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技術 しごき加工用ガイド部材およびこれを備えるしごき加工用型

出願人 京セラ株式会社
発明者 大久保直幸
出願日 2013年3月14日 (6年6ヶ月経過) 出願番号 2013-051973
公開日 2013年10月31日 (5年10ヶ月経過) 公開番号 2013-223882
状態 特許登録済
技術分野 金型の交換、取付、製造 型打ち,へら絞り,深絞り
主要キーワード 次原料粉末 形成パンチ 種歯車 プレス加工法 据込加工 加工型 次原料 扇形形状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年10月31日)のものです。
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図面 (8)

課題

厚みの厚いしごき加工ガイド部材の場合であっても、十分な焼結性を得ることができるしごき加工用ガイド部材およびそれを備えるしごき加工用型を提供する。

解決手段

本発明のしごき加工用ガイド部材10は、セラミック焼結体からなり、第一の面と、第一の面と向かい合う第二の面と、第一の面から第二の面にわたって設けられた側面3とを有し、側面3が被加工材のしごき加工部とされており、第一の面および第二の面のうち少なくとも一方に、第1の凹部1を有することで、長期信頼性の向上したしごき加工用型とすることができる。

概要

背景

金属素材非鉄金属ステンレス鋼合金鋼炭素鋼など)の成形法として、金属素材を金型などの加工型を用いて圧縮成形する、据込加工法、打ち抜き加工法、絞り加工法しごき加工法などのプレス加工法が用いられている。プレス加工法で成形される部材としては、例えば、各種歯車電子管一種である電子レンジ用のマグネトロンアノード自動車バイク用のイグニッションコイルケース複写機プリンタ用の感光ドラム等の円筒状の部材がある。このような円筒状の部材は外径内径の寸法精度が高く求められるため、プレス加工法の中でも、加工後の寸法精度が高いしごき加工法が用いられる。

しごき加工法に用いられる加工型として、例えば、特許文献1には、柱状のしごき加工用ガイド部材(ガイド部材)が中央部に設けられた下型(段形成パンチ)と、しごき加工用ガイド部材の外周に沿って配置された被加工材(ワーク)を押圧するための上型パッド)とを備えたものが記載されている。この加工型は、しごき加工用ガイド部材の外形が上型の内径に対応している。つまり、しごき加工用ガイド部材の側面がしごき加工部となり、しごき加工用ガイド部材の側面側に被加工材を配置して、上型で被加工材を押圧することで、しごき加工部から被加工材にしごきが加えられ、目的とする部材の形状に成形される。

概要

厚みの厚いしごき加工用ガイド部材の場合であっても、十分な焼結性を得ることができるしごき加工用ガイド部材およびそれを備えるしごき加工用型を提供する。 本発明のしごき加工用ガイド部材10は、セラミック焼結体からなり、第一の面と、第一の面と向かい合う第二の面と、第一の面から第二の面にわたって設けられた側面3とを有し、側面3が被加工材のしごき加工部とされており、第一の面および第二の面のうち少なくとも一方に、第1の凹部1を有することで、長期信頼性の向上したしごき加工用型とすることができる。

目的

つまり、しごき加工用ガイド部材の側面がしごき加工部となり、しごき加工用ガイド部材の側面側に被加工材を配置して、上型で被加工材を押圧することで、しごき加工部から被加工材にしごきが加えられ、目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

セラミック焼結体からなり、第一の面と、該第一の面と向かい合う第二の面と、前記第一の面から前記第二の面にわたって設けられた側面とを有し、該側面が被加工材しごき加工部とされており、前記第一の面および前記第二の面のうち少なくとも一方に、第1の凹部を有することを特徴とするしごき加工用ガイド部材

請求項2

前記第1の凹部が、前記第一の面および前記第二の面のうち少なくとも一方の中央部に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のしごき加工用ガイド部材。

請求項3

前記第1の凹部よりも外方に第2の凹部を有することを特徴とする請求項1または2に記載のしごき加工用ガイド部材。

請求項4

前記第2の凹部の深さが、前記第1の凹部の深さよりも浅いことを特徴とする請求項3に記載のしごき加工用ガイド部材。

請求項5

前記第2の凹部の深さが、前記第一の面から前記第二の面までの厚みの1/2未満であることを特徴とする請求項3または4に記載のしごき加工用ガイド部材。

請求項6

前記第2の凹部が、前記第1の凹部の外周に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載のしごき加工用ガイド部材。

