JP6588262B2 - 等速自在継手の軸部材の鍛造方法 - Google Patents

Description

この発明は、等速自在継手の軸部材の鍛造方法に関する。

動力伝達シャフトや、その他の軸形状の製品においては、軸部に対して一部外径が大きい個所（以下、拡径部という）が存在する製品がある。その箇所を鍛造で据え込み成形することで、材料歩留りの向上や除去加工工程の簡略化が期待される。製品によっては、軸部に拡径部を複数（２個所以上）有するものがある。拡径部を成形する鍛造技術として、従来はアプセッタ鍛造機による加工が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００１−３００３８号公報

拡径部をアプセッタ鍛造機により加工する場合、ビレットを対向する２個のグリップダイスと呼ばれる金型で把持し、パンチで加圧することで成形する。軸部の両端に２つの拡径部を有する軸部材をアプセッタ鍛造機により加工する例を図１３に示す。まず、拡径部の一つをアプセッタ鍛造機により成形する。一つの拡径部１０１ａを成形した素形材１０１を図１３（ａ）に示すようにグリップダイス１００の間に搬入し、図１３（ｂ）に示すようにグリップダイス１００を閉じて素形材１０１を把持する。この状態で、図１３（ｃ）に示すようにパンチ１０２で加圧することにより、残りの拡径部１０１ｂを成形する。

パンチ１０２で加圧した際の反力は、グリップダイス１００の把持力で発生させる必要がある。図１３（ｄ）および図１３（ｅ）に示すように、ビレットや素形材を把持するために、対向するグリップダイス１００の間には隙間δを設ける必要がある。図１３（ｅ）は図１３（ｄ）のＢ−Ｂにおける横断面図である。対向するグリップダイス１００の間に隙間δがあるので、パンチ１０２の加圧時に材料が隙間δに流入し、製品外径に凸部１０１ｃが残存する。このため、製品によっては、後工程で除去する必要がある。また、把持した素形材１０１が、成形時にパンチ１０２の加圧方向へずれる可能性があり、製品の全長寸法が安定しないため、製品によっては取り代を多く設定する必要がある。さらに、アプセッタ鍛造機は、複雑な機構をもつ専用機であるため、設備費が高価である。これらの問題に着目し、種々検討した。

本発明は、前述の問題点に鑑みて提案されたもので、軸部に複数の拡径部を有する軸部材の歩留まりおよび精度の向上や製造コストの低減を図った等速自在継手の軸部材の鍛造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の目的を達成するため種々検討し、複数の拡径部のうち一部の拡径部が成形された等速自在継手の軸部材の素形材を収容する分割ダイスにより素形材を拘束すると共にパンチの加圧力をワーク受け部材で支持した汎用機の適用を可能にする新たな着想により、本発明に至った。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、軸部に複数の拡径部を有する等速自在継手の軸部材の鍛造方法において、前記鍛造方法は、前記複数の拡径部のうち一部の拡径部が予め成形された素形材に残部の拡径部を成形するものであり、前記予め成形された素形材の一部の拡径部は、大径部および凹部が形成された接合側の拡径部であり、前記残部の拡径部を成形する金型として、パンチと、前記素形材の前記一部の拡径部および軸部を収容すると共に成形面を有する分割ダイスと、前記素形材の前記一部の拡径部を載置し前記パンチの加圧力を支持するワーク受け部材を備え、前記一部の拡径部が成形された素形材をワーク受け部材に載置した後、前記分割ダイスを閉じて前記素形材を半径方向に極わずかな隙間をもって拘束し、前記素形材を前記分割ダイスに対して軸方向に移動可能とし、この状態で、前記パンチの加圧力により前記分割ダイスの成形面に前記素形材を充足させて前記残部の拡径部を成形し、その成形の際、前記ワーク受部材の後退量がストッパで規制されていることを特徴とする。上記の構成により、軸部に複数の拡径部を有する軸部材の歩留まりおよび精度の向上や製造コストの低減を図った等速自在継手の軸部材の鍛造方法を実現することができる。また、プレスに準じる設備で成形できるので、安価な設備が選定できる。上記の残部の拡径部を鍛造する際、ワーク受け部材の後退量がストッパで規制されていることにより、ワーク受け部材の位置寸法が設備もしくは金型寸法により保証されるので、鍛造後の素形材の全長寸法が安定し、後加工のための取り代を削減できる。

