(57)【要約】【課題】マルチ成形の際に、複数のキャビティに対して溶湯の定量制御が可能であり、定圧を維持することができるため、物性に優れた製品を成形することができる、マルチ成形用半凝固鍛造成形装置を提供する。【解決手段】本発明は、上部面に一定量の溶湯が充填され、一定の間隔で複数形成される複数のキャビティと、前記複数のキャビティのうち、隣接するキャビティの間の上部面に形成され、前記複数のキャビティに充填された溶湯の充填量を定量制御する水平溝とを含む下部金型；前記下部金型との合型の際に、前記複数のキャビティ内に充填された溶湯を加圧する複数のパンチ部と、前記下部金型との合型の際に、前記水平溝内に充填された溶湯を加圧するように、下部面における、前記下部金型の水平溝に対応する位置に形成される加圧突出部とを含む上部金型；及び前記上部金型を昇降させるメインシリンダー；を含んでなることを特徴とする、マルチ成形用半凝固鍛造成形装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部面に一定量の溶湯が充填され、一定の間隔で複数形成される複数のキャビティと、前記複数のキャビティのうち、隣接するキャビティの間の上部面に形成され、前記複数のキャビティに充填された溶湯の充填量を定量制御する水平溝とを含む下部金型；
前記下部金型との合型の際に、前記複数のキャビティ内に充填された溶湯を加圧する複数のパンチ部と、前記下部金型との合型の際に、前記水平溝内に充填された溶湯を加圧するように、下部面における、前記下部金型の水平溝に対応する位置に形成される加圧突出部とを含む上部金型；及び
前記上部金型を昇降させるメインシリンダー；を含んでなることを特徴とする、マルチ成形用半凝固鍛造成形装置。
【請求項２】
前記下部金型の水平溝の底面の高さは、前記キャビティに注入する溶湯の高さよりも低いことを特徴とする、請求項１に記載のマルチ成形用半凝固鍛造成形装置。
【請求項３】
前記下部金型と前記上部金型との合型の際に、前記水平溝の底面と前記加圧突出部の底面との高さ差は、半凝固鍛造成形品の垂直方向の最小厚さと同一に形成されることを特徴とする、請求項２に記載のマルチ成形用半凝固鍛造成形装置。
【請求項４】
前記半凝固鍛造成形品はホイールハブからなることを特徴とする、請求項３に記載のマルチ成形用半凝固鍛造成形装置。
【請求項５】
前記下部金型に、コアボディと、前記コアボディの下部に突設されるロッド結合部とから構成された下部コアが備えられ、
前記下部金型は、
中央に前記下部コアのコアボディが収容される収容溝と、前記収容溝の底面の中央に穿設され、前記下部コアのロッド結合部が貫通する貫通孔とが備えられる下部プレートと；
前記下部プレートの上部に固定設置され、前記キャビティが形成される下部サイド金型と；を含むことを特徴とする、請求項１に記載のマルチ成形用半凝固鍛造成形装置。
【請求項６】
前記下部コアのロッド結合部を昇降させる下部コアシリンダーが前記下部プレートの下部に配置されることを特徴とする、請求項５に記載のマルチ成形用半凝固鍛造成形装置。
【請求項７】
前記下部コアのロッド結合部を下側へ弾性支持する弾性部材が備えられることを特徴とする、請求項５に記載のマルチ成形用半凝固鍛造成形装置。
【請求項８】
前記半凝固鍛造成形品を成すホイールハブのフランジ部の上部面に対応する前記上部金型の成形面に、上下に貫通する貫通口が複数設けられ、
複数の前記貫通口内にそれぞれ配置される複数のイジェクトピンと；複数の前記イジェクトピンを昇降させるイジェクトシリンダーと；が備えられることを特徴とする、請求項４に記載のマルチ成形用半凝固鍛造成形装置。
【請求項９】
複数の前記イジェクトピンを上側へ弾性支持する弾性部材が備えられることを特徴とする、請求項８に記載のマルチ成形用半凝固鍛造成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチ成形用半凝固鍛造成形装置に係り、特に、マルチ成形の際に、複数のキャビティに対して溶湯の定量制御が可能であり、定圧を維持することができるため、物性に優れた製品を成形することができる、マルチ成形用半凝固鍛造成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、商用車は、商用として用いられる車両であって、ほとんどが大型トラック、バスなどの大型車である。
