(57)【要約】【課題】ノックピンと金属材料をスムーズに分離可能な熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法を提供する。【解決手段】本発明の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法では、第１金型から金属材料を分離するノックピンを第１ノックピンと第１ノックピンより小径の第２ノックピンの２重構造で構成し、第１ノックピンを動作させ、第１金型から金属材料を分離し、第２ノックピンを動作させ、第１ノックピンから金属材料を分離するようにした。【選択図】  図６
2020146720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1金型と第２金型とを備え、
加熱した金属材料を、前記第１金型と第２金型の対抗する成形面により加圧して成形し、成型後、前記第１金型の中央部に設けられる前記第１金型から金属材料を分離するためのノックピンを有する熱間鍛造成形装置において、
前記ノックピンは、第１ノックピンと前記第１ノックピンより小径の第２ノックピンの２重構造で構成され、
前記第１ノックピンを動作させ、前記第１金型から金属材料を分離し、
前記第２ノックピンを動作させ、前記第１ノックピンから金属材料を分離する、
ことを特徴とする熱間鍛造成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱間鍛造成形装置において、
前記第２ノックピンの金属材料と対向する側とは逆側に、動作用のスプリングを設ける、
ことを特徴とする熱間鍛造成形装置。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載の熱間鍛造成形装置において、
前記第１金型は可動上型であり、第２金型は固定下型である、
ことを特徴とする熱間鍛造成形装置。
【請求項４】
第１金型と第２金型とを備え、
前記第１金型と第２金型の対向する成形面により加熱した金属材料を加圧して成形する熱間鍛造成形方法において、
前記第１金型の中央部に、前記第１金型から前記金属材料を分離する第１ノックピンと前記第１ノックピンより小径の第２ノックピンの２重構造で構成されるノックピンを設け、
前記第２金型に前記金属材料を設置した後、前記第１金型を加圧方向に動作させ、前記第１金型と第２金型により前記金属材料を加圧して成形する加圧工程と、
前記加圧工程により前記金属材料を加圧成形した後、前記第１金型を加圧方向とは反対の離型方向に動作させ、前記第１金型と第２金型を開いて離型する離型工程と、
前記第１ノックピンを動作させ、前記第１金型から金属材料を分離する第１分離工程と、
前記第２ノックピンを動作させ、前記第１ノックピンから金属材料を分離する第２分離工程と、を有する、
ことを特徴とする熱間鍛造成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱した金属材料を、第１金型と第２金型の対向する成形面により加圧して成形する熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、鍛造成形完了後の可動上型が上昇した際に、可動上型から金属材料を分離するためのノックピンを備えた熱間鍛造成形装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１６４７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の熱間鍛造成形装置では、ノックピンが当接する部分の金属材料に凹みが形成されている場合には、金属材料の常温での急速な冷却により、ノックピンと金属材料の凹みが固着して分離しにくいことが多い。
【０００５】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、ノックピンと金属材料をスムーズに分離可能な熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法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】
【０００６】
本発明の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法では、第１金型から金属材料を分離するノックピンを第１ノックピンと第１ノックピンより小径の第２ノックピンの２重構造で構成し、第１ノックピンを動作させ、第１金型から金属材料を分離し、第２ノックピンを動作させ、第１ノックピンから金属材料を分離するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法では、第２ノックピンを動作させ、第１ノックピンから金属材料を分離するようにしたので、第１ノックピンと金属材料をスムーズに分離可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法が適用された熱間鍛造機の全体概略断面図であって、加圧工程開始前の工程図である。
【図２】実施形態１の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法が適用された熱間鍛造機の全体概略断面図であって、加圧工程初期の工程図である。
