フランジ付きハウジング部材とその成形方法及び装置
【課題】フランジ付きハウジング部材であっても外周面全面に渡ってしごき加工を加えることができ、機械加工を施すことなく全体にわたり十分精度を出すことができ、部品点数の低減、リードタイムの短縮が図れ、コスト的にも作業性の面でも有利なフランジ付きハウジング部材とその成形方法及び装置を提供する。
【解決手段】筒状をした胴部１の一端部にフランジ予備成形部２が設けられた成形素材Ｗを所定の外面形状のパンチ１０に保持し、成形素材Ｗをサイジングダイ１５によりしごき胴部１の内外両周面をサイジングし、フランジ予備成形部２をパンチ１０とフランジ成形ダイ１９との間で挟圧しフランジＦを成形することを特徴とする。
【解決手段】筒状をした胴部１の一端部にフランジ予備成形部２が設けられた成形素材Ｗを所定の外面形状のパンチ１０に保持し、成形素材Ｗをサイジングダイ１５によりしごき胴部１の内外両周面をサイジングし、フランジ予備成形部２をパンチ１０とフランジ成形ダイ１９との間で挟圧しフランジＦを成形することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状をした胴部の一端部びフランジが設けられたフランジ付きハウジング部材とその成形方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車エンジンの回転トルク伝達機構に組み込まれる等速ジョイントの外輪は、筒状をした胴部の一端部が閉塞部により閉塞され、胴部の外周よりフランジが外部に突出された、フランジ付きハウジング部材であり、胴部の内周面には複数本のトラック溝と、各トラック溝間にケージ案内面が形成されている。
【０００３】
このような部品を成形する従来の方法は、胴部の内外周面をサイジングして仕上げた後に、端部にフランジを溶接し閉塞する方法がある。しかし、この方法では、フランジと胴部という２つの部品は必要になりコスト的に不利である。
【０００４】
ここにおいて、「サイジング」とは、寸法精度を向上させるためにワークを型により加圧することをいい、「フランジ」とは、一般的には、胴部の外周面より放射方向に突出した部分であるが、本明細書では、特にことわらない限り胴部の端部を閉塞する閉塞部と一体的に形成された部分のことをいい、「閉塞部」とは胴部の端部を閉塞する部分のみをいう。
【０００５】
また、他の方法として、熱間鍛造によりフランジ付きで貫通孔が設けられた鍛造素材を形成した後、外面側は、機械加工を施し、外径やフランジなどを所定のものに仕上げ、内面側は、ブローチ加工によりトラック溝やケージ案内面を形成し、最終的に高周波焼き入れを行ない、筒状胴部の一端部に蓋体を取り付ける方法もある。しかし、この方法では、機械加工やブローチ加工は、加工時間がかかり、ブローチ自体も高価で、製造コスト的にも作業性の面からも好ましくない。
【０００６】
下記特許文献１では、反フランジ側から内面仕上げ用のポンチを挿入して筒状胴部の内周面を仕上げた後、当該ポンチと同じ方向からダイスを挿入して筒状胴部の外周面にしごき加工を施す方法が提案されている。
【０００７】
下記特許文献２では、鍛造成形したワークを、フランジ側を下にして支持し、胴部内には内面仕上げ用のポンチを挿入し、外面には、軸心に沿って複数分割されたしごきダイスを配置し、前記ポンチとしごきダイスの一方を軸方向に移動してダイスの内側にワークを通過させることにより、ワークの外面をダイスによりしごき、ワークの内面をポンチ外周面に密着させ、ワークの内外両面を仕上げる方法が提案されている。
【０００８】
しかし、特許文献１の方法では、フランジ付きハウジング部材では、ダイスにより外周面にしごき加工を加える場合、当然のことながらフランジが邪魔になり外周面全面に渡ってしごき加工を加えることができず、このため、全体にわたり十分精度が出ない虞がある。しかも、型から製品を抜き出す際、外周をもう一度しごき型がしごき返すことになることから、精度が低下する可能性がある。
【０００９】
特許文献２の方法も特許文献１の方法と同様に課題を有しているが、予めワークを切削加工しなければならないため、リードタイムが長くなり、コスト的にも作業性の面からも好ましくなく、また、鍛流線が切削加工により切断されることから強度的にも好ましくないという不具合もある。
【特許文献１】特許第２６６１６６９号公報（請求項１、第３図参照）
【特許文献２】特開昭６３−２７３５２３号公報（特許請求の範囲、第１図参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、フランジ付きハウジング部材であっても外周面全面に渡ってしごき加工を加えることができ、機械加工を施すことなく全体にわたり十分精度を出すことができ、部品点数の低減、リードタイムの短縮が図れ、コスト的にも作業性の面でも有利なフランジ付きハウジング部材とその成形方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、外側成形面を有する第１の型と、内側成形面を有する第２の型との間で成形素材をしごき加工し成形する成形方法であって、前記第１の型と第２の型とのいずれか一方に、筒状をした胴部の一端部にフランジ予備成形部が設けられた前記成形素材を保持する工程と、
前記第１の型と第２の型により前記成形素材をしごき前記胴部の少なくとも内面をサイジングする工程と、前記フランジ予備成形部を前記第１の型とフランジ成形ダイとの間で挟圧しフランジを成形する工程と、を有するフランジ付きハウジング部材の成形方法である。
【００１２】
上記目的を達成するための請求項１０に記載の発明は、筒状をした胴部の一端部にフランジ予備成形部が設けられた成形素材の前記胴部をしごき加工し成形する成形装置であって、前記成形素材の胴部内周面を成形する外側成形面を有する第１の型と、前記第１の型が入り込む開口部に、前記外側成形面との間で前記成形素材の胴部をしごき加工する内側成形面を有する第２の型と、前記第１の型との間で前記フランジ予備成形部を挟圧しフランジを形成するフランジ成形ダイと、を有するフランジ付きハウジング部材の成形装置である。
【００１３】
上記目的を達成するための請求項１８に記載の発明は、鍛造により成形されたハウジング部材であって、筒状の胴部と、当該胴部の一端部を閉塞する閉塞部と、前記一端部から外方突出するフランジとが一体に成形され、かつ、前記胴部がしごき加工によりサイジングされており、前記フランジから前記胴部に連続した鍛流線を有することを特徴とするフランジ付きハウジング部材である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１，１０に記載の発明によれば、成形素材の胴部を第１の型と第２の型によりしごいて、少なくとも内面をサイジングし、フランジ予備成形部を第１の型とフランジ成形ダイとの間で挟圧しフランジを成形するため、フランジ付きハウジング部材であっても機械加工を施すことなく全体にわたり十分精度を出すことができる。また、冷温間鍛造で成形でき、熱間鍛造を使用しないので、脱炭層の発生も抑制でき、成形品も強度が低下する虞のない高精度なものが得られる。さらに、成形後にフランジあるいは蓋部材を取付ける必要がないので、部品点数の低減、リードタイムの短縮が図れ、コスト的にも作業性の面でも有利となる。
【００１５】
特に、請求項５に記載の発明のように、成形素材の胴部を所定長サイジングした状態で一時的に停止し、この停止中にフランジの成形を開始すれば、成形素材を第２の型で保持した状態でフランジを成形でき、しかも第２の型の背面を利用してフランジを成形でき、成形素材に引け部分のない極めて精度よいフランジを簡単に成形できる。
【００１６】
請求項１８に記載の発明によれば、胴部の一端部にフランジ予備成形部が設けられた成形素材の内外両周面をしごき加工することによりサイジングし、胴部から、前記フランジ予備成形部を挟圧して形成した前記閉塞部及びフランジに至る鍛流線が連続している成形品は、強度が優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
図１（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図、図２は成形装置の要部を示す分解断面図、図３は図２の３−３線に沿う断面図、図４は図２の４−４線に沿う断面図である。
【００１９】
まず、フランジ付きハウジング部材の成形方法について概説すれば、図１（Ａ）に示すように、成形素材Ｗを第１の型（以下、パンチと称す）１０に保持した状態で、図１（Ｂ）に示すように、第２の型（以下、サイジングダイと称す）１５との共働で成形素材をしごき、胴部１の内外両周面をサイジングする。次に、図１（Ｃ）に示すように、フランジ予備成形部２をアップセットし、フランジＦを成形する。
【００２０】
さらに詳述する。ここで使用される成形装置は、図２に示すように、成形素材Ｗを保持し、外周面に成形面（簡単のため外側成形面）が形成されているパンチ１０と、パンチ１０に保持された成形素材Ｗをしごき加工して胴部１の内外両周面をサイジングする、内周面に成形面（簡単のため内側成形面）が形成されているサイジングダイ１５と、フランジ予備成形部２をパンチ１０との間で挟圧しフランジＦ（図１Ｃ参照）を形成するフランジ成形ダイ１９とを有している。
【００２１】
成形素材Ｗは、例えば、自動車用エンジンの回転トルク伝達機構に組み込まれる等速ジョイントの外輪用のものであるため、筒状をした胴部１の一端開口を閉塞するように、フランジ成形用のフランジ予備成形部２が設けられている。
【００２２】
パンチ１０は、図１（Ａ）に示すように、基台１１上に立設された位置固定の柱状体であり、上部には、図２，３に示すように、胴部１の内周面に複数本のトラック溝を形成する突条部１２と、各トラック溝間にケージ案内面を形成する凹溝部１３が交互に複数形成された外側成形面が形成されている。
【００２３】
サイジングダイ１５は、パンチ１０に対し昇降可能に設けられたプレスラム１６に支持部材１７を介して取り付けられており、図２，４に示すように、中央に成形素材Ｗをパンチ１０の外周面に加圧するしごき加工するための開口部１８を有するリング状部材であるが、この内側成形面は、円弧状の面のみでなく、種々の形状を有する面であってもよい。本実施形態の開口部１８の略下半部は、成形素材Ｗをしごきの容易化のためにテーパ状部１８ａとされ、略上半部は、成形素材Ｗを所定の外径寸法にサイジングする円筒部１８ｂとされている。
【００２４】
また、このサイジングダイ１５に関しては、図５に示すように、開口部１８が成形品Ｗａの形状に対応する大きさを有し、その口縁部分が所定半径Ｒを有する円弧状部分１８ｃとされ、内周面部分が直線的に傾斜されたテーパ状部１８ａを有するものであってもよい。
【００２５】
フランジ成形ダイ１９は、本実施形態では、プレスラム１６に設けられ、その下面は平坦な加圧面２０とされたプレート状部材である。
【００２６】
なお、成形装置には、成形後の成形素材Ｗをパンチ１０から取外すために、例えば、図１に一点鎖線で示すような取り外し部材２１を、サイジングダイ１５の上部に設け、後端に配置したばね２２により中心に向って弾発してもよい。取り外し部材２１の先端部は、成形素材Ｗが通過しやすいようにテーパ面とすることが好ましい。
【００２７】
フランジ予備成形部２は、図２に示すように、フランジ予備成形部２の外径Ｄ１は、胴部１の外径Ｄ２以下の大きさとすることが好ましい。より好ましくは、開口部１８の内径より小さくすることが好ましい。これによりフランジ予備成形部２が開口部１８に入り易く、開口部１８の内径よりやや大きい外径を有する胴部１の外周に対するしごきによるサイジングが容易となり、精度の悪化を防止できる。
【００２８】
本実施形態では、フランジ予備成形部２を成形するフランジ成形ダイの挟圧位置は、サイジングダイ１５が胴部１を全長にわたりサイジングした直後あるいは成形素材Ｗに対しサイジングダイ１５が移動している間であってもよく、また、サイジングダイ１５がサイジングを行っている途中であってもよい。
【００２９】
