JP2014172075A - 鍛造加工方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鍛造加工により、カップ部と、該カップ部の外側壁から突出した大径部とを一体的に有する成形体を得る。
【解決手段】鍛造加工装置３０は、ワーク１６の円柱部１２を上端面側から押圧するパンチ４０と、該ワーク１６のフランジ部１４の上端面に当接するリングパンチ４２とを有する。パンチ４０とリングパンチ４２は、個別に昇降変位することが可能である。リングパンチ４２は、フランジ部１４の肉がパンチ４０による押圧方向と逆方向に流動する間、該フランジ部１４に対する当接を維持しながら、該フランジ部１４から離間する方向に変位する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ワークに対して少なくとも後方押出し加工を施す鍛造加工方法及びその装置に関する。

四輪自動車や二輪自動車をはじめとする各種自動車には、走行駆動源として駆動用モータが用いられている場合がある。すなわち、内燃機関及び駆動用モータの双方が搭載されるハイブリッド自動車や、駆動用モータのみが搭載される電気自動車（又は燃料電池電気自動車）等である。

この種の自動車では、駆動用モータの回転駆動力が、等速ジョイントによって該駆動用モータに連結されたドライブシャフトを介して駆動輪（タイヤ）に伝達される。その結果として駆動輪が回転動作し、これにより自動車が走行する。

周知の通り、等速ジョイントは、有底穴が形成されたカップ部を有するアウタ部材と、前記有底穴に挿入され且つ前記ドライブシャフトの先端に嵌合されるインナ部材とを有する。例えば、特許文献１記載の電動車両用パワーユニットを構成する摺動型等速ジョイントにおいては、有底穴の内壁に複数本の溝が長手方向に沿って形成されるとともに、インナ部材に、前記溝の各々に挿入される突起部が設けられる。突起部が溝を摺動することにより、ドライブシャフトの先端が有底穴の奥に向かって前進したり、逆に、有底穴の開口に向かって後退したりすることが可能である。

近時、このような構成の電動車両用パワーユニットの構成を簡素化するべく、部品点数を削減することが試みられている。そこで、例えば、等速ジョイントのアウタ部材（カップ部）に歯部を形成するとともに、この歯部を、例えば、２段ヘリカル歯車の第１の歯部等と噛合させることが考えられる。この場合、該２段ヘリカル歯車の第２の歯部を、駆動用モータの作用下に回転する歯車部材と噛合させれば、等速ジョイントのアウタ部材を、減速機構を構成する部材としても兼用することができる。

このような歯部を、カップ部の外側壁に直接刻設することは困難である。このため、カップ部の外壁から径方向外方に向かって突出し、他の部位よりも大径な大径部の側周壁に刻設することが想起される。

しかしながら、カップ部と、該カップ部の外側壁から突出した大径部とを一体的に有するアウタ部材を鍛造加工によって得ることは容易ではない。この点につき、概略説明する。

図７Ａ〜図７Ｃは、第１パンチ部１と、該第１パンチ部１を囲繞する円筒状の第２パンチ部２を有する二重パンチ３によって円柱体４を押圧し、該円柱体４からカップ部５及び大径部６（ともに図７Ｃ参照）の双方を成形する過程の概略フローである。ここで、第１パンチ部１と第２パンチ部２はいずれも、二重パンチ３の一部位であり、従って、これら第１パンチ部１と第２パンチ部２は、一体的に下降又は上昇する。なお、第２パンチ部２の下端面は、第１パンチ部１の下端面よりも上方となるように設定されている。

この場合、二重パンチ３が円柱体４に向かって下降すると、先ず、図７Ａに示すように、第１パンチ部１の下端面が円柱体４の上端面に当接する。

その後、二重パンチ３がさらに下降すると、図７Ｂに示すように、円柱体４が第１パンチ部１によって押圧され、その外縁近傍の肉が上昇する。上昇した肉の外縁近傍は第２パンチ部２によって堰止され、残余の肉は、図７Ｃに示すように、第１パンチ部１と第２パンチ部２の間のクリアランス７に進入してさらに上昇する。これにより、カップ部５と大径部６が成形されるとも考えられる。