請求項7

前記第2の凹部が等間隔で設けられていることを特徴とする請求項6記載のしごき加工用ガイド部材。

請求項8

前記第2の凹部がそれぞれ同一形状であることを特徴とする請求項6または7に記載のしごき加工用ガイド部材。

請求項9

前記第1の凹部および前記第2の凹部のうち少なくとも1つの底部にネジ穴が設けられていることを特徴とする請求項3乃至8のいずれかに記載のしごき加工用ガイド部材。

請求項10

前記側面は、前記第1の凹部の深さ方向に平行な断面において、前記凹部の底面に向かうに従って前記セラミックス焼結体の外側に向かって直線的に傾斜する傾斜面と、該傾斜面と連続してなり、前記第一の面または前記第二の面に対して垂直な垂直面とを有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のしごき加工用ガイド部材。

請求項11

前記傾斜面と前記垂直面との境界が、前記第1の凹部の深さ方向に平行な断面において、前記第1の凹部の底面よりも、第1の凹部の開口側の面に対して対向する面側に位置することを特徴とする請求項10に記載のしごき加工用ガイド部材。

請求項12

前記側面は、前記第2の凹部の深さ方向に平行な断面において、前記凹部の底面に向かうに従って前記セラミックス焼結体の外側に向かって直線的に傾斜する傾斜面と、該傾斜面と連続してなり、前記第一の面または前記第二の面に対して垂直な垂直面とを有することを特徴とする請求項3乃至8のいずれかに記載のしごき加工用ガイド部材。

請求項13

前記傾斜面と前記垂直面との境界が、前記第2の凹部の深さ方向に平行な断面において、前記第2の凹部の底面よりも、第2の凹部の開口側の面に対して対向する面側に位置することを特徴とする請求項12に記載のしごき加工用ガイド部材。

請求項14

前記被加工材を押圧して被加工材を成形するための第1の金型および第2の金型と、前記第1の金型と前記第2の金型の間に配置された請求項1乃至13のいずれかに記載のしごき加工用ガイド部材とを備えてなることを特徴とするしごき加工用型

技術分野

0001

本発明は、金属製の薄型リング状部材円筒状部材成形時に用いられるしごき加工ガイド部材およびこれを備えるしごき加工用型に関する。

背景技術

0002

金属素材非鉄金属ステンレス鋼合金鋼炭素鋼など)の成形法として、金属素材を金型などの加工型を用いて圧縮成形する、据込加工法、打ち抜き加工法、絞り加工法、しごき加工法などのプレス加工法が用いられている。プレス加工法で成形される部材としては、例えば、各種歯車電子管一種である電子レンジ用のマグネトロンアノード自動車バイク用のイグニッションコイルケース複写機プリンタ用の感光ドラム等の円筒状の部材がある。このような円筒状の部材は外径内径の寸法精度が高く求められるため、プレス加工法の中でも、加工後の寸法精度が高いしごき加工法が用いられる。

0003

しごき加工法に用いられる加工型として、例えば、特許文献1には、柱状のしごき加工用ガイド部材(ガイド部材)が中央部に設けられた下型(段形成パンチ)と、しごき加工用ガイド部材の外周に沿って配置された被加工材(ワーク)を押圧するための上型パッド)とを備えたものが記載されている。この加工型は、しごき加工用ガイド部材の外形が上型の内径に対応している。つまり、しごき加工用ガイド部材の側面がしごき加工部となり、しごき加工用ガイド部材の側面側に被加工材を配置して、上型で被加工材を押圧することで、しごき加工部から被加工材にしごきが加えられ、目的とする部材の形状に成形される。

先行技術

0004

特開平8−281370号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、このような加工型のしごき加工用ガイド部材としては、金属に比べて耐摩耗性に優れるセラミック焼結体が用いられるが、加工型の大きさに応じて、しごき加工用ガイド部材の厚みを厚くする必要が生じる場合がある。

0006

ここで、特に厚みの厚いしごき加工用ガイド部材をセラミックにて作製した場合に、十分な焼結性を得ることができず、使用時においてしごき加工用ガイド部材に破損が生じるおそれがある。

