JP3164254B2

JP3164254B2 - 中空軸状鍛造品の製造方法

Info

Publication number: JP3164254B2
Application number: JP34767292A
Authority: JP
Inventors: 睦生新庄; 伸二武田; 洋二小出
Original assignee: Aichi Steel Corp
Current assignee: Aichi Steel Corp
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 2001-05-08
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: JPH06190491A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は中空軸状鍛造品の製造方
法に関する。この鍛造品は、例えば車両の駆動系部品、
具体的にはサイドギヤシャフト、ディファレンシャルド
ライブピニオン等に適用できる。

【０００２】

【従来の技術】中空軸状鍛造品として、車両の駆動系の
サイドギヤシャフトに使用される鍛造品が提供されてい
る。この鍛造品を例にとって従来技術を説明する。この
鍛造品は、段付軸部と、段付軸部の一端に遠心方向に延
設されたフランジ部とをもつ。この鍛造品では、軽量化
に貢献するために、回転時におけるねじり力が作用しに
くい部位に、つまりその軸線にそって有底状の中央軸穴
を形成することにしている。この中央軸穴は、ドリル刃
による切削加工で形成されたり、あるいは、鍛造パンチ
型の押入による鍛造成形で形成されている。

【０００３】ところで、細径の中央軸穴をドリル刃によ
る切削加工で形成する場合には、ドリル刃の折損を回避
するため、軸穴の軸長寸法には限界がある。更に、ドリ
ル刃を用いる関係上、軸穴の穴底面と軸穴の内周壁面と
の境界域が不可避的に鋭くなり、応力集中を誘発し、強
度確保上、不利である。また、細径の中央軸穴を鍛造パ
ンチ型で鍛造成形する場合には、同様に、鍛造パンチ型
の折損を回避すべく、軸穴の軸長寸法には限界がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本出願人は、
有底状の中央軸穴をもつ段付軸部を絞って軸方向に延ば
し、軸長寸法の長い細径の絞穴を形成する方法を開発し
た。しかし方法では、大径軸部と小径軸部との境界域で
ある段部付近に穴底面が配置されている場合には、穴底
面の周縁部に逆テーパ状の欠肉部が発生する問題が生じ
る。

【０００５】これについて、模式的形態である図１４
（Ａ）（Ｂ）を参照して説明を加える。即ち、図１４
（Ａ）に示す様に、内径α１の中央軸穴９００及び穴底
面９０４をもつ段付軸部９０１を用い、その外径α２の
外周壁面９０１ａを絞って軸方向に延ばし、図１４
（Ｂ）に示す軸長寸法の長い絞穴９００’を形成する。
この場合、絞穴９００’の内径は縮径のためΔｄ小さく
なる。即ち、絞り前の中央軸穴９００を区画する内周壁
面９０１ｂは、絞りにより、求心方向つまり図１４
（Ａ）に示す矢印Ｘ１方向に移行するため、絞穴９０
０’において、その穴底面９０４’の周縁部に逆テーパ
状の欠肉部９０５が形成される。逆テーパ状の欠肉部９
０５は、応力集中の要因となり、駆動部品の強度を確保
する上で好ましくない。

【０００６】殊に、段部９１０の近傍に穴底面９０４が
配置されている場合において、即ち、中央軸穴９００の
口径をα１としたとき、段部９１０の上方にα１、段部
９１０の下方にα１でそれぞれ規定された領域Ｌ８内に
穴底面９０４が配置されている場合において、逆テーパ
状の欠肉部９０５が顕著となる。本発明は上記した実情
に鑑みなされたものであり、その目的は、大径軸部と小
径軸部との境界域である段部付近に穴底面が形成されて
いる段付軸部を備えた鍛造品を対象とし、絞り工程で発
生し易い逆テーパ状の欠肉部を回避でき、強度確保上有
利な中空軸状鍛造品の製造方法を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る中空軸状鍛
造品の製造方法は、外径が大径の大径軸部と大径軸部に
段部を介して連設された小径軸部とを備えた段付軸部
と、段付軸部に形成され大径軸部の軸端面で開口する有
底状の中央軸穴とをもつ鍛造品を得る工程と、鍛造品の
該中央軸穴を非拘束状態とし、段付軸部の大径軸部の外
周面を中央軸穴と共に絞って、中央軸穴を略ストレート
状の絞穴とする絞り工程とを順に実施して中空軸状鍛造
品を製造する方法であり、鍛造品の絞り加工前の中央軸
穴は、その穴底面が、段部を基準として段付軸部の軸方
向の一方向及び他方向にそれぞれ中央軸穴の口径にほぼ
等応する距離で規定された領域内に配置されていると共
に、中央軸穴の穴底面の周縁部の内径が穴底面に向かう
につれて径小となる傾斜面を備え、鍛造品の軸芯を通る
断面において、軸方向における傾斜面の距離をαとし、
軸直角方向における傾斜面の距離をβとしたとき、（α
／β）は１〜１５の値であり、絞り工程において、絞り
加工度を増加するにつれて（α／β）の値を小さくする
ようにしたことを特徴とするものである。

