(57)【要約】【課題】鍛造型においてニブを収容孔内に圧入保持するケースが、成形時の素材流動に伴う応力集中によって破損する虞を良好に回避できる鍛造型のニブを提供する。【解決手段】鍛造型のケース１１に設けられた収容孔１２内に圧入保持されたニブ本体１６は、同径状の６つのニブ構成片１７〜２２を環状に組合わせることで構成されている。また、それら各ニブ構成片１７〜２２は、該各ニブ構成片１７〜２２により囲み形成された成形孔２３の軸線方向の中途で、所定角度をなす斜状の切断面Ｑ１〜Ｑ６により構成片上部１７ａ〜２２ａと構成片下部１７ｂ〜２２ｂに各々分割されている。このため、鍛造型のケース１１は、鍛造成形時の素材流動に伴うニブ本体１６側からの応力集中を良好に回避することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍛造型のケースに設けられた収容孔内に圧入保持されるニブ本体が同形状の複数のニブ構成片を環状に組合わせてなる構成とされ、各ニブ構成片が当該各ニブ構成片により囲み形成した成形孔の軸線方向の中途で上半部と下半部に各々分割されてなる構成とした鍛造型のニブにおいて、
前記各ニブ構成片は、前記成形孔の軸線方向に対して前記成形孔の径方向の内側から径方向の外側に向けて所定角度の上り勾配となる斜状の切断面により上半部と下半部に各々分割されていることを特徴とする鍛造型のニブ。
【請求項２】
前記各ニブ構成片における上半部の内面側には段差部が形成されており、前記成形孔は、当該成形孔の上側開口縁から前記段差部まで延びるように形成される第１成形孔と、当該第１成形孔よりも小径で前記段差部から下方へ延びるように形成される第２成形孔とからなる構成とされている請求項１に記載の鍛造型のニブ。
【請求項３】
前記切断面は、前記所定角度が２５度以上且つ６５度以下となるように形成されている請求項１又は請求項２に記載の鍛造型のニブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトやナット等を成形するための鍛造型のニブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばナット等の鍛造品を成形する際には、特許文献１に記載されるような鍛造型が使用されている。即ち、この鍛造型は、収容孔が形成されたケースと、当該ケースの収容孔内に圧入される筒状のニブと、当該ニブの成形孔の軸線に沿って上下移動可能な押圧ピンとを備えており、前記ニブについては、その軸線方向の中途で水平な切断面によりニブ本体が上半部と下半部に分割された形状をしている。そして、前記ニブの成形孔内へ素材を装填した状態において、当該素材を押圧ピンの押圧力でもって押圧することにより、前記成形孔の内面形状に対応した所定形状の鍛造品（ナット等）を成形するようにしていた。
【０００３】
しかしながら、前記素材を押圧ピンにて押圧した際には、その素材が前記ニブの成形孔の軸線を中心とする放射方向へも流動してニブの成形孔の内面を強く押圧するため、その素材流動に伴う応力集中によってニブが破損するという虞があった。そこで、かかる成形時の素材流動に基づく応力集中でニブが破損するという虞を回避するべく、特許文献２に記載されるように、同形状をなす複数のニブ構成片（セグメント）を環状に組み合わせてニブ本体を構成するようにしたニブが提案されている。そして、近時は、この特許文献２が開示するニブの各ニブ構成片を、特許文献１におけるニブの場合と同様に、その軸線方向の中途で水平な切断面により上半部と下半部に各々分割された形状としたニブ（以下、「従来のニブ」という。）が鍛造型のニブとしてよく利用されている。
【特許文献１】特開平０９−３０８９３７号公報（請求項１、図１）
