JP4333273B2

JP4333273B2 - ボス部増肉成形方法、及びボス部増肉成形装置

Info

Publication number: JP4333273B2
Application number: JP2003295554A
Authority: JP
Inventors: 一郎武藤; 健博三好; 大助岩田
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2023-08-19
Also published as: JP2005059083A

Description

本発明は、ボス部増肉成形方法、及びボス部増肉成形装置に関する。

従来、例えば自動変速機の変速機構において用いられるドラムやハブ等のように回動軸にボス部を介して嵌合支持されるボス付き部品が知られている。このようなボス付き部品では、そのボス部の内周面と回動軸の外周面が軸方向に沿うスプライン溝を介して係合することにより、回動軸からボス付き部品へのトルク伝達が行われるようになっている。そのため、前記スプライン溝が形成されるボス部には伝達されるトルクに耐えられるだけの十分な肉厚が要求されることになる。そこで従来から、特許文献１に記載されるように、ボス付き部品のフランジ部を上ダイにより押圧すると共に、ボス部の端面をパンチで押圧することにより、ボス部の材料を径方向に流動させ、もってボス部の肉厚増加（増肉）を図るようにしたボス部増肉成形技術が提案されている。

即ち、この特許文献１に記載の装置では、芯金の外周部に配備されてボス部端面を押圧するパンチと、パンチの外周部に配備されてフランジ部を押圧する上ダイとを、上下方向へ互いに相対移動する構成としている。また、上ダイの下面及び下ダイの上面のうち少なくとも何れか一方の面には、他方の面に向けた突起又はフランジ部の外周部を拘束する凹部を形成するようにしている。そして、前記突起又は凹部を形成したことにより、パンチでの押圧を受けてボス部の端部（上部）側から根元コーナ部側へ流動した材料がボス部の根元コーナ部に溜まった後に更にフランジ部側へと流動してボス部の根元コーナ部外周に不必要な材料の重なりを作ってしまうという事態の発生を阻止できるとしている。
特開平２０００−１３５５３９号公報（請求項４、図４）

ところが、上記特許文献１に記載の装置によりボス部の端面をパンチで押圧した場合の材料の塑性流動について検討すると、次のような問題が指摘される。即ち、パンチでの押圧を受けてボス部の根元コーナ部に溜まった材料は、その根元コーナ部から更にフランジ部側へ流動しようとしても、その流動は前記突起又は凹部により阻止されることになる。そのため、前記パンチでの押圧に基づきボス部の根元コーナ部から更に流動しようとする材料は行き場がなくなり、その根元コーナ部において前記突起又は凹部が形成されている方向とは反対方向の径方向の内側へ向けて捲れるように入り込むことになる。その結果、図１０に示すように、ボス部１０１の根元コーナ部には捲れ込み（肉が寄ってシワになる現象）Ｋが発生し易く、これではボス部１０１の根元コーナ部の剛性が低下してしまい、ボス付き部品の歩留まりが悪化してしまう。なお、図１０において、１０２はフランジ部、１０３は芯金、１０４はパンチ、１０５は上ダイ、１０６は下ダイである。また、前記突起又は凹部（図１０では図示略）によりフランジ部１０２側への材料の流動阻止を図るためには、上ダイ１０５と下ダイ１０６とによるフランジ部１０２の挟圧力も相当大きなものが必要となり、そうなると汎用のプレス装置では対応できず、特別なプレス装置が必要になるため製造コストが過大なものになってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ボス部の増肉成形を安価な製造コストでボス部の剛性低下を招くことなく良好になし得るボス部増肉成形方法、及びボス部増肉成形装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、ボス部増肉成形方法に係る請求項１に記載の発明は、円筒状をなすボス部が形成された素材からボス部の先端側内周面に膨出部が形成された中間品を加工成形した上で、当該中間品からボス付き部品を鍛造成形すべく、中間品のボス部に芯金を挿入すると共に、前記ボス部の基端から径方向に延設されたフランジ部を上ダイと下ダイとにより挟持した状態で、前記ボス部の先端面をパンチにより押圧することにより、ボス部における材料の塑性流動を促して当該ボス部の径方向の肉厚を増加させるボス部増肉成形方法において、前記下ダイに載置した素材のボス部の先端面にブロック体の下端面周縁が当接するように前記ボス部をブロック体により押圧し、前記ボス部の基端から径方向に延設されたフランジ部を上ダイと下ダイとにより挟持した状態で、前記素材のボス部の内径よりも小径となるように先端部が形成されると共に、その先端部から基端側に連なる胴部が前記ボス部の内径よりも大径となるように形成された芯材を使用し、当該芯材を、その先端部に続けて胴部まで前記ボス部にその基端側から挿入することにより、前記ボス部における材料の先端側への塑性流動を促して、当該ボス部の全長を延ばしながらボス部の先端側の内周面に膨出部を形成するようにして中間品を加工成形し、中間品からボス付き部品を鍛造成形する際に、前記芯金には大径部と小径部が軸方向へ段差状をなすように形成された芯金を使用し、当該芯金は、中間品のボス部の先端面をパンチが押圧する前段階では、当該芯金の大径部の外周面と前記ボス部の基端側の内周面とが当接する一方、当該芯金の小径部の外周面と前記ボス部の先端側の内周面とは所定間隔の隙間を介して離間した挿入態様となるように、当該芯金を前記ボス部に挿入した状態において、前記ボス部の先端面をパンチにより押圧すると共に、前記膨出部のみを上下から挟んで潰すことにより、前記ボス部の先端側の内周面に前記膨出部よりも増肉された増肉部が膨出成形されるようにしたことを要旨とする。