【０００３】
このような車両のリアアクスル軸の両端部には、アクスル軸からインナーベアリングが内周面に案内され、その外側には車輪との結合のためのホイールハブドラムに結合されるホイールハブが設置される。
【０００４】
前記ホイールハブは、内周面を有する円筒状のボディの一側には、前記ホイールハブドラムに連結されるために多数の連結孔が設けられたフランジ部が設けられる。
【０００５】
前記ホイールハブの内周面には上部および下部傾斜部が形成されてインナーベアリングが装着され、ここで、インナーベアリングは、アクスル軸の外周面に結合され、車輪、ホイールハブドラムを含めて車両の走行に伴って回転が行われるのである。
【０００６】
従来のホイールハブは、鋳鉄材の製品が主に使用されたが、時代的、環境的要求に応えるためにその材質がアルミニウム材に変更されており、鋳鉄材の場合には、鋳造工法を採用しても良いが、アルミニウムの場合には、一般鋳造時の欠陥などによる材質特性の著しい低下により、高圧成形工法である溶湯鍛造工法の成形が主に行われる。
【０００７】
このような商用車ホイールのハブを成形する溶湯鍛造成形は、溶湯状態の溶融金属を鍛造金型のキャビティに注入した後、加圧および冷却させることにより、鍛造金型のキャビティに相当する商用車ホイールのハブを作り出す成形方法であって、成形が完了したら、イジェクタ手段を用いて商用車ホイールのハブを金型から押し出して脱型させることにより、最終的に成形物を得ることになる。
【０００８】
溶湯鍛造工法による商用車ホイールのハブの製造について、特許文献１が提案されている。
【０００９】
特許文献１は、商用車ホイールのハブ用溶湯鍛造金型に関するものであって、上部金型にリング状のイジェクタリングを形成して上部金型と外部との隙間面積を増加させることにより、成形の際に生成されるガスの排出をスムーズにして不良品の発生を抑制し、下部金型の一部を昇降可能にして離型剤の排出を容易にすることができるという利点がある。
【００１０】
ところが、前記特許文献１の場合は、ホイールのハブを１つずつ個別生産するばかりで、一度にマルチ生産することはできないため、ホイールのハブの生産性が低下するという問題点があるのはもとより、下部金型に溶湯を定量注入することができないだけでなく、前記下部金型に注入された溶湯を定圧で加圧することができないため、製造されたホイールのハブに不良率が増加するという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】韓国公開特１０−２０１１−０１１０９５２Ａ（２０１１年１０月１０日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、物性に優れた製品を半凝固鍛造方法によってマルチ成形が可能なマルチ成形用半凝固鍛造成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明は、上部面に一定量の溶湯が充填され、一定の間隔で複数形成される複数のキャビティと、前記複数のキャビティのうち、隣接するキャビティの間の上部面に形成され、前記複数のキャビティに充填された溶湯の充填量を定量制御する水平溝とを含む下部金型；前記下部金型との合型の際に、前記複数のキャビティ内に充填された溶湯を加圧する複数のパンチ部と、前記下部金型との合型の際に、前記水平溝内に充填された溶湯を加圧するように、下部面における、前記下部金型の水平溝に対応する位置に形成される加圧突出部とを含む上部金型；及び前記上部金型を昇降させるメインシリンダー；を含んでなることを特徴とする、マルチ成形用半凝固鍛造成形装置を提供する。
【００１４】
ここで、前記下部金型の水平溝の底面の高さは、前記キャビティに注入する溶湯の高さよりも低いことが好ましい。
