JP3032206B1 - 外周面に捻れ溝、孔面にストレ―ト溝を有する溝付き筒状部材の製法及び金型 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 外周に捻れ溝、孔面にストレート溝を有する
筒状部材を鍛造・圧造によって能率的に製造する。 【解決する手段】 ダイ本体２の軸心を貫通して成形軸
部32を設けたダイ１と、成形孔73を具えたパンチ本体の
保持したパンチ６とによって構成され、パンチ６とダイ
１との間に供給した筒状ブランク102を、パンチ６の打
ち込みによって、成形孔73に打ち込むと共に成形軸部32
を筒状ブランク102の孔に打ち込んで、筒状ブランク102
の外周に捻れ溝、内面にストレート溝を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、外周に捻れ溝、孔面に
ストレート溝を有する筒状部材の製法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】鍛造・
圧造によって、筒状ブランクの内面と外面に夫々等間隔
にストレート溝を形成することはできる。但し、一方の
溝が捻れ溝である場合は従来の鍛造・圧造技術では加工
できなかった。本発明は、筒状ブランクの外周に捻れ
溝、孔面にストレート溝を鍛造・圧造の一工程で加工で
きる方法及びそれに使用する金型を明らかにするもので
ある。

【０００３】

【課題を解決する手段】本発明の溝付き筒状部材の製法
は、案内軸部(33)及び外周にストレート突条(34)を有す
成形軸部(32)をシャンク部(31)の先端に突設し定位置に
て回転可能に保持されたピン(３)と、該ピン(３)ンのシ
ャンク部(31)にスライド可能に嵌まったストリッパ(４)
と、該ストリッパ(４)にスライド可能に嵌まったダイ本
体(２)とを含むダイ(１)と、ダイ本体(２)の移行路の延
長上を往復しダイ側先端面に筒状ブランク(102)が嵌ま
るガイド孔(72)及び該ガイド孔に連続して内面に捻れ突
条(74)を形成した成形孔(73)を有し、成形孔(73)の軸心
に一致してスライドするストリッパ(８)を具えたパンチ
(６)とを対向配備し、パンチ(６)とダイ(１)との間に筒
状ブランクを供給し、パンチ(６)でダイ本体(２)を押し
込んで、筒状ブランク(102)の孔にピン(３)の案内軸部
(33)を嵌め込むと共に該筒状ブランク(102)をパンチ
(６)のガイド孔(72)に突き込み、更にパンチ(６)を押し
込んで、ピン(３)の成形軸部(32)を筒状ブランク(102)
の孔に突き込むと共に該筒状ブランク(102)をパンチ
(６)の成形穴(73)に突き込み、ピン(３)のストレート突
条(34)によって筒状ブランク(102)の孔面にストレート
溝(104)を形成し、成形穴(73)の捻れ突条(74)によって
筒状ブランク(102)の外周に捻れ溝(104)を形成し、パン
チ(６)をダイ(１)から離間させる途上又は離間させてか
ら、ダイ側ストリッパ(４)及びパンチ側ストリッパ(８)
を互いに接近する方向にスライドさせてダイ(１)及びパ
ンチ(６)から、成形された溝付き筒状部材(103)を外す
ことを特徴とする。

【０００４】本発明の金型は、固定側ダイ(１)と可動側
パンチ(６)によって構成され、ダイ(１)は、ダイホルダ
ー(11)の軸心に固定され外周にストレート突条(34)を有
す成形軸部(32)及び案内軸部(33)をシャンク部(31)の先
端に突設したピン(３)と、該ピン(３)のシャンク部(31)
にスライド可能に嵌まった筒状のダイ側ストリッパ(４)
と、該ストリッパ(４)とダイホルダー(11)との間にスラ
イド可能に嵌まりバネ(23)で飛び出し方向に付勢された
ダイ本体(２)と、前記ストリッパ(４)をパンチ側に強制
移動させる突出し装置(５)とを含み、パンチ(６)は、パ
ンチホルダー(61)に取り付けられ前記ダイ本体(２)の移
行路の延長上を往復しダイ側先端面に筒状ブランク(10
2)が嵌まるガイド孔(72)、該ガイド孔に連続して内面に
捻れ突条(74)を形成した型孔(71)及び型孔(71)の奥中心
を貫通する貫通孔(75)を開設したパンチ本体(７)と、該
パンチ本体(７)の貫通孔(75)に摺動可能に嵌まり先端面
に前記ピン(３)の案内軸部(33)が嵌まる孔(82)を開設し
バネ(83)によって飛び出し方向に付勢され先端を型孔(7
1)から臨出させたパンチ側ストリッパ(８)と、ストリッ
パ(８)をダイ側に強制移動させる突出し装置(９)とを含
んでいる。

