JP4339987B2 - センサリング及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のアンチロックブレーキシステムにおいて車軸回転数を検出するのに用いられるセンサリング及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軽量、安価でプレス加工により容易に製造可能な板金製センサリングが公知である。その一例として特開平7-155893号公報に示されたものがある。これはダイスとパンチとの間にリング状素材を前方押出しにより押し込み、素材に凹凸状の歯を形成する、というものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法だと密閉鍛造に近い成形となるため、成形面圧が高くなり、型耐久性（強度・かじり等）が劣るという欠点がある。またそのため機械加工により形成されたセンサリングも見受けられるがコスト高になるという欠点がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、成形面圧を低減し型耐久性を向上すると共にコスト低減を図り得るセンサリング及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ダイスの内周部と、そのダイスに挿入可能なパンチの外周部とに互いに符合する凹凸部を各々形成し、上記パンチを円筒状素材に差し込むと共にその円筒状素材を軸方向に押出しつつ上記パンチと上記ダイスとの上記凹凸部により径方向に押し出して半せん断加工し、これにより上記円筒状素材の側面部に凸状の検出歯と凹状の逃げ歯とを周方向交互に形成するセンサリングの製造方法であって、上記円筒状素材の表面がそのまま上記検出歯の歯先面となるように、上記ダイスの凹部に上記円筒状素材の外径よりも外側に突出する部分を設けると共に、上記パンチの凸部の先端面を上記円筒状素材の内径と同じ径方向位置に設け、他方、上記逃げ歯の裏面が径方向内側に突出するダレ形状となるように、上記ダイスの凸部の先端面を上記円筒状素材の外径よりも径方向内側に設けると共に、上記パンチの凹部をその両側面が半径方向内側に至るにつれ周方向に広がる断面水滴形状に形成し、上記半せん断加工の際に、上記検出歯の歯先面を上記ダイスの凹部内面に非接触で形成し、かつ上記逃げ歯を上記パンチの凹部内面に非接触で形成したものである。
【００１３】
好ましくは、上記半せん断加工の後に、別のダイスとパンチとを用いて上記検出歯と上記逃げ歯とをサイジング加工するものである。
【００１４】
上記検出歯と上記逃げ歯との表面全面が上記別のダイスに接触してサイジング加工され、上記検出歯と上記逃げ歯とのいずれか一方の裏面のみが上記別のパンチに接触されるのが好ましい。
【００１５】
上記別のパンチが凹凸状に形成されその凸部の先端面のみが上記検出歯の裏面に接触され、または、上記別のパンチが円周面状に形成され上記逃げ歯の裏面に接触されるのが好ましい。
本発明は、請求項２記載のセンサリングの製造方法により製造され、回転する軸に取り付けられるセンサリングであって、上記検出歯と逃げ歯とが、上記円筒状素材の上記側面部における軸方向一端から中間まで延出し、かつ上記円筒状素材の軸方向他端部に上記軸が圧入される圧入部が形成され、上記検出歯の外径が上記サイジング加工によって上記円筒状素材の外径よりも縮小され、上記逃げ歯の表面が、上記検出歯の歯先面よりも径方向内側かつ上記検出歯の裏面よりも径方向外側に位置すると共に、上記逃げ歯の裏面が、上記検出歯の裏面よりも径方向内側に位置するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１及び図２に本発明の実施形態に係る回転検出用センサリングを示す。このセンサリング１は自動車のアンチロックブレーキシステムにおいて車軸回転数を検出するのに用いられる。ただし用途はこれに限定されない。車軸に取り付けられたハブＨの先端部にセンサリング１が圧入して取り付けられる。センサリング１の側面部１ａに、軸方向先端から所定の中間にかけて凹凸歯２が設けられ、その凹凸の通過に応じて回転検出用の非接触センサ（磁気センサ）Ｓがパルスを発生し、これに基づき車軸回転数が計算される。センサＳはセンサリング軸方向と直角な側方から凹凸歯２に対向して回転検出する。いわゆる側方検出タイプのセンサリングである。
【００１８】
このセンサリング１は磁性材料からなる円筒状素材をプレス加工して一体に形成される。磁性材料としては例えば鉄、ステンレス等が用いられ、円筒状素材としては汎用又は専用のパイプ（例えば鋼管等）が用いられる。パイプには必要に応じてボンデ処理を施す。
【００１９】
