JP3040100B1 - 円板状素材の外周部増肉方法 - Google Patents

円板状素材の外周部増肉方法

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JP3040100B1 JP10369859A JP36985998A JP3040100B1 JP 3040100 B1 JP3040100 B1 JP 3040100B1 JP 10369859 A JP10369859 A JP 10369859A JP 36985998 A JP36985998 A JP 36985998A JP 3040100 B1 JP3040100 B1 JP 3040100B1
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    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/02Making articles shaped as bodies of revolution discs; disc wheels
    • B21H1/04Making articles shaped as bodies of revolution discs; disc wheels with rim, e.g. railways wheels or pulleys

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

【要約】 【課題】 円板状素材の外周部を成形溝に押圧して増肉
成形する際に、増肉部の形状の設計の自由度が高く、一
方の面側に偏って増肉部を形成でき、座屈を回避しつつ
効率良く増肉成形できるようにする。 【解決手段】 成形溝26の第1側壁面28と同じ位置
で円板状素材16を保持しつつ回転ローラ14に接近さ
せることにより、(d) に示すように、円板状素材16の
ワーク保持治具18から突き出す外周部16aを第1側
壁面28側へ凸となるように撓み変形させる一方、(d)
〜(g) に示すように外周部16aが第1側壁面28およ
び第2側壁面30から共に離間する状態で座屈すること
なく効率良く増肉できるように押圧力を制御して増肉成
形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は円板状素材の外周部
増肉方法に係り、特に、押圧力の制御が容易で座屈(折
れ曲がり)を回避しながら良好に増肉成形できる増肉方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、自動車用のドライブプレート
は、リングギヤに円板状のプレートを嵌合したものが使
用されていた。しかし、近年コスト低減の要求によりプ
レートの外周部に歯部を成形するもの、すなわちプレー
トと歯部とが一体化されたものが出てきた。歯部は、耐
衝撃性、高強度が求められるため、プレートの外周部
は、その内側に比べて厚く成形することが望ましい。こ
のプレート(円板状素材)の外周部を厚く成形する技術
として、(a) 開口側へ向かうに従って幅寸法が大きくな
るように拡開する断面が略V字形状の環状の成形溝が外
周面に設けられた回転ローラと、(b) 円板状素材を中心
線S2 と同心でその中心線S2 に対して垂直となり且つ
外周部が所定寸法だけ外周側へ突き出す状態で保持する
ワーク保持治具とを有し、(c) 前記回転ローラの成形溝
の底面に前記円板状素材の外周縁が当接する状態で相対
的に押圧しながらその回転ローラおよび円板状素材をそ
れぞれ中心線S1 、S2 まわりに相対回転させて、その
円板状素材の外周部を成形溝の断面形状に沿って増肉す
る増肉方法がある。
【0003】特開平9−10885号公報に記載されて
いる方法はその一例で、中心線S1、S2 が互いに平行
で、その中心線S1 と平行な方向において成形溝の底部
と略同じ位置で円板状素材を保持し、円板状素材の平面
状態を維持しながら両者を接近させて、円板状素材の外
周部に両面側へ略均等に張り出した断面矢尻状の厚肉部
を増肉成形(スエージング加工)するようになってい
る。また、2段階で増肉成形した後、図6に示すように
断面矢尻状の厚肉部100を回転ローラ102で略直角
に折り曲げ、円板状素材104の平坦部106から一方
の面側へ円筒状に突き出す円筒部108を成形してい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の増肉方法においては、円板状素材の平面状態
を維持しながら両面側へ略均等に増肉するように押圧す
