プレス金型用打抜きパンチ及びそれを用いた車両用部品の製造方法
【課題】寿命向上を図り得るプレス金型用打抜きパンチを提供する。
【解決手段】プレス金型用打抜きパンチ１１の全体、あるいは刃先部１１ａの一部位である先端部１１ａ１のみを炭窒化チタン焼結体で形成する。このプレス金型用打抜きパンチ１１を用いて、ディスクカバー３１（車両用部品）における車体に取り付けるための取付穴３１ａ〜３１ｆ、及び車軸を挿通するための挿通穴３１ｇを打抜き加工によって形成する。
【解決手段】プレス金型用打抜きパンチ１１の全体、あるいは刃先部１１ａの一部位である先端部１１ａ１のみを炭窒化チタン焼結体で形成する。このプレス金型用打抜きパンチ１１を用いて、ディスクカバー３１（車両用部品）における車体に取り付けるための取付穴３１ａ〜３１ｆ、及び車軸を挿通するための挿通穴３１ｇを打抜き加工によって形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス金型用打抜きパンチ及びそれを用いた車両用部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレス金型用打抜きパンチの材質として合金工具鋼、高速度工具鋼などのプレス用鋼か、これらのプレス用鋼に表面処理等を施したものを使用するのが一般的である。このようなプレス用鋼を主体としたプレス金型用打抜きパンチでは、耐磨耗性等が十分に得られないため、頻繁に打抜きパンチの交換・補修のためのメンテナンス作業を行う必要がある。この場合、打抜きパンチの材質として少なくとも刃先の一部位が超硬合金からなるものを使用すれば、プレス用鋼を使用した場合に比べて寿命向上を図ることが可能である。しかし、超硬合金はプレス用鋼に比して靭性が劣るため、欠損・脱落のおそれがあり、打抜きパンチへの適用は困難である。
【０００３】
ところで、アルミニウムダイキャスト等を鋳造するための射出型材の材料として炭窒化チタン焼結体を使用したものが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。炭窒化チタン焼結体は、アルミニウムと反応しにくいこと、溶湯に対する耐摩耗性が高いこと、熱伝導度が低いこと、などから上記射出型材の材料としての適性があり、このような炭窒化チタン焼結体を使用することで、射出型材の寿命の向上を図ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７８７５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明者らは、プレス金型用打抜きパンチの寿命向上を図るべく鋭意検討した結果、その材質として炭窒化チタン焼結体を使用することが十分に可能であることを見出し、本願出願に至ったものである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
すなわち、本発明のプレス金型用打抜きパンチは、少なくとも刃先部の一部位を炭窒化チタン焼結体で形成したことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、打抜きパンチの寿命を従来品に比して大幅に向上させることができ、その交換・補修のためのメンテナンス作業を減らすことができる。
【０００８】
また、本発明に係る車両用部品の製造方法は、上記したプレス金型用打抜きパンチを用いて、車両用部品における車体又は車輪に取り付けるための取付穴を打抜き加工によって形成することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、打抜きパンチの寿命向上と相俟って、車両用部品における取付穴の加工形態の均一性を図り、しかも寸法精度を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係り、プレス金型用打抜きパンチの一例を示す正面図。
【図２】本発明の実施例１〜３に係り、プレス金型用打抜きパンチが組み込まれたプレス金型のパンチホルダを示す斜視図。
【図３】本発明の実施例１〜３に係り、プレス金型用パンチを用いて打抜き加工された車両用部品を示す平面図。
