JP2011200870A - 鍛造中空段ピン加工用金型及び鍛造中空段ピン加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属板に対する中空段ピンの形成において、設計自由度をより向上させること。
【解決手段】ストリッパプレート１２の下方に配置した金属板２を上方から押圧して、金属板２から下方へ突出した、先端側ほど内径及び外径が小さい多段で中空の中空段ピンＳＰの、一段目ＳＰ１を形成する一段目用パンチ１４と、一段目ＳＰ１よりも内径及び外径が小さく、一段目ＳＰ１から下方へ突出する二段目ＳＰ２を形成する二段目用パンチ１６を備え、二段目用パンチ１６のうち二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂに挿通される二段目用押圧パンチ部１６ｃの外径を、二段目ＳＰ２の内径と同一に形成し、二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂを、二段目用押圧パンチ部１６ｃの下端面が、一段目ＳＰ１の上面のうち二段目ＳＰ２を形成する位置と対向するように形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、先端側の段ほど外径及び内径の小さい多段で中空のピン（以下、「中空段ピン」と記載する）を金属板に形成する中空段ピン加工を行う、鍛造中空段ピン加工用金型及び鍛造中空段ピン加工方法に関する。

従来、中空段ピンを、金属板に形成する技術として、金属板に形成した中空の軸に対し、切削軸を用い、カシメ加工等の処理によって中空段ピンを形成する技術がある。これ以外に、金属板を鍛造プレス加工して、中空段ピンを形成する技術としては、例えば、特許文献１に開示されているものがある。
特許文献１に開示されている技術は、中空段ピンの根元となる一段目の内径と同一の外径を有するパンチで、パンチの先端に押される金属板を一段目の側面に圧延して、中空段ピンの一段目を形成する。そして、基端側に一段目の内径と同一の外径を有するとともに、先端側に二段目の内径に対応する外径を有する段付きパンチで、段付きパンチの先端側に押される金属板を二段目の側面に圧延する。これにより、金属板から突出する一段目と、一段目から突出し、且つ一段目より外径の小さい二段目とを有する中空段ピンを形成する。

特許文献１に開示されている技術であれば、切削軸等の加工部品やカシメ加工等の二次加工が必要無いため、製造コストや加工時間の増加を抑制することが可能となる。また、カシメ加工においては、中空段ピンの直角度にばらつきが発生するおそれがあるが、特許文献１に開示されている技術であれば、中空段ピンの直角度に発生するばらつきを抑制することが可能となる。

特開２００６−２７２４５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術においては、基端側に一段目の内径と同一の外径を有するとともに、先端側に二段目の内径と同一の外径を有する段付きパンチで、中空段ピンの二段目を形成する。このため、中空段ピンの二段目以降（多段目）を形成するためには、上述した段付きパンチのように、少なくとも一部の形状が一段目に対応した形状であるパンチ、すなわち、形状が制限されたパンチが必要となる。

したがって、特許文献１に記載された技術では、二段目以降の形状や、二段目以降を形成する位置が限定される等、二段目以降の構成に関して、設計自由度が低下するという問題が発生する。
本発明の課題は、金属板に対する中空段ピンの形成において、設計自由度をより向上させることである。

以上の課題を解決するため、本発明の一態様に係る鍛造中空段ピン加工用金型は、
上下方向に貫通する複数の貫通孔（例えば、図１の一段目用パンチ第二挿通孔１２ａ、二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂ）を有するストリッパプレート（例えば、図１のストリッパプレート１２）と、前記ストリッパプレートが有する複数の貫通孔にそれぞれ挿通され、ストリッパプレートの下方に配置した金属板（例えば、図１の金属板２）を上方から押圧して、当該押圧した金属板から下方へ突出した中空段ピン（例えば、図１及び図３の中空段ピンＳＰ）を形成する複数のパンチ（例えば、図１の一段目用パンチ１４、二段目用パンチ１６）と、を備え、前記複数のパンチは、前記直前に形成された段の上面（例えば、図２及び図３の一段目底面ＳＰ１ａの上面）を上方から押圧して、前記直前に形成された段よりも内径及び外径が小さく、直前に形成された段から下方へ突出する多段目（例えば、図１及び図３の二段目ＳＰ２）を形成する少なくとも一つの多段目用パンチ（例えば、図１の二段目用パンチ１６）を含み、前記多段目用パンチのうち、前記ストリッパプレートが有する貫通孔に挿通される部分（例えば、図１の二段目用押圧パンチ部１６ｃ）の外径は、前記多段目の内径と同一であり、前記ストリッパプレートが有する複数の貫通孔のうち前記多段目用パンチを挿通する貫通孔（例えば、図１の二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂ）は、前記多段目用パンチの前記直前に形成された段の上面と対抗する面が、前記直前に形成された段の上面のうち前記多段目を形成する位置と対向するように形成されていることを特徴としている。

このような構成により、中空段ピンの二段目以降である多段目を形成する際に用いる多段目用パンチの形状を、直前に形成された段に対応させることが不要となるため、中空段ピンの二段目以降に関して、設計自由度を向上させることが可能となる。
これにより、例えば、多段目用パンチの形状を変えることなく、多段目用パンチを挿通する貫通孔の位置を変更することにより、直前に形成された段の上面において、多段目を形成する位置を変更することが可能となる。

また、本発明の一態様に係る鍛造中空段ピン加工方法は、
上下方向に貫通する複数の貫通孔を有するストリッパプレートの下方に配置した金属板を、前記ストリッパプレートが有する複数の貫通孔にそれぞれ挿通された複数のパンチにより上方から押圧して、当該押圧した金属板から下方へ突出した中空段ピンを形成する中空段ピン形成工程を含み、前記中空段ピン形成工程では、前記複数のパンチが含む少なくとも一つの多段目用パンチにより前記直前に形成された段の上面を上方から押圧して、前記直前に形成された段よりも内径及び外径が小さく、直前に形成された段から下方へ突出する多段目を形成し、前記多段目用パンチのうち、前記ストリッパプレートが有する貫通孔に挿通される部分の外径が、前記多段目の内径と同一であり、前記ストリッパプレートが有する複数の貫通孔のうち前記多段目用パンチを挿通する貫通孔は、前記多段目用パンチの前記直前に形成された段の上面と対抗する面が、前記直前に形成された段の上面のうち前記多段目を形成する位置と対向するように形成されていることを特徴としている。

このような構成により、中空段ピンの二段目以降である多段目を形成する際に用いる多段目用パンチの形状を、直前に形成された段に対応させることが不要となるため、中空段ピンの二段目以降に関して、設計自由度を向上させることが可能となる。

鍛造中空段ピン加工用金型の概略構成を示す図である。 図１中に円ＩＩで囲んだ範囲の拡大図であり、中空段ピンの一段目の構成を示す断面図である。 図１中に円ＩＩＩで囲んだ範囲の拡大図であり、中空段ピンの一段目及び二段目の構成を示す断面図である。

以下、図面を用いて、本発明に係る鍛造中空段ピン加工用金型及び鍛造中空段ピン加工方法の、実施の形態（実施形態）を説明する。なお、以下の実施形態においては、本発明に係る鍛造中空段ピン加工用金型及び鍛造中空段ピン加工方法を、順送（順送り）金型に適用した場合を例に挙げて説明する。しかしながら、本発明に係る鍛造中空段ピン加工用金型及び鍛造中空段ピン加工方法は、その適用対象を順送金型に限定するものではなく、単発金型に適用してもよい。

（第一実施形態）
（構成）
まず、図１を用いて、第一実施形態における、鍛造中空段ピン加工用金型の構成について説明する。

図１は、鍛造中空段ピン加工用金型１の概略構成を示す図である。
図１において、鍛造中空段ピン加工用金型１は、ストックラインピン（図示せず）に支持されて搬送されてくる金属板２に、中空段ピンＳＰを形成する加工である中空段ピン加工を行う構成となっている。なお、第一実施形態では、一例として、金属板２の搬送方向を、図１中の左から右とした場合を説明する。

