粉末金属鍛造品とその製造方法及び製造装置
粉末金属鍛造品を成形する方法と装置は、第１の金型と、該第１の金型と縦方向に補足関係にある第２の金型とを有する、粉末金属鍛造品成形用の金型セットを含む。前記金型セットは、縦構成部分と横構成部分とを含む、少なくとも２つの寸法的凹凸を有し、少なくとも該横構成部分は縦方向に沿って変化し、少なくとも該凹凸の１つは、各金型内で変化する。前記第１の金型と前記第２の金型の各々は、前記第１の金型内の横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸を前記第２の金型内の横変化凹凸から切り裂くキャストレイテッド分割境界面を含む。前記金型内の前記切り裂きは、鍛造された粉末金属部品を前記金型内にトラップすることなく、該粉末金属部品に正反対ドラフトの凹凸を付与する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末金属鍛造品に関し、より詳しくは、鍛造プロセスにおける横流動を有する粉末金属鍛造品に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２００６年１２月１２日付で出願されたアメリカ合衆国仮特許出願第６０／８６９，６５９号を優先権として主張するものである。
【０００３】
等速ジョイント（ＣＶＪ）の内側レースなどの粉末金属鍛造品の製造においては、時として、鍛造プレスから直接的にスルー硬化部品を供給することが望ましい。このためには、前記部品が鍛造工具から放出された後に、該部品が直接的に冷却されねばならない。そのような部品の鍛造においては、上方の金型が下方の金型に向けて下方向へ移動して、前記部品を形成するビレットを変形させる。その結果、ＣＶＪの内側レース用のベアリングレースのエリア内にある、上方の金型と下方の金型が出会う部品の側面上にフラッシュ（ばり）が形成される。前記部品が直接的に冷却された場合は、工具フラッシュが硬化状態にある。部品からフラッシュを取り去る方法であるハードトリミングは可能であるが、実用的な方法ではない。なぜなら、フラッシュはトリミングの硬度を上回り、作業者にとって危険な状況を発生させるとともに、製品の品質に悪い影響を与えるおそれがある。すなわち、トリミング中に部品が壊れて分解し、工具の場所から飛び出すおそれがある。さらに、ベアリングレースは高精度の表面であり、非常に複雑なので、一般にせん断に対して従順でない。
【０００４】
ＣＶＪの内側レースを鍛造する方法は既知であり、分割された金型（６つの分割金型）が、昔からある冷間鍛造技術を用いて、ＣＶＪの内側レースを成形するのに使用される。しかしながら、この技術は、ブローチ機械（machine broach）と、比較的長い加炭プロセスを必要とする。さらに、部品上には、６つの分割金型に対応する６つの垂直当たり確認線がある。この方法のその他の欠点は、金型の寿命が比較的短い一方で、比較的複雑で高価な工具配備を必要とする点である。
【０００５】
その上、ＣＶＪは、トラックの浅端部と深端部とが位置を互い違いにする、すなわち、１トラックおきに浅端部と深端部が存在する、交替又は反対ボールトラックを有することが知られている。例えば、特許文献１を参照のこと。そのようなデザインが、大きな関節角度と高トルク容量のために等速固定ジョイントに用いられる。このような装置を製造する方法の一つが、上述のように、鍛造プロセス後に分離される分割金型を用いる方法である。この方法は該プロセスを複雑にし、サイクル時間を遅くし、そして、金型の潤滑剤に起因する熱間鍛造雰囲気におけるシール面の汚染をもたらす。さらに、該プロセスは、ＣＶＪを製造するための冷間鍛造プロセスに用いられる。
【０００６】
ＣＶＪの内側レースにおいて、交替ボールトラックによれば、ボールトラックの浅端部と深端部とが１トラックおきに存在するので、成形された内側レースは、鍛造プロセスにおける横方向の物質流れを有する。上方の金型が下方の金型に向かって下方向へ移動してビレットを変形させ、上方の金型と下方の金型とが出会う箇所の部分の側面にフラッシュ（ばり）が形成される上述のプロセスでは、鍛造中の横方向の物質流れにより、部品が成形された後に金型セットが分離できない。反対ボールトラックを有しない、棒材なし又は粉末金属部分なしの交替ボールトラックによってＣＶＪを作ることは、高価で、かつ物質効率が低いが、可能である。
【０００７】
したがって、この分野で従来から要求されているのは、サイクル時間を犠牲にすることなく、また、道具セットの単純性を維持しつつ、ニアネットシェイプの交替ボールレースＣＶＪを与える、又は、鍛造プロセスにおける横方向の物質流れを含むその他の粉末金属部品を与えるデザインとプロセスである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，２２１，２３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明は、サイクル時間を犠牲にすることなく、また、道具セットの単純性を維持しつつ、ニアネットシェイプの交替ボールレースＣＶＪを与える、又は、鍛造プロセスにおける横方向の物質流れを含むその他の粉末金属部品を与えるデザインとプロセスを提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、粉末金属鍛造品と、閉じた金型セットを含む製造方法と製造装置を提供するものであり、さらに、フラッシュの生成が極小又はフラッシュの生成がない高精度のフラッシュ粉末金属鍛造品を製造するために、閉じた金型セットの中で鍛造される粉末金属プリフォームを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一形態として本発明に含まれる粉末金属鍛造品成形用金型セットは、第１の金型と、該第１の金型と縦方向に嵌合する第２の金型と、を有する。この金型セットは、第１の金型から第２の金型まで縦方向に延長する少なくとも１つの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸（laterally varying internal longitudinal feature）を有する。第１の金型と第２の金型の各々は、それぞれの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸を第１の金型内の第１要素及び第２の金型内の第２要素へ切り裂くキャストレイテッド分割境界面（castellated parting interface）を含む。
【００１２】
本発明の別の一形態として本発明に含まれる粉末金属鍛造品成形用金型セットは、第１の金型と、該第１の金型と縦方向に補足関係にある第２の金型とを有する。この金型セットは、第１の金型から第２の金型まで縦方向に延長する少なくとも１つの内側における縦方向に設けられた凹凸を有する。この少なくとも１つの内側における縦方向に設けられた凹凸は、縦方向に沿って変化する横構成部分を有する。
【００１３】
本発明の他の一形態として本発明に含まれるキャストレイテッド金型セットは第１金型を含み、該第１金型は、縦方向と、該縦方向を横切る第１の複数の金型嵌め合い表面をもつ第１金型嵌め合い外形要素と、を有する。該第１の複数の金型嵌め合い表面は、少なくとも１つの第１表面と１つの第２表面とを有する。該第１表面は、縦方向において第１位置内にあり、該第２表面は、縦方向において第２位置内にある。該第１位置は、縦方向において該第２位置からオフセットされている。第２金型は、該縦方向を横切る第２の複数の金型嵌め合い表面をもつ第２金型嵌め合い外形要素を有する。該第２の複数の金型嵌め合い表面は、少なくとも、第３表面と第４表面とを有し、該第３表面は、前記第１位置と補足関係にある第３位置内にあり、該第４表面は、前記第２位置と補足関係にある第４位置内にある。
