JP2007125614A - 環状部品の製造方法及びその製造方法によって製造された環状部品 - Google Patents

Abstract

【課題】加工時間の短縮と、設備費及び面積の低減により、生産性を向上でき、且つ省エネルギ化に貢献できる環状部品１（ストップカラー）の製造方法を提供する。
【解決手段】金属製の板状素材５からプレス加工によって円筒壁７を有する中間品を形成した後、円筒壁７の内周にアンダーカットとなる内径凹部２５を有する環状部品１を製造する製造方法であって、円筒壁７の内周にプレス機のパンチを押し込んで円筒壁７の内周を内径凹部２５に相当する内径まで押し広げる内径押し広げ工程と、円筒壁７の内径が根元側から先端側に向かって次第に小さくなる様に、テーパ形状のパンチを用いて円筒壁７をテーパ状に口絞り成形する口絞り工程とを有している。この方法によれば、内径凹部２５を切削によって形成する必要がなく、且つ冷鍛加工を実施する必要もないので、加工時間の短縮と、設備費及び面積の低減を図ることができ、生産性を向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、環状部品の製造方法に係わり、その一例として、エンジン始動用スタータの出力軸に取り付けられるストップカラーの製造方法に関する。

従来、図１４に示す様に、出力軸１００上をピニオン１１０が移動してエンジンのリングギヤ（図示せず）に噛み合う方式のスタータでは、ピニオン１１０の移動位置を規制するストップカラー１２０が出力軸１００にスナップリング１３０を介して取り付けられている（特許文献１参照）。
上記ストップカラー１２０の製造方法を図１５に基づき説明する。
（１）切断、据込…条鋼バー材より加工素材を切断した後、据え込み成形する。
（２）軟化焼鈍…硬化した材料を軟化させるために焼鈍する。
（３）バレル研磨…素材表面に生成した酸化スケールを除去する。
（４）潤滑皮膜処理…素材表面にリン酸皮膜を形成する（ボンデリューベ）。
（５）冷鍛工程…冷鍛により図示形状に成形する。
（６）冷鍛工程…冷鍛により孔抜きする。
（７）切削…アンダーカットとなる凹み部を切削によって形成する。
特公平６−７８７４６号公報

ところが、上記の製造方法では、素材全体に大きな変形歪を与える冷間鍛造加工で成形するため、軟化焼鈍、バレル研磨（酸化スケール除去）、潤滑皮膜処理という特殊工程が必要となる。また、冷鍛加工ではアンダーカットの凹み形状を成形できないため、切削加工が別の機械により必要となる。これらの結果、多くの加工時間と工程毎に専用の加工設備を必要とするため、中間工程での在庫保管量及び面積が増大し、且つ製品の形状が簡単な割に生産性が低く、納期も長くなることから、製品コストが高くなるという問題があった。さらに、軟化焼鈍及び潤滑皮膜処理は、多くのエネルギを消費するため、近年の省エネルギ化に逆行する問題もある。

本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、加工時間の短縮と、設備費及び面積の低減により、生産性を向上でき、且つ省エネルギ化に貢献できる環状部品の製造方法、及びその製造方法により製造される環状部品を提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、金属製の板状素材からプレス加工によって円筒壁を有する環状体を形成した後、円筒壁の内周にアンダーカットとなる内径凹部を有する環状部品を製造する製造方法であって、円筒壁の内周にプレス機のパンチを押し込んで円筒壁の内周を内径凹部に相当する内径まで押し広げる内径押し広げ工程と、円筒壁の内径が根元側から先端側に向かって次第に小さくなる様に、テーパ形状のパンチを用いて円筒壁をテーパ状に口絞り成形する口絞り工程とを有することを特徴とする。

上記の製造方法によれば、円筒壁の内周を内径凹部に相当する内径まで押し広げた後、円筒壁をテーパ状に口絞り成形することにより、円筒壁の内周にアンダーカットとなる内径凹部を形成できるので、内径凹部を切削によって形成する必要がない。また、板状素材から口絞り工程までの一連の工程をプレス加工のみで対応でき、従来の様に冷鍛加工を実施する必要がないので、例えば、軟化焼鈍、バレル研磨（酸化スケール除去）、潤滑皮膜処理等の特殊工程が不要である。これにより、加工時間の短縮と、設備費及び面積の低減を図ることができ、生産性を向上できる。また、多くのエネルギを消費する軟化焼鈍及び潤滑皮膜処理を行う必要がないため、省エネルギ化にも寄与する。

（請求項２の発明）
本発明は、金属製の板状素材からプレス加工によって円筒壁を有する環状体を形成した後、円筒壁の内周にアンダーカットとなる内径凹部を有する環状部品を製造する製造方法であって、円筒壁の内周にプレス機のパンチを押し込んで円筒壁の内周を内径凹部に相当する内径まで押し広げる内径押し広げ工程と、円筒壁の内径が根元側から先端側に向かって次第に小さくなる様に、円筒壁の外周面に押し当てられたローラを回転させながら円筒壁をテーパ状に口絞り成形する口絞り工程とを有することを特徴とする。

上記の製造方法によれば、円筒壁の内周を内径凹部に相当する内径まで押し広げた後、円筒壁をテーパ状に口絞り成形することにより、円筒壁の内周にアンダーカットとなる内径凹部を形成できるので、内径凹部を切削によって形成する必要がない。また、板状素材から口絞り工程までの一連の工程をプレス加工とローラ成形とで対応でき、従来の様に冷鍛加工を実施する必要がないので、例えば、軟化焼鈍、バレル研磨（酸化スケール除去）、潤滑皮膜処理等の特殊工程が不要である。これにより、加工時間の短縮と、設備費及び面積の低減を図ることができ、生産性を向上できる。また、多くのエネルギを消費する軟化焼鈍及び潤滑皮膜処理を行う必要がないため、省エネルギ化にも寄与する。

