JPH079059A - 冷間圧造工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボルトやリベット等のような機械要素ブラン
クの圧造品の寸法精度を良くすると共に、耐久性のある
冷間圧造工具を安価に提供すること。 【構成】 ダイスケース４５の貫通孔４５ａには、エジ
ェクターピン４７を支持するライナー５１と、ニブ４３
の内径Ｄよりも太い径の孔５２ａを有する筒状部材５２
とが嵌入されている。エジェクターピン４７は、ライナ
ー５１に密着状態で摺動可能に支持され、機械要素ブラ
ンクの圧造時にガタつくことがない。この結果、圧造品
の寸法精度が上がり、冷間圧造工具４１の寿命も延び
る。ライナー５１は、部分的に設けられているだけなの
で、密着状態であっても摩擦抵抗は小さく、しかも、圧
造過程で発生するスラッジはスラッジ溜り５３に溜るの
で、エジェクターピン４７の摺動は妨げられない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷間塑性加工によって
金属素材等を所定形状に成型する際に用いられる冷間圧
造工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ボルトやリベット等の様な機
械要素のブランク（以下、「機械要素ブランク」とい
う）の圧造品を冷間塑性加工によって成型する際に用い
られる冷間圧造工具が知られている。この冷間圧造工具
は、例えば、図６に示す冷間圧造工具１００のように、
機械要素ブランクの型枠となるニブ１０１と、ニブ１０
１の外側に嵌められるダイスケース１０３と、ダイスケ
ース１０３に挿通されるエジェクターピン１０５とから
構成され、素材をニブ１０１内に入れてパンチして、機
械要素ブランクを成型していた。この冷間圧造工具１０
０では、素材をパンチするときには、エジェクターピン
１０５が成型孔１０１ａの一端を塞いで型枠の一部とな
り、次いで、機械要素ブランクの成型後には、エジェク
ターピン１０５が摺動して成型した機械要素ブランクを
ニブ１０１から押し出すようになっていた。

【０００３】ところで、冷間圧造工具１００では、エジ
ェクターピン１０５の外径Ｐは、成型された機械要素ブ
ランクを押し出しやすくするために、ニブ１０１の成型
孔１０１ａの最も細い部分の内径Ｄより０．０２ｍｍ〜
０．０４ｍｍだけ細くされていた。これにより、エジェ
クターピン１０５は、ニブ１０１に対して密着状態であ
りながらも、内部を摺動できるようになっていた。一
方、成型孔１０１ａの端部の内径Ｄ１および貫通孔１０
３ａの内径Ｄ２は、圧造過程に発生するスラッジによっ
てエジェクターピン１０５が動かなくなるのを防止する
ために、上記内径Ｄより０．０５ｍｍだけ太くされて、
隙間にスラッジが溜るようになっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術によれば、上述した寸法の関係から、エジェクター
ピン１０５の外径Ｐと貫通孔１０３ａの内径Ｄ２とのギ
ャップは、０．０７〜０．１ｍｍになっていた。このた
め、機械要素ブランクを成型する際にエジェクターピン
１０５がガタついて、成型される機械要素ブランクの寸
法精度が損なわれることがあった。また、ガタつくこと
によって、エジェクターピン１０５自体の耐久性も損な
われていた。

【０００５】そこで本発明は、機械要素ブランクの圧造
品の寸法精度を良くすると共に、耐久性のある冷間圧造
工具を安価に提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】上述した目的
を達成するために、本発明は課題を解決するための手段
を次の通り構成した。すなわち、貫通する所定形状の成
型孔を有し、冷間圧造にて成型される圧造品の型枠とな
るニブと、該ニブの外側に嵌められ、中心に前記成型孔
に連通する貫通孔を有するダイスケースと、該ダイスケ
ースの貫通孔に挿通され、前記ニブの成型孔の一端を塞
ぐと共に、摺動して前記ニブ内の圧造品を押し出すエジ
ェクターピンとを備える冷間圧造工具において、前記ダ
イスケースの貫通孔には、前記エジェクターピンを密着
状態で摺動可能に支持するライナーが、部分的に設けら
れ、前記ニブの成型孔と前記ライナーとの間の部分で
は、前記貫通孔の径を太くして、スラッジ溜りが形成さ
れていることを特徴とする冷間圧造工具の構成がそれで
ある。