このセンサリング１では、素材としてのパイプの側面部を、後述する半せん断加工により周方向等間隔で径方向外側から内側に押し出して凹凸歯２を形成する。凹凸歯２のうち、残された部分による第一の歯が検出歯３であり、押し出された部分による第二の歯が逃げ歯４である。検出歯３が逃げ歯４の径方向外側に位置され、検出歯３の外径は素材外径に大略等しい。検出歯３と逃げ歯４とは、径方向外側に臨む表面部が回転検出に関わるためサイジング加工により高精度に成形されるのに対し、径方向内側に臨む裏面部は回転検出に無関係なためそれ程高精度で成形されない。逃げ歯４の裏面４ａはダレ形状となっている。また逃げ歯４の軸方向基端部は明らかに縮径するテーパ状となっている。テーパ部を５で示す。
【００２０】
このセンサリング１の製造方法を以下説明する。この製造方法は、図３に示す素材としてのパイプＰを前方押出しにより半せん断加工して凹凸歯を形成する第一工程と、これによって出来た加工品をさらにサイジング加工して凹凸歯の形状を仕上げる第二工程とからなっている。
【００２１】
半せん断加工に際しては図３に示す金型を用いる。これは、昇降可能な上型たるパンチ６と、ベッド７上に固定された下型８とから主に構成される。下型８は、ベッド７上に下から順に積み重ねられた下部ダイス９、上部ダイス１０及び拘束ダイス１１を備え、拘束ダイス１１のみ中心から左右に分割できるようになっている。これらダイス９…の中心にパイプＰとパンチ６とを挿入可能な加工穴１２が設けられ、加工穴１２の底部には加工品を取り出すためのイジェクト型１３が昇降可能に設けられる。パイプＰは単なる円筒状であり、汎用品、市販品等が利用出来る。
【００２２】
図６に示すように、パンチ６の外周部と上部ダイス１０の内周部とに、互いに符合する成形用凹凸部が形成される。パンチ６の凹部を６ａ、凸部を６ｂで示し、上部ダイス１０の凹部を１０ａ、凸部を１０ｂで示す。図３に示すように、下部ダイス９にも上部ダイス１０の凹凸部に連続する同様な凹凸部９ａｂが設けられ、その凹凸部９ａｂにイジェクト型１３の外周に設けられた凹凸部１３ａｂが係合される。
【００２３】
図４に示すように、上部ダイス１０の加工穴１２内においては、その上半分が単なる円周面とされるのに対し、その下半分に周方向等間隔で凸部１０ｂが形成されている。そして凸部１０ｂは、その上部が所定のテーパ角θ1 を有して径方向内側に突出する第一テーパ部１５、中間部が一定径を有した完全部１６、下部が所定のテーパ角θ2 を有して径方向外側に引っ込む第二テーパ部１７となっている。第一テーパ部１５と完全部１６との連続部には比較的大きな所定のアールＲ1 が付される。
【００２４】
図５は完全部１６の断面であるが、これに示されるように凹部１０ａの最外径Ｄ11はパイプＰの外径ＤP1に比較して大きい。なおこの最外径Ｄ11は凸部１０ｂより上の加工穴１２の内径と同じである（図４参照）。そして凹部１０ａのうち、パイプ外径ＤP1より外側の部分には所定のアールＲ2 が付されている。凸部１０ｂの最内径Ｄ12はパイプ外径ＤP1より小さく、且つパイプ内径ＤP2より大きく、例えば、凸部１０ｂの先端面２０をパイプの厚さ中間付近に位置させるようになっている。これにより凸部１０ｂでパイプを径方向内側に押し出したときの押出し量を決める（本実施の形態ではパイプ厚さの半分程度）ことができる。なお凸部１０ｂの先端面２０はほぼフラットとされ、先端面２０の両側に位置するコーナー部には小さなアールＲ3 が付されている。
【００２５】
図６に示すように、パンチ６の凸部６ｂの最外径Ｄ21はパイプ内径ＤP2と同等である。従ってパンチ６の外側にはパイプＰをそのまま嵌合できる。一方、パンチ６の凹部６ａは全体として水滴形状に形成され、その最内径Ｄ22は、半せん断により押し出される逃げ歯４の最内径に比べ小さい。そして凹部６ａの両側面１８，１８には逃げ歯４に接触しないようなネガティブな逃げが設けられている。ここで「ネガティブな逃げ」とは、それら側面１８，１８が半径方向より内側に入っていることをいう。凹部６ａの内径側には比較的大きなアールＲ4 が付される。これにより凹部６ａは全体として水滴形状となる。
【００２６】
このように凹部６ａが形取られる結果、パンチ６の凸部６ｂは根元がくびれた形状となる。そして凸部６ｂの先端面１９はパイプ内径面に沿う緩いア−ル状とされる。凸部６ｂの先端両側のコーナー部には比較的小さいアールＲ5 が付される。
【００２７】
図３に示すように、半せん断加工に際しては、パイプＰを加工穴１２内にセットし、拘束ダイス１１を閉じてパイプＰを外周側から拘束して芯決めする。次にパンチ６を下降させると、パンチ６がパイプＰに差し込まれ、次いでパンチ６の肩部２１にパイプＰの上端面Ｐ1 が押されることにより、パイプＰが徐々に下方に押し出され上部ダイス１０内に押し込まれていく。いわゆる前方押出しの態様である。こうなると上部ダイス１０の凸部１０ｂによってパイプＰの逃げ歯４に相当する部分が径方向内側に押し出され、半せん断加工されていき、検出歯３と逃げ歯４とが同時に形成されていく。なお、最初パイプＰをパンチ６に嵌合させてからパンチ６を下降させるようにすることも可能である。