（請求項３の発明）
請求項１または２に記載した環状部品の製造方法において、口絞り工程にて円筒壁をテーパ状に口絞り成形する際の変形開始点として、円筒壁の内周全周に予め筋状に段差を形成する口絞り前工程を有し、この口絞り前工程を内径押し広げ工程と同時に行う、あるいは内径押し広げ工程と口絞り工程との間に実施することを特徴とする。
口絞り工程の前に予め変形開始点となる段差を円筒壁の内周に形成しておくことにより、口絞り工程にて円筒壁をテーパ状に口絞り成形する際に、内径凹部の形状（例えばＲ形状）が変形することなく、高精度に成形できる。

（請求項４の発明）
請求項１〜３に記載した何れかの環状部品の製造方法において、口絞り工程より前に、円筒壁先端の内側角部を圧縮して面押し成形する内径面押し工程を実施することを特徴とする。
口絞り工程では、円筒壁をテーパ状に口絞り成形する時に、円筒壁先端の内側角部に圧縮応力が集中して圧縮歪が集中するため、亀裂状の圧縮しわが発生する。この圧縮しわの発生は、製品強度を低下させ、製品品質の著しい低下をもたらす。
これに対し、口絞り工程より前の段階で円筒壁先端の内側角部を圧縮して面押し成形を行うことにより、口絞り工程で円筒壁をテーパ状に口絞り成形する時に、円筒壁先端の内側角部への応力集中を低減でき、亀裂状の圧縮しわの発生を防止できる。なお、円筒壁先端の内側角部に形成される面押し部は、Ｃ面取り形状あるいはＲ面取り形状でも良い。

（請求項５の発明）
請求項４に記載した環状部品の製造方法において、内径面押し工程は、内径押し広げ工程の前に実施されることを特徴とする。
この場合、円筒壁先端の内側角部に面押し部が形成された状態で内径押し広げ工程を実施できるので、プレス機のパンチを円筒壁の内周に押し込む際に、円筒壁先端の内側角部に形成された面押し部をガイド面として利用できる。即ち、円筒壁先端の内側角部にパンチが干渉することなく、円筒壁の内周にパンチを滑らかに押し込むことができるので、内径押し広げ工程をスムーズに実施できる。

（請求項６の発明）
請求項１〜５に記載した何れかの環状部品の製造方法において、内径押し広げ工程より前に形成される環状体の反円筒壁側の端面全周に、最終形状の外周角部に面取りを形成するための面取り用凹部を形成する事前面押し工程と、口絞り工程を実施した後、面取り用凹部にて最終形状の外径を打ち抜く外径抜き工程とを有することを特徴とする。
環状体の反円筒壁側の端面全周に予め面取り用凹部を形成しておき、口絞り工程を実施した後、面取り用凹部にて最終形状の外径を打ち抜くことにより、最終形状の外周角部に面取りを形成することができる。また、内径押し広げ工程より前に事前面押し工程を実施するので、その後、内径押し広げ工程と口絞り工程とで内径凹部を形成した時に、その内径凹部の形状が変形することなく、高精度に成形できる。
さらに、内径押し広げ工程を実施する際に、面取り用凹部を拘束することにより、材料の塑性流動を制御できるため、円筒壁のダレや変形を防止できる。

（請求項７の発明）
本発明は、金属製の板状素材からプレス加工によって円筒壁を有する環状体を形成した後、円筒壁の内周にアンダーカットとなる内径凹部を有する環状部品を製造する製造方法であって、
ａ）金属製の板状素材を円形に打ち抜く第１の外径抜き工程と、
ｂ）円形に打ち抜かれた板状素材の径方向中央部に下孔を開ける下孔抜き工程と、
ｃ）板状素材の板厚方向一方側に下孔を押し広げながら円筒壁を形成すると共に、その円筒壁の一端側外周にフランジ部を有した環状体を形成する口広げ工程と、
ｄ）フランジ部の反円筒壁側の端面全周に、最終形状の外周角部に面取りを形成するための面取り用凹部を予め形成する事前面押し工程と、
ｅ）円筒壁先端の内側角部を圧縮して面押し成形する内径面押し工程と、
ｆ）円筒壁の内周にプレス機のパンチを押し込んで円筒壁の内周を内径凹部に相当する内径まで押し広げる内径押し広げ工程と、
ｇ）円筒壁の内径が根元側から先端側に向かって次第に小さくなる様に、テーパ形状のパンチを用いて円筒壁をテーパ状に口絞り成形する口絞り工程と、
ｈ）面取り用凹部にて最終形状の外径を打ち抜く第２の外径抜き工程とを有することを特徴とする。

上記の製造方法によれば、円筒壁の内周を内径凹部に相当する内径まで押し広げた後、円筒壁をテーパ状に口絞り成形することにより、円筒壁の内周にアンダーカットとなる内径凹部を形成できるので、内径凹部を切削によって形成する必要がない。また、第１の外径抜き工程から第２の外径抜き工程までの一連の工程をプレス加工のみで対応でき、従来の様に冷鍛加工を実施する必要がないので、例えば、軟化焼鈍、バレル研磨（酸化スケール除去）、潤滑皮膜処理等の特殊工程が不要である。これにより、加工時間の短縮と、設備費及び面積の低減を図ることができ、生産性を向上できる。

また、内径押し広げ工程の前に、円筒壁先端の内側角部を圧縮して面押し成形を行うことにより、その後、口絞り工程で円筒壁をテーパ状に口絞り成形する時に、円筒壁先端の内側角部への応力集中を低減でき、亀裂状の圧縮しわの発生を防止できる。
さらに、円筒壁先端の内側角部に面押し部が形成された状態で内径押し広げ工程を実施できるので、プレス機のパンチを円筒壁の内周に押し込む際に、円筒壁先端の内側角部に形成された面押し部をガイド面として利用できる。即ち、円筒壁先端の内側角部にパンチが干渉することなく、円筒壁の内周にパンチを滑らかに押し込むことができるので、内径押し広げ工程をスムーズに実施できる。

