(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンドレル径よりも大きい内径を有する有底円筒状の被加工材であって、開口部側よりも底部側が小さい外径になるように外周に段部を有する被加工材を被成形材に使用し、
上部から下部に向かって中部付近まで第１径の上部穴が形成され、中部付近から前記上部穴の内壁に対して所定の傾斜角度で第２径になるまで縮径する肩部が形成され、前記肩部の下方に前記第２径の下部穴が形成されたダイを使用し、
前記マンドレルの先端が前記ダイの前記肩部よりも前記被成形材の底部側に挿入されるように、有底円筒状の前記被成形材の内部に前記マンドレルを挿入し、前記ダイに前記被成形材を挿入する工程と、
前記被成形材の開口部側端部にパンチを当接して押し出しし、前記ダイの前記肩部により前記被成形材が絞り込まれることでアンダーカットが成形されると共に、前記肩部の下方に前記第２径で延在する前記下部穴のうちの一部範囲にわたって、前記被成形材の円筒内部の前記マンドレルによって前記被成形材のアンダーカット径上方の円筒部内側径が規定される工程と、
を含むことを特徴とするアンダーカットを有する燃料噴射装置の部品の製造方法。
【請求項２】
マンドレル径よりも大きい内径を有する有底円筒状の被加工材であって、開口部側よりも底部側が小さい外径になるように外周に段部を有する被加工材を被成形材に使用し、
上部から下部に向かって中部付近まで第１径の上部穴が形成され、中部付近から前記上部穴の内壁に対して所定の傾斜角度で第２径になるまで縮径する肩部が形成され、前記肩部の下方に前記第２径の下部穴が形成されたダイを使用し、
前記マンドレルの先端が前記ダイの前記肩部よりも前記被成形材の底部側に挿入されるように、有底円筒状の前記被成形材の内部に前記マンドレルを挿入し、前記ダイに前記被成形材を挿入する工程と、
前記ダイの前記肩部よりも前記被成形材の底部側を前方押出しする工程と、
前記ダイの前記肩部よりも前記被成形材の開口部側を据込み加工する工程とを含むことを特徴とするアンダーカットを有する燃料噴射装置の部品の製造方法。
【請求項３】
前記ダイの前記肩部よりも前記被成形材の底部側を前方押出しする工程と、前記ダイの前記肩部よりも前記被成形材の開口部側を据込み加工する工程とを同時に行うことにより、前記被成形材の円筒内部のマンドレルによって前記被成形材のアンダーカット径上方の円筒部内側径が規定されることを特徴とする請求項２記載のアンダーカットを有する燃料噴射装置の部品の製造方法。
【請求項４】
マンドレル径よりも大きい内径を有する有底円筒状の被加工材であって、開口部側よりも底部側が小さい外径になるように外周に段部を有する被加工材を被成形材に使用し、
(1) 前記被成形材を、内壁に第一肩部を有する第一ダイに挿入する段階と、
前記第一ダイの前記第一肩部よりも前記被成形材の底部側を前方押出しすると共に前記第一ダイの前記第一肩部よりも前記被成形材の開口部側を据込み加工することにより前記被成形材に第一アンダーカットを形成する段階とからなる第一工程と、
(2) 前記第一工程により得られた前記被成形材を、内壁に前記第一肩部よりも小径の第二肩部を有する第二ダイに挿入する段階と、
前記第二ダイの前記第二肩部よりも前記被成形材の底部側を前方押出しすると共に前記第二ダイの前記第二肩部よりも前記被成形材の開口部側を据込み加工することにより、前記第一アンダーカットの少なくとも一部の傾斜角度が前記第一工程終了後に比べて大きくなるように加工された第二アンダーカットを前記被成形材に形成する段階とからなる第二工程と、
を含むことを特徴とするアンダーカットを有する燃料噴射装置の部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アンダーカットを有する燃料噴射装置の部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射装置の部品であるインジェクターボディバルブの内側に形成される細穴の奥には、研磨逃がしまたは燃料溜まりの目的でアンダーカットが設けられている。従来よりこのアンダーカットの成形は電解加工によって行っているが、電極交換によるコスト高、電解液使用による環境汚染等の問題がある。
【０００３】
そこで、この電解加工に代わり鍛造によりアンダーカットを成形する方法として、例えば特開昭５６−５９５５２号公報に開示されているものがある。この方法は、径方向外側へ拡がる湾曲部を上部周縁に有するカップ形状の被加工材を用い、被加工材の湾曲部に適合した肩部を備えるダイに被加工材を嵌合させた後、被加工材の凹部底壁をパンチにより加圧して被加工材をダイの底方向へ向って押込む方法である。この方法によると、ダイの肩部によってしごかれた被加工材の湾曲部が径内方向に向って張り出し変形されることからアンダーカットが成形される。
【０００４】
