(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティ（１０）の下方に歯形部（２a）を有するダイ（２）内に素材（１）と液体とを供給し、パンチ（３）をキャビティ（１０）内に下降させ、素材（１）とパンチ（３）との接触面（７）と、ダイ（２）とパンチ（３）との嵌合面（８）、及びダイ（２）と素材（１）との下端部との嵌合面（９）とによって液圧室（６）を形成し、かつ、前記ダイ（２）とパンチ（３）とのクリアランスを前記液圧室（６）の液圧が素材（１）の加工に必要な液圧に維持するように定めたことを特徴とする圧力コントロール液圧押出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、圧力コントロール液圧押出方法に関するものである。液圧押出方法は、液圧を作用させながら押出し加工を行う方法を意味する。圧力コントロールは、当該液圧を適宜調整して正規の押出し加工が行われるようにする制御のことである。この押出し加工は、ヘリカルギヤー等の自動車の部品の成形に適用される。
【０００２】
従来例として、特開平１１―２５４０８２の図１、特願平７―３０８７２９の図３に示されるような前方押出し工法を挙げることができる。これら従来の工法と本願発明とを比較し易くするために、これら従来工法の本質を図式化すれば図３の如くなる。同図において、素材１１は同図Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの工程を経て製品１５になる。尚、製品１５が穴明きのため、素材１１が穴明きで、金型にはマンドレルが存在する。
【０００３】
図３の Aにおいて、素材１１の外径はコンテナ１２ｂの内径と略同一径であり、同図のＣにて素材１１をパンチ１３でダイ１２に押出し込んで成形する際に、素材外径 とコンテナとの間に大きな摩擦力が発生する。更に、製品１５のヘリカルギヤ部１５ａをダイ１２のヘリカルギヤ部１２ａで成形させる場合は、リードに 沿って製品１５が回転するため上記軸方向の摩擦力に加えて回転方向にも大きな摩擦力が発生する。そのため加工に要する荷重も増大し、製品精度及び金型寿命に悪影響を及ぼす。尚、この工法によれば素材の外径部はストレートでなくてはならない。これを段付きにすると、成形中に小径部が変形して膨らんでしまい、 所定の形状に成形できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明の第１の目的は、金型寿命を長くすること、第２の目的は製品精度の向上を図ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願発明においては、ダイと素材との間に液圧空間を介在させ、素材の成形に際してパンチの加圧力によって素材に適宜の液圧を作用させる構成とする。
【０００６】
すなわち、キャビティ１０の下方に歯形部２aを有するダイ２内に素材１と液体とを供給し、パンチ３をキャビティ１０内に下降させ、素材１とパンチ３との接触面７と、ダイ２とパンチ３との嵌合面８、及びダイ２と素材１との下端部との嵌合面９とによって液圧室６を形成し、かつ、前記ダイ２とパンチ３とのクリアランスを前記液圧室６の液圧を素材１の加工に必要な液圧に維持するように定めた。
【０００７】
前記液圧室６の液圧は、予めダイとパンチとのクリアランスを調整しておき、パンチの下降に伴い増加する圧力をシール部８から逃がすことによって所定の範囲に維持する。
以上
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、素材１が成形され成形品５になるまでの工程を示している。素材１は、金型で成形される。金型は、ダイ２、パンチ３、マンドレル４等で構成されている。金型は、プレス機械にセットされ、プレス機械のスライドの昇降運動に伴って作動する。
【０００９】
図１のＡにおいて、ダイ２には成形品の形状を有したキャビテイ１０が設けられている。キャビテイ１０の下方には歯部２ａが形成されている。この歯部２ａで成形品５の歯部５ａが成形されることになる。歯部２ａは本実施例の場合、ヘリカルギヤーである。
