JP3125455B2 - 鍛造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、略円筒状（完全円筒形
を含む）の中空素材から内周面及び外周面にスプライン
を形成させた鍛造品を高精度に製造できる装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図３及び図４に示すような内周面及び外
周面にスプライン８，９を有する円筒状の機械部品を鍛
造しようとする場合、そのような部品は特開昭６１−３
０２５１号公報に説明されているような冷間据込み又は
冷間押出しにより鍛造されるのが一般的である。そのた
めの従来の鍛造装置においては、鍛造品は、まず図５に
示すようにダイス２３とその穴の中央に配置されたマン
ドレル２４との間に中空素材５をスリーブ状ポンチ２２
で押し込み、ダイス２３の内面に設けられている成形用
スプライン歯で素材５の外周面に外側スプライン９を形
成させた後、マンドレル２４を取り除き、図６に示すよ
うに素材５の中空部に棒状ポンチ２１を押し込んで素材
５の内周面に内側スプライン８を形成させることにより
製造されてきた。

【０００３】上記従来の装置によれば、内側スプライン
８と外側スプライン９を片方づつ二工程にて成形しなけ
ればならず、また鍛造品の精度を確保するために各工程
ごとにダイス２３，マンドレル２４，スリーブ状ポンチ
２２及び棒状ポンチ２１（これらを以下、型構成部品と
呼ぶ）の同軸度を調整する必要がある。その改良を試み
た鍛造装置として、型構成部品の同軸度の調整が少なく
てすみ、中空素材の内周面と外周面にスプラインを一挙
に成形できる鍛造装置が特開昭６１−２７９３３０号公
報に開示されている。

【０００４】該公報に開示されている装置は、図７に示
すように、中空素材３５の外周面にスプラインを形成す
るためのダイス３ａ，３ｂと、上記素材３５の内周面に
スプラインを形成するためのマンドレル３４と、上記ダ
イス３ａ，３ｂと上記マンドレル３４の間に中空素材３
５を押し込むためのインナーポンチ３１及びアウターポ
ンチ３２とを有し、内側スプライン成形用歯３９はマン
ドレル３４に設けられており、インナーポンチ３１はア
ウターポンチ３２に対して軸心を同一にし且つ直接摺動
可能に嵌挿されている。中空素材３５はその開口部にイ
ンナーポンチ３１の先端部を嵌合して保持され、その状
態からインナーポンチ３１及びアウターポンチ３２によ
りダイス３ａ，３ｂとマンドレル３４の間の所定の位置
まで押し込まれ、更にアウターポンチ３２でノックアウ
ト用スリーブ３６に当接するまで押し込まれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この装置においては、
インナーポンチ３１がアウターポンチ３２に対して軸心
を同一にし且つ摺動可能に嵌挿されているのでインナー
ポンチ３１とアウターポンチ３２の相対的な位置決めが
不要となり、またインナーポンチ３１がスプラインの成
形に直接関与しない分だけ、型構成部品の同軸度の調整
が容易となる。そして、インナーポンチ３１とアウター
ポンチ３２で連続的に中空素材３５をダイス３ａ，３ｂ
とマンドレル３４の間に一度押し込むだけで素材の外周
面と内周面の両方に一挙にスプラインを形成できるた
め、従来の二度のプレス操作が一度ですむようになる。

【０００６】しかしながら、かかる装置といえども、精
度の良い鍛造品を繰り返し製造する上で、型構成部品の
同軸度、特にマンドレルとダイスの同軸度の調整をたび
たび行なわなければならないという問題が残されてい
る。ポンチ、ダイス、マンドレル等は、周囲を種々の保
持具で囲んでプレスラムやプレス盤等に強く固定されて
も、鍛造圧力を受けて僅かに位置ズレを起こすことは避
けられず、この位置ズレによる同軸度の狂いを調整する
には非常に手間がかかる。

【０００７】本発明は上記問題を解決する目的でなされ
たものであり、その解決しようとする課題は、ポンチ、
ダイス、マンドレル等の型構成部品の同軸度を調整しな
くとも、中空素材の外周面及び内周面に同軸度の高いス
プラインを形成することができる鍛造装置を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の鍛造装置は、押
し込まれた略円筒状の中空素材の外周面にスプラインを
形成するためのダイスと、上記素材の内周面にスプライ
ンを形成するためのインナーポンチと、上記ダイス内に
素材を押し込むためのアウターポンチとを有し、インナ
ーポンチがアウターポンチに対して軸心を同一にし且つ
摺動可能に嵌挿されており、インナーポンチとアウター
ポンチとで中空素材をダイスに押し込んでから更にイン
ナーポンチを該素材に押し込むことにより中空素材の内
周面と外周面にスプラインを形成する鍛造装置であっ
て、ダイスを上記素材の径方向に移動自在に設けたこと
を特徴とする。