一方、ボス部増肉成形装置に係る請求項２に記載の発明は、円筒状をなすボス部が形成された素材からボス部の先端側内周面に膨出部が形成された中間品を加工成形した上で、当該中間品からボス付き部品を鍛造成形すべく構成されたボス部増肉成形装置において、素材から中間品を加工成形するために、前記素材のボス部の内径と外径の略中間寸法径とされる貫通孔が形成され、前記ボス部の基端から径方向に延設されたフランジ部を支持可能な下ダイと、前記素材のボス部の外径と略同一径とされるガイド孔が前記下ダイの貫通孔と同軸配置となるように形成され、下ダイにより支持された状態にあるフランジ部を所定の押圧力でもって下ダイとの間に挟持可能な上ダイと、前記貫通孔内を摺動可能に前記素材のボス部の内径よりも小径となるように先端部が形成されると共にその先端部から基端側に連なる胴部が前記ボス部の内径よりも大径となるように形成された芯材と、前記ガイド孔内を摺動可能に外径がガイド孔と略同一径をなすように形成されたブロック体とを備え、前記ブロック体により前記下ダイに支持された素材のボス部の先端面にブロック体の下端面周縁が当接するように押圧し、前記フランジ部を上ダイと下ダイとにより挟持した状態で、前記芯材を、その先端部に続けて胴部まで前記ボス部にその基端側から挿入することにより、前記ボス部における材料の先端側への塑性流動を促して、当該ボス部の全長を延ばしながらボス部の先端側の内周面に膨出部を形成するように構成され、中間品からボス付き部品を鍛造成形するために、前記下ダイの貫通孔内を摺動可能に大径部と小径部が軸方向へ段差状をなすように形成された芯金と、前記上ダイのガイド孔内を摺動可能に外径がガイド孔と略同一径をなすように形成されたパンチとを備え、前記フランジ部を上ダイと下ダイとにより挟持した状態で、前記芯金は、中間品のボス部の先端面を前記パンチが押圧する前段階では、当該芯金の大径部の外周面と前記ボス部の基端側の内周面とが当接する一方、当該芯金の小径部の外周面と前記ボス部の先端側の内周面とは所定間隔の隙間を介して離間した挿入態様となるように、当該芯金を前記ボス部に挿入した状態において、前記ボス部の先端面をパンチにより押圧すると共に、前記膨出部のみを上下から挟んで潰すことにより、前記ボス部の先端側の内周面に前記膨出部よりも増肉された増肉部を膨出成形するように構成されたことを要旨とする。