る必要があるが、押圧力が所定値を越えると急に円板状
素材が座屈するため、座屈を起こさないように押圧力を
制御することが難しい。また、前記厚肉部100を回転
ローラ102により略直角に折り曲げて円筒部108を
成形しているため、例えば図6の(c) に示すA部に素材
の巻き込み(ヘアピン状の折れ曲がり)が発生し、その
後の歯部の転造加工や切削加工に悪影響を与え、十分な
耐久性や機械的強度が得られなくなる可能性がある。
【0005】一方、円板状素材の外周部を厚くする技術
としては、特開平9−66330号公報において、円板
状素材を成形溝の一方の側壁面に摺接させて外周縁を他
方の側壁面に当接させ、略L字形に曲げた状態で円板状
素材を増肉する方法が提案されているが、この場合も、
押圧力が大き過ぎると円板状素材が急に他方の側壁面側
へ座屈するため、押圧力の制御が難しい。座屈が発生し
た状態で増肉を行うと、図7に示すように内部に折り重
なったM字状のメタルフローfM が発生してしまい、メ
タルフローfM の山と山との間に巻き込みが生じたもの
が成形されてしまう。このM字状のメタルフローf
M は、まず他方の側壁面側へ座屈したものが他方の側壁
面に当り、その反動で更に一方の側壁面側へ座屈してい
くものが重なり合ったものである。また、図8に示すよ
うに一方の側壁面110の傾斜角βが15°より大きく
なった場合も、円板状素材112が増肉されずにB部に
おいて反対側の側壁面114側へ座屈するようになるた
め、増肉形状が制約される。図7は断面図であるが、メ
タルフローfM を示すため斜線(ハッチ)を省略したも
のである。
【0006】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、 座屈を起こさないようにする押圧力の制御を容易にす
る。 円板状素材の外周部に成形した増肉部を折り曲げるこ
となく、一方の面側に偏った厚肉部を成形できるように
する。 増肉部の形状の設計の自由度を高くする。 ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第1発明は、(a) 一対の第1側壁面および第2側
壁面と、その第1側壁面および第2側壁面にそれぞれR
部を介して滑らかに接続された底面とを有する成形溝
が、外周面に開口し且つ中心線S1 まわりにおいて同一
断面となるように環状に設けられた回転ローラと、(b)
円板状素材を中心線S2 と同心でその中心線S2 に対し
て垂直となり且つ外周部が所定寸法だけ外周側へ突き出
す状態で保持するワーク保持治具とを有し、(c) 前記回
転ローラの成形溝の底面に前記円板状素材の外周縁が当
接する状態で相対的に押圧しながらその回転ローラおよ
び円板状素材をそれぞれ中心線S1 、S2 まわりに相対
回転させて、その円板状素材の外周部をその成形溝の断
面形状に沿って増肉する増肉方法であって、(d) 前記成
形溝の第1側壁面は、前記回転ローラの中心線S1 まわ
りにおいて前記円板状素材が押圧される側の部分におい
て、前記底面から開口側へ向かうに従って前記ワーク保
持治具の中心線S2 と直角な方向に対して0°より大き
い傾斜角度α1 で拡開するように設けられているととも
に、(e) 前記成形溝の底面は、前記円板状素材の板厚t
と略同じ幅寸法で、その円板状素材の外周縁を略一定の
位置に位置決めするようになっており、(f) 前記円板状
素材の外周縁を前記成形溝の底面に当接させて押圧する
ことにより、その円板状素材の外周部を前記第1側壁面
側へ凸となるように撓み変形させ、その第1側壁面およ
び前記第2側壁面から共に離間する状態でその円板状素
材が座屈して折れ曲がることなく両面側へ増肉するよう
に押圧力を調整して増肉成形することを特徴とする。
【0008】第2発明は、第1発明の円板状素材の外周
部増肉方法において、前記成形溝の底面は、前記回転ロ
ーラの中心線S1 まわりにおいて前記円板状素材が押圧
される側の部分において、前記第1側壁面側が前記ワー
ク保持治具の中心線S2 から離間するようにその中心線
2 と平行な方向から傾斜角度α3 で傾斜するように設
けられていることを特徴とする。
【0009】第3発明は、第1発明または第2発明の円
板状素材の外周部増肉方法において、(a) 前記ワーク保
持治具は、前記中心線S2 と平行な方向において前記成
形溝の前記第1側壁面と同じ位置で前記円板状素材を保
持するようになっており、(b) 前記回転ローラと前記ワ
ーク保持治具とを中心線S2 に対して直角な方向へ相対
移動させて増肉成形することを特徴とする。
【0010】第4発明は、第3発明の円板状素材の外周
