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WO1993013891A1 - Method of forming material made of sheet metal into boss part and method of forming sheet metal into pulley - Google Patents

Method of forming material made of sheet metal into boss part and method of forming sheet metal into pulley Download PDF

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WO1993013891A1
WO1993013891A1 PCT/JP1992/000016 JP9200016W WO9313891A1 WO 1993013891 A1 WO1993013891 A1 WO 1993013891A1 JP 9200016 W JP9200016 W JP 9200016W WO 9313891 A1 WO9313891 A1 WO 9313891A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
forming
bending
sheet metal
outer peripheral
boss
Prior art date
Application number
PCT/JP1992/000016
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Toshiaki Kanemitsu
Kazuyuki Oda
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Kanemitsu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kabushiki Kaisha Kanemitsu filed Critical Kabushiki Kaisha Kanemitsu
Priority to DE4294681T priority Critical patent/DE4294681T1/de
Priority to US08/090,217 priority patent/US5448832A/en
Priority to KR1019960702348A priority patent/KR100208564B1/ko
Priority to DE4294681A priority patent/DE4294681C2/de
Priority to PCT/JP1992/000016 priority patent/WO1993013891A1/ja
Publication of WO1993013891A1 publication Critical patent/WO1993013891A1/ja
Priority to KR93702530A priority patent/KR960008690B1/ko

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    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
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    • Y10T29/49453—Pulley making
    • Y10T29/4946—Groove forming in sheet metal pulley rim

Definitions

  • a cylindrical boss portion for fitting to the outside of a rotating body such as a rotary shaft is fitted to the center of a plate-shaped metal material, such as a poly V pulley or a crank shaft pulley, on one side.
  • the present invention relates to a method of forming a boss portion of a sheet metal material integrally formed by being protruded in a direction, and a method of forming a sheet metal bury such as a poly-V pulley using the method.
  • the thickness of the resulting product is reduced due to the escape of the material accompanying the drawing. Too much, making it unsatisfactory in strength.
  • a boss portion having a height substantially proportional to the hole diameter (corresponding to the inner diameter of the boss portion) previously formed by punching is obtained.
  • the height of the boss portion having a small size cannot be increased, and the workable range is naturally limited due to the relationship between the inner diameter and the height.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and accurately forms a boss portion having a desired inner diameter, wall thickness, and height using a small press without significantly reducing the plate thickness. It is an object of the present invention to provide a method of forming a boss portion of a sheet metal material and a method of forming a sheet metal bury using the method. Disclosure of the invention
  • a first method of forming a boss portion of a sheet metal material of the present invention is to provide a cylindrical boss projecting toward one side of the material at a central portion of a sheet metal material.
  • the first method for forming a boss portion of a sheet metal material of the present invention since both the bending process of a metal material and the bending process of a curved portion after drilling are a kind of bending, In addition to suppressing the reduction in sheet thickness due to plastic flow of the material as in the case of processing and the resulting reduction in strength, even if the metal material is considerably thick, a relatively small press machine The predetermined boss portion can be easily formed by using. Moreover, at the time of the bending step, the material is prevented from escaping outward by restricting the outer peripheral edge of the material from spreading outward in the radial direction, and the material is caused to flow mainly toward the central hole side.
  • a finishing step of compressing the end face of the cylindrical boss portion formed in the bending step from the axial direction so as to have a predetermined projection height is provided, so that the boss having the predetermined projection height is provided.
  • the portion that protrudes excessively in the height direction contributes to the thickening of the boss, which is more effective in terms of the strength of the boss.
  • the second method for forming a sheet metal pulley of the present invention is a method for forming a plate-like pulley.
  • a cylindrical boss portion protruding toward one side of the material is formed, and a V-groove is formed in the outer peripheral wall of the material.
  • the curved portion between the outer peripheral portion of the material and the peripheral portion of the hole is bent in a direction opposite to the curved direction in a state where the spread of the material is restricted, and the flat portion and the cylindrical boss portion are formed.
  • the central cylindrical boss is relatively small.
  • a boss portion having a sufficient thickness and a protruding height can be easily and accurately formed.
  • the flat part of the material after the bending process is pressed from the thickness direction to reduce the thickness of the flat part to reduce the weight of the product pulley.
  • the thickness of the outer peripheral part required to form the V-groove can be rationally achieved in one process, so the manufacturing process as a sheet metal pulley is reduced as much as possible. Costs can be reduced.
  • the third method for forming a sheet metal pulley of the present invention is a method for forming a plate-like pulley.
  • a cylindrical boss protruding toward one side of the material is formed, and a V-groove is formed in an outer peripheral wall of the material by a method of forming a sheet metal bury. Hot,
  • the curved portion between the outer peripheral portion of the material and the peripheral portion of the hole is bent in a direction opposite to the curved direction in a state where the spread of the material is restricted, and the flat portion and the cylindrical boss portion are formed.
  • the method includes a step of forming a peripheral wall for forming a V-groove by bending the side to one side in the direction of the burry rotation axis, and a step of forming a V-groove in the peripheral wall.
  • the center cylindrical boss is relatively small.
