JP2007307590A - フランジ付カップ状部品及びその成形方法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金型寿命が向上し、製品割れ発生が無い、材料歩留止まりが良好なフランジ付カップ部品成形方法を提供する。
【解決手段】完成品の内，外形状に近似した形状の中間ブランクと、フランジ外周形状を形成する第１のキャビティと、筒部外周を形成する第２のキャビティを有するダイスの第１キャビティに前記中間ブランクを嵌合して該ブランクの外周を保持すると共に、内周をカウンターピン外周にて保持し、前記底部をパンチとカウンターピン上面にて挟圧保持しながら、パンチの押圧によりパンチと中間ブランク底部とカウンターピンを同方向に移動させ、中間ブランクの筒部をダイスの第２のキャビティへ押出してフランジ付カップ状部品の筒部を成形する。
【選択図】図２

Description

本発明は、フランジ付カップ状部品及びその成形方法及びその製造装置に関する。

例えば、電磁弁のヨークを構成する部品等のフランジ付カップ状部品は、棒材を切削加工して成形することが一般的であったため、材料費，切削加工費が高く、これらの製造コストを抑えるべき鍛造素材の成形方法が望まれていた。特に、耐食性と磁気特性が求められる製品の場合は、電磁ステンレス鋼等の高価な素材が使われる為、切削代の少ない鍛造成形化が主となる。また、フランジ部が多角形状の場合、切削加工は複雑な工程を経ることになり、それに応じて設備負荷が大きくなるので、経済性の観点から多角形状フランジの鍛造素材化が望まれている。

例えば、フランジ付カップ状部品の冷間鍛造方法として、特許文献１に示すような、ダイスをフローティング状態とし、カップ部分とフランジ部を同時成形して、冷間鍛造工程を短縮するものが提案されている。

特開平８−５２５３０号公報

しかしながら、特許文献１の冷間鍛造方法は、中実ブランクの材料をパンチにより、フランジ部が形成される第１キャビティ内と、カップ部分が形成される第２キャビティ内に押出しているが、フランジ部はパンチの移動方向に対して直角に延びていることから材料が流動しづらいため、第１キャビティ内の隅々まで材料が行き渡らせることが難しく、高精度に成形できないといった問題があった。また、直角に曲がっているところを材料が流動することから、キャビティの角部分に応力が集中しやすくキャビティを構成するダイスの寿命が短くなってしまうといった問題をも生じてしまう。

本発明の目的は、塑性加工によって成形したとしても高精度に成形することができると共に、ダイスの寿命を向上させることができるフランジ付カップ状部品及びその成形方法及びその製造装置を提供することにある。

本発明におけるフランジ付カップ状部品の成形方法は、中間ブランクがカウンター部材とパンチによって挟持されている状態を維持したまま、中間ブランクを第２キャビティの方向に移動させて、中間ブランクの材料を第２キャビティ内周とカウンター部材外周間に形成される空間へ押出すことを特徴としている。

また、本発明におけるフランジ付カップ状部品の製造装置は、パンチとカウンター部材間に中間ブランクを挟持した状態を維持する維持手段と、ダイスと、パンチ及びカウンター部材とを相対移動させる相対移動手段とを備えたことを特徴としている。

また、本発明におけるフランジ付カップ状部品は、フランジ付カップ状部品の底部を除く筒部とフランジ部の材料には、共にフランジ付カップ状部品の軸方向に塑性流動した流動痕跡が残されていることを特徴としている。

本発明によれば、フランジ付カップ状部品を塑性加工によって成形したとしても高精度に成形することができると共に、ダイスの寿命を向上させることができる。

本発明におけるフランジ付カップ部品が組み付けられた高圧燃料ポンプの例について図面に基づいて説明する。図１は、本発明のフランジ付カップ部品を電磁弁に用いられるヨークとして使用した高圧燃料ポンプの全体を示す縦断面図である。

高圧燃料ポンプ１は、カム２の回転に伴ってプランジャ３が往復運動を行い、加圧室４内の燃料が加圧される。この加圧された燃料は、吐出口６側への流れのみを許容する逆止弁としての吐出弁５を開弁して吐出口６から吐出される。

また、加圧室４は、電磁弁７を介して低圧部に連通しており、電磁弁７を制御することにより、吐出口６から吐出される燃料を制御することができる。この電磁弁７は、加圧室４と低圧部の連通部を開閉する吸入弁１６と、吸入弁１６を駆動するためのソレノイド８によって構成されており、更に、このソレノイド８は、コイル９と、このコイル９の周りに磁気回路を形成するコア１０ａ，１０ｂ及びヨーク１１と、可動鉄心１２とで構成されている。尚、コア１０ａ，１０ｂ，ヨーク１１，可動鉄心１２の材料としては電磁ステンレス鋼が用いられる。