本発明によれば、ボス部の増肉成形を安価な製造コストでボス部の剛性低下を招くことなく良好になし得る。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図９を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態のボス付き部品１０は、冷間鍛造鋼等の板材から鍛造成形されたものであり、円筒状をなすボス部１１の基端からは径方向の外側へ円板状をなすフランジ部１２が延設されている。前記ボス部１１には軸方向へ段差状をなす貫通孔１３が形成されており、当該貫通孔１３の内径（＝ボス部１１の内径）は、軸方向の先端側（図１では上側）の内径の方が基端側の内径よりも小径になっている。即ち、前記ボス部１１の先端側の内周面には、前記貫通孔１３の内径を小径にする増肉部１４が膨出成形されており、当該増肉部１４が膨出成形された先端側部位において、ボス部１１は径方向の肉厚が増加（＝増肉）した構成になっている。そして、このボス付き部品１０を図示しない回動軸にトルク伝達部品として機能させるべく嵌合支持する際には、前記ボス部１１における増肉部１４を膨出成形した先端側の内周面にスプライン溝が軸方向へ形成されるようになっている。

そこで次に、前記ボス付き部品１０のボス部１１に増肉部１４を膨出成形する際に使用されるボス部増肉成形装置（以下、「成形装置」と略示する。）２０及び当該装置２０を使用したボス部増肉成形方法について、図２〜図９を参照しながら説明する。なお、図１に示すボス付き部品１０は、図２，図３に示すボス付き素材（以下、「素材」という。）１０Ａを図４〜図７に示すボス付き中間品（以下、「中間品」という。）１０Ｂに加工成形した後、当該中間品１０Ｂを更に鍛造することにより最終的に得られる。従って、以下では、前記素材１０Ａから中間品１０Ｂが加工成形され、その後に当該中間品１０Ｂからボス付き部品１０が鍛造成形される工程順に説明する。

図２〜図９に示すように、本実施形態の成形装置２０は、油圧シリンダ等からなるアクチュエータ（図示略）の作動に基づき上下動するラム２１の下端に上ダイ２２が支持されると共に、当該上ダイ２２の下方には下ダイ２３がクッション機能を有するエアシリンダ２４の上端により支持された汎用のプレス装置によって構成されている。前記下ダイ２３の中央部には直径が前記素材１０Ａのボス部１１Ａの内径と外径の略中間寸法径とされる貫通孔２５が形成されている。一方、前記上ダイ２２の中央部には直径が前記素材１０Ａのボス部１１Ａの外径と略同一径とされるガイド孔２６が前記下ダイ２３の貫通孔２５と同軸配置となるように形成されている。そして、前記素材１０Ａから中間品１０Ｂを加工成形する際には、図２〜図５に示すように、略円柱状をなす芯材２７が、その軸線を前記貫通孔２５の中心に一致させるようにして、前記エアシリンダ２４を立設した機台（図示略）上に立設支持される。また、前記ガイド孔２６内には、前記上ダイ２２を上下動させるラム２１とは別に独立して上下動するラム２８が垂下されており、当該ラム２８の下端には略円柱状をなすブロック体２９がラム２８の上下動に基づき前記ガイド孔２６内を摺動する構成とされている。

前記芯材２７は、前記素材１０Ａよりも高硬度の炭素鋼からなり、その先端部２７ａは前記素材１０Ａのボス部１１Ａの内径よりも小径となるように形成されている。また、その先端部２７ａから基端側に連なる胴部２７ｂは、前記ボス部１１Ａの内径よりも大径であって且つ当該ボス部１１Ａの外径よりは小径となるように形成されている。即ち、芯材２７の胴部２７ｂは、前記下ダイ２３の貫通孔２５と略同一径であって、当該貫通孔２５内を軸方向へ摺動可能な径寸法に形成されている。そして、芯材２７における先端部２７ａと胴部２７ｂとの境界にはテーパ状の段差２７ｃが形成されると共に、前記芯材２７の先端部２７ａの端面には凹部２７ｄが形成されている。また、前記ガイド孔２６内を摺動する前記ブロック体２９は、その直径が前記上ダイ２２のガイド孔２６と略同一径をなすものであって、その下端面の周縁にはボス部１１Ａの先端面に当接可能なリング状平面部２９ａが形成されている。また、その下端面の中央には前記芯材２７の先端面（上端面）に形成された凹部２７ｄに嵌合する形状の凸部２９ｂが形成されている。

