WO2004110668A1 - ディスク部材の製造方法 - Google Patents

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Takashi Nakata
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Taiho Kogyo Co., Ltd.
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1036Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/1054Actuating elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D19/00Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/08Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/28Making machine elements wheels; discs
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    • F04B27/0821Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block component parts, details, e.g. valves, sealings, lubrication
    • F04B27/086Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block component parts, details, e.g. valves, sealings, lubrication swash plate

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a disk member, and more particularly, to a method for manufacturing a disk member suitable as, for example, a swash plate of a swash plate compressor.
  • Patent Document 1 (For example, Patent Document 1).
  • the disk member 1 is manufactured through the manufacturing process shown in FIG. That is, first, as shown in FIG. 4 (a), a through-hole Wa is formed in the center of a disk-shaped plate-shaped material W, and then, as shown in FIG. The peripheral portion of the through-hole Wa is raised upward to form a frusto-conical burring portion Wb.
  • the burring portion Wb is strongly pressed in the axial direction from above and below by the upper die 5 and the lower die 6. Compress. As a result, the burring portion Wb around the through-hole Wa is plastically deformed to form the boss portion WB having a large thickness and a large thickness of the original plate-shaped material W (FIGS. 4C and 5). In addition, this forms a main body portion WA that extends continuously from the boss portion WB to the radially outward side. This step is conventionally called an "upsetting step".
  • the upper surface WB ′ of the boss portion WB has bulged upward from the upper surface of the original plate-shaped material W, and the lower surface WB ′ ′ of the boss portion WB has the original plate-like shape. It rises slightly above the lower surface of material W.
  • Patent Document 1 JP 2002-239663 A
  • the inventors of the present application investigated and found that the cause of the above-mentioned underfill of the boss portion WB was as follows. That is, in the related art, as shown in FIG. 5, the pressing surface (lower surface) of the upper die 5 is formed with an annular concave portion 5A in which the upper portion of the burring portion Wb is filled. An annular projection 6A for pushing up the lower end of the burring portion Wb is formed on the pressing surface (upper surface).
  • the front end (upper end) of the burring portion Wb is inserted into the annular recess 5A of the upper die 5, and the base (lower end) of the burring portion Wb is inserted into the ring of the lower die 6.
  • the burring portion Wb is supported by the annular protrusions 6A, and the burring portion Wb is lowered with the annular recess 5A of the upper mold 5 and the annular projection 6A of the lower mold 6 and the inner annular recess 6B adjacent thereto. During this, plastic deformation is applied to fill.
  • the burring portion Wb has a frusto-conical shape in which the upper portion is narrowed, and the boss portion WB after the upsetting process conventionally has a rising force above the upper surface of the original plate material W. ⁇ (Fig. 4 (d)).
  • a boss protruding from the end surface of the main body is formed on the same side as the rising direction of the burring portion. Therefore, when the burring portion Wb is compressed from the upper and lower positions and plastically deformed by the upper die 5 and the lower die 6, the burring portion Wb is directed radially outward from the annular recess 5A of the upper die 5. (See Fig.
  • an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a disk member in which the boss portion is not underfilled.
  • the present invention provides a punching step of drilling a through-hole in the center of a plate-shaped material as a material. And a burring step of raising the peripheral portion of the through hole in the plate material to one surface side of the plate material to form a substantially cylindrical burring portion, and then plastically deforming the pearling portion.
  • At least one end of the cylindrical boss is formed so as to protrude from an end surface of the main body opposite to the rising direction of the burring portion.
  • one end of the cylindrical boss portion is formed so as to protrude in a direction opposite to the rising direction of the burring portion. It becomes difficult to move toward.
  • FIG. 1 (a) is a manufacturing process diagram of a first embodiment of the present invention.
  • (B) is a manufacturing process diagram after the above (a).
  • (c) is a manufacturing process view after (b).
  • (D) is a manufacturing process diagram after the above (c).
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an upper die, a lower die, and a plate-like material used in the manufacturing process shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view of a disk member as a product completed by the manufacturing process shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a manufacturing process diagram according to a conventional technique.
  • B is a manufacturing process diagram after (a).
  • c is a manufacturing process diagram after the above (b).
  • D is a manufacturing process diagram after the above (c).
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an upper die, a lower die, and a plate-like material in the step shown in FIG. 4c.
  • FIG. 6 is an enlarged sectional view of a main part of a disk member 1 manufactured by a conventional technique.
  • FIG. 7 (a) is a view showing a manufacturing step which is a second embodiment of the present invention.
  • (B) Manufacturing garden after (a) 8] is an enlarged sectional view of a main part of the disk member manufactured by the manufacturing process shown in FIG. Garden 9]
  • (a) is a view showing a manufacturing process according to a third embodiment of the present invention.
  • (B) Manufacturing garden after (a) 10] is an enlarged sectional view of a main part of the disk member manufactured by the manufacturing process shown in FIG.
  • FIG. 11 (a) is a view showing a manufacturing step which is a fourth embodiment of the present invention.
  • (B) Manufacturing process after (a) above Garden 12] is an enlarged sectional view of a main part of the disk member manufactured by the manufacturing process shown in FIG. Garden 13] is a cross-sectional view showing a main part of a disk member manufactured according to another embodiment of the present invention.
  • Garden 14] A cross-sectional view showing a main part of a disk member manufactured according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a disk member based on the present invention.
  • the disk member 1 of this embodiment is used for a swash plate of a swash plate compressor. That is, as shown in FIG. 3, the disk member 1 has a thick boss portion 1B which is located on the center side and has a substantially cylindrical shape, and a disk extending radially outward continuously from the boss portion 1B. Main body 1A.