ヨーク１１は、コイル９を内周１１ｆに収容すると共に、外周にはネジ部１３が形成された筒部１１ａと、コア１０ｂを嵌合する凹面１４を有する底部１１ｂと、筒部１１ａの底部１１ｂ側外周に設けられた六角形フランジ１１ｃとからなる。この六角形フランジ
１１ｃによりヨーク１１に回転力を加えて、ネジ部１３をハウジング１５に形成された雌ネジ部１５ａにねじ込むことにより電磁弁７全体がハウジング１５に固定されるようになっている。このように構成することで、電磁弁７を固定するナットや係止部品を省略でき、製品コスト上有利な構成となる。また、ヨーク１１をコンパクトにするために六角フランジ１１ｃは、筒部１１ａと底部１１ｂの外周に跨って配設されているので、六角フランジ１１ｃの端面１１ｄよりも底部１１ｂにおける底面１１ｅの位置が深くなっている。本発明におけるフランジ付カップ状部品は、このヨーク１１として使用される。

次に本発明における実施例１として、フランジ付カップ状部品としてのヨークの製造方法について、図２〜図４に基づいて説明する。図２は、ヨークの中間素材の斜視図である。また、図３は、成形工程毎のヨークを示す図である。また、図４は、中間ブランクからヨークの中間素材が押し出し成形されることを説明する図である。

まず、本発明のフランジ付カップ状部品としてのヨーク１１の成形工程を図３に基づいて説明する。図３（ａ）は、中実ブランクを示す側面図及び側面図のＴ方向矢視図である。中実ブランク１１−１は、外周がヨーク１１における六角フランジ１１ｃと略同一形状の六角形となっており、体積はヨーク１１の中間素材１１−３の体積とほぼ同一としてある。一般的には、このような中実ブランク１１−１は、切断されたコイル線材を冷間鍛造によって六角形に成形するパーツフォーマを用いて成形されるが、ヨーク１１の六角フランジ１１ｃと略同形に引抜いた棒材を鋸切断して、中実ブランク１１−１としても良い。また、中実ブランク１１−１には、次工程の押出し成形において必要な変形能を与える為に焼鈍等の熱処理を行うことが望ましく、更に、焼付が発生しないように表面処理を行うことが望ましい。

このように成形された中実ブランク１１−１は、六角フランジ１１ｃと略同形状のキャビティを有するダイス内に収容され、先端面外周が六角フランジ１１ｃと略同形状のパンチと、円筒形に形成されたヨーク１１の内周１１ｆと先端面が略同一径のカウンター部材とで軸方向に挟持した状態からパンチを前進させることにより、材料を塑性流動させて、図３（ｂ）に示すような中間ブランク１１−２が前方押出し成形される。図３（ｂ）は、中間ブランクを示す側面図及び側面図のＵ方向矢視図である。尚、この押出し成形は、先端面外周が六角フランジ１１ｃと略同形状のカウンター部材と、円筒形に形成されたヨーク１１の内周１１ｆと先端面が略同一径のパンチとを用いて後方に押出して成形しても良い。

このように成形された中間ブランク１１−２は、外周における軸方向全範囲がヨーク
１１の六角フランジ１１ｃと略同一形状の六角形となっており、内周はヨーク１１の内周１１ｆと略同一形状の円柱形となっている。また、内周の軸方向一端側には底部が残されており、この底部の厚さは、ヨーク１１の底部１１ｂと略同一の厚さとなっている。尚、中間ブランク１１−２の軸方向長は、ヨーク１１の軸方向長よりも若干小さくなっている。

次に、中間ブランク１１−２から図３（ｃ）に示すようなヨーク１１の中間素材１１−３を成形する。この中間素材１１−３は、図３（ｂ）に示す中間ブランク１１−２に対して、外周における軸方向所定範囲が円筒形状となっており、全体の軸方向長も長くなっている。尚、図３（ｃ）は、成形されたヨークの中間素材を示す側面図及び側面図のＶ方向矢視図である。

この中間素材１１−３の詳細形状を図２に基づいて説明する。図２（ａ）は、六角フランジ側が図中上方に向くように載置した斜視図である。また、図２（ｂ）が中間素材１１−３における開口部側が図中上方に向くように載置すると共に、周方向の一部を断面としたものの斜視図である。

