JP2002224790A - くさび部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最終的な機械加工仕上げを除いて、ほぼ最終
形状まで鍛造により一体成形可能とし、もって材料歩留
りの向上と量産性の向上とに大きく寄与するくさび部材
の製造方法を提供する。 【解決手段】 線材を一定長さにせん断して丸棒状ブラ
ンク１１を得る切断工程I´、前記丸棒状ブランク１１
を前方押出し加工して製造すべきくさび部材１の軸部２
を成形する押出し工程I、前記押出し工程Iによる未加工
ブランク部１１ａをスエージング加工（絞り加工）して
直方体状の頭部１２を成形する前段スエージング工程I
I、前記頭部１２の端部に残る薄肉円板部１３をトリミ
ング加工して除去するトリミング工程III、および前記
円板部１３を除去した直方体状頭部１２をさらにスエー
ジング加工して前記くさび部材１のくさび部３を成形す
る後段スエージング工程IVを含む一連の工程をボルトフ
ォーマにより多段に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、軸部の一端側にく
さび部を備えたくさび部材を鍛造により一体成形するく
さび部材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車用のドラムブレーキとし
ては、パーキング時にブレーキシューを強制的に回転ド
ラムに押付けるためのくさび機構を組込んだものがあ
る。このくさび機構に用いられるくさび部材は、図６に
符号１にて示すように、比較的長尺（１００ｍｍ程度）
の軸部２の一端側にくさび部３を備えた形状となってお
り、その軸部２の他端部に形成した環状溝４を利用して
駆動手段に連結されるようになっている。ところで従
来、上記くさび部材１は、丸棒状または角棒状ブランク
からフライス加工および旋盤加工を併用してくさび部３
および軸部２を切削加工することにより製造されてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、この種のく
さび部材１は、その軸部２の直径Ｄが１１ｍｍ程度であ
るのに対し、そのくさび部３の幅Ｌが１７ｍｍ程度とか
なり大きくなっており、これを機械加工により製造する
には、この広幅のくさび部３を採取できる断面積を有す
る丸棒または角棒を用意しなけばならず、軸部２が比較
的長尺であることもあって材料歩留りが極めて悪く、こ
のことが製品コストを押上げる大きな原因になってい
た。また、最近、この種のくさび部材１の使用量が増加
する傾向にあるが、その機械加工にかなりの時間を要す
るため量産ができず、大量使用に円滑に対応できないと
いう問題もあった。なお、一部では、図６（Ａ）に示す
ように、軸部２とほぼ同径の丸棒状ブランクの一端部を
据込み加工（鍛造）して膨出部（大径部）５を成形した
後、該大径部５をフライス加工してくさび部３を形成す
ることも行っているが、この場合でも、時間的に機械加
工の大部分を占めるフライス加工が必要であるため、期
待するほどの量産性を確保できず、根本的な問題解決に
は至らない。

【０００４】本発明は、上記した問題点に鑑みてなされ
たもので、その課題とするところは、最終的な機械加工
仕上げを除いて、ほぼ最終形状まで鍛造により一体成形
可能とし、もって材料歩留りの向上と量産性の向上とに
大きく寄与するくさび部材の製造方法を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、軸部の一端側にくさび部を備えたくさび
部材を鍛造により一体成形するくさび部材の製造方法に
おいて、丸棒状ブランクを前方押出し加工して前記軸部
を成形する第１工程と、前記第１工程による未加工ブラ
ンク部をスエージング加工して直方体状の頭部を成形す
る第２工程と、前記頭部の端部に残る円板部をトリミン
グ加工して除去する第３工程と、前記円板部を除去した
直方体状頭部をスエージング加工して前記くさび部を成
形する第４工程とからなることを特徴とする。このよう
に行うくさび部材の製造方法においては、スエージング
加工により一旦直方体状の頭部を成形した後、その端部
に残る円板部をトリミング加工により除去し、しかる後
に前記直方体状の頭部をさらにスエージング加工してく
さび部を成形するので、無理なくかつ連続性をもってく
さび部を成形できる。

【０００６】本発明は、上記各工程を各独立に行っても
よいが、線材を一定長さにせん断して丸棒状ブランクを
得る切断工程を含めて、上記第１工程から第４工程に至
る一連の工程をボルトフォーマにより多段に行うように
するのが望ましく、これにより大量生産が可能になる。
この場合、上記第３工程から第４工程へ、第４工程から
第５工程へそれぞれワークを搬送する際、ボルトフォー
マ内のフィンガーに、軸部と直方体状頭部との境界部を
跨いで両部を共通に把持させるようにするのが望まし
く、これによりワークを回転方向に正確に位置決めする
ことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基いて説明する。