上記の分割ダイスに閉塞力を与える閉塞リングを備えること、および、この閉塞リングを閉塞リング加圧機構により加圧することが望ましい。これにより、分割ダイスの合わせ面が密着し、成形面のつなぎ目は微小な線状の隙間にすることができる。したがって、成形時に隙間への材料流動を抑制でき、残部の拡径部には、微小な線状の圧痕が生じる程度に成形できる。このため、後工程でのバリの除去加工が不要もしくは軽減できる。

上記のパンチも成形面を有することにより、拡径部の端部側形状を容易にかつ精度良く成形することができる。

上記の等速自在継手の軸部材の鍛造方法において、素形材を８００〜１０００℃に加熱することにより、鍛造加工後の焼準工程やショットピーニング工程を省略することができ、等速自在継手の軸部材の生産性が向上し、製造コストを低減できる。

上記の残部の拡径部に形成される微小な線状の圧痕は、後工程でのバリの除去加工が不要もしくは軽減できる。

上記の等速自在継手の軸部材の鍛造方法は、軸部の両端に拡径部を有する等速自在継手の軸部材の成形に好適である。

上記の等速自在継手の軸部材の鍛造方法は、等速自在継手の外側継手部材のロングステム部材の成形に好適である。

本発明に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法によれば、軸部に複数の拡径部を有する軸部材の歩留まりおよび精度の向上や製造コストの低減を図った等速自在継手の軸部材の鍛造方法を実現することができる。また、プレスに準じる設備で成形できるので、安価な設備が選定できる。

本発明に係る鍛造方法に基づく軸部材を等速自在継手の外側継手部材に適用したドライブシャフトの全体構造を示す図である。 図１の外側継手部材を拡大して示し、（ａ）図は部分縦断面図で、（ｂ）図は溶接部の拡大図である。 図２の軸部材の鍛造加工後の形状を示す縦断面図である。 図２の軸部材の溶接前の形状を示す正面図である。 図２のカップ部材の溶接前の形状を示し、（ａ）図はしごき加工後のカップ部材の縦断面図で、（ｂ）図は旋削加工後のカップ部材の縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法における一次鍛造工程の第１工程を示す概要図である。 本発明の一実施形態に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法における一次鍛造工程の第１工程を示す概要図である。 本発明の一実施形態に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法における一次鍛造工程の第２工程を示す概要図である。 本発明の一実施形態に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法における一次鍛造工程の第２工程を示す概要図である。 本発明の一実施形態に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法における二次鍛造工程を示す概要図である。 本発明の一実施形態に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法における二次鍛造工程を示す概要図である。 本発明の一実施形態に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法における二次鍛造工程を示す概要図である。 従来技術の軸部材の鍛造方法を示す概要図で、（ａ）図はグリップダイスの把持前の状態、（ｂ）図はグリップダイスが把持した状態、（ｃ）図および（ｄ）図はパンチで加圧した状態、（ｅ）図は（ｄ）図のＢ−Ｂにおける横断面図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本発明の一実施形態に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法を図６〜１２に示し、この鍛造方法に基づく軸部材を等速自在継手の外側継手部材に適用した例を図１〜５に示す。はじめに、この鍛造方法に基づく等速自在継手の軸部材を外側継手部材に適用した例を図１〜５に基づいて説明し、続いて、本実施形態に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法を図６〜１２に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法に基づく軸部材の適用例を示すもので、軸部材を適用した外側継手部材が使用されたドライブシャフト１の全体構造を示す図である。ドライブシャフト１は、デフ側（図中右側：以下、インボード側ともいう）に配置される摺動式等速自在継手１０と、駆動車輪側（図中左側：以下、アウトボード側ともいう）に配置される固定式等速自在継手２０と、両等速自在継手１０、２０をトルク伝達可能に連結する中間シャフト２とを主要な構成とする。

