(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面側に傾斜カム面を有しているとともに互いに接近離間可能な一対の可動型と、
上記一対の可動型側の傾斜カム面と摺接する傾斜カム面を有しているとともにこれら一対の可動型と相対移動することで当該一対の可動型同士を相互に接近離間動作させるダイケースと、
を備えていて、
上記一対の可動型は当該一対の可動型同士の接近離間方向において相対移動可能な内型と外型とでそれぞれに形成されているとともに、これらの内型と外型の双方に傾斜カム面がそれぞれに形成されていて、
上記一対の可動型とダイケースとの相対移動に伴い一対の可動型同士が接近動作した時に、最初に一対の可動型の外型同士が付き合わされることでワークのための密閉空間が形成され、それに続いて当該密閉空間を縮小するように双方の内型同士が接近動作することで鍛造を行うようになっていることを特徴とする閉塞鍛造用金型装置。
【請求項２】
上記一対の可動型とダイケースとはその一対の可動型同士の接近離間可能と直交方向に相対移動可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の閉塞鍛造用金型装置。
【請求項３】
それぞれの可動型を形成している内型と外型との間には、双方の可動型の外型同士が接近する方向に付勢する弾性体が介装されていることを特徴とする請求項１または２に記載の閉塞鍛造用金型装置。
【請求項４】
上記ダイケースとそれぞれの内型とは、両者の傾斜カム面における凹凸嵌合案内面構造によってその抜け止めが施されていることを特徴とする請求項３に記載の閉塞鍛造用金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塑性加工の一つである閉塞鍛造のための金型装置に関し、特に比較的簡単な型構造のもとで高精度な鍛造を行えるようにした閉塞鍛造用金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関用のコネクティングロッドの鍛造を目的とした閉塞鍛造用金型装置として特許文献１に記載のものが提案されている。
【０００３】
この特許文献１に記載のものでは、鍛造品のための密閉空間を形成することになる下型ダイがダイ素片としての前後左右の四つの分割ダイに分割されていて、それらの分割ダイが略矩形枠状をなすダイケースに収容されているとともに、各分割ダイとダイケースとが傾斜カム面をもって相互に接触している。そして、分割ダイとダイケースとを上下方向に相対移動させると、各分割ダイが前後左右方向からそれぞれに前進することにより下型ダイが閉じられて密閉空間とされ、結果としてワーク（粗材）が所定の鍛造品形状に鍛造成形されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１９７５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、それぞれに独立している四つの分割ダイが閉じることで初めてワークが所定形状に成形されることになるので、それらの四つの分割ダイの位置合わせが難しく、鍛造品であるワークの寸法精度の向上に限界がある。
【０００６】
また、上記のように四つの分割ダイの位置合わせが難しいことと相俟って、四つの分割ダイを合わせたときに狙いとする形状が精度良く得られるようにそれぞれの分割ダイに型彫り加工を施すことが難しく、同様にして鍛造品であるワークの寸法精度の向上に限界がある。
【０００７】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、比較的簡単な型構造のもとで高精度な鍛造を行うことができて、ワークの寸法精度の向上を図った閉塞鍛造用金型装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の閉塞鍛造用金型装置は、背面側に傾斜カム面を有しているとともに互いに接近離間可能な一対の可動型と、上記一対の可動型側の傾斜カム面と摺接する傾斜カム面を有しているとともにこれら一対の可動型と相対移動することで当該一対の可動型同士を相互に接近離間動作させるダイケースと、を備えている。
【０００９】
