(57)【要約】【課題】  所定の間隔で配置される複数の貫通穴を寸法精度よく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することが可能な鍛造品の穴あけ方法とその穴あけ装置を提供することである。【解決手段】  予め定められた間隔で配置されて形成された複数のパンチ案内穴４１、４２を有する案内プレート４０を鍛造品Ｗ２の表面上に配置して押圧し、複数のパンチ２０、３０の各々が案内プレート４０の複数のパンチ案内穴４１、４２の各々を通過した後、案内プレート４０で押圧された鍛造品Ｗ２を打ち抜くことにより、予め定められた間隔で配置された複数の貫通穴を鍛造品Ｗ２に形成する。【選択図】        図２
2005262298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ方法において、
予め定められた間隔で配置されて形成された複数のパンチ案内穴を有するパンチ案内プレートを鍛造品の表面上に配置して押圧するステップと、
複数のパンチの各々が前記パンチ案内プレートの複数のパンチ案内穴の各々を通過した後、前記パンチ案内プレートで押圧された鍛造品を打ち抜くことにより、予め定められた間隔で配置された複数の貫通穴を鍛造品に形成するステップとを備えたことを特徴とする、鍛造品の穴あけ方法。
【請求項２】
複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ方法において、
予め定められた間隔で配置されて形成された複数の第１の案内穴を有し、かつ前記第１の案内穴よりも小さい第２の案内穴を有する複数のブッシュがそれぞれ前記複数の第１の案内穴に装着されたパンチ案内プレートを鍛造品の表面上に配置して押圧するステップと、
複数のパンチの各々が前記複数のブッシュの各々の第２の案内穴を通過した後、前記パンチ案内プレートで押圧された鍛造品を打ち抜くことにより、予め定められた間隔で配置された複数の貫通穴を鍛造品に形成するステップとを備えたことを特徴とする、鍛造品の穴あけ方法。
【請求項３】
複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ方法において、
予め定められた間隔で配置された、各々が先端部に第１の外周刃面と該第１の外周刃面よりも大きい外径の第２の外周刃面とを有する複数のパンチを鍛造品の表面上に配置するステップと、
複数のパンチの各々が鍛造品を打ち抜くことにより、予め定められた間隔で配置された複数の貫通穴を鍛造品に形成するステップとを備えたことを特徴とする、鍛造品の穴あけ方法。
【請求項４】
複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ方法において、
予め定められた間隔で配置された、各々が先端部に第１の外周刃面と該第１の外周刃面よりも大きい外径の第２の外周刃面とを有する複数のパンチを鍛造品の表面上に配置するステップと、
予め定められた間隔で配置されて形成された複数のパンチ案内穴を有するパンチ案内プレートを鍛造品の表面上に配置して押圧するステップと、
複数のパンチの各々が前記パンチ案内プレートの複数のパンチ案内穴の各々を通過した後、前記パンチ案内プレートで押圧された鍛造品を打ち抜くことにより、予め定められた間隔で配置された複数の貫通穴を鍛造品に形成するステップとを備えたことを特徴とする、鍛造品の穴あけ方法。
【請求項５】
複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ方法において、
予め定められた間隔で配置された、各々が先端部に第１の外周刃面と該第１の外周刃面よりも大きい外径の第２の外周刃面とを有する複数のパンチを鍛造品の表面上に配置するステップと、
予め定められた間隔で配置されて形成された複数の第１の案内穴を有し、かつ前記第１の案内穴よりも小さい第２の案内穴を有する複数のブッシュがそれぞれ前記複数の第１の案内穴に装着されたパンチ案内プレートを鍛造品の表面上に配置して押圧するステップと、
複数のパンチの各々が前記複数のブッシュの各々の第２の案内穴を通過した後、前記パンチ案内プレートで押圧された鍛造品を打ち抜くことにより、予め定められた間隔で配置された複数の貫通穴を鍛造品に形成するステップとを備えたことを特徴とする、鍛造品の穴あけ方法。
【請求項６】
前記複数のパンチの各々の先端面が鍛造品の表面に接触するまで相対的に大きい速度で前記複数のパンチの各々を移動させ、その後、前記複数のパンチの各々が鍛造品を打ち抜くことにより前記複数の貫通穴を鍛造品に形成するまで相対的に小さい速度で前記複数のパンチの各々を移動させることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の鍛造品の穴あけ方法。
【請求項７】
複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ装置において、
予め定められた間隔で複数のパンチが配置されて設けられ、パンチ案内プレートが鍛造品の表面上を押圧することができるように設けられ、前記パンチ案内プレートは、前記複数のパンチの配置に応じて予め定められた間隔で配置されて形成された複数のパンチ案内穴を有することを特徴とする、鍛造品の穴あけ装置。
【請求項８】
複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ装置において、
予め定められた間隔で複数のパンチが配置されて設けられ、パンチ案内プレートが鍛造品の表面上を押圧することができるように設けられ、前記パンチ案内プレートは、前記複数のパンチの配置に応じて予め定められた間隔で配置されて形成された複数の第１の案内穴を有し、前記第１の案内穴よりも小さい第２の案内穴を有する複数のブッシュがそれぞれ前記複数の第１の案内穴に装着されていることを特徴とする、鍛造品の穴あけ装置。
【請求項９】
複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ装置において、