図１に示す摺動式等速自在継手１０は、いわゆるダブルオフセット型等速自在継手(ＤＯＪ)である。この等速自在継手１０は、カップ部１２とカップ部１２の底部から軸方向に延びた長寸軸部（以下、ロングステム部ともいう）１３とを有する外側継手部材１１と、外側継手部材１１のカップ部１２の内周に収容された内側継手部材１６と、外側継手部材１１と内側継手部材１６のトラック溝３０、４０との間に配置されたトルク伝達要素としてのボール４１と、外側継手部材１１の筒状内周面４２と内側継手部材１６の球状外周面４３とに、それぞれ嵌合する球状外周面４５、球状内周面４６を有し、ボール４１を保持する保持器４４とを備える。保持器４４の球状外周面４５の曲率中心Ｏ₁と球状内周面４６の曲率中心Ｏ₂は、継手中心Ｏに対して、軸方向に反対側に等距離オフセットされている。

ロングステム部１３の外周面にはサポートベアリング６の内輪が固定されており、このサポートベアリング６の外輪は、図示しないブラケットを介してトランスミッションケースに固定されている。外側継手部材１１は、サポートベアリング６によって回転自在に支持され、このようなサポートベアリング６を設けておくことにより、運転時等における外側継手部材１１の振れが可及的に防止される。

図１に示す固定式等速自在継手２０は、いわゆるツェッパ型等速自在継手であり、有底筒状のカップ部２１ａとカップ部２１ａの底部から軸方向に延びた軸部２１ｂとを有する外側継手部材２１と、外側継手部材２１のカップ部２１ａの内周に収容された内側継手部材２２と、外側継手部材２１のカップ部２１ａと内側継手部材２２との間に配置されたトルク伝達要素としてのボール２３と、外側継手部材２１のカップ部２１ａの内周面と内側継手部材２２の外周面との間に配され、ボール２３を保持する保持器２４とを備える。なお、固定式等速自在継手２０として、アンダーカットフリー型等速自在継手が用いられる場合もある。

中間シャフト２は、その両端部外径にトルク伝達用のスプライン（セレーションを含む。以下、同じ）３を有する。そして、インボード側のスプライン３を摺動式等速自在継手１０の内側継手部材１６の孔部とスプライン嵌合させることにより、中間シャフト２と摺動式等速自在継手１０の内側継手部材１６とがトルク伝達可能に連結される。また、アウトボード側のスプライン３を固定式等速自在継手２０の内側継手部材２２の孔部とスプライン嵌合させることにより、中間シャフト２と固定式等速自在継手２０の内側継手部材２２とがトルク伝達可能に連結される。この中間シャフト２として、中実タイプを示したが、中空タイプを用いることもできる。

両等速自在継手１０、２０の内部には潤滑剤としてのグリースが封入されている。グリースの外部漏洩や継手外部からの異物侵入を防止するため、摺動式等速自在継手１０の外側継手部材１１と中間シャフト２との間、および固定式等速自在継手２０の外側継手部材２１と中間シャフト２との間には、蛇腹状のブーツ４、５がそれぞれ装着されている。

図２に基づき、軸部材が適用された外側継手部材を説明する。図２は、外側継手部材１１を拡大して示したもので、図２（ａ）は部分縦断面図で、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ部の拡大図である。外側継手部材１１は、一端が開口し、内周面の円周方向等間隔にボール４１（図１参照）が転動する複数のトラック溝３０と筒状内周面４２が形成された有底筒状のカップ部１２と、カップ部１２の底部から軸方向に延び、カップ部１２とは反対側の端部外周にトルク伝達用連結部としてのスプラインＳｐが設けられたロングステム部１３とからなる。外側継手部材１１は、カップ部材１２ａ、軸部材１３ａが溶接されて形成されている。