【００２８】
図６も参照して、半せん断加工の過程で、凸部１０ｂに押されたときの反力がパンチ６の凸部６ｂで受け止められる。最初は半せん断が上部ダイス１０の第一テーパ部１５で行われるので、半せん断が徐々に進行する。材料が完全部１６に入ると本工程の最終形状となる。半せん断加工の全過程において、検出歯３の歯先面３ａは上部ダイス１０の凹部１０ａの内面に接触せず、また逃げ歯４も、付け根のＲ5 に対応する部分を除きパンチ６の凹部６ａの内面に接触しない。
【００２９】
これは、上部ダイス１０の凹部１０ａの最外径Ｄ11をパイプＰの外径ＤP1より大きくしたことと、パンチ６の凹部６ａの最内径Ｄ22を逃げ歯４の最内径より小さくし、且つ凹部６ａの両側面１８，１８にネガティブな逃げを設けたことによる。ネガティブな逃げを設けたことにより、凹部６ａの両側面１８，１８は材料の摩擦面とならない。この金型構成により型と材料の摩擦面が減り、成形荷重が低減される。上部ダイス１０の凸部１０ｂにおいて、アールＲ3 により型の焼き付きが防止され、また比較的大きなアールＲ1 により、第一テーパ部１５から完全部１６に材料が乗り移りながら徐々に変形を行うことができる。
【００３０】
パイプＰの径方向外側に臨む表面側つまり検出側では、検出歯３の両側面３ｂ，３ｂと逃げ歯４の表面４ｂとが上部ダイス１０の凸部１０ｂにより成形され、検出歯３の歯先面３ａはパイプＰの表面形状がそのまま残される。これにより表面側では比較的高い形状精度が得られる。一方パイプＰの径方向内側に臨む裏面側つまり反検出側では、検出歯３の裏面３ｃがパンチ６の凸部６ｂの先端面１９で成形（拘束）されるだけで、逃げ歯４全体がパンチ６の凹部６ａ内面に接触せず、凸部１０ｂで押されたなりのダレ形状となる。従って裏面側は形状精度が低くなるが、こちら側は回転検出や製品外観等に影響のない部分なので問題にならない。このように、必要ないし重要な部分だけ高精度に成形し、残りの部分は意図的に精度を落とすので、面圧荷重や成形荷重の低減により、型かじりや型摩耗等を防止することができ、型耐久性向上、コスト低減等を図ることができる。
【００３１】
パイプＰは所定のストロークの下死点まで下降させる。下降を終えたら拘束ダイス１１を左右に開いて材料と型との接触面積を減らした後、イジェクト型１３を上昇させ加工品を型から外して取り出す。このイジェクトの際も、接触面積が少ないのでイジェクト荷重を低減でき、また変形も防止できる。
【００３２】
この加工品で精度が満足できれば、これをそのままセンサリング１の最終製品とすることができる。しかし、本実施形態ではさらに精度を増すため、以下に述べるようなサイジング加工を追加している。サイジング加工において、半せん断加工品（以下単に加工品という）に型を全面接触させると成形面圧が高くなると同時に型と加工品との間の接触面積が増加し、型の焼き付き、イジェクト時の変形等が生じてしまう。
【００３３】
そこで、このサイジング加工においても図７及び図８に示すような別のダイス２３及びパンチ２４（サイジングダイス及びサイジングパンチ）を用い、接触面積をできるだけ減らすようにしている。即ち、加工品Ｐ1 の表面側のみダイス２３を全面接触させ、形状精度を高めると共に、裏面側は表面側の加工に必要なだけしかパンチ２４を接触させないようにしている。なお、このサイジング加工は、当該ダイス２３及びパンチ２４を上記金型に組み合わせて１回のプレスストロークで半せん断加工と同時に行ってもよいし、別の金型で別工程で行ってもよい。
【００３４】
これらダイス２３及びパンチ２４も、先のダイス及びパンチ同様凹凸状に形成されている。そして図７及び図８の例の両者とも、ダイス２３の凹凸部全面が半せん断加工品Ｐ1 の表面全体に接触してその表面全体をサイジング加工する。一方、裏面側では、図７の例では検出歯３の裏側のみ、図８の例では逃げ歯４の裏側のみ、パンチ２４でサイジング加工する。これによって成形面圧の低減、型焼付き防止等が図れるものである。
【００３５】
図７の例では、パンチ２４の凸部２５の先端面２６（その両側のコーナーＲ部２７を含む）のみが検出歯３の裏面部に接触してサイジング加工を行う。パンチ２４の凹部２８は前記同様逃げ歯４より大きいものとされ、且つネガティブな逃げも設けられている。図８の例では、パンチ２４の表面が単なる円周面とされ、逃げ歯４の先端にのみ接触するようになっている。いずれにしてもパンチ２４は表面を成形するときの反力受けとしての意味しか持たないため、最小限の接触面積とするのがよい。
【００３６】
ここで両者の比較を行うと、図７の例の方が、ダイス２３の凹部２９内面への材料面圧を高められるので、検出歯３の形状精度を出すのに有利である。しかし図８の例では、半せん断加工で未拘束であった逃げ歯４の裏側部分を成形するため、図７の例に比べパンチ表面の面圧を下げることができる。従っていずれの方法を採用するかはこれらのバランスを考慮して決定すればよい。
