カムロブの成形方法
【課題】成形型内で肉の流動を促進し、成形荷重を低くすると共に、鍛造時に素材の歩留まりのよいカムロブの成形方法を提供することを目的とする。
【解決手段】外周が軸心を中心に半円形状のカムベース９と、外周がカムベース９から外側に突出するカムトップ８と、軸心を中心に軸線方向に貫通する孔５と、を有するカムロブの成形方法において、略円柱状の一次中間成形品Ｗ１を成形する第一工程と、一次中間成形品Ｗ１にカムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔３を成形した二次中間成形品Ｗ３を成形する第二工程と、二次中間成形品Ｗ３を軸線方向に押圧して、カムトップ８、カムベース９、及び予備孔３が変形した変形孔４を成形した三次中間成形品Ｗ４を成形する第三工程と、三次中間成形品Ｗ４に変形孔３より大きい孔５を成形してカムロブＷ５を成形する第四工程と、を有する。
【解決手段】外周が軸心を中心に半円形状のカムベース９と、外周がカムベース９から外側に突出するカムトップ８と、軸心を中心に軸線方向に貫通する孔５と、を有するカムロブの成形方法において、略円柱状の一次中間成形品Ｗ１を成形する第一工程と、一次中間成形品Ｗ１にカムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔３を成形した二次中間成形品Ｗ３を成形する第二工程と、二次中間成形品Ｗ３を軸線方向に押圧して、カムトップ８、カムベース９、及び予備孔３が変形した変形孔４を成形した三次中間成形品Ｗ４を成形する第三工程と、三次中間成形品Ｗ４に変形孔３より大きい孔５を成形してカムロブＷ５を成形する第四工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の内燃機関に使用されるカムシャフトのカムロブの成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カムロブの成形方法においては、熱間鍛造により、略円柱状の素材を軸線方向に押圧して樽状の一次中間成形品を成形し、続いて、樽状の一次中間成形品の軸心に、軸線に対し垂直断面の形状が円形状である予備孔を打ち抜き、二次中間成形品を成形した後、二次中間成形品の予備孔にポンチを打ち込んで予備孔を埋め、この二次中間成形品を再度押圧して、カムロブに近い形状に成形する。その後、ポンチを引き抜いて孔を形成し、最後にカムロブ外形を切削加工により仕上げている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、異なるカムロブの成形方法においては、冷間鍛造により、略円柱状の素材から外形にバリを有するカムロブを成形した後、カムロブの軸心周辺を軸線方向に打ち抜くと同時に、カムロブの外形のバリも打ち抜いて、カムロブの軸心を中心に軸線方向に貫通する孔を成形している（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−９０１３９号公報
【特許文献２】特開２００６−１６９９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示されるカムロブの成形方法においては、二次中間成形品の予備孔にポンチを打ち込んで予備孔を埋め、この二次中間成形品を再度鍛造するため、鍛造時に外周側にのみ肉が流動するので、成形荷重が高くなるという問題があった。
【０００５】
一方、特許文献２に示されるカムロブの成形方法においては、成形型内でカムロブの外形にバリが成形された後に肉が流動できないので、成形荷重が高くなるという問題があった。また、最後にカムロブの外形のバリを除去するため、歩留まりが悪いという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情により鑑みなされたもので、成形型内で肉の流動を促進し、成形荷重を低くすると共に、鍛造時に素材の歩留まりのよいカムロブの成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のカムロブの成形方法は、外周が軸心を中心に半円形状のカムベースと、外周がカムベースから外側に突出するカムトップと、軸心を中心に軸線方向に貫通する孔と、を有するカムロブの成形方法において、略円柱状の一次中間成形品を成形する第一工程と、一次中間成形品にカムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔を成形した二次中間成形品を成形する第二工程と、二次中間成形品を軸線方向に押圧して、カムトップ、カムベース、及び予備孔が変形した変形孔を成形した三次中間成形品を成形する第三工程と、三次中間成形品に変形孔より大きい孔を成形してカムロブを成形する第四工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のカムロブの成形方法は、一次中間成形品の軸心から偏心した位置に予備孔を成形した二次中間成形品を成形することを第２の特徴とする。
【０００９】
本発明のカムロブの成形方法は、一次中間成形品に、軸線に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔を成形した二次中間成形品を成形することを第３の特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の特徴のカムロブの成形方法によれば、外周が軸心を中心に半円形状のカムベースと、外周がカムベースから外側に突出するカムトップと、軸心を中心に軸線方向に貫通する孔と、を有するカムロブの成形方法において、略円柱状の一次中間成形品を成形する第一工程と、一次中間成形品にカムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔を成形した二次中間成形品を成形する第二工程と、二次中間成形品を軸線方向に押圧して、カムトップ、カムベース、及び予備孔が変形した変形孔を成形した三次中間成形品を成形する第三工程と、三次中間成形品に変形孔より大きい孔を成形してカムロブを成形する第四工程と、を有するため、二次中間成形品の軸線方向に貫通する予備孔により、カムベースとカムトップとを有する三次中間成形品の成形時、肉が二次中間成形品の外周側に加えて予備孔内に流動し、三次中間成形品を成形する成形型内での肉の流動が促進されて、成形荷重を低くすることができる。しかも、カムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔を二次中間成形品に成形することにより、カムベース側より肉量が必要なカムトップ側に予め肉量を多く配置することができるため、二次中間成形品を軸線方向に圧縮した際に、カムトップの先端まで肉を流動させることができるので、所望の形状のカムトップを成形することができる。
【００１１】
また、カムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように成形された予備孔を有する二次中間成形品を押圧することにより、予備孔が三次中間成形品にカムトップ側に伸びて変形する。この予備孔が変形した変形孔は、カムロブの軸心に成形する孔周辺に成形されるため、カムロブの孔の成形時に、取り除く肉量を削減することができ、素材の歩留まりをよくすることができる。
【００１２】
本発明の第２の特徴のカムロブの成形方法によれば、一次中間成形品の軸心から偏心した位置に予備孔を成形した二次中間成形品を成形するため、本成形方法を容易に実現することができる。
【００１３】
本発明の第３の特徴のカムロブの成形方法によれば、一次中間成形品に、軸線に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔を成形した二次中間成形品を成形するため、本成形方法を容易に実現することができる。また、決められた範囲である一次中間成形品に、カムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように予備孔を成形するためには、一次中間成形品の軸心から偏心した位置に、軸線に対する垂直断面の形状が円の予備孔を成形するよりも、一次中間成形品に、軸線に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔を成形する方が、欠けた箇所を大きく設計することによって、予備孔の直径を大きく設計することができる。このため、三次中間成形品の成形時、予備孔内に多くの肉を流動させることが可能となり、成形荷重を更に低くすることができる。
【００１４】