【図４】本発明の実施例２に係り、プレス金型用打抜きパンチの一例を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明に係るプレス金型用打抜きパンチ１１（以下、単に打抜きパンチ１１という）の正面図である。打抜きパンチ１１は、例えば鋼板を素材とする車両用部品としてのディスクカバー３１（図３参照）を打ち抜いて穴あけ加工を行う工具であり、刃先部１１ａと、刃先部１１ａと一体に形成されて刃先部１１ａよりも大径のシャンク部１１ｂと、シャンク部１１ｂと一体に形成されてシャンク部１１ｂよりも大径の鍔部１１ｃとをこの順に備えている。刃先部１１ａ、シャンク部１１ｂ及び鍔部１１ｃは、それぞれ直径の異なる断面円形状に形成されている。
【００１３】
上記打抜きパンチ１１は、その全体が炭窒化チタン焼結体で形成されている。具体的には、特許第３７８７５３３号公報に開示されているように、例えば炭窒化チタン（ＴｉＣ０．７Ｎ０．３）粉体：６４重量％、炭化チタン粉体：３０重量％、及びＡＦＭ合金鉄粉体（助剤）６重量％を混合して、所定形状（図１参照）に成型した後、１３００〜１６００℃の範囲内で焼結することにより得られる。
【００１４】
なお、炭窒化チタン焼結体は、上記した組成のものに限らず、ＡＦＭ合金鉄粉体に代えて、例えばニッケル粉体や、クロム−ニッケル−鉄合金（ＢＴＧ合金鉄）などを助剤として用いたものなどを適宜使用することができる。
【００１５】
図２は、打抜きパンチ１１を構成要素とするプレス金型１のパンチホルダ２０（上ダイセット）を示す。パンチホルダ２０は、打抜きパンチ１１を鍔部１１ｃにて固定するための周知のバッキングプレート２１及びパンチプレート２２を備えるとともに、図示を省略するガイドピンを挿通させるための複数のコイルスプリング２３を備えている。
【００１６】
打抜きパンチ１１は、ほぼ同じ形状、同じ寸法に形成された複数の打抜きパンチ１１Ａ〜１１Ｆと、打抜きパンチ１１Ａ〜１１Ｆよりも大径の打抜きパンチ１１Ｇとで構成されている。なお、打抜きパンチ１１Ｇは、底付き円筒形状に形成されている。
【００１７】
打抜きパンチ１１Ａ〜１１Ｆは、パンチホルダ２０の動作に応じて、図３に示すようなディスクカバー３１における車体（図示省略）に取り付けるための取付穴３１ａ〜３１ｆを打抜き加工によって形成する。
【００１８】
一方、打抜きパンチ１１Ｇは、パンチホルダ２０の動作に応じて、ディスクカバー３１における車軸（図示省略）を挿通するための挿通穴３１ｇを打抜き加工によって形成する。
【００１９】
以上のように、炭窒化チタン焼結体で形成した打抜きパンチ１１（打抜き１１Ａ〜１１Ｇ）を使用することにより、その寿命を従来品に比して大幅に向上させることができ、交換・補修のためのメンテナンス作業を減らすことができる。特に、せん断面の大きい挿通穴３１ｇを打抜き加工する打抜きパンチ１１Ｇで生じやすかった早期の磨耗を良好に防止することができる。
【００２０】
また、打抜きパンチ１１の寿命向上と相俟って、ディスクカバー３１における取付穴３１ａ〜３１ｆ、及び挿通穴３１ｇの加工形態の均一性を図り、しかも寸法精度を良好に維持することができる。
【実施例２】
【００２１】
上記実施例１では、打抜きパンチ１１を構成する打抜きパンチ１１Ａ〜１１Ｇにおいて、それぞれ全体を炭窒化チタン焼結体で形成したが、これに限らず、例えば打抜きパンチ１１の刃先部１１ａのみや、図４に示すような刃先部１１ａの一部位である先端部１１ａ１（素材を貫通する部分）のみを炭窒化チタン焼結体で形成するとともに、残部を合金工具鋼（例えばＳＫＤ１１）や高速度工具鋼（例えばＳＫＨ５１、ＳＫＨ４０）等のプレス用鋼で形成してもよい。この場合、炭窒化チタン焼結体とプレス用鋼とは、ボルト止め等で一体的に構成することができる。
【００２２】
この実施例２によれば、打抜きパンチ１１の寿命を向上させつつ、コストの上昇を抑えることができる。
【実施例３】
【００２３】
上記実施例１及び実施例２では、打抜きパンチ１１の全て（打抜きパンチ１１Ａ〜１１Ｇ）において少なくとも一部位に炭窒化チタン焼結体が含まれるように構成したが、これに限らず、少なくとも一部位に炭窒化チタン焼結体が含まれるパンチ群（第１の打抜きパンチ）と、プレス用鋼からなるパンチ群（第２の打抜きパンチ）とを混合させるようにしてもよい。
【００２４】
