JPH07314074A - 冷間圧造工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ニブの加工が容易で、耐用寿命も長い安価な
冷間圧造工具を提供すること。 【構成】 冷間圧造工具１は、凹部３を有する第１のニ
ブ５と、断面形状が六角形となる貫通孔７を有する第２
のニブ９とを、凹部３及び貫通孔７を連通させる様に重
ねてダイスケース１０に嵌入した構造にされている。凹
部３は、円錐台状で、貫通孔７の開口周縁には凹部３側
へ突出する環状の凸部１７が形成されている。凸部１７
は、外周面が凹部３の内周面に密着する形状とされ、内
周面が貫通孔７と同一形状とされている。第１，第２の
ニブ５，９は、凹部３と凸部１７とで密着し、両ニブ
５，９の互いに対向する端面の間には隙間がある。ま
た、第２のニブ９は、分割された６つのニブ小片を組み
合わせてなり、凸部１７の分割部分にも隙間がある。こ
れらの隙間からは、圧造時に空気や油が逃げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、四角又は六角等の多角
形に形成されるボルト頭又はナットブランクといった機
械要素ブランクを冷間圧造するための冷間圧造工具に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ナットブランク等を冷間圧造する
ための冷間圧造工具は、図Ｘ１に示すように、第１のニ
ブ１０１と第２のニブ１０３とを重ねてダイスケース１
０５に嵌入した構造にされ、第１のニブ１０１のピン孔
１０７をエジェクターピン１０９で塞いで形成される凹
部１１１と、第２のニブ１０３に形成された六角形の貫
通孔１１３とによって、ナットブランクの形状をなす成
形孔を形成していた。なお、例示した冷間圧造工具はフ
ランジナット用で、フランジ部分を形成するために、貫
通孔１１３の図示上端側の開口１１５は鍔状に広がって
いる。

【０００３】ところで、ボルト頭やナットブランクは、
一般に頂面周縁が面取りされて円錐面となっている。そ
こで、この面取り部分を形成するため、凹部１１１は、
図示の通り、貫通孔１１３側（図示上側）は六角孔、エ
ジェクターピン１０９側（図示下側）は円錐面となる複
雑な形状にくり抜かれていた。このような複雑な形状の
孔は、通常の機械加工によって研削するのは困難であ
り、従来は放電加工によって形成されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術によれば、以下に述べるような種々の問題があった。
まず、凹部１１１を放電加工で形成するには、放電加工
用の電極を作成する必要があり、この電極の作成にコス
トがかかっていた。

【０００５】また、放電加工は、通常の機械加工に比べ
て加工時間がかかるという欠点もあった。更に、放電加
工を施すと、加工表面に微細な電食痕（クラック）が発
生しやすく、冷間圧造工具では圧造時に強い衝撃を受け
るため、ここからニブの割れが発生するなど、ニブの寿
命が短くなる原因になっていた。

【０００６】更にまた、上述のような電食痕を除去する
と共に、表面形状を整えるため、凹部１１１には放電加
工後に入念なラップ仕上げが施されていたが、複雑な形
状なだけにラップ仕上げにも時間がかかり、しかも、ラ
ップ加工には技能工を必要とするといった問題もあっ
た。

【０００７】そこで、本発明は、ニブの加工が容易で、
耐用寿命も長い安価な冷間圧造工具を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段，作用，及び効果】上述の
目的を達成するため、本発明は、請求項１記載の通り、
軸方向の端面に所定形状の凹部を有する第１のニブと、
断面形状が多角形となる軸方向への貫通孔を有する第２
のニブとを、前記凹部及び前記貫通孔を連通させる様に
重ねてダイスケースに嵌入し、前記両ニブによって多角
形の機械要素ブランクを冷間圧造するための成形孔を形
成した冷間圧造工具において、前記第１のニブの凹部を
円錐台状に形成すると共に、前記第２のニブの貫通孔の
開口周縁には前記凹部側へ突出する環状の凸部を形成
し、該環状の凸部は、外周面を前記凹部の内周面に密着
する形状とし、内周面を前記貫通孔と同一形状としたこ
とを特徴とする。

【０００９】本発明の冷間圧造工具によれば、第２のニ
ブの貫通孔の開口周縁には、第１のニブの凹部側へ突出
する凸部が形成されている。この凸部は、第１のニブの
凹部に密着する円錐面からなる外周面と、前記貫通孔を
延長して形成した内周面とで構成され、この凸部が第１
のニブの凹部に入り込み、凸部の外周面と凹部の内周面
とが密着状態で当接すると、凹部の一部が凸部によって
埋められることにより、端部が円錐面で面取りされた多
角柱状の空間、即ち、圧造品の型が形成される。