【００１４】
本発明の他の一形態として本発明に含まれる粉末金属鍛造品の製造方法は、縦方向において第２金型と嵌め合う第１金型を含むキャストレイテッド金型セットを供給する工程と（ここで、該金型セットは、縦方向に該第１金型から該第２金型まで延長する少なくとも１つの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸を有し、該第１金型と該第２金型の各々は、それぞれの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸を該第１金型内の第１要素及び該第２金型内の第２要素へ切り裂くキャストレイテッド分割境界面を含む）、プリフォームを該第１金型内に挿入する工程と、該第１金型を該第２金型に接触させることにより、前記金型セットを閉じる工程と、そして、該プリフォームにパンチを押圧する工程と（ここで、該押圧工程は、前記閉鎖工程に続いて行われ、該プリフォームを粉末金属鍛造品に変える）、を含む。
【００１５】
本発明の他の一形態として本発明に含まれる粉末金属鍛造品は、第１端部と、該第１端部の反対にある第２端部と、該第１端部と該第２端部とをつなぐ外側外形部と、を有する。この外側外形部は、少なくとも１つの外側における縦方向に設けられた凹凸を有する。該外側外形部は、少なくとも１つの外側における縦方向に設けられた凹凸を、該キャストレイテッド分割線（castellated parting line）から前記第１端部に向けて延長する第１構成部分と、該キャストレイテッド分割線から前記第２端部に向けて延長する第２構成部分と、に切り裂くキャストレイテッド分割線も有する。
【００１６】
また、本発明が提供する粉末金属鍛造品は、第１端部と、該第１端部の反対にある第２端部と、該第１端部と該第２端部とをつなぐ外側外形部と、を有する。この外側外形部は、複数の縦凸部と複数の縦凹部とを含む。各縦凸部は、対応する１つの縦凹部により、他の縦凸部から分離されている。前記外側外形部は、前記複数の縦凸部と前記複数の縦凹部を切り裂くキャストレイテッド分割線を含む。
【００１７】
本発明は、サイクル時間を犠牲にすることなく、また、道具セットの単純性を維持しつつ、ニアネットシェイプの交替ボールレースＣＶＪを与える、又は、鍛造プロセスにおける横方向の物質流れを含むその他の粉末金属部品を与えるデザインとプロセスを提供する。本発明は、製造サイクル時間、製造部品の総コスト、部品成形に必要とされる道具の複雑さ等を低減させるものである。本発明は、冷間鍛造プロセスにおいて必要とされるよりも短いサイクル時間で、かつ、最小限度のストックリムーバルで、粉末鍛造プロセスに利用できる。本発明によれば、部品が工作道具と接触している時間を最小限度にできるので、道具コストが低減できる。
【００１８】
また、本発明は、所望の場合、鍛造部品における内部スプラインを鍛造するのに利用できる。加えて、特にプリフォームの内径上の縦スプラインにより、鍛造操作における座屈（buckling）が皆無又は極少のプリフォームが成形できる。
【００１９】
また、本発明は、最小限度のフラッシュの又はフラッシュのない高精度のフラッシュ粉末金属鍛造を提供するのに利用できる。本発明によれば、鍛造操作中の金属重なりや金属折り曲げを最少又は皆無にできるとともに、比較的高密度のプリフォームを使用することができる。本発明によって作られた鍛造品は、鍛造プロセス後、直ちに、例えば浸油などにより直接冷却できる。
【００２０】
本発明は、交替ボールレースにより、等速ジョイントの内側レースを製造する際、コスト的に有効な方法を提供する。本発明は、その有利な点の幾つか又は全部を用いて、その他の複雑な部品を製造するのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１Ａ〜１Ｆは、本発明による方法と装置の一実施形態を示す一連の断面模式図である。
【図２】図１Ａ〜１Ｆに示された金型セットの断面斜視図である。
【図３】粉末金属プリフォームが挿入された状態の、図２の金型セットの断面斜視図である。
【図４】図１のキャストレイテッド上方金型の断片的な断面斜視図である。
【図５】図１のキャストレイテッド下方金型の断片的な断面斜視図である。
【図６】本発明による交替ボールレースを有するＣＶＪ内側レースの斜視図である。
【図７】図６のＣＶＪ内側レースの別の斜視図である。
【図８】図６のＣＶＪ内側レースの断面斜視図である。
【図９】図６のＣＶＪ内側レースの断面図である。
【図１０】図１及び図３の粉末金属プリフォームの斜視図である。
【図１１】図１及び図３の粉末金属プリフォームの別の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の好ましい実施形態とその利点について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
図１〜図６は粉末金属鍛造品Ｂを成形する方法と装置を示しており、図１Ａにおいて、コア棒Ｅを用いてプリフォームＢが金型キャビティ内へ装填される。プリフォームＢとコア棒Ｅが、２つ又は１つの軸とハブとの間の駆動連結用のスプライン又は他の形状を定める。図１Ｂにおいて、上方の金型Ａが降りてきて下方の金型Ｄと接触する。金型Ａと金型Ｄとで金型セットが構成される。鍛造プロセスの初めから終わりまで、金型Ａと金型Ｄを互いに接触させるのに十分な力がシリンダーＣにかけられている。プレスサイクルにおいて、図１Ａと図１Ｂに示された状態では、まだ何らの鍛造も行われていない。図１Ｃにおいて、上方の金型Ａが降下し続けて、シリンダーＣを圧縮するとともに、下方の金型Ｄを下方のパンチＦの面へ降下させて、部品Ｂを最終的な鍛造サイズと形状になるように鍛造する。この工程の間、パンチＦにより、プリフォームＢの低いほうの部分が高いほうの部分へ押し上げられ、プリフォームＢが縦方向に効果的に短くされて、縦方向及び横方向に金型のキャビティ内に充填され、最終的な鍛造サイズと形状にされる。
【００２４】
図１Ｄにおいて、金型Ａがその最上位置へ移動し、金型ＤがシリンダーＣに駆動されてその最上位置へ移動する。そして、部品Ｂが一部分、コア棒Ｅから排出され、下方のパンチＦから持ち上げられる。この排出のタイミングは、鍛造部品Ｂの底部と下方パンチＦの頂面の間の空隙量を除去するように調整可能である。図１Ｅにおいて、下方パンチＦが上昇して、下方の金型Ｄからの鍛造部品Ｂの排出が終了し、鍛造部品Ｂはコア棒Ｅから離れていく。鍛造部品Ｂは、適切な方法（通常、自動的な手段）でプレスから取り出される。図１Ｆにおいて、下方パンチＦがその押圧位置まで降下され、第１の全プレスサイクルが終了する。
【００２５】
図４〜図７に示されているように、粉末金属鍛造品Ｂ成形用のキャストレイテッド金型セットＡ，Ｄは、第１の金型Ａと、該第１の金型Ａと縦方向ＺＣに嵌合する第２の金型Ｄと、を有する。該金型セットは、第１の金型Ａから第２の金型Ｄまで縦方向ＺＣに延長する少なくとも１つの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸１０を有する。第１の金型Ａと第２の金型Ｄは、それぞれの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸１０を第１の金型Ａ内の第１要素１４及び第２の金型Ｄ内の第２要素１６へ切り裂くキャストレイテッド分割境界面１２，１３を含む。このキャストレイテッド分割境界面１２は、図４及び図５に示されているように、凹凸１０の形状に依って、ほぼ方形波の形をしているか、又は、正弦形状或いはよりランダムなキャストレイション（castellation）の形状をしている。