【０００５】

【作用及び効果】パンチ(６)が後退するタイミングに合
わせてダイ側ストリッパ(４)とパンチ側ストリッパ(８)
との間に筒状ブランク(102)が供給される(図１、図
５)。

【０００６】パンチ(６)が前進してパンチ側ストリッパ
(８)とダイ側ストリッパ(４)とによって筒状ブランク(1
02)が保持されそのままパンチ本体(７)がダイ本体(２)
を突き込んでダイ本体(２)を後退させる。ダイ本体(２)
の後退分だけダイ本体(２)からピン(３)が臨出し、該ピ
ン(３)の先端案内軸部(33)が筒状ブランク(102)の孔に
嵌まってそのまま筒状ブランク(102)をパンチ本体(７)
のガイド孔(72)に突き込む(図２、図６)。

【０００７】パンチ側ストリッパ(８)は、バネ(83)に抗
して後退する。更に、パンチ(６)が前進すると、ピン
(３)の成形軸部(32)が筒状ブランク(102)の孔に食い込
みながら該筒状ブランク(102)をパンチ(６)のガイド孔
(72)から成形孔(73)に突き込む。筒状ブランク(102)が
成形孔(73)の捻れ突条(74)に食い込む際に筒状ブランク
(102)に回転力が作用し、該筒状ブランク(102)の孔に食
い込んでいるピン(３)にも回転力が作用するが、ピン
(３)はスペーサ(15)との摩擦はあるが回転可能に保持さ
れているため支障はない。筒状ブランク(102)が成形孔
(73)の奥に達し、筒状ブランク(102)の孔にピン(３)の
成形軸部(32)が貫通すれば、筒状ブランク(102)の外周
面に捻れ突条(74)に対応する捻れ溝(105)、孔面にスト
レート突条(34)に対応するストレート溝(104)を有する
溝付き筒状部材を形成できる(図３、図７)。

【０００８】パンチ(６)が後退すると、バネ(23)に付勢
されているダイ本体(２)が元位置に復帰する。成形孔(7
3)の捻れ突条(74)と強固に係合した溝付き筒状部材(10
3)は、成形孔(73)に嵌まったままパンチ(６)と一緒に後
退し、ピン(３)先端が溝付き筒状部材(103)から外れ
る。ダイ側突出し装置(５)及びパンチ側突出し装置(９)
が動作してストリッパ(４)(８)が互いに接近する方向に
移動する。ダイ側ストリッパ(４)は元位置に復帰し、パ
ンチ側ストリッパ(８)は型孔(71)から溝付き筒状部材(1
03)を蹴り出して元位置に復帰する。パンチ(６)が後退
するとき、万一、ピン(３)に嵌まったまま溝付き筒状部
材(103)が型孔(71)から脱出することがあっても、ダイ
側ストリッパ(４)がパンチ(６)側に移動する際に、ピン
(３)先端から突き出されるから問題はない。

【０００９】上記の如く、本発明は、鍛造・圧造の一工
程で筒状ブランク(102)の外周面に捻れ溝(105)、内面に
ストレート溝(104)を極めて能率的に形成できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】実施例では、ナットホーマ、パー
ツホーマと呼ばれる横型の多段プレスによって、図１１
Ａの線材(100)を所定長さに剪断して図１１Ｂに示す如
く短円柱条ブランク(101)を形成し、この円柱状ブラン
ク(101)から図１１Ｃに示す如く筒状ブランク(102)を形
成し、該筒状ブランク(102)に図１１Ｄに示す如く、外
周面に捻れ溝(105)、内面にストレート溝(104)を形成す
るものである。捻れ溝(105)は等間隔に複数並んではす
歯車を形成している。ストレート溝(104)も等間隔に並
んで全体的にセレーションを形成している。本発明の特
徴は、図１１Ｃから図１１Ｄの溝形成工程を一工程で行
うことにあり、他の工程は鍛造・圧造では周知であるか
ら説明は省略する。

