JPH0890140A - アンダーカットを有する部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】割型を用いることなく簡素な方法で所定の穴径
に成形されたアンダーカットを有する部品を製造するア
ンダーカットを有する部品の製造方法を提供する。 【構成】スリーブパンチ２０の加圧によって被加工材５
０ａのテーパ部５３より上方に位置する被加工材５０ａ
の素材が据込まれる。同時に被加工材５０ａのテーパ部
５３付近に位置する被加工材５０ａの素材がダイ１０の
肩部１２によってしごかれ張り出し変形される。テーパ
部５３付近に位置する被加工材５０ａ素材は被加工材５
０ａの軸に向って径方向に絞込まれるようにマンドレル
３０の外壁に当接するまで流れ、被加工材５０ａの穴部
５２は緩やかな傾斜で径ｄ2 に縮径する。被加工材５０
ａのテーパ部５３より下方に位置するＬ3 で示す範囲の
被加工材５０ａの素材は前方押出しされるため縮径され
ることなく、そのまま前方へ押出され深さＬ3 に相当す
る深さＬ4 のアンダーカット形状の袋穴４２を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アンダーカットを有す
る部品の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】燃料噴射装置の部品であるインジェクタ
ーボディバルブの内側に形成される細穴の奥には、研磨
逃がしまたは燃料溜まりの目的でアンダーカットが設け
られている。従来よりこのアンダーカットの成形は電解
加工によって行っているが、電極交換によるコスト高、
電解液使用による環境汚染等の問題がある。

【０００３】そこで、この電解加工に代わり鍛造により
アンダーカットを成形する方法として、例えば特開昭５
６−５９５５２号公報に開示されているものがある。こ
の方法は、径方向外側へ拡がる湾曲部を上部周縁に有す
るカップ形状の被加工材を用い、被加工材の湾曲部に適
合した肩部を備えるダイに被加工材を嵌合させた後、被
加工材の凹部底壁をパンチにより加圧して被加工材をダ
イの底方向へ向って押込む方法である。この方法による
と、ダイの肩部によってしごかれた被加工材の湾曲部が
径内方向に向って張り出し変形されることからアンダー
カットが成形される。

【０００４】また、同様なアンダーカットを成形する方
法として、特開平３−２０７５４５号公報に開示されて
いるものがある。この方法は、円柱形状の被加工材を用
い、被加工材の径より大きい径からなる上部と被加工材
の径と略同径からなる下部とを有するダイに被加工材を
嵌合させた後、被加工材の径より細いパンチにより被加
工材の上端部を加圧して被加工材の上部を押しつぶす方
法である。この方法によると、押しつぶされた被加工材
の余肉が被加工材の径より大きい径のダイの内壁に沿っ
て比較的滑らかに後方押出しされることからこの余肉が
アンダーカットを成形する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のアンダーカットを成形する方法によると、特
開昭５６−５９５５２号公報に開示されている方法で
は、次に列挙する問題点がある。 被加工材の凹部底壁を直接パンチにより加圧するため
被加工材の底壁が薄い場合、アンダーカット壁面が破断
するおそれがある。

【０００６】しごかれた被加工材が径内方向に向って
張り出し変形されアンダーカット形状を成形するため、
アンダーカット開口部に連通するアンダーカット開口径
と略同径の長い穴を有する形状の部品にはこの方法は適
用できない。 アンダーカット開口部を形成する部分の上端面はパン
チで形状を制御されないため冷間鍛造自由表面になる。

【０００７】割型を用いて成形するアンダーカット成
形にはアンダーカット径が小径にできない、割型の合わ
せ部分にばりが生ずる等の制約があり、小型部品には適
用できない。また、特開平３−２０７５４５号公報に開
示されている方法によると、次に列挙する問題点があ
る。

【０００８】棒状の被加工材の中に細長い穴が形成さ
れている場合、この穴を潰すことなく被加工材の端部に
アンダーカットを成形することはできない。そのためア
ンダーカット開口部に連通するアンダーカット開口部径
と略同径の長い穴を有する形状の部品にはこの方法は適
用できない。 後方押出しを利用して被加工材の余肉がダイの内壁に
沿って比較的滑らかに押出し形状がそのままアンダーカ
ット形状のなるため、アンダーカットの内径が正確に成
形できない。

【０００９】パンチにより被加工材の上端部を加圧し
てアンダーカット成形するため、アンダーカット形状の
深さとアンダーカット開口径との間には相関がありそれ
ぞれを独立させて設定することができない。本発明は、
このような問題を解決するためになされたもので、割型
を用いることなく簡素な方法で所定の穴径に成形された
アンダーカットを有する部品を製造するアンダーカット
を有する部品の製造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明による請求項１記載のアンダーカットを有す
る部品の製造方法は、マンドレル径よりも大きくアンダ
ーカット径とほぼ同一内径を有する有底円筒状の被加工
材であって、開口部側よりも底部側が小さい外径になる
ように外周に段部を有する被加工材を被成形材に使用
し、この被成形材を、内壁に肩部を有するダイに挿入す
る工程と、被成形材の開口部側端部にパンチを当接して
押し出しし、前記ダイの前記肩部により被成形材が絞り
込まれることでアンダーカットが成形されると共に、被
成形材の円筒内部のマンドレルによって被成形材のアン
ダーカット径上方の円筒部内側径が規定される工程と、
を含むことを特徴とする。

