JP2791738B2 - テーパー孔の加工方法 - Google Patents
テーパー孔の加工方法Info
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- tapered hole
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テーパー孔の加工方法
に関し、特に、テーパー孔の冷間鍛造加工方法に係り、
例えば、磁石発電機の回転子を小型自動車や汎用エンジ
ン等に連結させるためのボス部材を製造するのに利用し
て有効なものに関する。
に関し、特に、テーパー孔の冷間鍛造加工方法に係り、
例えば、磁石発電機の回転子を小型自動車や汎用エンジ
ン等に連結させるためのボス部材を製造するのに利用し
て有効なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、小型自動車や汎用エンジン等に
連結されて使用される磁石発電機の回転子は、回転子の
ヨークにボス部材が締結され、このボス部材がエンジン
のクランクシャフトにテーパー結合されることにより、
エンジンに連結されている。
連結されて使用される磁石発電機の回転子は、回転子の
ヨークにボス部材が締結され、このボス部材がエンジン
のクランクシャフトにテーパー結合されることにより、
エンジンに連結されている。
【０００３】従来、この磁石発電機の回転子のボス部材
として、クランクシャフトにテーパー結合するためのテ
ーパー孔がボス部材の全長にわたってテーパーとなって
形成されているものがある。そして、このボス部材にテ
ーパーのテーパー孔が加工される場合、テーパー孔が長
くなるため、段付きのストレート孔が予孔として冷間鍛
造によって形成された後に、所望のテーパー孔が切削加
工によって形成されている。
として、クランクシャフトにテーパー結合するためのテ
ーパー孔がボス部材の全長にわたってテーパーとなって
形成されているものがある。そして、このボス部材にテ
ーパーのテーパー孔が加工される場合、テーパー孔が長
くなるため、段付きのストレート孔が予孔として冷間鍛
造によって形成された後に、所望のテーパー孔が切削加
工によって形成されている。
【０００４】しかしながら、従来のボス部材におけるテ
ーパー孔の加工方法においては、切削代が大きくなるた
め、生産性が低い。
ーパー孔の加工方法においては、切削代が大きくなるた
め、生産性が低い。
【０００５】そこで、ボス部材においても、テーパー孔
を全て冷間鍛造法によって形成することが、一般的に考
えられる。
を全て冷間鍛造法によって形成することが、一般的に考
えられる。
【０００６】なお、磁石発電機の回転子のボス部材を冷
間鍛造法によって加工する方法を述べてある文献とし
て、特公昭４４−１０６７５号公報がある。
間鍛造法によって加工する方法を述べてある文献とし
て、特公昭４４−１０６７５号公報がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ボス部材にお
けるテーパー孔は、テーパー長さが長いために、次のよ
うな問題点があることが、本発明者によって明らかにさ
れた。 （１） ストレートの予孔にテーパーを形成するための
パンチが圧入されると、ストレート孔における径とテー
パー孔の径との差が大きいために、テーパー孔加工時に
テーパー孔の中間部において被加工部の巻き込み現象が
発生する。 （２） テーパー長が長いため、パンチに加わる負荷や
偏芯荷重が増加し、パンチが破損する。
けるテーパー孔は、テーパー長さが長いために、次のよ
うな問題点があることが、本発明者によって明らかにさ
れた。 （１） ストレートの予孔にテーパーを形成するための
パンチが圧入されると、ストレート孔における径とテー
パー孔の径との差が大きいために、テーパー孔加工時に
テーパー孔の中間部において被加工部の巻き込み現象が
発生する。 （２） テーパー長が長いため、パンチに加わる負荷や
偏芯荷重が増加し、パンチが破損する。
【０００８】本発明の目的は、冷間鍛造時における巻き
込み現象やパンチの破損を防止しつつ、長いテーパー孔
を冷間鍛造することができるテーパー孔の加工方法を提
供することにある。
込み現象やパンチの破損を防止しつつ、長いテーパー孔
を冷間鍛造することができるテーパー孔の加工方法を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係るテーパー孔
の加工方法は、塑性材料から成るワークにテーパー孔を
加工するテーパー孔の加工方法において、前記ワークに
前記テーパー孔の最小径よりも小径の内径を有するスト
レート孔が剪断により形成されるとともに、このストレ
ート孔に連続する円錐台孔であって、最小の内径がスト
レート孔の内径と略等しく、最大の内径が前記テーパー
孔の最大径と略等しい円錐台孔が破断抜きにより形成さ
れる工程と、前記テーパー孔の内形形状と同一の外形形
状を有するパンチが前記円錐台孔およびストレート孔に
