(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カウンタダイと、該カウンタダイに外嵌される拘束ダイとによって形成される空間部内に収容される素材を、該カウンタダイに臨むパンチによって押圧して該素材を鍛造成形する鍛造装置において、
前記カウンタダイの肩部には、軸と直交する方向から前記パンチの進行方向に向かって所定角度傾斜するテーパ面が形成され、
前記パンチの外径をｄ１、前記テーパ面の内径をｄ２としたとき、ｄ１＜ｄ２の関係を満足し、
前記テーパ面と前記拘束ダイとの間に形成される間隙部の容積は、前記パンチによって前記素材を押圧した際に該素材の肉を所定量流動可能とする容積であることを特徴とする鍛造装置。
【請求項２】
請求項１記載の鍛造装置において、
前記テーパ面の傾斜角度をθとしたとき、θ＜４５゜の関係を満足することを特徴とする鍛造装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の鍛造装置において、
前記カウンタダイの上面と前記テーパ面とが接する部位に環状突起部が形成されることを特徴とする鍛造装置。
【請求項４】
カウンタダイに拘束ダイが外嵌され、前記カウンタダイにパンチが臨むとともに、前記カウンタダイの肩部には、軸と直交する方向から前記パンチの進行方向に向かって所定角度傾斜するテーパ面が形成され、前記パンチの外径をｄ１、前記テーパ面の内径をｄ２としたとき、ｄ１＜ｄ２の関係を満足し、前記テーパ面と前記拘束ダイとの間に形成される間隙部の容積は、前記パンチによって素材を押圧した際に該素材の肉を所定量流動可能とする容積であり、
前記カウンタダイと前記拘束ダイとによって形成される前記空間部内に収容した前記素材を、前記パンチによって押圧することにより、該素材の肉を前記間隙部に流動させる第１の工程と、
前記素材を前記パンチによってさらに押圧することにより、前記隙間部に流動した前記素材の肉を、該隙間部から抜け出す方向に流動させるとともに、有底筒体に成形する第２の工程と、
前記第２の工程で得られた前記有底筒体の底部を旋削加工することにより該底部を除去する第３の工程と、
からなることを特徴とする筒体の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の筒体の製造方法において、
前記テーパ面の傾斜角度をθとしたとき、θ＜４５゜の関係を満足することを特徴とする筒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、素材を鍛造成形するための鍛造装置及び筒体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、筒体を製造する場合、図１４及び図１５に示すように、先ず、カウンタダイ１と該カウンタダイ１に外嵌される拘束ダイ２とによって形成される空間部３内に素材４を収容し、該素材４をパンチ５によって押圧することにより有底筒体６を鍛造成形する。その後、前記有底筒体６を前記空間部３から取り出し、該有底筒体６の底部７を打ち抜き加工により除去して筒体８を製造している（図１６参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術に係る筒体の製造方法においては、有底筒体６の底部７が厚肉に形成されているため、該底部７を打ち抜き加工により除去したとき、筒体８の内周面８ａに段差部９が発生してしまうことがある（図１６参照）。この場合、前記筒体８の内周面８ａを平滑に仕上げるために、この内周面８ａに旋削加工を施す必要があり、多大な労力を要するとともに、生産効率が低下するという問題点が指摘されている。さらに、厚肉の底部７を不要部分として除去しているため、材料歩留まりが低下するという不具合が生じている。
