WO2007032434A1

WO2007032434A1 - アンダカット部を有する成形品の製造方法及びその鍛造成形装置並びに中間成形体

Info

Publication number: WO2007032434A1
Application number: PCT/JP2006/318259
Authority: WO
Inventors: Takashi Kihara; Takeshi Shiraishi
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd.
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2007-03-22
Also published as: US20090116932A1; CN101262965B; CN101262965A

Abstract

　パンチ（６６）の第１成形部（６４）によって環状側壁部（２０）を半径外方向に塑性変形させる第１の据え込み成形が施されることにより、一端部側に第１据え込み成形部（２６ａ）が形成され、続いて、前記パンチ（６６）によって中実部（２２）が加圧されて割型（６８）が下降しながら該中実部（２２）が半径外方向に塑性変形する第２の据え込み成形が施され、前記塑性変形した肉が前記割型（６８）の第２成形部（７２）内に流れ込んで充填されることにより、軸方向の他端部側に第２据え込み成形部（２６ｂ）が形成されると共に、前記割型（６８）のアンダカット成形部（７０）によって前記第１据え込み成形部（２６ａ）と前記第２据え込み成形部（２６ｂ）との間にアンダカット部（２８）が形成される。

Description

明細書

アンダカット部を有する成形品の製造方法及びその鍛造成形装置並びに中間成形体

技術分野

[0001] 本発明は、鍛造用素材又は中間成形体に対して鍛造成形を施すことによって、軸方向に沿った両端部に第 1据え込み成形部と第 2据え込み成形部とが形成され、前記第 1据え込み成形部と第 2据え込み成形部との間にアンダカット部が設けられた成形品を得ることが可能なアンダカット部を有する成形品の製造方法及びその鍛造成形装置並びに中間成形体に関する。

背景技術

[0002] 従来から、アンダカット部を有する部材を鍛造成形によって製造することが知られている。

[0003] 例えば、特開 2002— 346683号公報には、周方向へ複数に分割され、軸方向の一方の端部に形成されている当接面並びにアンダカット部の形状に対応して径方向内側へ突出する環状突出部を有し、被成形部材を径方向外側力支持する下型と、前記当接面と当接可能な座面を有し、前記下型の径方向外側に前記当接面の側から軸方向に嵌め込まれ、前記下型を径方向外側から内側へと締め付けることが可能な上型とが開示されている。

[0004] また、特開平 9— 239740号公報には、割型ノックアウトピンとノックアウトピンとを有する可動板と、割型の可動方向に対して所定角度で各割型を案内するガイド機構とを備え、割型の開放と成形品の突き出しとを同時に一動作で行うことにより、離型に要する時間を短縮して作業効率の向上を図る金型装置が開示されている。

[0005] さらに、特開平 6— 114486号公報には、中心に貫通孔を有する円筒形状からなり、軸方向に沿った両端部に外方向に突出する環状フランジ部がそれぞれ形成され、一方又は他方の環状フランジ部の外周に歯部が成形された歯付成形品が開示されている。

[0006] し力ながら、前記特開 2002— 346683号公報、特開平 9 239740号公報、特開平 6— 114486号公報に開示された技術的思想では、例えば、一つの鍛造成形（据え込み成形）工程によって、単一の据え込み成形部を膨出形成することができるのみであり、一つの据え込み成形工程によって、軸方向に沿った両端部に第 1据え込み成形部と第 2据え込み成形部とを略同時に形成すると共に、前記第 1据え込み成形部と第 2据え込み成形部との間にアンダカット部を設けた成形品を得ることが困難である。

[0007] また、同軸状に配置された第 1の可動パンチと第 2の可動パンチとを用い、前記第 1 の可動パンチと前記第 2の可動パンチとの間に挟持された被成形体をそれぞれ近接する軸方向に加圧して、第 1据え込み成形部及び第 2据え込み成形部をそれぞれ軸方向に沿った両端部に膨出形成することが考えられる。

[0008] し力しながら、この場合、前記第 1の可動パンチと前記第 2の可動パンチとをそれぞれ駆動させる 2つの駆動機構が必要となり、し力も、前記第 1の可動パンチと前記第 2 の可動パンチのそれぞれの加圧力を制御して第 1据え込み部と第 2据え込み成形部とに分配される肉流れ量を調整しなければならない。

発明の開示

[0009] 本発明の一般的な目的は、分配される肉流れ量の調整が不要な単一の鍛造成形工程によって、軸方向に沿った両端部に第 1据え込み成形部と第 2据え込み成形部とが形成されると共に、前記第 1据え込み成形部と第 2据え込み成形部との間にアンダカット部を有する成形品を得ることが可能なアンダカット部を有する成形品の製造方法及びその鍛造成形装置並びに中間成形体を提供することを目的とする。

[0010] 先ず、円柱状のビレットを加圧して後方押し出し成形を施すことにより、軸方向と平行に所定長だけ延在する円筒状の環状側壁部と前記環状側壁部に連続する円柱状の中実部とからなる中間成形体を形成しておく。

[0011] 本発明では、前記中間成形体を被成形体とし、付勢機構によってフローティング可能に付勢された複数の割型と固定型である下型とによって形成されたキヤビティ内に前記被成形体を装填する。