円錐台孔の大口径側から圧入されて、前記テーパー孔が
塑性加工される工程と、を備えていることを特徴とす
る。
の加工方法は、塑性材料から成るワークにテーパー孔を
加工するテーパー孔の加工方法において、前記ワークに
前記テーパー孔の最小径よりも小径の内径を有するスト
レート孔が剪断により形成されるとともに、このストレ
ート孔に連続する円錐台孔であって、最小の内径がスト
レート孔の内径と略等しく、最大の内径が前記テーパー
孔の最大径と略等しい円錐台孔が破断抜きにより形成さ
れる工程と、前記テーパー孔の内形形状と同一の外形形
状を有するパンチが前記円錐台孔およびストレート孔に
円錐台孔の大口径側から圧入されて、前記テーパー孔が
塑性加工される工程と、を備えていることを特徴とす
る。
【００１０】
【作用】前記した手段によれば、パンチの圧入によるテ
ーパー孔の塑性加工に際して円錐台孔が破断抜きされた
分だけ、巻き込み現象を起こす余分な肉が予め除かれて
いるため、巻き込み現象やパンチの破損が起こることは
未然に防止される。また、パンチのテーパー方向と円錐
台孔の円錐面のテーパー方向とは一致しているので、巻
き込み現象や破損はより一層発生し難い状況になる。
ーパー孔の塑性加工に際して円錐台孔が破断抜きされた
分だけ、巻き込み現象を起こす余分な肉が予め除かれて
いるため、巻き込み現象やパンチの破損が起こることは
未然に防止される。また、パンチのテーパー方向と円錐
台孔の円錐面のテーパー方向とは一致しているので、巻
き込み現象や破損はより一層発生し難い状況になる。
【００１１】したがって、前記した手段によれば、巻き
込み現象やパンチの破損を招来することなく、ワークに
テーパー孔を塑性加工によって形成することができる。
込み現象やパンチの破損を招来することなく、ワークに
テーパー孔を塑性加工によって形成することができる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例である磁石発電機の
回転子のボス部材におけるテーパー孔の加工方法を示す
各工程図である。図２はそのボス部材が使用された磁石
発電機の回転子を示す正面断面図である。
回転子のボス部材におけるテーパー孔の加工方法を示す
各工程図である。図２はそのボス部材が使用された磁石
発電機の回転子を示す正面断面図である。
【００１３】本実施例において、本発明に係るテーパー
孔の加工方法は、磁石発電機の回転子のボス部材を製造
する方法に使用されている。図２に示されているよう
に、この磁石発電機の回転子１は鉄等の磁性材料が用い
られて円形の椀形状に一体成形されたヨーク２を備えて
いる。ヨーク２の底壁３には円形の軸孔４が同心円状に
開設されており、この軸孔４にボス部材５が同心円に配
されて固定されている。
孔の加工方法は、磁石発電機の回転子のボス部材を製造
する方法に使用されている。図２に示されているよう
に、この磁石発電機の回転子１は鉄等の磁性材料が用い
られて円形の椀形状に一体成形されたヨーク２を備えて
いる。ヨーク２の底壁３には円形の軸孔４が同心円状に
開設されており、この軸孔４にボス部材５が同心円に配
されて固定されている。
【００１４】ボス部材５は鉄等の磁性材料が用いられ
て、後述する冷間鍛造方法により略円柱形状に一体成形
されている。ボス部材５の一端部外周にはフランジ部６
が径方向外向きに突設されており、このフランジ部６が
ヨーク２の底壁３に当接されて固定されている。ボス部
材５の中心線上にはテーパー孔７がフランジ部６側端か
ら反対側端に向けて先細りになるように全体にわたって
形成されている。
て、後述する冷間鍛造方法により略円柱形状に一体成形
されている。ボス部材５の一端部外周にはフランジ部６
が径方向外向きに突設されており、このフランジ部６が
ヨーク２の底壁３に当接されて固定されている。ボス部
材５の中心線上にはテーパー孔７がフランジ部６側端か
ら反対側端に向けて先細りになるように全体にわたって
形成されている。
【００１５】前記構成に係るボス部材５の製造に際し
て、まず、円柱スラグ（図示せず）から冷間鍛造法によ
り、図１（ａ）に示されている中間鍛造品（以下、第１
ワークという。）１０が成形される。第１ワーク１０は
略円錐台形状の本体１１を備えており、この本体１１の
円錐台の小径側端面には円柱形状の予穴１２が同心円に
配されて没設されている。この第１ワーク１０の予穴１
２の空所を除いた実体部の体積は、元の円柱スラグの体
積と等しくなっている。
て、まず、円柱スラグ（図示せず）から冷間鍛造法によ
り、図１（ａ）に示されている中間鍛造品（以下、第１
ワークという。）１０が成形される。第１ワーク１０は
略円錐台形状の本体１１を備えており、この本体１１の
円錐台の小径側端面には円柱形状の予穴１２が同心円に
配されて没設されている。この第１ワーク１０の予穴１
２の空所を除いた実体部の体積は、元の円柱スラグの体
積と等しくなっている。
【００１６】次いで、第１ワーク１０から冷間鍛造法に
より、図１（ｂ）に示されている第２の中間鍛造品（以