また、環状体の反円筒壁側の端面全周に予め面取り用凹部を形成しておき、口絞り工程を実施した後、面取り用凹部にて最終形状の外径を打ち抜くことにより、最終形状の外周角部に面取りを形成することができる。また、内径押し広げ工程より前に事前面押し工程を実施するので、その後、内径押し広げ工程と口絞り工程とで内径凹部を形成した時に、その内径凹部の形状が変形することなく、高精度に成形できる。
さらに、内径押し広げ工程を実施する際に、面取り用凹部を拘束することにより、材料の塑性流動を制御できるため、円筒壁のダレや変形を防止できる。

（請求項８の発明）
本発明は、金属製の板状素材からプレス加工によって円筒壁を有する環状体を形成した後、円筒壁の内周にアンダーカットとなる内径凹部を有する環状部品を製造する製造方法であって、
ａ）金属製の板状素材を円形に打ち抜く第１の外径抜き工程と、
ｂ）円形に打ち抜かれた板状素材の径方向中央部に下孔を開ける下孔抜き工程と、
ｃ）板状素材の板厚方向一方側に下孔を押し広げながら円筒壁を形成すると共に、その円筒壁の一端側外周にフランジ部を有した環状体を形成する口広げ工程と、
ｄ）フランジ部の反円筒壁側の端面全周に、最終形状の外周角部に面取りを形成するための面取り用凹部を予め形成する事前面押し工程と、
ｅ）円筒壁先端の内側角部を圧縮して面押し成形する内径面押し工程と、
ｆ）円筒壁の内周にプレス機のパンチを押し込んで円筒壁の内周を内径凹部に相当する内径まで押し広げる内径押し広げ工程と、
ｇ）円筒壁の内径が根元側から先端側に向かって次第に小さくなる様に、円筒壁の外周面に押し当てられたローラを回転させながら円筒壁をテーパ状に口絞り成形する口絞り工程と、
ｈ）面取り用凹部にて最終形状の外径を打ち抜く第２の外径抜き工程とを有することを特徴とする。

上記の製造方法によれば、円筒壁の内周を内径凹部に相当する内径まで押し広げた後、円筒壁をテーパ状に口絞り成形することにより、円筒壁の内周にアンダーカットとなる内径凹部を形成できるので、内径凹部を切削によって形成する必要がない。また、口絞り工程以外の一連の工程をプレス加工のみで対応でき、従来の様に冷鍛加工を実施する必要がないので、例えば、軟化焼鈍、バレル研磨（酸化スケール除去）、潤滑皮膜処理等の特殊工程が不要である。これにより、加工時間の短縮と、設備費及び面積の低減を図ることができ、生産性を向上できる。

また、内径押し広げ工程の前に、円筒壁先端の内側角部を圧縮して面押し成形を行うことにより、その後、口絞り工程で円筒壁をテーパ状に口絞り成形する時に、円筒壁先端の内側角部への応力集中を低減でき、亀裂状の圧縮しわの発生を防止できる。
さらに、円筒壁先端の内側角部に面押し部が形成された状態で内径押し広げ工程を実施できるので、プレス機のパンチを円筒壁の内周に押し込む際に、円筒壁先端の内側角部に形成された面押し部をガイド面として利用できる。即ち、円筒壁先端の内側角部にパンチが干渉することなく、円筒壁の内周にパンチを滑らかに押し込むことができるので、内径押し広げ工程をスムーズに実施できる。

また、環状体の反円筒壁側の端面全周に予め面取り用凹部を形成しておき、口絞り工程を実施した後、面取り用凹部にて最終形状の外径を打ち抜くことにより、最終形状の外周角部に面取りを形成することができる。また、内径押し広げ工程より前に事前面押し工程を実施するので、その後、内径押し広げ工程と口絞り工程とで内径凹部を形成した時に、その内径凹部の形状が変形することなく、高精度に成形できる。
さらに、内径押し広げ工程を実施する際に、面取り用凹部を拘束することにより、材料の塑性流動を制御できるため、円筒壁のダレや変形を防止できる。

（請求項９の発明）
請求項７または８に記載した環状部品の製造方法において、口絞り工程にて円筒壁をテーパ状に口絞り成形する際の変形開始点として、円筒壁の内周全周に予め筋状に段差を形成する口絞り前工程を有し、この口絞り前工程を内径押し広げ工程と同時に行う、あるいは内径押し広げ工程と口絞り工程との間に実施することを特徴とする。
口絞り工程の前に予め変形開始点となる段差を円筒壁の内周に形成しておくことにより、口絞り工程にて円筒壁をテーパ状に口絞り成形する際に、内径凹部の形状（例えばＲ形状）が変形することなく、高精度に成形できる。

（請求項１０の発明）
請求項１〜９に記載した何れかの製造方法によれば、加工時間の短縮と、設備費及び面積の低減を図ることができ、生産性を向上できるので、アンダーカットとなる内径凹部を有する環状部品であるストップカラーを安価に提供できる。このストップカラーは、スタータの出力軸上に配置されたピニオンがエンジンのリングギヤ側へ移動する際に、その移動位置を規制する移動規制手段として用いられる。

（請求項１１の発明）
本発明は、請求項７または８に記載した内径押し広げ工程に使用される金型であって、内径面押し工程まで加工されたワークを保持する下型ダイと、この下型ダイに対向して上下動する上型とを備え、下型ダイは、事前面押し工程で形成された面取り用凹部に嵌合する突起部が設けられ、この突起部に面取り用凹部を嵌め合わせた状態でワークを保持し、上型は、円筒壁の内周を内径凹部に相当する内径まで押し広げるためのパンチと、このパンチが円筒壁の内周を押し広げる際に、円筒壁の外周を保持するダイとを有し、このダイは、上型に対しスプリングにより下方向へ予圧を付与されて上下方向に摺動可能に取り付けられると共に、パンチが円筒壁を外周方向へ押し広げる前に、円筒壁の外周を保持し、且つ円筒壁の一端側外周に設けられるフランジ部を与圧していることを特徴とする。

