WO1993020963A1 - Procede de fabrication concernant une piece tournante en tole - Google Patents

Description

明細書 板金製回転部材の製造方法 技術分野

本発明は、 例えば電磁クラッチのロータや Vプーリの内輪 などのように、 板状の金属製素材の中心部に回転軸などの回 転体の外側に嵌合するための筒状のボス部を一側方へ突出さ せて一体に形成しているとともに、 板金製素材の外周部に前 記ボス部と同一方向へ向かって同心状に突出して外輪に対す る固定連結用の筒状の周壁部を一体に形成してなる板金製回 転部材あるいは板金製 Vブーリや板金製ポリ Vプーリの中間 部品のように、 板状の金属製素材の中心部に回転軸などの回 転体の外側に嵌合するための筒状のボス部のみを一側方へ突 出させて一体に形成してなる板金製回転部材の製造方法に関 する。 背景技術

板状の金属製素材の中心部に一側方へ突出する筒状のボス 部のみを形成して所定の回転部材を製造する方法、 あるいは 板状の金属製素材の中心部に一側方へ突出する筒状のボス部 を形成するとともに、 外周部にボス部と同一方向へ向かって 同心状に突出する筒状の周壁部を形成して所定の回転部材を 製造する方法として、 従来では、 冷間鍛造法が多用されてい る o ところが、 上記従来の冷間鍛造法による場合は、 材料自体 の塑性流動により筒状ボス部や筒状ボス部および筒状周壁部 を形成するものであるから、 十分な製品強度を確保するため に板厚の大きい素材を用いて、 例えば電磁クラッチのロータ や板金製 Vプーリのように、 径が比較的小さくて突出代 （高 さ） の比較的大きいボス部が望まれる板金製品や、 内外で同 心状に位置するボス部と周壁部との間に比较的狭い環状空間 を形成することが望まれる板金製品等では、 2 0 0 0 t o n 〜 2 5 0 0 t ひ nクラスの大きいプレス機を使用したとして も、 所定の径および突出高さのボス部を形成したり、 狭い環 状空間を形成することが困難であり、 したがって、 径ゃ高さ などの寸法と板厚との関係から加工可能な範囲が自ずと制約 されるという問題がある。

本発明は、 以上のような実情に鑑みてなされたもので、 板 厚をあまり薄くすることなく、 しかも、 小さなプレス機を用 いて所望の径、 肉厚および高さのボス部やボス部および周壁 部をそれぞれ精度よく形成することができる板金製回転部材 の製造方法を提供することを目的とするものである。 発明の開示

上記目的を達成するため、 本発明による板金製回転部材の 製造方法は、 板状の金属製素材の中心部に、 該素材の一側方 へ向かって突出する筒状のポス部を形成する板金製回転部材 の製造方法であって、

前記金属製素材をポス部の突出側に向けて凸に湾曲させる 湾曲工程と、 その湾曲された素材の外周縁部の径方向外方へ の広がりを規制させた状態で、 前記湾曲部分をその湾曲方向 とは逆方向に屈曲させて有底筒状ボス部および環状平坦部を 形成する屈曲工程とを備えたものである。

このような本発明による板金製回転部材の製造方法によれ ば、 筒状ボス部を形成するための金属製素材の湾曲工程およ びその湾曲部分に対する屈曲工程のいずれも、 一種の曲げ加 ェであるから、 材料の塑性流動による板厚の減少およびそれ に起因する強度の低下を抑制できるとともに、 板厚が相当に 厚い金属製素材であっても、 比較的小きいプレス機を使用し て所定のボス部を容易に形成することができる。 しかも、 前 記屈曲工程時には、 素材の外周縁部の径方向外方への広がり を規制させることにより、 材料の外方への逃げを防止し、 主 ， に中心部側に材料を流動させて、 内径が小さい場合でも、 十 分な肉厚および突出高さが確保されたボス部を形成すること ができる。