また、同様なアンダーカットを成形する方法として、特開平３−２０７５４５号公報に開示されているものがある。この方法は、円柱形状の被加工材を用い、被加工材の径より大きい径からなる上部と被加工材の径と略同径からなる下部とを有するダイに被加工材を嵌合させた後、被加工材の径より細いパンチにより被加工材の上端部を加圧して被加工材の上部を押しつぶす方法である。この方法によると、押しつぶされた被加工材の余肉が被加工材の径より大きい径のダイの内壁に沿って比較的滑らかに後方押出しされることからこの余肉がアンダーカットを成形する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のアンダーカットを成形する方法によると、特開昭５６−５９５５２号公報に開示されている方法では、次に列挙する問題点がある。
▲１▼被加工材の凹部底壁を直接パンチにより加圧するため被加工材の底壁が薄い場合、アンダーカット壁面が破断するおそれがある。
【０００６】
▲２▼しごかれた被加工材が径内方向に向って張り出し変形されアンダーカット形状を成形するため、アンダーカット開口部に連通するアンダーカット開口径と略同径の長い穴を有する形状の部品にはこの方法は適用できない。
▲３▼アンダーカット開口部を形成する部分の上端面はパンチで形状を制御されないため冷間鍛造自由表面になる。
【０００７】
▲４▼割型を用いて成形するアンダーカット成形にはアンダーカット径が小径にできない、割型の合わせ部分にばりが生ずる等の制約があり、小型部品には適用できない。
また、特開平３−２０７５４５号公報に開示されている方法によると、次に列挙する問題点がある。
【０００８】
(1) 棒状の被加工材の中に細長い穴が形成されている場合、この穴を潰すことなく被加工材の端部にアンダーカットを成形することはできない。そのためアンダーカット開口部に連通するアンダーカット開口部径と略同径の長い穴を有する形状の部品にはこの方法は適用できない。
(2) 後方押出しを利用して被加工材の余肉がダイの内壁に沿って比較的滑らかに押出し形状がそのままアンダーカット形状になるため、アンダーカットの内径が正確に成形できない。
【０００９】
(3) パンチにより被加工材の上端部を加圧してアンダーカット成形するため、アンダーカット形状の深さとアンダーカット開口径との間には相関がありそれぞれを独立させて設定することができない。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、割型を用いることなく簡素な方法で所定の穴径に成形されたアンダーカットを有する燃料噴射装置の部品を製造する製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための本発明による請求項１記載のアンダーカットを有する燃料噴射装置の部品の製造方法は、マンドレル径よりも大きい内径を有する有底円筒状の被加工材であって、開口部側よりも底部側が小さい外径になるように外周に段部を有する被加工材を被成形材に使用し、
上部から下部に向かって中部付近まで第１径の上部穴が形成され、中部付近から前記上部穴の内壁に対して所定の傾斜角度で第２径になるまで縮径する肩部が形成され、前記肩部の下方に前記第２径の下部穴が形成されたダイを使用し、
前記マンドレルの先端が前記ダイの前記肩部よりも前記被成形材の底部側に挿入されるように、有底円筒状の前記被成形材の内部に前記マンドレルを挿入し、前記ダイに前記被成形材を挿入する工程と、
前記被成形材の開口部側端部にパンチを当接して押し出しし、前記ダイの前記肩部により被成形材が絞り込まれることでアンダーカットが成形されると共に、前記肩部の下方に前記第２径で延在する前記下部穴のうちの一部範囲にわたって、前記被成形材の円筒内部の前記マンドレルによって前記被成形材のアンダーカット径上方の円筒部内側径が規定される工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による請求項２記載のアンダーカットを有する燃料噴射装置の部品の製造方法は、マンドレル径よりも大きい内径を有する有底円筒状の被加工材であって、開口部側よりも底部側が小さい外径になるように外周に段部を有する被加工材を被成形材に使用し、
上部から下部に向かって中部付近まで第１径の上部穴が形成され、中部付近から前記上部穴の内壁に対して所定の傾斜角度で第２径になるまで縮径する肩部が形成され、前記肩部の下方に前記第２径の下部穴が形成されたダイを使用し、
前記マンドレルの先端が前記ダイの前記肩部よりも前記被成形材の底部側に挿入されるように、有底円筒状の前記被成形材の内部に前記マンドレルを挿入し、前記ダイに前記被成形材を挿入する工程と、
前記ダイの前記肩部よりも前記被成形材の底部側を前方押出しする工程と、
前記ダイの前記肩部よりも前記被成形材の開口部側を据込み加工する工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明による請求項３記載のアンダーカットを有する燃料噴射装置の部品の製造方法は、請求項２記載のアンダーカットを有する燃料噴射装置の部品の製造方法において、前記ダイの前記肩部よりも被成形材の底部側を前方押出しする工程と、前記ダイの前記肩部よりも被成形材の開口部側を据込み加工する工程とを同時に行うことにより、被成形材の円筒内部のマンドレルによって被成形材のアンダーカット径上方の円筒部内側径が規定されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による請求項４記載のアンダーカットを有する燃料噴射装置の部品の製造方法は、マンドレル径よりも大きい内径を有する有底円筒状の被加工材であって、開口部側よりも底部側が小さい外径になるように外周に段部を有する被加工材を被成形材に使用し、
