(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧造成形により線材から無駄なく環状部材を製造する環状部材の製造方法であって、まず、線材をダイのダイ孔に送り込んで、該線材の先端部をダイの前端面開口部より前方に所定長さ押し出し、その後、線材をダイ側に保持したうえで第１パンチをダイ側に前進させ、ダイ前端面より突出した線材の先端部に予備据え込み加工を施して、最終成形品よりも小径でかつ厚肉とした鍔状部を形成し、次いで、穿孔ピンを有する第２パンチをダイ側に前進させて、穿孔ピンにより鍔状部の中央を、線材のダイ後方側への後退を許しながら打ち抜いて貫通孔を有する中間成形品を形成し、然る後、穿孔ピンを貫通孔に貫通させた状態でさらに第２パンチをダイ側に前進させて中間成形品の両端面を圧造加工して所定厚さで偏平環状の最終成形品を形成するようにしたことを特徴とする環状部材の製造方法。
【請求項２】
鍔状部の断面形状が外膨らみの台形状であることを特徴とする請求項１に記載の環状部材の製造方法。
【請求項３】
圧造成形により線材から無駄なく環状部材を製造する環状部材の製造装置であって、ダイと、ダイの後方に配設され、線材をダイにその前端開口部より所定長さ突出するように送り込む送り手段と、送り手段により送り込まれた線材を挟持する挟持手段と、ダイの前端面側に対向状に配設される予備据え込み用の第１パンチ及び仕上げ圧造用の第２パンチと、これら第１又は第２パンチのいずれか一方をダイの中心に選択的に一致させ、かつダイ側に進退動させる移動手段とを備え、第１パンチには、その前端面に最終成形品よりも小径でかつ厚肉とした鍔状部を形成する成形凹部が形成されていると共に、第２パンチには、鍔状部の中央を線材の外径と略同径に打ち抜いて貫通孔を有する中間成形品を形成する穿孔ピンが設けられ、かつ、第２パンチの前端面には穿孔ピンを貫通孔に貫通させた状態でさらにダイ側に前進することにより中間成形品の両端面を圧造加工して所定厚さで偏平環状の最終成形品を形成する仕上げ形成面が形成されていることを特徴とする環状部材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてスラストベアリング用環状受板やワッシャなどの環状部材の製造方法及びその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、材料の無駄なくワッシャを製造する方法及びその装置として、例えば特公平７−６７５９５号公報に開示されたものが知られている。この公報に開示されたワッシャ製造装置は、固定ダイと、固定ダイの後方に配設され線材を挟持するチャック手段と、線材をダイに送り込む送り手段と、ダイの前端面に相対向して配設され、ダイに向かってプレス作動をなすポンチと、ポンチの軸孔に進退自在に支持されたポンチロッドとを備え、上記送り手段により線材を固定ダイの前端面開口部より前方に所定長さ押し出した後、チャック手段により線材を挟持する一方、該ポンチとポンチロッドとを面一状でダイ側に前進させてダイ前端面より突出した線材を所定厚さに圧造加工し、さらに、ポンチロッドのポンチとの固定状態を解放して、圧造された線材の中央部に向かって押抜きポンチングを作動させ、この際、チャック手段と送り手段とが同時に適度に線材の挟持を緩めて線材の後退を可能とし、線材の中央部に通孔を押抜いてワッシャを形成し、その後、ポンチとポンチロッドとが一緒に後退しすると共に、ポンチロッドがポンチ軸孔に収縮退入して、形成されたワッシャがポンチロッドから離脱されるように構成されている。
【０００３】