また、二次中間成形品の予備孔の直径を大きく設計すると、二次中間成形品に予備孔を成形するピアスパンチの直径を大きく設計できるので、ピアスパンチの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１乃至図８は、本発明の第一実施例を示すもので、図１の（ア）及び（イ）は素材を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は二次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。図２の（ア）及び（イ）は予備二次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は二次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。図３の（ア）及び（イ）は三次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）はカムロブを表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。図４は一次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。図５は予備二次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。図６は二次中間成形品の冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。図７は三次中間成形品の冷間鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。図８はカムロブの冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。図９及び図１０は、本発明の第二実施例を示すもので、図９の（ア）及び（イ）は二次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は三次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。図１０は二次中間成形品の冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。
【００１６】
まず、本発明の第一実施例の円柱状の素材Ｗ０からカムロブＷ５までの加工形状について説明する。素材Ｗ０は、図１の（ア）及び（イ）に示す如く、円柱形状である。一次中間成形品Ｗ１は、図１の（ウ）及び（エ）に示す如く、軸線方向の長さが素材Ｗ０の軸線方向の長さより短く、直径が素材Ｗ０の直径より大きい円柱形状である。予備二次中間成形品Ｗ２は、図２の（ア）及び（イ）に示す如く、外形は円柱状で予備二次中間成形品Ｗ２の軸心Ｘ２から偏心した位置の軸心Ｘ３上の軸線方向の両端に２つの凹部１，２が成形されている。二次中間成形品Ｗ３は、図２の（ウ）及び（エ）に示す如く、二次中間成形品Ｗ３の軸心Ｘ４から偏心した位置で軸線方向に予備孔３が貫通成形されている。そして、三次中間成形品Ｗ４は、図３の（ア）及び（イ）に示す如く、外形が後述する最終成形品であるカムロブＷ５と同一である。すなわち、三次中間成形品Ｗ４の外形は、半円形状のカムベース９及びカムベース９から外側に突出するカムトップ８を有する。また、カムベース９の軸心Ｘ６周辺には、軸線方向に貫通し、軸線に対する垂直断面が、カムベース９側が大径でカムトップ８側が小径である２つの円をつないだ形状である変形孔４を有している。カムロブＷ５は、図３の（ウ）及び（エ）に示す如く、三次中間成形品Ｗ４に対し、軸心Ｘ７に軸線方向に貫通する孔５が成形されている。この孔５は、平面形状が円形状で、二次中間成形品Ｗ３の予備孔３及び三次中間成形品Ｗ４の変形孔４より径方向の寸法が大きい。
【００１７】
次に一次中間成形品Ｗ１を成形する一次中間成形品成形装置１１、予備二次中間成形品Ｗ２を成形する予備二次中間成形品成形装置３１、二次中間成形品Ｗ３を成形する二次中間成形品成形装置５１、三次中間成形品Ｗ４を成形する三次中間成形品成形装置７１、及びカムロブＷ５を成形するカムロブ成形装置９１について図４乃至図８に基づいて説明する。
【００１８】
図４に示す一次中間成形品成形装置１１は、第一移動型１２及び第一固定型２０より構成される。第一移動型１２は、素材Ｗ０を軸線方向に押圧する第一パンチ１３を有する。第一固定型２０は、素材Ｗ０を一次中間成形品Ｗ１に成形するための円柱状の第一型彫空間２１を有する一次中間成形品成形ダイ２２、一次中間成形品成形ダイ２２の軸心部に配置され、一次中間成形品Ｗ１を成形する第一型彫空間２１の一部を構成し、成形された一次中間成形品Ｗ１を一次中間成形品成形ダイ２２の外に押出す第一ノックアウト２３、第一ノックアウト２３を進退自在に保持する第一ノックアウトホルダー２４を有する。
【００１９】
図５に示す予備二次中間成形品成形装置３１は、第二移動型３２及び第二固定型４０より構成される。第二移動型３２は、一次中間成形品Ｗ１の軸線方向の一端を押圧して予備二次中間成形品Ｗ２を成形する第二上パンチ３３を有する。第二固定型４０は、一次中間成形品Ｗ１を予備二次中間成形品Ｗ２に成形するための円柱状の第二型彫空間４１を有する予備二次中間成形品成形ダイ４２、予備二次中間成形品成形ダイ４２の軸心部に配置され、一次中間成形品Ｗ１の軸線方向の他端を押圧して予備二次中間成形品Ｗ２を成形する第二下パンチ４５、成形された予備二次中間成形品Ｗ２を予備二次中間成形品成形ダイ４２の外に押出す第二ノックアウト４３、第二ノックアウト４３を進退自在に保持する第二ノックアウトホルダー４４を有する。ここで、第二上パンチ３３及び第二下パンチ４５の軸心Ｘ１２は、予備二次中間成形品成形ダイ４２の円柱状の第二型彫空間４１の軸心Ｘ１１に対して偏心している。
【００２０】
図６に示す二次中間成形品成形装置５１は、第三移動型５２及び第三固定型６０より構成される。第三移動型５２は、予備二次中間成形品Ｗ２に予備孔３を貫通して二次中間成形品Ｗ３を成形する第三ピアスパンチ５３を有する。第三固定型６０は、二次中間成形品Ｗ３を成形するための円柱状の第三型彫空間６１を有する二次中間成形品成形ダイ６２、二次中間成形品成形ダイ６２の軸心部に配置され、成形された二次中間成形品Ｗ３を二次中間成形品成形ダイ６２の外に押出す第三ノックアウト６３、第三ノックアウト６３を進退自在に保持する第三ノックアウトホルダー６４を有する。第三ノックアウト６３の内部には、二次中間成形品Ｗ３に予備孔３を成形した際に成形される二次中間成形品余肉部１６を成形装置５１の外に排出する第三排出路６５が設けられている。ここで、第三ピアスパンチ５３の軸心Ｘ１４は、二次中間成形品成形ダイ６２の円柱状の第三型彫空間６１の軸心Ｘ１３に対して偏心している。
【００２１】
図７に示す三次中間成形品成形装置７１は、第四移動型７２及び第四固定型８０より構成される。第四移動型７２は、第四パンチ７３を有する。第四固定型８０は、三次中間成形品Ｗ４を成形するための第四型彫空間８１を有する三次中間成形品成形ダイ８２、三次中間成形品成形ダイ８２の軸心部に配置され、三次中間成形品Ｗ４を成形する第四型彫空間８１の一部を構成し、成形された三次中間成形品Ｗ４を三次中間成形品成形ダイ８２の外に押出す第四ノックアウト８３、第四ノックアウト８３を進退自在に保持する第四ノックアウトホルダー８４を有する。
【００２２】
図８に示すカムロブ成形装置９１は、第五移動型９２及び第五固定型１００より構成される。第五移動型９２は、三次中間成形品Ｗ４に三次中間成形品Ｗ４の変形孔４より大きい孔５を貫通成形する第五ピアスパンチ９３を有する。第五固定型１００は、カムロブＷ５を成形するための第五型彫空間１０１を有するカムロブ成形ダイ１０２、カムロブ成形ダイ１０２の軸心部に配置され、成形されたカムロブＷ５をカムロブ成形の外に押出す第五ノックアウト１０３、第五ノックアウト１０３を進退自在に保持する第五ノックアウトホルダー１０４を有する。第五ノックアウト１０３の内部には、カムロブＷ５の孔５を成形した際に成形されるカムロブ余肉部１７をカムロブ成形装置９１の外に排出する第五排出路１０５が設けられている。
【００２３】
次に円柱状の素材Ｗ０からカムロブＷ５を成形する方法を順次説明する。
【００２４】
まず、線材を必要な長さに切断した図１の（ア）及び（イ）に示される円柱状の素材Ｗ０を、図示せぬ搬送装置により、一次中間成形品成形装置１１の第一固定型２０に形成された第一型彫空間２１に投入する。続いて、第一パンチ１３が下降して、図４に示す如く、円柱状の素材Ｗ０を軸線方向に押圧し、軸線方向の長さが素材Ｗ０の軸線方向の長さより短く、直径が素材Ｗ０の直径より大きい円柱状の一次中間成形品Ｗ１を成形する。