0007

それゆえ、本発明はこのような課題に鑑み、破損しにくいしごき加工用ガイド部材およびこれを備えるしごき加工用型を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明のしごき加工用ガイド部材は、セラミック焼結体からなり、第一の面と、該第一の面と向かい合う第二の面と、前記第一の面から前記第二の面にわたって設けられた側面とを有し、該側面が被加工材のしごき加工部とされており、前記第一の面および前記第二の面のうち少なくとも一方に、第1の凹部を有することを特徴とするものである。

0009

また、本発明のしごき加工用型は、前記被加工材を押圧して被加工材を成形するための第1の金型および第2の金型と、前記第1の金型と前記第2の金型の間に配置された上記
のしごき加工用ガイド部材とを備えてなることを特徴とするものである。

発明の効果

0010

本発明のしごき加工用ガイド部材によれば、セラミック焼結体からなり、第一の面と、第一の面と向かい合う第二の面と、第一の面から第二の面にわたって設けられた側面とを有し、側面が被加工材のしごき加工部とされており、第一の面および第二の面のうち少なくとも一方に、第1の凹部を有することにより、セラミック焼結体の厚みが第1の凹部により部分的に薄くなることで焼結性を高めることができ、破損しにくいしごき加工用ガイド部材とすることができる。

0011

また、本発明のしごき加工用型によれば、被加工材を押圧して被加工材を成形するための第1の金型および第2の金型と、第1の金型と第2の金型の間に配置された上記のしごき加工用ガイド部材とを備えてなることにより長期間にわたって使用することができる。

図面の簡単な説明

0012

本実施形態のしごき加工用ガイド部材の一例を示す、(a)は、概略平面図であり、(b)は、(a)のA−A’線における概略縦断面図である。
本実施形態のしごき加工用ガイド部材の他の一例を示す、(a)は、概略平面図であり、(b)は、(a)のB−B’線における概略縦断面図である。
本実施形態のしごき加工用ガイド部材のさらに他の一例を示す、(a)は、概略平面図であり、(b)は、(a)のC−C’線における概略縦断面図である。
本実施形態のしごき加工用ガイド部材のさらに他の一例を示す、(a)は、概略平面図であり、(b)は、(a)のE−E’線における概略縦断面図である。
本実施形態のしごき加工用ガイド部材のさらに他の一例を示す、(a)は、概略平面図であり、(b)は、(a)のF−F’線における概略縦断面図である。
本実施形態のしごき加工用ガイド部材のさらに他の一例を示す、(a)は、概略平面図であり、(b)は、(a)のG−G’線における概略縦断面図である。
本実施形態のしごき加工用ガイド部材を備えるしごき加工用型の一例を示す、(a)は、成形前の状態であり、(b)は被加工材を押圧したときの状態の概略断面図である。

0013

以下、本実施形態のしごき加工用ガイド部材について図面を用いて詳述する。

0014

図1は、本実施形態のしごき加工用ガイド部材の一例を示す、(a)は、概略平面図であり、(b)は、(a)のA−A’線における概略縦断面図である。なお、以降の図において同一の部材については同一の番号を付するものとする。

0015

図1に示すしごき加工用ガイド部材10は、第一の面(図1においては上面、以下同様)と、第一の面と向かい合う第二の面(図1においては下面、以下同様)と、第一の面から第二の面にわたって設けられた側面3とを有し、側面3が被加工材のしごき加工部とされている。また、しごき加工用ガイド部材10の第一の面に、言い換えれば、しごき加工用ガイド部材10を平面視して中央部に、円形状の第1の凹部1を有する。なお、第1の凹部1は、しごき加工用ガイド部材10を平面視して、円形状であることに限定されるものではなく、例えば、楕円形状や多角形状であっても構わない。また、第1の凹部1が形成される部位は、しごき加工用ガイド部材10の外形形状や材料等にあわせて適宜設定すればよい。

0016

本実施形態のしごき加工用ガイド部材10は、セラミック焼結体の第一の面および第二の面のうち少なくとも一方に、第1の凹部1が設けられていることにより、しごき加工用ガイド部材10の体積が減少することから、しごき加工用ガイド部材10の成形体において焼結
性を向上させることができる。また、セラミック焼結体の中央部は熱が加わりにくいため、中央部に第1の凹部1を有することで、熱が加わりにくい中央部の体積を減少することができ、焼結性を効果的に向上させることができる。それゆえ、第1の凹部1は、中央部に設けることが好ましい。なお、第1の凹部1は、セラミック焼結体の上面に設けられている方が、第1の凹部1が設けられた部位に、セラミック焼結体の自重による応力集中などが生じにくいため好ましい。

