JPH03266Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、等速ジヨイントの内輪成形装置、と
くには、外周面に延在方向の異なる二種類のボー
ル転動溝を有する内輪、正確にはその半製品を、
一のプレス成形工程にて形成することができる成
形装置に関するものである。

（従来の技術） 等速ジヨイントの内輪の、従来から広く一般的
に行われている製造方法としては、旋削、フライ
ス加工などによつて球状体を削り出した後、その
球状体の外周面に、総形フライスその他を用い
て、相互に等しい間隔をおく複数本のボール転動
溝を削り出し、そして、それに対する焼入加工後
に、ボール転動溝、球状面、両端面などを研削仕
上げする方法があつた。

ところが、かかる製造方法にあつては、複数の
切削工程が必要であることから、作業工数が著し
く嵩むとともに、材料歩止が低く、しかも、製品
毎の寸法、精度のばらつきが大きくなるという問
題があつた。

そこで、これらの問題を解決すべく提案された
技術として、特公昭52−9184号公報に開示されて
いるような冷間成形方法がある。

この方法は、所定寸法に切断してなる金型内の
素材の両端面を、上パンチと下パンチとで押圧し
てその素材に塑性変形をもたらし、このことに
て、その素材に所要のボール転動溝を形成する一
方、その溝部以外の部分では、素材の余肉を金型
内で自由に塑性流動させてその素材を、全体とし
てほぼ球状をなすプレス製品とし、しかる後、そ
の製品を、下パンチの上昇に基づいて金型外へ取
り出すものである。

この方法によれば、ほぼ球状をなす製品ならび
に、その周面の、金型の窪み周面に設けた突条と
対応するボール転動溝が、一つプレス成形工程に
て簡単に形成されることになり、作業工数の低減
および材料歩止の十分なる向上がもらされること
になる。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、かかる冷間成形方法にあつて
は、上下パンチによつて素材を塑性変形させるこ
とにより、その周面に金型のぼみ突条と対応する
ボール転動溝を形成し、そしてこの塑性加工後、
製品を、下パンチによつて金型外へ押し出すこと
としていたため、製品の周面に、たとえば第６図
に示すように、延在方向が相違する２種類のボー
ル転動溝を形成することが実質的に不可能である
という問題があつた。

すなわち、金型の窪み周面に、二種類のボール
転動溝のための、延在方向の異なる二種類の突条
を形成することは可能であるも、その窪み内にて
素材に塑性加工を施した場合には、延在方向の相
違するボール転動溝と金型突条とが掛合状態にあ
るが故に、下パンチの突き上げストロークによつ
てはプレス製品を金型から抜き出すことができな
かつた。

本考案は、従来の冷間形成方法の、かかる問題
点に着目してなされたものであり、一のプレス生
成工程にて延在方向の異なる二種類のボール転動
溝を形成することができるとともに、塑性加工後
のプレス製品を、その成形窪みから簡単に取り出
すことができる、等速ジヨイントの内輪成形装置
を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案の成形装置は、相互に対向して位置し、
接近および離反方向へ相対変位可能な二個で一対
のパンチを設けるとともに、一方のパンチの周り
に、そのパンチと協働して素材成形用の窪みを画
成する窪み形成部材を配設し、そして素材成形用
のその窪みの周面には、一方へ傾く傾斜突条を設
け、さらに、他方のパンチの周りに回動できると
ともに、前記窪みに対して単独に進退することが
でき、窪み内への進入姿勢で、その周面に、前記
傾斜突条とは異なる方向へ傾く傾斜突条を形成す
る棒状部材を設け、また、一方のパンチと窪み形
成部材との軸線方向への相対変位をもたらしてそ
の窪み形成部材からのプレス製品の取り出しを可
能ならしめる往復駆動手段ならびに、プレス製品
のかかる取り出しに際してその一方のポンチの回
動運転を許容するパンチ支持手段をそれぞれ設け
てなる。