  • a boss portion having a sufficient thickness and a protruding height can be easily and accurately formed.
  • a flat part pressing step of pressing the flat part of the material after the bending step from the thickness direction to spread it to the required outer diameter and the pressurization By forming a peripheral wall forming process that bends the end to one side in the direction of the rotation axis, the product pulley is lightened and at the same time the pulley outer diameter is unified to achieve light weight and dimensional accuracy. Providing good sheet metal pulleys Can be. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views of main parts for describing a first bending (drawing) step in the first method for forming a boss portion of a sheet metal material of the present invention.
  • FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views of main parts for describing a second bending (drawing) process.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part for describing a drilling step.
  • FIG. 4A and FIG. 4B are cross-sectional views of main parts for describing a first bending (ironing) process.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are cross-sectional views of main parts for describing a second bending (ironing) process.
  • FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views of main parts for describing a third bending (ironing) process.
  • FIG. 7A and FIG. 7B are cross-sectional views of main parts for describing a fourth bending (ironing) process.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the sheet metal material after the boss portion is formed.
  • FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views of main parts for describing a bending (drawing) step in the second method of forming a sheet metal pulley of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part for describing the drilling step of the above.
  • Fig. 11 A and Fig. 1 IB are the same as above It is sectional drawing of the principal part for demonstrating a process.
  • FIG. 12A and FIG. 12B are cross-sectional views of essential parts for explaining a bending (ironing) process of the above.
  • FIG. 13A and FIG. 13B are cross-sectional views of main parts for describing a boss part finishing step of the above.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the sheet metal material after the boss portion is formed.
  • FIG. 15 is a half sectional view of a main part for explaining a thickening step of the above.
  • FIG. 16 is a half sectional view of a main part for describing a first rotational molding step of the above.
  • FIG. 17 is a half sectional view of a main part for describing a second rotational molding step of the above.
  • FIG. 18 is a half sectional view of a main part for describing a third rotational molding (poly V groove molding) process of the above.
  • FIG. 19 is a half sectional view of a main part for explaining a flat part pressing step in the third method of forming a sheet metal pulri of the present invention.
  • FIG. 20 is a half sectional view of a main part for describing a peripheral wall forming step of the above.
  • FIG. 21 is a half sectional view of a main part for describing a poly-V groove forming step of the above.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First, the first method for forming a boss portion of a sheet metal material of the present invention will be described. Among the examples, an embodiment of a method of forming a boss portion of a boss made of an integrated boss used for a crankshaft pulley or the like will be described with reference to the drawings.
  • a circular plate-shaped metal material having a diameter of about 90 to 100 mm and a thickness t of about 5 mm is used, and the inner diameter d 1 of the boss is about 12 mm.
  • a description will be given of a case in which a boss-integrated sheet metal boule having an outer diameter d2 of a pulley of about 80 mm and a protruding height h of a boss of about 35 to 36 mm is formed.
  • a circular flat metal material 1 is set on a lower die 2 composed of a punch 2a and a punch holder 2b.
  • a press machine By bringing the lower die 2 and the upper die 3 including the die 3a and the die holder 3b close to each other by a press machine, as shown in FIG. Curved into a two-step convex shape toward the protruding side.
  • the curved shape at this time is determined by the shape of the tip of the punch 2a of the lower die 2 and the shape of the inlet tapered surface 3b1 of the die holder 3b of the upper die 3.
  • a drilling tool 5 for a lathe or drilling machine is used to attach the material 1 to the top thereof.
  • the process proceeds to the bent (ironing) step for forming a cylindrical boss portion, the bent (ironing) process, F i g. 4 A, F i g. 4 B ⁇ fi g. 7 A,
  • the first and fourth steps are divided into a lower step and a lower step in a special ironing die different from the die used in the first and second bending (drawing) processes. While successively replacing the projecting amount of the punch 1 2a and the curvature of the tip of the mold 1 2a, and the curvature of the die corner 13 3b 2 of the upper mold 13 3 By bringing the mold 13 and the lower mold 12 closer to each other, the curved portion 1b between the outer peripheral edge 1e.
  • the hole peripheral portion 1c is squeezed in a direction opposite to the curved direction.
  • the hole peripheral portion 1c is deformed along the outer peripheral surface of the punch 12a, and a cylindrical boss portion 6 is formed at the center.
  • the outer peripheral edge 1 e of the material 1 is brought into contact with the inner surface of the annular projection 12 c of the punch holder 12 b of the lower mold 12, and Is restricted at all times, whereby the material of the material 1 does not escape at all in the radially outward direction, but escapes to the cylindrical boss portion 6 side.
  • the wall thickness and the length of the straight part can be ensured sufficiently large.
  • the resulting buries 7 can be effectively used as crankshaft pulleys.
  • the inner surface of the protrusion 12 c formed annularly on the punch holder 12 b of the lower mold 12 is Fig. 11 A and Fig. 11 with the outer peripheral edge 1 e of the material 1 curved in a substantially arc shape abutted to restrict the radial outward spread.
  • the peripheral portion 1 c of the hole 5 A is moved in the bending direction of the material 1. Let it bend. Subsequently, the process shifts to a bending (ironing) process for forming a cylindrical boss portion.