【００１５】
また、前記下部金型と前記上部金型との合型の際に、前記水平溝の底面と前記加圧突出部の底面との高さ差は、半凝固鍛造成形品の垂直方向の最小厚さと同一に形成されることが好ましい。
【００１６】
さらに、前記半凝固鍛造成形品は、ホイールハブからなることが好ましい。
【００１７】
また、前記下部金型に、コアボディと、前記コアボディの下部に突設されるロッド結合部とから構成された下部コアが備えられ、前記下部金型は、中央に前記下部コアのコアボディが収容される収容溝と、前記収容溝の底面の中央に穿設され、前記下部コアのロッド結合部が貫通する貫通孔とが備えられる下部プレートと；前記下部プレートの上部に固定設置され、前記キャビティが形成される下部サイド金型と；を含むことが好ましい。
【００１８】
また、前記下部コアのロッド結合部を昇降させる下部コアシリンダーが前記下部プレートの下部に配置されることが好ましい。
【００１９】
また、前記下部コアのロッド結合部を下側へ弾性支持する弾性部材が備えられることが好ましい。
【００２０】
また、前記半凝固鍛造成形品を成すホイールハブのフランジ部の上部面に対応する前記上部金型の成形面に上下に貫通する貫通口が複数設けられ、複数の前記貫通口内にそれぞれ配置される複数のイジェクトピンと；複数の前記イジェクトピンを昇降させるイジェクトシリンダーと；が備えられることが好ましい。
【００２１】
また、複数の前記イジェクトピンを上側へ弾性支持する弾性部材が備えられることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、マルチ成形の際に複数のキャビティに対して溶湯の定量制御が可能であり、定圧を維持することができるため、物性に優れた製品を成形することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例に係るマルチ成形用半凝固鍛造成形装置を概略的に示す縦断面図である。
【図２】上部金型を概略的に示す底面図である。
【図３】下部金型に溶湯が充填される過程を概略的に示す縦断面図である。
【図４】下部金型に溶湯が充填される過程を概略的に示す縦断面図である。
【図５】溶湯注入部を概略的に示す平面図である。
【図６】溶湯注入部にフィルター部材が備えられた状態を概略的に示す縦断面図である。
【図７】下部金型と上部金型との合型過程を概略的に示す縦断面図である。
【図８】下部金型と上部金型との合型過程を概略的に示す縦断面図である。
【図９】下部金型と上部金型との合型状態が解除される過程、及び上部金型からホイールハブが分離される過程を概略的に示す縦断面図である。
【図１０】下部金型と上部金型との合型状態が解除される過程、及び上部金型からホイールハブが分離される過程を概略的に示す縦断面図である。
【図１１】マルチ成形されたホイールハブを概略的に示す縦断面図である。
【図１２】ホイールハブに第１、第２ベアリングが装着された状態を概略的に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいてより詳細に説明する。もちろん、本発明の権利範囲は下記の実施例に限定されるものではなく、本発明は、本発明の技術的要旨を逸脱することなく、当該技術分野における通常の知識を有する者によって多様に変形実施できる。
【００２５】
図１は本発明の一実施例に係るマルチ成形用半凝固鍛造成形装置を概略的に示す縦断面図である。
【００２６】
本発明の一実施例に係るマルチ成形用半凝固鍛造成形装置は、中空（図１２の７１０）が形成されたホイール結合部（図１２の７１）と；前記ホイール結合部７１の上端部の外周面に形成されるフランジ部（図１２の７２）と；前記フランジ部７２の上端部に一体に形成され、中空（図１７の７３１）が形成されたディスク結合部（図１２の７３）と；から構成されるホイールハブなどを含んでなる半凝固鍛造成形品７を溶湯鍛造の方法で成形するためのものである。
【００２７】
このような本発明のマルチ成形用半凝固鍛造成形装置は、図１に示すように、大きく下部金型１０、上部金型３０、及びメインシリンダー（図示せず）を含んで構成される。
