JPH01154830A - 孔明け用段付工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は要素の材質の加熱変形時及び塑性変形時に工具
を軸線方向に貫通させることによって要素を穿孔する段
付工具に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題］所定材
料、殊に金属材料からなる硬い要素に、押し抜き又は下
孔を案内として孔、殊に大径の孔を形成するには多くの
困難な問題がある。これらの問題は、材料の抵抗、材料
変形レオロジー、摩擦及び潤滑に起因する。

段付工具はロシア特許Ａ−８８０，５４５号、日本特許
Ａ　−５４１０９０５６号、フランス特許Ａ−５５２，
０４３号及びフランス特許Ｅ−２５５５０号で公知であ
る。これらの特許に開示された段付工具は前端から始ま
って円柱状又は円錐状の前端部と、頚部と、回転体の軸
線に直角な断面が工具の前進方向と逆の方向に向かって
増大した作動部とを連続的に備えている。これらの段付
工具は要素中に穿孔した孔の内壁に直接状に接触させて
又は潤滑材層間に介在させて使用することができる。こ
のような潤滑材を使用する場合には、例えばフランス特
許Ａ−２０６７２２６号、同Ａ　−：　１１３０７５９
号及びイギリス特許Ａ　−ｉ　１３６５５１０号に開示
するように該潤滑材は通常要素に穿孔した下孔の入口に
置かれる。しかしこのような潤滑材処理には欠点がある
。即ち可撓性ガラスシート、ガラス繊維のシート又は固
まったガラス粉末はその大部分が工具の前方に押出され
るので、工具と工程中に拡径される孔の内壁間に挾持さ
れる役目を完全には果さない。

本発明の目的は、構造が極めて簡単で、−動作ですべて
の作業を行なうことができかつ良好な品質が得られる複
合段付工具を提供することによって上記の欠点を除去す
ることである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を解決するための本発明は、材質の加熱変形
時及び塑性変形時に工具の軸線方向の移動によって所定
材質の要素に孔明けする段付工具であって、該工具はそ
の前端から後端に亘って、比較的小さな第１直径を有す
る前部円柱状部又は前部円錐状部と、少なくとも一つの
頚部とそれに接続した回転体状の作動部とを備え、該作
動部の水平断面は上記工具の前進方向と逆の方向に漸増
すると共に主基面に上記第１直径よりも大きい第２直径
を有するものにおいて、孔明は工程中に工具が高温とな
った要素に挿入された時に潤滑材が溶融するように、上
記要素の温度よりも低い溶融温度を有する固体状の潤滑
材が、上記工具を要素に押し込む以前に、上記前部円柱
状部又は円錐状部の後方に位置した上記頚部内に配設さ
れ、該頚部に含まれた溶融状の潤滑体によって形成され
た溶融潤滑膜によって上記要素と作動部間の接触面か一
様に潤滑されたことを特徴とする段付工具である。

工具の作動部の母線を直線にすることができる。

即ち作動部は切頭円錐状にすることができる。父母線の
一部又は全部を非直線状に、従って作動部を全部又は一
部が湾曲した母線を有するまがいの切頭円錐状にするこ
とができる。

本発明によれば、連続した複数の作動部を備える場合は
、材質の特性（レオロジー、抵抗、冷間章造又は溶接に
よる性質）に基づいて全体の作動をこれらの作動部に分
散することができる。作動部間には要素の材質結晶組織
の機械的復活及び作動中に受ける加熱又は冷却時間に基
づいて空間を設ける。これらの空間は潤滑材を貯蔵又は
堆積するのに使用され、その貯蔵容積は潤滑すべき作動
部の表面積に関連して定められる。

〔実施例〕 以下添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図及び第２図に示す段付工具１は、可鍛温度にした
金属要素２に上から下に向けて軸線方向に移動させて、
予め要素２内に穿孔した小さな直径すを有する下孔３を
、大きな直径ａを有する孔に貫通穿孔するものである。

尚、段付工具は、前辺って下孔３を形成しないで使用す
ることもできる。本発明の段付工具１は、軸線方向に移
動可能なブツシャＰを介して下孔３内を導かれることに
よって要素２内を軸線方向に駆動される。要素２は通常
のやり方で図示せぬ鋳型又は型板内に保持される。