【００１１】また、本発明による請求項２記載のアンダ
ーカットを有する部品の製造方法は、請求項１記載のア
ンダーカットを有する部品の製造方法において、押出開
始前、有底円筒状の被成形材の内部にマンドレルを挿入
するとき、前記マンドレルの先端が前記ダイの前記肩部
よりも被成形材の底部側に挿入されることを特徴とす
る。

【００１２】また、本発明による請求項３記載のアンダ
ーカットを有する部品の製造方法は、マンドレル径より
も大きくアンダーカット径とほぼ同一内径を有する有底
円筒状の被加工材であって、開口部側よりも底部側が小
さい外径になるように外周に段部を有する被加工材を被
成形材に使用し、この被成形材を、内壁に肩部を有する
ダイに挿入する工程と、前記ダイの前記肩部よりも被成
形材の底部側を前方押出しする工程と、前記ダイの前記
肩部よりも被成形材の開口部側を据込み加工する工程と
を含むことを特徴とする。

【００１３】また、本発明による請求項４記載のアンダ
ーカットを有する部品の製造方法は、請求項３記載のア
ンダーカットを有する部品の製造方法において、前記ダ
イの前記肩部よりも被成形材の底部側を前方押出しする
工程と、前記ダイの前記肩部よりも被成形材の開口部側
を据込み加工する工程とを同時に行うことにより、被成
形材の円筒内部のマンドレルによって被成形材のアンダ
ーカット径上方の円筒部内側径が規定されることを特徴
とする。

【００１４】また、本発明による請求項５記載のアンダ
ーカットを有する部品の製造方法は、マンドレル径より
も大きくアンダーカット径とほぼ同一内径を有する有底
円筒状の被加工材であって、開口部側よりも底部側が小
さい外径になるように外周に段部を有する被加工材を被
成形材に使用し、(1) この被成形材を、内壁に第一肩部
を有する第一ダイに挿入する段階と、前記第一ダイの前
記第一肩部よりも被成形材の底部側を前方押出しすると
共に前記第一ダイの前記第一肩部よりも被成形材の開口
部側を据込み加工することにより被成形材に第一アンダ
ーカットを形成する段階とからなる第一工程と、(2) 前
記第一工程により得られた被成形材を、内壁に前記第一
肩部よりも小径の第二肩部を有する第二ダイに挿入する
段階と、前記第二ダイの前記第二肩部よりも被成形材の
底部側を前方押出しすると共に前記第二ダイの前記第二
肩部よりも被成形材の開口部側を据込み加工することに
より、前記第一アンダーカットの少なくとも一部の傾斜
角度が前記第一工程終了後に比べて大きくなるように加
工された第二アンダーカットを被成形材に形成する段階
とからなる第二工程と、を含むことを特徴とする。

【００１５】

【作用および発明の効果】本発明のアンダーカットを有
する部品の製造方法によると、マンドレル径よりも大き
い内径を有する有底円筒状の被加工材を使用するため、
被加工材が難加工材である場合、ブランクとしての被加
工材の作製が容易になり、押出し前の工程においてコス
トダウンを図れる。

【００１６】また、有底円筒状の被加工材の開口端部側
にパンチを当接して押し出し、これによりダイの肩部よ
りも押出方向前方側の被成形材の底部側が前方押出しと
なり、ダイの肩部よりも押出方向後方側の被成形材の開
口部側が据込み加工となることで、アンダーカット部を
容易に成形することができる。さらに、ダイの肩部より
被成形材の段部を据込み成形するため、単純な中空押出
工程で筒状部品の底部に袋穴を成形し、筒部開口端部側
内径部に部分縮径によるアンダーカット成形が行える。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （第１実施例）本発明のアンダーカットを有する部品の
製造方法をガソリンエンジン用インジェクタのインジェ
クタボディーバルブに適用した第１実施例を図１および
図２に示す。難加工材からなるインジェクタボディーバ
ルブは冷間鍛造により形成され、この冷間鍛造に用いら
れる鍛造型を図１に示す。図１に示される中心線Ｃから
左側が加工前の鍛造型と被加工材であり、中心線Ｃから
右側が加工後の鍛造型と被加工材である。

【００１８】鍛造型１００は、ダイ１０とスリーブパン
チ２０とマンドレル３０とから構成され、この鍛造型１
００の中には被加工材５０ａがセットされている。ダイ
１０の上部から下部に向って図１に示すダイ１０の中部
付近まで径Ｄ3 の穴１１が形成されている。ダイ１０の
中部付近から径Ｄ3 の穴１１の内壁に対して傾斜角度α
で径Ｄ4 になるまで縮径する肩部１２が形成されてい
る。この傾斜角度αは例えば１５°より大きい角度であ
る。肩部１２の下方には径Ｄ４の穴１３が形成されてい
る。

【００１９】スリーブパンチ２０は、ダイ１０の穴１１
と略同径の円柱形状に形成されいる。このスリーブパン
チ２０は図示しない駆動手段により上下移動することか
ら、一端がスリーブパンチ２０に固定されておりスリー
ブパンチ２０の下端から穴１３方向に延びるマンドレル
３０によりダイ１０にセットされた被加工材５０ａを加
圧する。