(1) 前記被成形材を、内壁に第一肩部を有する第一ダイに挿入する段階と、
前記第一ダイの前記第一肩部よりも前記被成形材の底部側を前方押出しすると共に前記第一ダイの前記第一肩部よりも前記被成形材の開口部側を据込み加工することにより前記被成形材に第一アンダーカットを形成する段階とからなる第一工程と、
(2) 前記第一工程により得られた前記被成形材を、内壁に前記第一肩部よりも小径の第二肩部を有する第二ダイに挿入する段階と、
前記第二ダイの前記第二肩部よりも前記被成形材の底部側を前方押出しすると共に前記第二ダイの前記第二肩部よりも前記被成形材の開口部側を据込み加工することにより、前記第一アンダーカットの少なくとも一部の傾斜角度が前記第一工程終了後に比べて大きくなるように加工された第二アンダーカットを前記被成形材に形成する段階とからなる第二工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１５】
【作用および発明の効果】
本発明のアンダーカットを有する燃料噴射装置の部品の製造方法によると、マンドレル径よりも大きい内径を有する有底円筒状の被加工材を使用するため、被加工材が難加工材である場合、ブランクとしての被加工材の作製が容易になり、押出し前の工程においてコストダウンを図れる。
【００１６】
また、有底円筒状の被加工材の開口端部側にパンチを当接して押し出し、これによりダイの肩部よりも押出方向前方側の被成形材の底部側が前方押出しとなり、ダイの肩部よりも押出方向後方側の被成形材の開口部側が据込み加工となることで、アンダーカット部を容易に成形することができる。
さらに、ダイの肩部より被成形材の段部を据込み成形するため、単純な中空押出工程で筒状部品の底部に袋穴を成形し、筒部開口端部側内径部に部分縮径によるアンダーカット成形が行える。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明のアンダーカットを有する部品の製造方法をガソリンエンジン用インジェクタのインジェクタボディーバルブに適用した第１実施例を図１および図２に示す。難加工材からなるインジェクタボディーバルブは冷間鍛造により形成され、この冷間鍛造に用いられる鍛造型を図１に示す。図１に示される中心線Ｃから左側が加工前の鍛造型と被加工材であり、中心線Ｃから右側が加工後の鍛造型と被加工材である。
【００１８】
鍛造型１００は、ダイ１０とスリーブパンチ２０とマンドレル３０とから構成され、この鍛造型１００の中には被加工材５０ａがセットされている。
ダイ１０の上部から下部に向って図１に示すダイ１０の中部付近まで径Ｄ３  の穴１１が形成されている。ダイ１０の中部付近から径Ｄ３  の穴１１の内壁に対して傾斜角度αで径Ｄ４  になるまで縮径する肩部１２が形成されている。この傾斜角度αは例えば１５°より大きい角度である。肩部１２の下方には径Ｄ４の穴１３が形成されている。
【００１９】
スリーブパンチ２０は、ダイ１０の穴１１と略同径の円柱形状に形成されいる。このスリーブパンチ２０は図示しない駆動手段により上下移動することから、一端がスリーブパンチ２０に固定されておりスリーブパンチ２０の下端から穴１３方向に延びるマンドレル３０によりダイ１０にセットされた被加工材５０ａを加圧する。
【００２０】
マンドレル３０は、後述する被加工材５０ａに設けられた穴５１より小さい径ｄ２  と外壁３１とからなる円柱形状に形成され、スリーブパンチ２０に一端が固定されている。スリーブパンチ２０が加工開始の状態、すなわちダイ１０にセットされた被加工材５０ａの上端部にスリーブパンチ２０が当接している状態において、スリーブパンチ２０の下端部からダイ１０の肩部１２を越えて被加工材５０ａに設けられた穴５１の底部５４に接しない範囲内の長さにマンドレル３０は形成されている。
【００２１】
被加工材５０ａは、ダイ１０の穴１１と穴１３とに適合する形状からなり、上部が径Ｄ３  と略同径の円柱形状、下部が径Ｄ４  と略同径の円柱形状に形成されている。またこの被加工材５０ａは内壁５２により形成されマンドレル３０の径ｄ２  よりわずかに大きい径ｄ１  とマンドレル３０より長い長さからなる円柱形状の凹部を有し、この凹部により形成される穴５１を有している。この穴５１の底には底部５４が形成されている。この被加工材５０ａの外周壁には、ダイ１０の肩部１２と略同形のテーパ部５３が形成されている。穴５１の径ｄ１  とマンドレル３０の径ｄ２  との大小関係はｄ１  ＞ｄ２  であるから、被加工材５０ａの内壁５２とマンドレル３０の外壁３１との間には、空間部４０が形成されている。図１の中心線Ｃから左側に示すように、被加工材５０ａの穴５１の深さＬ１  は、被加工材５０ａの上端部からテーパ部５３の下端まで長さｍ１  に被加工材５０ａのテーパ部５３の下端から底部５４までの長さＬ３  を加えた長さ（ｍ１  ＋Ｌ３  ）で表されている。ここで、被加工材５０ａのテーパ部５３の下端から底部５４までの長さＬ３  は、所望する袋穴４２の深さ、すなわち後述するアンダーカットの長さＬ４  に相当するため、被加工材５０ａの上端部からテーパ部５３の下端までの長さｍ１  に所望するアンダーカットの長さＬ４  を加えた長さ（ｍ１  ＋Ｌ４  ）が加工材５０ａの穴５１の深さＬ１に相当する。このように被加工材５０ａは他の鍛造型により所望のアンダーカット穴径より大きな穴および所望のアンダーカット深さより浅く成形されている。