また、 本発明による板金製回転部材の製造方法で、 板状の 金属製素材の中心部に、 該素材の一側方へ向かって突出する 筒状のボス部を形成するとともに、 上記板状の金属製素材の 外周部に、 前記ボス部と同一方向へ向かって同心状に突出す る筒状の周壁部を形成する板金製回転部材の製造方法である 場合には、

前記金属製素材をボス部の突出側に向けて凸に湾曲させる 第 1湾曲工程と、 その湾曲された素材の外周縁部の径方向外 方への広がりを規制させた状態で、 前記湾曲部分をその湾曲 方向とは逆方向に屈曲させて有底筒状ボス部および環状平坦 部を形成する屈曲工程と、 この屈曲工程後の素材の前記有底 筒状ボス部の変形を規制した状態で、 前記環状平坦部の外半 周部分を前記ボス部とは逆方向へ向けて湾曲させて筒状の周 壁部を立上げ形成する第 2湾曲工程とを備えさせたものであ る。

このような本発明による板金製回転部材の製造方法によれ ば、 筒伏ボス部を形成するための金属製素材の第 1湾曲工程 およびその湾曲部分に対する屈曲工程ならびに筒状周壁部を 形成するための平坦部に対する第 2湾曲工程のいずれも、 一 種の曲げ加工であるから、 材料の塑性流動による板厚の減少 およびそれに起因する強度の低下を抑制できるとともに、 板 厚が相当に厚い金属製素材であっても、 比较的小さいプレス 機を使用して所定のボス部および周壁部を容易に形成するこ とができる。 しかも、 前記屈曲工程時には、 素材の外周縁部 の径方向外方への広がりを規制させることにより、 材料の外 方への逃げを防止し、 主に中心部側に材料を流動させて、 内 径が小さい場合でも、 十分な肉厚および突出高さが確保され たボス部を形成することができる。 また、 前記第 2湾曲工程 時には、 屈曲工程で形成されたボス部の変形を規制すること により、 材料の内外雨方向への逃 （流動） を防止して、 ボ ス部の変形防止はもとより、 十分な肉厚をもつ周壁部を形成 することができる。 さらに、 素材の.外周縁部の径方向外方へ の広がり規制およびボス部の変形規制により、 製品全体の寸 法精度の向上を図り得る。 また、 前記屈曲工程後において、 その屈曲工程で形成され た有底筒状ボス部の底部を所定の突出高さで、 かつ平坦にな るように軸方向から圧縮する仕上げ工程を設けることにより 、 所定の突出高さのボス部の仕上り精度を良好にするととも に、 高さ方向に余分に突出している部分がボス部の厚肉化に 寄与して、 ボス部の強度面で一層有効である。

さらに、 前記第 2湾曲工程後において、 その湾曲工程で形 成された有底筒状ボス部の突出端部分を所定の突出高さ位置 で切断して軸揷通孔を形成する切断工程を設けることにより 、 湾曲工程や屈曲工程で寸法精度に多少の誤差が生じても、 その誤差を吸収させて最終的に寸法精度の非常に高い回転部 材を得ることができる。 図面の簡単な説明

F i g. 1 Aおよび F i g. 1 Bは本発明による板金製回 転部材の製造方法における第 1湾曲 （絞り） 工程の第 1工程 を説明するための要,部の断面図である。

F i g. 2 Aおよび F i g. 2 Bは第 1湾曲 （絞り） 工程 の第 2工程を説明するための要部の断面図である。

F i g. 3 Aおよび F i g. 3 Bは第 1屈曲 （しごき） ェ 程のを説明するための要部の断面図である。

F i g. 4 Aおよび F i g. 4 Bは第 2屈曲 （しごき） ェ 程を説明するための要部の断面図である。

F i g. 5 Aおよび F i g. 5 Bは第 3屈曲 （しごき） ェ 程を説明するための要部の断面図である。 F i g. 6 Aおよび F i g. 6 Bは第 4屈曲 （しごき） ェ 程を説明するための要部の断面図である。

