(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円柱状のプランジャバレルの鍛造用素材に大径穴及び小径穴からなる段付き穴を形成するプランジャバレルの段付き穴形成方法において、
前記鍛造用素材の先端をテーパ部を介して細くなるように加工し、この細い先端に熱間でパンチを当てて円盤部を形成し、この円盤部から軸方向に熱間でパンチを圧入することにより、当該先端に肉厚部を残して当該パンチと略同一形状の大径穴を形成し、前記肉厚部の外周に絞り加工を施して、前記鍛造用素材の外径を略均一に維持すると共に、当該肉厚部を前記大径穴の内周側に移動させて、前記先端に大径穴よりも小さい穴径を有する小径穴を形成することを特徴とするプランジャバレルの段付き穴形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば丸鋼材からなる鍛造用素材に異径の段付き穴を形成するプランジャバレルの段付き穴形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鍛造用素材に異径の段付き穴を形成する方法には、機械加工でまず鍛造用素材に小径穴をあけ、その後に大径穴をあける方法などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の従来の加工方法では、例えば異径の段付き穴が複雑な形状をしている場合に、機械加工が困難になって、特に機械加工に要するコストが増大し、ひいては鍛造品の製造コストが増大するという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する問題点を解消し、安価に製造することのできるプランジャバレルの段付き穴形成方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、略円柱状のプランジャバレルの鍛造用素材に大径穴及び小径穴からなる段付き穴を形成するプランジャバレルの段付き穴形成方法において、鍛造用素材の先端をテーパ部を介して細くなるように加工し、この細い先端に熱間でパンチを当てて円盤部を形成し、この円盤部から軸方向に熱間でパンチを圧入することにより、当該先端に肉厚部を残して当該パンチと略同一形状の大径穴を形成し、肉厚部の外周に絞り加工を施して、鍛造用素材の外径を略均一に維持すると共に、当該肉厚部を大径穴の内周側に移動させて、先端に大径穴よりも小さい穴径を有する小径穴を形成するものである。
【０００８】
これらの発明によれば、複雑な形状をした異径段付き穴を有する鍛造品であっても、まず鍛造用素材に大径穴を形成した後、一部の外径を絞り加工して、前記一部の肉厚部を前記大径穴の内周側に移動させるだけで、前記大径穴よりも小さい穴径を有する小径穴を形成するので、この加工工程はきわめて簡単になり、鍛造品はきわめて安価に製造される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるプランジャバレルの段付き穴形成方法の一実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１０】
この異径の段付き穴形成方法にはいわゆる穴あけ工程と絞り工程とを有するアップセッターと呼称される鍛造機が用いられる。
【００１１】
（Ｉ）穴あけ工程
図１〜図４は、例えばディーゼルエンジンに使用される燃料噴射ポンプのプランジャバレルを製造するための穴あけ工程を示している。
【００１２】
図１２ａ〜図１２ｃは、プランジャバレルの鍛造用素材１０であり、ＳＵＪ２からなる鍛造品である。この鍛造用素材１０はほぼ円柱状の本体１１とこの本体１１の後端部に一体に形成されるフランジ１２とからなる。
【００１３】
この実施の形態によれば、プランジャバレルを製造するに当たって、図１２に示すような鍛造用素材１０が準備される。
【００１４】