【０００８】本発明方法では、絞り工程における絞り加
工度は１５〜４５％が一般的である。なお、絞り加工度
とは、〔｛（Ｄ８）²−（Ｄ９）²｝／（Ｄ８）²〕×
１００を意味する。ここで、Ｄ８は絞り前の外径を意味
し、Ｄ９は絞り後の外径を意味する。

【０００９】

【作用】絞り加工度を増加するにつれて（α／β）の値
を小さくするようにしているので、絞り工程を実施して
も、略ストレート状の絞穴の穴底面の周縁部は、穴底面
に向かうにつれて内径が小さくなる順テーパ状に維持さ
れる。

【００１０】

【実施例】本発明方法を駆動部品としてのサイドギヤシ
ャフトの製造に適用した実施例について図１〜図１２を
参照して、各工程別に説明する。鍛造品の断面図におい
ては複雑化を避けるためハッチングを略した。（荒地鍛造工程）この例では、先ず、図１（Ａ）に鎖線
で示す軸端面１ａ、１ｂ及び外周壁面１ｃをもつ丸棒素
材１（材質：中炭素鋼Ｓ４５Ｃ）を用い、その丸棒素
材１を熱間状態（１１００〜１２５０°Ｃ程度）でその
軸方向において強圧して潰し、図１（Ａ）に実線で示す
円盤材２とする。円盤材２は軸端面２ａ、２ｂ及び外周
壁面２ｃをもつ。次に、図１（Ｂ）に鎖線で示す円盤材
２を熱間状態で荒地鍛造し、図１（Ｂ）に実線で示す荒
地鍛造品３とする。荒地鍛造品３は、外周壁面３０ａ、
３０ｂ、円錐面３０ｃ及び軸端面３０ｄで規定された荒
地軸部３０と、外周壁面３２ａ、円錐面３２ｂで規定さ
れた荒地フランジ部３２とをもつ。

【００１１】（仕上鍛造工程）次に、荒地鍛造品３を熱
間状態で仕上鍛造し、図１（Ｃ）に実線で示す鍛造品４
を得る。鍛造品４は、段付軸部４０と、段付軸部４０の
一端に形成された粗形有底穴４２と、外バリ部４４をも
つ遠心方向にのびるフランジ部４６とを備えている。段
付軸部４０は、外周壁面４０ａ、４０ｂ、円錐面４０ｃ
及び軸端面４０ｄ、４０ｅで規定されている。粗形有底
穴４２は円錐内周壁面４２ａ及び穴底面４２ｂで規定さ
れている。フランジ部４６は外周壁面４６ａ及び内周壁
面４６ｂで規定されている。鍛造品４の外バリ部４４は
熱間状態で図略のバリ抜き型により除去される。

【００１２】（熱間押出し工程）次に、外バリ部４４を
除去した鍛造品４を用いて熱間押出し工程を実施し、図
２に実線で示す鍛造品５を得る。図２に示す様に、鍛造
品５は、段付軸部５０と、段付軸部５０の一端で開口す
る有底状のパンチ成形穴５２と、段付軸部５０の一端か
ら遠心方向に延設されたフランジ部５４とをもつ。この
段付軸部５０は、軸端面５０ａ、５０ｂと外周壁面５０
ｃ、５０ｄと円錐面５０ｅとで規定されている。ここ
で、外周壁面５０ｄは大径軸部を構成し、外周壁面５０
ｃは小径軸部を構成し、円錐面５０ｅは段部を構成す
る。