そして、上記の製造装置によれば、線材から材料の無駄なくワッシャを順次圧造加工することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来の製造装置にあっては、ポンチとポンチロッドにより、ポンチとポンチロッドとを面一状でダイ側に前進させてダイ前端面より突出した線材部分を一度の圧造加工により所望厚さ、つまり製品寸法に圧造加工して、線材の先端に鍔状部を形成し、その後、鍔状部の中央部に向かって押抜きポンチングを作動させ、鍔状部の中央部に通孔を押抜いてワッシャを形成する構造であるため、図１３に示すように通孔を抜いた残りの線材Ａ′の先端部には、先に圧造加工されて加工硬化した部分のファイバーフローが、線材Ａ′本来の流れの方向とは異なる直角方向で密の流れとして残ることになる。そして、この先端部と共に新たに送り出された突出部とを圧造加工して次のワッシャを形成した場合、図１３に示すように粗と密の複数の断層が発生することになり、その断層のためワッシャ全体に均一な強度が得られない問題が生ずる。しかも、ワッシャのファイバーフローの流れ方向が図１４に示すように斜め方向となることも相俟って強度的に不具合が生ずる。その上、一度の圧造加工で直ちに製品寸法に成形する構造であるため、大きな圧造荷重が必要となるばかりかその圧造時に放射状の亀裂や割れなども発生し易くなる。その結果、不良品となったり、使用する場所や用途に大きな制約を受ける問題があり、特に、高張力を必要とするスラストベアリングの環状受板や建築用のワッシャなどについては使用に適さないものであった。
【０００５】
そこで本発明は、圧造成形により線材から無駄なく環状部材を製造できながら、ファイバーフローが粗と密の複数の断層となるのを抑えると共に、圧造加工時に放射状の亀裂や割れなどの発生を防止して十分な強度を有する環状部材を得ることができる環状部材の製造方法及びその製造装置の提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１の発明は、圧造成形により線材から無駄なく環状部材を製造する環状部材の製造方法として、まず、線材をダイのダイ孔に送り込んで、該線材の先端部をダイの前端面開口部より前方に所定長さ押し出し、その後、線材をダイ側に保持したうえで第１パンチをダイ側に前進させ、ダイ前端面より突出した線材の先端部に予備据え込み加工を施して、最終成形品よりも小径でかつ厚肉とした鍔状部を形成し、次いで、穿孔ピンを有する第２パンチをダイ側に前進させて、穿孔ピンにより鍔状部の中央を、線材のダイ後方側への後退を許しながら打ち抜いて貫通孔を有する中間成形品を形成し、然る後、穿孔ピンを貫通孔に貫通させた状態でさらに第２パンチをダイ側に前進させて中間成形品の両端面を圧造加工して所定厚さで偏平環状の最終成形品を形成するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
また、本願の請求項２の発明は、上記した請求項１の発明において、鍔状部の断面形状を外膨らみの台形状としたことを特徴とする。
【０００８】
さらに、本願の請求項３の発明は、圧造成形により線材から無駄なく環状部材を製造する環状部材の製造装置として、ダイと、ダイの後方に配設され、線材をダイにその前端開口部より所定長さ突出するように送り込む送り手段と、送り手段により送り込まれた線材を挟持する挟持手段と、ダイの前端面側に対向状に配設される予備据え込み用の第１パンチ及び仕上げ圧造用の第２パンチと、これら第１又は第２パンチのいずれか一方をダイの中心に選択的に一致させ、かつダイ側に進退動させる移動手段とを備え、第１パンチには、その前端面に最終成形品よりも小径でかつ厚肉とした鍔状部を形成する成形凹部が形成されていると共に、第２パンチには、鍔状部の中央を線材の外径と略同径に打ち抜いて貫通孔を有する中間成形品を形成する穿孔ピンが設けられ、かつ、第２パンチの前端面には穿孔ピンを貫通孔に貫通させた状態でさらにダイ側に前進することにより中間成形品の両端面を圧造加工して所定厚さで偏平環状の最終成形品を形成する仕上げ形成面が