しかしながら、この場合、キャビティ８の末端まで肉が流動し難い。換言すれば、図７Ｃ中に×で示したように未充填部分が生じ易く、このために成形体に欠肉部が生じ易いという不具合がある。すなわち、成形体を歩留まりよく得ることが困難である。

また、第２パンチ部２の下端面には、該第２パンチ部２からの押圧に抗して上昇しようとする肉の応力が作用し、内周壁には、前記クリアランス７を流動する肉の応力が作用する。このような大きな応力に対して十分な耐久性をもたらすためには、例えば、第２パンチ部２を、肉厚を大きなものとして剛性を大きくする必要がある。

そこで、特許文献２に提案されるように、アウタ部材と大径部を別個の部材として作製し、その後、両部材を連結することが有効であるとも考えられる。

特許第４３７９８６７号公報 特開２００７−１００２９号公報

等速ジョイントは高速で回転する必要がある上、負荷も大きい。このため、特許文献２に記載されるようにカップ部と別部材として作製した大径部の側周壁に歯部を刻設し、且つ該歯部に他の部材（２段ヘリカル歯車等）の歯部を噛合して大径部を回転させる場合、該大径部とカップ部との連結が解除され、その結果、大径部が空転する懸念がある。加えて、カップ部を作製する鍛造加工装置と、大径部を作製する鍛造加工装置とを個別に設ける必要があるので、設備投資が高騰するという不具合もある。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、カップ部と、該カップ部の外側壁から突出した大径部とを一体的に有する成形体を得ることが容易な鍛造加工方法及びその装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、円柱部と、該円柱部の側周壁から径方向に突出するフランジ部とを有するワークから、前記円柱部から設けられる中空のカップ部と、前記フランジ部から設けられて前記カップ部に比して大径な大径部とを有する成形体を得る鍛造加工方法であって、
ダイに支持された前記ワークの前記フランジ部に対し、リングパンチの円筒部を当接させる工程と、
前記ワークの前記円柱部をパンチで押圧して後方押出し加工を行い、前記円柱部から前記円筒部を成形する工程と、
を有し、
前記円柱部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動することに伴って前記フランジ部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動する間、前記リングパンチの前記円筒部の前記フランジ部に対する当接を維持するとともに、該円筒部を、前記フランジ部の肉が流動する方向に変位させることを特徴とする。

また、本発明は、円柱部と、該円柱部の側周壁から径方向に突出するフランジ部とを有するワークから、前記円柱部から設けられる中空のカップ部と、前記フランジ部から設けられて前記カップ部に比して大径な大径部とを有する成形体を得るための鍛造加工装置であって、
前記ワークを支持するためのキャビティが形成されたダイと、
前記ダイに支持された前記ワークの前記円柱部を押圧して後方押出し加工を行い、前記円柱部から前記カップ部を成形するためのパンチと、
前記パンチを前記ワークに対して接近又は離間する方向に変位させるための昇降機構と、
前記パンチを外方から囲繞する円筒部を有し、且つ前記パンチが前記ワークの前記円柱部を押圧する間、前記円筒部の先端面が該ワークの前記フランジ部に当接するリングパンチと、
前記リングパンチを、前記パンチとは別個に前記ワークに対して接近又は離間する方向に変位させるための第２の昇降機構と、
を有し、
前記リングパンチは、前記円柱部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動することに伴って前記フランジ部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動する間、前記円筒部の前記フランジ部に対する当接を維持することを特徴とする。

すなわち、リングパンチは、パンチとは独立して変位可能であり、後方押出し加工（鍛造加工）の最中には、フランジ部に対する当接を維持しながら、該フランジ部の肉の流動方向に変位する。リングパンチをこのように動作させることにより、キャビティ中に未充填部分が形成されることを回避することができる。その結果、カップ部と大径部を一体的に有する成形体を容易に得ることができる。