【００１３】パンチ成形穴５２は、円錐状の内周壁面５
２ａと直状の内周壁面５２ｂと傾斜面５２ｃと穴底面５
２ｄとで規定されている。穴底面５２ｄは、段部を構成
する円錐面５０ｅとほぼ同じ高さ位置に配置されてい
る。なお、フランジ部５４は、外バリ部４４を除去した
後のフランジ部４６と実質的に同じ形状、寸法である。
かかる熱間押出し工程を実施するにあたり、図８に示す
熱間押出し型１００を用いる。熱間押出し型１００は、
下ボルスタ１０１の保持部１０２に保持されたキャビテ
ィ１０３をもつ下型１０４と、キャビティ１０３の下部
に装入された軸状のＫＯ型１０５と、ＫＯ型１０５を押
し上げる押出板１０６と、上ボルスタ１１０の保持部１
１１に保持された鍛造パンチ型１１２とを備えている。
鍛造パンチ型１１２の押入型部１１２ａの外周面は、先
端面１１１ｃに向かうにつれて外径が縮径する円錐状を
なしている。

【００１４】ここで、図８の左半分（Ａ）は鍛造パンチ
型１１２が下死点に移行した状態を示し、図８の右半分
（Ｂ）は鍛造後の鍛造パンチ型１１２が上死点に移行し
た状態を示す。そして、熱間状態（９５０〜１１００℃
程度）の鍛造品４の段付軸部４０を下型１０４のキャビ
ティ１０３にセットした状態で、上ボルスタ１１０が降
下し、鍛造パンチ型１１２の先端の押入型部１１２ａが
下降して粗形有底穴４２に押入する。これにより粗形有
底穴４２の周囲の肉、即ち、段付軸部４０を構成する肉
を、鍛造パンチ型１１２の移行方向と逆方向、即ち、図
８に示す矢印Ａ１方向に向けて押出し、以て粗形有底穴
４２をパンチ成形穴５２（本発明でいう中央軸穴）とす
る。なお、パンチ成形穴５２の穴形状は、鍛造パンチ型
１１２の押入型部１１２ａの形状と実質的に型対象をな
す。

【００１５】この工程は、鍛造パンチ型１１２の移行方
向と逆方向に肉が押し出される後方押出し法である。こ
こで、この工程において、前方押出しでなく、後方押出
しを採用したのは、材料の変形能が大きく深穴形成に有
利な熱間状態でこの工程を実施するため、くびれ等の不
具合を回避するためである。かかる後方押出しの結果、
図２に実線で示す鍛造品５が得られる。

【００１６】（第１段階目の冷間絞り工程）次に、図２
に実線で示す鍛造品５を用いて第１段階目の冷間絞り工
程を実施し、鍛造品５の段付軸部５０の外周壁面５０ｄ
のうち領域Ｄ１の外径を絞り、図３に実線で示す鍛造品
６を得る。図２における領域Ｄ１から理解できる様に、
外周壁面５０ｄの全長Ｄ３のうち、そのフランジ部５４
側の根元領域Ｄ２は絞られていない。更に、軸先端側の
外周壁面５０ｃの領域Ｄ４も絞られていない。

【００１７】かかる冷間絞り工程では、鍛造品５の段付
軸部５０の領域Ｄ１を構成する筒状肉部は、パンチ成形
穴５２と共に、軸方向の前方つまり矢印Ａ２方向に延ば
される。図３に示す様に、冷間絞り工程後の鍛造品６
は、段付軸部６０と、段付軸部６０の一端で開口する有
底状の第１次絞穴６２と、段付軸部６０の一端から遠心
方向に延設されたフランジ部６４とをもつ。この段付軸
部６０は、軸端面６０ａ、６０ｂと、外周壁面６０ｃ、
６０ｄ、６０ｅと、円錐面６０ｆ、６０ｈとで規定され
ている。

【００１８】図３に示す様に、第１次絞穴６２は、円錐
状の内周壁面６２ａと直状の内周壁面６２ｂと円錐状の
内周壁面６２ｃと内周壁面６２ｄと穴底面６２ｅとアー
ル面６２ｆとで規定されている。図３から理解できる様
に、アール面６２ｆは、穴底面６２ｅの周縁部の逆テー
パ化を抑えるものであり、内周壁面６２ｄの下端から穴
底面６２ｅの外周縁に向かうにつれて内径が次第に小さ
くなるテーパ状にされている。フランジ部６４は、外バ
リ部４４を除去したフランジ部４６と実質的に同じ形
状、寸法である。