  • the thickness tl (axial dimension) of the boss 1B is larger than the thickness t2 of the main body 1A, that is, the thickness T of the original plate-shaped material W shown in FIG.
  • the lower surface la which is the lower end of the boss 1B, projects downward from the lower surface lb of the main body 1A.
  • a through hole 1F is formed in the center of the boss 1B in the vertical direction.
  • the dimensional difference between the outer diameter and the inner diameter of the lower surface la of the boss 1B, that is, the radial dimension t3 is set to be substantially the same as the thickness tl of the boss 1B.
  • the lower surface la of the boss 1B protrudes downward from the lower surface of the original plate material W, that is, the lower surface lb of the main body 1A.
  • the boundary 1C between the lower surface lb of the main body 1A and the boss IB is formed so that the cross section is an arc.
  • the boundary 1D between the upper surface Id of the main body 1A and the upper surface le of the boss 1B is an annular recess having a shallow bottom.
  • the disc member 1 is used for a swash plate of a swash plate type compressor.
  • the attachment is fitted to the through hole 1F of the boss portion 1B, and the upper surface of the main body portion 1A.
  • a hemispherical shoe slides on the Id or the lower surface lb.
  • a plate material W cut into a circle is prepared.
  • the outer diameter D ′ and the thickness T of the plate-shaped material W are set to be the same as the outer diameter D of the main body 1A and the thickness t2 of the main body 1A in the disk member 1 as a product shown in FIG.
  • a low-cost hot-rolled steel sheet for example, S45C is suitable.
  • a through hole Wa having a required inner diameter is formed in the center of the plate material W (FIG. 1 (a)).
  • the through hole Wa is formed in a circular shape, and the center of the through hole Wa matches the center of the plate-shaped material W.
  • the burring step includes a die (not shown) arranged above the through-hole Wa of the plate-shaped material W and having a guide hole having a larger diameter than the through-hole. It is carried out by a rod-shaped punch (not shown) that is arranged below Wa and can be moved up and down. In other words, the punch arranged on the lower side is inserted into and taken out of the guide hole of the die, so that the peripheral portion of the through hole Wa is gradually bent toward the guide hole of the die toward the upper surface of the plate-shaped material W. .
  • the inner peripheral portion Wb ′ of the burring portion Wb The inside diameter is about twice as large as the inside diameter of the initial through-hole Wa.
  • the inner peripheral portion of the burring portion Wb has a tapered shape whose upper end portion is gradually reduced in diameter.
  • the inner diameter D1 of the upper end (tip) of the inner peripheral portion Wb ' is made to match the inner diameter of the through hole 1F of the boss portion 1B of the disk member 1 as a product. I have to.
  • the burring step it is possible to apply a lubricant to the dies and punches or directly to the peripheral portion of the through-hole Wa to prevent cracking of the bent portion.
  • the periphery of the through hole Wa may be softened by annealing or the like.
  • the upsetting process includes an upper upper die 5 and a lower lower die 6 arranged with the pressing surfaces facing each other in the up and down positions, and furthermore, into the burring portion Wb.
  • the punch 4 is passed through and supports it. That is, in a state where the inner peripheral portion Wb 'of the burring portion Wb is supported by the punch 4, the lower die 6 is fixed at a predetermined height, and the upper die 5 is lowered by a lifting means (not shown).
  • the upper die 5 and the lower die 6 in the present embodiment are formed such that the pressing surfaces thereof have the cross-sectional shapes opposite to those of the conventional one.
  • an annular protrusion 5A bulging toward the lower die 6 is formed, thereby forming an annular concave portion 5B on the inner side adjacent thereto.
  • the diameter of the annular projection 5A is set to be slightly smaller than the outer diameter of the upper end (tip) of the burring portion Wb.
  • an annular concave portion 6A is formed on the pressing surface (upper surface) of the lower die 6.
  • the inner diameter of the annular concave portion 6A is set to be slightly larger than the outer diameter of the lower end portion Wb ′ ′′ that is the base of the burring portion Wb ′.
  • the annular projection 5A of the upper die 5 abuts on the upper end of the burring portion Wb while the plate-shaped material W is supported on the pressing surface (upper surface) of the lower die 6. Thereafter, the burring portion Wb is compressed downward. At this time, the burring portion Wb is supported by the punch 4 from inside.
  • the upper die 5 and the lower die 6 concentrate the burring portion Wb in the vertical force axis direction, thereby maintaining the inner diameter of the inner peripheral portion at the upper end of the burring portion Wb. Then, the burring portion Wb is plastically deformed to form the thick boss portion IB (FIG. L (c)).
  • the lower die 5 is lowered to plastically deform the burring portion Wb. Furthermore, the burring portion Wb is easily filled into the annular concave portion 6A of the lower die 6 without being moved radially outward (FIG. 2). In addition, the upper end of the burring portion Wb is easily filled in the annular concave portion 5B of the upper die 5.
  • a cylindrical boss portion 1B having a lower surface la and an upper surface le, which are annular flat surfaces orthogonal to the axis, and a body portion 1A on the outer side thereof are formed.
  • the boss portion 1B is formed to protrude from the lower surface of the plate-shaped material W (the lower surface of the main body 1A).
  • the lower surface la which is the lower end of the boss portion 1B, is formed so as to protrude below the lower surface lb of the main body portion 1A, which is on the opposite side to the rising direction of the burring portion Wb. le is formed so as to retreat below the upper surface Id of the main body 1A.
  • a boundary portion 1D is formed at an outer position adjacent to the upper surface le of the boss portion 1B.