ついで、この鍛造用素材１０は、図８、図９に示すように、穴あけ機１００にセットされる。この穴あけ機１００は、図９に示すように、上部ダイホルダ１０１と下部ダイホルダ１０２とを有し、その間には、上部ストッパ１０３と下部ストッパ１０４、及び上部インサートダイ１０５と下部インサートダイ１０６を介装し、この上部インサートダイ１０５と下部インサートダイ１０６間に、鍛造用素材１０をセットする構成を有する。１０７はトングアームである。
【００１５】
この穴あけ機１００にセットされる鍛造用素材１０には、パンチ１０８を介して穴があけられる。このパンチ１０８はパンチホルダ１０９に支持されて、このパンチホルダ１０９は、矢印１１０の方向に移動自在に構成される。
【００１６】
つぎに、鍛造用素材１０の製造（穴あけ）工程を説明する。
【００１７】
以下、鍛造用素材１０の一連の穴あけ加工は、一定の温度に加熱した状態（以下、「熱間」という。）で、しかも短時間の間に行なわれる。
【００１８】
この鍛造用素材１０は、まず、図１に示すように、本体１１の先端がテーパ部１３を介して細くなるように加工される。この本体１１のテーパ部１３に余肉を付けることにより、以下の手順で穴あけ加工を行なうとき、図２〜図４に示すように、本体１１の外径を略均一に維持できるという効果が得られる。
【００１９】
図１に示すように、本体１１の先端が細く加工された鍛造用素材１０は、図８の穴あけ機１００の第一のステージ（１）にセットされる。
【００２０】
この第一のステージ（１）では、本体１１の先端に熱間で第一のパンチ１０８ａが当てられ、この本体１１の先端には円盤部１１ａが形成される。
【００２１】
ついで、この鍛造用素材１０は、図示を省略したハンドリング装置を通じて図８の穴あけ機１００の第二のステージ（２）に移設される。
【００２２】
この第二のステージ（２）では、本体１１の先端に第二のパンチ１０８ｂが当てられ、この第二のパンチ１０８ｂは熱間で本体１１の内部に進入して、この本体１１の先端には、図２に示すように、第二のパンチ１０８ｂとほぼ同一の形状をした穴１１１ａが形成される。この穴１１１ａの形成される過程において、本体１１の外周部は半径方向外方に徐々に張り出し、本体１１の先端には後述する肉厚部の予定部１１２ａが形成される。ただし、この段階においては鍛造用素材１０の本体１１の外周の一部にはくびれ１２２が残存する。
【００２３】
ついで、この鍛造用素材１０は、上記と同様に図示を省略したハンドリング装置を通じて図８の穴あけ機１００の第三のステージ（３）に移設される。
【００２４】
この第三のステージ（３）では、本体１１の先端に第三のパンチ１０８ｃが当てられて、この第三のパンチ１０８ｃは熱間で本体１１の内部に更に進入し、この本体１１の先端には、図３に示すように、第三のパンチ１０８ｃとほぼ同一の形状をした穴１１１ｂが形成される。この穴１１１ｂの形成される過程において、本体１１の外周部は半径方向外方に更に張り出し、本体１１の先端には後述する肉厚部の予定部１１２ｂが形成される。この段階に至ると、本体１１の外周にはくびれ１２２が無くなり、本体１１の外径はほぼ均一になる。
【００２５】
ついで、この鍛造用素材１０は、上記と同様に図示を省略したハンドリング装置を通じて図８の穴あけ機１００の第四のステージ（４）に移設される。
【００２６】
この第四のステージ（４）では、本体１１の先端に第四のパンチ１０８ｄが当てられて、この第四のパンチ１０８ｄは熱間で本体１１の内部に更に進入し、この本体１１の先端には、図４に示すように、第四のパンチ１０８ｄの外形の形状とほぼ同一の形状をした穴１１１ｃが形成される。
【００２７】
この穴１１１ｃの形成される過程においては、本体１１の外周部は半径方向外方に更に張り出して、この本体１１の先端（一部）には残りの部分（他部）の外径よりも径の大きい肉厚部１１３が形成される。
【００２８】
以上で、穴あけ工程は終了する。
【００２９】
この実施の形態によれば、第一のステージ（１）〜第四のステージ（４）を経て、段階的に穴あけ加工が行なわれるが、この穴あけ加工により押し出される鍛造用素材１０の一部は、本体１１の外径を押し広げるとともに、本体１１の先端に、後述する絞り工程で絞られる肉厚部１１３を形成する。
