WO2011074258A1 - パーキングポールブランク及びその製造方法 - Google Patents

パーキングポールブランク及びその製造方法 Download PDF

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WO2011074258A1
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parking pole
bending
blank
manufacturing
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勝 奥田
一男 浅見
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株式会社オーハシテクニカ
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    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/76Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3425Parking lock mechanisms or brakes in the transmission characterised by pawls or wheels

Definitions

  • the present invention relates to a parking pole blank and a manufacturing method thereof, and more particularly to a parking pole blank manufactured by cold forging and a manufacturing method of a parking pole blank by cold forging.
  • the parking pole is fitted to a parking gear installed in the wheel drive system of the automobile so that the automobile cannot be moved.
  • the parking pawl is detachably fitted to the parking gear, and a rotation fulcrum. And a driving portion on which a force for rotation is applied.
  • a linear thing (henceforth "A type") by which a fitting claw is arranged between a through hole and a drive part, and a drive part and a fitting claw are arranged on both sides across a through hole.
  • B type Linear ones
  • C type ones having a fitting claw disposed between the through hole and the drive part and bent into a letter shape
  • D type triangular shape
  • the parking gear is a safety part, high reliability is required in terms of strength and accuracy. For this reason, conventionally, it has been necessary to cut the entire shape of the shaped material and finish it with a large number of processing steps, or after finely punching the plate material to the required contour using a fine blanking machine, and then cutting the punching It was manufactured by the method of removing. However, the manufacturing cost is high due to the large number of processing steps, low productivity, and low material yield. In the case of manufacturing by punching the plate material, the fiber line (hereinafter referred to as “metal flow”) of the material structure is cut, and the fatigue strength of the fitting claws is lowered.
  • metal flow the fiber line
  • a forged (hot, warm, cold) plate-like material or cast plate-like material is inserted into a forming die on which a formed part is formed, and the formed part is passed back and forth.
  • An invention is disclosed in which the dimensional accuracy is increased by press working (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 does not disclose a method for producing a forged plate-like material or a cast plate-like material. For this reason, if a forged plate-shaped material is manufactured by a known hot forging technique, for example, a tablet in which a round bar is cut by multiple closed forgings and multiple annealings, the material yield deteriorates due to the occurrence of forging burrs. Or crystal grains are coarsened, and the fiber flow is cut. Also, there is no known method for obtaining a forged plate-like material by cold forging or warm forging into a shape that can be inserted into the forming die.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and prevents the coarsening of the crystal grains of the material structure at a high material yield, and furthermore, the parking with continuous fiber flow in the fitting claw
  • the object is to obtain a pole blank and a manufacturing method for manufacturing the parking pole blank.
  • a method of manufacturing a parking pole blank according to the present invention includes a cutting step of cutting a wire into billets having a predetermined length, A longitudinal compression step of compressing the billet in the axial direction so that a projecting portion projecting to one side is formed on a substantially central side surface in the longitudinal direction of the billet; A bending step of bending the billet so that the approximate center in the longitudinal direction is a bending point; A transverse compression step of compressing the billet in a direction perpendicular to a protruding direction of the protruding portion so that the bent billet becomes flat.
  • projection part is formed, It is characterized by the above-mentioned.
  • a through hole is formed at a position away from the overhanging portion.
  • the method according to any one of (1) to (4) further includes an annealing step for annealing the bent billet after the bending step.
  • the side surface of the billet is slid on the inner surface of the mold so that the side surface of the flat billet becomes smooth. And a sliding step.
  • the method according to any one of (1) to (5) further includes a carburizing step of carburizing and quenching the smoothed side surface after the sliding step.
  • the parking pole blank according to the present invention is manufactured by the method for manufacturing a parking pole blank described in any one of (1) to (7).
  • the overhanging portion includes a vertical compression step (jaw extension step), a bending step (falling step), and a lateral compression step (flat hitting step). Therefore, the fiber flow is continuous over the entire length.
  • the overhanging portion is a fitting claw that fits into the parking gear, the reliability of the parking pole can be increased, and the downsizing of the parking pole and the parking gear can be promoted. To contribute to improving fuel efficiency.
  • the fitting claw, the through hole or the driving portion can be arranged at any position, so that the degree of freedom of design is increased. That is, a parking pole blank suitable for various types of parking systems can be manufactured at low cost.
  • the overhang portion (the overhang amount) formed in the longitudinal compression process can be expanded (the overhang amount is increased) in the lateral compression step, and a parking pole blank having a large overhang portion is manufactured. Is possible. Further, by changing the shape of the thin wall range, it is possible to manufacture a parking pole blank having a triangular shape as a whole. (Iv) Moreover, since the through hole is formed in the lateral compression step, machining can be omitted, and the manufacturing cost can be reduced at a low cost.
  • the flowchart which shows the manufacturing process explaining the manufacturing method of the parking pole blank which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • the side view and top view which show the raw material shape in the cutting process shown in FIG.
  • the side view which shows the raw material shape in the vertical compression process shown in FIG.
  • the top view which shows the raw material shape in the vertical compression process shown in FIG.
  • the top view which shows the raw material shape in the bending process shown in FIG. The side view and top view which show the raw material shape in the horizontal compression process shown in FIG. Sectional drawing of the side view which shows the metal mold
  • the side view which shows the parking pole blank which concerns on Embodiment 2 of this invention Sectional drawing of the side view and plane view which show the metal flow of the overhang
  • the microscope picture which shows the metal structure of the parking pole blank shown in FIG. The microscope picture which shows the metal structure of the parking pole blank shown in FIG.