【００１１】図１乃至図４は、溝形成工程で使用する鍛
造・圧造用金型の動きを示しており、図５乃至図８はそ
の要部拡大図である。金型は、定位置のダイブロック(2
00)に取り付けられたダイ(１)と、往復動するラム(300)
に取り付けてダイ(１)に対向配備されたパンチ(６)とに
よって構成される。以下の説明で、ダイ(１)側から見て
前とはパンチ(６)側であり、パンチ(６)側から見て前と
はダイ(１)側である。

【００１２】ダイ(１)は、筒状のダイホルダー(11)と、
ダイホルダー(11)内にスライド可能に嵌まったダイ本体
(２)と、該ダイホルダー(11)の後端開口に固定された底
蓋(12)と、底蓋(12)に保持されダイ本体(２)の軸心に開
設された型孔(21)に余裕のある状態に嵌まったピン(３)
と、該ピン(３)にスライド可能に嵌まりダイ本体(２)の
型孔(21)をスライドする筒状ストリッパ(４)と、ダイ本
体(２)と底蓋(12)との間に配備されダイ本体(２)を飛び
出し方向に付勢するバネ(23)と、ストリッパ(４)をパン
チ(６)方向に移動させる突出し装置(５)とによって構成
される。

【００１３】ダイホルダー(11)は、ダイブロック(200)
のダイ取付け孔に収容され、前端面をダイブロック(20
0)の前面に揃えて固定されている。ダイ取付け孔の奥に
は中間ブロック(13)及び受けブロック(14)が介装されて
いる。

【００１４】ダイ本体(２)は後端にフランジ(22)を有
し、バネ(23)の付勢により該フランジ(22)がダイホルダ
ー(11)の段部に当たって抜止めが図られ、ダイ本体(２)
の前面とダイホルダー(11)の前面が揃う。

【００１５】ピン(３)は、図９に示す如く、シャンク部
(31)の先端に成形軸部(32)、該成形軸部(32)の先端に案
内軸部(33)を夫々同軸に形成している。成形軸部(32)
は、前記図１１Ｄに示す如く、溝付き筒状部材(103)内
面のストレート溝(104)の配置に対応して、外周にスト
レート突条(34)を等間隔に形成している。案内軸部(33)
は、図１１Ｃの筒状ブランク(102)の厚みよりも長く、
該筒状ブランク(102)の孔と同径或いは僅か小径に形成
されている。案内軸部(33)の外径は、成形軸部(32)の溝
底径と同径或いは僅か小径に形成され、成形軸部(32)の
外径は、シャンク部(31)の外径と同径或いは僅か小径に
形成されている。ピン(３)は、底蓋(12)の軸心に開設さ
れた段付きの貫通孔に後端側から回転可能に挿入され、
段部に当って抜止めが図られている。ピン(３)の後端と
中間ブロック(13)との間にスペーサ(15)が介装されて、
ピン(３)の後退が防止されている。ピン(３)の案内軸部
(33)の先端は、前進位置のダイ本体(２)の前面に揃って
いる。

【００１６】ストリッパ(４)は後端にフランジ(41)を有
し、該フランジ(41)とダイ本体(２)との間にてストリッ
パ(４)に嵌まったバネ(42)によって後退方向に付勢され
ている。

【００１７】突出し装置(５)は、受けブロック(14)にス
ライド可能に嵌まり、カムとレバーの組合わせ等による
叩き装置(図示せず)に叩かれて前進するスライドブロッ
ク(51)と、中間ブロック(13)及び底蓋(12)をスライド可
能に貫通し、後端をスライドブロック(51)に当て、前端
をストリッパ(４)のフランジ(41)に当てた突出しピン(5
2)とによって構成される。突出し装置(５)の突出しピン
(52)が前進端に達した状態で、該ピン(52)に押されてス
トリッパ(４)の前端はダイホルダー(11)の前端に揃う。

