JP2001105081A - 閉塞鍛造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造を簡素にしてエネルギー損失の少ない閉
塞鍛造装置を得る。 【解決手段】 上下ダイ（４３，３０）を圧接して該上
下ダイ（４３，３０）の合い面部に形成した成型室（３
１）を閉塞して鍛造する閉塞鍛造装置において、成型室
（３１）を閉塞する閉塞装置（３３）は、少なくとも一
方のダイ（３０）を支持プレート（２４）に上下動可能
に支持し、該支持プレート（２４）の外周部と前記一方
のダイ（３０）の外周部との間に圧縮変形可能の弾性体
（３７）を多数並列に設けるとともに、該弾性体（３
７）による上下ダイ（４３，３０）の圧接力を閉塞鍛造
に要する圧接力とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上下ダイの合い面
部に形成した成型室を閉塞し、この状態で成型室内の材
料を所定の形状に塑性変形させる閉塞鍛造装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として実公平７−１３８８７
号公報、即ち、図４に記載されたものがあった。図４に
おいて、１はボルスタ、２はボルスタ１に対して上下動
されるスライドトであり、該スライド２の下面に上ダイ
セット４、ハードプレート４ａを介して上ダイ５を取付
け、該上ダイ５内に上パンチ６を収容する。上記ボルス
タ１の上面に下ダイセット８を介して下ダイ７を上下摺
動可能に取付け、該下ダイ７の中心部にノックアウト９
及び下パンチ１０を収容する。上記上ダイ５及び下ダイ
７の合い面部にはキャビティ１６が形成されている。

【０００３】上記下ダイ７の下部にクッションシリンダ
１２を取り付ける。このクッションシリンダ１２の内部
に中心軸１２ａに沿って上下動自在なピストン１２ｂを
収容し、下部の油圧室１２ｃに油圧を供給する。また、
クッションシリンダ１２の上面板に６個のピン１３を同
一円周上に配置して上下摺動可能に嵌合させ、その下面
を上記ピストン１２ｂの上面に当接させ、上面は下ダイ
７の下面に対面させる。また、上記下ダイ７内の外周部
に複数のばね室７ａを形成し、該ばね室７ａに圧縮ばね
１４を収容するとともに、その下端をクッションシリン
ダ１２の上面板に当接させる。上記油圧室１２ｃの油圧
による下ダイ７の上昇力は、圧縮ばね１４による上昇力
よりも十分に大きくする。なお、１５は下ダイ７の上昇
位置を設定するストッパ、１７は成型品を突き出すエジ
ェクトピンである。

【０００４】そして、閉塞力が小さくてよい鍛造初期は
圧縮ばね１４のばね力で上ダイ５と下ダイ７との閉塞状
態を保持させ、次いで大きな閉塞力を必要とする鍛造後
期には油圧室１２ｃの油圧により上記上ダイ５と下ダイ
７とを大きな力で閉塞保持する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものは、上
ダイ５と下ダイ７との閉塞を油圧装置により行うように
していたので、構造が複雑になって高価になるととも
に、ポンプ、油タンク等の補機類を必要とし、大型にな
るものであった。本発明は上下ダイの閉塞を弾性体によ
る弾性力のみで行うことにより、上記欠点を解消した新
規な閉塞鍛造装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下の如く構成したものである。即ち、請
求項１の発明は、上下ダイを圧接して該上下ダイの合い
面部に形成した成型室を閉塞する閉塞装置と、前記成型
室を閉塞した状態で成型室内の材料を加圧して該材料を
成型面に沿って塑性変形させるパンチとを有する閉塞鍛
造装置において、前記閉塞装置は、少なくとも一方のダ
イを支持プレートに上下動可能に支持し、該支持プレー
トの外周部と前記ダイの外周部との間に圧縮変形可能の
弾性体を多数並列に設けるとともに、該弾性体による前
記上下ダイの圧接力を閉塞鍛造に要する圧接力とする構
成にしたものである。また請求項２の発明は、前記閉塞
装置として、上下のダイをそれぞれ上下の支持プレート
の中心部に上下動可能に支持し、各支持プレートの外周
部と前記上下のダイの外周部との間に圧縮変形可能な上
下の弾性体を多数並列に設けるとともに、各上下の弾性
体による上下のダイのストローク長を互いに異ならせる
構成にしたものである。また、請求項３の発明は、前記
閉塞装置は、少なくとも一方のダイを支持プレートの中
心部に上下動可能に支持し、前記一方のダイの外周部に
前記支持プレートの外周部と対向するばね受けプレート
を設け、該ばね受けプレートと前記支持プレートの外周
部とに上下方向に延びる多数のガイドポストを並列に設
け、各ガイドポストに多数の金属製の皿ばねを上下に向
きを変えて嵌合させ、該皿ばねによる前記上下ダイの圧
接力を閉塞鍛造に要する圧接力とする構成にしたもので
ある。また、請求項４の発明は、前記各ガイドポストの
中間部に中間ばね受けを上下摺動可能に嵌合させ、各ガ
イドポストの一端側と前記中間ばね受けとの間に多数の
金属製の皿ばねを上下に向きを変えて嵌合させ、各ガイ
ドポストの他端側と前記中間ばね受けとの間に前記皿ば
ねよりも弾性力の小さい金属製のコイルばね及び該コイ
ルばねの過圧縮を阻止する規制体を設ける構成にしたも
のである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基いて説明する。図面において、図１は本発明の第１実
施例を示す説明用断面図、図２は本発明の第２実施例を
示す説明用断面図、図３は本発明の第３実施例を示す説
明用断面図である。