具体的には、図２において、例えば打抜きパンチ１１Ａ〜１１Ｃ、１１Ｇを上記実施例１又は実施例２で説明したような炭窒化チタン焼結体が含まれる第１の打抜きパンチとし、打抜きパンチ１１Ｄ〜１１Ｆをプレス用鋼からなる第２の打抜きパンチとすることができる。あるいは、打抜きパンチ１１Ａ、１１Ｃ、１１Ｅ、１１Ｇを上記実施例１又は実施例２で説明したような炭窒化チタン焼結体が含まれる第１の打抜きパンチとし、打抜きパンチ１１Ｂ、１１Ｄ、１１Ｆをプレス用鋼からなる第２の打抜きパンチとすることもできる。
【００２５】
この実施例３によれば、第２の打抜きパンチにおける耐摩耗性の不足分を第１の打抜きパンチにおける耐摩耗性の増加分で補うことにより、打抜きパンチ１１の全てを窒化チタン焼結体が含まれる第１の打抜きパンチで構成しなくて済むので、コストの上昇を良好に抑えることができる。
【００２６】
なお、上記実施例１〜３では、本発明の車両用部品としてディスクカバー３１を例示したが、車両用部品はこれに限らず、例えばドラムブレーキのバッキングプレートやブレーキドラム、あるいはホイールなどであってもよい。
【００２７】
また、打抜きパンチ１１は、上記実施例１〜３で示した形態のものに限らず、例えば刃先部１１ａとシャンク部１１ｂとが同径で形成された円柱形状、底付き円筒形状のものなどに適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１ プレス型
１１（１１Ａ〜１１Ｇ） 打抜きパンチ（プレス金型用打抜きパンチ）
１１ａ 刃先部
１１ａ１ 先端部
２０ パンチホルダ
２１ バッキングプレート
２２ パンチプレート
３１ ディスクカバー（車両用部品）
３１ａ〜３１ｆ 取付穴
３１ｇ 挿通穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス金型用打抜きパンチ及びそれを用いた車両用部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレス金型用打抜きパンチの材質として合金工具鋼、高速度工具鋼などのプレス用鋼か、これらのプレス用鋼に表面処理等を施したものを使用するのが一般的である。このようなプレス用鋼を主体としたプレス金型用打抜きパンチでは、耐磨耗性等が十分に得られないため、頻繁に打抜きパンチの交換・補修のためのメンテナンス作業を行う必要がある。この場合、打抜きパンチの材質として少なくとも刃先の一部位が超硬合金からなるものを使用すれば、プレス用鋼を使用した場合に比べて寿命向上を図ることが可能である。しかし、超硬合金はプレス用鋼に比して靭性が劣るため、欠損・脱落のおそれがあり、打抜きパンチへの適用は困難である。
【０００３】
ところで、アルミニウムダイキャスト等を鋳造するための射出型材の材料として炭窒化チタン焼結体を使用したものが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。炭窒化チタン焼結体は、アルミニウムと反応しにくいこと、溶湯に対する耐摩耗性が高いこと、熱伝導度が低いこと、などから上記射出型材の材料としての適性があり、このような炭窒化チタン焼結体を使用することで、射出型材の寿命の向上を図ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７８７５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明者らは、プレス金型用打抜きパンチの寿命向上を図るべく鋭意検討した結果、その材質として炭窒化チタン焼結体を使用することが十分に可能であることを見出し、本願出願に至ったものである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
すなわち、本発明のプレス金型用打抜きパンチは、少なくとも刃先部の一部位を炭窒化チタン焼結体で形成したことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、打抜きパンチの寿命を従来品に比して大幅に向上させることができ、その交換・補修のためのメンテナンス作業を減らすことができる。
【０００８】