中間素材１１−３は、有底筒状のカップ状に形成されており、底部１１ｂ側にフランジ部が設けられたフランジ付カップ状部品である。図２（ａ）に示すようにフランジ部は、断面が略六角形の六角フランジ１１ｃに形成されており、底部１１ｂから軸方向に所定長さが略同形状となっている。また、中間素材１１−３の外周側面における六角フランジ
１１ｃ以外の部分は、略円筒形状の筒部１１ａとなっており、六角フランジ１１ｃと筒部１１ａとの境には、端面１１ｄが設けられる。この端面１１ｄは、図２（ｂ）に示すように筒部１１ａから六角フランジ１１ｃに向けて拡径するようにテーパ形状となっている。

また、中間素材１１−３における底部１１ｂの軸方向逆側端は、開口しており、この開口部１１ｇから底部１１ｂにかけて円柱形状の空間が形成されている。この空間の底面
１１ｅの軸方向位置は、端面１１ｄの軸方向位置より深くなっており、その距離Ｌは六角フランジ１１ｃの軸方向長さの約１／２程度の深さまで達している。

尚、図１に示すヨーク１１は、底面１１ｅにコア１０ｂを嵌合するための凹面１４が形成され、底部１１ｂの外端には、凸形状部１７が形成されているが、これらは、図２及び図３（ｃ）に示した中間素材１１−３を更に切削加工することによって形成される。このように形成された凸形状部１７には、端子を接続するための端子接続部１８が樹脂をモールドすることによって設けられている。

次に中間ブランク１１−２から中間素材１１−３への成形について図４に基づいて説明する。図４（ａ）は、中間ブランク１１−２を中間素材１１−３に成形する直前の状態を表した断面図である。また、図４（ｂ）は、中間ブランク１１−２を中間素材１１−３に成形した直後の状態を表した断面図である。

図４（ａ）に示すように中間ブランク１１−２は、内周が中間ブランク１１−２の外形と略同一の六角形状に形成された第１キャビティ１９と、この第１キャビティ１９より径方向の寸法が小さな円柱形状であって、第１キャビティ１９の軸方向一端に連続して設けられた第２キャビティ２０とを有するダイス２１における第１キャビティ１９内に底部
１１ｂと開口部１１ｇが第２キャビティ２０と対向するように装着される。尚、第１キャビティ１９と第２キャビティ２０の境界面には、第２キャビティ２０から第１キャビティ１９に向かって拡径するテーパ面が形成されている。

また、第１キャビティ内に装着された中間ブランク１１−２は、開口部１１ｇから軸方向に沿って挿入されるカウンター部材としてのカウンターピン２２と、中間ブランク１１−２の軸方向逆側端に設けられたパンチ２３とによって軸方向に挟持される。

カウンターピン２２は、第２キャビティ２０の内径よりも小径の円柱形状に形成されており、第２キャビティ２０側からダイス２１に対して移動自在に挿入されている。このため、第２キャビティ２０との間には環状の円筒空間が形成される。

パンチ２３の外周は、第１キャビティ１９の内周形状に対応するように略同形状の六角形状に形成されており、第１キャビティ１９側からカウンターピン２２と同様にダイス
２１に対して移動自在に挿入されている。尚、カウンターピン２２とは異なり、第１キャビティ１９内周とパンチ２３外周との間には、なるべく隙間が形成されないようになっている。

次に図４（ａ）の状態から図４（ｂ）に示すように、パンチ２３の押圧力Ｆ２により押圧することにより、パンチ２３と共に中間ブランク１１−２とカウンターピン２２を同方向・同速度で図中Ｐ分だけ移動させ、中間ブランク１１−２の底部１１ｂの厚さを変化させずに、中間ブランク１１−２の外周をダイス２１の第２キャビティ２０とカウンターピン２２間の環状空間内へ塑性流動させて押出し成形する。このため、押し出された中間ブランク１１−２の外周は、第２キャビティ２０の内周に沿った円筒形状となる。このようにして図２及び図３（ｃ）に示したような中間素材１１−３が成形される。

尚、図４（ａ）から図４（ｂ）の成形過程において、底部１１ｂは常に挟持しておく必要がある。カウンターピン２２は、押圧力Ｆ２により押し出される際の応力と、それに付随する摩擦力により、材料流れと共に移動しようとするので、成形過程において、摩擦力に打ち勝つ程度の付勢力Ｆ１を常に維持しなければならない。仮に、カウンターピン２２が底面１１ｅから離れてしまうと、底面１１ｅと内周１１ｆの隅に駄肉が発生したり、底部１１ｂが変形する可能性がある。

このようにして成形された中間素材１１−３は、中実ブランク１１−１から材料を軸方向に塑性流動させることで押し出して中間ブランク１１−２を成形すると共に、中間ブランク１１−２の外周を更に軸方向に押し出しているので、底部１１ｂを除く筒部１１ａと六角フランジ１１ｃの材料には、中間素材１１−３の軸方向に沿って塑性流動した流動痕跡が残されるが、底部１１ｂは、軸方向に押し出されることがないので中間素材１１−３の軸方向に沿った流動痕跡は残されない。