【０００８】図１において、２０は閉塞鍛造装置、２１
はそのベースであり、該ベース２１に下ダイユニット２
２を取り付ける。即ち、ベース２１の上面に円板状の圧
力板２３及び該圧力板２３の外周を包囲する支持プレー
ト２４を取付け、圧力板２３の上面にセンターブロック
２５を固定する。このセンターブロック２５の中心部に
下パンチ２６を上下摺動可能に嵌合させてその下端を上
記圧力板２３の中心部上面に当接させ、圧力板２３の中
心部に上記下パンチ２６を上方に押圧移動させるエジェ
クターピン２７を嵌合させる。

【０００９】上記センターブロック２５の外周に保持リ
ング２８を上下摺動可能に嵌合させ、該保持リング２８
の上部フランジ部に大径のばね受けプレート２９を固定
する。このばね受けプレート２９の中心部に下ダイ３０
を嵌合固定し、該下ダイ３０の中心部に成型室３１を形
成する。この成型室３１は下ダイ３０の中心部を断面円
形の孔で貫通するとともに、その上面に大径のギヤ成型
歯を有してなり、該成型室３１の下部側の孔に前述した
下パンチ２６を摺動可能に嵌合させ、上部側に円柱状の
ワークＡを嵌合させる。

【００１０】上記支持プレート２４とばね受けプレート
２９と間に閉塞装置３３を設ける。即ち、支持プレート
２４の外周部とばね受けプレート２９の外周部との間
に、多数の金属製の皿ばね（弾性体）３７を嵌合させ
た、例えば１０本のガイドポスト３４を円周方向及び半
径方向に所定の間隔をおいて配列し、その下端部を段付
きの小径軸３４ａにして上記支持プレート２４に挿通す
るとともに、その下端に締めボルト３５を螺合させて該
支持プレート２４に固定し、その上部をばね受けプレー
ト２９に摺動可能に貫通させて上部に露出させるととも
に、該露出端部にストッパー用の止めボルト３６を螺合
させる。

【００１１】上記各ガイドポスト３４に嵌合される皿ば
ね３７は、図１に示すように、上下に向きを変えて重
ね、該皿ばね３７により上記ばね受けプレート２９をガ
イドポスト３４の上端部に移動させるとともに、各皿ば
ね３７、つまり閉塞装置３３による反発力は閉塞鍛造に
必要な反発力となるように設定する。即ち、一個の皿ば
ね３７のばね定数、該皿ばね３７の上下の重ね枚数、円
周方向の組数等を選択して設定する。

