JPH11169999A - 鍛造用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鍛造用素材に対する鍛造成形と同時にセンタ用
孔部を形成するとともに、前記鍛造成形によって形成さ
れたセンタ用孔部の中心と鍛造用素材の軸線とを正確に
一致させることにある。 【解決手段】ノックアウトピン３２の軸線方向に沿った
一端部端縁の中心に突起部４６が設けられ、鍛造用素材
に対するポンチの加圧力の作用下に、前記突起部４６を
介して鍛造用素材の軸線方向に沿った一端部の中心にセ
ンタ用孔部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、型部材に形成され
るキャビティに鍛造用素材が配設され、ポンチの加圧作
用下に前記鍛造用素材を鍛造成形する鍛造用金型装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、互いに接合された上部ダイス
および下部ダイスに形成される鍛造用キャビティに鍛造
用素材を挿入し、ポンチを介して前記鍛造用素材に加圧
力を付与することにより該鍛造用素材を所定形状に鍛造
成形する金型装置が知られている。

【０００３】この種の従来技術に係る鍛造用金型装置で
は、下部ダイスの孔部内に進退自在に設けられたノック
アウトピンを介して鍛造製品を取り出す方法が採用さ
れ、図７に示されるように、外周面の直径が略同一に形
成された円柱状のノックアウトピン１と前記ノックアウ
トピン１が挿通する下部ダイス２の孔部３との間には、
所定のクリアランスＤが設定されている。

【０００４】ところで、この種の従来技術に係る金型装
置を用いて等速ジョイントを構成するアウタカップを製
造する際、ビレットから略製品形状に鍛造成形した後、
例えば、研磨等の仕上げ加工を施すために、アウタカッ
プを構成する軸部の一端部の中心にセンタ用孔部を形成
する必要がある。この場合、センタ用孔部は、ドリル等
の切削工具（マシニングセンタを含む）を用いて機械加
工によって形成される。

【０００５】このセンタ用孔部は、等速ジョイントの機
能上、例えば、同軸精度が要求される部位に対して研削
加工等を行う場合の基準となるため、アウタカップを構
成するカップ部および軸部とセンタ用孔部の中心との間
で高い同軸精度が要求される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術に係る金型装置では、下部ダイスの孔部との間のクリ
アランスに起因してノックアウトピンが進退動作する際
に軸線と直交する方向にガタが発生する。

【０００７】従って、仮に、従来技術に係る金型装置を
構成するノックアウトピンの一端部にセンタ用孔部を形
成するための突起部を設けたとしても、鍛造成形された
アウタカップの軸部の一端部の中心にセンタ用孔部を正
確に形成することができないという不都合がある。

【０００８】すなわち、従来技術に係る金型装置によっ
て形成されたセンタ用孔部の中心とアウタカップの軸線
とが一致していないため、前記センタ用孔部の中心とア
ウタカップの軸線とを一致させるために、鍛造成形され
たアウタカップの外周面に対し前記センタ用孔部を基準
としてレース加工を施さなければならないという不都合
がある。

【０００９】この場合、前記ノックアウトピンのガタを
防止するために前記クリアランスを零とすると、ノック
アウトピンが孔部に係止されて進退動作することができ
なくなる。一方、前記クリアランスを狭小とすると孔部
に対する摺動摩擦の作用下にノックアウトピンの進退動
作が困難になるという他の不具合がある。

【００１０】本発明は、前記の種々の不都合を克服する
ためになされたものであり、鍛造用素材に対する鍛造成
形と同時にセンタ用孔部を形成するとともに、前記鍛造
成形によって形成されたセンタ用孔部の中心と鍛造用素
材の軸線とを正確に一致させることが可能な鍛造用金型
装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、鍛造用素材が配設されるキャビティが
形成された型部材と、前記キャビティに配設された鍛造
用素材に対して加圧力を付与するポンチと、前記キャビ
ティに連通する前記型部材に形成された孔部を介して進
退自在に設けられ、鍛造成形された鍛造製品をキャビテ
ィから押し出すピン部材と、を備え、前記ピン部材の軸
線方向に沿った一端部端縁の中心に突起が設けられ、鍛
造用素材に対するポンチの加圧力の作用下に、前記突起
部を介して鍛造用素材の軸線方向に沿った一端部の中心
にセンタ用孔部が形成されることを特徴とする。

【００１２】この場合、前記型部材に形成された孔部に
は一方から他方に向かって直径が徐々に変化するテーパ
状孔部が形成され、ピン部材の軸線方向に沿った一端部
には前記テーパ状孔部に対応する形状からなるテーパ部
が形成され、突起部は、前記テーパ部が前記テーパ状孔
部と係合することにより前記孔部の中心に予め正確に位
置決めされている。