従って、カップ部を作製する鍛造加工装置と、大径部を作製する鍛造加工装置とを個別に設ける必要がない。このため、設備投資が高騰することもない。

しかも、得られた成形体にカップ部と大径部が同一部材中の別部位として設けられている（一体的に設けられている）ので、例えば、大径部の側周壁に歯部を形成し、他の部材の歯部と噛合させてギアを構成する場合においても、大径部が空転する懸念が払拭される。

後方押出し加工の最中、ワークの円柱部の肉は、パンチとリングパンチの間のクリアランスに進入して流動する。従って、リングパンチには、流動する肉からの応力が作用する。

そこで、リングパンチを、複数個の分割ピースによって構成すること、換言すれば、分割体として構成することが好ましい。この場合、リングパンチの剛性が小さくなるので、流動する肉から応力を受けたときには、分割ピース同士の間が若干開いたり、又は、分割ピースが弾性変形域内で撓んだりする。これにより、応力が吸収（緩和）される。

従って、リングパンチやダイ等を、応力に耐え得るような厚肉のものとする必要がない。このため、鍛造加工装置が大型化・重量化することを回避することができる。

分割ピース同士は、同一形状であることが好ましい。この場合、応力を略均等に緩和することが可能となるからである。このためには、リングパンチの円筒部を、直径方向及び長手方向に沿って分割した形状とすればよい。

また、リングパンチの円筒部が、フランジ部の肉がパンチによる押圧方向と逆方向に流動する際に該フランジ部に対する当接を維持する間、第２の昇降機構により、リングパンチをフランジ部側に進行する力を付与することが好ましい。この場合、流動するフランジ部の肉がリングパンチによってある程度押圧されるので、フランジ部の肉が過剰に流動することを抑制することができる。従って、寸法精度が良好な大径部を得ることができる。

キャビティには、前記大径部の一端面から突出して前記カップ部とは逆方向に延在する軸部を形成するための凹部を形成するようにしてもよい。この場合、後方押出し加工の最中に前方押出し加工が営まれ、カップ部、大径部及び軸部を一工程で成形することができる。

本発明によれば、パンチとは独立して変位可能なリングパンチを設け、ワークに対して後方押出し加工を施す最中、前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動するフランジ部の肉に前記リングパンチが当接した状態を維持するようにしている。これによりキャビティ中に未充填部分が形成されることが回避され、その結果、カップ部と大径部を一体的に有する成形体を容易に得ることができる。

このため、カップ部を作製する鍛造加工装置と、大径部を作製する鍛造加工装置とを個別に設ける必要がないので、設備投資が高騰することを回避することができる。

加えて、カップ部と大径部を一体的に有する成形体が得られるので、該成形体の大径部からギアを構成したときに大径部が空転する懸念がない。

図１Ａ〜図１Ｄは、ビレットから成形体を得るまでの過程を断面で示した概略フローである。 本発明の実施の形態に係る鍛造加工装置の概略正面縦断面図である。 前記鍛造加工装置に含まれるリングパンチを構成する分割ピースの平面図である。 図４Ａ〜図４Ｄは、前記鍛造加工装置においてワークから成形体を得るまでの過程を断面で示した概略フローである。 前記鍛造加工装置において、パンチが下死点に到達して成形体が成形された状態を示す概略正面縦断面図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、成形体が成形された後、パンチ及びリングパンチが上昇する過程を断面で示した概略フローである。 図７Ａ〜図７Ｃは、二重パンチによって円柱体から成形体を得るまでの過程を断面で示した概略フローである。

以下、本発明に係る鍛造加工方法につき、それを実施する鍛造加工装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態では、等速ジョイントのアウタ部材を得るための中間体を成形体として作製する場合を例示する。

はじめに、本実施の形態に係る鍛造加工装置によって鍛造加工が施されるワーク、及び、該ワークから得られる成形体につき、図１Ａ〜図１Ｄを参照して説明する。

ワークは、図１Ａに示す略円柱体形状のビレット１０を出発素材として得られる。なお、最終製品が等速ジョイントのアウタ部材であることから、ビレット１０としては、ＳＣＲ、ＳＣＭ等の機械構造用合金鋼からなるものが好適である。