【０００９】本発明の鍛造装置は、ダイスを固定しない
ようにしたものであるが、このダイスは本来の所定の位
置の近くに存在しなければならないことは勿論である。
ダイスを移動自在に設ける位置は、インナーポンチとア
ウターポンチにより保持された中空素材がこれらポンチ
の動きでダイス内に押し込まれることに支障を及ぼさな
い範囲であればよい。ダイスを径方向に移動自在に設け
るには、径方向には当然ながら軸方向にも多少の遊びを
持たせてダイスホルダー（いわゆるダイスリング、ダイ
ガイド、ストレッチダイ等）でダイスを支持するのがよ
い。インナーポンチ及びアウターポンチは鍛造装置のプ
レス作動部の所定の位置に一旦固定すれば、同軸度の調
整は不要である。

【００１０】本発明の鍛造装置では、略円筒状の中空素
材の同軸度、すなわち素材の内周面と外周面の各中心軸
の一致度が重要である。同軸度の高い中空素材を用いる
ほど、内側スプラインと外側スプラインの同軸度が高い
鍛造品が得られる。中空素材の同軸度が誤差０．０２ｍ
ｍ以内であれば好ましい。中空素材の外径寸法はダイス
の内径寸法より０．０２〜０．０５ｍｍ大きく、また、
中空素材の内径寸法はインナーポンチの外径寸法より
０．０２〜０．０５ｍｍ小さくなっているのが良い。な
お、上記の中空素材の内径寸法及び外径寸法は要部の寸
法であって、中空素材の先端又は開口部の内径寸法及び
外径寸法、ダイスの入口部の内径寸法、インナーポンチ
の先端部の外径寸法等は、インナーポンチの先端部に中
空素材の開口部を嵌合させて素材を保持しそれを上記イ
ンナーポンチでダイス内に容易に入れることができる寸
法となっていればよい。

【００１１】本発明の鍛造装置では、インナーポンチが
複動する（二段階の動きをする）ことによって目的の鍛
造品が得られる。インナーポンチの複動の第一段階は、
該ポンチの先端部に中空素材を嵌合させた状態で素材を
保持し、それをアウターポンチと協同してダイス内へ押
し込む段階であり、第二段階は、ダイス内に押し込まれ
た中空素材の中空部を貫通するように素材にインナーポ
ンチを更に押し込む段階である。成形用空間はダイス、
アウターポンチ、インナーポンチ及びノックアウト用ス
リーブで囲まれた空間である。該空間内で素材が押出し
鍛造又は据込み鍛造された後、インナーポンチ及びスリ
ープインナーポンチを後退させてからノックアウトピン
で上記ノックアウト用スリーブを押すことにより鍛造品
が装置外へ払い出される。

【００１２】

【作用】本発明の上記構成の装置では、ダイスを素材径
方向に移動自在に設けたことにより、鍛造中にダイス
は、その内部に押し込まれる素材に倣って（素材の動き
に為されるが儘に）移動する。従って、中空素材の同軸
度に倣ってインナーポンチとダイスの同軸度が決まり、
これが鍛造品の内側スプラインと外側スプラインの同軸
度を決める。そのため、同軸度の高い中空素材を用いる
限り、インナーポンチとダイスの同軸度の厳密な調整が
不要となる。同軸度の高い円筒状中空素材を製造するの
は容易であり、内外両側にスプラインを有する鍛造品を
製造するために現に使用されている中空素材は同軸度に
満足できるものであることから、インナーポンチとダイ
スの同軸度の厳密な調整を不要としたことは、かかる鍛
造品の生産性を高め、コストを低減させる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
するが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。

【００１４】この実施例の鍛造装置は、図１及び図２に
示されているように、中空素材５の外周面にスプライン
を形成するためのダイス３と、上記素材５の内周面にス
プラインを形成するためのインナーポンチ１と、上記ダ
イス３内に素材５を押し込むためのアウターポンチ２
と、インナーポンチ１を動かすためのアッパプラテン
（図示せず）と、アウターポンチ２が取り付けられてい
る圧力板１２と、その上方に配設したスペーサ１７と、
インナーポンチ１とアウターポンチ２を動かすためのプ
レスラム（図示せず）と、鍛造品１０を装置外へ払い出
すためのノックアウト用スリーブ６とそれを押すための
ノックアウトピン７を備えている。