次にフランジ付カップ状部品としてのヨークの製造装置を図５に基づいて説明する。図５（ａ）は、フランジ付カップ状部品の製造装置における成形直前の状態の断面図である。図５（ｂ）は、フランジ付カップ状部品の製造装置における成形直後の状態の断面図である。図５（ｃ）は、フランジ付カップ状部品の製造装置における成形品排出時の状態の断面図である。

図５（ａ）に示すようフランジ付カップ状部品の製造装置は、第１キャビティ１９及び第２キャビティ２０を有するダイス２１と、第１キャビティ１９の軸方向端側から挿入され、ダイス２１に対して相対移動可能に設けられたパンチ２３と、第２キャビティ２０の内周面との間に環状の隙間が形成されるように第２キャビティ２０の軸方向端側から挿入され、ダイス２１に対して相対移動可能に設けられたカウンター部材としてのカウンターピン２２と、パンチ２３とカウンターピン２２間に中間ブランク１１−２を挟持した状態を維持する維持手段と、ダイス２１に対してパンチ２３及びカウンターピン２２とを相対移動させる相対移動手段と、第２キャビティ２０の内周とカウンターピン２２の外周間に形成される環状の隙間における軸方向端部に任意に出没可能な複数のノックアウトピン
２４とから構成されている。

維持手段は、カウンターピン２２を中心として円周上に複数配置された付勢部材としてのガススプリング２５と、全てのガススプリング２５を一側面の外周側に当接させ、それらの付勢力Ｆ３をカウンターピン２２に与えるべく他側面にカウンターピン２２を当接させた連結板２６とによって構成されている。このため、複数の付勢力Ｆ３をカウンターピン２２の位置の一箇所に集中できるので、高荷重な付勢力Ｆ１が得られる。尚、カウンターピン２２における連結板２６側端部にはダイス２１に対するカウンターピン２２の移動を規制するフランジ状のストッパが設けられており、ガススプリング２５から付勢力Ｆ３が作用してもカウンターピン２２の所定以上のストロークが規制される。

相対移動手段は、図中に詳細を記載しないがパンチ２３をカウンターピン２２側に移動させる装置であり、例えば、油圧シリンダーによって構成される。

ノックアウトピン２４は、ノックアウト力Ｆ４を伝えてキャビティから成形品を取り出すためのものであり、カウンターピン２２の外周に複数設置し、連結板２６内を貫通させる構造となっている。このため、複数のガススプリング２５の荷重を一箇所に纏めて高荷重の付勢Ｆ１を得られ、成形品のノックアウトも可能となる。このノックアウトピン２４の端面には押出ピン２７が当接可能となっており、この押出ピン２７には油圧や空気圧等が作用してダイス２１側に移動させてノックアウト力Ｆ４をノックアウトピン２４に生じさせることができる。尚、連結板２６を切欠き形状とし、その切欠き部にノックアウトピン２４を通しても構わない。

このように構成されたフランジ付カップ状部品の製造装置における第１キャビティ１９に、図５（ａ）に示すようにパンチ２３側から中間ブランク１１−２を装着すると共に、パンチ２３とカウンターピン２２によって中間ブランク１１−２を挟持する。このとき、カウンターピン２２には、ガススプリング２５による付勢力が作用して最もパンチ２３側に突出した状態となっている。

次に図５（ｂ）に示すようにパンチ２３を油圧等によりカウンターピン２２側に押圧力Ｆ２で押圧する。このとき、カウンターピン２２には、押圧力Ｆ２に対向する方向にガススプリング２５による付勢力Ｆ３が作用しているが押圧力Ｆ２の方が付勢力Ｆ３よりも大きいため、付勢力Ｆ３に打ち勝ってパンチ２３と中間ブランク１１−２とカウンターピン２２とが当接した状態を維持したまま、ガススプリング２５側に移動する。その際、中間ブランク１１−２の開口部１１ｇ側の筒部１１ａは、第２キャビティ２０側に塑性流動して、フランジ付カップ状部品としてのヨーク１１の中間素材１１−３が成形される。

更に図５（ｃ）に示すようにパンチ２３を上昇させると共に、押出ピン２７に油圧、もしくは、空気圧を作用させてノックアウトピン２４をノックアウト力Ｆ４で成形品側に上昇させて成形品をキャビティから取り除く。