ここで、中空段ピンＳＰとは、金属板２から下方へ突出し、先端側の段ほど外径及び内径の小さい多段で中空のピンである。
なお、第一実施形態では、一例として、中空段ピンＳＰの構成を、金属板２から下方へ突出する一段目ＳＰ１と、一段目ＳＰ１から下方へ突出し、一段目ＳＰ１より外径及び内径の小さい二段目ＳＰ２とを有する二段構造とした場合を説明する。すなわち、第一実施形態における中空段ピンＳＰの構成は、一段目ＳＰ１及び二段目ＳＰ２を有する二段構造である。

また、第一実施形態では、図１中に示すように、中空段ピンＳＰの構成を、一段目ＳＰ１の中心と二段目ＳＰ２の中心が、上下方向で重なる（同心）構成としている。なお、上下方向とは、金属板２の厚さ方向と同一方向であり、これは、以下の説明においても同様である。

図１中に示すように、鍛造中空段ピン加工用金型１は、上型ダイセット４と、上型バッキングプレート６と、パンチプレート８と、ストリッパバッキングプレート１０と、ストリッパプレート１２を備えている。これに加え、鍛造中空段ピン加工用金型１は、一段目用パンチ１４と、二段目用パンチ１６と、ベースプレート１８と、下型ダイセット２０と、下型バッキングプレート２２と、ダイプレート２４を備えている。さらに、鍛造中空段ピン加工用金型１は、一段目用ノックアウトスプリング２６と、二段目用ノックアウトスプリング２８と、一段目用ノックアウト３０と、二段目用ノックアウト３２を備えている。

上型ダイセット４は、図外の駆動機構に連結されており、駆動機構が発生する駆動力を用いて、上下方向（図１中における上下方向）へ移動可能に形成されている。なお、駆動機構とは、モーターの回転運動を用いた機械式のものや、油等の液体に圧力を加えた液圧式のものがある。
上型バッキングプレート６は、上型ダイセット４の下面に取り付けられている。

パンチプレート８は、上型バッキングプレート６の下面に取り付けられており、一段目用パンチ配置孔３４と、二段目用パンチ配置孔３６を有している。
一段目用パンチ配置孔３４は、パンチプレート８を上下方向に貫通する貫通孔であり、パンチプレート８の中心よりも金属板２の搬送方向における上流側（図１中では左側）に配置されている。

また、一段目用パンチ配置孔３４は、一段目用大径配置部３４ａと、一段目用小径挿通孔３４ｂを有している。
一段目用大径配置部３４ａは、パンチプレート８の上面に開口した凹部である。
一段目用小径挿通孔３４ｂは、一段目用大径配置部３４ａよりも小径の貫通孔であり、一段目用大径配置部３４ａの底面とパンチプレート８の下面とを貫通している。

二段目用パンチ配置孔３６は、パンチプレート８を上下方向に貫通する貫通孔であり、パンチプレート８の中心よりも金属板２の搬送方向における下流側（図１中では右側）に配置されている。なお、二段目用パンチ配置孔３６のその他の構成は、上述した一段目用パンチ配置孔３４の対応する構成と同様であるため、その説明を省略する。
ストリッパバッキングプレート１０は、パンチプレート８の下方に配置されており、図示しないボルト等を用いて、ストリッパプレート１２の上面に取り付けられている。

また、ストリッパバッキングプレート１０は、一段目用パンチ第一挿通孔１０ａと、二段目用パンチ第一挿通孔１０ｂを有している。
一段目用パンチ第一挿通孔１０ａは、ストリッパバッキングプレート１０を上下方向に貫通する貫通孔であり、一段目用パンチ配置孔３４と上下方向で合致する位置に形成されている。

二段目用パンチ第一挿通孔１０ｂは、ストリッパバッキングプレート１０を上下方向に貫通する貫通孔であり、二段目用パンチ配置孔３６と上下方向で合致する位置に形成されている。
ストリッパプレート１２は、ストリッパバッキングプレート１０の下方に配置されており、図示しないストリッパボルト等を介して、パンチプレート８に取り付けられている。

なお、ストリッパプレート１２は、ストリッパボルトと共に、上下方向に伸縮するコイルスプリング（図示せず）を用いて、パンチプレート８に取り付けられているため、ストリッパプレート１２とパンチプレート８との距離は変化可能である。図１中には、コイルスプリングが伸長している状態を示している。また、コイルスプリング及びストリッパボルトは、コイルスプリングが最小長さに収縮した際に、パンチプレート８とストリッパバッキングプレート１０が接触するように形成されている。

また、ストリッパプレート１２は、一段目用パンチ第二挿通孔１２ａと、二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂを有している。
一段目用パンチ第二挿通孔１２ａは、ストリッパプレート１２を上下方向に貫通する貫通孔であり、一段目用パンチ第一挿通孔１０ａと上下方向で合致する位置に形成されている。

二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂは、ストリッパプレート１２を上下方向に貫通する貫通孔であり、二段目用パンチ第一挿通孔１０ｂと上下方向で合致する位置に形成されている。すなわち、ストリッパプレート１２は、上下方向に貫通する複数の貫通孔を有している。
また、二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂは、後述するように、二段目用パンチ１６の、一段目ＳＰ１の上面と対抗する面が、一段目ＳＰ１の上面のうち、二段目ＳＰ２を形成する位置と対向するように形成されている。なお、一段目ＳＰ１の上面とは、後述する一段目底面ＳＰ１ａの上面である。

ここで、第一実施形態では、上述したように、中空段ピンＳＰの構成を、一段目ＳＰ１の中心と二段目ＳＰ２の中心が同心である構成としている。このため、二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂは、その中心が、後述するガイドプレート側挿通孔５０ａの中心と、上下方向で一致する位置に形成されている。
また、ストリッパプレート１２の下面は、金属板２の上面と対向しており、金属板２を保持するストックラインピンの上端側（ダイプレート２４の上面から突出している部分）を収容可能な凹部（図示せず）が開口している。

一段目用パンチ１４は、外径の異なる複数の段を有する円柱状に形成されており、一段目用大径パンチ部１４ａと、一段目用小径パンチ部１４ｂと、一段目用押圧パンチ部１４ｃを有している。
一段目用大径パンチ部１４ａは、一段目用大径配置部３４ａ内に配置されており、その上面は、上型バッキングプレート６の下面と接触している。また、一段目用大径パンチ部１４ａの下面は、一段目用大径配置部３４ａの底面と対向している。

一段目用小径パンチ部１４ｂは、一段目用大径パンチ部１４ａよりも小径に形成されており、一段目用大径パンチ部１４ａの下面から下方へ延在して、その上端側が、一段目用小径挿通孔３４ｂに挿通されている。また、一段目用小径パンチ部１４ｂの下端側は、上型ダイセット４の移動状態に応じて、一段目用パンチ第一挿通孔１０ａに挿通される。
一段目用押圧パンチ部１４ｃは、一段目用縮径パンチ部１４ｄを介して、一段目用小径パンチ部１４ｂの下面に連結されており、上型ダイセット４の移動状態に応じて、一段目用パンチ第一挿通孔１０ａ及び一段目用パンチ第二挿通孔１２ａに挿通される。

また、一段目用押圧パンチ部１４ｃの長さ及び太さは、中空段ピンＳＰの一段目ＳＰ１の形状に応じた値に設定されている。
ここで、一段目ＳＰ１の形状とは、一段目ＳＰ１の内径と、一段目ＳＰ１の底面及び側面の厚さである。なお、一段目ＳＰ１の底面とは、一段目ＳＰ１のうち、一段目用押圧パンチ部１４ｃの下端面と対向する面である。また、一段目ＳＰ１の側面とは、一段目ＳＰ１のうち、一段目ＳＰ１の底面と金属板２とを連続する円筒を形成する面である。

