(57)【要約】【課題】本発明では、鍛造用金型において、可動型と固定型との合わせ面に鍛造加工により生じる切粉等の粉体状の異物を金型の外部へ排出する技術を提案して、前記異物がブランクや鍛造用金型に付着することに起因する加工不良の低減を図る。【解決手段】固定型９と、該固定型９に対して進退移動可能な可動型１０とを備え、これらの合わせ面に設けた成形部にてブランクＷを鍛造して鍛造品を得るための鍛造用金型５０であって、前記可動型１０の合わせ面から前記可動型１０の内部を通じて外部へ気体を強制的に排出する第一排気路Ｒ１を前記可動型１０に設け、前記第一排気路Ｒ１に、前記可動型１０の進行移動に伴って開放され、前記可動型１０の退行移動に伴って閉塞される吸引弁を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型と、該固定型に対して進退移動可能な可動型とを備え、これらの合わせ面に設けた成形部にてブランクを鍛造して鍛造品を得るための鍛造用金型であって、
前記可動型の合わせ面から前記可動型の内部を通じて外部へ気体を強制的に排出する排気路を前記可動型に設け、
前記排気路に、前記可動型の進行移動に伴って開放され、前記可動型の退行移動に伴って閉塞される吸引弁を設けたことを特徴とする鍛造用金型。
【請求項２】
固定型と、該固定型に対して進退移動可能な可動型とを備え、これらの合わせ面に設けた成形部にてブランクを鍛造して鍛造品を得るための鍛造用金型であって、
前記可動型内に設けられた吸気溜と、
前記吸気溜内を強制排気する強制排気手段と、
前記吸気溜と前記可動型の合わせ面とに開口するように前記可動型に穿設された吸引孔と、
前記吸引孔内に設けられ、前記可動型の進行移動に伴って開放され、前記可動型の退行移動に伴って閉塞される吸引弁とを、
備えたことを特徴とする鍛造用金型。
【請求項３】
固定型と、該固定型に対して進退移動可能な可動型とを備え、これらの合わせ面に設けた成形部にてブランクを鍛造して鍛造品を得るための鍛造用金型であって、
前記可動型内に設けられた吸気溜と、
前記吸気溜内を強制排気する強制排気手段と、
前記可動型の合わせ面に開口する小径孔部と、前記吸気溜に開口する大径孔部と、前記小径孔部と前記大径孔部との間に形成された弁座とを有し、前記可動型の進退移動方向と略平行に前記可動型に穿設された吸引孔と、
前記小径孔部内を摺動可能な小径軸部と、前記大径孔部内を移動可能な大径軸部と、前記小径軸部と前記大径軸部との間に形成された前記弁座に着座可能な弁とを有し、該弁が前記弁座に着座したときに前記小径軸部の端部が前記可動型の合わせ面よりも前記固定型側に突出した状態となるように、前記吸引孔に挿設された弁体と、
前記弁体を前記固定型側へ付勢する付勢手段とを、
備えたことを特徴とする鍛造用金型。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の鍛造用金型において、
前記吸気溜と前記可動型の成形部とを連通させる吸引孔を前記可動型に設けたことを特徴とする鍛造用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛造用金型の構造に関し、詳細には鍛造時に発生する切粉等の粉体状の異物を金型から除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハンマ又はプレス等の鍛造機に、型彫りされた上下一組の鍛造用金型を取り付け、この型内にブランク（加熱又は冷間材料）を入れて、圧縮により成形加工を行う、鍛造技術が知られている。この型鍛造技術により、ボルトやナット等のパーツ類が加工される。
上記のような型鍛造では、鍛造の際にブランクが削られて生じる切粉が、鍛造用金型やブランクに付着する。このように鍛造用金型に切粉が付着した状態で鍛造加工を行うと、切粉により金型の滑り作動不良が生じることがあった。また、ブランクに切粉が付着した状態で鍛造されることにより鍛造品の形状精度が低下していた。
【０００３】
そこで、鍛造用金型に付着する切粉は、鍛造加工において金型が開かれる毎にエアブローにて除去されている。しかし、エアブローでは、切粉を飛散させることができるが、前記切粉を回収することはできずに金型に残留してしまうことや、加工により生じた切粉の鍛造品への巻き込みを防止することができないという不都合があり、また、エアを当接させる場所を金型の形状に応じて適宜変更する必要があった。