予め定められた間隔で複数のパンチが配置されて設けられ、前記複数のパンチの各々が先端部に第１の外周刃面と該第１の外周刃面よりも大きい外径の第２の外周刃面とを有することを特徴とする、鍛造品の穴あけ装置。
【請求項１０】
複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ装置において、
予め定められた間隔で複数のパンチが配置されて設けられ、前記複数のパンチの各々が先端部に第１の外周刃面と該第１の外周刃面よりも大きい外径の第２の外周刃面とを有し、パンチ案内プレートが鍛造品の表面上を押圧することができるように設けられ、前記パンチ案内プレートは、前記複数のパンチの配置に応じて予め定められた間隔で配置されて形成された複数のパンチ案内穴を有することを特徴とする、鍛造品の穴あけ装置。
【請求項１１】
複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ装置において、
予め定められた間隔で複数のパンチが配置されて設けられ、前記複数のパンチの各々が先端部に第１の外周刃面と該第１の外周刃面よりも大きい外径の第２の外周刃面とを有し、パンチ案内プレートが鍛造品の表面上を押圧することができるように設けられ、前記パンチ案内プレートは、前記複数のパンチの配置に応じて予め定められた間隔で配置されて形成された複数の第１の案内穴を有し、前記第１の案内穴よりも小さい第２の案内穴を有する複数のブッシュがそれぞれ前記複数の第１の案内穴に装着されていることを特徴とする、鍛造品の穴あけ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鍛造品の穴あけ方法およびその装置に関し、特に、自動車等の懸架装置、操舵装置等に使用される鍛造品からなるボールジョイント用部品の穴あけ方法およびその穴あけ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、鍛造品の一例として、自動車等の懸架装置、操舵装置等に使用されるボールジョイント用部品を示す斜視図である。図１０に示すように、ボールジョイント用部品１００の一方端部には大径穴１０１が形成され、他方端部には二つの腕部のそれぞれに内径の大きさが異なるボルト取付け用の小径穴１０２と１０３が形成されている。従来から、大径穴１０１は、熱間鍛造成形された予備成形体に熱間加工によって形成され、トリミングされて仕上げ加工される。ところが、小径穴１０２と１０３は、ボール盤を用いてドリルにより、すなわち機械加工により形成される。これにより、小径穴１０２と１０３を形成するためにドリル加工の別工程が必要になり、生産性が低下するという問題があった。また、ボール盤による穴加工では穴を一つずつあける必要があり、位置決めを行って複数の穴の間隔を精度よく保って穴をあけることは困難であった。さらに、ドリルによる穴加工のために穴の内周加工面の面粗さが大きく、仕上るためには後加工が必要であった。
【０００３】
ところで、特開２００３−２３０９３２号公報（特許文献１）には、軸線方向に貫通する貫通孔を成形する鍛造品の打ち抜き方法が記載されている。この方法では、予め予備成形で打ち抜き範囲内に軸線方向に漸次小径となる曲面又はテーパ面を有する凹部又は凸部を設けた予備成形品を成形し、その後、予備成形品に対向する端面に凹部又は凸部に係合する凸圧部又は凹圧部を設けたパンチで予備成形品の凹部又は凸部付近を打ち抜き、貫通孔を成形する。
【特許文献１】特開２００３−２３０９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記公報に記載された方法では、単一の貫通穴を鍛造品に形成することができたとしても、所定の間隔で配置される複数の貫通穴を寸法精度よく、または各貫通穴の内周加工面の面粗さも仕上がりよく加工することは困難であった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、所定の間隔で配置される複数の貫通穴を寸法精度よく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することが可能な鍛造品の穴あけ方法とその穴あけ装置を提供することである。
【０００６】
また、この発明の目的は、所定の間隔で配置される複数の貫通穴を各貫通穴の内周加工面の表面粗さが仕上がりよく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することが可能な鍛造品の穴あけ方法とその穴あけ装置を提供することである。
【０００７】
さらに、この発明の目的は、所定の間隔で配置される複数の貫通穴を寸法精度よく、各貫通穴の内周加工面の面粗さが仕上がりよく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することが可能な鍛造品の穴あけ方法とその穴あけ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の一つの局面に従った鍛造品の穴あけ方法は、複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ方法において、予め定められた間隔で配置されて形成された複数のパンチ案内穴を有するパンチ案内プレートを鍛造品の表面上に配置して押圧するステップと、複数のパンチの各々がパンチ案内プレートの複数のパンチ案内穴の各々を通過した後、パンチ案内プレートで押圧された鍛造品を打ち抜くことにより、予め定められた間隔で配置された複数の貫通穴を鍛造品に形成するステップとを備える。
【０００９】
この発明の一つの局面に従った複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ装置には、予め定められた間隔で複数のパンチが配置されて設けられている。パンチ案内プレートは鍛造品の表面上を押圧することができるように設けられている。また、パンチ案内プレートは、複数のパンチの配置に応じて予め定められた間隔で配置されて形成された複数のパンチ案内穴を有する。
【００１０】
