JPH09150233A - クロス溝を有する自在継手外輪の製造方法及び装置 - Google Patents

クロス溝を有する自在継手外輪の製造方法及び装置

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JPH09150233A
JPH09150233A JP8187807A JP18780796A JPH09150233A JP H09150233 A JPH09150233 A JP H09150233A JP 8187807 A JP8187807 A JP 8187807A JP 18780796 A JP18780796 A JP 18780796A JP H09150233 A JPH09150233 A JP H09150233A
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Yoshihiro Sagisaka
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クロス溝を有する自在継手外輪の内周部の充
足性を向上させ得る外輪製造方法及び装置を具現するこ
と。 【解決手段】 軸部１ａと筒状部１ｂからなる前素材と
しての外輪１を準備する。筒状部１ｂの内周に、クロス
溝と相補形状をなす複数の凸条部３を有する拡縮可能な
ポンチセット５を嵌合させる。この状態で、筒状部１ｂ
をその開口部９側からダイ孔８に圧入してしごき成形す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はクロス溝を有する自
在継手の外輪の製造方法及び装置に係り、特に外輪をダ
イ孔に逆向きに押し込むしごき成形にて、外輪内周部の
充足性を向上させた製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】クロス溝を有する自在継手の外輪１は、
図７（Ｂ）のように、軸部１ａと一体をなす筒状部１ｂ
の内周面に、複数のボール転動溝２を軸線方向と所定角
度傾斜させてクロス状に形成したもので、図示省略のケ
ージや複数のボールなどを組み付けて等速自在継手を構
成する。
【０００３】この自在継手の外輪１は、冷間加工の一種
であるいわゆるしごき成形にて製造される。このしごき
成形は、ボール転動溝２を除いてほぼ図７（Ｂ）の形状
に亜熱間鍛造にて成形された前素材の表面にボンデ処理
等の表面潤滑処理を施した後に、図７（Ａ）のように、
筒状部１ｂの内側に、先端にボール転動溝２と対応する
凸条部３を有しかつ半径方向放射状に拡縮可能な複数の
セグメント４を有するポンチセット５を嵌合し、このポ
ンチセット５の中心孔６に拡張軸７を圧入して各セグメ
ント４を放射状に拡張して筒状部１ｂ内周面に圧着さ
せ、この状態で前素材を軸部１ａの方からダイ孔８に押
し込み、ダイ孔８の絞り孔部８ａで筒状部１ｂの外周面
をしごき、筒状部１ｂの内周面を各セグメント４の凸条
部３に押圧して所期のボール転動溝２を形成し、その後
拡張軸７を引抜き、セグメント４を縮小した後、ダイ孔
８から外輪１を引き抜いていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の製造法では、図
７（Ａ）のようにポンチセット５で外輪１を押し下げつ
つ筒状部１ｂをしごき成形するため、筒状部１ｂにおい
て半径方向内側方向の肉流れの他、筒状部１ｂの軸線方
向開口部９側への肉流れも起こり、後者の肉流れによっ
て、図７（Ｂ）でハッチングにて示す領域Ｔ、すなわち
ボール転動溝２の下端相互間であってセグメント４の凸
条部３に挟まれて比較的狭くなってしごき成形中に肉流
れしにくくなっている領域で肉厚が減少する傾向があ
る。肉厚が減少すると隣接するボール転動溝２も影響を
受けて溝２の寸法精度が落ちる。また製品外観上外輪１
の内外両面に凹部ができ、強度不足の問題も生じる。
【０００５】本発明の目的は、外輪内周部の充足性を向