【００１２】上記ベース２１の上方に上ダイユニット４
０を設ける。即ち、ラム（図示省略）によって上下動さ
れるハウジング４１の中心部に加圧体４２を取付け、該
加圧体４２の下面中心部に上パンチを兼ねた上ダイ４３
を当接させ、ホルダ４４、懸垂ナット４５を介して上記
ハウジング４１に懸垂支持する。上記上ダイ４３は前述
した下ダイ３０の中心部に対面し、その下面中心部に浅
い容器状に凹む上成型面４３ａを有する。また、上記ホ
ルダ４４はその外周に下方に突出するスカート部４４ａ
を一体に有し、該スカート部４４ａに前述した下ダイ３
０の上部が嵌合可能となっている。

【００１３】上記第１実施例によれば、成型室３１内に
円柱状のワークＡを嵌合させた後、上ダイユニット４０
を下降させると、まず、図１の左半部で示すように、上
ダイ４３の外周部が下ダイ３０の上面外周面に当接し、
成型室３１を閉塞する。この状態で上ダイユニット４０
が下限まで下降すると、同図の右半部で示すように、上
ダイ４３の外周部で下ダイ３０を皿ばね３７の反力に抗
して押し下げる（成型室３１の閉塞状態を保持する）と
ともに、その上成型面４３ａと下パンチ２６とで上記ワ
ークＡを軸方向に圧縮して塑性変形させ、上端部に大径
のギヤ歯を有する製品Ａ−１が形成されることになる。

【００１４】この場合、上ダイ４３と下ダイ３０との圧
接力は、両者が下方に移動するに従って皿ばね３７の反
力が大きくなり、増大することになる。このことは、ワ
ークＡの塑性変形量が少ない鍛造初期には皿ばね３７の
反力が小さくてエネルギー損失が低減し、ワークＡの塑
性変形量が増して材料が上下ダイ４３，３０の合い面部
に到来する鍛造終期（製品Ａ−１が完成する時期）には
両者の圧接力、つまり成型室３１の閉塞力が最も増大し
て上下ダイ４３，３０の合い面部でのバリ発生を抑制す
ることになる。従って構造簡単にして良品質の製品Ａ−
１を効率良く得ることができる。なお、上記皿ばね３７
は弾性を有するゴムあるいは樹脂に換えてもよい。

【００１５】図２は第２実施例を示す。図２において、
２２は前述した第１実施例と略同様の下ダイユニット、
４０−１は上ダイユニットである。該上ダイユニット４
０−１は、ラムによって上下動される可動ベース（共に
図示省略）の下面に円板状の上圧力板５０及び該上圧力
板５０の外周を包囲する上支持プレート５１を取付け、
上圧力板５０の下面に上センターブロック５２を固定す
る。この上センターブロック５２の中心部に上パンチ５
３を上下摺動可能に嵌合させてその上端を上記上圧力板
５０の中心部下面に当接させ、上圧力板５０の中心部に
上記上パンチ５３を下方に押圧移動させる上エジェクタ
ーピン５４を嵌合させる。

【００１６】上記上センターブロック５２の外周に上保
持リング５５を上下摺動可能に嵌合させ、該上保持リン
グ５５の下部フランジ部に大径の上ばね受けプレート５
６を固定する。この上ばね受けプレート５６の中心部に
下ダイ３０と対向する上ダイ５７を嵌合固定し、該上ダ
イ５７の中心部に下ダイ３０の成型室３１と対向する成
型室３１’を形成する。この成型室３１’は上ダイ５７
の中心部を断面円形の孔で貫通させ、その上部側に前述
した上パンチ５３を摺動可能に嵌合させ、下部側に円柱
状のワークＡを嵌合させる。

【００１７】上記上支持プレート５１と上ばね受けプレ
ート５６と間に上閉塞装置６０を設ける。即ち、上支持
プレート５１の外周部と上ばね受けプレート５６の外周
部との間に、多数の金属製の上皿ばね（弾性体）６１を
嵌合させた、例えば１０本の上ガイドポスト６２を円周
方向及び半径方向に所定の間隔をおいて配列し、その上
端部を段付きの小径軸６２ａにして上記上支持プレート
５１に挿通するとともに、その上端に締めボルト６３を
螺合させて該上支持プレート５１に固定し、その下部を
上ばね受けプレート５６に摺動可能に貫通させて下部に
露出させるとともに、該露出端部にストッパー用の止め
ボルト６４を螺合させる。