【０００４】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、筒体を製造する際に、筒体の内周面の旋削加工を不要とし、作業の効率化を図るとともに、筒体の歩留まりの向上が達成される鍛造装置及び筒体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カウンタダイと、該カウンタダイに外嵌される拘束ダイとによって形成される空間部内に収容される素材を、該カウンタダイに臨むパンチによって押圧して該素材を鍛造成形する鍛造装置において、前記カウンタダイの肩部には、軸と直交する方向から前記パンチの進行方向に向かって所定角度傾斜するテーパ面が形成され、前記パンチの外径をｄ１、前記テーパ面の内径をｄ２としたとき、ｄ１＜ｄ２の関係を満足し、前記テーパ面と前記拘束ダイとの間に形成される間隙部の容積は、前記パンチによって前記素材を押圧した際に該素材の肉を所定量流動可能とする容積であることを特徴とする。この場合、前記テーパ面の傾斜角度をθとしたとき、θ＜４５゜の関係を満足するように形成するとよい。
【０００６】
上述の構成を有する鍛造装置において、前記カウンタダイの上面と前記テーパ面とが接する部位に、環状突起部が形成されると好適である。
【０００７】
また、本発明は、カウンタダイに拘束ダイが外嵌され、前記カウンタダイにパンチが臨むとともに、前記カウンタダイの肩部には、軸と直交する方向から前記パンチの進行方向に向かって所定角度傾斜するテーパ面が形成され、前記パンチの外径をｄ１、前記テーパ面の内径をｄ２としたとき、ｄ１＜ｄ２の関係を満足し、前記テーパ面と前記拘束ダイとの間に形成される間隙部の容積は、前記パンチによって素材を押圧した際に該素材の肉を所定量流動可能とする容積であり、前記カウンタダイと前記拘束ダイとによって形成される前記空間部内に収容した前記素材を、前記パンチによって押圧することにより、該素材の肉を前記間隙部に流動させる第１の工程と、前記素材を前記パンチによってさらに押圧することにより、前記隙間部に流動した前記素材の肉を、該隙間部から抜け出す方向に流動させるとともに、有底筒体に成形する第２の工程と、前記第２の工程で得られた有底筒体の底部を旋削加工することにより該底部を除去する第３の工程とからなることを特徴とする。さらに、テーパ面の傾斜角度をθとしたとき、θ＜４５゜の関係を満足する。
【０００８】
以上のように、本発明によれば、パンチによって押圧される素材の肉は、最初、カウンタダイに形成されるテーパ面と拘束ダイとの間に形成される間隙部内に流動する。さらに、前記パンチによって前記素材を押圧することにより、前記間隙部内に流動した肉が該間隙部内から上昇する方向（抜け出す方向）に流動して（間隙部内からリフトする）、最終的に薄肉の底部を有する有底筒体が成形される。この場合、最初に間隙部内に素材の肉が流動して、その後、該間隙部内から上昇する方向に該素材の肉が流動するため、有底筒体の側部下端の位置（素材の肉が上昇を停止する位置）を有底筒体の底面に可及的に接近させることが可能となる。しかも、テーパ面の傾斜角度θはθ＜４５゜の関係を満足するようにし、さらに、パンチの外径ｄ１とテーパ面の内径ｄ２とはｄ１＜ｄ２の関係を満足するように形成したため、素材の肉が確実に間隙部内から上昇することが可能となる。
【０００９】
そして、前記有底筒体の底部を旋削加工により除去するとともに側部下端を平滑に仕上げることにより筒体が形成される。このとき、前記有底筒体の側部下端の位置が該有底筒体の底面の位置に接近していることから、不要部分として除去される該有底筒体の側部下端の量を可及的に削減することができ、筒体の歩留まりの向上が達成される。さらに、打ち抜き加工を行うことなく筒体を製造することができるため、筒体の内周面に段差部が形成されることがなくなる。このため、多大な労力を要していた筒体の内周面の旋削加工が不要となり、生産効率を飛躍的に向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る鍛造装置につき、筒体の製造方法との関係において好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１３を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１１】
第１の実施の形態に係る鍛造装置１０は、図１に示すように、略円柱状のカウンタダイ１２と、該カウンタダイ１２に外嵌される拘束ダイ１４と、該カウンタダイ１２に臨むパンチ１６とを有する。前記カウンタダイ１２と前記拘束ダイ１４とによって素材１８を収容するための空間部２０が形成される。
【００１２】