【００２６】
内側における縦方向に設けられた凹凸１０は、縦方向ＺＣとは垂直な方向に広がり（extent）１８を有しているとともに、縦方向ＺＣに沿って延長している。少なくとも１つの広がり１８が、縦方向ＺＣに拡大及び／又は縮小している。このような金型構造が、特に図６及び図７に示された交替ボールレースを生み出し、該交替ボールレースにおいては、１トラックおきに浅端部と深端部が位置を交替している。言い換えれば、すべてのボールレースが横に変化し、隣接するボールレース同士が横に反対に変化する。つまり、１つの縦方向において１つのボールレースが横に幅広となり、これと隣接するボールレースが横に狭くなる。このような状態においては、金型が部品内にくさび留めされているので、単一の水平面上で分離された２つの金型は、部品を鍛造した後に開かない。しかるに、本発明による新規なキャストレイテッド金型セットは、ＣＶＪの粉末金属内側レース又は他の部品を鍛造するのに使用できる。ここで、他の部品とは、横構成部分が交互に又は反対に変化するボールレースを有する部品、又は、縦構成部分と横に変化する構成部分を有する寸法的特徴をもつ部品、あるいは、反対方向に先細りになるスペース内への横流れを含む他の粉末金属部品、すなわち、鍛造プロセスの間に、１つの縦方向においてスペースのある部分が横に小さくなり、該スペースの他の部分が横に大きくなるような粉末金属部品である。
【００２７】
第１金型嵌め合い外形要素１２は、該縦方向を横切る第１の複数の金型嵌め合い表面２０，２２を有し、該第１の複数の金型嵌め合い表面は、少なくとも１つの第１表面２０と１つの第２表面２２とを有する。第１表面２０は縦方向ＺＣにおける第１位置にあるとともに、第２表面２２は縦方向ＺＣにおける第２位置にあり、該第１位置は、縦方向において該第２位置からオフセットされている。
【００２８】
同様に、第２の金型Ｄは、縦方向を横切る第２の複数の金型嵌め合い表面２４，２６を有する１つの第２金型嵌め合い外形要素１３を含む。第３表面２４は、第１表面２０の第１位置と補足関係にある第３位置にあるとともに、第４表面２６は、第２表面２２の第２位置と補足関係にある第４位置にある。
【００２９】
表面２０，２２，２４，２６は、キャストレイテッド分割境界面１２，１３を作るように、周期的な仕方で交替することができる。表面２０，２２，２４，２６は、前記縦方向に対してほぼ垂直であってよいが、このことは必ずしも必要ではない。分割境界面は、鍛造された部品が排出されるときに金型Ａ、Ｄが鍛造部品内へくさび留めされることを防止するため、該分割境界面１２，１３から各金型の縦方向の端部までの方向において凹凸１０が横に寸法減少しないように、言い換えれば、該方向において凹凸１０が横に寸法不変又は寸法増加となるように、金型の横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸１０を１つの点において切り裂いている。
【００３０】
図６〜図９、特に図６に示されているように、粉末金属鍛造品Ｂは、第１端部２８と、該第１端部２８の反対側の第２端部３０と、第１端部２８と第２端部３０とをつなぐ外側外形部３２と、を含む。外側外形部３２は、少なくとも１つの外側における縦方向に設けられた凹凸３４と、キャストレイテッド分割線３６とを有しており、該キャストレイテッド分割線３６は、各凹凸３４を、キャストレイテッド分割線３６から前記第１端部２８に向けて延長する第１構成部分３８と、該キャストレイテッド分割線３６から前記第２端部３０に向けて延長する第２構成部分４０と、に切り裂いている。
【００３１】
各第１構成部分３８は、キャストレイテッド分割線３６から前記第１端部２８にかけて減少していない第１の横広がり（lateral extent）４２を有する。各第２構成部分４０は、キャストレイテッド分割線３６から前記第２端部３０にかけて減少していない第２の横広がり４４を有する。ここで、横方向とは、前記縦方向と平行でない方向のことであり、該縦方向とは、部品内の孔を貫通する軸に沿った方向のことである。そして、該縦方向は、金型が開閉する方向とも一致する。キャストレイテッド分割線３６は、図示されているようにほぼ方形波の形をしているが、前記凹凸の形状や金型Ａ、Ｄに依って、その他の多くの形状をとることができる。粉末金属鍛造品Ｂは、図示されているように、鍛造開始前に金型Ａ、Ｄが閉じられているので、キャストレイテッド分割線３６に沿ってフラッシュ（ばり）が最小限となる等速ジョイントの内側レースである。図６，７に示されている分割線３６に沿った如何なるフラッシュも、鍛造後の処理により取り除かれるので、最終部品Ｂにおいて分割線３６は視認されない。粉末金属鍛造品Ｂは、コア棒Ｅがスプラインされる内側スプライン４６を有する。
【００３２】
図１０、図１１に示されているように、プリフォームＢは、圧縮されて焼成された粉末金属組成物を含む。例えば、粉末金属の組成は、約０．４０％〜２．００％のＮｉと、約０．５０％〜０．６５％のＭｏと、約０．１０％〜０．３５％のＭｎと、約０．０％〜１．２０％のＣと、を含み、残余が鉄である。ここで、％とは重量％のことである。プリフォームＢは円筒形ではなく、第１端部４８と、該第１端部４８の反対側の第２端部５０と、第１端部４８と第２端部５０をつなぐ外側外形部５２と、を含んでいる。この外側外形部５２は、複数の縦凸部５２と、複数の縦凹部５４を含む。各縦凸部５２は、対応する縦凹部５４によって、他の縦凸部５２から分離されている。
【００３３】
内側外形部５６は、第１端部４８と第２端部５０をつないでおり、該内側外形部５６は、複数の縦スプライン５８を有している。縦スプライン５８は、特に鍛造プロセスの間、プリフォームＢに強度を付与し、鍛造中にプリフォームが座屈することを防止する。一般に、材料の密度が高くなると材料の流動性は減少するけれども、比較的高い密度であることは、鍛造部品に良い特性を与えるので、プリフォームにとって有利なことである。したがって、縦スプライン５８により付与されるこの付加的な強度によって、プリフォームＢの密度は、約６．０ｇ／ｃｍ3〜８．０ｇ／ｃｍ3の範囲内、好ましくは約６．８５ｇ／ｃｍ3〜７．５５ｇ／ｃｍ3の範囲内の値となる。前記内側外形部は、プリフォームを金型内へ挿入するときにプリフォームを方位付けするのを容易にする不図示のキー溝（key way）も含む。
【００３４】
以上、本発明の好ましい実施形態とその利点について、図面を参照しながら詳細に説明した。しかしながら、本発明はそのような実施形態だけに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲内で様々な変更や修正が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ 上方の金型
Ｂ プリフォーム
Ｃ シリンダー
Ｄ 下方の金型
Ｅ コア棒
Ｆ 下方パンチ
１０ 内側における縦方向に設けられた凹凸
１２ キャストレイテッド分割境界面
１４ 第１要素１４
１６ 第２要素１６
１８ 広がり
２０，２２ 第１の金型嵌め合い表面
２４，２６ 第２の金型嵌め合い表面
２８ 第１端部
３０ 第２端部
３２ 外側外形部
３４ 外側における縦方向に設けられた凹凸
３６ キャストレイテッド分割線
３８ 第１構成部分
４０ 第２構成部分
４２ 第１の横広がり
４４ 第２の横広がり
４６ 内側スプライン
４８ 第１端部
５０ 第２端部
５２ 縦凸部
５４ 縦凹部
５６ 内側外形部
５８ 縦スプライン