（作用） 本考案によれば、たとえば、一方向へ傾く傾斜
突条を予め形成した成形用の窪み内へ、所定寸法
に切断した素材を配置した後、その窪み内の所定
位置へ棒状部材を差し込むことによつて、窪み周
面に、上述の傾斜突条とは異なる方向へ傾く傾斜
突条を形成し、そしてその窪み内で、相互に対向
するパンチの、接近方向の相対変位に基づいて、
素材の両端面を押圧することにより、その素材に
塑性変形をもたらしてその外周面に、それぞれの
傾斜突条と対応する二種類のボール転動溝を形成
するとともに、その素材を、全体としてほぼ球状
のプレス製品とし、さらに、いずれか一方のパン
チを窪みから後退させた後、棒状部材を、そのパ
ンチの周りに回動させ乍ら、それが形成したボー
ル転動溝に沿わせて窪みから抜き取ることによ
り、一方の種類の傾斜突条をその窪みから除去
し、そして最後に、残りのパンチの、窪み形成部
材に対する進入作動によつて、成形済みの素材
を、窪み内の傾斜突条に沿わせて、パンチ支持手
段にて許容されるパンチの回動運動下で、窪み形
成部材から押し出すことにより、プレス製品の取
り出しを行う。

従つて、ここでは、重複した切削作業を必要と
することなく、単一のプレス成形工程によつて、
所期した通りの製品を十分正確に形成することが
でき、しかも、その外周面に、二種類のボール転
動溝を、何の支障も生じることなく簡単に成形す
ることができる。

（実施例） 以下に本考案を図示例に基づいて説明する。

第１図は本考案装置を例示する縦断面図であ
り、この例は、上部に二種類のラム作動機構を有
するとともに、下部に一種類のラム作動機構を有
するいわゆる複動プレスに本考案を適用したもの
である。

図中１は上下方向へ駆動されるメインラムを、
２は、メインラム１に貫通し、それとは独立して
昇降駆動される上部サブラムをそれぞれ示し、ま
た、３はベツドを、４は、このベツド３に貫通
し、それに対して昇降駆動される下部サブラムを
それぞれ示す。

ここでは、メインラム１の下面に、中央貫通孔
を有するアツパーホルダ５を、そして上部サブラ
ム２の下面に上パンチ６をそれぞれ固定する一
方、プレスヘツド３の上面に、これも中央貫通孔
を有するロアホルダ７を固定し、また、下部サブ
ラム４の上面に、後述するパンチ支持手段８を介
して上パンチ６と対向する下パンチ９を支持す
る。このことにより、二個で一対をなすこの例の
上下パンチ６，９はともに、相互の接近および離
反方向へ運動することができる。

またこの例では、ロアホルダ７上に配置したロ
アプレート１０を、たとえばボルトによつてベツ
ド３に固定し、そしてこのロアプレート１０上
に、それに貫通した下パンチ９の上端部を囲繞す
る窪み形成部材１１を配置する。ここで、下パン
チ９との協働下で素材成形用の窪み１２を形成す
るこの窪み形成部材１１は、テーパ穴にてその外
周面に接触するダイカバー１３を、締付けリング
１４によつてロアプレート１０に緊締することに
て、所定位置に堅固に固定される。

なおここにおける下パンチ９の下限位置は、そ
の拡径端面９ａとロアホルダ７の上面との当接に
よつて特定され、下パンチ９の頂面はこの下限位
置にて窪み１２の画成に寄与する。一方、この下
パンチ９の、窪み形成部材１１に対する昇降運動
は、下部サブラム４に連結したノツクアウトロツ
ド１５を、ロアホルダ７の貫通孔内で昇降させる
ことによりもたらされ、ノツクアウトロツド１５
は、その頂部に配置したボール１６を介して下パ
ンチ９を、その下限位置と上限位置との間で昇降
させる。

またここでは、ノツクアウトロツド１５と、そ
の頂部に嵌め込んだボール１６とでパンチ支持手
段８を構成し、このパンチ支持手段８のボール１
６と、下パンチ下端部の球面窪み９ｂとの接触に
基づき、とくには、下パンチ９の上昇途中におけ
るそれの回動運動を可能ならしめる。