したがって、図１に示すように、フランジ成形ダイ１９をプレスラム１６の直下に設け、フランジ成形ダイ１９とサイジングダイ１５との間を成形素材Ｗを伴うパンチ１０が入り込む程度としてもよく、図示はしないが、プレスラム１６とは離間した下方位置に設け、成形素材Ｗを伴うパンチ１０が入り込むと直ちにフランジ予備成形部２の成形を開始してもよい。
【００３０】
つまり、本実施形態のフランジ成形ダイ１９が成形素材Ｗを挟圧する挟圧位置は、パンチ１０が成形素材Ｗの胴部１を軸方向全長にわたってサイジングを完了した通過位置、あるいは軸方向途中位置であればよい。ここに、通過位置とは、サイジング直後もしくはパンチ１０とサイジングダイ１５の相対的に移動中の位置をいう。
【００３１】
次に、成形方法を説明する。
【００３２】
まず、図１（Ａ）に示すように、パンチ１０の上部に成形素材Ｗをセットし、プレスラム１６を下降する。成形素材Ｗは、図１（Ｂ）に示すように、サイジングダイ１５のテーパ状部１８ａ及び円筒部１８ｂでしごかれ、所定の外径寸法にサイジングされる。
【００３３】
この結果、胴部１の内周面には、パンチ１０の突条部１２と凹溝部１３の形状が転写され、トラック溝とケージ案内面が形成される。このしごき加工は、成形素材Ｗの胴部１を軸方向全長に渡り施されることになるので、成形後の胴部１は、全体にわたり高精度なものとなる。
【００３４】
さらに、プレスラム１６を下降すると、図１（Ｃ）に示すように、フランジ成形ダイ１９の下面の加圧面２０がパンチ１０に保持された状態の成形素材Ｗのフランジ予備成形部２を所定の厚さとし、フランジＦを有する成形品Ｗａを形成する。
【００３５】
このように本実施形態では、１回のプレス作業で、成形素材Ｗのサイジングと、トラック溝とケージ案内面の形成と、フランジの成形を行なうことができるので、極めて簡単に成形できる。別工程でフランジの成形を行なうと、パンチ１０から一旦成形素材Ｗを外すことになり、この結果、成形した後の胴部１の内周面の形状が変化したり精度が低下する虞があるが、本実施形態では、パンチ１０から成形素材Ｗを外すことなくフランジを成形するので、胴部１は全体にわたり極めて高精度となる。
【００３６】
１回のプレス作業でフランジまでも成形すれば、胴部１とフランジＦが一体化された成形品Ｗａとなるので、後にフランジを溶接する必要がなく、溶接時の熱入力もないので、強度が優れたものとなり、成形品Ｗａの薄肉化ないし軽量化が可能となり、これによるコストの低減を図ることもできるのみでなく、熱歪も生じないので精度が向上し、音振性能が向上し、ジョイントガタの発生を防止し、ジョイント性能も向上することになる。また、部品点数や工数の低減を図ることもできる。
【００３７】
さらにいえば、従来のように熱間鍛造で成形すると、いわゆる抜け勾配を大きくしなければならず、しかも胴部１内に発生する中バリの除去の必要性から、成形品の精度が低下し、胴部の内面にキズが生じる虞があるが、本実施形態では、熱間鍛造を使用する必要がないため、抜け勾配を大きくする必要もなく、胴部１内のサイジングも容易にでき、この点で極めて精度的に有利となり、しかも、脱炭層が生じることもない。
【００３８】
なお、成形品Ｗａの取り出しは、プレスラム１６を上昇すると、取り外し部材２１の先端部が成形品Ｗａと係合することになり、パンチ１０の上部から外すことができ、図外の排出機構により型外に取り出す。
【００３９】
なお、本実施形態では、図１（Ｃ）に示すように、フランジＦは、閉塞部Ｆａと一体に形成しているが、場合によっては、閉塞部Ｆａを有しないもの、つまり、円筒状の胴部の外周面より放射方向に突出した部分のみを有するように形成してもよい。このような成形品を形成するには、成形素材Ｗは、フランジ予備成形部２が円筒状のものを使用すればよい。
【００４０】
＜第２の実施形態＞
図６（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第２の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。なお、図６（Ａ）〜（Ｃ）には、図１〜４に示す部材と同一乃至性質共通する部材には同一符号を付し、明細書中での説明を省略することがあるが、これは、以下の図面及び説明においても同様である。
【００４１】
本実施形態に係る成形方法では、第１実施形態と相違し、フランジ成形ダイ１９を独立した昇降機構（不図示）により作動させるようにしている。
【００４２】
この成形方法は、まず、図６（Ａ）に示すように、パンチ１０の上部に成形素材Ｗをセットし、フランジ成形ダイ１９を昇降機構によりサイジングダイ１５の近傍まで下降させた状態とする。
【００４３】
次に、図６（Ｂ）に示すように、プレスラム１６を下降すると、成形素材Ｗは、前述した実施形態と同様に、サイジングダイ１５でしごかれ、所定の外径寸法にサイジングされ、胴部１にトラック溝とケージ案内面が形成される。このしごき加工も、成形素材Ｗの胴部１において軸方向全長に渡り施されるので、成形後の胴部１は、全体にわたり高精度なものとなる。
【００４４】
本実施形態では、フランジ成形ダイ１９がサイジングダイ１５の近傍まで下降し、昇降機構により加圧力が付加されているので、サイジングダイ１５にしごかれパンチ１０に保持された状態の成形素材Ｗは、直ちに、図６（Ｂ）に示すように、フランジ成形ダイ１９の下面の加圧面２０にアップセットされ、フランジ予備成形部２が押圧され、所定の厚さのフランジＦに成形される。つまり、本実施形態のフランジ予備成形部２の挟圧位置は、第１の実施形態とは相違し、サイジングと殆ど同時で、サイジングダイ１５の背面とパンチ１０の先端部が整合したとき、フランジ成形ダイ１９で挟圧することになる。本明細書において、「整合」とは、サイジングダイ１５の背面とパンチ１０の先端部が、これらの移動方向において一致することをいう。
【００４５】
フランジＦの形成後は、プレスラム１６の上昇と同時に又は成形終了後、フランジ成形ダイ１９は、昇降機構により上昇する。
【００４６】
なお、成形品Ｗａの取り出しは、フランジ成形ダイ１９と干渉しない位置に設けられた取り外し部材２１と成形品Ｗａとの係合によりパンチ１０から外し、図外の排出機構により型外に取り出す。
【００４７】
本実施形態においても、前述に実施形態と同様、１回のプレス作業で、成形素材Ｗのサイジングと、トラック溝とケージ案内面の形成を行なうことができるなど種々の効果を奏する。
【００４８】
＜第３の実施形態＞
図７（Ａ）（Ｂ）は本発明の第３の実施形態に係る成形方法の工程の要部を示す概略断面図である。
【００４９】
本実施形態に係る成形方法は、フランジ成形ダイ１９内でフランジＦを所定形状に仕上げるようにしている。例えば、図７（Ａ）に示すように、フランジ成形ダイ１９の加圧面側にフランジ成形用の型部２３を形成すれば、成形素材Ｗのフランジ予備成形部２をパンチ１０との間で挟圧したとき、フランジ予備成形部２が型部２３に対応するように所定形状に成形されることになる。したがって、例えば、型部２３に、等速ジョイントと回転トルク伝達機構の他の部品とを連結するガイド部２５を形成するための凹部２４を設ければ、成形後の成形品Ｗａは、ガイド部２５を有するものとなり、組立性、作業性が大幅に向上する。
【００５０】
このようなフランジ成形ダイ１９に設ける型部２３によるフランジ予備成形部２の成形は、型部２３によって下記のような種々の変形例が考えられる。
【００５１】
（変形例１）
図８は本実施形態の変形例１に係る成形装置の要部を示す概略断面図、図９（Ａ）は温間鍛造による成形素材を示し、図９（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図、図１０（Ａ）はフランジ成形後の状態の成形品を示し、図１０（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図である。
【００５２】
本変形例の成形品Ｗａは、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、フランジＦが胴部１から放射方向外方に向って均等に延出されたもので、成形素材Ｗとしては、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、胴部１の上部に均等な所上定厚さｔ１のフランジ予備成形部２を設けたものが使用される。
【００５３】
成形素材Ｗがサイジングダイ１５でしごかれた後又はこのしごきが加えられている間に、フランジ予備成形部２がフランジ成形ダイ１９の型部２３内に入ると、フランジ予備成形部２は、放射方向外方に向かう延出が型部２３により規制され、円盤状のフランジＦが形成されることになる。
【００５４】
（変形例２）
図１１は本実施形態の変形例２に係る成形装置の概略断面図、図１２（Ａ）は温間鍛造による成形素材を示し、図１２（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）の平面図、図１３（Ａ）はフランジ成形後の状態の成形品を示し、図１３（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）の平面図である。
【００５５】
本変形例の成形品Ｗａは、図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、胴部１から放射方向に複数の突出部２６が突出された形状のフランジＦを形成するもので、成形素材Ｗとしては、図１２（Ａ）（Ｂ）に示すものと同様、胴部１の上部に均等な所上定厚さｔ２のフランジ予備成形部２を設けたものが使用される。
【００５６】
フランジ成形ダイ１９は、その内周面に突出部２６に対応する凹部が複数形成された型部２３を有するものが使用され、フランジ予備成形部２がフランジ成形ダイ１９内で加圧されると、型部２３の形状に対応する突出部２６を有するフランジＦが形成されることになる。
【００５７】
（変形例３）
図１４（Ａ）は温間鍛造による成形素材を示し、図１４（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）の平面図、図１５（Ａ）はフランジ成形後の状態の成形品を示し、図１５（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）の平面図である。
【００５８】
本変形例の成形品Ｗａは、前記変形例２で使用したものと略同様のフランジ成形ダイ１９を使用し、３つの突出部２７が突出された形状のフランジＦを形成するもので、成形素材Ｗとしては、図１４（Ａ）（Ｂ）に示すように、胴部１の上部にフランジＦを形成する部分に余剰肉を盛ったフランジ予備成形部２を有するものが使用される。
【００５９】
このようにすれば、フランジ予備成形部２がフランジ成形ダイ１９内で加圧されると、余剰肉により比較的大きなフランジＦが成形されるので、成形品に対し機械加工を施す場合の取代を少なくすることができる。
【００６０】
なお、フランジ予備成形部２に設ける余剰肉を盛った部分は、必ずしも周方向で均等な位置に設ける必要はなく、不均等に設けると、異形のフランジＦを成形することもできる。
【００６１】
＜第４の実施形態＞
前述した実施形態では、フランジ予備成形部２に余剰肉を設けることにより異形のフランジＦを成形しているが、サイジングダイ１５でしごき、フランジ成形ダイ１９によりフランジＦを形成した後、フランジＦの外周に対しトリミングを実施することにより異形のフランジＦとしてもよい。なお、トリミングの手段としては、機械加工や、塑性加工など種々の方法を使用することができる。
【００６２】
このようにすれば、異形のフランジＦを迅速にかつ簡単に形成することができる。
【００６３】
＜第５の実施形態＞
図１６（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第５の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。
【００６４】
