(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対して加圧力を付与するしごきダイスと、軸線に対し傾斜して形成された摺接面を有する成形パンチと、前記摺接面上を摺動自在な複数のパンチコレットとを備える成形装置において、
前記成形パンチは、前記摺接面を有し基台上に設けられたパンチ本体と、
前記パンチ本体と前記パンチコレットとに外嵌したメタルスリーブと、
前記メタルスリーブを保持するためのホルダと、
前記ホルダ内に収納された弾性部材とを有し、
前記複数のパンチコレットに孔部が形成され、
前記ホルダに、前記孔部を貫通する複数のロッドが取着され、
前記ロッドに弾性部材が巻回され、
前記パンチコレットが前記弾性部材により、常時、前記基台側に引張されると共に、前記パンチ本体に形成された前記摺接面に沿って摺動し、
前記孔部、前記摺接面、前記弾性部材及び前記ロッドは、前記パンチ本体の軸線に対し等角度に傾斜して配置され、
前記パンチコレットは、前記基台と当接する脚部と、前記脚部から鉛直上方向に延在する直線部とを有し、
前記パンチ本体には、前記複数のパンチコレットが係合する複数の切欠溝が形成されるとともに、隣接する前記切欠溝の間に設けられた凸部には前記基台との当接面から鉛直上方向に延在する直線部が形成され、
前記メタルスリーブは、前記パンチコレットに形成された直線部及び前記パンチ本体の凸部に形成された直線部にそれぞれ外嵌されることを特徴とする成形装置。
【請求項２】
請求項１記載の成形装置において、
前記弾性部材は、前記ホルダ内に螺着したガイドピンに巻回し、かつ、前記ホルダの内壁と前記パンチコレットの保持部とに着座していることを特徴とする成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、しごきダイスによってワークに対し加圧力を付与することにより、前記ワークを所定の形状に塑性加工するための成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車の車輪駆動用に用いられる等速ジョイントの外輪を塑性加工するための成形装置としては、特許公報第２７２９８５２号に開示されている成形装置が知られている。
【０００３】
この成形装置１は、図７に示すように、成形パンチ２を構成するパンチ本体３の先端部にワーク４、例えば、ボール継手用外輪を被嵌し、しごきダイス５を下降させて該ワーク４に対し加圧力を付与することにより該ワーク４の内周面を所定の形状に塑性加工するものである。前記パンチ本体３には、その先端部に向かうにつれて軸に対して接近する方向に所定の角度だけ傾斜した摺接面３ａが複数形成され、各摺接面３ａにパンチコレット６が相対向して嵌合摺接するように構成されている。このパンチコレット６の先端部は、前記ワーク４の内周面を所定の形状に形成可能とすべくその形状に対応する形状を有している。
【０００４】
前記ワーク４の塑性加工が終了した後、シリンダ機構７の作用下に昇降板８を上昇せしめ、該昇降板８の先端部に係合する各パンチコレット６を前記摺接面３ａに沿って軸方向に対して斜め上方向に摺動させる。斜め上方向への移動は、各パンチコレット６の先端間の距離を全体として狭めることになり、この結果、前記パンチ本体３の先端部に被嵌された前記ワーク４が該パンチ本体３から離脱可能となる。すなわち、前記パンチコレット６が摺動するにつれて、相対向する該パンチコレット６の先端間の距離が狭められ、塑性加工した後の前記ワーク４と該パンチコレット６との間に間隙部９が形成されるに至る（図８参照）。この間隙部９を利用して塑性加工後の前記ワーク４を前記パンチコレット６から離脱させる。離脱した前記ワーク４は、搬送装置（図示せず）によって、後処理工程に搬送される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来の成形装置に関連してなされたものであり、しごきダイスと成形パンチとの軸ずれが惹起することを可及的に抑制し、該しごきダイスによってワークに対し略均一に加圧力を付与して該ワークの塑性加工の精度を向上させることができ、該ワークの塑性加工を終了した後、該ワークを容易に離脱可能とする成形装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ワークに対して加圧力を付与するしごきダイスと、軸線に対し傾斜して形成された摺接面を有する成形パンチと、前記摺接面上を摺動自在な複数のパンチコレットとを備える成形装置において、
前記成形パンチは、前記摺接面を有し基台上に設けられたパンチ本体と、
前記パンチ本体と前記パンチコレットとに外嵌したメタルスリーブと、
