JP6043861B1 - 扁平リングの成形工法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】扁平リングの歩留まりを向上できると共にその寸法精度を向上できる扁平リングの成形工法及びその装置並びに扁平リングを用いた扁平アクスルケースの製造方法を提供する。【解決手段】接合丸リング６６から一対の円弧部１２ａと一対の直線部１２ｓとを境界小Ｒ部１２ｒで連結したレーストラック状の扁平リング１２を成形するに際し、接合丸リング６６の外周を半径方向内方に圧縮しつつ接合丸リングの内周側を外周側に対して傾斜させて皿状にした傾斜シュリンク丸リング１０を成形し、傾斜シュリンク丸リング１０に一対の直線部１２ｓを形成すべく、直線部１２ｓに対応した成形側円弧部１０ｂを直線状に成形すると共にその直線部１２ｓと円弧部１２ａ間の境界小Ｒ部１２ｒの板厚変化を許容しながら扁平リング１２を成形し、成形された扁平リング１２の境界小Ｒ部１２ｒを切削して境界小Ｒ部１２ｒの板厚を調整するものである。【選択図】図４

Description

本発明は、アクスルケースのフランジ等に用いられる扁平リングの成形工法及びその装置並びに扁平リングを用いた扁平アクスルケースの製造方法に関するものである。

図７により扁平リングの取付対象となる扁平形状アクスルケースの構造を説明する。

扁平アクスルケース４０は、ディファレンシャルギアユニット挿入部分４１の周辺が扁平形状となっており、ディファレンシャルギアユニット挿入部分４１の開口部外周部には、扁平リング４２が設けられ、扁平リング４２には、多数のボルト穴４３が形成される。

ディファレンシャルギアユニット（図示せず）は、ディファレンシャルギアユニット挿入部分４１を通して扁平アクスルケース４０内に挿入され、そのディファレンシャルギアユニットを保持するデフキャリア（図示せず）が、扁平リング４２にボルト止めにて固定される。

扁平リング４２は、リング外周側を扁平アクスルケース４０に周溶接することで、扁平アクスルケース４０に接合される。その後、扁平リング４２のデフキャリアとの接合面および接合面のボルト穴４３が機械加工される。

この扁平リング４２の形状は、同心円周上で１８０度対向した一対の円弧部４２ａを、一対の直線部４２ｓで連結したレーストラック形にされる。

従来、扁平リング４２を製作する際には、図８に示すようにファインブランキング工法が用いられている。

ファインブランキング工法は、図８（ａ）に示すように扁平リングの厚さを有する板材５０を準備し、その板材５０を、図８（ｂ）に示すようにファインブランキング加工により切断して扁平リング５２を製作するものである。

しかし、扁平リング５２の製作は、扁平リング５２を精密加工できるものの、図８（ｃ）に示すように、リング部以外に残った板材５０ａ、５０ｂを全て廃棄していたため、歩留まりが悪い問題がある。

そこで、特許文献１、２に示すように、断面矩形状の線材から円形リングを製作し、その円形リングから扁平リングを製作することで、歩留まりを向上することが考えられる。

図９は、特許文献１、２で提案された接合丸リング成形工程を示したものである。

先ず、図９（ａ）に示すように、断面矩形の線材６１をコイル状に巻いてコイル６０とし、これを図９（ｂ）に示すように、１リング分ずつカットしたリング単体６２とした後、図９（ｃ）に示すように、リング単体６２のカット部分の段差６３を修正して平面状にする。この後、図９（ｄ）に示すように、そのカット部分の端部同士を溶接６４にて接合した後、図９（ｅ）に示すように溶接部の接合バリ６５を除去して、図９（ｆ）に示すように接合丸リング６６とする。

この接合丸リング６６を用いて、扁平リングを製作するには、図１０（ａ）に示すように、一対の円弧部６６ａをつなぐ直線部６６ｓに相当する円弧部６７ａを直線になるように成形装置等で成形して、扁平リング７０とする。

特開２００４−１７４５４５号公報 特開２００８−７９８号公報 特開昭６１−５２９３５号公報

しかしながら、接合丸リング６６は、図９（ａ）に示したコイル６０の巻き外径のバラツキ、段差６３の修正、接合ひずみなどに起因する接合丸リング６６のねじれや接合丸リング６６の形状のバラツキが発生することが原因で、成形後には、扁平リング７０の各種寸法精度が安定しない問題がある。