【０００７】前記構成を有する本発明の冷間圧造工具に
よれば、エジェクターピンは、ダイスケースの貫通孔に
設けられたライナーに密着状態で支持されて、圧造品の
成型、あるいは押し出しの際に、ガタつくことなく機能
する。そして、このライナーは部分的に設けられている
だけなので、密着状態であるにもかかわらず摩擦抵抗は
小さく、エジェクターピンの摺動を妨げない。

【０００８】また、圧造時に発生するスラッジは、スラ
ッジ溜りに抜ける。このため、スラッジによってエジェ
クターピンの動きが妨げられることがない。ところで、
このようなライナー，及びスラッジ溜りを有する冷間圧
造工具は、ダイスケースにライナー取付部を形成する必
要がある。ライナー取付部は、ダイスケースの貫通孔の
端部を穴ぐりバイト等でくり抜いて加工しても良いが、
特に請求項２記載の通り、前記ダイスケースの貫通孔の
軸方向に垂直な断面の形状が、全長に渡って前記ライナ
ーを嵌入可能な形状にされると共に、該貫通孔には、中
心に前記エジェクターピンの外径よりも太い径の孔を有
する筒状部材が、前記ライナーと共に嵌入され、該筒状
部材の有する前記孔により、前記スラッジ溜りが形成さ
れていると良い。

【０００９】このように構成すれば、ダイスケースに
は、ライナーを嵌入可能な寸法の穴をドリル加工等で形
成し、ライナーと共に筒状部材を嵌入するだけで、ライ
ナー，及びスラッジ溜りを設けることができる。また、
エジェクターピンを通すための貫通穴よりひとまわり大
きい径の貫通穴が形成されるので、ニブを嵌め込むため
の凹部を形成するにあたって、容易に穴ぐりバイトでの
くり抜き加工ができるようになる。したがって、ダイス
ケースの加工コストが大幅に低減される。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の第１実施例としての冷間圧造工
具を示す断面図である。冷間圧造工具１は、図１に示す
ように、機械要素ブランクの型枠となる成型孔３ａを有
するニブ３と、ニブ３の外側に嵌められ、高圧の加わる
ニブ３を補強するダイスケース５と、ダイスケース５の
貫通孔５ａに挿通されたエジェクターピン７と、ダイス
ケース５の貫通孔５ａの両端に設けられ、エジェクター
ピン７を摺動可能に支持するライナー１１，１３とから
構成されている。

【００１１】ニブ３およびエジェクターピン７は、従来
例として示したニブ１０１およびエジェクターピン１０
５と同じ形状であり、図中、従来例と同じ符号で示した
内径Ｄ，内径Ｄ１，および外径Ｐは、従来例と同じであ
る。すなわち、エジェクターピン７の外径Ｐは、ニブ３
の最も細い部分の内径Ｄより０．０２ｍｍ〜０．０４ｍ
ｍだけ細くされ、エジェクターピン７は、ニブ３に対し
て密着状態でありながら、内部を摺動できるようになっ
ている。また、ニブ３の端部の内径Ｄ１は、上記内径Ｄ
より０．０５ｍｍだけ太くされて、スラッジ溜り１５を
形成している。

【００１２】ダイスケース５には、軸受孔１１ａ，１３
ａによってエジェクターピン７を支持するライナー１
１，１３が設けられている。このライナー１１，１３
は、軸受孔１１ａ，１３ａの内径Ｄ３，Ｄ４を、成型孔
３ａの内径Ｄと同じ径にされている。このため、エジェ
クターピン７は、ライナー１１，１３に対しても密着状
態のまま摺動する。一方、ダイスケース５の貫通孔５ａ
の内径Ｄ５は、成型孔３ａの端部の内径Ｄ１より、０．
１〜０．３ｍｍ程度太くされている。このように、貫通
孔５ａの内径Ｄ５をエジェクターピン７の外径Ｐに対し
て太めに形成しても、エジェクターピン７は、ライナー
１１，１３によって支持されているので、ガタつくこと
がない。したがって、貫通孔５ａを設けるに当たって
は、厳密な寸法精度を必要としない。