一方、前記中間品１０Ｂから最終製品であるボス付き部品１０を鍛造成形する際には、図６〜図９に示すように、略円柱状をなす芯金３０が、その軸線を前記貫通孔２５の中心に一致させるようにして、前記エアシリンダ２４を立設した機台（図示略）上に立設支持される。また、前記ガイド孔２６内において前記ラム２８の下端にはパンチ３１が支持され、当該パンチ３１がラム２８の上下動に基づき前記ガイド孔２６内を摺動する構成とされる。即ち、素材１０Ａから中間品１０Ｂを加工成形する場合（図２〜図５）と異なり、中間品１０Ｂから最終製品たるボス付き部品１０を鍛造成形する場合には、成形装置２０において、芯材２７が芯金３０に交換されると共に、ブロック体２９がパンチ３１に交換される。なお、前記上ダイ２２と下ダイ２３に芯材２７とブロック体２９を組み合わせた中間品成形セクションと、前記上ダイ２２と下ダイ２３に芯金３０とパンチ３１を組み合わせた最終品成形セクションとが連続した製造ラインを構築するようにすれば、前述したような交換作業は不要となる。この場合には、中間品成形セクションにて素材１０Ａから加工成形された中間品１０Ｂがロボットアーム等により当該中間品成形セクションから製造ラインに沿って最終品成形セクションへと搬送されることになる。

さて、前記芯金３０は、前記芯材２７の場合と同様に、前記素材１０Ａ（及び中間品１０Ｂ）よりも高硬度の炭素鋼からなり、その先端部は小径部３０ａに形成され、当該小径部３０ａから軸方向基端側へ大径部３０ｂが段差状をなすように連続形成された形状をなしている。前記小径部３０ａは、最終品たるボス付き部品１０に鍛造成形される前段階の中間品１０Ｂのボス部１１Ｂの内径（具体的には、後述する膨出部３２が形成された当該ボス部１１Ｂの先端側部位の内径）よりも小径となるように形成されている。また、その大径部３０ｂは、前記ボス部１１Ｂの内径（同じく、膨出部３２が形成された当該ボス部１１Ｂの先端側部位の内径）よりも大径であって且つ当該ボス部の外径よりは小径となるように形成されている。即ち、芯金３０の大径部３０ｂは、前記下ダイ２３の貫通孔２５と略同一径であって当該貫通孔２５内を軸方向へ摺動可能な径寸法に形成されると共に、前記上ダイ２２のガイド孔２６よりは小径であって当該ガイド孔２６に対しては遊挿可能な径寸法に形成されている。そして、前記芯金３０における小径部３０ａと大径部３０ｂとの境目にはテーパ状の段差である堰き止め部３０ｃが形成されている。また、前記ガイド孔２６内を摺動する前記パンチ３１は、その直径（外径）が前記上ダイ２２のガイド孔２６と略同一径をなすものであって、前記ボス部１１Ｂの先端面を押圧可能な筒状をなす先端部（下端部）の内径は前記芯金３０の小径部３０ａの直径（外径）と略同一径に形成されている。

そこで次に、上記のように構成された成形装置２０により素材１０Ａから中間品１０Ｂを加工成形した後、最終品たるボス付き部品１０を鍛造成形する工程を以下説明する。
まず、図２に示すように、素材１０Ａを下ダイ２３上にボス部１１Ａの軸線が貫通孔２５の中心と一致するようにして載置し、その状態から、ラム２８を下動させてブロック体２９のリング状平面部２９ａがボス部１１Ａの先端面に当接するようにする。すると、ブロック体２９のリング状平面部２９ａにボス部１１Ａの先端面を押圧された素材１０Ａは水平方向における位置ズレ規制がされた状態となる。次に、図３に示すように、上ダイ２２をラム２１の下動に基づき下動させ、上ダイ２２と下ダイ２３とで素材１０Ａのフランジ部１２Ａを挟み込むようにする。そして、その状態から、図４に示すように、前記各ラム２８，２１を更にそれぞれ下動させる。すると、ラム２８に連結されたブロック体２９は先端の凸部２９ｂが芯材２７の先端の凹部２７ｄに嵌合した位置で下動が停止するものの、ラム２１に連結された上ダイ２２はエアシリンダ２４が収縮することにより素材１０Ａのフランジ部１２Ａを下ダイ２３との間で挟持した状態のまま更に下動する。そして、この上ダイ２２と下ダイ２３とにフランジ部１２Ａが挟持された素材１０Ａも同様に下動する結果、図４に示すように、当該素材１０Ａのボス部１１Ａには、その下動途中において、芯材２７の先端部２７ａ及び胴部２７ｂが基端側から挿入されることになる。