【００２８】
まず、前記下部金型１０には、前記半凝固鍛造成形品７を成すことができるホイールハブの下部形状に対応し、上側に開放されるキャビティ１１０が備えられる。
【００２９】
前記キャビティ１１０は、半凝固鍛造成形品を向上させるために、前記半凝固鍛造成形品７を成すことができるホイールハブのホイール結合部７１の側面及び底面と前記フランジ部７２の底面及び側面に対応する形状からなることが好ましい。
【００３０】
また、前記下部コア２０は、前記ホイール結合部７１の中空７１０の形状に対応する形状に形成され、前記キャビティ１１０の中央部に配置される。
【００３１】
図２は上部金型を概略的に示す底面図である。
【００３２】
次に、前記上部金型３０は、前記半凝固鍛造成形品７を成すことができるホイールハブの上部形状に対応し、下側に開放されるキャビティ３１０が備えられ、前記下部金型１０と合型される。
【００３３】
具体的に、前記キャビティ３１０は、前記半凝固鍛造成形品７を成すことができるホイールハブ７のフランジ部７２の上部面とディスク結合部７３の外面に対応する形状からなる。
【００３４】
前記キャビティ３１０の中央部には、前記下部金型１０のキャビティ１１０内に充填された溶湯を加圧するパンチ部４０が形成される。
【００３５】
前記パンチ部４０は、前記半凝固鍛造成形品７を成すことができるホイールハブのディスク結合部７３の中空７３１の形状に対応する形状からなる。
【００３６】
特に、前記半凝固鍛造成形品７を成すことができるホイールハブを一度にマルチ成形するために、図１に示すように、前記下部金型１０には、前記キャビティ１１０および前記下部コア２０が一定の間隔で複数形成され、前記上部金型３０には、前記キャビティ１１０に対応するように一定の間隔で前記パンチ部４０が複数形成され得る。
【００３７】
前記下部金型１０の複数のキャビティ１１０のうち、隣接するキャビティ１１０の間の上部面に、複数のキャビティ１１０を連結しながら複数のキャビティ１１０に充填された溶湯の充填量を定量制御する水平溝１２０が形成される。
【００３８】
また、前記下部金型１０と前記上部金型３０との合型の際に、前記水平溝１２０内に充填された溶湯を加圧するように、前記上部金型３０の下部面における、前記下部金型１０の水平溝１２０に対応する位置には、図２に示すように、前記上部金型３０の下方に突出して前記水平溝１２０内に挿入される加圧突出部３０１が形成される。
【００３９】
図３及び図４は下部金型に溶湯が充填される過程を概略的に示す縦断面図である。
【００４０】
図３及び図４に示すように、前記下部金型１０のキャビティ１１０内には、溶湯注入部６０によって溶湯５が注入および充填できる。
【００４１】
ここで、前記下部金型１０の水平溝１２０の底面の高さＨ１は、図４に示すように、前記キャビティ１１０に注入される溶湯５の高さＨ２よりも低い方が良い。
【００４２】
前記水平溝１２０の底面の高さＨ１を、前記キャビティ１１０に注入される溶湯５の高さＨ２よりも低くすることにより、前記下部金型１０に形成された複数のキャビティ１１０に定量の溶湯５を充填することができ、前記水平溝１２０によって前記上部金型３０が一定の圧力で加圧および合型されるときに圧力が複数のキャビティ１１０に等しく分散されるなど、定圧で半凝固鍛造成形することができるという利点がある。
【００４３】
前記上部金型３０と前記下部金型１０との合型の際に、前記水平溝１２０の底面と前記加圧突出部３０１の底面との高さ差（図８のＨ３）は、半凝固鍛造成形製品７を成すことができるホイールハブの垂直方向の最小厚さ、例えば、半凝固鍛造成形品７を成すことができるホイールハブのフランジ部７２の上下厚さと同一に形成されるのがよい。
【００４４】
これは、前記上部金型３０が前記下部金型１０に一定の圧力で加える圧力が均一に複数のキャビティ１１０内の溶湯５に作用し、前記キャビティ１１０に充填された溶湯５よりも前記水平溝１２０に充填された溶湯５に大きな圧力が加わることを防止するためである。