前記メタルスリーブを保持するためのホルダと、
前記ホルダ内に収納された弾性部材とを有し、
前記複数のパンチコレットに孔部が形成され、
前記ホルダに、前記孔部を貫通する複数のロッドが取着され、
前記ロッドに弾性部材が巻回され、
前記パンチコレットが前記弾性部材により、常時、前記基台側に引張されると共に、前記パンチ本体に形成された前記摺接面に沿って摺動し、
前記孔部、前記摺接面、前記弾性部材及び前記ロッドは、前記パンチ本体の軸線に対し等角度に傾斜して配置され、
前記パンチコレットは、前記基台と当接する脚部と、前記脚部から鉛直上方向に延在する直線部とを有し、
前記パンチ本体には、前記複数のパンチコレットが係合する複数の切欠溝が形成されるとともに、隣接する前記切欠溝の間に設けられた凸部には前記基台との当接面から鉛直上方向に延在する直線部が形成され、
前記メタルスリーブは、前記パンチコレットに形成された直線部及び前記パンチ本体の凸部に形成された直線部にそれぞれ外嵌されることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、パンチ本体に形成された直線部及びパンチコレットに形成された直線部に対してメタルスリーブがそれぞれ外嵌されるため、該パンチコレットが確実に該パンチ本体と同心状に維持されることになる。なお、前記パンチ本体及びパンチコレットのそれぞれの直線部の表面は、高精度に研磨されていると好適である。従って、前記パンチコレットが嵌合した前記パンチ本体の軸と、しごきダイスの軸との軸ずれが惹起することを可及的に抑制できるため、しごきダイスによってワークに対し略均一に加圧力が付与され、ワークの塑性加工が高精度に施される。
【０００８】
上述の構成を有する成形装置において、前記弾性部材は前記ホルダ内に螺着したガイドピンに巻回し、かつ、前記ホルダの内壁と前記パンチコレットの保持部とに着座するようにしてもよい。構造が簡単で小型化に適するからである。
【０００９】
また、前記ガイドピン、前記弾性部材及び前記摺接面は、前記パンチ本体の軸線に対し傾斜して配置されていると好適である。これにより、前記ワークを離脱させる際に、前記パンチコレットが前記摺接面を摺動するにつれて、該パンチコレットに被嵌された前記ワークと該パンチコレットとの間に間隙部が形成され、その間隙部を利用して該パンチコレットから該ワークを容易に離脱させることが可能となるとともに、前記弾性部材の弾発力が無駄なく利用されて確実かつ迅速にパンチコレットを原位置に復帰させることができる。
【００１０】
さらに、本発明において、前記ガイドピンと前記弾性部材とは、直近の前記摺接面と同じ傾斜角度で配置されていると一層好適である。すなわち、この構成によれば、前記パンチコレットが、前記パンチ本体に形成された摺接面に沿って摺動すると同時に前記弾性部材が収縮され、その後、その弾発力の作用下に前記パンチコレットは摺動前の位置に戻される。この際、前記ガイドピン、前記弾性部材及び前記摺接面とは互いに平行に傾斜しているため、前記パンチコレットに余計な負荷をかけることなくスムーズに該パンチコレットが該摺接面に沿って上下方向に摺動可能となる。これにより、パンチコレットを摺動させるためにシリンダ機構などの複雑な機構を用いる必要がないため、成形装置自体の構成を簡素化かつ小型化することができ、廉価に成形装置を製造することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る成形装置につき、好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図６を参照しながら以下詳細に説明する。なお、この成形装置は、その用途が限定されるものではないが、例えば、自動車の車輪駆動用に用いられる等速ジョイントの外輪を製造するために用いられると好ましい。
【００１２】
本実施の形態に係る成形装置１０は、図１に示すように、基台１２と、該基台１２上に設けられた成形パンチ１４と、該成形パンチ１４の上方に配設された環状のしごきダイス１６とを有する。
【００１３】
前記成形パンチ１４は、図１及び図２に示すように、パンチ本体１８と、該パンチ本体１８に係合し互いに等角度で離間する６個のパンチコレット２０ａ〜２０ｆと、該パンチ本体１８と該パンチコレット２０ａ〜２０ｆとに外嵌するメタルスリーブ２２と、該メタルスリーブ２２を係止するホルダ２４とを備えて構成されている。
【００１４】
このパンチ本体１８はハイス鋼製の略円錐台状で、その先端部２６は略平坦に形成され、他端部には前記メタルスリーブ２２を載置するための載置部２７が設けられ、該先端部２６から該載置部２７まで連続する３組の相対向する切欠溝２８ａ〜２８ｆが、切欠溝２８ａと２８ｄ、２８ｂと２８ｄ、２８ｃと２８ｆの如く等角度で相互に離間して形成されている。