この発明の一つの局面に従った装置と方法では、パンチ案内プレートで押圧された状態で鍛造品が複数のパンチの各々で打ち抜かれるので、穴あけ工程において鍛造品が左右上下にずれることなく、精度よく位置決めされる。また、鍛造品を押圧するパンチ案内プレートは予め定められた間隔で配置されて形成された複数のパンチ案内穴を有するので、穴あけ工程において複数のパンチの各々がパンチ案内穴に案内されて精度よく移動する。このパンチの移動によって一度で複数の穴あけ加工が行われる。これらにより、所定の間隔で配置される複数の貫通穴を寸法精度よく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することができる。
【００１１】
この発明のもう一つの局面に従った鍛造品の穴あけ方法は、複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ方法において、予め定められた間隔で配置されて形成された複数の第１の案内穴を有し、かつ第１の案内穴よりも小さい第２の案内穴を有する複数のブッシュがそれぞれ複数の第１の案内穴に装着されたパンチ案内プレートを鍛造品の表面上に配置して押圧するステップと、複数のパンチの各々が複数のブッシュの各々の第２の案内穴を通過した後、パンチ案内プレートで押圧された鍛造品を打ち抜くことにより、予め定められた間隔で配置された複数の貫通穴を鍛造品に形成するステップとを備える。
【００１２】
この発明のもう一つの局面に従った複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ装置には、予め定められた間隔で複数のパンチが配置されて設けられている。パンチ案内プレートが鍛造品の表面上を押圧することができるように設けられている。パンチ案内プレートは、複数のパンチの配置に応じて予め定められた間隔で配置されて形成された複数の第１の案内穴を有する。第１の案内穴よりも小さい第２の案内穴を有する複数のブッシュがそれぞれ複数の第１の案内穴に装着されている。
【００１３】
この発明のもう一つの局面に従った装置と方法では、パンチ案内プレートで押圧された状態で鍛造品が複数のパンチの各々で打ち抜かれるので、穴あけ工程において鍛造品が左右上下にずれることなく、精度よく位置決めされる。また、鍛造品を押圧するパンチ案内プレートには、予め定められた間隔で配置されて形成された複数の第１の案内穴よりも小さい第２の案内穴を有する複数のブッシュがそれぞれ複数の第１の案内穴に装着されているので、穴あけ工程において複数のパンチの各々がより小さい第２の案内穴に案内されてより精度よく移動する。このパンチの移動によって一度で複数の穴あけ加工が行われる。これらにより、所定の間隔で配置される複数の貫通穴をさらに寸法精度よく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することができる。
【００１４】
この発明のさらにもう一つの局面に従った鍛造品の穴あけ方法は、複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ方法において、予め定められた間隔で配置された、各々が先端部に第１の外周刃面とこの第１の外周刃面よりも大きい外径の第２の外周刃面とを有する複数のパンチを鍛造品の表面上に配置するステップと、複数のパンチの各々が鍛造品を打ち抜くことにより、予め定められた間隔で配置された複数の貫通穴を鍛造品に形成するステップとを備える。
【００１５】
この発明のさらにもう一つの局面に従った複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ装置には、予め定められた間隔で複数のパンチが配置されて設けられている。複数のパンチの各々が先端部に第１の外周刃面とこの第１の外周刃面よりも大きい外径の第２の外周刃面とを有する。
【００１６】
この発明のさらにもう一つの局面に従った装置と方法では、パンチの移動に従って、まず、相対的に小さい外径の第１の外周刃面が鍛造品をせん断加工する。この場合、パンチの先端付近ではせん断面に連続して破断面が形成される。この破断面は、相対的に大きい外径の第２の外周刃面によって削り取られ、せん断面に加工される。したがって、各貫通穴の内周加工面の表面粗さが小さくなる。このパンチの移動によって一度で複数の穴あけ加工が行われる。これにより、所定の間隔で配置される複数の貫通穴を各貫通穴の内周加工面の表面粗さが仕上がりよく小さく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することができる。
【００１７】
この発明の別の局面に従った鍛造品の穴あけ方法は、複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ方法において、予め定められた間隔で配置された、各々が先端部に第１の外周刃面とこの第１の外周刃面よりも大きい外径の第２の外周刃面とを有する複数のパンチを鍛造品の表面上に配置するステップと、予め定められた間隔で配置されて形成された複数のパンチ案内穴を有するパンチ案内プレートを鍛造品の表面上に配置して押圧するステップと、複数のパンチの各々がパンチ案内プレートの複数のパンチ案内穴の各々を通過した後、パンチ案内プレートで押圧された鍛造品を打ち抜くことにより、予め定められた間隔で配置された複数の貫通穴を鍛造品に形成するステップとを備える。
【００１８】
この発明の別の局面に従った複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ装置には、予め定められた間隔で複数のパンチが配置されて設けられている。複数のパンチの各々が先端部に第１の外周刃面とこの第１の外周刃面よりも大きい外径の第２の外周刃面とを有する。パンチ案内プレートが鍛造品の表面上を押圧することができるように設けられている。パンチ案内プレートは、複数のパンチの配置に応じて予め定められた間隔で配置されて形成された複数のパンチ案内穴を有する。
【００１９】