【０００８】図１は、本発明の一つの実施形態としての
くさび部材の製造方法を工程順に示したものである。本
製造方法は、Ｉ´…線材を一定長さにせん断して丸棒状
ブランク１１を得る切断工程、Ｉ…前記丸棒状ブランク
１１を前方押出し加工して前記くさび部材１の軸部２
（図６）を成形する押出し工程（第１工程）、II…前記
第１工程による未加工ブランク部１１ａをスエージング
加工（絞り加工）して直方体状の頭部１２を成形する前
段スエージング工程（第２工程）、III…前記頭部１２
の端部に残る薄肉円板部１３をトリミング加工して除去
するトリミング工程（第３工程）、およびIV…前記円板
部１３を除去した直方体状頭部１２をさらにスエージン
グ加工して前記くさび部材１のくさび部３（図６）を成
形する後段スエージング工程（第４工程）から概略構成
されている。なお、１４は、スエージング加工によりく
さび部３の基端側に生じたバリであるが、このバリ１４
は、最終の仕上加工において削除される。また、Ｗ１〜
４は、各工程I〜IVにおける成形後のワークを示してい
る。

【０００９】本実施の形態は、ボルトフォーマを利用し
て上記一連の工程Ｉ´〜IVを多段に行うもので、図２に
は、上記各工程Ｉ〜IVを実行するための金型とこれによ
る加工様式が示されている。ボルトフォーマに装備され
る金型は、基本的には位置固定のダイ部２０Ａ〜Ｄと、
図示を略す駆動手段により駆動されダイ部２０Ａ〜Ｄに
対して進退動するパンチ部３０Ａ〜Ｄと、図示を略す駆
動手段により駆動されダイ部２０Ａ〜Ｄ内を直線移動す
るノックアウトピン４０Ａ〜Ｄとからなっており、これ
らの三点セットが、横方向（水平方向）へ所定のピッチ
で工程の数だけ配置されている。なお、ボルトフォーマ
は、押出し工程Ｉの前段に上記切断工程Ｉ´（図１）用
の切断装置を備えているが、これについては、図示省略
する。

【００１０】各ダイ部２０Ａ〜Ｄは、ここでは各工程Ｉ
〜IVによらず基本構造を一にしており、成形に直接関与
する成形ダイ２１を保持するホルダ２２と座金２３とを
共通のケーシング２４内に連接して納めた構造となって
いる。なお、成形ダイ２１およびホルダ２２は、必要に
応じて複数分割された構造となっている。一方、パンチ
部３０Ａ〜Ｄは、押出し工程Iおよび前段スエージング
工程IIで用いられるもの３０Ａ、３０Ｂについては、汎
用の丸パンチ３１をホルダ３２に座金３３を用いて位置
固定的に保持させた同一構造となっているが、トリミン
グ工程IIIおよび後段スエージング工程IVで用いられる
もの３０Ｃ、３０Ｄは、前記二者３０Ａ、３０Ｂとは一
部構造を異にしている。すなわち、トリミング工程III
で用いられるパンチ部３０Ｃは、ホルダ３２の前面にガ
イド３４を固設すると共に、ホルダ３２内に座金３３を
用いて基端部が固定された断面矩形の角パンチ３５の先
端部を前記ガイド３４を挿通してその前方に延在させた
構造となっている。また、後段スエージング工程IVで用
いられるパンチ部３０Ｄは、ホルダ３２の先端部に前方
へ向けて左右二面が拡大する成形部３６ａを備えた成形
パンチ３６を埋設すると共に、ホルダ３２内にばね３７
を介して収められたノックアウトピン３８の先端部を前
記成形パンチ３７内に挿入させた構造となっている。

【００１１】以下、上記金型（図２）を備えたボルトフ
ォーマによるくさび部材の製造方法をより具体的に説明
する。なお、図２には、説明の便宜のため、各工程Ｉ〜
IV内のワークＷ１〜４に点線ハッチを付している。ボル
トフォーマには、各工程から加工済みのワークを受取
り、かつ次工程へワークを搬入する複数のフィンガーを
備えたワーク搬送手段（図示略）が装備されており、該
ワーク搬送手段は前記パンチ部３０の進退動に合せて所
定のタイミングで作動するようになっている。

【００１２】くさび部材１の製造に際しては、先ず、図
示を略す切断装置（Ｉ´工程）の作動により、線材から
丸棒状ブランク１１がせん断され、このブランク１１が
前記ワーク搬送手段のフィンガー（図示略）に挟持され
て工程I内に搬入される。すると、この搬入タイミング
に合せてパンチ部３０Ａが前進し、その丸パンチ３１が
ブランク１１をダイ部２０Ａの成形ダイ２１に押込む。
この成形ダイ２１には、前記ブランク１１よりわずか大
径のダイス孔２１ａと製造すべきくさび部材１の軸部２
とほぼ同径のダイス孔２１ｂとが連設されており（図
２）、前記した押込みに応じて、ブランク１１の先端側
が前記ダイス孔２１ｂ内に前方押出し加工され、これに
より軸部２（図１）が成形される。