上させてボール転動溝の寸法精度を向上させるとともに
外輪の肉厚減少を生じさせない、クロス溝を有する自在
継手外輪の製造方法及び装置を実現することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明方法は、軸部と該軸部の一端に形成された筒状部
とを有する前素材の前記筒状部を、該筒状部の内周に、
該内周に形成すべきクロス溝と相補形状をなす複数の凸
条部を有する拡縮可能なポンチセットを嵌合させた状態
で、前記筒状部の開口部側からダイ孔に圧入してしごき
成形するようにした。
【０００７】本発明では筒状部のしごき方向が逆方向に
なるため、筒状部が全体的に厚肉化する方向に力が作用
し、このため外輪の筒状部内周部の充足性が向上する。
【０００８】本発明は前記のように筒状部全体が厚肉化
する方向に力が作用するため、内周部の充足性を簡単な
構成でさらに高めることも可能である。すなわち、前記
筒状部の外周面に形成した被押圧凸部及び／又は前記ダ
イ孔の内周面に形成した押圧部によって、前記筒状部を
ポンチセットの凸条部の外側から半径方向内方に押圧す
ることによって内周部の充足性はさらに向上する。
【０００９】また前記課題を解決するため本発明装置
は、軸部と該軸部の一端に形成された筒状部とを有する
前素材の前記筒状部を、該筒状部の内周に、該内周に形
成すべきクロス溝と相補形状をなす複数の凸条部を有す
る拡縮可能なポンチセットを嵌合させた状態で、前記筒
状部の開口部側からダイ孔に圧入してしごき成形する。
【００１０】この装置において、筒状部の内周部充足性
をさらに向上させるために、 （１）前記筒状部の内周面に、クロス溝を構成する各ボ
ール転動溝の形成予定領域を包括的に含み、かつ、前記
ボール転動溝の傾斜方向と反対側に延在して前記筒状部
の開口部側に向かって全体として扇状に広がった第１凹
部を形成し、前記筒状部の外周面に、前記第１凹部の延
在部分と内外に対応する領域で第１被押圧凸部を形成
し、前記ダイ孔の内周面に、前記第１被押圧凸部を押圧
する第１押圧部を形成することができる。 （２）前記ダイ孔の内周面に、前記筒状部の内周面のク
ロス溝を構成する隣り合う２つのボール転動溝の形成予
定領域間と対応する領域で第２押圧部を形成することが
できる。 （３）前記筒状部の内周面に、クロス溝を構成する隣り
合う２つのボール転動溝の形成予定領域毎に、該形成予
定領域を包括的に含んで前記筒状部の開口部側に向かっ
て扇状に広がった第３凹部を形成し、前記筒状部の外周
面に、前記第３凹部と内外に対応する領域で第３被押圧
凸部を形成し、かつ、前記ダイ孔の内周面に、前記第３
被押圧凸部の中央を押圧する第３押圧部を形成すること
ができる。
【００１１】筒状部の内周部充足性を向上させるために
は、これら（１）〜（３）を適宜組み合わせてもよい。
いずれの構成でも、ダイ孔に圧入する向きを逆方向にし
たことによって、筒状部が厚肉化する方向に力が作用す
ると共に、前記被押圧凸部や押圧部によってこの厚肉化
の力が半径方向内方に増強して作用するため、筒状部内
周部の充足性が一層高まる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施例を図に基
づいて説明する。図１に示すように、本発明ではボンデ
処理した前素材としての外輪１をダイ孔８に引き込む方
向を従来と逆方向にして筒状部１ｂの開口部９側からダ
イ孔８に押し込むようにした。その他の構成は基本的に
従来と同様である。
【００１３】この方法によれば、従来の筒状部２ｂの基
端部１０側から開口部９側への肉流れが、逆方向の開口
部９側から基端部１０側への肉流れとなるため、ボール
転動溝２間で肉厚が減少することがない。それどころ
か、筒状部１ｂの肉厚を全般的に増大させる肉流れを引
き起こすので、筒状部１ｂの内周面がますますセグメン
ト４に圧着し、ボール転動溝２の寸法精度が向上する。
【００１４】前素材段階での筒状部１ｂの外周面及びダ