また、一段目用押圧パンチ部１４ｃの長さは、具体的に、一段目ＳＰ１の底面の厚さが、二段目ＳＰ２を形成するために必要な厚さに確保される長さとする。
さらに、一段目用押圧パンチ部１４ｃの下面は、金属板２の上面と対向しており、周囲から中央に向かってなだらかに盛り上がり、かつ下方へ突出するドーム状に形成されている。なお、第一実施形態では、一例として、一段目用押圧パンチ部１４ｃの下端面を曲率Ｒ３０の曲面とし、一段目用押圧パンチ部１４ｃの下端面と外径面との間の部分を、全周に亘り曲率Ｒ０．５でラウンド加工した場合を説明する。

一段目用縮径パンチ部１４ｄは、上方から下方へ向かうにつれて外形が縮小する形状に形成されており、上型ダイセット４の移動状態に応じて、一段目用パンチ第一挿通孔１０ａに挿通される。また、一段目用縮径パンチ部１４ｄは、上端部の外径が、一段目用小径パンチ部１４ｂの外径と同一であり、下端部の外径が、一段目用押圧パンチ部１４ｃの外径と同一である。

二段目用パンチ１６は、一段目用パンチ１４と同様、外径の異なる複数の段を有する円柱状に形成されており、二段目用大径パンチ部１６ａと、二段目用小径パンチ部１６ｂと、二段目用押圧パンチ部１６ｃを有している。なお、二段目用小径パンチ部１６ｂ以外の構成は、上述した一段目用パンチ１４の対応する構成と同様であるため、その説明を省略する。

二段目用押圧パンチ部１６ｃは、二段目用縮径パンチ部１６ｄを介して、二段目用小径パンチ部１６ｂの下面に連結されており、上型ダイセット４の移動状態に応じて、二段目用パンチ第一挿通孔１０ｂ及び二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂに挿通される。
また、二段目用押圧パンチ部１６ｃは、二段目用押圧パンチ部１６ｃと二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂとの間に、二段目用押圧パンチ部１６ｃが二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂ内で上下方向へ移動可能な隙間を形成した状態で、二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂに挿通される。

また、二段目用押圧パンチ部１６ｃの長さ及び太さは、中空段ピンＳＰの二段目ＳＰ２の形状に応じた値に設定されている。
具体的には、二段目用押圧パンチ部１６ｃの長さは、一段目用押圧パンチ部１４ｃの長さよりも長く、二段目用押圧パンチ部１６ｃの太さは、一段目用押圧パンチ部１４ｃの太さよりも細い。

また、後述するように、二段目用押圧パンチ部１６ｃは、二段目用パンチ１６のうち、一段目底面ＳＰ１ａの上面を上方から押圧する際に、二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂに挿通される部分であり、その外径は、二段目ＳＰ２の内径と同一とする。
ここで、二段目ＳＰ２の形状とは、二段目ＳＰ２の内径と、二段目ＳＰ２の底面及び側面の厚さである。なお、二段目ＳＰ２の底面とは、二段目ＳＰ２のうち、二段目用押圧パンチ部１６ｃの下端面（底面）と対向する面である。また、二段目ＳＰ２の側面とは、二段目ＳＰ２のうち、二段目ＳＰ２の底面と一段目ＳＰ１の底面とを連続する円筒を形成する面である。

また、二段目用押圧パンチ部１６ｃの下面は、一段目用押圧パンチ部１４ｃの下面と同様、金属板２の上面と対向しており、周囲から中央に向かってなだらかに盛り上がり、かつ下方へ突出するドーム状に形成されている。なお、第一実施形態では、一例として、二段目用押圧パンチ部１６ｃの下端面を曲率Ｒ２０の曲面とし、二段目用押圧パンチ部１６ｃの下端面と外径面との間の部分を、全周に亘り曲率Ｒ０．５でラウンド加工した場合を説明する。

ベースプレート１８は、図外の基台等に固定されており、一段目用スプリング配置孔３８と、二段目用スプリング配置孔４０を有している。
一段目用スプリング配置孔３８は、ベースプレート１８を上下方向に貫通する貫通孔であり、ベースプレート１８の中心よりも金属板２の搬送方向における上流側（図１中では左側）に配置されている。

また、一段目用スプリング配置孔３８は、一段目用背圧導入孔３８ａと、一段目用シリンダー部３８ｂを有している。
一段目用背圧導入孔３８ａは、ベースプレート１８の下面に開口しており、一段目用ノックアウトスプリング２６が有するガス圧（又は空気圧）を、一段目用シリンダー部３８ｂ内へ導入可能に形成されている。なお、図１中では、一段目用ノックアウトスプリング２６が有するガス圧を、上向きの矢印と共に、「背圧」と記載して示している。

一段目用シリンダー部３８ｂは、一段目用背圧導入孔３８ａよりも大径であり、ベースプレート１８の上面に開口するとともに、一段目用背圧導入孔３８ａと連通している。
二段目用スプリング配置孔４０は、ベースプレート１８を上下方向に貫通する貫通孔であり、ベースプレート１８の中心よりも金属板２の搬送方向における下流側（図１中では右側）に配置されている。なお、二段目用スプリング配置孔４０のその他の構成は、上述した一段目用スプリング配置孔３８の対応する構成と同様であるため、その説明を省略する。

下型ダイセット２０は、ベースプレート１８の上面に取り付けられており、一段目用下型貫通孔２０ａと、二段目用下型貫通孔２０ｂを有している。
一段目用下型貫通孔２０ａは、下型ダイセット２０を上下方向に貫通する貫通孔であり、一段目用スプリング配置孔３８と上下方向で合致する位置に配置されている。
二段目用下型貫通孔２０ｂは、下型ダイセット２０を上下方向に貫通する貫通孔であり、二段目用スプリング配置孔４０と上下方向で合致する位置に配置されている。

下型バッキングプレート２２は、下型バッキングプレート取り付けボルト４２等を用いて、下型ダイセット２０の上面に取り付けられており、下型凹部２２ａと、一段目用第一下型挿通孔２２ｂと、二段目用第一下型挿通孔２２ｃを有している。なお、下型バッキングプレート取り付けボルト４２の先端側は、下型バッキングプレート２２を貫通して、下型ダイセット２０内に挿入されている。

下型凹部２２ａは、下型バッキングプレート２２の下面に開口した凹部である。
一段目用第一下型挿通孔２２ｂは、下型凹部２２ａと下型バッキングプレート２２の上面とを上下方向に貫通する貫通孔であり、一段目用パンチ第二挿通孔１２ａと上下方向で合致する位置に形成されている。
二段目用第一下型挿通孔２２ｃは、下型凹部２２ａと下型バッキングプレート２２の上面とを上下方向に貫通する貫通孔であり、二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂと上下方向で合致する位置に形成されている。

ダイプレート２４は、ダイプレート取り付けボルト４４等を用いて、下型バッキングプレート２２の上面に取り付けられており、一段目用ピン出しダイ４６と、二段目用ピン出しダイ４８と、一段目用ピンガイドプレート５０を備えている。なお、ダイプレート取り付けボルト４４の先端側は、ダイプレート２４及び下型バッキングプレート２２を貫通して、下型ダイセット２０内に挿入されている。

また、ダイプレート２４の上面は、金属板２の下面と対向している。すなわち、ダイプレート２４は、ストリッパプレート１２の下方に配置されており、金属板２を間に挟んで、ストリッパプレート１２と対向している。また、ダイプレート２４と同様、金属板２も、ストリッパプレート１２の下方に配置されている。
一段目用ピン出しダイ４６は、ダイプレート２４を上下方向に貫通する貫通孔内へ、着脱可能に取り付けられており、ダイプレート２４の中心よりも金属板２の搬送方向における上流側（図１中では左側）に配置されている。

また、一段目用ピン出しダイ４６は、一段目用第二下型挿通孔４６ａと、一段目用第三下型挿通孔４６ｂを有している。
一段目用第二下型挿通孔４６ａは、一段目用ピン出しダイ４６の下面に開口した凹部である。
一段目用第三下型挿通孔４６ｂは、一段目用第二下型挿通孔４６ａよりも小径の貫通孔であり、一段目用第二下型挿通孔４６ａの底面と一段目用ピン出しダイ４６の上面とを、上下方向に貫通している。