次に本実施例の作用効果を以下に示す。

本実施例においては、外形が前記フランジ部と略同一に形成された中実ブランクを成形する工程と、前記中実ブランクの外形を変えずに内部に空間を形成して有底筒状の中間ブランクを成形する工程と、内周が前記フランジ部と略同一に形成された第１キャビティと、該第１キャビティより径方向の寸法が小さく、前記第１キャビティの軸方向一端に連続して設けられた第２キャビティとを有するダイスの前記第１キャビティ内に、底部と軸方向逆側端に設けられた開口部が前記第２キャビティと対向するように前記中間ブランクを載置すると共に、前記中間ブランクの開口部から挿入されるカウンター部材と、パンチとによって軸方向から前記中間ブランクを挟持する工程と、前記カウンター部材と前記パンチによって挟持されている状態を維持したまま、前記中間ブランクを前記第２キャビティの方向に移動させて、前記中間ブランクの材料を前記第２キャビティ内周と前記カウンター部材外周間に形成される空間へ押出す工程と、によってフランジ付カップ状部品を成形したので、材料の流動方向をダイスに対する中間ブランクの移動方向に合わせることができる。このため、無理のないように材料を流動させることができるので高精度のフランジ付カップ状部品を成形することができる。このため、内周と底面及びフランジ部外周を鍛造素材面のまま高圧燃料供給ポンプへ適用することができる。また、中間ブランクと中間素材を別々の工程で成形したのでダイスの寿命を向上させることができる。

また、前記中間ブランクは、前記中実ブランクから押出し成形により成形されるので、材料の歩留まりをよくすることができる。

また、前記中実ブランクは、前記中間ブランクに成形する前に熱処理が施されているので次工程の押出し成形において必要な変形能を与えることができる。

また、前記中実ブランクは、前記中間ブランクに成形する前に表面処理が施されているので次工程の押出し成形において焼付が発生しない。

また、前記ダイスに対して、前記パンチ及び前記カウンター部材を移動させることにより、前記第２キャビティ内周と前記カウンター部材外周間に形成される空間へ前記中間ブランクの材料を押出しているので、重量の重いダイスを移動させるよりも簡単に中間ブランクの材料を押出すことができる。このため、押出しするための力を発生する装置を安価で簡略なものとすることができる。

また、フランジ付カップ状部品の製造装置は、内周が前記フランジ部と略同一に形成された第１キャビティと、該第１キャビティより径方向の寸法が小さく、前記第１キャビティの軸方向一端に連続して設けられた第２キャビティとを有するダイスと、前記第１キャビティの軸方向端側から挿入され、前記ダイスに対して相対移動可能に設けられたパンチと、前記第２キャビティの内周面との間に環状の隙間が形成されるように前記第２キャビティの軸方向端側から挿入され、前記ダイスに対して相対移動可能に設けられたカウンター部材と、前記パンチと前記カウンター部材間に中間ブランクを挟持した状態を維持する維持手段と、前記ダイスと、前記パンチ及び前記カウンター部材とを相対移動させる相対移動手段と、を備えている。この製造装置によって、無理のないように材料を流動させることができるので高精度のフランジ付カップ状部品を成形することができる。

また、前記維持手段は、前記パンチもしくは前記カウンター部材に作用する付勢手段で構成した。このため、油圧シリンダー等を用いるよりは簡単な構造で維持手段を構成することができる。

また、前記維持手段は、複数の付勢部材と、該複数の付勢部材が作用する連結板とから構成され、該連結板によって前記パンチもしくは前記カウンター部材が付勢されている。このように構成することにより、複数の付勢力をカウンター部材の位置の一箇所に集中できるので、高荷重な付勢力が得られる。

また、前記相対移動手段は、前記ダイスに対して前記パンチ及び前記カウンター部材を移動させている。このため、重量の重いダイスを移動させるよりも簡単に中間ブランクの材料を押出すことができる。このため、押出しするための力を発生する装置を安価で簡略なものとすることができる。

また、前記第２キャビティ内周と前記カウンター部材外周間に形成される環状の隙間における軸方向端部に任意に出没可能なノックアウトピンを設けた。このため、成形品を容易にキャビティから取り除くことが可能となる。

このように成形されたフランジ付カップ状部品には、底部を除く筒部と前記フランジ部の材料には、共にフランジ付カップ状部品の軸方向に塑性流動した流動痕跡が残される。

前記フランジ部の外形は、多角形状に成形しているが、このような複雑なフランジ形状を有している部品においては、本実施例の製造方法が特に有効となる。

尚、本実施例においては、中間ブランクを冷間鍛造にて成形したが、切削加工によって成形することも可能である。この場合、フランジ付カップ状部品の底部を除く筒部の材料には、軸方向に塑性流動した流動痕跡が残されており、前記フランジ部の材料には、流動痕跡が残されていないものとなる。