【００１９】上記した第１段階目の冷間絞り工程では、
図９に示す第１段階用の絞り装置２００を用いる。絞り
装置２００は、下ボルスタ２０１側に保持された型２０
２ａ〜２０２ｆと、ＫＯピン２０３と、上ボルスタ２１
０側に保持されたパンチ型２１１と、連動ロッド２１２
とを備えている。型２０２ｆ、２０２ｅは型孔２０６を
形成している。

【００２０】ここで、図９の左半分（Ａ）はパンチ型２
１１が下死点に移行した状態を示し、図９の右半分
（Ｂ）は鍛造後パンチ型２１１が上死点に移行した状態
を示す。連動ロッド２１２の一方の係止部２１２ａは下
ボルスタ２０１側の押出板２０７に装備された筒部２０
８に係止しており、連動ロッド２１２の他方の係止部２
１２ｂは上ボルスタ２１０側の保持部２１４に係止して
いる。また、図９の右半分（Ｂ）に示す様に、パンチ型
２１１は、平坦面２１１ａ及び円錐面２１１ｂで規定さ
れた押圧突部２１１ｃと、リング状の平坦面で形成され
た肩部２１１ｄとを備えている。

【００２１】かかる第１段階目の冷間絞り工程では、絞
り装置２００の型孔２０６に鍛造品５の段付軸部５０の
下部を挿入した状態で、上ボルスタ２１０がパンチ型２
１１と共に下降する。これに伴い、パンチ型２１１の平
坦面２１１ａで鍛造品５の段付軸部５０の軸端面５０ｂ
を強圧する。これにより鍛造品５の段付軸部５０が型孔
２０６に強制的に押入され、前述した様に、段付軸部５
０の外周壁面５０ｄの領域Ｄ１がパンチ成形穴５２と共
に絞られる。

【００２２】かかる第１段階目の冷間絞り工程において
は、パンチ型２１１の平坦面２１１ａは軸端面５０ｂを
押圧するものの、パンチ型２１１はパンチ成形穴５２に
は挿入されないので、パンチ成形穴５２は空洞状のまま
であり、非拘束状態である。また、図９の右半分（Ｂ）
から理解できる様に、パンチ型２１１が上死点に上昇す
る際には、上ボルスタ２１０が上昇し、上ボルスタ２１
０側の保持部２１４が連動ロッド２１２の係止部２１２
ｂを持ち上げるので、連動ロッド２１２の係止部２１２
ａが筒部２０８、押出板２０７を持ち上げ、押出板２０
７によりＫＯピン２０３が持ち上げられ、ＫＯピン２０
３の上端面で鍛造品６の段付軸部６０の軸端面６０ａが
押し上げられ、以て離型が行なわれる。

【００２３】（第２段階目の冷間絞り工程）次に、図３
に実線で示す鍛造品６を用い、第２段階目の冷間絞り工
程を実施し、鍛造品６の段付軸部６０の外周壁面６０ｄ
の領域Ｄ１’の外径を絞り、図５に実線で示す鍛造品７
を得る。第２段階目の冷間絞り工程の結果、鍛造品６の
段付軸部６０の領域Ｄ１’を構成する筒状肉部は、第１
次絞穴６２と共に軸方向つまりつまり矢印Ａ２方向に延
ばされる。

【００２４】かかる第２段階目の冷間絞り工程において
も、フランジ部６４側の根元領域Ｄ２は絞らない。同様
に、軸先端側の外周壁面６０ｅの図３に示す領域Ｄ４も
絞らない。図５に示す様に第２段階目の冷間絞り工程を
終えた鍛造品７は、段付軸部７０と、段付軸部７０の一
端で開口する有底状の略ストレート状をなす第２次絞穴
７２と、段付軸部７０の一端から遠心方向に延設された
フランジ部７４とをもつ。この段付軸部７０は、軸端面
７０ａ、７０ｂと外周壁面７０ｃ、７０ｄ、７０ｅと円
錐面７０ｆ、７０ｈとで規定されている。第２次絞穴７
２は、円錐状の内周壁面７２ａと内周壁面７２ｃと穴底
面７２ｅとアール面７２ｆとで規定されている。