また、一段目用第三下型挿通孔４６ｂの内径は、一段目用ノックアウト３０の一段目用大径ノックアウト部３０ｄよりも小径で、一段目用パンチ１４の一段目用押圧パンチ部１４ｃよりも大径に形成されている。なお、一段目用大径ノックアウト部３０ｄの構成については、後述する。
ここで、一段目用第三下型挿通孔４６ｂの内径は、一段目ＳＰ１の側面を構成する部分の板厚に応じて設定される。すなわち、一段目ＳＰ１の側面を構成する部分の板厚は、一段目用第三下型挿通孔４６ｂと一段目用押圧パンチ部１４ｃとの間に形成される隙間により決まる。

また、一段目用第二下型挿通孔４６ａ及び一段目用第三下型挿通孔４６ｂは、その中心が、一段目用ピン出しダイ４６のうち、一段目用パンチ第二挿通孔１２ａ及び一段目用第一下型挿通孔２２ｂの中心と、上下方向で一致する位置に形成されている。
二段目用ピン出しダイ４８は、ダイプレート２４を上下方向に貫通する貫通孔内へ、着脱可能に取り付けられており、ダイプレート２４の中心よりも金属板２の搬送方向における下流側（図１中では右側）に配置されている。なお、二段目用ピン出しダイ４８の上下方向厚さは、一段目用ピン出しダイ４６の上下方向厚さよりも小さい。

また、二段目用ピン出しダイ４８は、二段目用第二下型挿通孔４８ａと、二段目用第三下型挿通孔４８ｂを有している。
二段目用第二下型挿通孔４８ａは、二段目用ピン出しダイ４８の下面に開口した凹部である。
二段目用第三下型挿通孔４８ｂは、二段目用第二下型挿通孔４８ａよりも小径の貫通孔であり、二段目用第二下型挿通孔４８ａの底面と二段目用ピン出しダイ４８の上面とを、上下方向に貫通している。

また、二段目用第三下型挿通孔４８ｂの内径は、二段目用ノックアウト３２の二段目用大径ノックアウト部３２ｄよりも小径で、二段目用パンチ１６の二段目用押圧パンチ部１６ｃよりも大径に形成されている。なお、二段目用大径ノックアウト部３２ｄの構成については、後述する。
ここで、二段目用第三下型挿通孔４８ｂの内径は、二段目ＳＰ２の側面を構成する部分の板厚に応じて設定される。すなわち、二段目ＳＰ２の側面を構成する部分の板厚は、二段目用第三下型挿通孔４８ｂと二段目用押圧パンチ部１６ｃとの間に形成される隙間により決まる。

また、二段目用第二下型挿通孔４８ａ及び二段目用第三下型挿通孔４８ｂは、その中心が、二段目用ピン出しダイ４８のうち、二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂ及び二段目用第一下型挿通孔２２ｃの中心と、上下方向で一致する位置に形成されている。
一段目用ピンガイドプレート５０は、板状の部材であり、二段目用ピン出しダイ４８を取り付けた貫通孔内において、二段目用ピン出しダイ４８の上方に配置されており、二段目用ピン出しダイ４８と上下方向で積層している。また、一段目用ピンガイドプレート５０は、ダイプレート２４と平行な状態で、ダイプレート２４の上面から突出せず、二段目用ピン出しダイ４８を取り付けた貫通孔内に全体が配置されている。さらに、一段目用ピンガイドプレート５０は、二段目用ピン出しダイ４８を取り付けた貫通孔内において、着脱自在に配置されている。

また、一段目用ピンガイドプレート５０は、ガイドプレート側挿通孔５０ａを有している。
ガイドプレート側挿通孔５０ａは、一段目用ピンガイドプレート５０を上下方向に貫通する貫通孔であり、その中心が、二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂ及び二段目用第三下型挿通孔４８ｂの中心と、上下方向で一致する位置に形成されている。

また、ガイドプレート側挿通孔５０ａの内径は、中空段ピンＳＰの一段目ＳＰ１を配置可能であるとともに、二段目用第三下型挿通孔４８ｂの内径よりも大きな値に設定されている。
すなわち、二段目用ピン出しダイ４８の上面のうち、二段目用第三下型挿通孔４８ｂの周辺部分は、上面視で、ガイドプレート側挿通孔５０ａ内に配置される。

第一実施形態では、一例として、二段目用ピン出しダイ４８の上面のうち、上面視で、ガイドプレート側挿通孔５０ａ内に配置される部分を、曲率Ｒ３１．３の曲面とした場合を説明する。
一段目用ノックアウトスプリング２６は、外部から供給される高圧のガスを用いたガススプリングにより形成されている。

また、一段目用ノックアウトスプリング２６は、上述したように、そのガス圧を、一段目用背圧導入孔３８ａを通じて、一段目用シリンダー部３８ｂ内へ導入可能に形成されている。これにより、一段目用ノックアウトスプリング２６の伸縮方向は、上下方向に向けられている。
二段目用ノックアウトスプリング２８の構成は、上述した一段目用ノックアウトスプリング２６と同様であるため、その説明は省略する。

ここで、一段目用ノックアウトスプリング２６のガス圧と、二段目用ノックアウトスプリング２８のガス圧は、それぞれ、中空段ピンＳＰの一段目ＳＰ１と二段目ＳＰ２の形状に応じた圧力に設定する。具体的には、二段目ＳＰ２の底面積は一段目ＳＰ１の底面積よりも小さいため、第一実施形態では、二段目用ノックアウトスプリング２８のガス圧を、一段目用ノックアウトスプリング２６のガス圧よりも小さい値に設定する。しかしながら、一段目ＳＰ１と二段目ＳＰ２の高さ等に応じて、一段目用ノックアウトスプリング２６のガス圧と二段目用ノックアウトスプリング２８のガス圧とを、同じ値としてもよい。

なお、第一実施形態では、一例として、一段目用ノックアウトスプリング２６を、ガススプリングにより形成した場合について説明するが、一段目用ノックアウトスプリング２６は、コイルスプリングにより形成してもよい。これは、二段目用ノックアウトスプリング２８に関しても、同様である。
一段目用ノックアウト３０は、外径の異なる複数の段を有する円柱状に形成されており、一段目用受圧部３０ａと、一段目用外側ピストン部３０ｂと、一段目用内側ピストン部３０ｃを有している。これに加え、一段目用ノックアウト３０は、一段目用大径ノックアウト部３０ｄと、一段目用小径ノックアウト部３０ｅを有している。

一段目用受圧部３０ａは、一段目用シリンダー部３８ｂ内に、上下方向へ移動可能に配置されており、その外径は、一段目用受圧部３０ａと一段目用シリンダー部３８ｂとの間に、微小な隙間を形成する値となるように設定されている。
また、一段目用受圧部３０ａの下面は、一段目用シリンダー部３８ｂの底面と対向しており、一段目用受圧部３０ａの上面は、下型ダイセット２０の下面と対向している。

これにより、一段目用受圧部３０ａは、一段目用ノックアウトスプリング２６を形成するガスを、一段目用シリンダー部３８ｂ内に密封している。すなわち、一段目用受圧部３０ａは、一段目用シリンダー部３８ｂ内におけるシール性能を有している。
一段目用外側ピストン部３０ｂは、一段目用受圧部３０ａの上面から上方へ延在しており、一段目用受圧部３０ａよりも小径に形成されるとともに、その内部に、上下方向に貫通する貫通孔を有している。

また、一段目用外側ピストン部３０ｂは、一段目用下型貫通孔２０ａ及び下型凹部２２ａ内に、上下方向へ移動可能に配置されている。
一段目用内側ピストン部３０ｃは、一段目用受圧部３０ａの上面から上方へ延在しており、一段目用外側ピストン部３０ｂが有する貫通孔内に挿通されている。
一段目用内側ピストン部３０ｃの長さは、一段目用外側ピストン部３０ｂの長さよりも長く、一段目用内側ピストン部３０ｃの上端側は、一段目用外側ピストン部３０ｂが有する貫通孔から上方へ突出している。