[0012] 続いて、パンチを下降させ、前記被成形体を囲繞する割型が下降しながら前記パンチの第 1成形部によって前記被成形体の環状側壁部を半径外方向に塑性変形する第 1の据え込み成形が施されることにより、前記被成形体の軸方向の一端部側に第 1据え込み成形部が形成される。

[0013] 続いて、パンチをさらに下降させ、前記パンチが被成形体の中実部に当接して前記中実部が加圧されて前記被成形体を囲繞する割型が下降しながら該中実部が半径外方向に塑性変形する第 2の据え込み成形が施される。前記第 2の据え込み成形によって、前記塑性変形した肉が前記割型の第 2成形部内に流れ込んで充填されることにより、被成形体の軸方向の他端部側に第 2据え込み成形部が形成されると共に、前記割型のアンダカット成形部によって前記被成形体の第 1据え込み成形部と前記第 2据え込み成形部との間にアンダカット部が形成される。

[0014] このように、本発明によれば、付勢機構によって付勢された割型を用いてフローティング可能な状態に配置し、単一のパンチによって被成形体を軸方向に加圧して第 1 と第 2の据え込み成形を遂行するという簡便な方法によって、軸方向に沿った両端部側に第 1据え込み成形部と第 2据え込み成形部とがそれぞれ略同時に形成されると共に、前記第 1据え込み成形部と前記第 2据え込み成形部との間にアンダカット部が形成された成形体が得られる。

[0015] なお、第 1据え込み成形部と第 2据え込み成形部との間の肉流れの分配は、被成形体の環状側壁部と中実部との境界部位に当接する割型のアンダカット成形部によつてなされる。

[0016] 単一のパンチによって被成形体を軸方向に加圧するという簡便な方法によって、軸方向に沿った両端部に第 1据え込み成形部と第 2据え込み成形部とが形成される共に、前記第 1据え込み成形部と第 2据え込み成形部との間にアンダカット部を有する成形体を得ることができる。

[0017] また、前述したような第 1据え込み成形部と前記第 2据え込み成形部との間にアンダカット部が形成された成形体を得るためには、軸方向と平行に所定長だけ延在する上部側環状側壁部と前記上部側環状側壁部に連続する下部側環状側壁部とから構成された軸方向に沿って一定の外径カゝらなる円筒体を被成形体としてもょヽ。図面の簡単な説明

[0018] [図 1]図 1A〜図 1Eは、本発明の実施の形態に係るアンダカット部を有する成形品の製造方法が適用されたトランスミッションギアの製造工程を示す縦断面図である。

[図 2]図 2A〜図 2Fは、本発明の実施の形態に係るアンダカット部を有する成形品の製造方法が適用された被成形体に対する据え込み成形の変形状態を示す縦断面図である。

圆 3]本発明の実施の形態に係る鍛造成形装置の軸線方向に沿った縦断面構造図である。

圆 4]図 3に示される前記鍛造成形装置を構成し、周方向に沿って 4分割された割型が閉じた状態を示す平面図である。

圆 5]図 4に示される前記割型が型開きした状態を示す平面図である。

圆 6]パンチが加工して被成形体が塑性変形して第 1据え込み成形部と第 2据え込み成形部とを有する第 3次成形体が形成された状態を示す縦断面図である。

圆 7]前記割型が型開きして成形品が上昇した状態を示す縦断面図である。

圆 8]変形例に係る割型を示す縦断面図である。

圆 9]図 8に示す前記割型が型開きした状態を示す縦断面図である。

圆 10]図 3に示される前記鍛造成形装置を構成する割型において、第 1据え込み成形部と第 2据え込み成形部との間の肉流れの分配点を示すアンダカット成形部の部分拡大縦断面図である。

[図 11]図 10のアンダカット成形部の変形例を示す部分拡大縦断面図である。

圆 12]割型の第 2成形部に対する肉の充填条件を示す部分拡大縦断面図である。

[図 13]図 13A〜図 13Cは、本発明の他の実施の形態に係るアンダカット部を有する成形品の製造方法が適用されたトランスミッションギアの製造工程を示す縦断面図である。

[図 14]図 14A〜図 14Fは、本発明の他の実施の形態に係るアンダカット部を有する成形品の製造方法が適用された被成形体に対する据え込み成形の変形状態を示す縦断面図である。

圆 15]パイプ材を被成形体とし、成形前と成形後とを比較した場合、アンダカット成形部を境界として第 1据え込み成形部と第 2据え込み成形部との間に肉の流動がないことを示す拡大縦断面図である。発明を実施するための最良の形態

[0019] 本発明の実施の形態に係るアンダカット部を有する成形品の製造方法が適用されたトランスミッションギア 10の製造工程を図 1A〜図 1Eに示す。

[0020] このトランスミッションギア 10は、以下の複数の工程を経て製造される。なお、図 1A 〜図 1Dに示される複数の工程は、温間又は熱間鍛造成形によって遂行されると好適である。

[0021] 先ず、図 1Aに示される円柱体 12からなるビレットの底面に位置決め用の凹部 14が形成された予備成形体 16 (図 1B参照)を成形する予備工程を経た後、図示しな!、第 1鍛造成形装置を用いて前記予備成形体 16に対して後方押し出し成形を行い、第 1 次成形体（中間成形体) 18が得られる（図 1C参照)。