イ孔８の内周面が、それぞれ凹凸のない円筒状であって
も、筒状部１ｂの内周部の充足性は従来に比べて大きく
向上するが、この内周部充足性をさらに向上させること
も可能である。図１（Ｂ）（Ｃ）と図３（Ａ）（Ｂ）
は、このような内周部充足性を一層向上させる実施形態
である。
【００１５】詳しくは、図１（Ｂ）の実施形態は、ボー
ル転動溝２より若干大きめの扇形状の第１凹部２１を筒
状部１ｂの内周面に前素材段階で形成する。第１凹部２
１は、各ボール転動溝２の形成予定領域を包括的に含
み、かつ、ボール転動溝２の傾斜方向と反対側にハッチ
ングの領域Ｐで延在して筒状部１ｂの開口部９側に向か
って全体として扇状に広がっている。筒状部１ｂの外周
面には、この第１凹部２１の延在領域Ｐと内外に対応す
る領域で、領域Ｐを圧潰するための第１被押圧凸部２２
を形成する。第１被押圧凸部２２は、しごき成形時にダ
イ孔８の内周面に押圧されて半径方向内方に肉流動を起
こし、領域Ｐを完全に潰してセグメント４の凸条部３に
筒状部１ｂの内周部を完全圧着させる。従って、筒状部
１ｂの全体的な厚肉作用と相俟ってボール転動溝２の寸
法精度が一層向上する。ダイ孔８の内周面は従来のよう
な円筒状でも第１被押圧凸部２２を押圧する第１押圧部
になり得るが、第１被押圧凸部２２をより強く押圧する
ために、ダイ孔８の内周面の第１被押圧凸部２２と対応
する部分を凸状に形成してもよい。
【００１６】図１（Ｃ）は、ダイ孔８の内周面に扇状の
第２押圧部（図示省略）を形成した場合の製品としての
外輪１を示す。この第２押圧部は、筒状部１ｂの内周面
のクロス溝を構成する隣り合う２つのボール転動溝２の
形成予定領域間と対応する扇状の領域でダイ孔８内周面
に凸状に形成したものである。この実施形態では、第２
押圧部がしごき成形時に筒状部１ｂを半径方向内方に押
圧するので、図１（Ｂ）の場合と同様にボール転動溝２
の精度が一層向上する。なお、この時の押圧により筒状
部１ｂの外周面には扇形状の凹部２３が跡形として残
る。
【００１７】図３（Ａ）（Ｂ）は、筒状部１ｂの内周面
に第３凹部２５を形成し、外周面に第３被押圧凸部２６
を形成した実施形態である。詳しくは、第３凹部２５
は、クロス溝を構成する隣り合う２つのボール転動溝２
の形成予定領域毎に、該形成予定領域を包括的に含んで
筒状部１ｂの開口部９側に向かって扇状に広がってい
る。また第３被押圧凸部２６は、第３凹部２５と内外に
対応する領域で形成されている。この実施形態では、し
ごき成形時に筒状部１ｂの第３被押圧凸部２６がダイ孔
８の内周面に押圧され、第３凹部２５のボール転動溝２
の形成予定領域間に向けて肉流動が起こり、ボール転動
溝２が他の実施形態と同様に精度よく形成される。ダイ
孔８の内周面は従来のような円筒状でも第３被押圧凸部
２６を押圧する第３押圧部になり得るが、第３被押圧凸
部２６をより強く押圧するために、ダイ孔８の内周面の
第３被押圧凸部２６と対応する部分を凸状に形成しても
よい。
【００１８】図２は本発明の外輪製造方法に使用する装
置の概略縦断面を示したもので、前素材の軸部１ａは、
プレス上ラム３１に治具３２を介して取り付けられる。
プレス下ラム３３の上にはダイプレート３４を介してダ
イホルダ３５が固定され、ダイホルダ３５の内側にダイ
３６が配設される。プレス下ラム３３側には、第１シリ
ンダ３７により昇降自在なポンチセット５と、第２シリ
ンダ３８により昇降自在な拡張軸７が配設されている。
ポンチセット５はダイ孔８を通して上方に突出し、拡張
軸７はポンチセット５の中心孔６に挿脱自在に圧入され
る。図２は拡張軸７を圧入して筒状部１ｂ内で拡張した
ポンチセット５を、筒状部１ｂと共にプレス上ラム３１
で押し下げてしごき成形する時の状態を示している。既
述のように、筒状部１ｂがダイ孔８内周部で半径方向に
絞り込まれると同時に、開口部９から基端部１０側へ向
かう肉流動が生じるため、内周部の充足性が向上するの
である。
【００１９】図４は本発明の外輪製造方法に使用する他
の製造装置の概略縦断面を示したものである。前述の図