【特許文献２】特開平１１−７７２１７号公報（請求項１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記従来のニブにおいても、依然として次のような問題があった。即ち、環状に組み合わされる複数のニブ構成片にてニブ（ニブ本体）を構成した場合でも、前記素材が放射方向へ流動した際には、その素材からの押圧力を受けて各ニブ構成片が放射方向の外側へ強く押動される。そのため、前記複数のニブ構成片からなるニブ（ニブ本体）を収容孔内に圧入保持してなるケース側に、前記各ニブ構成片を介して成形時の素材流動に基づく応力集中が及ぶことになり、今度は鍛造型におけるケースが破損してしまうという虞があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、鍛造型においてニブを収容孔内に圧入保持するケースが、成形時の素材流動に伴う応力集中によって破損する虞を良好に回避できる鍛造型のニブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成させるために、請求項１に記載の発明は、鍛造型のケースに設けられた収容孔内に圧入保持されるニブ本体が同形状の複数のニブ構成片を環状に組合わせてなる構成とされ、各ニブ構成片が当該各ニブ構成片により囲み形成した成形孔の軸線方向の中途で上半部と下半部に各々分割されてなる構成とした鍛造型のニブにおいて、前記各ニブ構成片は、前記成形孔の軸線方向に対して前記成形孔の径方向の内側から径方向の内側に向けて所定角度の上り勾配となる斜状の切断面により上半部と下半部に各々分割されていることを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鍛造型のニブにおいて、前記各ニブ構成片における上半部の内面側には段差部が形成されており、前記成形孔は、当該成形孔の上側開口縁から前記段差部まで延びるように形成される第１成形孔と、当該第１成形孔よりも小径で前記段差部から下方へ延びるように形成される第２成形孔とからなる構成とされていることを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の鍛造型のニブにおいて、前記切断面は、前記所定角度が２５度以上且つ６５度以下となるように形成されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
鍛造型においてニブを収容孔内に圧入保持するケースが、成形時の素材流動に伴う応力集中によって破損する虞を良好に回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態における鍛造型１０には、合金（例えば合金工具鋼等）からなる略筒型のケース１１が設けられている。ケース１１には、鉛直方向へ伸びる収容孔１２が設けられており、該収容孔１２は上側の小径孔部１２ａと下側の大径孔部１２ｂとが段差状に連続した構成とされている。前記大径孔部１２ｂ内には、合金（例えば高速度工具鋼等）からなるライナ１３が圧入されており、このライナ１３には、略円柱形状をなすノックアウトピン１４を摺動可能とするノックアウトピン用挿通孔１５が、前記収容孔１２の軸線上で延びるように設けられている。一方、前記小径孔部１２ａ内には、合金（例えば超硬合金等）からなるニブ本体（ニブ）１６が圧入保持されている。
【００１１】
図２に示すように、前記ニブ本体１６は、同形状の複数（本実施形態では６つ）のニブ構成片１７〜２２を環状に組合わせてなる構成とされ、これら各ニブ構成片１７〜２２により成形孔２３が囲み形成されている。そして、前記各ニブ構成片１７〜２２は、前記成形孔２３の軸線方向に対して成形孔２３の径方向の内側から径方向の外側に向けて所定角度θの上り勾配となる斜状の切断面Ｑ１〜Ｑ６により、構成片上部（上半部）１７ａ〜２２ａと構成片下部（下半部）１７ｂ〜２２ｂに各々分割されている。因みに、前記切断面Ｑ１〜Ｑ６における前記所定角度θは、２５度以上且つ６５度の範囲内、好ましくは３５度以上且つ５５度の範囲内となるように形成される。なお、本実施形態では、前記所定角度θが最適角度とされる４５度に設定した場合を示している。
【００１２】