特に図１０（ｃ）に示すように、直線部６６ｓを成形する際には、直線部６６ｓと円弧部６６ａとをつなぐ境界Ｒ部６６ｒが形成されるが、境界Ｒ部６６ｒの幅は、円弧部６６ａや直線部６６ｓのリング幅に対して狭くなってしまう問題がある。

すなわち、接合丸リング６６の円弧部６７ａを押しつぶして、線材６１を単純に曲げて境界Ｒ部６６ｒを形成した場合、外径側は肉ヒケにより、実線で示した目標の小Ｒ形状６８ｒに対して、点線で示したように、目標の小Ｒ形状６８ｒよりも大きなＲ形状６９ｒとなってしまう。

この境界Ｒ部６６ｒには、ボルト穴７２が形成されるが、その幅が狭いため、リング幅に対しボルト穴７２が外周側に寄るため、ボルト穴７２の外周側の肉厚が薄くなる。

また、図９で説明した断面矩形の線材から接合丸リングを成形した際には、接合丸リング６６の線材６１の断面は、矩形ではなく台形となる。

これを、図１１により説明すると、接合丸リング６６は、全周に渡り線材６１を、ほぼ一定の曲率で曲げるため、リングの外周側の線材６１には引張力が作用し、リング内周側の線材には、圧縮力が作用する。このため、成形後のリング内径側は、圧縮により線材６１の板厚が増加し、外径側は、引張により線材６１の板厚が減少する。よって、リングにしたときの線材６１の断面は、円周方向に一定の断面台形状となる。

図１２に接合丸リング６６から扁平リング７０を成形した場合の線材６１の板厚変化の概略図を示す。

扁平リング７０は、一対の円弧部６６ａと、一対の円弧部６６ａに、境界Ｒ部６６ｒを介して連結した一対の直線部６６ｓから構成される。

ここで境界Ｒ部６６ｒは、円弧部６６ａと比較して形状変化が急激であり、境界Ｒ部６６ｒの線材６１ｒの内径側は圧縮応力による板厚増加、外径側は引張応力による板厚減少が円弧部６６ａと比較して大きくなる。また直線部６６ｓは、円弧形状から直線形状に曲げ戻されるため、線材６１ｓの内径側は引張応力による板厚が減少し、外径側は圧縮応力による板厚が増加し、これにより直線部６６ｓの線材６１ｓの断面形状は、円弧部６６ａの線材６１ａ、境界Ｒ部６６ｒの線材６１ｒに対して、内外径の板厚分布が反転する。

図１３に、扁平リング７０の成形による板厚変化と隙の悪化の関係を示す。

図１３において、図１３（ａ）は、成形した扁平リング７０の平面図、図１３（ｂ）は扁平リング７０の正面図を示し、図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、図１３（ｄ）は図１３（ａ）のＤ−Ｄ線断面図を示し、図１３（ｅ）は、アクスルケールなどの取付面４５に取り付けた状態を示す。

第１２図で説明したように、境界Ｒ部６６ｒの線材６１ｒの内外の板厚分布（図１３（ｃ）参照）は、円弧部６６ａの線材６１ａの内外の板厚分布（図１３（ｄ）参照）より大きく、また直線部６６ｓの線材６１ｓは、円弧部６６ａの線材６１ａの板厚分布と逆となる。

このように、各部の線材６１ａ、６１ｓ、６１ｒの板厚分布の違いにより、扁平リング７０は、ねじれた状態となる。また、図１３（ｅ）に示すように、境界Ｒ部６６ｒの内径側の板厚増加部６９が取付面４５に先当たりし、リング断面の凹凸差が大きいため、外径側の隙ｄが大きくなる。

図１４は、接合丸リング６６から扁平リング７０を成形したとき、その扁平リング７０の取付面においたときの扁平リング７０の周方向の内外径の高さ分布と、板厚分布を測定した結果を示したものである。

先ず図１４（ａ）に示すように、測定点は、扁平リング７０の直線部６６ｓの中央部から時計回りに間隔をおいて１２箇所の内外径とした。図１４（ｂ）は、取付面からの１２箇所の内径側、外径側の高さ分布を示したもので、図１４（ｃ）は、１２箇所の内径側と外径側の板厚分布を示したものである。