前述した実施形態では、パンチ１０により成形素材Ｗを保持し、サイジングダイ１５によりパンチ１０に保持された成形素材Ｗにしごき加工しているが、逆に、ダイ側で成形素材Ｗを保持し、ダイとパンチとの共働によりしごき加工を行なってもよい。つまり、前述した実施形態の第１の型と第２の型を逆に使用し成形してもよい。
【００６５】
本実施形態の成形装置は、図１６（Ａ）に示すように、成形素材Ｗを保持するサイジングダイ１５と、保持された成形素材Ｗをサイジングダイ１５との共働によりしごき加工して胴部１の内外両周面をサイジングするパンチ１０と、フランジ予備成形部２をパンチ１０との間で挟圧しフランジＦを形成するフランジ成形ダイ１９とを有している。
【００６６】
パンチ１０は、プレスラム１６に設けられた柱状体であり、サイジングダイ１５は、位置固定に設けられているが、中央の開口部１８に成形素材Ｗを保持している。なお、開口部１８の構成は略上半部はテーパ状部１８ａで、略下半部は円筒部１８ｂとされ、成形素材Ｗは開口部１８の上半部であるテーパ状部１８ａで保持される。
【００６７】
したがって、図１６（Ａ）に示すように、サイジングダイ１５の下部に成形素材Ｗをセットし、プレスラム１６を下降すると、図１６（Ｂ）に示すように、成形素材Ｗは、パンチ１０とサイジングダイ１５のテーパ状部１８ａ及び円筒部１８ｂでしごかれ、所定の外径寸法にサイジングされる。
【００６８】
さらに、プレスラム１６を下降すると、図１６（Ｃ）に示すように、フランジ成形ダイ１９の上面の加圧面２０が成形素材Ｗのフランジ予備成形部２を所定の厚さのフランジＦとする。
【００６９】
このように本実施形態でも、前記実施形態と同様、１回のプレス作業で、成形素材Ｗのサイジングと、トラック溝とケージ案内面の形成と、フランジの成形を行なうことができる。
【００７０】
＜第６の実施形態＞
図１７（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の第６の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図で、（Ａ）は成形素材のセット状態、（Ｂ）は第１サイジング工程後の停止状態、（Ｃ）は停止時でのフランジ成形状態、（Ｄ）は第２サイジング工程の完了状態、（Ｅ）は成形品排出可能状態をそれぞれ示している。
【００７１】
前述した実施形態では、成形素材Ｗ全体をサイジングした後に、単にフランジ成形ダイ１９によりフランジ予備成形部２をパンチ１０との間で挟圧して押し潰してフランジＦを形成しているので、成形素材Ｗは、パンチ１０のみで支持された状態でフランジ予備成形部２が挟圧される。このため、フランジ予備成形部２の内周面から胴部１の内周面に至る角部が、外方に膨らみ、いわゆる引けにより空部が生じたり、フランジＦの成形途中から成形素材Ｗ全体が成形方向に移動し、成形精度が低下したり、さらには、軸線に対し直交する面を有する平坦できれいなフランジＦに仕上げられず、所望の外径寸法を得るにはフランジ予備成形部２にかなりのボリュームが必要になる可能性がある。
【００７２】
このため、本実施形態では、成形素材Ｗの胴部１の上部をサイジングした状態でサイジングダイ１５を一時的に停止し、サイジングダイ１５により成形素材Ｗの胴部１の上部を外周から保持し、成形素材Ｗの移動を規制し、この状態でフランジ成形ダイ１９によりフランジ予備成形部２を挟圧して押し潰し、フランジＦを形成している。
【００７３】
更に詳述する。まず、図１７（Ａ）に示すように、パンチ１０の上部に成形素材Ｗをセットし、プレスラム１６を下降し、軸方向所定長を第１のサイジングをし、その後一時停止する。成形素材Ｗは、図１７（Ｂ）に示すように、サイジングダイ１５のテーパ状部１８ａ及び円筒部１８ｂでしごかれ、軸方向所定長のみが所定の外径寸法にサイジングされる。
【００７４】
サイジングダイ１５の停止位置としては、サイジングダイ１５の背面とパンチ１０の先端部が整合したときの位置とすることが好ましい。この位置であれば、フランジ成形時にフランジＦをパンチ１０のみでなくサイジングダイ１５でも受けることができ、しかもサイジングダイ１５の平坦な背面１５ａを利用してフランジＦを成形できるので、引けによる空部の発生を防止できるのみでなく、フランジＦをより平坦に成形でき、成形品Ｗａの精度が一層向上することになる。
【００７５】
そして、図１７（Ｄ）に示すように、さらにプレスラム１６を下降し、成形素材Ｗの残りの部分に対し第２のサイジングを行なう。第２のサイジングにより、胴部１の内周面には、パンチ１０の突条部１２と凹溝部１３の形状が転写され、トラック溝とケージ案内面が形成された成形品Ｗａとなる。これによりしごき加工は、成形素材Ｗの胴部１を軸方向全長に渡り施されることになり、成形後の胴部１を全体にわたり高精度なものにすることができる。
【００７６】
このように本実施形態では、前記実施形態が奏する効果に加え、第１のサイジング後一時停止し、第２のサイジングを行うが、１回のプレス作業で、成形素材Ｗのサイジングと、トラック溝とケージ案内面の形成と、フランジの成形を行うことになるので、成形した後の胴部１の内周面の形状が変化したり精度が低下する虞がなく、胴部１は全体にわたり極めて高精度となる。
【００７７】
最後に、図１７（Ｅ）に示すように、フランジ成形ダイ１９を上昇し、パンチ１０上の成形品Ｗａからランジ成形ダイ１９を離すと、図外の排出機構などを用いて成形品Ｗａを型外に取り出すことができる。なお、フランジ成形ダイ１９の上昇は、フランジＦの成形直後でも、第２サイジングと同時であってもよい。
【００７８】
＜第７の実施形態＞
図１８（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の第７の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。
【００７９】
前記成形方法では、フランジ成形時に成形素材Ｗをサイジングダイ１５により外周から保持するのみであるため、フランジ成形ダイ１９から加圧力が成形素材Ｗに加わると、場合によってはサイジングダイ１５が位置ズレを起こす可能性がある。この位置ズレは、フランジＦの成形に悪影響を及ぼす虞があるので、本実施形態では、固定手段Ｋを用いてサイジングダイ１５の位置を固定している。
【００８０】
固定手段Ｋとしては、サイジングダイ１５を位置固定的に支持することができるものであれば、どのようなものであってもよいが、ダイクッション３０を利用することが好ましい。
【００８１】
ダイクッション３０は、パンチ１０の周囲に同軸的に設けられたクッションパッド３１と、クッションパッド３１を昇降可能に支持するクッションピン３２とから構成され、サイジングダイ１５が前述した停止位置にあるとき、図１８（Ｃ）に示すように、上昇して下方からサイジングダイ１５を支持し、フランジ成形ダイ１９により成形素材Ｗを加圧しても、サイジングダイ１５は当初の停止位置を水平に保持する。
【００８２】
なお、固定手段Ｋとしては、ダイクッション３０のみでなく、閉塞ダイセットに用いられる油圧、ばね、ガスクッションなどを使用してもよく、また、ストッパ部材（不図示）をパンチ１０の側方に設け、サイジングダイ１５の停止時に突出し、下方からサイジングダイ１５を支持するものであってもよい。
【００８３】
この成形方法も、前述した第６の実施形態と同様、図１８（Ａ）に示すようにパンチ１０の上部に成形素材Ｗをセットし、図１８（Ｂ）に示すように、プレスラム１６を下降し、成形素材Ｗの胴部の一部をサイジングダイ１５でしごき、第１サイジングを行った後に、停止する。これにより、成形素材Ｗの胴部の一部は、外周面が所定の外径寸法にサイジングされる。
【００８４】
次に、図１８（Ｃ）に示すように、停止状態のサイジングダイ１５に向ってクッションピン３２によりクッションパッド３１を上昇させ、下方からサイジングダイ１５を支持する。この支持状態で、フランジ成形ダイ１９を下降し、成形素材Ｗを加圧し、フランジＦを成形する。このようにすれば、フランジ成形ダイ１９による加工中、サイジングダイ１５はダイクッション３０により常時保持され、成形素材Ｗの胴部周辺を支持するサイジングダイ１５が変位することがないため、成形が円滑に行われ、成形品Ｗａの精度が向上することになり、成形素材Ｗのフランジ予備成形部２がフランジ成形ダイ１９の下面の加圧面２０により加圧されるとき、サイジングダイ１５の背面１５ａ（図１８Ｃ参照）を利用して押圧変形され、平坦な所定の厚さのフランジＦを成形できる。
【００８５】
フランジＦの形成後は、図１８（Ｄ）に示すように、再度、プレスラム１６を下降し、成形素材Ｗの胴部をサイジングダイ１５でしごく第２サイジングを行う。これにより成形素材Ｗの胴部全体がサイジングされ、所定の外径寸法に仕上げられ、内周面にトラック溝とケージ案内面を形成される。
【００８６】
最後に、図１８（Ｅ）に示すように、フランジ成形ダイ１９を上昇し、成形品Ｗａを図外の排出機構などを用いて型外に取り出す。
【００８７】
本実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様、１回のプレス作業で、成形素材Ｗのサイジングと、トラック溝とケージ案内面の形成を行なうことができる。
【００８８】
＜第８の実施形態＞
図１９は本発明の第８の実施形態に係る成形装置を示す概略断面図である。この成形装置は、成形素材Ｗを加圧する面側、つまり、サイジングダイ１５の背面１５ａにフランジＦを形成するための凹部３３が形成され、この凹部３３内でフランジＦを所定形状に仕上げるようにしたものである。
【００８９】
図１９に示すように、凹部３３を有するサイジングダイ１５を用いて、フランジ予備成形部２をフランジ成形ダイ１９とパンチ１０との間で挟圧すれば、閉空間内でフランジ予備成形部２を押圧成形することになるので、フランジ予備成形部２の伸びが凹部３３に規制され、フランジ予備成形部２が凹部３３に対応する、所定形状をしたフランジＦに成形されることになり、極めて高精度なフランジＦを成形することができる。
【００９０】
このようなサイジングダイ１５に凹部３３を設けてフランジ予備成形部２を成形する場合には、凹部３３によっては、前述した図１３、図１４、図１５に示すもののような種々の変形例も考えられる。
【００９１】
＜第９の実施形態＞
図２０（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第９の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。
【００９２】
前述した第６〜第８の実施形態では、パンチ１０により成形素材Ｗを保持し、サイジングダイ１５によりパンチ１０に保持された成形素材Ｗに第１及び第２のサイジング加工を施しているが、前記第５の実施形態と同様、逆に、サイジングダイ１５側で成形素材Ｗを保持し、サイジングダイ１５とパンチ１０との共働によりしごき加工を行なってもよい。
【００９３】
図２０（Ａ）に示すように、サイジングダイ１５の下部に成形素材Ｗをセットし、プレスラム１６を下降すると、図２０（Ｂ）に示すように、成形素材Ｗは、パンチ１０とサイジングダイ１５のテーパ状部１８ａ及び円筒部１８ｂでしごかれ、所定の外径寸法にサイジングされる。このサイジングは、成形素材Ｗの軸線方向に沿って胴部の内外両周面を軸線方向に沿って一部のみをしごく第１のサイジングであり、成形素材Ｗは、フランジ予備成形部２がサイジングダイ１５の背面１５ａより突出した状態である。
【００９４】
第１のサイジングが完了した後、パンチ１０の加工動作は一時的に停止され、この停止中に、図２０（Ｃ）に示すように、フランジ成形ダイ１９が、図外の駆動手段により上昇し、フランジ予備成形部２をパンチ１０との間で挟圧し、フランジ成形ダイ１９の背面の加圧面２０が成形素材Ｗのフランジ予備成形部２を所定の厚さのフランジＦに成形する。
【００９５】
フランジＦの成形が完了すると、図２０（Ｄ）に示すように、フランジ成形ダイ１９を、図外の駆動手段により下降した状態で、さらに、プレスラム１６によりパンチ１０を下降し、第２のサイジングが施される。
【００９６】
このように本実施形態でも、前記実施形態と同様、１回のプレス作業で、成形素材Ｗのサイジングと、トラック溝とケージ案内面の形成と、フランジの成形を行なうことができる。