また、前記各ニブ構成片１７〜２２における各構成片上部１７ａ〜２２ａの内面側には段差部１７ｃ〜２２ｃが形成されている。そのため、前記成形孔２３は、当該成形孔２３の上側開口縁から前記段差部１７ｃ〜２２ｃまで延びるように形成される第１成形孔２３ａと、当該第１成形孔２３ａよりも小径で前記段差部１７ｃ〜２２ｃから下方へ延びるように形成される第２成形孔２３ｂとからなる構成とされている。そして、このような第１成形孔２３ａ及び第２成形孔２３ｂからなる成形孔２３内に鍛造される素材Ｍが装填されるようになっている。
【００１３】
また、前記ニブ本体１６の上方には、前記成形孔２３の軸線方向に沿って上下移動可能な押圧ピン２４が配設されており、該押圧ピン２４の下端部の外径は、前記第１成形孔２３ａの開口径と略同一径に形成されている。そのため、この押圧ピン２４が前記成形孔２３内に装填された素材Ｍを上方から下方へ向けて押圧したときには、このニブ本体１６の成形孔２３内に装填した素材Ｍを成形孔２３の内面形状に対応した外面形状に鍛造することができるようになっている。
【００１４】
また、前記ニブ本体１６における成形孔２３の第２成形孔２３ｂ内には、インサートニブ２５が圧入されており、このインサートニブ２５は、該インサートニブ２５の上面２５ａが前記各ニブ構成片１７〜２２を上下に分割する前記切断面Ｑ１〜Ｑ６の成形孔２３内に臨む内側縁よりも上方に位置するように配設されている。従って、本実施形態の鍛造型１０では、前記成形孔２３内に装填された素材Ｍは前記各構成片下部１７ｂ〜２２ｂに接触することはない。
【００１５】
また、このインサートニブ２５には、前記ノックアウトピン用挿通孔１５とほぼ同一径の挿通孔（孔）２５ｂが、ノックアウトピン用挿通孔１５と連通するように、前記収容孔１２の軸線上に延びるように設けられている。そのため、前記ノックアウトピン１４は、この挿通孔２５ｂ（及びノックアウトピン用挿通孔１５）内を前記素材Ｍの鍛造後において下方から上方に向けて摺動することにより、鍛造された素材Ｍを成形孔２３外へ押し出すことができるようになっている。なお、本実施形態では、鍛造成形時において、前記インサートニブ２５の上面２５ａとノックアウトピン１４の先端部（上面）１４ａは水平方向へ面一状態となるように配置される。
【００１６】
次に、以上のように構成された本実施形態における鍛造型１０のニブ本体（ニブ）１６の作用について説明する。
まず、前提として、図１に示すように、ライナ１３を収容孔１２（大径孔部１２ｂ）内に圧入し、各ニブ構成片１７〜２２からなるニブ本体１６を収容孔１２（小径孔部１２ａ）内に圧入しておくものとする。また、インサートニブ２５を成形孔２３内に圧入し、ノックアウトピン１４を、当該ノックアウトピン１４の先端部１４ａが当該インサートニブ２５の上面２５ａと面一状態となるようにしておくものとする。そして、前記ニブ本体（ニブ）１６の成形孔２３内には鍛造される前の素材Ｍが装填された状態にあるものとする。
【００１７】
以上のような前提の下、図３に示すように、まず、押圧ピン２４が前記成形孔２３内に装填された素材Ｍを下方（ノックアウトピン１４及びインサートニブ２５側）へ向かって押圧すると、この押圧ピン２４の押圧力を受けて素材Ｍが素材流動（塑性流動）を起こす。そのため、当該素材Ｍに接触している鍛造型１０の各構成部材（各ニブ構成片１７〜２２の各構成片上部１７ａ〜２２ａと、インサートニブ２５、及びノックアウトピン１４）には、前記素材Ｍの素材流動に基づき所定方向（図３の矢印方向）へ向けて応力が夫々働くことになる。
【００１８】
具体的には、前記インサートニブ２５及びノックアウトピン１４には、素材Ｍの直下方向への素材流動に基づき、直下方向への応力が働く。また、前記各構成片上部１７ａ〜２２ａには、それらの段差部１７ｃ〜２２ｃが受け止める素材Ｍの直下方向への素材流動に基づき、直下方向への応力が働く一方、前記成形孔２３の径方向の内側から径方向の外側に向かう方向（以下、「外側方向」と示す）に対する素材Ｍの素材流動に基づき、外側方向への応力が働く。
【００１９】