F i g. 7 Aおよび F i g 7 Bは第 2湾曲 （狡り） 工程 を説明するための要部の靳面図である。

F i g. 8 Aおよび F i g. 8 Bは製造された板金製回転 部材の縱断面図および平面図である。

F i g. 9は製造された板金製回転部材を電磁クラッチの 口 タとして組み込んだ状態の縱断面図である。

F i g. 1 0は製造された板金製回転部材を Vプーリの内 輪として組み込んだ状態の縱断面図である。

F i g. 1 1は本発明による他の板金製回転部材の製造方 法により製造された製品の縱断面図である。 発明を実施するための最良の形態 まず、 本発明による板金製回転部材の製造方法の実施例の うち、 電磁クラッチに組み込み使用されるロータの製造方法 の実施例について図に基づいて説明する。 なお、 この実施例 では、 板厚 tが 3〜 5 mm程度の円形板状の金属製素材を使 用して、 ボス部の内径 d 1が 60mm程度、 周壁部の外径 d 2が 12 ひ〜 1 5 0 mm程度、 ボス部の突出高さ hが 2 8〜 32mni程度の電磁クラツチ用ロータを形成する場合につい て説明する。

第 1湾曲 （絞り） 工程の第 1の工程では、 F i g. 1 Aに 示すように、 円形状の平坦な金属製素材 1をポンチ 2 aおよ びポンチホルダ 2 bからなる下型 2上にセッ ト したのち、 こ の下型 2とダイ 3 aおよびダイホルダ 3 bからなる上型 3と を、 プレス機 （図示省略） を介して互いに近接させることに より、 F i g. 1 Bに示すように、 前記金属製素材 1を全体 的にボス部の突出側に向けて絞り二段形状の凸に湾曲させる 。 このときの湾曲形状は、 下型 2のポンチ 2 aの先端形状お よび上型 3のダイホルダ 3 bの入口テーパー面 3 b 1の形状 によつて決定される。

第 1湾曲 （絞り） 工程の第 2の工程では、 F i g. 2 Aお よび F i g. 2 Bに示すように、 先端形状の異なるポンチ 2 aおよび入口テーパ面 3 b 1形状の異なるダイホルダ 3 bを 取替え使用して、 上記と同様に上型 3と下型 2とを互いに近 接させることにより、 素材 1を全体的にほぼ円錐状に絞り加 ェする。

つぎに、 筒状ボス部を形成するための屈曲 （しごき） 工程 に移行するが、 この屈曲 （しごき） 工程は、 F i g. 3 A, F i g. 3 B〜 f i g. 6 A, F i g. 6 Bに示すように、 第 1〜第 4の工程に分けて、 前記第 1湾曲 （絞り） 工程時に 使用した金型とは異なるしごき専用の金型における下型 1 2 のポンチ 1 2 aの突出量および先端の曲率、 ならびに、 上型 1 3のダイホルダ 1 3 bの入口角部 1 3 b 2の曲率の異なる ものを順次取替え使用しながら、 上型 1 3と下型 1 2とを互 いに近接させることにより、 前記湾曲部分 1 bがその湾曲方 向とは逆方向にしごかれて屈曲され、 その結果、 前記湾曲部 分 1 bがポンチ 1 2 aの外周面に沿って変形されて中心部に 有底の筒状ボス部 6が形成されるとともに、 その外周に環状 の平坦部 5が形成される。

なお、上記の複数段の屈曲工程のうち、 F i g . 6 Aおよ び F i g . 6 Bに示す第 4の工程では、 仕上げ専用のポンチ 1 2 a 2およびダイホルダ 1 3 b 2を用いて、 前記筒状ボス 部 6の底部 6 aを軸方向から圧縮することにより、 その筒状 ボス部 6の底部 6 aを所定の突出高さで、 かつ平坦になるよ うに仕上げるボス仕上げ工程を行なう。