  • the boundary portion 1D is formed of an annular groove having a shallow bottom that follows the cross-sectional shape of the annular protrusion 5A of the upper die 5.
  • an arc-shaped boundary portion 1C that follows the cross-sectional shape of the edge of the annular concave portion 6A of the lower die 6 is formed. Further, since the inner peripheral portion of the boss portion 1B is supported by the punch 4, it is formed into a through hole 1F having the same inner diameter in the entire axial direction. The thickness tl of the boss 1B is greater than the thickness t2 of the main body 1A.
  • the plate-shaped material W is to be formed into almost the same shape as the disk member 1 as the product shown in FIG.
  • the outer peripheral surface and the upper and lower surfaces of the main body 1A may be surrounded and supported by required support means, so that the outer peripheral surface of the main body 1A may be restrained.
  • the boss portion 1B may be formed in a state where the upper die 5, the lower die 6, and the burring portion Wb are arranged upside down from the state shown in FIG. Even if such an upsetting process is performed, it is possible to form the boss portion 1B whose one end in the axial direction projects on the opposite side to the rising direction of the burring portion Wb.
  • the process proceeds to a finishing process. In this finishing step, the outer portion adjacent to the boss portion 1B is intensively pressed by a mold (not shown).
  • the finishing process can be omitted.
  • the lower surface lb and upper surface Id of the main body 1A which is the sliding surface for the hemispherical shoe or the piston, are roughened, and the required portion of the surface is chamfered.
  • the coating is applied to the disk material to complete disk member 1 as the final product (Fig. 3).
  • the upper die 5 and the lower die 6 in the upsetting process shown in FIG. 1 (c) and FIG. I try to lower it. Therefore, when the burring portion Wb is plastically deformed between the annular protrusion 5A of the upper die 5 and the annular recess 6A of the lower die 6, the burring portion Wb moves outward in the radial direction. As a result, the annular recessed portion 5B of the upper mold 5 and the annular recessed portion 6A of the lower mold 6 are completely filled with the burring portion after being plastically deformed.
  • the lower surface la which is the lower end of the boss 1B, is formed to protrude below the lower surface lb of the main body 1A. That is, the lower surface la of the boss portion 1B opposite to the rising direction of the burring portion Wb is formed to protrude from the lower surface lb of the main body portion 1A on the outer side.
  • FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention.
  • the cross-sectional shape of the boss portion 1B and its peripheral portion is changed by changing the cross-sectional shape of the pressing surface of the upper die 5 and the lower die 6 used in FIG. This is different from that of the first embodiment shown in FIG. 1 (c). Drilling process for plate material W, and subsequent Since the burring process is the same as that of the first embodiment, the drawings and description thereof are omitted.
  • the burring portion Wb is compressed in the axial direction using the upper die 5, the lower die 6, and the punch 4 similar to the drawing shown in FIG. Form.
  • the lower surface la which is the lower end of the boss 1B, is formed to protrude below the main body 1A, which is opposite to the rising direction of the burring Wb (FIG. 7 (a)).
  • the upper surface le of the boss 1B is recessed from the upper surface Id of the main body 1A.
  • a through hole 1F is formed.
  • the upper boundary 1D is formed into a gentle taper shape
  • the lower boundary 1C is also formed into a taper shape.
  • a finishing step is performed in the same manner as in the first embodiment to form a connection portion between the boundary portion 1C and the lower surface lb into an arc shape (FIG. 7 (b)).
  • FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention.
  • the cross-sectional shape of the boss portion 1B and its peripheral portion is changed by changing the cross-sectional shape of the pressing surface of the upper die 5 and the lower die 6 used in FIG. This is different from that of the first embodiment shown in FIG. 1 (c).
  • the perforating step and the burring step for the plate-shaped material W are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • an upper die (not shown) in which the entire area of the pressing surface (lower surface) is a flat surface, and a lower die 6 and a punch 4 similar to those shown in FIG.
  • the boss portion 1B is formed by compressing the sealing portion Wb in the axial direction. ( Figure 9 (a)).
  • the upper surface le of the boss IB is flush with the upper surface Id of the main body 1A, and the lower surface la of the boss 1B is lower than the lower surface lb of the main body 1A opposite to the rising direction of the burring Wb. Also protrude downward.
  • the through hole 1F is formed, and the lower boundary 1C is formed in a tapered shape.
  • a finishing process is performed in the same manner as in the first embodiment, and the boundary portion 1C and the lower surface lb are separated.
  • the connecting part is formed into an arc shape (Fig. 9 (b)).
  • a boundary portion 1D formed of a shallow annular groove which is a boundary between the upper surface le of the boss 1B and the upper surface Id of the main body 1A is formed.
  • chamfering, rough surface finishing, and coating are performed on required portions in the same manner as in the first embodiment, and the manufacturing process of the disk member 1 as a product is completed (FIG. 10).
  • FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention.
  • the cross-sectional shape of the boss 1B and its peripheral portion is changed by changing the cross-sectional shape of the pressing surface of the upper die 5 and the lower die 6 used in the upsetting process shown in FIG. This is different from that of the first embodiment shown in FIG. 1 (c).
  • the perforating step and the burring step for the plate-shaped material W are the same as those in the first embodiment, and the description is omitted.
  • the burring portion Wb is moved in the axial direction by using the same upper die 5 as the conventional one shown in FIG. 5, and the same lower die 6 and punch 4 as shown in FIG. To form a boss 1B (FIG. 11 (a)).
  • the upper surface le of the boss portion 1B is formed so as to protrude above the upper surface Id of the main body portion 1A, and the lower surface lb of the boss portion 1B is oriented in the rising direction of the burring portion Wb. It is formed so as to protrude below the lower surface lb of the main body 1A on the opposite side of the main body 1A.