  • FIG. 1 is a flowchart for explaining a manufacturing process of a parking pole blank according to Embodiment 1 of the present invention and showing a manufacturing process.
  • 2 to 7 show the material shape in each manufacturing process of the parking pole blank manufacturing method according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view and a plan view in the cutting process
  • FIG. 4 is a plan view of the longitudinal compression process
  • FIG. 5 is a side view of the bending process
  • FIG. 6 is a plan view of the bending process
  • FIG. 7A is a side view of the lateral compression process.
  • 7 (b) is a plan view in the lateral compression step.
  • FIG. 1 is a flowchart for explaining a manufacturing process of a parking pole blank according to Embodiment 1 of the present invention and showing a manufacturing process.
  • 2 to 7 show the material shape in each manufacturing process of the parking pole blank manufacturing method according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically illustrating a mold used in the method for manufacturing the parking pole blank according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 8A is a mold for a longitudinal compression process.
  • b) is a mold for the bending process.
  • Each drawing is schematically drawn, and the aspect ratio and relative size of each member are not limited to those shown in the drawings.
  • a parking pole blank manufacturing method 100 includes: A lubrication step (S1) of applying a forging lubricant such as metal soap to the outer surface of a wire rod (coiled wire rod or a rod having a predetermined length is collectively referred to as a “round bar material”); A cutting step (1 of S2) for cutting the round bar material W into the cutting material 10 of a predetermined length; An end face forming step (2 of S2) for forming the end face of the cutting material 10 into a plane perpendicular to the axis; A longitudinal compression step (1 to S3 of S3) in which the cut material 10 is compressed in the axial direction to form an overhang material 20 in which an overhang portion 24 is formed on one side of the side surface of the central portion 22 in the longitudinal direction.
  • the lubrication step (S1) reduces friction with the mold and facilitates subsequent plastic deformation, and does not limit the type of metal soap to be applied or the manner of application. .
  • a long wire (not shown) W is sheared to a predetermined length to produce a cut material 10 (1 of S2). Then, the cutting material 10 is compressed in the axial direction (hereinafter referred to as “longitudinal compression”) in a closed cross-section cylindrical mold (not shown), and the lower end surface 10a and the upper end surface 10b are made to be a plane perpendicular to the axis. Molded (S2-2). At this time, you may provide chamfering (C chamfering, R chamfering) in the outer periphery of the lower end surface 10a and the upper end surface 10b.
  • the present invention does not limit the cutting procedure, and mechanical saw cutting may be used instead of shearing. At this time, the end face forming step may be omitted.
  • the cutting material 10 is longitudinally compressed in a closed space (cavity) formed by a pair of dies (not shown) (hereinafter referred to as an upper die and a lower die).
  • An overhanging portion 24 is formed on the side surface of the central portion 22 in the longitudinal direction so as to protrude to one side (right side in FIG. 3) (S3-1).
  • the overhanging portion 24 has a substantially trapezoidal cross section in a side view and a substantially fan-shaped cross section in a plan view.
  • the outer diameter is slightly increased by vertical compression.
  • a cavity corresponding to a part of the projecting portion 24 is formed in a range near the upper end surface of the lower die, and a cavity corresponding to a part of the projecting portion 24 is formed in a range near the lower end surface of the upper die.
  • the amount of the overhanging portion 24 increases, and the total length of the overhanging material 20 is shortened accordingly ( S3 2 to S3 3).
  • the cross-section of the side surface of the overhang portion 24 and the center portion 22 is substantially rectangular (exactly, the overhang direction side of the overhang portion 24 is a circle).
  • the number of vertical compressions is not limited, and the number of times can be set according to the shape of the overhang portion 24 (the overhang amount or the like).
  • the overhanging material 20 holds the overhanging portion 24 and the lower cylindrical portion 21 with a lower die (not shown), and the overhanging direction of the overhanging portion 24 is shown.
  • the upper cylindrical portion 23 is bent by an upper punch that opens in the opposite direction. That is, the axial center 23c of the upper cylindrical portion 23 is inclined by a predetermined bending angle ( ⁇ a) with respect to the axial center 21c of the lower cylindrical portion 21, and the overhanging portion 24 is positioned on the convex surface side (1 of S4). ). Further, in FIG. 5B and FIG. 6B, it is bent at a larger bending angle ( ⁇ b) (S4-2).
  • the bent overhang material 20 is referred to as a bent material 30.
  • this invention does not limit the frequency
  • the bending material 30 is compressed in a direction perpendicular to the protruding direction of the protruding portion 24 (hereinafter referred to as “lateral compression”), and a flat parking pole blank (hereinafter referred to as “blank”) having a predetermined shape. 40) is formed. That is, the bending material 30 is laterally compressed by a lower die having a predetermined shape, and the lower cylindrical portion 21, the central portion 22, the upper cylindrical portion 23, and the overhanging portion 24 are formed into a plate-like lower flat portion 41 and a central flat portion 42, respectively. The upper flat portion 43 and the overhang flat portion 44 are formed into a predetermined shape in a side view.
  • a range extending between the central flat part 42 and the overhanging flat part 44 is partially thinned, that is, by forming a partial depression range, the material flow to the surroundings is promoted, and a predetermined shape is formed.
  • the formation may be ensured.