【００１３】従って、本発明によれば、ポンチを介して
鍛造用素材に対して加圧力を付与することにより、鍛造
用素材に対して所望の鍛造成形が施されると同時に、前
記突起部を介してセンタ用孔部が鍛造用素材の軸線方向
に沿った一端部の中心に正確に形成される。換言する
と、鍛造成形と同時に形成されたセンタ用孔部の中心
は、鍛造用素材の軸線と正確に一致させることができ
る。

【００１４】また、ポンチの加圧作用下にピン部材の突
起部を介してセンタ用孔部の成形が開始された後、前記
ピン部材に付与される成形荷重により該ピン部材と押圧
部材との間に形成されたクリアランスが零となって当接
する。この結果、ピン部材に付与された成形荷重は、前
記クリアランスを介して吸収されることにより、前記ピ
ン部材を保護することが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明に係る鍛造用金型装置につ
いて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。

【００１６】図１において、参照数字１０は、本実施の
形態に係る鍛造用金型装置を示し、この鍛造用金型装置
１０は、四隅角部に近接して複数のガイド手段１２ａ〜
１２ｄが立設された第１ダイホルダ１４と、前記第１ダ
イホルダ１４の中心部に積層して設けられた第２ダイホ
ルダ１６および第３ダイホルダ１８とを有する。

【００１７】前記第２ダイホルダ１６上には、円筒状の
第１型部材２０が締結手段２２を介して固定され、前記
第１型部材２０の第１孔部２４の段差部には、前記第１
型部材２０と比較して小なる直径を有する円筒状の第２
型部材２６が一体的に接合される。

【００１８】なお、第１型部材２０および第２型部材２
６は、図１に示されるようにそれぞれ一体的に形成し、
あるいは第１型部材２０および第２型部材２６をそれぞ
れ複数個に分割して形成してもよい。また、第１型部材
２０、第２型部材２６および第１〜第３ダイホルダ１
４、１６、１８の全体が型部材として機能する。

【００１９】この場合、前記第１型部材２０および第２
型部材２６にそれぞれ形成された第１孔部２４および第
２孔部２８には、鍛造用素材が配設されるキャビティ３
０（図３参照）が形成され、前記キャビティ３０の下部
側には、該キャビティ３０から鍛造品を押し出すための
ノックアウトピン（ピン部材）３２が第２ダイホルダ１
６および第３ダイホルダ１８に形成された孔部３４に沿
って進退自在に配設される。このキャビティ３０には、
鍛造用素材として、図６Ｄに示されるような第３次成形
品３６が装填される。

【００２０】第２型部材２６の第２孔部２８の上部側に
は、所定の曲率半径からなる曲線状の肩部３８が形成さ
れ、さらに、第２孔部２８の下方側には、上方に向かっ
て所定範囲だけ徐々に拡径するテーパ状孔部４０が形成
される。なお、第２孔部２８において、テーパ状孔部４
０よりも上方の部分はテーパ状孔部４０の拡径した直径
よりも大きく形成されている。

【００２１】図３に示されるように、ノックアウトピン
３２は、略同一の直径からなり断面直線状に形成された
ピン本体４２と、前記ピン本体４２の一端部に形成さ
れ、前記テーパ状孔部４０に対応し上方に向かって徐々
に拡径するテーパ部４４と、前記テーパ部４４の上面の
中心に形成され所定長だけ軸線方向に沿って突出する突
起部４６とから構成される。

【００２２】前記ノックアウトピン３２の下方側には、
所定のクリアランスＴを介して拡径ピン（押圧部材）４
８が離間して配設される。前記拡径ピン４８には図示し
ない変位手段が連結され、前記変位手段の付勢作用下に
拡径ピン４８およびノックアウトピン３２を一体的に進
退動作させることができる。

【００２３】また、ノックアウトピン３２は、そのテー
パ部４４が第２型部材２６のテーパ状孔部４０に係合
し、且つノックアウトピン３２と拡径ピン４８との間に
クリアランスＴが形成されることにより、突起部４６が
テーパ状孔部４０の中心に配置されるように予め位置決
めされた状態で吊り下げられている。

【００２４】第１型部材２０から所定距離離間する上方
には、図示しない機械プレスのラム（図示せず）に連結
され、前記機械プレスの駆動作用下にラムと一体的に上
下方向に沿って変位する昇降部材５０が設けられる。前
記昇降部材５０には治具５２を介してポンチ５４が固定
され、前記ポンチ５４の外周部の所定部分には円筒状の
金属製材料で形成されたガイドスリーブ５６が外嵌され
る。