【０００４】
また、特許文献１では、鍛造用金型の合わせ面に通気用の細隙を設け、前記細隙を保持ケースの前面で開口する排出孔を通じて外部と連通させ、前記細隙に高圧流体を供給して、金型内に発生する空気及び金属微粉等の異物を金型の外部へ積極的に排出させる技術が提案されている。
【０００５】
上記特許文献１に記載のように、高圧流体を金型内に常時供給することによれば、切粉等の異物の除去は可能であるが、エアコンプレッサ等の高圧流体供給手段が発する騒音が大きく作業環境を損ねてしまう。また、特許文献１に記載の技術では、密閉据込型の鍛造用金型の場合、ブランクは金型の内部に完全に密閉されて据込まれるので、型締めされた状態の金型の合わせ面の異物除去を行うことができないという不都合がある。
【特許文献１】実開平６−７０９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術に鑑み、本発明では、鍛造用金型において、可動型と固定型との合わせ面に鍛造加工により生じる切粉等の粉体状の異物を金型の外部へ排出する技術を提案して、前記異物がブランクや鍛造用金型に付着することに起因する加工不良の低減を図る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、固定型と、該固定型に対して進退移動可能な可動型とを備え、これらの合わせ面に設けた成形部にてブランクを鍛造して鍛造品を得るための鍛造用金型であって、前記可動型の合わせ面から前記可動型の内部を通じて外部へ気体を強制的に排出する排気路を前記可動型に設け、前記排気路に、前記可動型の進行移動に伴って開放され、前記可動型の退行移動に伴って閉塞される吸引弁を設けたものである。
【０００９】
請求項２においては、固定型と、該固定型に対して進退移動可能な可動型とを備え、これらの合わせ面に設けた成形部にてブランクを鍛造して鍛造品を得るための鍛造用金型であって、前記可動型内に設けられた吸気溜と、前記吸気溜内を強制排気する強制排気手段と、前記吸気溜と前記可動型の合わせ面とに開口するように前記可動型に穿設された吸引孔と、前記吸引孔内に設けられ、前記可動型の進行移動に伴って開放され、前記可動型の退行移動に伴って閉塞される吸引弁とを、備えたものである。
【００１０】
請求項３においては、固定型と、該固定型に対して進退移動可能な可動型とを備え、これらの合わせ面に設けた成形部にてブランクを鍛造して鍛造品を得るための鍛造用金型であって、前記可動型内に設けられた吸気溜と、前記吸気溜内を強制排気する強制排気手段と、前記可動型の合わせ面に開口する小径孔部と、前記吸気溜に開口する大径孔部と、前記小径孔部と前記大径孔部との間に形成された弁座とを有し、前記可動型の進退移動方向と略平行に前記可動型に穿設された吸引孔と、前記小径孔部内を摺動可能な小径軸部と、前記大径孔部内を移動可能な大径軸部と、前記小径軸部と前記大径軸部との間に形成された前記弁座に着座可能な弁とを有し、該弁が前記弁座に着座したときに前記小径軸部の端部が前記可動型の合わせ面よりも前記固定型側に突出した状態となるように、前記吸引孔に挿設された弁体と、前記弁体を前記固定型側へ付勢する付勢手段とを、備えたものである。
【００１１】
請求項４においては、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の鍛造用金型において、前記吸気溜と前記可動型の成形部とを連通させる吸引孔を前記可動型に設けたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
本発明によれば、鍛造用金型の可動型と固定型との合わせ面に鍛造加工により生じる切粉等の粉体状の異物を金型の外部へ排出することができる。これにより、前記異物がブランクや鍛造用金型に付着することに起因する加工不良の低減を図ることができる。この異物の排出は鍛造加工時のみに機能するので、効率的に金型内の異物を吸引除去することができる。さらに、吸気溜と前記可動型の成形部とを連通させることによれば、前記成形部に生じる切粉等の粉体状の異物も金型外へ吸引除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る鍛造用金型を据えた鍛造機を示す図、図２は吸引弁が閉じられた状態の鍛造用金型を示す図、図３は吸引弁が開かれた状態の鍛造用金型を示す図、図４は吸引弁の構造を示す拡大図、図５は鍛造の流れを説明する図である。