【００１３】なお、本実施例では、成型時に高圧が加わ
るニブ３は、タングステン炭化物（ＷＣ）製としてあ
る。また、ダイスケース５は、工具鋼ＳＫＤ６１製また
はそれに類するもので、エジェクターピン７は、ハイス
鋼製またはそれに類するものである。さらに、ライナー
１１，１３は、エジェクターピン７を密着状態で摺動可
能に支持するので、比較的、摩擦抵抗が小さく、かつ寸
法安定性が良好な工具鋼ＳＫＤ１１製またはＳＫＨ５１
製、あるいは超硬合金製としてある。

【００１４】以上のように構成された冷間圧造工具１で
は、機械要素ブランクを成型する際には、エジェクター
ピン７がニブ３の成型孔３ａの一端を塞いで型枠の一部
となる。そして、成型孔３ａに入れた素材をパンチして
成型する。そして、エジェクターピン７が摺動して、成
型された機械要素ブランクをニブ３から押し出す。この
ように機能するエジェクターピン７は、ライナー１１，
１３によって密着状態で支持されて、ガタつくことがな
い。このため、成型される機械要素ブランクの寸法精度
が損なわれず、均一な品質の機械要素ブランクを製造す
ることができる。しかも、ガタつかないことにより、エ
ジェクターピン７自体の耐久性も上がり、冷間圧造工具
１そのものの寿命が延びる。

【００１５】また、圧造過程で発生するスラッジは、ス
ラッジ溜り１５に溜るので、スラッジによってエジェク
ターピン７の摺動が妨げられることはない。さらに、貫
通孔５ａは、厳密な加工精度を必要とせず、例えば、き
り穴加工によって形成すればよいので、冷間圧造工具１
自体の製造コストを大幅に削減できる。

【００１６】次に、第２実施例について説明する。図２
は、本発明の第２実施例としての冷間圧造工具を示す断
面図である。冷間圧造工具２１は、図２に示すように、
ピンの型枠となる成型孔２３ａを有するニブ２３と、ニ
ブ２３の外側に嵌められ、高圧の加わるニブ２３を補強
するダイスケース２５と、ダイスケース２５の貫通孔２
５ａに挿通されたエジェクターピン２７と、ダイスケー
ス２５の貫通孔２５ａの一端（図示下側）に設けられ、
エジェクターピン２７を摺動可能に支持するライナー３
１とから構成されている。

【００１７】ライナー３１は、軸受孔３１ａの内径Ｄ６
を、成型孔２３ａの内径Ｄと同じ径にされている。そし
て、エジェクターピン２７は、ニブ２３およびライナー
３１に対して密着状態のまま摺動するように、ニブ２３
の内径Ｄより０．０２ｍｍ〜０．０４ｍｍだけ細くされ
ている。一方、ダイスケース２５の貫通孔２５ａの内径
Ｄ７は、ニブ２３の内径Ｄより、さらに０．１〜０．３
ｍｍ太くされ、スラッジ溜り３３を形成している。つま
り、第２実施例では、ライナー３１を貫通孔２５ａの一
端にだけ設けることによって、やや太い径で設けられて
いる貫通孔２５ａにスラッジ溜り３３を形成している。
したがって、ニブ２３には、第１実施例のニブ３のよう
に、スラッジ溜りを形成する太い径の部分が形成されて
いないが、貫通孔２５ａによって形成したスラッジ溜り
３３にスラッジが溜り、エジェクターピン２７の摺動が
スラッジによって妨げられることはない。