【００９７】
上述した第１〜第９の実施形態により成形された成形品Ｗａは、基本的には機械加工や溶接を使用することなく、しごき及びサイジングと、挟圧により成形品Ｗａを成形したもので、フランジＦから胴部１まで連続した鍛流線を有するフランジ付きハウジング部材となる。
【００９８】
ここにおいて、鍛流線は、図２１に示すように、フランジＦおける胴部側と反対側の端面、または閉塞部Ｆａにおける胴部側と反対側の端面から開始し、フランジＦの突出方向に向ってフランジＦ内へ延び、フランジＦ内で湾曲して折り返してから胴部１へ至る連続線である。したがって、成形品Ｗａは、鍛流線が途中で切断されることのない連続したものとなり、伝達トルクに対して強度が優れたものとなるので、成形品の薄肉化ないし軽量化を図り、コストを低減することもできる。特に、フランジＦから胴部１に向う鍛流線が連続しているので、最も応力集中しやすい部分の強度が高くなる。
【００９９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、上述した実施形態では、胴部１の端部に略平坦なフランジＦを形成しているが、等速ジョイントの外輪としては、フランジＦからシャフトが突出されたものもある。このような成形品Ｗａ、いわゆるハウジングウイズシャフトであっても成形することができる。ただし、この場合には、シャフトがフランジ成形ダイにより加圧されないようにする必要がある。
【０１００】
前記実施形態の成形素材Ｗは、等速ジョイントの外輪を成形するものであるが、これのみでなく、筒状をした胴部１と、当該胴部１の一端部を閉塞するように設けられるフランジ予備成形部２とを有する成形素材Ｗであれば、どのようなものに対しても使用することができる。
【０１０１】
前記実施形態の胴部１は、等速ジョイントの外輪用のものであるため、断面円形をしたものであるが、本発明は、他の部品にも適用することができるので、必ずしも断面円形でなく、断面矩形状のものなど異形状のものもであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、自動車エンジンの回転トルク伝達機構に組み込まれる等速ジョイントの外輪用のフランジ付きハウジング部材を、１回のプレス工程で高精度に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。
【図２】成形装置の要部を示す分解断面図である。
【図３】図２の３−３線に沿う断面図である。
【図４】図２の４−４線に沿う断面図である。
【図５】サイジングダイの変形例を示す断面図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の第２の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）は本発明の第３の実施形態に係る成形方法の工程の要部を示す概略断面図である。
【図８】本実施形態の変形例１に係る成形装置の要部を示す概略断面図である。
【図９】（Ａ）は温間鍛造による成形素材を示し、（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図である。
【図１０】（Ａ）はフランジ成形後の状態の成形品を示し、（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図である。
【図１１】本実施形態の変形例２に係る成形装置の概略断面図である。
【図１２】（Ａ）は温間鍛造による成形素材を示し、（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。
【図１３】（Ａ）はフランジ成形後の状態の成形品を示し、（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。
【図１４】（Ａ）は温間鍛造による成形素材を示し、（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。
【図１５】（Ａ）はフランジ成形後の状態の成形品を示し、（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。
【図１６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の第５の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図で、（Ａ）は成形素材のセット状態、（Ｂ）はサイジング工程初期の一時停止状態、（Ｃ）は一時停止時でのフランジ成形状態、（Ｄ）はサイジング完了状態、（Ｅ）は成形品排出可能状態をそれぞれ示す。
【図１８】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）は本発明の第７の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。
【図１９】本発明の第８の実施形態に係る成形装置を示す概略断面図である。
【図２０】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は本発明の第９の実施形態に係る成形装置を示す概略断面図である。
【図２１】本発明により形成された成形品の鍛流線の変形例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１…胴部、
２…フランジ予備成形部、
１０…パンチ（支持体）、
１５…サイジングダイ、
１５ａ…サイジングダイの背面、
１９…フランジ成形ダイ、
３０…ダイクッション、
Ｆ…フランジ、
Ｆａ…閉塞部、
Ｋ…固定手段、
Ｗ…成形素材、
Ｗａ…成形品。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状をした胴部の一端部びフランジが設けられたフランジ付きハウジング部材とその成形方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車エンジンの回転トルク伝達機構に組み込まれる等速ジョイントの外輪は、筒状をした胴部の一端部が閉塞部により閉塞され、胴部の外周よりフランジが外部に突出された、フランジ付きハウジング部材であり、胴部の内周面には複数本のトラック溝と、各トラック溝間にケージ案内面が形成されている。
【０００３】
このような部品を成形する従来の方法は、胴部の内外周面をサイジングして仕上げた後に、端部にフランジを溶接し閉塞する方法がある。しかし、この方法では、フランジと胴部という２つの部品は必要になりコスト的に不利である。
【０００４】
ここにおいて、「サイジング」とは、寸法精度を向上させるためにワークを型により加圧することをいい、「フランジ」とは、一般的には、胴部の外周面より放射方向に突出した部分であるが、本明細書では、特にことわらない限り胴部の端部を閉塞する閉塞部と一体的に形成された部分のことをいい、「閉塞部」とは胴部の端部を閉塞する部分のみをいう。
【０００５】
また、他の方法として、熱間鍛造によりフランジ付きで貫通孔が設けられた鍛造素材を形成した後、外面側は、機械加工を施し、外径やフランジなどを所定のものに仕上げ、内面側は、ブローチ加工によりトラック溝やケージ案内面を形成し、最終的に高周波焼き入れを行ない、筒状胴部の一端部に蓋体を取り付ける方法もある。しかし、この方法では、機械加工やブローチ加工は、加工時間がかかり、ブローチ自体も高価で、製造コスト的にも作業性の面からも好ましくない。
【０００６】
下記特許文献１では、反フランジ側から内面仕上げ用のポンチを挿入して筒状胴部の内周面を仕上げた後、当該ポンチと同じ方向からダイスを挿入して筒状胴部の外周面にしごき加工を施す方法が提案されている。
【０００７】
下記特許文献２では、鍛造成形したワークを、フランジ側を下にして支持し、胴部内には内面仕上げ用のポンチを挿入し、外面には、軸心に沿って複数分割されたしごきダイスを配置し、前記ポンチとしごきダイスの一方を軸方向に移動してダイスの内側にワークを通過させることにより、ワークの外面をダイスによりしごき、ワークの内面をポンチ外周面に密着させ、ワークの内外両面を仕上げる方法が提案されている。
【０００８】
しかし、特許文献１の方法では、フランジ付きハウジング部材では、ダイスにより外周面にしごき加工を加える場合、当然のことながらフランジが邪魔になり外周面全面に渡ってしごき加工を加えることができず、このため、全体にわたり十分精度が出ない虞がある。しかも、型から製品を抜き出す際、外周をもう一度しごき型がしごき返すことになることから、精度が低下する可能性がある。
【０００９】
特許文献２の方法も特許文献１の方法と同様に課題を有しているが、予めワークを切削加工しなければならないため、リードタイムが長くなり、コスト的にも作業性の面からも好ましくなく、また、鍛流線が切削加工により切断されることから強度的にも好ましくないという不具合もある。
【特許文献１】特許第２６６１６６９号公報（請求項１、第３図参照）
【特許文献２】特開昭６３−２７３５２３号公報（特許請求の範囲、第１図参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、フランジ付きハウジング部材であっても外周面全面に渡ってしごき加工を加えることができ、機械加工を施すことなく全体にわたり十分精度を出すことができ、部品点数の低減、リードタイムの短縮が図れ、コスト的にも作業性の面でも有利なフランジ付きハウジング部材とその成形方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、外側成形面を有する第１の型と、内側成形面を有する第２の型との間で成形素材をしごき加工し成形する成形方法であって、前記第１の型と第２の型とのいずれか一方に、筒状をした胴部の一端部にフランジ予備成形部が設けられた前記成形素材を保持する工程と、
前記第１の型と第２の型により前記成形素材をしごき前記胴部の少なくとも内面をサイジングする工程と、前記フランジ予備成形部を前記第１の型とフランジ成形ダイとの間で挟圧しフランジを成形する工程と、を有するフランジ付きハウジング部材の成形方法である。
【００１２】
上記目的を達成するための請求項１０に記載の発明は、筒状をした胴部の一端部にフランジ予備成形部が設けられた成形素材の前記胴部をしごき加工し成形する成形装置であって、前記成形素材の胴部内周面を成形する外側成形面を有する第１の型と、前記第１の型が入り込む開口部に、前記外側成形面との間で前記成形素材の胴部をしごき加工する内側成形面を有する第２の型と、前記第１の型との間で前記フランジ予備成形部を挟圧しフランジを形成するフランジ成形ダイと、を有するフランジ付きハウジング部材の成形装置である。
【００１３】
上記目的を達成するための請求項１８に記載の発明は、鍛造により成形されたハウジング部材であって、筒状の胴部と、当該胴部の一端部を閉塞する閉塞部と、前記一端部から外方突出するフランジとが一体に成形され、かつ、前記胴部がしごき加工によりサイジングされており、前記フランジから前記胴部に連続した鍛流線を有することを特徴とするフランジ付きハウジング部材である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１，１０に記載の発明によれば、成形素材の胴部を第１の型と第２の型によりしごいて、少なくとも内面をサイジングし、フランジ予備成形部を第１の型とフランジ成形ダイとの間で挟圧しフランジを成形するため、フランジ付きハウジング部材であっても機械加工を施すことなく全体にわたり十分精度を出すことができる。また、冷温間鍛造で成形でき、熱間鍛造を使用しないので、脱炭層の発生も抑制でき、成形品も強度が低下する虞のない高精度なものが得られる。さらに、成形後にフランジあるいは蓋部材を取付ける必要がないので、部品点数の低減、リードタイムの短縮が図れ、コスト的にも作業性の面でも有利となる。
【００１５】