軸部材１３ａは、本発明の一実施形態に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法に基づく軸部材に旋削加工やスプライン加工、研削加工等の後加工が施されたものである。鍛造加工後の軸部材１３ａの素形材１３ａ’は、図３に示すように、軸部６０の両端に拡径部６１、６２が成形され、拡径部６１の端部に凹部６１ｄが成形されている。軸部６０の外径は、バー材を切断したビレット（図示省略）の外径と同じである。素形材１３ａ’は、Ｓ４０Ｃ等の０．３０〜０．５５重量％の炭素を含む中炭素鋼からなる。素形材１３ａ’は、前述したように、旋削加工やスプライン加工、研削加工等の後加工が施される。

素形材１３ａ’を後加工した軸部材１３ａは、図４に示すように、拡径部６１の大径部６１ａ（図３参照）に接合用端面５０、接合部外径面５１、接合部内径面５２が形成され、拡径部６１の中径部６１ｂに軸受装着面１４および止め輪溝１５が形成される。一方、拡径部６２には、スプラインＳｐとシール面５３が形成される。

カップ部材１２ａおよびその素形材１２ａ’を図５（ａ）、図５（ｂ）に示す。カップ部材１２ａは、Ｓ５３Ｃ等の０．４０〜０．６０重量％の炭素を含む中炭素鋼からなる。図５（ａ）は、しごき加工後のカップ部材１２ａの素形材１２ａ’を示す。内周にトラック溝３０と筒状内周面４２が形成された筒状部１２ａ１’と底部１２ａ２’からなる一体成形品である。トラック溝３０と筒状内周面４２は、しごき加工により仕上げ面となっている。素形材１２ａ’の底部１２ａ２’には凸部１２ａ３’が形成されている。図５（ｂ）は、旋削加工後のカップ部材１２ａを示す。カップ部材１２ａの開口側の外周にはブーツ取付溝３２が形成され、内周には止め輪溝３３が形成されている。カップ部材１２ａの底部１２ａ２（凸部１２ａ３）の接合用端面５４は、環状に座ぐった形態で旋削加工し、半径方向の中央部は鍛造肌を残している。これにより、旋削加工時間を短縮している。

図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、軸部材１３ａは、カップ部材１２ａの底部１２ａ２の凸部１２ａ３に形成された接合用端面５４と軸部材１３ａのカップ部材１２ａ側端部の接合用端面５０とを突合せ、外側から半径方向に電子ビーム溶接により溶接されている。溶接部４９は、半径方向外側から照射されたビームによるビードで形成されている。

図２（ａ）に示すように、溶接部４９が、軸部材１３ａの軸受装着面１４よりカップ部材１２ａ側の接合用端面５０に形成されるので、軸受装着面１４などは前もって加工可能で溶接後の後加工を廃止できる。また、電子ビーム溶接のため溶接部にバリが出ないので、溶接部の後加工も省略でき、製造コストが削減できる。さらに、溶接部の超音波探傷による全数検査が可能である。

以上では、本発明の一実施形態に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法に基づく軸部材が等速自在継手の外側継手部材のロングステム部に適用される例を説明したが、軸部材としては、これに限られるものではなく、複数の拡径部を有するドライブシャフトの中間シャフト、動力伝達シャフトやその他の軸形状の製品にも適用できる。

次に、本発明の一実施形態に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法を図６〜１２に基づいて説明する。本実施形態に係る等速自在継手の軸部材の鍛造方法は、複数の拡径部のうち一部の拡径部が予め成形された素形材に残部の拡径部を成形するものである。図６〜９は、複数の拡径部のうち一部の拡径部を予め成形する一次鍛造工程を示し、図１０〜１２は、残部の拡径部を成形する二次鍛造工程を示す。