【００２０】マンドレル３０は、後述する被加工材５０
ａに設けられた穴５１より小さい径ｄ2 と外壁３１とか
らなる円柱形状に形成され、スリーブパンチ２０に一端
が固定されている。スリーブパンチ２０が加工開始の状
態、すなわちダイ１０にセットされた被加工材５０ａの
上端部にスリーブパンチ２０が当接している状態におい
て、スリーブパンチ２０の下端部からダイ１０の肩部１
２を越えて被加工材５０ａに設けられた穴５１の底部５
４に接しない範囲内の長さにマンドレル３０は形成され
ている。

【００２１】被加工材５０ａは、ダイ１０の穴１１と穴
１３とに適合する形状からなり、上部が径Ｄ3 と略同径
の円柱形状、下部が径Ｄ4 と略同径の円柱形状に形成さ
れている。またこの被加工材５０ａは内壁５２により形
成されマンドレル３０の径ｄ2 よりわずかに大きい径ｄ
1 とマンドレル３０より長い長さからなる円柱形状の凹
部を有し、この凹部により形成される穴５１を有してい
る。この穴５１の底には底部５４が形成されている。こ
の被加工材５０ａの外周壁には、ダイ１０の肩部１２と
略同形のテーパ部５３が形成されている。穴５１の径ｄ
1 とマンドレル３０の径ｄ2 との大小関係はｄ1 ＞ｄ2
であるから、被加工材５０ａの内壁５２とマンドレル３
０の外壁３１との間には、空間部４０が形成されてい
る。図１の中心線Ｃから左側に示すように、被加工材５
０ａの穴５１の深さＬ1 は、被加工材５０ａの上端部か
らテーパ部５３の下端まで長さｍ1 に被加工材５０ａの
テーパ部５３の下端から底部５４までの長さＬ3 を加え
た長さ（ｍ1 ＋Ｌ3 ）で表されている。ここで、被加工
材５０ａのテーパ部５３の下端から底部５４までの長さ
Ｌ3 は、所望する袋穴４２の深さ、すなわち後述するア
ンダーカットの長さＬ4 に相当するため、被加工材５０
ａの上端部からテーパ部５３の下端までの長さｍ1 に所
望するアンダーカットの長さＬ4 を加えた長さ（ｍ1 ＋
Ｌ4 ）が加工材５０ａの穴５１の深さＬ１に相当する。
このように被加工材５０ａは他の鍛造型により所望のア
ンダーカット穴径より大きな穴および所望のアンダーカ
ット深さより浅く成形されている。

【００２２】次に、鍛造型１００の作動について説明す
る。図１の中心線Ｃから左側および図２（ａ）に示すよ
うに、他の鍛造型により成形された被加工材５０ａを鍛
造型１００にセットする。その後、被加工材５０ａの穴
５１にマンドレル３０を挿入するとともに、被加工材５
０ａの上端部をスリーブパンチ２０により加圧する。な
お、マンドレル３０およびスリーブパンチ２０の図２
（ａ）における上端は、装置本体に固定されている。

【００２３】図２（ｂ）に示すように、この加圧により
被加工材５０ｂのテーパ部５３より上方に位置する被加
工材５０ｂの素材が図２（ｂ）の矢印１０１方向に据込
まれる。また同時に被加工材５０ｂのテーパ部５３付近
に位置する被加工材５０ｂの素材がダイ１０の肩部１２
によってしごかれ、図２（ｂ）の矢印１０２方向に前方
押出しされる。このテーパ部５３付近に位置する被加工
材５０ｂの素材は図２（ｂ）の矢印１０３に示すように
被加工材５０ｂの軸に向って径方向に絞込まれるように
流れるが、マンドレル３０があるため矢印１０３方向に
流れる被加工材５０ｂの素材はマンドレル３０の外壁に
当接するまで緩やかな傾斜で径ｄ2 に縮径する。また被
加工材５０ｂのテーパ部５３より下方に位置するＬ3 で
示す範囲の被加工材５０ｂの素材は図２（ｂ）の矢印１
０４方向に前方押出しされるため縮径されることなく、
そのまま前方へ押出される。これにより加工前のＬ3 で
示す範囲はそのまま前方へ押出されアンダーカット形状
の袋穴４２となる。また、袋穴４２の深さはＬ3 相当の
Ｌ4 になる。袋穴４２の上部はマンドレル３０の径ｄ2
と略同径に形成される円筒状の穴４３に連通している。
この袋穴４２の内壁５５は底部５４から上方へ向って緩
やな傾斜により縮径し、穴４３と連通する袋穴４２の開
口部は径ｄ2 に形成されている。この内壁５５の傾斜角
度は、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと加工前の被加
工材５０ｂの穴５１の径ｄ1 に対するマンドレル３０の
径ｄ2 とから調整可能である。被加工材５０ｃのテーパ
部５３から上端部までをｍ2 で示すように残す場合、ダ
イ１０の肩部１２の傾斜角度αを自由押出し加工限界以
上に設定することによりテーパ部５３から上部がスリー
ブパンチ２０によって据込むことが可能になる。図１の
中心線Ｃから右側および図２（ｃ）に示すように、スリ
ーブパンチ２０の加圧がさらに進むと被加工材５０ｃの
内壁５２とマンドレル３０の外壁３１との間に形成され
ていた空間部４０には縮径した被加工材５０ｃの素材が
充満する。