  • the through-hole 1F is formed, the upper boundary 1D is formed into an arc-shaped cross section, and the lower boundary 1C is formed into an arc-shaped cross section.
  • FIG. 13 and FIG. 14 show disk members 1 having different cross-sectional shapes manufactured according to another embodiment of the present invention.
  • the disk member 1 shown in FIG. 13 has an upper boundary 1D in a cross-sectional shape similar to the first embodiment shown in FIG. 3, while a lower boundary 1C is formed in a tapered shape. It was done.
  • the other configuration is the same as that of the disk member 1 of the first embodiment shown in FIG. 3, and the disk member 1 is manufactured through the same manufacturing steps as in the first embodiment.
  • the disk member 1 shown in FIG. 14 is one in which the cross-sectional shape of both the boundary 1C and the ID of the disk member 1 is arc-shaped.
  • the other configuration is the same as that of the disk member 1 of the first embodiment shown in FIG. 3, and the disk member 1 is manufactured through the same manufacturing steps as in the first embodiment.

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Description

明 細 書
ディスク部材の製造方法
技術分野
[0001] 本発明はディスク部材の製造方法に関し、より詳しくは、例えば斜板式コンプレッサ の斜板として好適なディスク部材の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 従来、斜板式コンプレッサの斜板に用いるディスク部材の製造方法は知られている
(例えば特許文献 1)。
この特許文献 1では、図 4に示した製造工程を経てディスク部材 1を製造するように している。すなわち、先ず、図 4 (a)に示すように、円板状とした板状素材 Wの中心部 に貫通孔 Waを穿設し、次に図 4 (b)に示すように、貫通孔 Waの周辺部分にバーリン グ加工を施して、上記貫通孔 Waの周辺部分を上方側へ立ち上げて裁頭円錐形状 のバーリング部 Wbに成形する。
次に、図 5に示すように、この後、上記バーリング部 Wbの内方にパンチ 4を挿通し た状態において、上型 5と下型 6とによって上記バーリング部 Wbを上下から軸方向に 強く圧縮する。これにより、上記貫通孔 Waの周囲のバーリング部 Wbを塑性変形させ て、本来の板状素材 Wの肉厚はりも厚肉のボス部 WBを形成する(図 4 (c)、図 5)。 また、これにより、ボス部 WBから連続してその半径方向外方側に伸びる本体部 WA が形成される。この工程は、従来から『据込み工程』と称されている。このように、従来 ではボス部 WBの上面 WB'は、本来の板状素材 Wの上面よりも上方側へ膨出してお り、また、ボス部 WBの下面 WB' 'は、本来の板状素材 Wの下面よりも少し上方に盛り 上がっている。
上記据え込み工程の後に、上下一対のプレス型によって上記ボス部 WBの周辺を 仕上げ成形する事で、製品となるディスク部材 1を製造するようにしている(図 4 (d) )。 特許文献 1 :特開 2002 - 239663号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0003] ところで、上述した従来の製造方法においては、図 4 (c)および図 5に示した据え込 み工程を終えた際に、図 6に Xで示すように、ボス部 WBにおける上端の外周部に欠 肉が生じやすいという欠点があった。
そこで、本願の発明者が調査したところ、上述したボス部 WBの欠肉が生じる原因 は次のようなものであった。つまり、従来では、図 5に示すように、上型 5の押圧面(下 面)には、上記バーリング部 Wbの上方部が充填される環状凹部 5Aを形成してあり、 他方、下型 6の押圧面(上面)には、上記バーリング部 Wbの下端部を突き上げるため の環状突起 6Aを形成してレ、たものである。
そして、図 5に示すように、上型 5の環状凹部 5A内にバーリング部 Wbにおける先 端部(上端部)を揷入し、かつバーリング部 Wbにおける基部(下端部)を下型 6の環 状突起 6Aによって支持して、その状態から上型 5を下降させることにより、バーリング 部 Wbを上型 5の環状凹部 5Aと下型 6の環状突起 6Aおよびその隣接内方の環状凹 部 6Bとの間に塑性変形させて充填させる。