【００３０】
したがって、本体１１の外径が押し広げられることを予定して、図１に示すように、鍛造用素材１０の本体１１の先端はテーパ部１３を介して予め細く加工されるし、本体１１の先端に肉厚部１１３を形成するため、第一のステージ（１）においては、本体１１の先端に円盤部１１ａが形成される。
【００３１】
（II）絞り工程
図５〜図７は、上述の穴あけ工程を経た、鍛造用素材１０の一部（肉厚部１１３）の外周に絞り加工を施し、肉厚部１１３を大径穴（穴１１１ｃ）の内周側に移動させることにより、大径穴（穴１１１ｃ）よりも小さい穴径を有する小径穴を形成する、いわゆる絞り工程を示す図である。この実施の形態による鍛造品がプランジャバレルであるとすると、上記の小径穴は、燃料圧送用プランジャ（図示せず）の挿通孔の一部を構成し、大径穴（穴１１１ｃ）は、コントロールスリーブ（図示せず）の収容穴を構成する。
【００３２】
図８の穴あけ機１００の第四のステージ（４）から取り出される鍛造用素材１０は、図１０、図１１に示す絞り機２００に移設される。
【００３３】
この絞り機２００は、図１１に示すように、上部ダイホルダ２０１と下部ダイホルダ２０２とを有し、その間には、上部スライドブロック２０３と下部スライドブロック２０４、及び上部インサートダイ２０５と下部インサートダイ２０６が介装される。上部スライドブロック２０３と下部スライドブロック２０４間にはトング２１０が介装され、このトング２０５には鍛造用素材１０が連結され、この鍛造用素材１０は、上部スライドブロック２０３と下部スライドブロック２０４とを、エアーシリンダ２１１を用いて、矢印２１３の方向にスライドさせることにより、移動自在に構成される。
【００３４】
上部スライドブロック２０３と下部スライドブロック２０４とをスライドさせる場合には、鍛造用素材１０の穴１１１ｃ内にパンチ２０８が挿入され、このパンチ２０８はパンチホルダ２０９に支持される。
【００３５】
鍛造用素材１０の穴１１１ｃ内にパンチ２０８を挿入した状態で、上部スライドブロック２０３と下部スライドブロック２０４とをスライドさせると、鍛造用素材１０は、矢印２１３の方向に移動する。この場合、鍛造用素材１０の外周には、上部インサートダイ２０５と下部インサートダイ２０６とが嵌め込まれているので、鍛造用素材１０が、矢印２１３の方向に移動するとき、鍛造用素材１０の外周に張り出す部分には絞り加工が施される。
【００３６】
つぎに、鍛造用素材１０の製造（絞り）工程を説明する。
【００３７】
図１０に示すように、絞り機２００の第五のステージ（５）には、上述の工程を経て穴あけ加工が終了した鍛造用素材１０がセットされる。ここにセットされる鍛造用素材１０の本体１１の先端は、鋼材の持つ特性変態点を越える温度、例えば７００〜８００℃に加熱（以下、「熱間」という。）される。
【００３８】
この第五のステージ（５）において、鍛造用素材１０が矢印２１３の方向にスライドされると、この鍛造用素材１０の本体１１の外径は、第五のステージ（５）の上部インサートダイ２０５ａと下部インサートダイ２０６ａとにより絞られ、本体１１の先端の肉厚部１１３の一部は、図５に示すように、穴１１１ｃの内周側に移動し、それとともに、本体１１の長さＬは伸びる。
【００３９】
ついで、この鍛造用素材１０は、図示を省略したハンドリング装置を通じて図１０の絞り機２００の第六のステージ（６）に移設される。
【００４０】
この第六のステージ（６）では、鍛造用素材１０の本体１１の外径は、第六のステージ（６）の上部インサートダイ２０５ｂと下部インサートダイ２０６ｂとにより更に絞られ、本体１１の先端の肉厚部１１３の一部は、図６に示すように、穴１１１ｃの内周側に更に移動し、本体１１の長さＬは更に伸びる。
【００４１】
ついで、この鍛造用素材１０は、図示を省略したハンドリング装置を通じて図１０の絞り機２００の第七のステージ（７）に移設される。
【００４２】