下、第２ワークという。）２０が成形される。第２ワー
ク２０は略円錐台形状の本体２１を備えており、この本
体２１の外形形状は第１ワーク１０の本体１１と同一に
なっている。本体２１の円錐台形状の小径側端面には円
柱形状の予孔２２が形成されており、この予孔２２は第
１ワーク１０の予穴１２により形成され、実質的に同一
になっている。
より、図１（ｂ）に示されている第２の中間鍛造品（以
下、第２ワークという。）２０が成形される。第２ワー
ク２０は略円錐台形状の本体２１を備えており、この本
体２１の外形形状は第１ワーク１０の本体１１と同一に
なっている。本体２１の円錐台形状の小径側端面には円
柱形状の予孔２２が形成されており、この予孔２２は第
１ワーク１０の予穴１２により形成され、実質的に同一
になっている。
【００１７】第２ワークの本体２１の中心線上には円柱
形状の第２孔２３が予孔２２に隣接して開設されている
とともに、円錐台孔２４が第２孔２３に隣接して開設さ
れている。第２孔２３はこの第２孔２３の内径と同一の
外径を有するパンチ２５（想像線参照）が用いられた剪
断加工法により開設され、円錐台孔２４はこのパンチ２
５が用いられた破断抜き加工法により連続して開設され
る。この円錐台孔２４の破断抜きは次の（１）および
（２）式により、設定することができる。
形状の第２孔２３が予孔２２に隣接して開設されている
とともに、円錐台孔２４が第２孔２３に隣接して開設さ
れている。第２孔２３はこの第２孔２３の内径と同一の
外径を有するパンチ２５（想像線参照）が用いられた剪
断加工法により開設され、円錐台孔２４はこのパンチ２
５が用いられた破断抜き加工法により連続して開設され
る。この円錐台孔２４の破断抜きは次の（１）および
（２）式により、設定することができる。
【００１８】ｈ≒１．５×Ｄ1 ・・・（１） Ｄ2 ｍａｘ＝２×Ｅ×ｈ＋Ｄ1 ・・・（２） 上式（１）、（２）中、Ｄ1 は第２孔２３の内径、Ｄ2
は円錐台孔２４の大口径、ｈは円錐台孔２４の高さ、Ｅ
はパンチ２５と図示しないダイスとの最大クリアランス
率である。ちなみに、Ｅは低炭素鋼で０．２１（２１
％）、高炭素鋼で０．２５（２５％）がある。Ｄ2 がこ
の値以上になると、円錐台孔２４に２次破断が生じ、直
線的なテーパーが形成されなくなる。言い換えれば、Ｄ
2 がこの値以下であれば、円錐台孔２４の形状をコント
ロールすることができる。
は円錐台孔２４の大口径、ｈは円錐台孔２４の高さ、Ｅ
はパンチ２５と図示しないダイスとの最大クリアランス
率である。ちなみに、Ｅは低炭素鋼で０．２１（２１
％）、高炭素鋼で０．２５（２５％）がある。Ｄ2 がこ
の値以上になると、円錐台孔２４に２次破断が生じ、直
線的なテーパーが形成されなくなる。言い換えれば、Ｄ
2 がこの値以下であれば、円錐台孔２４の形状をコント
ロールすることができる。
【００１９】そして、第２ワーク２０の本体２１におけ
る実体の体積は、第１ワーク１０の本体１１における実
体の体積から、第２孔２３と円錐台孔２４との容積を引
いた値になっている。したがって、第２ワーク２０では
第１ワーク１０よりも体積が充分に削減されている状態
になっている。
る実体の体積は、第１ワーク１０の本体１１における実
体の体積から、第２孔２３と円錐台孔２４との容積を引
いた値になっている。したがって、第２ワーク２０では
第１ワーク１０よりも体積が充分に削減されている状態
になっている。
【００２０】次に、第２ワーク２０から冷間鍛造法によ
り、図１（ｃ）に示されている第３の鍛造品（以下、製
品という。）３０が成形され、この製品３０が前記ボス
部材５に相当する。製品３０は略円錐台形状の本体３１
を備えており、本体３１の外形形状の大部分は第２ワー
ク２０の本体２１の大部分と同一になっている。
り、図１（ｃ）に示されている第３の鍛造品（以下、製
品という。）３０が成形され、この製品３０が前記ボス
部材５に相当する。製品３０は略円錐台形状の本体３１
を備えており、本体３１の外形形状の大部分は第２ワー
ク２０の本体２１の大部分と同一になっている。
【００２１】本体３１の錐面にはフランジ部３２が円錐
台形状の大径側端面近傍に径方向外向きに突設されてい
る。本体３１の錐面におけるフランジ部３２の大径側端
面寄り位置には切欠部３３が形成され、第２ワーク本体
２１におけるこの切欠部３３に対応する実体部の体積の
一部により、フランジ部３２の体積の一部が占められて
いる。
台形状の大径側端面近傍に径方向外向きに突設されてい
る。本体３１の錐面におけるフランジ部３２の大径側端
面寄り位置には切欠部３３が形成され、第２ワーク本体
２１におけるこの切欠部３３に対応する実体部の体積の
一部により、フランジ部３２の体積の一部が占められて
いる。
【００２２】本体３１の中心線上には円形のテーパー孔
３４が、大径側端面から小径側端面に向けて先細りにな
るように全長にわたって形成されている。このテーパー
孔３４は大径側が第２ワーク２１の円形穴２２の内径と
略等しく、小径側が第２ワークの円錐台孔２４の大径側