【００２５】
一次中間成形品Ｗ１の成形が完了すると、第一パンチ１３が上昇する。その後、第一ノックアウト２３が上昇して一次中間成形品Ｗ１が一次中間成形品成形ダイ２２から取り出される。
【００２６】
次に、取り出された一次中間成形品Ｗ１は、図示せぬ搬送装置により、予備二次中間鍛造品成形装置３１の第二固定型４０に形成された第二型彫空間４１に投入される。続いて、第二移動型３２の第二上パンチ３３が下降して、図５に示す如く、一次中間成形品Ｗ１を第二上パンチ３３と第二下パンチ４５により挟み込み、２つの凹部１，２を有する予備二次中間成形品Ｗ２を成形する。ここで、第二上パンチ３３及び第二下パンチ４５の軸心Ｘ１２は、円柱状の第二型彫空間４１の軸心Ｘ１１に対して偏心しており、図２に示す如く、成形された予備二次中間成形品Ｗ２の２つの凹部１，２の軸心Ｘ３は、予備二次中間成形品Ｗ２の軸心Ｘ２から偏心している。また、この２つの凹部１，２の間に二次中間成形品余肉部１６が成形される。
【００２７】
予備二次中間成形品Ｗ２の成形が完了すると、第二上パンチ３３が上昇する。その後、第二ノックアウト４３が上昇して、予備二次中間成形品Ｗ２が予備二次中間成形品成形ダイ４２から取り出される。
【００２８】
取り出された予備二次中間成形品Ｗ２は、図示せぬ搬送装置により、二次中間成形品成形装置５１の第三固定型６０に形成された第三型彫空間６１に投入される。そして、第三移動型５２の第三ピアスパンチ５３が下降して、図６に示す如く、予備二次中間成形品Ｗ２の凹部１，２の間に成形された二次中間成形品余肉部１６を打ち抜き、二次中間成形品Ｗ３を成形する。ここで、第三ピアスパンチ５３の軸心Ｘ１４は、円柱状の第三型彫空間６１の軸心Ｘ１３から偏心しており、図２に示す如く、成形された二次中間成形品Ｗ３の予備孔３の軸心Ｘ５は、二次中間成形品Ｗ３の軸心Ｘ４から偏心している。このため、二次中間成形品Ｗ３は、カムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなっている。
【００２９】
二次中間成形品Ｗ３の成形が完了すると、第三ピアスパンチ５３が上昇する。その後、第三ノックアウト６３が上昇して、二次中間成形品Ｗ３が二次中間成形品成形ダイ６２から取り出される。
【００３０】
続いて、取り出された二次中間成形品Ｗ３は、図示せぬ搬送装置により、三次中間成形品成形装置７１の第四固定型８０に形成された第四型彫空間８１に投入される。投入された二次中間成形品Ｗ３は、搬送装置により、カムトップ予定部６が第四型彫空間８１のカムトップ成形部８６側となり、カムベース予定部７が第四型彫空間８１のカムベース成形部８７側となるように配置される。そして、第四移動型７２の第四パンチ７３が下降して、図７に示す如く、二次中間成形品Ｗ３を軸線方向に押圧し、外形が最終的に成形されるカムロブＷ５と同一のカムトップ８とカムベース９を有する三次中間成形品Ｗ４を成形する。ここで、三次中間成形品Ｗ４の変形孔４は、二次中間成形品Ｗ３の予備孔３が軸線方向につぶれ、カムベース９側よりカムトップ８側に大きく伸びて成形される。このため、図３に示す如く、変形孔４の垂直断面は、カムベース９側が大径でカムトップ８側が小径である２つの円をつないだ形状である。尚、この変形孔４の周りには、後に打ち抜くカムロブ余肉部１７が成形される。
【００３１】
三次中間成形品Ｗ４の成形が完了すると、第四パンチ７３が上昇する。その後、第四ノックアウト８３が上昇して、三次中間成形品Ｗ４が三次中間成形品成形ダイ８２から取り出される。
【００３２】
取り出されたカムロブＷ５の外形を有する三次中間成形品Ｗ４は、図示せぬ搬送装置により、カムロブ成形品成形装置９１の第五固定型１００に形成されたカムロブＷ５の外形を有する第五型彫空間１０１に投入される。続いて、第五移動型９２の第五ピアスパンチ９３が下降して、図８に示す如く、三次中間成形品Ｗ４の軸心Ｘ６の周辺のカムロブ余肉部１７を第五ピアスパンチ９３により肉を変形孔４内に流動させながら打ち抜いて、軸心Ｘ７に軸線方向に貫通した孔５を有するカムロブＷ５を成形する。打ち抜かれたカムロブ余肉部１７は、第五ノックアウト１０３に成形された第五排出路１０５から排出される。
【００３３】
カムロブＷ５の成形が完了すると、第五ピアスパンチ９３が上昇する。その後、第五ノックアウト１０３が上昇して、カムロブＷ５がカムロブ成形ダイ１０２から取り出され、カムロブＷ５の成形が終了する。
【００３４】
本発明のカムロブの成形方法によれば、外周が軸心を中心に半円形状のカムベース９と、外周がカムベース９から外側に突出するカムトップ８と、軸心を中心に軸線方向に貫通する孔５と、を有するカムロブの成形方法において、略円柱状の一次中間成形品Ｗ１を成形する第一工程と、一次中間成形品Ｗ１にカムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔３を成形した二次中間成形品Ｗ３を成形する第二工程と、二次中間成形品Ｗ３を軸線方向に押圧して、カムトップ８、カムベース９、及び予備孔３が変形した変形孔４を成形した三次中間成形品Ｗ４を成形する第三工程と、三次中間成形品Ｗ４に変形孔３より大きい孔５を成形してカムロブＷ５を成形する第四工程と、を有するため、二次中間成形品Ｗ３の軸線方向に貫通する予備孔３により、カムベース８とカムトップ９とを有する三次中間成形品Ｗ３の成形時、肉が二次中間成形品Ｗ３の外周側に加えて予備孔３内に流動し、三次中間成形品Ｗ３を成形する三次中間成形品成形ダイ８２内での肉の流動が促進されて、成形荷重を低くすることができる。しかも、カムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔３を二次中間成形品Ｗ３に成形することにより、カムベース９側より肉量が必要なカムトップ８側に予め肉量を多く配置することができるため、二次中間成形品Ｗ３を軸線方向に圧縮した際に、カムトップ８の先端まで肉を流動させることができるので、所望の形状のカムトップ８を成形することができる。
【００３５】
また、カムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように成形された予備孔３を有する二次中間成形品Ｗ３を押圧することにより、予備孔３が三次中間成形品Ｗ４にカムトップ８側に伸びて変形する。この予備孔３が変形した変形孔４は、カムロブＷ５の軸心に成形する孔５周辺に成形されるため、カムロブＷ５の孔５の成形時に、取り除く肉量を削減することができ、素材の歩留まりをよくすることができる。
【００３６】
そして、一次中間成形品Ｗ１の軸心から偏心した位置に予備孔３を成形した二次中間成形品Ｗ３を成形すると、本成形方法を容易に実現することができる。
【００３７】
更に、三次中間成形品Ｗ４の軸心Ｘ６を第五ピアスパンチ９３により打ち抜いてカムロブＷ５に軸線方向に貫通した孔５を成形する場合には、肉が変形孔４内に流動しながらカムロブ余肉部１７を打ち抜くことができるので、カムロブ成形品成形装置９１の成形荷重を低くすることができる。
【００３８】
尚、第一実施例では、一次中間成形品Ｗ１の軸心Ｘ１から偏心した位置に、軸線方向に貫通する予備孔３を成形し、カムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように二次中間成形品Ｗ３を成形していたが、第二実施例として、図９の（ア）及び（イ）に示す如く、円柱形状の一次中間成形品Ｗ１の軸心Ｘ１０４に、軸線に対する垂直断面の予備孔１０３の形状が、円の一部が欠けた欠円形状である二次中間成形品Ｗ１０３を成形し、カムトップ１０８となる予定のカムトップ予定部１０６の径方向の肉厚が、カムベース１０９となる予定のカムベース予定部１０７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔１０３を成形した二次中間成形品Ｗ１０３を成形してもよい。
【００３９】
そして、二次中間成形品Ｗ１０３が軸線方向に押圧され成形された三次中間成形品Ｗ４は、図９の（ウ）及び（エ）に示す如く、外形が最終成形品であるカムロブＷ５と同一である。すなわち、三次中間成形品Ｗ１０４の外形は、半円形状のカムベース１０９及びカムベース１０９から外側に突出するカムトップ１０８を有する。また、カムベース１０９の軸心Ｘ１０６周辺には、軸線方向に貫通し、軸線に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である変形孔１０４を有している。