この結果、図１４（ｂ）に示すように、取付面からの内径側と外径側の高さの差が最大となる値が、外径側の最大隙としたとき、その隙は製品要求許容値以上となっている。また、図１４（ｃ）に示すようにリングに沿った厚さ方向のバラツキも大きく内径側と外径側で厚さが反転している。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、扁平リングの歩留まりを向上できると共にその寸法精度を向上できる扁平リングの成形工法及びその装置並びに扁平リングを用いた扁平アクスルケースの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、接合丸リングから一対の円弧部と一対の直線部とを境界小Ｒ部で連結したレーストラック状の扁平リングを成形するに際し、前記接合丸リングの外周を半径方向内方に圧縮しつつ前記接合丸リングの内周側を外周側に対して傾斜させて皿状にした傾斜シュリンク丸リングを成形する傾斜シュリンク成形工程と、前記傾斜シュリンク丸リングに前記一対の直線部を形成すべく、前記直線部に対応した成形側円弧部を直線状に成形すると共にその直線部と前記円弧部間の前記境界小Ｒ部の板厚変化を許容しながら扁平リングを成形する扁平リング成形工程と、前記成形された扁平リングの境界小Ｒ部を切削して境界小Ｒ部の板厚を調整する切削工程とを備えたことを特徴とする扁平リングの成形工法である。

前記接合丸リングは、断面矩形の線材を円形に巻かれたコイルを１リング分カットした後、そのカット部を接合して形成され、その接合丸リングの線材の断面形状は、内周側の板厚が外周側の板厚より厚く形成された台形状である。

前記傾斜シュリンク成形工程で、皿状に傾斜シュリンク成形した後、成形した後の傾斜シュリンク丸リングのスプリングバックで、傾斜シュリンク丸リングの一面が平面となるように、前記接合丸リングの内周側を外周側に対して傾斜させて皿状に成形するのが好ましい。

前記扁平リング成形工程は、前記一対の直線部の間隔に一致した中子を前記傾斜シュリンク丸リング内周に配置すると共に前記傾斜シュリンク丸リングの円弧部の上下を、ダイとリング押さえで拘束し、そのダイとリング押さえ間の両側から直線部成形用パンチを、前記中子側に押し付けて、直線部成形用パンチと前記中子間の円弧部を直線状に成形する直線部成形工程と、前記直線部成形工程で、前記傾斜シュリンク丸リングの円弧部が直線状に圧縮されて成形される際に、前記境界小Ｒ部の内径側の板厚増加を許容するようにリングの材料を厚さ方向に逃がしつつ境界小Ｒ部を成形する小Ｒ成形工程とを含むのが好ましい。

また、本発明は、接合丸リングから一対の円弧部と一対の直線部とを境界小Ｒ部で連結したレーストラック状の扁平リングを成形する成形装置において、前記接合丸リングを載せるイジェクト用パッドと、前記イジェクト用パッドに載せられた前記接合丸リングの外周に嵌合し、前記接合丸リングを半径方向内方に圧縮するためのシュリンクダイと、前記接合丸リングを前記イジェクト用パッドと共に挟み、前記接合丸リングを前記シュリンクダイの傾斜面に沿って押し込むと共に前記接合丸リングと接する面の外周部に傾斜部が形成されたシュリンクパンチとを備えた傾斜シュリンク成形金型と、前記傾斜シュリンク成形金型で成形された傾斜シュリンク丸リングを載せるダイと、そのダイ上に設けられ、成形する扁平リングの一対の直線部の間隔に一致する幅に形成された中子と、前記傾斜シュリンク丸リングの円弧部を、前記ダイと共に抑えるリング押さえと、前記ダイと前記リング押さえ間の両側に配置されると共に、前記傾斜シュリンク丸リングの円弧部を前記中子に向けて押し付ける直線部成形用パンチと、前記境界小Ｒ部に位置したダイ又はリング押さえに形成され、成形時の前記境界小Ｒ部の内径側の板厚増加を許容する逃げ溝部とを備えた扁平リング成形金型とを備えたことを特徴とする扁平リングの成形装置である。