【００２２】
次に、鍛造型１００の作動について説明する。図１の中心線Ｃから左側および図２（ａ）に示すように、他の鍛造型により成形された被加工材５０ａを鍛造型１００にセットする。その後、被加工材５０ａの穴５１にマンドレル３０を挿入するとともに、被加工材５０ａの上端部をスリーブパンチ２０により加圧する。なお、マンドレル３０およびスリーブパンチ２０の図２（ａ）における上端は、装置本体に固定されている。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、この加圧により被加工材５０ｂのテーパ部５３より上方に位置する被加工材５０ｂの素材が図２（ｂ）の矢印１０１方向に据込まれる。また同時に被加工材５０ｂのテーパ部５３付近に位置する被加工材５０ｂの素材がダイ１０の肩部１２によってしごかれ、図２（ｂ）の矢印１０２方向に前方押出しされる。このテーパ部５３付近に位置する被加工材５０ｂの素材は図２（ｂ）の矢印１０３に示すように被加工材５０ｂの軸に向って径方向に絞込まれるように流れるが、マンドレル３０があるため矢印１０３方向に流れる被加工材５０ｂの素材はマンドレル３０の外壁に当接するまで緩やかな傾斜で径ｄ２  に縮径する。また被加工材５０ｂのテーパ部５３より下方に位置するＬ３  で示す範囲の被加工材５０ｂの素材は図２（ｂ）の矢印１０４方向に前方押出しされるため縮径されることなく、そのまま前方へ押出される。これにより加工前のＬ３  で示す範囲はそのまま前方へ押出されアンダーカット形状の袋穴４２となる。また、袋穴４２の深さはＬ３  相当のＬ４  になる。袋穴４２の上部はマンドレル３０の径ｄ２  と略同径に形成される円筒状の穴４３に連通している。この袋穴４２の内壁５５は底部５４から上方へ向って緩やな傾斜により縮径し、穴４３と連通する袋穴４２の開口部は径ｄ２  に形成されている。この内壁５５の傾斜角度は、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと加工前の被加工材５０ｂの穴５１の径ｄ１  に対するマンドレル３０の径ｄ２  とから調整可能である。被加工材５０ｃのテーパ部５３から上端部までをｍ２  で示すように残す場合、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αを自由押出し加工限界以上に設定することによりテーパ部５３から上部がスリーブパンチ２０によって据込むことが可能になる。図１の中心線Ｃから右側および図２（ｃ）に示すように、スリーブパンチ２０の加圧がさらに進むと被加工材５０ｃの内壁５２とマンドレル３０の外壁３１との間に形成されていた空間部４０には縮径した被加工材５０ｃの素材が充満する。
【００２４】
この加工により加工前の被加工材５０ａの穴５１の深さＬ１  は減面率の分だけ深くなり深さＬ２  になるとともに、加工前の被加工材５０ａの穴５１の径ｄ１  を底部５４に有し、開口部にはマンドレル３０の径ｄ２  を有する袋穴４２が被加工材５０ｃに形成され、加工後の各穴の形状は次に示すように制御可能である。
▲１▼穴４３の径は、マンドレル３０の径ｄ２  と略同径になるためマンドレル３０により制御可能である。
【００２５】
▲２▼穴４３の長さは、スリーブパンチ２０による前方押出しの継続状態により制御可能である。
▲３▼アンダーカット形状の袋穴４２の上部穴径は、マンドレル３０の径ｄ２  と略同径になるためマンドレル３０により制御可能である。
▲４▼アンダーカット形状の袋穴４２の底部穴径は、加工前に他の鍛造型により形成した穴５１の径ｄ１  になるため他の鍛造型により制御可能である。
【００２６】
▲５▼アンダーカット形状の袋穴４２の長さは、加工前に他の鍛造型により形成したテーパ部５３の下端から底部５４までの穴５１の長さＬ３  に相当するため、他の鍛造型により制御可能である。
▲６▼アンダーカット形状の袋穴４２の内壁５５の傾斜角度は、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと加工前の他の鍛造型により形成した穴５１の径ｄ１  に対するマンドレル３０の径ｄ２  とから調整できるため、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと他の鍛造型とマンドレル３０により制御可能である。
【００２７】
この第１実施例によると、加工前に他の鍛造型により形成した被加工材５０ａの形状とダイ１０の肩部１２の傾斜角度αとマンドレル３０の径ｄ２  とにより、被加工材５０ａに所定の穴径および深さのアンダーカットを成形することができ、このアンダーカットの内壁は緩やかな傾斜角度で形成することができる。またこの傾斜角度も加工前に他の鍛造型により形成した被加工材５０ａの形状とダイ１０の肩部１２の傾斜角度αとマンドレル３０の径ｄ２  とにより任意に制御することができる。