【００１８】上記各上ガイドポスト６２の長さは下部ダ
イユニット２２側のガイドポスト３４の約２倍の長さと
し、これに嵌合される上皿ばね６１の枚数は下部ダイユ
ニット２２側のガイドポスト３４に嵌合される皿ばね３
７の約２倍にして上下に向きを変えて重ね、これにより
各上皿ばね６１、つまり上閉塞装置６０による上ダイ５
７のストローク長を、下部の閉塞装置３３（皿ばね３
７）による下部側のダイ３０のストローク長の約２倍に
する。その他は前述した第１実施例と略同様の構造とな
っている。

【００１９】上記第２実施例によれば、下部ダイユニッ
ト２２側の成型室３１内に円柱状のワークＡを嵌合させ
た後、上ダイユニット４０−１が下降すると、まず、図
２の左半部で示すように、成型室３１（３１’）が開口
した状態で上パンチ５３がワークＡの上面に当接する。
この状態で上ダイユニット４０−１がさらに下降すると
上記ワークＡが上下パンチ５３，２６により軸方向に圧
縮されてその上下方向中間部が塑性変形（膨出）し始
め、この塑性変形が所定量になると上ダイ５７の外周部
が下ダイ３０の上面外周面に当接して成型室３１，３
１’を閉塞する。

【００２０】この状態で上ダイユニット４０−１がさら
に下降すると、上部側の各皿ばね６１の変形による上ダ
イ５７の退避方向（上センターブロック５２方向）の移
動が、下部側の各皿ばね３７の変形によるダイ３０の退
避方向（下部のセンターブロック２５方向）の移動対し
て約２倍のスピードで移動しつつ、上記ワークＡの塑性
変形が進行し、上ダイユニット４０−１が下限まで移動
すると、同図の右半部で示すように、上下方向中間部に
大径のギヤ歯を有する製品Ａ−２が形成されることにな
る。

【００２１】上記第２実施例のものも、第１実施例と同
様に、鍛造時における上下ダイ５７，３０の圧接力、つ
まり成型室３１，３１’の閉塞力を鍛造初期から終期に
向けて次第に大きくすることができる。また、鍛造時に
おける上ダイ５７の退避方向の移動が下部側のダイ３０
の退避方向の移動に対して約２倍のスピードで移動する
ので、鍛造時におけるワークＡの素材フローが上下両端
部から上下中間部に向かって略均等に流れ、上下方向中
間部に大径のギヤ歯を有するような製品Ａ−２を高精度
に形成することができる。

【００２２】なお、上記第２実施例による上ダイ５７の
ストローク長と下部側のダイ３０のストローク長との比
は２対１としたが、この比は２．５対１、あるいは３対
１等、成型する製品の形状によつて適宜設定する。この
場合、上記ストローク長の比の設定は上皿ばね６１と下
部側の皿ばね３７との重ね枚数、周方向の組数等を変え
て設定する。また、下部側のダイ３０のストローク長を
上ダイ５７のストローク長よりも大きくするようにして
もよい。

【００２３】図３は第３実施例を示す。図３において、
４０は前述した第１実施例と略同様の上ダイユニット、
２２−１は下ダイユニットである。３３−１は下ダイユ
ニット２２−１の閉塞装置であり、以下のごとくなって
いる。即ち、支持プレート２４の外周部とばね受けプレ
ート２９の外周部との間に、例えば１０本のガイドポス
ト３４を円周方向及び半径方向に所定の間隔をおいて配
列し、その下端部を支持プレート２４に固定し、その上
部をばね受けプレート２９に摺動可能に貫通させて上部
に露出させるとともに、該露出端部にストッパー用の止
めボルト３６を螺合させる。