【００１８】さて、本実施例のように、ライナー３１を
貫通孔２５ａの一端にしか設けない場合には、ライナー
３１にある程度の厚みがないと、エジェクターピン２７
のガタつきを抑え込めない。このため本実施例では、ラ
イナー３１の軸方向の厚さを、軸受孔３１ａの内径Ｄ６
の３倍またはその前後の寸法にしてある。このライナー
３１の厚さが、厚すぎると、軸受孔３１ａの加工精度が
要求される上に、ライナー３１の使用時にはエジェクタ
ーピン２７と軸受孔３１ａとの間の摩擦抵抗が大きくな
って、エジェクターピン２７を滑らかに摺動させること
が困難になる。逆に、薄すぎると、軸受孔３１ａの加工
は簡単であるが、エジェクターピン２７のガタつきを十
分に抑え込むことができない。したがって、本実施例で
示したライナー３１の厚さが、最も適当である。

【００１９】このように構成された冷間圧造工具２１で
も、第１実施例の冷間圧造工具１と同様の効果を奏し、
さらに、ライナー３１がダイスケース２５の貫通孔２５
ａの一端にしか設けられていないので、第１実施例の冷
間圧造工具１より組立が簡単で、製造コストは低くな
る。

【００２０】次に、第３実施例について説明する。図３
は、本発明の第３実施例としての冷間圧造工具を示す断
面図である。冷間圧造工具４１は、図３に示すように、
ピンの型枠となる成型孔４３ａを有するニブ４３と、ニ
ブ４３の外側に嵌められ、高圧の加わるニブ４３を補強
するダイスケース４５と、ダイスケース４５の貫通孔４
５ａの一端（図示下側）に設けられたライナー５１に摺
動可能に支持されるエジェクターピン４７と、ダイスケ
ース４５の貫通孔４５ａにライナー５１と共に嵌入され
た筒状部材５２とから構成されている。

【００２１】ライナー５１は、軸受孔５１ａの内径Ｄ８
を、成型孔４３ａの内径Ｄと同じ径にされている。そし
て、エジェクターピン４７は、ニブ４３およびライナー
５１に対して密着状態のまま摺動するように、ニブ４３
の内径Ｄより０．０２ｍｍ〜０．０４ｍｍだけ細くされ
ている。また、第３実施例では、ダイスケース４５の貫
通孔４５ａの内径Ｄ９は、全長に渡ってライナー５１，
および筒状部材５２がぴったりと嵌入される寸法にされ
ている。更に、筒状部材５２は、ニブ４３の内径Ｄより
も０．２〜０．３ｍｍだけ太い径の孔５２ａを有し、エ
ジェクターピン４７との間に、スラッジ溜り５３を形成
している。

【００２２】このように構成された冷間圧造工具４１で
も、第１，第２実施例の冷間圧造工具１，２１と同様の
効果を奏し、さらに、ダイスケース４５の加工がきわめ
て容易になる。即ち、第１，第２実施例においては、ラ
イナーを取り付けるためにダイスケースにくり抜き加工
を施す必要があったのに対し、第３実施例においては、
ダイスケース４５に貫通孔４５ａが形成され、そこにラ
イナー５１が嵌入されるため、手間のかかるくり抜き加
工を廃して、ドリル等で貫通孔を加工すれば良くなる。
また、ニブ４３を嵌め込むための凹部５５については、
第１，第２実施例と同様、くり抜き加工を施す必要があ
るが、事前にドリル加工される貫通孔４５ａの内径Ｄ９
は、第１，第２実施例の貫通孔５ａ，２５ａの内径Ｄ
５，Ｄ７よりもひとまわり大きいので（本実施例では、
内径Ｄ９は凹部５５の径Ｄ１０の０．６倍）、極端に細
い穴ぐりバイトを用いなくても、容易に挿入してくり抜
き加工ができるようになる。これらの結果、ダイスケー
ス４５の加工にあたっては、大幅にコストが低減され、
より一層安価な冷間圧造工具を提供することが可能にな
る。