さらに、本発明は、上記の扁平リングの成形工法で成形された扁平リングを用い、扁平リングの平坦側の面を、扁平アクスルケースのディファレンシャルギアユニット挿入部分の開口部外周部に接触させると共に前記扁平リングの外周側を、前記開口部外周部に周溶接し、その後、前記扁平リングの表面を切削加工にて平面状に形成し、ボルト穴を穿設することを特徴とする扁平アクスルケースの製造方法である。

本発明は、扁平リングの歩留まりを向上できると共にその寸法精度を向上できるという優れた効果を発揮する。

本発明の扁平リングの成形工法において、傾斜シュリンク丸リングから扁平リングを成形する際の傾斜シュリンク丸リングと扁平リングの形状を示し、（ａ）は傾斜シュリンク丸リングの平面図、（ｂ）は扁平リングの平面図、（ｃ）は（ｂ）のＤ部の拡大図である。 本発明の扁平リングの成形工法において、傾斜シュリンク丸リングを成形する傾斜シュリンク成形工程の一実施の形態を示し、（ａ）は丸リングを傾斜シュリンク成形する前の状態を示す図、（ｂ）は丸リングを傾斜シュリンク成形した状態を示す図、（ｃ）は（ｂ）の拡大図、（ｄ）はスプリングバック後の傾斜シュリンク丸リングを示す図である。 本発明の扁平リングの成形工法において、傾斜シュリンク丸リングから扁平リングを成形する扁平リング成形工程の一実施の形態を示し、（ａ）は扁平リングに成形する前の状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の正断面図、（ｃ）は扁平リングに成形した状態を示す平面図、（ｄ）は（ｃ）の正断面図である。 本発明の扁平リングの成形工法において、扁平リングを成形する成形金型の詳細を示し、（ａ）は成形する扁平リングの平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における金型断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線における金型断面図、（ｄ）は、（ｃ）に丸Ｄで示した部分の拡大図、（ｅ）は（ｄ）の変形例を示す図である。 本発明の扁平リングの成形工法で成形された扁平リングの定盤面からの高さ分布を示し、（ａ）は高さ分布を測定したときの扁平リングの測定箇所を示す図、（ｂ）は扁平リングの切削前の各測定箇所における取付面からの高さ分布の結果を示したグラフ、（ｃ）は扁平リングの境界小Ｒ部の内径側板厚増加部を切削した後の各測定箇所における取付面からの高さ分布の結果を示したグラフである。 接合丸リング（図９参照）の外径側の引張応力を緩和するためのシュリンク成形を説明する図で、（ａ）は、シュリンク成形前の状態を示す図、（ｂ）はシュリンク成形している状態を示す図、（ｃ）はシュリンク成形後の状態を示す図、（ｄ）は、シュリンク成成形の丸リングの断面形状を示す図である。 本発明の扁平リングを適用する扁平アクスルケースの正面図である。 従来のファインブランキング工法で扁平リングを製作する説明図である。 線材から接合丸リングを成形する成形工程を説明する図である。 図９で成形した接合丸リングを用いて、扁平リングをプレス等で成形したときの説明図で、（ａ）は成形前の接合丸リングの平面図、（ｂ）は成形後の扁平リングの平面図、（ｃ）は、（ｂ）の境界Ｒ部の拡大した図である。 図９で接合丸リングを成形したときの接合丸リングにかかる内径側と外径側に係る応力状態と線材の断面形状を示す図である。 図１０（ｂ）に示した扁平リングを成形したときの扁平リングにかかる内径側と外径側に係る応力状態と線材の断面形状を示す図である。 図１０（ｂ）に示した扁平リングを成形したときの扁平リングの各部位の板厚変化と、定盤面からの高さ変化を説明する図である。 従来の扁平リングの成形工法で成形された扁平リングの定盤面からの高さ分布を示し、（ａ）は高さ分布を測定したときの扁平リングの測定箇所を示す図、（ｂ）は扁平リングの各測定箇所における取付面からの高さ分布の結果を示したグラフ、（ｃ）は扁平リングの各測定箇所における板厚分布の結果を示したグラフである。