【００２４】上記各ガイドポスト３４の上下方向中間部
に中間ばね受け３８を上下摺動可能に嵌合させ、各ガイ
ドポスト３４の下部側に多数の金属製の皿ばね３７ａを
上下に向きを変えて嵌合させるとともに、その最下部の
皿ばね３７ａを支持プレート２４の上面に当接させ、そ
の最上部の皿ばね３７ａを上記中間ばね受け３８の下面
に当接させる。また、各ガイドポストの上部側に上記皿
ばね３７ａよりも弾性力の小さい金属製のコイルばね３
７ｂを嵌合させるとともに、その下端を上記中間ばね受
け３８の上面に当接させ、その上端をばね受けプレート
２９の下面に当接させる。また、上記中間ばね受け３８
の上部外周に円筒状の規制体３９を取付ける。この規制
体３９は上記コイルばね３７ｂの過圧縮を阻止するもの
で、該コイルばね３７ｂの密着時の長さよりも若干長く
する。その他は第１実施例と略同様の構造となってい
る。

【００２５】上記第３実施例によれば、下部ダイユニッ
ト２２−１側の成型室３１内に円柱状のワークＡを嵌合
させた後、上ダイユニット４０が下降すると、まず、図
３の左半部で示すように、上ダイ４３の外周部が下ダイ
３０の上面外周面に当接し、成型室３１を閉塞する。こ
の状態で上ダイユニット４０がさらに下降すると、ま
ず、ばね力の弱いコイルばね３７ｂが先に撓み、規制体
３９がばね受けプレート２９に当接するまでは該コイル
ばね３７ｂの反力により上記成型室３１を小さい力で閉
塞した状態で上記ワークＡを塑性変形させる。上記規制
体３９がばね受けプレート２９に当接した後、上ダイユ
ニット４０がさらに下降すると下部側の各皿ばね３７ａ
が撓みつつ上記ワークＡの塑性変形が進行し、上ダイユ
ニット４０が下限まで移動すると、同図の右半部で示す
ように、上部に大径のギヤ歯を有する製品Ａ−３が形成
されることになる。

【００２６】上記第３実施例のものも、第１、２実施例
と同様に、鍛造時における上下ダイ４３，３０の圧接
力、つまり成型室３１の閉塞力を鍛造初期から終期に向
けて大きくすることができ、構造簡単にして良品質の製
品Ａ−３を効率良く得ることができるとともに、鍛造初
期に閉塞力は小さくてもよいが上下移動量は大きい鍛造
製品を得る場合に、エネルギー損失を低減させることが
できる。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、請求項１
に係る発明は、支持プレートに上下動可能に支持した一
方のダイを圧縮変形可能の弾性体で他方のダイに圧接さ
せ、この弾性体による反力のみで上下に分割された成型
室を閉塞するようにしたので、構造が簡素になって安価
になるとともに、鍛造初期から終期に向けて成型室の閉
塞力を次第に大きくすることができるので、エネルギー
損失が低減し、良品質の製品を効率良く得ることができ
る。また、請求項２に係る発明は、閉塞装置の弾性体と
して多数の金属製の皿ばねを使用するようにしたので、
小型にして鍛造終期に成型室を大きな力で閉塞すること
ができる。また、請求項３に係る発明は、弾性力の大き
い皿ばねと弾性力の小さいコイルばねとを直列に配列
し、該コイルばねの過圧縮を阻止する規制体を設けるよ
うにしたので、鍛造初期での成型室の閉塞は主として弾
性力の小さいコイルばねが受け持ち、鍛造終期での成型
室の閉塞は弾性力の大きい皿ばねが受け持つことにな
り、大きなストローク長を要する鍛造製品を効率良く成
型することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す説明用断面図であ
る。