段付工具ｌは直径の異なった複数の部分からなり、各部
分に作動部を備える。工具１の下端即ち前端には前進方
向を向いた先端を有する円錐状部１ａが設けられ、該円
錐状部１ａの後部基面の直径は下孔３の直径すに等しい
。この場合、前部の円錐状部１ａは、下孔３内において
工具の前端を導く役目をするだけである。この円錐状部
１ａの上に下孔直径すよりも小径Ｃを有する第１円柱部
１ｂが配設され、第１円柱部１ａの上に第１作動部１ｃ
が連結されている。第１作動部１ｃは上方に向かって、
即ち工具の移動方向に対して反対の方向に漸増した軸線
に直角な断面を有する横倒表面を備える。この第１作動
部１ｃは、直径Ｃを有する小径の前部基面（この基面に
第１円柱部１ｂが連結される）と直径ｄを有する大径の
後部基面（直径ｄは最終直径ａよりも小さい）とを備え
た例えば切頭円錐状に形成され、第１作動部１ｃの大径
の後部基面ば直径ｅを有する第２円柱部１ｄ（直径ｅは
直径ｄよりも小さい）に向かって後方に延びている。こ
の第゛２円柱部１ｄに第２作動部ｌｅが連結されている
。第２作動部１ｅは上方に向かって、即ち工具の移動方
向に対して反対の方向に漸増した軸線に直角な断面を有
する横側表面を備える。第２作動部１ｅは例えば切頭円
錐状に形成され、直径ｅを有する小径の前部基面（この
基面ば第２円柱部１ｄに連結される）と最終直径ａを有
する後部主基面とを備える。切頭円錐状の第１作動部１
ｃの先端角は切頭円錐状の第２作動部１ｅの先端角より
も小さい（第１図及び第２図）。

しかし本発明は上記の構造に限定されるものではなく、
両件動部の先端角を同一にすることもでき、又第１作動
部１ｃの先端角を第２作動部１ｅの先端角よりも大きく
してもよい。

本発明によれば、金属要素に係合する以前に、段付工具
に潤滑材を取付ける。該潤滑材は円柱部１ｂ及び１ｄの
周りの頚部に位置し、夫々円錐状部１ａと切頭円錐状の
第１作動部１０間及び切頭円錐状の第１作動部１ｃと第
２作動部ｌｅ間に取付けられる。

この潤滑材は要素２に工具ｌを挿入する以前は、夫々二
つの円柱部１ｂ、ｌｄの周りに形成された二つのクラウ
ン体４，５で構成される。二つのクラウン体４．５は固
結材を有するガラス粉で成型或いは鋳造され、所定の位
置に取付材によって保持されるが、保持材は加熱時に消
失するものである。この目的で可溶材質、例えばガラス
で出来た繊維の帯を利用することもできる。

第１図に示す工具の状態において下孔３内に位置する下
部潤滑クラウン体４、工具１の下降運動中にガラスの溶
融点よりも高い蒸発温度を生ずることによって溶融状に
なっている。このクラウン体４の溶融ガラスによって、
要素２と第１作動部１ｃ間の接触面の潤滑を行なう。第
１図から判るように上部潤滑クラウン体５は、要素２に
未だ接触しておらず、従って溶融可能なる程に十分に加
熱されていないので固体状であることを示す。しかしこ
の上部潤滑クラウン体５も第２図に示すように要素２と
係合すると溶融状になる。溶融した上部潤滑クラウン体
５によって、金属要素２と第２作動部ｌｅ間の接触領域
の潤滑を行なう。

第３図に示す実施例において、加熱の必要があれば潤滑
材の加熱が容易なように熱絶縁層６が、第２円柱部１ｄ
を囲んだ上部潤滑クラウン体５と該クラウン体５に接触
した工具ｌの一部分との間に配設されている。この熱絶
縁層６は、第１作動部１ｃの上部主基面と第２円柱部ｌ
ｄ間の接続部に形成された環状肩部と、第２円柱部１ｄ
の横表面全体と、第２作動部１ｅの下部横表面とに亘っ
て延びている。

第４図に示す実施例において、工具１の前部円錐状部１
ａは工具１の本体と一体に形成されていなくて、工具本
体に開口した内部室８内を軸線方向に延びたピストンシ
ャフト７に固着されている。