0017

なお、第1の凹部1は、深さD1が、しごき加工用ガイド部材10の高さ方向における厚み、すなわち、第一の面から第二の面までの厚みTの0.7倍以下であって、しごき加工用
ガイド部材10を平面視したとき、第1の凹部1と外周面との間の幅Wは、しごき加工用ガイド部材10の幅W0の0.05倍以上0.4倍以下となるように設けられていることが好ましい
。第1の凹部1の深さD1および幅Wの大きさを、上記範囲内で適宜設定することで、セラミック焼結体の焼結性を向上するとともに、機械的強度を高く維持することができる。

0018

なお、外周端部における応力を緩和するにあたり、しごき加工用ガイド部材10の端部において、C面またはR面等の面取り加工を行なうことが好ましく、図1に示すしごき加工用ガイド部材10においては、R面加工している例を示している。

0019

図2は、本実施形態のしごき加工用ガイド部材の他の一例を示す、(a)は、概略平面図であり、(b)は、(a)のB−B’線における概略縦断面図である。

0020

図2に示すしごき加工用ガイド部材10’は図1に示すしごき加工用ガイド部材10と比較して、側面3(しごき加工部)が、第1の凹部1の深さ方向に平行な断面(図2(b))において、第1の凹部1の底面に向かうに従ってセラミックス焼結体(しごき加工用ガイド部材10’)の外側に向かって直線的に傾斜する傾斜面3aと、傾斜面3aと連続してなり、第一の面(上面)または第二の面(下面)に対して垂直な垂直面3bとを有している。

0021

本実施形態のしごき加工用ガイド部材10’は、側面3(しごき加工部)が、傾斜面3aと垂直面3bとを有するため、しごき加工部の外周に被加工材を配置して被加工材をしごき加工したとしても傾斜部3aがあるため、加工した被加工材をしごき加工用ガイド部材10’から取り外しやすい。

0022

なお、傾斜面3aと垂直面3bとのなす角θは、0.5°〜10°が好ましく、θが0.5°〜10°の範囲であれば、加工した被加工材を取り外しやすく、さらに、傾斜面3aの傾斜が大きすぎないため、傾斜面3aにおいて被加工材に十分なしごきを与えることができる。

0023

ここで、しごき加工用ガイド部材10’は、しごき加工の際に外側から内側に向かって大きな圧力が加わると、傾斜面3aと垂直面3bとの境界5に応力が集中しやすく、この部位を起点としてクラック等の破損が生じるおそれがある。

0024

したがって、本実施形態のしごき加工用ガイド部材10’は、傾斜面3aと垂直面3bとの境界5が、第1の凹部1の深さ方向に平行な断面において、第1の凹部1の底面よりも第1の凹部1の開口側の面(上面)に対して対向する面(下面)側に位置することが好ましい。すなわち、しごき加工用ガイド部材10’は、図2においては、側面3における境界5が、第1の凹部1の底面と第二の面(下面)との間である厚み6の延長上に位置する。しごき加工用ガイド部材10’がこのような構成であると、しごき加工時に、しごき加工用ガイド部材10’に外側から内側に向かって大きな圧力が加わったとしても、厚み6の延長上に位置する境界5には歪が生じにくいため、境界5において応力集中による破損が生じにくい。

0025

図3は、本実施形態のしごき加工用ガイド部材のさらに他の一例を示す、(a)は、概略平面図であり、(b)は、(a)のC−C’線における概略縦断面図である。

0026

図3に示すしごき加工用ガイド部材11は、図1に示すしごき加工用ガイド部材10と比較して、第1の凹部1よりも外方に設けられた、環状の第2の凹部2をさらに備えている。なお、環状の第2の凹部2が2つ以上あっても構わない。

0027

焼結性を向上することを目的として、第1の凹部1のみを設けた場合、第1の凹部1の大きさにもよるが、セラミック焼結体全体の機械的強度が低下する傾向がある。それゆえ、複数の凹部(第1の凹部1、第2の凹部2)を設けることで、セラミック焼結全体の機械的強度の低下を抑制することができる。