【００１０】本発明の冷間圧造工具においては、第１の
ニブには、円錐台状の凹部を形成するだけでよく、ま
た、第２のニブには、円錐台状の凸部を形成し、そこに
多角形の孔を貫通させるだけでよい。したがって、放電
加工を施すことなく、通常の機械加工によってニブを研
削して、所要の形状とすることができる。この結果、従
来品に比べて簡単にニブを製造でき、冷間圧造工具の製
造コストを大幅に下げることができる。

【００１１】また、ニブには、放電加工特有の電食痕が
発生しないため、ニブそのものの耐用寿命が上がる。こ
の結果、ニブの交換回数が減って圧造機の稼働率も向上
し、機械要素ブランクの生産効率が上がる。ところで、
圧造の際に、空気や機械油などがニブの中に閉じ込めら
れると、パンチングを阻害したり、更には、ニブの破壊
を招いたりする恐れがある。

【００１２】そこで、請求項２に記載の通り、前記第１
のニブと前記第２のニブとは、前記凹部と前記凸部とで
密着させ、両ニブの互いに対向する端面の間には隙間を
形成するとよい。このように構成すれば、空気や油等
は、第１，第２のニブの間の隙間を通って外部へ逃げや
すくなり、パンチングが阻害されず、ニブの割れ等も防
止され、ニブの寿命が更に延びると期待される。

【００１３】更に、請求項３記載の通り、前記第２のニ
ブを、軸心から放射状に延びる分割面によって、それぞ
れが前記貫通孔の壁面となる一つの平面を有する多数の
ニブ小片に分割してもよい。このように構成した冷間圧
造工具によれば、ニブ小片を所要の個数組み合わせれ
ば、各ニブ小片の有する平面が向き合って壁面となり、
多角形の貫通孔を形成する。このニブ小片の加工にあた
っては表面の研削だけで良く、多角形の貫通孔を加工す
る場合に比べると、ニブの製造コストを大幅に下げるこ
とができる。また、圧造による衝撃力によって発生する
ニブの割れは、多角形の角に当たる位置に発生しやすい
が、本発明の冷間圧造工具では、予めニブが分割してあ
るので、予期しない箇所でニブが割れてしまう恐れがな
い。更に、ニブ小片とニブ小片との間から、空気や油を
逃がすことも容易にできる。

【００１４】このように第２のニブを複数のニブ小片に
分割する場合、特に、請求項４記載の冷間圧造工具のよ
うに、前記環状の凸部には、更に、前記分割面によって
分割された部分に隙間を形成しておけば、この隙間から
外部へと空気や油がきわめて逃げやすくなり、ニブの耐
久性をより一層高めることができる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。冷間圧造工具１は、図１に示す通り、図示上端面
に凹部３を有する第１のニブ５と、断面形状が六角形の
貫通孔７を有する第２のニブ９とを、凹部３及び貫通孔
７を連通させる様に重ねてダイスケース１０に嵌入し、
第１，第２のニブ５，９によってフランジナットを冷間
圧造するための成形孔を形成している。

【００１６】凹部３は、内周面が円錐面にされ、底面に
は図示下方へピン孔１１が貫通している。フランジナッ
トの圧造時には、ピン孔１１はエジェクターピン１３で
塞がれる。第２のニブ９は、図２に示すように、断面形
状が等脚台形となる６つのニブ小片１５からなり、上記
等脚台形の上底となる面１５ａを貫通孔７の壁面となる
様に対向させ、上記等脚台形の脚となる面１５ｂ同士を
接触させ、内周面及び外周面が正六角形となるように組
み合わせて、ダイスケース１０に嵌めてある。

【００１７】貫通孔７の凹部３側の開口周縁には、図１
に示すとおり、凹部３側へ突出する凸部１７が形成され
ている。凸部１７は、外周面が凹部３の内周面に密着す
る形状（即ち、円錐面）とされ、内周面が貫通孔７の壁
面をそのまま軸方向へ延長した面とされ、全体として貫
通孔７を囲んで環状となり、軸方向へは、６つの双曲線
状の稜線を描く山が突出する形状となっている。なお、
貫通孔７の図示上端側の開口１９は、フランジナットの
フランジ部分を形成するため、鍔状に広がっている。