  • the lower flat portion 41 and the upper flat portion 43 can be overhanged, the lower cylindrical portion 21 and the upper cylindrical portion 23 that have been difficult to be extended by vertical compression can be overhanged. It is possible to form the blank 40 having a substantially triangular shape or the like. Or you may form the through-hole penetrated in a part and reduce the cutting allowance in post-processing.
  • the lower flat part 41, the central flat part 42, the upper flat part 43, and the overhanging flat part 44 are referred to for convenience of explanation, and their respective boundaries are not clearly defined.
  • the vertical compression mold 200 is mainly composed of a lower die 210, an upper die 220, a lower punch 230, and an upper punch 240.
  • the lower die 210 is formed with a circular space 213 having a circular cross section over the entire length, and an overhang space (cavity) 212 corresponding to a partial shape of the overhang portion 24 in a predetermined range close to the upper surface 211.
  • the upper die 220 is formed with a circular space 223 having a circular cross section over the entire length and an overhang space (cavity) 222 corresponding to a partial shape of the overhang portion 24 in a predetermined range close to the lower surface 221. .
  • a space having a shape corresponding to the projecting portion 24 of the projecting material 20 is formed by the projecting space 212 and the projecting space 222.
  • the lower punch 230 and the upper punch 240 are formed in circular cross sections that can enter the circular space 213 and the circular space 223, respectively. Note that the depth (corresponding to the amount of overhang), the inclination, and the like of the overhang space 212 and the overhang space 222 are design items that can be set as appropriate.
  • the mold 300 for the bending process is mainly composed of a lower die 310, a lower punch 3330, and an upper punch 340.
  • a protruding space (cavity) corresponding to a partial shape of the circular space 313 and the protruding portion 24 that holds the lower cylindrical portion 21, the central portion 22, and the protruding portion 24 of the bending material 30. ) 312 is formed.
  • the upper punch 340 has a slope 341 that slides on the upper end surface 30b of the bending material 30 on one side (left side in the figure), and the other side (right side in the figure) is open. At this time, in order to increase the sliding area of the inclined surface 341 with the bending material 30, the sliding surface is a semicircular groove.
  • FIG. 9 is a side view schematically showing a parking pole blank according to Embodiment 2 of the present invention.
  • a plane perpendicular to the axial direction of the cutting material 10 is a plane
  • a plane perpendicular to the plane is a side surface.
  • FIG. 9A shows an “A type” blank 40a, which is bent so that the overhanging portion 24 is on the concave side in the bending step, and the lower flat portion 41 is directed toward the lower end in the lateral compression step. It is gradually spread.
  • a thin range (not shown) or a through hole 45 (shown by a broken line) may be formed near the lower end of the lower flat portion 41.
  • FIG. 9A shows an “A type” blank 40a, which is bent so that the overhanging portion 24 is on the concave side in the bending step, and the lower flat portion 41 is directed toward the lower end in the lateral compression step. It is gradually spread.
  • a thin range (not shown) or a through hole 45 (show
  • FIG. 9B shows a “B type” blank 40b in which a protruding flat portion 44 is formed at the upper end of the upper flat portion 43 in the bending step, and the central flat portion 42 is pushed in the horizontal compression step. It has been spread.
  • a thin range (not shown) or a through hole 45 (shown by a broken line) may be formed near the lower end of the lower flat portion 41.
  • FIG. 9C shows a “C type” blank 40c, which is bent so that the overhanging flat portion 44 is on the convex surface side in the bending step, and substantially entirely widened in the lateral compression step. ing.
  • a thin range (not shown) or a through hole 45 (shown by a broken line) may be formed near the lower end of the lower flat portion 41.
  • FIG. 9D shows a “D type” blank 40d which is bent so that the overhanging flat portion 44 is on the convex surface side in the bending step, and is substantially broadly expanded in the lateral compression step. It has a substantially triangular shape in side view. At this time, in order to broaden the range corresponding to the central flat part 42 and the overhanging flat part 44, the thin-walled area 46 is formed, and a through hole 45 (shown by a broken line) may be formed. .
  • FIG. 10 schematically shows the metal flow of the overhanging flat portion 43 of the blank 40 for explaining the parking pole blank according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. (Center in the vertical direction) and (b) are cross sections in plan view.
  • FIG. 10A the metal flow parallel to the axis of the cutting material 10 is not cut and is folded into a U-shape to reach the tip of the protruding flat portion 43 of the blank 40 in the protruding direction. Invaded.
  • such a form of the metal flow is recognized in the entire region along the outer peripheral edge of the blank 40.
  • FIG. 10B the concentric metal flow centered on the axis of the cutting material 10 enters the overhanging flat portion 43 of the blank 40 without being cut, and extends from the lower flat portion 41 to the upper flat portion. It continues over part 43.
  • FIG. 11 and 12 are photomicrographs showing the metal structure of the overhanging flat portion 43 of the blank 40 for explaining the parking pole blank according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the blank 40 is the “C type” shown in FIG. 9C
  • FIG. 11A is the side where the curvature radius of the flat overhanging portion 44 is small (the position shown by “circle a” in FIG. 9).
  • FIG. 11B shows the opposite side of the flat overhanging portion 44 (the position indicated by “circle b” in FIG. 11)
  • FIG. 12C shows the side where the flat overhanging portion 44 has a large radius of curvature (the same figure).
  • 12 (d) shows a metal flow in a side view at the tip of the flat overhanging portion 44 (position shown in “circle d” in the same figure).