  • the upper die 13 and the lower die 12 are brought close to each other by using a punch 12a dedicated to ironing.
  • the curved portion 1b between the outer peripheral edge 1e of the material 1 and the hole peripheral portion 1c subjected to the burring in the previous step is bent in a direction opposite to the curved direction and bent.
  • the flat portion 8 is deformed along the curved portion 1b, and the hole peripheral portion 1c is deformed along the outer peripheral surface of the punch 12a to form the cylindrical boss portion 6 at the center.
  • the outer peripheral edge 1 e of the material 1 is brought into contact with the inner surface of the projection 12 c formed in an annular shape on the punch holder 12 b of the lower mold 12 and radially outward.
  • the material of the material 1 does not escape outward in the radial direction at all, but escapes to the cylindrical boss portion 6 side.
  • the thickness can be kept large enough.
  • the cylindrical boss portion is formed by using a finishing punch 12a2 and a die holder 13b2.
  • a boss finishing step of finishing the cylindrical boss portion 6 so as to have a predetermined protruding height is performed.
  • a cylindrical boss portion 6 is formed at the center portion, and a flat portion 8 is integrally formed between the boss portion 6 and the outer peripheral edge 1 e.
  • the intermediate material 10 is obtained, and then the process shifts to a process of forming a poly-V groove in the outer peripheral wall portion using such an intermediate material 10.
  • the process of forming the poly-V groove will be described. I do.
  • a step of thickening the outer peripheral wall portion for forming the poly-V groove is performed.
  • the lower mold 14 and the upper mold 15 sandwiching the intermediate material 10 are brought close to each other via a press machine, whereby the intermediate material 10 is formed.
  • the flat portion 8 is pressed from the plate thickness direction. Thereby, the material of the flat portion 8 flows to the outer peripheral side, and the outer peripheral portion 10a of the material 10 is thickened.
  • the position of the cylindrical boss portion 6 is almost regulated, and only a part of the material of the flat portion 8 flows, and the height and the wall thickness hardly change.
  • a split forming step is performed on the outer peripheral wall portion 10a thickened as described above.
  • the intermediate material 10 is entirely rotated by the rotation of the inner rotary mold 16 and the upper rotary mold 17 sandwiched between 17.
  • a V-shaped slit 18 a formed on the outer peripheral surface of the rolling roller 18 from the outside is rotated at the center of the thick outer peripheral wall 10 a of the rotating intermediate material 10.
  • the thick outer peripheral wall portion 10a is cut into a V-shape by pressing while being pressed into the rotation shaft core side.
  • the intermediate material 10 is pressed.
  • a wide outer peripheral wall portion 10b is roll-formed around the outer periphery of the material 10.
  • the above-described split forming step and wide peripheral wall forming step may be performed simultaneously using a common mold, or may be performed separately using separate molds. Further, the molding is not limited to the case where the molding is performed once, but may be performed a plurality of times.
  • this poly-V groove forming step includes, as shown in FIG. 18, the flat portion 8 and the boss portion 6 of the intermediate material 10 excluding the wide outer peripheral wall portion 10 b and the rotary inner die 20 and the rotary upper die. 2 1, and the whole of the intermediate material 10 is rotated by the rotation of the rotary inner die 20 and the rotary upper die 21. Then, the uneven forming portion 22 a formed on the outer peripheral surface of the rolling roller 22 is pressed from the outside while rotating against the wide outer peripheral wall portion 10 b of the rotating intermediate material 10 while rotating.
  • a poly V groove 11 composed of a plurality of V groove groups is roll formed on the wide outer peripheral wall portion 10b.
  • the poly-V groove 11 may be formed by a single rolling process.
  • the preliminary poly-V groove forming step and the poly-V groove of the raw material 10 having undergone the preliminary poly-V groove forming step are further performed. It is preferable to perform multiple rolling (about two to four times) with a finishing step of rolling and finishing the depth and pitch as required.
  • a cylindrical boss portion 6 is formed at the center portion, and a flat portion 8 is integrally formed between the boss portion 6 and the outer peripheral edge 1 e.
  • the steps to obtain the intermediate material 10 of the formed sheet metal poly-V pulley are as follows: Fig. 9 A, Fig. 9 B to Fig. 13 A, Fig. 13 Since it is the same as that of the first embodiment described on the basis of B, the description thereof is omitted, and the subsequent steps different from those of the first embodiment, that is, the intermediate material 10 The step of forming a poly-V groove on the outer peripheral wall of the above will be described.
  • a step of pressurizing the flat portion of the intermediate material 10 is performed.
  • the flat part pressurizing step is performed by bringing the lower mold 23 and the upper mold 24 sandwiching the intermediate material 10 close to each other via a press machine.
  • 0 flat portion 8 is pressed from the thickness direction.
  • the material of the flat portion 8 is caused to flow toward the outer peripheral side, and is expanded so that the outer diameter D of the material 10 becomes the required diameter.
  • the position of the cylindrical boss portion 6 is substantially regulated, and only a part of the material of the flat portion 8 flows, and the height and the wall thickness hardly change.