また、一段目用内側ピストン部３０ｃのうち、一段目用外側ピストン部３０ｂが有する貫通孔から上方へ突出している部分は、下型凹部２２ａ及び一段目用第一下型挿通孔２２ｂ内に、上下方向へ移動可能に配置されている。
一段目用大径ノックアウト部３０ｄは、一段目用内側ピストン部３０ｃの上面から上方へ延在しており、下型凹部２２ａ、一段目用第一下型挿通孔２２ｂ及び一段目用第二下型挿通孔４６ａ内に、上下方向へ移動可能に配置されている。

一段目用小径ノックアウト部３０ｅは、一段目用縮径ノックアウト部３０ｆを介して、一段目用大径ノックアウト部３０ｄの上面に連結されている。
また、一段目用小径ノックアウト部３０ｅは、一段目用第一下型挿通孔２２ｂ、一段目用第二下型挿通孔４６ａ及び一段目用第三下型挿通孔４６ｂ内に、上下方向へ移動可能に配置されている。

一段目用小径ノックアウト部３０ｅの太さは、金属板２に形成する中空段ピンＳＰの、一段目ＳＰ１の形状に応じた値に設定されている。さらに、一段目用小径ノックアウト部３０ｅの上面は、金属板２を間に挟んで、一段目用押圧パンチ部１４ｃの下面と対向しており、その形状は、一段目用押圧パンチ部１４ｃのドーム状と相補的な、逆ドーム状に形成されている。

一段目用縮径ノックアウト部３０ｆは、下方から上方へ向かうにつれて外形が縮小する形状に形成されている。また、一段目用縮径ノックアウト部３０ｆは、下端部の外径が、一段目用大径ノックアウト部３０ｄの外径と同一であり、上端部の外径が、一段目用小径ノックアウト部３０ｅの外径と同一である。
なお、一段目用ノックアウト３０が有する各構成の、上下方向への移動は、上型ダイセット４の移動状態や、一段目用ノックアウトスプリング２６のガス圧の変化に応じて、同時に行われる。ここで、一段目用ノックアウト３０が有する各構成とは、一段目用受圧部３０ａと、一段目用外側ピストン部３０ｂ、一段目用内側ピストン部３０ｃ、一段目用ノックアウト３０、一段目用大径ノックアウト部３０ｄ、一段目用小径ノックアウト部３０ｅ、一段目用縮径ノックアウト部３０ｆである。

二段目用ノックアウト３２は、外径の異なる複数の段を有する円柱状に形成されており、二段目用受圧部３２ａと、二段目用外側ピストン部３２ｂと、二段目用内側ピストン部３２ｃを有している。これに加え、二段目用ノックアウト３２は、二段目用大径ノックアウト部３２ｄと、二段目用小径ノックアウト部３２ｅを有している。なお、二段目用ノックアウト３２のうち、二段目用小径ノックアウト部３２ｅ以外の構成は、上述した一段目用ノックアウト３０の対応する構成と同様であるため、その説明は省略する。

二段目用小径ノックアウト部３２ｅは、二段目用縮径ノックアウト部３２ｆを介して、二段目用大径ノックアウト部３２ｄの上面に連結されている。
また、二段目用小径ノックアウト部３２ｅは、二段目用第一下型挿通孔２２ｃ、二段目用第二下型挿通孔４８ａ、二段目用第三下型挿通孔４８ｂ及びガイドプレート側挿通孔５０ａ内に、上下方向へ移動可能に配置されている。

二段目用小径ノックアウト部３２ｅの太さは、中空段ピンＳＰの二段目ＳＰ２の形状に応じた値に設定されている。さらに、二段目用小径ノックアウト部３２ｅの上面は、金属板２を間に挟んで、二段目用押圧パンチ部１６ｃの下面と対向しており、その形状は、二段目用押圧パンチ部１６ｃのドーム状と相補的な、逆ドーム状に形成されている。

なお、特に図示しないが、第一実施形態の鍛造中空段ピン加工用金型１は、一段目用パンチ１４及び二段目用パンチ１６とストリッパプレート１２とを、共に上方へ移動するように連結する、プレートロック機構を備えている。プレートロック機構による連結は、少なくとも、一段目用パンチ第二挿通孔１２ａから下方へ突出させた一段目用押圧パンチ部１４ｃが、ダイプレート２４上に配置した金属板２を一段目用第三下型挿通孔４６ｂ内へ押し込んだ状態で行われる。

プレートロック機構は、パンチプレート８の側面に取り付けたカムと、ストリッパプレート１２の側面に取り付けたカムとを噛み合わせて、パンチプレート８とストリッパプレート１２とを、共に上方へ移動するように連結する機構である。なお、プレートロック機構は、金属板２の搬送時には、パンチプレート８の側面に取り付けたカムと、ストリッパプレート１２の側面に取り付けたカムとの噛み合いを解除する構成である。

（中空段ピンの構成）
次に、図１を参照しつつ、図２及び図３を用いて、中空段ピンＳＰの詳細な構成と、中空段ピンＳＰの形成において、金属板２と接触する構成について説明する。なお、第一実施形態では、一例として、金属板２の厚さが、約２．０［ｍｍ］である場合を説明する。

図２は、図１中に円ＩＩで囲んだ範囲の拡大図であり、中空段ピンの一段目の構成を示す断面図である。
図２中に示すように、一段目ＳＰ１は、その底面（図中及び以降の説明では、「一段目底面ＳＰ１ａ」と記載する）の厚さが、その側面（図中及び以降の説明では、「一段目側面ＳＰ１ｂ」と記載する）の厚さよりも厚くなるように形成されている。なお、第一実施形態では、一例として、一段目側面ＳＰ１ｂの厚さの下限値を、０．１５［ｍｍ］とした場合を説明する。

したがって、第一実施形態では、一段目用パンチ１４が金属板２の上面に対して加える押圧力と、一段目用ノックアウト３０が、一段目用第三下型挿通孔４６ｂ内を下降しながら金属板２に加える上方への背圧を、一段目側面ＳＰ１ｂの厚さの下限値が０．１５［ｍｍ］となる値に設定する。これに加え、第一実施形態では、一段目用押圧パンチ部１４ｃの太さを、一段目側面ＳＰ１ｂの厚さの下限値が０．１５［ｍｍ］となる値に設定する。

図３は、図１中に円ＩＩＩで囲んだ範囲の拡大図であり、中空段ピンの一段目及び二段目の構成を示す断面図である。
図３中に示すように、二段目ＳＰ２は、その底面（図中及び以降の説明では、「二段目底面ＳＰ２ａ」と記載する）の厚さが、その側面（図中及び以降の説明では、「二段目側面ＳＰ２ｂ」と記載する）の厚さよりも厚くなるように形成されている。なお、第一実施形態では、一例として、二段目底面ＳＰ２ａの厚さの下限値を、０．２［ｍｍ］とし、二段目側面ＳＰ２ｂの厚さの下限値を、０．１５［ｍｍ］とした場合を説明する。

したがって、第一実施形態では、二段目用パンチ１６が一段目底面ＳＰ１ａの内面に対して加える押圧力を、二段目底面ＳＰ２ａの厚さの下限値が０．２［ｍｍ］となり、二段目側面ＳＰ２ｂの厚さの下限値が０．１５［ｍｍ］となる値に設定する。これに加え、第一実施形態では、二段目用ノックアウト３２が、二段目用第三下型挿通孔４８ｂ内下降しながら一段目底面ＳＰ１ａに加える上方への背圧を、二段目底面ＳＰ２ａの厚さの下限値が０．２［ｍｍ］となり、二段目側面ＳＰ２ｂの厚さの下限値が０．１５［ｍｍ］となる値に設定する。

さらに、第一実施形態では、二段目用押圧パンチ部１６ｃの長さを、二段目底面ＳＰ２ａの厚さの下限値が０．２［ｍｍ］となる値に設定し、二段目用押圧パンチ部１６ｃの太さを、二段目側面ＳＰ２ｂの厚さの下限値が０．１５［ｍｍ］となる値に設定する。

