JP2003320436A - 異種素材の包含成形フォーマー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素材を切断したブランクを一貫して連続的に
圧造加工する機械内の圧造部でブランクと異種素材の中
空スラグとを包含成形できるようにする。 【解決手段】 鋼材からなる棒状素材Ａを切断し、その
切断ブランクＢを一貫して連続的に圧造加工する機械内
の２段目の圧造ステーションＳ２に、中空成形されたス
テンレス材からなる中空スラグＸを保持する包含成形ダ
イ６と、塑性加工を施した前工程のブランクＤを中空ス
ラグＸの穴部Ｘ１に圧入するパンチ９と、包含成形ダイ
６内に中空スラグＸを供給するパーツフィーダ１７と、
供給された中空スラグＸを包含成形ダイ６内に保持する
油圧保持装置３０とを備えた包含成形ステーションが設
けられ、パンチ９の打ち込みにより、ブランクＤを中空
スラグＸの穴部Ｘ１に圧入して包含ブランクＥを成形す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異種素材の包含パ
ーツを圧造成形する異種素材の包含成形フォーマーに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば異種素材を組み合わせた
ボルトやプラグなどの異種素材の包含パーツを製作する
場合、別々のフォーマーにて円柱状のブランクと中空ス
ラグとを成形し、これらのブランクと中空スラグを２台
のパーツフィーダを用いて組み合せプレスに移送し、組
み合せプレスにより中空スラグの穴部にブランクを嵌め
込んで組み合せ、その後、組み合わせた包含ブランクを
加熱炉にて熱を加えて溶着し、然る後、溶着した包含ブ
ランクをパーツフィーダーを介して多段工程の塑性加工
機に供給し、この加工機にて色々な塑性加工を加えて異
種素材の包含パーツを製作していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の製作手段にあっては、円柱状のブランクと中空スラグ
とを成形する二つフォーマの他に、組み合せプレスと焼
結炉、そして包含ブランクを塑性加工する塑性加工機が
必要であり、また、その間に中間ストックが必要であっ
た。その結果、多くの機械、設備が必要であり、また、
円柱状のブランクと中空スラグとを組み合せた包含ブラ
ンクに熱を加えて溶着していたのでは、連続的な成形作
業が行えず、そのため、生産性が極めて悪く、しかも製
品の品質管理が複雑となり、その上コスト的にも高くつ
くことになっていた。

【０００４】そこで、本発明は上記した問題点の解決を
図るべくなされたもので、素材を切断してその切断ブラ
ンクを一貫して連続的に圧造加工する機械内の圧造ステ
ーションでブランクと異種素材の中空スラグとを包含成
形し、引き続いて色々な形状に連続成形できる異種素材
の包含フォーマーの提供を課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本願の請求項１に記載の発明は、棒状素材の供
給、棒状素材の切断、切断ブランクの圧造ステーション
への移送、ブランクの圧造ステーションでの成形、成形
後の成形品の圧造ステーションからの排出を所定のタイ
ミングにて連続的に行うフォーマーにおいて、圧造ステ
ーションの前段又は途中に、中空成形された異種素材の
中空スラグを保持する包含成形ダイと、切断ブランク、
又は塑性加工を施した前工程のブランクを中空スラグの
穴部に圧入するパンチと、包含成形ダイ内に中空スラグ
を供給する供給手段と、供給された中空スラグを包含成
形ダイ内に保持する保持手段とを備えた包含成形ステー
ションが設けられ、上記したタイミングに同期して進退
動するパンチの打ち込みにより、切断ブランク、又は塑
性加工を施した前工程のブランクを中空スラグの穴部に
圧入して包含ブランクを成形するようにしたことを特徴
とする。

【０００６】また、本願の請求項２に記載の発明は、上
記した請求項１に記載の構成に加えて、包含ブランクを
包含成形ステーションから後段の圧造ステーションに移
送するとき、包含ブランクを１８０°反転させて移送す
る素材移送手段が設けられていることを特徴とする異種
素材の包含成形フォーマー。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の実施に係る異種
素材の包含成形フォーマーを示すもので、該フォーマー
１は、機台２の所定位置に固定されたダイブロック３
と、該ブロック３に向かって前進、後退するラム４とを
有する。そして、上記ダイブロック３の前面には、複数
のダイ５〜７が一定間隔に並設固定されている。

【０００８】一方、ラム４の前面には、各ダイ５〜７に
それぞれ対向するように複数のパンチ８〜１０が一定間
隔に並設固定されており、これら相対向する各パンチ８
〜１０とダイ５〜７とにより複数の圧造ステーションＳ
１〜Ｓ３が構成されている。