また、本実施例においては、ダイスを固定し、ダイスに対してパンチとカウンターピンを移動させたが、パンチとカウンターピンを固定し、ダイスを移動させることも可能である。

また、本実施例の製造装置においては、維持手段をガススプリングと連結板で構成したがガススプリングの代わりにコイルスプリングや油圧駆動シリンダー等を使用することも可能である。ガススプリングを使用すれば、ストローク初期から高荷重が得られ、省スペース化が図れる。また、油圧駆動のシリンダーを使用すれば、更に大きな荷重を得ることができる。

次に本発明における実施例２を図６及び図７に基づいて説明する。図６は、実施例２のヨークにおける中間素材の斜視図である。図７は、中間ブランクからヨークの中間素材が押し出し成形されることを説明する図である。

まず、実施例２と実施例１の相違点を図６に基づいて説明する。図６（ａ）は、六角フランジ側が図中上方に向くように載置した斜視図である。また、図６（ｂ）が中間素材における開口部側が図中上方に向くように載置すると共に、周方向の一部を断面としたものの斜視図である。尚、実施例１と共通する部位については、同一称呼，同一の符号で表す。

実施例１の中間素材１１−３は、底部１１ｂの端面が平面であったのに対して、実施例２の中間素材１１−３は、底部１１ｂの端面に凸形状部１７が形成されている点が異なる。また、実施例１の中間素材１１−３では、底面１４が平面であったのに対して、実施例２の中間素材１１−３は、底面１１ｅに凹面１４が形成されている。尚、実施例１においても、図１に示すヨーク１１の最終形状では、凸形状部１７及び凹面１４が形成されているが、実施例１は、切削加工にて凸形状部１７及び凹面１４を形成しているのに対して、実施例２は、冷間鍛造によって凸形状部１７及び凹面１４を形成している点が異なる。

この凸形状部１７と凹面１４は、中間素材１１−３の略軸中心位置に設けられ、凸形状部１７の外周と凹面１４の内周は、略同一径の円柱形状に形成されている。この凹面１４は、図１に示す高圧燃料ポンプ１において、コア１０ｂと嵌合し、コア１０ｂの受け皿となっている。

次に中間ブランク１１−２から中間素材１１−３への成形について図７に基づいて説明する。図７（ａ）は、中間ブランク１１−２を中間素材１１−３に成形する直前の状態を表した断面図である。また、図７（ｂ）は、中間ブランク１１−２を中間素材１１−３に成形した直後の状態を表した断面図である。尚、実施例１と共通する部位については、同一称呼，同一の符号で表す。

実施例２の製造装置と実施例１の製造装置は、パンチ２３とカウンター部材としてのカウンターピン２２以外は、全て同じである。実施例１におけるパンチ２３の先端は、平面であったのに対して、実施例２におけるパンチの先端の軸中心位置には、所定深さの穴
２３ａが形成されている。この穴２３ａは、ドリル等によって加工されているので底面は円錐形状に凹んでいる。また、実施例１におけるカウンターピン２２は、単なる円柱形状であったのに対して、実施例２におけるカウンターピン２２には、軸中心位置に軸方向に沿って挿通穴２２ａが形成されており、この挿通穴２２ａ内には、円柱形状のカウンターパンチ２８がカウンターピン２２に対して軸方向に相対移動可能に設けられている。このカウンターパンチ２８は、ダイス２１に対して固定状態で設けられており、カウンターピン２２だけがカウンターパンチ２８に対して軸方向に移動できるように構成されている。

このように構成された製造装置は、図７（ａ）に示すように、第１キャビティ１９内に実施例１と同様に中間ブランク１１−２を載置して、パンチ２３とカウンターピン２２にて挟持する。尚、カウンターピン２２は、実施例１と同様にガススプリング等の付勢部材で付勢されてパンチ２３側に移動した状態となるが、カウンターパンチ２８は、ダイス
２１に対して移動しないのでカウンターピン２２に形成された挿通穴２２ａ内に退避した状態となる。

次に図７（ｂ）に示すように、パンチ２３の押圧力Ｆ５により押圧することにより、パンチ２３と共に中間ブランク１１−２とカウンターピン２２を同方向・同速度で図中Ｐ分だけ移動させ、中間ブランク１１−２の底部１１ｂの厚さを変化させずに、中間ブランク１１−２の外周をダイス２１の第２キャビティ２０とカウンターピン２２間の環状空間内へ塑性流動させて押出し成形する。このとき、カウンターパンチ２８は、ダイス２１に対して固定状態となっているため、カウンターピン２２が所定以上ストロークするとカウンターピン２２の先端から突出する。このため、カウンターパンチ２８によって押し出された中間ブランク１１−２の底部１１ｂの材料は、せん断τが発生してパンチ２３に設けられた穴２３ａ内に流動する。このように中間素材１１−３が成形されると同時に凸形状部１７及び凹面１４が成形される。