【００３７】
このように、かかるサイジング加工においても前記同様の効果が得られる。
【００３８】
なお、本実施形態のサイジング加工では表面全体を加工するようにしたが、半せん断加工品で検出歯３の側面３ｂ，３ｂや逃げ歯４の表面４ｂの精度が十分出ているならば、検出歯３の先端面３ａ及びその両側のコーナー部のみ加工するようにしてもよい。
【００３９】
図１に示すように、上記二工程で得られたセンサリング１においては、逃げ歯４の基端部に形成されたテーパ部５が上部ダイス１０の第一テーパ部１５（図４）の形状に従っている。検出歯３の外径はサイジング加工に伴いパイプ外径ＤP1より若干縮小される。また検出歯３の基端部にはサイジングダイス２３のテーパ部（図示せず）に対応した小さなテーパ部３１が形成される。センサリング１の下部側では素材のパイプ形状がそのまま残され、従って圧入部の内径もパイプ内径ＤP2に等しくなる。
【００４０】
ところで、センサリングの変形例は種々考えられる。図９に示すのはハブＨへの圧入部を若干拡径した例、図１０に示すのは逆に縮径した例、図１１に示すのは圧入部の内面を機械加工又はしごき加工により拡径した例である。図１２に示すのは、前記実施形態と検出歯３及び逃げ歯４の配置関係を逆にした参考例である。即ち、半せん断は、逃げ歯４をパイプＰに対し外側に押し出すようにして行う。これに伴い図３乃至図８に示す金型構造も内外径側が逆となる。ダイスが径方向内側、パンチが径方向外側となる。いずれの変形例においても、前記実施形態と同様の作用効果を得られるのは明らかである。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態は他にも種々考えられる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００４３】
（１） 成形荷重の低減が図れる。
【００４４】
（２） 型かじりや型摩耗を防止でき、型耐久性を向上できる。
【００４５】
（３） 低コストで高精度なセンサリングを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るセンサリングを示す縦断面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 半せん断加工用の金型を示す縦断面図である。
【図４】 上部ダイスの要部拡大縦断面図である。
【図５】 図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】 半せん断加工の様子を示す横断面図である。
【図７】 サイジング加工の様子を示す横断面図である。
【図８】 別のサイジング加工の様子を示す横断面図である。
【図９】 センサリングの変形例を示す縦断面図である。
【図１０】 センサリングの別の変形例を示す縦断面図である。
【図１１】 センサリングの別の変形例を示す縦断面図である。
【図１２】 センサリングの参考例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ センサリング
１ａ 側面部
２ 凹凸歯
３ 検出歯
３ａ 検出歯の歯先面
３ｂ 検出歯の側面
４ 逃げ歯
４ａ 逃げ歯の裏面
５ テーパ部
６ パンチ
６ａ パンチの凹部
６ｂ パンチの凸部
９ 下部ダイス
９ａｂ 下部ダイスの凹凸部
１０ 上部ダイス
１０ａ 上部ダイスの凹部
１０ｂ 上部ダイスの凸部
１８ 凹部側面
２３ サイジングダイス
２４ サイジングパンチ
２５ サイジングパンチの凸部
２６ サイジングパンチの凸部の先端面
Ｄ11 凹部の最外径
Ｐ パイプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のアンチロックブレーキシステムにおいて車軸回転数を検出するのに用いられるセンサリング及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軽量、安価でプレス加工により容易に製造可能な板金製センサリングが公知である。その一例として特開平7-155893号公報に示されたものがある。これはダイスとパンチとの間にリング状素材を前方押出しにより押し込み、素材に凹凸状の歯を形成する、というものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法だと密閉鍛造に近い成形となるため、成形面圧が高くなり、型耐久性（強度・かじり等）が劣るという欠点がある。