【００１５】
まず、本発明の実施例に係る鍛造用金型５０の構造について説明する。
図１に示すように、鍛造用金型５０は、鍛造機６０に取り付けて用いられる。前記鍛造機６０には、ラム６１と、前記ラム６１に対して進退往復動するスライド６２と、前記スライド６２の駆動手段６３とが具備される。本実施例においては、ラム６１の上方にスライド６２が配設され、スライド６２は略上下方向に往復動する。
【００１６】
前記鍛造用金型５０には、前記スライド６２に取り付けられた可動型１０と、前記ラム６１に固定された固定型９とが備えられる。前記スライド６２のラム６１に対する進退移動に伴って、可動型１０は固定型９に対して進退移動可能である。
ここで、前記可動型１０の固定型９に近づく方向への移動を『進行移動』とし、前記可動型１０の固定型９から離れる方向への移動を『退行移動』とする。
また、以下、可動型１０の進退移動方向を『加工方向』と記載する。
前記可動型１０と固定型９との合わせ面には鍛造品を成形する成形部が設けられ、該成形部にセットされたブランクＷを前記可動型１０と前記固定型９とで挟み込んで加圧することにて、鍛造品を得ることができる。
【００１７】
図２及び図３に示すように、前記ラム６１には、成形時の圧力を受ける受圧板６５が固定され、前記受圧板６５に固定型９が取り付けられ、前記固定型９は前記ラム６１に固定されたホルダー６６にて保持される。
前記固定型９の合わせ面の略中央部には、鍛造品を成形する成形部が設けられ、該成形部の略中心に、ノックアウトピン６７が設けられる。ノックアウトピン６７は、鍛造後に固定型９に固着した鍛造品を排出し、また、鍛造時にブランクＷを下方向から拘束するためのものである。
【００１８】
前記スライド６２には、鍛造の圧力を加圧又は受圧するための圧力板５３が固定され、該圧力板５３に可動型１０が取り付けられ、前記可動型１０は前記スライド６２に固定されたホルダー５４にて保持される。
前記可動型１０は、汎用部位である主型１０ａと、前記主型に嵌設された入子型１０ｂとで構成され、前記入子型１０ｂに成形部が設けられる。
【００１９】
また、前記可動型１０の略中央には、加工方向にパンチ孔２０が穿設され、前記パンチ孔２０に加工方向を軸方向とするパンチ１９が挿設される。前記パンチ１９は、可動型１０と固定型９との成形部にセットされたブランクＷを加圧するためのものである。
【００２０】
前記可動型１０には、前記可動型１０の合わせ面から該可動型１０の内部を通じて外部へ気体を強制的に排出する排気路（第一排気路Ｒ１）が設けられる。
前記第一排気路Ｒ１は、前記可動型１０内に設けられた吸気溜１５と、前記吸気溜１５内を強制排気する強制排気手段１８と、前記吸気溜１５と前記可動型１０の合わせ面とに開口するように可動型１０に穿設された単数又は複数の吸引孔１１とで、形成される。つまり、前記第一排気路Ｒ１では、前記可動型１０と固定型９との合わせ面間に存在する切粉等の粉体状の異物が気体とともに、吸引孔１１を通じて吸気溜１５まで吸引され、吸気溜１５より可動型１０の外部へ排出される。
【００２１】
前記吸気溜１５には吸引口１６が開口され、該吸引口１６はホルダー５４に挿設された吸引管５５に接続される。前記吸引管５５は強制排気手段１８に接続されて、吸気溜１５内は常時強制排気されて負圧とされる。
【００２２】
図４にも示すように、前記吸引孔１１は、前記可動型１０の合わせ面に開口する小径孔部１３と、前記小径孔部１３に連続して形成され、前記吸気溜１５に開口する大径孔部１２と、前記小径孔部１３と前記大径孔部１２との間に形成された弁座１４とを有し、前記可動型１０の進退移動方向と略平行に前記可動型１０に穿設される。
【００２３】
前記吸引孔１１内には、前記可動型１０の進行移動に伴って開放され、前記可動型１０の退行移動に伴って閉塞される吸引弁が設けられる。前記吸引弁は、前記吸引孔１１に設けられた弁座１４と、前記吸引孔１１に挿設されたパイロットピン３０に設けられた弁３３とで構成される。
【００２４】