【００２５】図５から理解できる様に、アール面７２ｆ
は、穴底面７２ｅの周縁部の逆テーパ状の欠肉部を抑え
るものであり、内周壁面７２ｃの下端から穴底面７２ｅ
の外周に向かうにつれて内径が次第に小さくなる様にさ
れている。上記した第２段階目の冷間絞りの結果、第２
次絞穴７２の穴径は、絞られたぶん、第１次絞穴６２の
穴径よりも小さくされている。なお、鍛造品７のフラン
ジ部７４は、フランジ部４６と実質的に同じ形状、寸法
である。

【００２６】かかる第２段階目の冷間絞り工程を行うに
あたり、前記した第１段階用の絞り装置と基本的に同様
の構造の絞り装置（図示せず）を用いる。但し、この絞
り装置は、鍛造品６の段付軸部６０の外周壁面６０ｄの
外径よりも小さな径をもつ型孔を備えている。そして第
２段階目の冷間絞り工程においても、第１段階目の冷間
絞り工程と同様に、パンチ型が下降して鍛造品６の段付
軸部６０の軸端面６０ｂを強圧する。

【００２７】かかる第２段階目の冷間絞り工程において
も、第１段階目の冷間絞り工程と同様に、パンチ型は軸
端面６０ｂを押圧するものの、パンチ型は第１次絞穴６
２には挿入されないので、第１次絞穴６２は空洞状つま
り非拘束状態である。上記した様にパンチ成形穴５２の
内径を順次絞る第１段階目の絞り工程、第２段階目の絞
り工程は共に冷間状態で実施されるので、仕上鍛造工程
で得た鍛造品４のフランジ部４６の形状は、第１段階目
の絞り工程、第２段階目の絞り工程においても実質的に
変形しないものである。

【００２８】（パンチ成形穴５２の変形）ところで、図
４（Ａ）（Ｂ）を参照して、第１段階目の冷間絞り工程
におけるパンチ成形穴５２の穴形状の変形過程につい
て、更に説明を加える。図４（Ａ）は、図２に実線で示
す形態の主要部の拡大図であり、図４（Ｂ）は、図３に
実線で示す形態の主要部の拡大図である。図４（Ａ）に
示す様に、熱間押出し工程を経た鍛造品５では、パンチ
成形穴５２の内周壁面５２ｂの内径はｄｏ（２１ｍｍ程
度）で示され、段付軸部５０の外周壁面５０ｄの外径は
Ｄｏ（４７ｍｍ程度）で示され、外周壁面５０ｃの外径
はＤ₂（３８ｍｍ程度）で示され、軸方向における傾斜
面５２ｃの距離はα（１０ｍｍ程度）、軸直角方向にお
ける傾斜面５２ｃの距離はβ（２ｍｍ程度）で示されて
いる。

【００２９】上記した第１段階目の冷間絞り工程によ
り、図４（Ａ）から理解できる様に、鍛造品５の段付軸
部５０の内周壁面５２ｂは矢印Ｘ２方向に移行して縮径
し、図４（Ｂ）に示す内周壁面６２ｄとなるものであ
る。この結果、図４（Ｂ）に示す第１次絞穴６２におい
て、その穴底面６２ｅの周縁部であるアール面６２ｆ
は、穴底面６２ｅに向かうにつれて内径が小さくなる順
テーパ状のまま維持される。即ち、応力集中が誘発され
る逆テーパ状の欠肉部は形成されない。

【００３０】ところで、図１０は、図４（Ａ）の形態を
模式的に示したものである。図１０において、傾斜面５
２ｃは傾斜直線状に模式化されている。図１０におい
て、軸方向における傾斜面５２ｃの距離はα、軸直角方
向における傾斜面５２ｃの距離はβで示されている。ま
た傾斜面５２ｃの上端は点Ａで示され、傾斜面５２ｃの
下端は点Ｑで示され、段部を構成する円錐面５０ｅの径
小端は点Ｐで示され、点Ａから点Ｐまでの軸方向におけ
る距離はｙｏで示されている。なお、図１０はあくまで
も模式図であり、点Ａ、点Ｑ、点Ｐは実際にはアール円
弧で規定されるものである。