またそのため機械加工により形成されたセンサリングも見受けられるがコスト高になるという欠点がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、成形面圧を低減し型耐久性を向上すると共にコスト低減を図り得るセンサリング及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ダイスの内周部と、そのダイスに挿入可能なパンチの外周部とに互いに符合する凹凸部を各々形成し、上記パンチを円筒状素材に差し込むと共にその円筒状素材を軸方向に押出しつつ上記パンチと上記ダイスとの上記凹凸部により径方向に押し出して半せん断加工し、これにより上記円筒状素材の側面部に凸状の検出歯と凹状の逃げ歯とを周方向交互に形成するセンサリングの製造方法であって、上記円筒状素材の表面がそのまま上記検出歯の歯先面となるように、上記ダイスの凹部に上記円筒状素材の外径よりも外側に突出する部分を設けると共に、上記パンチの凸部の先端面を上記円筒状素材の内径と同じ径方向位置に設け、他方、上記逃げ歯の裏面が径方向内側に突出するダレ形状となるように、上記ダイスの凸部の先端面を上記円筒状素材の外径よりも径方向内側に設けると共に、上記パンチの凹部をその両側面が半径方向内側に至るにつれ周方向に広がる断面水滴形状に形成し、上記半せん断加工の際に、上記検出歯の歯先面を上記ダイスの凹部内面に非接触で形成し、かつ上記逃げ歯を上記パンチの凹部内面に非接触で形成したものである。
【００１３】
好ましくは、上記半せん断加工の後に、別のダイスとパンチとを用いて上記検出歯と上記逃げ歯とをサイジング加工するものである。
【００１４】
上記検出歯と上記逃げ歯との表面全面が上記別のダイスに接触してサイジング加工され、上記検出歯と上記逃げ歯とのいずれか一方の裏面のみが上記別のパンチに接触されるのが好ましい。
【００１５】
上記別のパンチが凹凸状に形成されその凸部の先端面のみが上記検出歯の裏面に接触され、または、上記別のパンチが円周面状に形成され上記逃げ歯の裏面に接触されるのが好ましい。
本発明は、請求項２記載のセンサリングの製造方法により製造され、回転する軸に取り付けられるセンサリングであって、上記検出歯と逃げ歯とが、上記円筒状素材の上記側面部における軸方向一端から中間まで延出し、かつ上記円筒状素材の軸方向他端部に上記軸が圧入される圧入部が形成され、上記検出歯の外径が上記サイジング加工によって上記円筒状素材の外径よりも縮小され、上記逃げ歯の表面が、上記検出歯の歯先面よりも径方向内側かつ上記検出歯の裏面よりも径方向外側に位置すると共に、上記逃げ歯の裏面が、上記検出歯の裏面よりも径方向内側に位置するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１及び図２に本発明の実施形態に係る回転検出用センサリングを示す。このセンサリング１は自動車のアンチロックブレーキシステムにおいて車軸回転数を検出するのに用いられる。ただし用途はこれに限定されない。車軸に取り付けられたハブＨの先端部にセンサリング１が圧入して取り付けられる。センサリング１の側面部１ａに、軸方向先端から所定の中間にかけて凹凸歯２が設けられ、その凹凸の通過に応じて回転検出用の非接触センサ（磁気センサ）Ｓがパルスを発生し、これに基づき車軸回転数が計算される。センサＳはセンサリング軸方向と直角な側方から凹凸歯２に対向して回転検出する。いわゆる側方検出タイプのセンサリングである。
【００１８】
このセンサリング１は磁性材料からなる円筒状素材をプレス加工して一体に形成される。磁性材料としては例えば鉄、ステンレス等が用いられ、円筒状素材としては汎用又は専用のパイプ（例えば鋼管等）が用いられる。パイプには必要に応じてボンデ処理を施す。
【００１９】
このセンサリング１では、素材としてのパイプの側面部を、後述する半せん断加工により周方向等間隔で径方向外側から内側に押し出して凹凸歯２を形成する。凹凸歯２のうち、残された部分による第一の歯が検出歯３であり、押し出された部分による第二の歯が逃げ歯４である。検出歯３が逃げ歯４の径方向外側に位置され、検出歯３の外径は素材外径に大略等しい。検出歯３と逃げ歯４とは、径方向外側に臨む表面部が回転検出に関わるためサイジング加工により高精度に成形されるのに対し、径方向内側に臨む裏面部は回転検出に無関係なためそれ程高精度で成形されない。逃げ歯４の裏面４ａはダレ形状となっている。また逃げ歯４の軸方向基端部は明らかに縮径するテーパ状となっている。テーパ部を５で示す。
【００２０】
このセンサリング１の製造方法を以下説明する。この製造方法は、図３に示す素材としてのパイプＰを前方押出しにより半せん断加工して凹凸歯を形成する第一工程と、これによって出来た加工品をさらにサイジング加工して凹凸歯の形状を仕上げる第二工程とからなっている。
【００２１】
半せん断加工に際しては図３に示す金型を用いる。これは、昇降可能な上型たるパンチ６と、ベッド７上に固定された下型８とから主に構成される。下型８は、ベッド７上に下から順に積み重ねられた下部ダイス９、上部ダイス１０及び拘束ダイス１１を備え、拘束ダイス１１のみ中心から左右に分割できるようになっている。これらダイス９…の中心にパイプＰとパンチ６とを挿入可能な加工穴１２が設けられ、加工穴１２の底部には加工品を取り出すためのイジェクト型１３が昇降可能に設けられる。パイプＰは単なる円筒状であり、汎用品、市販品等が利用出来る。