この内部室８内においてピストンシャフト７の端部にピ
ストン８が形成され、ピストンシャフト７を囲んだ圧縮
バネ１１がピストン９と内部室８の端壁との間に配設さ
れている。ピストン９を介した圧縮バネ１１の作用によ
ってピストンシャフト７は上方に引上げられ、その結果
第１円柱部１ｂを取囲んだ潤滑クラウン体４が圧縮され
て一塊りの熔融した潤滑材が形成される。この実施例に
おいて工具１は又第２円柱部１ｄの周りを摺動自在の環
状ピストン１２を備え、第２円柱部１ｄを取囲んだ潤滑
クラウン体５を保持し、これによって−塊りの溶融した
潤滑材が形成される。穿孔した孔の内壁をこすることに
よって環状ピストン１２の動きが減速し、それによって
潤滑材５が若干圧縮され、第２作動部１ｃと要素２との
接触部の潤滑が行われる。

第５図に示す実施例において、切頭円錐状の第１作動部
１ｃは切頭円錐状の第２作動部１ｅに対して軸線方向に
可動に設けられている。このために第１作動部１ｃから
延びた第２円柱部１ｄは、第２作動部１ｅの下部に下向
きに開口して設けられて第２円柱部１ｄと同一の径を有
する軸線方向の室１３内を軸線方向に摺動するピストン
を構成する。軸線方向の室１３は管路１４を介して外部
に連通ずる。この管路１４は通常は塞がれているが、第
２作動部１ｅが要素２に係合した後は塞がれることがな
い。

第６図に示す実施例において、前部円錐状部１ａと第１
作動部１ｃとは前端円柱部１ｒに置き換えられている。

この前端円柱部１ｆの直径は最初の工程によってすでに
形成された下孔径ｄに略等しい。前端円柱部１ｆは、上
部切頭円錐状作動部１ｅによって最終孔径ａに向かって
拡径する工具の軸線方向の案内をするものである。

第７図に示す実施例において、工具１５は円錐状の前部
心出しヘッド１５ａを備える。該前部心出しヘッド１５
ａは要素２に形成した円錐状下孔に工具を心出しするも
のである。この前部心出しヘッド１５ａの上にガラス製
クラウン等の潤滑材１６を収容する環状頚部１５ｂが形
成されている。さらに頚部１５ｂの上には作動部１５ｃ
が形成されている。

この作動部１５ｃは切頭円錐状をなし、その後部主基面
の直径ａは最終孔径に等しい。作動部１５ｃの上に直径
ａを有する円柱部１５ｄが設けられる。円柱部１５ｄは
孔明は工程中に工具が振れて変移するのを防止する。

第８図に示す実施例において、工具１６は小径の円柱部
１６ｂに接続した円柱状ヘッド１６ａを備えていて溶融
ガラス等の潤滑クラウン体１７を収容する。ヘッド１６
ａの前面に軸線に中心を置いた凹所１６ｄを設けて少量
の潤滑材を収容する。円柱部１６ｂの後部に切頭円錐状
作動部１６ｃが設けられ、該作動部１６ｃの後部主基面
の径は最終孔径ａに等しく形成されでいる。

第９図に示す実施例において、第１．２図の工具１の前
部円錐状部１ａは小径の第１円柱部ｉｂに接続した直径
すを有する円柱状案内１ｇの第１軸受面によって後方に
延びるように変形されている。又第１作動部１ｃの後部
主基面ば、第２円柱部１ｄに接続した直径ｄを有する円
柱状案内１ｈの第２軸受面によって後方に延長され、さ
らに第２作動部１ｅの後部主基面ば直径ａを有する円柱
状案内１１の第３軸受面によって後方に延長されている
。

第１０図に示す実施例において、第９図の工具１は、第
２円柱部１ｄの上に円柱状案内１ｈ（第９図）と同一の
直径ｄを有する円柱状案内１ｊの軸受面が設けられ、さ
らに中高又は中低の非直線状の母線を有する作動部１ｋ
に接続されている。

第１作動部１ｃの作動面は全面的又は部分的に直線状の
母線で形成することができる。

第１０図に示す工具は潤滑材の分散に関して多くの利点
を有する。即ち潤滑材が、作動部の形状を変形させる水
力学的くさび形状になることを防止し、又最初に明けた
孔の縁部の横移動が防止されるので、仕上げ心出し精度
が向上し、連続した孔明けに変移がなく、孔の内表面が
改善される。