  • a metal flow that is substantially parallel to the outer peripheral surface is formed, and a metal flow that intrudes into the inner side is formed while the radius of curvature of the tip gradually decreases as the distance from the outer peripheral surface increases in the field of view. ing.
  • a metal flow substantially along the outer peripheral surface is formed as in (a) of FIG. At this time, since the metal flow is wavy, it is suggested that the plastic deformation in the compression process and the bending process is not uniform over the entire length.
  • FIG. 12D a substantially U-shaped metal flow is formed along the outer peripheral surface in the range close to the outer peripheral surface, and the radius of curvature of the tip gradually decreases as the distance from the outer peripheral surface increases in the field of view.
  • a substantially V-shaped metal flow is formed (see FIG. 10B).
  • the fiber flow along the protruding shape is formed from the periphery to the protruding flat part 43, and the coarsening of the crystal grains is prevented.
  • Strength is high. Therefore, if the protruding flat portion 44 of the blank 40 is a fitting claw that fits into the parking gear, the reliability of the parking pole can be increased and the downsizing of the parking pole and the parking gear can be promoted. It is possible to promote the weight reduction of automobiles and contribute to the improvement of fuel consumption.
  • the present invention is as described above, it is possible to provide a parking pole blank that is inexpensive and has a high fatigue height. It can be widely used as (blank).

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Abstract

 パーキングポールブランクの製造方法は、丸棒素材Wを所定長さの切断素材10に切断する切断工程(S2の1)と、切断素材10の端面を成形する端面成形工程(S2の2)と、中央扁平部42の側面に張出扁平部44が形成された張出素材20を形成するための、軸方向に圧縮する縦圧縮工程(S3の1~S3の3)と、略中央において曲げられた屈曲素材30を形成するための、曲げる曲げ工程(S4の1~S4の2)と、 屈曲素材30を扁平な所定形状のパーキングポールブランク40に形成するための、張出方向に対して垂直な方向に圧縮する横圧縮工程(S6)と、を有している。

Description

パーキングポールブランク及びその製造方法
 本発明はパーキングポールブランク及びその製造方法、特に、冷間鍛造によって製造されたパーキングポールブランク、および冷間鍛造によるパーキングポールブランクの製造方法に関するものである。
 パーキングポールは、自動車の車輪駆動系に設置されたパーキングギアに嵌合して、自動車の移動を不能にするものであって、パーキングギアに着脱自在に嵌合する嵌合爪と、回動支点となる貫通穴と、回動させるための力が作用する駆動部と、を有している。
 そして、貫通穴と駆動部との間に嵌合爪が配置された直線状のもの(以下、「Aタイプ」と称す)や、貫通穴を挟んで両側に駆動部と嵌合爪とが配置された直線状のもの(以下、「Bタイプ」と称す)や、貫通穴と駆動部との間に嵌合爪が配置されへ字状に屈曲したもの(以下、「Cタイプ」と称す)や、貫通穴と駆動部と嵌合爪とがそれぞれ角部に配置された三角形状のもの(以下、「Dタイプ」と称す)がある。
 パーキングギアは保安部品であることから、強度面や精度面において高い信頼性が要求される。このため、従来、素形材を全面切削加工し、多くの加工工数をかけて仕上げる方法や、ファインブランキング機を用いて板材料を所要の輪郭形状に精密に打ち抜いた後、抜きダレを切削除去する方法によって製造されていた。
 しかしながら、加工工数が多いこと、生産性が低いこと、あるいは材料歩留まりが低いことから製造コストが高くなっていた。また、板材料を打ち抜いて製造した場合には、材料組織の繊維線(以下、「メタルフロー」と称す)が切断され、嵌合爪の疲労強度が低下していた。