上記のような複数段の屈曲工程において、 素材 1の外周緣 部 1 eは、 下型 1 2のポンチホルダ 1 2 bに環状に形成され ている突部 1 2 cの内面に当接されて瘙方向外方への広がり が常に規制されており、 これにより、 素材 1の材料が径方向 外方へは全く逃げず、 前記筒状ボス部 6側に逃げることにな るため、 この筒状ボス部 6の肉厚および直線部の長さを十分 に大きく確保し得るのである。

引き続いて、 筒状ボス部 6と词心状の周壁部を素材 1の外 周部に形成するための第 2湾曲 （絞り） 工程に移行する。 こ の第 2湾曲 （絞り） 工程は、 F i g . 7 Aに示すように、 前 記筒状ボス部 6の内径とほぼ等しい外径をもち、 かつ上端面 が平坦な中央突起部 2 2 aおよびその中央突起部 2 2 aに摺 動可能に嵌合保持された環状可動部 2 2 bとを有する下型 2 2上に、 上記のように筒状ボス部 6および環状平坦部 5が形 成された素材 1をセッ 卜したのち、 前記筒状ボス部 6の外径 とほぼ等しい内径をもち、 かつ前記環状平坦部 5の径方向の 幅の約 1 Z 2の肉厚を有する筒型突出部 2 3 aおよびこの筒 型突出部 2 3 aの先端から前記筒状ボス部 6の突出高さに相 当する距離だけ凹んだ箇所に先端面が位置するように前記筒 型突出部 2 3 a内に嵌合し固定された円柱部 2 3 bからなる 上型 2 3と前記下型 2 2とを、 プレス機により互いに近接さ せることにより、 F i g . 7 Bに示すように、 前記下型 2 2 の中央突起部 2 2 aを筒状ボス部 6内に密接状態で移入させ て該ボス部 6の変形を規制しながら、 前記環状平坦部 5の外 半周部分を前記ボス部 6とは逆方向へ向けて湾曲させて、 そ の外周部に上記ボス部 6と同一方向へ向かって突出する筒状 の周壁部 7を立上げ形成する。 この第 2湾曲工程において、 前記筒状ボス部 6は、 下型 2 2の中央突起部 2 2 aの内部移 入により変形が規制されるため、 材料の内外両方向への逃げ (流動） がなくなり、 ボス部 6の変形防止はもとより、 十分 な肉厚をもつ周壁部 7を形成することができる。

以上の各工程の終了後に、 前記有底筒状ボス部 6の底部 6 aを含む突出端部分を所定の突出高さ hになるように切断し て軸揷通孔 8を形成するにより、 F i g . 8 Aおよび F i g . 8 Bに示すように、 上述したような各部寸法を有する電磁 クラッチ用ロータ Rが製造される。

上記のようにして製造されたロータ Rは、 F i g . 9に示 すように、 筒状ボス部 6の中央の軸揷通孔 8内にベアリング 1 0を介して回転軸 1 1を回転自在に挿嵌するとともに、 前 記ボス部 6と周壁部 7との間に形成される一方向に開放の環 状空間 1 4内に電磁クラッチ用コア 1 5を組込み、 かつ周壁 部 7の外周にボルト 1 6を介してポリ Vプーリなどの回転伝 動用輪体 1 7を固定連結し、 さらに、 ロータ Rの平坦部 5の 外面側に前記回転軸 11と一体回転するァーマチヤ 18等を 配置することによって、 所定の電磁グラツチを構成するよう に使租される。

なお、 上記のような電磁クラツチ用ロータとして使用する 場合は、 前記コア 1 5を組込んだ環状空間 14からの放熱性 を高めるために、 F i g. 8に示すように、 平坦部 5に円弧 伏の放熱孔 19を形成することが好ましい。

また、 上記実施例では、 電磁グラッチ用ロータとして使用 される板金製回転部材の製造方法について説明したが、 用途 としてはそれに限定されるものでなく、 例えば F i g. 1 0 に示すように、 Vブーリ 1 9の内輪として使ほされる回転部 材の製造に適用してもよい。