カウンタダイ１２の肩部２２には、周回して面取りするように軸と直交する方向から前記パンチ１６の進行方向に向かって角度θだけ傾斜するテーパ面２４が形成される（図１参照）。この場合、前記角度θは、θ＜４５゜の範囲内で所望の角度が選択される。さらに、前記テーパ面２４は、前記パンチ１６の外径をｄ１、前記テーパ面２４の内径をｄ２としたとき、ｄ１＜ｄ２の関係を満足するように形成されている（図１参照）。すなわち、前記テーパ面２４の始端は、前記パンチ１６の外周面よりも常に外方にある。従って、前記拘束ダイ１４と前記テーパ面２４との間に環状の間隙部２６が形成される。なお、前記カウンタダイ１２と前記拘束ダイ１４とは、一体的に構成されていてもよい。
【００１３】
第１の実施の形態に係る鍛造装置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。
【００１４】
先ず、カウンタダイ１２と拘束ダイ１４とによって形成される空間部２０内に素材１８を収容する（図１参照）。
【００１５】
次いで、パンチ１６によって前記素材１８の上面を押圧する。それにより、カウンタダイ１２に設けられるテーパ面２４と拘束ダイ１４とによって形成される間隙部２６内に前記素材１８の肉が流動する。それと同時に、前記素材１８の肉は、前記拘束ダイ１４と前記パンチ１６との間を鉛直上方向に向かって流動する（図２参照）。
【００１６】
さらに、前記パンチ１６によって前記素材１８を押圧することにより、前記間隙部２６内に流動した肉が該間隙部２６内から上昇する方向（抜け出す方向）に流動し（間隙部２６内からリフトし）、最終的に薄肉の底部２８を有する有底筒体３０が成形される（図３参照）。この場合、図６に示すように、前記パンチ１６により前記素材１８が押圧されることにより、前記カウンタダイ１２、前記拘束ダイ１４及び該パンチ１６によって挟まれる素材１８の肉が矢印方向に流動するため、前記間隙部２６内に流動した前記素材１８の肉が該間隙部２６内から上昇する方向に流動することになる。しかも、最初に間隙部２６内に素材１８の肉が流動して、その後、該間隙部２６内から上昇する方向に該素材１８の肉が流動するため、有底筒体３０の側部下端３２の位置（素材１８の肉が上昇を停止する位置）を該有底筒体３０の底面３４に可及的に接近させることが可能となる（図４参照）。
【００１７】
その後、有底筒体３０を鍛造装置１０から取り出して、旋削加工により該有底筒体３０の底面３４方向から底部２８を除去するとともに側部下端３２を平滑に仕上げる（図４中、底面３４から破線までの部分を除去する）。これにより、筒体３６が完成されることになる（図５参照）。
【００１８】
次に、第２の実施の形態に係る鍛造装置１００について、図７〜図１０を参照しながら説明する。この第２の実施の形態に係る鍛造装置１００において、上述した第１の実施の形態に係る鍛造装置１０の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００１９】
第２の実施の形態に係る鍛造装置１００は、図７に示すように、カウンタダイ１２の上面１０２とテーパ面２４とが接する部位に環状突起部１０４が形成される。
【００２０】
第２の実施の形態に係る鍛造装置１００の作用及び効果は、上述した第１の実施の形態に係る鍛造装置１０の作用及び効果と略同様である。ただし、第２の実施の形態に係る鍛造装置１００においては、カウンタダイ１２の上面１０２に環状突起部１０４を設けることにより、素材１８の肉が間隙部２６内に流動した後にさらにパンチ１６によって素材１８を押圧した際、第１の実施の形態に係る鍛造装置１０に比べて、該間隙部２６内に流動した素材１８の肉が該間隙部２６内から上昇しやすくなる。
【００２１】
なお、第２の実施の形態では、図１１〜図１３に示すように、前記鍛造装置１００において成形した有底筒体３０に対し、さらに別の鍛造装置２００によって成形処理を施す。この鍛造装置２００は、上面に凹部２０２が形成される略円柱状のカウンタダイ２０４と、該カウンタダイ２０４に外嵌される拘束ダイ２０６と、該カウンタダイ２０４に臨み、かつ該カウンタダイ２０４に向かうにつれて直径が２段にわたって小さくなる略円柱状に形成されるパンチ２０８と、該パンチ２０８を囲繞する可動ダイ２１０とを有する。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パンチによって押圧される素材の肉は、最初、カウンタダイに形成されるテーパ面と拘束ダイとの間に形成される間隙部内に流動する。