このような材質からなるビレット１０に対し、予備加熱、潤滑剤塗布、本加熱等を行った後、据込み加工（一般的には温間鍛造加工）を行う。これにより、図１Ｂに示すように、円柱部１２と、該円柱部１２の一端部（図１Ｂにおける上端部）に設けられて該円柱部１２よりも大径なフランジ部１４とを有する第１次中間体としてのワーク１６が成形される。

次に、このワーク１６を、図１Ｃに示すように上下反転させた状態で鍛造加工装置３０（図２参照）のキャビティ３２に収容し、後方押出し加工を行う。すなわち、円柱部１２の肉を押圧方向とは逆方向に流動させつつ、該円柱部１２に有底穴１８を形成する。この際、フランジ部１４の肉も、押圧方向とは逆方向に流動する。その結果、図１Ｄに示すように、円柱部１２から設けられたカップ部２０と、フランジ部１４から設けられた大径部２２とを有する第２次中間体としての成形体２４が得られるに至る。

この成形体２４は、大径部２２から突出し、カップ部２０とは逆方向に指向する小径な軸部２６をさらに有する。後述するように、軸部２６は、カップ部２０及び大径部２２を成形する鍛造加工時に同時に成形される。

本実施の形態に係る鍛造加工装置３０は、ワーク１６（図１Ｂ及び図１Ｃ参照）に対して前記の後方押出し加工を実施し、成形体２４（図１Ｄ参照）を得るためのものである。以下、当該鍛造加工装置３０につき詳細に説明する。

図２は、本実施の形態に係る鍛造加工装置３０の概略正面縦断面図である。この鍛造加工装置３０は、下ダイ３４及び上ダイ３６を備える固定盤３８と、パンチ４０及びリングパンチ４２を備え、前記固定盤３８に対して接近又は離間する方向に変位する可動盤４４とを有する。

固定盤３８は、作業ステーションに設けられた設置台（図示せず）に位置決め固定される。この固定盤３８には第１圧入孔４６が形成され、該第１圧入孔４６には、略円盤形状をなす内ベース４８及び外ベース５０が内方側からこの順序で圧入される。勿論、内ベース４８は、外ベース５０に貫通形成された第２圧入孔５１に圧入されている。

内ベース４８及び外ベース５０上には、これら内ベース４８と外ベース５０に跨るようにして台座５２が位置決め固定される。さらに、台座５２上には、下ダイ３４が配設されるとともに、該下ダイ３４に外嵌される下ダイホルダ５４が載置される。下ダイ３４は、下ダイホルダ５４に形成された嵌合孔５６に嵌合されている。

内ベース４８及び下ダイ３４には、可動盤４４に指向して延在する摺動孔５８が形成される。この摺動孔５８には、ノックアウトピン６０が摺動する。

下ダイ３４の外縁近傍と、下ダイホルダ５４の嵌合孔５６の近傍には、加工用穴６２が形成されて略円筒体形状の上ダイ３６が配置される。ノックアウトピン６０の上端面と、下ダイ３４における上端面に略円形状に陥没形成された円状段部６４（図４Ａ参照）と、上ダイ３６の加工用穴６２の内周壁とでキャビティ３２が形成される。

ノックアウトピン６０の上端面は、円状段部６４よりも若干下方に位置する（図２参照）。従って、キャビティ３２には、ノックアウトピン６０の上端面と、下ダイ３４の摺動孔５８の上端近傍の内周壁とで形成される凹部６６が含まれる。

加工用穴６２の内径は、ワーク１６のフランジ部１４の直径に略一致する。一方、円状段部６４の直径は、フランジ部１４に比して若干小径である。このため、ワーク１６がキャビティ３２に収容された時点では、フランジ部１４の側周壁が加工用穴６２の内周壁に当接する一方、該フランジ部１４の下ダイ３４に臨む端面（下端面）は、円状段部６４から若干離間した位置にある（図４Ａ参照）。