その際、バーリング部 Wbは上方が窄まる裁頭円錐形状となっており、し力も、従来 では据え込み工程後のボス部 WBは本来の板状素材 Wの上面よりも上方側に盛り上 力 ¾ように成形していた(図 4 (d) )。つまり、バーリング部の立ち上げ方向と同じ側に 本体部の端面よりも突出するボス部を形成していたものである。そのため、上型 5およ び下型 6によってバーリング部 Wbを上下位置から圧縮して塑性変形させる際に、バ 一リング部 Wbが上型 5の環状凹部 5Aよりも半径方向外方側に向けて移動しやすく なり(図 5参照)、これが原因となって、バーリング部 Wbが塑性変形された際に上型 5 の環状凹部 5Aの隅部 5A'まで完全に充填されないことが判明したものである。 このような原因によって、従来の製造方法においては、製造後のボス部 WBの上端 外周部に図 6に Xで示した欠肉が発生しやすいという問題が指摘されていたものであ る。
そこで、本発明の目的は、ボス部の欠肉が生じないディスク部材の製造方法を提供 することである。
課題を解決するための手段
[0004] すなわち、本発明は、材料となる板状素材の中央部に貫通孔を穿設する穿孔工程 と、次に上記板状素材における上記貫通孔の周辺部分を板状素材の一方の面側に 立ち上げて概略円筒状のバーリング部を形成するバーリング工程と、次に上記パーリ ング部を塑性変形させて円筒状のボス部およびその外方に円板状の本体部とを形 成する鍛造工程とを備えたディスク部材の製造方法において、
上記円筒状のボス部の少なくとも一端を、上記バーリング部の立ち上げ方向とは反 対側となる本体部の端面よりも突出させて形成するようにしたものである。
発明の効果
[0005] このような製造方法によれば、円筒状のボス部の一端は、バーリング部の立ち上げ 方向とは反対側に突出させて形成されるので、塑性変形されるバーリング部は半径 方向外方に移動しにくくなる。
そのため、ディスク部材を製造した際に、そのボス部に欠肉が生じることを防止する こと力 Sできる。
図面の簡単な説明
[0006] [図 1] (a)は本発明の第 1実施例の製造工程図。 (b)は上記(a)の後の製造工程図。
(c)は上記 (b)の後の製造工程図。 (d)は上記(c)の後の製造工程図。
[図 2]図 lcに示した製造工程に用いる上型と下型および板状素材の断面図。
[図 3]図 1に示した製造工程により完成した製品としてのディスク部材の断面図。
[図 4] (a)は従来技術における製造工程図。 (b)は上記 (a)の後の製造工程図。 (c) は上記 (b)の後の製造工程図。 (d)は上記(c)の後の製造工程図。
[図 5]図 4cに示した工程における上型と下型および板状素材の断面図。
[図 6]従来技術によって製造したディスク部材 1の要部の拡大断面図。
[図 7] (a)本発明の第 2実施例である製造工程を示す図。 (b)上記(a)の後の製造ェ 園 8]図 7に示した製造工程によって製造したディスク部材の要部の拡大断面図。 園 9] (a)本発明の第 3実施例である製造工程を示す図。 (b)上記(a)の後の製造ェ 園 10]図 9に示した製造工程によって製造したディスク部材の要部の拡大断面図。
[図 11] (a)本発明の第 4実施例である製造工程を示す図。 (b)上記(a)の後の製造ェ 園 12]図 11に示した製造工程によって製造したディスク部材の要部の拡大断面図。 園 13]本発明の他の実施例によって製造したディスク部材の要部を示す断面図。 園 14]本発明の他の実施例によって製造したディスク部材の要部を示す断面図。 符号の説明
[0007] 1…ディスク部材 1A…本体部
1B…ボス部 la…ボス部 1Bの下面
lb…本体部 1Aの下面 5…上型(第 1の型)
5A…環状突起 5B…環状凹部
6…下型(第 2の型) 6A…環状凹部
W…板状素材 Wa…貫通孔
Wb…バーリング部
発明を実施するための最良の形態
[0008] 以下図示実施例について本発明を説明すると、図 1は本発明に基づくディスク部材
1の製造工程を示したものである。
この図 1に基づいて本実施例の製造工程を説明する前に、先ず本実施例によって 製造した製品としてのディスク部材 1について説明する。本実施例のディスク部材 1は 、斜板式コンプレッサの斜板に用レ、るものである。すなわち、図 3に示すように、上記 ディスク部材 1は、中心側に位置して概略円筒状をした厚肉のボス部 1Bと、このボス 部 1Bから連続して半径方向外方に伸びる円板状の本体部 1Aとを備えている。上記 ボス部 1Bの肉厚 tl (軸方向寸法)は、本体部 1Aの肉厚 t2、すなわち図 1に示した本 来の板状素材 Wの板厚 Tよりも厚くなつている。そして、ボス部 1Bの下方側の端部と なる下面 laは、本体部 1Aの下面 lbよりも下方側へ突出させている。ボス部 1Bの中 心には、上下方向の貫通孔 1Fを形成している。
[0009] また、ボス部 1Bにおける下面 laの外径と内径との寸法差、すなわち半径方向寸法 t3は、上記ボス部 1Bにおける肉厚 tlと略同じ寸法に設定している。そして、ボス部 1 Bの下面 laは本来の板状素材 Wの下面、つまり本体部 1Aの下面 lbよりも下方側へ 突出させている。 本体部 1Aの下面 lbとボス部 IBとの境界部 1Cは、断面が円弧となるように成形し ている。一方、本体部 1Aの上面 Idとボス部 1Bの上面 leとの境界部 1Dは、底の浅 い環状凹部としている。
上述したように、このディスク部材 1は、斜板式コンプレッサの斜板に用レ、るものであ り、上記ボス部 1Bの貫通孔 1Fにアタッチメントを嵌合する一方、上記本体部 1Aの上 面 Idあるいは下面 lbに半球状シユーを摺接させるようになつている。