【００１８】パンチ(６)は、ラム(300)のパンチ取付け
孔に収容され前端にフランジを具えたパンチホルダー(6
1)と、該パンチホルダー(61)の前端に取り付けられ軸心
に型孔(71)及び該型穴(71)に連続する貫通孔(75)を開設
したパンチ本体(７)と、パンチ本体(７)の貫通孔(75)に
スライド可能に嵌まって配備された筒状ストリッパ(８)
と、ストリッパ(８)を移動させる突出し装置(９)とによ
って構成される。パンチ(６)の奥には中間ブロック(63)
と受けブロック(64)が介装される。

【００１９】パンチ本体(７)は後端に突設したフランジ
(70)をダイホルダー(11)の前面に当て、該フランジ(70)
をベアリング(64)を介して蓋(62)で押さえてパンチホル
ダー(61)に回転可能に保持されている。パンチ本体(７)
の型孔(71)は、パンチ本体(７)の前面に開設したガイド
孔(72)と該ガイド孔(72)に連続した成形孔(73)とからな
る。

【００２０】ガイド孔(72)は、図１１Ｃの筒状ブランク
(102)の外径と同径或いは僅か小径に形成され、成形孔
(73)は、図１１Ｄの溝付き筒状部材(103)の外周の捻れ
溝(105)の配置に対応して図１０に示す如く、捻れ突条
(74)を等間隔に形成している。

【００２１】成形孔(73)の奥には後側が拡大した貫通孔
(75)が連続しており、該貫通孔(75)に筒状ストリッパ
(８)がスライド及び回転可能に嵌まる。ストリッパ(８)
は後端が抜止め用に拡大しており、前端は前記ダイ(１)
側ピン(３)の案内軸部(33)が嵌まる孔(82)となってい
る。

【００２２】突出し装置(９)は、受けブロック(64)にス
ライド可能に嵌まりカムとレバーの組合わせ等による叩
き装置(図示せず)に叩かれて前進する突出しピン(93)
と、中間ブロック(63)及びパンチホルダー(61)の夫々貫
通孔に跨ってスライド可能に配備された移動ブロック(9
2)と、パンチ本体(７)の貫通孔(75)にスライド可能に嵌
まり移動ブロック(92)との間に配備されたバネ(83)によ
ってダイ(１)側に付勢された受け軸(91)とによって構成
される。図１、図５に示す如く、突出しピン(93)が前進
した状態でストリッパ(８)の前端はパンチ本体(７)の前
面から突出する。

【００２３】然して、ダイブロック(200)上に配備した
チャック爪(図示せず)により、パンチ(６)が後退するタ
イミングに合わせて、ダイ側ストリッパ(４)とパンチ側
ストリッパ(８)との間に筒状ブランク(102)が供給され
る(図１、図５)。

【００２４】パンチ(６)が前進してパンチ側ストリッパ
(８)とダイ側ストリッパ(４)とによって筒状ブランク(1
02)を挟んだタイミングに合わせてチャック爪が逃げ
る。両ストリッパ(４)(８)で筒状ブランク(102)を挟ん
で保持したままパンチ本体(７)がダイ本体(２)を突き込
んでダイ本体(２)を後退させる。ダイ本体(２)の後退分
だけダイ本体(２)からピン(３)が臨出し、該ピン(３)の
先端案内軸部(33)が筒状ブランク(102)の孔に嵌まって
そのまま筒状ブランク(102)をパンチ本体(７)のガイド
孔(72)に突き込む(図２、図６)。パンチ側ストリッパ
(８)は、バネ(83)に抗して後退する。