部増肉方法において、(a) 前記成形溝の底面は、前記回
転ローラの中心線S1 まわりにおいて前記円板状素材が
押圧される側の部分において、前記第1側壁面側が前記
ワーク保持治具の中心線S2から離間するようにその中
心線S2 と平行な方向から傾斜角度α3 で傾斜するよう
に設けられているとともに、(b) その傾斜角度α3 は、
前記円板状素材の外周縁が前記成形溝の底面に当接した
状態において、その円板状素材が前記ワーク保持治具に
よって保持されている最外周部における板厚中心P
1 と、その底面の中心位置P2 とを結んだ直線Lに対し
て、前記第1側壁面側の交差角度α5 が90°以上にな
るように定められていることを特徴とする。
【0011】第5発明は、第2発明または第4発明の円
板状素材の外周部増肉方法において、前記傾斜角度α3
は、前記円板状素材の外周縁が前記成形溝の底面に当接
して撓み変形されられた状態において、その底面とその
円板状素材の外周部とが略垂直になり、その底面からの
反力が円板状素材の外周縁に略均等に作用し、外周部の
姿勢が安定して両面側へ増肉が行われるように定められ
ていることを特徴とする。
【0012】
【発明の効果】第1発明の増肉方法によれば、成形溝の
第1側壁面が、底面から開口側へ向かうに従って中心線
2 と直角な方向に対して0°より大きい傾斜角度α1
で拡開するように設けられており、円板状素材のワーク
保持治具から突き出す外周部を、第1側壁面側へ凸とな
るように撓み変形させ、その第1側壁面および第2側壁
面から共に離間する状態で、座屈して折れ曲がることな
く両面側へ増肉するように押圧力を調整して増肉成形す
るため、例えばその外周部の撓み変形の変形状態を監視
するなどして、座屈を回避しつつ能率良く増肉成形でき
る適切な押圧力に容易に調整できる。また、このように
第1側壁面および第2側壁面に接触しないように増肉成
形されるため、それ等の側壁面の形状、すなわち増肉成
形後の形状は、円板状素材の撓み変形を阻害しない範囲
で自由に設計でき、形状の設計の自由度が向上する。
【0013】第2発明では、成形溝の底面が、第1側壁
面側が中心線S2 から離間するようにその中心線S2
平行な方向から傾斜角度α3 で傾斜させられているた
め、円板状素材は第1側壁面側へ安定して撓み変形させ
られるようになる。
【0014】第3発明では、ワーク保持治具は中心線S
2 と平行な方向において成形溝の第1側壁面と同じ位置
で円板状素材を保持するようになっている一方、回転ロ
ーラとワーク保持治具とを中心線S2 に対して直角な方
向へ相対移動させて増肉成形するため、中心線S2 と平
行な方向においてワーク保持治具による円板状素材の保
持位置と略同じ位置まで増肉が進行すると、円板状素材
の平坦部から一方の面側すなわち第2側壁面側へ増肉し
た形状になり、増肉部を折り曲げることなく一方の面側
に偏った厚肉部を設けることができる。
【0015】第4発明では、成形溝の底面の傾斜角度α
3 が、円板状素材の外周縁が成形溝の底面に当接した状
態において、その円板状素材がワーク保持治具によって
保持されている最外周部における板厚中心P1 と底面の
中心位置P2 とを結んだ直線Lに対して、第1側壁面側
の交差角度α5 が90°以上になるように定められてい
るため、成形溝の底面に対して円板状素材の外周縁近傍
部分が略垂直か第1側壁面側へ傾斜する姿勢で当接させ
られ、増肉開始当初から第2側壁面側への偏った増肉が
抑制される。第5発明では、円板状素材の外周部(外周
縁近傍)が成形溝の底面に対して略垂直に当接させられ
るため、押圧による底面からの反力が円板状素材の外周
縁に略均等に作用し、外周部の姿勢が安定して両面側へ
良好に増肉が行われる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明は、外周部に歯部を形成す
るための厚肉部を有する自動車のドライブプレート用素
材の製造に好適に適用されるが、外周部に厚肉部を設け
る必要がある他の種々の部材の製造にも適用され得る。
【0017】回転ローラの成形溝は、開口側へ向かうに
従って幅寸法が大きくなるように、中心線S2 に対して
直角な方向に対する第1側壁面、第2側壁面の傾斜角度
α1、α2 を、それぞれ0°より大きい角度で設定する
ことが望ましいが、第2側壁面の傾斜角度α2 について
は0°以下も含めて適宜設定することが可能である。ま
た、それ等の側壁面は、途中で角度が変化していても良
いし、円弧状に湾曲していたりしても良い。
【0018】ワーク保持治具は、その中心線S2 すなわ