そして、この芯材２７の挿入時には、当該芯材２７における段差２７ｃがボス部１１Ａの内周面を基端側から先端側へ向けてしごくように作用する結果、ボス部１１Ａの先端側の内周面には膨出部３２（図５参照）が形成されることになる。この膨出部３２は、前記芯材２７の段差２７ｃによる挿入（圧入）時のしごき作用により、ボス部１１Ａにおける材料の基端側から先端側への塑性流動が促された結果として成形されるものであり、最終品たるボス付き部品１０において増肉部１４が形成される先端側部位に成形されることになる。従って、図４及び図５に示すように、素材１０Ａのボス部１１Ａに芯材２７を挿入することにより、当該素材１０Ａはボス部１１Ｂの先端側内周面に膨出部３２が膨出成形された中間品１０Ｂに加工成形される。すると次に、成形装置２０では、前記芯材２７が芯金３０に交換されると共に、前記ブロック体２９がパンチ３１に交換される。又は、前述したように、中間品成形セクションと最終品成形セクションとが連続した製造ラインを構築している場合には、中間品１０Ｂが中間品成形セクションから最終品成形セクションへとロボットアーム等により搬送される。そして、その最終品成形セクションにおいて、図６〜図８に示す工程を経て、最終品たるボス付き部品１０が鍛造成形される。

まず、図６に示すように、中間品１０Ｂを下ダイ２３上にボス部１１Ｂの軸線が貫通孔２５の中心と一致するようにして載置し、その状態から、ラム２８を下動させてパンチ３１の筒状をなす先端部の端面がボス部１１Ｂの先端面に当接するようにする。すると、パンチ３１の先端部の端面にボス部１１Ｂの先端面を押圧された中間品１０Ｂは水平方向における位置ズレ規制がされた状態となる。次に、図７に示すように、上ダイ２２をラム２１の下動に基づき下動させ、上ダイ２２と下ダイ２３とで中間品１０Ｂのフランジ部１２Ｂを挟み込むようにする。そして、その状態から、図８に示すように、前記各ラム２８，２１を更にそれぞれ下動させる。すると、ラム２１に連結された上ダイ２２はエアシリンダ２４が収縮することにより中間品１０Ｂのフランジ部１２Ｂを下ダイ２３との間で挟持した状態のまま更に下動する。そして、この上ダイ２２と下ダイ２３とにフランジ部１２Ｂが挟持された中間品１０Ｂも同様に下動する結果、当該中間品１０Ｂのボス部１１Ｂには、その下動途中において、芯金３０の先端部となる小径部３０ａ及び当該小径部３０ａから基端側に連なる大径部３０ｂがボス部１１Ｂの基端側から挿入されることになる。

そして、この芯金３０の挿入時には、当該芯金３０の大径部３０ｂの外周面と前記ボス部１１Ｂの基端側の内周面とが対面する一方、当該芯金３０の小径部３０ａの外周面と前記ボス部１１Ｂの先端側の内周面（膨出部３２が形成された内周面部位）とが互いに対面する挿入態様とされる。そして、この場合、前記芯金３０の小径部３０ａはボス部１１Ｂの内径（膨出部３２が形成された先端側部位の内径）よりも小径であるため、当該ボス部１１Ｂの先端側内周面との対面状態においては、増肉部１４を形成するための所定間隔の隙間を介して離間した挿入態様とされる。その一方、前記芯金３０の大径部３０ｂは前記ボス部１１Ｂの膨出部３２が形成された先端側部位の内径よりは大径であって当該ボス部１１Ｂの基端側部位（膨出部３２の非形成部位）の内径と略同一径になっているため、当該ボス部１１Ｂの基端側内周面との対面状態においては互いに当接する挿入態様となる。