 そこで、安価なパーキングポールブランクを提供するため、鍛造(熱間、温間、冷間)プレート状素材または鋳造プレート状素材を、成形部が形成された成形ダイスに挿入し、成形部を往復通過させてプレス加工することによって寸法精度を高める発明が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004-322164号公報(第4-6頁、第4図)
 しかしながら、特許文献1には、鍛造プレート状素材または鋳造プレート状素材の製造方法が開示されていない。このため、鍛造プレート状素材を公知の熱間鍛造技術、例えば、丸棒を切断したタブレットを複数回の閉塞鍛造および複数回の焼鈍によって製造したのでは、鍛造バリの発生によって材料歩留が悪化したり、結晶粒が粗大化したり、さらに、ファイバーフローが切断されたりするという問題があった。
 また、鍛造プレート状素材を、前記成形ダイスに挿入可能な形状に冷間鍛造または温間鍛造によって得る方法は知られていない。
 本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、高い材料歩留まりで、材料組織の結晶粒の粗大化が防止され、さらに、嵌合爪におけるファイバーフローが連続したパーキングポールブランクと、該パーキングポールブランクを製造する製造方法を得ることにある。
 (1)本発明に係るパーキングポールブランクの製造方法は、線材を所定長さのビレットに切断する切断工程と、
 前記ビレットの長手方向の略中央の側面に一方側に張り出した張出部が形成されるように前記ビレットを軸方向に圧縮する縦圧縮工程と、
 長手方向の略中央が屈曲点になるように前記ビレットを曲げる曲げ工程と、
 前記折り曲げられたビレットが扁平になるように該ビレットを前記張出部の張出方向に対して垂直な方向に圧縮する横圧縮工程と、を有することを特徴とする。
 (2)また、線材を所定長さのビレットに切断する切断工程と、
 前記ビレットの一方の端部の側面および長手方向の略中央の側面に、一方側に張り出した張出部が形成されるように前記ビレットを軸方向に圧縮する縦圧縮工程と、
 長手方向の略中央が屈曲点になるように前記ビレットを曲げる曲げ工程と、
 前記折り曲げられたビレットが扁平になるように該ビレットを前記張出部の張出方向に対して垂直な方向に圧縮する横圧縮工程と、を有することを特徴とする。
 (3)また、前記(1)または(2)における前記横圧縮工程において、前記張出部の近傍に部分的に陥没した薄肉範囲が形成されることを特徴とする。
 (4)また、前記(1)~(3)に何れかにおける前記横圧縮工程において、前記張出部から離れた位置に貫通穴が形成されることを特徴とする。
 (5)また、前記(1)~(4)に何れかにおける前記曲げ工程の後に、前記曲げられたビレットを焼鈍する焼鈍工程を有することを特徴とする。
 (6)また、前記(1)~(5)に何れかにおける前記横圧縮工程の後に、前記扁平になったビレットの側面が平滑になるように、該ビレットの側面を金型内面に摺動させる摺動工程を有することを特徴とする。
 (7)また、前記(1)~(5)に何れかにおける前記摺動工程の後に、前記平滑になった側面に侵炭焼き入れをする侵炭工程を有することを特徴とする。
 (8)さらに、本発明に係るパーキングポールブランクは、前記(1)~(7)の何れかに記載のパーキングポールブランクの製造方法によって製造されたことを特徴とする。
 (i)本発明に係るパーキングポールブランクの製造方法は、張出部が、縦圧縮工程(顎出し工程)と、曲げ工程(倒し工程)と、横圧縮工程(平打ち工程)と、を有するから、ファイバーフローが全長に渡って連続している。特に、張出部の周囲からは張出部にかけて張出形状に沿ったファイバーフローが形成されるから、張出部の疲労強度が高くなっている。したがって、張出部をパーキングギアに嵌合する嵌合爪にすれば、パーキングポールの信頼性が高まると共に、パーキングポールおよびパーキングギアの小型化を促進することができ、これが搭載される自動車の軽量化を促進し、燃費の向上に寄与する。
 また、従来の閉塞鍛造では鍛造バリが発生していたものの、本発明では鍛造バリが発生しないから、材料歩留まりが向上し、製造コストが安価になる。なお、ファインブランキングのような打ち抜き加工では打ち抜き範囲の周囲が押さえ範囲として残っていたものの、本発明ではかかる押さえ範囲が不要なため、材料歩留まりを大幅に向上している。
 (ii)また、張出部が2箇所に形成されるから、嵌合爪、貫通穴あるいは駆動部を何れの位置に配置することができるから、設計の自由度が増す。すなわち、各種形態のパーキングシステムに好適なパーキングポールブランクを安価に製造することが可能になる。
 (iii)また、横圧縮工程において薄肉範囲が形成されるから、薄肉範囲の周囲に材料が押し出される。したがって、縦圧縮工程において形成された張出部(張出量)を、横圧縮工程において拡張(張出量を増大)することができ、大きな張出部を具備するパーキングポールブランクを製造することが可能になる。また、薄肉範囲の形状を変更することによって、全体が三角形状のパーキングポールブランクを製造することが可能になる。
 (iv)また、横圧縮工程において貫通穴が形成されるから、機械加工を省略することができ、製造コストを安価に押さえることができる。
 (v)また、曲げ工程の後に焼鈍工程を有するから、横圧縮工程における塑性変形が容易になる。すなわち、金型の負担を軽くして、所望の形状のパーキングポールブランクを製造することが可能になる。
 (vi)横圧縮工程の後に側面を金型内面に摺動させるから、製造されたパーキングポールブランクの側面の面粗度が高まり、製品品質が向上する。
 (vii)最終的に側面に侵炭焼き入れをするから、側面の硬さが高まり、摩耗の少ないパーキングポールブランクが得られる。
 (viii)本発明に係るパーキングポールブランクは、前記パーキングポールブランクの製造方法によって製造されるから、安価で信頼性が高く、設計の自由度を増して自動車の軽量化に寄与する。