ち円板状素材の中心線が、例えば回転ローラの中心線S
1 と平行になる姿勢で配設され、それ等の中心線S1
2と直角で且つ中心線S1 、S2 を結ぶ直線に沿って
相対移動させて増肉成形するように構成されるが、中心
線S1 およびS2 が、共通の一平面内において互いに傾
斜する姿勢で配置し、直線移動或いは円弧移動など所定
の移動経路に沿って接近させて増肉成形することもでき
る。中心線S1 、S2 が平行の場合、傾斜させる場合に
比較して回転駆動装置などを接近して配置することが可
能で装置がコンパクトに構成される。
【0019】円板状素材は、成形溝の底面に押圧される
外周縁から増肉されるが、この増肉現象は、押圧力だけ
でなく、回転ローラの回転数、成形溝の表面の摩擦係
数、円板状素材の弾性係数、潤滑剤の有無、温度、湿度
などに影響される。また、増肉が進行してワーク保持治
具からの円板状素材の突出寸法が短くなるに従って座屈
し難くなるため、回転ローラの回転速度等の他の成形条
件が同じであれば押圧力を大きくすることができる。し
たがって、円板状素材の外周部が第1側壁面側へ凸とな
るように撓み変形した状態で増肉成形するための押圧力
の制御は、変位センサなどで変形状態を監視しながら、
座屈や側壁面への接触を回避しつつ最も効率良く増肉で
きる所定の変形状態となるように逐次押圧力を調整する
ことが望ましい。また、予め実験などで適切に増肉成形
できる一定の押圧力、或いは押圧力の変化パターンを求
めておいて、その一定の押圧力や変化パターンに従って
制御するようにしても良い。押圧力の制御は、例えば電
動モータで押圧する場合にはモータトルクで制御できる
し、油圧シリンダ等の流体圧シリンダで押圧する場合は
流体圧で制御できるが、押圧力は、回転ローラと円板状
素材とを接近させる接近速度に関連して変化するため、
押圧力の代わりに接近速度を制御するようにしても良
い。
【0020】本発明は、円板状素材の外周部の座屈や両
側壁面への接触を回避しつつ所定量だけ撓み変形させた
状態で増肉成形するものであるが、必ずしも全工程で側
壁面から離間させる必要はなく、少なくとも座屈が生じ
易い成形初期乃至は前半は両側壁面から離間させた状態
で増肉成形する必要があるが、座屈が生じ難くなる後半
では円板状素材が第1側壁面に接触する状態で第2側壁
面側へのみ増肉させるようになっていても良い。
【0021】増肉成形は、円板状素材の外周縁を回転ロ
ーラの成形溝の底面に当接させた状態で、両者を相対回
転させながら相対的に接近させて行われるが、円板状素
材は増肉成形の進行に伴って径寸法が変化するため、円
板状素材(ワーク保持治具)および回転ローラの一方を
回転駆動して他方を連れ回りさせるようにすることが望
ましいが、相対的な回転速度を逐次変化させるなどして
両者を共に回転駆動することも可能である。また、両者
の接近は、何れか一方だけを移動させる方が構造が簡単
であるが、両方を移動させるようにしても良い。
【0022】成形溝の底面傾斜角度α3 は、第4発明
や第5発明のように設定することが望ましいが、第2発
明の実施に際しては少なくとも0°より大きければ良
い。
【0023】第3発明の実施に際しては、予め円板状素
材を第1側壁面と同じ位置に保持して、その外周縁を第
1側壁面に摺接させつつ接近させて撓み変形させるよう
にしても良いが、円板状素材を成形溝の底面と同じ位置
に保持した状態で接近させて外周縁を底面に当接させ、
その状態で中心線S2 と平行な方向へ相対移動させて撓
み変形させるようにしても良い。
【0024】第3発明では、中心線S2 と平行な方向に
おいて円板状素材の保持位置と略同じ位置まで増肉が進
行すると、円板状素材の一方の面側へ偏った増肉部が形
成されるが、他の発明の実施に際しては、円板状素材の
両面側へ略均等に増肉させることも可能である。
【0025】以下、本発明の一実施例を図面を参照しつ
つ詳細に説明する。
【0026】図1は、本発明方法に従って増肉成形でき
る成形装置10の概略構成図で、図2は増肉開始時にお
ける要部拡大断面図、図3は増肉成形の成形過程を説明
する断面図である。成形装置10は、ベアリング等を有
する回転支持装置12により略垂直な中心線S1 まわり
の回転可能に支持された回転ローラ14と、板厚tが略
一定の平坦な円板状素材16を中心線S1 と平行な中心
線S2 と同心で且つその中心線S2 に対して垂直となる
姿勢で保持するワーク保持治具18と、そのワーク保持
治具18を電動モータ等により中心線S2 まわりに回転
駆動する回転駆動装置20と、その回転駆動装置20を
中心線S1 、S2 と直角な水平方向であって中心線