一次鍛造工程は第１工程と第２工程とからなる。第１工程における主な金型は、図６に示すように、上側ベース７０、パンチ７１、下側ベース７２、ダイス７３およびノックアウトピン７４から構成される。プレス設備としては、メカニカルプレスである汎用のスクリュープレスを適用した例を示す。しかし、これに限られず、汎用のプレス設備やこれに準ずる動作が可能な設備を用いて金型を動作させて成形できるものであればよく、メカニカルプレスとしてのコンロッドプレス等や、油圧プレス等の非メカニカルプレスを使用してもよい。

パンチ７１にはテーパ形状の成形面７１ａが形成され、このパンチ７１は上下方向に移動しない上側ベース７０に取付固定されている。ダイス７３には二段円筒状の成形面７３ａとビレットＢを収容し半径方向に拘束する内径孔７３ｂが形成され、上下方向に駆動される下側ベース７２に取付固定されている。下側ベース７２には、ガイド孔７２ａが形成され、ワーク受け部材としてのノックアウトピン７４が摺動自在に嵌挿されている。

下側ベース７２内におけるノックアウトピン７４の下方への後退量は、ストッパ（図示省略）によって規制されており、図７および図９に示すように、下側ベース７２が上方へ前進した際の前進端におけるノックアウトアウトピン７４のワーク受け面７４ａの位置寸法Ｌ１が設備もしくは金型寸法により保証されている。したがって、鍛造後の素形材の全長寸法が安定するので、後加工のための取り代を削減することができる。

一次鍛造工程の第１工程の作動を図６および図７に基づいて説明する。まず、ビレットＢの成形部分が８００℃〜１０００℃程度に加熱される。これにより、鍛造加工後の焼準工程やショットピーニング工程を省略することができ、軸部材の生産性が向上し、製造コストを低減できる。図６に示すように、下側ベース７２が下方へ後退した状態で、加熱されたビレットＢをローダ（図示省略）によりダイス７３の内径孔７３ｂに搬入し、ワーク受け部材としてのノックアウトピン７４のワーク受け面７４ａに載置する。ビレットＢの外径とダイス７３の内径孔７３ｂとの隙間は極わずかであるので、ビレットＢを半径方向に高精度に拘束することができる。

続いて、下側ベース７２が駆動されて上方へ前進する。そして、パンチ７１のガイド部７１ｂにダイス７３のガイド部７３ｃが嵌挿され、パンチ７１とダイス７３とが心合わせされた状態で、ビレットＢがパンチ７１の加圧力を受ける。下側ベース７２がさらに前進するとパンチ７１の加圧力によりノックアウトピン７４は下方へ後退するが、前述したように、下側ベース７２内におけるノックアウトピン７４の下方への後退量は、ストッパ（図示省略）によって規制されているので、ビレットＢがパンチ７１の成形面７１ａとダイス７３の成形面７３ａから形成されたキャビティに充足し、図７に示すように、拡径部６１’が成形される。下側ベース７２が上方へ前進した際の前進端におけるノックアウトアウトピン７４のワーク受け面７４ａの位置寸法Ｌ１が保証されているので、鍛造後の素形材Ｂ’の全長寸法が安定する。

次に、一次鍛造工程の第２工程を図８および図９に基づいて説明する。第２工程における金型は第１工程と比べてパンチのみが異なる。第１工程と第２工程は、例えば、一つのプレス設備で行われる。図８に示すように、第２工程のパンチ７５は、図３に示す素形材１３ａ’の拡径部６１の大径部６１ａおよび凹部６１ｄを成形する成形面７５ａを有する。図７に示す第１工程の後、下側ベース７２が図８に示す途中位置まで後退すると、第１工程のパンチ７１が横方向にスライド移動すると共に、第２工程のパンチ７５が横方向にスライド移動し、図８に示す位置に配置される。