この発明の別の局面に従った装置と方法では、パンチ案内プレートで押圧された状態で鍛造品が複数のパンチの各々で打ち抜かれるので、穴あけ工程において鍛造品が左右上下にずれることなく、精度よく位置決めされる。また、鍛造品を押圧するパンチ案内プレートは予め定められた間隔で配置されて形成された複数のパンチ案内穴を有するので、穴あけ工程において複数のパンチの各々がパンチ案内穴に案内されて精度よく移動する。さらに、パンチの移動に従って、まず、相対的に小さい外径の第１の外周刃面が鍛造品をせん断加工する。この場合、パンチの先端付近ではせん断面に連続して破断面が形成される。この破断面は、相対的に大きい外径の第２の外周刃面によって削り取られ、せん断面に加工される。したがって、各貫通穴の内周加工面の表面粗さが小さくなる。このパンチの移動によって一度で複数の穴あけ加工が行われる。これらにより、所定の間隔で配置される複数の貫通穴を寸法精度よく、各貫通穴の内周加工面の表面粗さが仕上がりよく小さく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することができる。
【００２０】
この発明のさらに別の局面に従った鍛造品の穴あけ方法は、複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ方法において、予め定められた間隔で配置された、各々が先端部に第１の外周刃面とこの第１の外周刃面よりも大きい外径の第２の外周刃面とを有する複数のパンチを鍛造品の表面上に配置するステップと、予め定められた間隔で配置されて形成された複数の第１の案内穴を有し、かつ第１の案内穴よりも小さい第２の案内穴を有する複数のブッシュがそれぞれ複数の第１の案内穴に装着されたパンチ案内プレートを鍛造品の表面上に配置して押圧するステップと、複数のパンチの各々が複数のブッシュの各々の第２の案内穴を通過した後、パンチ案内プレートで押圧された鍛造品を打ち抜くことにより、予め定められた間隔で配置された複数の貫通穴を鍛造品に形成するステップとを備える。
【００２１】
この発明のさらに別の局面に従った複数の貫通穴を形成するための鍛造品の穴あけ装置には、予め定められた間隔で複数のパンチが配置されて設けられている。複数のパンチの各々が先端部に第１の外周刃面とこの第１の外周刃面よりも大きい外径の第２の外周刃面とを有する。パンチ案内プレートが鍛造品の表面上を押圧することができるように設けられている。パンチ案内プレートは、複数のパンチの配置に応じて予め定められた間隔で配置されて形成された複数の第１の案内穴を有する。第１の案内穴よりも小さい第２の案内穴を有する複数のブッシュがそれぞれ複数の第１の案内穴に装着されている。
【００２２】
この発明のさらに別の局面に従った装置と方法では、パンチ案内プレートで押圧された状態で鍛造品が複数のパンチの各々で打ち抜かれるので、穴あけ工程において鍛造品が左右上下にずれることなく、精度よく位置決めされる。また、鍛造品を押圧するパンチ案内プレートには、予め定められた間隔で配置されて形成された複数の第１の案内穴よりも小さい第２の案内穴を有する複数のブッシュがそれぞれ複数の第１の案内穴に装着されているので、穴あけ工程において複数のパンチの各々がより小さい第２の案内穴に案内されてより精度よく移動する。さらに、パンチの移動に従って、まず、相対的に小さい外径の第１の外周刃面が鍛造品をせん断加工する。この場合、パンチの先端付近ではせん断面に連続して破断面が形成される。この破断面は、相対的に大きい外径の第２の外周刃面によって削り取られ、せん断面に加工される。したがって、各貫通穴の内周加工面の表面粗さが小さくなる。このパンチの移動によって一度で複数の穴あけ加工が行われる。これらにより、所定の間隔で配置される複数の貫通穴をさらに寸法精度よく、各貫通穴の内周加工面の表面粗さが仕上がりよく小さく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することができる。
【００２３】
上述した本発明の穴あけ方法の各々において、複数のパンチの各々の先端面が鍛造品の表面に接触するまで相対的に大きい速度で複数のパンチの各々を移動させ、その後、複数のパンチの各々が鍛造品を打ち抜くことにより複数の貫通穴を鍛造品に形成するまで相対的に小さい速度で複数のパンチの各々を移動させることが好ましい。
【００２４】
この場合、鍛造品に所定の間隔で配置される複数の貫通穴をさらに寸法精度よく形成することができ、各貫通穴の内周加工面の表面粗さをさらに小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のようにこの発明によれば、所定の間隔で配置される複数の貫通穴を寸法精度よく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することができる。また、この発明によれば、所定の間隔で配置される複数の貫通穴を各貫通穴の内周加工面の表面粗さが仕上がりよく小さく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することができる。さらに、この発明によれば、所定の間隔で配置される複数の貫通穴を寸法精度よく、各貫通穴の内周加工面の面粗さが仕上がりよく小さく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は、この発明の実施の形態に従って製造される鍛造品の一例として、自動車等の懸架装置、操舵装置等に使用されるボールジョイント用部品（図１０）の平面図（Ａ）と、その製造工程を示す断面図（Ｂ）〜（Ｆ）である。図１（Ｂ）〜（Ｆ）は、図１（Ａ）におけるＥ−Ｅ線に沿った断面を製造工程順に示す。
【００２８】