【図３】実施形態１の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法が適用された熱間鍛造機の全体概略断面図であって、加圧工程終期の工程図である。
【図４】実施形態１の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法が適用された熱間鍛造機の全体概略断面図であって、離型工程終期の工程図である。
【図５】実施形態１の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法が適用された熱間鍛造機の全体概略断面図であって、第１分離工程終期の工程図である。
【図６】実施形態１の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法が適用された熱間鍛造機の全体概略断面図であって、第２分離工程終期の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法を実現する最良の形態を、図面に示す実施形態１に基づいて説明する。
［実施形態１］
【００１０】
実施形態１における熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法は、熱間鍛造機に適用されるものであり、その熱間鍛造機により、無段変速機構のセカンダリプーリとパーキングギヤが一体になった製品を成形するものである。
【００１１】
図１は、実施形態１の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法が適用された熱間鍛造機の全体概略断面図であって、加圧工程開始前の工程図である。
【００１２】
[熱間鍛造機の全体構成]
熱間鍛造機１は、可動上型成形面２ａと第１ノックピン（ノックピン）４と第２ノックピン（ノックピン）５を有する可動上型（第１金型）２と、固定下型成形面３ａと中央部に形成された軸型成形面を有する貫通部３ｂの下方側に配置された金属材料Ｗを分離する固定下型分離ピン８を有する固定下型（第２金型）３と、不図示のコントローラ、可動上型２を上昇・下降させる油圧シリンダを備えている。
熱間鍛造機１は、加熱（例えば、１２００°）した金属材料Ｗを可動上型２の可動上型成形面２ａと固定下型３の固定下型成形面３ａにより、加圧して成形する。
ここで、熱間鍛造とは、金属材料Ｗを再結晶温度以上の高温に加熱し、高温で金属材料の成形を行う鍛造である。
なお、プーリ軸部の鍛造後、プーリフランジ部の加圧工程開始前に、固定下型３の中央部に形成された軸型成形面を有する貫通部３ｂの上方側に金属材料Ｗが設置される。
【００１３】
可動上型２の中央部には貫通孔２ｂが形成され、その内部に、大径部４ｂ１と小径部４ｂ２からなる貫通孔４ｂを備える第１ノックピン４と第１ノックピン４の外周には鉛直上方向Ｕに第１ノックピン４を付勢する第１ノックピン用スプリング４ａが配置されている。
なお、第１ノックピン４は、ピン６を押圧する不図示のアクチュエータにより、鉛直下方向Ｄに移動可能に配置されている。
【００１４】
また、第１ノックピン４の貫通孔４ｂには、第１ノックピン４より小径で、中央部に大径部５ｂとその上下に金属材料Ｗと対向する側とは逆側の小径部５ｃと金属材料Ｗと対向する側の小径部５ｄを有する第２ノックピン５と、金属材料Ｗと対向する側とは逆側の小径部５ｃの外周には鉛直下方向Ｄに第２ノックピン５を付勢する第２ノックピン用スプリング５ａが配置されている。
これにより、第２ノックピン５は、第２ノックピン用スプリング５ａにより、鉛直下方向Ｄに付勢され、第１ノックピン４の貫通孔４ｂの大径部４ｂ１と小径部４ｂ２との段差部４ｃと第２ノックピン５の大径部５ｂとが当接し、それ以上の移動を規制されている。
なお、このとき、第２ノックピン５の鉛直下方向Ｄの先端は、第１ノックピン４より鉛直下方向Ｄに距離ａ分突出している。
【００１５】
図２は、実施形態１の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法が適用された熱間鍛造機の全体概略断面図であって、加圧工程初期の工程図で、図３は、実施形態１の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法が適用された熱間鍛造機の全体概略断面図であって、加圧工程終期の工程図で、図４は、実施形態１の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法が適用された熱間鍛造機の全体概略断面図であって、離型工程終期の工程図で、図５は、実施形態１の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法が適用された熱間鍛造機の全体概略断面図であって、第１分離工程終期の工程図で、図６は、実施形態１の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法が適用された熱間鍛造機の全体概略断面図であって、第２分離工程終期の工程図である。
【００１６】
図２〜図６に基づき、熱間鍛造成形の作用を説明する。可動上型２と固定下型３の対向する成形面２ａ、３ａにより、加熱した金属材料Ｗを加圧して成形する熱間鍛造成形方法は、加圧工程と離型工程と第１分離工程と第２分離工程とを有している。
以下、図２〜図６に基づき、それぞれの工程を説明する。
【００１７】
[加圧工程]