しかし、前記各構成片上部１７ａ〜２２ａは、前記各構成片下部１７ｂ〜２２ｂと所定角度θの上り勾配となる斜状の切断面Ｑ１〜Ｑ６により分割され、これらの切断面Ｑ１〜Ｑ６を境界面として前記各構成片下部１７ｂ〜２２ｂ上に当接支持されている。そのため、前記各構成片上部１７ａ〜２２ａに対する直下方向への応力によって、当該各構成片上部１７ａ〜２２ａには、前記成形孔２３の径方向の外側から径方向の内側へ向かう方向（以下、「内側方向」と示す）へ移動しようとする作用力（所謂くさび力）が働く。
【００２０】
その結果、前記素材Ｍの外側方向への素材流動に基づき各構成片上部１７ａ〜２２ａに対して外側方向へ働く応力は、前記内側方向への作用力（所謂くさび力）によって相殺されることになる。従って、ケース１１には、各構成片上部１７ａ〜２２ａ（即ち、ニブ本体１６）を介しての外側方向への応力が大幅に軽減されることになり、従来のニブの場合とは異なり、ケース１１が成型時の応力集中によって破損する虞が良好に回避される。その後、前記押圧ピン２４が成形孔２３から上方へ抜き出されると、次には前記ノックアウトピン１４が上昇移動し、成形孔２３の内面形状に対応した外面形状に成形された前記素材Ｍをニブ本体１６（鍛造型１０）の外部へ押し出す。
【００２１】
従って、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）上記実施形態において、ニブ本体（ニブ）１６は、同形状の６つのニブ構成片１７〜２２を環状に組合わせてなる構成とされている。そのため、素材Ｍを押圧ピン２４にて押圧した際に、当該素材Ｍの外側方向への素材流動に基づく応力集中によりニブ本体（ニブ）１６が破損する虞を良好に回避することができる。しかも、各ニブ構成片１７〜２２は、外側方向に向けて所定角度θの上り勾配となる切断面Ｑ１〜Ｑ６により構成片上部（上半部）１７ａ〜２２ａと構成片下部（下半部）１７ｂ〜２２ｂに各々分割されている。このため、このニブ本体（ニブ）１６では、成形時における素材Ｍの外側方向への素材流動を起因としてケース１１が応力集中によって破損する虞を、各構成片上部１７ａ〜２２ａが内側方向へ移動しようとする作用力（所謂くさび力）の働きによって、良好に回避することができる。
【００２２】
（２）前記各ニブ構成片１７〜２２における構成片上部（上半部）１７ａ〜２２ａの内面側には段差部１７ｃ〜２２ｃが形成されている。そして、前記成形孔２３は、当該成形孔２３の上側開口縁から前記段差部１７ｃ〜２２ｃまで延びるように形成される第１成形孔２３ａと、当該第１成形孔２３ａよりも小径で前記段差部１７ｃ〜２２ｃから下方へ延びるように形成される第２成形孔２３ｂとからなる構成とされている。そのため、押圧ピン２４にて成形孔２３内の素材Ｍを押圧した際には、当該押圧ピン２４の押圧力を受けて素材流動する素材Ｍにより前記各構成片上部１７ａ〜２２ａは直下方向へ押圧されることになる。従って、前記各構成片上部１７ａ〜２２ａに対して前記斜状の切断面Ｑ１〜Ｑ６に沿って前記成形孔２３の内側方向へ移動しようとする作用力（所謂くさび力）を積極的に働かせることができ、前記外側方向への応力を大幅に軽減することができる。
【００２３】
（３）前記各ニブ構成片１７〜２２を上下に分割する斜状の切断面Ｑ１〜Ｑ６における前記所定角度θに関しては、２５度以上且つ６５度以下の適用可能範囲のうちで最適角度とされる４５度となるようにしている。従って、鍛造成形時における各構成片上部１７ａ〜２２ａ（ニブ構成片１９〜２４）に素材Ｍの素材流動によって働く成形孔２３の外側方向への応力をより効率的に前記作用力（所謂くさび力）によって軽減することができる。
【００２４】
（４）成形孔２３内に圧入されたインサートニブ２５の上面２５ａは、各ニブ構成片１７〜２２を上下に分割する前記切断面Ｑ１〜Ｑ６の成形孔２３内に臨む内側縁よりも上方に位置するように配設されている。つまり、素材Ｍが成形孔２３内に装填された際に、当該素材Ｍは各構成片下部１７ｂ〜２２ｂに接触せず、たとえ当該素材Ｍが押圧ピン２４の押圧力を受けて素材流動を起こした場合でも、その素材流動に基づく応力を受けない配置構成とされている。従って、この各構成片下部１７ｂ〜２２ｂについては、鍛造成形時に前記外側方向への応力を受けないため、当該各構成片下部１７ｂ〜２２ｂを介してケース１１へ応力が集中することを確実に回避することができる。