図１（Ｂ）に示すように、ボールジョイント用部品１００の体積より大きい体積を有する素材Ｗ０を準備する。一つの例では、素材Ｗ０の材質は機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）である。その後、図１（Ｃ）に示すように、熱間鍛造により素材Ｗ０を押圧して一方端部が厚く、他方端部が薄くなるように成形し、二つの腕部をもったボールジョイント用部品１００のほぼ外形状を有する鍛造品として予備成形体Ｗ１を形成する。次に、図１（Ｄ）に示すように、熱間加工により予備成形体Ｗ１に大径穴１０１をあけて予備成形体Ｗ２を形成する。このとき、大径穴１０１の内周面に生じたバリを除去するためにトリミング加工を行う。その後、予備成形体Ｗ２に熱処理を施す。熱処理の一つの例では、温度８７０℃で焼入れし、温度６３０℃で焼き戻しする。これにより、ブリネル硬さでＨB２２０程度のものが得られる。その後、冷間コイニング処理を施してもよい。そして、図１（Ｅ）に示すように、冷間塑性加工により外形状を整えた後、後述するように冷間プレス機に組み込まれた本発明の穴あけ装置を用いて相対的に内径の小さい２つの小径穴１０２と相対的に内径の大きい２つの小径穴１０３とを形成する。この場合、図１（Ｆ）に示すように、冷間プレス機の能力に応じて穴あけ装置のパンチの打ち抜き厚みを減らすために熱間鍛造により、凹部１０２ａ、１０２ｂと凹部１０３ａ、１０３ｂとを予め形成した後、比較的能力の低い冷間プレス機に組み込まれた本発明の穴あけ装置を用いて相対的に内径の小さい２つの小径穴１０２と相対的に内径の大きい２つの小径穴１０３とを形成してもよい。なお、一つの例では、小径穴１０２の仕上がり内径は１０．５ｍｍ、小径穴１０３の仕上がり内径は１２．５ｍｍである。このようにして、図１０に示されるボールジョイント用部品１００を製造する。
【００２９】
次に、鍛造品である予備成形体Ｗ２に貫通穴として小径穴１０２と小径穴１０３とを形成する穴あけ工程について説明する。
【００３０】
図２は、この発明の一つの実施の形態に従った鍛造品の穴あけ装置においてパンチの打ち抜きを行う前（Ａ）と行った後（Ｂ）の状態を概略的に示す部分断面図である。
【００３１】
図２に示すように、穴あけ装置１０は冷間プレス機に組み込まれた可動金型１１と固定金型１２とから構成される。可動金型１１には、２つの小径穴１０２（図１（Ｅ））を形成するための２つのパンチ２０と、２つの小径穴１０３（図１（Ｅ））を形成するための２つのパンチ３０とが装着されている。固定金型１２には、位置決めがされた状態で予備成形体Ｗ２がダイ１３の内側空間に配置される。固定金型１２には、パンチ２０、３０による打ち抜き屑を排出するための排出穴１４、１５が形成されている。
【００３２】
パンチ２０は、可動金型１１に保持されるホルダ部２１と、ホルダ部２１から固定金型１２に向かって延び、予備成形体Ｗ２に対向する先端面２２とを有する。先端面２２とほぼ直交する円筒状の外周刃面２４がホルダ部２１と先端面２２との間に形成されている。ホルダ部２１と外周刃面２４との間にはコーナＲ面が形成されている。パンチ３０は、可動金型１１に保持されるホルダ部３１と、ホルダ部３１から固定金型１２に向かって延び、予備成形体Ｗ２に対向する先端面３２とを有する。先端面３２とほぼ直交する円筒状の外周刃面３４がホルダ部３１と先端面３２との間に形成されている。ホルダ部３１と外周面３４との間にはコーナＲ面が形成されている。
【００３３】
可動金型１１の下には、パンチ案内プレートとして案内プレート４０が配置される。案内プレート４０は、可動金型１１と連動し、図示されていないスプリング、流体圧シリンダ等を用いた支持部材によって垂直方向に保持された状態で穴あけ装置に取り付けられている。また、案内プレート４０は、穴あけ工程においてパンチ２０、３０を軸方向に案内（ガイド）するとともに、予備成形体Ｗ２を押圧した状態で穴あけ工程が行われるように予備成形体Ｗ２を水平方向と垂直方向に案内（ガイド）するプレートである。案内プレート４０には、パンチ２０、３０に対応する位置に貫通穴としてパンチ案内穴４１、４２が小径穴１０２、１０３の配置（図１（Ｅ））に応じて予め定められた間隔で配置されて形成されている。
【００３４】
上述のように構成された穴あけ装置を用いて、図２（Ａ）で示す位置から図２（Ｂ）で示す位置まで可動金型１１を下方に移動させ、パンチ２０、３０が固定金型１２に向かって移動することにより、パンチ２０、３０が案内プレート４０のパンチ案内穴４１、４２を通過した後、予備成形体Ｗ２がパンチ２０、３０の外周刃面２４、３４に沿って打ち抜かれ、切り屑２００が排出穴１４、１５に落とされ、貫通穴として小径穴１０２、１０３が形成される。
【００３５】
このとき、パンチ案内プレートとしての案内プレート４０で押圧された状態で鍛造品としての予備成形体Ｗ２が複数のパンチ２０、３０の各々で打ち抜かれるので、穴あけ工程において鍛造品が左右上下にずれることなく、精度よく位置決めされる。また、鍛造品を押圧する案内プレート４０は予め定められた間隔で配置されて形成された複数のパンチ案内穴４１、４２を有するので、穴あけ工程において複数のパンチ２０、３０の各々がパンチ案内穴４１、４２に案内されて精度よく移動する。このパンチ２０、３０の移動によって一度で複数の穴あけ加工が行われる。これらにより、所定の間隔で配置される複数の貫通穴を寸法精度よく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することができる。
【００３６】
なお、図２に示される穴あけ装置の実施の形態において、一例として、小径穴１０３の内径が１２．５ｍｍ程度、パンチ３０の外周刃面３４の外径が１２．５ｍｍ程度、パンチ３０に対向する固定金型１２の内径が１２．９ｍｍ程度である場合、案内プレート４０のパンチ案内穴４２の内径は１２．６ｍｍ程度である。
【００３７】
図３は、この発明のもう一つの実施の形態に従った鍛造品の穴あけ装置においてパンチの打ち抜きを行う前（Ａ）と行った後（Ｂ）の状態を概略的に示す部分断面図である。
【００３８】
図３に示されるように、図２の穴あけ装置の構成と異なる点は、複数のブッシュ５０、６０が案内プレート４０の第１の案内穴４１、４２に装着されていることである。ブッシュ５０、６０は、それぞれ、第１の案内穴４１、４２よりも内径が小さい第２の案内穴５１、６１を有する。パンチ２０、３０に対応する位置に貫通穴として第１の案内穴４１、４２と第２の案内穴５１、６１が小径穴１０２、１０３の配置（図１（Ｅ））に応じて予め定められた間隔で配置されている。第２の案内穴５１、６１においてパンチ２０、３０に対向する内側端縁部には、パンチ２０、３０の挿入が容易になるように、パンチ２０、３０とブッシュ５０、６０との干渉を防止するためにコーナＲ部５２、６２が形成されている。
【００３９】