さらに、前記パンチによって前記素材を押圧することにより、前記間隙部内に流動した肉が該間隙部内から上昇する方向（抜け出す方向）に流動し（間隙部内からリフトし）、最終的に薄肉の底部を有する有底筒体が成形される。この場合、最初に間隙部内に素材の肉が流動して、その後、該間隙部内から上昇する方向に該素材の肉が流動するため、有底筒体の側部下端の位置（素材の肉が上昇を停止する位置）を有底筒体の底面に可及的に接近させることが可能となる。しかも、テーパ面の傾斜角度θはθ＜４５゜の関係を満足するようにし、さらに、パンチの外径ｄ１とテーパ面の内径ｄ２とはｄ１＜ｄ２の関係を満足するように形成しているため、素材の肉が確実に間隙部内から上昇することが可能となる。
【００２３】
そして、前記有底筒体の底部を旋削加工により除去するとともに側部下端を平滑に仕上げることにより筒体が形成される。このとき、前記有底筒体の側部下端の位置は該有底筒体の底面の位置に接近しており、不要部分として除去される該有底筒体の側部下端の量を可及的に削減することができるため、筒体の歩留まりの向上が達成される。さらに、打ち抜き加工を行うことなく筒体を製造することが可能となるため、筒体の内周面に段差部が形成されることが回避される。それにより、多大な労力を要していた筒体の内周面の旋削加工が不要となり、生産効率を飛躍的に向上させることができるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る鍛造装置に素材を収容した状態を示す一部省略拡大縦断面説明図である。
【図２】図１における鍛造装置において、パンチにより素材を押圧した状態を示す一部省略拡大縦断面説明図である。
【図３】図１における鍛造装置において、有底筒体を成形した直後の状態を示す一部省略拡大縦断面説明図である。
【図４】図１における鍛造装置によって成形される有底筒体を示す縦断面説明図である。
【図５】図４における有底筒体の底部を旋削加工により除去した状態を示す縦断面説明図である。
【図６】図１における鍛造装置によって素材を押圧した際の該素材の肉の流れを示す一部省略拡大縦断面説明図である。
【図７】第２の実施の形態に係る鍛造装置に素材を収容した状態を示す一部省略拡大縦断面説明図である。
【図８】図７における鍛造装置において、パンチにより素材を押圧した直後の状態を示す一部省略拡大縦断面説明図である。
【図９】図７における鍛造装置において、パンチにより素材をさらに押圧した状態を示す一部省略拡大縦断面説明図である。
【図１０】図７における鍛造装置において、有底筒体を成形した直後の状態を示す一部省略拡大縦断面説明図である。
【図１１】第２の実施の形態における他の鍛造装置に前記有底筒体を収納した状態を示す一部省略拡大縦断面説明図である。
【図１２】図１１における鍛造装置において、パンチにより有底筒体を押圧した直後の状態を示す一部省略拡大縦断面説明図である。
【図１３】図１１における鍛造装置の可動ダイによって前記有底筒体を押圧した状態を示す一部省略拡大縦断面説明図である。
【図１４】従来の鍛造装置に素材を収容した状態を示す一部省略拡大縦断面説明図である。
【図１５】図１４における鍛造装置において、パンチにより素材を押圧した状態を示す一部省略拡大縦断面説明図である。
【図１６】図１４における鍛造装置によって成形される有底筒体の底部を打ち抜き加工により除去した状態を示す縦断面説明図である。
【符号の説明】
１０、１００、２００…鍛造装置    １２、２０４…カウンタダイ
１４、２０６…拘束ダイ            １６、２０８…パンチ
１８…素材                        ２０…空間部
２２…肩部                        ２４…テーパ面
２６…間隙部                      ２８…底部
３０…有底筒体                    １０２…上面
１０４…環状突起部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0004216990.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0004216990.tif 000016
【図１６】
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