従って、このような挿入態様で芯金３０がボス部１１Ｂの基端側から挿入された状態において、前記パンチ３１がラム２８の下動に伴い下動して中間品１０Ｂにおけるボス部１１Ｂの先端面を押圧すると、当該ボス部１１Ｂの材料は基端側への塑性流動を促される。しかし、芯金３０の小径部３０ａと大径部３０ｂとの境目の段差である堰き止め部３０ｃが前記材料の基端側への流動を堰き止めるように作用するため、前記ボス部１１Ｂの先端側部位（膨出部３２部分）の材料は芯金３０の小径部３０ａとの間の隙間を埋めるように径方向の内側へ流動する。その結果、ボス部１１Ｂの先端側内周面には、前記膨出部３２よりも更に増肉された増肉部１４が膨出形成される。その一方、ボス部１１Ｂの基端側へは材料の流動が前記堰き止め部３０ｃにより規制されるため、当該ボス部１１Ｂの基端部（根元コーナ部）に材料が流動して溜まることもない。従って、従来から問題提起されていた捲れ込みＫ（図１０参照）がボス部１１Ｂの基端部（根元コーナ部）に生じることもなく、図１に示すような、ボス部１１の先端側内周面に増肉部１４が形成されたボス付き部品１０を確実に成形することができる。

従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）前記実施形態では、中間品１０Ｂからボス付き部品１０を鍛造成形する際には、小径部３０ａと大径部３０ｂとが軸方向へ段差状をなすように連続形成された芯金３０を中間品１０Ｂのボス部１１Ｂに挿入するようにした。そして、その挿入態様が、芯金３０の大径部３０ｂの外周面とボス部１１Ｂの基端側の内周面とが対面する一方、芯金３０の小径部３０ａの外周面とボス部１１Ｂの先端側の内周面（膨出部３２が形成された内周面部位）とが互いに対面する挿入態様となるようにした。従って、その芯金３０の挿入状態においてパンチ３１によりボス部１１Ｂの先端面を押圧した場合には、ボス部１１Ｂの先端側部位において塑性流動した材料が芯金３０の小径部３０ａとの間で増肉部１４を効果的に膨出形成することができ、ボス部１１の増肉成形を安価な製造コストでボス部１１の剛性低下を招くことなく良好になし得る。

（２）しかも、前記パンチ３１での押圧がなされる前段階における芯金３０の挿入態様は、芯金３０の大径部３０ｂの外周面とボス部１１Ｂの基端側の内周面とが当接し、その一方で、芯金３０の小径部３０ａの外周面とボス部１１Ｂの先端側の内周面（膨出部３２が形成された内周面部位）とは所定間隔の隙間を介して離間するようにした。そのため、パンチ３１により先端面を押圧されたボス部１１Ｂの材料は、前記隙間を埋めるように、径方向の内側へと流動して効果的に増肉部１４を膨出形成することができる。

（３）また、前記実施形態では、ボス部１１Ａの内周面が均一に形成された素材１０Ａからボス部１１Ｂの先端側内周面に膨出部３２が形成された中間品１０Ｂを加工成形した上で、当該中間品１０Ｂから最終品であるボス付き部品１０を鍛造成形するようにした。そして、その中間品１０Ｂの加工成形に際しては、素材１０Ａのボス部１１Ａの内径よりも先端部２７ａが小径であって、その先端部２７ａから基端側に連なる胴部２７ｂがボス部１１Ａの内径よりも大径の芯材２７をボス部１１Ａの基端側から挿入するようにした。従って、この芯材２７のボス部１１Ａへの挿入（圧入）により、肉圧がそれほど必要でないボス部１１Ａの基端側部位から肉厚の増加が必要な先端側部位へ材料の塑性流動を効果的に図ることができ、最終品たるボス付き部品１０における増肉部１４の形成部位に当該増肉部１４の前段階としての膨出部３２を効率よく形成することができる。

（４）特に、中間品１０Ｂのボス部１１Ｂの先端面をパンチ３１で押圧した際におけるボス部１１Ｂの基端側への材料流動は芯金３０の小径部３０ａと大径部３０ｂとの境目の段差である堰き止め部３０ｃにより抑制できる。そのため、ボス部１１Ｂの基端部（根元コーナ部）に材料が溜まることもなく、従来とは異なり、ボス部１１Ｂの剛性を低下させる原因となる捲れ込みＫ（図１０参照）がボス付き部品１０において生じる虞もない。