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この実施の形態で用いられる環状部材の製造装置を示すもので、ダイブロック１にダイホルダー２を介して支持されるダイ３と、ダイ３の後方に配設され、材料となる線材Ａをダイ３のダイ孔３ａに送り込んで、線材Ａの先端部をタイ３の前端開口部３ｂより所定長さ突出させるサーボモータ付きの送りローラ４と、送りローラ４とダイ３との間に配置され、送りローラ４により送り込まれた線材Ａを挟持するチャック機構５と、ダイ３の前端面側に対向状に配設される予備据え込み用の第１パンチ６及び仕上げ圧造用の第２パンチ７と、これら両パンチ６、７を支持し、かつ上下及び前後に移動する移動手段８とを備えている。
【００１０】
移動手段８は、第１及び第２パンチ６、７を上下方向に平行状に支持する移動体９と、移動体９を上下方向に移動させて第１又は第２パンチ６、７のいずれか一方をダイ３の中心に選択的に一致させるシリンダなどの上下駆動機構（図示せず）と、移動体９を前後方向つまりダイ側に進退動させるクランクなどの前後駆動機構（図示せず）とを備えている。
【００１１】
また、ダイ３とパンチ側との間の前方上部には、適宜駆動手段（図示せず）によりダイ３の前端開口部３ｂの前面に出退可能なストッパー１０が設けられ、送りローラ４により線材Ａが送り込まれたときストッパー１０に線材Ａの先端部が当接することにより、線材Ａの前端開口部３ｂからの突出長さを一定に規制するようしている。
【００１２】
第１パンチ６には、その前端面に最終成形品Ｃよりも小径でかつ厚肉とした台形状の鍔状部ａを形成する断面台形状の成形凹部６ａが形成されている。第２パンチ７には、鍔状部ａの中央を線材Ａの線径と略同径に打ち抜いて貫通孔ｂを有する中間成形品Ｂを形成する穿孔ピン１１が前方に突出して設けられ、かつ、第２パンチ７の前端面には穿孔ピン１１を貫通孔ｂに貫通させた状態でさらにダイ３側に前進することにより中間成形品Ｂの両端面を圧造加工して所定厚さで偏平環状の最終成形品（環状部材）Ｃを形成する仕上げ成形面７ａが形成されている。具体的には、第２パンチ７の軸孔７ｂと穿孔ピン１１との間に、押し出しスリーブ１２が前方へ出退可能に支持され、このスリーブ１２の前面が仕上げ成形面７ａとなる一方、最終成形後、第２パンチ７が後退位置に移動したタイミングで押し出しスリーブ１２をノックアウトピン１３により前進させることにより穿孔ピン１１上に残された最終成形品Ｃを穿孔ピン１１から押し出して落下させるようになされている。
【００１３】
送りローラ４は、線材Ａをダイ３内に一定長さづつ送り込み、線材Ａをダイ３の前端開口部３ｂより所定長さ突出させる一方、送りローラ４のサーボモータにより、穿孔ピン１１による打ち抜き時及び第２パンチ７による圧造加工時に送りローラ４を逆転させて、線材Ａをフィードバックするようになされている。また、チャック機構５は、送りローラ４が線材Ａをダイ３内に送り込むタイミングで挟持を解放し、線材Ａの突出端が圧造成形されるときから穿孔ピン１１による鍔状部ａの打ち抜きが開始されるまでは、線材Ａが位置ずれすることのないように挟持するようになされている。
なお、線材Ａの送り機構としてサーボモータ付き送りローラ４を用いたけれども、この送りローラ４に代えて例えばチャックフィーダなどを用いてもよい。
【００１４】
次に、以上のように構成される環状部材の製造装置の作用について説明する。まず、図１の実線で示すように送りローラ４が線材Ａを挟持し、チャック機構５が線材Ａを解放した基本状態から、送りローラ４を回転させて図１の仮想線で示すように線材Ａをその先端部がダイ３の前端開口部３ｂより所定長さ突出してストッパー１０に当たるまで送り出す。そして、その送り出し終了後、図２に示すようにチャック機構５により線材Ａを挟持すると共に、ストッパー１０を退避位置に後退移動させる。
【００１５】