（動作）
次に、図１から３を参照して、鍛造中空段ピン加工用金型１の動作を説明する。
上述した構成の鍛造中空段ピン加工用金型１を用いて行う中空段ピン加工は、材料保持工程と、材料保持工程の後工程である中空段ピン形成工程と、中空段ピン形成工程の後工程である材料搬送工程を有する。

なお、以下の説明は、金属板２に、中空段ピンＳＰのうち、金属板２から突出する一段目ＳＰ１を形成した状態から行う。これは、一段目ＳＰ１が形成されていない金属板２に対し、一段目用パンチ１４及び一段目用ノックアウト３０により、一段目ＳＰ１のみを形成した状態である。なお、一段目ＳＰ１が形成されていない金属板２とは、鍛造中空段ピン加工用金型１へ初めて搬送される加工前の金属板２等である。また、一段目ＳＰ１の形成についての詳細は、材料保持工程及び中空段ピン形成工程における動作の説明に記載する。

（材料保持工程における動作）
以下、材料保持工程における動作について説明する。
材料保持工程は、搬送されてきた金属板２を、ストリッパプレート１２とダイプレート２４との間に挟んで保持する工程である。なお、材料保持工程は、上型ダイセット４が上昇しており、ストリッパプレート１２とダイプレート２４との間に隙間が空いている状態で行う。

材料保持工程では、ストリッパプレート１２とダイプレート２４との間に隙間が空いている状態から、上型ダイセット４を下降させて、搬送されてきた金属板２を、ストリッパプレート１２により上方から押さえる。これにより、ストリッパプレート１２とダイプレート２４との間に、金属板２を上下方向から挟んで保持する。

ここで、金属板２を搬送する際には、一段目底面ＳＰ１ａの外面（下側の面）を、二段目用ピン出しダイ４８の上面と対向させるとともに、一段目側面ＳＰ１ｂの外径面を、ガイドプレート側挿通孔５０ａの内径面と対向させる。
また、上型ダイセット４を下降させる量は、ストリッパプレート１２が金属板２を押さえるとともに、一段目用パンチ１４及び二段目用パンチ１６が、ストリッパプレート１２の下面から突出しない状態とする。したがって、材料保持工程においては、一段目用パンチ１４、二段目用パンチ１６、一段目用ノックアウト３０及び二段目用ノックアウト３２は、全て、金属板２に対し、金属板２が変形する力を加えていない。

以上により、材料保持工程では、一段目ＳＰ１をガイドプレート側挿通孔５０ａ内に配置するとともに、金属板２を、ストリッパプレート１２とダイプレート２４により上下方向から挟んで保持する。このため、一段目ＳＰ１を形成した金属板２に対し、二段目ＳＰ２を形成する位置がずれることを抑制して、中空段ピン加工における位置決め精度を向上させることが可能となる。

なお、金属板２に一段目ＳＰ１を形成していない状態であっても、金属板２を、ストリッパプレート１２とダイプレート２４により上下方向から挟んで保持することにより、金属板２に一段目ＳＰ１を形成する位置がずれることを抑制することが可能となる。このため、材料保持工程では、金属板２に一段目ＳＰ１を形成していない状態であっても、中空段ピン加工における位置決め精度を向上させることが可能となる。ここで、金属板２に一段目ＳＰ１を形成していない状態とは、搬送されてきた金属板２に、最初に中空段ピンＳＰを形成する状態である。

一段目ＳＰ１をガイドプレート側挿通孔５０ａ内に配置するとともに、ストリッパプレート１２とダイプレート２４により金属板２を保持すると、鍛造中空段ピン加工用金型１を用いて行う中空段ピン加工は、材料保持工程から中空段ピン形成工程へ移行する。

（中空段ピン形成工程における動作）
以下、中空段ピン形成工程における動作について説明する。
中空段ピン形成工程は、材料保持工程においてストリッパプレート１２とダイプレート２４との間に保持した金属板２に対し、一段目ＳＰ１及び二段目ＳＰ２を形成する工程である。
中空段ピン形成工程では、まず、上型ダイセット４を、材料保持工程において下降させた上下方向位置から、さらに下降させる。これにより、図示しないコイルスプリングを収縮させて、パンチプレート８を、材料保持工程において下降させた上下方向位置から、さらに下降させる。

ここで、一段目用パンチ１４及び一段目用ノックアウト３０による、一段目ＳＰ１の形成について説明する。
上型ダイセット４の下降に伴いパンチプレート８が下降すると、一段目用押圧パンチ部１４ｃが一段目用パンチ第二挿通孔１２ａから下方へ突出して、ストリッパプレート１２の下面から突出する。

ストリッパプレート１２の下面から一段目用押圧パンチ部１４ｃが突出すると、一段目用パンチ１４は、金属板２を上方から押圧して、金属板２の上面に対して押圧力を加える。
このとき、金属板２の上面に対して押圧力を加える一段目用パンチ１４は、ダイプレート２４上、具体的には、一段目用ピン出しダイ４６上に配置した金属板２を、上方から一段目用第三下型挿通孔４６ｂ内へ押し込む。

ここで、第一実施形態では、上述したプレートロック機構により、パンチプレート８とストリッパプレート１２とを、共に上方へ移動するように連結して、一段目用パンチ１４及び二段目用パンチ１６とストリッパプレート１２を、共に上方へ移動するように連結する。この連結は、上述したように、一段目用パンチ１４の一段目用押圧パンチ部１４ｃが、ダイプレート２４上に配置した金属板２を、上方から一段目用第三下型挿通孔４６ｂ内へ押し込んだ状態で行われる。

また、金属板２を間に挟んで対向している一段目用ノックアウト３０は、一段目用パンチ１４が金属板２の上面に対して加えた押圧力により、金属板２と共に下方へ押圧され、一段目用ノックアウトスプリング２６を上方から圧縮する。そして、圧縮された一段目用ノックアウトスプリング２６が収縮（縮小）すると、一段目用ノックアウト３０は、一段目用第三下型挿通孔４６ｂ内を下降しながら、金属板２に上方への背圧を加える。

したがって、金属板２のうち、下降する一段目用パンチ１４及び一段目用ノックアウト３０に挟まれた部分には、金属板２の下面から下方に突出する、中空段ピンＳＰの一段目ＳＰ１が形成される。
次に、二段目用パンチ１６及び二段目用ノックアウト３２による、二段目ＳＰ２の形成について説明する。

上型ダイセット４の下降に伴いパンチプレート８が下降すると、二段目用押圧パンチ部１６ｃが二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂから下方へ突出して、ストリッパプレート１２の下面から突出する。
ストリッパプレート１２の下面から二段目用押圧パンチ部１６ｃが突出すると、この二段目用押圧パンチ部１６ｃが、一段目ＳＰ１の中空部内に配置されるとともに、一段目ＳＰ１の中空部内を下降して、一段目底面ＳＰ１ａの内面（上面）を、上方から押圧する。すなわち、二段目用パンチ１６は、金属板２を上方から押圧して、ガイドプレート側挿通孔５０ａ内に配置されている一段目ＳＰ１のうち、一段目底面ＳＰ１ａの上面に対して押圧力を加える。

このとき、一段目底面ＳＰ１ａの内面に対して押圧力を加える二段目用パンチ１６は、ガイドプレート側挿通孔５０ａ内に配置されている一段目ＳＰ１のうち、一段目底面ＳＰ１ａの上面を、上方から二段目用第三下型挿通孔４８ｂ内へ押し込む。

また、金属板２を間に挟んで対向している二段目用ノックアウト３２は、二段目用パンチ１６が一段目底面ＳＰ１ａの上面に対して加えた押圧力により、一段目底面ＳＰ１ａと共に下方へ押圧され、二段目用ノックアウトスプリング２８を上方から圧縮する。そして、圧縮された二段目用ノックアウトスプリング２８が収縮（縮小）して、二段目用ノックアウト３２は、二段目用第三下型挿通孔４８ｂ内を下降しながら一段目底面ＳＰ１ａに上方への背圧を加える。