0028

すなわち、第1の凹部1および第2の凹部2を設けることで焼結性を向上させることができるとともに、第1の凹部1と第2の凹部2との間がリブ部30となり、リブ部30によって、セラミック焼結体全体の機械的強度の低下を抑制することができる。なお、第1の凹部1の形状は、しごき加工用ガイド部材11の中心線に対して対称な形状であると、より応力を均一に分散することができ、特には平面視で円形状であることがより好ましい。

0029

なお、第1の凹部1の深さD1および第2の凹部2の深さD2は、しごき加工用ガイド部材11の第一の面から第二の面までの厚みTの0.7倍以下とするとともに、第1の凹部1
と第2の凹部2との間の幅W2と第2の凹部2としごき加工用ガイド部材10の外周との間の幅W3とは、それぞれしごき加工用ガイド部材10の幅W0の0.05倍以上0.4倍以下とな
るように設けられていることが、セラミック焼結体の焼結性を向上するとともに、セラミック焼結体全体の機械的強度を高く維持するために好ましい。なお、幅W2と幅W3とを同じ幅とすることもできる。

0030

ここで、しごき加工用ガイド部材11の上面において、中央部に第1の凹部1を設ける場合、中央部は特に、しごき加工によりセラミック焼結体に圧縮荷重が加えられたとき、応力が集中しやすい部位であることから、第1の凹部1の幅W1を、幅W0の0.35倍以下とすることで、抗折力をより高く維持することができる。

0031

また、第1の凹部1と第2の凹部2の深さとを同じ深さとすることもできるが、第2の凹部2の深さD2を第1の凹部1の深さD1よりも浅くなるように設けることもできる。

0032

第2の凹部2の深さD2を第1の凹部1の深さD1よりも浅くすることにより、しごき加工用ガイド部材11の上面において、中央部に第1の凹部1を設けたことにより生じる応力(圧縮応力引っ張り応力)が、第2の凹部2に分散されやすくなり、応力集中を緩和することができる。それにより、加工用ガイド部材11に破損が生じるのを有効に抑制することができる。

0033

特に、第2の凹部2は、深さD2を、第1の凹部1の深さD1の0.4倍以上0.9倍以下とすることが好ましい。それにより、第2の凹部2を設けたことを起因として加工用ガイド部材11に破損が生じるのを有効に抑制することができる。

0034

また、第2の凹部2の深さD2は、しごき加工用ガイド部材10の第一の面から第二の面までの厚みTにおける厚みの1/2未満であることがさらに好ましい。このような構成であると、第2の凹部2と側面3(しごき加工部)との間の部位に圧縮荷重が加わり、圧縮荷重が加えられた部位が第2の凹部2側に押し込まれることで発生する、側面3の表面の引張り応力を緩和することができる。すなわち、第2の凹部2の深さD2が上記範囲であ
れば、しごき加工用ガイド部材11の側面3の表面に引張り応力を原因とする破損が生じにくい。

0035

図4は、本実施形態のしごき加工用ガイド部材のさらに他の一例を示す、(a)は、概略平面図であり、(b)は、(a)のE−E’線における概略縦断面図である。

0036

図4に示すしごき加工用ガイド部材11’は、図3に示すしごき加工用ガイド部材11と比較して、側面3(しごき加工部)が、第2の凹部2の深さ方向に平行な断面(図4(b))において、前記凹部の底面に向かうに従ってセラミックス焼結体(しごき加工用ガイド部材11’)の外側に向かって直線的に傾斜する傾斜面3aと、傾斜面3aと連続してなり、第一の面(上面)または第二の面(下面)に対して垂直な垂直面3bとを有している。

0037

本実施形態のしごき加工用ガイド部材11’は、側面3(しごき加工部)が、傾斜面3aと垂直面3bとを有するため、しごき加工部の外周に被加工材を配置して被加工材をしごき加工したとしても傾斜面3aがあるため、加工した被加工材をしごき加工用ガイド部材11’から取り外しやすい。

0038

また、傾斜面3aと垂直面3bとのなす角θは、0.5°〜10°が好ましく、θが0.5°〜10°の範囲であれば、加工した被加工材を取り外しやすく、さらに、傾斜面3aの傾斜が大きすぎないため、傾斜面3aにおいて被加工材に十分なしごきを与えることができる。

0039

ここで、しごき加工用ガイド部材11’は、しごき加工の際に外側から内側に向かって大きな圧力が加わると、傾斜面3aと垂直面3bとの境界5に応力が集中しやすく、この部位を起点としてクラック等の破損が生じるおそれがある。