1 、S2 を結ぶ一直線方向へ直線移動させ、回転ロー
ラ14に対して接近・離間させる接近離間装置22とを
備えている。なお、回転ローラ14についても、電動モ
ータ等の回転駆動装置で中心線S1 まわりに所定の回転
速度で回転駆動するようにしても良い。また、接近離間
装置22を回転ローラ14側、または両方に設けるよう
にしても良い。図3の(a) 〜(g) は、何れも上記中心線
1 、S2 を含む一平面における断面図であり、図2
は、図3の(d) の工程(状態)の拡大図で各部材は何れ
も断面であるが、符号等を明確にするため断面のハッチ
が省略されている。
【0027】回転ローラ14の外周面24には、断面が
略V字形状の成形溝26が中心線S 1 まわりにおいて同
一断面になるように環状に設けられており、その成形溝
26は、図2から明らかなように開口側へ向かうに従っ
て幅寸法が大きくなるように拡開する一対の第1側壁面
28および第2側壁面30と、それ等の第1側壁面28
および第2側壁面30にそれぞれR部を介して滑らかに
接続された底面32とから構成されている。上側の第1
側壁面28の中心線S1 と直角な方向に対する傾斜角度
α1 は0°より大きい角度で任意に定められ、下側の第
2側壁面30の中心線S1 と直角な方向に対する傾斜角
度α2 は0°より大きい角度で任意に定められる。この
ように側壁面28、30が傾斜して設けられることによ
り、回転によって生じる回転ローラ14の回転中心側と
外側との周速度の差に伴って発生する外側の方の摩擦に
よる発熱が緩和され、発熱により円板状素材16の材料
特性等が変化して増肉に影響することが防止される。ま
た、底面32は、円板状素材16の板厚tと略同じ幅寸
法で、円板状素材16の外周縁を略一定の位置に位置決
めするとともに、第1側壁面28側が中心線S1 に接近
するように中心線S 1 と平行な方向から所定の傾斜角度
α3 で傾斜させられている。
【0028】なお、本実施例では中心線S1 とS2 とが
平行であるため、上記傾斜角度α1、α2 の基準線であ
る「中心線S1 と直角な方向」は、「中心線S2 と直角
な方向」と同じ意義を有する。また、中心線S1 まわり
において特に区別する必要はないが、傾斜角度α3 につ
いて中心線S2 を基準にして定めると、中心線S1 まわ
りにおいて円板状素材16が押圧される側、すなわち図
2の右側の部分において、第1側壁面28側が中心線S
2 から離間するように、その中心線S2 と平行な方向か
ら傾斜角度α3 で傾斜させられることになる。
【0029】ワーク保持治具18は、外径寸法が略等し
い円形の一対の挟圧部材34、36により円板状素材1
6の内周側部分を上下から挟圧して保持するもので、円
板状素材16は、その外周部16aが初期状態において
所定寸法aだけ挟圧部材34、36から外周側へ突き出
している。また、円板状素材16は、中心線S2 と平行
な方向すなわち上下方向において、前記成形溝26の第
1側壁面28側の開口端と略同じ位置、厳密には円板状
素材16の上面が第1側壁面28に当接する位置に保持
されるようになっている。したがって、このように円板
状素材16を保持したワーク保持治具18が回転駆動装
置20と共に接近離間装置22によって回転ローラ14
に接近させられると、図3の(a) 〜(d) に示すように円
板状素材16の外周縁は第1側壁面28に摺接しつつ下
方へ変位して底面32に当接させられ、円板状素材16
のワーク保持治具18から外周側へ突き出す外周部16
aは、第1側壁面28側へ凸となるように撓み変形させ
られる。
【0030】ここで、前記傾斜角度α3 は、図2に示す
ように円板状素材16の外周縁が成形溝26の底面32
に当接した状態において、円板状素材16がワーク保持
治具18によって保持されている最外周部における板厚
中心P1 と、底面32の中心位置P2 とを結んだ直線L
に対して、第1側壁面28側の交差角度α5 が90°以
上になるように定められており、円板状素材16の外周
縁近傍部分が底面32に対して略垂直に当接して押圧さ
れるようになっている。また、本実施例では、底面32
と第1側壁面28との交差角度α4 が約90°になるよ
うに設定されている。
【0031】前記接近離間装置22は、例えば電動モー
タによって送りねじを回転駆動することにより、ボール
ナット等を介して送りねじに螺合された回転駆動装置2
0を直線移動させるように構成されており、回転ローラ
14の成形溝26内に円板状素材16の外周部16aを
押圧して増肉成形する際のモータトルク、すなわち押圧
力Fは、図3の(d) 〜(g) に示すように円板状素材16