【００３１】ここで、図１１の特性線Ｋ１の領域は、絞
りにより傾斜面５２ｃをストレート状に変形させる場合
において、傾斜面５２ｃの傾斜度合を示す比（α／β）
と絞り加工度との関係を示す。（α／β）が大きいこと
は、傾斜面５２ｃが急勾配であることを意味し、（α／
β）が小さいことは、傾斜面５２ｃが緩勾配であること
を意味する。特性線Ｋ１の領域では、例えば、絞り加工
度が４２％程度の場合には（α／β）は２〜５程度と
し、絞り加工度が２８％程度の場合には（α／β）は３
〜７程度とし、絞り加工度が１５％程度の場合には（α
／β）は１０〜１５程度とする。即ち、特性線Ｋ１は、
絞り加工度が増加するにつれて、（α／β）の値を小さ
くし、傾斜面５２ｃを緩傾斜とすることを意味する。

【００３２】図１１の特性線Ｋ１の領域を満足する条件
で第１段階目の絞り工程を実施すれば、絞り後において
も、傾斜面５２ｃはストレート状となり、傾斜の向きが
逆テーパとはならない。本実施例方法では、特性線Ｋ１
の領域を満足する条件よりも（α／β）が緩勾配の状態
で、第１段階目の絞り工程を実施しており、傾斜面５２
ｃは順テーパ状のまま確実に維持され、応力集中が誘発
される逆テーパ状の欠肉部とはならない。

【００３３】一般的には、絞り加工前のパンチ成形穴５
２の径比（Ｄｏ／ｄｏ）は１．２〜４．０であり、点Ａ
は点Ｐよりも５〜２０ｍｍ上方に位置するものである。
また、図１２の特性線Ｋ３の領域は、順テーパ状の傾斜
面５２ｃを絞りによりストレート状に変形させる場合に
おいて、前記した軸方向における距離ｙｏと絞り加工度
との関係を示す。順テーパ状の傾斜面５２ｃを絞りによ
りストレート状にするには、特性線Ｋ３に示す様に、絞
り加工度が増すにつれて、５〜２０ｍｍの範囲で距離ｙ
ｏを大きくすること、即ち、傾斜面５２ｃの上端の位置
Ａを上方に設定することが好ましい。

【００３４】本実施例方法では、第１段階目の冷間絞り
工程において、特性線Ｋ１、Ｋ３の領域を満足する条
件、あるいは、余裕を考慮した条件で実施しており、従
って、第１次絞穴６２において、その穴底面６２ｅの周
縁部であるアール面６２ｆは順テーパ状のまま維持さ
れ、逆テーパ状にはならない。また本実施例方法では、
特性線Ｋ１、Ｋ３の領域を満足する条件で、あるいは余
裕を考慮した条件で、第２段階目の冷間絞り工程を実施
しており、従って、第２次絞穴７２において、その穴底
面７２ｅの周縁部であるアール面７２ｆは順テーパ状の
まま維持され、応力集中が誘発される逆テーパ状にはな
らない。

【００３５】また本実施例ではドリル刃による加工を用
いることなく、第２次絞穴７２を形成しているので、鍛
造フロー（流線）の切断もなく、強度確保上有利であ
る。上記の様にして製造された鍛造品７は、焼入れ焼戻
し処理、ブラスト処理、塗装処理を経て、スプライン加
工、ボルト孔加工され、サイドギヤシャフトとなる。（製品）図６、図７はサイドギヤシャフト８を示す。即
ち、基本的には、第２段階目の冷間絞り工程を経た鍛造
品７の段付軸部７０の外周壁面７０ｅにスプライン８０
が形成されると共に、鍛造品７のフランジ部７４にボル
ト孔８２が形成されている。図７に示す様に、段付軸部
７０の外周壁面７０ｃには軸受９０が嵌め込まれる。

【００３６】なお図７から理解できる様に、スプライン
８０は、絞穴７２が形成されてる領域Ｆ１を避けて領域
Ｆ２に設けられているものである。（他の例）上記した実施例では鍛造品５を得るに際して
熱間鍛造が実施されているが、これに限らず、熱間と冷
間との中間温度域で成形する温間鍛造としても良い。

【００３７】図１３（Ａ）〜（Ｄ）は別の他の例を模式
的に示す。この例は駆動部品としてのディファレンシャ
ルドライブピニオンの鍛造品に適用した場合である。こ
の例では、図１３（Ａ）に示す荒地鍛造品４００（材
質：Ｃｒ−Ｍｏ肌焼鋼）を用いる。この荒地鍛造品４０
０は、丸棒状素材から成形したものであり、有底粗孔を
もつ荒地軸部４１０とフランジ部としての荒地傘部４４
０とをもつ。荒地段付軸部４００は、外周壁面４００
ａ、４００ｂ、円錐面４００ｃ及び軸端面４００ｄ、４
００ｅで規定されている。荒地傘部４４０は外周壁面４
４０ａ、端面４４０ｃで規定されている。