[0010] し力、して、図 1により本実施例による上記ディスク部材 1の製造工程を説明する。
先ず、図 1 (a)に示すように、円形に切断した板状素材 Wを用意する。板状素材 W の外径 D'ならびに板厚 Tは、図 3に示した製品としてのディスク部材 1における本体 部 1Aの外径 Dおよび本体部 1Aの肉厚 t2と同一に設定されている。なお、板状素材 Wとしては、低価格の熱間圧延鋼板、例えば S45C等が好適である。
次に、上記板状素材 Wの中心部に所要の内径の貫通孔 Waを穿設する(図 1 (a) ) 。この貫通孔 Waは円形に形成してあり、かつ、この貫通孔 Waの中心は板状素材 W の中心に一致させている。この板状素材 Wに貫通孔 Waを穿設する穿孔工程は、レ 一ザ切断やプレスによる打ち抜き加工によって行なうことができる力 量産性の面か らはプレスによる打ち抜き加工を採用するのが好ましい。
[0011] 板状素材 Wに対する穿孔工程が終了したら、次に図 1 (b)に示したバーリング工程 に移行する。従来公知のものと同様に、このバーリング工程は、板状素材 Wの貫通 孔 Waの上方位置に配置されてそれよりも大径なガイド穴を有する図示しないダイスと 、板状素材 Wの貫通孔 Waの下方側に配置されて昇降可能な図示しない棒状のパン チとによって行なうようにしている。つまり、下方側に配置したパンチをダイスのガイド 穴に出し入れすることで、貫通孔 Waの周辺部分を徐々にダイスのガイド孔に向けて 板状素材 Wの上面側へ折り曲げるようにしてレ、る。
このバーリング工程が終了すると、図 1 (b)に示すように、貫通孔 Waの周辺部分の 円周方向全域が板状素材 Wの上面側にむけて立ち上げられて、上方側が窄まった 裁頭円錐形状をした筒状のバーリング部 Wbが形成されるとともに、その半径方向外 方側に本体部 1 Aが形成される。
なお、このバーリング工程の終了時においては、バーリング部 Wbの内周部 Wb'の 内径は当初の貫通孔 Waの内径の 2倍程度の大きさとなっている。また、このバーリン グ部 Wbの内周部は、上端部が徐々に縮径されるテーパ状となっている。本実施例 においては、バーリング工程が終了した時点において、内周部 Wb'の上端 (先端)の 内径 D1を、製品と成るディスク部材 1におけるボス部 1Bの貫通孔 1Fの内径と一致さ せるようにしている。
なお、このバーリング工程の際には、ダイスおよびパンチに潤滑剤を塗布するか又 は貫通孔 Waの周辺部分に直接潤滑剤を塗布するだけで屈曲部分の割れ防止を図 ること力 Sできる。また、バーリング工程の前に貫通孔 Waの周辺部分を焼鈍等によって 軟化処理しておいてもよい。
上記バーリング加工が終了したら、次の据え込み加工 (鍛造工程)に移行する。 この据え込み加工 (鍛造)は、図 2に示すように、上下位置で押圧面を対向させて配 置した上方側の上型 5および下方側の下型 6と、さらにバーリング部 Wb内に揷通さ れてそこを支持するパンチ 4によって行う。つまり、バーリング部 Wbの内周部 Wb'を パンチ 4で支持した状態において、所定高さに下型 6を固定し、図示しない昇降手段 によって上型 5を下降させる。
ここで、本実施例における上型 5と下型 6は、それらの押圧面の断面形状を上記従 来のものとは逆に形成している。つまり、上型 5の押圧面(下面)には、下方の下型 6 へ向けて膨出する環状突起 5Aを形成してあり、これにより、その隣接内方側に環状 凹部 5Bを形成している。環状突起 5Aの直径は、バーリング部 Wbの上端 (先端)の 外径よりも少し小さな寸法に設定している。一方、下型 6の押圧面(上面)には、環状 凹部 6Aを形成している。この環状凹部 6Aの内径は、バーリング部 Wb'の基部となる 下端部 Wb' 'の外径よりも少し大きな寸法に設定している。
そのため、上型 5を昇降手段によって下降させると、下型 6の押圧面(上面)に板状 素材 Wを支持した状態において、上型 5の環状突起 5Aがバーリング部 Wbの上端に 当接した後、バーリング部 Wbを下方に向けて圧縮する。なお、このとき、パンチ 4によ つてバーリング部 Wbは内方から支持されている。
このようにして、上型 5と下型 6とによって集中的に上記バーリング部 Wbを上下方向 力 軸方向に圧縮することで、バーリング部 Wbの上端内周部の内径をそのままに維 持して、バーリング部 Wbを塑性変形させることで肉厚の厚い上記ボス部 IBを成形す る(図 l (c) )。
本実施例では、上述したように上型 5と下型 6の押圧面の断面形状は、従来のもの とは逆にしてあるので、上型 5を下降させてバーリング部 Wbを塑性変形させる際に、 バーリング部 Wbが半径方向外方に向けて移動されずに下型 6の環状凹部 6A内に 向けて容易に充填されることになる(図 2)。しかも、バーリング部 Wbの上端部は、上 型 5の環状凹部 5B内に容易に充填されるようになる。
このようにして、据え込み工程を終了すると、軸心と直交する環状の平坦面である 下面 laと上面 leを有する円筒状のボス部 1Bと、その外方側の本体部 1Aとが形成さ れ、上記ボス部 1Bは板状素材 Wの下面側(本体部 1Aの下面側)に突出して形成さ れる。
つまり、ボス部 1Bの下方側の端部となる下面 laが、上記バーリング部 Wbの立ち上 げ方向とは反対側となる本体部 1Aの下面 lbよりも下方に突出して形成され、かつ上 面 leは本体部 1Aの上面 Idよりも下方に退没するように形成される。また、ボス部 1B の上面 leの隣接外方位置には、上型 5の環状突起 5Aの断面形状に倣った底の浅 い環状溝から成る境界部 1Dが形成される。また、ボス部 1Bの下面 laとその外方側 の本体部 1Aとの境界には、下型 6の環状凹部 6Aの縁部の断面形状に倣った円弧 状の境界部 1Cが成形される。さらに、ボス部 1Bの内周部は、パンチ 4によって支持さ れたことで、軸方向の全域が同じ内径となる貫通孔 1Fに成形される。そして、ボス部 1Bの肉厚 tlは、本体部 1Aの肉厚 t2よりも厚くなつている。