[0022] この第 1次成形体 18の軸方向に沿った一端側には、後方押し出し成形により軸方向と平行に所定長だけ伸長された薄肉円筒状の環状側壁部 20が形成され、軸方向の他端側には、前記環状側壁部 20に連続し予備成形体 16と同様な円柱状の中実部 22が形成されている。

[0023] 続いて、この第 1次成形体 18を被成形体とし後述する本実施の形態に係る第 2鍛造成形装置 60を用 Vヽて前記第 1次成形体 18に対して据え込み成形を施すことにより、図 1Dに示されるような第 2次成形体 (成形品） 24が得られる。

[0024] この第 2次成形体 24には、軸方向に沿った両端部側に半径外方向に向力つて所定長だけ拡径された第 1据え込み成形部 26aと第 2据え込み成形部 26bとがそれぞれ形成され、前記第 1据え込み成形部 26aと第 2据え込み成形部 26bとの間には、半径内方向に所定長だけ環状に窪んだアンダカット部 28が設けられる。この場合、一端側の第 1据え込み成形部 26aの側周壁 30の外径が他端側の第 2据え込み成形部 26bの側周壁 32の外径よりも大きく形成される。

[0025] 前記アンダカット部 28は、第 1据え込み成形部 26aの側周壁 30に連続する断面曲線状の角部 R部 34を経て、軸方向と略直交する水平方向に沿って延在する略平坦な第 1環状壁面 36と、前記第 1環状壁面 36に対して所定角度だけ傾斜し第 2据え込み成形部 26bに向力つて徐々に縮径するテーパ部 38と、前記テーパ部 38に連続し軸方向と略平行に延在する第 2環状壁面 40と、前記第 2環状壁面 40に連続し軸方向と略直交する水平方向に沿って延在する略平坦な第 3環状壁面 42とによって構成される。

[0026] なお、前記第 3環状壁面 42から角部 R部 44を経て第 2据え込み成形部 26bの側周壁 32に連続するように設けられる。

[0027] 続いて、図示しない第 3鍛造成形装置により前記第 2次成形体 24の中実部 46を打ち抜くピアス成形が施された後、機械加工によって第 1据え込み成形部 26a及び第 2 据え込み成形部 26bの側周壁 30、 32に対して第 1ギア部 48及び第 2ギア部 50がそれぞれ形成されて製品としてのトランスミッションギア 10 (図 1E参照）が得られる。

[0028] 次に、本発明の実施の形態に係る第 2鍛造成形装置 60を図 3〜図 7に示す。

[0029] この第 2鍛造成形装置 60は、図 1Cに示される第 1次成形体 18を被成形体として、据え込み成形を行うものである。

[0030] 前記第 2鍛造成形装置 60は、ダイベース 62と、図示しないァクチユエータの駆動作用下に前記ダイベース 62の中心を貫通する貫通孔を通じて上下方向に沿って変位自在に設けられたノックアウトピン 64と、前記ダイベース 62上に保持され前記ノックアウトピン 64の先端部に連結されて該ノックアウトピン 64と共に昇降自在に設けられた下型 66と、前記下型 66の側方に近接配置され周方向に沿って略均等に 4分割されて被成形体を囲繞すると共に、型開き時に成形体から離間可能に設けられた割型 68 (図 4及び図 5参照）とを含む。

[0031] さらに前記第 2鍛造成形装置 60は、型開きしたときに 4分割された各割型 68を径方向外側上方へと案内するテーパ状の第 1環状案内面 70a及び第 2環状案内面 70b が内壁に形成されたガイド型部材 72と、前記ガイド型部材 72を支持する支持台 74と、前記ガイド型部材 72の下方側に設けられ、該ガイド型部材 72を介して 4分割された各割型 68をフローティング可能に支持する付勢機構として機能するばね部材 76と、ガイド型部材 72の外周面を囲繞する円筒状に設けられ、前記ガイド型部材 72の環状凸部 72aに当接して該ガイド型部材 72の上昇を阻止する環状段部 78aが内壁に形成された側方型部材 78とを有する。

[0032] この場合、前記割型 68は、ガイド型部材 72の下方側に設けられたばね部材 76等の付勢機構によって上下方向に沿って変位可能に設けられ、図 2Aに示されるように、前記割型 68に対して何ら荷重が付与されていない状態において、該割型 68の上面が一点鎖線 Hと一致する位置を初期位置となるように設定される。なお、前記付勢機構は、弾性力を発揮するコイルスプリング、板ばね等のばね部材に限定されるものではなぐ例えば、ガススプリング等の緩衝機構又は圧力流体等を用いてもよい。

[0033] また、前記割型 68の下型 66に近接する内壁には、半径内方向（略水平方向）に突出して第 1次成形体 18の環状側壁部 20と中実部 22との境界部位に当接する環状突起部からなるアンダカット成形部 80と、前記アンダカット成形部 80から連続する下方側に形成された環状凹部からなり、第 1次成形体 18の中実部 22を半径外方向に向かって塑性変形させて第 2据え込み成形部 26bを形成するための第 2成形部 82とが設けられる。