図２に示すように、前述したように加圧工程開始前に、固定下型３の中央部に形成された貫通部３ｂの上方側に金属材料Ｗが設置される。
加圧工程初期には、不図示のコントローラの指示により、可動上型２が金属材料Ｗを加圧する方向、すなわち、鉛直下方向（加圧方向）Ｄへ動作する。
そして、可動上型２の可動上型成形面２ａが金属材料Ｗの上部の加圧を開始する。
なお、このときには、第１ノックピン４、第２ノックピン５は、金属材料Ｗの上部とは接触しておらず、第２ノックピン５の加圧方向Ｄの先端は、第１ノックピン４より鉛直下方向Ｄに距離ａ分突出している状態である。
さらに加圧を継続すると、金属材料Ｗは、可動上型２の可動上型成形面２ａと固定下型３の固定下型成形面３ａの形状に倣うように変形を開始する。
【００１８】
つぎに、図３に示すように、加圧工程の終期には、金属材料Ｗが可動上型２の可動上型成形面２ａと固定下型３の固定下型成形面３ａの形状と同一の形状に変形を完了し、加圧成形を終了する。
なお、このときには、第１ノックピン４、第２ノックピン５は、金属材料Ｗの上部と接触し、金属材料Ｗの上部に凹部Ｗ１を形成している。
【００１９】
[離型工程]
離型工程では、加圧工程により金属材料Ｗを加圧成形した後、不図示のコントローラの指示により、可動上型２が加圧方向Ｄとは反対の鉛直上方向（離型方向）Ｕ、すなわち、可動上型２と固定下型３が離れる方向へ動作される。
これにより、可動上型２と固定下型３の離型が開始される。
また、不図示のコントローラの指示により、固定下型３の中央部に形成された軸型成形面を有する貫通部３ｂの下方側に配置された固定下型分離ピン８が、可動上型２の離型方向Ｕの移動に同期して、不図示のアクチュエータにより、離型方向Ｕへ移動を開始する。
これにより、固定下型３から金属材料Ｗのスムーズな離型が実行される。
なお、金属材料Ｗの常温での急速な冷却により、金属材料Ｗの上部の凹部Ｗ１が矢印Ａで示す方向に収縮するため、金属材料Ｗは、可動上型２と分離できずに、可動上型２と一体の動きを行う。
【００２０】
つぎに、第１分離工程の分離終期である図５に示すように、固定下型３から離脱し、可動上型２と一体となっていた金属材料Ｗを、不図示のコントローラの指示により、ピン６を、不図示のアクチュエータにより、ピン用スプリング７の付勢力に対抗して、鉛直下方向Ｄへ移動させる。
このピン６の移動により、第１ノックピン４は、第２ノックピン５とともに、第１ノックピン用スプリング４ａの付勢力に対抗して、鉛直下方向Ｄへ移動して可動上型２から、金属材料Ｗを分離させる。
なお、第１ノックピン４の鉛直下方向Ｄの先端は、金属材料Ｗの上部の凹部Ｗ１に圧入状態で固着しており、第１ノックピン４と金属材料Ｗは、分離できない。
【００２１】
つぎに、第２分離工程の分離終期である図６に示すように、一体となった第１ノックピン４と金属材料Ｗは、第２ノックピン用スプリング５ａの付勢力により第２ノックピン５は、鉛直下方向Ｄへ移動を開始し、距離ａ分、第１ノックピン４より鉛直下方向Ｄへ突出し、金属材料Ｗを距離ａ分、鉛直下方向Ｄへ移動させ、第１ノックピン４と金属材料Ｗの上部の凹部Ｗ１との鉛直方向の圧入された状態の固着距離を減らすことができる。
これにより、第１ノックピン４と接触している金属材料Ｗの凹部Ｗ１には、抜き勾配も形成されており、金属材料Ｗの自重の作用もあって、金属材料Ｗは、スムーズに第１ノックピン４と分離することができる。
なお、金属材料Ｗの自重の作用も分離に寄与するので、第２ノックピン用スプリング５ａの付勢力は、大きくする必要はなく、第２ノックピン用スプリング５ａの小型化をすることができる。
【００２２】
次に、作用効果を説明する。
実施形態１の熱間鍛造成形装置および熱間鍛造成形方法にあっては、以下に列挙する作用効果を奏する。
【００２３】
（１）鉛直下方向Ｄへ移動して、可動上型２から金属材料Ｗを分離するノックピンを第１ノックピン４と第１ノックピン４より小径の第２ノックピン５の２重構造で構成し、第１ノックピン４をアクチュエータにより動作させ、可動上型２から金属材料Ｗを分離し、第２ノックピン用スプリング５ａの付勢力により第２ノックピン５を動作させ、金属材料Ｗの常温での急速な冷却による金属材料Ｗの上部の凹部Ｗ１の収縮により圧入状態で固着した第１ノックピン４から金属材料Ｗを分離するようにした。
よって、スムーズに、金属材料Ｗを第１ノックピン５から分離することができる。
また、金属材料Ｗの凹みＷ１を更に深くすることも可能となり、加工代の削減、重量の削減を図ることが可能となる。
【００２４】
［他の実施形態］
以上、本発明を実施するための形態を実施形態に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００２５】
１    熱間鍛造機（熱間鍛造成形装置）
２    可動上型（第１金型）
２ａ  可動上型成形面（第１金型成形面）
３    固定下型（第２金型）
３ａ  固定下型成形面（第２金型成形面）
４    第１ノックピン（ノックピン）
５    第２ノックピン（ノックピン）
５ａ  第２ノックピン用スプリング（動作用スプリング）
Ｗ    金属材料
【図１】
2020146720.tif 000003
【図２】
2020146720.tif 000004
【図３】
2020146720.tif 000005
【図４】
2020146720.tif 000006
【図５】
2020146720.tif 000007
【図６】
2020146720.tif 000008