上記の構成によれば、パンチにより円筒壁を外周方向へ押し広げる際に、円筒壁の外周及びフランジ部の表面がダイにより保持されている。言い換えると、円筒壁の外周及びフランジ部の表面がダイにより規制されている状態で、パンチを円筒壁の内周に押し込むので、円筒壁の外周側及びフランジ部側へ材料が流れ込むことを防止でき、材料の巻き込み欠陥の発生を防止できる。
また、円筒壁の内周にパンチを押し込む際に、フランジ部の反円筒壁側の端面に形成されている面取り用凹部を下型ダイの突起部で拘束することにより、フランジ部の外周方向へ材料が移動することを規制でき、内径側への材料の流入を促進できるので、円筒壁のダレや変形を防止できる。

（請求項１２の発明）
請求項１１に記載した環状部品製造用の金型において、パンチには、後工程（口絞り工程）で円筒壁をテーパ状に口絞り成形する際に、その変形開始点となる筋状の段差を前記円筒壁の内周全周に予め形成するための外径段差が設けられていることを特徴とする。
口絞り工程の前に予め変形開始点となる筋状の段差を円筒壁の内周に形成しておくことにより、口絞り工程にて円筒壁をテーパ状に口絞り成形する際に、内径凹部の形状（例えばＲ形状）が変形することなく、高精度に成形できる。

（請求項１３の発明）
本発明は、請求項７または８に記載した内径面押し工程に使用される金型であって、事前面押し工程まで加工されたワークを保持する下型ダイと、この下型ダイに対向して上下動する上型とを備え、下型ダイは、事前面押し工程で形成された面取り用凹部に嵌合する突起部が設けられ、この突起部に面取り用凹部を嵌め合わせた状態でワークを保持し、上型は、円筒壁の先端内側角部を圧縮して面押し部を形成するためのパンチと、このパンチが円筒壁の先端内側角部に面押し部を形成する際に、円筒壁の外周を保持するダイとを有し、このダイは、上型に対しスプリングにより下方向へ予圧を付与されて上下方向に摺動可能に取り付けられると共に、パンチが円筒壁の先端内側角部を圧縮する前に、円筒壁の外周を保持し、且つ円筒壁の一端側外周に設けられるフランジ部を与圧していることを特徴とする。

上記の構成によれば、パンチにより円筒壁の先端内側角部を圧縮する際に、円筒壁の外周及びフランジ部の表面がダイにより保持されている。言い換えると、円筒壁の外周及びフランジ部の表面がダイにより規制されている状態で、円筒壁の先端内側角部をパンチが圧縮するので、円筒壁の外周側及びフランジ部側へ材料が流れ込むことを防止でき、材料の巻き込み欠陥の発生を防止できる。
また、パンチにより円筒壁の先端内側角部を圧縮する際に、フランジ部の反円筒壁側の端面に形成されている面取り用凹部を下型ダイの突起部で拘束することにより、フランジ部の外周方向へ材料が移動することを規制できる。その結果、内径寸法が大きくなることを防止できるので、後工程の内径押し広げ工程において内径側の材料が不足することはなく、形状不良となることを防止できる。

（請求項１４の発明）
本発明は、請求項７に記載した口絞り工程に使用される金型であって、内径押し広げ工程まで加工されたワークを保持する下型ダイを備え、この下型ダイは、事前面押し工程で形成された面取り用凹部に嵌合する突起部が設けられ、この突起部に面取り用凹部を嵌め合わせた状態でワークを保持していることを特徴とする。
上記の構成によれば、テーパ形状のパンチにより円筒壁をテーパ状に口絞り成形する際に、フランジ部の反円筒壁側の端面に形成されている面取り用凹部を下型ダイの突起部で拘束することにより、フランジ部の内周方向へ材料が移動することを抑制できる。その結果、内径寸法が小さくなることを防止でき、最終形状の内径寸法を所望の規格範囲に仕上げることができる。

（請求項１５の発明）
本発明は、請求項８に記載した口絞り工程に使用される金型であって、内径押し広げ工程まで加工されたワークを保持する下型ダイを備え、この下型ダイは、事前面押し工程で形成された面取り用凹部に嵌合する突起部が設けられ、この突起部に面取り用凹部を嵌め合わせた状態でワークを保持していることを特徴とする。
上記の構成によれば、ローラを回転させながら円筒壁をテーパ状に口絞り成形する際に、フランジ部の反円筒壁側の端面に形成されている面取り用凹部を下型ダイの突起部で拘束することにより、フランジ部の内周方向へ材料が移動することを抑制できる。その結果、内径寸法が小さくなることを防止でき、最終形状の内径寸法を所望の規格範囲に仕上げることができる。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１は環状部品１（ストップカラー）の製造工程図である。
実施例１の環状部品１は、図２に示す様に、エンジン始動用スタータの出力軸２にスナップリング３を介して取り付けられるストップカラー１である。このストップカラー１は、出力軸２上に配置されたピニオン４がエンジンのリングギヤ側（図示左側）へ移動する際に、その移動位置を規制する移動規制手段として用いられる。
この環状部品１の製造方法を以下に説明する。
図１は環状部品１の製造工程図、図３〜図１０は各工程を説明する詳細図である。なお、図３、図５、図７、図９は、それぞれ加工終了後、上型が上昇中の状態を示している。

（１）第１の外径抜き工程…金属製の板状素材５（例えば、鋼板）をプレス機（図示せず）により円形に打ち抜く。
（２）下孔抜き工程…円形に打ち抜かれた板状素材５（以下ワークと呼ぶ）の径方向中央部にプレス機により下孔６を開ける。
（３）口広げ工程…プレス機に取り付けられたパンチ（図示せず）により下孔６を押し広げながら、ワークの板厚方向一方側に円筒壁７を形成する。円筒壁７の根元側周囲には、ワークの外周部が環状に残ってフランジ部８を形成している。この口広げ工程で形成される加工途中のワークを中間品（本発明の環状体）と呼ぶ。

（４）事前面押し工程…図３に示す様に、下型９に固定された下側ダイ１０に中間品をセットした後、プレス機により上型１１を降下させ、その上型１１に固定された上側パンチ１２により中間品のフランジ部８を加圧する。これにより、下側ダイ１０に設けられた突起部１０ａの形状に対応した面取り用凹部１３がフランジ部８の端面全周に形成される。下側ダイ１０の突起部１０ａは、図４に示す様に、最終工程（第２の外径抜き工程）で最終形状の外径を打ち抜く位置（図中破線で示す位置）に掛かる様に設けられている。突起部１０ａの形状は、最終形状の外径を打ち抜いた時に、最終形状の外周角部に面取り１４（図１（９）参照）が形成される形状（例えば、台形状）であれば良い。