【００１３】上記前方押出し加工による軸部２の成形が
完了すると、パンチ部３０Ａが後退し、これと同時にノ
ックアウトピン４０Ａがパンチ部３０Ａ側へ移動してワ
ークＷ１がダイ部２０Ａの成形ダイ２１から外部へ払い
出される。この時、ダイ部２０Ａの前方には、工程Ｉか
ら工程IIへワークＷ１を搬送するワーク搬送手段のフィ
ンガーが待機しており、前記成形ダイ２１から払い出さ
れたワークＷ１は、そのまま前記フィンガーに挟持さ
れ、ワーク搬送手段の作動に応じて工程IIへ搬入され
る。すると、この搬入タイミングに合せてパンチ部３０
Ｂが前進し、その丸パンチ３１がワークＷ１をダイ部２
０Ｂの成形ダイ２１に押込む。この成形ダイ２１には、
前記ワークＷ１の一端側のブランク残部１１ａ（図１）
よりわずか大径のガイド孔２１ｃと、前記かしめ部材１
のかしめ部３の最大断面とほぼ同形状の矩形孔２１ｄと
前記軸部２よりわずか大径のダイス孔２１ｅとが連設さ
れており（図２）、前記した押込みに応じて、前記ワー
クＷ１の軸部２がダイス孔２１ｅに挿入される一方で、
そのブランク残部１１ａが矩形孔２１ｄに押込まれてス
エージング加工され、これにより直方体状の頭部１２
（図１）が成形される。この時、丸パンチ３１に当接す
るワークＷ１の端部がガイド穴２１ｃ内に薄肉円板部１
３（図１）として残り、この結果、軸部２の一端側に直
方体状の頭部１２と薄肉円板部１３とを有するワークＷ
２が得られる。

【００１４】上記スエージング加工による直方体状頭部
１２の成形が完了すると、パンチ部３０Ｂが後退し、こ
れと同時にノックアウトピン４０Ｂがパンチ部３０Ｂ側
へ移動してワークＷ２がダイ部２０Ｂの成形ダイ２１か
ら外部へ払い出される。この時、ダイ部２０Ｂの前方に
は、工程IIから工程IIIへワークＷ２を搬送するワーク
搬送手段のフィンガーが待機しており、前記成形ダイ２
１から払い出されたワークＷ２は、そのまま前記フィン
ガーに挟持され、ワーク搬送手段の作動に応じて工程II
Iへ搬入される。すると、この搬入タイミングに合せて
パンチ部３０Ｃが前進し、その角パンチ３５がワークＷ
２をダイ部２０Ｃの成形ダイ２１に押込む。この成形ダ
イ２１には、前記ワークＷ２の一端側の直方体状の頭部
１２よりわずか大きい角孔２１ｆと前記軸部２よりわず
か大径のダイス孔２１ｇとが連設されており（図２）、
これにより、前記ワークＷ２の端部に残っていた薄肉円
板部１３の周縁部がトリミング加工され、バリのない直
方体状の頭部１２（図１）を有するワークＷ３が得られ
る。

【００１５】ところで、上記したトリミング加工に際し
ては、ワークＷ２の直方体状頭部１２を成形ダイ２１の
角孔２１ｆに円滑に押込む必要があり、したがって、工
程IIから工程IIIへワークＷ２を搬送するフィンガー
（ワーク搬送手段）としては、ワークＷ２を回転方向に
正確に位置決めする機能を持つ必要がある。そこで、本
実施の形態においては、図３〜５に示すようなフィンガ
ー５０を用いるようにしている。このフィンガー５０
は、駆動手段（図示略）への取付孔（ねじ孔）５１を有
しかつこの取付孔５１を中心に揺動する左右一対の揺動
アーム５２、５２を備えており、各揺動アーム５２の下
端部には、ワークＷ２の軸部２に整合する半円形状の溝
部５３と、ワークＷ２の頭部１２の側面に整合する平坦
面５４と逃げ面５５とが連設されている。なお、５６
は、何らかのトラブルが発生した際、揺動アーム５２を
優先的に折損させる起点となる通し孔である。このよう
なフィンガー５０を用いることにより、左右一対の揺動
アーム５２、５２の閉動作に応じて、それぞれの溝部５
３により協働して形成される円形孔５７（図３）にワー
クＷ２の軸部２を挟持させた際、それぞれの平坦面５４
がワークＷ２の直方体状頭部１２の側面に当接し、これ
によりワークＷ２が回転方向に正確に位置決めされる。
すなわち、ダイ部２０Ｃの成形ダイ２１の端面に干渉す
ることなくその角孔２１ｆにワークＷ２を円滑に押込む
ことができるようになる。