【００４５】
一方、前記溶湯注入部６０は、大きく、内部に一定の高さの溶湯５が供給される溶湯貯蔵ボディ６１０と；前記溶湯貯蔵ボディ６１０に連通した状態で前記溶湯貯蔵ボディ６１０の下部に一定の間隔で複数備えられ、前記下部金型１０のキャビティ１１０内に溶湯５を注入する溶湯注入用ライザーチューブなどの様々な種類からなる溶湯注入部材６２０と；を含んで構成できる。
【００４６】
前記溶湯注入部６０は、公知の移送手段（図示せず）によって前記下部金型１０のキャビティ１１０の上方に移送できる。
【００４７】
図５は溶湯注入部を概略的に示す平面図である。
【００４８】
前記溶湯貯蔵ボディ６１０は、図５に示すように、大きく、前記下部金型１０の一側から他側方向へ一定の長さで左右に延設され、下部に前記溶湯注入部材６２０が一定の間隔で備えられる前側溶湯貯蔵ボディ６１１と；前記前側溶湯貯蔵ボディ６１１に連通した状態で前記前側溶湯貯蔵ボディ６１１の後側に、前記前側溶湯貯蔵ボディ６１１の前側から後側方向へ一定の長さで前後に延設される後側溶湯貯蔵ボディ６１２と；から構成できる。
【００４９】
図６は、溶湯注入部にフィルター部材が備えられた状態を概略的に示す縦断面図である。
【００５０】
前記溶湯注入部材６２０の下部内側には、図６に示すように、溶湯の注入の際に溶落現象による酸化物の発生及びその製品内の混入を防止するとともに、複数の前記キャビティ１１０内に溶湯５が均等に注入できるようにするためのセラミックフィルターなどからなるフィルター部材６３０が備えられてもよい。
【００５１】
図７及び図８は下部金型と上部金型との合型過程を概略的に示す縦断面図である。
【００５２】
次に、前記下部コア２０は、前記下部金型１０のキャビティ１１０内で昇降可能に設置できる。
【００５３】
前記下部コア２０は、図７及び図８に示すように、半凝固鍛造成形品７を成すことができるホイールハブのホイール結合部７１の中空７１０の形状に対応する形状からなるコアボディ２１０と；前記コアボディ２１０の下部に突設されるロッド結合部２２０と；から構成できる。
【００５４】
前記下部コア２０のロッド結合部２２０は、前記ロッド結合部２２０の下部に連結された状態で前記ロッド結合部２２０の下方に位置する下部コアシリンダー２３０により昇降できる。
【００５５】
前記下部金型１０は、中央に貫通孔１３１が穿設される収容溝１３２が備えられる下部プレート１３０と；前記下部プレート１３０の上部に固定設置され、前記半凝固鍛造成形品７を成すことができるホイールハブの下部側面の形状に対応するキャビティ１１０が形成される下部サイド金型１４０と；を含んで構成できる。
【００５６】
前記下部プレート１３０の収容溝１３２には、前記下部コア２０のコアボディ２１０が収容できる。
【００５７】
前記収容溝１３２の中央に穿設された貫通孔１３１には、前記コアボディ２１０の下部に突設されるロッド結合部２２０が貫通するように配置できる。
【００５８】
前記下部プレート１３０の貫通孔を貫通するように配置される前記下部コア２０のロッド結合部２２０には、前記下部コアシリンダー２３０のピストンロッド２３１が直接または間接的に結合される。よって、前記下部コアシリンダー２３０の作動により、前記下部コア２０は昇降できる。
【００５９】
前記下部金型１０のキャビティ１１０に溶湯５が注入されるときに、前記下部コア２０の底面を前記下部プレート１３０の収容溝１３２に密着させるために、前記下部コア２０のロッド結合部２２０を下側へ弾性支持する圧縮ばねなどの弾性部材１５０；が備えられるのが良い。
【００６０】
一例として、図７及び図８に示すように、前記下部コアシリンダー２３０のピストンロッド２３１の上部には、水平状態の昇降板１６０がボルト固定などの様々な方式で固定できる。
【００６１】
前記昇降板１６０の上部には、一定の間隔で複数の前記ロッド結合部２２０の下部がボルト固定などの様々な方式で固定できる。
【００６２】
前記弾性部材１５０の内側に前記ロッド結合部２２０が収容された状態で、前記弾性部材１５０の上部は前記ロッド結合部２２０の外面に一体に連結でき、前記弾性部材１５０の下部は前記昇降板６０の上部に一体に連結できる。