【００２５】更に、パンチ(６)が前進すると、ピン(３)
の成形軸部(32)が筒状ブランク(102)の孔に食い込みな
がら該筒状ブランク(102)をパンチ(６)のガイド孔(72)
から成形孔(73)に突き込む。このとき筒状ブランク(10
2)には大きな力が作用するが、筒状ブランク(102)はガ
イド穴(72)に嵌まり、筒状ブランク(102)の孔にピン
(３)の案内軸部(33)が嵌まった状態から、筒状ブランク
(102)の外面と内面に、捻れ突条(74)及びストレート突
条(34)の食い込みが開始されるため、筒状ブランク(10
2)が傾くことはなく、安定して成形できる。又、筒状ブ
ランク(102)が成形孔(73)の捻れ突条(74)に食い込む際
に筒状ブランク(102)に回転力が作用し、該筒状ブラン
ク(102)の孔に食い込んでいるピン(３)にも回転力が作
用するが、ピン(３)は回転可能に保持されているため支
障はない。

【００２６】筒状ブランク(102)が成形孔(73)の奥に達
し、筒状ブランク(102)の孔にピン(３)の成形軸部(32)
が貫通すれば、筒状ブランク(102)の外周面に捻れ突条
(74)に対応する捻れ溝(105)、孔面にストレート突条(3
4)に対応するストレート溝(104)を形成できる(図３、図
７)。パンチ(６)が後退すると、ダイ本体(２)が元位置
に復帰する。

【００２７】成形孔(73)の捻れ突条(74)と強固に係合し
た溝付き筒状部材(103)は、成形孔(73)に嵌まったま
ま、パンチ(６)と一緒に後退し、ピン(３)先端が溝付き
筒状部材(103)から外れる。ダイ側の突出し装置(５)及
びパンチ側突出し装置(９)が動作してストリッパ(４)
(８)が互いに接近する方向に移動する。

【００２８】ダイ側ストリッパ(４)は元位置に復帰し、
パンチ側ストリッパ(８)は型孔(71)から溝付き筒状部材
(103)を蹴り出して元位置に復帰する。パンチ側ストリ
ッパ(８)が溝付き筒状部材(103)を蹴り出すとき、溝付
き筒状部材(103)の捻れ溝(105)とパンチ本体(７)の捻れ
突条(74)が噛みあっていることにより、ストリッパ(８)
及びパンチ本体(７)に回転力が作用するが、ストリッパ
(８)はパンチ本体(７)に回転可能に嵌まり、パンチ本体
(７)はそのフランジ(70)がベアリング(64)に当たって回
転可能に支持されているため、回転力を逃がして溝付き
筒状部材(103)を円滑に突き出すことができる。

【００２９】実施例では、溝付き部材(103)底部外周に
捻れ溝(105)の形成されていない台部(106)が残こる様に
したが、後加工にて該台部(106)を切断除去すればよ
い。

【００３０】本発明において、ピン(３)の成形軸部(32)
のストレート突条(34)の数は、１又は複数本であり、本
数は限定されない。又、ストレート突条(34)の形状によ
って相手溝付き筒状部材(103)の孔面に平歯車に噛合す
る内歯歯車を形成することができる。又、パンチ本体
(７)の型穴(71)の捻れ突条(74)の数も限定されることは
なく、相手溝付き部材(103)の外周がはす歯歯車の呈を
成していなくともよい。本発明は、上記実施例の構成に
限定されることはなく、特許請求の範囲に記載の範囲で
種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】筒状ブランクを供給するタイミングの金型の断
面図である。

【図２】パンチ打込み途上の金型の断面図である。

【図３】パンチ打込み状態の金型の断面図である。

【図４】溝付き筒状部材付き出し状態の金型の断面図で
ある。

【図５】図１の要部拡大図である。

【図６】図２の要部拡大図である。

【図７】図３の要部拡大図である。

【図８】図４の要部拡大図である。

【図９】ピンの斜面図である。

【図１０】パンチ本体の一部を破断した斜面図である。

【図１１】線材から溝付き筒状部材までの鍛造・圧造工
程の説明図である。

【符号の説明】

(１) ダイ (11) ダイホルダー (２) ダイ本体 (３) ピン (32) 成形軸部 (33) 案内軸部 (34) ストレート突条 (４) ストリッパ (５) 突出し装置 (６) パンチ (７) パンチ本体 (72) ガイド孔 (73) 成形孔 (74) 捻れ突条 (８) ストリッパ (９) 突出し装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−147158（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−150427（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21J 1/00 - 13/14 B21K 1/30