の外周部16aが側壁面28、30から共に離間する状
態で且つ第2側壁面30側へ座屈する(折れ曲がる)こ
となく効率良く両面側へ増肉するように、予め実験など
で求められたトルクパターンに従って図示しない制御装
置により制御される。モータトルクの代わりに移動速度
を所定の速度パターンに従って制御するようにしても良
い。また、外周部16aの撓み変形状態を非接触式等の
変位センサで検出し、所定の変形状態で増肉成形が行わ
れるようにモータトルクや移動速度をフィードバック制
御するようにしても良い。
【0032】回転駆動装置20は、図3の(a) 〜(g) の
全工程でワーク保持治具18を予め定められた一定速度
で回転駆動するものでも良いが、予め定められた速度パ
ターンに従って変化させるなど、所定の制御条件に従っ
て変化させることもできる。また、回転ローラ14は、
円板状素材16との間の摩擦により円板状素材16の回
転に伴って中心線S1 まわりに連れ回りさせられる。
【0033】図3において、(d) の工程(状態)では、
円板状素材16は外周縁が底面32に当接し、反力を底
面32に垂直方向に受ける。この時、円板状素材16の
上面16bが第1側壁面28に接触すると、第1側壁面
28に垂直方向の力が作用して反対側、すなわち第2側
壁面30側へ座屈する可能性があるため、円板状素材1
6が第1側壁面28に接触しないように押圧力Fを制御
する必要がある。そして、底面32から反力を受けてい
る円板状素材16の外周縁は、底面32との相対運動に
より動摩擦が生じて材料流動が生じ、図3の(e) に示す
ように上面16b側および下面16c側へ増肉される。
【0034】図3の(f) 、(g) では、増肉部分は円板状
素材16が徐々に成形溝26内に押し込まれていくに伴
って成長し、円板状素材16の外周部分が成形溝26の
断面形状に沿って増肉された部品40が製造される。円
板状素材16と回転ローラ14との増肉現象は、円板状
素材16を回転ローラ14の成形溝26内に挿入する方
向に働く押圧力Fと、回転ローラ14の回転速度、成形
溝26の表面の摩擦係数、円板状素材16の弾性係数、
潤滑剤の有無、温度、湿度等の関係から成立する。増肉
現象が始まると、円板状素材16の厚さtの部分が徐々
に減少するため、座屈は起き難くなるので、円板状素材
16を成形溝26内に押し込む量(押圧力Fや移動速
度)を増加させて増肉を促進することができる。すなわ
ち、図3の(d) の状態において、他方向(下方)への座
屈を防止できれば、増肉が進むにつれて座屈の要因が減
少していくのである。
【0035】なお、図3の(a) 〜(d) では、円板状素材
16を回転ローラ14の第1側壁面28に沿って撓んだ
状態で挿入しているが、このようにすることにより、円
板状素材16の一方向(上方)に強制的に撓んだ状態に
設定でき、他方向(下方)への撓み(座屈)を防止でき
る。撓み量は、円板状素材16の材質等によって決定さ
れる。また、本実施例においては、第1側壁面28に沿
わせることで、円板状素材16を一方向に撓んだ状態に
しているが、直接的に円板状素材16を底面32に当て
つつ、回転ローラ14またはワーク保持治具18を上下
方向(中心線S 1 、S2 と平行な方向)に移動させて、
円板状素材16を一方向に撓んだ状態にしても同様の効
果を得ることができる。
【0036】図3(g) の部品40は、回転ローラ14か
ら増肉部40aが取り出されることにより、スプリング
バックで増肉部40aが多少上方へ変位するが、増肉部
40aが下方へ偏っていることに変わりはない。この部
品40は、自動車のドライブプレート用素材で、この後
に更に矩形断面の成形溝が設けられた整形用の回転ロー
ラにより押圧されて整形されることにより、図4の(a)
のように外周に厚肉の円筒部42aを有するプレート4
2が得られ、その円筒部42aの外周面に転造加工、切
削加工などにより歯部(リングギヤ)42bを形成すれ
ば、図4の(b)に示す目的とするドライブプレート44
が得られる。整形用の回転ローラは、例えば図1におい
てワーク保持治具18を中心として回転ローラ14と反
対側に配設され、接近離間装置22により図1の右方向
へワーク保持治具18を直線移動させることにより、回
転ローラ14の場合と同様にして整形できる。ドライブ
プレート44は、自動車のエンジンを始動させるスター
タ(ピニオンギヤ)が歯部42bに噛み合うことによ
り、発生する回転力を中央の平坦部にボルト結合された
エンジンのクランク軸に伝達するものである。また、ド
ライブプレート44は、自動変速機においては、クラン