【００２４】この加工により加工前の被加工材５０ａの
穴５１の深さＬ1 は減面率の分だけ深くなり深さＬ2 に
なるとともに、加工前の被加工材５０ａの穴５１の径ｄ
1 を底部５４に有し、開口部にはマンドレル３０の径ｄ
2 を有する袋穴４２が被加工材５０ｃに形成され、加工
後の各穴の形状は次に示すように制御可能である。 穴４３の径は、マンドレル３０の径ｄ2 と略同径にな
るためマンドレル３０により制御可能である。

【００２５】穴４３の長さは、スリーブパンチ２０に
よる前方押出しの継続状態により制御可能である。 アンダーカット形状の袋穴４２の上部穴径は、マンド
レル３０の径ｄ2 と略同径になるためマンドレル３０に
より制御可能である。 アンダーカット形状の袋穴４２の底部穴径は、加工前
に他の鍛造型により形成した穴５１の径ｄ1 になるため
他の鍛造型により制御可能である。

【００２６】アンダーカット形状の袋穴４２の長さ
は、加工前に他の鍛造型により形成したテーパ部５３の
下端から底部５４までの穴５１の長さＬ3 に相当するた
め、他の鍛造型により制御可能である。 アンダーカット形状の袋穴４２の内壁５５の傾斜角度
は、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと加工前の他の鍛
造型により形成した穴５１の径ｄ1 に対するマンドレル
３０の径ｄ2 とから調整できるため、ダイ１０の肩部１
２の傾斜角度αと他の鍛造型とマンドレル３０により制
御可能である。

【００２７】この第１実施例によると、加工前に他の鍛
造型により形成した被加工材５０ａの形状とダイ１０の
肩部１２の傾斜角度αとマンドレル３０の径ｄ2 とによ
り、被加工材５０ａに所定の穴径および深さのアンダー
カットを成形することができ、このアンダーカットの内
壁は緩やかな傾斜角度で形成することができる。またこ
の傾斜角度も加工前に他の鍛造型により形成した被加工
材５０ａの形状とダイ１０の肩部１２の傾斜角度αとマ
ンドレル３０の径ｄ2 とにより任意に制御することがで
きる。

【００２８】（第２実施例）本発明のアンダーカットを
有する部品の製造方法をガソリンエンジン用インジェク
タのインジェクタボディーバルブに適用した第２実施例
を図３に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部分に
は同一符号を付す。図３（ａ）に示すように、鍛造型２
００の構成はスリーブパンチ２２０の径がダイ１０の穴
１３と略同径の径Ｄ4 である点と、またスリーブパンチ
２２０の長さが長い点とが第１実施例と異なる。

【００２９】鍛造型２００は、ダイ１０とスリーブパン
チ２２０とマンドレル３０とから構成され、この鍛造型
２００の中には被加工材２５０ａがセットされており、
この鍛造型２００の作動について説明する。図３（ａ）
に示すように、他の鍛造型により成形された被加工材２
５０ａを鍛造型２００にセットする。その後、被加工材
２５０ａの穴２５１にマンドレル３０を挿入するととも
に、被加工材２５０ａの上端部をスリーブパンチ２２０
により加圧する。この加圧により被加工材２５０ａのテ
ーパ部２５３より上方に位置する被加工材２５０ａの素
材が据込まれる。また同時に被加工材２５０ａのテーパ
部２５３付近に位置する被加工材２５０ａの素材がダイ
１０の肩部１２によってしごかれ前方押出しされる。こ
のテーパ部２５３付近に位置する被加工材２５０ａの素
材は被加工材２５０ａの軸に向って径方向に絞込まれる
ようにマンドレル３０の外壁に当接するまで流れ、被加
工材２５０ａは緩やかな傾斜で径ｄ2 に縮径する。また
被加工材２５０ａのテーパ部２５３より下方に位置する
Ｌ3 で示す範囲の被加工材２５０ａの素材はそのまま前
方押出しされるため縮径されることがない。これにより
加工前のＬ3 で示す範囲はそのまま前方へ押出されアン
ダーカット形状の袋穴４２となり、この袋穴４２の深さ
はＬ3 相当のＬ4 になる。袋穴４２の上部はマンドレル
３０の径ｄ2と略同径に形成される円筒状の穴４３に連
通している。この袋穴４２の内壁２５５は底部２５４か
ら上方へ向って緩やな傾斜により縮径し、穴４３と連通
する袋穴４２の開口部は径ｄ2 に形成されている。この
内壁２５５の傾斜角度は、ダイ１０の肩部１２の傾斜角
度αと加工前の被加工材２５０ａの穴２５１の径ｄ1 に
対するマンドレル３０の径ｄ2 とから調整可能である。

【００３０】図３（ｂ）に示すように、スリーブパンチ
２２０の加圧が進みスリーブパンチ２２０がダイ１０の
穴１３に挿入されるところまでスリーブパンチ２２０が
下方へ移動すると、被加工材２５０ａのテーパ部２５３
付近に位置する被加工材２５０ａの素材がダイ１０の肩
部１２によって完全にしごかれ、肩部１２の下方の穴１
３に被加工材２５０ｃが押込まれるところで加圧を終了
する。これにより径Ｄ3 と略同径の円柱形状の被加工材
２５０ａの上部とテーパ部２５３とが取除かれ、図３
（ｃ）に示す被加工材２５０ｃが形成される。

【００３１】加工後の各穴の形状は次に示すように制御
可能である。 穴４３の径は、マンドレル３０の径ｄ2 と略同径にな
るためマンドレル３０により制御可能である。 アンダーカット形状の袋穴４２の上部穴径は、マンド
レル３０の径ｄ2 と略同径になるためマンドレル３０に
より制御可能である。