【００６３】
図９及び図１０は、下部金型と上部金型との合型状態が解除される過程、および上部金型からホイールハブが分離される過程を概略的に示す縦断面図である。
【００６４】
次に、前記メインシリンダ（図示せず）は、前記上部金型３０の上方に備えられ、図８及び図９において、前記上部金型３０を昇降させることができる。
【００６５】
図９及び図１０に示すように、前記上部金型３０には、前記キャビティ３１０内に下降して半凝固鍛造成形されたホイールハブなどからなる半凝固鍛造成形品７を分離するためのイジェクトピン７０が備えられてもよい。
【００６６】
一例として、前記上部金型３０のキャビティ３１０のうち、前記半凝固鍛造成形品７を成すことができるホイールハブのフランジ部７２の上部面と対応する成形面に、上下に貫通する貫通口３１１が複数形成できる。
【００６７】
前記複数の貫通口３１１内に複数の前記イジェクトピン７０がそれぞれ垂直に配置できる。
【００６８】
一例として、複数の前記イジェクトピン７０の上部には、複数の前記イジェクトピン７０同士を連結するための連結板８０が備えられてもよい。
【００６９】
前記連結板８０の上部中心部には前記メインシリンダー（図示せず）のロッドが結合され、前記メインシリンダー（図示せず）によって前記連結板８０と一緒に前記上部金型３０と複数のパンチ部４０が昇降できる。
【００７０】
図示されてはいないが、前記連結板８０の上部には、前記連結板８０を垂直貫通した状態で複数の前記イジェクトピン７０の上部とそれぞれ連結されて複数の前記イジェクトピン７０を昇降させるイジェクトシリンダー（図示せず）がボルト固定などの様々な方式で備えられてもよい。
【００７１】
そして、複数の前記貫通口３１１内へ複数の前記イジェクトピン７０を上昇させて複数の前記貫通口３１１内に複数の前記イジェクトピン７０が密着するようにするために、前記イジェクトピン７０を前記イジェクトピン７０の上側へ弾性支持する圧縮ばねなどの前記弾性部材１５０が備えられてもよい。
【００７２】
一例として、前記弾性部材１５０の内側に前記イジェクトピン７０の上部が収容された状態で、前記弾性部材１５０の上部は前記連結板８０の下部に一体に連結でき、前記弾性部材１５０の下部は前記イジェクトピン７０の外面に一体に連結できる。
【００７３】
図１１はマルチ成形されたホイールハブを概略的に示す縦断面図、図１２はホイールハブに第１、第２ベアリングが装着された状態を概略的に示す縦断面図である。
【００７４】
本発明の一実施例に係るマルチ成形用半凝固鍛造成形装置によって、図１１に示すように一度にマルチ成形されたホイールハブなどからなる半凝固鍛造成形品７は、一定の間隔で切断され、図１２に示すように個別製品化できる。
【００７５】
また、個別製品化された半凝固鍛造成形品７を成すことができる前記ホイールハブの上部内側と下部内側にそれぞれ第１、第２ベアリング３３、３４が装着できる。
【００７６】
上述したように構成された本発明は、マルチ成形の際に、複数のキャビティ１１０に対して溶湯５の定量制御が可能であり、定圧を維持することができるため、物性に優れた製品を成形することができるという利点がある。
【符号の説明】
【００７７】
１０    下部金型
２０    上部金型
【図１】
2019051554.tif 000003
【図２】
2019051554.tif 000004
【図３】
2019051554.tif 000005
【図４】
2019051554.tif 000006
【図５】
2019051554.tif 000007
【図６】
2019051554.tif 000008
【図７】
2019051554.tif 000009
【図８】
2019051554.tif 000010
【図９】
2019051554.tif 000011
【図１０】
2019051554.tif 000012
【図１１】
2019051554.tif 000013
【図１２】
2019051554.tif 000014