【００２５】前記ガイドスリーブ５６には、複数の孔部
を介してグラファイト５８が埋設され、第１型部材２０
の第１孔部２４に対して圧入される際の潤滑特性を良好
に保持することができる。また、ポンチ５４に外嵌され
たガイドスリーブ５６の外周側の直径は、第１型部材２
０の第１孔部２４の内周側の直径よりも若干大きく設定
されている。

【００２６】なお、ガイドスリーブ５６は、例えば、Ｓ
ＫＤ１１、ＦＣ２５またはＦＣ３０等の金属製材料によ
って形成され、また、第１型部材２０は、ガイドスリー
ブ５６よりも硬質な材料によって形成されると好適であ
る。

【００２７】ポンチ５４は、第１ダイホルダ１４に立設
された複数のガイド手段１２ａ〜１２ｄの案内作用下に
昇降部材５０と一体的に上下方向に沿って変位自在に設
けられる。

【００２８】本発明の実施の形態に係る鍛造用金型装置
１０は、基本的には以上のように構成されるものであ
り、次にその動作並びに作用効果について説明する。な
お、鍛造品として等速ジョイントを構成するアウタカッ
プを鍛造成形する場合を例にして以下説明する。

【００２９】図６Ａに示されるような円柱状のビレット
６０に対し図示しない金型装置によって第１次鍛造成形
を施すことにより、図６Ｂに示されるように中間部の段
部を介して直径がそれぞれ異なる第１次成形品６２が得
られる。続いて、前記第１次成形品６２に対して予備成
形を施した後、図示しない他の金型装置によって第２次
鍛造成形を行うことにより、図６Ｃに示されるような円
板部６４と軸部６６とからなる第２次成形品６８が得ら
れる。さらに、図示しない他の金型装置によって第３次
鍛造成形を行うことにより、図６Ｄに示されるようなカ
ップ部７２と軸部７４とからなる第３次成形品３６が得
られる。

【００３０】本実施の形態に係る鍛造用金型装置１０
は、前記第３次成形品３６を鍛造用素材としてさらに第
４次鍛造成形を施すものである。

【００３１】ポンチ５４が図示しない上昇位置に配置さ
れた状態において、図４に示されるように、キャビティ
３０に鍛造用素材である第３次成形品３６を装填する。
そして、図示しない機械プレスの駆動作用下にラム（図
示せず）に連結された昇降部材５０と一体的にポンチ５
４が下降し、図１に示す状態となることにより鍛造成形
が開始される。

【００３２】なお、ポンチ５４が昇降部材５０と一体的
に下降する際、前記昇降部材５０と第１ダイホルダ１４
との間に設けられた複数（例えば、４本）のガイド手段
１２ａ〜１２ｄによって横方向の偏荷重が好適に吸収さ
れる。

【００３３】鍛造成形を開始する際、ポンチ５４の外周
面の一部に外嵌されたガイドスリーブ５６は、第１型部
材２０の第１孔部２４に沿って進入し、さらに、ポンチ
５４が下降することにより、ポンチ５４およびガイドス
リーブ５６は、第１型部材２０の第１孔部２４内に圧入
された状態で一体的に変位する。

【００３４】このようにしてポンチ５４が下降し、図１
に示される成形開始位置から図２に示される成形終了位
置に到達することにより、このポンチ５４と第１型部材
２０および第２型部材２６を介して鍛造用素材に対して
鍛造成形が施され、前記鍛造用素材がキャビティ３０の
形状に沿って塑性流動する。

【００３５】ポンチ５４を介して鍛造用素材に対し加圧
力が付与される際、鍛造用素材を構成する軸部７４の一
端部がノックアウトピン３２の突起部４６によって穿設
されることにより、前記軸部７４の中心にセンタ用孔部
７６が形成される（図５参照）。この場合、ノックアウ
トピン３２は、その突起部４６がテーパ状孔部４０の中
心に配置されるように予め位置決めされた状態で挿入さ
れているため、鍛造用素材を構成する軸部７４の一端部
の中心にセンタ用孔部７６を正確に穿設することができ
る。換言すると、鍛造成形と同時に形成されたセンタ用
孔部７６の中心を鍛造用素材の軸線と正確に一致させる
ことができる。

【００３６】また、前記センタ用孔部７６の成形が開始
された後、ノックアウトピン３２に付与される成形荷重
により該ノックアウトピン３２と拡径ピン４８とのクリ
アランスＴが零となり、当接することによって前記成形
荷重が支持される（図５参照）。この結果、前記ノック
アウトピン３２に付与される成形荷重をクリアランスＴ
を介して吸収することにより、前記ノックアウトピン３
２を保護することができる。