さらに図示例では、アツパーホルダ５の下面
に、上パンチ６の貫通を許容するアツパーケース
１７を固定し、このアツパーケース１７内に、そ
の貫通孔と同心の貫通孔を有するアツパープレー
ト１８を、軸線の周りに回動可能に収納する。こ
こで、アツパープレート１８の、アツパーケース
１７に対するこの回動運動は、アツパープレート
１８の外周面とケース１７の筒状部分との間に介
装したニードルベアリング１９ならびに、アツパ
ープレート１８の下面とケース１７の内向フラン
ジとの間に介装したスラストベアリング２０の作
用によつて、十分円滑なものとなる。

またここでは、このようなアツパープレート１
８の下面に、その周方向に所定の間隔をおいて位
置し、かつ、前述した成形用の窪み１２内へ進入
し得る三本の棒状部材２１を突設し、これらの棒
状部材２１を、窪み１２の周面に形成されて周方
向の一方へ傾く傾斜突条２２とは相違する方向、
たとえば逆方向へ傾斜させる。すなわち、窪み１
２の周面の、周方向に所定の間隔をおく傾斜突条
２２を、第２図に示す平面図において、その上端
部が、下端部に対して反時計方向に位置するよう
傾けた場合には、その窪み１２の周面に設けた棒
状部材２１の差込溝２３を、その上端縁が、下端
縁に対して時計方向に位置するよう傾けて形成
し、棒状部材２１の傾きを、これらの差込溝２３
のそれと一致させる。

従つて、メインラム１ひいてはアツパープレー
ト１８の下降に基づいて棒状部材２１を窪み１２
の差込溝２３内へ進入させるに際しては、棒状部
材２１の進入位置に応じてアツパープレート１８
を、第３図に示す底面図においては、時計方向へ
回動させることが必要になり、逆に、棒状部材２
１を差込溝２３から引き抜く場合には、図の反時
計方向への回動が必要になる。

ここで、窪み１２から引き抜いた、いいかえれ
ばその上方へ離間させた棒状部材２１は、次工程
におけるそれらの窪み１２内への進入を確実なら
しめるために、周方向の所定位置に維持すること
が好ましく、これがため、この例では、第３図に
示すところから明らかなように、アツパープレー
ト１８に、そこから半径方向外方へ突出するピン
１８ａ，１８ａを設ける一方、アツパーケース１
７の筒状部分に、これらの各ピン１８ａの貫通を
許容する周方向のスロツト１７ａを設けてそのス
ロツト１７ａの延在範囲内でのアツパープレート
１８の回動運動を可能ならしめ、また、スロツト
１７ａの一方側、ここでは反時計側とアツパーケ
ース１７の筒状部分に設けた固定ピン１７ｂとピ
ン１８ａとをスプリング２４によつて引張方向へ
付勢することによつて、ピン１８ａを、通常は、
スロツト１７ａの固定ピン側端縁への当接状態に
維持する。

かかる構成によれば、棒状部材２１の窪み１２
内への進入に際しては、第４図に示すように、ピ
ン１８ａがスプリング２４のばね力に抗してスロ
ツト内で移動することにより、それらの棒状部材
２１は、時計方向へ回動し乍ら差込溝２３へ嵌ま
り込むことができ、棒状部材２１の差込溝２３か
らの引き抜き後は、それらの棒状部材２１は、ス
プリング２４のばね力によつて、ピン１８ａがス
ロツト端縁に当接する周方向位置に維持すされる
ことになる。

第５図は、棒状部材２１の、窪み１２、ひいて
はその差込溝２３内への進入状態を示す図であ
り、この進入の結果として、窪み周面には、傾斜
突条２２と、それらの突条とは逆方向に向く傾斜
突条２１ａとの二種類の突条が形成されることに
なる。

以上に述べたような装置を用いて第６図に示す
ような成形品をもたらすための成形工程を第７〜
１１図に基づいて説明する。

はじめに、第１図に示すような型開き状態にお
いて、窪み１２内へ、所定の長さの素材２５を第
７図に示すように配置し、次いで、メインラム１
の下降によつて、棒状部材２１の窪み１２内への
進入を開始させる。

ここで、素材２５としては、丸棒材料を所定の
長さに切断した調質し、そして表面のスケールそ
の他を除去した後に、表面潤滑処理を施したもの
を用いることが好ましく、また、メインラム１の
下降に際しては、それのみを下降させ得ることは
もちろんであるが、図示のように、上部サブラム
２をもまた、メインラム１との初期の相対関係を
維持したまま下降させた場合には、上部サブラム
２の事後的な下降作動に際し、上パンチ６が素材
２５の端面に到達するまでの時間を短縮できる利
点がある。