[0034] 前記アンダカット成形部 80は、図 10に示されるように、断面円弧状力もなる曲線部 81aと、前記曲線部 81aに連続し被成形体に当接する当接部 81bと、前記当接部 81 bの下部側に形成され略水平方向に沿って延在する水平部 81cとによって構成される。前記曲線部 81aと前記当接部 81bとの間には、後述するように第 1据え込み成形部 26aと第 2据え込み成形部 26bとに肉流れを分配する分配点 Aが設けられる。なお、図 11の変形例に示されるように、上面を平坦面 81dにしてその面取り部位に前記分配点 Aが設けられたアンダカット成形部 80aを構成してもよい。

[0035] 図 10に示されるように、前記アンダカット成形部 80の下部側には前記第 2成形部 8 2が設けられ、前記第 2成形部 82は、前記水平部 81cによる水平面と前記水平面に直交する鉛直面 83aと前記鉛直面 83aに対して所定角度傾斜する傾斜面 83bとによつて構成される。

[0036] さらに、前記割型 68の外径側の側壁には、図 3に示されるように、前記ガイド型部材 72の第 1環状案内面 70a及び第 2環状案内面 70bにそれぞれ対応するテーパ面からなり、前記第 1環状案内面 70a及び第 2環状案内面 70bにそれぞれ係合する第 1 環状傾斜面 84a及び第 2環状傾斜面 84bが形成される。

[0037] さらにまた、第 2鍛造成形装置 60は、図示しないラムの駆動作用下に鉛直上下方向に沿って昇降自在に設けられた昇降部材 86と、前記昇降部材 86に固定され後述するパンチを外嵌するパンチホルダ 88と、前記パンチホルダ 88を介して昇降部材 8 6と一体的に昇降自在に設けられたパンチ 90とを備える。前記パンチ 90の先端部には、第 1次成形体 18の環状側壁部 20を塑性変形させて第 1据え込み成形部 26aを形成するための第 1成形部 92が設けられる。

[0038] 前記パンチ 90には、鍛造成形するときに割型 68の上面に当接して前記第 1据え込み成形部 26aの外径を規制する円筒状のスリーブ部材 94が外嵌され、前記スリーブ部材 94は、昇降部材 86に固定された保持部材 96によってパンチ 90の軸線方向に沿って変位可能に設けられる。

[0039] この場合、スリーブ部材 94の上端部外径面に形成された環状凸部 94aが保持部材 96の下端部内径面に形成された環状凸部 96aと当接することにより、パンチ 90に対する前記スリーブ部材 94の抜け止めがなされる。また、前記スリーブ部材 94の内壁には環状凹部 98が形成され、前記環状凹部 98の底面 99に対してパンチホルダ 88 の下端部 88aが当接することにより（図 6参照）、パンチ 90の下降動作が規制されて下死点に到達する。

[0040] 本実施の形態に係る第 2鍛造成形装置 60は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について、図 2A〜図 2Fに基づいて以下詳細に説明する。

[0041] 先ず、図 1Cに示される第 1次成形体 18を下型 66及び 4分割された割型 68によつて形成されたキヤビティ内に装填する。そこで、図示しない昇降機構を付勢して昇降部材 86と一体的にパンチ 90を下降させ、図 2Aに示されるように、パンチ 90の先端面に形成された第 1成形部 92を第 1次成形体 18の環状側壁部 20と係合させる（図 3 参照)。

[0042] この場合、割型 68のアンダカット成形部 80が第 1次成形体 18の外表面である環状側壁部 20と中実部 22との境界部位に当接した状態にあり、該割型 68は、下方側に向かって変位することがなぐばね部材 76等の付勢機構によって初期位置に付勢されている。

[0043] 続いて、図 2B及び図 2Cに示されるように、パンチ 90がさらに下型 66に向かって下降すると、パンチ 90の第 1成形部 92によって第 1次成形体 18の環状側壁部 20がァンダカット成形部 80を起点として斜め方向に拡径する第 1の据え込み成形が開始され、前記アンダカット成形部 80が当接する部位を起点 (分配点 A)として第 1据え込み成形部 26aと第 2据え込み成形部 26bとの肉流れがそれぞれ配分される。

[0044] この場合、第 1次成形体 18の環状側壁部 20がパンチ 90の第 1成形部 92の形状に対応して塑性変形する第 1の据え込み成形が施されることにより、一端部側の第 1据え込み成形部 26aが形成される。なお、前記割型 68は、図 2B及び図 2Cに示されるように、パンチ 90の加圧力による第 1据え込み成形部 26aの変形量 (変形程度）と、前記パンチ 90の加圧力により僅かに第 2成形部 82に向力つて拡径が開始された中実部 22との成形力のバランスに対応して徐々に下降した状態となる。

[0045] 続いて、図 2D及び図 2Eに示されるように、パンチ 90が下型 66に向かってさらに下降し、パンチ 90の先端部が第 1次成形体 18の中実部 22に当接して押圧することにより、前記中実部 22が加圧されて該中実部 22が半径外方向に塑性変形する第 2の据え込み成形が施される。

[0046] すなわち、パンチ 90の先端部が第 1次成形体 18の中実部 22を下方側に向力つて加圧することにより、下型 66によって保持された第 1次成形体 18の中実部 22を前記加圧方向とは反対の上方側に向力つて押圧しようとする反力が発生し、この反力の作用下に隣接する割型 68の環状凹部力もなる第 2成形部 82側に向力つて塑性変形した肉の膨出が促進される（図 2D及び図 2E参照)。