したがって、金属板２のうち、二段目用第三下型挿通孔４８ｂ内を下降する二段目用パンチ１６及び二段目用ノックアウト３２に挟まれた部分には、一段目ＳＰ１から下方に突出する中空段ピンＳＰの二段目ＳＰ２が形成される。すなわち、鍛造中空段ピン加工用金型１は、中空段ピンＳＰを形成する二つ（複数）のパンチ（一段目用パンチ１４、二段目用パンチ１６）を備えている。また、上記複数のパンチは、二段目ＳＰ２を形成する二段目用パンチ１６を含んでいる。

ここで、二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂは、上述したように、その中心が、後述するガイドプレート側挿通孔５０ａの中心と、上下方向で一致する位置に形成されている。
このため、一段目ＳＰ１の中空部内に配置され、一段目ＳＰ１の中空部内を下降して、一段目底面ＳＰ１ａの上面を上方から押圧する二段目用押圧パンチ部１６ｃの下端面は、二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂにより、一段目底面ＳＰ１ａの上面の中心へ導かれる。

したがって、二段目用パンチ１６により一段目底面ＳＰ１ａの上面を押圧して形成された二段目ＳＰ２は、その中心が、一段目底面ＳＰ１ａの中心と上下方向で一致する状態で、一段目ＳＰ１から下方に突出する。これにより、中空段ピンＳＰは、一段目ＳＰ１の中心と二段目ＳＰ２の中心が同心の構成となる。
金属板２に、中空段ピンＳＰの一段目ＳＰ１及び二段目ＳＰ２を形成すると、鍛造中空段ピン加工用金型１を用いて行う中空段ピン加工は、中空段ピン形成工程から材料搬送工程へ移行する。

（材料搬送工程における動作）
以下、材料搬送工程における動作について説明する。
材料搬送工程は、上型ダイセット４を上昇させて、上型ダイセット４と上下方向への移動が一体化している各部材を上昇させるとともに、中空段ピンＳＰを形成した金属板２を上昇させた後、金属板２を搬送する工程である。
材料搬送工程では、中空段ピン形成工程において下降させた上下方向位置から、上型ダイセット４を上昇させることにより、上型バッキングプレート６及びパンチプレート８を上昇させる。

パンチプレート８が上昇すると、この上昇に伴い、一段目用パンチ１４及び二段目用パンチ１６も上昇する。
ここで、第一実施形態では、プレートロック機構により、中空段ピン形成工程において、パンチプレート８とストリッパプレート１２を、共に上方へ移動するように連結しているため、パンチプレート８の上昇に伴い、ストリッパプレート１２が上昇する。

また、金属板２を一段目用第三下型挿通孔４６ｂ内へ押し込んでいる一段目用パンチ１４の外周面には、一段目ＳＰ１を形成した際に発生した金属板２の変形により、金属板２のうち一段目ＳＰ１を形成した部分から、一段目用パンチ１４の中心軸側へ向かう応力が加わっている。これは、二段目ＳＰ２、二段目用パンチ１６及び二段目用第三下型挿通孔４８ｂに関しても、同様である。

このため、ストリッパプレート１２が上昇すると、この上昇に伴い、金属板２も、中空段ピン形成工程において形成した中空段ピンＳＰ、具体的には、一段目ＳＰ１の中空部内に一段目用パンチ１４、二段目ＳＰ２の中空部内に二段目用パンチ１６が挿入された状態で上昇する。
すなわち、パンチプレート８を、ストリッパプレート１２と共に上昇させると、これらの上昇に伴い、金属板２を一段目用第三下型挿通孔４６ｂ内へ押し込んでいる一段目用パンチ１４も上昇する。これに加え、金属板２を二段目用第三下型挿通孔４８ｂ内へ押し込んでいる二段目用パンチ１６も上昇する。

一段目ＳＰ１の中空部内に一段目用パンチ１４が挿入された状態で金属板２が上昇すると、一段目用パンチ１４の上昇に伴い、収縮していた一段目用ノックアウトスプリング２６が膨張して元の体積へと戻る。このため、一段目用ノックアウト３０が一段目用第三下型挿通孔４６ｂ内を上昇する。この動作は、二段目ＳＰ２、二段目用パンチ１６、二段目用ノックアウトスプリング２８、二段目用ノックアウト３２及び二段目用第三下型挿通孔４８ｂに関しても、同様である。

上記のように、一段目用ノックアウト３０の上昇は、一段目ＳＰ１の中空部内に一段目用パンチ１４が挿入された状態で行われる。このため、一段目ＳＰ１の中空部内に挿入された一段目用パンチ１４は、上昇する一段目用ノックアウト３０から一段目底面ＳＰ１ａに加わる背圧による応力への、反力を発生させることとなる。これにより、形成した一段目底面ＳＰ１ａに一段目用ノックアウト３０から加わる背圧による応力が、一段目用第三下型挿通孔４６ｂ内へ押し込んだ一段目用パンチ１４により低減された状態で、形成した一段目ＳＰ１を、一段目用第三下型挿通孔４６ｂから抜き出すことが可能となる。この動作は、二段目ＳＰ２、二段目用パンチ１６、二段目用ノックアウト３２及び二段目用第三下型挿通孔４８ｂに関しても、同様である。

したがって、一段目用ノックアウト３０が一段目ＳＰ１へ背圧による応力を加えても、一段目ＳＰ１の中空部がストリッパプレート１２と一段目用ノックアウト３０に挟まれて潰れることは無く、一段目ＳＰ１の潰れ等、一段目ＳＰ１の変形を防止することが可能となる。
同様に、二段目用ノックアウト３２が二段目ＳＰ２へ背圧による応力を加えても、二段目ＳＰ２の中空部がストリッパプレート１２と二段目用ノックアウト３２に挟まれて潰れることは無く、二段目ＳＰ２の潰れ等、二段目ＳＰ２の変形を防止することが可能となる。

上型ダイセット４を上昇させて、形成した一段目ＳＰ１を一段目用第三下型挿通孔４６ｂから抜き出すとともに、形成した二段目ＳＰ２を二段目用第三下型挿通孔４８ｂから抜き出した後、上型ダイセット４をさらに上昇させる。これにより、一段目用パンチ１４を一段目ＳＰ１の中空部から抜き出すとともに、二段目用パンチ１６を二段目ＳＰ２の中空部から抜き出して、中空段ピンＳＰを形成した金属板２を、ストリッパプレート１２から取り外す。

中空段ピンＳＰが形成され、ストリッパプレート１２から取り外した金属板２を、金属板２の搬送方向に沿って移動させ、金属板２に形成された一段目ＳＰ１をガイドプレート側挿通孔５０ａの上方へ配置した時点で、材料搬送工程は終了する。なお、一段目ＳＰ１をガイドプレート側挿通孔５０ａの上方へ移動させる際の移動距離は、一段目用第三下型挿通孔４６ｂの中心とガイドプレート側挿通孔５０ａの中心との距離に対応した距離とする。

以上のように、第一実施形態に係る鍛造中空段ピン加工用金型１は、二段目用押圧パンチ部１６ｃの外径が、二段目ＳＰ２の内径と同一である。また、二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂにより、二段目用押圧パンチ部１６ｃの下端面が、一段目底面ＳＰ１ａの上面のうち、二段目ＳＰ２を形成する位置へ導かれる。
このため、二段目用パンチ１６の形状を、一段目ＳＰ１直前に形成された段に対応させることが不要となるため、中空段ピンの二段目ＳＰ２以降に関して、設計自由度を向上させることが可能となる。これにより、二段目ＳＰ２以降の形状や、金属板２に二段目ＳＰ２以降を形成する位置に対する制限を減少させることが可能となる。

したがって、本発明では、金属板２に形成する二段目ＳＰ２以降に関して、設計自由度を向上させることが可能となるため、金属板２に対する中空段ピンＳＰの形成において、設計自由度をより向上させることが可能となる。
また、本発明では、形成した中空段ピンＳＰに生じる変形を抑制することが可能となるため、中空段ピンＳＰの変形に起因する潰れ等の損傷を抑制して、形成した中空段ピンＳＰの形状を、変化させずに保持することが可能となる。このため、加工品の品質をより向上させることが可能となる。なお、加工品とは、中空段ピンＳＰを形成した金属板２であり、金属板２に形成した中空段ピンＳＰは、回転部品等の位置決めピンとして用いる。