  • the outer end 8a side of the flat portion 8 pressed as described above is used. Due to the close movement of the mold 25 and the upper mold 26 by a press machine, the mold 25 is bent to one side in the pulley rotation axis direction, specifically, to the side different from the projecting direction of the cylindrical boss 6, and the circumference for forming the poly V groove is formed. A peripheral wall forming step of forming the wall portion 10c is performed.
  • a step of forming a poly-V groove in the peripheral wall portion 10c for forming a poly-V groove formed as described above is performed.
  • This poly-V groove forming step is substantially the same as that of the first embodiment shown in FIG. 18 and, as shown in FIG. 21, the poly-V groove forming peripheral wall of the intermediate material 10 is formed.
  • the flat part 8 and the boss 6 excluding 10 c are sandwiched between the rotating inner mold 27 and the upper rotating mold 28, and the rotation of the rotating inner mold 27 and the upper rotating mold 28 causes the entire intermediate material 10 to rotate. To rotate.
  • the uneven forming portion 29 a formed on the outer peripheral surface of the rolling roller 29 is pressed from the outside onto the rotating peripheral wall portion 10 c for forming the poly V groove of the intermediate material 10 while rotating.
  • a poly-V groove 11 composed of a plurality of V-groove groups is roll-formed on the peripheral wall portion 10c by being cut into the rotation shaft core side.
  • the molding of the poly-V groove 11 may be performed by a single rolling as described above.
  • the material that has passed through the preliminary poly-V groove molding step and the preliminary poly-V groove molding step It is preferable to perform multiple rolling (about 2 to 4 times) with a finishing step of further rolling the 10 poly-V grooves and finishing the depth and pitch as required.
  • multiple rolling about 2 to 4 times
  • the first method of forming the second sheet metal pulley of the present invention In addition, the first method of forming the second sheet metal pulley of the present invention. In the embodiment and the second embodiment, the method of forming the poly-V pulley has been described. However, the present invention may be applied to the formation of a V-buly having a single V-groove, and further, the peripheral wall is wide and flat. May be applied to pulley formation. Industrial applicability
  • the method of forming a boss portion of a sheet metal material according to the present invention is a technique for integrally forming a cylindrical boss portion projecting toward one side at the center of a plate-shaped metal material. With a combination of bending processes, the thickness of the boss is not reduced too much, and even if the inner diameter is small using a small press, the boss has sufficient thickness and protrusion height. Can be formed.
  • Another object of the present invention is to provide a method capable of forming a low-cost sheet metal bury, such as a poly-V pulley, by using such a boss portion forming technique with as few steps as possible.