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

本発明は、先ず図１（ａ）に示すように、接合丸リング（図９参照）のねじれと真円度を改善すべく傾斜シュリンク成形にて外周を半径方向内方に圧縮しつつ接合丸リングの内周側を外周側に対して傾斜させて皿状にした傾斜シュリンク丸リング１０を成形し、その傾斜シュリンク丸リング１０から図１（ｂ）に示した扁平リング１２を成形するものである。

この扁平リング１２の形状は、同心円周上で１８０度対向した一対の円弧部１２ａを、一対の直線部１２ｓで連結したレーストラック形にされ、円弧部１２ａと直線部１２ｓ間には、図１（ｃ）に示すように境界小Ｒ部１２ｒが形成される。

傾斜シュリンク丸リング１０から扁平リング１２を成形する際には、円弧部１２ａに対応する傾斜シュリンク丸リング１０の円弧部１０ａの線材１１ａは、ほぼそのままの形状で、直線部１２ｓに対応する成形側円弧部１０ｂの線材１１ｂが直線状に成形される。この円弧部１０ａの中心角θと、直線部１２ｓに対応する成形側円弧部１０ｂの中心角αは、θ＞αで、プレス時の成形側円弧部１０ｂの据え込み量から中心角θは、１００°以上であれば、扁平リング１２の寸法精度を保って成形できる。

この扁平リング１２の要求仕様は、下記のとおりである。

最終製品形状の要件で、境界小Ｒ部１２ｒの小Ｒ形状は、
境界小Ｒ部１２ｒの外径側の半径Ｒの寸法＜リングの線材幅ｗ×２〜２．５
となるように成形する。

扁平リング１２の片側の面は部品取付面であり、平面度０．５（ｍｍ）以下であることが望ましい。

扁平リング１２の部品取付面の反対側の面は、リング取り付け後に加工するため、平面度は要求されない。

そこで先ず本発明は、図９に示した接合丸リング６６を傾斜シュリンク成形にて一方の面の平面度が０．５（ｍｍ）以下の傾斜シュリンク丸リング１０を成形する。

しかし、図９に示した接合丸リング６６を、特許文献３で提案されたようにシュリンク成形しても、一方の面の平面度を０．５以下にすることはできない。

この理由を、図６（ａ）〜図６（ｄ）により説明する。

シュリンク成形金型３０は、接合丸リング６６を載せるイジェクト用パッド３１と、接合丸リング６６を半径方向内方に圧縮するための円錐形のシュリンクダイ３２と、接合丸リング６６をシュリンクダイ３２の傾斜面に沿って押し込むシュリンクパンチ３３とで構成される。

図６（ａ）に示すように、接合丸リング６６をイジェクト用パッド３１上に載せ、その上部にシュリンクパンチ３３を当て、図６（ｂ）に示すようにシュリンクパンチ３３を押し込む。これにより、接合丸リング６６の外周がシュリンクパンチ３３に嵌合し、押し込みに伴って、接合丸リング６６が半径方向内方に圧縮されてシュリンク成形される。このシュリンク成形により、接合丸リング６６は、その外径側の引張力による応力が緩和され、リングのねじれや真円度の改善ができる（特許文献３）。

シュリンク成形は、下方が上方と比較して小径となる傾斜を有する円錐形のシュリンクダイ３２に、接合丸リング６６をシュリンクパンチ３３で押し込み成形するものである。シュリンク直後のシュリンクリング３４は、シュリンクパンチ３３側に馴染むため、図６（ｃ）に示すようにシュリンクパンチ３３に接したシュリンクリング３４の面は、水平面となる。

しかし、シュリンク成形金型３０からシュリンクリング３４を取り出すと、スプリングバックによる形状変化により、図６（ｄ）に示すように内径側と外径側との高さに差δが発生し、上下両面とも平面度が悪くなる。

このシュリンクリング３４を用いて扁平リングを成形した場合、内径側と外径側とに高さに差δがあるため、扁平リングの平面度が悪いままであり、図７に示した扁平アクスルケースに溶接する際には外径側とケースの面に隙が生じて溶接しても取付精度が悪くなる。