【００２２】
図６に示すように、パンチ６の外周部と上部ダイス１０の内周部とに、互いに符合する成形用凹凸部が形成される。パンチ６の凹部を６ａ、凸部を６ｂで示し、上部ダイス１０の凹部を１０ａ、凸部を１０ｂで示す。図３に示すように、下部ダイス９にも上部ダイス１０の凹凸部に連続する同様な凹凸部９ａｂが設けられ、その凹凸部９ａｂにイジェクト型１３の外周に設けられた凹凸部１３ａｂが係合される。
【００２３】
図４に示すように、上部ダイス１０の加工穴１２内においては、その上半分が単なる円周面とされるのに対し、その下半分に周方向等間隔で凸部１０ｂが形成されている。そして凸部１０ｂは、その上部が所定のテーパ角θ1 を有して径方向内側に突出する第一テーパ部１５、中間部が一定径を有した完全部１６、下部が所定のテーパ角θ2 を有して径方向外側に引っ込む第二テーパ部１７となっている。第一テーパ部１５と完全部１６との連続部には比較的大きな所定のアールＲ1 が付される。
【００２４】
図５は完全部１６の断面であるが、これに示されるように凹部１０ａの最外径Ｄ11はパイプＰの外径ＤP1に比較して大きい。なおこの最外径Ｄ11は凸部１０ｂより上の加工穴１２の内径と同じである（図４参照）。そして凹部１０ａのうち、パイプ外径ＤP1より外側の部分には所定のアールＲ2 が付されている。凸部１０ｂの最内径Ｄ12はパイプ外径ＤP1より小さく、且つパイプ内径ＤP2より大きく、例えば、凸部１０ｂの先端面２０をパイプの厚さ中間付近に位置させるようになっている。これにより凸部１０ｂでパイプを径方向内側に押し出したときの押出し量を決める（本実施の形態ではパイプ厚さの半分程度）ことができる。なお凸部１０ｂの先端面２０はほぼフラットとされ、先端面２０の両側に位置するコーナー部には小さなアールＲ3 が付されている。
【００２５】
図６に示すように、パンチ６の凸部６ｂの最外径Ｄ21はパイプ内径ＤP2と同等である。従ってパンチ６の外側にはパイプＰをそのまま嵌合できる。一方、パンチ６の凹部６ａは全体として水滴形状に形成され、その最内径Ｄ22は、半せん断により押し出される逃げ歯４の最内径に比べ小さい。そして凹部６ａの両側面１８，１８には逃げ歯４に接触しないようなネガティブな逃げが設けられている。ここで「ネガティブな逃げ」とは、それら側面１８，１８が半径方向より内側に入っていることをいう。凹部６ａの内径側には比較的大きなアールＲ4 が付される。これにより凹部６ａは全体として水滴形状となる。
【００２６】
このように凹部６ａが形取られる結果、パンチ６の凸部６ｂは根元がくびれた形状となる。そして凸部６ｂの先端面１９はパイプ内径面に沿う緩いア−ル状とされる。凸部６ｂの先端両側のコーナー部には比較的小さいアールＲ5 が付される。
【００２７】
図３に示すように、半せん断加工に際しては、パイプＰを加工穴１２内にセットし、拘束ダイス１１を閉じてパイプＰを外周側から拘束して芯決めする。次にパンチ６を下降させると、パンチ６がパイプＰに差し込まれ、次いでパンチ６の肩部２１にパイプＰの上端面Ｐ1 が押されることにより、パイプＰが徐々に下方に押し出され上部ダイス１０内に押し込まれていく。いわゆる前方押出しの態様である。こうなると上部ダイス１０の凸部１０ｂによってパイプＰの逃げ歯４に相当する部分が径方向内側に押し出され、半せん断加工されていき、検出歯３と逃げ歯４とが同時に形成されていく。なお、最初パイプＰをパンチ６に嵌合させてからパンチ６を下降させるようにすることも可能である。
【００２８】
図６も参照して、半せん断加工の過程で、凸部１０ｂに押されたときの反力がパンチ６の凸部６ｂで受け止められる。最初は半せん断が上部ダイス１０の第一テーパ部１５で行われるので、半せん断が徐々に進行する。材料が完全部１６に入ると本工程の最終形状となる。半せん断加工の全過程において、検出歯３の歯先面３ａは上部ダイス１０の凹部１０ａの内面に接触せず、また逃げ歯４も、付け根のＲ5 に対応する部分を除きパンチ６の凹部６ａの内面に接触しない。
【００２９】
これは、上部ダイス１０の凹部１０ａの最外径Ｄ11をパイプＰの外径ＤP1より大きくしたことと、パンチ６の凹部６ａの最内径Ｄ22を逃げ歯４の最内径より小さくし、且つ凹部６ａの両側面１８，１８にネガティブな逃げを設けたことによる。ネガティブな逃げを設けたことにより、凹部６ａの両側面１８，１８は材料の摩擦面とならない。この金型構成により型と材料の摩擦面が減り、成形荷重が低減される。上部ダイス１０の凸部１０ｂにおいて、アールＲ3 により型の焼き付きが防止され、また比較的大きなアールＲ1 により、第一テーパ部１５から完全部１６に材料が乗り移りながら徐々に変形を行うことができる。
【００３０】