【００１５】
前記切欠溝２８ａ〜２８ｆの横断面は略くさび形をなしており、該切欠溝２８ａ〜２８ｆは、前記パンチ本体１８の軸に対し接近する方向に所定の角度だけ傾斜（軸斜方向）した摺接面３０ａ〜３０ｆと、該摺接面３０ａ〜３０ｆからさらに該パンチ本体１８の軸方向に傾斜したテーパ面３２ａ〜３２ｆとによって画成されている（図１及び図２参照）。
【００１６】
前記各切欠溝２８ａ〜２８ｆの間に挟まれた凸部３４ａ〜３４ｆには、前記基台１２との当接面から鉛直上方向に延在した直線部３８ａ〜３８ｆと、該直線部３８ａ〜３８ｆから前記先端部２６まで連続する成形部４０ａ〜４０ｆとが形成されている（図１及び図２参照）。前記直線部３８ａ〜３８ｆの表面は、高精度に研磨され、一方、前記成形部４０ａ〜４０ｆは、後述するように、ワークＷの内周面を加工すべく、所定の湾曲形状となっている。
【００１７】
各切欠溝２８ａ〜２８ｆには、それぞれ３組のパンチコレット２０ａ〜２０ｆが、前記切欠溝２８ａ〜２８ｆと同様に、パンチコレット２０ａと２０ｄ、２０ｂと２０ｅ、２０ｃと２０ｆの如く等角度で相互に離間するとともに相対向して嵌合摺接するように配置されている。
【００１８】
前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆは、それぞれ前記基台１２と当接する脚部４４ａ〜４４ｆと、該脚部４４ａ〜４４ｆから鉛直方向に延在する直線部４６ａ〜４６ｆと、該直線部４６ａ〜４６ｆの端部から前記パンチ本体１８の軸に対し所定の角度だけ傾斜したテーパ部４８ａ〜４８ｆと、該テーパ部４８ａ〜４８ｆから延在する平坦部４９ａ〜４９ｆと、該平坦部４９ａ〜４９ｆから該パンチ本体１８の軸に対し直交している先端面５２ａ〜５２ｆまで連続した湾曲部５０ａ〜５０ｆとを有する。
【００１９】
前記脚部４４ａ〜４４ｆの図において拡開する方向へと延在する保持部５３ａ〜５３ｆには、孔部５４ａ〜５４ｆが形成されている（図１及び図２参照）。前記孔部５４ａ〜５４ｆの軸線は、図５及び図６からも容易に諒解されるように、摺接面３０ａ〜３０ｆと平行な角度で延在している。
【００２０】
なお、前記凸部３４ａ〜３４ｆに形成された前記直線部３８ａ〜３８ｆと同様に、前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆに形成された前記直線部４６ａ〜４６ｆの表面は、高精度に研磨しておく。そして、前記パンチ本体１８の凸部３４ａ〜３４ｆに設けられた直線部３８ａ〜３８ｆと、前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆに設けられた直線部４６ａ〜４６ｆとには、上述したように、該パンチ本体１８と各パンチコレット２０ａ〜２０ｆとを同心に保持するために、一端部に爪部２２ａが形成された環状のメタルスリーブ２２が外嵌されている（図１及び図２参照）。このメタルスリーブ２２は、パンチ本体１８に形成された載置部２７上に載置され、ホルダ２４によってその周囲が保持されている。
【００２１】
前記ホルダ２４は、内部に室５７を形成するとともに下端部周囲に爪部５９と、その略中心部に開口部６１とを有している。前記爪部５９は基台１２に載置され、前記開口部６１には、前記メタルスリーブ２２が外嵌した前記パンチ本体１８及び前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆが貫通している。前記ホルダ２４の頂部平坦面６３には、等間隔で配置された複数のボルト孔５５が穿孔され、該ボルト孔５５にボルト５６を貫通せしめて該ホルダ２４を前記基台１２に螺着固定する（図２参照）。
【００２２】
前記ホルダ２４の頂部平坦面６３には、前記パンチ本体１８の軸を中心に、等角度で離間する複数の螺子孔５８ａ〜５８ｆが形成されている（図２及び図３参照）。これらの螺子孔５８ａ〜５８ｆの傾斜角度は、前記孔部５４ａ〜５４ｆと実質的に同一である。
【００２３】
前記室５７において、前記螺子孔５８ａ〜５８ｆにガイドピン６２ａ〜６２ｆの一端部が螺着している。これらのガイドピン６２ａ〜６２ｆの他端部は、前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆの保持部５３ａ〜５３ｆに形成された孔部５４ａ〜５４ｆに臨入している（図１及び図２参照）。
【００２４】