口径Ｄ2 と略等しく形成されている。
３４が、大径側端面から小径側端面に向けて先細りにな
るように全長にわたって形成されている。このテーパー
孔３４は大径側が第２ワーク２１の円形穴２２の内径と
略等しく、小径側が第２ワークの円錐台孔２４の大径側
口径Ｄ2 と略等しく形成されている。
【００２３】そして、このテーパー孔３４の内形形状と
同一の外形形状を有するパンチ（図示せず）が第２ワー
ク２０の円錐台孔２４側から圧入されることにより、こ
のテーパー孔３４は冷間鍛造される。この冷間鍛造にお
いて、第２ワーク本体２１における予孔２２、第２孔２
３、円錐台孔２４と、製品本体３１におけるテーパー孔
３４との間の体積の一部によりフランジ部３２の体積の
一部が占められる。
同一の外形形状を有するパンチ（図示せず）が第２ワー
ク２０の円錐台孔２４側から圧入されることにより、こ
のテーパー孔３４は冷間鍛造される。この冷間鍛造にお
いて、第２ワーク本体２１における予孔２２、第２孔２
３、円錐台孔２４と、製品本体３１におけるテーパー孔
３４との間の体積の一部によりフランジ部３２の体積の
一部が占められる。
【００２４】この冷間鍛造に際して、パンチが円錐台孔
２４の大口径側から圧入されると、テーパー孔３４の内
周面の途中において巻き込み現象やパンチの破損が発生
することはない。これは、次のような理由によると、考
えられる。まず、円錐台孔２４が破断抜きされた分だ
け、巻き込み現象を起こす余分な肉が除かれている。さ
らに、円錐台孔２４の錐面がパンチのテーパー方向と一
致しているので、巻き込み現象やパンチの破損がより一
層発生しにくくなっている。
２４の大口径側から圧入されると、テーパー孔３４の内
周面の途中において巻き込み現象やパンチの破損が発生
することはない。これは、次のような理由によると、考
えられる。まず、円錐台孔２４が破断抜きされた分だ
け、巻き込み現象を起こす余分な肉が除かれている。さ
らに、円錐台孔２４の錐面がパンチのテーパー方向と一
致しているので、巻き込み現象やパンチの破損がより一
層発生しにくくなっている。
【００２５】以上説明したように、本実施例によれば、
全長にわたってテーパー孔が形成されたボス部材を冷間
鍛造法によって製造することができるため、ボス部材の
生産性を大幅に高めることができる。
全長にわたってテーパー孔が形成されたボス部材を冷間
鍛造法によって製造することができるため、ボス部材の
生産性を大幅に高めることができる。
【００２６】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々
変更可能であることはいうまでもない。
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々
変更可能であることはいうまでもない。
【００２７】例えば、前記実施例では、磁石発電機の回
転子のボス部材の製造方法について説明したが、本発明
はこれに限らず、塑性材料にテーパー孔を冷間鍛造する
テーパー孔の加工方法全般に適用することができる。
転子のボス部材の製造方法について説明したが、本発明
はこれに限らず、塑性材料にテーパー孔を冷間鍛造する
テーパー孔の加工方法全般に適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
塑性材料から成るワークにテーパー孔を冷間鍛造によっ
て形成することができるとともに、その冷間鍛造に際し
て、テーパー孔の内周面での巻き込み痕や、パンチの破
損が発生するのを防止することができる。
塑性材料から成るワークにテーパー孔を冷間鍛造によっ
て形成することができるとともに、その冷間鍛造に際し
て、テーパー孔の内周面での巻き込み痕や、パンチの破
損が発生するのを防止することができる。
【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の一実施例で
ある磁石発電機の回転子のボス部材におけるテーパー孔
の加工方法を示す各工程図である。
ある磁石発電機の回転子のボス部材におけるテーパー孔
の加工方法を示す各工程図である。
【図２】ボス部材が使用された磁石発電機の回転子を示
す正面断面図である。
す正面断面図である。
１…磁石発電機の回転子、２…ヨーク、３…底壁、４…
軸孔、５…ボス部材、６…フランジ部、７…テーパー
孔、１０…第１ワーク（中間鍛造品）、１１…本体、１
２…予穴、２０…第２ワーク（中間鍛造品）、２１…本
体、２２…予孔、２３…第２孔、２４…円錐台孔、３０
…製品（第３の中間鍛造品）、３１…本体、３２…フラ
ンジ部、３３…切欠部、３４…テーパー孔。
軸孔、５…ボス部材、６…フランジ部、７…テーパー
孔、１０…第１ワーク（中間鍛造品）、１１…本体、１
２…予穴、２０…第２ワーク（中間鍛造品）、２１…本
体、２２…予孔、２３…第２孔、２４…円錐台孔、３０
…製品（第３の中間鍛造品）、３１…本体、３２…フラ
ンジ部、３３…切欠部、３４…テーパー孔。
Claims (1)
- 【請求項１】 塑性材料から成るワークにテーパー孔を