ところで、棒状部材２１の窪み１２内への進入
に際しては、それらの先端部が差込溝２３の上端
部に達すると同時に、アツパープレート１８の前
述したような回動運動が開始されるので、棒状部
材２１は、差込溝２３内へ極めてスムーズに進入
する。

そして、棒状部材２１のかかる進入は、第８図
に示すように、アツパープレート１８の下面が、
窪み形成部材２１およびダイカバー１３の上面に
当接するまで継続され、それらの進入完了状態
で、棒状部材２１は、窪み１２の周面に、第５図
に示すような傾斜突条２１ａを形成する。従つ
て、この状態においては、窪み周壁に、延在方向
の相違する二種類の傾斜突条２１ａ，２２が存在
することになる。

なお図示例においては、アツパープレート１８
の下限位置において、素材２５の上端部がその貫
通孔内に位置することになるが、素材２５の高
さ、直径などの寸法は、製品寸法との関連の下で
決定されているので、このことが、素材２５の塑
性加工を妨げるおそれは全くない。

その後は、予め設定した荷重によつて、第８図
に示す型締め状態を維持したまま、上部サブラム
２ひいては上パンチ６を下降させ、この上パンチ
６と、下パンチ９とによつて素材２５の端面を押
圧することにより、素材２５の、窪み１２内での
塑性変形をもたらす。この塑性変形は、第９図に
示すように、上パンチ６の上端フランジが、アツ
パーケース１７の上面に当接するまで継続され、
その完了時には、素材２５は、図示のように、窪
み１２をほぼ完全に充満させる程度にまで塑性流
動する。

ここで、素材２５は、図示のような変形完了状
態となるまでの間に、半径方向外方へのたる状の
張り出し、第５図に示すそれぞれの傾斜突条２１
ａ，２２による、変形の局部的な拘束、変形が拘
束されない部分での、半径方向外方への余肉の張
り出しなどの変形挙動を経て、最終的には第６図
に示すように、それぞれの傾斜突条２１ａ，２２
によつて形成された二種類のボール転動溝２１
ｂ，２２ａを有する成形済みの素材２５、すなわ
ちプレス製品２６となる。

素材２５をこのようにしてプレス製品２６とし
た後は、まず、上部サブラム２を上昇させること
にて上パンチ６を所定高さまで後退させ、次い
で、メインラム１を上昇させて棒状部材２１を差
込溝２３から抜き取ることによつて、上型を第１
０図に示すような上昇姿勢とする。なおここで、
棒状部材２１の抜き取りに際しては、それらは、
周方向に傾斜するボール転動溝２１ｂおよび差込
溝２３に沿つて上昇することから、この場合に
は、アツパーケース１７に対するアツパープレー
ト１８および棒状部材２１の前述したとは逆方向
の回動運動がもたらされ、この回動運動は、第３
図に示すように、ピン１８ａがスロツト１７ａの
端縁に当接するまで継続される。

またここで、これらのアツパープレート１８お
よび棒状部材２１は、上型の、図示のような上昇
姿勢において、スプリング２４の作用に基づき、
それらの回動停止状態に確実に維持される。

そして最後に、下部サブラム４を前進させるこ
とによつて、下パンチ９を窪み形成部材１１に対
して上昇させ、窪み１２内のプレス製品２６を、
第１１図に示すように、その上方へ取り出す。プ
レス製品２６のこのような取り出し過程におい
て、それは、窪み周面に生成した傾斜突条２２の
拘束を受けて窪み１２内で回動することになる
も、プレス製品２６と面接触する下パンチ９は、
パンチ支持手段８のポール１６と、その下端面と
の面接触、好ましくは点接触によつて、プレス製
品２６と同期して円滑に回動できることから、プ
レス製品２６は、その周面のボール転動溝２１
ｂ，２２ａに何の損傷も受けることなく窪み１２
から取り出されることになる。