図 1 (c)および図 2に示した据え込み工程を終えると、板状素材 Wは、図 3に示した 製品としてのディスク部材 1とほぼ同じ形状に成形されるようになっている。
なお、この据え込み工程では、本体部 1Aの外周面及び上下両面を所要の支持手 段で囲繞して支持することにより、本体部 1 Aの外周面を拘束するようにしても良レ、。 また、上記上型 5、下型 6およびバーリング部 Wbを図 2に示す状態とは上下逆さま に配置した状態において、ボス部 1Bを形成しても良レ、。そのような据え込み工程を 行っても、軸方向の一端がバーリング部 Wbの立ち上げ方向とは反対側に突出する ボス部 1Bを形成することが可能である。 [0014] 次に、上記据え込み工程が終了したら、仕上げ工程に移行する。この仕上げ工程 は、図示しない金型によりボス部 1Bの隣接外方部分を集中的にプレスするものであ り、この仕上げ工程の終了後には、図 1 (d)に示すように、境界部 1Cがより一層が断 面円弧状となるように成形され、その部分がボス部 1Bを囲繞する深さが浅い環状溝 のように成形され、図 3に示した完成品と同等のディスク部材 1に成形される。
なお、上記据え込み工程において、仕上げ形状を備えた上型 5および下型 6によつ て上述したように据え込み工程を行なう場合には、上記仕上げ工程は省略することが できる。
この後に、ディスク部材 1は、半球状シユーあるいはピストンとの摺動面となる本体部 1Aの下面 lbおよび上面 Idを粗面化されるとともに、所要部分の面取りを行なってか ら表面における所要部分にコーティングが施されて最終製品としてのディスク部材 1 が完成する(図 3)。
[0015] 以上のように、本実施例においては、図 1 (c)および図 2に示した据え込み工程に おける上型 5及び下型 6を上述のように形成して、上型 5を下降させるようにしている。 そのため、上型 5の環状突起 5Aと下型 6の環状凹部 6Aとの間でバーリング部 Wbが 塑性変形される際に、該バーリング部 Wbが半径方向外方に向けて移動しに《なり、 これにより上型 5の環状凹部 5Bおよび下型 6の環状凹部 6A内に塑性変形されたの ちのバーリング部が完全に充填される。そして、ボス部 1Bの下方側の端部となる下面 laは本体部 1Aの下面 lbよりも下方側に突出して形成される。つまり、バーリング部 Wbの立ち上げ方向とは反対側となるボス部 1Bの下面 laは、その外方側となる本体 部 1Aの下面 lbよりも突出して形成される。
そのため、上述した従来のようなボス部 1Bの外周部に欠肉が生じることを防止でき るので、従来に比較して不良品の発生を防止することが可能なディスク部材 1の製造 方法を提供できる。
[0016] 次に、図 7は本発明の第 2実施例を示したものである。この第 2実施例は、据え込み 工程となる図 7 (a)に用いる上型 5および下型 6における押圧面の断面形状を変更す ることにより、ボス部 1Bとその周辺部分の断面形状を上記図 1 (c)に示した第 1実施 例のものとは異ならせたものである。板状素材 Wに対する穿孔工程、およびその後の バーリング工程は上記第 1実施例のものと同じであるため、それに関する図面および 説明は省略する。
この第 2実施例では、バーリング工程を終えた後に、図 2に示した図面と同様の上 型 5、下型 6及びパンチ 4を用いてバーリング部 Wbを軸方向に圧縮してボス部 1Bを 形成する。ボス部 1Bの下端部となる下面 laは、バーリング部 Wbの立ち上げ方向と は反対側となる本体部 1Aよりも下方に突出して形成される(図 7 (a) )。他方、ボス部 1Bの上面 leは本体部 1Aの上面 Idよりも退没している。また、この据え込み工程に おいて貫通孔 1Fを成形する。また、この実施例では、上方側の境界部 1Dは緩やか なテーパ状に成形し、下方側の境界部 1Cもテーパ状に成形する。
この後に上記第 1実施例と同様に仕上げ工程を行なって境界部 1Cと下面 lbとの 接続部を円弧状に成形する(図 7 (b) )。
この後、上記第 1実施例と同様に所要箇所の面取り、及び粗面仕上げ、及びコーテ イングを行なって製品としてのディスク部材 1の製造工程が終了する(図 8)。
このような第 2実施例であっても、上記第 1実施例と同様の作用、効果を得ることが できる。
次に、図 9は本発明の第 3実施例を示したものである。この第 3実施例は、据え込み 工程となる図 9 (a)に用いる上型 5および下型 6における押圧面の断面形状を変更す ることにより、ボス部 1Bとその周辺部分の断面形状を上記図 1 (c)に示した第 1実施 例のものとは異ならせたものである。板状素材 Wに対する穿孔工程、およびバーリン グ工程は上記第 1実施例のものと同じなので説明は省略する。
この第 3実施例では、バーリング工程を終えた後に、押圧面(下面)の全域が平坦 面である図示しない上型と、図 2に示したものと同様の下型 6及びパンチ 4を用いてバ 一リング部 Wbを軸方向に圧縮してボス部 1Bを形成する。 (図 9 (a) )。ボス部 IBの上 面 leは本体部 1Aの上面 Idと同一平面と成っており、ボス部 1Bの下面 laはバーリン グ部 Wbの立ち上げ方向とは反対側となる本体部 1Aの下面 lbよりも下方位置に突 出している。また、この据え込み工程において貫通孔 1Fを成形するとともに、下方側 の境界部 1Cをテーパ状に成形する。