【００２８】
（第２実施例）
本発明のアンダーカットを有する部品の製造方法をガソリンエンジン用インジェクタのインジェクタボディーバルブに適用した第２実施例を図３に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。図３（ａ）に示すように、鍛造型２００の構成はスリーブパンチ２２０の径がダイ１０の穴１３と略同径の径Ｄ４  である点と、またスリーブパンチ２２０の長さが長い点とが第１実施例と異なる。
【００２９】
鍛造型２００は、ダイ１０とスリーブパンチ２２０とマンドレル３０とから構成され、この鍛造型２００の中には被加工材２５０ａがセットされており、この鍛造型２００の作動について説明する。図３（ａ）に示すように、他の鍛造型により成形された被加工材２５０ａを鍛造型２００にセットする。その後、被加工材２５０ａの穴２５１にマンドレル３０を挿入するとともに、被加工材２５０ａの上端部をスリーブパンチ２２０により加圧する。この加圧により被加工材２５０ａのテーパ部２５３より上方に位置する被加工材２５０ａの素材が据込まれる。また同時に被加工材２５０ａのテーパ部２５３付近に位置する被加工材２５０ａの素材がダイ１０の肩部１２によってしごかれ前方押出しされる。このテーパ部２５３付近に位置する被加工材２５０ａの素材は被加工材２５０ａの軸に向って径方向に絞込まれるようにマンドレル３０の外壁に当接するまで流れ、被加工材２５０ａは緩やかな傾斜で径ｄ２  に縮径する。また被加工材２５０ａのテーパ部２５３より下方に位置するＬ３  で示す範囲の被加工材２５０ａの素材はそのまま前方押出しされるため縮径されることがない。これにより加工前のＬ３  で示す範囲はそのまま前方へ押出されアンダーカット形状の袋穴４２となり、この袋穴４２の深さはＬ３  相当のＬ４  になる。袋穴４２の上部はマンドレル３０の径ｄ２  と略同径に形成される円筒状の穴４３に連通している。この袋穴４２の内壁２５５は底部２５４から上方へ向って緩やな傾斜により縮径し、穴４３と連通する袋穴４２の開口部は径ｄ２  に形成されている。この内壁２５５の傾斜角度は、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと加工前の被加工材２５０ａの穴２５１の径ｄ１  に対するマンドレル３０の径ｄ２  とから調整可能である。
【００３０】
図３（ｂ）に示すように、スリーブパンチ２２０の加圧が進みスリーブパンチ２２０がダイ１０の穴１３に挿入されるところまでスリーブパンチ２２０が下方へ移動すると、被加工材２５０ａのテーパ部２５３付近に位置する被加工材２５０ａの素材がダイ１０の肩部１２によって完全にしごかれ、肩部１２の下方の穴１３に被加工材２５０ｃが押込まれるところで加圧を終了する。これにより径Ｄ３  と略同径の円柱形状の被加工材２５０ａの上部とテーパ部２５３とが取除かれ、図３（ｃ）に示す被加工材２５０ｃが形成される。
【００３１】
加工後の各穴の形状は次に示すように制御可能である。
▲１▼穴４３の径は、マンドレル３０の径ｄ２  と略同径になるためマンドレル３０により制御可能である。
▲２▼アンダーカット形状の袋穴４２の上部穴径は、マンドレル３０の径ｄ２  と略同径になるためマンドレル３０により制御可能である。
【００３２】
▲３▼アンダーカット形状の袋穴４２の底部穴径は、加工前に他の鍛造型により形成した穴２５１の径ｄ１  になるため他の鍛造型により制御可能である。
▲４▼アンダーカット形状の袋穴４２の長さは、加工前に他の鍛造型により形成したテーパ部２５３の下端から底部２５４までの穴２５１の長さＬ３  に相当するため、他の鍛造型により制御可能である。
【００３３】
▲５▼アンダーカット形状の袋穴４２の内壁２５５の傾斜角度は、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと加工前の他の鍛造型により形成した穴２５１の径ｄ１  に対するマンドレル３０の径ｄ２  とから調整できるため、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと他の鍛造型とマンドレル３０により制御可能である。
この第２実施例によると、第１実施例と同様、加工前に他の鍛造型により形成した被加工材２５０ａの形状とダイ１０の肩部１２の傾斜角度αとマンドレル３０の径ｄ２  とにより、被加工材２５０ａに所定の穴径および深さのアンダーカットを成形することができ、このアンダーカットの内壁は緩やかな傾斜角度で形成することができる。またこの傾斜角度も加工前に他の鍛造型により形成した被加工材２５０ａの形状とダイ１０の肩部１２の傾斜角度αとマンドレル３０の径ｄ２  とにより任意に制御することができる。
【００３４】
また、この第２実施例によると、加工と同時に外周壁のテーパ部２５３を取除くことができるため、外周壁にテーパ部が不要なインジェクタボディーバルブが要求される場合、加工後にテーパ部２５３を除去する工程を削減できる効果がある。