【００４０】
次に、第二実施例における二次中間成形品成形装置１５１を図１０に基づいて説明する。二次中間成形品成形装置１５１は、第三移動型１５２及び第三固定型１６０より構成される。第三移動型１５２は、一次中間成形品Ｗ１に予備孔３を貫通して二次中間成形品Ｗ３を成形する第三ピアスパンチ１５３を有する。第三固定型１６０は、二次中間成形品Ｗ３を成形するための円柱状の第三型彫空間１６１を有する二次中間成形品成形ダイ１６２、二次中間成形品成形ダイ１６２の軸心部に配置され、成形された二次中間成形品Ｗ１０３を二次中間成形品成形ダイ１６２の外に押出す第三ノックアウト１６３、第三ノックアウト１６３を進退自在に保持する第三ノックアウトホルダー１６４を有する。第三ノックアウト１６３の内部には、二次中間成形品Ｗ１０３の予備孔１０３を成形した際に成形される二次中間成形品余肉部１１６を成形装置１５１の外に排出する第三排出路１６５が設けられている。ここで、第三ピアスパンチ１５３の軸線Ｘ１１３に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である。
【００４１】
続いて、一次中間成形品Ｗ１から二次中間成形品Ｗ１０３を成形する方法を説明する。図４の一次中間成形品成形装置１１から取り出された一次中間成形品Ｗ１は、図示せぬ搬送装置により、二次中間鍛造品成形装置１５１の第三固定型１６０に形成された第三型彫空間１６１に投入される。続いて、第三移動型１５２の第三ピアスパンチ１５３が下降して、図１０に示す如く、二次中間成形品Ｗ２の二次中間成形品余肉部１１６を打ち抜き、二次中間成形品Ｗ１０３を成形する。
【００４２】
尚、第二実施例では、一次中間成形品Ｗ１に、軸線に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔１０３を成形した二次中間成形品Ｗ１０３を成形するため、本成形方法を容易に実現することができる。また、決められた範囲である一次中間成形品Ｗ１に、カムトップ予定部１０６の径方向の肉厚が、カムベース予定部１０７の径方向の肉厚よりも厚くなるように予備孔１０３を成形するためには、第一実施例の一次中間成形品Ｗ１の軸心Ｘ１から偏心した位置に、軸線に対する垂直断面の形状が円の予備孔３を成形するよりも、一次中間成形品Ｗ１に、軸線に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔１０３を成形する方が、欠けた箇所を大きく設計することによって、予備孔１０３の直径を大きく設計することができる。このため、三次中間成形品Ｗ１０４の成形時、予備孔１０３内に多くの肉を流動させることが可能となり、成形荷重を更に低くすることができる。
【００４３】
また、二次中間成形品Ｗ１０３の予備孔１０３の直径を大きく設計すると、二次中間成形品Ｗ１０３に予備孔１０３を成形する第三ピアスパンチ１５３の直径を大きく設計できるので、第三ピアスパンチ１５３の耐久性を向上させることができる。
【００４４】
尚、第一実施例の一次中間成形品Ｗ３の予備孔３は、２回の鍛造工程で成形しているが、１回の鍛造工程で成形してもよい。更に、第一実施例及び第二実施例では、変形孔４，１０４内に肉を流動させながら押圧できるので、冷間鍛造で三次中間成形品Ｗ４を成形し、三次中間成形品成形装置７１の成形荷重を低くする効果が顕著に現れるが、素材Ｗ０を６００〜９００℃に温めて鍛造する温間鍛造、温間鍛造以上の温度に素材Ｗ０を加熱して鍛造する熱間鍛造に適用することも可能である。
【００４５】
加えて、第一実施例及び第二実施例では、二次中間成形品Ｗ３の予備孔３及びカムロブＷ５の孔５は、鍛造により成形しているが、切削加工により成形してもよい。二次中間成形品Ｗ３，Ｗ１０３の予備孔３，１０３は、カムトップ予定部６，１０６の径方向の肉厚が、カムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるのであれば、他の形状（例えば、多角形）であってもよい。二次中間成形品成形装置１１、予備二次中間成形品成形装置３１、二次中間成形品成形装置５１、三次中間成形品成形装置７１、及びカムロブ成形装置９１は、上下に各移動型１２，３２，５２，７２，９２及び各固定型２０，４０，６０，８０，１００を配置しているが、水平方向に配置してもよい。二次中間成形品成形装置１１、予備二次中間成形品成形装置３１、二次中間成形品成形装置５１、三次中間成形品成形装置７１、及びカムロブ成形装置９１の各移動型１２，３２，５２，７２，９２は、各々１個の型から構成されているが、適宜分割型を組み付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ア）及び（イ）は本発明の第一実施例の素材を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は本発明の第一実施例の二次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。
【図２】（ア）及び（イ）は本発明の第一実施例の予備二次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は本発明の第一実施例の二次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。
【図３】（ア）及び（イ）は本発明の第一実施例の二次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は本発明の第一実施例のカムロブを表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。
【図４】本発明の第一実施例の二次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。
【図５】本発明の第一実施例の予備二次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。
【図６】本発明の第一実施例の二次中間成形品の冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。
【図７】本発明の第一実施例の三次中間成形品の冷間鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。
【図８】本発明の第一実施例のカムロブの冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。
【図９】（ア）及び（イ）は本発明の第二実施例の二次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は本発明の第二実施例の三次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。
【図１０】本発明の第二実施例の二次中間成形品の冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
３，１０３ 予備孔
４ 変形孔
５ 孔
６ カムトップ予定部
７ カムベース予定部
８ カムトップ
９ カムベース
Ｗ１ 一次中間成形品
Ｗ３，Ｗ１０３ 二次中間成形品
Ｗ４ 三次中間成形品
Ｗ５ カムロブ
Ｘ１ 一次中間成形品の軸心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の内燃機関に使用されるカムシャフトのカムロブの成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カムロブの成形方法においては、熱間鍛造により、略円柱状の素材を軸線方向に押圧して樽状の一次中間成形品を成形し、続いて、樽状の一次中間成形品の軸心に、軸線に対し垂直断面の形状が円形状である予備孔を打ち抜き、二次中間成形品を成形した後、二次中間成形品の予備孔にポンチを打ち込んで予備孔を埋め、この二次中間成形品を再度押圧して、カムロブに近い形状に成形する。その後、ポンチを引き抜いて孔を形成し、最後にカムロブ外形を切削加工により仕上げている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、異なるカムロブの成形方法においては、冷間鍛造により、略円柱状の素材から外形にバリを有するカムロブを成形した後、カムロブの軸心周辺を軸線方向に打ち抜くと同時に、カムロブの外形のバリも打ち抜いて、カムロブの軸心を中心に軸線方向に貫通する孔を成形している（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−９０１３９号公報
