JP2007229754A - 環状成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属製の環状成形品を低コストで容易に精度良く製造することができる環状成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】 金属素材を熱間鍛造又は温間鍛造するか、或いは、パイプ材を切断して環状体Ｒを成形する環状体成形工程と、環状体Ｒの外径を冷間サイジングして所定の寸法にする外径サイジング工程と、環状体Ｒを冷間転造する冷間転造工程とを備える環状成形品の製造方法である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、環状成形品の製造方法に関し、より詳しくは、等速ジョイント用ケージなど金属製の環状成形品の製造方法に関する。

等速ジョイントは、自動車におけるドライブシャフトと車輪との接続部など動力伝達箇所に用いられるものであり、内輪と外輪との間に配置される環状のケージを備え、ケージの周方向に複数形成された保持孔にボールが転動自在に保持される構成を備える。等速ジョイントのケージは、例えば特許文献１に開示されているように、クロム鋼などの金属材料を機械加工することにより環状成形品であるケージ本体が得られ、このケージ本体にボール保持孔を形成することにより製造される。
特開平１０−２８８２２６号公報

ケージの製造においては、ケージの内径及び外径に高い寸法精度が要求されることから、従来は、環状素材の内周面及び外周面に対してそれぞれ旋削加工を施すことによりケージ本体を製造することが一般的であった。ところが、このような環状成形品の製造方法は、材料の外周面及び内周面の双方を高精度で切削する必要があることから、作業が困難であると共に材料歩留まりが悪いという問題があった。

そこで、本発明は、金属製の環状成形品を低コストで容易に精度良く製造することができる環状成形品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の前記目的は、金属素材を熱間鍛造又は温間鍛造するか、或いは、パイプ材を切断して環状体を成形する環状体成形工程と、前記環状体の外径を冷間サイジングして所定の寸法にする外径サイジング工程と、前記環状体を冷間転造する冷間転造工程とを備える環状成形品の製造方法により達成される。

この環状成形品の製造方法は、前記外径サイジング工程と冷間転造工程との間に、前記環状体の内径を旋削する内径旋削工程を備えることが可能であり、前記冷間転造工程は、内径を旋削した前記環状体を冷間転造して湾曲させることにより、等速ジョイント用のケージ本体を成形することができる。

本発明の環状成形品の製造方法によれば、金属製の環状成形品の外径を旋削せずに所望の寸法精度が得られるため、切り粉の発生から生じる材料ロスを低減しつつ、環状成形品を容易に精度良く製造することができる。

また、外径サイジング工程と冷間転造工程との間に環状体の内径を旋削する内径旋削工程を備えることにより、等速ジョイント用ケージ本体のような外径及び内径の双方に高い寸法精度が要求される環状成形品を容易に製造することができる。

以下、本発明の実態の形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る環状成形品の製造方法の一例である等速ジョイント用ケージの製造工程を示す断面図である。

まず、パイプ材を切断して、図１（ａ）に示すように環状体Ｒを成形する。環状体Ｒの成形は、この時点では寸法精度は要求されないため成形容易な方法が好ましいが、パイプ材の切断以外に金属素材を熱間鍛造又は温間鍛造して成形することも可能である。例えば、クロム鋼などの金属製の棒状素材をダイスにセットし、熱間又は温間で棒状素材の中心部をポンチで押圧して押し出し鍛造することにより、環状体Ｒを成形することができる。

ついで、図１（ｂ）に示すように、内周面の一部がテーパ状に形成されたサイジング金型１０の大径側と押圧金型２０との間に環状体Ｒを挟持し、油圧プレス機により押圧金型２０を冷間で押圧することにより、環状体Ｒの外径がサイジング金型１０のテーパ面に沿って徐々に縮径され、サイジング金型１０から押し出される。この外径サイジング工程によって、環状体Ｒの外径は冷間サイジングされ、図１（ｃ）に示すように、サイジング金型１０の小径側と同じ寸法となる。