【００３２】アンダーカット形状の袋穴４２の底部穴
径は、加工前に他の鍛造型により形成した穴２５１の径
ｄ1 になるため他の鍛造型により制御可能である。 アンダーカット形状の袋穴４２の長さは、加工前に他
の鍛造型により形成したテーパ部２５３の下端から底部
２５４までの穴２５１の長さＬ3 に相当するため、他の
鍛造型により制御可能である。

【００３３】アンダーカット形状の袋穴４２の内壁２
５５の傾斜角度は、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと
加工前の他の鍛造型により形成した穴２５１の径ｄ1 に
対するマンドレル３０の径ｄ2 とから調整できるため、
ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと他の鍛造型とマンド
レル３０により制御可能である。この第２実施例による
と、第１実施例と同様、加工前に他の鍛造型により形成
した被加工材２５０ａの形状とダイ１０の肩部１２の傾
斜角度αとマンドレル３０の径ｄ2 とにより、被加工材
２５０ａに所定の穴径および深さのアンダーカットを成
形することができ、このアンダーカットの内壁は緩やか
な傾斜角度で形成することができる。またこの傾斜角度
も加工前に他の鍛造型により形成した被加工材２５０ａ
の形状とダイ１０の肩部１２の傾斜角度αとマンドレル
３０の径ｄ2 とにより任意に制御することができる。

【００３４】また、この第２実施例によると、加工と同
時に外周壁のテーパ部２５３を取除くことができるた
め、外周壁にテーパ部が不要なインジェクタボディーバ
ルブが要求される場合、加工後にテーパ部２５３を除去
する工程を削減できる効果がある。 （第３実施例）本発明のアンダーカットを有する部品の
製造方法をガソリンエンジン用インジェクタのインジェ
クタボディーバルブに適用した第３実施例を図４に示
す。第１実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号
を付す。図４（ａ）に示すように、鍛造型３００の構成
はスリーブパンチ３２０が長い点が第１実施例と異な
る。

【００３５】鍛造型３００は、ダイ１０とスリーブパン
チ３２０とマンドレル３０とから構成され、この鍛造型
３００の中には被加工材３５０ａがセットされており、
この鍛造型３００の作動について説明する。図４（ａ）
に示すように、他の鍛造型により成形された被加工材３
５０ａを鍛造型３００にセットする。その後、被加工材
３５０ａの穴３５１にマンドレル３０を挿入するととも
に、被加工材３５０ａの上端部をスリーブパンチ３２０
により加圧する。この加圧により被加工材３５０ａのテ
ーパ部３５３より上方に位置する被加工材３５０ａの素
材が据込まれる。また同時に被加工材３５０ａのテーパ
部３５３付近に位置する被加工材３５０ａの素材がダイ
１０の肩部１２によってしごかれ前方押出しされる。こ
のテーパ部３５３付近に位置する被加工材３５０ａの素
材は被加工材３５０ａの軸に向って径方向に絞込まれる
ようにマンドレル３０の外壁に当接するまで流れ、被加
工材３５０ａは緩やかな傾斜で径ｄ2 に縮径する。また
被加工材３５０ａのテーパ部３５３より下方に位置する
Ｌ3 で示す範囲の被加工材３５０ａの素材は前方押出し
されるため縮径されることがない。これにより加工前の
Ｌ3 で示す範囲はそのまま前方へ押出されアンダーカッ
ト形状の袋穴４２となり、この袋穴４２の深さはＬ3 相
当のＬ4 になる。袋穴４２の上部はマンドレル３０の径
ｄ2 と略同径に形成される円筒状の穴４３に連通してい
る。この袋穴４２の内壁３５５は底部３５４から上方へ
向って緩やな傾斜により縮径し、穴４３と連通する袋穴
４２の開口部は径ｄ2 に形成されている。この内壁３５
５の傾斜角度は、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと加
工前の被加工材３５０ａの穴３５１の径ｄ1 に対するマ
ンドレル３０の径ｄ2 とから調整可能である。

【００３６】図４（ｂ）に示すように、スリーブパンチ
３２０の加圧をさらに進め被加工材３５０ａのテーパ部
３５３付近に位置する被加工材３５０ｃの素材が可能な
限り薄くなるまで加圧を継続する。その後、テーパ部３
５３付近に被加工材３５０ｃの素材を最小限に残して加
圧を終了する。これにより上端部に一部テーパ部３５３
を残し、図４（ｃ）に示す被加工材３５０ｃが形成され
る。

【００３７】冷間鍛造工程で上端部に残ったテーパ部３
５３を次工程の抜き等の方法により除去し、図４（ｄ）
に示す被加工材３５０ｄが形成される。加工後の各穴の
形状は次に示すように制御可能である。 穴４３の径は、マンドレル３０の径ｄ2 と略同径にな
るためマンドレル３０により制御可能である。

【００３８】アンダーカット形状の袋穴４２の上部穴
径は、マンドレル３０の径ｄ2 と略同径になるためマン
ドレル３０により制御可能である。 アンダーカット形状の袋穴４２の底部穴径は、加工前
に他の鍛造型により形成した穴３５１の径ｄ1 になるた
め他の鍛造型により制御可能である。 アンダーカット形状の袋穴４２の長さは、加工前に他
の鍛造型により形成したテーパ部３５３の下端から底部
３５４までの穴３５１の長さＬ3 に相当するため、他の
鍛造型により制御可能である。