【特許文献２】特開２００６−１６９９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示されるカムロブの成形方法においては、二次中間成形品の予備孔にポンチを打ち込んで予備孔を埋め、この二次中間成形品を再度鍛造するため、鍛造時に外周側にのみ肉が流動するので、成形荷重が高くなるという問題があった。
【０００５】
一方、特許文献２に示されるカムロブの成形方法においては、成形型内でカムロブの外形にバリが成形された後に肉が流動できないので、成形荷重が高くなるという問題があった。また、最後にカムロブの外形のバリを除去するため、歩留まりが悪いという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情により鑑みなされたもので、成形型内で肉の流動を促進し、成形荷重を低くすると共に、鍛造時に素材の歩留まりのよいカムロブの成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のカムロブの成形方法は、外周が軸心を中心に半円形状のカムベースと、外周がカムベースから外側に突出するカムトップと、軸心を中心に軸線方向に貫通する孔と、を有するカムロブの成形方法において、略円柱状の一次中間成形品を成形する第一工程と、一次中間成形品にカムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔を成形した二次中間成形品を成形する第二工程と、二次中間成形品を軸線方向に押圧して、カムトップ、カムベース、及び予備孔が変形した変形孔を成形した三次中間成形品を成形する第三工程と、三次中間成形品に変形孔より大きい孔を成形してカムロブを成形する第四工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のカムロブの成形方法は、一次中間成形品の軸心から偏心した位置に予備孔を成形した二次中間成形品を成形することを第２の特徴とする。
【０００９】
本発明のカムロブの成形方法は、一次中間成形品に、軸線に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔を成形した二次中間成形品を成形することを第３の特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の特徴のカムロブの成形方法によれば、外周が軸心を中心に半円形状のカムベースと、外周がカムベースから外側に突出するカムトップと、軸心を中心に軸線方向に貫通する孔と、を有するカムロブの成形方法において、略円柱状の一次中間成形品を成形する第一工程と、一次中間成形品にカムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔を成形した二次中間成形品を成形する第二工程と、二次中間成形品を軸線方向に押圧して、カムトップ、カムベース、及び予備孔が変形した変形孔を成形した三次中間成形品を成形する第三工程と、三次中間成形品に変形孔より大きい孔を成形してカムロブを成形する第四工程と、を有するため、二次中間成形品の軸線方向に貫通する予備孔により、カムベースとカムトップとを有する三次中間成形品の成形時、肉が二次中間成形品の外周側に加えて予備孔内に流動し、三次中間成形品を成形する成形型内での肉の流動が促進されて、成形荷重を低くすることができる。しかも、カムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔を二次中間成形品に成形することにより、カムベース側より肉量が必要なカムトップ側に予め肉量を多く配置することができるため、二次中間成形品を軸線方向に圧縮した際に、カムトップの先端まで肉を流動させることができるので、所望の形状のカムトップを成形することができる。
【００１１】
また、カムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように成形された予備孔を有する二次中間成形品を押圧することにより、予備孔が三次中間成形品にカムトップ側に伸びて変形する。この予備孔が変形した変形孔は、カムロブの軸心に成形する孔周辺に成形されるため、カムロブの孔の成形時に、取り除く肉量を削減することができ、素材の歩留まりをよくすることができる。
【００１２】
本発明の第２の特徴のカムロブの成形方法によれば、一次中間成形品の軸心から偏心した位置に予備孔を成形した二次中間成形品を成形するため、本成形方法を容易に実現することができる。
【００１３】
本発明の第３の特徴のカムロブの成形方法によれば、一次中間成形品に、軸線に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔を成形した二次中間成形品を成形するため、本成形方法を容易に実現することができる。また、決められた範囲である一次中間成形品に、カムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように予備孔を成形するためには、一次中間成形品の軸心から偏心した位置に、軸線に対する垂直断面の形状が円の予備孔を成形するよりも、一次中間成形品に、軸線に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔を成形する方が、欠けた箇所を大きく設計することによって、予備孔の直径を大きく設計することができる。このため、三次中間成形品の成形時、予備孔内に多くの肉を流動させることが可能となり、成形荷重を更に低くすることができる。
【００１４】
また、二次中間成形品の予備孔の直径を大きく設計すると、二次中間成形品に予備孔を成形するピアスパンチの直径を大きく設計できるので、ピアスパンチの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１乃至図８は、本発明の第一実施例を示すもので、図１の（ア）及び（イ）は素材を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は二次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。図２の（ア）及び（イ）は予備二次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は二次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。図３の（ア）及び（イ）は三次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）はカムロブを表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。図４は一次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。図５は予備二次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。図６は二次中間成形品の冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。図７は三次中間成形品の冷間鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。図８はカムロブの冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。図９及び図１０は、本発明の第二実施例を示すもので、図９の（ア）及び（イ）は二次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は三次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。図１０は二次中間成形品の冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。
【００１６】