そこで本発明は、接合丸リング６６をシュリンク成形して、ねじれや真円度を改善する際に、そのシュリンクリングの平面度も改善した傾斜シュリンク丸リング１０を成形する。

図２は、傾斜シュリンク丸リング工程を示したものである。

傾斜シュリンク成形金型１５は、接合丸リング６６を載せるイジェクト用パッド１６とイジェクト用パッド１６に載せられた接合丸リング６６の外周を嵌合し、接合丸リング６６を半径方向内方に圧縮するためのシュリンクダイ１７と、接合丸リング６６をイジェクト用パッド１６と共に挟み、接合丸リング６６をシュリンクダイ１７の傾斜面に沿って押し込むと共に接合丸リング６６と接する面の外周部に傾斜部１８ｓが形成されたシュリンクパンチ１８とを備えて構成される。

傾斜シュリンク丸リング１０の成形は、図２（ａ）に示すように、接合丸リング６６をイジェクト用パッド３１上に載せ、その上部にシュリンクパンチ３３を当て、図２（ｂ）に示すようにシュリンクパンチ１８を押し込む。これにより、図２（ｃ）に示すように、接合丸リング６６の外周がシュリンクダイ１７の傾斜部１７ｓに嵌合し、押し込みに伴って、接合丸リング６６が半径方向内方に圧縮されてシュリンク成形される。

この際、シュリンクパンチ１８の下面外周部には、傾斜部１８ｓが形成され、その中央平坦部１８ｃが、接合丸リング６６内に嵌り、傾斜部１８ｓにより接合丸リング６６の上面が傾斜し、接合丸リング６６が皿状にされつつ縮径されて傾斜シュリンク丸リング１０が成形される。

この傾斜シュリンク丸リング１０の成形後に、傾斜シュリンク丸リング１０を傾斜シュリンク成形金型１５から取り出した際に、傾斜シュリンク丸リング１０がスプリングバックするが、スプリングバック量を見込んで傾斜部１８ｓの傾斜角度を設定しておくことで、傾斜シュリンク丸リング１０の一方の面１０ｐは、平面度を０．５（ｍｍ）以下の高低差δとすることができる。

次に傾斜シュリンク丸リング１０から扁平リング１２を成形する扁平リング成形工程を図３、図４により説明する。

扁平リング成形金型２０は、傾斜シュリンク成形金型１５で成形された傾斜シュリンク丸リング１０を載せるダイ２１と、そのダイ２１上に設けられ、成形する扁平リング１２の一対の直線部１２ｓの間隔に一致する幅に形成された中子２２と、傾斜シュリンク丸リング１０の円弧部１０ａの線材１１ａを、ダイ２１と共に抑えるリング押さえ２３と、ダイ２１とリング押さえ２３間の両側に配置されると共に、直線部１２ｓに対応する成形側円弧部１０ｂの線材１１ｂを中子２２に向けて押し付ける直線部成形用パンチ２４と、境界小Ｒ部１２ｒに位置したダイ２１又はリング押さえ２３に形成され、成形時の境界小Ｒ部１２ｒの内径側の板厚増加を許容する逃げ溝部２５とを備えて構成される。

扁平リング成形金型２０を用いた扁平リング成形工程を説明する。

図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、ダイ２１上に傾斜シュリンク丸リング１０を載せると共に、中子２２を傾斜シュリンク丸リング１０の内周に配置する。この後、傾斜シュリンク丸リング１０の円弧部１０ａの線材１１ａの上下を、ダイ２１とリング押さえ２３で挟んで拘束する。その状態で、図３（ｃ）、図３（ｄ）に示すように、ダイ２１とリング押さえ２３間の両側から直線部成形用パンチ２４を、中子２２側に押し付けて、直線部成形用パンチ２４と中子２２間の成形側円弧部１０ｂの線材１１ｂを直線状に押しつぶして直線部１２ｓを成形する。

この直線部成形工程で、傾斜シュリンク丸リング１０の直線状に成形する線材１１ｂが圧縮されて成形側円弧部１０ｂが直線状に成形される際には、境界小Ｒ部１２ｒも同時に成形される。成形側円弧部１０ｂは、扁平リング１２の直線部１２ｓの長さより長く、また円弧部１２ａは、図３（ｄ）に示すように、上下をダイ２１とリング押さえ２３で拘束されているため、成形時に成形側円弧部１０ｂの線材１１ｂが直線状にされる際には、円弧と直線の長さの差分が伸び力となるため、円弧部１２ａと直線部１２ｓ間の境界小Ｒ部１２ｒが圧縮されて成形される。これにより長さの差分が、成形時の境界小Ｒ部１２ｒの曲率変化や板幅変化や板厚変化で吸収して成形されるため、外径側半径Ｒの寸法がリングの線材ｗの２倍程度になった境界小Ｒ部１２ｒが形成されると共に、境界小Ｒ部１２ｒの内径側の板厚も増加する。