前記ガイドピン６２ａ〜６２ｆには、前記ホルダ２４の内壁と前記保持部５３ａ〜５３ｆとに着座するコイルスプリング６４ａ〜６４ｆが巻回している。前記孔部５４ａ〜５４ｆ、前記螺子孔５８ａ〜５８ｆ及び前記パンチ本体１８に形成された切欠溝２８ａ〜２８ｆの摺接面３０ａ〜３０ｆとは互いに直近する関係にあってパンチ本体１８の軸線に対して同角度で傾斜し、従って、平行状態にあることから、前記ガイドピン６２ａ〜６２ｆ、前記コイルスプリング６４ａ〜６４ｆ及び前記摺接面３０ａ〜３０ｆも同様に、平行に傾斜している（図１及び図２参照）。
【００２５】
前記しごきダイス１６は、図１に示すように、該しごきダイス１６の軸に対し互いに接近する方向に所定の角度だけ傾斜した第１のテーパ部６６と、該第１のテーパ部６６から鉛直上方向に延在した直線部６８と、該直線部６８から該しごきダイス１６の軸に対して互いに離間する方向に所定の角度だけ傾斜した第２のテーパ部７０とを有する。さらに、前記しごきダイス１６は駆動機構（図示せず）に連結されており、該駆動機構の作用下に該しごきダイス１６は前記成形パンチ１４の軸方向に上下動自在となる。
【００２６】
本実施の形態に係る成形装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用及び効果について説明する。
【００２７】
先ず、図４に示すように、ワークＷが、成形パンチ１４を構成するパンチ本体１８の先端部２６に対向するように搬送機構（図示せず）により該成形パンチ１４に被嵌される。このとき、前記ワークＷの内周面は、前記パンチ本体１８を構成する凸部３４ａ〜３４ｆに形成された成形部４０ａ〜４０ｆ及びパンチコレット２０ａ〜２０ｆに形成された湾曲部５０ａ〜５０ｆに嵌合するように予め粗加工されている。
【００２８】
次いで、図５に示すように、駆動機構（図示せず）の作用下にしごきダイス１６が、前記ワークＷの外周面に対して加圧力を付与しながら前記パンチ本体１８の軸方向に下動する。これにより、前記凸部３４ａ〜３４ｆに設けられた成形部４０ａ〜４０ｆ及び前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆに設けられた湾曲部５０ａ〜５０ｆと、前記しごきダイス１６とにより前記ワークＷが挟まれた状態となり、該成形部４０ａ〜４０ｆによって該ワークＷの内周面が所定の形状に塑性加工される。その際、前記ワークＷには、前記湾曲部５０ａ〜５０ｆの形状に合致するようにアンダーカット部Ｗ１が形成される。
【００２９】
前記ワークＷの塑性加工を終了した後、搬送機構（図示せず）の作用下に、該ワークＷを鉛直上方向に変位させる。このとき、前記ワークＷに形成された前記アンダーカット部Ｗ１によって、該ワークＷは前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆに係着されることになり該ワークＷに追従して該パンチコレット２０ａ〜２０ｆが前記摺接面３０ａ〜３０ｆに沿って上方に摺動する。
【００３０】
前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆが前記摺接面３０ａ〜３０ｆ上を摺動するにつれて、前記ホルダ２４と前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆの保持部５３ａ〜５３ｆの上面とに着座したコイルスプリング６４ａ〜６４ｆが収縮される。これに伴い、前記ホルダ２４に螺着されたガイドピン６２ａ〜６２ｆが、前記保持部５３ａ〜５３ｆに形成された孔部５４ａ〜５４ｆを貫通した状態となる（図６参照）。
【００３１】
前記摺接面３０ａ〜３０ｆは、前記パンチ本体１８の軸に対し接近する方向に所定の角度だけ傾斜して形成されているため、前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆが該摺接面３０ａ〜３０ｆを上方に摺動するにつれて、相対向する該パンチコレット２０ａ〜２０ｆの先端間の距離が全体として狭められる。その結果、所定の距離だけ前記ワークＷを変位させると、該ワークＷと前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆとの間に間隙部７２が形成される（図６参照）。この間隙部７２を利用してワークＷを該パンチコレット２０ａ〜２０ｆから容易に離脱させることができる。
【００３２】
離脱した前記ワークＷは、搬送機構（図示せず）によって後処理工程に搬送され、所定の後処理が施される。
【００３３】
ワークＷをパンチコレット２０ａ〜２０ｆから離脱させると同時に、該パンチコレット２０ａ〜２０ｆは、コイルスプリング６４ａ〜６４ｆの弾発力の作用下に摺接面３０ａ〜３０ｆに沿って下方に摺動する。この弾発力は、前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆがワークＷを成形パンチ１４に被嵌する前の状態の位置に戻るまで付与される。