[0047] なお、前記塑性変形した肉が割型 68の第 2成形部 82内の隅々まで円滑に流入して充填されるためには、図 12に示されるように、被成形体を構成する環状側壁部 20 と中実部 22との境界に形成された面の鉛直方向に沿った高さ HIがアンダカット成形部 80の水平面 81cの鉛直方向に沿った高さ H2よりも大きく設定されている力、あるいは少なくとも同等の高さに設定されていることが成形条件となる (H1≥H2)。前記鉛直方向に沿った高さ Hl、 H2は、それぞれ、任意に設定される下方側の共通基準面を基準とした鉛直方向の高さをいう。また、図 12は、塑性変形を開始しょうとする肉が割型 68の第 2成形部 82内に向力つて流動する直前の状態を示したものである。

[0048] 次に、図 2Fに示されるように、パンチ 90が下型 66に向力つてさらに下降して第 1次成形体 18の中実部 22に対する第 2の据え込み成形によって、塑性変形した肉が割型 68の環状凹部である第 2成形部 82内に流れ込んで隅々まで充填されることにより、他端部側の第 2据え込み成形部 26bが形成される（図 6参照)。

[0049] この結果、図 1Dに示されるように、軸方向に沿った両端部側に半径外方向に向かつて所定長だけ拡径された第 1据え込み成形部 26aと第 2据え込み成形部 26bとがそれぞれ形成され、前記第 1据え込み成形部 26aと第 2据え込み成形部 26bとの間にアンダカット部 28を有する第 2次成形体 24が得られる。

[0050] この場合、割型 68は、第 1の据え込み成形力と第 2の据え込み成形力とがバランスした所定位置に保持される。すなわち、ばね部材 76等の付勢機構によって浮動状態に保持された割型 68は、パンチ 90の加圧力によって環状側壁部 20を塑性変形させる第 1据え込み成形部 26aと中実部 22を僅かに拡径させる第 2据え込み成形部 26b とのそれぞれ変形量に対応して徐々に下降した後、前記環状側壁部 20を塑性変形させる第 1の据え込み成形力と中実部 22を塑性変形させる第 2の据え込み成形力と力 Sバランスすることにより、所定位置に保持される（図 2F参照)。

[0051] なお、この割型 68のバランス位置とは、例えば、パンチ 90の待機位置、パンチ 90 の加圧力等の鍛造成形条件によって予め設定され、成形完了直前にパンチホルダ 8 8の下端部 88aがスリーブ部材 94の内壁に形成された環状凹部 98の底面 99に当接することによりパンチ 90が下死点に到達して成形品の素材寸法が確保されることにより、最終的な割型 68のバランス位置が設定される。

[0052] 続いて、図示しない押圧機構を介して 4分割された各割型 68を上方に向力つて押圧することにより、割型 68の外径側の側壁に形成された第 1環状傾斜面 84a及び第 2環状傾斜面 84bがガイド型部材 72に形成された第 1環状案内面 70a及び第 2環状案内面 70bに沿って案内される。従って、各割型 68が径方向外側の上方に向力つて移動することにより、割型 68のアンダカット成形部 80及び第 2成形部 82が成形品から離間して型開きが完成する。

[0053] 換言すると、据え込み成形時においては、ガイド型部材 72の内壁下側に形成された第 1環状案内面 70aと割型 68の側壁上側に形成された第 2環状傾斜面 84bのみが係合した状態にある力割型 68を径方向外側の上方に向力つて移動させることにより、ガイド型部材 72の第 1環状案内面 70a及び第 2環状案内面 70bと、割型 68の第 1環状傾斜面 84a及び第 2環状傾斜面 84bとがそれぞれ係合した型開き状態となる（図 7参照)。

[0054] さらに、図示しないァクチユエータの駆動作用下にノックアウトピン 64を下型 66と一体的に上昇させることにより、割型 68の中心部力上昇した成形体を図示しない把持機構によって把持することにより、次工程に移送される。

[0055] このように本実施の形態では、ばね部材 76等力なる付勢機構によって付勢された割型 68を用いて変位可能な状態に配置し、単一のパンチ 90によって被成形体（第 1次成形体 18)を軸方向に加圧して第 1と第 2の据え込み成形を遂行するという単一の据え込み成形工程によって、軸方向に沿った両端部側に第 1据え込み成形部 2 6aと第 2据え込み成形部 26bとがそれぞれ略同時に形成されると共に、前記第 1据え込み成形部 26aと前記第 2据え込み成形部 26bとの間にアンダカット部 28が形成された成形体 (第 2次成形体 24)が得られる。

[0056] この場合、第 1据え込み成形部 26aと第 2据え込み成形部 26bとの間の肉流れの分配は、被成形体の環状側壁部 20と中実部 22との境界部位に当接する割型 68のァンダカット成形部 80の分配点 A (図 10及び図 11参照）によってなされる。

[0057] なお、本実施の形態では、割型 68を型開きする際、ガイド型部材 72の第 1環状案内面 70a及び第 2環状案内面 70bと、割型 68の第 1環状傾斜面 84a及び第 2環状傾斜面 84bとをそれぞれ係合させることにより、割型 68を径方向外側の上方に向力つて移動させて、るが、他の方法によって割型を拡径させるように設けてもょ、。