そこで、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように、境界小Ｒ部１２ｒに位置したリング押さえ２３に、板厚増加を許容する逃げ溝部２５を形成しておくことで、線材１１ｂの伸びを厚さ方向に逃がしつつ境界小Ｒ部１２ｒを成形する。

この逃げ溝部２５は、リング押さえ２３に形成してもダイ２１に形成しても、或いは、図４（ｅ）に示すように、リング押さえ２３とダイ２１の両方に形成しても良い。

このように境界小Ｒ部１２ｒを成形することで、逃げ溝部２５に板厚増加分の余剰肉１１ｓが形成されるが、後加工で余剰肉１１ｓを除去することで、扁平リング１２の片面の凹凸を減らすことができる。

この境界小Ｒ部１２ｒを成形するための逃げ溝部２５は、ダイ２１又はリング押さえ２３のいずれか一方又は両方に形成しておくことで、直線部１２ｓが成型される際に、境界小Ｒ部１２ｒに位置した逃げ溝部２５で変形が集中するため、境界小Ｒ部１２ｒの板厚変化を後加工で一定の板厚にすることができる。 特に、傾斜シュリンク丸リング１０の一方の面１０ｐ側に逃げ溝部２５を形成することで、他方の面の変形を抑制することができる。すなわち、どちらの面の板厚増加が大きいか制御することが可能となるため、後工程において安定した条件で板厚増加部の余剰肉１１ｓを除去することが可能となる。

ここで、扁平リング１２の内径側の板厚増加部を、除去せずに圧縮成形により平坦とする工法も考えられるが、圧縮応力が均等に付与されないことに起因するねじれ発生が懸念されるほか、均等に圧縮荷重を付与しようとすると金型の拘束部が増加し、加工荷重の増大が懸念される。

一方で、本発明のように、切削（研削）加工による板厚増加部の除去は、前述した問題が発生せず、また、対策金型により安定した条件で板厚増加部を除去、凹凸差原因の外径側の隙を小さくできる。

上記の成形工法で成形した扁平リング１２の余剰肉１１ｓを除去前と、切削除去後の定盤面からの高さ変化を測定した結果を図５に示す。

図５において、扁平リング１２を取付面である定盤面においたときの扁平リング１２の境界小Ｒ部の切削前と切削後での、周方向の内外径の高さ分布を測定した結果を示したものである。

測定点は、図５（ａ）に示すように、扁平リング１２の直線部１２ｓの中央部から時計回りに間隔をおいて１２箇所の内外径とした。

図５（ｂ）は、成形直後の扁平リングの平坦面側を取付面に接触させたときの取付面からの高さ分布を示したものであり、扁平リング１２の境界小Ｒ部内径側の板厚増加はシュリンクで成形した面側に大きく、境界小Ｒ部の外径側の板厚減少による面高さの低下が発生しない。すなわち、内径側の板厚増加部分を切削加工で除去することで、外径側の隙を小さくすることができる。

図５（ｃ）は、切削加工後の取付面からの高さ分布を示したものであり、境界小Ｒ部を切削することで、外径側の隙は最大で０．５ｍｍ以下とすることができ、平面度が向上し、寸法精度を確保できる工法であることを確認した。

ここで、図７で説明した扁平アクスルケースの平坦面を、ディファレンシャルギアユニット挿入部分の開口部外周部に接触させた状態で、扁平リング１２の外周側を周溶接し、さらに、扁平リング１２のデフキャリアとの接合面および接合面のボルト穴を機械加工して、扁平アクスルケースを製造する。

このように、本発明は、境界小Ｒ部を有する扁平形状リングの成形品の寸法精度確保が容易になると共に、従来工法と比較して製品の歩留まりを改善することができる。

１０ 傾斜シュリンク丸リング
１０ｂ 成形側円弧部
１２ 扁平リング
１２ａ 円弧部
１２ｓ 直線部
１２ｒ 境界小Ｒ部

Claims (6)