その後、下側ベース７２が駆動されて上方へ前進する。そして、パンチ７５のガイド部７５ｂにダイス７３のガイド部７３ｃが嵌挿され、パンチ７５とダイス７３とが心合わせされた状態で、素形材Ｂ’がパンチ７５の加圧力を受ける。第１工程と同様に、下側ベース７２がさらに前進するとパンチ７５の加圧力によりノックアウトピン７４は下方へ後退するが、下側ベース７２内におけるノックアウトピン７４の下方への後退量は、ストッパ（図示省略）によって規制されているので、図９に示すように、素形材Ｂ’がパンチ７５の成形面７５ａに充足し、素形材Ｂ”が得られる。

第２工程により、図３に示す拡径部６１の大径部６１ａおよび凹部６１ｄが成形され、第１工程で成形された中径部６１ｂおよび小径部６１ｃと合わせて、一次鍛造工程において接合側の拡径部６１の成形が終了する。第１工程と第２工程の金型の動作は連続的に行われる。その後、下側ベース７２が下方へ後退し、ノックアウトピン７４により素形材Ｂ”が排出される。

次に、本実施形態の主要な特徴である残部の拡径部を成形する二次鍛造工程を図１０〜１２に基づいて説明する。二次鍛造工程における主な金型は、図１０に示すように、上側ベース８０、パンチ８１、閉塞リング８５、閉塞リング加圧機構８６、下側ベース８２、分割ダイス８３、ノックアウトピン８４から構成される。パンチ８１にはテーパ形状の成形面８１ａが形成され、パンチ８１は上下方向に固定された上側ベース８０に取付固定されている。パンチ８１の下方には閉塞リング８５が設けられ、この閉塞リング８５にはテーパ形状の内径面８５ａが形成されている。閉塞リング８５は閉塞リング加圧機構８６を介して上側ベース８０に取り付けられている。

分割ダイス８３は、直径方向で２分割された構造になっている。しかし、分割数は、これに限られず、３分割以上の適宜の分割数としてもよい。分割ダイス８３には、その内側に成形面８３ａ、素形材Ｂ”の軸部６０を収容し半径方向に拘束する内径面８３ｂおよび拡径部６１を収容する大径段部８３ｃが形成されている。分割ダイス８３は横方向に相対移動可能に下側ベース８２に取り付けられ、エアーシリンダ等の適宜の駆動装置（図示省略）により分割ダイス８３の開閉が可能にされている。分割ダイス８３の上部には、閉塞リング８５のテーパ形状の内径面８５ａに嵌合するテーパ形状の外径面８３ｄが形成されている。

下側ベース８２は上下方向に駆動される。下側ベース８２には、ガイド孔８２ａが形成され、ワーク受け部材としてのノックアウトピン８４が摺動自在に嵌挿されている。下側ベース８２内におけるノックアウトピン８４の下方への後退量は、ストッパ（図示省略）によって規制されており、図１２に示すように、下側ベース８２が上方へ前進した際の前進端におけるノックアウトアウトピン８４のワーク受け面８４ａの位置寸法Ｌ２が設備もしくは金型寸法により保証されている。したがって、鍛造後の素形材の全長寸法が安定するので、後加工のための取り代を削減することができる。

二次鍛造工程の作動を図１０〜１２に基づいて説明する。一次鍛造工程で成形された素形材Ｂ”の拡径部６１と反対側の成形部分が、一次鍛造工程と同様に、８００℃〜１０００℃程度に加熱される。図１０に示すように、下側ベース７２が下方へ後退し、分割ダイス８３が開いた状態になっている。図示しないローダにより素形材Ｂ”を把持し、その拡径部６１を下側にしてノックアウトピン８４のワーク受け面８４ａに載置する。分割ダイス８３が開いた状態になっているので、素形材Ｂ”の拡径部６１は、分割ダイス８３の内径面８３ｂに干渉することなく、ワーク受け面８４ａに載置することができる。