上述のように構成された穴あけ装置を用いて、図３（Ａ）で示す位置から図３（Ｂ）で示す位置まで可動金型１１を下方に移動させ、パンチ２０、３０が固定金型１２に向かって移動することにより、パンチ２０、３０が第２の案内穴５１、６１を通過した後、予備成形体Ｗ２がパンチ２０、３０の外周刃面２４、３４に沿って打ち抜かれ、切り屑２００が排出穴１４、１５に落とされ、貫通穴として小径穴１０２、１０３が形成される。
【００４０】
このとき、パンチ案内プレートとしての案内プレート４０で押圧された状態で鍛造品としての予備成形品Ｗ２が複数のパンチ２０、３０の各々で打ち抜かれるので、穴あけ工程において鍛造品が左右上下にずれることなく、精度よく位置決めされる。また、鍛造品を押圧する案内プレート４０には、予め定められた間隔で配置されて形成された複数の第１の案内穴４１、４２よりも小さい第２の案内穴５１、６１を有する複数のブッシュ５０、６０がそれぞれ複数の第１の案内穴４１、４２に装着されている。このため、穴あけ工程において複数のパンチ２０、３０の各々がより小さい第２の案内穴５１、６１に案内されてより精度よく移動する。このパンチの移動によって一度で複数の穴あけ加工が行われる。これらにより、所定の間隔で配置される複数の貫通穴をさらに寸法精度よく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することができる。
【００４１】
なお、図３に示される穴あけ装置の実施の形態において、一例として、小径穴１０３の内径が１２．５ｍｍ程度、パンチ３０の外周刃面３４の外径が１２．５ｍｍ程度、パンチ３０に対向する固定金型１２の内径が１２．９ｍｍ程度である場合、案内プレート４０の第１の案内穴４２の内径は１５ｍｍ程度、ブッシュ６０の第２の案内穴６１の内径は１２．６ｍｍ程度である。
【００４２】
図４は、この発明のさらにもう一つの実施の形態に従った鍛造品の穴あけ装置においてパンチの打ち抜きを行う前（Ａ）と行った後（Ｂ）の状態を概略的に示す部分断面図である。
【００４３】
図４に示されるように、図２の穴あけ装置の構成と異なる点は、案内プレート４０がないことと、パンチ２０、３０の形状が異なることである。パンチ２０は、可動金型１１に保持されるホルダ部２１と、ホルダ部２１から固定金型１２に向かって延び、予備成形体Ｗ２に対向する先端面２２とを有する。先端面２２とほぼ直交する円筒状の第１の外周刃面２３が先端面２２からホルダ部２１に向かって延びるように形成されている。ホルダ部２１と第１の外周刃面２３との間には、第１の外周刃面２３よりも大きい外径の第２の外周刃面２４が形成されている。コーナＲ部２５が第１の外周刃面２３と第２の外周刃面２４との間に形成されている。パンチ３０は、可動金型１１に保持されるホルダ部３１と、ホルダ部３１から固定金型１２に向かって延び、予備成形体Ｗ２に対向する先端面３２とを有する。先端面３２とほぼ直交する円筒状の第１の外周刃面３３が先端面３２からホルダ部３１に向かって延びるように形成されている。ホルダ部３１と第１の外周刃面３３との間には、第１の外周刃面３３よりも大きい外径の第２の外周刃面３４が形成されている。コーナＲ部３５が第１の外周刃面３３と第２の外周刃面３４との間に形成されている。
【００４４】
上述のように構成された穴あけ装置を用いて、図４（Ａ）で示す位置から図４（Ｂ）で示す位置まで可動金型１１を下方に移動させ、パンチ２０、３０が固定金型１２に向かって移動することにより、パンチ２０、３０が予備成形体Ｗ２に当接した後、予備成形体Ｗ２がパンチ２０、３０の第１の外周刃面２３、３３と第２の外周刃面２４、３４に沿って打ち抜かれ、切り屑２００、３００が排出穴１４、１５に落とされ、貫通穴として小径穴１０２、１０３が形成される。
【００４５】
このとき、パンチ２０、３０の移動に従って、まず、相対的に小さい外径の第１の外周刃面２３、３３が鍛造品としての予備成形体Ｗ２をせん断加工する。この場合、パンチ２０、３０の先端面２２、３２付近ではせん断面に連続して破断面が形成される。この破断面は、相対的に大きい外径の第２の外周刃面２４、３４によって削り取られ、せん断面に加工される。したがって、各貫通穴の内周加工面の表面粗さが小さくなる。形成される貫通穴の内周加工面における破断面の割合を０〜２０％に低減することができる。このパンチ２０、３０の移動によって一度で複数の穴あけ加工が行われる。これにより、所定の間隔で配置される複数の貫通穴を各貫通穴の内周加工面の表面粗さが仕上がりよく小さく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することができる。
【００４６】
なお、図４に示される穴あけ装置の実施の形態において、一例として、小径穴１０３の内径が１２．５ｍｍ程度、パンチ３０の第１の外周刃面３３の外径が１２．２ｍｍ程度、第２の外周刃面３４の外径が１２．５ｍｍ程度、パンチ３０に対向する固定金型１２の内径が１２．９ｍｍ程度である。
【００４７】
図５は、この発明の別の実施の形態に従った鍛造品の穴あけ装置においてパンチの打ち抜きを行う前（Ａ）と行った後（Ｂ）の状態を概略的に示す部分断面図である。
【００４８】
図５に示されるように、図２の穴あけ装置の構成と異なる点は、パンチ２０、３０の形状が異なることである。パンチ２０、３０の形状は図４の穴あけ装置で説明したものと同様である。
【００４９】
上述のように構成された穴あけ装置を用いて、図５（Ａ）で示す位置から図５（Ｂ）で示す位置まで可動金型１１を下方に移動させ、パンチ２０、３０が固定金型１２に向かって移動することにより、パンチ２０、３０が案内プレート４０のパンチ案内穴４１、４２を通過した後、予備成形体Ｗ２がパンチ２０、３０の第１の外周刃面２３、３３と第２の外周刃面２４、３４に沿って打ち抜かれ、切り屑２００、３００が排出穴１４、１５に落とされ、貫通穴として小径穴１０２、１０３が形成される。
【００５０】