特に、請求項５に記載の発明のように、成形素材の胴部を所定長サイジングした状態で一時的に停止し、この停止中にフランジの成形を開始すれば、成形素材を第２の型で保持した状態でフランジを成形でき、しかも第２の型の背面を利用してフランジを成形でき、成形素材に引け部分のない極めて精度よいフランジを簡単に成形できる。
【００１６】
請求項１８に記載の発明によれば、胴部の一端部にフランジ予備成形部が設けられた成形素材の内外両周面をしごき加工することによりサイジングし、胴部から、前記フランジ予備成形部を挟圧して形成した前記閉塞部及びフランジに至る鍛流線が連続している成形品は、強度が優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
図１（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図、図２は成形装置の要部を示す分解断面図、図３は図２の３−３線に沿う断面図、図４は図２の４−４線に沿う断面図である。
【００１９】
まず、フランジ付きハウジング部材の成形方法について概説すれば、図１（Ａ）に示すように、成形素材Ｗを第１の型（以下、パンチと称す）１０に保持した状態で、図１（Ｂ）に示すように、第２の型（以下、サイジングダイと称す）１５との共働で成形素材をしごき、胴部１の内外両周面をサイジングする。次に、図１（Ｃ）に示すように、フランジ予備成形部２をアップセットし、フランジＦを成形する。
【００２０】
さらに詳述する。ここで使用される成形装置は、図２に示すように、成形素材Ｗを保持し、外周面に成形面（簡単のため外側成形面）が形成されているパンチ１０と、パンチ１０に保持された成形素材Ｗをしごき加工して胴部１の内外両周面をサイジングする、内周面に成形面（簡単のため内側成形面）が形成されているサイジングダイ１５と、フランジ予備成形部２をパンチ１０との間で挟圧しフランジＦ（図１Ｃ参照）を形成するフランジ成形ダイ１９とを有している。
【００２１】
成形素材Ｗは、例えば、自動車用エンジンの回転トルク伝達機構に組み込まれる等速ジョイントの外輪用のものであるため、筒状をした胴部１の一端開口を閉塞するように、フランジ成形用のフランジ予備成形部２が設けられている。
【００２２】
パンチ１０は、図１（Ａ）に示すように、基台１１上に立設された位置固定の柱状体であり、上部には、図２，３に示すように、胴部１の内周面に複数本のトラック溝を形成する突条部１２と、各トラック溝間にケージ案内面を形成する凹溝部１３が交互に複数形成された外側成形面が形成されている。
【００２３】
サイジングダイ１５は、パンチ１０に対し昇降可能に設けられたプレスラム１６に支持部材１７を介して取り付けられており、図２，４に示すように、中央に成形素材Ｗをパンチ１０の外周面に加圧するしごき加工するための開口部１８を有するリング状部材であるが、この内側成形面は、円弧状の面のみでなく、種々の形状を有する面であってもよい。本実施形態の開口部１８の略下半部は、成形素材Ｗをしごきの容易化のためにテーパ状部１８ａとされ、略上半部は、成形素材Ｗを所定の外径寸法にサイジングする円筒部１８ｂとされている。
【００２４】
また、このサイジングダイ１５に関しては、図５に示すように、開口部１８が成形品Ｗａの形状に対応する大きさを有し、その口縁部分が所定半径Ｒを有する円弧状部分１８ｃとされ、内周面部分が直線的に傾斜されたテーパ状部１８ａを有するものであってもよい。
【００２５】
フランジ成形ダイ１９は、本実施形態では、プレスラム１６に設けられ、その下面は平坦な加圧面２０とされたプレート状部材である。
【００２６】
なお、成形装置には、成形後の成形素材Ｗをパンチ１０から取外すために、例えば、図１に一点鎖線で示すような取り外し部材２１を、サイジングダイ１５の上部に設け、後端に配置したばね２２により中心に向って弾発してもよい。取り外し部材２１の先端部は、成形素材Ｗが通過しやすいようにテーパ面とすることが好ましい。
【００２７】
フランジ予備成形部２は、図２に示すように、フランジ予備成形部２の外径Ｄ１は、胴部１の外径Ｄ２以下の大きさとすることが好ましい。より好ましくは、開口部１８の内径より小さくすることが好ましい。これによりフランジ予備成形部２が開口部１８に入り易く、開口部１８の内径よりやや大きい外径を有する胴部１の外周に対するしごきによるサイジングが容易となり、精度の悪化を防止できる。
【００２８】
本実施形態では、フランジ予備成形部２を成形するフランジ成形ダイの挟圧位置は、サイジングダイ１５が胴部１を全長にわたりサイジングした直後あるいは成形素材Ｗに対しサイジングダイ１５が移動している間であってもよく、また、サイジングダイ１５がサイジングを行っている途中であってもよい。
【００２９】
したがって、図１に示すように、フランジ成形ダイ１９をプレスラム１６の直下に設け、フランジ成形ダイ１９とサイジングダイ１５との間を成形素材Ｗを伴うパンチ１０が入り込む程度としてもよく、図示はしないが、プレスラム１６とは離間した下方位置に設け、成形素材Ｗを伴うパンチ１０が入り込むと直ちにフランジ予備成形部２の成形を開始してもよい。
【００３０】
つまり、本実施形態のフランジ成形ダイ１９が成形素材Ｗを挟圧する挟圧位置は、パンチ１０が成形素材Ｗの胴部１を軸方向全長にわたってサイジングを完了した通過位置、あるいは軸方向途中位置であればよい。ここに、通過位置とは、サイジング直後もしくはパンチ１０とサイジングダイ１５の相対的に移動中の位置をいう。
【００３１】
次に、成形方法を説明する。
【００３２】
まず、図１（Ａ）に示すように、パンチ１０の上部に成形素材Ｗをセットし、プレスラム１６を下降する。成形素材Ｗは、図１（Ｂ）に示すように、サイジングダイ１５のテーパ状部１８ａ及び円筒部１８ｂでしごかれ、所定の外径寸法にサイジングされる。
【００３３】
この結果、胴部１の内周面には、パンチ１０の突条部１２と凹溝部１３の形状が転写され、トラック溝とケージ案内面が形成される。このしごき加工は、成形素材Ｗの胴部１を軸方向全長に渡り施されることになるので、成形後の胴部１は、全体にわたり高精度なものとなる。
【００３４】
さらに、プレスラム１６を下降すると、図１（Ｃ）に示すように、フランジ成形ダイ１９の下面の加圧面２０がパンチ１０に保持された状態の成形素材Ｗのフランジ予備成形部２を所定の厚さとし、フランジＦを有する成形品Ｗａを形成する。
【００３５】
このように本実施形態では、１回のプレス作業で、成形素材Ｗのサイジングと、トラック溝とケージ案内面の形成と、フランジの成形を行なうことができるので、極めて簡単に成形できる。別工程でフランジの成形を行なうと、パンチ１０から一旦成形素材Ｗを外すことになり、この結果、成形した後の胴部１の内周面の形状が変化したり精度が低下する虞があるが、本実施形態では、パンチ１０から成形素材Ｗを外すことなくフランジを成形するので、胴部１は全体にわたり極めて高精度となる。
【００３６】
１回のプレス作業でフランジまでも成形すれば、胴部１とフランジＦが一体化された成形品Ｗａとなるので、後にフランジを溶接する必要がなく、溶接時の熱入力もないので、強度が優れたものとなり、成形品Ｗａの薄肉化ないし軽量化が可能となり、これによるコストの低減を図ることもできるのみでなく、熱歪も生じないので精度が向上し、音振性能が向上し、ジョイントガタの発生を防止し、ジョイント性能も向上することになる。また、部品点数や工数の低減を図ることもできる。
【００３７】
さらにいえば、従来のように熱間鍛造で成形すると、いわゆる抜け勾配を大きくしなければならず、しかも胴部１内に発生する中バリの除去の必要性から、成形品の精度が低下し、胴部の内面にキズが生じる虞があるが、本実施形態では、熱間鍛造を使用する必要がないため、抜け勾配を大きくする必要もなく、胴部１内のサイジングも容易にでき、この点で極めて精度的に有利となり、しかも、脱炭層が生じることもない。
【００３８】
なお、成形品Ｗａの取り出しは、プレスラム１６を上昇すると、取り外し部材２１の先端部が成形品Ｗａと係合することになり、パンチ１０の上部から外すことができ、図外の排出機構により型外に取り出す。
【００３９】
なお、本実施形態では、図１（Ｃ）に示すように、フランジＦは、閉塞部Ｆａと一体に形成しているが、場合によっては、閉塞部Ｆａを有しないもの、つまり、円筒状の胴部の外周面より放射方向に突出した部分のみを有するように形成してもよい。このような成形品を形成するには、成形素材Ｗは、フランジ予備成形部２が円筒状のものを使用すればよい。
【００４０】
＜第２の実施形態＞
図６（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第２の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。なお、図６（Ａ）〜（Ｃ）には、図１〜４に示す部材と同一乃至性質共通する部材には同一符号を付し、明細書中での説明を省略することがあるが、これは、以下の図面及び説明においても同様である。
【００４１】
本実施形態に係る成形方法では、第１実施形態と相違し、フランジ成形ダイ１９を独立した昇降機構（不図示）により作動させるようにしている。
【００４２】
この成形方法は、まず、図６（Ａ）に示すように、パンチ１０の上部に成形素材Ｗをセットし、フランジ成形ダイ１９を昇降機構によりサイジングダイ１５の近傍まで下降させた状態とする。
【００４３】
次に、図６（Ｂ）に示すように、プレスラム１６を下降すると、成形素材Ｗは、前述した実施形態と同様に、サイジングダイ１５でしごかれ、所定の外径寸法にサイジングされ、胴部１にトラック溝とケージ案内面が形成される。このしごき加工も、成形素材Ｗの胴部１において軸方向全長に渡り施されるので、成形後の胴部１は、全体にわたり高精度なものとなる。
【００４４】
本実施形態では、フランジ成形ダイ１９がサイジングダイ１５の近傍まで下降し、昇降機構により加圧力が付加されているので、サイジングダイ１５にしごかれパンチ１０に保持された状態の成形素材Ｗは、直ちに、図６（Ｂ）に示すように、フランジ成形ダイ１９の下面の加圧面２０にアップセットされ、フランジ予備成形部２が押圧され、所定の厚さのフランジＦに成形される。つまり、本実施形態のフランジ予備成形部２の挟圧位置は、第１の実施形態とは相違し、サイジングと殆ど同時で、サイジングダイ１５の背面とパンチ１０の先端部が整合したとき、フランジ成形ダイ１９で挟圧することになる。本明細書において、「整合」とは、サイジングダイ１５の背面とパンチ１０の先端部が、これらの移動方向において一致することをいう。
【００４５】
フランジＦの形成後は、プレスラム１６の上昇と同時に又は成形終了後、フランジ成形ダイ１９は、昇降機構により上昇する。
【００４６】
なお、成形品Ｗａの取り出しは、フランジ成形ダイ１９と干渉しない位置に設けられた取り外し部材２１と成形品Ｗａとの係合によりパンチ１０から外し、図外の排出機構により型外に取り出す。
【００４７】
本実施形態においても、前述に実施形態と同様、１回のプレス作業で、成形素材Ｗのサイジングと、トラック溝とケージ案内面の形成を行なうことができるなど種々の効果を奏する。
【００４８】
＜第３の実施形態＞
図７（Ａ）（Ｂ）は本発明の第３の実施形態に係る成形方法の工程の要部を示す概略断面図である。
【００４９】
本実施形態に係る成形方法は、フランジ成形ダイ１９内でフランジＦを所定形状に仕上げるようにしている。例えば、図７（Ａ）に示すように、フランジ成形ダイ１９の加圧面側にフランジ成形用の型部２３を形成すれば、成形素材Ｗのフランジ予備成形部２をパンチ１０との間で挟圧したとき、フランジ予備成形部２が型部２３に対応するように所定形状に成形されることになる。したがって、例えば、型部２３に、等速ジョイントと回転トルク伝達機構の他の部品とを連結するガイド部２５を形成するための凹部２４を設ければ、成形後の成形品Ｗａは、ガイド部２５を有するものとなり、組立性、作業性が大幅に向上する。
【００５０】
このようなフランジ成形ダイ１９に設ける型部２３によるフランジ予備成形部２の成形は、型部２３によって下記のような種々の変形例が考えられる。
【００５１】
（変形例１）