（５）内径面押し工程…図５に示す様に、ワーク保持ダイ１５により円筒壁７の外周を保持しながら、面押しパンチ１６で円筒壁先端の内側角部を加圧することにより、円筒壁先端の内側角部が圧縮されて面押し部１７（面取り）が形成される（図６参照）。
なお、ワーク保持ダイ１５は、上型１１に固定された腕部１８に対しスプリング１９を介して上下動可能に支持され、上型１１が降下する際に、面押しパンチ１６が円筒壁先端の内側角部を圧縮する前に、ワーク保持ダイ１５が円筒壁７の外周を保持すると共に、フランジ部８の表面をスプリング１９の荷重で予圧できる様に構成されている。言い換えると、プレス機により上型１１が降下すると、ワーク保持ダイ１５が円筒壁７の外周及びフランジ部８の表面を確実に保持した後、面押しパンチ１６が円筒壁先端の内側角部を圧縮して面押し部１７を形成する。なお、面押し部１７の形状は、図６に示すＣ面取り形状以外に、例えば、Ｒ面取り形状でも良い。

（６）内径押し広げ工程…図７に示す様に、上型１１に固定されたパンチ２０を円筒壁７の内周に押し込んで円筒壁７の内周を径方向外側へ押し広げる。この時、円筒壁７の肉厚が一定となる様に、パンチ２０の径方向外側に配置される環状のワーク保持ダイ２１によって円筒壁７の外周面が保持されている。このワーク保持ダイ２１は、上記の内径面押し工程で使用されるワーク保持ダイ１５と同様に、上型１１に固定された腕部１８に対しスプリング１９を介して上下動可能に支持され、上型１１が降下する際に、パンチ２０が円筒壁７の内周に入り込む前に、ワーク保持ダイ２１が円筒壁７の外周を保持すると共に、フランジ部８の表面をスプリング１９の荷重で予圧できる様に構成されている。
本工程（内径押し広げ工程）では、パンチ２０の先端部によって加圧された素材の一部がフランジ部８の内径側へ流動して内径環状部２２が形成される。但し、パンチ２０の先端面には、径方向中央部に断面円形の突起部２０ａが設けられており、この突起部２０ａによって内径環状部２２の内径が規制される。

また、本工程で使用されるパンチ２０は、先端角部がＲ形状を有している。その結果、図８に示す様に、径方向外側へ押し広げられた円筒壁７の内周面と、フランジ部８の内径側へ流動して形成される内径環状部２２との間が円周の１／４に相当するＲ形状に形成される。
さらに、本工程では、後工程（口絞り工程）で円筒壁７を口絞り成形する際の変形開始点として、円筒壁７の内周全周に予め筋状に段差２３が形成される。この段差２３は、パンチ２０の外周面に設けられた外径段差２０ｂによって形成される。すなわち、同一のパンチ２０によって、円筒壁７の内径押し広げ工程と、変形開始点となる筋状の段差２３を形成する工程（本発明の口絞り前工程）とが一度に行われる。

（７）内径抜き工程…ワークの内径（スタータの出力軸２に嵌合できる大きさ）をプレスで打ち抜く。
（８）口絞り工程…図９に示す様に、上型１１に固定されたテーパ状のパンチ２４を円筒壁７の外周に押し当てながら、円筒壁７の内径が根元側から先端側に向かって次第に小さくなる様に、円筒壁７をテーパ状に塑性変形させて口絞り成形する。この時、パンチ２４に押圧される円筒壁７は、図１０に示す様に、前工程（内径押し広げ工程）で円筒壁７の内周に形成された段差２３を起点としてテーパ状に塑性変形される。これにより、上記の内径押し広げ工程で形成されたＲ形状の凹み部がアンダーカット形状となって、本発明の内径凹部２５が形成される。この内径凹部２５の内周にスナップリング３が嵌合する（図２参照）。
（９）第２の外径抜き工程…先の事前面押し工程によりフランジ部８の端面全周に形成された面取り用凹部１３の位置（図４に示す破線位置）にて最終形状の外径をプレスで打ち抜く。

（実施例１の効果）
上記の製造方法によれば、内径押し広げ工程にて円筒壁７の内周を押し広げた後、その円筒壁７をテーパ状に口絞り成形することにより、円筒壁７の内周にアンダーカットとなる内径凹部２５を形成できるので、内径凹部２５を切削によって形成する必要がない。また、第１の外径抜き工程から第２の外径抜き工程までの一連の工程をプレス加工のみで対応でき、従来の様に冷鍛加工を実施する必要がないので、例えば、軟化焼鈍、バレル研磨（酸化スケール除去）、潤滑皮膜処理等の特殊工程が不要である。これにより、加工時間の短縮と、設備費及び面積の低減を図ることができ、生産性を向上できる。

図２に示す環状部品１を冷鍛加工によって製造する従来の製造方法では、多くのエネルギを消費する軟化焼鈍及び潤滑皮膜処理を必要とするが、環状部品１をプレス加工のみで製造できる本発明の製造方法では、エネルギ消費量を少なくできるので、省エネルギ化に貢献できる。
実施例１に記載した製造工程では、口絞り工程の前に円筒壁７の内周全周に予め筋状に段差２３を形成しておき、その段差２３を起点（変形開始点）として円筒壁７をテーパ状に口絞り成形するので、円筒壁７の口絞り成形によって内径凹部２５の形状（Ｒ形状）が変形することはなく、内径凹部２５のＲ形状を高精度に成形できる。