【図２】本発明の第２実施例を示す説明用断面図であ
る。

【図３】本発明の第３実施例を示す説明用断面図であ
る。

【図４】従来例による断面図である。

【符号の説明】

２０ 閉塞鍛造装置 ２１ ベース ２２（２２−１） 下ダイユニット ２３ 圧力板 ２４ 支持プレート ２５ センターブロック ２６ 下パンチ ２７ エジェクターピン ２８ 保持リング ２９ ばね受けプレート ３０ 下ダイ ３０ａ 締め金 ３１（３１’） 成型室 ３３（３３−１） 閉塞装置 ３４ ガイドポスト ３４ａ 小径軸 ３５ 締めボルト ３６ 止めボルト ３７（３７ａ） 皿ばね ３７ｂ コイルばね ３８ 中間ばね受け ３９ 規制体 ４０ 上ダイユニット ４１ ハウジング ４２ 加圧体 ４３ 上ダイ ４３ａ 上成型面 ４４ ホルダー ４５ 懸垂ナット ４０−１ 上ダイユニット ５０ 上圧力板 ５１ 上支持プレート ５２ 上センターブロック ５３ 上パンチ ５４ 上エジェクターピン ５５ 上保持リング ５６ 上ばね受けプレート ５７ 上ダイ ６０ 上閉塞装置 ６１ 上皿ばね ６２ 上ガイドポスト ６２ａ 小径軸 ６３ 締めボルト ６４ 止めボルト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下ダイ（４３，３０）を圧接して該上下
   ダイ（４３，３０）の合い面部に形成した成型室（３
   １）を閉塞する閉塞装置（３３）と、前記成型室（３
   １）を閉塞した状態で成型室（３１）内のワーク（Ａ）
   を加圧して該ワーク（Ａ）を成型面に沿って塑性変形さ
   せるパンチ（２６，４３）とを有する閉塞鍛造装置にお
   いて、前記閉塞装置（３３）は、少なくとも一方のダイ
   （３０）を支持プレート（２４）に上下動可能に支持
   し、該支持プレート（２４）の外周部と前記一方のダイ
   （３０）の外周部との間に圧縮変形可能の弾性体（３
   ７）を多数並列に設けるとともに、該弾性体（３７）に
   よる前記上下ダイ（４３，３０）の圧接力を閉塞鍛造に
   要する圧接力としたことを特徴とする閉塞鍛造装置。
2. 【請求項２】前記閉塞装置（６０，３３）は、上下のダ
   イ（５７，３０）をそれぞれ上下の支持プレート（５
   １，２４）の中心部に上下動可能に支持し、各支持プレ
   ート（５１，２４）の外周部と前記上下のダイ（５７，
   ３０）の外周部との間に圧縮変形可能な上下の弾性体
   （６１，３７）を多数並列に設けるとともに、各上下の
   弾性体（６１，３７）による上下のダイ（５７，３０）
   のストローク長を互いに異ならせたことを特徴とする請
   求項１記載の閉塞鍛造装置。
3. 【請求項３】前記閉塞装置（３３）は、少なくとも一方
   のダイ（３０）を支持プレート（２４）の中心部に上下
   動可能に支持し、前記一方のダイ（３０）の外周部に前
   記支持プレート（２４）の外周部と対向するばね受けプ
   レート（２９）を設け、該ばね受けプレート（２９）と
   前記支持プレート（２４）の外周部とに上下方向に延び
   る多数のガイドポスト（３４）を並列に設け、各ガイド
   ポスト（３４）に多数の金属製の皿ばね（３７）を上下
   に向きを変えて嵌合させ、該皿ばね（３７）による前記
   上下ダイ（４３，３０）の圧接力を閉塞鍛造に要する圧
   接力としたことを特徴とする請求項１又は２記載の閉塞
   鍛造装置。
4. 【請求項４】前記各ガイドポスト（３４）の中間部に中
   間ばね受け（３８）を上下摺動可能に嵌合させ、各ガイ
   ドポスト（３４）の一端側と前記中間ばね受け（３８）
   との間に多数の金属製の皿ばね（３７ａ）を上下に向き
   を変えて嵌合させ、各ガイドポスト（３４）の他端側と
   前記中間ばね受け（３８）との間に前記皿ばね（３７
   ａ）よりも弾性力の小さい金属製のコイルばね（３７
   ｂ）及び該コイルばね（３７ｂ）の過圧縮を阻止する規
   制体（３９）を設けたことを特徴とする請求項３記載の
   閉塞鍛造装置。