【０００９】また、ダイブロック３の一側部には、機台
２の後部より導入される，熱処理の施された鋼材でなる
棒状の線材Ａを供給する素材供給クイル１１が設けられ
ていると共に、該クイル１１の前面部には、カッター１
２が装備されており、このカッター１２は、図示しない
適当な駆動機構を介して各ダイの並設方向に所定のスト
ロークで往復駆動されて上記クイル１１より前方に送り
出された線材を所定寸法に切断するようになっている。
そして、カッター１２により所定寸法に切断された円柱
状のブランクＢは、カッター１２と素材移送用チャック
装置（素材移送手段）のチャック１３，１４とで各圧造
ステーションＳ１〜Ｓ３に順次移送されることにより、
これらの圧造ステーションＳ１〜Ｓ３において順次段階
的に圧造加工されて最終段の圧造ステーションＳ３にお
いて所定形状とされた製品（最終成形品）Ｅが成形され
るように構成されている。なお、素材移送用チャック装
置については既知の構成であるので具体的に構成につい
ては省略する。

【００１０】１段目の圧造ステーションＳ１は、大径凹
部５ａと小径凹部５ｂとでなるダイ５とパンチ８とを備
え、ダイ５とパンチ８とにより図２に示すように円柱状
のブランクＢを塑性加工して大径軸部Ｃ１と小径軸部Ｃ
２とでなるブランクＣを形成する。また、各ダイ５に
は、ダイ５で成形されたブランクＢをダイ５外に押し出
し、チャック１３に保持させるためのノックアウトピン
１５が装備されている。

【００１１】そして、本実施の形態では、２段目の圧造
ステーションＳ２が、ステンレス材でなる穴部Ｘ１０を
有するスラグＸ（以下、中空スラブと称す。）を保持す
る包含成形ダイ６とパンチ９とを備えた異種素材の包含
成形ステーション（以下、２段目の圧造ステーションＳ
２を包含成形ステーションＳ２と称す。）とされてい
る。

【００１２】即ち、包含成形ステーションＳ２における
包含成形ダイ６は、その軸心部に中空スラグＸの挿通可
能な貫通孔６ａを有すると共に、包含成形ダイ６の側面
から貫通孔６ａに連通する複数の連通孔６ｂ…６ｂが形
成され、連通孔６ｂ…６ｂには油圧通路３ａを介して圧
油を供給する保持手段としての油圧保持装置３０が連通
連結され、油圧保持装置３０からの圧油により包含ダイ
６内に送り込まれた中空スラグＸが所定のタイミングで
保持されるようになされている。また、貫通孔６ａの奥
部側には中空スラグＸを包含成形ダイ６に案内するガイ
ドパイプ１６が連通するように連設されていると共に、
ガイドパイプ１６の途中に中空スラグＸを方向整列させ
てガイドパイプ１６内に供給する供給手段としてのパー
ツフィーダ１７が連通連結されている。また、ガイドパ
イプ１６の奥部側にはガイドパイプ１６内で進退動する
ノックアウトピン１８が装備され、ノックアウトピン１
８は包含成形終了後、前進移動されて中空スラグＸを介
してガイドパイプ１６内から包含ブランクＤを外部に押
し出し、この包含ブランクＤをチャック１４に保持させ
ると共に、新たな中空スラグＸを包含成形ダイ５に供給
移動させるようになっている。そして、ノックアウトピ
ン１８が元の後退位置に移動したとき、パーツフィーダ
１７から新たな中空スラブＸがガイドパイプ１６内に補
給する形で供給されるようになされている。

【００１３】また、チャック１４に保持された包含ブラ
ンクＤは、チャック１４により１８０°反転されて３段
目の圧造ステーションＳ３に移送される。

【００１４】３段目の圧造ステーションＳ３は、ダイ７
とパンチ１０とを備え、図に示すようにダイ７とパンチ
１０とにより１８０°反転された包含ブランクＤを塑性
加工して頭部Ｅ１と軸部Ｅ２とでなる最終成形品Ｅを形
成する。また、ダイ７には、ダイ７で成形された最終成
形品Ｅをダイ７外に押し出して排出するためのノックア
ウトピン１９が装備されている。

【００１５】次に、上記した構成のフォーマーの成形動
作について説明する。まず、棒状の素材Ａが素材供給ク
イル１１側に供給されると、カッター１２の刃孔１２ａ
を貫通してその先端がストッパー２０に当接して切断長
さが定められる。素材Ａの先端がストッパー２０に当た
り、その供給が停止されたタイミングで、カッター１２
が往動され、素材供給クイル１１とカッター１２との間
で素材Ａの切断が行われる。そして、図３に示すように
切断された円柱状のブランクＢはカッター１２により１
段目の圧造ステーションＳ１におけるダイ５の中心上に
移送される。