【００３９】アンダーカット形状の袋穴４２の内壁３
５５の傾斜角度は、ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと
加工前の他の鍛造型により形成した穴３５１の径ｄ1 に
対するマンドレル３０の径ｄ2 とから調整できるため、
ダイ１０の肩部１２の傾斜角度αと他の鍛造型とマンド
レル３０により制御可能である。この第３実施例による
と、第１実施例と同様、加工前に他の鍛造型により形成
した被加工材３５０ａの形状とダイ１０の肩部１２の傾
斜角度αとマンドレル３０の径ｄ2 とにより、被加工材
３５０ａに所定の穴径および深さのアンダーカットを成
形することができ、このアンダーカットの内壁は緩やか
な傾斜角度で形成することができる。またこの傾斜角度
も加工前に他の鍛造型により形成した被加工材３５０ａ
の形状とダイ１０の肩部１２の傾斜角度αとマンドレル
３０の径ｄ2 とにより任意に制御することができる。

【００４０】また、この第３実施例によると、外周壁に
テーパ部が不要なインジェクタボディーバルブが要求さ
れる場合、テーパ部３５３付近に被加工材３５０ｃの素
材を最小限に残して加圧を終了することから加工後の屑
材の発生を極力抑えることができ、被加工材３５０ａの
無駄を削減する効果がある。なお、上記第１〜第３実施
例ではガソリンエンジン用インジェクタのインジェクタ
ボディーバルブの製造方法に適用した例について説明し
たが、本発明は、自動車用ボールジョイントハウジン
グ、自動車用出力軸一体型デフケース、アンダーカット
成形部を有するその他筒状部品等の製造方法にも適用す
ることができる。

【００４１】（第４実施例）本発明のアンダーカットを
有する部品の製造方法をディーゼルエンジン用噴射ノズ
ルのボディーに適用した第４実施例を図５〜図７に示
す。この第４実施例は、図５に示すように内壁の傾斜角
度が大きいアンダーカットを第一工程と第二工程との二
工程で形成する例である。図５〜図７において、第１実
施例と実質的に同一の構成部品には同一符号を付す。

【００４２】図６（ａ）〜（ｃ）に示す第一工程では、
鍛造型４００により被加工材４５０ａを加工する。図６
（ａ）に示すように、鍛造型４００は、ダイ４１０とス
リーブパンチ４２０とマンドレル３０とから構成され、
この鍛造型４００の中に被加工材４５０ａがセットされ
る。鍛造型４００の構成は、スリーブパンチ４２０の径
がダイ４１０の穴１３と略同一の径Ｄ４′である点、ス
リーブパンチ４２０の長さが長い点、被加工材４５０ａ
の穴４５１の径ｄ1 に対するマンドレル３０の径ｄ2 が
より小さい点、および、ダイ４１０の径Ｄ3 と径Ｄ4 ′
との径の差が小さい点が第１実施例と異なる。また、被
加工材４５０ａの形状は、ダイ４１０の穴１３の内径Ｄ
4 ′より被加工材４５０ａの外周先端部の径Ｄ5 が小さ
い点が第１実施例と異なる。

【００４３】この鍛造型４００の作動について説明す
る。図６（ａ）に示すように、他の鍛造型により成形さ
れた被加工材４５０ａを鍛造型４００にセットする。そ
の後、被加工材４５０ａの穴４５１にマンドレル３０を
挿入すると共に被加工材４５１ａの上端部をスリーブパ
ンチ４２０により加圧する。この加圧により被加工材４
５０ａのテーパ部４５３より上方に位置する被加工材４
５０ａの素材がダイ４１０の肩部４１２によってしごか
れる。このテーパ部４５３付近に位置する被加工材４５
０ａの素材は被加工材４５０ａの軸に向かって径方向に
絞り込まれるようにマンドレル３０の外壁に当接するま
で流れ、被加工材４５０ａは緩やかな傾斜で径ｄ2 に縮
径する。また、被加工材４５０ａのテーパ部４５３より
下方に位置するＬ3 で示す範囲の被加工材４５０ａの素
材は、そのまま前方に移動するため縮径されることがな
い。これにより、第一工程の加工前のＬ3 で示す範囲は
そのまま前方押出されてアンダーカット形状の袋穴とな
る。ここで、加工前の袋穴の長さと加工後の袋穴の長さ
とが同一となる第１実施例とは異なり、第４実施例では
被加工材４５０ａの穴径ｄ1 に対して縮径後の径ｄ2 が
小さいため、被加工材４５０ａの加工前の袋穴４２の長
さＬ3 と加工後の袋穴４２の長さＬ3 ′との関係はＬ3
＜Ｌ3 ′となる。

【００４４】図６（ｂ）に示すように、スリーブパンチ
４２０の加圧がさらに進みダイ４１０の穴１３にスリー
ブパンチ４２０が挿入される位置までスリーブパンチ４
２０が下方に移動する。このとき、被加工材４５０ａの
テーパ部４５３付近に位置する被加工材４５０ａの素材
がダイ４１０の肩部４１２によってしごかれる。肩部４
１２の下方の穴１３に被加工材４５０ｂが押し込まれる
ところで加圧を終了する。これにより、図６（ｃ）に示
す被加工材４５０ｂが形成される。