上ダイ３６には、上ダイホルダ６７が外嵌され、さらに、台座５２、下ダイホルダ５４及び上ダイホルダ６７には、固定盤３８の上端面に設置された下スリーブ６８が外嵌される（図２参照）。換言すれば、台座５２、下ダイ３４、下ダイホルダ５４、上ダイ３６及び上ダイホルダ６７は、下スリーブ６８内に収容される。

下スリーブ６８には、天井壁と側周壁を有し、この中の天井壁に第１挿通孔７０が貫通形成されたダイ側キャップ７２が嵌着される。このダイ側キャップ７２の側周壁によって下スリーブ６８の外周壁が径方向内方に押圧されることにより、台座５２、下ダイホルダ５４及び上ダイホルダ６７が径方向内方に押圧されて圧入された状態となり、各々の位置決め固定がなされる。

一方の可動盤４４は、図示しない油圧シリンダ（第１の昇降機構）のロッドが連結される。可動盤４４は、該ロッドが固定盤３８側に指向して前進（下降）することに伴って、固定盤３８に接近するように変位する。これとは逆に、該ロッドが固定盤３８から離間するように後退（上昇）したときには、固定盤３８から離間するように変位する。

可動盤４４には、第３圧入孔７４が貫通形成されている。この第３圧入孔７４にはパンチホルダ７６が圧入される。さらに、パンチホルダ７６において、固定盤３８を臨む側の端部（下端部）には、前記パンチ４０が設けられる。図２から諒解されるように、パンチ４０及びリングパンチ４２は、ダイ側キャップ７２の第１挿通孔７０を通ってキャビティ３２に進入する。

このパンチ４０には、円柱部１２からカップ部２０を成形する際に、該カップ部２０の内壁に、その長手方向に沿って複数本（例えば、３本）の溝を形成するための図示しないランドが設けられる。

パンチホルダ７６には、可動盤４４の下端面に設置された上スリーブ７８が外嵌される。この上スリーブ７８に、底壁に第２挿通孔８０が貫通形成されたパンチ側キャップ８２が嵌着されることにより、パンチホルダ７６が径方向内方に押圧されて圧入された状態となる。すなわち、パンチホルダ７６の位置決め固定がなされる。パンチ４０は、第２挿通孔８０を通ってパンチ側キャップ８２から露呈している。

パンチホルダ７６の上端部には、第２の昇降機構である複数個の油圧シリンダ８４を配置するための収容室８６が形成される。ここで、油圧シリンダ８４は図示しない支持盤に支持されており、パンチホルダ７６には、収容室８６の底壁から固定盤３８に指向して延在するロッド孔８８が複数本貫通形成されている。各ロッド孔８８には、油圧シリンダ８４の各ロッド９０が通される。

ロッド９０の下端部は、ロッド孔８８から露呈する。前記リングパンチ４２は、ロッド孔８８から露呈したロッド９０の下端部先端に取り付けられる。

リングパンチ４２は、略円筒形状をなす円筒部９２と、前記円筒部９２の上端部に設けられた取付部９４とを有する。この中の円筒部９２は、前記パンチ４０を囲繞する。一方、該円筒部９２に比して大径な取付部９４には、図３に示すように取付穴９６が複数個形成され、前記ロッド９０の下端部先端は、この取付穴９６に嵌合される。

この図３に示すように、リングパンチ４２は、第１分割ピース９８と第２分割ピース１００からなる分割体である。すなわち、第１分割ピース９８及び第２分割ピース１００は、取付部９４及び円筒部９２の直径方向に沿って、且つその長手方向に２分割することで形成された形状をなす。従って、第１分割ピース９８及び第２分割ピース１００には、それぞれ、円筒部９２を長手方向に２分割に切断した形状の半円筒部９２ａ、９２ｂと、取付部９４を直径方向に沿って２分割した形状の半円盤形状部９４ａ、９４ｂとが存在する。

なお、第１分割ピース９８と第２分割ピース１００は互いに当接はしているものの、連結はされていない。従って、第１分割ピース９８と第２分割ピース１００の剛性は比較的小さく、リングパンチ４２が、その内方から押圧を受けたときには、互いの間が若干開いたり、又は、第１分割ピース９８や第２分割ピース１００が弾性変形域内で撓んだりすることが可能である。