1. 接合丸リングから一対の円弧部と一対の直線部とを境界小Ｒ部で連結したレーストラック状の扁平リングを成形するに際し、
   前記接合丸リングの外周を半径方向内方に圧縮しつつ前記接合丸リングの内周側を外周側に対して傾斜させて皿状にした傾斜シュリンク丸リングを成形する傾斜シュリンク成形工程と、
   前記傾斜シュリンク丸リングに前記一対の直線部を形成すべく、前記直線部に対応した成形側円弧部を直線状に成形すると共にその直線部と前記円弧部間の前記境界小Ｒ部の板厚変化を許容しながら扁平リングを成形する扁平リング成形工程と、
   前記成形された扁平リングの境界小Ｒ部を切削して境界小Ｒ部の板厚を調整する切削工程とを
   備えたことを特徴とする扁平リングの成形工法。
2. 前記接合丸リングは、断面矩形の線材を円形に巻かれたコイルを１リング分カットした後、そのカット部を接合して形成され、その接合丸リングの線材の断面形状は、内周側の板厚が外周側の板厚より厚く形成された台形状である請求項１記載の扁平リングの成形工法。
3. 前記傾斜シュリンク成形工程で、皿状に傾斜シュリンク成形した後、成形した後の傾斜シュリンク丸リングのスプリングバックで、傾斜シュリンク丸リングの一面が平面となるように、前記接合丸リングの内周側を外周側に対して傾斜させて皿状に成形する請求項２記載の扁平リングの成形工法。
4. 前記扁平リング成形工程は、
   前記一対の直線部の間隔に一致した中子を前記傾斜シュリンク丸リング内周に配置すると共に前記傾斜シュリンク丸リングの円弧部の上下を、ダイとリング押さえで拘束し、そのダイとリング押さえ間の両側から直線部成形用パンチを、前記中子側に押し付けて、直線部成形用パンチと前記中子間の円弧部を直線状に成形する直線部成形工程と、
   前記直線部成形工程で、前記傾斜シュリンク丸リングの円弧部が直線状に圧縮されて成形される際に、前記境界小Ｒ部の内径側の板厚増加を許容するようにリングの材料を厚さ方向に逃がしつつ境界小Ｒ部を成形する小Ｒ成形工程と
   を含む請求項３記載の扁平リングの成形工法。
5. 接合丸リングから一対の円弧部と一対の直線部とを境界小Ｒ部で連結したレーストラック状の扁平リングを成形する成形装置において、
   前記接合丸リングを載せるイジェクト用パッドと、前記イジェクト用パッドに載せられた前記接合丸リングの外周に嵌合し、前記接合丸リングを半径方向内方に圧縮するためのシュリンクダイと、前記接合丸リングを前記イジェクト用パッドと共に挟み、前記接合丸リングを前記シュリンクダイの傾斜面に沿って押し込むと共に前記接合丸リングと接する面の外周部に傾斜部が形成されたシュリンクパンチとを備えた傾斜シュリンク成形金型と、
   前記傾斜シュリンク成形金型で成形された傾斜シュリンク丸リングを載せるダイと、そのダイ上に設けられ、成形する扁平リングの一対の直線部の間隔に一致する幅に形成された中子と、前記傾斜シュリンク丸リングの円弧部を、前記ダイと共に抑えるリング押さえと、前記ダイと前記リング押さえ間の両側に配置されると共に、前記傾斜シュリンク丸リングの円弧部を前記中子に向けて押し付ける直線部成形用パンチと、前記境界小Ｒ部に位置したダイ又はリング押さえに形成され、成形時の前記境界小Ｒ部の内径側の板厚増加を許容する逃げ溝部とを備えた扁平リング成形金型とを
   備えたことを特徴とする扁平リングの成形装置。
6. 請求項１〜４いずれかに記載の扁平リングの成形工法で成形された扁平リングを用い、扁平リングの平坦側の面を、扁平アクスルケースのディファレンシャルギアユニット挿入部分の開口部外周部に接触させると共に前記扁平リングの外周側を、前記開口部外周部に周溶接し、その後、前記扁平リングの表面を切削加工にて平面状に形成し、ボルト穴を穿設することを特徴とする扁平アクスルケースの製造方法。