従つてここでは、窪み１２内に延在方向の異な
る二種類の傾斜突条２１ａ，２２を形成すること
により、一のプレス成形工程にて所期した通りの
プレス製品２６、いいかえれば内輪をもたらすこ
とができ、また、成形後は、一方の傾斜突条２１
ａを窪み１２から抜き取つた後に、第６図に示す
ようなプレス製品２６を下パンチ９にて押圧する
ことにより、それを窪み１２から極めて円滑に取
り出すことができる。

第１２図は、本考案装置を単動式プレスに適用
した例を示す断面図であり、これは、上パンチ６
を、スペーサ２７を介してメインラム１に固定
し、そして、アツパーケース１７を、スプリング
２８によつてアツパーホルダ５に連結するととも
に、そのアツパーケース１７のメインラム１に対
する昇降運動を、メインラム１に設けた摺動孔５
ａと、アツパーケース１７に設けた摺動ピン１７
ｃとによつてガイド可能ならしめることにより、
上型をフローテイング構造としたものである。

この例によつてもまた、上型は前述した例と同
様に機構することができ、その下降によつて、第
６図に示したようなプレス製品２６をもたらすこ
とができる。

なお、以上に述べた実施例において、本考案装
置の作動をもたらすプレスは、油圧式プレスもし
くは機械式プレスのいずれでなつてもよく、さら
にはそれを横型プレスとすることも可能である。
加えて、本考案装置における傾斜突条２１ｂ，２
２の横断面形状、本数、延在方向などは、所要に
応じて適宜に変更することができる。

第１３図は本考案の装置の他の実施例を示す断
面図であり、これは、第１図について述べたと同
様の装置において、上部サブラム２の下面に、上
パンチ６の中央部に貫通してその下方へ長く突出
するマンドレル３１を設ける一方、下パンチ９の
中央部に、そのマンドレル３１の挿入孔３２を設
けたものである。

この装置は、第１４図に斜視図で示すような円
筒状の素材２５、たとえば、機械加工後、無酸化
雰囲気中で球状化焼鈍処理を行い、外周面にリン
酸塩被膜処理を施してなる外径40mm、内径15mm、
高さ45mmのSCR420H材を、第１５図に示すよう
な中空のプレス製品２６とするためのものであ
る。

ここでこのプレス製品２６の緒元は、最大外径
60mm、貫通孔径14.5mm、ボール転動溝数６本、そ
れらの溝の横断面半径10.5mm、ボール転動溝の周
方向への捩れ角＋20゜×３（本）：−20゜×３（本）
とすることができる。

第１４図に示す素材２５をこの例の装置によつ
てプレス加工するに際しては、素材２５を窪み１
２内に位置決め配置した後、たとえば1000tの加
工能力を有するメインラム１を下降させて第１３
図に示すように、棒状部材２１の差込溝２３内へ
の進入を開始させる。

メインラム１のこの下降は、第１６図に示すよ
うに、アツパープレート１８の下面が、窪み形成
部材１１およびダイカバー１３の上面に当接する
まで継続され、この当接によつて、棒状部材２１
の差込溝２３内への進入が完了する。この一方に
おいて、14.5mmのSKH−９材にて構成すること
ができるマンドレル３１は、メインラム１と一体
的な上部サブラム２の下降に基づき、メインラム
１の下降途中において、素材２５の貫通孔２５ａ
内へ進入する。なおここで、マンドレル３１のこ
の進入は、その先端部を曲面形状とすること、な
らびに、その直径を、貫通孔２５ａの孔径より小
径とすることによつて、常に確実に、かつ円滑に
行われることになる。

次いで、第１６図に示す型締状態を400tの設定
荷重にて維持したまま、上パンチ６を下降させる
ことによつて、たとえば、ともに500tの加圧能力
を有する上下のパンチ６，９による素材２５の塑
性変形をもたらす。なお、マンドレル３１は、こ
の塑性変形の開始に先立だつて素材２５に貫通
し、そして下パンチ９の挿入孔３２内に進入する
ので、素材２５の塑性変形中に貫通孔２５ａが閉
塞されるおそれは全くない。

第１７図は素材２５の塑性変形の終了状態を示
す断面図であり、この状態においては、素材２５
は、窪み１２をほぼ完全に満たし、第１５図に示
すような所期したプレス製品２６となる。