本実施の形態に係る鍛造加工装置３０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、本実施の形態に係る鍛造加工方法との関係で説明する。

ワーク１６に対して後方押出し加工を施すには、先ず、鍛造加工装置３０を型開き状態とする。そして、上記のようにして得られたワーク１６（図１Ｂ及び図１Ｃ参照）を、図１Ｃ、図２及び図４Ａに示すように、フランジ部１４が下方、円柱部１２が上方を臨むようにして加工用穴６２に挿入し、キャビティ３２に収容する。図４Ａから諒解されるように、この時点では、フランジ部１４の側周壁が加工用穴６２の内周壁に当接する一方で、該フランジ部１４の下端面が円状段部６４から若干離間する。

次に、油圧シリンダ８４を付勢し、各ロッド９０を固定盤３８側に指向して前進（下降）させる。これに伴ってリングパンチ４２（第１分割ピース９８及び第２分割ピース１００）が下降し、加工用穴６２（キャビティ３２）に進入する。最終的に、リングパンチ４２の円筒部９２の下端面が、ワーク１６のフランジ部１４の上端面に着座する。

この着座と同時に、該ワーク１６の円柱部１２がリングパンチ４２内に挿入される。換言すれば、リングパンチ４２は、その内周壁で円柱部１２を囲繞する。

油圧シリンダ８４は、上記の着座後も滅勢されない。従って、フランジ部１４には、ロッド９０を介して押圧力が付与される。ただし、その押圧力は、フランジ部１４を塑性変形させ得る程度の大きなものではなく、円柱部１２に対する後方押出し加工時にフランジ部１４の肉が過度に上昇することを抑制し得る程度である。

この状態で、次に、図示しない前記油圧シリンダを付勢し、そのロッドを固定盤３８側に指向して前進（下降）させる。これにより可動盤４４が下降し、結局、パンチ４０が下降する。パンチ４０は、ダイ側キャップ７２の第１挿通孔７０を通り、加工用穴６２（キャビティ３２）に進入する。図２及び図４Ａは、リングパンチ４２の下端面がフランジ部１４の上端面に着座し、且つキャビティ３２に進入したパンチ４０の下端面が円柱部１２の上端面に当接した状態を断面にして示している。

パンチ４０の側周壁と、リングパンチ４２の内周壁との間には所定のクリアランス１０２が形成される。すなわち、パンチ４０の下端面は、円柱部１２の外縁近傍には当接しない。

可動盤４４がさらに下降すると、パンチ４０によって円柱部１２が押圧される（すなわち、パンチ４０による押圧力の方向は鉛直下方である）。ここで、パンチ４０の側周壁と、リングパンチ４２の内周壁との間にはクリアランス１０２が形成されているので、図４Ｂに示すように、円柱部１２の外縁近傍の肉は、このクリアランス１０２に沿って上昇するように流動する。このように、円柱部１２の肉が、パンチ４０によって付与される押圧力と反対方向に流動することにより、後方押出し加工が営まれる。

その一方で、円柱部１２の下端面では、大部分の肉が円状段部６４に流動するとともに、一部の肉が凹部６６（ノックアウトピン６０の上端面側）に流入する。すなわち、前方押出し加工が営まれ、凹部６６の形状に対応する形状の軸部２６が成形される。

図４Ｃに示すように、パンチ４０がさらに下降すると、円柱部１２の肉が一層上昇する。これにより、有底穴１８が形成されたカップ部２０が成形される。パンチ４０にはランドが設けられているので、カップ部２０が成形されると同時に、該カップ部２０（有底穴１８）の内壁に溝が形成される。

円柱部１２の肉の大部分は上記したように上昇するが、一部はフランジ部１４に向かって流動する。フランジ部１４の肉は、この余剰の肉によって押し出され、結局、リングパンチ４２からの押圧に抗して上昇する。すなわち、フランジ部１４も、パンチ４０による押圧力の方向と反対方向に流動し、これにより大径部２２（図１Ｄ参照）が成形される。