【００４５】そして、図７（ａ）〜（ｃ）に示す第二工
程では、第一工程で得られた被加工材４５０ｂを鍛造型
５００により加工する。図７（ａ）に示すように、鍛造
型５００は、ダイ５１０とスリーブパンチ５２０とマン
ドレル３０とから構成され、この鍛造型５００の中には
被加工材４５０ｂがセットされている。鍛造型５００の
構成は、ダイ５１０の径Ｄ3 ′とＤ5 との径の差が小さ
い点が第１実施例と異なり、スリーブパンチ５２０の径
はダイ５１０の穴と略同一の径Ｄ3 ′である。また、第
二工程で用いる鍛造型５００のダイ５１０の径Ｄ3 ′は
第一工程で用いた鍛造型４００のダイ４１０の穴１３の
径Ｄ4 ′と略同一であり、ダイ５１０の肩部５１２の傾
斜角度αはダイ４１０の肩部４１２の傾斜角度αと同一
である。

【００４６】この鍛造型５００の作動について説明す
る。図７（ａ）に示すように、第一工程で鍛造型４００
によりアンダーカット形状の袋穴が形成された被加工材
４５０ｂを鍛造型５００にセットする。その後、被加工
材４５０ｂの穴４３にマンドレル３０を挿入するととも
に被加工材４５０ｂの上端部をスリーブパンチ５２０に
より加圧する。この加圧により、第一工程と同様に、被
加工材４５０ｂのテーパ部５５３より上方に位置する被
加工材４５０ｂの素材がダイ５１０の肩部５１２によっ
てしごかれる。このテーパ部５５３付近に位置する被加
工材４５０ｂの素材は被加工材４５０ｂの軸に向かって
径方向に絞り込まれるようにマンドレル３０の外壁に当
接するまで流れる。このとき、テーパ部５５３より上方
に位置する範囲の袋穴４２は、図７（ｂ）に示すよう
に、第二工程の加工前に比べて袋穴４２の内壁４５５の
傾斜が大きくなるとともに径ｄ2 に縮径する。また、被
加工材４５０ｂのテーパ部５５３より下方に位置するＬ
５３で示す範囲の被加工材４５０ｂの素材はそのまま前
方に移動するため、テーパ部５５３より下方に位置する
範囲の袋穴４２は縮径されることがない。

【００４７】この第二工程により、第一工程の加工前の
Ｌ５３で示す範囲はそのまま前方押出されアンダーカッ
ト形状の袋穴４２となるが、第一工程において鍛造型４
００により成形された袋穴４２の長さＬ3 ′のうち被加
工材４５０ｂのテーパ部５５３より上方に位置する部分
であって袋穴４２と穴４３を接続する傾斜部が鍛造型５
００により径ｄ2 に縮径される。これにより、図７
（ｃ）に示すように、袋穴４２の長さがＬ５３であり、
この袋穴４２の内壁４５５の傾斜角度の大きい被加工材
４５０ｃが形成される。

【００４８】加工後の各穴の形状は次に示すように制御
可能である。 穴４３の径は、マンドレル３０の径と略同径になるた
め、マンドレル３０により制御可能である。 アンダーカット形状の袋穴４２の上部の穴径は、マン
ドレル３０の径ｄ2 と略同径になるため、マンドレル３
０により制御可能である。

【００４９】アンダーカットの袋穴４２の底部穴径
は、加工前に他の鍛造型により成形した穴４５１の径ｄ
1 になるため、他の鍛造型により制御可能である。 アンダーカット形状の袋穴４２の長さは、加工前に他
の鍛造型により形成したテーパ部４５３の下端から底部
４５４までの穴４５１の長さＬ５３に相当するため他の
鍛造型により制御可能である。

【００５０】アンダーカット形状の袋穴４２の内壁４
５５の傾斜角度は、ダイ４１０の肩部４１２およびダイ
５１０の肩部５１２の傾斜角度α、鍛造型４００の加工
率、および、加工前の鍛造型により形成した穴４５１の
径ｄ1 に対するマンドレル３０の径ｄ2 から調整でき
る。したがって、肩部４１２および肩部５１２の傾斜角
度α、鍛造型４００の加工率、および、他の鍛造型とマ
ンドレル３０により制御可能である。ここで、「鍛造型
４００の加工率」とは鍛造型４００によって被加工材４
５０が加工される程度を示し、これはダイ４１０の内径
Ｄ３とＤ４′との差から決まる。

【００５１】この第４実施例によると、加工前に他の鍛
造型により形成した被加工材４５０ａの形状とダイ４１
０の肩部４１２およびダイ５１０の肩部５１２の傾斜角
度αと、鍛造型４００の加工率と、マンドレル３０の径
ｄ2 とにより被加工材４５０ａに所定の穴径および深さ
のアンダーカットを成形することができ、また被加工材
４５０ａを二工程に分けて成形することによりこのアン
ダーカットの内壁の傾斜角度を大きくすることができ
る。この傾斜角度は、加工前に他の鍛造型により形成し
た被加工材４５０ａの形状、鍛造型４００の加工率、ダ
イ４１０の肩部４１２およびダイ５１０の肩部５１２の
傾斜角度α、および、マンドレルの径ｄ2により制御す
ることができる。

【００５２】また、図５に示したディーゼルエンジンの
噴射ノズルのボディーのように被加工材の外周のＤ４′
とＤ５との径差が小さい場合には、第１実施例に示すよ
うな一工程の加工によると前方押出の加工率が小さいた
めに内径の十分な縮小を行うことが困難であるが、第４
実施例によるとこのような場合にも内周の燃料溜まりと
なる大きなアンダーカットの成形が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるインジェクタボディ
ーバルブの冷間鍛造型を左右半部で異なる作動状態に示
す縦断面図である。