また、口絞り工程では、円筒壁７をテーパ状に口絞り成形する時に、円筒壁先端の内側角部に圧縮応力が集中して圧縮歪が集中するため、亀裂状の圧縮しわが発生する。この圧縮しわの発生は、製品強度を低下させ、製品品質の著しい低下をもたらす。これに対し、上記の製造工程では、口絞り工程より前の段階で円筒壁先端の内側角部を圧縮して面押し成形を行うことにより、口絞り工程で円筒壁７をテーパ状に口絞り成形する時に、円筒壁先端の内側角部への応力集中を低減でき、亀裂状の圧縮しわの発生を防止できる。なお、円筒壁先端の内側角部に形成される面押し部１７の形状は、Ｃ面取り形状あるいはＲ面取り形状でも良い。

上記の面取り成形は、内径押し広げ工程の前に実施することにより、内径押し広げ工程でパンチ２０を円筒壁７の内周に押し込む際に、円筒壁先端の内側角部に形成された面取りをガイド面として利用できる。即ち、円筒壁先端の内側角部にパンチ２０が干渉することなく、円筒壁７の内周にパンチ２０を滑らかに押し込むことができるので、内径押し広げ工程をスムーズに実施できる効果がある。

また、第２の外径抜き工程では、事前面押し工程で予め形成された面取り用凹部１３にて最終形状の外径を打ち抜くことにより、最終形状の外周角部に面取り１４を形成することができる。この場合、最終形状の外径をプレスで打ち抜いた時にバリが発生しても、そのバリが環状部品１の端面（反円筒壁側の端面）より外側へ突き出ることはない。これにより、環状部品１を図２に示すストップカラー１として使用した場合に、ピニオン４がリングギヤ側へ移動してストップカラー１の端面に当接した際に、そのピニオン４がバリに乗り上げることを防止できる。

さらに、内径面押し工程より前に面取り用凹部１３を形成することで、面取り用凹部１３を下側ダイ１０の突起部１０ａで拘束した状態で内径面押し工程、及び内径押し広げ工程、及び口絞り工程を実施できる。これにより、例えば、内径面押し工程では、面押しパンチ１６により円筒壁７の先端内側角部を圧縮する際に、フランジ部８の外周方向へ材料が移動することを規制できる。その結果、内径寸法が大きくなることを防止できるので、後工程の内径押し広げ工程において内径側の材料が不足することはなく、形状不良となることを防止できる。

また、内径押し広げ工程では、パンチ２０を円筒壁７の内周に押し込んで円筒壁７を外周方向に押し広げる際に、フランジ部８の外径側への素材流動を抑制できるので、円筒壁７のダレや変形を防止でき、その結果、内径凹部２５のＲ形状を高精度に成形できる。
さらに、口絞り工程では、テーパ形状のパンチ２４により円筒壁７をテーパ状に口絞り成形する際に、フランジ部８の内周方向へ材料が移動することを抑制できるので、内径寸法が小さくなることを防止でき、最終形状の内径寸法を所望の規格範囲に仕上げることができる。

内径面押し工程で使用されるワーク保持ダイ１５、及び内径押し広げ工程で使用されるワーク保持ダイ２１は、それぞれ、上型１１に固定された腕部１８に対しスプリング１９を介して上下動可能に支持されている。これにより、例えば、内径面押し工程では、円筒壁７の外周及びフランジ部８の表面がワーク保持ダイ１５により規制された状態で、円筒壁７の先端内側角部を面押しパンチ１６で圧縮することができる。同様に、内径押し広げ工程では、円筒壁７の外周及びフランジ部８の表面がワーク保持ダイ２１により規制された状態で、円筒壁７の内周にパンチ２０を押し込むことができる。その結果、両工程において、円筒壁７の外周側及びフランジ部８側へ材料が流れ込むことを防止でき、材料の巻き込み欠陥の発生を防止できる。

なお、実施例１に記載した製造工程（１）〜（９）は、アンダーカットとなる内径凹部２５のＲ形状を高精度に成形できる範囲内で適宜に変更可能である。例えば、事前面押し工程は、内径面押し工程の前に実施しているが、内径面押し工程の後（内径押し広げ工程の前）でも良い。同様に、内径面押し工程は、内径面押し工程の後（口絞り工程の前）に実施することもできる。
また、実施例１では、本発明の環状部品１をストップカラー１として使用するため、内径押し広げ工程の後に内径抜き工程を実施しているが、内径寸法の制約を受けない部品であれば、内径抜き工程を廃止しても良い。

図１１は口絞り工程に係る環状部品１（ストップカラー）の断面図である。
実施例１では、口絞り工程をテーパ状のパンチ２４によって実施しているが、この実施例２では、図１１に示す様に、ローラ２６を使用して口絞り成形する場合の一例である。つまり、円筒壁７の外周面に押し当てられたローラ２６を回転させて、円筒壁７を次第に塑性変形させながらテーパ状に口絞り成形する方法である。
なお、口絞り工程以外は、実施例１と同じであり、この実施例２の方法でも、アンダーカットとなる内径凹部２５を切削によって形成する必要がなく、且つ口絞り工程を除く一連の工程（第１の外径抜き工程、下孔抜き工程、口広げ工程、事前面押し工程、内径面押し工程、内径押し広げ工程、第２の外径抜き工程）をプレス加工のみで対応できるので、従来の様に冷鍛加工を実施する必要がなく、加工時間の短縮と、設備費及び面積の低減を図ることができ、生産性を向上できる。

（参考例１）
図１２は環状部品１（ストップカラー）の製造工程図である。
実施例１では、板状素材５からプレス加工によって環状部品１を製造する工程を記載したが、この参考例１は、条鋼バー材２７から環状部品１を製造する一例である。
この参考例１の製造工程を図１２に示す。
（１）切断工程…条鋼バー材２７から所定の長さに切断する。
（２）軟化焼鈍…硬化した材料を軟化させるために焼鈍する。
（３）バレル研磨…素材表面に生成した酸化スケールを除去する。
（４）潤滑皮膜処理…素材表面にリン酸皮膜を形成する（ボンデリューベ）。
（５）冷鍛工程…冷鍛押出し成形により円筒壁７を有するワークを形成する。
（６）内径抜き工程…冷鍛工程で形成されたワークの内径を打ち抜く（実施例１の内径抜き工程と同じ）。
（７）口絞り工程…円筒壁７をテーパ状に口絞り成形する（実施例１あるいは実施例２の口絞り工程と同じ）。
（８）外径抜き工程…先の冷鍛工程で形成された面取り用凹部１３にて最終形状の外径を打ち抜く（実施例１の第２の外径抜き工程と同じ）。