この後に上記第 1実施例と同様に仕上げ工程を行なって境界部 1Cと下面 lbとの 接続部を円弧状に成形する(図 9 (b) )。また、これと同時に、ボス部 1Bの上面 leと本 体部 1Aの上面 Idとの境界となる深さの浅い環状溝から成る境界部 1Dを形成する。 この後、上記第 1実施例と同様に所要箇所の面取り、及び粗面仕上げ、及びコーテ イングを行なって製品としてのディスク部材 1の製造工程が終了する(図 10)。
このような第 3実施例であっても、上記第 1実施例と同様の作用、効果を得ることが できる。
[0018] 次に、図 11は本発明の第 4実施例を示したものである。この第 4実施例は、図 11 (a )に示した据え込み工程に用いる上型 5および下型 6における押圧面の断面形状を 変更することにより、ボス部 1Bとその周辺部分の断面形状を上記図 1 (c)に示した第 1実施例のものとは異ならせたものである。板状素材 Wに対する穿孔工程、およびバ 一リング工程は上記第 1実施例のものと同じなので説明は省略する。
この第 4実施例では、バーリング工程を終えた後に、図 5に示した従来と同じ上型 5 と、図 2に示したものと同じ下型 6及びパンチ 4を用いてバーリング部 Wbを軸方向に 圧縮してボス部 1Bを形成する(図 11 (a) )。
この据え込み工程を終了すると、ボス部 1Bの上面 leは本体部 1Aの上面 Idよりも 上方へ膨出するように成形されるとともに、ボス部 1Bの下面 lbは、バーリング部 Wb の立ち上げ方向とは反対側となる本体部 1Aの下面 lbよりも下方位置に突出して成 形される。また、この据え込み工程によって、貫通孔 1Fも成形されるとともに、上方側 の境界部 1 Dは断面円弧状に成形され、さらに下方側の境界部 1 Cも断面円弧状に 成形される。
この後に上記第 1実施例と同様に仕上げ工程を行なって両境界部 1C、 IDの断面 形状を溝形に窪ませるように成形する(図 11 (b) )。
この後、上記第 1実施例と同様に所要箇所の面取り、及び粗面仕上げ、及びコーテ イングを行なって製品としてのディスク部材 1の製造工程が終了する(図 12)。
このような第 4実施例であっても、上記第 1実施例と同様の作用、効果を得ることが できる。
[0019] さらに、図 13および図 14は、本発明の他の実施例により製造した断面形状が異な るディスク部材 1を示したものである。 図 13に示したディスク部材 1は、上方側の境界部 1Dの断面形状を図 3に示した第 1実施例と同様に断面円弧状にする一方、下方側の境界部 1Cをテーパ状に成形し たものである。その他の構成は、図 3に示した第 1実施例のディスク部材 1と同じであ り、上記第 1実施例と同様の製造工程を経てディスク部材 1を製造してレ、る。
また、図 14に示したディスク部材 1は、ディスク部材 1における両境界部 1C、 IDの 断面形状を円弧状としたものである。その他の構成は、図 3に示した第 1実施例のデ イスク部材 1と同じであり、上記第 1実施例と同様の製造工程を経てディスク部材 1を 製造している。
これら図 13、図 14に示した両ディスク部材 1を製造する場合にも、上記第 1実施例 と同様の作用、効果を得ることができる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明によれば、ディスク部材におけるボス部に欠肉が生じることを 防止できるとレ、う効果が得られる。

Claims

請求の範囲
[1] 材料となる板状素材の中央部に貫通孔を穿設する穿孔工程と、次に上記板状素材 における上記貫通孔の周辺部分を板状素材の一方の面側に立ち上げて概略円筒 状のバーリング部を形成するバーリング工程と、次に上記バーリング部を塑性変形さ せて円筒状のボス部およびその外方に円板状の本体部とを形成する鍛造工程とを 備えたディスク部材の製造方法にぉレ、て、
上記円筒状のボス部の少なくとも一端を、上記バーリング部の立ち上げ方向とは反 対側となる本体部の端面よりも突出させて形成することを特徴とするディスク部材の 製造方法。
[2] パンチによって上記バーリング部を内方側から支持するとともに第 1の型の押圧面 と第 2の型の押圧面とによって上記バーリング部を軸方向に圧縮して塑性変形させて 、上記第 2の型の押圧面に形成した環状凹部内に上記バーリング部の基部を充填さ せることにより、上記ボス部と本体部とを形成することを特徴とする請求項 1に記載の ディスク部材の製造方法。
[3] 上記第 1の型の押圧面に上記第 2の型に向けて膨出する環状突起を形成して、上 記第 1の型を第 2の型に向けて移動させることにより、該第 1の型の環状突起を上記 バーリング部の先端部に当接させて、上記バーリング部を第 1の型の押圧面と第 2の 型の押圧面とにより軸方向に圧縮させて上記ボス部を形成することを特徴とする請求 項 2に記載のディスク部材の製造方法。
[4] 上記ボス部の肉厚は上記本体部の肉厚よりも厚肉に形成されるとともに、上記バー リング部の立ち上げ方向と同じ側となるボス部の端部は、その隣接外方側に位置す る上記本体部の端面よりも退没させて形成されることを特徴とする請求項 3に記載の ディスク部材の製造方法。
[5] 上記ボス部の肉厚は上記本体部の肉厚よりも厚肉に形成されるとともに、上記バー リング部の立ち上げ方向と同じ側となるボス部の端部は、その隣接外方側に位置す る上記本体部の端面と同一平面上に形成されることを特徴とする請求項 3に記載の ディスク部材の製造方法。
[6] 上記ボス部の肉厚は上記本体部の肉厚よりも厚肉に形成されるとともに、上記バー リング部の立ち上げ方向と同じ側となるボス部の端部は、その隣接外方側に位置す る上記本体部の端面よりも突出して形成されることを特徴とする請求項 3に記載のデ イスク部材の製造方法。
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