【図２】本発明の第１実施例によるインジェクタボディ
ーバルブの冷間鍛造過程を順次示した図である。

【図３】本発明の第２実施例によるインジェクタボディ
ーバルブの冷間鍛造過程と成形過程とを順次示した図で
ある。

【図４】本発明の第３実施例によるインジェクタボディ
ーバルブの冷間鍛造過程と成形過程とを順次示した図で
ある。

【図５】ディーゼルエンジンの噴射ノズルのボディーの
冷間鍛造品形状を示した図である。

【図６】本発明の第４実施例によるディーゼルエンジン
の噴射ノズルのボディーの冷間鍛造過程と成形過程との
第一工程を順次示した図である。

【図７】本発明の第４実施例によるディーゼルエンジン
の噴射ノズルのボディーの冷間鍛造過程と成形過程との
第二工程を順次示した図である。

【符号の説明】

１０ ダイ ２０、２２０、３２０、４２０、５２０ スリーブパ
ンチ（パンチ） ３０ マンドレル ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、２５０ａ、２５０ｃ、３５０
ａ、３５０ｃ、３５０ｄ、４５０ａ、４５０ｂ、４５０
ｃ 被加工材（被成形材） １００、２００、３００、４００、５００ 鍛造型 ４１０ ダイ（第一ダイ） ４１２ 肩部（第一肩部） ５１０ ダイ（第二ダイ） ５１２ 肩部（第二肩部） ｄ1 被加工材の穴径 ｄ2 マンドレル径 Ｄ0 スリーブパンチ外径 Ｄ3 、Ｄ3 ′ ダイの上部からダイの肩部までの穴径 Ｄ4 、Ｄ4 ′、Ｄ5 ダイの肩部からダイの下部まで
の穴径

フロントページの続き (72)発明者 今井 敏博 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マンドレル径よりも大きくアンダーカッ
   ト径とほぼ同一内径を有する有底円筒状の被加工材であ
   って、開口部側よりも底部側が小さい外径になるように
   外周に段部を有する被加工材を被成形材に使用し、 この被成形材を、内壁に肩部を有するダイに挿入する工
   程と、 被成形材の開口部側端部にパンチを当接して押し出し
   し、前記ダイの前記肩部により被成形材が絞り込まれる
   ことでアンダーカットが成形されると共に、被成形材の
   円筒内部のマンドレルによって被成形材のアンダーカッ
   ト径上方の円筒部内側径が規定される工程と、 を含むことを特徴とするアンダーカットを有する部品の
   製造方法。
2. 【請求項２】 押出開始前、有底円筒状の被成形材の内
   部にマンドレルを挿入するとき、前記マンドレルの先端
   が前記ダイの前記肩部よりも被成形材の底部側に挿入さ
   れることを特徴とする請求項１記載のアンダーカットを
   有する部品の製造方法。
3. 【請求項３】 マンドレル径よりも大きくアンダーカッ
   ト径とほぼ同一内径を有する有底円筒状の被加工材であ
   って、開口部側よりも底部側が小さい外径になるように
   外周に段部を有する被加工材を被成形材に使用し、 この被成形材を、内壁に肩部を有するダイに挿入する工
   程と、 前記ダイの前記肩部よりも被成形材の底部側を前方押出
   しする工程と、 前記ダイの前記肩部よりも被成形材の開口部側を据込み
   加工する工程とを含むことを特徴とするアンダーカット
   を有する部品の製造方法。
4. 【請求項４】 前記ダイの前記肩部よりも被成形材の底
   部側を前方押出しする工程と、前記ダイの前記肩部より
   も被成形材の開口部側を据込み加工する工程とを同時に
   行うことにより、被成形材の円筒内部のマンドレルによ
   って被成形材のアンダーカット径上方の円筒部内側径が
   規定されることを特徴とする請求項３記載のアンダーカ
   ットを有する部品の製造方法。
5. 【請求項５】 マンドレル径よりも大きくアンダーカッ
   ト径とほぼ同一内径を有する有底円筒状の被加工材であ
   って、開口部側よりも底部側が小さい外径になるように
   外周に段部を有する被加工材を被成形材に使用し、(1)
   この被成形材を、内壁に第一肩部を有する第一ダイに挿
   入する段階と、 前記第一ダイの前記第一肩部よりも被成形材の底部側を
   前方押出しすると共に前記第一ダイの前記第一肩部より
   も被成形材の開口部側を据込み加工することにより被成
   形材に第一アンダーカットを形成する段階とからなる第
   一工程と、(2) 前記第一工程により得られた被成形材
   を、内壁に前記第一肩部よりも小径の第二肩部を有する
   第二ダイに挿入する段階と、 前記第二ダイの前記第二肩部よりも被成形材の底部側を
   前方押出しすると共に前記第二ダイの前記第二肩部より
   も被成形材の開口部側を据込み加工することにより、前
   記第一アンダーカットの少なくとも一部の傾斜角度が前
   記第一工程終了後に比べて大きくなるように加工された
   第二アンダーカットを被成形材に形成する段階とからな
   る第二工程と、 を含むことを特徴とするアンダーカットを有する部品の
   製造方法。