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末金属鍛造品に関し、より詳しくは、鍛造プロセスにおける横流動を有する粉末金属鍛造品に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２００６年１２月１２日付で出願されたアメリカ合衆国仮特許出願第６０／８６９，６５９号を優先権として主張するものである。
【０００３】
等速ジョイント（ＣＶＪ）の内側レースなどの粉末金属鍛造品の製造においては、時として、鍛造プレスから直接的にスルー硬化部品を供給することが望ましい。このためには、前記部品が鍛造工具から放出された後に、該部品が直接的に冷却されねばならない。そのような部品の鍛造においては、上方の金型が下方の金型に向けて下方向へ移動して、前記部品を形成するビレットを変形させる。その結果、ＣＶＪの内側レース用のベアリングレースのエリア内にある、上方の金型と下方の金型が出会う部品の側面上にフラッシュ（ばり）が形成される。前記部品が直接的に冷却された場合は、工具フラッシュが硬化状態にある。部品からフラッシュを取り去る方法であるハードトリミングは可能であるが、実用的な方法ではない。なぜなら、フラッシュはトリミングの硬度を上回り、作業者にとって危険な状況を発生させるとともに、製品の品質に悪い影響を与えるおそれがある。すなわち、トリミング中に部品が壊れて分解し、工具の場所から飛び出すおそれがある。さらに、ベアリングレースは高精度の表面であり、非常に複雑なので、一般にせん断に対して従順でない。
【０００４】
ＣＶＪの内側レースを鍛造する方法は既知であり、分割された金型（６つの分割金型）が、昔からある冷間鍛造技術を用いて、ＣＶＪの内側レースを成形するのに使用される。しかしながら、この技術は、ブローチ機械（machine broach）と、比較的長い加炭プロセスを必要とする。さらに、部品上には、６つの分割金型に対応する６つの垂直当たり確認線がある。この方法のその他の欠点は、金型の寿命が比較的短い一方で、比較的複雑で高価な工具配備を必要とする点である。
【０００５】
その上、ＣＶＪは、トラックの浅端部と深端部とが位置を互い違いにする、すなわち、１トラックおきに浅端部と深端部が存在する、交替又は反対ボールトラックを有することが知られている。例えば、特許文献１を参照のこと。そのようなデザインが、大きな関節角度と高トルク容量のために等速固定ジョイントに用いられる。このような装置を製造する方法の一つが、上述のように、鍛造プロセス後に分離される分割金型を用いる方法である。この方法は該プロセスを複雑にし、サイクル時間を遅くし、そして、金型の潤滑剤に起因する熱間鍛造雰囲気におけるシール面の汚染をもたらす。さらに、該プロセスは、ＣＶＪを製造するための冷間鍛造プロセスに用いられる。
【０００６】
ＣＶＪの内側レースにおいて、交替ボールトラックによれば、ボールトラックの浅端部と深端部とが１トラックおきに存在するので、成形された内側レースは、鍛造プロセスにおける横方向の物質流れを有する。上方の金型が下方の金型に向かって下方向へ移動してビレットを変形させ、上方の金型と下方の金型とが出会う箇所の部分の側面にフラッシュ（ばり）が形成される上述のプロセスでは、鍛造中の横方向の物質流れにより、部品が成形された後に金型セットが分離できない。反対ボールトラックを有しない、棒材なし又は粉末金属部分なしの交替ボールトラックによってＣＶＪを作ることは、高価で、かつ物質効率が低いが、可能である。
【０００７】
したがって、この分野で従来から要求されているのは、サイクル時間を犠牲にすることなく、また、道具セットの単純性を維持しつつ、ニアネットシェイプの交替ボールレースＣＶＪを与える、又は、鍛造プロセスにおける横方向の物質流れを含むその他の粉末金属部品を与えるデザインとプロセスである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，２２１，２３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明は、サイクル時間を犠牲にすることなく、また、道具セットの単純性を維持しつつ、ニアネットシェイプの交替ボールレースＣＶＪを与える、又は、鍛造プロセスにおける横方向の物質流れを含むその他の粉末金属部品を与えるデザインとプロセスを提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、粉末金属鍛造品と、閉じた金型セットを含む製造方法と製造装置を提供するものであり、さらに、フラッシュの生成が極小又はフラッシュの生成がない高精度のフラッシュ粉末金属鍛造品を製造するために、閉じた金型セットの中で鍛造される粉末金属プリフォームを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一形態として本発明に含まれる粉末金属鍛造品成形用金型セットは、第１の金型と、該第１の金型と縦方向に嵌合する第２の金型と、を有する。この金型セットは、第１の金型から第２の金型まで縦方向に延長する少なくとも１つの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸（laterally varying internal longitudinal feature）を有する。第１の金型と第２の金型の各々は、それぞれの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸を第１の金型内の第１要素及び第２の金型内の第２要素へ切り裂くキャストレイテッド分割境界面（castellated parting interface）を含む。
【００１２】
本発明の別の一形態として本発明に含まれる粉末金属鍛造品成形用金型セットは、第１の金型と、該第１の金型と縦方向に補足関係にある第２の金型とを有する。この金型セットは、第１の金型から第２の金型まで縦方向に延長する少なくとも１つの内側における縦方向に設けられた凹凸を有する。この少なくとも１つの内側における縦方向に設けられた凹凸は、縦方向に沿って変化する横構成部分を有する。
【００１３】
本発明の他の一形態として本発明に含まれるキャストレイテッド金型セットは第１金型を含み、該第１金型は、縦方向と、該縦方向を横切る第１の複数の金型嵌め合い表面をもつ第１金型嵌め合い外形要素と、を有する。該第１の複数の金型嵌め合い表面は、少なくとも１つの第１表面と１つの第２表面とを有する。該第１表面は、縦方向において第１位置内にあり、該第２表面は、縦方向において第２位置内にある。該第１位置は、縦方向において該第２位置からオフセットされている。第２金型は、該縦方向を横切る第２の複数の金型嵌め合い表面をもつ第２金型嵌め合い外形要素を有する。該第２の複数の金型嵌め合い表面は、少なくとも、第３表面と第４表面とを有し、該第３表面は、前記第１位置と補足関係にある第３位置内にあり、該第４表面は、前記第２位置と補足関係にある第４位置内にある。
【００１４】
本発明の他の一形態として本発明に含まれる粉末金属鍛造品の製造方法は、縦方向において第２金型と嵌め合う第１金型を含むキャストレイテッド金型セットを供給する工程と（ここで、該金型セットは、縦方向に該第１金型から該第２金型まで延長する少なくとも１つの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸を有し、該第１金型と該第２金型の各々は、それぞれの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸を該第１金型内の第１要素及び該第２金型内の第２要素へ切り裂くキャストレイテッド分割境界面を含む）、プリフォームを該第１金型内に挿入する工程と、該第１金型を該第２金型に接触させることにより、前記金型セットを閉じる工程と、そして、該プリフォームにパンチを押圧する工程と（ここで、該押圧工程は、前記閉鎖工程に続いて行われ、該プリフォームを粉末金属鍛造品に変える）、を含む。