0040

したがって、本実施形態のしごき加工用ガイド部材11’は、傾斜面3aと垂直面3bとの境界5が、第2の凹部2の深さ方向に平行な断面において、第2の凹部2の底面よりも第2の凹部2の開口側の面(上面)に対して対向する面(下面)側に位置することが好ましい。すなわち、しごき加工用ガイド部材11’は、図4においては、側面3における境界5が、第1の凹部1の底面と第二の面(下面)との間である厚み7の延長上に位置する。しごき加工用ガイド部材11’がこのような構成であると、しごき加工時に、しごき加工用ガイド部材11’に外側から内側に向かって大きな圧力が加わったとしても、厚み7の延長上に位置する境界5には歪が生じにくいため、境界5において応力集中による破損が生じにくい。なお、第2の凹部2が複数設けられている場合には、最も深い第2の凹部2を選択して、前述の構成とすればよい。

0041

図5は、本実施形態のしごき加工用ガイド部材のさらに他の一例を示す、(a)は、概略平面図であり、(b)は、(a)のF−F’線における概略縦断面図である。

0042

図5に示すしごき加工用ガイド部材12は、平面視して、同一形状の第2の凹部2が、第1の凹部1の外周に沿って等間隔で複数設けられている。なお、第2の凹部2は、外方に向けて広がった形状である扇形形状とされている。なお、第2の凹部2が複数設けられていること以外、図3に示すしごき加工用ガイド部材11と同様の構成である。

0043

本実施形態のしごき加工用ガイド部材12は、第2の凹部2が、第1の凹部1の外周に沿って複数設けられていることにより、しごき加工用ガイド部材12に生じる応力がより均一に分散されやすくなり、破損が生じるのをより抑制することができる。さらに、外周に沿って隣り合う第2の凹部2間に肉厚部(以下、リブ部31という)が形成されるため、そのリブ部31が補強部となることでしごき加工用ガイド部材12の圧縮荷重に対する耐久性がより高まる傾向がある。

0044

また、本実施形態のしごき加工用ガイド部材12において、第2の凹部2は、外方に向けて広がった扇形形状であることが好ましい。第2の凹部2をこのような構成とすることで、隣り合う第2の凹部2の間のリブ部31も、外方に向けて広がった形状となる。それにより、本実施形態のしごき加工用ガイド部材11は、外方の部位の熱容量が大きくなることで耐熱衝撃性が向上するため、しごき加工によって、被加工材(図示しない)との摩擦熱による加熱や、加熱後の自然放冷を繰り返したとしても破壊されにくいものとすることができる。なお、第2の凹部2が外方に向けて広がった形状とは扇形形状に限定されるものではなく、台形形状であってもかまわない。

0045

また、本実施形態のしごき加工用ガイド部材12において、第2の凹部2が等間隔で設けられていることが好ましい。このような構成であると、より均一に応力を分散できる傾向があるため、しごき加工のとき、圧縮荷重が加わってもより破損が生じるのを抑制することができる。

0046

さらに、しごき加工用ガイド部材12は、複数の第2の凹部2がそれぞれ同一形状であることが好ましい。このような構成であると、さらに均一に応力を分散できる傾向があるため、しごき加工のとき、圧縮荷重が加わっても破損が生じるのをさらに抑制することができる。

0047

図6は、本実施形態のしごき加工用ガイド部材のさらに他の一例を示す、(a)は、概略平面図であり、(b)は、(a)のG−G’線における概略縦断面図である。

0048

図6に示すしごき加工用部材13は、第2の凹部2の底部にネジ穴4が設けられている。なお、ネジ穴4は、第1の凹部1に設けられていても構わない。

0049

本実施形態のしごき加工用ガイド部材13は、第1の凹部1および第2の凹部2のうち少なくとも1つの底部にネジ穴4が設けられていることにより、しごき加工用ガイド部材13を金型などの台座ネジ(図示しない)により容易に固定することができる。このようにネジでしごき加工用ガイド部材13を固定する構成とすることで、しごき加工用ガイド部材13の着脱が容易となることから、しごき加工部が著しく摩耗したり、しごき加工用ガイド部材13が寿命により破損が生じたりした場合に、容易に新しいものと交換することができる。さらに、ネジ穴4が、第1の凹部1および第2の凹部2のうち少なくとも1つの底部に設けられていると、ネジ穴4にネジが嵌められたとしても、応力がしごき加工用ガイド部材13の全体に分散されるため、ネジ穴4の周辺に応力が集中しにくい。それゆえ、しごき加工用ガイド部材13は、しごき加工のとき、圧縮荷重が加わっても破損しにくいものとすることができる。