ク軸とトルクコンバータとの間に配置され、クランク軸
と連結したエンジンの移動やトルクコンバータとの連結
のずれを吸収する機能を備えているものである。上記図
4のプレート42は、図3の(g) の状態の部品40に対
して上下反転した状態である。
【0037】このような本実施例の成形装置10におい
ては、円板状素材16のワーク保持治具18から突き出
す外周部16aを、第1側壁面28側へ凸となるように
撓み変形させ、その第1側壁面28および第2側壁面3
0から共に離間する状態で、座屈して折れ曲がることな
く両面側へ増肉するように押圧力Fを調整して増肉成形
するため、座屈を回避しつつ能率良く増肉成形できる適
切な押圧力Fに容易に調整できる。
【0038】また、第1側壁面28および第2側壁面3
0に接触しないように増肉成形されるため、それ等の側
壁面28、30の形状、すなわち増肉成形後の増肉部4
0aの形状は、円板状素材16の撓み変形を阻害しない
範囲で自由に設計でき、形状の設計の自由度が向上す
る。
【0039】また、成形溝26の底面32は、第1側壁
面28側が回転ローラ14の中心線S1 に接近するよう
にその中心線S1 と平行な方向から傾斜角度α3 で傾斜
させられているため、円板状素材16の外周部16aは
第1側壁面28側へ安定して撓み変形させられる。
【0040】また、ワーク保持治具18は中心線S2
平行な方向において成形溝26の第1側壁面28と同じ
位置で円板状素材16を保持するようになっている一
方、ワーク保持治具18を中心線S2 と直角な方向へ移
動させて増肉成形するため、図3の(g) に示すように中
心線S2 と平行な方向においてワーク保持治具18によ
る円板状素材16の保持位置と略同じ位置まで増肉が進
行すると、円板状素材16の下面16c側へ増肉した形
状になり、増肉部40aを折り曲げることなく図4の
(a) のプレート42のように一方の面側に偏った円筒部
(厚肉部)42aを設けることができる。これにより、
図6の(c) のA部に示すような素材の巻き込み(ヘアピ
ン状の折れ曲がり)が無くなり、その後に転造加工、切
削加工などで円筒部42aに形成される歯部42bの機
械的強度や耐久性が向上する。
【0041】また、中心線S1 、S2 が平行であるた
め、例えば図5に示すように共通の一平面内において中
心線S1 が中心線S2 に対して傾斜した回転ローラ50
を用いる場合に比較して、前記回転駆動装置20や回転
支持装置12などを接近して配置することが可能で装置
がコンパクトに構成される。なお、図5の場合でも、外
周部16aを撓み変形させた状態で増肉成形する点にお
いて、本実施例と同様の種々の効果が得られる。回転ロ
ーラ50には、中心線S1 まわりにおいて前記円板状素
材16が押圧される側(図5の右側)の断面形状が前記
成形溝26と略同じになる成形溝52が中心線S1 まわ
りにおいて同一断面となるように環状に設けられてい
る。
【0042】また、成形溝26の底面32の傾斜角度α
3 は、図3の(d) に示すように円板状素材16の外周部
16aが撓み変形させられて底面32に当接させられた
状態において、その外周部16aの外周縁近傍部分に対
して略垂直になるように定められているため、押圧によ
る底面32からの反力が円板状素材16の外周縁に略均
等に作用し、外周部16aの姿勢が安定して両面側へ良
好に増肉が行われる。
【0043】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、
本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良を加
えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法に従って増肉成形が行われる成形装
置の一例を説明する概略図である。
【図2】図1の成形装置において円板状素材の外周縁が
回転ローラの成形溝の底面に当接した状態を示す図であ
る。
【図3】図1の成形装置で増肉成形が行われる際の作動
(工程)を説明する図である。
【図4】図1の成形装置で増肉成形した後、目的とする
ドライブプレートを得るまでの後工程を説明する図であ
る。
【図5】本発明の他の実施例を説明する図である。
【図6】円板状素材の両面側へ略対称的に増肉した後、
折り曲げて厚肉部を設ける従来の製造方法の一例を説明
する図である。
【図7】増肉時に座屈して折り重なることによって形成
されるM字状のメタルフローを説明する図である。
【図8】従来の増肉方法の別の例を説明する図である。
【符号の説明】
14、50:回転ローラ 16:円板状素材 16