【００１５】インナーポンチ１の外周面には素材の内周
面にスプライン８（図１参照）形成するための内側スプ
ライン成形用歯１４（図２参照）が設けられており、ダ
イス３の内周面には素材の外周面にスプライン９を形成
するための内側スプライン成形用歯１５が設けられてい
る。インナーポンチ１はアウターポンチ２に対して軸心
を同一にし且つ摺動可能に嵌挿されている。ダイス３は
所定位置に固定されるのが一般的であるが、本装置では
ダイスリング１３とリングホルダー１６の間に上下方向
の隙間と水平方向の隙間が設けられており、ダイス３が
素材の径方向に僅かであるが移動可能になっている。

【００１６】本装置での鍛造は次のように行われる。先
ず、図２に示されているようにインナーポンチ１の先端
部に中空素材５の開口部を嵌合して保持した中空素材５
をインナーポンチ１とアウターポンチ２とでダイス３内
にある程度押し込み、続いて圧力板１２を下降させ、ア
ウターポンチ２により中空素材５をダイス３内に完全に
押し込むようにする。図２は素材５がダイス３内に押し
込まれようとしている状態を示している。この時、イン
ナーポンチ１を中空素材５に圧入した状態で、該素材５
がダイス３の中空部に圧入されるので、素材５の同軸度
に倣ってインナーポンチ１とダイス３の同軸度が自動的
に調整される。

【００１７】アウターポンチ２によりダイス３内に中空
素材５を完全に押し込んだ状態を図１の右側に示す。次
に、図１の左側に示されているようにスペーサ１７を抜
き取り、中空素材５を貫通するようにインナーポンチ１
のみを更に下降させる。こうしてインナーポンチ１、ア
ウターポンチ２、ダイス３、ノックアウト用スリーブ６
で囲まれた空間内で後方押出し加工が行われる。前述し
たようにダイス３はインナーポンチ１に対して素材５の
同軸度に倣って正確にセットされた状態なので、良好な
同軸度の内側スプライン８と外側スプライン９を有する
鍛造品１０が得られる。

【００１８】

【発明の効果】上記の如く、本発明の鍛造装置によれ
ば、内側スプライン成形用のインナーポンチと外側スプ
ライン成形用のダイスの同軸度を調整することなしに、
また一個の鍛造品毎に２度のプレス工程を必要とするこ
となしに、略円筒状の中空素材から内周面と外周面に同
軸度の高いスプラインを有する鍛造品を連続的に多数製
造できる。そして、従来必要としていた頻繁なインナー
ポンチとダイスの同軸度の調整が全く不要になるので生
産性が向上する。その上、複雑な機構を採用することな
しにインナーポンチとダイスの同軸度の自動調整が行わ
れるようにしたので、従来からの鍛造装置を本発明の鍛
造装置に容易に変更でき、鍛造品の製造を完全に自動化
することも容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の鍛造装置の鍛造途中と鍛造
後の状態を中心線より右側と左側に分けて示す要部断面
図である。

【図２】上記装置の鍛造開始直後の状態を示す要部断面
図である。

【図３】一実施例で得られた鍛造品の縦断面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】従来の装置による鍛造の第一工程を示す説明図
である。

【図６】同第二工程を示す説明図である。

【図７】従来の他の装置の説明図である。

【符号の説明】

１ インナーポンチ ２ アウターポンチ ３ ダイス ５ 中空素材 ６ ノックアウト用スリーブ ８ 内側スプライン ９ 外側スプライン

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押し込まれた略円筒状の中空素材の外周
   面にスプラインを形成するためのダイスと、上記素材の
   内周面にスプラインを形成するためのインナーポンチ
   と、上記ダイス内に素材を押し込むためのアウターポン
   チとを有し、インナーポンチがアウターポンチに対して
   軸心を同一にし且つ摺動可能に嵌挿されており、インナ
   ーポンチとアウターポンチとで中空素材をダイスに押し
   込んでから更にインナーポンチを該素材に押し込むこと
   により中空素材の内周面と外周面にスプラインを形成す
   る鍛造装置であって、ダイスを上記素材の径方向に移動
   自在に設けたことを特徴とする鍛造装置。