JP2001286971A - 鍛造装置及び鍛造装置を用いた筒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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。 【解決手段】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。カウンタダイ１２
の肩部２２には、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。この場合、前記角度θは、θ＜４５゜の
範囲内で選択するとよい。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。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。

Description

【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鍛造装置を用いた筒体の製造方法
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鍛造装置を
用いた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し、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
間部内に収容した素材を、該カウンタダイに臨むパンチ
によって押圧することにより有底筒体に成形する第１の
工程と、前記第１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２の工程とか
らなることを特徴とする。さらに、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
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を有しているとよ
い。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し、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の関係を満足するように形成すると、より好
ましい。

【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、該
鍛造装置を用いた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１
６の進行方向に向かって角度θだけ傾斜するテーパ面２
４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ｄ
１、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２
６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１
６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１
００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２
６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２０
８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

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の鍛造装置において、 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の関係を満足することを特徴とす
   る鍛造装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の鍛造
   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。
5. 【請求項５】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した
   素材を、該カウンタダイに臨むパンチによって押圧する
   ことにより有底筒体に成形する第１の工程と、 前記第１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２の工程とからなるこ
   とを特徴とする鍛造装置を用いた筒体の製造方法。
6. 【請求項６】請求項５記載の鍛造装置を用いた筒体の製
   造方法において、 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
   徴とする鍛造装置を用いた筒体の製造方法。
7. 【請求項７】請求項６記載の鍛造装置を用いた筒体の製
   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鍛造装置を用いた筒体
   の製造方法。
8. 【請求項８】請求項６又は７記載の鍛造装置を用いた筒
   体の製造方法において、 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の関係を満足することを特徴とす
   る鍛造装置を用いた筒体の製造方法。