また、本発明では、プレートロック機構により、独立したアクチュエータ等の構成を必要とせずに、形成した中空段ピンＳＰに生じる変形を抑制することが可能となり、加工品の品質をより向上させることが可能となる。
また、本発明では、中空段ピン形成工程において、金属板２に対し、一段目ＳＰ１と二段目ＳＰ２を、まとめて形成することが可能である。このため、一段目ＳＰ１と二段目ＳＰ２を個別に形成する構成の金型と比較して、中空段ピンＳＰの形成に関する作業効率を向上させることが可能となる。

（第二実施形態）
第一実施形態においては、中空段ピンＳＰの構成を、一段目ＳＰ１及び二段目ＳＰ２を有する二段構造としたが、中空段ピンＳＰの構成は、これに限定するものではない。すなわち、中空段ピンＳＰの構成を、二段目ＳＰ２よりも外径及び内径の小さい三段目以降を有する、三段以上の構造としてもよい。この場合、鍛造中空段ピン加工用金型１の構成は、段の数に対応した、三つ以上のパンチを備える構成となる。要は、中空段ピンＳＰの構成は、直前に形成された段よりも内径及び外径が小さく、かつ直前に形成された段から下方へ突出する多段目を有する、二段以上の多段構造であればよい。

また、第一実施形態においては、二段目底面ＳＰ２ａの厚さの下限値を、０．２［ｍｍ］としたが、二段目底面ＳＰ２ａの厚さの下限値は、これに限定するものではない。すなわち、二段目ＳＰ２の体積に余裕がある場合は、二段目底面ＳＰ２ａの厚さの下限値を、０．４［ｍｍ］としてもよい。なお、一段目ＳＰ１及び二段目ＳＰ２共に、底面や側面の厚さは、金属板２の厚さや、中空段ピンＳＰの高さ、中空段ピンＳＰの径（内径及び外径）等の各種条件に応じて設定する。

また、第一実施形態においては、中空段ピンＳＰの構成を、一段目ＳＰ１の中心と二段目ＳＰ２の中心が、上下方向で重なる構成、すなわち、同心の構成としたが、中空段ピンＳＰの構成は、これに限定するものではない。すなわち、二段目ＳＰ２の中心と一段目ＳＰ１の中心とを、上下方向で異なる位置として、二段目ＳＰ２の中心を、一段目ＳＰ１の中心に対して偏心させてもよい。この場合、二段目用パンチ１６の形状を変えることなく、二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂを、その中心が、ガイドプレート側挿通孔５０ａの中心と、上下方向で異なる位置に形成する。これにより、二段目用パンチ１６の形状を変えることなく、二段目用パンチ１６を挿通する二段目用パンチ第二挿通孔１２ｂの位置を変更することにより、一段目ＳＰ１の上面において、二段目ＳＰ２を形成する位置を変更することが可能となる。

また、第一実施形態においては、二段目ＳＰ２の構成を、図１及び図３中に示すように、一段目ＳＰ１から一つの突出部のみが下方へ突出する構成としたが、二段目ＳＰ２の構成は、これに限定するものではない。すなわち、二段目ＳＰ２の構成を、一段目ＳＰ１から二つ以上の突出部が下方へ突出する構成としてもよい。この場合、二段目用押圧パンチ部１６ｃの数を、一段目ＳＰ１から突出する突出部に応じた数とする。

また、第一実施形態においては、上記のようなプレートロック機構により、形成した中空段ピンＳＰの形状を保持するように、ノックアウト（３０、３２）が中空段ピンＳＰに加える背圧を低減させることとした。
これに対し、ノックアウトスプリング（２６、２８）の圧力を制御することにより、形成した中空段ピンＳＰの形状を保持するように、ノックアウト（３０、３２）が中空段ピンＳＰに加える背圧を低減させることとしても良い。これは、第一実施形態のように、ノックアウトスプリング（２６、２８）を、高圧のガスを用いたガススプリングにより形成した場合に適用可能である。

なお、ノックアウトスプリングの圧力を制御する構成としては、鍛造中空段ピン加工用金型１の構成を、ノックアウトスプリング（２６、２８）の圧力を制御可能な構成（エアータンク、圧力制御弁、圧力制御コンピュータ等）を備えた構成とする。

１ 鍛造中空段ピン加工用金型、２ 金属板、４ 上型ダイセット、６ 上型バッキングプレート、８ パンチプレート、１０ ストリッパバッキングプレート、１２ ストリッパプレート、１２ｂ 二段目用パンチ第二挿通孔、１４ 一段目用パンチ、
１４ａ 一段目用大径パンチ部、１４ｃ 一段目用押圧パンチ部、１６ 二段目用パンチ、１６ｃ 二段目用押圧パンチ部、１８ ベースプレート、２０ 下型ダイセット、２２ 下型バッキングプレート、２４ ダイプレート、２６ 一段目用ノックアウトスプリング、２８ 二段目用ノックアウトスプリング、３０ 一段目用ノックアウト、３２ 二段目用ノックアウト、４６ 一段目用ピン出しダイ、４６ｂ 一段目用第三下型挿通孔、４８ 二段目用ピン出しダイ、４８ｂ 二段目用第三下型挿通孔、５０ 一段目用ピンガイドプレート、５０ａ ガイドプレート側挿通孔、ＳＰ 中空段ピン、ＳＰ１ 一段目、ＳＰ１ａ 一段目底面、ＳＰ１ｂ 一段目側面、ＳＰ２ 二段目、ＳＰ２ａ 二段目底面、ＳＰ２ｂ 二段目側面

Claims (2)

1. 上下方向に貫通する複数の貫通孔を有するストリッパプレートと、
   前記ストリッパプレートが有する複数の貫通孔にそれぞれ挿通され、ストリッパプレートの下方に配置した金属板を上方から押圧して、当該押圧した金属板から下方へ突出した中空段ピンを形成する複数のパンチと、を備え、
   前記複数のパンチは、前記中空段ピンのうち直前に形成された段の中空部内に配置された状態で前記直前に形成された段の上面を上方から押圧して、前記直前に形成された段よりも内径及び外径が小さく、直前に形成された段から下方へ突出する多段目を形成する少なくとも一つの多段目用パンチを含み、
   前記多段目用パンチのうち、前記ストリッパプレートが有する貫通孔に挿通される部分の外径は、前記多段目の内径と同一であり、
   前記ストリッパプレートが有する複数の貫通孔のうち前記多段目用パンチを挿通する貫通孔は、前記多段目用パンチの前記直前に形成された段の上面と対抗する面が、前記直前に形成された段の上面のうち前記多段目を形成する位置と対向するように形成されていることを特徴とする鍛造中空段ピン加工用金型。
2. 上下方向に貫通する複数の貫通孔を有するストリッパプレートの下方に配置した金属板を、前記ストリッパプレートが有する複数の貫通孔にそれぞれ挿通された複数のパンチにより上方から押圧して、当該押圧した金属板から下方へ突出した中空段ピンを形成する中空段ピン形成工程を含み、
   前記中空段ピン形成工程では、前記複数のパンチが含む少なくとも一つの多段目用パンチにより前記直前に形成された段の上面を上方から押圧して、前記直前に形成された段よりも内径及び外径が小さく、直前に形成された段から下方へ突出する多段目を形成し、
   前記多段目用パンチのうち、前記ストリッパプレートが有する貫通孔に挿通される部分の外径が、前記多段目の内径と同一であり、
   前記ストリッパプレートが有する複数の貫通孔のうち前記多段目用パンチを挿通する貫通孔は、前記多段目用パンチの前記直前に形成された段の上面と対抗する面が、前記直前に形成された段の上面のうち前記多段目を形成する位置と対向するように形成されていることを特徴とする鍛造中空段ピン加工方法。

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