その後、図３に示すように、第１パンチの軸芯とダイ３の軸芯とが一致する状態で、前後駆動手段を駆動して移動体９をダイ側に前進させる。これにより、第１パンチ６でダイ３の前端開口面３ｂより突出した線材Ａの先端部に予備据え込み加工を施して、最終成形品Ｃよりも小径でかつ厚肉とした断面台形の鍔状部ａを形成する。その後、図４に示すように前後駆動手段を駆動して移動体９をダイ３から後退させる。然る後、上下駆動手段を駆動して図５に示すように移動体９を上方に移動させて、第２パンチ７の軸芯とダイ３の軸芯とを一致させる。
【００１６】
次いで、図６に示すように前後駆動手段を駆動して移動体９をダイ３側に前進させる。そして、第２パンチ７の穿孔ピン１１により鍔状部ａの中央を、線材Ａのダイ３後方側への後退を許しながら打ち抜いて貫通孔ｂを有する中間成形品Ｂを形成する。その後、図７に示すように穿孔ピン１１を貫通孔ｂに貫通させた状態で第２パンチ７をさらにダイ３側に前進させて中間成形品Ｂの両端面を圧造加工して所定厚さで偏平環状の最終成形品Ｃを形成する。然る後、図８に示すように前後駆動手段を駆動して移動体９をタイ３からに後退させる。
【００１７】
その後、図９に示すように移動体９を下方に移動させて、第１パンチ６の軸芯とダイ３の軸芯とを一致させる。このとき、押し出しスリーブ１２をダイ３側へ前進させることにより穿孔ピン１１上に残された最終成形品Ｃを穿孔ピン１１から前方へ押し出して落下させ、下方に設けられた収容部（図示せず）に収容する。そして、第１パンチ６の軸芯をダイ３の軸芯に一致させた後、上記した製造工程を繰り返し行なうことにより、残された線材Ａから順次最終成形品Ｃが連続的に製造されることになる。
【００１８】
以上のように、本発明によれば、圧造成形により線材Ａから無駄なく最終成形品Ｃを順次製造することができ、しかも、線材Ａの先端部に最終成形品Ｃよりも小径でかつ厚肉とした断面台形の鍔状部ａを予備据え込み加工し、次いで、鍔状部ａの中央を穿孔ピン１１により打ち抜いて貫通孔ｂを有する中間成形品Ｂを形成し、然る後、穿孔ピン１１を貫通孔ｂに貫通させた状態でさらに第２パンチ７をダイ３側に前進させて中間成形品Ｂの両端面を圧造加工して所定厚さで偏平環状の最終成形品Ｃを形成するようにしたから、最終成形品Ｃのファイバーフローが極端に粗密となって断層が発生したり、その流れの方向の不具合による強度低下を抑えることができる。
【００１９】
つまり、図１０に示すように、鍔状部ａ部分のファイバーフローは、その外周側が緩やかなほぼ均一のＵ字状で軸芯部に至るほどより緩やかなほぼ均一の円弧状となり、その流れを良好に揃えることができる。また、図１１に示すように、鍔状部ａに貫通孔ｂを形成したときにも、中間成形品Ｂのファイバーフローは緩やかなほぼ均一のＵ字状であり、また残された線材Ａの先端部分のファイバーフローはごく緩やかなほぼ均一の円弧状となる。これにより残された線材Ａの先端部分に新たに鍔状部ａを成形する場合にもファイバーフローが極端に粗密となる断層として現れることはない。さらに、図１２に示すように、最終成形品Ｃのファイバーフローは、より密度の高いほぼ均一のＵ字状となる。これにより、従来例のように最終成形品Ｃのファイバーフローが極端に粗密となる断層として現れることがないし、また、その流れの方向も斜め方向ではなく、Ｕ字状となるのでその方向性による強度低下を抑えることができ、したがって、最終成形品Ｃの全体に均一な強度が得られる。
【００２０】
その上、貫通孔ｂを形成したうえで製品寸法を出す最終圧造加工を行うので、その圧造荷重が小さくてよく、これにより最終成形品Ｃに放射状の亀裂や割れなどの発生を防止し、全体としての機械的強度の向上化をより一層図ることができる。その結果、高張力を必要とするスラストベアリングの環状受板や建築用のワッシャなどの環状部材として用いることができる。
【００２１】