【００１５】
本発明の他の一形態として本発明に含まれる粉末金属鍛造品は、第１端部と、該第１端部の反対にある第２端部と、該第１端部と該第２端部とをつなぐ外側外形部と、を有する。この外側外形部は、少なくとも１つの外側における縦方向に設けられた凹凸を有する。該外側外形部は、少なくとも１つの外側における縦方向に設けられた凹凸を、該キャストレイテッド分割線（castellated parting line）から前記第１端部に向けて延長する第１構成部分と、該キャストレイテッド分割線から前記第２端部に向けて延長する第２構成部分と、に切り裂くキャストレイテッド分割線も有する。
【００１６】
また、本発明が提供する粉末金属鍛造品は、第１端部と、該第１端部の反対にある第２端部と、該第１端部と該第２端部とをつなぐ外側外形部と、を有する。この外側外形部は、複数の縦凸部と複数の縦凹部とを含む。各縦凸部は、対応する１つの縦凹部により、他の縦凸部から分離されている。前記外側外形部は、前記複数の縦凸部と前記複数の縦凹部を切り裂くキャストレイテッド分割線を含む。
【００１７】
本発明は、サイクル時間を犠牲にすることなく、また、道具セットの単純性を維持しつつ、ニアネットシェイプの交替ボールレースＣＶＪを与える、又は、鍛造プロセスにおける横方向の物質流れを含むその他の粉末金属部品を与えるデザインとプロセスを提供する。本発明は、製造サイクル時間、製造部品の総コスト、部品成形に必要とされる道具の複雑さ等を低減させるものである。本発明は、冷間鍛造プロセスにおいて必要とされるよりも短いサイクル時間で、かつ、最小限度のストックリムーバルで、粉末鍛造プロセスに利用できる。本発明によれば、部品が工作道具と接触している時間を最小限度にできるので、道具コストが低減できる。
【００１８】
また、本発明は、所望の場合、鍛造部品における内部スプラインを鍛造するのに利用できる。加えて、特にプリフォームの内径上の縦スプラインにより、鍛造操作における座屈（buckling）が皆無又は極少のプリフォームが成形できる。
【００１９】
また、本発明は、最小限度のフラッシュの又はフラッシュのない高精度のフラッシュ粉末金属鍛造を提供するのに利用できる。本発明によれば、鍛造操作中の金属重なりや金属折り曲げを最少又は皆無にできるとともに、比較的高密度のプリフォームを使用することができる。本発明によって作られた鍛造品は、鍛造プロセス後、直ちに、例えば浸油などにより直接冷却できる。
【００２０】
本発明は、交替ボールレースにより、等速ジョイントの内側レースを製造する際、コスト的に有効な方法を提供する。本発明は、その有利な点の幾つか又は全部を用いて、その他の複雑な部品を製造するのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１Ａ〜１Ｆは、本発明による方法と装置の一実施形態を示す一連の断面模式図である。
【図２】図１Ａ〜１Ｆに示された金型セットの断面斜視図である。
【図３】粉末金属プリフォームが挿入された状態の、図２の金型セットの断面斜視図である。
【図４】図１のキャストレイテッド上方金型の断片的な断面斜視図である。
【図５】図１のキャストレイテッド下方金型の断片的な断面斜視図である。
【図６】本発明による交替ボールレースを有するＣＶＪ内側レースの斜視図である。
【図７】図６のＣＶＪ内側レースの別の斜視図である。
【図８】図６のＣＶＪ内側レースの断面斜視図である。
【図９】図６のＣＶＪ内側レースの断面図である。
【図１０】図１及び図３の粉末金属プリフォームの斜視図である。
【図１１】図１及び図３の粉末金属プリフォームの別の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の好ましい実施形態とその利点について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
図１〜図６は粉末金属鍛造品Ｂを成形する方法と装置を示しており、図１Ａにおいて、コア棒Ｅを用いてプリフォームＢが金型キャビティ内へ装填される。プリフォームＢとコア棒Ｅが、２つ又は１つの軸とハブとの間の駆動連結用のスプライン又は他の形状を定める。図１Ｂにおいて、上方の金型Ａが降りてきて下方の金型Ｄと接触する。金型Ａと金型Ｄとで金型セットが構成される。鍛造プロセスの初めから終わりまで、金型Ａと金型Ｄを互いに接触させるのに十分な力がシリンダーＣにかけられている。プレスサイクルにおいて、図１Ａと図１Ｂに示された状態では、まだ何らの鍛造も行われていない。図１Ｃにおいて、上方の金型Ａが降下し続けて、シリンダーＣを圧縮するとともに、下方の金型Ｄを下方のパンチＦの面へ降下させて、部品Ｂを最終的な鍛造サイズと形状になるように鍛造する。この工程の間、パンチＦにより、プリフォームＢの低いほうの部分が高いほうの部分へ押し上げられ、プリフォームＢが縦方向に効果的に短くされて、縦方向及び横方向に金型のキャビティ内に充填され、最終的な鍛造サイズと形状にされる。
【００２４】
図１Ｄにおいて、金型Ａがその最上位置へ移動し、金型ＤがシリンダーＣに駆動されてその最上位置へ移動する。そして、部品Ｂが一部分、コア棒Ｅから排出され、下方のパンチＦから持ち上げられる。この排出のタイミングは、鍛造部品Ｂの底部と下方パンチＦの頂面の間の空隙量を除去するように調整可能である。図１Ｅにおいて、下方パンチＦが上昇して、下方の金型Ｄからの鍛造部品Ｂの排出が終了し、鍛造部品Ｂはコア棒Ｅから離れていく。鍛造部品Ｂは、適切な方法（通常、自動的な手段）でプレスから取り出される。図１Ｆにおいて、下方パンチＦがその押圧位置まで降下され、第１の全プレスサイクルが終了する。
【００２５】
図４〜図７に示されているように、粉末金属鍛造品Ｂ成形用のキャストレイテッド金型セットＡ，Ｄは、第１の金型Ａと、該第１の金型Ａと縦方向ＺＣに嵌合する第２の金型Ｄと、を有する。該金型セットは、第１の金型Ａから第２の金型Ｄまで縦方向ＺＣに延長する少なくとも１つの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸１０を有する。第１の金型Ａと第２の金型Ｄは、それぞれの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸１０を第１の金型Ａ内の第１要素１４及び第２の金型Ｄ内の第２要素１６へ切り裂くキャストレイテッド分割境界面１２，１３を含む。このキャストレイテッド分割境界面１２は、図４及び図５に示されているように、凹凸１０の形状に依って、ほぼ方形波の形をしているか、又は、正弦形状或いはよりランダムなキャストレイション（castellation）の形状をしている。
【００２６】