（参考例２）
図１３は環状部品１（ストップカラー）の製造工程図である。
この参考例２では、アンダーカットとなる内径凹部２５を切削によって形成する一例である。この参考例２の製造工程を図１３に示す。
（１）外径抜き工程…金属製の板状素材５（例えば、鋼板）をプレス機（図示せず）により円形に打ち抜く（実施例１の第１の外径抜き工程と同じ）。
（２）下孔抜き工程…円形に打ち抜かれた板状素材５（以下ワークと呼ぶ）の径方向中央部にプレス機により下孔６を開ける（実施例１の下孔抜き工程と同じ）。
（３）口広げ工程…パンチ（図示せず）により下孔６を押し広げながら、ワークの板厚方向一方側に円筒壁７を形成する（実施例１の口広げ工程と同じ）。
（４）外径抜き工程…最終形状の外径をプレスで打ち抜く。
（５）切削工程…円筒壁７の内周にアンダーカットとなる内径凹部２５を切削により形成する。

環状部品（ストップカラー）の製造工程図である（実施例１）。 ストップカラーの取付け状態を示す断面図である。 事前面押し工程に係る金型及びワークの断面図である。 最終外径抜き位置を示す金型及びワークの一部拡大断面図である。 内径面押し工程に係る金型及びワークの断面図である。 内径面押し工程に係るワークの一部拡大断面図である。 内径押し広げ工程に係る金型及びワークの断面図である。 内径押し広げ工程に係るワークの一部拡大断面図である。 口絞り工程に係る金型及びワークの断面図である。 口絞り工程に係るワークの一部拡大断面図である。 口絞り工程に係る環状部品の断面図である（実施例２）。 環状部品の製造工程図である（参考例１）。 環状部品の製造工程図である（参考例２）。 ストップカラーの取付け状態を示す断面図である（従来技術）。 ストップカラーの製造工程図である（従来技術）。

符号の説明

１ 環状部品（ストップカラー）
５ 金属製の板状素材
６ 下孔
７ 円筒壁
８ フランジ部
１０ 下型ダイ
１１ 上型
１３ 面取り用凹部
１５ 内径面押し工程で使用するワーク保持ダイ
１６ 内径面押し工程で使用する面押しパンチ
２０ 内径押し広げ工程で使用するパンチ
２０ｂ 外径段差
２１ 内径押し広げ工程で使用するワーク保持ダイ
２３ 筋状の段差（変形開始点）
２４ 口絞り工程で使用するテーパ形状のパンチ
２５ 内径凹部（アンダーカット）
２６ ローラ

Claims (15)