この第七のステージ（７）では、鍛造用素材１０の本体１１の外径は、第七のステージ（７）の上部インサートダイ２０５ｃと下部インサートダイ２０６ｃとにより更に絞られ、本体１１の先端の肉厚部１１３の一部は、図７に示すように、穴１１１ｃの内周側に更に移動し、本体１１の長さＬは更に伸びる。
【００４３】
つぎに、この鍛造用素材１０は、図示を省略したハンドリング装置を通じて図１０の絞り機２００の第八のステージ（８）に移設される。
【００４４】
この第八のステージ（８）では、鍛造用素材１０の本体１１の外径は、第八のステージ（８）の上部インサートダイ２０５ｄと下部インサートダイ２０６ｄとにより更に絞られ、本体１１の先端の肉厚部１１３の一部は、穴１１１ｃの内周側に更に移動し、本体１１の長さＬは更に伸びる。この段階における鍛造用素材１０の形状は、図７に示すものとほぼ同一の形状を呈する。
【００４５】
この実施の形態によれば、図５〜図７に示すように、鍛造用素材１０の外周部にいわゆる絞り加工を施すことにより、本体１１の先端の肉厚部１１３を、穴１１１ｃの内周側に移動させて、本体１１の先端に、上記の穴１１１ｃの径よりも小径の穴１１１ｄを形成することができる。
【００４６】
尚、絞り工法としては、従来、スウィジングマシンによる絞り、転造機による絞り、ローリングマシンによる絞り、等が知られている。
【００４７】
しかしながら、この実施の形態によれば、鍛造用素材１０に特殊鋼高張力のきわめて低い鋼材を使用するので、一定の温度で加熱して（熱間で）加工しなければならない、短い時間内に処理しなければならない、部分的に肉厚部１１３を形成しなければならない、更に単純な形状ではない等の理由により、上述したようにアップセッターと呼称される鍛造機が選択される。
【００４８】
以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、上記では熱間鍛造について説明したが、冷間鍛造であってもよいことは明らかである。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、プランジャバレルに対して、大径穴とこの大径穴よりも小さい穴径を有する小径穴とからなる段付き穴をきわめて簡単に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鍛造用素材に穴を形成する穴あけ工程の説明図である。
【図２】鍛造用素材に穴を形成する穴あけ工程の説明図である。
【図３】鍛造用素材に穴を形成する穴あけ工程の説明図である。
【図４】鍛造用素材に穴を形成する穴あけ工程の説明図である。
【図５】鍛造用素材の外周を絞る絞り工程の説明図である。
【図６】鍛造用素材の外周を絞る絞り工程の説明図である。
【図７】鍛造用素材の外周を絞る絞り工程の説明図である。
【図８】穴あけ機の平面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】絞り機の平面図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】（ａ）は鍛造用素材の一部断面図、（ｂ）は鍛造用素材の端面図、（ｃ）は鍛造用素材の側面図である。
【符号の説明】
１０  鍛造用素材
１１  本体
１２  フランジ
１００  穴あけ機
１１３  肉厚部
２００  絞り機
【図１】
0003756246.tif 000002
【図２】
0003756246.tif 000003
【図３】
0003756246.tif 000004
【図４】
0003756246.tif 000005
【図５】
0003756246.tif 000006
【図６】
0003756246.tif 000007
【図７】
0003756246.tif 000008
【図８】
0003756246.tif 000009
【図９】
0003756246.tif 000010
【図１０】
0003756246.tif 000011
【図１１】
0003756246.tif 000012
【図１２】
0003756246.tif 000013