その後、図１１に示すように、分割ダイス８３は、エアーシリンダ等の適宜の駆動装置（図示省略）により閉じられる。このとき二つの分割ダイス８３、８３の合わせ面８３ｅ、８３ｅ（図１０参照）が当接するので、二つの成形面８３ａ、８３ａのつなぎ目には微小な線が現れる程度である。また、二つの内径面８３ｂ、８３ｂで形成される内径と素形材Ｂ”の軸部外径との隙間は極わずかであるので、ビレットＢ”を半径方向に高精度に拘束することができる。

続いて、下側ベース７２が駆動されて上方へ前進する。分割ダイス８３のテーパ形状の外径面８３ｄが閉塞リング８５のテーパ形状の内径面８５ａに嵌合し、閉塞リング８５および閉塞リング加圧機構８６により分割ダイス８３を閉塞する力をかけ、この閉塞力がかかった状態で、閉塞リング８５、分割ダイス８３と共に下側ベース７２が上昇を続ける。

前述したように、下側ベース８２が上方へ前進した際の前進端におけるノックアウトアウトピン８４のワーク受け面８４ａの位置寸法Ｌ２（図１２参照）が保証されている。そのため、下側ベース８２が上昇を続けると、下側ベース８２内におけるノックアウトピン８４がストッパ（図示省略）によって規制されて、素形材Ｂ”の上端部がパンチ８１の成形面８１ａにより成形が開始されると同時に分割ダイス８３の成形面８３ａにより成形が開始される。そして、図１２に示すように、下側ベース８２が上方への前進端に達したときに、パンチ８１の成形面８１ａと分割ダイス８３の成形面８３ａにより形成されるキャビティ内に材料が充足され、拡径部６２の成形が終了する。上記の金型の動作は連続的に行われる。

本実施形態では、分割ダイス８３を閉じ、その外径を閉塞リング８５および閉塞リング加圧機構８６により圧力をかける構成になっている。これにより、二つの分割ダイス８３、８３の合わせ面８３ｅ、８３ｅが密着するので、二つの成形面８３ａ、８３ａのつなぎ目は微小な線状の隙間となる。この隙間は極めて小さいので、成形時に隙間への材料流動を抑制でき、二次鍛造工程で成形された残部の拡径部６２には、微小な線状の圧痕が生じる程度である。このため、後工程でのバリの除去加工が不要もしくは軽減できる。

また、成形時に、パンチ８１の反力をワーク受け部材であるノックアウトピン８４で受圧し、かつ、分割ダイス８３との位置関係も保証されていることから、製品（素形材１３ａ’）の全長寸法が安定するため、後加工での除去加工が不要もしくは軽減できる。また、従来のアプセッタ鍛造機のクリップダイスで発生するような圧痕（凸部）が製品に生じない。

さらに、成形時に、素形材Ｂ”の両端面を金型（パンチ８１、ノックアウトピン８４）で拘束していることから、製品（素形材１３ａ’）の変形（曲がり等）が少ないので、後工程での除去加工や矯正加工が不要もしくは軽減できる。

プレスに準じる設備で成形できるので、安価な設備が選定できる。本実施形態では、プレス設備として、メカニカルプレスである汎用のスクリュープレスを適用した例を示した。しかし、これに限られず、汎用のプレス設備やこれに準ずる動作が可能な設備を用いて金型を動作させて成形できるものであればよく、メカニカルプレスとしてのコンロッドプレス等や、油圧プレス等の非メカニカルプレスを使用してもよい。

本実施形態では、パンチ８１を上側ベース８０に取り付け、分割ダイス８３を下側ベース８２に取り付けた例を示したが、反対に、パンチ８１を下側ベース８２に取り付け、分割ダイス８３を上側ベース８０に取り付けてもよい。また、ワーク受け部材としてのノックアウトピン８４をパンチ側に設ける構成としてもよい。

