JPS623845A - 冷間圧造用工具 - 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］ 本発明は冷間圧造用工具に関し、詳しくは方形のニブを
４つのニブ小片から形成し、耐久性を向上させた冷間圧
造用工具に関する。

［従来の技術］ 従来よりナツト、ボルトを初めとし種々の機械部品が、
ダイスやパンチあるいはトリマといった冷間圧造用工具
を用いて、冷間塑性加工により製造されている。こうし
た冷間圧造用工具の被加工材料を成形する部分をニブと
呼ぶ。ニブは、ボルト、ナツトであれば内側に六角形の
孔を有する形状をしているが、その他種々の機械部品の
加工に供する冷間圧造用工具のニブは、冷間圧造により
形成される機械部品の形状を有するので、必ずしも正多
角形になるとは限らず、加工する部分により様々な形状
を有している。

［発明が解決しようとする問題点］ こうした冷間圧造用工具のひとつに長形の凹部を有する
底付の冷間圧造用工具がある。第２図（Ａ）はそのひと
つを例示する平面図、第２図（Ｂ）は第２図（Ａ）にお
けるＡ−Ａ−断面図である。こうした冷間圧造用工具に
は次のような問題があった。

（１）冷間圧造用工具は加工時に被加工材料より内圧を
受けるので、全体として引張応力をうけ、図のｂ点付近
に大きな力が働き、内周コーナーの部位より割れを生じ
ることがあった。その為このタイプの冷間圧造用工具の
耐久性は低く、改善が望まれていた。

（２）そこで、冷間圧造用工具をニブとニブ保持部材と
に分離し、予めニブを応力の集中する点で割っておくこ
とが考えられる。しかしながら、冷間圧造用工具の外径
を従来のものと同一にしたままであればニブ保持部材に
径方向の肉厚の薄い部分ができてしまい、ここで割れて
しまうという新たな問題を生じる。これを考慮して冷間
圧造用工具の外径を大きくしたり外周を方形にするとい
った対策は冷間圧造を行う装置の改造が必要となり現実
的な解決とはならない。

く３）しかも、ニブ小片に分割しただけではニブ小片同
士の接する面の外周側端部に欠は割れが生じ、ニブの分
割により冷間圧造用工具の耐久性が向上するといっても
、飛躍的な改善は望めなかった。

そこで、本発明は上記（１）、（２）、（３）の問題点
を解決し、従来の冷間圧造用工具とは比較にならないほ
ど高い耐久性のある冷間圧造用工具を提供することを目
的とする。

ｆ ［問題を解決するための手段］ かかる目的を実現すべ≦、本発明は上記問題を解決する
ための手段として、次の構成を取った。

即ち、 内部に長形の凹型を有し外部が方形の底付ニブの外側に
、内周が方形で外周が円形のニブ保持部材を嵌めた冷間
圧造用工具において、 前記底付ニブを、すくなくとも長手方向両端の２つのニ
ブ小片と長手方向に２つに分割されたニブ小片とに分割
し、 前記ニブ保持部材の内周の各コーナーに丸味を設け、 前記ニブ小片の外周各端部に応力逃し用の間隙を備えた
ことを特徴とする冷間圧造用工具の構成がそれである。

ここで底付のニブ小片は加工用の超合金でもよいし、耐
久性・耐衝撃性に浸れたセラミック等を用いることも考
えられる。

このニブ小片への分割は、第３図（Ａ＞、（Ｂ）に示す
ように、長形の加工用の凹部の４辺を、まず長手方向の
両端のニブ小片Ｎ１．Ｎ２に分け、これを除いた中央部
を長手方向に分割したニブ小片Ｎ３．Ｎ４と底Ｎ５とに
分けることによってなされている。加工用凹部底部の形
状により長手方向に２つに分割されたニブ小片Ｎ３．Ｎ
４や両端のニブ小片Ｎ１．Ｎ２の分割が底付となったり
、あるいは分割のラインが角度をもって形成される場合
も考えられる（第３図（Ｂ））。

これらニブ小片を組合わせたニブを保持するニブ保持部
材は内周がニブの外周形状とほぼ同じ方形をしており、
ニブとニブ保持部材とは圧入や焼嵌等により固定するこ
とができる。十分な強度を有するのであれば、この他、
ネジやその他の打ち込みによって固定しても差支えない
。