本発明の実施の形態1に係るパーキングポールブランクの製造方法を説明する、製造工程を示すフローチャート。 図1に示す切断工程における素材形状を示す側面図および平面図。 図1に示す縦圧縮工程における素材形状を示す側面図。 図1に示す縦圧縮工程における素材形状を示す平面図。 図1に示す曲げ工程における素材形状を示す側面図。 図1に示す曲げ工程における素材形状を示す平面図。 図1に示す横圧縮工程における素材形状を示す側面図および平面図。 図1に示す縦圧縮工程および曲げ工程においてそれぞれ用いられる金型を示す側面視の断面図。 本発明の実施の形態2に係るパーキングポールブランクを示す側面図。 図9に示すパーキングポールブランクの張出部のメタルフローを示す側面視および平面視の断面図。 図9に示すパーキングポールブランクの金属組織を示す顕微鏡写真。 図9に示すパーキングポールブランクの金属組織を示す顕微鏡写真。
 [実施の形態1]
 図1は本発明の実施の形態1に係るパーキングポールブランクの製造方法を説明するものであって、製造工程を示すフローチャートである。図2~図7は本発明の実施の形態1に係るパーキングポールブランクの製造方法の各製造工程における素材形状を示すものであって、図2は切断工程における側面図および平面図、図3は縦圧縮工程における側面図、図4は縦圧縮工程における平面図、図5は曲げ工程における側面図、図6は曲げ工程における平面図、図7の(a)は横圧縮工程における側面図、図7の(b)は横圧縮工程における平面図である。図8は本発明の実施の形態1に係るパーキングポールブランクの製造方法に用いる金型を模式的に説明する側面視の断面図であって、(a)は縦圧縮工程用の金型、(b)は曲げ工程用の金型である。なお、各図は模式的に描かれたものであって、各部材の縦横比や相対的な大きさ等は、図示するものに限定するものではない。
 (製造工程)
 図1において、パーキングポールブランクの製造方法100は、
 線材(コイル状線材または所定長さの棒材を「丸棒素材」と総称している)Wの外面に金属石鹸等の鍛造潤滑剤を塗布する潤滑工程(S1)と、
 丸棒素材Wを所定長さの切断素材10に切断する切断工程(S2の1)と、
 切断素材10の端面を軸心に垂直な平面に成形する端面成形工程(S2の2)と、
 長手方向の中央部22の側面に一方側に張り出した張出部24が形成された張出素材20を形成するための、切断素材10を軸方向に圧縮する縦圧縮工程(S3の1~S3の3)と、
 長手方向の略中央において曲げられた屈曲素材30を形成するための、張出素材20を曲げる曲げ工程(S4の1~S4の2)と、
 次工程である横圧縮工程(S6)のために、熱処理が必要であるか判断する判断工程(S5の1)と、
 判断工程(S5の1)において、熱処理および再度の鍛造潤滑剤の塗布が必要であると判断した場合に実行する焼鈍潤滑工程(S5の2)と、
 屈曲素材30を扁平な所定形状のパーキングポールブランク40に形成するための、屈曲素材30を張出部24の張出方向に対して垂直な方向に圧縮する横圧縮工程(S6)と、を有している。
 (潤滑工程)
 潤滑工程(S1)は、金型との摩擦を低減して、その後の塑性変形を容易にするたものものであって、塗布する金属石鹸等の種類や、塗布の要領を限定するものではない。
 (切断工程、端面成形工程)
 図2において、図示しない長尺のワイヤ-Wを所定長さに剪断し、切断素材10を製造している(S2の1)。そして、切断素材10を図示しない断面円筒状の閉塞金型内において、軸方向に圧縮(以下、「縦圧縮」と称す)して、下端面10aおよび上端面10bを軸心に垂直な平面に成形している(S2の2)。このとき、下端面10aおよび上端面10bの外周縁に面取り(C面取り、R面取り)を設けてもよい。
 なお、本発明は切断要領を限定するものではなく、剪断に替えて機械的な鋸切断であってもよい。このとき、端面成形工程を省略してもよい。
 (縦圧縮工程)
 図3の(a)および図4の(a)において、図示しない一対のダイス(以下、上ダイスおよび下ダイスと称す)によって形成される閉塞空間(キャビティ)において、切断素材10を縦圧縮して、長手方向の中央部22の側面に一方側(図3において右側)に張り出した張出部24を形成している(S3の1)。
 張出部24は側面視で断面略台形状、平面視で断面略扇状である。一方、張出部24を除く範囲(以下、下円柱部21および上円柱部23と称す)は、縦圧縮によって外径が僅かに大きくなっている。このとき、下ダイスの上端面に近い範囲に張出部24の一部に対応したキャビティが形成され、上ダイスの下端面に近い範囲に張出部24の一部に対応したキャビティが形成されている。
 さらに、図3の(b)、(c)において、同様の縦圧縮を繰り返すことによって、張出部24の張出量が増加し、その分、張出素材20の全長が短くなっている(S3の2~S3の3)。
 このとき、図4の(b)、(c)において、張出部24と中央部22とを合わせた側面の断面は略矩形状(正確には、張出部24の張出方向側は円弧状角部を有する矩形、張出部24の張出方向とは反対側(中央部に同じ)は円弧)を呈している。
 なお、本発明は縦圧縮の回数を限定するものではなく、張出部24の形状(張出量等)に応じてその回数を設定することができる。
 (曲げ工程)
 図5の(a)および図6の(a)において、張出素材20は、図示しない下ダイスによって張出部24と下円柱部21とを保持した状態で、張出部24の張出方向とは反対方向が開口した上パンチによって上円柱部23を曲げている。すなわち、下円柱部21の軸心21cに対して上円柱部23の軸心23cが所定の曲げ角度(θa)だけ傾斜して、張出部24が凸面側に位置している(S4の1)。
 さらに、図5の(b)および図6の(b)において、より大きな曲げ角度(θb)に曲げられている(S4の2)。なお、曲げられた張出素材20を屈曲素材30と称す。
 なお、本発明は曲げ工程の回数を限定するものではなく、曲げ角度の大きさに応じて、その回数を設定することができる。また、張出部24が凸面側に位置するように曲げるものに限定するものではなく、張出部24が凹面側に位置するように曲げてもよい。