以上、実施例２によれば、別工程にて凸形状部１７と凹面１４を形成するものに比べ、加工時間が短縮でき、それに伴いコスト低減を図ることができる。また、コア１０ｂを嵌合するために凹面１４の精度を向上させるには、切削代０.２〜０.３程度の径方向のみを切削加工すればよいため、平面から凹面１４を切削加工するものに比べて容易に凹面１４を成形することができる。

また、カウンターパンチ２８がパンチ２３に設けられた穴２３ａまで到達するように構成すれば、穴抜き加工を行うことも可能である。

本発明のフランジ付カップ部品を電磁弁に用いられるヨークとして使用した高圧燃料ポンプの全体を示す縦断面図である。 実施例１におけるヨークの中間素材の斜視図である。 成形工程毎の実施例１におけるヨークを示す図である。 中間ブランクから実施例１におけるヨークの中間素材が押し出し成形されることを説明する図である。 実施例１におけるヨークの製造装置を示す図である。 実施例２におけるヨークの中間素材の斜視図である。 中間ブランクから実施例２におけるヨークの中間素材が押し出し成形されることを説明する図である。

符号の説明

フランジ付カップ状部品(１１…ヨーク、１１−３…中間素材)、１１ａ…筒部、１１ｂ…底部、フランジ部（１１ｃ…六角フランジ）、１１ｇ…開口部、１１−１…中実ブランク、１１−２…中間ブランク、１９…第１キャビティ、２０…第２キャビティ、２１…ダイス、カウンター部材（２２…カウンターピン）、２４…ノックアウトピン、２８…カウンターパンチ、維持手段（２５…ガススプリング、２６…連結板）、付勢手段（２５…ガススプリング）。

Claims (15)

