(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトムダイとリングダイとで凹状の製品形状空間部を有するダイを形成し、このダイと該ダイの製品形状空間部に押し込まれるポンチとにより所定の成形品を鍛造成形するようにした鍛造プレス型において、
前記製品形状空間部の底部コーナー部のうちボトムダイの上面にリングダイの内周面下部に内接する段差部を形成し、この段差部でボトムダイの上面とリングダイの内周面とを係合させたことを特徴とする鍛造プレス型。
【請求項２】
ボトムダイの上面にリングダイが載置されていて、前記ボトムダイの上面には前記段差部としてリングダイの内周面下部に内接する凸部が有段成形されていることを特徴とする請求項１記載の鍛造プレス型。
【請求項３】
前記リングダイが内歯車状のものであって、このリングダイの内側の製品形状空間部に押し込まれるポンチが、リングダイの内歯の歯先面に相当する小径部に内接するものであることを特徴とする請求項２記載の鍛造プレス型。
【請求項４】
前記凸部は、リングダイの内歯の歯先面に相当する小径部に内接するものであることを特徴とする請求項３記載の鍛造プレス型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間鍛造に代表されるような鍛造用の型構造に関し、さらに詳しくは、ダイが複数の型要素によって形成される場合にその型要素同士の合わせ面（分割面）でのばりの発生を防止した鍛造プレス型の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鍛造プレス型の代表的な構造として、特開平３−２３８１３８号公報に示されているように、ボトムダイの上面にリングダイを載置して凹状すなわち有底筒状の製品形状空間部を形成する一方、この製品形状空間部に挿入した粗材を上方からポンチで押し潰して所定の形状に鍛造成形するようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような型構造においては、例えば、製品形状空間部を形成しているダイのうち特定の部分のみが他の部分に比べて極端に型寿命が短い場合にその特定の部分のみの交換を容易にする必要があること、および、ダイ全体を一体のものとして加工する場合に比べて複数の型要素に分けた方が形自体の加工性がよいこと、等の理由から、ダイをボトムダイとリングダイとによって形成しているものであるが、必然的にボトムダイとリングダイとの合わせ面すなわち分割面が製品形状空間部に臨むかたちとなる。
【０００４】
そのため、特に外側への粗材肉の押出力が大きい場合やボトムダイが成形力によって弾性変形した場合には、上記の合わせ面に隙間が生じてばりの発生を助長し、結果的にノックアウト手段による成形品の取り出し不良や型の破損等のトラブルを招く結果となって好ましくない。また、これらの不具合を解消しようとするとダイ全体を一体に形成する以外に方法がなく、前述したように型製作コストの増加が余儀なくされる。
【０００５】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、ダイが複数の型要素からなる分割構造を容認しつつも、特にボトムダイとリングダイとの合わせ面での隙間の発生ひいてはばりの発生を未然に防止した型構造を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ボトムダイとリングダイとで凹状の製品形状空間部を有するダイを形成し、このダイと該ダイの製品形状空間部に押し込まれるポンチとにより所定の成形品を鍛造成形するようにした鍛造プレス型において、前記製品形状空間部の底部コーナー部のうちボトムダイの上面にリングダイの内周面下部に内接する段差部を形成し、この段差部でボトムダイの上面とリングダイの内周面とを係合させたことを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明におけるボトムダイの上面にリングダイが載置されていて、前記ボトムダイの上面には前記段差部としてリングダイの内周面下部に内接する凸部が有段成形されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明におけるリングダイが内歯車状のものであって、このリングダイの内側の製品形状空間部に押し込まれるポンチが、リングダイの内歯の歯先面に相当する小径部に内接するものであることを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明における凸部が、ポンチと同様に、リングダイの内歯の歯先面に相当する小径部に内接するものであることを特徴としている。
【００１０】