内側における縦方向に設けられた凹凸１０は、縦方向ＺＣとは垂直な方向に広がり（extent）１８を有しているとともに、縦方向ＺＣに沿って延長している。少なくとも１つの広がり１８が、縦方向ＺＣに拡大及び／又は縮小している。このような金型構造が、特に図６及び図７に示された交替ボールレースを生み出し、該交替ボールレースにおいては、１トラックおきに浅端部と深端部が位置を交替している。言い換えれば、すべてのボールレースが横に変化し、隣接するボールレース同士が横に反対に変化する。つまり、１つの縦方向において１つのボールレースが横に幅広となり、これと隣接するボールレースが横に狭くなる。このような状態においては、金型が部品内にくさび留めされているので、単一の水平面上で分離された２つの金型は、部品を鍛造した後に開かない。しかるに、本発明による新規なキャストレイテッド金型セットは、ＣＶＪの粉末金属内側レース又は他の部品を鍛造するのに使用できる。ここで、他の部品とは、横構成部分が交互に又は反対に変化するボールレースを有する部品、又は、縦構成部分と横に変化する構成部分を有する寸法的特徴をもつ部品、あるいは、反対方向に先細りになるスペース内への横流れを含む他の粉末金属部品、すなわち、鍛造プロセスの間に、１つの縦方向においてスペースのある部分が横に小さくなり、該スペースの他の部分が横に大きくなるような粉末金属部品である。
【００２７】
第１金型嵌め合い外形要素１２は、該縦方向を横切る第１の複数の金型嵌め合い表面２０，２２を有し、該第１の複数の金型嵌め合い表面は、少なくとも１つの第１表面２０と１つの第２表面２２とを有する。第１表面２０は縦方向ＺＣにおける第１位置にあるとともに、第２表面２２は縦方向ＺＣにおける第２位置にあり、該第１位置は、縦方向において該第２位置からオフセットされている。
【００２８】
同様に、第２の金型Ｄは、縦方向を横切る第２の複数の金型嵌め合い表面２４，２６を有する１つの第２金型嵌め合い外形要素１３を含む。第３表面２４は、第１表面２０の第１位置と補足関係にある第３位置にあるとともに、第４表面２６は、第２表面２２の第２位置と補足関係にある第４位置にある。
【００２９】
表面２０，２２，２４，２６は、キャストレイテッド分割境界面１２，１３を作るように、周期的な仕方で交替することができる。表面２０，２２，２４，２６は、前記縦方向に対してほぼ垂直であってよいが、このことは必ずしも必要ではない。分割境界面は、鍛造された部品が排出されるときに金型Ａ、Ｄが鍛造部品内へくさび留めされることを防止するため、該分割境界面１２，１３から各金型の縦方向の端部までの方向において凹凸１０が横に寸法減少しないように、言い換えれば、該方向において凹凸１０が横に寸法不変又は寸法増加となるように、金型の横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸１０を１つの点において切り裂いている。
【００３０】
図６〜図９、特に図６に示されているように、粉末金属鍛造品Ｂは、第１端部２８と、該第１端部２８の反対側の第２端部３０と、第１端部２８と第２端部３０とをつなぐ外側外形部３２と、を含む。外側外形部３２は、少なくとも１つの外側における縦方向に設けられた凹凸３４と、キャストレイテッド分割線３６とを有しており、該キャストレイテッド分割線３６は、各凹凸３４を、キャストレイテッド分割線３６から前記第１端部２８に向けて延長する第１構成部分３８と、該キャストレイテッド分割線３６から前記第２端部３０に向けて延長する第２構成部分４０と、に切り裂いている。
【００３１】
各第１構成部分３８は、キャストレイテッド分割線３６から前記第１端部２８にかけて減少していない第１の横広がり（lateral extent）４２を有する。各第２構成部分４０は、キャストレイテッド分割線３６から前記第２端部３０にかけて減少していない第２の横広がり４４を有する。ここで、横方向とは、前記縦方向と平行でない方向のことであり、該縦方向とは、部品内の孔を貫通する軸に沿った方向のことである。そして、該縦方向は、金型が開閉する方向とも一致する。キャストレイテッド分割線３６は、図示されているようにほぼ方形波の形をしているが、前記凹凸の形状や金型Ａ、Ｄに依って、その他の多くの形状をとることができる。粉末金属鍛造品Ｂは、図示されているように、鍛造開始前に金型Ａ、Ｄが閉じられているので、キャストレイテッド分割線３６に沿ってフラッシュ（ばり）が最小限となる等速ジョイントの内側レースである。図６，７に示されている分割線３６に沿った如何なるフラッシュも、鍛造後の処理により取り除かれるので、最終部品Ｂにおいて分割線３６は視認されない。粉末金属鍛造品Ｂは、コア棒Ｅがスプラインされる内側スプライン４６を有する。
【００３２】
図１０、図１１に示されているように、プリフォームＢは、圧縮されて焼成された粉末金属組成物を含む。例えば、粉末金属の組成は、約０．４０％〜２．００％のＮｉと、約０．５０％〜０．６５％のＭｏと、約０．１０％〜０．３５％のＭｎと、約０．０％〜１．２０％のＣと、を含み、残余が鉄である。ここで、％とは重量％のことである。プリフォームＢは円筒形ではなく、第１端部４８と、該第１端部４８の反対側の第２端部５０と、第１端部４８と第２端部５０をつなぐ外側外形部５２と、を含んでいる。この外側外形部５２は、複数の縦凸部５２と、複数の縦凹部５４を含む。各縦凸部５２は、対応する縦凹部５４によって、他の縦凸部５２から分離されている。
【００３３】
内側外形部５６は、第１端部４８と第２端部５０をつないでおり、該内側外形部５６は、複数の縦スプライン５８を有している。縦スプライン５８は、特に鍛造プロセスの間、プリフォームＢに強度を付与し、鍛造中にプリフォームが座屈することを防止する。一般に、材料の密度が高くなると材料の流動性は減少するけれども、比較的高い密度であることは、鍛造部品に良い特性を与えるので、プリフォームにとって有利なことである。したがって、縦スプライン５８により付与されるこの付加的な強度によって、プリフォームＢの密度は、約６．０ｇ／ｃｍ3〜８．０ｇ／ｃｍ3の範囲内、好ましくは約６．８５ｇ／ｃｍ3〜７．５５ｇ／ｃｍ3の範囲内の値となる。前記内側外形部は、プリフォームを金型内へ挿入するときにプリフォームを方位付けするのを容易にする不図示のキー溝（key way）も含む。
【００３４】
以上、本発明の好ましい実施形態とその利点について、図面を参照しながら詳細に説明した。しかしながら、本発明はそのような実施形態だけに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲内で様々な変更や修正が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ 上方の金型
Ｂ プリフォーム
Ｃ シリンダー
Ｄ 下方の金型
Ｅ コア棒
Ｆ 下方パンチ
１０ 内側における縦方向に設けられた凹凸
１２ キャストレイテッド分割境界面
１４ 第１要素１４
１６ 第２要素１６
１８ 広がり
２０，２２ 第１の金型嵌め合い表面
２４，２６ 第２の金型嵌め合い表面
２８ 第１端部
３０ 第２端部
３２ 外側外形部
３４ 外側における縦方向に設けられた凹凸
３６ キャストレイテッド分割線
３８ 第１構成部分
４０ 第２構成部分
４２ 第１の横広がり
４４ 第２の横広がり
４６ 内側スプライン
４８ 第１端部
５０ 第２端部
５２ 縦凸部
５４ 縦凹部
５６ 内側外形部
５８ 縦スプライン
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金型と、
前記第１の金型と縦方向に嵌合する第２の金型と、
前記第１の金型から前記第２の金型まで前記縦方向に延長する少なくとも１つの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸と、
が設けられ、
前記第１の金型内の前記凹凸が、前記第２の金型内の前記凹凸とは反対に変化し、
前記第１の金型と前記第２の金型の各々が、前記横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸を他の前記横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸から切り裂くキャストレイテッド分割境界面を含み、そして、