図８は本実施形態の変形例１に係る成形装置の要部を示す概略断面図、図９（Ａ）は温間鍛造による成形素材を示し、図９（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図、図１０（Ａ）はフランジ成形後の状態の成形品を示し、図１０（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図である。
【００５２】
本変形例の成形品Ｗａは、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、フランジＦが胴部１から放射方向外方に向って均等に延出されたもので、成形素材Ｗとしては、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、胴部１の上部に均等な所上定厚さｔ１のフランジ予備成形部２を設けたものが使用される。
【００５３】
成形素材Ｗがサイジングダイ１５でしごかれた後又はこのしごきが加えられている間に、フランジ予備成形部２がフランジ成形ダイ１９の型部２３内に入ると、フランジ予備成形部２は、放射方向外方に向かう延出が型部２３により規制され、円盤状のフランジＦが形成されることになる。
【００５４】
（変形例２）
図１１は本実施形態の変形例２に係る成形装置の概略断面図、図１２（Ａ）は温間鍛造による成形素材を示し、図１２（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）の平面図、図１３（Ａ）はフランジ成形後の状態の成形品を示し、図１３（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）の平面図である。
【００５５】
本変形例の成形品Ｗａは、図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、胴部１から放射方向に複数の突出部２６が突出された形状のフランジＦを形成するもので、成形素材Ｗとしては、図１２（Ａ）（Ｂ）に示すものと同様、胴部１の上部に均等な所上定厚さｔ２のフランジ予備成形部２を設けたものが使用される。
【００５６】
フランジ成形ダイ１９は、その内周面に突出部２６に対応する凹部が複数形成された型部２３を有するものが使用され、フランジ予備成形部２がフランジ成形ダイ１９内で加圧されると、型部２３の形状に対応する突出部２６を有するフランジＦが形成されることになる。
【００５７】
（変形例３）
図１４（Ａ）は温間鍛造による成形素材を示し、図１４（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）の平面図、図１５（Ａ）はフランジ成形後の状態の成形品を示し、図１５（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）の平面図である。
【００５８】
本変形例の成形品Ｗａは、前記変形例２で使用したものと略同様のフランジ成形ダイ１９を使用し、３つの突出部２７が突出された形状のフランジＦを形成するもので、成形素材Ｗとしては、図１４（Ａ）（Ｂ）に示すように、胴部１の上部にフランジＦを形成する部分に余剰肉を盛ったフランジ予備成形部２を有するものが使用される。
【００５９】
このようにすれば、フランジ予備成形部２がフランジ成形ダイ１９内で加圧されると、余剰肉により比較的大きなフランジＦが成形されるので、成形品に対し機械加工を施す場合の取代を少なくすることができる。
【００６０】
なお、フランジ予備成形部２に設ける余剰肉を盛った部分は、必ずしも周方向で均等な位置に設ける必要はなく、不均等に設けると、異形のフランジＦを成形することもできる。
【００６１】
＜第４の実施形態＞
前述した実施形態では、フランジ予備成形部２に余剰肉を設けることにより異形のフランジＦを成形しているが、サイジングダイ１５でしごき、フランジ成形ダイ１９によりフランジＦを形成した後、フランジＦの外周に対しトリミングを実施することにより異形のフランジＦとしてもよい。なお、トリミングの手段としては、機械加工や、塑性加工など種々の方法を使用することができる。
【００６２】
このようにすれば、異形のフランジＦを迅速にかつ簡単に形成することができる。
【００６３】
＜第５の実施形態＞
図１６（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第５の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。
【００６４】
前述した実施形態では、パンチ１０により成形素材Ｗを保持し、サイジングダイ１５によりパンチ１０に保持された成形素材Ｗにしごき加工しているが、逆に、ダイ側で成形素材Ｗを保持し、ダイとパンチとの共働によりしごき加工を行なってもよい。つまり、前述した実施形態の第１の型と第２の型を逆に使用し成形してもよい。
【００６５】
本実施形態の成形装置は、図１６（Ａ）に示すように、成形素材Ｗを保持するサイジングダイ１５と、保持された成形素材Ｗをサイジングダイ１５との共働によりしごき加工して胴部１の内外両周面をサイジングするパンチ１０と、フランジ予備成形部２をパンチ１０との間で挟圧しフランジＦを形成するフランジ成形ダイ１９とを有している。
【００６６】
パンチ１０は、プレスラム１６に設けられた柱状体であり、サイジングダイ１５は、位置固定に設けられているが、中央の開口部１８に成形素材Ｗを保持している。なお、開口部１８の構成は略上半部はテーパ状部１８ａで、略下半部は円筒部１８ｂとされ、成形素材Ｗは開口部１８の上半部であるテーパ状部１８ａで保持される。
【００６７】
したがって、図１６（Ａ）に示すように、サイジングダイ１５の下部に成形素材Ｗをセットし、プレスラム１６を下降すると、図１６（Ｂ）に示すように、成形素材Ｗは、パンチ１０とサイジングダイ１５のテーパ状部１８ａ及び円筒部１８ｂでしごかれ、所定の外径寸法にサイジングされる。
【００６８】
さらに、プレスラム１６を下降すると、図１６（Ｃ）に示すように、フランジ成形ダイ１９の上面の加圧面２０が成形素材Ｗのフランジ予備成形部２を所定の厚さのフランジＦとする。
【００６９】
このように本実施形態でも、前記実施形態と同様、１回のプレス作業で、成形素材Ｗのサイジングと、トラック溝とケージ案内面の形成と、フランジの成形を行なうことができる。
【００７０】
＜第６の実施形態＞
図１７（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の第６の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図で、（Ａ）は成形素材のセット状態、（Ｂ）は第１サイジング工程後の停止状態、（Ｃ）は停止時でのフランジ成形状態、（Ｄ）は第２サイジング工程の完了状態、（Ｅ）は成形品排出可能状態をそれぞれ示している。
【００７１】
前述した実施形態では、成形素材Ｗ全体をサイジングした後に、単にフランジ成形ダイ１９によりフランジ予備成形部２をパンチ１０との間で挟圧して押し潰してフランジＦを形成しているので、成形素材Ｗは、パンチ１０のみで支持された状態でフランジ予備成形部２が挟圧される。このため、フランジ予備成形部２の内周面から胴部１の内周面に至る角部が、外方に膨らみ、いわゆる引けにより空部が生じたり、フランジＦの成形途中から成形素材Ｗ全体が成形方向に移動し、成形精度が低下したり、さらには、軸線に対し直交する面を有する平坦できれいなフランジＦに仕上げられず、所望の外径寸法を得るにはフランジ予備成形部２にかなりのボリュームが必要になる可能性がある。
【００７２】
このため、本実施形態では、成形素材Ｗの胴部１の上部をサイジングした状態でサイジングダイ１５を一時的に停止し、サイジングダイ１５により成形素材Ｗの胴部１の上部を外周から保持し、成形素材Ｗの移動を規制し、この状態でフランジ成形ダイ１９によりフランジ予備成形部２を挟圧して押し潰し、フランジＦを形成している。
【００７３】
更に詳述する。まず、図１７（Ａ）に示すように、パンチ１０の上部に成形素材Ｗをセットし、プレスラム１６を下降し、軸方向所定長を第１のサイジングをし、その後一時停止する。成形素材Ｗは、図１７（Ｂ）に示すように、サイジングダイ１５のテーパ状部１８ａ及び円筒部１８ｂでしごかれ、軸方向所定長のみが所定の外径寸法にサイジングされる。
【００７４】
サイジングダイ１５の停止位置としては、サイジングダイ１５の背面とパンチ１０の先端部が整合したときの位置とすることが好ましい。この位置であれば、フランジ成形時にフランジＦをパンチ１０のみでなくサイジングダイ１５でも受けることができ、しかもサイジングダイ１５の平坦な背面１５ａを利用してフランジＦを成形できるので、引けによる空部の発生を防止できるのみでなく、フランジＦをより平坦に成形でき、成形品Ｗａの精度が一層向上することになる。
【００７５】
そして、図１７（Ｄ）に示すように、さらにプレスラム１６を下降し、成形素材Ｗの残りの部分に対し第２のサイジングを行なう。第２のサイジングにより、胴部１の内周面には、パンチ１０の突条部１２と凹溝部１３の形状が転写され、トラック溝とケージ案内面が形成された成形品Ｗａとなる。これによりしごき加工は、成形素材Ｗの胴部１を軸方向全長に渡り施されることになり、成形後の胴部１を全体にわたり高精度なものにすることができる。
【００７６】
このように本実施形態では、前記実施形態が奏する効果に加え、第１のサイジング後一時停止し、第２のサイジングを行うが、１回のプレス作業で、成形素材Ｗのサイジングと、トラック溝とケージ案内面の形成と、フランジの成形を行うことになるので、成形した後の胴部１の内周面の形状が変化したり精度が低下する虞がなく、胴部１は全体にわたり極めて高精度となる。
【００７７】
最後に、図１７（Ｅ）に示すように、フランジ成形ダイ１９を上昇し、パンチ１０上の成形品Ｗａからランジ成形ダイ１９を離すと、図外の排出機構などを用いて成形品Ｗａを型外に取り出すことができる。なお、フランジ成形ダイ１９の上昇は、フランジＦの成形直後でも、第２サイジングと同時であってもよい。
【００７８】
＜第７の実施形態＞
図１８（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の第７の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。
【００７９】
前記成形方法では、フランジ成形時に成形素材Ｗをサイジングダイ１５により外周から保持するのみであるため、フランジ成形ダイ１９から加圧力が成形素材Ｗに加わると、場合によってはサイジングダイ１５が位置ズレを起こす可能性がある。この位置ズレは、フランジＦの成形に悪影響を及ぼす虞があるので、本実施形態では、固定手段Ｋを用いてサイジングダイ１５の位置を固定している。
【００８０】
固定手段Ｋとしては、サイジングダイ１５を位置固定的に支持することができるものであれば、どのようなものであってもよいが、ダイクッション３０を利用することが好ましい。
【００８１】
ダイクッション３０は、パンチ１０の周囲に同軸的に設けられたクッションパッド３１と、クッションパッド３１を昇降可能に支持するクッションピン３２とから構成され、サイジングダイ１５が前述した停止位置にあるとき、図１８（Ｃ）に示すように、上昇して下方からサイジングダイ１５を支持し、フランジ成形ダイ１９により成形素材Ｗを加圧しても、サイジングダイ１５は当初の停止位置を水平に保持する。
【００８２】
なお、固定手段Ｋとしては、ダイクッション３０のみでなく、閉塞ダイセットに用いられる油圧、ばね、ガスクッションなどを使用してもよく、また、ストッパ部材（不図示）をパンチ１０の側方に設け、サイジングダイ１５の停止時に突出し、下方からサイジングダイ１５を支持するものであってもよい。
【００８３】
この成形方法も、前述した第６の実施形態と同様、図１８（Ａ）に示すようにパンチ１０の上部に成形素材Ｗをセットし、図１８（Ｂ）に示すように、プレスラム１６を下降し、成形素材Ｗの胴部の一部をサイジングダイ１５でしごき、第１サイジングを行った後に、停止する。これにより、成形素材Ｗの胴部の一部は、外周面が所定の外径寸法にサイジングされる。