【００１６】次に、１段目の圧造ステーションＳ１にて
パンチ８のダイ５内への打ち込みにより、図２に示すよ
うにブランクＢは塑性加工されて大径軸部Ｃ１と小径軸
部Ｃ２とでなるブランクＣが形成される。その後、パン
チ８が後退移動すると共に、ノックアウトピン１５が前
進移動してブランクＣをダイ５外に押し出し、チャック
１３に挟持させる。そして、図３に示すようにブランク
Ｂはチャック１３により２段目の包含成形ステーション
Ｓ２におけるダイ６の中心上に移送される。

【００１７】一方、包含成形ステーションＳ２おける包
含成形ダイ６の貫通孔６ａとこれに連通するガイドパイ
プ１６内には、パーツフィーダ１７により複数の中空ス
ラブＸ…Ｘが方向整列されて供給されており、包含成形
ダイ６の貫通孔６ａに位置する中空スラグＸは油圧保持
装置３０からの圧油により包含成形ダイ６内に保持され
る。

【００１８】そして、ブランクＣはパンチ９の包含成形
ダイ６側への打ち込みにより中空スラグＸの穴部Ｘ１内
に図２に示すように一端部を残して圧入され包含ブラン
クＤが形成される。この包含ブランクＤの後、パンチ８
が後退移動すると共に、油圧保持装置３０による減圧に
より包含ブランクＤの挟持が解除されたうえでノックア
ウトピン１５が前進移動して包含ブランクＤをダイ５外
に押し出し、チャック１４に包含ブランクＤを挟持させ
る。ここで、ノックアウトピン１８の前進移動により、
新たな中空スラグＸが包含成形ダイ６の貫通孔６ａ内に
供給され、かつ該中空スラグＸは油圧保持装置３０から
の圧油によりその供給位置に位置保持される。また、チ
ャック１４に挟持された包含ブランクＤは、図３に示す
ようにチャック１４により１８０°反転された上で３段
目の圧造ステーションＳ３におけるダイ７の中心上に移
送される。そして、ノックアウトピン１８が元の後退位
置に移動したとき、パーツフィーダ１７から新たな中空
スラブＸがガイドパイプ１６内に供給される。

【００１９】３段目の圧造ステーションＳ３にて、パン
チ１０のダイ７側への打ち込みにより包含ブランクＤは
塑性加工されて頭部Ｅ１と軸部Ｅ２とでなる最終成形品
Ｅが形成される。その後、パンチ１０が後退移動すると
共に、ノックアウトピン１９が前進移動して最終成形品
Ｅをダイ７外に押し出して排出する。

【００２０】その後、最終成形品Ｅは後工程にて図４に
示すようにその軸部Ｅ２にねじ転造又は切削によりねじ
Ｅ３が施される。これにより、ねじ部Ｅ３は十分な強度
をもち、頭部Ｅ１は防錆のステンレスにて成形されたハ
イテンションボルト（最終成形品）Ｅが形成される。

【００２１】以上のように素材Ａを切断してその切断ブ
ランクＢを一貫して連続的に圧造加工する機械内の２段
目の圧造ステーションＳ２を異種素材の包含成形ステー
ションとし、包含成形ステーションＳ２にて、１段目の
圧造ステーションＳ１で塑性加工を施したブランクＢを
中空スラブＸの穴部Ｘ１に圧入して包含成形を行うよう
にし、引き続いて３段目の圧造ステーションＳ３で、所
望の形状に連続成形するようにしたから、生産性を向上
できると共に、設備の小型化を図ることができ、しか
も、製品の品質管理が容易で高精度の包含成形パーツが
成形でき、その上、製品のコストダウンを図ることがで
きる。

【００２２】また、中空スラグＸの穴部Ｘ１に挿入する
ブランクＣの径が前工程のダイ５により自由に求められ
るため正確な圧入代が求められ、これにより、熱処理の
施された鋼材からなるブランクＣとステンレス材からな
る中空スラグＸとの圧入が高精度で行える。その結果、
図４に示すようにねじ部Ｅ３は十分な強度をもち、頭部
Ｅ１は防錆のステンレスにて成形されたハイテンション
ボルトＥを高精度に成形できる。