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Description

明細書 板金製素材のボス部形成方法および板金製ブーリの形成方 法 技術分野
本発明は、 例えばポリ Vプーリやクランクシャフ トプーリ 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 せて一体に形成する板金製素材のボス部形成方法およびその 方法を使用してポリ Vプーリなどの板金製ブーリを形成する 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 部を形成する方法と して、 従来から考えられる方法には、 冷 間鍛造法、 絞り加工法、 バーリ ング加工法が挙げられる。
ところが、 上記従来方法のうち、 冷間鍛造法の場合は、 材 料自体の塑性流動により筒状ボス部を形成するものであるか ら、 板厚の大きい素材を用いて、 例えばクランクシャフ トプ ーリのように内径が小さ 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では、 2 0 0 0 t o i！〜 2 5 0 0 t o nクラスの大きいプレス機を使用したと しても所定の突 出高さのボス部を形成することが困難である。
また、 絞り加工法の場合は、 絞りにともなう材料の逃げに よって、 得られる製品の板厚、 とく にボス部の肉厚が薄く な り過ぎて、 強度上満足し得なくなる。
さらに、 バーリ ング加工法の場合は、 先にパンチなどで打 ち抜き形成される孔径 （ボス部の内径に相当する） にほぼ比 例する高さのボス部が得られるものであるから、 内径の小さ いボス部ではその高さを大きく とれず、 したがって、 内径お よび高さの関係で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 いて所望の内径、 肉厚および高さのボス部を精度よく形成す ることができる板金製素材のボス部形成方法およびその方法 を使用した板金製ブーリの形成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、 本発明の第 1の板金製素材のボ ス部形成方法は、 板伏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素材 のボス部形成方法であって、
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頂部に孔を穿設する孔明 け工程と、 前記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、 前記素材の外周縁部と孔周辺部分の間の湾 曲部分をその湾曲方向とは逆方向に屈曲させて筒状ボス部を 形成する屈曲工程とを備えたものである。 このような本発明の第 1の板金製素材のボス部形成方法に よれば、 金属製素材の湾曲工程および孔明け後の湾曲部分の 屈曲工程のいずれも、 一種の曲げ加工であるから、 絞り加工 の場合のような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することができるとともに、 板 厚が相当に厚い金属製素材であつても、 比較的小さいプレス 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、 主に中心部の孔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、 素材の外周縁部の径方向外 方への広がり規制により、 製品の外径寸法の精度向上も図り 得る。
また、 前記湾曲工程と屈曲工程の間に、 前記孔の周辺部分 を素材の湾曲方向に突曲させるパーリ ング工程を設けること により、 次の屈曲工程におけるボス部の形成を確実にして、 歩留りを向上することができる。
また、 前記屈曲工程後において、 その屈曲工程で形成され た筒状ボス部の端面を所定の突出高さと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。
また、 本発明の第 2の板金製プーリの形成方法は、 板状の 金属製素材の中心部に、 該素材の一側方へ向か-つて突出する 筒状のボス部を形成するとともに、 前記素材の外周壁部に V 溝を形成する板金製ブーリの形成方法であつて、
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頂部に孔を穿設する孔明 け工程と、 前記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、 前記素材の外周縁部と孔周辺部分の間の湾 曲部分をその湾曲方向とは逆方向に屈曲させて平坦部および 筒状ボス部を形成する屈曲工程と、 この屈曲工程後の素材の 前記平坦部をその板厚方向から加圧して外周部分を厚肉化す る厚肉化工程と、 その厚肉化された外周壁部に V溝を成形す る V溝成形工程とを傭えたものである。
このような本発明の第 2の板金製ブーリの形成方法によれ ば、 上記した第 1の板金製素材のボス部形成方法と同様に、 その中心部の筒状ボス部については、 比较的小さなプレス機 を用いて、 十分な肉厚および突出高さが確保されたボス部を 容易に、 かつ精度良く形成することができる。 また、 ボス部 の形成に続く外周壁部の V溝成形において、 屈曲工程後の素 材の平坦部を板厚方向から加圧することにより、 製品プーリ の軽量化を図るための平坦部の薄肉化と、 V溝を成形するた めに必要となる外周部分の厚肉化とを一工程にて合理的に達 成することができるから、 板金製プーリ としての製作工程を できるだけ少なく して、 製作コス 卜の低減を図ることができ る。
さらに、 本発明の第 3の板金製プーリの形成方法は、 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 る筒状のボス部を形成するとともに、 前記素材の外周壁部に V溝を形成する板金製ブーリの形成方法であつて、
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頂部に孔を穿設する孔明 け工程と、 前記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、 前記素材の外周縁部と孔周辺部分の間の湾 曲部分をその湾曲方向とは逆方向に屈曲させて平坦部および 筒状ボス部を形成する屈曲工程と、 この屈曲工程後の素材の 前記平坦部をその板厚方向から加圧して必要な外径になるよ うに押し広げる平坦部加圧工程と、 その加圧された平坦部の 外端部側をブーリ回転軸線方向の一方に折り曲げて V溝形成 用周壁部を形成する周壁形成工程と、 その周壁部に V溝を成 形する V溝成形工程とを備えたものである。