したがって、請求項１，２に記載の発明では、リングダイの内周面がボトムダイに対し段差部をもって内接するように有段係合することで、ボトムダイとリングダイとの合わせ面が製品形状空間部に臨んではいても、少なくとも製品形状空間部のコーナー部における底面と、ボトムダイとリングダイとのなす合わせ面との間には所定の段差が形成されることになる。
【００１１】
これにより、製品形状空間部の底面に沿って横方向に広がろうとして粗材肉が流動したとしても、上記の段差のためにその製品形状空間部におけるコーナー部の底面の延長線上からボトムダイとリングダイとの合わせ面が外れているために、該合わせ面ではばりが発生しにくいものとなる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、内歯車状のリングダイに対して単純円筒形状のポンチが押し込まれることから、鍛造成形される成形品としてはリングダイの歯形が転写された外歯車状のものとなる。その際、リングダイ側の歯底面とポンチ外周面との間には所定の隙間ができ、結果的には成形品の外歯車状が後方押出しのかたちで成形される。
【００１３】
さらに、請求項４に記載の発明では、リングダイが内歯車状のものであるのに対してその歯先面と内接する凸部は単純円筒形状のものとなっていて、リングダイの歯底面と凸部との間には空間ができてその部分が素材肉溜まりとして機能する。これにより、凸部の頂部と、リングダイとボトムダイとの接触面との間に段差ができ、特に歯先部に相当する部分でのばりの発生を防止できるようになる。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１，２に記載の発明によれば、製品形状空間部の底部コーナー部のうちボトムダイの上面に凸部による段差部を形成して、この段差部で、ボトムダイの上面とリングダイの内周面とを係合させるようにしたことから、製品形状空間部におけるコーナー部の底面と、ボトムダイとリングダイとのなす合わせ面との連続性が上記段差（凸部）によって断たれて、両者の間には所定の段差が形成されることになる。そして、この段差のために上記コーナー部の底面に沿って流れてきた粗材肉がボトムダイとリングダイとの合わせ面に入り込むことがなくなり、ボトムダイとリングダイとからなる分割構造のダイを前提としつつも、上記合わせ面でのばりの発生を解消でき、成形品の取り出し不良や型破損等のトラブルを未然に防止できる効果がある。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、リングダイが内歯車状のものであることから、その形状が転写されることによって成形される外歯車状の成形品の鍛造に際してばりの発生を防止できる効果がある。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、内歯車状のリングダイに対してその歯先面に内接するように凸部が形成されているため、リングダイ側の歯底面と凸部との間に空間ができるとともに、その空間をはさんでボトムダイとリングダイとの合わせ面と、製品形状空間部のコーナー部の底面とが段差をもつことになる。その結果、横方向に広がろうとする素材肉が一旦上記の空間部に流れ込むために請求項３に記載の発明と同様に従来のようなばりの発生を未然に防止できる効果がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１，２は本発明の代表的な実施の形態を示す図であって、図３に示すように、軸部ＢとウェブＦおよびリムＲとを有して、かつそのリムＲの外周に外歯Ｇが形成された外歯車状の成形品（ワーク）Ｗを鍛造成形するための型構造の例を示している。
【００１８】
図１，２に示すように、下型となるダイ１は、同芯状に配置されたインナボトムダイ２とアウタボトムダイ３およびそのアウタボトムダイ３の上面に載置されたリングダイ４とから形成される。リングダイ４は内歯５を有した内歯車状のものとして形成されているとともに、外周面でのテーパ結合によってホルダ６に保持されており、また、インナボトムダイ２の中央部にはカウンタポンチ７が配設されている。そして、リングダイ４とアウタ，インナ双方のボトムダイ２，３およびカウンタポンチ７の四者によって凹状すなわち有底円筒状の製品形状空間部８が形成されている。
【００１９】
一方、上型となるポンチ９はインナポンチ１０とアウタポンチ１１とから形成されていて、リングダイ４に押し込まれることになる中径部９ａの直径は内歯車状のリングダイ４の歯先面に内接する寸法となるように単純円筒状のものとして設定されている。
【００２０】
また、前記ダイ１はバックアップダイ１２とともに外側のダイホルダ１３によって拘束支持されているとともに、インナボトムダイ２とカウンタポンチ７との間にはインナノックアウトスリーブ１４が配置されていて、さらにインナボトムダイ２とアウタボトムダイ３との間には同様にしてアウタノックアウトスリーブ１５が配置されている。これらインナ，アウタ双方のノックアウトスリーブ１４，１５はノックアウトピン１６を介して相互に連結されていて、ノックアウトバー１７の突き出し動作により双方のノックアウトスリーブ１４，１５が一体的に上昇して成形後の成形品Ｗをダイ１の上方に突き出すことになる。