本実施形態では、閉塞リング８５および閉塞リング加圧機構８６をパンチ８１側に設けたものを例示したが、反対に、分割ダイス８３側に設ける構成としてもよい。

本実施形態では、軸部６０の両端に二つの拡径部６１、６２を有する軸部材１３ａ’を例示したが、これに限られず、三つ以上の拡径部を有する軸部材にも適用することができる。例えば、一次鍛造工程で一つ拡径部を成形し、二次鍛造工程で二つの拡径部を一工程あるいは二工程で成形することができる。この場合は、本明細書および特許請求の範囲において、上記の一つの拡径部が一部の拡径部を意味し、上記の二つの拡径部が残部の拡径部を意味する。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１ ドライブシャフト
２ 中間シャフト
３ スプライン
４ ブーツ
５ ブーツ
６ サポートベアリング
１０ 摺動式等速自在継手
１１ 外側継手部材
１２ カップ部
１２ａ カップ部材
１２ａ１ 筒状部
１２ａ２ 底部
１３ 長寸軸部
１３ａ 軸部材
１３ａ’ 素形材
１４ 軸受装着面
１６ 内側継手部材
２０ 固定式等速自在継手
２１ 外側継手部材
２２ 内側継手部材
２３ トルク伝達要素（ボール）
２４ 保持器
３０ トラック溝
４０ トラック溝
４１ トルク伝達要素（ボール）
４２ 筒状内周面
４９ 溶接部
５０ 接合用端面
５４ 接合用端面
６０ 軸部
６１ 拡径部
６２ 拡径部
７０ 上側ベース
７１ パンチ
７１ａ 成形面
７２ 下側ベース
７３ ダイス
７３ａ 成形面
７４ ワーク受け部材（ノックアウトピン）
７５ パンチ
７５ａ 成形面
８０ 上側ベース
８１ パンチ
８１ａ 成形面
８２ 下側ベース
８３ 分割ダイス
８３ａ 成形面
８３ｂ 内径面
８４ ワーク受け部材（ノックアウトピン）
８５ 閉塞リング
８６ 閉塞リング加圧機構

Claims (7)

1. 軸部に複数の拡径部を有する等速自在継手の軸部材の鍛造方法において、
   前記鍛造方法は、前記複数の拡径部のうち一部の拡径部が予め成形された素形材に残部の拡径部を成形するものであり、
   前記予め成形された素形材の一部の拡径部は、大径部および凹部が形成された接合側の拡径部であり、
   前記残部の拡径部を成形する金型として、パンチと、前記素形材の前記一部の拡径部および軸部を収容すると共に成形面を有する分割ダイスと、前記素形材の前記一部の拡径部を載置し前記パンチの加圧力を支持するワーク受け部材を備え、
   前記一部の拡径部が成形された素形材をワーク受け部材に載置した後、前記分割ダイスを閉じて前記素形材を半径方向に極わずかな隙間をもって拘束し、前記素形材を前記分割ダイスに対して軸方向に移動可能とし、この状態で、前記パンチの加圧力により前記分割ダイスの成形面に前記素形材を充足させて前記残部の拡径部を成形し、その成形の際、前記ワーク受部材の後退量がストッパで規制されていることを特徴とする等速自在継手の軸部材の鍛造方法。
2. 前記分割ダイスに閉塞力を与える閉塞リングを備えていることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手の軸部材の鍛造方法。
3. 前記閉塞リングを閉塞リング加圧機構により加圧することを特徴とする請求項２に記載の等速自在継手の軸部材の鍛造方法。
4. 前記パンチも成形面を有することを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手の軸部材の鍛造方法。
5. 前記等速自在継手の軸部材の鍛造方法において、前記素形材を８００〜１０００℃に加熱することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の等速自在継手の軸部材の鍛造方法。
6. 前記残部の拡径部に微小な線状の圧痕が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の等速自在継手の軸部材の鍛造方法。
7. 前記軸部材が軸部の両端に拡径部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の等速自在継手の軸部材の鍛造方法。

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