 (焼鈍潤滑工程)
 そして、曲げ工程(S4の2)の後に、加工硬化を緩和して横圧縮工程を容易にする必要があると判断した場合には、焼鈍を実行して、再度、外面に鍛造潤滑剤を塗布する(S5の2)。
 (横圧縮工程)
 図7において、屈曲素材30を張出部24の張出方向に対して垂直な方向に圧縮(以下、「横圧縮」と称す)し、扁平な所定形状のパーキングポールブランク(以下、「ブランク」と称す)40を形成している。すなわち、屈曲素材30は所定形状の下ダイスにおいて横圧縮され、下円柱部21、中央部22、上円柱部23、および張出部24は、それぞれ板状の下扁平部41、中央扁平部42、上扁平部43および張出扁平部44になって、側面視で所定の形状に成形される。
 このとき、中央扁平部42と張出扁平部44とに跨った範囲を部分的に薄肉にして、すなわち、部分的な凹み範囲を形成することによって周囲への材料流れを助長し、所定の形状への形成を確実にしてもよい。また、下扁平部41や上扁平部43の張出が可能になるから、縦圧縮では張出が困難であった下円筒部21や上円筒部23の張り出しが可能になるから、例えば、側面視で略三角形状等のブランク40を形成することが可能になる。あるいは、一部に貫通する貫通孔を形成して、後加工における切削代を少なくしてもよい。
 なお、下扁平部41、中央扁平部42、上扁平部43および張出扁平部44は説明の便宜上称呼したものであって、それぞれの境界が明りょうに規定されるものではない。
 (縦圧縮工程用の金型)
 図8の(a)において、縦圧縮工程用の金型200は主に、下ダイス210、上ダイス220、下パンチ230、および上パンチ240によって構成されている。
 下ダイス210には、全長に渡る断面円形の円形空間213と、上面211に近い所定範囲に、張出部24の一部形状に対応した張出空間(キャビティ)212が形成されている。
 同様に、上ダイス220は、全長に渡る断面円形の円形空間223と、下面221に近い所定範囲に、張出部24の一部形状に対応した張出空間(キャビティ)222が形成されている。そして、下ダイス210の上面211と上ダイス220の下面221とが当接した状態で、張出空間212と張出空間222とによって、張出素材20の張出部24に相当する形状の空間が形成される。
 また、下パンチ230および上パンチ240は、それぞれ円形空間213および円形空間223に侵入自在な断面円形に形成されている。
 なお、張出空間212および張出空間222の深さ(張出量に相当する)や、傾斜等は、適宜設定可能な設計的事項である。
 (曲げ工程用の金型)
 図8の(b)において、曲げ工程用の金型300は主に、下ダイス310、下パンチ3330、および上パンチ340によって構成されている。
 下ダイス310には、屈曲素材30の下円柱部21と、中央部22と、張出部24とを保持する、円形空間313および張出部24の一部形状に対応した張出空間(キャビティ)312が形成されている。
 また、上パンチ340には、屈曲素材30の上端面30bに摺動する斜面341が一方側(図中、左側)に形成され、他方側(図中、右側)は開口している。このとき、斜面341は屈曲素材30との摺動面積を広くするため、摺動面が半円状の溝になっている。
 [実施の形態2]
 図9は本発明の実施の形態2に係るパーキングポールブランクを模式的に示す側面図である。なお、実施の形態1に準じて、切断素材10の軸方向に直角な面を平面、これに垂直な面を側面としている。
 図9の(a)は、「Aタイプ」のブランク40aであって、曲げ工程において、張出部24が凹面側になるように曲げられ、横圧縮工程において、下扁平部41が下端に向かって除々に押し広げられている。なお、かかる押し広げを容易にするために、下扁平部41の下端近くに薄肉範囲(図示しない)あるいは貫通孔45(破線にて示す)を形成してもよい。
 図9の(b)は、「Bタイプ」のブランク40bであって、曲げ工程において、上扁平部43の上端に張出扁平部44が形成され、横圧縮工程において、中央扁平部42が押し広げられている。なお、かかる押し広げを容易にするために、下扁平部41の下端近くに薄肉範囲(図示しない)あるいは貫通孔45(破線にて示す)を形成してもよい。
 図9の(c)は、「Cタイプ」のブランク40cであって、曲げ工程において、張出扁平部44が凸面側になるように曲げられ、横圧縮工程において、略全体が幅広く押し広げられている。そして、下扁平部41の下端近くに薄肉範囲(図示しない)あるいは貫通孔45(破線にて示す)を形成してもよい。
 図9の(d)は、「Dタイプ」のブランク40dであって、曲げ工程において、張出扁平部44が凸面側になるように曲げられ、横圧縮工程において、略全体が幅広く押し広げられ、側面視で略三角形を呈している。このとき、中央扁平部42および張出扁平部44に相当する範囲を広く押し広げるために、薄肉範囲46を形成している、なお、貫通孔45(破線にて示す)を形成してもよい。
 (張出扁平部のメタルフロー)
 図10は、本発明の実施の形態2に係るパーキングポールブランクを説明するブランク40の張出扁平部43のメタルフローを模式的に示すものであって、(a)は側面視の断面(厚さ方向の中央)、(b)は平面視の断面である。
 図10の(a)において、切断素材10の軸心に平行なメタルフローは切断されることなく、U字状に折り畳まれて、ブランク40の張出扁平部43の張出方向の先端にまで侵入している。なお、メタルフローのこのような形態は、ブランク40の外周縁に沿って全域において認められるものである。
 図10の(b)において、切断素材10の軸心を中心にした同心円状のメタルフローは切断されることなく、ブランク40の張出扁平部43に侵入して、下扁平部41から上扁平部43に渡って連続している。
 (張出扁平部の金属組織)