【００２１】
前記ダイ１を形成しているリングダイ４はアウタボトムダイ３の水平な上面３ａを合わせ面としてそのアウタボトムダイ３と突き合わされているものであるが、その上面３ａの内周側には上面３ａよりも一段高く、かつリングダイ４の内歯の歯先面５と内接する突条（凸部）１８が形成されている。このように、製品形状空間部８のコーナー部でアウタボトムダイ３の上面３ａと突条１８の先端面とが所定の段差Ｃをもつことで段差部１９が形成されており、この段差部１９をもってアウタボトムダイ３とリングダイ４とが係合している。
【００２２】
なお、本実施の形態では、突条１８の先端面の高さとノックアウト動作前のアウタノックアウトスリーブ１５の先端面の高さとが同一高さに設定されている。
【００２３】
したがって、本実施の形態の型構造によれば、ダイ１の製品形状空間部８に粗材を挿入してポンチ９を下降させることにより、ポンチ９がリングダイ４に内接しつつ粗材を押し潰して、半密閉鍛造のかたちで図３に示すところの成形品Ｗが鍛造成形される。ただし、ポンチ９はリングダイ４の内歯５の歯先面に内接しているだけであるから、その歯底面とアウタポンチ１１との間には所定の空間ができることにより、結果的に成形品Ｗ側の外歯Ｇはポンチ加圧方向に対して逆方向に押し出されるいわゆる後方押出しのかたちで成形される。
【００２４】
ここで、成形品Ｗのうち図３に示すウェブＦと外歯Ｇ付きのリムＲとが成形される過程に着目してみると、ポンチ加圧力を受けて粗材肉がウェブＦの直径方向外側に広がりながら、かつ外歯Ｇの歯すじ方向に広がることになる。この時、突条１８はポンチ９と同様にリングダイ４の内歯５の歯先面に内接しているだけであることから、リングダイ４の歯底面と突条１８との間にはその突条１８の高さに相当する空間Ｒが形成されている。
【００２５】
したがって、ウェブＦとなるべき部分の直径方向外側に広がった粗材肉は上記の空間Ｒを粗材肉溜まりとしてこれに一旦流れ込みつつ歯すじ方向に広がることになる。これにより、突条１８がなくアウタボトムダイ３の上面３ａとアウタノックアウトスリーブ１５およびインナボトムダイ１２の上面がともに同一平面状となって連続している従来の型構造と比べて、リングダイ４とアウタボトムダイ３とを相互に離間させようとする力が小さくなり、結果的にリングダイ４とアウタボトムダイ３との合わせ面からのばりの発生を防ぐことができる。
【００２６】
すなわち、製品形状空間部８にアウタボトムダイ３とリングダイ４との合わせ面３ａが臨んでいる状態で、突条１８の上面に沿って外側に広がるように粗材肉が流動するものの、その突条１８の先端面の高さの延長線上から合わせ面３ａが外れているために、合わせ面３ａではばりが発生しにくいものとなる。
【００２７】
なお、成形品Ｗには上記の空間部Ｒに相当する部分が余肉として付帯することになるが、後工程の機械加工で除去されるために成形品Ｗの機能上何ら問題はない。
【００２８】
ここで、成形品Ｗの大きさや形状にもよるが、上記の突条１８の高さは１〜２ｍｍ程度あれば十分であり、最大直径が１００ｍｍ程度の成形品では１ｍｍの高さで必要十分な効果が確認できた。
【００２９】
また、突条１８をリングダイ４の内歯５と噛み合わせるべく外歯車状に形成すると、水平な合わせ面３ａが直接製品形状空間部８に臨まないようになるとともに、上記の空間部Ｒに相当する余肉は付帯しないことになるが、突条１８そのものの加工が複雑になる。
【００３０】
さらに、上記の実施の形態では突条１８の上面の高さとインナボトムダイ２の上面の高さとの間に差があるが、成形品Ｗの形状によっては突条１８の上面の高さに対してアウタノックアウトスリーブ１５の上面の高さとともにインナボトムダイ２の上面の高さと合わせるようにしても同様の機能が得られる。
【００３１】
加えて、上記の実施の形態では熱間鍛造用の型構造について例示したが、本発明は温間もしくは冷間鍛造用の型構造にも同様に適用することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施の形態を示す図で、図２のＡ部拡大図。
【図２】本発明の代表的な実施の形態を示す型の断面図。
【図３】鍛造成形された成形品の断面図。
【符号の説明】
１…ダイ
２…インナボトムダイ
３…アウタボトムダイ
３ａ…上面（合わせ面）
４…リングダイ
５…内歯
８…製品形状空間部
９…ポンチ
１８…突条（凸部）
１９…段差部
Ｗ…成形品
【図１】
0003567300.tif 000002
【図２】
0003567300.tif 000003
【図３】
0003567300.tif 000004