まず、本発明の第一実施例の円柱状の素材Ｗ０からカムロブＷ５までの加工形状について説明する。素材Ｗ０は、図１の（ア）及び（イ）に示す如く、円柱形状である。一次中間成形品Ｗ１は、図１の（ウ）及び（エ）に示す如く、軸線方向の長さが素材Ｗ０の軸線方向の長さより短く、直径が素材Ｗ０の直径より大きい円柱形状である。予備二次中間成形品Ｗ２は、図２の（ア）及び（イ）に示す如く、外形は円柱状で予備二次中間成形品Ｗ２の軸心Ｘ２から偏心した位置の軸心Ｘ３上の軸線方向の両端に２つの凹部１，２が成形されている。二次中間成形品Ｗ３は、図２の（ウ）及び（エ）に示す如く、二次中間成形品Ｗ３の軸心Ｘ４から偏心した位置で軸線方向に予備孔３が貫通成形されている。そして、三次中間成形品Ｗ４は、図３の（ア）及び（イ）に示す如く、外形が後述する最終成形品であるカムロブＷ５と同一である。すなわち、三次中間成形品Ｗ４の外形は、半円形状のカムベース９及びカムベース９から外側に突出するカムトップ８を有する。また、カムベース９の軸心Ｘ６周辺には、軸線方向に貫通し、軸線に対する垂直断面が、カムベース９側が大径でカムトップ８側が小径である２つの円をつないだ形状である変形孔４を有している。カムロブＷ５は、図３の（ウ）及び（エ）に示す如く、三次中間成形品Ｗ４に対し、軸心Ｘ７に軸線方向に貫通する孔５が成形されている。この孔５は、平面形状が円形状で、二次中間成形品Ｗ３の予備孔３及び三次中間成形品Ｗ４の変形孔４より径方向の寸法が大きい。
【００１７】
次に一次中間成形品Ｗ１を成形する一次中間成形品成形装置１１、予備二次中間成形品Ｗ２を成形する予備二次中間成形品成形装置３１、二次中間成形品Ｗ３を成形する二次中間成形品成形装置５１、三次中間成形品Ｗ４を成形する三次中間成形品成形装置７１、及びカムロブＷ５を成形するカムロブ成形装置９１について図４乃至図８に基づいて説明する。
【００１８】
図４に示す一次中間成形品成形装置１１は、第一移動型１２及び第一固定型２０より構成される。第一移動型１２は、素材Ｗ０を軸線方向に押圧する第一パンチ１３を有する。第一固定型２０は、素材Ｗ０を一次中間成形品Ｗ１に成形するための円柱状の第一型彫空間２１を有する一次中間成形品成形ダイ２２、一次中間成形品成形ダイ２２の軸心部に配置され、一次中間成形品Ｗ１を成形する第一型彫空間２１の一部を構成し、成形された一次中間成形品Ｗ１を一次中間成形品成形ダイ２２の外に押出す第一ノックアウト２３、第一ノックアウト２３を進退自在に保持する第一ノックアウトホルダー２４を有する。
【００１９】
図５に示す予備二次中間成形品成形装置３１は、第二移動型３２及び第二固定型４０より構成される。第二移動型３２は、一次中間成形品Ｗ１の軸線方向の一端を押圧して予備二次中間成形品Ｗ２を成形する第二上パンチ３３を有する。第二固定型４０は、一次中間成形品Ｗ１を予備二次中間成形品Ｗ２に成形するための円柱状の第二型彫空間４１を有する予備二次中間成形品成形ダイ４２、予備二次中間成形品成形ダイ４２の軸心部に配置され、一次中間成形品Ｗ１の軸線方向の他端を押圧して予備二次中間成形品Ｗ２を成形する第二下パンチ４５、成形された予備二次中間成形品Ｗ２を予備二次中間成形品成形ダイ４２の外に押出す第二ノックアウト４３、第二ノックアウト４３を進退自在に保持する第二ノックアウトホルダー４４を有する。ここで、第二上パンチ３３及び第二下パンチ４５の軸心Ｘ１２は、予備二次中間成形品成形ダイ４２の円柱状の第二型彫空間４１の軸心Ｘ１１に対して偏心している。
【００２０】
図６に示す二次中間成形品成形装置５１は、第三移動型５２及び第三固定型６０より構成される。第三移動型５２は、予備二次中間成形品Ｗ２に予備孔３を貫通して二次中間成形品Ｗ３を成形する第三ピアスパンチ５３を有する。第三固定型６０は、二次中間成形品Ｗ３を成形するための円柱状の第三型彫空間６１を有する二次中間成形品成形ダイ６２、二次中間成形品成形ダイ６２の軸心部に配置され、成形された二次中間成形品Ｗ３を二次中間成形品成形ダイ６２の外に押出す第三ノックアウト６３、第三ノックアウト６３を進退自在に保持する第三ノックアウトホルダー６４を有する。第三ノックアウト６３の内部には、二次中間成形品Ｗ３に予備孔３を成形した際に成形される二次中間成形品余肉部１６を成形装置５１の外に排出する第三排出路６５が設けられている。ここで、第三ピアスパンチ５３の軸心Ｘ１４は、二次中間成形品成形ダイ６２の円柱状の第三型彫空間６１の軸心Ｘ１３に対して偏心している。
【００２１】
図７に示す三次中間成形品成形装置７１は、第四移動型７２及び第四固定型８０より構成される。第四移動型７２は、第四パンチ７３を有する。第四固定型８０は、三次中間成形品Ｗ４を成形するための第四型彫空間８１を有する三次中間成形品成形ダイ８２、三次中間成形品成形ダイ８２の軸心部に配置され、三次中間成形品Ｗ４を成形する第四型彫空間８１の一部を構成し、成形された三次中間成形品Ｗ４を三次中間成形品成形ダイ８２の外に押出す第四ノックアウト８３、第四ノックアウト８３を進退自在に保持する第四ノックアウトホルダー８４を有する。
【００２２】
図８に示すカムロブ成形装置９１は、第五移動型９２及び第五固定型１００より構成される。第五移動型９２は、三次中間成形品Ｗ４に三次中間成形品Ｗ４の変形孔４より大きい孔５を貫通成形する第五ピアスパンチ９３を有する。第五固定型１００は、カムロブＷ５を成形するための第五型彫空間１０１を有するカムロブ成形ダイ１０２、カムロブ成形ダイ１０２の軸心部に配置され、成形されたカムロブＷ５をカムロブ成形の外に押出す第五ノックアウト１０３、第五ノックアウト１０３を進退自在に保持する第五ノックアウトホルダー１０４を有する。第五ノックアウト１０３の内部には、カムロブＷ５の孔５を成形した際に成形されるカムロブ余肉部１７をカムロブ成形装置９１の外に排出する第五排出路１０５が設けられている。
【００２３】
次に円柱状の素材Ｗ０からカムロブＷ５を成形する方法を順次説明する。
【００２４】
まず、線材を必要な長さに切断した図１の（ア）及び（イ）に示される円柱状の素材Ｗ０を、図示せぬ搬送装置により、一次中間成形品成形装置１１の第一固定型２０に形成された第一型彫空間２１に投入する。続いて、第一パンチ１３が下降して、図４に示す如く、円柱状の素材Ｗ０を軸線方向に押圧し、軸線方向の長さが素材Ｗ０の軸線方向の長さより短く、直径が素材Ｗ０の直径より大きい円柱状の一次中間成形品Ｗ１を成形する。
【００２５】
一次中間成形品Ｗ１の成形が完了すると、第一パンチ１３が上昇する。その後、第一ノックアウト２３が上昇して一次中間成形品Ｗ１が一次中間成形品成形ダイ２２から取り出される。
【００２６】
次に、取り出された一次中間成形品Ｗ１は、図示せぬ搬送装置により、予備二次中間鍛造品成形装置３１の第二固定型４０に形成された第二型彫空間４１に投入される。続いて、第二移動型３２の第二上パンチ３３が下降して、図５に示す如く、一次中間成形品Ｗ１を第二上パンチ３３と第二下パンチ４５により挟み込み、２つの凹部１，２を有する予備二次中間成形品Ｗ２を成形する。ここで、第二上パンチ３３及び第二下パンチ４５の軸心Ｘ１２は、円柱状の第二型彫空間４１の軸心Ｘ１１に対して偏心しており、図２に示す如く、成形された予備二次中間成形品Ｗ２の２つの凹部１，２の軸心Ｘ３は、予備二次中間成形品Ｗ２の軸心Ｘ２から偏心している。また、この２つの凹部１，２の間に二次中間成形品余肉部１６が成形される。
【００２７】
予備二次中間成形品Ｗ２の成形が完了すると、第二上パンチ３３が上昇する。その後、第二ノックアウト４３が上昇して、予備二次中間成形品Ｗ２が予備二次中間成形品成形ダイ４２から取り出される。
【００２８】
取り出された予備二次中間成形品Ｗ２は、図示せぬ搬送装置により、二次中間成形品成形装置５１の第三固定型６０に形成された第三型彫空間６１に投入される。そして、第三移動型５２の第三ピアスパンチ５３が下降して、図６に示す如く、予備二次中間成形品Ｗ２の凹部１，２の間に成形された二次中間成形品余肉部１６を打ち抜き、二次中間成形品Ｗ３を成形する。ここで、第三ピアスパンチ５３の軸心Ｘ１４は、円柱状の第三型彫空間６１の軸心Ｘ１３から偏心しており、図２に示す如く、成形された二次中間成形品Ｗ３の予備孔３の軸心Ｘ５は、二次中間成形品Ｗ３の軸心Ｘ４から偏心している。このため、二次中間成形品Ｗ３は、カムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなっている。
【００２９】
二次中間成形品Ｗ３の成形が完了すると、第三ピアスパンチ５３が上昇する。その後、第三ノックアウト６３が上昇して、二次中間成形品Ｗ３が二次中間成形品成形ダイ６２から取り出される。
【００３０】