【００８４】
次に、図１８（Ｃ）に示すように、停止状態のサイジングダイ１５に向ってクッションピン３２によりクッションパッド３１を上昇させ、下方からサイジングダイ１５を支持する。この支持状態で、フランジ成形ダイ１９を下降し、成形素材Ｗを加圧し、フランジＦを成形する。このようにすれば、フランジ成形ダイ１９による加工中、サイジングダイ１５はダイクッション３０により常時保持され、成形素材Ｗの胴部周辺を支持するサイジングダイ１５が変位することがないため、成形が円滑に行われ、成形品Ｗａの精度が向上することになり、成形素材Ｗのフランジ予備成形部２がフランジ成形ダイ１９の下面の加圧面２０により加圧されるとき、サイジングダイ１５の背面１５ａ（図１８Ｃ参照）を利用して押圧変形され、平坦な所定の厚さのフランジＦを成形できる。
【００８５】
フランジＦの形成後は、図１８（Ｄ）に示すように、再度、プレスラム１６を下降し、成形素材Ｗの胴部をサイジングダイ１５でしごく第２サイジングを行う。これにより成形素材Ｗの胴部全体がサイジングされ、所定の外径寸法に仕上げられ、内周面にトラック溝とケージ案内面を形成される。
【００８６】
最後に、図１８（Ｅ）に示すように、フランジ成形ダイ１９を上昇し、成形品Ｗａを図外の排出機構などを用いて型外に取り出す。
【００８７】
本実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様、１回のプレス作業で、成形素材Ｗのサイジングと、トラック溝とケージ案内面の形成を行なうことができる。
【００８８】
＜第８の実施形態＞
図１９は本発明の第８の実施形態に係る成形装置を示す概略断面図である。この成形装置は、成形素材Ｗを加圧する面側、つまり、サイジングダイ１５の背面１５ａにフランジＦを形成するための凹部３３が形成され、この凹部３３内でフランジＦを所定形状に仕上げるようにしたものである。
【００８９】
図１９に示すように、凹部３３を有するサイジングダイ１５を用いて、フランジ予備成形部２をフランジ成形ダイ１９とパンチ１０との間で挟圧すれば、閉空間内でフランジ予備成形部２を押圧成形することになるので、フランジ予備成形部２の伸びが凹部３３に規制され、フランジ予備成形部２が凹部３３に対応する、所定形状をしたフランジＦに成形されることになり、極めて高精度なフランジＦを成形することができる。
【００９０】
このようなサイジングダイ１５に凹部３３を設けてフランジ予備成形部２を成形する場合には、凹部３３によっては、前述した図１３、図１４、図１５に示すもののような種々の変形例も考えられる。
【００９１】
＜第９の実施形態＞
図２０（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第９の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。
【００９２】
前述した第６〜第８の実施形態では、パンチ１０により成形素材Ｗを保持し、サイジングダイ１５によりパンチ１０に保持された成形素材Ｗに第１及び第２のサイジング加工を施しているが、前記第５の実施形態と同様、逆に、サイジングダイ１５側で成形素材Ｗを保持し、サイジングダイ１５とパンチ１０との共働によりしごき加工を行なってもよい。
【００９３】
図２０（Ａ）に示すように、サイジングダイ１５の下部に成形素材Ｗをセットし、プレスラム１６を下降すると、図２０（Ｂ）に示すように、成形素材Ｗは、パンチ１０とサイジングダイ１５のテーパ状部１８ａ及び円筒部１８ｂでしごかれ、所定の外径寸法にサイジングされる。このサイジングは、成形素材Ｗの軸線方向に沿って胴部の内外両周面を軸線方向に沿って一部のみをしごく第１のサイジングであり、成形素材Ｗは、フランジ予備成形部２がサイジングダイ１５の背面１５ａより突出した状態である。
【００９４】
第１のサイジングが完了した後、パンチ１０の加工動作は一時的に停止され、この停止中に、図２０（Ｃ）に示すように、フランジ成形ダイ１９が、図外の駆動手段により上昇し、フランジ予備成形部２をパンチ１０との間で挟圧し、フランジ成形ダイ１９の背面の加圧面２０が成形素材Ｗのフランジ予備成形部２を所定の厚さのフランジＦに成形する。
【００９５】
フランジＦの成形が完了すると、図２０（Ｄ）に示すように、フランジ成形ダイ１９を、図外の駆動手段により下降した状態で、さらに、プレスラム１６によりパンチ１０を下降し、第２のサイジングが施される。
【００９６】
このように本実施形態でも、前記実施形態と同様、１回のプレス作業で、成形素材Ｗのサイジングと、トラック溝とケージ案内面の形成と、フランジの成形を行なうことができる。
【００９７】
上述した第１〜第９の実施形態により成形された成形品Ｗａは、基本的には機械加工や溶接を使用することなく、しごき及びサイジングと、挟圧により成形品Ｗａを成形したもので、フランジＦから胴部１まで連続した鍛流線を有するフランジ付きハウジング部材となる。
【００９８】
ここにおいて、鍛流線は、図２１に示すように、フランジＦおける胴部側と反対側の端面、または閉塞部Ｆａにおける胴部側と反対側の端面から開始し、フランジＦの突出方向に向ってフランジＦ内へ延び、フランジＦ内で湾曲して折り返してから胴部１へ至る連続線である。したがって、成形品Ｗａは、鍛流線が途中で切断されることのない連続したものとなり、伝達トルクに対して強度が優れたものとなるので、成形品の薄肉化ないし軽量化を図り、コストを低減することもできる。特に、フランジＦから胴部１に向う鍛流線が連続しているので、最も応力集中しやすい部分の強度が高くなる。
【００９９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、上述した実施形態では、胴部１の端部に略平坦なフランジＦを形成しているが、等速ジョイントの外輪としては、フランジＦからシャフトが突出されたものもある。このような成形品Ｗａ、いわゆるハウジングウイズシャフトであっても成形することができる。ただし、この場合には、シャフトがフランジ成形ダイにより加圧されないようにする必要がある。
【０１００】
前記実施形態の成形素材Ｗは、等速ジョイントの外輪を成形するものであるが、これのみでなく、筒状をした胴部１と、当該胴部１の一端部を閉塞するように設けられるフランジ予備成形部２とを有する成形素材Ｗであれば、どのようなものに対しても使用することができる。
【０１０１】
前記実施形態の胴部１は、等速ジョイントの外輪用のものであるため、断面円形をしたものであるが、本発明は、他の部品にも適用することができるので、必ずしも断面円形でなく、断面矩形状のものなど異形状のものもであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、自動車エンジンの回転トルク伝達機構に組み込まれる等速ジョイントの外輪用のフランジ付きハウジング部材を、１回のプレス工程で高精度に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。
【図２】成形装置の要部を示す分解断面図である。
【図３】図２の３−３線に沿う断面図である。
【図４】図２の４−４線に沿う断面図である。
【図５】サイジングダイの変形例を示す断面図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の第２の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）は本発明の第３の実施形態に係る成形方法の工程の要部を示す概略断面図である。
【図８】本実施形態の変形例１に係る成形装置の要部を示す概略断面図である。
【図９】（Ａ）は温間鍛造による成形素材を示し、（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図である。
【図１０】（Ａ）はフランジ成形後の状態の成形品を示し、（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図である。
【図１１】本実施形態の変形例２に係る成形装置の概略断面図である。
【図１２】（Ａ）は温間鍛造による成形素材を示し、（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。
【図１３】（Ａ）はフランジ成形後の状態の成形品を示し、（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。
【図１４】（Ａ）は温間鍛造による成形素材を示し、（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。
【図１５】（Ａ）はフランジ成形後の状態の成形品を示し、（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。
【図１６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の第５の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図で、（Ａ）は成形素材のセット状態、（Ｂ）はサイジング工程初期の一時停止状態、（Ｃ）は一時停止時でのフランジ成形状態、（Ｄ）はサイジング完了状態、（Ｅ）は成形品排出可能状態をそれぞれ示す。
【図１８】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）は本発明の第７の実施形態に係る成形方法を工程順に示す概略断面図である。
【図１９】本発明の第８の実施形態に係る成形装置を示す概略断面図である。
【図２０】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は本発明の第９の実施形態に係る成形装置を示す概略断面図である。
【図２１】本発明により形成された成形品の鍛流線の変形例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１…胴部、
２…フランジ予備成形部、
１０…パンチ（支持体）、
１５…サイジングダイ、
１５ａ…サイジングダイの背面、
１９…フランジ成形ダイ、
３０…ダイクッション、
Ｆ…フランジ、
Ｆａ…閉塞部、
Ｋ…固定手段、
Ｗ…成形素材、
Ｗａ…成形品。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側成形面を有する第１の型と、内側成形面を有する第２の型との間で成形素材をしごき加工し成形する成形方法であって、
前記第１の型と第２の型とのいずれか一方に、筒状をした胴部の一端部にフランジ予備成形部が設けられた前記成形素材を保持する工程と、
前記第１の型と第２の型により前記成形素材をしごき前記胴部の少なくとも内面をサイジングする工程と、
前記フランジ予備成形部を前記第１の型とフランジ成形ダイとの間で挟圧しフランジを成形する工程と、
を有するフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項２】
前記フランジ成形工程におけるフランジ予備成形部の挟圧を、前記サイジング工程の後に行うことを特徴とする請求項１に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項３】
前記フランジ成形工程におけるフランジ予備成形部の挟圧を、前記サイジング工程直後の前記成形素材と前記第２の型との相対的に移動中に行うことを特徴とする請求項２に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項４】
前記フランジ成形工程におけるフランジ予備成形部の挟圧を、前記サイジング工程中に行うことを特徴とする請求項１に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項５】