次に、環状体Ｒの内径旋削を行い、図１（ｄ）に示すように、環状体Ｒの内径を所定の寸法とする内径旋削工程を行う。本実施形態においては、等速ジョイント用のケージ本体の製造を目的としており、外径だけでなく内径についても高い寸法精度が要求されることから、内径旋削工程を行っているが、内径の寸法精度がそれほど高くなくてもよい環状成形品の場合には、内径旋削工程を行わずに以下の冷間転造工程を行ってもよい。

冷間転造工程においては、環状体Ｒの内周面側からダイスを押し当てて、中央部が径方向外方に膨出するように冷間転造を行うことにより、肉厚が薄くなりつつ環状体の外径および内径が所定の寸法まで拡がり、図１（ｅ）に示すように、所望の形状に湾曲した等速ジョイント用のケージ本体１が成形される。

この後は、このケージ本体１に対して、周方向に沿って複数のボール保持孔を打ち抜き加工やレーザ加工などにより形成することで、等速ジョイント用のケージを製造することができる。

本実施形態における環状成形品であるケージ本体１の製造方法は、ケージ本体１のベースとなる環状体Ｒの外径を、冷間サイジングした後に冷間転造によって所定の寸法まで拡げるようにしているため、従来のような外径の切削加工が不要である。したがって、材料歩留まりを高めて製造コストを低減することができると共に、外径の寸法精度が高い環状成形品を容易に得ることができる。

また、外径サイジング工程と冷間転造工程との間に内径旋削工程を備えることにより、環状体の外径及び内径の双方が所定の寸法に設定された後に冷間転造工程が行われるので、外径及び内径の寸法精度が高い環状成形品を容易に得ることができる。

本実施形態のケージ本体１の製造方法による材料歩留まりの効果を調べるため、クロム鋼のパイプ材（内径５０ｍｍ、外径６０ｍｍ）の内周面及び外周面を旋削して、図１（ｅ）に示すケージ本体１（両端部の最小内径５０ｍｍ、中央部の最大外径６０ｍｍ）を製造する従来の方法と比較した。従来の方法では、パイプ材の重量が３１８ｇであるのに対し、ケージ本体１の重量は１６６ｇであり、歩留率は５２％であった。一方、本実施形態の製造方法によれば、同じケージ本体１を製造する環状体Ｒの重量は１８８ｇであり、歩留率は８８％という高い値が得られた。また、本実施形態の製造方法によるケージ本体１の外形寸法精度は、±０．０３ｍｍという高い値であった。

本発明の環状成形品の製造方法は、等速ジョイント用のケージの製造に好適であるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、ベアリング内輪、外輪などの製造にも用いることができ、特に外径の寸法精度が要求される環状成形品を低コストで製造する場合に有効である。また、本発明によって製造される環状成形品の好ましい金属材料としては、クロム鋼以外に、例えば、アルミ合金、燐青銅などを挙げることができる。

本発明に係る環状成形品の製造方法の一例である等速ジョイント用ケージの製造工程を示す断面図である。

符号の説明

１ ケージ本体
１０ サイジング金型
２０ 押圧金型
Ｒ 環状体

Claims (2)

1. 金属素材を熱間鍛造又は温間鍛造するか、或いは、パイプ材を切断して環状体を成形する環状体成形工程と、
   前記環状体の外径を冷間サイジングして所定の寸法にする外径サイジング工程と、
   前記環状体を冷間転造する冷間転造工程とを備える環状成形品の製造方法。
2. 前記外径サイジング工程と冷間転造工程との間に、前記環状体の内径を旋削する内径旋削工程を備え、
   前記冷間転造工程は、内径を旋削した前記環状体を冷間転造して湾曲させることにより、等速ジョイント用のケージ本体を成形する工程を更に備える請求項１に記載の環状成形品の製造方法。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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