 図11および図12は、本発明の実施の形態2に係るパーキングポールブランクを説明するブランク40の張出扁平部43の金属組織を示す顕微鏡写真である。ブランク40は図9の(c)に示す「Cタイプ」であって、図11の(a)は扁平張出部44の曲率半径が小さい側(同図の「円a」に示す位置)、図11の(b)は扁平張出部44の対向する辺(同図の「円b」に示す位置)、図12の(c)は扁平張出部44の曲率半径が大きい側(同図の「円c」に示す位置)、図12の(d)は扁平張出部44の先端(同図の「円d」に示す位置)、における側面視のメタルフローを示している。
 図11の(a)において、切断素材10の軸心方向に伸ばされた針状の結晶粒は、横圧縮工程の直前に1回だけ焼鈍処理され、加工硬化が緩和されただけであるため、結晶粒の粗大化が防止されている。そして、外周面に沿ったメタルフローが形成されている。
 図11の(b)においても、同様に、結晶粒の粗大化が防止されている。そして、曲げ工程における圧縮側に位置することから、先端が円弧状の略V字状のメタルフローが形成されている。すなわち、外周面に近い範囲では、外周面に略平行なメタルフローが形成され、視野内において外周面から離れるに伴って先端の曲率半径が除々に小さくなりながら内側に侵入するメタルフローが形成されている。
 図12の(c)において、図11の(a)と同様に、外周面に略沿ったメタルフローが形成されている。このとき、メタルフローが波状を呈していることから、圧縮工程や曲げ工程における塑性変形が全長に均一でないことが示唆される。
 図12の(d)において、外周面に近い範囲では、外周面に沿った略U字状のメタルフローが形成され、視野内において外周面から離れるに伴って先端の曲率半径が除々に小さくなる略V字状のメタルフローが形成されている(図10の(b)参照)。
 以上のように、ブランク40は、周囲から張出扁平部43にかけて張出形状に沿ったファイバーフローが形成され、且つ、結晶粒の粗大化が防止されているから、張出扁平部44の疲労強度が高くなっている。
 したがって、ブランク40の張出扁平部44をパーキングギアに嵌合する嵌合爪にすれば、パーキングポールの信頼性が高まると共に、パーキングポールおよびパーキングギアの小型化を促進することができ、これが搭載される自動車の軽量化を促進し、燃費の向上に寄与することが可能になる。
 本発明は以上であるから、安価で、疲労高度が高いパーキングポールブランクを提供することができるため、パーキングポールと同様の製品品質が要求される各種部材の素材(ブランク)の製造方法および当該素材(ブランク)として広く利用することができる。
 10 切断素材
 10a 下端面
 10b 上端面
 20 張出素材
 21 下円柱部
 21c 軸心
 22 中央部
 23 上円柱部
 23c 軸心
 24 張出部
 30 屈曲素材
 30b 上端面
 40 ブランク(パーキングポールブランク)
 40a ブランク(Aタイプ)
 40b ブランク(Bタイプ)
 40c ブランク(Cタイプ)
 40d ブランク(Dタイプ)
 41 下扁平部
 42 中央扁平部
 43 上扁平部
 44 張出扁平部
 45 貫通孔
 46 薄肉範囲
200 金型
210 下ダイス
211 上面
212 張出空間
213 円形空間
220 上ダイス
221 下面
222 張出空間
223 円形空間
230 下パンチ
240 上パンチ
300 金型
310 下ダイス
313 円形空間
330 下パンチ
340 上パンチ
341 斜面
W 線材(コイル状線材)

Claims (8)

  1.  線材を所定長さのビレットに切断する切断工程と、
     前記ビレットの長手方向の略中央の側面に一方側に張り出した張出部が形成されるように前記ビレットを軸方向に圧縮する縦圧縮工程と、
     長手方向の略中央が屈曲点になるように前記ビレットを曲げる曲げ工程と、
     前記折り曲げられたビレットが扁平になるように該ビレットを前記張出部の張出方向に対して垂直な方向に圧縮する横圧縮工程と、
     を有することを特徴とするパーキングポールブランクの製造方法。
  2.  線材を所定長さのビレットに切断する切断工程と、
     前記ビレットの一方の端部の側面および長手方向の略中央の側面に、一方側に張り出した張出部が形成されるように前記ビレットを軸方向に圧縮する縦圧縮工程と、
     長手方向の略中央が屈曲点になるように前記ビレットを曲げる曲げ工程と、
     前記折り曲げられたビレットが扁平になるように該ビレットを前記張出部の張出方向に対して垂直な方向に圧縮する横圧縮工程と、
     を有することを特徴とするパーキングポールブランクの製造方法。
  3.  前記横圧縮工程において、前記張出部の近傍に部分的に陥没した薄肉範囲が形成されることを特徴とする請求項1または2記載のパーキングポールブランクの製造方法。
  4.  前記横圧縮工程において、前記張出部から離れた位置に貫通穴が形成されることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のパーキングポールブランクの製造方法。
  5.  前記曲げ工程の後に、前記曲げられたビレットを焼鈍する焼鈍工程を有することを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のパーキングポールブランクの製造方法。
  6.  前記横圧縮工程の後に、前記扁平になったビレットの側面が平滑になるように、該ビレットの側面を金型内面に摺動させる摺動工程を有することを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のパーキングポールブランクの製造方法。
  7.  前記摺動工程の後に、前記平滑になった側面に侵炭焼き入れをする侵炭工程を有することを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載のパーキングポールブランクの製造方法。
  8.  請求項1乃至7の何れかに記載のパーキングポールブランクの製造方法によって製造されたことを特徴とするパーキングポールブランク。
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