【００３８】次に、荒地鍛造品４００に鍛造パンチ型を
押入し、図１３（Ｂ）に示す鍛造品５００を得る。鍛造
品５００は、段付軸部５１０と、段付軸部５１０の一端
で開口する有底状のパンチ成形穴５２０と、段付軸部５
１０の一端から延設された傘部５４０とをもつ。この段
付軸部５１０は、軸端面５１０ａと外周壁面５１０ｂ、
５１０ｃと円錐面５１０ｄとで規定されている。パンチ
成形穴５２０は、内周壁面５２０ａと穴底面５２０ｅと
傾斜面５２０ｆとで規定されている。傘部５４０は、バ
リ部を除去した後の傘部４４０と実質的に同じ形状、寸
法である。

【００３９】次に、かかる鍛造品５００を用いて第１段
階目の冷間絞り工程を実施し、鍛造品５００の段付軸部
５１０の外周壁面５１０ｂ（本発明でいう大径軸部）の
領域Ｋ１の外径を絞り、図１３（Ｃ）に示す鍛造品６０
０を得る。かかる絞り工程において、段付軸部５１０の
領域Ｋ１を構成する筒状肉部は、パンチ成形穴５２０と
共に、軸方向の前方つまり矢印Ａ２方向に延ばされる。
このとき、段付軸部５１０のうち、傘部５４０側の根元
領域Ｋ２、軸先端側の外周壁面５１０ｃの領域Ｋ３は絞
られていない。

【００４０】図１３（Ｃ）に示す様に、この鍛造品６０
０は、段付軸部６１０と、段付軸部６１０の一端で開口
する有底状の第１次絞穴６２０と、段付軸部６１０の一
端から遠心方向に延設された傘部６４０とをもつ。この
段付軸部６１０は、軸端面６１０ａと外周壁面６１０
ｂ、６１０ｃ、６１０ｄと円錐面６１０ｅ、６１０ｆと
で規定されている。第１次絞穴６２０は段付き穴であ
り、内周壁面６２０ａ、６２０ｂと穴底面６２０ｅとア
ール面６２０ｆとで規定されている。傘部６４０は、傘
部４４０と実質的に同じ形状、寸法である。

【００４１】次に、鍛造品６００を用いて第２段階目の
冷間絞り工程を実施し、鍛造品６００の段付軸部６１０
の外周壁面６１０ｃの領域Ｋ５の外径を絞り、絞り領域
Ｋ６とし、図１３（Ｄ）に示す鍛造品７００を得る。こ
のとき、外周壁面６１０ｃの領域Ｋ５を構成する筒状肉
部は、第１次絞穴６２０と共に、軸方向の前方つまり矢
印Ａ２方向に延ばされる。

【００４２】第２段階目の冷間絞り工程を経た鍛造品７
００は、図１３（Ｄ）に示す様に、段付軸部７１０と、
段付軸部７１０の一端で開口する有底状の第２次絞穴７
２０と、段付軸部７１０の一端から遠心方向に延設され
た傘部７４０とをもつ。この段付軸部７１０は、軸端面
７１０ａと外周壁面７１０ｂ、７１０ｃ、７１０ｄ、７
１０ｅと円錐面７１０ｆ、７１０ｈ、７１０ｉとで規定
されている。第２次絞穴７２０は段付き穴であり、内周
壁面７２０ａ、７２０ｂ、７２０ｃと円錐内周壁面７２
０ｅ、７２０ｆと穴底面７２０ｈ、アール面７２０ｉと
で規定されている。上記した絞りの結果、第２次絞穴７
２０の穴径は、絞られたぶん、第１次絞穴６２０の穴径
よりも小さくされている。なお、傘部７４０は、傘部４
４０と実質的に同じ形状、寸法である。

【００４３】ここで、図１３（Ｂ）に示すパンチ成形穴
５２０の穴底面５２０ｅ付近は、図４（Ａ）に示す形態
と基本的に同様の形態を呈してている。また図１３
（Ｃ）に示す絞穴６２０の穴底面６２０ｅ付近は、図４
（Ｂ）に示す形態と基本的に同様の形態を呈している。
従って、第１段階目及び第２段階目の冷間絞り後におい
て、前述同様に、第２次絞穴７２０において、アール面
７２０ｉは、逆テーパ状の欠肉部とならず、穴底面７２
０ｈに向かうにつれて内径が小さくなる様にされてい
る。