パイプＰの径方向外側に臨む表面側つまり検出側では、検出歯３の両側面３ｂ，３ｂと逃げ歯４の表面４ｂとが上部ダイス１０の凸部１０ｂにより成形され、検出歯３の歯先面３ａはパイプＰの表面形状がそのまま残される。これにより表面側では比較的高い形状精度が得られる。一方パイプＰの径方向内側に臨む裏面側つまり反検出側では、検出歯３の裏面３ｃがパンチ６の凸部６ｂの先端面１９で成形（拘束）されるだけで、逃げ歯４全体がパンチ６の凹部６ａ内面に接触せず、凸部１０ｂで押されたなりのダレ形状となる。従って裏面側は形状精度が低くなるが、こちら側は回転検出や製品外観等に影響のない部分なので問題にならない。このように、必要ないし重要な部分だけ高精度に成形し、残りの部分は意図的に精度を落とすので、面圧荷重や成形荷重の低減により、型かじりや型摩耗等を防止することができ、型耐久性向上、コスト低減等を図ることができる。
【００３１】
パイプＰは所定のストロークの下死点まで下降させる。下降を終えたら拘束ダイス１１を左右に開いて材料と型との接触面積を減らした後、イジェクト型１３を上昇させ加工品を型から外して取り出す。このイジェクトの際も、接触面積が少ないのでイジェクト荷重を低減でき、また変形も防止できる。
【００３２】
この加工品で精度が満足できれば、これをそのままセンサリング１の最終製品とすることができる。しかし、本実施形態ではさらに精度を増すため、以下に述べるようなサイジング加工を追加している。サイジング加工において、半せん断加工品（以下単に加工品という）に型を全面接触させると成形面圧が高くなると同時に型と加工品との間の接触面積が増加し、型の焼き付き、イジェクト時の変形等が生じてしまう。
【００３３】
そこで、このサイジング加工においても図７及び図８に示すような別のダイス２３及びパンチ２４（サイジングダイス及びサイジングパンチ）を用い、接触面積をできるだけ減らすようにしている。即ち、加工品Ｐ1 の表面側のみダイス２３を全面接触させ、形状精度を高めると共に、裏面側は表面側の加工に必要なだけしかパンチ２４を接触させないようにしている。なお、このサイジング加工は、当該ダイス２３及びパンチ２４を上記金型に組み合わせて１回のプレスストロークで半せん断加工と同時に行ってもよいし、別の金型で別工程で行ってもよい。
【００３４】
これらダイス２３及びパンチ２４も、先のダイス及びパンチ同様凹凸状に形成されている。そして図７及び図８の例の両者とも、ダイス２３の凹凸部全面が半せん断加工品Ｐ1 の表面全体に接触してその表面全体をサイジング加工する。一方、裏面側では、図７の例では検出歯３の裏側のみ、図８の例では逃げ歯４の裏側のみ、パンチ２４でサイジング加工する。これによって成形面圧の低減、型焼付き防止等が図れるものである。
【００３５】
図７の例では、パンチ２４の凸部２５の先端面２６（その両側のコーナーＲ部２７を含む）のみが検出歯３の裏面部に接触してサイジング加工を行う。パンチ２４の凹部２８は前記同様逃げ歯４より大きいものとされ、且つネガティブな逃げも設けられている。図８の例では、パンチ２４の表面が単なる円周面とされ、逃げ歯４の先端にのみ接触するようになっている。いずれにしてもパンチ２４は表面を成形するときの反力受けとしての意味しか持たないため、最小限の接触面積とするのがよい。
【００３６】
ここで両者の比較を行うと、図７の例の方が、ダイス２３の凹部２９内面への材料面圧を高められるので、検出歯３の形状精度を出すのに有利である。しかし図８の例では、半せん断加工で未拘束であった逃げ歯４の裏側部分を成形するため、図７の例に比べパンチ表面の面圧を下げることができる。従っていずれの方法を採用するかはこれらのバランスを考慮して決定すればよい。
【００３７】
このように、かかるサイジング加工においても前記同様の効果が得られる。
【００３８】
なお、本実施形態のサイジング加工では表面全体を加工するようにしたが、半せん断加工品で検出歯３の側面３ｂ，３ｂや逃げ歯４の表面４ｂの精度が十分出ているならば、検出歯３の先端面３ａ及びその両側のコーナー部のみ加工するようにしてもよい。
【００３９】
図１に示すように、上記二工程で得られたセンサリング１においては、逃げ歯４の基端部に形成されたテーパ部５が上部ダイス１０の第一テーパ部１５（図４）の形状に従っている。検出歯３の外径はサイジング加工に伴いパイプ外径ＤP1より若干縮小される。また検出歯３の基端部にはサイジングダイス２３のテーパ部（図示せず）に対応した小さなテーパ部３１が形成される。センサリング１の下部側では素材のパイプ形状がそのまま残され、従って圧入部の内径もパイプ内径ＤP2に等しくなる。
【００４０】