[0058] 例えば、図 8及び図 9に示されるように、図示しない連結機構を介してパンチ 90と一体的に昇降するリング部材 100を用い、据え込み成形時において分割された割型 1 02を前記リング部材 100で中心に向力つて締め付けて緊締すると共に、型開きする際、パンチ 90と一体的に前記リング部材 100を上昇させた後、割型 102をばね部材 104によって引張することにより該割型 102を半径外方向に移動させるようにしてもよい。

[0059] 次に、本発明の他の実施の形態に係るアンダカット部を有する成形品の製造方法が適用されたトランスミツションギアの製造工程を図 13 A〜図 13Cに示す。

[0060] 他の実施の形態に係るアンダカット部を有する成形品の製造方法では、先ず、図 1 3Aに示されるように、例えば、金属製のパイプ材等力なり、軸方向に沿って貫通し且つ一定の内径を有する貫通孔 114が形成された円筒体 118を準備する。

[0061] この円筒体 118の軸方向に沿った一端側には、軸方向と平行に所定長だけ延在し且つ所定の肉厚を有する上部側環状側壁部 120を有し、軸方向に沿った他端側には、前記上部側環状側壁部 120に連続して軸方向と平行に所定長だけ延在し且つ前記上部側環状側壁部 120と同等の肉厚からなる下部側環状側壁部 122を有する。換言すると、軸方向に沿って均一な肉厚を有し、外径及び内径が軸方向に沿って一定に形成された円筒体 118によって構成される。

[0062] 続いて、この円筒体 118を被成形体とし鍛造成形装置 160を用いて前記円筒体 11 8に対して据え込み成形を施すことにより、図 13Bに示されるような成形体 (成形品） 2 4が得られる。

[0063] 図 13Bに示される成形体 24は、図 1Dに示される成形体 24と同一形状からなる。すなわち、この成形体 24には、軸方向に沿った両端部側に半径外方向に向かって所定長だけ拡径された第 1据え込み成形部 26aと第 2据え込み成形部 26bとがそれぞれ形成され、前記第 1据え込み成形部 26aと第 2据え込み成形部 26bとの間には、半径内方向に所定長だけ環状に窪んだアンダカット部 28が設けられる点で図 1Dの成形体 24と同一である。

[0064] 続いて、機械カ卩ェによって第 1据え込み成形部 26a及び第 2据え込み成形部 26b の側周壁 30、 32に対して第 1ギア部 48及び第 2ギア部 50がそれぞれ形成されて製品としてのトランスミッションギア 10 (図 13C参照）が得られる。

[0065] 次に、本発明の他の実施の形態に係るアンダカット部を有する成形品の製造方法が適用された円筒体 118に対する据え込み成形工程について、図 14A〜図 14Fに基づいて以下詳細に説明する。

[0066] なお、前記据え込み成形を行う鍛造成形装置 160は、図 3に示す第 2鍛造成形装置 60と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

[0067] 前記鍛造成形装置 160は、ダイベース 62に固定されたスリーブ形状力もなる固定金型（固定下型） 162と、前記固定金型 162に対して鉛直方向に沿って昇降自在に設けられ、先端部に円筒体 118の上部側環状側壁部 120を塑性変形させて第 1据え込み成形部 26aを形成するための第 1成形部 164と前記第 1成形部 164に連続し下方側に向力つて所定長だけ延在するカウンタパンチ部 165とを有するパンチ 166 と、前記固定金型 162の側方に近接配置され周方向に沿って複数分割された割型 6 8とを備える。

[0068] 前記割型 68は、図示しな、ガイド機構の傾斜面 (テーパ面）に沿って径方向外側上方へ移動可能に設けられ、前記割型 68が径方向外側上方へ移動することにより、型開きした際、据え込み成形された成形体 24が固定金型 162から好適に分離される

[0069] また、前記割型 68は、ばね部材 69等の付勢機構によって上下方向に沿って変位可能に設けられ、この場合、図 2Aに示されるように、前記割型 68に対して何ら荷重が付与されて、な、状態であり、該割型 68の上面が一点鎖線 Hと一致する位置を初期位置とする。

[0070] さらに、前記割型 68の固定金型 162に近接する部位には、半径内方向（略水平方向）に突出して円筒体 118の上部側環状側壁部 120と下部側環状側壁部 122との境界部位に当接する環状突起部力なるアンダカット成形部 80と、前記アンダカット成形部 80から連続する下方側に形成された環状凹部からなり、円筒体 118の下部側環状側壁部 122を半径外方向に向力つて塑性変形させて第 2据え込み成形部 26 bを形成するための第 2成形部 82とが設けられる。

[0071] 鍛造成形装置 160は図 13Aに示される円筒体 118を被成形体とし、前記円筒体 1 18は固定金型 162及び複数の割型 68によって形成されたキヤビティ内に装填される。そこで、図示しない昇降機構を付勢してパンチ 166を下降させ、図 14Aに示されるように、パンチ 166の先端部に突出して形成されたカウンタパンチ部 165が円筒体 118の内壁に係合すると共に、前記パンチ 166の第 1成形部 164が円筒体 118の上部側環状側壁部 120と係合する。

[0072] この場合、割型 68のアンダカット成形部 80が円筒体 118の外表面である上部側環状側壁部 120と下部側環状側壁部 122との境界部位に当接した状態にあり、該割型 68は、下方側に向力つて変位することがなくばね部材 76等の付勢機構によって初期位置に付勢されている。