このような本発明の第 3の板金製ブーリの形成方法によれ ば、 上記した第 1の板金製素材のボス部形成方法と同様に、 その中心部の筒状ボス部については、 比較的小さなプレス機 を用いて、 十分な肉厚および突出高さが確保されたボス部を 容易に、 かつ精度良く形成することができる。 また、 ボス部 形成に続く V溝成形において、 屈曲工程後の素材の平坦部を その板厚方向から加圧して必要な外径になるように押し広げ る平坦部加圧工程とその加圧された平坦部の外.端部側を回転 軸線方向の一方に折り曲げる周壁形成工程とを設けることに より、 製品プーリの軽量化と同時に、 プーリ外径の統一化を 図って、 軽くて寸法精度のよい板金製プーリを提供すること 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は本発明の第 1の板金製 素材のボス部形成方法における第 1湾曲 （絞り） 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 2湾曲 （絞り） 工程 を説明するための要部の断面図である。
F i g. 3は孔明け工程を説明するための要部の断面図で あ 。
F i g. 4 Aおよび F i g. 4 Bは第 1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 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. 6 Aおよび F i g. 6 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. 7 Aおよび F i g. 7 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. 8はボス部形成後の板金製素材の断面図である。 F i g. 9 Aおよび F i g. 9 Bは本発明の第 2の板金製 プーリの形成方法における湾曲 （絞り） 工程を説明するため の要部の断面図である。
F i g. 1 0は同上の孔明け工程を説明するための要部の 断面図である。
F i g. 1 1 Aおよび F i g. 1 I Bは同上のバーリ ング 工程を説明するための要部の断面図である。
F i g. 1 2 Aおよび F i g. 1 2 Bは同上の屈曲 （しご き） 工程を説明するための要部の断面図である。
F i g. 1 3 Aおよび F i g. 1 3 Bは同上のボス部仕上 げ工程を説明するための要部の断面図である。
F i g. 1 4は同上のボス部形成後の板金製素材の断面図 である。
F i g. 1 5は同上の厚肉化工程を説明するための要部の 半截断面図である。
F i g. 1 6は同上の第 1の回転成形工程を説明するため の要部の半截断面図である。
F i g. 1 7は同上の第 2の回転成形工程を説明するため の要部の半截断面図である。
F i g. 1 8は同上の第 3の回転成形 （ポリ V溝成形） ェ 程を説明するための要部の半截断面図である。
F i g. 1 9は本発明の第 3の板金製プ一リの形成方法に おける平坦部加圧工程を説明するための要部の半截断面図で ある o
F i g. 2 0は同上の周壁形成工程を説明するための要部 の半截断面図である。
F i g. 2 1は同上のポリ V溝成形工程を説明するための 要部の半截断面図である。 発明を実施するための最良の形態 まず、 本発明の第 1の板金製素材のボス部形成方法の実施 例のうち、 クランクシャフ トプーリなどせに使用されるボス 一体型板金製ブーリのボス部の形成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、 直径が 9 0 〜 1 0 0 m m程度、 板厚 tが 5 m m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 1 2 m m程度、 プーリの 外径 d 2が 8 0 m m程度、 ボス部の突出高さ hが 3 5 〜 3 6 m m程度のボス一体型板金製ブーリを形成する場合について 説明する。
第 1湾曲 （絞り） 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 卜 したのち、 この下型 2 とダ ィ 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 により互いに近接させることにより、 F i g . I 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。 このときの湾曲形伏は、 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 2湾曲 （絞り） 工程では、 F i g . 2 Aおよび F i g . 2 Bに示すように、 先端形伏の異なるポンチ 2 aおよび入口 テ一パ面 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をほぼ円錐伏に絞り加工する。
つぎに、 F i g . 3に示すように、 前記のように湾曲され た素材 1を専用の孔明きホルダ 4に保持させた状態で、 旋盤 やボール盤の穿孔工具 5を使用して、 その頂部に 7 m m程度 の孔 5 Aを穿設する。
続いて、 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. 4 A, F i g. 4 B〜 f i g. 7 A, F i g. 7 Bに示すように、 第 1〜第 4の工程に分けて、 前記第 1および第 2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、 前記素材 1の外周縁 部 1 e.と孔周辺部分 1 cの間の湾曲部分 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、 前記孔周辺部 分 1 cがポンチ 1 2 aの外周面に沿って変形されて中心部に 筒状のボス部 6が形成される。 この複数段の屈曲工程におい て、 素材 1の外周縁部 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径 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。
以上の各工程によって、 図 8に示すように、 内径 d lが 1 2 mm程度と小さく、 かつ、 突出高さ hが 3 5〜 3 6 mm程 度と大きい筒状ボス部 6を一体形成した板金製ブーリ 7が得 られ、 これはクランクシャフ トプーリ として有効に利用する ことができる。 次に、 本発明の第 2の板金製プーリの形成方法の第 1の実 施例として、 ポリ Vブーリの形成方法を図に基づいて説明す る。
湾曲 （絞り） 工程では、 F i g. 9 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 卜 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、 プレス機によ り互いに近接させることにより、 F i g. 9 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 、 ほぼ円弧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の先端形伏および上型 3のダイホルダ 3 b の入口テーパー面 3 b 1の形状によって決定されるのは上記 実施例の場合と同様である。