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 案内軸部(33)及び外周にストレート突条
   (34)を有す成形軸部(32)をシャンク部(31)の先端に突設
   し定位置にて回転可能に保持されたピン(３)と、該ピン
   (３)ンのシャンク部(31)にスライド可能に嵌まったスト
   リッパ(４)と、該ストリッパ(４)にスライド可能に嵌ま
   ったダイ本体(２)とを含むダイ(１)と、ダイ本体(２)の
   移行路の延長上を往復しダイ側先端面に筒状ブランク(1
   02)が嵌まるガイド孔(72)及び該ガイド孔に連続して内
   面に捻れ突条(74)を形成した成形孔(73)を有し、成形孔
   (73)の軸心に一致してスライドするストリッパ(８)を具
   えたパンチ(６)とを対向配備し、パンチ(６)とダイ(１)
   との間に筒状ブランク(102)を供給し、パンチ(６)でダ
   イ本体(２)を押し込んで、筒状ブランク(102)の孔にピ
   ン(３)の案内軸部(33)を嵌め込むと共に該筒状ブランク
   (102)をパンチ(６)のガイド孔(72)に突き込み、更にパ
   ンチ(６)を押し込んで、ピン(３)の成形軸部(32)を筒状
   ブランク(102)の孔に突き込むと共に該筒状ブランク(10
   2)をパンチ(６)の成形穴(73)に突き込み、ピン(３)のス
   トレート突条(34)によって筒状ブランク(102)の孔面に
   ストレート溝(104)を形成し、成形穴(73)の捻れ突条(7
   4)によって筒状ブランク(102)の外周に捻れ溝(104)を形
   成し、パンチ(６)をダイ(１)から離間させる途上又は離
   間させてから、ダイ側ストリッパ(４)及びパンチ側スト
   リッパ(８)を互いに接近する方向にスライドさせてダイ
   (１)及びパンチ(６)から、成形された溝付き筒状部材(1
   03)を外すことを特徴とする溝付き筒状部材の製法。
2. 【請求項２】 固定側ダイ(１)と可動側パンチ(６)によ
   って構成され、ダイ(１)は、ダイホルダー(11)の軸心に
   固定され外周にストレート突条(34)を有す成形軸部(32)
   及び案内軸部(33)をシャンク部(31)の先端に突設したピ
   ン(３)と、該ピン(３)のシャンク部(31)にスライド可能
   に嵌まった筒状のダイ側ストリッパ(４)と、該ストリッ
   パ(４)とダイホルダー(11)との間にスライド可能に嵌ま
   りバネ(23)で飛び出し方向に付勢されたダイ本体(２)
   と、前記ストリッパ(４)をパンチ側に強制移動させる突
   出し装置(５)とを含み、 パンチ(６)は、パンチホルダー(61)に取り付けられ前記
   ダイ本体(２)の移行路の延長上を往復しダイ側先端面に
   筒状ブランク(102)が嵌まるガイド孔(72)、該ガイド孔
   に連続して孔面に捻れ突条(74)を形成した型孔(71)及び
   型孔(71)の奥中心を貫通する貫通孔(75)を開設したパン
   チ本体(７)と、該パンチ本体(７)の貫通孔(75)に摺動可
   能に嵌まり先端面に前記ピン(３)の案内軸部(33)が嵌ま
   る孔(82)を開設しバネ(83)によって飛び出し方向に付勢
   され先端を型孔(71)から臨出させたパンチ側ストリッパ
   (８)と、ストリッパ(８)をダイ側に強制移動させる突出
   し装置(９)とを含んでいる金型。
3. 【請求項３】 捻れ突条(74)は型孔(71)の全周に亘って
   等間隔に形成され、ブランク外周にはす歯を形成できる
   請求項２に記載の金型。
4. 【請求項４】 ストレート突条(34)は成形軸部(32)の全
   周に亘って等間隔に形成されブランク内周に平歯車と噛
   合する歯面又はセレーションを形成できる請求項２又は
   ３に記載の金型。