0050

ここで、しごき加工用ガイド部材10〜13,10’および11’に用いるセラミック焼結体は、圧縮荷重、摩擦および摩擦による摩擦熱に対して熱的・機械的特性、例えば、抗折強度、耐摩耗性、耐熱性等が優れていることが好ましく、公知のセラミック材料から適宜選択して形成することができる。公知のセラミック材料としては、例えば、窒化珪素炭化珪素ジルコニアコージェライトアルミナまたはこれらの複合体等のセラミックスから選択すればよい。なお、しごき加工用ガイド部材10〜13,10’および11’の構成は、難焼結性のセラミックスを用いるときに特に有用である。難焼結性のセラミックスとしては、例えば、窒化珪素質焼結体がある。

0051

次に、しごき加工用ガイド部材10〜13,10’および11’の製造方法について説明する。

0052

まず、しごき加工用ガイド部材10〜13,10’および11’のもととなる柱状のセラミック
焼結体を公知の方法により製造する。例えば、窒化珪素1次原料と、所定量の焼結助剤バインダおよび溶媒とを混合してスラリーとした後、スプレードライヤーにより噴霧造粒して2次原料を得る。そして、この2次原料を用いて静水圧プレス成形法(ラバープレス法)により、所定の外形寸法になるように柱状の成形体を成形する。その後、これらの成形体に公知の切削加工を施して、第1の凹部1、または第1の凹部1および第2の凹部2の両方を設ける。また、側面3として傾斜面3aを設ける場合には、これらの成形体に公知の切削加工を施して、傾斜面3aを設ける。なお、ねじ穴4を設ける場合には、第1の凹部1および第2の凹部2のうち少なくとも1つの底部に公知の切削加工を施せばよい。そして、第1の凹部1または、第1の凹部1および第2の凹部2が設けられた成形体を、還元雰囲気炉中で1800〜2100℃の温度で焼成し、必要に応じて仕上げ研削加工を施して、柱状の窒化珪素質焼結体からなるしごき加工用ガイド部材10〜13,10’および11’を製造することができる。なお、傾斜面3aは、前記仕上げの研削加工で設けてもよい。

0053

そして、得られたしごき加工用ガイド部材10〜13,10’および11’は、しごき加工用型の所定位置に、接着やねじ締結などの方法により固定して用いることができる。

0054

なお、本実施形態のしごき加工用ガイド部材10〜13,10’および11’の幅W0が100〜400mm、厚みTが30mm〜150mmであるとき、特に好適に用いることができる。

0055

図7は、本実施形態のしごき加工用ガイド部材11を備えるしごき加工用型20の一例を示す、(a)は、成形前の状態であり、(b)は被加工材を押圧したときの状態の概略断面図である。

0056

本実施形態のしごき加工用型20は、円筒状の部材であるリング状部材Rを製造するためのしごき加工用型であって、被加工材R’を押圧して被加工材R’を成形するための第1の金型(下型21)および第2の金型(上型22)と、第1の金型(下型21)と第2の金型(上型22)の間に配置されたしごき加工用ガイド部材11とを備える。なお、下型21および上型22はダイ23,24にそれぞれ固定されている。

0057

下型21は、上部にリング状部材Rの外径と同じ大きさの内径を有する環状の凸部26が設けられている。また、下型21の凸部26の内周内に、リング状部材Rの内径と同じ大きさの外径(しごき加工用ガイド部材の幅W0)のしごき加工用ガイド部材11が固定されている。すなわち、下型21において、凸部26の内周面としごき加工用ガイド部材11の側面3との間に環状の隙間25が形成されている。また、下型21の下部は円柱状のダイ23に公知の接合方法により接合されている。