続いて、取り出された二次中間成形品Ｗ３は、図示せぬ搬送装置により、三次中間成形品成形装置７１の第四固定型８０に形成された第四型彫空間８１に投入される。投入された二次中間成形品Ｗ３は、搬送装置により、カムトップ予定部６が第四型彫空間８１のカムトップ成形部８６側となり、カムベース予定部７が第四型彫空間８１のカムベース成形部８７側となるように配置される。そして、第四移動型７２の第四パンチ７３が下降して、図７に示す如く、二次中間成形品Ｗ３を軸線方向に押圧し、外形が最終的に成形されるカムロブＷ５と同一のカムトップ８とカムベース９を有する三次中間成形品Ｗ４を成形する。ここで、三次中間成形品Ｗ４の変形孔４は、二次中間成形品Ｗ３の予備孔３が軸線方向につぶれ、カムベース９側よりカムトップ８側に大きく伸びて成形される。このため、図３に示す如く、変形孔４の垂直断面は、カムベース９側が大径でカムトップ８側が小径である２つの円をつないだ形状である。尚、この変形孔４の周りには、後に打ち抜くカムロブ余肉部１７が成形される。
【００３１】
三次中間成形品Ｗ４の成形が完了すると、第四パンチ７３が上昇する。その後、第四ノックアウト８３が上昇して、三次中間成形品Ｗ４が三次中間成形品成形ダイ８２から取り出される。
【００３２】
取り出されたカムロブＷ５の外形を有する三次中間成形品Ｗ４は、図示せぬ搬送装置により、カムロブ成形品成形装置９１の第五固定型１００に形成されたカムロブＷ５の外形を有する第五型彫空間１０１に投入される。続いて、第五移動型９２の第五ピアスパンチ９３が下降して、図８に示す如く、三次中間成形品Ｗ４の軸心Ｘ６の周辺のカムロブ余肉部１７を第五ピアスパンチ９３により肉を変形孔４内に流動させながら打ち抜いて、軸心Ｘ７に軸線方向に貫通した孔５を有するカムロブＷ５を成形する。打ち抜かれたカムロブ余肉部１７は、第五ノックアウト１０３に成形された第五排出路１０５から排出される。
【００３３】
カムロブＷ５の成形が完了すると、第五ピアスパンチ９３が上昇する。その後、第五ノックアウト１０３が上昇して、カムロブＷ５がカムロブ成形ダイ１０２から取り出され、カムロブＷ５の成形が終了する。
【００３４】
本発明のカムロブの成形方法によれば、外周が軸心を中心に半円形状のカムベース９と、外周がカムベース９から外側に突出するカムトップ８と、軸心を中心に軸線方向に貫通する孔５と、を有するカムロブの成形方法において、略円柱状の一次中間成形品Ｗ１を成形する第一工程と、一次中間成形品Ｗ１にカムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔３を成形した二次中間成形品Ｗ３を成形する第二工程と、二次中間成形品Ｗ３を軸線方向に押圧して、カムトップ８、カムベース９、及び予備孔３が変形した変形孔４を成形した三次中間成形品Ｗ４を成形する第三工程と、三次中間成形品Ｗ４に変形孔３より大きい孔５を成形してカムロブＷ５を成形する第四工程と、を有するため、二次中間成形品Ｗ３の軸線方向に貫通する予備孔３により、カムベース８とカムトップ９とを有する三次中間成形品Ｗ３の成形時、肉が二次中間成形品Ｗ３の外周側に加えて予備孔３内に流動し、三次中間成形品Ｗ３を成形する三次中間成形品成形ダイ８２内での肉の流動が促進されて、成形荷重を低くすることができる。しかも、カムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔３を二次中間成形品Ｗ３に成形することにより、カムベース９側より肉量が必要なカムトップ８側に予め肉量を多く配置することができるため、二次中間成形品Ｗ３を軸線方向に圧縮した際に、カムトップ８の先端まで肉を流動させることができるので、所望の形状のカムトップ８を成形することができる。
【００３５】
また、カムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように成形された予備孔３を有する二次中間成形品Ｗ３を押圧することにより、予備孔３が三次中間成形品Ｗ４にカムトップ８側に伸びて変形する。この予備孔３が変形した変形孔４は、カムロブＷ５の軸心に成形する孔５周辺に成形されるため、カムロブＷ５の孔５の成形時に、取り除く肉量を削減することができ、素材の歩留まりをよくすることができる。
【００３６】
そして、一次中間成形品Ｗ１の軸心から偏心した位置に予備孔３を成形した二次中間成形品Ｗ３を成形すると、本成形方法を容易に実現することができる。
【００３７】
更に、三次中間成形品Ｗ４の軸心Ｘ６を第五ピアスパンチ９３により打ち抜いてカムロブＷ５に軸線方向に貫通した孔５を成形する場合には、肉が変形孔４内に流動しながらカムロブ余肉部１７を打ち抜くことができるので、カムロブ成形品成形装置９１の成形荷重を低くすることができる。
【００３８】
尚、第一実施例では、一次中間成形品Ｗ１の軸心Ｘ１から偏心した位置に、軸線方向に貫通する予備孔３を成形し、カムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように二次中間成形品Ｗ３を成形していたが、第二実施例として、図９の（ア）及び（イ）に示す如く、円柱形状の一次中間成形品Ｗ１の軸心Ｘ１０４に、軸線に対する垂直断面の予備孔１０３の形状が、円の一部が欠けた欠円形状である二次中間成形品Ｗ１０３を成形し、カムトップ１０８となる予定のカムトップ予定部１０６の径方向の肉厚が、カムベース１０９となる予定のカムベース予定部１０７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔１０３を成形した二次中間成形品Ｗ１０３を成形してもよい。
【００３９】
そして、二次中間成形品Ｗ１０３が軸線方向に押圧され成形された三次中間成形品Ｗ４は、図９の（ウ）及び（エ）に示す如く、外形が最終成形品であるカムロブＷ５と同一である。すなわち、三次中間成形品Ｗ１０４の外形は、半円形状のカムベース１０９及びカムベース１０９から外側に突出するカムトップ１０８を有する。また、カムベース１０９の軸心Ｘ１０６周辺には、軸線方向に貫通し、軸線に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である変形孔１０４を有している。
【００４０】
次に、第二実施例における二次中間成形品成形装置１５１を図１０に基づいて説明する。二次中間成形品成形装置１５１は、第三移動型１５２及び第三固定型１６０より構成される。第三移動型１５２は、一次中間成形品Ｗ１に予備孔３を貫通して二次中間成形品Ｗ３を成形する第三ピアスパンチ１５３を有する。第三固定型１６０は、二次中間成形品Ｗ３を成形するための円柱状の第三型彫空間１６１を有する二次中間成形品成形ダイ１６２、二次中間成形品成形ダイ１６２の軸心部に配置され、成形された二次中間成形品Ｗ１０３を二次中間成形品成形ダイ１６２の外に押出す第三ノックアウト１６３、第三ノックアウト１６３を進退自在に保持する第三ノックアウトホルダー１６４を有する。第三ノックアウト１６３の内部には、二次中間成形品Ｗ１０３の予備孔１０３を成形した際に成形される二次中間成形品余肉部１１６を成形装置１５１の外に排出する第三排出路１６５が設けられている。ここで、第三ピアスパンチ１５３の軸線Ｘ１１３に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である。
【００４１】
続いて、一次中間成形品Ｗ１から二次中間成形品Ｗ１０３を成形する方法を説明する。図４の一次中間成形品成形装置１１から取り出された一次中間成形品Ｗ１は、図示せぬ搬送装置により、二次中間鍛造品成形装置１５１の第三固定型１６０に形成された第三型彫空間１６１に投入される。続いて、第三移動型１５２の第三ピアスパンチ１５３が下降して、図１０に示す如く、二次中間成形品Ｗ２の二次中間成形品余肉部１１６を打ち抜き、二次中間成形品Ｗ１０３を成形する。
【００４２】
尚、第二実施例では、一次中間成形品Ｗ１に、軸線に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔１０３を成形した二次中間成形品Ｗ１０３を成形するため、本成形方法を容易に実現することができる。また、決められた範囲である一次中間成形品Ｗ１に、カムトップ予定部１０６の径方向の肉厚が、カムベース予定部１０７の径方向の肉厚よりも厚くなるように予備孔１０３を成形するためには、第一実施例の一次中間成形品Ｗ１の軸心Ｘ１から偏心した位置に、軸線に対する垂直断面の形状が円の予備孔３を成形するよりも、一次中間成形品Ｗ１に、軸線に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔１０３を成形する方が、欠けた箇所を大きく設計することによって、予備孔１０３の直径を大きく設計することができる。このため、三次中間成形品Ｗ１０４の成形時、予備孔１０３内に多くの肉を流動させることが可能となり、成形荷重を更に低くすることができる。
【００４３】
また、二次中間成形品Ｗ１０３の予備孔１０３の直径を大きく設計すると、二次中間成形品Ｗ１０３に予備孔１０３を成形する第三ピアスパンチ１５３の直径を大きく設計できるので、第三ピアスパンチ１５３の耐久性を向上させることができる。