リングパンチ４２には、油圧シリンダ８４による前進駆動力、すなわち、フランジ部１４側に進行する力が作用している。従って、リングパンチ４２は、上昇（後退）しながらもフランジ部１４に対する当接を維持しつつ、所定の押圧力でフランジ部１４を押圧している。このため、円柱部１２の肉が過剰にフランジ部１４側に流動することや、フランジ部１４の肉が所定量を超えて上昇することが回避される。従って、カップ部２０及び大径部２２の高さ方向の寸法精度が良好となる。

図４Ｄ及び図５に示すようにパンチ４０が下死点に到達すると、これに伴って円柱部１２（カップ部２０）及びフランジ部１４（大径部２２）の肉の流動が停止し、後方押出し加工が終了する。すなわち、成形体２４が得られるに至る。

本実施の形態においては、カップ部２０と大径部２２を一体的に有する成形体２４を、一度の後方押出し加工によって作製するようにしている。このため、該成形体２４を効率よく得ることができる。また、カップ部２０を作製する鍛造加工装置３０と、大径部２２を作製する鍛造加工装置３０とを個別に設ける必要がないので、設備投資が高騰することを回避することもできる。

以上のようにしてカップ部２０、大径部２２及び軸部２６が成形される間、リングパンチ４２には、該リングパンチ４２の内周壁に沿って流動する肉から応力を受ける。本実施の形態においては、リングパンチ４２が、第１分割ピース９８及び第２分割ピース１００からなる分割体であり、しかも、第１分割ピース９８と第２分割ピース１００は連結されていない。このため、リングパンチ４２の内方から作用する前記応力は、第１分割ピース９８と第２分割ピース１００の間が若干開いたり、又は、第１分割ピース９８や第２分割ピース１００が弾性変形域内で撓んだりすることによって緩和される。

従って、リングパンチ４２に、過度に大きな応力が作用することが回避される。このため、リングパンチ４２が変形したり、破損したりする懸念が払拭される。

以上のようにして成形体２４が得られた後、図示しない前記油圧シリンダのロッドが後退（上昇）し、図６Ａに示すように、これに追従してパンチ４０が上昇する。その結果、パンチ４０がカップ部２０から離脱する。

さらに、パンチ４０が所定量後退（上昇）すると、油圧シリンダ８４のロッド９０が後退する。図６Ｂに示すように、これに伴ってリングパンチ４２が上昇し、大径部２２から離間する。

可動盤４４が固定盤３８に対して所定間隔離間することにより、型開きがなされる。その最中、又はその前後に、摺動孔５８内に配設されたノックアウトピン６０が上昇し、成形体２４をキャビティ３２から押し出す。これにより、成形体２４がキャビティ３２から取り出される。

以上のようにして得られた成形体２４に対し、必要に応じ、球状化焼鈍処理、ショットブラスト処理及び潤滑皮膜形成処理等を施す。さらに、この成形体２４に対してしごき加工（一般的には冷間鍛造加工）を行い、等速ジョイントのアウタ部材の形状に仕上げる。

そして、大径部２２の側周壁に対して歯部を刻設することにより、最終製品としてのアウタ部材が得られるに至る。

前記歯部からギアを構成した場合、大径部２２が回転すると、これに追従してカップ部２０が回転する。カップ部２０及び大径部２２のいずれも、アウタ部材の一部位であるからである。

すなわち、この場合、大径部２２が空転する懸念のないアウタ部材を構成することができる。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、リングパンチ４２の分割ピースの個数を３個以上としてもよい。

また、成形体２４として、等速ジョイントのアウタ部材となる中間体を例示しているが、成形体２４は、特にこれに限定されるものではなく、中空のカップ部２０と、該カップ部２０に比して大径な大径部２２とを有するものであればよい。

さらに、リングパンチ４２がフランジ部１４の上端面に着座すると同時にパンチ４０が円柱部１２の上端面に着座するように、リングパンチ４２とパンチ４０を下降させるようにしてもよい。