前記第１の金型の前記分割境界面が、前記第２の金型の前記分割境界面と嵌合する
ことを特徴とする粉末金属鍛造品成形用キャストレイテッド金型セット。
【請求項２】
前記各キャストレイテッド分割境界面が、ほぼ方形波の形をしていることを特徴とする請求項１記載の金型セット。
【請求項３】
第１の金型と、
前記第１の金型と縦方向に嵌合する第２の金型と、
が設けられ、
前記第１の金型と前記第２の金型の各々が、前記縦方向に延長する少なくとも１つの内側における縦方向に設けられた凹凸を有し、
前記各凹凸の横広がりが変化し、そして、
前記凹凸は、横広がりが変化する方向において互いに正反対となっている
ことを特徴とする粉末金属鍛造品成形用金型セット。
【請求項４】
縦方向を有し、該縦方向を横切る第１の複数の金型嵌め合い表面をもつ第１金型嵌め合い外形要素を有する第１金型と、
前記縦方向を横切る第２の複数の金型嵌め合い表面をもつ第２金型嵌め合い外形要素を有する第２金型と、
が設けられ、
前記第１の複数の金型嵌め合い表面は、少なくとも１つの第１表面と１つの第２表面とを有し、
前記第１表面は、前記縦方向において第１位置内にあり、
前記第２表面は、前記縦方向において第２位置内にあり、
前記第１位置は、前記縦方向において前記第２位置からオフセットされており、
前記第２の複数の金型嵌め合い表面は、少なくとも１つの第３表面と１つの第４表面とを有し、
前記第３表面は、前記第１位置と補足関係にある第３位置内にあり、そして、
前記第４表面は、前記第２位置と補足関係にある第４位置内にある
ことを特徴とするキャストレイテッド金型セット。
【請求項５】
前記第１の複数の金型嵌め合い表面が、前記第１表面と前記第２表面とを互い違いにする、第１の複数の対を含むことを特徴とする請求項４記載のキャストレイテッド金型セット。
【請求項６】
前記第２の複数の金型嵌め合い表面が、前記第３表面と前記第４表面とを互い違いにする、第２の複数の対を含み、
前記第２の複数の対が、前記第１の複数の対と補足的関係にあることを特徴とする請求項５記載のキャストレイテッド金型セット。
【請求項７】
前記各金型が、縦構成部分と横構成部分とを含む凹凸を有し、
前記横構成部分の寸法が変化し、
１つの前記金型内で前記横構成部分が寸法変化する方向が、他の前記金型内で該横構成部分が寸法変化する方向と正反対になっている
ことを特徴とする請求項４記載のキャストレイテッド金型セット。
【請求項８】
縦方向において第２金型と嵌め合う第１金型を含むキャストレイテッド金型セットを供給する工程と、
プリフォームを前記第１金型内に挿入する工程と、
前記第１金型を前記第２金型に接触させることにより、前記金型セットを閉じる工程と、
前記プリフォームにパンチを押圧する工程と、
を含み、
前記金型セットは、前記縦方向に前記第１金型から前記第２金型まで延長する少なくとも１つの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸を有し、
前記第１金型と前記第２金型の各々は、それぞれの前記横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸を前記第１金型内の第１要素及び前記第２金型内の第２要素へ切り裂くキャストレイテッド分割境界面を含み、
前記押圧する工程が前記閉じる工程に続いて行われて、前記プリフォームを粉末金属鍛造品に変える
ことを特徴とする粉末金属鍛造品の製造方法。
【請求項９】
前記第１金型を前記第２金型から解放する工程を更に含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記粉末金属鍛造品を前記金型セットから排出する工程を更に含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
第１端部と、
前記第１端部の反対にある第２端部と、
前記第１端部と前記第２端部とをつなぐ外側外形部と、
を含み、
前記外側外形部が、少なくとも１つの外側における縦方向に設けられた凹凸と、キャストレイテッド分割線と、を有し、
前記キャストレイテッド分割線は、前記少なくとも１つの外側における縦方向に設けられた凹凸を、該キャストレイテッド分割線から前記第１端部に向けて延長する第１構成部分と、該キャストレイテッド分割線から前記第２端部に向けて延長する第２構成部分と、に切り裂く
ことを特徴とする粉末金属鍛造品。
【請求項１２】
前記各第１構成部分が、前記キャストレイテッド分割線から前記第１端部にかけて非減少の第１の横広がりを有し、
前記各第２構成部分が、前記キャストレイテッド分割線から前記第２端部にかけて非減少の第２の横広がりを有する
ことを特徴とする請求項１１記載の粉末金属鍛造品。
【請求項１３】
前記キャストレイテッド分割線が、ほぼ方形波の形をしていることを特徴とする請求項１１記載の粉末金属鍛造品。
【請求項１４】
前記キャストレイテッド分割線に沿ったフラッシュを最小限とした等速ジョイントの内側レースであることを特徴とする請求項１１記載の粉末金属鍛造品。
【請求項１５】
第１端部と、
前記第１端部の反対にある第２端部と、
前記第１端部と前記第２端部とをつなぐ外側外形部と、
を含み、
前記外側外形部が、複数の縦凸部と複数の縦凹部とを有し、
前記各縦凸部が、対応する１つの前記縦凹部により、他の前記縦凸部から分離され、
前記外形部が、前記複数の縦凸部と前記複数の縦凹部を切り裂くキャストレイテッド分割線を有する
ことを特徴とする粉末金属鍛造品。
【請求項１６】
前記第１端部と前記第２端部とをつなぐ内側外形部を更に含み、該内側外形部が複数の縦スプラインを有することを特徴とする請求項１５記載の粉末金属鍛造品。
【請求項１７】
前記分割線の１つの側の前記縦凹部のうち少なくとも１つが、１つの縦方向において横に縮み、前記分割線の他の側の前記縦凹部のうち少なくとも１つが、前記１つの縦方向において横に広がることを特徴とする請求項１６記載の粉末金属鍛造品。
【請求項１８】
前記キャストレイテッド分割境界面が、ほぼ方形波の形をしていることを特徴とする請求項１５記載の粉末金属鍛造品。
【請求項１９】
前記キャストレイテッド分割線に沿ったフラッシュを最小限とした等速ジョイントの内側レースであることを特徴とする請求項１１記載の粉末金属鍛造品。
【請求項１】
第１の金型と、
前記第１の金型と縦方向に嵌合する第２の金型と、
前記第１の金型から前記第２の金型まで前記縦方向に延長する少なくとも１つの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸と、
が設けられ、
前記第１の金型内の前記凹凸が、前記第２の金型内の前記凹凸とは反対に変化し、
前記第１の金型と前記第２の金型の各々が、前記横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸を他の前記横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸から切り裂くキャストレイテッド分割境界面を含み、そして、
前記第１の金型の前記分割境界面が、前記第２の金型の前記分割境界面と嵌合する
ことを特徴とする粉末金属鍛造品成形用キャストレイテッド金型セット。
【請求項２】
前記各キャストレイテッド分割境界面が、ほぼ方形波の形をしていることを特徴とする請求項１記載の金型セット。
【請求項３】
第１の金型と、
前記第１の金型と縦方向に嵌合する第２の金型と、
が設けられ、
前記第１の金型と前記第２の金型の各々が、前記縦方向に延長する少なくとも１つの内側における縦方向に設けられた凹凸を有し、
前記各凹凸の横広がりが変化し、そして、