【００１８】更に、第１のニブ５と第２のニブ９とは、
上記凹部３と上記凸部１７とが、面接触率９９％以上の
密着状態で接触し、一方、図３に拡大して示すように、
第１，第２のニブ５，９の互いに対向する端面の間に
は、隙間２１が形成されている。この隙間２１は、実験
値では最大で幅０．３ｍｍまでに設定すると、空気や油
の抜けが良好で、ニブの寿命も向上することが確認され
た。圧造品の形状や材質などによっては、更に幅を広げ
て、幅０〜１ｍｍ程度の範囲で設定しても良いと考えら
れる。また、各ニブ小片１５に対応して６つに分割され
る凸部１７にも、その分割される部分に隙間２３を形成
してある。この隙間２３は、幅約０．０５〜０．１ｍｍ
とし、図４に示すように、貫通孔７の六角形の６つの角
に当たる位置にそれぞれ設けられている。なお、図４に
おいて、円形に表れる凸部１７の裾部の直径は、貫通孔
７の対角距離の１．１〜１．５倍程度の寸法に設定して
ある。

【００１９】このように冷間圧造工具１を構成すれば、
第１，第２のニブ５，９には、いずれも複雑な形状の成
形孔を加工しなくて良く、それぞれ研磨機等による通常
の機械加工で製造することができる。特に、第２のニブ
９については、６つのニブ小片１５を組み合わせて構成
したので、六角孔を形成するための穴ぐり加工も必要と
しない。したがって、穴ぐり加工や放電加工等が必要で
あった従来品に比べて、簡単にニブを製造でき、冷間圧
造工具１の製造コストは大幅に下がる。

【００２０】また、第１，第２のニブ５，９には、放電
加工特有の電食痕が発生しないため、ニブそのものの耐
用寿命も延びる。この結果、ニブの交換回数が減って圧
造機の稼働率も向上し、フランジナットの生産効率が上
がる。更に、第２のニブ９をニブ小片１５の組合せによ
って構成したので、予期しない箇所でニブが割れる恐れ
がなく、ニブ小片１５とニブ小片１５との間から、空気
や油を逃がすことも容易である。特に、第１，第２のニ
ブ５，９の互いに対向する端面の間には隙間２１を形成
し、また、凸部１７にも６箇所の隙間２３を形成したの
で、これらの隙間２１，２３から外部へ空気や油がきわ
めて逃げやすくなり、ニブの耐久性がより一層高まる。

【００２１】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。例えば、実施
例では、フランジナットを圧造するニブを示したが、フ
ランジの無いナットブランクはもちろん、ボルト頭を圧
造する際にも、本発明の冷間圧造工具を採用することが
できる。

【００２２】また、六角ボルト・ナットに限らず、四角
ボルト・ナットを圧造することもできる。その場合、第
２のニブは４つのニブ小片に分割すると良い。更に、実
施例では第２のニブをニブ小片に分割したが、分割しな
いくても複雑な形状の凹部は無いので、放電加工によら
ず、研磨機による加工が十分に可能である。但し、多角
形の孔を開ける手間、衝撃による割れの防止、あるいは
空気や油等の排出などといった点を考えると、実施例の
ように予めニブを分割する方がより望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例としての冷間圧造工具を一部省略して
示す正面断面図である。

【図２】 実施例としての冷間圧造工具の平面図であ
る。

【図３】 第１，第２のニブを拡大して示す正面断面図
である。

【図４】 第２のニブを拡大して示す底面図である。

【図５】 従来の冷間圧造工具を示す正面断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・冷間圧造工具、３・・・凹部、５・・・第１の
ニブ、７・・・貫通孔、９・・・第２のニブ、１０・・
・ダイスケース、１１・・・ピン孔、１３・・・エジェ
クターピン、１５・・・ニブ小片、１７・・・凸部、１
９・・・開口、２１，２３・・・隙間。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向の端面に所定形状の凹部を有する
   第１のニブと、断面形状が多角形となる軸方向への貫通
   孔を有する第２のニブとを、前記凹部及び前記貫通孔を
   連通させる様に重ねてダイスケースに嵌入し、前記両ニ
   ブによって多角形の機械要素ブランクを冷間圧造するた
   めの成形孔を形成した冷間圧造工具において、 前記第１のニブの凹部を円錐台状に形成すると共に、前
   記第２のニブの貫通孔の開口周縁には前記凹部側へ突出
   する環状の凸部を形成し、 該環状の凸部は、外周面を前記凹部の内周面に密着する
   形状とし、内周面を前記貫通孔と同一形状としたことを
   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、 前記第１のニブと前記第２のニブとは、前記凹部と前記
   凸部とで密着させ、両ニブの互いに対向する端面の間に
   は隙間を形成したことを特徴とする冷間圧造工具。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の冷間圧造工
   具において、 前記第２のニブを、軸心から放射状に延びる分割面によ
   って、それぞれが前記貫通孔の壁面となる一つの平面を
   有する多数のニブ小片に分割したことを特徴とする冷間
   圧造工具。
4. 【請求項４】 請求項３記載の冷間圧造工具において、 前記環状の凸部には、更に、前記分割面によって分割さ
   れた部分に隙間を形成したことを特徴とする冷間圧造工
   具。