（第３実施例）
本発明のアンダーカットを有する部品の製造方法をガソリンエンジン用インジェクタのインジェクタボディーバルブに適用した第３実施例を図４に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。図４（ａ）に示すように、鍛造型３００の構成はスリーブパンチ３２０が長い点が第１実施例と異なる。
【００３５】
鍛造型３００は、ダイ１０とスリーブパンチ３２０とマンドレル３０とから構成され、この鍛造型３００の中には被加工材３５０ａがセットされており、この鍛造型３００の作動について説明する。図４（ａ）に示すように、他の鍛造型により成形された被加工材３５０ａを鍛造型３００にセットする。その後、被加工材３５０ａの穴３５１にマンドレル３０を挿入するとともに、被加工材３５０ａの上端部をスリーブパンチ３２０により加圧する。この加圧により被加工材３５０ａのテーパ部３５３より上方に位置する被加工材３５０ａの素材が据込まれる。また同時に被加工材３５０ａのテーパ部３５３付近に位置する被加工材３５０ａの素材がダイ１０の肩部１２によってしごかれ前方押出しされる。このテーパ部３５３付近に位置する被加工材３５０ａの素材は被加工材３５０ａの軸に向って径方向に絞込まれるようにマンドレル３０の外壁に当接するまで流れ、被加工材３５０ａは緩やかな傾斜で径ｄ２  に縮径する。また被加工材３５０ａのテーパ部３５３より下方に位置するＬ３  で示す範囲の被加工材３５０ａの素材は前方押出しされるため縮径されることがない。これにより加工前のＬ３  で示す範囲はそのまま前方へ押出されアンダーカット形状の袋穴４２となり、この袋穴４２の深さはＬ３  相当のＬ４  になる。袋穴４２の上部はマンドレル３０の径ｄ２  と略同径に形成される円筒状の穴４３に連通している。この袋穴４２の内壁３５５は底部３５４から上方へ向って緩やな傾斜により縮径し、穴４３と連通する袋穴４２の開口部は径ｄ２  に形成されている。この内壁３５５の傾斜角度は、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと加工前の被加工材３５０ａの穴３５１の径ｄ１  に対するマンドレル３０の径ｄ２  とから調整可能である。
【００３６】
図４（ｂ）に示すように、スリーブパンチ３２０の加圧をさらに進め被加工材３５０ａのテーパ部３５３付近に位置する被加工材３５０ｃの素材が可能な限り薄くなるまで加圧を継続する。その後、テーパ部３５３付近に被加工材３５０ｃの素材を最小限に残して加圧を終了する。これにより上端部に一部テーパ部３５３を残し、図４（ｃ）に示す被加工材３５０ｃが形成される。
【００３７】
冷間鍛造工程で上端部に残ったテーパ部３５３を次工程の抜き等の方法により除去し、図４（ｄ）に示す被加工材３５０ｄが形成される。
加工後の各穴の形状は次に示すように制御可能である。
▲１▼穴４３の径は、マンドレル３０の径ｄ２  と略同径になるためマンドレル３０により制御可能である。
【００３８】
▲２▼アンダーカット形状の袋穴４２の上部穴径は、マンドレル３０の径ｄ２  と略同径になるためマンドレル３０により制御可能である。
▲３▼アンダーカット形状の袋穴４２の底部穴径は、加工前に他の鍛造型により形成した穴３５１の径ｄ１  になるため他の鍛造型により制御可能である。
▲４▼アンダーカット形状の袋穴４２の長さは、加工前に他の鍛造型により形成したテーパ部３５３の下端から底部３５４までの穴３５１の長さＬ３  に相当するため、他の鍛造型により制御可能である。
【００３９】
▲５▼アンダーカット形状の袋穴４２の内壁３５５の傾斜角度は、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと加工前の他の鍛造型により形成した穴３５１の径ｄ１  に対するマンドレル３０の径ｄ２  とから調整できるため、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと他の鍛造型とマンドレル３０により制御可能である。
この第３実施例によると、第１実施例と同様、加工前に他の鍛造型により形成した被加工材３５０ａの形状とダイ１０の肩部１２の傾斜角度αとマンドレル３０の径ｄ２  とにより、被加工材３５０ａに所定の穴径および深さのアンダーカットを成形することができ、このアンダーカットの内壁は緩やかな傾斜角度で形成することができる。またこの傾斜角度も加工前に他の鍛造型により形成した被加工材３５０ａの形状とダイ１０の肩部１２の傾斜角度αとマンドレル３０の径ｄ２  とにより任意に制御することができる。
【００４０】
また、この第３実施例によると、外周壁にテーパ部が不要なインジェクタボディーバルブが要求される場合、テーパ部３５３付近に被加工材３５０ｃの素材を最小限に残して加圧を終了することから加工後の屑材の発生を極力抑えることができ、被加工材３５０ａの無駄を削減する効果がある。
なお、上記第１〜第３実施例ではガソリンエンジン用インジェクタのインジェクタボディーバルブの製造方法に適用した例について説明したが、本発明は、自動車用ボールジョイントハウジング、自動車用出力軸一体型デフケース、アンダーカット成形部を有するその他筒状部品等の製造方法にも適用することができる。