前記サイジング工程は、前記胴部の内外両周面を所定長サイジングして一時的に停止し、前記フランジ成形工程を行なった後、再度前記成形素材の残りの部分をサイジングすることを特徴とする請求項１に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項６】
前記フランジ成形工程は、前記第２の型の背面と前記第１の型の先端部が整合したとき、前記フランジ成形ダイで挟圧することを特徴とする請求項５に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項７】
前記フランジ成形工程は、前記第２の型を固定手段により支持した停止状態時に行うことを特徴とする請求項６に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項８】
前記フランジ予備成形部は、前記胴部の外径以下の大きさとしたことを特徴とする請求項７に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項９】
前記フランジ予備成形部は、成形後の前記フランジの形状に対応した位置に余剰肉を設けたことを特徴とする請求項８に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項１０】
筒状をした胴部の一端部にフランジ予備成形部が設けられた成形素材の前記胴部をしごき加工し成形する成形装置であって、
前記成形素材の胴部内周面を成形する外側成形面を有する第１の型と、
前記第１の型が入り込む開口部に、前記外側成形面との間で前記成形素材の胴部をしごき加工する内側成形面を有する第２の型と、
前記第１の型との間で前記フランジ予備成形部を挟圧しフランジを形成するフランジ成形ダイと、
を有するフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１１】
前記フランジ成形ダイは、前記フランジ予備成形部を挟圧する挟圧位置を、前記第２の型又は第１の型が前記成形素材の胴部を軸方向全長にわたってサイジングを完了した通過位置としたことを特徴とする請求項１０に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１２】
前記フランジ成形ダイは、前記フランジ予備成形部を挟圧する挟圧位置を、前記第２の型又は第１の型が前記成形素材の胴部を軸方向途中位置までサイジングした位置としたことを特徴とする請求項１０に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１３】
前記第２の型は、前記フランジ成形ダイとの挟圧により前記フランジを形成するとき、固定手段により固定位置に保持されることを特徴とする請求項１０に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１４】
前記フランジ成形ダイは、前記成形素材を加圧する面側にフランジ成形用の型部が形成され、この型部で前記成形素材のフランジ予備成形部を前記第１の型との間で挟圧しフランジを形成することを特徴とする請求項１０に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１５】
前記第２の型は、前記成形素材を加圧する面側にフランジ成形用の型部が形成され、この型部で前記成形素材のフランジ予備成形部を前記第１の型と前記フランジ成形ダイとの間で挟圧しフランジを形成することを特徴とする請求項１０に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１６】
前記フランジ予備成形部は、前記胴部の外径以下の大きさとしたことを特徴とする請求項１０に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１７】
前記フランジ予備成形部は、成形後の前記フランジの形状に対応するように余剰肉を設けたことを特徴とする請求項１６に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１８】
鍛造により成形されたハウジング部材であって、
筒状の胴部と、当該胴部の一端部を閉塞する閉塞部と、前記一端部から外方突出するフランジとが一体に成形され、かつ、前記胴部がしごき加工によりサイジングされており、前記フランジから前記胴部に連続した鍛流線を有することを特徴とするフランジ付きハウジング部材。
【請求項１９】
前記鍛流線は、前記フランジにおける前記胴部側と反対側の端面、または前記閉塞部における前記胴部側と反対側の端面から開始し、前記フランジの前記突出方向に向って前記フランジ内へ延び、前記フランジ内で湾曲して折り返してから前記胴部へ至る連続線であることを特徴とする請求項１８に記載のフランジ付きハウジング部材。
【請求項２０】
前記フランジから前記胴部に至る全ての鍛流線が、前記フランジ内から前記胴部内までの経路で連続していることを特徴とする請求項１９に記載のフランジ付きハウジング部材。
【請求項１】
外側成形面を有する第１の型と、内側成形面を有する第２の型との間で成形素材をしごき加工し成形する成形方法であって、
前記第１の型と第２の型とのいずれか一方に、筒状をした胴部の一端部にフランジ予備成形部が設けられた前記成形素材を保持する工程と、
前記第１の型と第２の型により前記成形素材をしごき前記胴部の少なくとも内面をサイジングする工程と、
前記フランジ予備成形部を前記第１の型とフランジ成形ダイとの間で挟圧しフランジを成形する工程と、
を有するフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項２】
前記フランジ成形工程におけるフランジ予備成形部の挟圧を、前記サイジング工程の後に行うことを特徴とする請求項１に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項３】
前記フランジ成形工程におけるフランジ予備成形部の挟圧を、前記サイジング工程直後の前記成形素材と前記第２の型との相対的に移動中に行うことを特徴とする請求項２に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項４】
前記フランジ成形工程におけるフランジ予備成形部の挟圧を、前記サイジング工程中に行うことを特徴とする請求項１に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項５】
前記サイジング工程は、前記胴部の内外両周面を所定長サイジングして一時的に停止し、前記フランジ成形工程を行なった後、再度前記成形素材の残りの部分をサイジングすることを特徴とする請求項１に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項６】
前記フランジ成形工程は、前記第２の型の背面と前記第１の型の先端部が整合したとき、前記フランジ成形ダイで挟圧することを特徴とする請求項５に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項７】
前記フランジ成形工程は、前記第２の型を固定手段により支持した停止状態時に行うことを特徴とする請求項６に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項８】
前記フランジ予備成形部は、前記胴部の外径以下の大きさとしたことを特徴とする請求項７に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項９】
前記フランジ予備成形部は、成形後の前記フランジの形状に対応した位置に余剰肉を設けたことを特徴とする請求項８に記載のフランジ付きハウジング部材の成形方法。
【請求項１０】
筒状をした胴部の一端部にフランジ予備成形部が設けられた成形素材の前記胴部をしごき加工し成形する成形装置であって、
前記成形素材の胴部内周面を成形する外側成形面を有する第１の型と、
前記第１の型が入り込む開口部に、前記外側成形面との間で前記成形素材の胴部をしごき加工する内側成形面を有する第２の型と、
前記第１の型との間で前記フランジ予備成形部を挟圧しフランジを形成するフランジ成形ダイと、
を有するフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１１】
前記フランジ成形ダイは、前記フランジ予備成形部を挟圧する挟圧位置を、前記第２の型又は第１の型が前記成形素材の胴部を軸方向全長にわたってサイジングを完了した通過位置としたことを特徴とする請求項１０に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１２】
前記フランジ成形ダイは、前記フランジ予備成形部を挟圧する挟圧位置を、前記第２の型又は第１の型が前記成形素材の胴部を軸方向途中位置までサイジングした位置としたことを特徴とする請求項１０に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１３】
前記第２の型は、前記フランジ成形ダイとの挟圧により前記フランジを形成するとき、固定手段により固定位置に保持されることを特徴とする請求項１０に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１４】
前記フランジ成形ダイは、前記成形素材を加圧する面側にフランジ成形用の型部が形成され、この型部で前記成形素材のフランジ予備成形部を前記第１の型との間で挟圧しフランジを形成することを特徴とする請求項１０に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１５】
前記第２の型は、前記成形素材を加圧する面側にフランジ成形用の型部が形成され、この型部で前記成形素材のフランジ予備成形部を前記第１の型と前記フランジ成形ダイとの間で挟圧しフランジを形成することを特徴とする請求項１０に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１６】
前記フランジ予備成形部は、前記胴部の外径以下の大きさとしたことを特徴とする請求項１０に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１７】
前記フランジ予備成形部は、成形後の前記フランジの形状に対応するように余剰肉を設けたことを特徴とする請求項１６に記載のフランジ付きハウジング部材の成形装置。
【請求項１８】
鍛造により成形されたハウジング部材であって、
筒状の胴部と、当該胴部の一端部を閉塞する閉塞部と、前記一端部から外方突出するフランジとが一体に成形され、かつ、前記胴部がしごき加工によりサイジングされており、前記フランジから前記胴部に連続した鍛流線を有することを特徴とするフランジ付きハウジング部材。
【請求項１９】
前記鍛流線は、前記フランジにおける前記胴部側と反対側の端面、または前記閉塞部における前記胴部側と反対側の端面から開始し、前記フランジの前記突出方向に向って前記フランジ内へ延び、前記フランジ内で湾曲して折り返してから前記胴部へ至る連続線であることを特徴とする請求項１８に記載のフランジ付きハウジング部材。
【請求項２０】
前記フランジから前記胴部に至る全ての鍛流線が、前記フランジ内から前記胴部内までの経路で連続していることを特徴とする請求項１９に記載のフランジ付きハウジング部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００７−１８１８７８（Ｐ２００７−１８１８７８Ａ）
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１９７４１（Ｐ２００６−２１９７４１）
【出願日】平成１８年８月１１日（２００６．８．１１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月１１日（２００６．８．１１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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