これらの利点から下孔の寸法を小さくすることができる
。

第１１図に示す実施例において、工具１８は小径すを有
する下孔３に点接触する略切頭円錐状の形状を有する。

下孔３に係合する工具１８の前端部１８ａには丸味が付
けられている。この前端部１８ａは、内方に向かって凹
んだ凹所を有する湾曲母線を備えた切頭円錐状の第１部
分１８ｂに向かって後方に延び、次いで直線状母線を有
する切頭円錐状の第２部分１８ｃに向かって後方に延び
、次いで内方に湾曲した凹曲線を有する湾曲母線を備え
た切頭円錐状の第３部分１８ｄに向かって後方に延び、
次いで直線状母線を有する切頭円錐状の第４部分１８ｅ
に向かって後方に延びている。この実施例において作動
部は二つの切頭円錐状部分１８ｃと１８ｅによって構成
され、画部分１８　ｃ　、　１８　ｅは要素２の円錐状
開口面に同時に接触する。この場合潤滑材は円錐状開口
に予め置くだけであって、熔融後に該潤滑材は、湾曲母
線を有する二つの切頭円錐状の部分１８ｂ、　１８ｄと
円錐状開口内壁との間に構成された環状空間に収容され
て二つの作動部１８ｃ、１８ｄをなめらかにする。

