、
目標通りの曲率半径Ｒを有する突起部を備えた突起付き
中空軸が得られた。
工と第２の型寄せバルジ加工とを本発明で規定する条件
のもとにおこなった試番１〜６では、低い内圧付与で、
目標通りの曲率半径Ｒを有する突起部を備えた突起付き
中空軸が得られた。
【００５２】これに対し、「（ｄ1／ｄ2）×（Ｌ1／
Ｌ2）」値が本発明で規定する下限値「１．２−（Ｒ／
ｔ0 ）×０．２」未満の条件で第１工程のバルジ加工と
第２の型寄せバルジ加工とをおこなった試番７と８で
は、試番１〜６よりも高い内圧を付与したにもかかわら
ず、いずれも、目標通りの曲率半径Ｒを有する突起部を
備えた突起付き中空軸は得られなかった。
Ｌ2）」値が本発明で規定する下限値「１．２−（Ｒ／
ｔ0 ）×０．２」未満の条件で第１工程のバルジ加工と
第２の型寄せバルジ加工とをおこなった試番７と８で
は、試番１〜６よりも高い内圧を付与したにもかかわら
ず、いずれも、目標通りの曲率半径Ｒを有する突起部を
備えた突起付き中空軸は得られなかった。
【００５３】また、「（ｄ1／ｄ2）×（Ｌ1／Ｌ2）」値
が本発明で規定する上限値１．４を超える条件で第１工
程のバルジ加工と第２の型寄せバルジ加工とをおこなっ
た試番９と１０では、いずれも、第２の型寄せバルジ加
工時、膨出部に挫屈が発生し、所定形状の突起部を備え
た目標通りの突起付き中空軸を成形することができなか
った。
が本発明で規定する上限値１．４を超える条件で第１工
程のバルジ加工と第２の型寄せバルジ加工とをおこなっ
た試番９と１０では、いずれも、第２の型寄せバルジ加
工時、膨出部に挫屈が発生し、所定形状の突起部を備え
た目標通りの突起付き中空軸を成形することができなか
った。
【００５４】
【発明の効果】本発明の方法によれば、軸方向角部外面
の曲率半径が金属素管の肉厚以下と小さい突起部を有す
る突起部と軸部が同一材料からなる一体型の軽量な突起
付き中空軸を、小さい内圧付与で、内面疵を発生させる
ことなく、確実かつ高能率に製造可能である。また、そ
の製品は、突起部先端の軸方向角部外面の曲率半径が金
属素管の肉厚以下と小さいため、突起部の軸方向幅を可
及的に小さくでき、突起部ピッチの小さいものに適用す
ると好適である。
の曲率半径が金属素管の肉厚以下と小さい突起部を有す
る突起部と軸部が同一材料からなる一体型の軽量な突起
付き中空軸を、小さい内圧付与で、内面疵を発生させる
ことなく、確実かつ高能率に製造可能である。また、そ
の製品は、突起部先端の軸方向角部外面の曲率半径が金
属素管の肉厚以下と小さいため、突起部の軸方向幅を可
及的に小さくでき、突起部ピッチの小さいものに適用す
ると好適である。
【図１】本発明の一実施形態を示す模式的縦断面図で、
第１工程のバルジ加工前におけるバルジ加工型の初期セ
ット状態と金属素管との関係を示す図である。
第１工程のバルジ加工前におけるバルジ加工型の初期セ
ット状態と金属素管との関係を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す模式的縦断面図で、
第１工程のバルジ加工後におけるバルジ加工型と膨出部
が成形された金属素管との関係を示す図である。
第１工程のバルジ加工後におけるバルジ加工型と膨出部
が成形された金属素管との関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す模式的縦断面図で、
第２工程の型寄せバルジ加工後におけるバルジ加工型と
所定形状の突起部が成形された突起付き中空軸との関係
を示す図である。
第２工程の型寄せバルジ加工後におけるバルジ加工型と
所定形状の突起部が成形された突起付き中空軸との関係