[0073] 続いて、図 14B及び図 14Cに示されるように、パンチ 166がさらに固定金型 162に向かって下降すると、パンチ 166のカウンタパンチ部 165が円筒体 118の内壁に係合した状態が保持された状態において、パンチ 166の第 1成形部 164によって円筒体 118の上部側環状側壁部 120がアンダカット成形部 80を起点として斜め方向に拡径する第 1の据え込み成形が開始され、前記アンダカット成形部 80が当接する部位を起点として第 1据え込み成形部 26aと第 2据え込み成形部 26bとの肉流れがそれぞれ配分される。

[0074] この場合、円筒体 118の上部側環状側壁部 120がパンチ 166の第 1成形部 164の形状に対応して塑性変形する第 1の据え込み成形が施されることにより、一端部側の第 1据え込み成形部 26aが形成される。なお、前記割型 68は、図 14B及び図 14Cに示されるように、パンチ 166の加圧力による第 1据え込み成形部 26aの変形量 (変形程度）と、前記パンチ 166の加圧力により僅かに第 2成形部 82に向力つて拡径が開始された下部側環状側壁部 122との成形力のバランスに対応し、ばね部材 76のばね力に杭して徐々に下降した状態となる。

[0075] 続いて、図 14D及び図 14Eに示されるように、パンチ 166がさらに下降し、パンチ 1 66のカウンタパンチ部 165が円筒体 118の内壁に係合した状態が保持された状態において、前記パンチ 166の第 1成形部 164によって円筒体 118の下部側環状側壁部 122が加圧されて該下部側環状側壁部 122が半径外方向に塑性変形する第 2の据え込み成形が施される。

[0076] すなわち、パンチ 166の第 1成形部 164が円筒体 118の下部側環状側壁部 122を下方側に向力つて加圧することにより、固定金型 162によって固定された円筒体 118 の下部側環状側壁部 122を前記加圧方向とは反対の上方側に向かって押圧しようとする反力が発生し、この反力の作用下に隣接する割型 168の環状凹部力もなる第 2 成形部 82側に向力つて塑性変形した肉の膨出が促進される（図 14D及び図 14E参照)。

[0077] 次に、図 14Fに示されるように、パンチ 166が固定金型 162に向かってさらに下降して円筒体 118の下部側環状側壁部 122に対する第 2の据え込み成形によって、塑性変形した肉が割型 68の環状凹部である第 2成形部 82内に流れ込んで隅々まで充填されることにより、他端部側の第 2据え込み成形部 26bが形成される。 [0078] この場合、割型 68は、第 1の据え込み成形力と第 2の据え込み成形力とがバランスした所定位置に保持される。すなわち、ばね部材 76等の付勢機構によって浮動状態に保持された割型 68は、パンチ 166の加圧力によって上部側環状側壁部 120を塑性変形させる第 1据え込み成形部 26aと下部側環状側壁部 122を僅かに拡径させる第 2据え込み成形部 26bとのそれぞれの変形量に対応して徐々に下降した後、前記上部側環状側壁部 120を塑性変形させる第 1の据え込み成形力と下部側環状側壁部 122を塑性変形させる第 2の据え込み成形力とがバランスすることにより、所定位置に保持される（図 14F参照)。

[0079] この結果、図 13Bに示されるように、軸方向に沿った両端部側に半径外方向に向力つて所定長だけ拡径された第 1据え込み成形部 26aと第 2据え込み成形部 26bとがそれぞれ形成され、前記第 1据え込み成形部 26aと第 2据え込み成形部 26bとの間にアンダカット部 28を有する成形体 24が得られる。

[0080] 他の実施の形態に係る成形品の製造方法では、ばね部材 76等の付勢機構によつて付勢された割型 68を用いて浮動可能な状態に配置し、単一のパンチ 166によって円筒体 118を軸方向に加圧する簡便な方法によって、軸方向に沿った両端部側に第 1据え込み成形部 26aと第 2据え込み成形部 26bとがそれぞれ略同時に形成されると共に、前記第 1据え込み成形部 26aと前記第 2据え込み成形部 26bとの間にアンダカット部 28が形成された成形体 24が得られる。

[0081] なお、被成形体を金属製のパイプ材（円筒体 118)とした場合、図 15に示されるように、アンダカット成形部 80を境界とした第 1据え込み成形部 26a側と第 2据え込み成形部 26bとの間で肉の流動はなぐアンダカット成形部 80を境界する成形前のパイプ材の上部側体積 VI及び下部側体積 V2が、成形後の成形体の上部側体積 VI及び下部側体積 V2と同一となるように構成される。従って、被成形体をパイプ材とすることにより、第 1据え込み成形部 26a側と第 2据え込み成形部 26b側への肉の分配条件を容易に設定することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 軸方向と平行に所定長だけ延在する円筒状の環状側壁部 (20)と前記環状側壁部

(20)に連続する中実部 (22)とからなる中間成形体 (18)を被成形体とし、付勢機構によって変位可能に付勢された複数の割型（68)と固定金型（66)とによって形成されたキヤビティ内に前記被成形体を装填する工程と、