【００２３】なお、上記した実施の形態では、２段目の
圧造ステーションＳ２を異種素材の包含成形ステーショ
ンとし、１段目の圧造ステーションＳ１にて塑性加工を
施したブランクＢを中空スラグＸの穴部Ｘ１に圧入して
包含成形を行うように構成したけれども、たとえば１段
目の圧造ステーションＳ１に異種素材の包含成形ステー
ションを配置して、切断されたブランクを直接中空スラ
グＸの穴部Ｘ１に圧入して包含成形を行うように構成し
たり、或いは２段目の以降の圧造ステーションに異種素
材の包含成形ステーションを配置して、前工程で端面成
形、前方押し出しなどの塑性加工を加えて所定の形状に
成形したブランクを中空スラグＸの穴部Ｘ１に圧入して
包含成形を行うように構成してもよいことは勿論であ
る。

【００２４】また、上記した実施の形態では、包含成形
ステーションＳ２における包含ダイ６内での中空スラグ
Ｘの保持手段として、圧油を供給する油圧保持装置３０
を設けたけれども、この他、たとえば図５に示すように
包含成形ダイ６を二個以上に分割し、これら分割包含成
形ダイ６′…６′を所定のタイミングで開閉させる油圧
又は電動開閉機構（図示せず）を設けて、該開閉機構に
よる分割包含成形ダイ６′…６′の開閉により中空スラ
グＸを挟持するように構成してもよい。

【００２５】さらには、上記したフォーマーによれば、
メッキ公害をさけるためステンレス、アルミ、銅などの
異種素材を組み合わせたボルト、プラグなどの異種素材
の包含パーツにつていも低コストで提供することが可能
となる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、素材を切
断してその切断ブランクを一貫して連続的に圧造加工す
る機械内の圧造部でブランクと異種素材の中空スラグと
を包含成形し、引き続いて色々な形状に連続成形できる
から、生産性を向上できると共に、設備の小型化を図る
ことができ、しかも製品の品質管理が容易で高精度の包
含成形パーツが成形でき、その上、製品のコストダウン
を図ることができる。

【００２７】また、包含ブランクを包含成形ステーショ
ンから後段の圧造ステーションに移送するとき、包含ブ
ランクを１８０°反転させて移送する素材移送手段を設
けるようにすれば、後工程の圧造ステーションにて包含
ブランクを色々な形状の包含成形パーツに圧造成形する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る異種素材の包含成形フォーマー
の平面から視た一部省略断面図である。

【図２】 同フォーマーにおけるパンチの前進動作時に
おける平面から視た一部省略断面図である。

【図３】 同フォーマーにおけるパンチの後退動作時に
おける平面から視た一部省略断面図である。

【図４】 同フォーマーで成形するハイテンションボル
トの縦断面図である。

【図５】 別の実施の形態に係る包含ダイの説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 包含成形フォーマー ６ 包含成形ダイ ９ パンチ １４ 素材移送手段（チャック） １７ 供給手段（パーツフィーダ） ３０ 保持手段（油圧保持装置） Ａ 棒状素材 Ｂ 切断ブランク Ｃ ブランク Ｄ 包含ブランク Ｅ 最終成形品（ハイテンションボルト） Ｓ１ １段目圧造ステーション Ｓ２ 包含成形ステーション（２段目圧造ステ
ーション） Ｓ３ ３段目圧造ステーション

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状素材の供給、棒状素材の切断、切断
   ブランクの圧造ステーションへの移送、ブランクの圧造
   ステーションでの成形、成形後の成形品の圧造ステーシ
   ョンからの排出を所定のタイミングにて連続的に行うフ
   ォーマーにおいて、圧造ステーションの前段又は途中
   に、中空成形された異種素材の中空スラグを保持する包
   含成形ダイと、切断ブランク、又は塑性加工を施した前
   工程のブランクを中空スラグの穴部に圧入するパンチ
   と、包含成形ダイ内に中空スラグを供給する供給手段
   と、供給された中空スラグを包含成形ダイ内に保持する
   保持手段とを備えた包含成形ステーションが設けられ、
   上記したタイミングに同期して進退動するパンチの打ち
   込みにより、切断ブランク、又は塑性加工を施した前工
   程のブランクを中空スラグの穴部に圧入して包含ブラン
   クを成形するようにしたことを特徴とする異種素材の包
   含成形フォーマー。
2. 【請求項２】 包含ブランクを包含成形ステーションか
   ら後段の圧造ステーションに移送するとき、包含ブラン
   クを１８０°反転させて移送する素材移送手段が設けら
   れていることを特徴とする請求項１に記載の異種素材の
   包含成形フォーマー。