そして、上記一対の可動型は当該一対の可動型同士の接近離間方向において相対移動可能な内型と外型とでそれぞれに形成されているとともに、これらの内型と外型の双方に傾斜カム面がそれぞれに形成されていて、上記一対の可動型とダイケースとの相対移動に伴い一対の可動型同士が接近動作した時に、最初に一対の可動型の外型同士が付き合わされることでワークのための密閉空間が形成され、それに続いて当該密閉空間を縮小するように双方の内型同士が接近動作することで鍛造を行うようになっている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、相対移動可能な内型と外型とで形成された一対の可動型同士の接近離間動作に基づいて閉塞鍛造による成形が行われるので、従来のような多数の可動型同士の位置合わせや型彫りの困難性が解消されて、高精度な鍛造成形を行うことができ、ワークの寸法精度の向上と安定化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る閉塞鍛造用金型装置の概略的な基本構造を示す断面説明図。
【図２】図１の金型装置の主要素である一対の可動型の分解斜視図。
【図３】図１の金型装置の作動説明図で、図１の状態よりも一対の可動型が上昇した状態を示す断面図。
【図４】図１の金型装置の作動説明図で、図３の状態よりも一対の可動型が下降した状態を示す断面図。
【図５】図１の基本構造をより具体化した金型装置の断面図。
【図６】図５の金型装置の主要素である一方の可動型の分解斜視図。
【図７】図５の金型装置の作動説明図で、同図の状態よりも一対の可動型が下降した状態を示す断面図。
【図８】図５の金型装置の作動説明図で、図７の状態よりもさらに一対の可動型が下降した状態を示す断面図。
【図９】一対の可動型の変形例を示す概略説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１〜８は本発明に係る閉塞鍛造用金型装置の実施の形態を示す図であり、ここでは内燃機関用のコネクティングロッドを鍛造成形するための金型装置の例を示している。
【００１３】
図１，２は上記閉塞鍛造用金型装置の概略的な基本構造を示しており、ボルスタ１上に矩形筒状のダイケース２が固定されており、そのダイケース２内に左右で対をなす一対の可動型３，４が正対する状態で収容されている。ダイケース２の四周の内周面のうち正対する二つの面が傾斜カム面５，６となっている。すなわち、下方に向かって二つの面の対面距離が漸次小さくなる傾斜カム面５，６となっている。他方、一対の可動型３，４の背面側にもダイケース２側の傾斜カム面５，６に対応した同じ傾斜の傾斜カム面１１，１２が形成されている。そして、後述するように、ダイケース２に対して一対の可動型３，４を一体的に昇降動作させれば、その昇降動作に応じて一対の可動型３，４同士が互いに接近離間動作することになる。
【００１４】
一対の可動型３，４は、図２に示すように、輪郭が略直方体形状をなす外型７または８の内側にこれとほぼ相似形をなす内型９または１０を組み込んだもので、外型７または８と内型９または１０とは相対移動可能であって、一対の可動型３，４自体の昇降方向と直交する方向、すなわち水平方向に相対移動可能となっている。内型９，１０および外型７，８の背面には先に述べたように傾斜カム面１１，１２が形成されている一方、内型９，１０の前面には鍛造品の仕上げ形状に対応したインプレッション部１３，１４が、外型７，８の前面には上記内型９，１０側のインプレッション部１３，１４を出没可能に受容または嵌合する開口部１５，１６がそれぞれに形成されている。そして、先に述べたように、外型７と内型９または外型８と内型１０とが水平方向で相対移動する際には、外型７，８側の開口部１５，１６から内型９，１０側のインプレッション部１３，１４が出没することになる。
【００１５】
なお、各内型９，１０にはインプレッション部１３１，４よりも一段低い段部１７が、各外型７，８には凸状のショルダー部１８がそれぞれに形成されていて、各外型７，８に対する各内型９，１０の前進限位置は段部１７とショルダー部１８との当接によって規制されることになる。
【００１６】
ここで、図１，２から明らかなように、内型９，１０の傾斜カム面１１，１２には断面が逆台形状をなす凸部１９が形成されている一方、ダイケース２側の傾斜カム面５，６には凸部１９に係合するあり溝２０が形成されていて、両者は凹凸嵌合案内面構造としてのあり溝（ダブテール）案内面構造となっている。これにより、内型９，１０はダイケース２の傾斜カム面５，６から抜け落ちない構造となっている。なお、上記あり溝案内面構造は一例にすぎず、要はダイケース２の傾斜カム面５，６からの内型９，１０の抜け止め機能が発揮できれば、他の形式の凹凸嵌合案内面構造を採用することも可能である。
【００１７】