つぎに、 F i g. 1 0に示すように、 前記のように湾曲さ れた素材 1を専用の孔明きホルダ 4に保持させた状態で、 旋 盤やポール盤の穿孔工具 5を使用して、 その頂部に直径 4〜 5 mm程度の孔 5 Aを穿設する。
続いて、 前記湾曲 （絞り） 工程で使用した金型とは異なる 金型を使用して、 その下型 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、 ほぼ円弧状に湾曲さ れた素材 1の外周縁部 1 eを当接されて径方向外方への広が りを規制した状態で、 F i g. 1 1 Aおよび F i g. 1 1 B に示すように、 バーリ ング用のポンチ 1 2 a 1を持つ下型 1 2と上型 1 3とを互いに近接させることにより、 前記孔 5 A の周辺部分 1 cを素材 1の湾曲方向に突曲させる。 引き続いて、 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。 この屈曲 （しごき） 工程は、 F i g . 1 2 Aおよび F i g . 1 2 Bに示すように、 しごき専用のポンチ 1 2 aを用いて上型 1 3と下型 1 2とを互いに近接させるこ とにより、 前記素材 1の外周縁部 1 e と前工程でバーリ ング 加工の施された孔周辺部分 1 cとの間の湾曲部分 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に平坦部 8が、 また孔周辺部分 1 cがポンチ 1 2 aの外周面に沿つて変形されて中心部に筒状のボス部 6が 形成される。 この屈曲工程時においても、 素材 1の外周縁部 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径方向外方への広がりが 常に規制されたままであり、 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の肉厚を十分に大きく確保し 得るのである。
上記のような屈曲工程後において、 F i g . 1 3 Aおよび F i g . 1 3 Bに示すように、 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の端 面 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 を所定の突出高さになるように仕上げるボス仕上げ工程を行 なう。
以上の各工程によつて、 図 1 4に示すように、 その中心部 に筒状ボス部 6を、 かつ該ボス部 6と外周縁部 1 e との間に 平坦部 8をそれぞれ一体に形成した板金製ポリ Vプーリの中 間素材 1 0が得られ、 次に、 このような中間素材 1 0を用い て、 その外周壁部にポリ V溝を形成する工程に移行するので あり、 以下、 ポリ V溝の形成工程について説明する。
まず、 ポリ V溝を成形するための外周壁部の厚肉化工程が 行なわれる。 この厚肉化工程は F i g . 1 5に示すように、 前記中間素材 1 0を挟んだ下型 1 4と上型 1 5とをプレス機 を介して互いに近接させることにより、 中間素材 1 0の平坦 部 8をその板厚方向から加圧させる。 これによつて、 平坦部 8の材料が外周側に流動し、 素材 1 0の外周部分 1 0 aが厚 肉化される。 この時、 前記筒状ボス部 6はほぼ位置規制され ており、 前記平坦部 8の材料の一部が流動してく るだけであ り、 その高さおよび肉厚はほとんど変化しない。
次に、 上記のようにして厚肉化された外周壁部 1 0 aの切 割り成形工程が行なわれる。 この切割り成形工程は F i g . 1 6に示すように、 前記中間素材 1 0の厚肉外周壁部 1 0 a を除く平坦部 8およびボス部 6を回転内型 1 6と回転上型 1 7とで挟んで、 それら回転内型 1 6と回転上型 1 7との回転 により中間素材 1 0の全体を回転させる。 そして、 その回転 する中間素材 1 0の厚肉外周壁部 1 0 aの中央部分に、 外側 から転造ローラ 1 8の外周面に形成された V状の切割り突部 1 8 aを回転させながら押し付けて回転軸芯側に食い込ませ ることにより、 前記厚肉外周壁部 1 0 aを V状に切割り成形 する。
続いて、 F i g . 1 7に示すように、 前記回転内型 1 6と 回転上型 1 7との回転により中間素材 1 0の全体を回転させ I 3
ながら、 その回転する中間素材 1 0の V状に切割りされた外 周壁部 1 0 aに、 その外側から広幅外周壁成形用の転造ロー ラ 1 9を回転させながら押し付けることにより、 前記中間素 材 1 0の外周に広幅の外周壁部 1 0 bを転造成形させる。 な お、 上記の切割り成形工程と広幅周壁成形工程とは、 共通の 型を用いて同時に成形しても、 あるいは別々の型を用いて各 別に成形してもよい。 また、 一回でそれらの成形を行なう場 合に限らず、 複数回の成形を行なってもよい。
最後に、 前記のように成形された広幅外周壁部 1 0 bにポ リ V溝を成形する工程が行なわれる。 このポリ V溝成形工程 は、 F i g . 1 8に示すように、 前記中間素材 1 0の広幅外 周壁部 1 0 bを除く平坦部 8およびボス部 6を回転内型 2 0 と回転上型 2 1 とで挟み込み、 それら回転内型 2 0と回転上 型 2 1 との回転により中間素材 1 0の全体を回転させる。 そ して、 その回転する中間素材 1 0の広幅外周壁部 1 0 bに、 外側から転造ローラ 2 2の外周面に形成された凹凸状の成形 部 2 2 aを回転させながら押し付けて回転軸芯側に食い込ま せることにより、 前記広幅外周壁部 1 0 bに複数の V溝群よ りなるポリ V溝 1 1を転造成形する。 なお、 このポリ V溝 1 1は、 一回の転造で成形してもよいが、 予備ポリ V溝成形ェ 程と、 この予備ポリ V溝成形工程を経た素材 1 0のポリ V溝 にさらに転造を施して、 その深さおよびピッチを要求通りに 仕上げる仕上げ工程とを有する複数回 （2 〜 4回位） の転造 成形を行なうのが好ま しい。
次に、 本発明の第 3の板金製プーリの形成方法の第 2の実 施例として、 ポリ Vプーリの形成方法を図に基づいて説明す
Ό o
この第 2の実施例においても、 図 1 4に示すように、 その 中心部に筒伏ボス部 6が、 かつ該ボス部 6と外周縁部 1 e と の間に平坦部 8がそれぞれ一体に形成された板金製ポリ Vプ ーリの中間素材 1 0を得るまでの工程は、 F i g. 9 A, F i g. 9 B〜F i g. 1 3 A, F i g. 1 3 Bに基づいて説 明した上記第 1の実施例の場合と同様であるため、 それらの 説明は省略し、 それ以降の第 1の実施例とは異なる工程につ いて、 つまり、 中間素材 1 0の外周壁部にポリ V溝を形成す る工程について説明する。