【００１６】上記トリミング加工が完了すると、パンチ
部３０Ｃが後退し、これと同時にノックアウトピン４０
Ｃがパンチ部３０Ｃ側へ移動してワークＷ３がダイ部２
０Ｃの成形ダイ２１から外部へ払い出される。この時、
ダイ部２０Ｃの前方には、工程IIIから工程IVへワーク
Ｗ３を搬送する上記したと同種のフィンガー５０が待機
しており、前記成形ダイ２１から払い出されたワークＷ
３は、そのまま前記フィンガー５０に挟持され、ワーク
搬送手段の作動に応じて工程IVへ搬入される。すると、
この搬入タイミングに合せてパンチ部３０Ｄが前進し、
その成形パンチ３６がワークＷ２をダイ部２０Ｄの成形
ダイ２１に押込む。しかして、この成形ダイ２１には、
前記ワークＷ３の軸部２よりわずか大径のダイス孔２１
ｈが設けられているだけであり（図２）、これによりワ
ークＷ３は、その直方体状の頭部１２が成形ダイ２１の
前面に位置固定される。この結果、成形パンチ３６の成
形部３６ａ内にワークＷ３の直方体状頭部１２が押込ま
れてスエージング加工され、これにより前記くさび部３
（図１）が成形される。なお、このくさび部３は、その
くさび面（二面）が研磨仕上げされるようになっている
ので、この段階では、くさび部３に研磨代分が上乗せさ
れている。また、このスエージング加工に際しては、く
さび部３の基端側にバリ１５が形成される（図１）。

【００１７】このようにして得られたワークＷ４は、そ
の後、仕上加工に供される。仕上加工においては、くさ
び部３からバリ１４が削除され、さらにくさび部３に対
する研磨加工、軸部２に対する周溝４（図６）を含めた
旋盤加工が行われ、これによりくさび部材１（図６）が
完成する。しかして、この研磨加工および旋盤加工は、
その取代がわずかとなっていることから、これらの加工
に要する時間はわずかであり、上記したボルトフォーマ
による高能率加工と併せて、著しく生産性が向上する。
また、ボルトフォーマによる加工は、金型の製作にコス
トがかかるものの、大量生産により金型コストが薄めら
れ、材料歩留りの大幅な向上と相俟って製品コストは著
しく低減する。

【００１８】

【発明の効果】上記したように、本発明に係るくさび部
材の製造方法によれば、ほぼ最終形状まで鍛造により一
体成形するので、材料歩留りの大幅な向上と量産性の著
しい向上とを達成でき、製品コストの低減に大きく寄与
するばかりか、大量使用にも円滑に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にくさび部材の製造方法を示す工程図で
ある。

【図２】本製造方法を実行するボルトフォーマに装備さ
れる金型構造とこれによる成形様式とを示す断面図であ
る。

【図３】本ボルトフォーマに装備されるワーク搬送手段
のフィンガーの構造を示す正面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ矢視線に沿う側面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ矢視線に沿う断面図である。

【図６】本発明の製造するくさび部材の形状を示したも
ので、同図（Ａ）は側面図、同図（Ｂ）は平面図であ
る。

【符号の説明】

１ くさび部材 ２ 軸部 ３ くさび部 １１ ブランク １１ａ ブランク残部 １２ 直方体状頭部 １３ 円板部 ２０Ａ〜Ｄ ダイ部 ３０Ａ〜Ｄ パンチ部 ４０Ａ〜Ｄ ノックアウトピン ５０ ワーク搬送手段のフィンガー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E087 AA10 CA14 CA22 CA46 CB03 DA05 EA37 EC13 EC32 EE02 FA03 FB01 HA53

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸部の一端側にくさび部を備えたくさび
   部材を鍛造により一体成形するくさび部材の製造方法に
   おいて、丸棒状ブランクを前方押出し加工して前記軸部
   を成形する第１工程と、前記第１工程による未加工ブラ
   ンク部をスエージング加工して直方体状の頭部を成形す
   る第２工程と、前記頭部の端部に残る円板部をトリミン
   グ加工して除去する第３工程と、前記円板部を除去した
   直方体状頭部をスエージング加工して前記くさび部を成
   形する第４工程とからなることを特徴とするくさび部材
   の製造方法。
2. 【請求項２】 線材を一定長さにせん断して丸棒状ブラ
   ンクを得る切断工程を含めて、第１工程から第４工程に
   至る一連の工程をボルトフォーマにより多段に行うこと
   を特徴とする請求項１に記載のくさび部材の製造方法。
3. 【請求項３】 第３工程から第４工程へ、第４工程から
   第５工程へそれぞれワークを搬送する際、ボルトフォー
   マ内のフィンガーに、軸部と直方体状頭部との境界部を
   跨いで両部を共通に把持させることを特徴とする請求項
   ２に記載のくさび部材の製造方法。