【００４４】
尚、第一実施例の一次中間成形品Ｗ３の予備孔３は、２回の鍛造工程で成形しているが、１回の鍛造工程で成形してもよい。更に、第一実施例及び第二実施例では、変形孔４，１０４内に肉を流動させながら押圧できるので、冷間鍛造で三次中間成形品Ｗ４を成形し、三次中間成形品成形装置７１の成形荷重を低くする効果が顕著に現れるが、素材Ｗ０を６００〜９００℃に温めて鍛造する温間鍛造、温間鍛造以上の温度に素材Ｗ０を加熱して鍛造する熱間鍛造に適用することも可能である。
【００４５】
加えて、第一実施例及び第二実施例では、二次中間成形品Ｗ３の予備孔３及びカムロブＷ５の孔５は、鍛造により成形しているが、切削加工により成形してもよい。二次中間成形品Ｗ３，Ｗ１０３の予備孔３，１０３は、カムトップ予定部６，１０６の径方向の肉厚が、カムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるのであれば、他の形状（例えば、多角形）であってもよい。二次中間成形品成形装置１１、予備二次中間成形品成形装置３１、二次中間成形品成形装置５１、三次中間成形品成形装置７１、及びカムロブ成形装置９１は、上下に各移動型１２，３２，５２，７２，９２及び各固定型２０，４０，６０，８０，１００を配置しているが、水平方向に配置してもよい。二次中間成形品成形装置１１、予備二次中間成形品成形装置３１、二次中間成形品成形装置５１、三次中間成形品成形装置７１、及びカムロブ成形装置９１の各移動型１２，３２，５２，７２，９２は、各々１個の型から構成されているが、適宜分割型を組み付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ア）及び（イ）は本発明の第一実施例の素材を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は本発明の第一実施例の二次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。
【図２】（ア）及び（イ）は本発明の第一実施例の予備二次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は本発明の第一実施例の二次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。
【図３】（ア）及び（イ）は本発明の第一実施例の二次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は本発明の第一実施例のカムロブを表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。
【図４】本発明の第一実施例の二次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。
【図５】本発明の第一実施例の予備二次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。
【図６】本発明の第一実施例の二次中間成形品の冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。
【図７】本発明の第一実施例の三次中間成形品の冷間鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。
【図８】本発明の第一実施例のカムロブの冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。
【図９】（ア）及び（イ）は本発明の第二実施例の二次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は本発明の第二実施例の三次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図である。
【図１０】本発明の第二実施例の二次中間成形品の冷間鍛造成形工程を表す断面平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
３，１０３ 予備孔
４ 変形孔
５ 孔
６ カムトップ予定部
７ カムベース予定部
８ カムトップ
９ カムベース
Ｗ１ 一次中間成形品
Ｗ３，Ｗ１０３ 二次中間成形品
Ｗ４ 三次中間成形品
Ｗ５ カムロブ
Ｘ１ 一次中間成形品の軸心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周が軸心を中心に半円形状のカムベース（９）と、外周がカムベース（９）から外側に突出するカムトップ（８）と、軸心を中心に軸線方向に貫通する孔（５）と、を有するカムロブの成形方法において、
略円柱状の一次中間成形品（Ｗ１）を成形する第一工程と、
前記一次中間成形品（Ｗ１）に前記カムトップ（８）となる予定のカムトップ予定部（６）の径方向の肉厚が、前記カムベース（９）となる予定のカムベース予定部（７）の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔（３）を成形した二次中間成形品（Ｗ３）を成形する第二工程と、
該二次中間成形品（Ｗ３）を軸線方向に押圧して、前記カムトップ（８）、前記カムベース（９）、及び前記予備孔（３）が変形した変形孔（４）を成形した三次中間成形品（Ｗ４）を成形する第三工程と、
該三次中間成形品（Ｗ４）に前記変形孔（３）より大きい前記孔（５）を成形してカムロブ（Ｗ５）を成形する第四工程と、を有することを特徴とするカムロブの成形方法。
【請求項２】
前記一次中間成形品（Ｗ１）の軸心（Ｘ１）から偏心した位置に前記予備孔（３）を成形した前記二次中間成形品（Ｗ３）を成形することを特徴とする請求項１に記載のカムロブの成形方法。
【請求項３】
前記一次中間成形品（Ｗ１）に、軸線に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である前記予備孔（１０３）を成形した前記二次中間成形品（Ｗ１０３）を成形することを特徴とする請求項１に記載のカムロブの成形方法。
【請求項１】
外周が軸心を中心に半円形状のカムベース（９）と、外周がカムベース（９）から外側に突出するカムトップ（８）と、軸心を中心に軸線方向に貫通する孔（５）と、を有するカムロブの成形方法において、
略円柱状の一次中間成形品（Ｗ１）を成形する第一工程と、
前記一次中間成形品（Ｗ１）に前記カムトップ（８）となる予定のカムトップ予定部（６）の径方向の肉厚が、前記カムベース（９）となる予定のカムベース予定部（７）の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔（３）を成形した二次中間成形品（Ｗ３）を成形する第二工程と、
該二次中間成形品（Ｗ３）を軸線方向に押圧して、前記カムトップ（８）、前記カムベース（９）、及び前記予備孔（３）が変形した変形孔（４）を成形した三次中間成形品（Ｗ４）を成形する第三工程と、
該三次中間成形品（Ｗ４）に前記変形孔（３）より大きい前記孔（５）を成形してカムロブ（Ｗ５）を成形する第四工程と、を有することを特徴とするカムロブの成形方法。
【請求項２】
前記一次中間成形品（Ｗ１）の軸心（Ｘ１）から偏心した位置に前記予備孔（３）を成形した前記二次中間成形品（Ｗ３）を成形することを特徴とする請求項１に記載のカムロブの成形方法。
【請求項３】
前記一次中間成形品（Ｗ１）に、軸線に対する垂直断面の形状が円の一部が欠けた欠円形状である前記予備孔（１０３）を成形した前記二次中間成形品（Ｗ１０３）を成形することを特徴とする請求項１に記載のカムロブの成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２６７３７２（Ｐ２００８−２６７３７２Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９８４５１（Ｐ２００７−１９８４５１）
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（０００２３８３６０）武蔵精密工業株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（０００２３８３６０）武蔵精密工業株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
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