a:外周部 18:ワーク保持治具 26、52:
成形溝 28:第1側壁面 30:第2側壁面
32:底面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21H 1/00 - 9/02 B21D 19/04 B21J 1/00 - 13/14 B21K 1/00 - 29/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の第1側壁面および第2側壁面と、
    該第1側壁面および第2側壁面にそれぞれR部を介して
    滑らかに接続された底面とを有する成形溝が、外周面に
    開口し且つ中心線S1 まわりにおいて同一断面となるよ
    うに環状に設けられた回転ローラと、 円板状素材を中心線S2 と同心で該中心線S2 に対して
    垂直となり且つ外周部が所定寸法だけ外周側へ突き出す
    状態で保持するワーク保持治具とを有し、前記回転ロー
    ラの成形溝の底面に前記円板状素材の外周縁が当接する
    状態で相対的に押圧しながら該回転ローラおよび該円板
    状素材をそれぞれ中心線S1 、S2 まわりに相対回転さ
    せて、該円板状素材の外周部を該成形溝の断面形状に沿
    って増肉する増肉方法であって、 前記成形溝の第1側壁面は、前記回転ローラの中心線S
    1 まわりにおいて前記円板状素材が押圧される側の部分
    において、前記底面から開口側へ向かうに従って前記ワ
    ーク保持治具の中心線S2 と直角な方向に対して0°よ
    り大きい傾斜角度α1 で拡開するように設けられている
    とともに、 前記成形溝の底面は、前記円板状素材の板厚tと同じ幅
    寸法で、該円板状素材の外周縁を一定の位置に位置決め
    するようになっており、 前記円板状素材の外周縁を前記成形溝の底面に当接させ
    て押圧することにより、該円板状素材の外周部を前記第
    1側壁面側へ凸となるように撓み変形させ、該第1側壁
    面および前記第2側壁面から共に離間する状態で該円板
    状素材が座屈して折れ曲がることなく両面側へ増肉する
    ように押圧力を調整して増肉成形することを特徴とする
    円板状素材の外周部増肉方法。
  2. 【請求項2】 前記成形溝の底面は、前記回転ローラの
    中心線S1 まわりにおいて前記円板状素材が押圧される
    側の部分において、前記第1側壁面側が前記ワーク保持
    治具の中心線S2 から離間するように該中心線S2 と平
    行な方向から傾斜角度α3 で傾斜するように設けられて
    いることを特徴とする請求項1に記載の円板状素材の外
    周部増肉方法。
  3. 【請求項3】 前記ワーク保持治具は、前記中心線S2
    と平行な方向において前記成形溝の前記第1側壁面と同
    じ位置で前記円板状素材を保持するようになっており、 前記回転ローラと前記ワーク保持治具とを中心線S2
    対して直角な方向へ相対移動させて増肉成形することを
    特徴とする請求項1または2に記載の円板状素材の外周
    部増肉方法。
  4. 【請求項4】 前記成形溝の底面は、前記回転ローラの
    中心線S1 まわりにおいて前記円板状素材が押圧される
    側の部分において、前記第1側壁面側が前記ワーク保持
    治具の中心線S2 から離間するように該中心線S2 と平
    行な方向から傾斜角度α3 で傾斜するように設けられて
    いるとともに、 該傾斜角度α3 は、前記円板状素材の外周縁が前記成形
    溝の底面に当接した状態において、該円板状素材が前記
    ワーク保持治具によって保持されている最外周部におけ
    る板厚中心P1 と、該底面の中心位置P2 とを結んだ直
    線Lに対して、前記第1側壁面側の交差角度α5 が90
    °以上になるように定められていることを特徴とする請
    求項3に記載の円板状素材の外周部増肉方法。
  5. 【請求項5】 前記傾斜角度α3 は、前記円板状素材の
    外周縁が前記成形溝の底面に当接して撓み変形させられ
    た状態において、該底面と該円板状素材の外周部とが垂
    直になり、該底面からの反力が該円板状素材の外周縁
    等に作用し、外周部の姿勢が安定して両面側へ増肉が
    行われるように定められていることを特徴とする請求項
    2または4に記載の円板状素材の外周部増肉方法。
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