したがって、このように構成された閉塞鍛造用金型装置によれば、図３に示すように、ダイケース２に対して一対の可動型３，４が上昇している状態で、双方の可動型３，４同士の対向間隙内にワーク（粗材）Ｗを投入し、図示しないスライド等にて一対の可動型３，４を上死点位置から下死点位置に向けて下降させる。なお、この状態では、図３に示すように、各可動型３，４の外型７，８に対して内型９，１０が後退した位置にあるものとする。また、ワークＷは大端部となるべき部位を上側に、小端部となるべき部位を下側にして投入される。
【００１８】
一対の可動型３，４は、ダイケース２側の傾斜カム面５，６に沿って一体的に下降動作し、同時にその可動型３，４同士はワークＷに向かって互いに接近動作することになる。
【００１９】
一対の可動型３，４がさらに下降すると、それと同時に双方の可動型３，４同士が一段と接近することから、図４に示すように、やがては双方の可動型３，４の外型７，８同士が当接することになる。この状態をもって双方の外型７，８および内型９，１０により初めて閉塞鍛造のための密閉空間Ｒが形成される。
【００２０】
以降は、上記の密閉空間Ｒを維持しながら各可動型３，４の外型７，８に対して内型９，１０が相対的に前進動作して、次第に密閉空間Ｒの容積を縮小化させ、最終的には一対の可動型３，４が下死点位置に到達するまで、すなわち各外型７，８側のショルダー部１８に対して内型９，１０側の段部１７が当接するまで、双方の内型９，１０同士が前進することになる。その結果、ワークＷが密閉空間Ｒ内において双方の内型９，１０および外型７，８により加圧拘束されて、所定の鍛造品形状に仕上げられることになる。
【００２１】
こうして、一対の可動型３，４が下死点位置に達したならば、代わって図示しないノックアウト等により一対の可動型３，４を押し上げると、鍛造成形後のワークＷとともに一対の可動型３，４が図３の状態に復帰することになる。
【００２２】
図５〜８は先の基本構造をより具体化した閉塞鍛造用金型装置の構造を示しており、図１〜４と共通する部分には同一符号を付してある。
【００２３】
図５〜８では、各可動型３，４の外型７と内型９との間および外型８と内型１０との間に弾性体としてのリターンスプリング２２がそれぞれ介装されている点、および外型７，８に対する内型９，１０の後退限位置を規制しつつその抜け止めを司るホルダプレート２５が付設されている点で、先の図１〜４に記載のものと異なっている。ただし、図５〜８では密閉空間Ｒに投入されるべきワークＷは図示省略してある。
【００２４】
図５のほか図６に示すように、それぞれの外型７，８の内底面および内型９，１０の段部１７には互いに正対することになる複数のスプリング着座部２１が凹設されており（内型９，１０側のスプリング着座部２１については図２参照）、これらの正対するスプリング着座部２１，２１間にはそれぞれに弾性体として圧縮コイルスプリングタイプのリターンスプリング２２を介装してある。これにより、外型７，８に対してそれに案内されている内型９，１０が後退する方向に常時付勢されていることになる。なお、圧縮コイルスプリングタイプのリターンスプリング２２は一例にすぎず、弾性体として例えばウレタン等のゴムスプリング、皿ばねあるいはガスクッション等を用いることももちろん可能である。
【００２５】
また、図６に示すように、外型７，８のうち正対する内側面にはそれぞれに凹溝２３が形成されている一方、内型９，１０のうち正対する外側面には外型７，８側の凹溝２３と合致する凹溝２４を形成してある。そして、外型７，８側の凹溝２３の底部に図示しないボルト等にてホルダプレート２５を装着し、そのホルダプレート２５の一部を内型９，１０側の凹溝２４に係合させてある。これにより、先に述べたように、外型７，８に対してそれに案内されている内型９，１０が後退する方向にリターンスプリング２２にて常時付勢されてはいても、上記ホルダプレート２５により外型７，８に対する内型９，１０の後退限位置の位置規制と抜け止めが施されていることになる。
【００２６】
したがって、図５に示した金型構造によれば、スライド２６により一対の可動型３，４を押し下げると、図１〜４の場合と同様に、それらの一対の可動型３，４はダイケース２の傾斜カム面５，６に沿って下降しつつ、且つ一対の可動型３，４同士が接近動作することになる。この場合において、ダイケース２側の傾斜カム面５，６と可動型３，４側の傾斜カム面１１，１２との摺接によって互いに接近方向の駆動力を受けるのがそれぞれの内型９，１０だけであっても、その内型９，１０と外型７，８との間にはリターンスプリング２２が介装されているので、内型９，１０同士が接近すればリターンスプリング２２を介して双方の外型７，８同士も接近動作することになる。これにより、内型９，１０および外型７，８のそれぞれの作動信頼性が高いものとなる。