【００１０】
図１のＢ及び図２において、ダイ２に素材１が供給される。素材１は搬送装置でダイ２まで搬送され、ダイ２のキャビテイ１０に挿入される。素材１がキャビテイ１０に挿入された後、素材１の穴にマンドレル４が挿入され、キャビテイ１０に液体が供給される。本実施例においては、液体として油が使用されている。
【００１１】
続いてパンチ３がキャビテイ１０内を下降し、パンチ３の下端面が素材１の上面に接触し、なおもパンチ３が下降するとキャビテイ１０内の液体が圧縮され液圧室が形成される。即ち、液体は素材１とパンチ３との接触面、ダイ２とパンチ３との嵌合面、更にダイ２と素材１の下端部との嵌合面においてシールされる。これらのシール部を順に７、８、９とする。
【００１２】
シール部９は、完全にシールされ、液圧室６の液体の洩れが無いことが要求される。液圧室６の圧液が歯部２ａに侵入すると成形品５の歯部５ａが部分的に凹み、正規の形状は得られない。
【００１３】
シール部７は、若干洩れても差し支えない。本実施例の場合は、歯部２ａがヘリカルギヤーのため、成形に伴ってパンチ３に対して素材１が回転する。両者の間に液体が侵入することによって、この回転に伴う摩擦力を低減させることが期待できる。
【００１４】
シール部８においては、圧液を積極的に逃がす必要がある。液圧室６の液圧が限りなく上昇すれば、ダイ２等の部材が破壊される等の不具合が生じる。しかし、液圧室６の液体がシール部８から多量に洩れると素材１が径方向に膨らむ、素材１の成形作用が不完全になる等の不具合が生じる。これらの点を考慮してシール部８の絞りであるクリアランスを決定する必要がある。結局、シール部８はリリーフ弁の役目をする。
【００１５】
シール部８のクリアランスは前述の如く、液圧室６の液圧が最適になるように決定される。
【００１６】
図１のＣにおいて、素材１は液圧室６の液圧を受けながら、パンチ３で押され、成形されて成形品５になる。この場合、液圧室６の液体がダイ２と素材１との間に介在するため両者の間に摩擦力は発生しない。よって、素材１は成形に必要な押圧力だけで成形される。本実施例の場合、ダイ２の歯部２ａがヘリカルギヤーであるから、素材１がダイ２に押し込まれる際に回転するが、前記液体の作用で回転に伴う摩擦抵抗は発生しない。
【００１７】
ダイ２内の成形品５はノックアウト装置で下方から付勢され、ダイ２の上方に取り出される。即ち、回転自在の押し上げ部材で成形品をダイ２の上部まで押し上げる。
【００１８】
本実施例の場合は、段付き素材を用いているが、本願発明はストレートの素材でも適用でき、成形品の中心に穴があるが、穴がなくても適用できる。本実施例の場合は、成形品がヘリカルギヤーを有するが、本願発明はスパーギヤーでも、或いはギヤーがない部品の成形にも適用できる。
【００１９】
【発明の効果】
本願発明によれば、摩擦力を伴わないので、成形に要する荷重が低くなり、その結果金型に生じる応力が低下するので製品精度が向上し、金型の寿命が長い、省エネである、等の効果がある。また、液圧にてダイと素材間に隙間があっても素材の変形が起こらないので、段付き素材の押出しも可能となり、その結果押し出しの断面減少率が小さくなり、成形荷重をさらに低下させることが可能となる。更に、液圧室６の液圧は、シール部８のクリアランスで制御される。よって、制御が楽で、安定性がある。本願発明によって、所謂難加工を伴う部品の成形が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】工程の説明図
【図２】図１の要部の拡大図
【図３】従来の工法説明図
【符号の説明】
１は素材、２はダイ、３はパンチ、４はマンドレル、５は成形品、６は液圧室、７はシール部、８はシール部、９はシール部、１０はキャビテイ、１１は素材、１２はダイ、１２ａはヘリカルギヤー部、１２ｂはコンテナ、１３はパンチ、１４はマンドレル、１５は製品である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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