を示す図である。
【図４】金属素管、膨出加工品および突起付き中空軸の
縦断面と軸方向中央位置における横断面を示す模式図
で、同図（ａ）は金属素管の断面図、同図（ｂ）は膨出
加工品の断面図、同図（ｃ）は突起付き中空軸の断面図
である。
縦断面と軸方向中央位置における横断面を示す模式図
で、同図（ａ）は金属素管の断面図、同図（ｂ）は膨出
加工品の断面図、同図（ｃ）は突起付き中空軸の断面図
である。
【図５】実験結果の一例を整理して示す図で、突起部の
拡管率が３０％の時における寸法ｄ1 、Ｌ1 、ｄ2 およ
びＬ2 が突起部先端の軸方向角部外面の曲率半径Ｒに及
ぼす影響を示す図である。
拡管率が３０％の時における寸法ｄ1 、Ｌ1 、ｄ2 およ
びＬ2 が突起部先端の軸方向角部外面の曲率半径Ｒに及
ぼす影響を示す図である。
【図６】図５と同様の図で、突起部の拡管率が１０％の
時における図である。
時における図である。
【図７】実施例で成形対象とした膨出加工品と突起付き
中空軸の断面図と横断面を示す模式図で、同図（ａ）は
膨出加工品の断面図、同図（ｂ）は突起付き中空軸の断
面図である。
中空軸の断面図と横断面を示す模式図で、同図（ａ）は
膨出加工品の断面図、同図（ｂ）は突起付き中空軸の断
面図である。
Ａ：金属素管 Ｂ：膨出加工品 Ｃ：突起付き中空軸 １：バルジ加工型（金型）、 ２：上型、 ３：下型、 ２ａ、３ａ：取り付け板、 ２ｄ、３ｄ：突起部成形用可動型、 ２ｂ、２ｃ、２ｅ、２ｆ、３ｂ、３ｃ、３ｅ、３ｆ：軸
部成形用可動型、 ７ａ、７ｂ：管端拘束治具、 ７ｃ、７ｄ：管路、 ８ａ、８ｂ：型移動用治具。
部成形用可動型、 ７ａ、７ｂ：管端拘束治具、 ７ｃ、７ｄ：管路、 ８ａ、８ｂ：型移動用治具。
Claims (3)
- 【請求項１】金属素管にバルジ加工を施して成形された
突起部と軸部とが一体型の突起付き中空軸であり、突起
部先端の軸方向角部外面の曲率半径が金属素管の肉厚以
下であることを特徴とする突起付き中空軸。 - 【請求項２】金属素管の外形を所定の形状に成形する突
起部成形用可動型と、この突起部成形用可動型に隣接す
る軸部成形用可動型とに分割されるとともに、各型間に
所定の間隔が在するようにセットされた金型内に金属素
管を収容し、この金属素管の内部に液圧を付与して軸部
成形用可動型と突起成形用可動型にて画成される空間部
に金属素管の一部を膨出させる第１工程のバルジ加工、
この第１工程のバルジ加工後、金属素管の内部に液圧を
付与しながら軸部成形用可動型と突起成形用可動型と間
の間隔を狭めて前記膨出部を所定の突起部形状に成形す
る第２工程の型寄せバルジ加工をおこなう突起付き中空
軸の製造方法であって、第２工程の型寄せバルジ加工後
における突起部先端の軸方向角部外面の目標曲率半径を
Ｒ（ｍｍ）とした時、下式を満たす条件で第１工程のバ
ルジ加工と第２工程の型寄せバルジ加工をおこなうこと
を特徴とする突起付き中空軸の製造方法。 １．２−０．２×（Ｒ／ｔ0）≦（ｄ1／ｄ2）×（Ｌ1／
Ｌ2）≦１．４ ただし、 ｔ0 ：金属素管の肉厚（ｍｍ）、 ｄ1 ：第１工程後の膨出部の軸方向中央位置における外
周長（ｍｍ）、 ｄ2 ：第２工程後の突起部の軸方向中央位置における外
周長（ｍｍ）、 Ｌ1 ：第１工程後の膨出部の軸方向外面線長（ｍｍ）、 Ｌ2 ：第２工程後の突起部の軸方向外面線長（ｍｍ）。 - 【請求項３】第１工程のバルジ加工または／および第２
工程の型寄せバルジ加工において、金属素管に軸方向の
圧縮力を付与することを特徴とする請求項２に記載の突
起付き中空軸の製造方法。
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