【００２７】
そして、スライド２６および一対の可動型３，４の下降途中において双方の可動型３，４の外型７，８同士が当接すると、図７に示すように、初めて鍛造品のための密閉空間Ｒが形成されることになる。なお、この時点では、各内型９，１０側の傾斜カム面１１，１２がダイケース２側の傾斜カム面５，６と摺接しているだけで、各外型７，８側の傾斜カム面１１，１２はダイケース２側の傾斜カム面５，６とは接触していない。
【００２８】
なおもスライド２６および一対の可動型３，４が下降すると、図８に示すように、双方の可動型３，４の内型９，１０同士が接近動作して密閉空間Ｒの容積を縮小化し、最終的にはスライド２６および一対の可動型３，４が下死点に達した状態をもって、すなわち双方の可動型３，４における内型９，１０側の傾斜カム面１１，１２だけでなく各外型７，８側の傾斜カム面１１，１２までもがダイケース２側の傾斜カム面５，６と摺接し、且つ各外型７，８側のショルダー部１８に対して各内型９，１０側の段状部１７が当接した状態をもって鍛造成形が終了する。
【００２９】
このように双方の可動型３，４における内型９，１０側の傾斜カム面１１，１２だけでなく各外型７，８側の傾斜カム面１１，１２までもがダイケース２側の傾斜カム面５，６と摺接して駆動されることで、ワークＷを一段と大きな力で加圧拘束することができる。
【００３０】
この後、スライド２６の上昇動作とともにノックアウト２７にて一対の可動型３，４を押し上げることで、双方の可動型３，４は鍛造成形後のワークＷとともに図５の状態に復帰することになる。この場合において、ダイケース２側の傾斜カム面５，６と各内型９，１０側の傾斜カム面１１，１２とは、先に述べたようにあり溝案内面構造となっているので、ノックアウト２７により一対の可動型３，４を押し上げるだけで双方の内型９，１０同士が離間するとともに、一対の可動型３，４が上昇する過程での内型９，１０と外型７，８との相対移動量がホルダプレート２５により規制されるので、内型９，１０同士の離間動作だけでなく外型７，８同士の離間動作も安定して行われ、その作動信頼性が高いものとなる。
【００３１】
このように本実施の形態によれば、相対移動可能な内型９，１０と外型７，８とで形成された一対の可動型３，４同士の接近離間動作に基づいて閉塞鍛造による成形が行われるので、従来のような多数の可動型同士の位置合わせや型彫りの困難性が解消されることになる。その結果として、高精度な鍛造成形を行うことができ、鍛造品たるワークＷの寸法精度の向上と安定化が図れるようになる。
【００３２】
ここで、上記の実施の形態では、外型７，８側および内型９，１０側のそれぞれの傾斜カム面１１，１２の傾斜度合いを同じとしているが、ワークＷの形状等によっては、外型７，８および内型９，１０の作動タイミングや接近離間速度を積極的にコントロールするべく、これらの外型７，８側および内型９，１０側のそれぞれの傾斜カム面１１，１２の傾斜度合いを互いに異ならせることも可能である。
【００３３】
例えば、図９に示すように、鉛直面に対する外型７，８側の傾斜カム面１１ｂ，１２ｂの傾斜角度よりも、内型７，８側の傾斜カム面１１ａ，１２ａの傾斜角度を大きく設定する。もちろん、ダイケース２側の傾斜カム面５，６についても、外型７，８側の傾斜カム面１１ｂ，１２ｂと摺接する部位と内型９，１０側の傾斜カム面１１ａ，１２ａと摺接する部位とで傾斜角度を互いに異ならせる必要があることは言うまでもない。この場合には、内型９，１０同士の接近離間動作速度を先の実施の形態のものより相対的に大きくすることができ、様々な形状のワークの閉塞鍛造に適用できるようになって、汎用性が高いものとなる。
【符号の説明】
【００３４】
２…ダイケース
３，４…可動型
５，６…傾斜カム面
７，８…外型
９，１０…内型
１１，１２…傾斜カム面
１７…段部
１８…ショルダー部
１９…凸部
２０…あり溝
２２…リターンスプリング（弾性体）
Ｒ…密閉空間
Ｗ…ワーク
【図１】
0005580680.tif 000002
【図２】
0005580680.tif 000003
【図３】
0005580680.tif 000004
【図４】
0005580680.tif 000005
【図５】
0005580680.tif 000006
【図６】
0005580680.tif 000007
【図７】
0005580680.tif 000008
【図８】
0005580680.tif 000009
【図９】
0005580680.tif 000010