以下余白 〔発明の効果〕 本発明にかかる複合工具は多（の利点を有す。

経済的見地から見て、製造期間、組立及び分解費、終局
時には加熱費、輸送費及び製造工程の複雑性を低減する
。又再潤滑によって変形し難くなるので機械の適用範囲
が増加する。例えば−回加熱である等−工程で加工でき
るので変形可能な材質の範囲が増大する。加熱加工中に
溝、裂け、しわ、偏心等を生ずる摩擦が避けられるので
多くの欠点を低減することができる。各作動部はそれに
先行して作動部で導かれるので摩擦が少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は異なった二つの作動部を有する本発
明にかかる段付工具の軸断面図、第３図〜第１１図は夫
々本発明の段付工具の別の実施例を示す軸断面図である
。 １．１８−段付工具、１ａ−前部円錐状部、１ｂ−第１
円柱部、　　ｌ’ｃ、　　１　ｅ−作動部、１ｄ−第２
円柱部、　　１ｆ−前部円柱状部、Ｉｇ、１ｈ、１ｉ・
−円柱状案内、２−要素、３・−・−下孔、　　４．５
．６．ＩＴ−・・潤滑材、６−４絶縁Ｊｉ、　　７−・
−ゼストンシャフト、８−内部室、　　　　９−　ピス
トン、１１−・−・圧縮バネ、　　１２−・−環状ピス
トン、１３−軸線方向の室、１４−・管路、 １５ａ−前部６出しヘッド、１５ｂ−環状頚部、１５ｃ
・−作動部、　　　１６ａ・−円柱状ヘッド、１６ｂ・
−円柱部、　　　１６ｃ−作動部、１８　ａ　・−前端
部、　　　１８ｂ−第１部分、１８　ｃ−・第２部分、
　　１８ｄ−第３部分、１８ｅ・・・・第４部分、　　
ａ−・−最終直径、ｂ・・・・−下孔の直径。 以下全白 りγｌ うγ７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、材質の加熱変形時及び塑性変形時に工具の軸線方向
   の移動によって所定材質の要素に孔明けする段付工具で
   あって、該工具はその前端から後端に亘って、比較的小
   さな第１直径を有する前部円柱状部（１ｆ）又は前部円
   錐状部（１ａ）と、少なくとも一つの頚部とそれに接続
   した回転体状の作動部（１ｃ）とを備え、該作動部の軸
   線に垂直な断面は上記工具の前進方向と逆の方向に漸増
   すると共に主基面は上記第１直径よりも大きい第２直径
   を有するものにおいて、孔明け工程中に工具が高温とな
   った要素（２）に挿入された時に潤滑材（４）が溶融す
   るように、上記要素の温度よりも低い溶融温度を有する
   固体状の潤滑材（４）が、上記工具を要素に押し込む以
   前に、上記前部円柱状部又は円錐状部（１ｆ、１ａ）の
   後方に位置した上記頚部内に配設され、該頚部に含まれ
   た溶融状の潤滑体によって形成された溶融潤滑膜によっ
   て上記要素（２）と作動部（１ｃ）間の接触面が一様に
   潤滑されたことを特徴とする段付工具。 ２、潤滑体（５）と第２円柱部（１ｄ）及び潤滑体（５
   ）に接触した工具（１）の一部分との間に熱絶縁層（６
   ）が配設された請求項１に記載の段付工具。 ３、工具（１）の前部円錐状部（１ａ）がピストンシャ
   フト（７）に固着され、該ピストンシャフト（７）が工
   具（１）の本体の下部に開口した内部室（８）内を軸線
   方向に延び、該内部室内においてピストンシャフトの端
   部にピストン（９）が設けられ、ピストンシャフト（７
   ）を取り囲んだ圧縮バネ（１１）がピストン（９）と内
   部室（８）の端壁間に配設された請求項２又は３に記載
   の段付工具。 ４、第２円柱部（１ｄ）の周りを摺動自在に環状ピスト
   ン（１２）を設けて第２円柱部（１ｄ）を取り囲んだ潤
   滑材（５）を保持し、穿孔した孔の内壁をこするこの環
   状ピストン（１２）が減速することによって潤滑材（５
   ）が若干圧縮され、これによって第２作動部の接触面の
   潤滑を行なった請求項３に記載の段付工具。 ５、第１作動部（１ｃ）は第２作動部（１ｅ）に対して
   軸線方向に可動状に設けられ、第１作動部（１ｃ）から
   延びた第２円柱部（１ｄ）は、第２作動部（１ｅ）に設
   けられた該第２円柱部（１ｄ）と同一の内径を有する軸
   線方向の室（１３）内を軸線方向に摺動するピストンを
   構成し、又軸線方向の室（１３）には外部に連通する管
   路（１４）が形成され、該管路（１４）は普段は塞がれ
   ているが、第２作動部（１ｅ）が要素に係合した後は開
   放される請求項２又は３に記載の段付工具。 ６、前部円柱状部（１ｆ）の直径が下孔の直径（ｂ）に
   略等しい請求項１に記載の段付工具。 ７、工具の前端から後端に亘って、要素（２）に形成さ
   れた円錐状の下孔に対して工具を心出しする第１の前部
   心出しヘッド（１５ａ）と、潤滑材（１６）を収容する
   環状頚部（１５ｂ）と、作動部（１５ｃ）とを順次備え
   、該作動部（１５ｃ）の後部基面の直径が要求される最
   終孔径（ａ）に等しい請求項１に記載の段付工具。 ８、円柱状ヘッド（１６ａ）とそれに接続した小径の円
   柱部（１６ｂ）とを備えてその間に潤滑材（１７）を収
   容する頚部を区画形成し、小径の前部基面が上記円柱部
   （１６ｂ）に接続した作動部（１６ｃ）を設け、該作動
   部（１６ｃ）の後部基面の直径を最終孔径（ａ）に等し
   くした請求項１に記載の段付工具。 ９、各作動部（１ｃ、１ｅ）が該作動部（１ｃ、１ｅ）
   の後部主基面の直径と同一の直径を有する円柱状案内（
   １ｈ、１ｉ）の軸受面によって後方に延長された請求項
   １から８までのいずれか１項に記載の段付工具。 １０、前部円錐状部（１ａ）が該円錐状部（１ａ）の直
   径と同一の直径を有する円柱状案内（１ｇ）の軸受面に
   よって後方に延長された請求項１から９までのいずれか
   １項に記載の段付工具。 １１、工具（１８）は小さな直径（ｂ）を有する下孔（
   ３）に点接触する略切頭円錐状の形状を有し、下孔（３
   ）に係合する工具（１８）の前端部（１８ａ）には丸味
   が付けられ、上記工具（１８）は内方に凹んだ凹所を有
   する湾曲母線で形成された切頭円錐状の第１部分（１８
   ｂ）と、直線状母線で形成された切頭円錐状の第２部分
   （１８ｃ）と、内方に凹んだ凹所を有する切頭円錐状の
   第３部分（１８ｄ）と、直線状母線で形成された切頭円
   錐状の第４部分（１８ｅ）とを備え、二つの切頭円錐状
   部分（１８ｃ、１８ｅ）によって二つの作動部を構成す
   ると共に要素（２）に形成された円錐状開口面に同時に
   接触させた請求項１に記載の段付工具。 １２、各潤滑材が要素（２）内で溶融するガラス等の潤
   滑クラウン体（４、５）によって構成された請求項１か
   ら１１までのいずれか１項に記載の段付工具。 １３、各潤滑クラウン体（４、５）が固結材を有する粉
   末の成型又は鋳造によって得られた二つの半割りクラウ
   ン体によって構成され、これらの二つのクラウン体（４
   、５）が加熱によって消失する取付具又は可融繊維材質
   の帯によって所定の位置に保持された請求項１２に記載
   の段付工具。