２の装置では、拡張軸７をセグメント４の中心孔６から
引き抜いても、セグメント４は半径方向に遊びができる
だけで、セグメント４が強制的に縮小されるものではな
かった。図４の装置はポンチセット５のセグメント４の
中心孔６に対する拡張軸４７の挿脱によりセグメント４
を強制的に拡縮させるようにした点が図２の装置と異な
る。すなわち、図４の装置ではセグメント４の拡張はも
ちろん縮小も強制的に行なわせるのである。以下、この
装置について更に詳しく説明する。
【００２０】図４で４１は上端が図示しない機台に固定
的に結合された縦スリーブであって、この縦スリーブ４
１の下端開口４２内にポンチセット５のセグメント４の
上端部が上下動可能に収容されている。縦スリーブ４１
の下端内周部には、セグメント４縮小用の傾斜部４３
（押圧部）が形成され、この結果、縦スリーブ４１の下
端開口４２は若干すぼめられた構造とされている。
【００２１】ポンチセット５のセグメント４は図５
（Ａ）〜（Ｃ）に示すように円周方向に６分割されてお
り、各セグメント４の下端部外周面に外輪１のクロス溝
と相補形状をなす凸条部３が形成されている。また各セ
グメント４の上端部外周面には縦スリーブ４１の前記傾
斜部４３にガイドされる凸部４４（第２被押圧部）が形
成されている。
【００２２】縦スリーブ４１内には上下動可能にピスト
ン４５が配設されている。このピストン４５は図示しな
い上下動可能なラムに連結されて駆動されるようになっ
ている。ピストン４５の下端部には吊下げロッド４６が
連結され、この吊下げロッド４６はセグメント４の中心
孔６を貫通し、その下端部に皿状部４８が一体形成され
ている。そしてセグメント４の下端面が皿状部４８によ
って支持されている。ピストン４５にはまた、押し下げ
ロッド４９（押し出し部材）の上端部が連結されてい
る。この押し下げロッド４９はセグメント４と同数すな
わち６本で配設され（図４および図６では１本のみ示
す）、その下端部は各セグメント４の上端部に当接され
ている。
【００２３】吊下げロッド４６の外周には筒状の拡張軸
４７が摺動自在に嵌合されている。この拡張軸４７の上
端部はナット５０によって縦スリーブ４１に連結されて
いる。拡張軸４７の下端部はポンチセット５の中心孔６
内に延びている。セグメント４の内周面には中心孔６が
下方に向かって縮径するように傾斜部５１（第１被押圧
部）が形成され、この傾斜部５１を拡張軸４７の下端部
が押圧することによりセグメント４が拡張するように構
成されている。
【００２４】縦スリーブ４１の外周にはダイ５２が上下
動可能に配設されている。このダイ５２は前素材の外輪
１の筒状部１ｂの外径よりもやや小径のダイ孔５３を有
し、このダイ孔５３の下半分は下広がりのテーパ面５４
とされている。
【００２５】以上のように構成された装置では、縦スリ
ーブ４１と拡張軸４７が位置的に不動であり、ピストン
４５、吊下げロッド４６およびポンチセット５が一体に
上下動する。ポンチセット５が上下動すると、拡張軸４
７と傾斜部４３の作用でセグメント４が拡縮する。図５
（Ａ）〜（Ｃ）はポンチセット５を順に下動させてセグ
メント４が収縮する状態を示している。この装置を使用
して自在継手外輪を製造するには、まず図６（Ｄ）ない
し（Ｅ）のようにピストン４５を下動させた状態、すな
わちセグメント４をいったん縮小させた状態にし、この
状態でポンチセット５の外周に前素材段階の外輪１の筒
状部１ｂを遊嵌させる。なお、この段階ではまだしごき
成形が始まっていないので、図６（Ｄ）の筒状部１ｂは
図６（Ａ）のしごき成形前の筒状部１ｂに置き換えたも
のとして考える。
【００２６】次に、図６（Ａ）のようにピストン４５を
上動させて皿状部４８によってセグメント４を持上げ、
拡張軸４７の下端部を相対的にセグメント４の中心孔６
に圧入してセグメント４を半径方向外方に拡張し、セグ
メント４の凸条部３を外輪１の筒状部１ｂの内周面に圧
嵌合させる。そしてこの状態で外輪１の軸部１ａを基礎