なお、前記実施形態は以下のような別の実施形態（別例）に変更してもよい。
○ 前記実施形態において、中間品１０Ｂからボス付き部品１０を鍛造成形する際における芯金３０の挿入態様は、大径部３０ｂの外周面とボス部１１Ｂの基端側の内周面とが必ずしも互いに当接した状態でなくてもよい。即ち、小径部３０ａの外周面とボス部１１Ｂの先端側の内周面（膨出部３２の内周面）との間の隙間よりも狭い隙間を介して対面する挿入態様であってもよい。要するに、小径部３０ａと大径部３０ｂとの境目の段差たる堰き止め部３０ｃによってボス部１１Ｂにおける材料の基端側への塑性流動を抑制できるならば、芯金３０の挿入態様は任意に変更可能である。

○ 前記実施形態において、芯金３０における小径部３０ａと大径部３０ｂとの境目でテーパ状の段差を形成する堰き止め部３０ｃはテーパ状に限らず、水平状に段差を形成するものであってもよい。

○ 前記実施形態では、まず芯材２７を用いて素材１０Ａから膨出部３２が形成された中間品１０Ｂを加工成形した後、芯金３０を用いて前記中間品１０Ｂから前記膨出部３２を更に肉厚の増肉部１４に膨出させることにより最終品たるボス付き部品１０を鍛造成形するようにした。しかし、前記素材１０Ａのボス部１１Ａに前記芯金３０を挿入した状態でパンチ３１によりボス部１１Ａを押圧することにより、中間品１０Ｂを経ることなく、直接、素材１０Ａからボス付き部品１０を鍛造成形するようにしてもよい。

○ 前記実施形態において、芯材２７は必ずしも小径の先端部２７ａと大径の胴部２７ｂとが段差２７ｃを介して段差状に形成されたものでなくてもよい。例えば、先端部が円錐台状をなす形態のものであってもよい。要するに、素材１０Ａのボス部１１Ａの基端側から挿入（圧入）させた際に、当該ボス部１１Ａの基端側部位から先端側部位への材料の塑性流動を促すことができる形態のものであれば、任意に変更可能である。

次に、前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記パンチでの押圧により塑性流動を促されたボス部の先端側部位の材料は芯金の小径部と大径部との境目で段差をなすように形成された堰き止め部により当該ボス部の基端側への流動が抑制される請求項１に記載のボス部増肉成形方法。

（ロ）前記芯金における小径部と大径部との境目には堰き止め部が段差状をなすように形成されている請求項２に記載のボス部増肉成形装置。

本実施形態に係るボス付き部品（最終品）の斜視図。素材から中間品を加工成形する際の成形装置の概略断面図。図２の状態から上ダイが下動した状態を示す概略断面図。素材から中間品が加工成形された状態を示す概略断面図。図４における要部を拡大して示す説明図。中間品からボス付き部品を鍛造成形する際の成形装置の概略断面図。図６の状態から上ダイが下動した状態を示す概略断面図。中間品からボス付き部品が鍛造成形された状態を示す概略断面図。図８における要部を拡大して示す説明図。従来のボス付き部品のボス部の部分拡大説明図。

符号の説明

１０…ボス付き部品、１０Ａ…ボス付き素材、１０Ｂ…ボス付き中間品、１１，１１Ａ，１１Ｂ…ボス部、１２，１２Ａ，１２Ｂ…フランジ部、１４…増肉部、２０…ボス部増肉成形装置、２２…上ダイ、２３…下ダイ、２６…ガイド孔、２７…芯材、２７ａ…先端部、２７ｂ…胴部、３０…芯金、３０ａ…小径部、３０ｂ…大径部、３０ｃ…堰き止め部、３１…パンチ、３２…膨出部。