【００２３】なお、例えば、ピンの型枠となるニブ４３
を、図４に示すように、機械要素ブランクの型枠となる
ニブ６１に代えれば、他の構成は全く同様のまま、種々
の形状の圧造品を製造することができる。また、図５に
示すように、２つのライナー６３，６５を設けることも
可能であり、この場合は、第１実施例と同様に、エジェ
クターピン６７が、確実に安定した状態で支持されると
いう利点がある。

【００２４】以上説明したように、いずれの実施例の冷
間圧造工具においても、ライナーを設けてエジェクター
ピンを支持するように構成したので、エジェクターピン
のガタつきがなくなり、圧造品の寸法精度が上がり、エ
ジェクターピンの耐久性も上がる。そして、このライナ
ーを部分的に設けられているだけなので、エジェクター
ピンが密着状態で摺動するにもかかわらず、摩擦抵抗は
小さく、摺動を妨げない。さらに、スラッジ溜りが形成
されているので、スラッジによってエジェクターピンの
摺動が妨げられることもない。加えて、ダイスケースに
設ける貫通孔は、厳密な加工精度を必要とせず、例え
ば、きり穴加工によって形成すればよいので、冷間圧造
工具の製造コストを大幅に削減できる。

【００２５】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
の種々なる態様を採用することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、エジェクタ
ーピンのガタつきがないので、成型される圧造品の寸法
精度が損なわれず、均一な品質で製造することができ
る。また、エジェクターピンの耐久性が上がり、冷間圧
造工具そのものの寿命が延びる。さらに、スラッジによ
ってエジェクターピンの摺動が妨げられることもなく、
連続使用でき、圧造品の生産効率が良好になる。

【００２７】特に、請求項２に記載の通り構成すれば、
ダイスケースにライナーを取り付けるための加工にコス
トがかからず、更にニブを取り付けるための加工も容易
になり、本発明にかかる冷間圧造工具をきわめて安価に
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の冷間圧造工具を示す断面図であ
る。

【図２】 第２実施例の冷間圧造工具を示す断面図であ
る。

【図３】 第３実施例の冷間圧造工具を示す断面図であ
る。

【図４】 変形例としての冷間圧造工具を示す断面図で
ある。

【図５】 別の変形例としての冷間圧造工具を示す断面
図である。

【図６】 従来の冷間圧造工具を示す断面図である。

【符号の説明】

１，２１，４１・・・冷間圧造工具、３，２３，４３，
６１・・・ニブ、５，２５，４５・・・ダイスケース、
７，２７，４７，６７・・・エジェクターピン、１１，
１３，３１，５１，６３，６５・・・ライナー、１５，
３３，５３・・・スラッジ溜り、５２・・・筒状部材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貫通する所定形状の成型孔を有し、冷間
   圧造にて成型される圧造品の型枠となるニブと、該ニブ
   の外側に嵌められ、中心に前記成型孔に連通する貫通孔
   を有するダイスケースと、該ダイスケースの貫通孔に挿
   通され、前記ニブの成型孔の一端を塞ぐと共に、摺動し
   て前記ニブ内の圧造品を押し出すエジェクターピンとを
   備える冷間圧造工具において、 前記ダイスケースの貫通孔には、前記エジェクターピン
   を密着状態で摺動可能に支持するライナーが、部分的に
   設けられ、 前記ニブの成型孔と前記ライナーとの間の部分では、前
   記貫通孔の径を太くして、スラッジ溜りが形成されてい
   ることを特徴とする冷間圧造工具。
2. 【請求項２】 請求項１記載の冷間圧造工具において、 前記ダイスケースの貫通孔の軸方向に垂直な断面の形状
   が、全長に渡って前記ライナーを嵌入可能な形状にされ
   ると共に、 該貫通孔には、中心に前記エジェクターピンの外径より
   も太い径の孔を有する筒状部材が、前記ライナーと共に
   嵌入され、 該筒状部材の有する前記孔により、前記スラッジ溜りが
   形成されていることを特徴とする冷間圧造工具。