５５に固定された筒状治具５６の孔５７内に嵌合固定
し、ダイ５２を下動させて筒状部１ｂの外周面をしごき
成形する。これにより筒状部１ｂがダイ孔５３内周部で
半径方向内方に絞り込まれると同時に、筒状部１ｂの開
口部９側から基端部１０側へ向かう肉流動が生じるた
め、筒状部１ｂの内周部の充足性が向上し、凸条部３と
相補形状をなす高精度のクロス溝が形成される。
【００２７】筒状部１ｂにクロス溝が形成された後、図
６（Ｃ）のようにダイ５２を上動させて筒状部１ｂの外
周から抜き去り、その後図６（Ｄ）のようにピストン４
５を下動させる。ピストン４５を下動させると、ピスト
ン４５と一体の押し下げロッド４９によってセグメント
４が押し下げられ、拡張軸４７がセグメント４の中心孔
６から相対的に上方に引き抜かれていく。拡張軸４７の
下端部が中心孔６の小径部６ａから傾斜部５１まで抜か
れると同時に、セグメント４の上端部の凸部４４が縦ス
リーブ４１の傾斜部４３に乗り上げ、傾斜部４３のガイ
ド作用により図６（Ｄ）（Ｅ）のようにセグメント４が
縮小される。これによりセグメント４の外周面ないし凸
条部３と、筒状部１ｂの内周面ないしクロス溝との間に
隙間が生じ、セグメント４と干渉することなく筒状部１
ｂを下方に抜き出せるようになる。従って、高精度に形
成されたクロス溝をセグメント４との干渉で損傷するこ
となくポンチセット５からスムーズに取り外すことがで
きる。
【００２８】なお、前記実施例ではセグメント４縮小用
に傾斜部４３を設けたが、拡張軸４７の先端部を帯磁さ
せてセグメント４の内側面ないしポンチセット５の中心
孔６内周面が常に拡張軸４７の外周面に吸着されるよう
にすれば、傾斜部４３ないし凸部４４がなくてもセグメ
ント４を縮小することができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば外
輪の筒状部を従来と反対側の開口部側からダイ孔に押し
込んでしごき成形するようにしたので、筒状部で厚肉化
の方向に肉流れが生じ、筒状部内周部の充足性が向上す
ることによって、ボール転動溝の寸法精度が向上し、か
つ、筒状部の強度も向上する。
【００３０】また、ポンチセットのセグメントを強制的
に拡縮することにより、外輪筒状部をポンチセットから
取り外すときの筒状部のクロス溝とセグメントとの干渉
を防止できるから、成形速度の増大と生産能率を向上を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の実施形態を示すしごき成形時
の自在継手外輪の縦断面図、（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ本
発明の他の実施形態を示す外輪の斜視図。
【図２】外輪をしごき成形するプレス装置の縦断面図。
【図３】（Ａ）は本発明の他の実施形態を示す外輪の斜
視図、（Ｂ）はこの外輪の平面図。
【図４】外輪をしごき成形する他のプレス装置の縦断面
図。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）はポンチセットの斜視図。
【図６】（Ａ）〜（Ｅ）はしごき成形の工程を順番に示
す断面図。
【図７】（Ａ）は従来のしごき成形時の自在継手外輪の
縦断面図、（Ｂ）は従来の外輪の薄肉化の領域Ｔを示す
斜視図。
【符号の説明】
１ 外輪 １ａ 軸部 １ｂ 筒状部 ２ ボール転動溝 ３ 凸条部 ４ セグメント ５ ポンチセット ７ 拡張軸 ８ ダイ孔 ９ 開口部 ２１ 第１凹部 ２２ 第１被押圧凸部 ２３ 凹部 ２５ 第３凹部 ２６ 第３被押圧凸部 ３１ プレス上ラム ３３ プレス下ラム ３６ ダイ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸部と該軸部の一端に形成された筒状部
    とを有する前素材の前記筒状部を、該筒状部の内周に、
    該内周に形成すべきクロス溝と相補形状をなす複数の凸