また、上記した実施の形態のものに加えて、例えばダイ３とチャック機構４との間にダイ１に送り込まれる線材Ａを加熱するヒーターなどの線材加熱手段（図示せず）を設けて、熱間のもとで圧造成形するようにしてもよい。このように加熱手段で線材Ａを加熱したうえで圧造成形する場合、焼きなまし効果により一部が二度打ち、或いは複数打ちされることによるファイバーフローの粗密断層の発生及びその流れの方向性による強度低下をより確実に防止して、最終成形品の強度の向上化を図ることが可能となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、まず、ダイ前端面より突出した線材の先端部に第１パンチにより予備据え込み加工を施して、最終成形品よりも小径でかつ厚肉とした鍔状部を形成し、次いで、穿孔ピンを有する第２パンチをダイ側に前進させて、穿孔ピンにより鍔状部の中央を、線材のダイ後方側への後退を許しながら打ち抜いて貫通孔を有する中間成形品を形成し、然る後、穿孔ピンを貫通孔に貫通させた状態でさらに第２パンチをダイ側に前進させて中間成形品の両端面を圧造加工して所定厚さで偏平環状の最終成形品を形成するようにしたから、圧造成形により線材から無駄なく環状部材を製造できながら、最終成形品のファイバーフローが極端に粗密となって断層が発生したり、その流れの方向の不具合による強度低下を抑えることができ、その上、最終圧造加工時における圧造荷重を減らして放射状の亀裂や割れなどの発生を防止し、全体としての機械的強度の向上化をより一層図ることができる。その結果、高張力を必要とするスラストベアリングの環状受板や建築用のワッシャなどの環状部材として用いることができる。
【００２３】
また、第１パンチにより外膨らみの台形状を呈する鍔状部を形成するようにすれば、予備据え込み加工が容易に行えると共に、鍔状部部分のファイバーフローがほぼ均一なＵ字状となり、その流れを良好に揃えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る環状部材の製造装置の一部省略縦断側面図である。
【図２】  同製造装置による環状部材の製造工程を示す第１動作図である。
【図３】  同製造工程を示す第２動作図である。
【図４】  同製造工程を示す第３動作図である。
【図５】  同製造工程を示す第４動作図である。
【図６】  同製造工程を示す第５動作図である。
【図７】  同製造工程を示す第６動作図である。
【図８】  同製造工程を示す第７動作図である。
【図９】  同製造工程を示す第８動作図である。
【図１０】  本発明の製造装置による鍔状部のファイバーフローを示す断面図である。
【図１１】  同中間成形品及び同中間成形品の成形後における線材のファイバーフローを示す断面図である。
【図１２】  同最終成形品の圧造流線を示す断面図である。
【図１３】  従来例の製造装置による成形後の線材のファイバーフローを示す断面図である。
【図１４】  同圧造装置によるワッシャのファイバーフローを示す断面図である。
【符号の説明】
３        ダイ
３ａ      ダイ孔
３ｂ      前端開口部
４        送りローラ（送り手段）
５        チャック機構（挟持手段）
６        第１パンチ
６ａ      成形凹部
７        第２パンチ
７ａ      仕上げ成形面
７ｂ      軸孔
８        移動手段
１１      穿孔ピン
Ａ        線材
ａ        鍔状部
Ｂ        中間成形品
ｂ        貫通孔
Ｃ        最終成形品（環状部材）
【図１】
0003648605.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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