前記凹凸は、横広がりが変化する方向において互いに正反対となっている
ことを特徴とする粉末金属鍛造品成形用金型セット。
【請求項４】
縦方向を有し、該縦方向を横切る第１の複数の金型嵌め合い表面をもつ第１金型嵌め合い外形要素を有する第１金型と、
前記縦方向を横切る第２の複数の金型嵌め合い表面をもつ第２金型嵌め合い外形要素を有する第２金型と、
が設けられ、
前記第１の複数の金型嵌め合い表面は、少なくとも１つの第１表面と１つの第２表面とを有し、
前記第１表面は、前記縦方向において第１位置内にあり、
前記第２表面は、前記縦方向において第２位置内にあり、
前記第１位置は、前記縦方向において前記第２位置からオフセットされており、
前記第２の複数の金型嵌め合い表面は、少なくとも１つの第３表面と１つの第４表面とを有し、
前記第３表面は、前記第１位置と補足関係にある第３位置内にあり、そして、
前記第４表面は、前記第２位置と補足関係にある第４位置内にある
ことを特徴とするキャストレイテッド金型セット。
【請求項５】
前記第１の複数の金型嵌め合い表面が、前記第１表面と前記第２表面とを互い違いにする、第１の複数の対を含むことを特徴とする請求項４記載のキャストレイテッド金型セット。
【請求項６】
前記第２の複数の金型嵌め合い表面が、前記第３表面と前記第４表面とを互い違いにする、第２の複数の対を含み、
前記第２の複数の対が、前記第１の複数の対と補足的関係にあることを特徴とする請求項５記載のキャストレイテッド金型セット。
【請求項７】
前記各金型が、縦構成部分と横構成部分とを含む凹凸を有し、
前記横構成部分の寸法が変化し、
１つの前記金型内で前記横構成部分が寸法変化する方向が、他の前記金型内で該横構成部分が寸法変化する方向と正反対になっている
ことを特徴とする請求項４記載のキャストレイテッド金型セット。
【請求項８】
縦方向において第２金型と嵌め合う第１金型を含むキャストレイテッド金型セットを供給する工程と、
プリフォームを前記第１金型内に挿入する工程と、
前記第１金型を前記第２金型に接触させることにより、前記金型セットを閉じる工程と、
前記プリフォームにパンチを押圧する工程と、
を含み、
前記金型セットは、前記縦方向に前記第１金型から前記第２金型まで延長する少なくとも１つの横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸を有し、
前記第１金型と前記第２金型の各々は、それぞれの前記横に変化する内側における縦方向に設けられた凹凸を前記第１金型内の第１要素及び前記第２金型内の第２要素へ切り裂くキャストレイテッド分割境界面を含み、
前記押圧する工程が前記閉じる工程に続いて行われて、前記プリフォームを粉末金属鍛造品に変える
ことを特徴とする粉末金属鍛造品の製造方法。
【請求項９】
前記第１金型を前記第２金型から解放する工程を更に含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記粉末金属鍛造品を前記金型セットから排出する工程を更に含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
第１端部と、
前記第１端部の反対にある第２端部と、
前記第１端部と前記第２端部とをつなぐ外側外形部と、
を含み、
前記外側外形部が、少なくとも１つの外側における縦方向に設けられた凹凸と、キャストレイテッド分割線と、を有し、
前記キャストレイテッド分割線は、前記少なくとも１つの外側における縦方向に設けられた凹凸を、該キャストレイテッド分割線から前記第１端部に向けて延長する第１構成部分と、該キャストレイテッド分割線から前記第２端部に向けて延長する第２構成部分と、に切り裂く
ことを特徴とする粉末金属鍛造品。
【請求項１２】
前記各第１構成部分が、前記キャストレイテッド分割線から前記第１端部にかけて非減少の第１の横広がりを有し、
前記各第２構成部分が、前記キャストレイテッド分割線から前記第２端部にかけて非減少の第２の横広がりを有する
ことを特徴とする請求項１１記載の粉末金属鍛造品。
【請求項１３】
前記キャストレイテッド分割線が、ほぼ方形波の形をしていることを特徴とする請求項１１記載の粉末金属鍛造品。
【請求項１４】
前記キャストレイテッド分割線に沿ったフラッシュを最小限とした等速ジョイントの内側レースであることを特徴とする請求項１１記載の粉末金属鍛造品。
【請求項１５】
第１端部と、
前記第１端部の反対にある第２端部と、
前記第１端部と前記第２端部とをつなぐ外側外形部と、
を含み、
前記外側外形部が、複数の縦凸部と複数の縦凹部とを有し、
前記各縦凸部が、対応する１つの前記縦凹部により、他の前記縦凸部から分離され、
前記外形部が、前記複数の縦凸部と前記複数の縦凹部を切り裂くキャストレイテッド分割線を有する
ことを特徴とする粉末金属鍛造品。
【請求項１６】
前記第１端部と前記第２端部とをつなぐ内側外形部を更に含み、該内側外形部が複数の縦スプラインを有することを特徴とする請求項１５記載の粉末金属鍛造品。
【請求項１７】
前記分割線の１つの側の前記縦凹部のうち少なくとも１つが、１つの縦方向において横に縮み、前記分割線の他の側の前記縦凹部のうち少なくとも１つが、前記１つの縦方向において横に広がることを特徴とする請求項１６記載の粉末金属鍛造品。
【請求項１８】
前記キャストレイテッド分割境界面が、ほぼ方形波の形をしていることを特徴とする請求項１５記載の粉末金属鍛造品。
【請求項１９】
前記キャストレイテッド分割線に沿ったフラッシュを最小限とした等速ジョイントの内側レースであることを特徴とする請求項１１記載の粉末金属鍛造品。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２０１０−５１２２４９（Ｐ２０１０−５１２２４９Ａ）
【公表日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４１５４１（Ｐ２００９−５４１５４１）
【出願日】平成１９年１２月１２日（２００７．１２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０８７１４９
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０７３９５２
【国際公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【出願人】（５０５４５４４１０）ジーケーエヌ シンター メタルズ、エル・エル・シー (9)
【住所又は居所原語表記】Ｎ１１２ Ｗ１８７００ Ｍｅｑｕｏｎ Ｒｏａｄ， Ｇｅｒｍａｎｔｏｗｎ， ＷＩ ５３０２２， Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１２日（２００７．１２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０８７１４９
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０７３９５２
【国際公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【出願人】（５０５４５４４１０）ジーケーエヌ シンター メタルズ、エル・エル・シー (9)
【住所又は居所原語表記】Ｎ１１２ Ｗ１８７００ Ｍｅｑｕｏｎ Ｒｏａｄ， Ｇｅｒｍａｎｔｏｗｎ， ＷＩ ５３０２２， Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
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