ところで、センサリングの変形例は種々考えられる。図９に示すのはハブＨへの圧入部を若干拡径した例、図１０に示すのは逆に縮径した例、図１１に示すのは圧入部の内面を機械加工又はしごき加工により拡径した例である。図１２に示すのは、前記実施形態と検出歯３及び逃げ歯４の配置関係を逆にした参考例である。即ち、半せん断は、逃げ歯４をパイプＰに対し外側に押し出すようにして行う。これに伴い図３乃至図８に示す金型構造も内外径側が逆となる。ダイスが径方向内側、パンチが径方向外側となる。いずれの変形例においても、前記実施形態と同様の作用効果を得られるのは明らかである。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態は他にも種々考えられる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００４３】
（１） 成形荷重の低減が図れる。
【００４４】
（２） 型かじりや型摩耗を防止でき、型耐久性を向上できる。
【００４５】
（３） 低コストで高精度なセンサリングを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るセンサリングを示す縦断面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 半せん断加工用の金型を示す縦断面図である。
【図４】 上部ダイスの要部拡大縦断面図である。
【図５】 図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】 半せん断加工の様子を示す横断面図である。
【図７】 サイジング加工の様子を示す横断面図である。
【図８】 別のサイジング加工の様子を示す横断面図である。
【図９】 センサリングの変形例を示す縦断面図である。
【図１０】 センサリングの別の変形例を示す縦断面図である。
【図１１】 センサリングの別の変形例を示す縦断面図である。
【図１２】 センサリングの参考例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ センサリング
１ａ 側面部
２ 凹凸歯
３ 検出歯
３ａ 検出歯の歯先面
３ｂ 検出歯の側面
４ 逃げ歯
４ａ 逃げ歯の裏面
５ テーパ部
６ パンチ
６ａ パンチの凹部
６ｂ パンチの凸部
９ 下部ダイス
９ａｂ 下部ダイスの凹凸部
１０ 上部ダイス
１０ａ 上部ダイスの凹部
１０ｂ 上部ダイスの凸部
１８ 凹部側面
２３ サイジングダイス
２４ サイジングパンチ
２５ サイジングパンチの凸部
２６ サイジングパンチの凸部の先端面
Ｄ11 凹部の最外径
Ｐ パイプ
Claims (5)
- ダイスの内周部と、そのダイスに挿入可能なパンチの外周部とに互いに符合する凹凸部を各々形成し、上記パンチを円筒状素材に差し込むと共にその円筒状素材を軸方向に押出しつつ上記パンチと上記ダイスとの上記凹凸部により径方向に押し出して半せん断加工し、これにより上記円筒状素材の側面部に凸状の検出歯と凹状の逃げ歯とを周方向交互に形成するセンサリングの製造方法であって、
上記円筒状素材の表面がそのまま上記検出歯の歯先面となるように、上記ダイスの凹部に上記円筒状素材の外径よりも外側に突出する部分を設けると共に、上記パンチの凸部の先端面を上記円筒状素材の内径と同じ径方向位置に設け、
他方、上記逃げ歯の裏面が径方向内側に突出するダレ形状となるように、上記ダイスの凸部の先端面を上記円筒状素材の外径よりも径方向内側に設けると共に、上記パンチの凹部をその両側面が半径方向内側に至るにつれ周方向に広がる断面水滴形状に形成し、
上記半せん断加工の際に、上記検出歯の歯先面を上記ダイスの凹部内面に非接触で形成し、かつ上記逃げ歯を上記パンチの凹部内面に非接触で形成したことを特徴とするセンサリングの製造方法。 - 上記半せん断加工の後に、別のダイスとパンチとを用いて上記検出歯と上記逃げ歯とをサイジング加工する請求項１記載のセンサリングの製造方法。
- 上記検出歯と上記逃げ歯との表面全面が上記別のダイスに接触してサイジング加工され、上記検出歯と上記逃げ歯とのいずれか一方の裏面のみが上記別のパンチに接触される請求項２記載のセンサリングの製造方法。
- 上記別のパンチが凹凸状に形成されその凸部の先端面のみが上記検出歯の裏面に接触され、または、上記別のパンチが円周面状に形成され上記逃げ歯の裏面に接触される請求項３記載のセンサリングの製造方法。
- 請求項２記載のセンサリングの製造方法により製造され、回転する軸に取り付けられるセンサリングであって、
上記検出歯と逃げ歯とが、上記円筒状素材の上記側面部における軸方向一端から中間まで延出し、かつ上記円筒状素材の軸方向他端部に上記軸が圧入される圧入部が形成され、 上記検出歯の外径が上記サイジング加工によって上記円筒状素材の外径よりも縮小され、
上記逃げ歯の表面が、上記検出歯の歯先面よりも径方向内側かつ上記検出歯の裏面よりも径方向外側に位置すると共に、上記逃げ歯の裏面が、上記検出歯の裏面よりも径方向内側に位置することを特徴とするセンサリング。
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