    条部を有する拡縮可能なポンチセットを嵌合させた状態
    で、前記筒状部の開口部側からダイ孔に圧入してしごき
    成形するようにした、クロス溝を有する自在継手外輪の
    製造方法。
  2. 【請求項２】 前記筒状部の外周面に形成した被押圧凸
    部及び／又は前記ダイ孔の内周面に形成した押圧部によ
    って、前記筒状部を前記ポンチセットの凸条部の外側か
    ら半径方向内方に押圧するようにした請求項１記載の自
    在継手外輪の製造方法。
  3. 【請求項３】 軸部と該軸部の一端に形成された筒状部
    とを有する前素材の前記筒状部を、該筒状部の内周に、
    該内周に形成すべきクロス溝と相補形状をなす複数の凸
    条部を有する拡縮可能なポンチセットを嵌合させた状態
    で、前記筒状部の開口部側からダイ孔に圧入してしごき
    成形するようにした、クロス溝を有する自在継手外輪の
    製造装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載のクロス溝を有する自在継
    手外輪の製造装置において、 前記筒状部の内周面に、前記クロス溝を構成する各ボー
    ル転動溝の形成予定領域を包括的に含み、かつ、前記ボ
    ール転動溝の傾斜方向と反対側に延在して前記筒状部の
    開口部側に向かって全体として扇状に広がった第１凹部
    を形成し、 前記筒状部の外周面に、前記第１凹部の延在部分と内外
    に対応する領域で第１被押圧凸部を形成し、 前記ダイ孔の内周面に、前記第１被押圧凸部を押圧する
    第１押圧部を形成したことを特徴とするクロス溝を有す
    る自在継手外輪の製造装置。
  5. 【請求項５】 請求項３記載のクロス溝を有する自在継
    手外輪の製造装置において、 前記ダイ孔の内周面に、前記クロス溝を構成する隣り合
    う２つのボール転動溝の形成予定領域間と対応する領域
    で第２押圧部を形成したことを特徴とするクロス溝を有
    する自在継手外輪の製造装置。
  6. 【請求項６】 請求項３記載のクロス溝を有する自在継
    手外輪の製造装置において、 前記筒状部の内周面に、クロス溝を構成する隣り合う２
    つのボール転動溝の形成予定領域毎に、該形成予定領域
    を包括的に含んで前記筒状部の開口部側に向かって扇状
    に広がった第３凹部を形成し、 前記筒状部の外周面に、前記第３凹部と内外に対応する
    領域で第３被押圧凸部を形成し、 前記ダイ孔の内周面に、前記第３被押圧凸部の中央を押
    圧する第３押圧部を形成したことを特徴とするクロス溝
    を有する自在継手外輪の製造装置。
  7. 【請求項７】 軸部と該軸部の一端に形成された筒状部
    とを有する自在継手外輪の前素材の前記筒状部を、その
    開口部側から圧入してしごき成形するためのダイ孔を有
    するダイと、 先端にクロス溝と相補形状をなす凸条部を有しかつ半径
    方向放射状に拡縮可能な複数のセグメントからなるポン
    チセットと、 前記ポンチセットの各セグメントの内側面に形成された
    第１被押圧部と、 前記ポンチセットの各セグメントの外側面に形成された
    第２被押圧部と、 前記ポンチセットの中心に圧入され前記第１被押圧部を
    半径方向外方に押圧可能なセグメント拡張用の拡張軸
    と、 前記拡張軸が中心に圧入されたポンチセットを、前記拡
    張軸の先端部側に押し出す押し出し部材と、 前記ポンチセットが前記拡張軸から押し出されるときで
    あって、前記拡張軸の先端部が各セグメントの前記第１
    被押圧部まで後退したときに、各セグメントの第２被押
    圧部を押圧してセグメントを縮小させる押圧部と、を具
    備したことを特徴とするクロス溝を有する自在継手外輪
    の製造装置。
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