このとき、パンチ案内プレートとしての案内プレート４０で押圧された状態で鍛造品としての予備成形体Ｗ２が複数のパンチ２０、３０の各々で打ち抜かれるので、穴あけ工程において鍛造品が左右上下にずれることなく、精度よく位置決めされる。また、鍛造品を押圧する案内プレート４０は予め定められた間隔で配置されて形成された複数のパンチ案内穴４１、４２を有するので、穴あけ工程において複数のパンチ２０、３０の各々がパンチ案内穴４１、４２に案内されて精度よく移動する。さらに、パンチ２０、３０の移動に従って、まず、相対的に小さい外径の第１の外周刃面２３、３３が鍛造品をせん断加工する。この場合、パンチ２０、３０の先端面２２、３２付近ではせん断面に連続して破断面が形成される。この破断面は、相対的に大きい外径の第２の外周刃面２４、３４によって削り取られ、せん断面に加工される。したがって、各貫通穴の内周加工面の表面粗さが小さくなる。形成される貫通穴の内周加工面における破断面の割合を０〜２０％に低減することができる。このパンチ２０、３０の移動によって一度で複数の穴あけ加工が行われる。これらにより、所定の間隔で配置される複数の貫通穴を寸法精度よく、各貫通穴の内周加工面の表面粗さが仕上がりよく小さく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することができる。
【００５１】
なお、図５に示される穴あけ装置の実施の形態において、一例として、小径穴１０３の内径が１２．５ｍｍ程度、パンチ３０の第１の外周刃面３３の外径が１２．２ｍｍ程度、第２の外周刃面３４の外径が１２．５ｍｍ程度、パンチ３０に対向する固定金型１２の内径が１２．９ｍｍ程度である場合、案内プレート４０のパンチ案内穴４２の内径は１２．６ｍｍ程度である。
【００５２】
図６は、この発明のさらに別の実施の形態に従った鍛造品の穴あけ装置においてパンチの打ち抜きを行う前（Ａ）と行った後（Ｂ）の状態を概略的に示す部分断面図である。
【００５３】
図６に示されるように、図３の穴あけ装置の構成と異なる点は、パンチ２０、３０の形状が異なることである。パンチ２０、３０の形状は図４の穴あけ装置で説明したものと同様である。
【００５４】
上述のように構成された穴あけ装置を用いて、図６（Ａ）で示す位置から図６（Ｂ）で示す位置まで可動金型１１を下方に移動させ、パンチ２０、３０が固定金型１２に向かって移動することにより、パンチ２０、３０が第２の案内穴５１、６１を通過した後、予備成形体Ｗ２がパンチ２０、３０の第１の外周刃面２３、３３と第２の外周刃面２４、３４に沿って打ち抜かれ、切り屑２００、３００が排出穴１４、１５に落とされ、貫通穴として小径穴１０２、１０３が形成される。
【００５５】
このとき、パンチ案内プレートとしての案内プレート４０で押圧された状態で鍛造品としての予備成形体Ｗ２が複数のパンチ２０、３０の各々で打ち抜かれるので、穴あけ工程において鍛造品が左右上下にずれることなく、精度よく位置決めされる。また、鍛造品を押圧する案内プレート４０には、予め定められた間隔で配置されて形成された複数の第１の案内穴４１、４２よりも小さい第２の案内穴５１、６１を有する複数のブッシュ５０、６０がそれぞれ複数の第１の案内穴４１、４２に装着されているので、穴あけ工程において複数のパンチ２０、３０の各々がより小さい第２の案内穴５１、６１に案内されてより精度よく移動する。さらに、パンチ２０、３０の移動に従って、まず、相対的に小さい外径の第１の外周刃面２３、３３が鍛造品をせん断加工する。この場合、パンチ２０、３０の先端面２２、３２付近ではせん断面に連続して破断面が形成される。この破断面は、相対的に大きい外径の第２の外周刃面２４、３４によって削り取られ、せん断面に加工される。したがって、各貫通穴の内周加工面の表面粗さが小さくなる。形成される貫通穴の内周加工面における破断面の割合を０〜２０％に低減することができる。このパンチ２０、３０の移動によって一度で複数の穴あけ加工が行われる。これらにより、所定の間隔で配置される複数の貫通穴をさらに寸法精度よく、各貫通穴の内周加工面の表面粗さが仕上がりよく小さく、かつ高い生産性で鍛造品に形成することができる。
【００５６】
なお、図６に示される穴あけ装置の実施の形態において、一例として、小径穴１０３の内径が１２．５ｍｍ程度、パンチ３０の第１の外周刃面３３の外径が１２．２ｍｍ程度、第２の外周刃面３４の外径が１２．５ｍｍ程度、パンチ３０に対向する固定金型１２の内径が１２．９ｍｍ程度である場合、案内プレート４０の第１の案内穴４２の内径は１５ｍｍ程度、ブッシュ６０の第２の案内穴６１の内径は１２．６ｍｍ程度である。
【００５７】
図７は、この発明のさらに別の実施の形態（図６）に従った鍛造品の穴あけ工程の各ステップ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を拡大して示す部分拡大断面図である。
【００５８】
図７（Ａ）に示すように、まず、パンチ３０の先端面３２が鍛造品としての予備成形体Ｗ２の表面上に接触する。次に、図７（Ｂ）に示すように、パンチ３０の第１の外周刃面３３が予備成形体Ｗ２を通過する。このとき、相対的に小さい外径の第１の外周刃面３３が予備成形体Ｗ２をせん断加工することにより、パンチ３０の先端面３２から離れたホルダ部３１側で第１の外周刃面３３に接触している箇所ではせん断面が形成され、このせん断面に連続してパンチ３０の第１の外周刃面３３の先端面３２付近では破断面が形成される。打ち抜かれた切り屑２００は排出穴１５に落とされる。その後、図７（Ｃ）に示すように、パンチ３０の第２の外周刃面３４が予備成形体Ｗ２を通過する。このとき、上記の破断面は、相対的に大きい外径の第２の外周刃面３４によって削り取られ、せん断面に加工される。削り取られた切り屑３００は排出穴１５に落とされる。このようにして、パンチの打ち抜きによって形成される貫通穴の内周加工面の表面粗さが小さくなり、特にドリル加工によって形成される貫通穴の内周加工面の表面粗さよりも小さくなり、形成される貫通穴の内周加工面における破断面の割合を０〜２０％に低減することができる。したがって、パンチの打ち抜きによって形成される内周加工面に後加工を施す必要がなくなる。その結果、工数を削減することが可能となる。なお、図７に示すように第２の案内穴６１においてパンチ３０に対向する端縁部にはコーナＲ部６２が形成されているので、パンチ３０の誘い込みが容易になり、パンチ３０がブッシュ６０と干渉することがない。
【００５９】