又、ニブ小片の外周各端部に備えられた応力逃がし用の
間隙は、例えば第４図に例示するようにニブ小片側をカ
ットすることによって図中Ｓの如く、形成してもよいし
、ニブ保持部材側をカットしたり両者を共に用いるなど
して形成することもできる。

［作用コ 本発明の冷間圧造用工具は、加工部が長形の凹型である
底付ニブを上記の如く分割し、ニブ保持部材の内周各コ
ーナーに丸味を設け、ニブ小片の外周各端部に応力逃が
し用の間隙を備えた構成を有する。

本発明者は、冷間圧造用工具の耐久性を高めるべく鋭意
研究を重ねる中で、次のような作用を仮定することによ
り本発明の構成に到達した。即ち、方形の加工部を持つ
冷間圧造用工具の場合、加工時に加わる力は短手方向の
両端の辺の場合、中央部と端部とでは大きく異なる。第
２図（Ａ＞を例とすれば、ａ点、ｂ点に加わる力は、両
持梁の構成とみなすことができることから、ｂ点付近に
おいて剪断力として現われる。事実、従来の冷間圧造用
工具においては第２図（Ａ＞のｂ点での割れが多くみら
れる。そこでここで予めニブを割って剪断力を逃がすよ
うな構成をとる。一方、ニブをニブ小片から構成するこ
とにした為、外側のニブ保持部材の外径を従来品と同一
としておくと径方向の肉厚が薄くなり、特に内周のコー
ナーで割れが発生することが予測された。そこで応力の
集中を避ける為に、ここに丸味をつけた。これらの構成
により耐久性は向上したが、尚一層の改善を求めて検討
した結果、ニブ小片の外周各端部に間隙を設ける構成に
より、隣接したニブ小片同士の接面端部での欠は割れを
著しく改善することができるとの知見に至り、これらを
組合わせた本発明の構成に到達したのである。

以上説明したのは、個々の構成要素の作用であるが、本
発明の冷間圧造用工具は後に［実施例］の項で詳述する
ように、こうした個々の構成要素の個々の作用のみから
得られる効果とは比較にならない高い耐久性を実現して
いる。即ち、本発明の冷間圧造用工具の構成における作
用は完全には明らかにっていないが、恐らくは個々の構
成要素の協働によって、個々の構成要素の総和を上回る
予想以上の優れた作用・効果が得られているものと考え
られる。

［実施例〕 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図（Ａ）は本発明一実施例としての冷間圧造用工具
の平面図、第１（Ｂ）はそのＢ−８−断面図、第１図（
Ｃ）は同じ＜Ｃ−Ｃ−断面図である。

冷間圧造用工具は、図示する如く、超硬のニブ小片１，
２及び底付ニブ小片３，４とこれを焼き嵌めされたニブ
保持部材としてのリング６とから構成されている。これ
らニブ小片１，２．３．４は内側に丸味を有する方形の
加工用凹部を有する形状となっているが、ニブ小片１，
２は長手方向の両端を形成し、底付ニブ小片３，４は長
手方向センタより２分割した形状で短手方向両端を形成
している。

ニブ小片１，２．３．４は外周の各端部がすべて面取り
されており、組合わせてリング６に焼き嵌めすると、隣
接し合ったニブ小片同士の外周側端部には間隙８１，８
２．８３．８４が形成される。またリング６の内周各コ
ーナーは丸味がつけられているが、ここにも間隙に１．
に２．に３゜Ｋ４が形成される。尚、８は冷間加工後、
被加工材料を冷間圧造用工具によりはずす為のピン用に
設けられた小孔である。

ム 以ｌのように構成された本実施例においては、冷間圧造
による冷間圧造用工具の損傷の問題は大幅に改善され耐
久性は飛躍的に高まった。例えば、被加工材として低炭
素鋼を用い、本実施例の冷間圧造用工具により冷間圧造
した場合、ニブが破損するまでに加工できる回数は次表
の如くである。

尚、本実施例の冷間圧造用工具は本発明出願の時点で猶
テスト継続中であり、未だ破損をみるに至っていない。

従って、従来品と較べて少なくとも１４倍以上の耐久性
が得られている。これはニブ小片の上述した分割とリン
グ６内周各コーナーの丸味、及びニブ小片１．２．３．
４外周各端部に設けられた間隙（ＳｌないしＳ４及びに
１ないしに４）からなる構成によって達成されたもので
あるが、その作用・効果は次のように推察される。