まず、 前記中間素材 1 0の平坦部加圧工程が行なわれる。 この平坦部加圧工程は F i g. 1 9に示すように、 前記中間 素材 1 0を挟んだ下型 2 3と上型 24とをプレス機を介して 互いに近接させることにより、 中間素材 1 0の平坦部 8をそ の板厚方向から加圧する。 これによつて、 平坦部 8の材料を 外周側に流動させて、 素材 1 0の外径 Dが必要径になるよう に押し広げる。 この時、 前記筒状ボス部 6はほぼ位置規制さ れており、 前記平坦部 8の材料の一部が流動してくるだけで あり、 その高さおよび肉厚はほとんど変化しない。
次に、 上記のようにして加圧された平坦部 8の外端部 8 a 側を、 F i g. 2 0に示すような下型 2 5と上型 2 6とを用 い、 これら下型 2 5と上型 2 6とのプレス機による近接移動 によって、 プーリ回転軸線方向の一方、 具体的には筒状ボス 部 6の突出方向とは異なる側へ折り曲げてポリ V溝形成用周 壁部 1 0 cを形成する周壁形成工程が行なわれる。
最後に、 前記のようにして成形されたポリ V溝形成用周壁 部 1 0 cにポリ V溝を成形する工程が行なわれる。 このポリ V溝成形工程は、 F i g . 1 8に示す第 1の実施例の場合と ほぼ同様で、 F i g . 2 1に示すように、 前記中間素材 1 0 のポリ V溝形成用周壁部 1 0 cを除く平坦部 8およびボス部 6を回転内型 2 7 と回転上型 2 8とで挟み込み、 それら回転 内型 2 7と回転上型 2 8 との回転により中間素材 1 0の全体 を回転させる。 そして、 その回転する中間素材 1 0のポリ V 溝形成用周壁部 1 0 cに、 外側から転造ローラ 2 9の外周面 に形成された凹凸状の成形部 2 9 aを回転させながら押し付 けて回転軸芯側に食い込ませることにより、 前記周壁部 1 0 cに複数の V溝群よりなるポリ V溝 1 1を転造成形する。 な お、 このポリ V溝 1 1の成形についても、 上述した通り、 一 回の転造で成形してもよいが、 予備ポリ V溝成形工程と、 こ の予備ポリ V溝成形工程を経た素材 1 0のポリ V溝にさらに 転造を施して、 その深さおよびピッチを要求通りに仕上げる 仕上げ工程とを有する複数回 （2〜4回位） の転造成形を行 なうのが好ましいのはもちろんである。
なお、 本発明の第 1の板金製素材のボス部形成方法の実施 例において、 本発明の第 2の板金製プーリの形成方法の第 1 の実施例および第 2の実施例に示したと同様なパーリ ング加 ェ工程 （F i g . 1 1参照） やボス仕上げ工程 （F i g . 1 3参照） を行なってもよいのはもちろんのことである。
また、 本発明の第 2の板金製プーリの形成方法の第 1の実 施例および第 2の実施例では、 ポリ Vプーリの形成方法につ いて説明したが、 単一の V溝を有する Vブーリの形成に適用 してもよく、 さらに、 周壁が広幅で平坦な平プーリの形成に 適用してもよい。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明の板金製素材のボス部形成方法は、 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 状のボス部を一体に形成するための技術であって、 一種の曲 げ加工の組み合わせにより、 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、 内径が小さい場合でも、 十分 な肉厚および突出高さの確保されたボス部を形成することが できるものである。 また、 このようなボス部の形成技術を活 用して、 できるだけ少ない工程でもって、 ポリ Vプーリなど の低コス 卜の板金製ブーリを形成することができる方法を提 供するものである。

Claims

請求の範囲
( 1 ) 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素材のボス部 形成方法であって、
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頂部に孔を穿設する孔明 け工程と、 前記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、 前記素材の外周縁部と孔周辺部分の間の湾 曲部分をその湾曲方向とは逆方向に屈曲させて筒状ボス部を 形成する屈曲工程とを備えたことを特徴とする板金製素材の ボス部形成方法。
( 2 ) 前記湾曲工程と屈曲工程の間に、 前記孔の周辺部分 を素材の湾曲方向に突曲させるパーリ ング工程を設けたこと を特徴とする請求の範囲第 1項記載の板金製素材のボス部形 成方法。
( 3 ) 前記屈曲工程後において、 その屈曲工程で形成され た筒状ボス部の端面を所定の突出高さと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 製素材のボス部形成一法。
( 4 ) 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、 前記素材 の外周壁部に V溝を形成する板金製プ一リの形成方法であつ 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頂部に孔を穿設する孔明 け工程と、 前記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、 前記素材の外周縁部と孔周辺部分の間の湾 曲部分をその湾曲方向とは逆方向に屈曲させて平坦部および 筒状ボス部を形成する屈曲工程と、 この屈曲工程後の素材の 前記平坦部をその板厚方向から加圧して外周部分を厚肉化す る厚肉化工程と、 その厚肉化された外周壁部に V溝を成形す る V溝成形工程とを備えたことを特徵とする板金製プーリの 形成方法。
( 5 ) 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、 前記素材 の外周壁部に V溝を形成する板金製ブーリの形成方法であつ 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頂部に孔を穿設する孔明 け工程と、 前記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、 前記素材の外周縁部と孔周辺部分の間の湾 曲部分をその湾曲方向とは逆方向に屈曲させて平坦部および 筒状ボス部を形成する屈曲工程と、 この屈曲工程後の素材の 前記平坦部をその板厚方向から加圧して必要な外径になるよ うに押し広げる平坦部加圧工程と、 その加圧された平坦部の 外端部側をブーリ回転軸線方向の一方に折り曲げて V溝形成 用周壁部を形成する周壁形成工程と、 その周壁部に V溝を成 形する V溝成形工程とを備えたことを特徵とする板金製ブー リの形成方法。
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