Claims

円筒状をなすボス部が形成された素材からボス部の先端側内周面に膨出部が形成された中間品を加工成形した上で、当該中間品からボス付き部品を鍛造成形すべく、中間品のボス部に芯金を挿入すると共に、前記ボス部の基端から径方向に延設されたフランジ部を上ダイと下ダイとにより挟持した状態で、前記ボス部の先端面をパンチにより押圧することにより、ボス部における材料の塑性流動を促して当該ボス部の径方向の肉厚を増加させるボス部増肉成形方法において、
前記下ダイに載置した素材のボス部の先端面にブロック体の下端面周縁が当接するように前記ボス部をブロック体により押圧し、前記ボス部の基端から径方向に延設されたフランジ部を上ダイと下ダイとにより挟持した状態で、前記素材のボス部の内径よりも小径となるように先端部が形成されると共に、その先端部から基端側に連なる胴部が前記ボス部の内径よりも大径となるように形成された芯材を使用し、当該芯材を、その先端部に続けて胴部まで前記ボス部にその基端側から挿入することにより、前記ボス部における材料の先端側への塑性流動を促して、当該ボス部の全長を延ばしながらボス部の先端側の内周面に膨出部を形成するようにして中間品を加工成形し、
中間品からボス付き部品を鍛造成形する際に、前記芯金には大径部と小径部が軸方向へ段差状をなすように形成された芯金を使用し、当該芯金は、中間品のボス部の先端面をパンチが押圧する前段階では、当該芯金の大径部の外周面と前記ボス部の基端側の内周面とが当接する一方、当該芯金の小径部の外周面と前記ボス部の先端側の内周面とは所定間隔の隙間を介して離間した挿入態様となるように、当該芯金を前記ボス部に挿入した状態において、前記ボス部の先端面をパンチにより押圧すると共に、前記膨出部のみを上下から挟んで潰すことにより、前記ボス部の先端側の内周面に前記膨出部よりも増肉された増肉部が膨出成形されるようにしたボス部増肉成形方法。
円筒状をなすボス部が形成された素材からボス部の先端側内周面に膨出部が形成された中間品を加工成形した上で、当該中間品からボス付き部品を鍛造成形すべく構成されたボス部増肉成形装置において、
素材から中間品を加工成形するために、前記素材のボス部の内径と外径の略中間寸法径とされる貫通孔が形成され、前記ボス部の基端から径方向に延設されたフランジ部を支持可能な下ダイと、前記素材のボス部の外径と略同一径とされるガイド孔が前記下ダイの貫通孔と同軸配置となるように形成され、下ダイにより支持された状態にあるフランジ部を所定の押圧力でもって下ダイとの間に挟持可能な上ダイと、前記貫通孔内を摺動可能に前記素材のボス部の内径よりも小径となるように先端部が形成されると共にその先端部から基端側に連なる胴部が前記ボス部の内径よりも大径となるように形成された芯材と、前記ガイド孔内を摺動可能に外径がガイド孔と略同一径をなすように形成されたブロック体とを備え、
前記ブロック体により前記下ダイに支持された素材のボス部の先端面にブロック体の下端面周縁が当接するように押圧し、前記フランジ部を上ダイと下ダイとにより挟持した状態で、前記芯材を、その先端部に続けて胴部まで前記ボス部にその基端側から挿入することにより、前記ボス部における材料の先端側への塑性流動を促して、当該ボス部の全長を延ばしながらボス部の先端側の内周面に膨出部を形成するように構成され、
中間品からボス付き部品を鍛造成形するために、前記下ダイの貫通孔内を摺動可能に大径部と小径部が軸方向へ段差状をなすように形成された芯金と、前記上ダイのガイド孔内を摺動可能に外径がガイド孔と略同一径をなすように形成されたパンチとを備え、
前記フランジ部を上ダイと下ダイとにより挟持した状態で、前記芯金は、中間品のボス部の先端面を前記パンチが押圧する前段階では、当該芯金の大径部の外周面と前記ボス部の基端側の内周面とが当接する一方、当該芯金の小径部の外周面と前記ボス部の先端側の内周面とは所定間隔の隙間を介して離間した挿入態様となるように、当該芯金を前記ボス部に挿入した状態において、前記ボス部の先端面をパンチにより押圧すると共に、前記膨出部のみを上下から挟んで潰すことにより、前記ボス部の先端側の内周面に前記膨出部よりも増肉された増肉部を膨出成形するように構成されたボス部増肉成形装置。