【００３４】
ここで、本実施の形態においては、パンチ本体１８及びパンチコレット２０ａ〜２０ｆのそれぞれに形成された直線部３８ａ〜３８ｆ及び４６ａ〜４６ｆにメタルスリーブ２２が外嵌するため、該パンチコレット２０ａ〜２０ｆが確実に該パンチ本体１８と同心状に維持されることになる。しかも、前記直線部３８ａ〜３８ｆ及び４６ａ〜４６ｆの表面は、前記の通り、高精度に研磨されているため、前記パンチ本体１８及び前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆと前記メタルスリーブ２２との間に間隙を有することなく接触可能となる。
【００３５】
従って、前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆが嵌合した前記パンチ本体１８と、しごきダイス１６との軸ずれが惹起することを可及的に抑制できる。これにより、前記しごきダイス１６によってワークＷに対して加圧力を付与するとき、該加圧力を略均一に該ワークＷに与えることができ、従って、高精度に該ワークＷを塑性加工することが可能となる。この結果、前記ワークＷに対する後処理工程での加工が容易となる。
【００３６】
また、本実施の形態においては、ワークＷの塑性加工を終了した後に、該ワークＷを成形装置１０から離脱させる場合、搬送機構（図示せず）の作用下に該ワークＷを変位させて、該ワークＷの変位に追従するようにパンチコレット２０ａ〜２０ｆをパンチ本体１８に形成された摺接面３０ａ〜３０ｆに沿って上方に摺動させる。これにより、前記ワークＷと該パンチコレット２０ａ〜２０ｆとの間に間隙部７２が形成され、この間隙部７２を利用してワークＷを該パンチコレット２０ａ〜２０ｆから容易に離脱させることが可能となる。
【００３７】
さらに、本実施の形態においては、ガイドピン６２ａ〜６２ｆ、コイルスプリング６４ａ〜６４ｆ及び摺接面３０ａ〜３０ｆとは平行状態にあるため、パンチコレット２０ａ〜２０ｆが摺接面３０ａ〜３０ｆに沿って摺動する際、該パンチコレット２０ａ〜２０ｆに余計な負荷をかけることなくスムーズに摺動可能となる。そして、ワークＷを離脱させた後、コイルスプリング６４ａ〜６４ｆの弾発力の作用下に前記パンチコレット２０ａ〜２０ｆは、強制的に原位置に復帰させられる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、しごきダイスと成形パンチとの軸ずれが惹起するのを可及的に抑制することにより、該しごきダイスによってワークに対し略均一に加圧力を付与して該ワークの塑性加工の精度を向上させるとともに、該ワークの塑性加工を終了した後、該ワ−クを容易に離脱させることができる。この場合、パンチコレットを摺動させるためにシリンダ機構などの複雑な機構を用いる必要がないため、成形装置自体の構成を簡素化かつ小型化することができ、廉価に成形装置を製造することが可能となるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る成形装置を示す縦断面図である。
【図２】本実施の形態における成形パンチを示す一部断面斜視図である。
【図３】前記成形パンチを示す底面図である。
【図４】ワークを前記成形パンチに被嵌した状態を示す説明図である。
【図５】前記ワークを加工した直後の状態を示す説明図である。
【図６】前記ワークを前記成形パンチから離脱させる直前の状態を示す説明図である。
【図７】従来の成形装置によってワークを加工する前の状態を示す説明図である。
【図８】前記ワークを前記成形装置から離脱させる直前の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…成形装置                １４…成形パンチ
１８…パンチ本体              ２０ａ〜２０ｆ…パンチコレット
２２…メタルスリーブ          ２４…ホルダ
３０ａ〜３０ｆ…摺接面        ５３ａ〜５３ｆ…保持部
６２ａ〜６２ｆ…ガイドピン    ６４ａ〜６４ｆ…コイルスプリング
Ｗ…ワーク                    Ｗ１…アンダーカット部
【図１】
0003910329.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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