【００２５】
（５）鍛造型１０には、上下に連通するノックアウトピン用挿通孔１５及び挿通孔２５ｂ内を上下方向に摺動可能なノックアウトピン１４が設けられているため、素材Ｍの鍛造成形後、このノックアウトピン１４を更に上方へ摺動させることで、容易に鍛造成形された素材Ｍ（鍛造成形品）を押し出すことができる。
【００２６】
なお、本実施形態は以下のような別の実施形態（別例）に変更してもよい。
・前記実施形態では、インサートニブ２５が成形孔２３内に設けられているが、当該成形孔２３内にインサートニブ２５を設けない構成としてもよい。例えば、ノックアウトピン用挿通孔１５の径を前記第２成形孔２３ｂの径とほぼ同一径となるように形成すると共に、当該第２成形孔２３ｂの径と同一径となるノックアウトピンを設け、当該ノックアウトピンの上面により第２成形孔２３ｂの底面を構成するようにしてもよい。
【００２７】
・前記実施形態では、インサートニブ２５の上面２５ａが各切断面Ｑ１〜Ｑ６の成形孔２３内に臨む内側縁よりも上方に位置するようにされているが、当該上面２５ａが各切断面Ｑ１〜Ｑ６の成形孔２３内に臨む内側縁と同じ高さ位置となるようにされていてもよい。
【００２８】
・前記実施形態では、各切断面Ｑ１〜Ｑ６が水平平面に対してなす所定角度θを４５度となるようにしたが、この所定角度θは、２５度から６５度の範囲であれば、任意に変更してもよい。即ち、２５度未満では前述した所謂くさび力が有効に働かず、その一方、６５度を越えると素材Ｍの素材流動に基づき直下方向への応力を受けた場合に所望以上に前記くさび力が働いてしまうが、２５度から６５度の範囲であれば、前記くさび力が所望どおり適切に働くことになるからである。
【００２９】
・前記実施形態では、第１成形孔２３ａの径が第２成形孔２３ｂの径より大きくなるように形成されているが、第１成形孔２３ａと第２成形孔２３ｂの径は同一径となるようにしてもよい。
【００３０】
・前記実施形態では、ニブ本体１６は、同形状の６つのニブ構成片１７〜２２を環状に組合わせることで構成されているが、例えば４つのニブ構成片からニブ本体を構成する等、ニブ構成片の数は任意に設定してもよい。
【００３１】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の鍛造型のニブを備え、当該鍛造型のニブにおける前記成形孔内にはインサートニブが圧入されてなり、当該インサートニブの上面が前記斜状の切断面における前記成形孔内に臨む内側縁よりも上方に位置する構成とされている鍛造型。
【００３２】
（ロ）前記インサートニブには前記収容孔の軸線上に延びる孔が形成されており、前記孔内には、該孔内を上下方向に摺動可能なノックアウトピンが設けられている前記技術的思想イに記載の鍛造型。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態の鍛造型を示す断面図。
【図２】ニブ本体及びその内部を示す部分斜視図。
【図３】鍛造成形時の応力作用を説明する説明図。
【符号の説明】
【００３４】
１０…鍛造型、１１…ケース、１２…収容孔、１４…ノックアウトピン、１６…ニブ本体（ニブ）、１７〜２２…ニブ構成片、１７ａ〜２２ａ…構成片上部（上半部）、１７ｂ〜２２ｂ…構成片下部（下半部）、１７ｃ〜２２ｃ…段差部、２３…成形孔、２３ａ…第１成形孔、２３ｂ…第２成形孔、２５…インサートニブ、２５ｂ…挿通孔（孔）、Ｑ１〜Ｑ６…切断面。
【図１】
2005131680.tif 000003
【図２】
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【図３】
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