【００４１】
（第４実施例）
本発明のアンダーカットを有する部品の製造方法をディーゼルエンジン用噴射ノズルのボディーに適用した第４実施例を図５〜図７に示す。この第４実施例は、図５に示すように内壁の傾斜角度が大きいアンダーカットを第一工程と第二工程との二工程で形成する例である。図５〜図７において、第１実施例と実質的に同一の構成部品には同一符号を付す。
【００４２】
図６（ａ）〜（ｃ）に示す第一工程では、鍛造型４００により被加工材４５０ａを加工する。図６（ａ）に示すように、鍛造型４００は、ダイ４１０とスリーブパンチ４２０とマンドレル３０とから構成され、この鍛造型４００の中に被加工材４５０ａがセットされる。鍛造型４００の構成は、スリーブパンチ４２０の径がダイ４１０の穴１３と略同一の径Ｄ４′である点、スリーブパンチ４２０の長さが長い点、被加工材４５０ａの穴４５１の径ｄ１  に対するマンドレル３０の径ｄ２  がより小さい点、および、ダイ４１０の径Ｄ３  と径Ｄ４  ′との径の差が小さい点が第１実施例と異なる。また、被加工材４５０ａの形状は、ダイ４１０の穴１３の内径Ｄ４  ′より被加工材４５０ａの外周先端部の径Ｄ５  が小さい点が第１実施例と異なる。
【００４３】
この鍛造型４００の作動について説明する。
図６（ａ）に示すように、他の鍛造型により成形された被加工材４５０ａを鍛造型４００にセットする。その後、被加工材４５０ａの穴４５１にマンドレル３０を挿入すると共に被加工材４５１ａの上端部をスリーブパンチ４２０により加圧する。この加圧により被加工材４５０ａのテーパ部４５３より上方に位置する被加工材４５０ａの素材がダイ４１０の肩部４１２によってしごかれる。このテーパ部４５３付近に位置する被加工材４５０ａの素材は被加工材４５０ａの軸に向かって径方向に絞り込まれるようにマンドレル３０の外壁に当接するまで流れ、被加工材４５０ａは緩やかな傾斜で径ｄ２  に縮径する。また、被加工材４５０ａのテーパ部４５３より下方に位置するＬ３  で示す範囲の被加工材４５０ａの素材は、そのまま前方に移動するため縮径されることがない。これにより、第一工程の加工前のＬ３  で示す範囲はそのまま前方押出されてアンダーカット形状の袋穴となる。ここで、加工前の袋穴の長さと加工後の袋穴の長さとが同一となる第１実施例とは異なり、第４実施例では被加工材４５０ａの穴径ｄ１  に対して縮径後の径ｄ２  が小さいため、被加工材４５０ａの加工前の袋穴４２の長さＬ３  と加工後の袋穴４２の長さＬ３  ′との関係はＬ３  ＜Ｌ３  ′となる。
【００４４】
図６（ｂ）に示すように、スリーブパンチ４２０の加圧がさらに進みダイ４１０の穴１３にスリーブパンチ４２０が挿入される位置までスリーブパンチ４２０が下方に移動する。このとき、被加工材４５０ａのテーパ部４５３付近に位置する被加工材４５０ａの素材がダイ４１０の肩部４１２によってしごかれる。肩部４１２の下方の穴１３に被加工材４５０ｂが押し込まれるところで加圧を終了する。これにより、図６（ｃ）に示す被加工材４５０ｂが形成される。
【００４５】
そして、図７（ａ）〜（ｃ）に示す第二工程では、第一工程で得られた被加工材４５０ｂを鍛造型５００により加工する。図７（ａ）に示すように、鍛造型５００は、ダイ５１０とスリーブパンチ５２０とマンドレル３０とから構成され、この鍛造型５００の中には被加工材４５０ｂがセットされている。鍛造型５００の構成は、ダイ５１０の径Ｄ３  ′とＤ５  との径の差が小さい点が第１実施例と異なり、スリーブパンチ５２０の径はダイ５１０の穴と略同一の径Ｄ３  ′である。また、第二工程で用いる鍛造型５００のダイ５１０の径Ｄ３  ′は第一工程で用いた鍛造型４００のダイ４１０の穴１３の径Ｄ４  ′と略同一であり、ダイ５１０の肩部５１２の傾斜角度αはダイ４１０の肩部４１２の傾斜角度αと同一である。
【００４６】
この鍛造型５００の作動について説明する。
図７（ａ）に示すように、第一工程で鍛造型４００によりアンダーカット形状の袋穴が形成された被加工材４５０ｂを鍛造型５００にセットする。その後、被加工材４５０ｂの穴４３にマンドレル３０を挿入するとともに被加工材４５０ｂの上端部をスリーブパンチ５２０により加圧する。この加圧により、第一工程と同様に、被加工材４５０ｂのテーパ部５５３より上方に位置する被加工材４５０ｂの素材がダイ５１０の肩部５１２によってしごかれる。このテーパ部５５３付近に位置する被加工材４５０ｂの素材は被加工材４５０ｂの軸に向かって径方向に絞り込まれるようにマンドレル３０の外壁に当接するまで流れる。このとき、テーパ部５５３より上方に位置する範囲の袋穴４２は、図７（ｂ）に示すように、第二工程の加工前に比べて袋穴４２の内壁４５５の傾斜が大きくなるとともに径ｄ２  に縮径する。また、被加工材４５０ｂのテーパ部５５３より下方に位置するＬ５３で示す範囲の被加工材４５０ｂの素材はそのまま前方に移動するため、テーパ部５５３より下方に位置する範囲の袋穴４２は縮径されることがない。
【００４７】