さらにその後は、上部サブラム２およびメイン
ラム１を後退させることによつて、第１８図に示
すように、マンドレル３１をプレス製品２６の貫
通孔から引き抜くとともに、棒状部材２１を差込
溝２３から引き抜き、そしてまた、第１９図に示
すように下パンチ９を上昇させることにより、プ
レス製品２６を窪み１２の外側へ押し出す。

以上のような成形工程を辿ることにより、この
例によつてもまた、前述した実施例と同様に、所
期した通りのプレス製品２６をもたらすことがで
きる。

そしてこのようにして得られたプレス製品２６
は、その外周面のボール転動溝２１ｂ，２２ａを
加工証として内径仕上げを行い、次いで、その内
径を加工証として、球面形状への周面加工ならび
に両端面の仕上加工を行つた後、浸炭焼入処理を
行い、さらに外周面の研削仕上げを行うことによ
り、完成品としての等速ジヨイントの内輪とされ
る。

以上本考案を図示例に基づいて説明したが、プ
レス製品の窪みからの取り出しを、窪み形成部材
の下パンチに対する下降運動によつてもたらすこ
とも可能であり、また、窪み周面の差込溝を省
き、棒状部材をその周面に緊密に接触させること
のみにてそこに傾斜突条を形成することもでき
る。

（考案の効果） 従つて、本考案によれば、窪み周面の二種類の
傾斜突条の一方を、棒状部材の窪み内への差込作
動によつて形成するとともに、その突条を、素材
に対する成形の終了後に窪みから抜き出すことと
しているので、プレス製品の周面に、延在方向の
異なる二種類のボール転動溝を高い精度にて形成
できることはもちろん、そのプレス製品を、成形
窪みから極めてスムーズに取り出すことができ
る。

従つてここでは、少ない作業工数によつて、加
工のとくに困難なボール転動溝に対する仕上げ加
工が全く不要な高精度の製品を、高い材料歩止に
て簡単に形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置を例示する縦断面図、第２
図は窪み形成部材を例示する平面図および縦断面
図、第３図は第１図の−線に沿う底面図、第
４図は棒条部材の回動状態を示す底面図、第５図
は窪み周面への二種類の傾斜突条の形成状態を示
す平面図および断面図、第６図はプレス製品を例
示する傾斜図および平面図、第７図〜第１１図は
それぞれ第１図に示す装置の作動状態を示す断面
図、第１２図は本考案装置の他の適用例を示す縦
断面図、第１３図は本考案装置の他の例を示す縦
断面図、第１４，１５図はそれぞれ素材およびプ
レス製品を示す斜視図、第１６〜１９図はそれぞ
れ第１３図に示す装置の作動状態を示す断面図で
ある。 １……メインラム、２……上部サブラム、３…
…ベツド、４……下部サブラム、６……上パン
チ、８……パンチ支持手段、９……下パンチ、１
１……窪み形成部材、１２……窪み、１５……ノ
ツクアウトロツド、１６……ボール、１７……ア
ツパーケース、１８……アツパープレート、２１
……棒状部材、２１ａ，２２……傾斜突条、２１
ｂ，２２ａ……ボール転動溝、２３……差込溝、
２５……素材、２６……プレス製品。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 相互に対向して位置し、接近および離反方向へ
   相対変位可能な二個で一対のパンチ６，９と、一
   方のパンチ９の周りに配設され、そのパンチとの
   協働下で、素材成形用の窪み１２を画成する窪み
   形成部材１１と、前記窪みの周面に設けられて一
   方向へ傾く傾斜突条２２と、他方のパンチ６の周
   りに回動できるとともに、前記窪みに対して単独
   に進退することができ、窪み内への進入姿勢で、
   その周面に、前記傾斜突条２２とは異なる方向へ
   傾く傾斜突条２１ａを形成する棒状部材２１と、
   一方のパンチ９と窪み形成部材との軸線方向への
   相対変位をもたらす往復駆動手段４と、その一方
   のパンチの回動運動を許容するパンチ支持手段８
   とを具えてなる等速ジヨイントの内輪成形装置。