冷間圧造時にニブ小片１．２．３．４は被加工材より内
側から高い圧力をうける。この結果、周方向に引張応力
（だが張り応力ともいう）をうけると共に、長手方向の
底付ニブ小片３，４は剪断力もうける。更に、この力は
リング６との間にも作用する。しかしながら、本実施例
の冷間圧造用工具においては、ニブが予め長手方向両端
のニブ小片１，２と長手方向に沿って中央から分割され
た底付ニブ小片３，４とに分離されているので、周方向
の引張応力によって割れを生じる可能性に低くなってお
り、更に、ニブ小片１，２，３．４の外周各端部に設け
られた間隙Ｓ１ないしＳ４及びに１ないしに４によって
応力は角に集中することなく分散され、ニブの割れを低
減させる。また、冷間圧造用工具内に空気や機械油がこ
もり、これが冷間圧造用工具外へ逃げることができず、
エアクッション、ハイドロクッション等として働き、加
工作業を阻害したり、ニブ小片１，２．３．４が破損す
ることがあるが、本実施例間隙部は空気や油をここから
冷間圧造用工具外へ逃がす役割もするものと考えられる
。

一方、リング６の割れは、内周コーナーより発生しやす
いと考えられるが、ここに丸味をつけているので応力集
中が避けられ、割れが生じにくくなっている。

以上、本実施例の作用について推定したが、本実施例の
効果は上記の推定の結果を上回る極めて高い耐久性とし
て現われており、以上の作用の相乗効果が得られている
ものと思われる。

尚、本実施例の冷間圧造用工具は第１図（Ｃ）に示す如
く底が円弧形状となっているが、ニブ小片１，２と底付
ニブ小片３，４とを短手方向に平行に分割したことによ
り、各ニブ小片の加工が容易な形状となっている。

第５図は、本発明の他の実施例を示しているが、この実
施例では、ニブ小片の外側端部の間隙をニブ保持部材（
リング）の側の切欠きにより設けている。この場合でも
第１実施例と同様の効果が得られる。

以上本発明のいくつかの実施例について説明したが、本
発明はこのような実施例に回答限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態
様で実施し得ることは勿論である。

１ｊｌｌＬ先 以上詳述したように、本発明の冷間圧造用工具は、簡易
な構成により、従来の冷間圧造用工具に比して、極めて
高い耐久性を実現する優れたものである。この結果、冷
間圧造用工具の取換等の手間も激減し、高い生産性を実
現するという効果も得られている。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ＞は本発明第１実施例の冷間圧造用工具の平
面図、第１図（Ｂ）は同じくそのＢ−Ｂ′断面図、第１
図（Ｃ）は同じくそのｃ−ｃ′断面図、第２図（Ａ）、
（Ｂ）は各々従来の冷間圧造用工具を示す平面図とその
Ａ−／Ｍ断面図、第３図（Ａ）、（Ｂ）は各々冷間圧造
用工具のニブの割り方の一例を示す平面図、第４図はニ
ブの外周に設けられた間隙について説明する平面図、第
５図は本発明の他の実施例を示す平面図、である。 １．２・・・ニブ小片 ３．４・・・底付ニブ小片 ６　　・・・リング ８１．３２．Ｓ３，３４゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内部に長形の凹型を有し外部が方形の底付ニブの外
   側に、内周が方形で外周が円形のニブ保持部材を嵌めた
   冷間圧造用工具において、 前記底付ニブを、すくなくとも長手方向両端の２つのニ
   ブ小片と長手方向に２つに分割されたニブ小片とに分割
   し、 前記ニブ保持部材の内周の各コーナーに丸味を設け、 前記ニブ小片の外周各端部に応力逃し用の間隙を備えた
   ことを特徴とする冷間圧造用工具。 ２　長手方向に２つに分割されたニブ小片が底付ニブ小
   片であり、該底付ニブ小片の外周各端部が面取りされた
   特許請求の範囲第１項記載の冷間圧造用工具。 ３　ニブ小片の分割が、応力集中点においてなされた特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の冷間圧造用工具
   。