また、本発明に係る車両用部品の製造方法は、上記したプレス金型用打抜きパンチを用いて、車両用部品における車体又は車輪に取り付けるための取付穴を打抜き加工によって形成することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、打抜きパンチの寿命向上と相俟って、車両用部品における取付穴の加工形態の均一性を図り、しかも寸法精度を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係り、プレス金型用打抜きパンチの一例を示す正面図。
【図２】本発明の実施例１〜３に係り、プレス金型用打抜きパンチが組み込まれたプレス金型のパンチホルダを示す斜視図。
【図３】本発明の実施例１〜３に係り、プレス金型用パンチを用いて打抜き加工された車両用部品を示す平面図。
【図４】本発明の実施例２に係り、プレス金型用打抜きパンチの一例を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明に係るプレス金型用打抜きパンチ１１（以下、単に打抜きパンチ１１という）の正面図である。打抜きパンチ１１は、例えば鋼板を素材とする車両用部品としてのディスクカバー３１（図３参照）を打ち抜いて穴あけ加工を行う工具であり、刃先部１１ａと、刃先部１１ａと一体に形成されて刃先部１１ａよりも大径のシャンク部１１ｂと、シャンク部１１ｂと一体に形成されてシャンク部１１ｂよりも大径の鍔部１１ｃとをこの順に備えている。刃先部１１ａ、シャンク部１１ｂ及び鍔部１１ｃは、それぞれ直径の異なる断面円形状に形成されている。
【００１３】
上記打抜きパンチ１１は、その全体が炭窒化チタン焼結体で形成されている。具体的には、特許第３７８７５３３号公報に開示されているように、例えば炭窒化チタン（ＴｉＣ０．７Ｎ０．３）粉体：６４重量％、炭化チタン粉体：３０重量％、及びＡＦＭ合金鉄粉体（助剤）６重量％を混合して、所定形状（図１参照）に成型した後、１３００〜１６００℃の範囲内で焼結することにより得られる。
【００１４】
なお、炭窒化チタン焼結体は、上記した組成のものに限らず、ＡＦＭ合金鉄粉体に代えて、例えばニッケル粉体や、クロム−ニッケル−鉄合金（ＢＴＧ合金鉄）などを助剤として用いたものなどを適宜使用することができる。
【００１５】
図２は、打抜きパンチ１１を構成要素とするプレス金型１のパンチホルダ２０（上ダイセット）を示す。パンチホルダ２０は、打抜きパンチ１１を鍔部１１ｃにて固定するための周知のバッキングプレート２１及びパンチプレート２２を備えるとともに、図示を省略するガイドピンを挿通させるための複数のコイルスプリング２３を備えている。
【００１６】
打抜きパンチ１１は、ほぼ同じ形状、同じ寸法に形成された複数の打抜きパンチ１１Ａ〜１１Ｆと、打抜きパンチ１１Ａ〜１１Ｆよりも大径の打抜きパンチ１１Ｇとで構成されている。なお、打抜きパンチ１１Ｇは、底付き円筒形状に形成されている。
【００１７】
打抜きパンチ１１Ａ〜１１Ｆは、パンチホルダ２０の動作に応じて、図３に示すようなディスクカバー３１における車体（図示省略）に取り付けるための取付穴３１ａ〜３１ｆを打抜き加工によって形成する。
【００１８】
一方、打抜きパンチ１１Ｇは、パンチホルダ２０の動作に応じて、ディスクカバー３１における車軸（図示省略）を挿通するための挿通穴３１ｇを打抜き加工によって形成する。
【００１９】
以上のように、炭窒化チタン焼結体で形成した打抜きパンチ１１（打抜き１１Ａ〜１１Ｇ）を使用することにより、その寿命を従来品に比して大幅に向上させることができ、交換・補修のためのメンテナンス作業を減らすことができる。特に、せん断面の大きい挿通穴３１ｇを打抜き加工する打抜きパンチ１１Ｇで生じやすかった早期の磨耗を良好に防止することができる。
【００２０】
また、打抜きパンチ１１の寿命向上と相俟って、ディスクカバー３１における取付穴３１ａ〜３１ｆ、及び挿通穴３１ｇの加工形態の均一性を図り、しかも寸法精度を良好に維持することができる。
【実施例２】
【００２１】
上記実施例１では、打抜きパンチ１１を構成する打抜きパンチ１１Ａ〜１１Ｇにおいて、それぞれ全体を炭窒化チタン焼結体で形成したが、これに限らず、例えば打抜きパンチ１１の刃先部１１ａのみや、図４に示すような刃先部１１ａの一部位である先端部１１ａ１（素材を貫通する部分）のみを炭窒化チタン焼結体で形成するとともに、残部を合金工具鋼（例えばＳＫＤ１１）や高速度工具鋼（例えばＳＫＨ５１、ＳＫＨ４０）等のプレス用鋼で形成してもよい。この場合、炭窒化チタン焼結体とプレス用鋼とは、ボルト止め等で一体的に構成することができる。