1. 金属製の板状素材からプレス加工によって円筒壁を有する環状体を形成した後、前記円筒壁の内周にアンダーカットとなる内径凹部を有する環状部品を製造する製造方法であって、
   前記円筒壁の内周にプレス機のパンチを押し込んで前記円筒壁の内周を前記内径凹部に相当する内径まで押し広げる内径押し広げ工程と、
   前記円筒壁の内径が根元側から先端側に向かって次第に小さくなる様に、テーパ形状のパンチを用いて前記円筒壁をテーパ状に口絞り成形する口絞り工程とを有することを特徴とする環状部品の製造方法。
2. 金属製の板状素材からプレス加工によって円筒壁を有する環状体を形成した後、前記円筒壁の内周にアンダーカットとなる内径凹部を有する環状部品を製造する製造方法であって、
   前記円筒壁の内周にプレス機のパンチを押し込んで前記円筒壁の内周を前記内径凹部に相当する内径まで押し広げる内径押し広げ工程と、
   前記円筒壁の内径が根元側から先端側に向かって次第に小さくなる様に、前記円筒壁の外周面に押し当てられたローラを回転させながら前記円筒壁をテーパ状に口絞り成形する口絞り工程とを有することを特徴とする環状部品の製造方法。
3. 請求項１または２に記載した環状部品の製造方法において、
   前記口絞り工程にて前記円筒壁をテーパ状に口絞り成形する際の変形開始点として、前記円筒壁の内周全周に予め筋状に段差を形成する口絞り前工程を有し、
   この口絞り前工程を前記内径押し広げ工程と同時に行う、あるいは前記内径押し広げ工程と前記口絞り工程との間に実施することを特徴とする環状部品の製造方法。
4. 請求項１〜３に記載した何れかの環状部品の製造方法において、
   前記口絞り工程より前に、前記円筒壁先端の内側角部を圧縮して面押し成形する内径面押し工程を実施することを特徴とする環状部品の製造方法。
5. 請求項４に記載した環状部品の製造方法において、
   前記内径面押し工程は、前記内径押し広げ工程の前に実施されることを特徴とする環状部品の製造方法。
6. 請求項１〜５に記載した何れかの環状部品の製造方法において、
   前記内径押し広げ工程より前に形成される前記環状体の反円筒壁側の端面全周に、最終形状の外周角部に面取りを形成するための面取り用凹部を形成する事前面押し工程と、
   前記口絞り工程を実施した後、前記面取り用凹部にて最終形状の外径を打ち抜く外径抜き工程とを有することを特徴とする環状部品の製造方法。
7. 金属製の板状素材からプレス加工によって円筒壁を有する環状体を形成した後、前記円筒壁の内周にアンダーカットとなる内径凹部を有する環状部品を製造する製造方法であって、
   ａ）前記金属製の板状素材を円形に打ち抜く第１の外径抜き工程と、
   ｂ）円形に打ち抜かれた前記板状素材の径方向中央部に下孔を開ける下孔抜き工程と、 ｃ）前記板状素材の板厚方向一方側に前記下孔を押し広げながら前記円筒壁を形成すると共に、その円筒壁の一端側外周にフランジ部を有した環状体を形成する口広げ工程と、 ｄ）前記フランジ部の反円筒壁側の端面全周に、最終形状の外周角部に面取りを形成するための面取り用凹部を予め形成する事前面押し工程と、
   ｅ）前記円筒壁先端の内側角部を圧縮して面押し成形する内径面押し工程と、
   ｆ）前記円筒壁の内周にプレス機のパンチを押し込んで前記円筒壁の内周を前記内径凹部に相当する内径まで押し広げる内径押し広げ工程と、
   ｇ）前記円筒壁の内径が根元側から先端側に向かって次第に小さくなる様に、テーパ形状のパンチを用いて前記円筒壁をテーパ状に口絞り成形する口絞り工程と、
   ｈ）前記面取り用凹部にて最終形状の外径を打ち抜く第２の外径抜き工程とを有することを特徴とする環状部品の製造方法。
8. 金属製の板状素材からプレス加工によって円筒壁を有する環状体を形成した後、前記円筒壁の内周にアンダーカットとなる内径凹部を有する環状部品を製造する製造方法であって、
   ａ）前記金属製の板状素材を円形に打ち抜く第１の外径抜き工程と、
   ｂ）円形に打ち抜かれた前記板状素材の径方向中央部に下孔を開ける下孔抜き工程と、 ｃ）前記板状素材の板厚方向一方側に前記下孔を押し広げながら前記円筒壁を形成すると共に、その円筒壁の一端側外周にフランジ部を有した環状体を形成する口広げ工程と、 ｄ）前記フランジ部の反円筒壁側の端面全周に、最終形状の外周角部に面取りを形成するための面取り用凹部を予め形成する事前面押し工程と、
   ｅ）前記円筒壁先端の内側角部を圧縮して面押し成形する内径面押し工程と、
   ｆ）前記円筒壁の内周にプレス機のパンチを押し込んで前記円筒壁の内周を前記内径凹部に相当する内径まで押し広げる内径押し広げ工程と、
   ｇ）前記円筒壁の内径が根元側から先端側に向かって次第に小さくなる様に、前記円筒壁の外周面に押し当てられたローラを回転させながら前記円筒壁をテーパ状に口絞り成形する口絞り工程と、
   ｈ）前記面取り用凹部にて最終形状の外径を打ち抜く第２の外径抜き工程とを有することを特徴とする環状部品の製造方法。
9. 請求項７または８に記載した環状部品の製造方法において、
   前記口絞り工程にて前記円筒壁をテーパ状に口絞り成形する際の変形開始点として、前記円筒壁の内周全周に予め筋状に段差を形成する口絞り前工程を有し、
   この口絞り前工程を前記内径押し広げ工程と同時に行う、あるいは前記内径押し広げ工程と前記口絞り工程との間に実施することを特徴とする環状部品の製造方法。
10. 請求項１〜９に記載した何れかの製造方法によって製造される環状部品は、エンジン始動用スタータの出力軸上に配置されたピニオンがエンジンのリングギヤ側へ移動する際に、その移動位置を規制するためのストップカラーであることを特徴とする環状部品。
11. 請求項７または８に記載した前記内径押し広げ工程に使用される金型であって、
    前記内径面押し工程まで加工されたワークを保持する下型ダイと、
    この下型ダイに対向して上下動する上型とを備え、
    前記下型ダイは、前記事前面押し工程で形成された前記面取り用凹部に嵌合する突起部が設けられ、この突起部に前記面取り用凹部を嵌め合わせた状態で前記ワークを保持し、 前記上型は、前記円筒壁の内周を前記内径凹部に相当する内径まで押し広げるためのパンチと、このパンチが前記円筒壁の内周を押し広げる際に、前記円筒壁の外周を保持するダイとを有し、このダイは、前記上型に対しスプリングにより下方向へ予圧を付与されて上下方向に摺動可能に取り付けられると共に、前記パンチが前記円筒壁を外周方向へ押し広げる前に、前記円筒壁の外周を保持し、且つ前記円筒壁の一端側外周に設けられる前記フランジ部を与圧していることを特徴とする環状部品製造用の金型。
12. 請求項１１に記載した環状部品製造用の金型において、
    前記パンチには、後工程（前記口絞り工程）で前記円筒壁をテーパ状に口絞り成形する際に、その変形開始点となる筋状の段差を前記円筒壁の内周全周に予め形成するための外径段差が設けられていることを特徴とする環状部品製造用の金型。
13. 請求項７または８に記載した前記内径面押し工程に使用される金型であって、
    前記事前面押し工程まで加工されたワークを保持する下型ダイと、
    この下型ダイに対向して上下動する上型とを備え、
    前記下型ダイは、前記事前面押し工程で形成された前記面取り用凹部に嵌合する突起部が設けられ、この突起部に前記面取り用凹部を嵌め合わせた状態で前記ワークを保持し、 前記上型は、前記円筒壁の先端内側角部を圧縮して面押し部を形成するためのパンチと、このパンチが前記円筒壁の先端内側角部に面押し部を形成する際に、前記円筒壁の外周を保持するダイとを有し、このダイは、前記上型に対しスプリングにより下方向へ予圧を付与されて上下方向に摺動可能に取り付けられると共に、前記パンチが前記円筒壁の先端内側角部を圧縮する前に、前記円筒壁の外周を保持し、且つ前記円筒壁の一端側外周に設けられる前記フランジ部を与圧していることを特徴とする環状部品製造用の金型。
14. 請求項７に記載した前記口絞り工程に使用される金型であって、
    前記内径押し広げ工程まで加工されたワークを保持する下型ダイを備え、
    この下型ダイは、前記事前面押し工程で形成された前記面取り用凹部に嵌合する突起部が設けられ、この突起部に前記面取り用凹部を嵌め合わせた状態で前記ワークを保持していることを特徴とする環状部品製造用の金型。
15. 請求項８に記載した前記口絞り工程に使用される金型であって、
    前記内径押し広げ工程まで加工されたワークを保持する下型ダイを備え、
    この下型ダイは、前記事前面押し工程で形成された前記面取り用凹部に嵌合する突起部が設けられ、この突起部に前記面取り用凹部を嵌め合わせた状態で前記ワークを保持していることを特徴とする環状部品製造用の金型。
    

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