１…第１パンチ部 ２…第２パンチ部
３…二重パンチ ４…円柱体
５、２０…カップ部 ６、２２…大径部
７、１０２…クリアランス ８、３２…キャビティ
１０…ビレット １２…円柱部
１４…フランジ部 １６…ワーク
１８…有底穴 ２４…成形体
２６…軸部 ３０…鍛造加工装置
３４…下ダイ ３６…上ダイ
３８…固定盤 ４０…パンチ
４２…リングパンチ ４４…可動盤
６０…ノックアウトピン ６２…加工用穴
６４…円状段部 ６６…凹部
８４…油圧シリンダ ８８…ロッド孔
９０…ロッド ９２…円筒部
９２ａ、９２ｂ…半円筒部 ９４…取付部
９４ａ、９４ｂ…半円盤形状部 ９６…取付穴
９８…第１分割ピース １００…第２分割ピース

Claims (7)

1. 円柱部と、該円柱部の側周壁から径方向に突出するフランジ部とを有するワークから、前記円柱部から設けられる中空のカップ部と、前記フランジ部から設けられて前記カップ部に比して大径な大径部とを有する成形体を得る鍛造加工方法であって、
   ダイに支持された前記ワークの前記フランジ部に対し、リングパンチの円筒部を当接させる工程と、
   前記ワークの前記円柱部をパンチで押圧して後方押出し加工を行い、前記円柱部から前記円筒部を成形する工程と、
   を有し、
   前記円柱部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動することに伴って前記フランジ部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動する間、前記リングパンチの前記円筒部の前記フランジ部に対する当接を維持するとともに、該円筒部を、前記フランジ部の肉が流動する方向に変位させることを特徴とする鍛造加工方法。
2. 請求項１記載の加工方法において、前記フランジ部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動する際、前記リングパンチの前記円筒部が前記フランジ部に対する当接を維持しながら該フランジ部の肉が流動する方向に変位する間、前記リングパンチに、前記フランジ部側に進行する力を付与することを特徴とする鍛造加工方法。
3. 円柱部と、該円柱部の側周壁から径方向に突出するフランジ部とを有するワークから、前記円柱部から設けられる中空のカップ部と、前記フランジ部から設けられて前記カップ部に比して大径な大径部とを有する成形体を得るための鍛造加工装置であって、
   前記ワークを支持するためのキャビティが形成されたダイと、
   前記ダイに支持された前記ワークの前記円柱部を押圧して後方押出し加工を行い、前記円柱部から前記カップ部を成形するためのパンチと、
   前記パンチを前記ワークに対して接近又は離間する方向に変位させるための昇降機構と、
   前記パンチを外方から囲繞する円筒部を有し、且つ前記パンチが前記ワークの前記円柱部を押圧する間、前記円筒部の先端面が該ワークの前記フランジ部に当接するリングパンチと、
   前記リングパンチを、前記パンチとは別個に前記ワークに対して接近又は離間する方向に変位させるための第２の昇降機構と、
   を有し、
   前記リングパンチは、前記円柱部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動することに伴って前記フランジ部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動する間、前記円筒部の前記フランジ部に対する当接を維持することを特徴とする鍛造加工装置。
4. 請求項３記載の加工装置において、前記リングパンチが複数個の分割ピースによって構成されることを特徴とする鍛造加工装置。
5. 請求項４記載の加工装置において、前記リングパンチの前記円筒部が直径方向及び長手方向に沿って分割されていることを特徴とする鍛造加工装置。
6. 請求項３〜５のいずれか１項に記載の加工装置において、前記第２の昇降機構は、前記フランジ部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動する際に前記リングパンチの前記円筒部が前記フランジ部に対する当接を維持する間、前記リングパンチを前記フランジ部側に進行する力を付与することを特徴とする鍛造加工装置。
7. 請求項３〜６のいずれか１項に記載の加工装置において、前記キャビティに、前記大径部の一端面から突出して前記カップ部とは逆方向に延在する軸部を形成するための凹部が形成されていることを特徴とする鍛造加工装置。

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