図８は、この発明の実施の形態に従った鍛造品の穴あけ装置において用いられるパンチの別の形状（Ａ）、（Ｂ）を概略的に示す、一部断面を含む側面図である。
【００６０】
図８（Ａ）に示すようにパンチ２０、３０の先端面に凹部を設け、球面状に加工することによって凹球面２６、３６を形成してもよい。この場合、第１の外周刃面２３、３３と凹球面２６、３６との間は鋭角をなし、刃面を鋭利にすることができるとともに、穴あけ工程において、加工対象物である鍛造品の表面にパンチ２０、３０の先端面が接触する面積を減らすことができるので、せん断加工に要する抵抗を緩和することができる。
【００６１】
また、図８（Ｂ）に示すようにパンチ２０、３０の先端面に凸部を設け、球面状に加工することによって凸球面２７、３７を形成してもよい。この場合も、穴あけ工程において、加工対象物である鍛造品の表面にパンチ２０、３０の先端面が接触する面積を減らすことができるので、せん断加工に要する抵抗を緩和することができる。
【００６２】
図９は、この発明の実施の形態に従った鍛造品の穴あけ方法において、パンチ（またはポンチ）の移動速度と移動時間との関係を示す図である。図９において縦軸はパンチ移動速度Ｖを示し、横軸はパンチ移動時間Ｔを示す。ＴAはパンチの先端面が鍛造品の表面に接触するとき（図７（Ａ）に対応する）、ＴBはパンチの先端面が鍛造品を通過したとき（図７（Ｂ）に対応する）、ＴCはパンチが鍛造品を打ち抜くことにより、貫通穴が形成されたとき（図７（Ｃ））を示す。
【００６３】
上述した本発明の穴あけ方法の各実施の形態において、冷間プレス機の変速機構を用いて、図９に示すように複数のパンチの各々の先端面が鍛造品の表面に接触するときＴA（図７（Ａ））まで相対的に大きい速度Ｖ1で複数のパンチの各々を移動させ、その後、複数のパンチの各々が鍛造品を打ち抜くことにより複数の貫通穴を鍛造品に形成するときＴC（図７（Ｃ））まで相対的に小さい速度Ｖ2で複数のパンチの各々を移動させることが好ましい。
【００６４】
この場合、鍛造品に所定の間隔で配置される複数の貫通穴をさらに寸法精度よく形成することができ、各貫通穴の内周加工面の表面粗さをさらに小さくすることができる。
【００６５】
上記の実施の形態では、鍛造品として自動車等の懸架装置、操舵装置等に使用されるボールジョイント用部品を一つの例にして本発明の穴あけ方法とその装置について説明したが、鍛造加工された種々の複数の貫通穴を有する自動車用部品、鍛造加工された種々の複数の貫通穴を有する機械構造用部品等に本発明の穴あけ方法とその装置を適用しても、上述と同様の作用効果を達成することができる。形成される貫通穴の形状は、円形に限定されるものではなく、楕円、三角形や六角形等の多角形等でもよい。貫通穴はボルト取付穴に限定されるものではない。
【００６６】
また、上記の実施の形態では、鍛造品の材質として機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）に本発明の穴あけ方法とその装置を適用した例について説明したが、クロム‐モリブデン鋼等の合金特殊鋼の鍛造品、または、アルミニウムやアルミニウム合金の鍛造品に本発明の穴あけ方法とその装置を適用しても、上述と同様の作用効果を達成することができる。
【００６７】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の実施の形態に従って製造される鍛造品の一例として、自動車等の懸架装置、操舵装置等に使用されるボールジョイント用部品の平面図（Ａ）と、その製造工程を示す断面図（Ｂ）〜（Ｆ）である。
【図２】この発明の一つの実施の形態に従った鍛造品の穴あけ装置においてパンチの打ち抜きを行う前（Ａ）と行った後（Ｂ）の状態を概略的に示す部分断面図である。
【図３】この発明のもう一つの実施の形態に従った鍛造品の穴あけ装置においてパンチの打ち抜きを行う前（Ａ）と行った後（Ｂ）の状態を概略的に示す部分断面図である。
【図４】この発明のさらにもう一つの実施の形態に従った鍛造品の穴あけ装置においてパンチの打ち抜きを行う前（Ａ）と行った後（Ｂ）の状態を概略的に示す部分断面図である。
【図５】この発明の別の実施の形態に従った鍛造品の穴あけ装置においてパンチの打ち抜きを行う前（Ａ）と行った後（Ｂ）の状態を概略的に示す部分断面図である。
【図６】この発明のさらに別の実施の形態に従った鍛造品の穴あけ装置においてパンチの打ち抜きを行う前（Ａ）と行った後（Ｂ）の状態を概略的に示す部分断面図である。
【図７】この発明のさらに別の実施の形態に従った鍛造品の穴あけ工程の各ステップ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図８】この発明の実施の形態に従った鍛造品の穴あけ装置において用いられるパンチの別の形状（Ａ）、（Ｂ）を概略的に示す、一部断面を含む側面図である。
【図９】この発明の実施の形態に従った鍛造品の穴あけ方法において、パンチの移動速度と移動時間との関係を示す図である。
【図１０】鍛造品の一例として、自動車等の懸架装置、操舵装置等に使用されるボールジョイント用部品を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０：穴あけ装置、２０，３０：パンチ、２２，３２：先端面、２３，３３：第１の外周刃面、２４，３４：第２の外周刃面、４０：案内プレート、４１，４２：第１の案内穴、５０，６０：ブッシュ、５１，６１：第２の案内穴、１００：ボールジョイント用部品、Ｗ２：予備成形品。
【図１】
2005262298.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005262298.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005262298.tif 000008
【図７】
2005262298.tif 000009
【図８】
2005262298.tif 000010
【図９】
2005262298.tif 000011
【図１０】
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