0058

また、上型22は、下型21の隙間25と対応する凸部27が設けられている。さらに、上型22の上部は円柱状のダイ24に公知の接合方法により接合されている。

0059

なお、下型21、上型22およびダイ23,24は、例えば、セラミックス、金属または合金を用いて作製することができる。

0060

このような構成のしごき加工用型20を用いて、金属素材からリング状部材Rを成形する場合には、図7(a)に示すように、まず予め金属製の鋼棒を必要な長さに切断し、リング状に端面同士が接合された被加工材R’を準備し、これを下型21の凸部26の内周面としごき加工用ガイド部材11の側面の隙間25に配置する。そして、上型22を用いて、上型22の凸部27が被加工材R’を押圧して隙間25に押し込むことで、図5(b)のようにリング状部材Rが成形される。なお、被加工材R’の幅は、隙間25の幅より広くすることで、下型21の被加工材R’にしごきが加えられやすくなり、寸法精度のよい加工を行なうことができる。

0061

なお、しごき加工用型20は、しごき加工用ガイド部材10の代わりにしごき加工用ガイド部材10’,11,11’,12または13を用いても構わない。

0062

以下では、本発明のしごき加工用ダイスの実施例を記載するが、実施例に本発明が限定されないことはいうまでもない。

0063

窒化珪素1次原料として、純度87%の窒化珪素1次原料粉末を準備し、この窒化珪素1次原料粉末100質量%に対し、焼結助剤を13.5質量%、バインダを1質量%、分散剤を0.3質量%、溶媒を100質量%加えてスラリーとした後、スプレードライヤーにより噴霧造粒
して2次原料を得た。得られた2次原料を用いて静水圧プレス成形法(ラバープレス法)により、柱状の成形体を成形した。その後、成形体を還元雰囲気炉中で1850℃の最高温度で焼成し、得られた焼結体に表1に示す形状と寸法となる第1の凹部1または第1の凹部1および第2の凹部2の両方を設ける研削加工を施し、試料No.1〜14をそれぞれ作製した。なお、試料No.1〜14の幅W0は270mm、厚みTは70mmとなるように作製し
た。

0064

また、比較例として、第1の凹部1および第2の凹部2を設けていない柱状のセラミック焼結体の試料No.15を作製した。なお、比較例の試料No.15の幅W0および厚みTは試料No.1〜14と同様とした。

0065

次に、試料No.1〜15をそれぞれ、しごき加工用ガイド部材として用いて、図7に示すしごき加工用型20を作製した。そしてプレス機にしごき加工用型20を搭載して、材質がステンレス鋼の被加工材R’を、各試料を同じ圧力でプレスすることでしごき加工してリング状部材Rを作製した。そして、リング状部材Rをしごき加工用型20から取り除いて、試料No.1〜15に破損が生じているかどうかを目視で確認した。リング状部材Rを作製して、試料に破損が生じているかどうかの確認までの作業を1サイクルとし、試料No.1〜15に初めて破損が確認できたサイクル数を記録した。その結果を表1に示す。

0066

ここで破損が生じているとは、目視で試料の一部に亀裂が生じていることを確認できる、または金属顕微鏡などを用いて試料表面を観察したとき0.5mm以上の亀裂または最大
径が0.5mm以上のカケが生じたときをいう。

0067

また表1における寸法の倍率とは、深さD1およびD2は厚みTに対する倍率で、幅W,幅W1,幅W2および幅W3は幅W0に対する倍率である。

0068

0069

表1に示すように、第1の凹部1または、第1の凹部1および第2の凹部2の両方設けている試料No.1〜14は、第1の凹部1および第2の凹部2を設けていない試料No.15に比べてしごき加工をしても破損が生じにくいことがわかった。

実施例

0070

特に、第1の凹部1よりも外方に第2の凹部2を有する試料No.3〜14は、第1の凹部1しか有していない試料No.1および2に比べて破損が生じにくいことがわかった。また、形状が同形状で、W1、W2およびW3が同じ値である試料No.3〜6において、第2の凹部2の深さD2が、第1の凹部1の深さD1よりも浅い試料No.4〜6は破損がより生じにくいことがわかった。さらに試料No.3〜6において、第1の凹部1の深さD1が厚みTの1/2以下である試料No.5および6は特に破損が生じにくいこと
がわかった。

0071

1:第1の凹部
2:第2の凹部
3:側面
3a:傾斜面
3b:垂直面
4:ネジ穴
5:傾斜面3aと垂直面3bとの境界
10,10’,11,11’,12,13:しごき加工用ガイド部材
20:しごき加工用型

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