【００３７】このようにして鍛造成形が終了した後、図
示しない機械プレスの駆動作用下にラム（図示せず）に
連結された昇降部材５０と一体的にポンチ５４が所定位
置まで上昇することにより、該ポンチ５４およびガイド
スリーブ５６が第１型部材２０の第１孔部２４から離間
し、次なる鍛造用素材に対する待機状態となる。そし
て、図示しない変位手段の駆動作用下に、拡径ピン４８
およびノックアウトピン３２が図３に示す二点鎖線の位
置まで一体的に上昇することにより、鍛造製品７８（図
６Ｅ参照）が取り出される。

【００３８】また、本実施の形態では、鍛造用素材に対
し加圧力が付与される際、ポンチ５４に外嵌されたガイ
ドスリーブ５６が第１型部材２０の第１孔部２４に圧入
された状態にあり、前記圧入状態を維持しながらポンチ
５４が下降する。

【００３９】従って、本実施の形態では、第１型部材２
０の第１孔部２４にガイドスリーブ５６を介してポンチ
５４が圧入された状態で鍛造用素材に対して加圧力が付
与され、該ポンチ５４が横方向に芯ずれを起こすことが
ないため、鍛造製品７８として得られるアウタカップの
カップ部８０の軸線と軸部８２の軸線とセンタ用孔部７
６の中心線との同軸度を高精度に保持することが可能と
なる（図６Ｅ参照）。

【００４０】なお、本実施の形態では、等速ジョイント
を構成するアウタカップを鍛造用素材として用いている
がこれに限定されるものではなく、例えば、図示しない
段付き部品、段付き歯車等のように部品のある部分と他
の部分との間で同軸精度が必要とされる種々の鍛造成形
品に適用することができることは、勿論である。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００４２】すなわち、ポンチを介して鍛造用素材に対
して加圧力を付与することにより、鍛造用素材に対して
所望の鍛造成形が施されると同時に、突起部を介してセ
ンタ用孔部を鍛造用素材の軸線方向に沿った一端部の中
心に正確に形成することができる。

【００４３】従って、機械加工によってセンタ用孔部を
形成する工程を省略することにより製造工程が簡素化さ
れる。この結果、鍛造成形工程から加工機械へと鍛造製
品を移行させる工程が不要となり、労力を削減して生産
効率を向上させ、製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る鍛造用金型装置の縦
断面図である。

【図２】図１に示す鍛造成形開始位置からポンチが下降
して鍛造成形が終了した状態を示す動作説明図である。

【図３】図１に示す鍛造用金型装置の一部拡大断面図で
ある。

【図４】キャビティ内に鍛造用素材が配設された状態を
示す一部拡大断面図である。

【図５】鍛造用素材に対し鍛造成形がなされた後の状態
を示す一部拡大断面図である。

【図６】図６Ａ〜図６Ｅは、それぞれ、等速ジョイント
を構成するアウタカップの製造工程を示す説明図であ
る。

【図７】従来技術に係る鍛造用金型装置において、下部
ダイスに形成された孔部とノックアウトピンとの関係を
示す説明図である。

【符号の説明】

１０…鍛造用金型装置 １２ａ〜１２ｄ
…ガイド手段 １４、１６、１８…ダイホルダ ２０、２６…型
部材 ２４、２８、３４…孔部 ３０…キャビテ
ィ ３２…ノックアウトピン ４０…テーパ状
孔部 ４２…ピン本体 ４４…テーパ部 ４６…突起部 ４８…拡径ピン ５０…昇降部材 ５４…ポンチ ５６…ガイドスリーブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鍛造用素材が配設されるキャビティが形成
   された型部材と、 前記キャビティに配設された鍛造用素材に対して加圧力
   を付与するポンチと、 前記キャビティに連通する前記型部材に形成された孔部
   を介して進退自在に設けられ、鍛造成形された鍛造製品
   をキャビティから押し出すピン部材と、 を備え、前記ピン部材の軸線方向に沿った一端部端縁の
   中心に突起が設けられ、鍛造用素材に対するポンチの加
   圧力の作用下に、前記突起部を介して鍛造用素材の軸線
   方向に沿った一端部の中心にセンタ用孔部が形成される
   ことを特徴とする鍛造用金型装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、型部材に形
   成された孔部には一方から他方に向かって直径が徐々に
   変化するテーパ状孔部が形成され、ピン部材の軸線方向
   に沿った一端部には前記テーパ状孔部に対応する形状か
   らなるテーパ部が形成され、突起部は、前記テーパ部が
   前記テーパ状孔部と係合することにより前記孔部の中心
   に位置決めされることを特徴とする鍛造用金型装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の装置において、型
   部材に形成された孔部には、ピン部材をキャビティ方向
   に向かって押圧する押圧部材が配設され、前記ピン部材
   と押圧部材との間には、クリアランスが形成されること
   を特徴とする鍛造用金型装置。