パンチ（90)を下降させ、前記被成形体を囲繞する前記割型 (68)が下降しながら前記パンチ（90)の第 1成形部（92)によって前記被成形体の環状側壁部（20)を半径外方向に塑性変形する第 1の据え込み成形が施されることにより、前記被成形体の軸方向の一端部側に第 1据え込み成形部（26a)を形成する工程と、

前記パンチ（90)をさらに下降させ、前記パンチ（90)が前記被成形体の中実部（2 2)に当接して前記中実部（22)が加圧されて前記被成形体を囲繞する割型 (68)が下降しながら該中実部（22)が半径外方向に塑性変形する第 2の据え込み成形が施され、前記塑性変形した肉が前記割型 (68)の第 2成形部（82)内に流れ込んで充填されることにより、被成形体の軸方向の他端部側に第 2据え込み成形部（26b)が形成されると共に、前記割型（68)のアンダカット成形部（80)によって前記第 1据え込み成形部（26a)と前記第 2据え込み成形部（26b)との間にアンダカット部（28)が形成される工程と、

を有することを特徴とするアンダカット部を有する成形品の製造方法。

[2] 請求項 1記載の方法において、

前記第 1据え込み成形部（26a)と前記第 2据え込み成形部（26b)との間の肉流れの分配は、前記被成形体の環状側壁部（20)と中実部（22)との境界部位に当接する前記割型（68)のアンダカット成形部（80)によって遂行されることを特徴とするアンダカット部を有する成形品の製造方法。

[3] 軸方向と平行に所定長だけ延在する上部側環状側壁部（120)と前記上部側環状側壁部（120)に連続する下部側環状側壁部（122)とからなる円筒体（118)を被成形体とし、付勢機構によって変位可能に付勢された複数の割型 (68)と固定金型（16 2)とによって形成されたキヤビティ内に前記被成形体を装填する工程と、

パンチ（166)を下降させ、前記被成形体を囲繞する割型 (68)が下降しながら前記パンチ（166)の第 1成形部（164)によって前記被成形体の上部側環状側壁部（120 )を半径外方向に塑性変形する第 1の据え込み成形が施されることにより、前記被成形体の軸方向の一端部側に第 1据え込み成形部（26a)を形成する工程と、

前記パンチ（166)をさらに下降させ、前記パンチ（166)が前記被成形体の下部側環状側壁部（122)を加圧して前記被成形体を囲繞する割型 (68)が下降しながら該下部側環状側壁部（122)が半径外方向に塑性変形する第 2の据え込み成形が施され、前記塑性変形した肉が前記割型 (68)の第 2成形部（82)内に流れ込んで充填されることにより、被成形体の軸方向の他端部側に第 2据え込み成形部（26b)が形成されると共に、前記割型（68)のアンダカット成形部（80)によって前記第 1据え込み成形部（26a)と前記第 2据え込み成形部（26b)との間にアンダカット部（28)が形成される工程と、

[4] 請求項 3記載の方法において、

前記第 1据え込み成形部（26a)と前記第 2据え込み成形部（26b)との間の肉流れの分配は、前記被成形体の上部側環状側壁部（120)と下部側環状側壁部（122)との境界部位に当接する前記割型（68)のアンダカット成形部（80)によって遂行されることを特徴とするアンダカット部を有する成形品の製造方法。

[5] 軸方向と平行に所定長だけ延在する円筒状の環状側壁部 (20)と前記環状側壁部

(20)に連続する中実部（22)とからなる被成形体（18)と、

周方向に沿って複数分割されて前記被成形体 (18)を囲繞すると共に、型開き時に成形体から離間可能に設けられた複数の割型 (68)と、

前記割型（68)の中心に設けられ、前記被成形体（18)が載置される下型（66)と、前記複数の割型 (68)をフローティング可能に支持する付勢機構と、

前記下型 (66)と同軸状に配置され、昇降自在に設けられた単一のパンチ (90)と、を備え、

前記パンチ（90)には、前記被成形体（18)の環状側壁部（20)を半径外方向に塑性変形させると共に、前記中実部（22)を前記下型 (66)に向力て加圧する第 1成形部（92)が形成され、前記割型 (68)の内壁には、前記被成形体（18)の環状側壁部（20)と中実部（22) との境界部位に係合する環状突起部力なるアンダカット成形部（80)と、前記アンダカット成形部 (80)力連続する下方側に形成された環状凹部力なる第 2成形部 (8 2)とが設けられることを特徴とするアンダカット部を有する成形品の鍛造成形装置。

[6] 請求項 5記載の装置において、

前記付勢機構はばね部材 (76)力なり、前記ばね部材 (76)は、前記複数の割型 (68)を径方向外側上方へと案内するガイド型部材（72)をフローティング可能に支持するように設けられることを特徴とするアンダカット部を有する成形品の鍛造成形装置。

[7] パンチ（90)によって加圧されることにより、被成形体（18)の軸方向の一端部側に第 1据え込み成形部（26a)を形成すると共に、前記被成形体（18)の軸方向の他端部側に第 2据え込み成形部（26b)を形成し、且つ、前記第 1据え込み成形部（26a) と前記第 2据え込み成形部（26b)との間にアンダカット部（28)が形成されたアンダカット成形品において、

前記被成形体 (18)は、軸方向と平行に所定長だけ延在する円筒状の環状側壁部 (20)と前記環状側壁部（20)に連続する円柱状の中実部（22)とからなることを特徴とする中間成形体。