この第二工程により、第一工程の加工前のＬ５３で示す範囲はそのまま前方押出されアンダーカット形状の袋穴４２となるが、第一工程において鍛造型４００により成形された袋穴４２の長さＬ３  ′のうち被加工材４５０ｂのテーパ部５５３より上方に位置する部分であって袋穴４２と穴４３を接続する傾斜部が鍛造型５００により径ｄ２  に縮径される。これにより、図７（ｃ）に示すように、袋穴４２の長さがＬ５３であり、この袋穴４２の内壁４５５の傾斜角度の大きい被加工材４５０ｃが形成される。
【００４８】
加工後の各穴の形状は次に示すように制御可能である。
▲１▼穴４３の径は、マンドレル３０の径と略同径になるため、マンドレル３０により制御可能である。
▲２▼アンダーカット形状の袋穴４２の上部の穴径は、マンドレル３０の径ｄ２  と略同径になるため、マンドレル３０により制御可能である。
【００４９】
▲３▼アンダーカットの袋穴４２の底部穴径は、加工前に他の鍛造型により成形した穴４５１の径ｄ１  になるため、他の鍛造型により制御可能である。
▲４▼アンダーカット形状の袋穴４２の長さは、加工前に他の鍛造型により形成したテーパ部４５３の下端から底部４５４までの穴４５１の長さＬ５３に相当するため他の鍛造型により制御可能である。
【００５０】
▲５▼アンダーカット形状の袋穴４２の内壁４５５の傾斜角度は、ダイ４１０の肩部４１２およびダイ５１０の肩部５１２の傾斜角度α、鍛造型４００の加工率、および、加工前の鍛造型により形成した穴４５１の径ｄ１  に対するマンドレル３０の径ｄ２  から調整できる。したがって、肩部４１２および肩部５１２の傾斜角度α、鍛造型４００の加工率、および、他の鍛造型とマンドレル３０により制御可能である。ここで、「鍛造型４００の加工率」とは鍛造型４００によって被加工材４５０が加工される程度を示し、これはダイ４１０の内径Ｄ３とＤ４′との差から決まる。
【００５１】
この第４実施例によると、加工前に他の鍛造型により形成した被加工材４５０ａの形状とダイ４１０の肩部４１２およびダイ５１０の肩部５１２の傾斜角度αと、鍛造型４００の加工率と、マンドレル３０の径ｄ２  とにより被加工材４５０ａに所定の穴径および深さのアンダーカットを成形することができ、また被加工材４５０ａを二工程に分けて成形することによりこのアンダーカットの内壁の傾斜角度を大きくすることができる。この傾斜角度は、加工前に他の鍛造型により形成した被加工材４５０ａの形状、鍛造型４００の加工率、ダイ４１０の肩部４１２およびダイ５１０の肩部５１２の傾斜角度α、および、マンドレルの径ｄ２  により制御することができる。
【００５２】
また、図５に示したディーゼルエンジンの噴射ノズルのボディーのように被加工材の外周のＤ４′とＤ５との径差が小さい場合には、第１実施例に示すような一工程の加工によると前方押出の加工率が小さいために内径の十分な縮小を行うことが困難であるが、第４実施例によるとこのような場合にも内周の燃料溜まりとなる大きなアンダーカットの成形が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるインジェクタボディーバルブの冷間鍛造型を左右半部で異なる作動状態に示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施例によるインジェクタボディーバルブの冷間鍛造過程を順次示した図である。
【図３】本発明の第２実施例によるインジェクタボディーバルブの冷間鍛造過程と成形過程とを順次示した図である。
【図４】本発明の第３実施例によるインジェクタボディーバルブの冷間鍛造過程と成形過程とを順次示した図である。
【図５】ディーゼルエンジンの噴射ノズルのボディーの冷間鍛造品形状を示した図である。
【図６】本発明の第４実施例によるディーゼルエンジンの噴射ノズルのボディーの冷間鍛造過程と成形過程との第一工程を順次示した図である。
【図７】本発明の第４実施例によるディーゼルエンジンの噴射ノズルのボディーの冷間鍛造過程と成形過程との第二工程を順次示した図である。
【符号の説明】
１０    ダイ
２０、２２０、３２０、４２０、５２０    スリーブパンチ（パンチ）
３０    マンドレル
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、２５０ａ、２５０ｃ、３５０ａ、３５０ｃ、３５０ｄ、４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃ    被加工材（被成形材）
１００、２００、３００、４００、５００    鍛造型
４１０    ダイ（第一ダイ）
４１２    肩部（第一肩部）
５１０    ダイ（第二ダイ）
５１２    肩部（第二肩部）
ｄ１      被加工材の穴径
ｄ２      マンドレル径
Ｄ０      スリーブパンチ外径
Ｄ３  、Ｄ３  ′    ダイの上部からダイの肩部までの穴径
Ｄ４  、Ｄ４  ′、Ｄ５      ダイの肩部からダイの下部までの穴径
【図１】
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【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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