1. 有底筒状のカップ状部品の底部側にフランジ部を有するフランジ付カップ状部品の成形方法であって、
   該フランジ付カップ状部品は、
   外形が前記フランジ部と略同一に形成された中実ブランクを成形する工程と、
   前記中実ブランクの外形を変えずに内部に空間を形成して有底筒状の中間ブランクを成形する工程と、
   内周が前記フランジ部と略同一に形成された第１キャビティと、該第１キャビティより径方向の寸法が小さく、前記第１キャビティの軸方向一端に連続して設けられた第２キャビティとを有するダイスの前記第１キャビティ内に、底部と軸方向逆側端に設けられた開口部が前記第２キャビティと対向するように前記中間ブランクを載置すると共に、前記中間ブランクの開口部から挿入されるカウンター部材と、パンチとによって軸方向から前記中間ブランクを挟持する工程と、
   前記カウンター部材と前記パンチによって挟持されている状態を維持したまま、前記中間ブランクを前記第２キャビティの方向に移動させて、前記中間ブランクの材料を前記第２キャビティ内周と前記カウンター部材外周間に形成される空間へ押出す工程と、
   によって成形されることを特徴とするフランジ付カップ状部品の成形方法。
2. 有底筒状のカップ状部品の底部側に設けられるフランジ部と前記カップ状部品の底部に設けられる突起を有するフランジ付カップ状部品の成形方法であって、
   該フランジ付カップ状部品は、
   外形が前記フランジ部と略同一に形成された中実ブランクを成形する工程と、
   前記中実ブランクの外形を変えずに内部に空間を形成して有底筒状の中間ブランクを成形する工程と、
   内周が前記フランジ部と略同一に形成された第１キャビティと、該第１キャビティより径方向の寸法が小さく、前記第１キャビティの軸方向一端に連続して設けられた第２キャビティとを有するダイスの前記第１キャビティ内に、底部と軸方向逆側端に設けられた開口部が前記第２キャビティと対向するように前記中間ブランクを載置すると共に、前記中間ブランクの開口部から挿入されるカウンター部材と、軸方向先端部に凹部を有するパンチとによって軸方向から前記中間ブランクを挟持する工程と、
   前記カウンター部材と前記パンチによって挟持されている状態を維持したまま、前記中間ブランクを前記第２キャビティの方向に移動させて、前記中間ブランクの材料を前記第２キャビティ内周と前記カウンター部材外周間に形成される空間へ押出すと同時に、前記カウンター部材内に相対移動可能に設けられたカウンターパンチによって前記中間ブランクの底部の一部を前記パンチの前記凹部内に押し出す工程と、
   によって成形されることを特徴とするフランジ付カップ状部品の成形方法。
3. 前記中間ブランクは、前記中実ブランクから押出し成形により成形されることを特徴とする請求項１乃至２に記載のフランジ付カップ状部品の成形方法。
4. 前記中実ブランクは、前記中間ブランクに成形する前に熱処理が施されることを特徴とする請求項３に記載のフランジ付カップ状部品の成形方法。
5. 前記中実ブランクは、前記中間ブランクに成形する前に表面処理が施されることを特徴とする請求項３乃至４に記載のフランジ付カップ状部品の成形方法。
6. 前記ダイスに対して、前記パンチ及び前記カウンター部材を移動させることにより、前記第２キャビティ内周と前記カウンター部材外周間に形成される空間へ前記中間ブランクの材料を押出すことを特徴とする請求項１乃至２フランジ付カップ状部品の成形方法。
7. 有底筒状のカップ状部品の底部側にフランジ部を成形するフランジ付カップ状部品の製造装置であって、
   この製造装置は、
   内周が前記フランジ部と略同一に形成された第１キャビティと、該第１キャビティより径方向の寸法が小さく、前記第１キャビティの軸方向一端に連続して設けられた第２キャビティとを有するダイスと、
   前記第１キャビティの軸方向端側から挿入され、前記ダイスに対して相対移動可能に設けられたパンチと、
   前記第２キャビティの内周面との間に環状の隙間が形成されるように前記第２キャビティの軸方向端側から挿入され、前記ダイスに対して相対移動可能に設けられたカウンター部材と、
   前記パンチと前記カウンター部材間に中間ブランクを挟持した状態を維持する維持手段と、
   前記ダイスと、前記パンチ及び前記カウンター部材とを相対移動させる相対移動手段と、
   を備えていることを特徴とするフランジ付カップ状部品の製造装置。
8. 有底筒状のカップ状部品の底部側にフランジ部を成形すると共に、前記カップ状部品の底部に突起を成形するフランジ付カップ状部品の製造装置であって、
   この製造装置は、
   内周が前記フランジ部と略同一に形成された第１キャビティと、該第１キャビティより径方向の寸法が小さく、前記第１キャビティの軸方向一端に連続して設けられた第２キャビティとを有するダイスと、
   軸方向先端部に凹部を有すると共に、前記第１キャビティの軸方向端側から挿入され、前記ダイスに対して相対移動可能に設けられたパンチと、
   前記第２キャビティの内周面との間に環状の隙間が形成されるように前記第２キャビティの軸方向端側から挿入され、前記ダイスに対して相対移動可能に設けられたカウンター部材と、
   該カウンター部材内に相対移動可能に設けられたカウンターパンチと、
   前記パンチと前記カウンター部材間に中間ブランクを挟持した状態を維持する維持手段と、
   前記カウンターパンチ及び前記ダイスと、前記パンチ及び前記カウンター部材とを相対移動させる相対移動手段と、
   を備えていることを特徴とするフランジ付カップ状部品の製造装置。
9. 前記維持手段は、前記パンチもしくは前記カウンター部材に作用する付勢手段で構成されていることを特徴とする請求項７乃至８に記載のフランジ付カップ状部品の製造装置。
10. 前記維持手段は、複数の付勢部材と、該複数の付勢部材が作用する連結板とから構成され、該連結板によって前記パンチもしくは前記カウンター部材が付勢されていることを特徴とする請求項９に記載のフランジ付カップ状部品の製造装置。
11. 前記相対移動手段は、前記ダイスに対して前記パンチ及び前記カウンター部材を移動させることを特徴とする請求項７乃至８に記載のフランジ付カップ状部品の製造装置。
12. 前記第２キャビティ内周と前記カウンター部材外周間に形成される環状の隙間における軸方向端部に任意に出没可能なノックアウトピンを設けたことを特徴とする請求項７乃至８に記載のフランジ付カップ状部品の製造装置。
13. 有底筒状のカップ状部品の底部側にフランジ部を有するフランジ付カップ状部品であって、
    フランジ付カップ状部品の底部を除く筒部と前記フランジ部の材料には、共にフランジ付カップ状部品の軸方向に塑性流動した流動痕跡が残されていることを特徴とするフランジ付カップ状部品。
14. 有底筒状のカップ状部品の底部側にフランジ部を有するフランジ付カップ状部品であって、
    フランジ付カップ状部品の底部を除く筒部の材料には、軸方向に塑性流動した流動痕跡が残されており、前記フランジ部の材料には、流動痕跡が残されていないことを特徴とするフランジ付カップ状部品。
15. 前記フランジ部の外形は、多角形状に成形されていることを特徴とする請求項１３乃至１４に記載のフランジ付カップ状部品。
    

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