【００２２】
この実施例２によれば、打抜きパンチ１１の寿命を向上させつつ、コストの上昇を抑えることができる。
【実施例３】
【００２３】
上記実施例１及び実施例２では、打抜きパンチ１１の全て（打抜きパンチ１１Ａ〜１１Ｇ）において少なくとも一部位に炭窒化チタン焼結体が含まれるように構成したが、これに限らず、少なくとも一部位に炭窒化チタン焼結体が含まれるパンチ群（第１の打抜きパンチ）と、プレス用鋼からなるパンチ群（第２の打抜きパンチ）とを混合させるようにしてもよい。
【００２４】
具体的には、図２において、例えば打抜きパンチ１１Ａ〜１１Ｃ、１１Ｇを上記実施例１又は実施例２で説明したような炭窒化チタン焼結体が含まれる第１の打抜きパンチとし、打抜きパンチ１１Ｄ〜１１Ｆをプレス用鋼からなる第２の打抜きパンチとすることができる。あるいは、打抜きパンチ１１Ａ、１１Ｃ、１１Ｅ、１１Ｇを上記実施例１又は実施例２で説明したような炭窒化チタン焼結体が含まれる第１の打抜きパンチとし、打抜きパンチ１１Ｂ、１１Ｄ、１１Ｆをプレス用鋼からなる第２の打抜きパンチとすることもできる。
【００２５】
この実施例３によれば、第２の打抜きパンチにおける耐摩耗性の不足分を第１の打抜きパンチにおける耐摩耗性の増加分で補うことにより、打抜きパンチ１１の全てを窒化チタン焼結体が含まれる第１の打抜きパンチで構成しなくて済むので、コストの上昇を良好に抑えることができる。
【００２６】
なお、上記実施例１〜３では、本発明の車両用部品としてディスクカバー３１を例示したが、車両用部品はこれに限らず、例えばドラムブレーキのバッキングプレートやブレーキドラム、あるいはホイールなどであってもよい。
【００２７】
また、打抜きパンチ１１は、上記実施例１〜３で示した形態のものに限らず、例えば刃先部１１ａとシャンク部１１ｂとが同径で形成された円柱形状、底付き円筒形状のものなどに適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１ プレス型
１１（１１Ａ〜１１Ｇ） 打抜きパンチ（プレス金型用打抜きパンチ）
１１ａ 刃先部
１１ａ１ 先端部
２０ パンチホルダ
２１ バッキングプレート
２２ パンチプレート
３１ ディスクカバー（車両用部品）
３１ａ〜３１ｆ 取付穴
３１ｇ 挿通穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも刃先部の一部位を炭窒化チタン焼結体で形成したことを特徴とするプレス金型用打抜きパンチ。
【請求項２】
請求項１に記載のプレス金型用打抜きパンチを用いて、車両用部品における車体又は車輪に取り付けるための取付穴を打抜き加工によって形成することを特徴とする車両用部品の製造方法。
【請求項１】
少なくとも刃先部の一部位を炭窒化チタン焼結体で形成したことを特徴とするプレス金型用打抜きパンチ。
【請求項２】
請求項１に記載のプレス金型用打抜きパンチを用いて、車両用部品における車体又は車輪に取り付けるための取付穴を打抜き加工によって形成することを特徴とする車両用部品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−８８１６１（Ｐ２０１１−８８１６１Ａ）
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４１２８１（Ｐ２００９−２４１２８１）
【出願日】平成２１年１０月２０日（２００９．１０．２０）
【出願人】（３９０００５６７０）豊生ブレーキ工業株式会社 (104)
【出願人】（５０９２９０８１０）旭セラミック株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２０日（２００９．１０．２０）
【出願人】（３９０００５６７０）豊生ブレーキ工業株式会社 (104)
【出願人】（５０９２９０８１０）旭セラミック株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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