【００４４】上記の様にして製造された鍛造品７００
は、焼ならし処理、ブラスト処理を経て、外周全面切削
加工後、傘部７４０の外周壁面７４０ａには歯切り加工
によりギヤが形成され、軸部７１０の外周面７１０ｄに
歯切り加工によりスプラインが形成され、ディファレン
シャルドライブピニオンとなる。なお、上記した各例は
サイドギヤシャフト、ディファレンシャルドライブピニ
オンに適用した場合であるが、これに限定されるもので
なく、他のフランジ付き中空軸状鍛造品にも適用できる
ものである。

【００４５】

【発明の効果】本発明方法によれば、中央軸穴の穴底面
が段部付近に配置されている場合であっても、応力集中
の要因となる逆テーパ状の欠肉部が発生することを回避
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は丸棒から仕上鍛造した仕上鍛
造品を得るまでの工程を示す断面図である。

【図２】熱間後方押出し工程を実施し、パンチ成形穴を
形成した鍛造品を示す断面図である。

【図３】第１段階目の冷間絞り工程を実施し、第１次絞
穴を形成した鍛造品を示す断面図である。

【図４】（Ａ）（Ｂ）はパンチ成形穴の変形過程を説明
する主要部の拡大断面図である。

【図５】第２段階目の冷間絞り工程を実施し、第２次絞
穴を形成した鍛造品を示す断面図である。

【図６】サイドギヤシャフトの平面図である。

【図７】図６のＮ−Ｎ線にそうサイドギヤシャフトの断
面図である。

【図８】熱間後方押出し工程を実施する装置を示す断面
図である。

【図９】冷間前方押出し工程を実施する装置を示す断面
図である。

【図１０】絞り工程を実施する前のパンチ成形穴の構成
を説明する主要部の拡大断面図である。

【図１１】（α／β）と絞り加工度との関係を示すグラ
フである。

【図１２】軸方向距離ｙｏと絞り加工度との関係を示す
グラフである。

【図１３】（Ａ）〜（Ｄ）は他の例に係り、各工程にお
ける鍛造品を示す断面図である。

【図１４】（Ａ）は先行技術に係る絞り前の状態の中央
軸穴付近の断面図、（Ｂ）は先行技術に係る絞り後の状
態の絞穴付近の断面図である。

【符号の説明】

図中、４は鍛造品、５は鍛造品、５０は段付き軸部、５
２はパンチ成形穴（中央軸穴）、５２ｄは穴底面、６は
鍛造品、６２は第１次絞穴、６２ｅは穴底面、７２は第
２次絞穴、７２ｅは穴底面を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−190490（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−88940（ＪＰ，Ａ) 特開平１−215427（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21J 1/00 - 13/14 B21J 17/00 - 19/04 B21K 1/00 - 31/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外径が大径の大径軸部と該大径軸部に段部
を介して連設された小径軸部とを備えた段付軸部と、該
段付軸部に形成され該大径軸部の軸端面で開口する有底
状の中央軸穴とをもつ鍛造品を得る工程と、該鍛造品の該中央軸穴を非拘束状態とし、該段付軸部の
大径軸部の外周面を該中央軸穴と共に絞って、該中央軸
穴を略ストレート状の絞穴とする絞り工程とを順に実施
して中空軸状鍛造品を製造する方法であり、該鍛造品の絞り加工前の中央軸穴は、その穴底面が、該
段部を基準として該段付軸部の軸方向の一方向及び他方
向にそれぞれ該中央軸穴の口径にほぼ等応する距離で規
定された領域内に配置されていると共に、該中央軸穴の
穴底面の周縁部の内径が穴底面に向かうにつれて径小と
なる傾斜面を備え、該鍛造品の軸芯を通る断面において、軸方向における該
傾斜面の距離をαとし、軸直角方向における該傾斜面の
距離をβとしたとき、（α／β）は１〜１５の値であ
り、該絞り工程において、絞り加工度を増加するにつれて
（α／β）の値を小さくするようにしたことを特徴とす
る中空軸状鍛造品の製造方法。