加工するテーパー孔の加工方法において、 前記ワークに前記テーパー孔の最小径よりも小径の内径
を有するストレート孔が剪断により形成されるととも
に、このストレート孔に連続する円錐台孔であって、最
小の内径がストレート孔の内径と略等しく、最大の内径
が前記テーパー孔の最大径と略等しい円錐台孔が破断抜
きにより形成される工程と、 前記テーパー孔の内形形状と同一の外形形状を有するパ
ンチが前記円錐台孔およびストレート孔に円錐台孔の大
口径側から圧入されて、前記テーパー孔が塑性加工され
る工程と、を備えていることを特徴とするテーパー孔の
加工方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20361593A JP2791738B2 (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | テーパー孔の加工方法 |
| CN94108018A CN1043017C (zh) | 1993-07-26 | 1994-07-26 | 一种锥形孔的加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20361593A JP2791738B2 (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | テーパー孔の加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0739985A JPH0739985A (ja) | 1995-02-10 |
| JP2791738B2 true JP2791738B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=16476982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20361593A Expired - Fee Related JP2791738B2 (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | テーパー孔の加工方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2791738B2 (ja) |
| CN (1) | CN1043017C (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1075749C (zh) * | 1998-10-27 | 2001-12-05 | 机械工业部北京机电研究所 | 一种汽车安全气囊气体发生器—盖的冷锻成形方法 |
| JP2004308684A (ja) * | 2003-04-02 | 2004-11-04 | Mitsubishi Materials Corp | 焼結含油軸受 |
| CN102371300B (zh) * | 2011-10-26 | 2015-01-07 | 巨力索具股份有限公司 | 黑色金属锻件冲锥孔成型装备及成型工艺 |
| CN102909300B (zh) * | 2012-10-19 | 2015-05-20 | 盐城理研精密锻造有限公司 | 齿形管柱冷锻成形方法及挤齿挤孔模具 |
| JP2016133212A (ja) * | 2015-01-22 | 2016-07-25 | 株式会社ショーワ | フランジヨーク及びフランジヨークの製造方法 |
| CN108620819A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-10-09 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种加工扩散管类产品内孔的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52132490A (en) * | 1976-04-30 | 1977-11-07 | Yoshitaka Nakanishi | Method of sinking counter sink in plate blank |
-
1993
- 1993-07-26 JP JP20361593A patent/JP2791738B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-07-26 CN CN94108018A patent/CN1043017C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1103015A (zh) | 1995-05-31 |
| CN1043017C (zh) | 1999-04-21 |
| JPH0739985A (ja) | 1995-02-10 |
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