また、 F i g. 11は本発明による板金製回転部材の製造 方法により製造された板金製 Vブーリあるいは板金製ポリ V プーリの中間部品の縱新面図であり、 この中間部品 20は、 上述した F i g. 1 A, l B〜F i g. 6 A, 6 Bで示すと 同様な工程を経て、 中心部に有底の筒状ボス部 6を、 かつ、 その外周に環状の平坦部 5を形成した後に、 その有底筒状ボ ス部 6の底部 6 aを含む突出端部分を所定の突出高さ hとな るように切断する、 あるいは、 底部 6 aを打ち抜き加工する ことにより、 中心部に軸揷通孔 8を形成して製造される。 産業上の利用可能性

以上のように、 本発明の板金製回転部材の製造方法は、 板 状の金属製素材の中心部に、 一側方へ向かって突出する筒状 のボス部のみを一体に形成する、 あるいは、 その筒状ボス部 を一体形成するとともに前記板状の金属製素材の外周部に、 前記ボス部と同一方向へ向かって同心状に突出する筒状の周 壁部を形成するための技術であって、 一種の曲げ加工の組合 わせにより、 板厚をあまり薄く しないで、 しかも小さなプレ ス機を用いて、 所望の径、 肉厚および高さのボス部やボス部 および周壁部をそれぞれ精度よく形成することができるもの である。 このような製造技術は、 電磁クラッチのロータや板 金製 Vプーリなどの製造に有効に活用できるものである。

Claims

請求の範囲

I ) 板状の金属製素材の中心部に、 該素材の一側方へ向 かって突出する筒状のボス部を形成する板金製回転部材の製 造方法であって、

前記金属製素材をボス部の突出側に向けて凸に湾曲させる 湾曲工程と、 その湾曲された素材の外周縁部の径方向外方へ の広がりを規制させた状態で、 前記湾曲部分をその湾曲方向 とは逆方向に屈曲させて有底筒状ボス部および環状平坦部を 形成する屈曲工程とを傭えたことを特徵とする板金製回転部 材の製造方法。

( 2 ) 板状の金属製素材の中心部に、 該素材の一側方へ向 かって突出する筒伏のボス部を形成するとともに、 上記板状 の金属製素材の外周部に、 前記ボス部と同一方向へ向かって 同心状に突出する筒状の周壁部を形成する板金製回転部材の 製造方法であって、

前記金属製素材をボス部の突出側に向けて凸に湾曲させる 第 1湾曲工程と、 その湾曲された素材の外周縁部の径方向外 方への広がりを規制させた状態で、 前記湾曲部分をその湾曲 方向とは逆方向に屈曲させて有底筒状ボス部および環状平坦 部を形成する屈曲工程と、 この屈曲工程後の素材の前記有底 筒状ボス部の変形を規制した状態で、 前記環状平坦部の外半 周部分を前記ボス部と逆方向へ向けて凸に湾曲させて筒状の 周壁部を形成する第 2湾曲工程とを備えたことを特徼とする 板金製回転部材の製造方法。

( 3 ) 前記屈曲工程後において、 その屈曲工程で形成され た有底筒状ボス部の底部を所定の突出高さで、 かつ平坦にな るように軸方向から圧縮する仕上げ工程を有する請求の範囲 第 1項記載の板金製回転部材の製造方法。

( 4 ) 前記屈曲工程後において、 その屈曲工程で形成され た有底筒状ボス部の底部を所定の突出高さで、 かつ平坦にな るように軸方向から圧縮する仕上げ工程を有する請求の範囲 第 2項記載の板金製回転部材の製造方法。

( 5 ) 前記第 2湾曲工程後において、 その湾曲工程で形成 された有底筒状ボス部の突出端部分を^定の突出高さ位置で 切断して軸揷通孔を形成する切断工程を有する請求の範囲第 2項記載の板金製回転部材の製造方法。

( 6 ) 前記第 2湾曲工程後において、 その湾曲工程で形成 された有底筒状ボス部の突出端部分を所定の突出高さ位置で 切断して軸掙通孔を形成する切断工程を有する請求の範囲第 3項記載の板金製回転部材の製造方法。