前記パイロットピン３０は吸引弁の弁体として機能する軸状部材であり、可動型１０に設けられる吸引孔１１の数に合わせて、可動型１０に単数又は複数設けられる。
前記パイロットピン３０は、前記小径孔部１３内を摺動可能な小径軸部３２と、前記小径軸部３２に連続して形成され、前記大径孔部１２内を移動可能な大径軸部３１と、前記小径軸部３２と前記大径軸部３１との間に形成され、前記弁座１４に着座可能な弁３３とを有する。前記小径軸部３２の周面には、溝３４・３４・３４が加工方向に形成される。また、前記大径軸部３１と小径軸部３２との境界の段差面が弁３３とされる。
【００２５】
そして、前記パイロットピン３０に設けられた弁３３が前記弁座１４に着座したときに、前記小径軸部３２の端部が前記可動型１０の合わせ面よりも前記固定型９側に突出した状態となるように、前記小径軸部３２は、小径孔部１３の長さよりも大きい加工方向の長さを有する。さらに、前記パイロットピン３０には、該パイロットピン３０を前記固定型９側へ付勢して、弁３３を弁座１４に着座させる付勢手段１７が設けられる。従って、前記パイロットピン３０は、可動型１０が固定型９方向へ進行する際に可動型１０の合わせ面よりも先に固定型９に当接することとなる。
【００２６】
なお、本実施例において、前記付勢手段１７はエアシリンダであるが、油圧シリンダや、バネやゴム等の弾性体などを付勢手段１７として採用することもできる。但し、前記付勢手段１７は、吸気溜１５の負圧にてパイロットピン３０が移動しない程度の付勢力を与ることができるものでなければならない。
【００２７】
また、前記可動型１０には、前記第一排気路Ｒ１に加え、前記可動型１０の成形部から前記可動型の内部を通じて外部へ気体を強制的に排出する第二排気路Ｒ２が設けられる。前記第二排気路Ｒ２は、前記吸気溜１５と、加工方向と略直交する方向に圧力板５３に穿設され、前記吸気溜１５とパンチ孔２０とを連通させる吸引孔２１とで、構成される。
【００２８】
前記第二排気路Ｒ２では、前記可動型１０の成形部に存在する切粉等の粉体状の異物が気体とともに、パンチ１９の外周とパンチ孔２０の内周との間隙と、吸引孔２１とを通じて、吸気溜１５まで吸引され、吸気溜１５より可動型１０の外部へ排出される。
【００２９】
続いて、鍛造加工中の第一排気路Ｒ１と第二排気路Ｒ２の状態について説明する。
【００３０】
図２及び図５（ａ）に示すように、鍛造用金型５０が開かれてブランクＷがセットされる状態では、吸引弁は閉じられて第一排気路Ｒ１は機能せず、第二排気路Ｒ２のみが機能して、第二排気路Ｒ２を通じて鍛造用金型５０の成形部の異物が排出される。
【００３１】
図３及び図５（ｂ）に示すように、鍛造加工が開始され可動型１０が固定型９方向へ進行してパイロットピン３０が固定型９に接し始めると、前記パイロットピン３０は前記固定型９に押圧されて付勢手段１７の付勢力に抗して可動型１０に相対して移動し、弁３３が弁座１４から離れて吸引弁が開放される。つまり、第一排気路Ｒ１に設けられた吸引弁が前記可動型１０の進行移動に伴って開放される。このとき、第一排気路Ｒ１と第二排気路Ｒ２とは共に機能し、第一排気路Ｒ１を通じて可動型１０と固定型９との合わせ面間の異物が金型外へ排出され、第二排気路Ｒ２を通じて鍛造用金型５０の成形部の異物が金型外へ排出される。
【００３２】
図５（ｃ）に示すように、可動型１０の合わせ面と固定型９の合わせ面が接し、さらに、図５（ｄ）に示すように、可動型１０が下死点まで固定型９へ進行移動するときには、可動型１０の合わせ面と固定型９の合わせ面とが密着するため、前記吸引弁は開放されているが、第一排気路Ｒ１は吸引孔１１の前記合わせ面側端部で閉鎖される。従って、可動型１０の合わせ面と固定型９の合わせ面が接しているときには、第二排気路Ｒ２のみが機能して、第二排気路Ｒ２を通じて鍛造用金型５０の成形部の異物が排出される。
【００３３】
上記のようにブランクＷの加圧を終えて可動型１０が固定型９から退行移動する際に、可動型１０の合わせ面と固定型９の合わせ面とが離れると、第一排気路Ｒ１と第二排気路Ｒ２とが共に機能し、第一排気路Ｒ１を通じて可動型１０と固定型９との合わせ面間の異物が金型外へ排出され、第二排気路Ｒ２を通じて鍛造用金型５０の成形部の異物が金型外へ排出される。
前記可動型１０が固定型９より更に退行移動してパイロットピン３０が固定型９から離れると、付勢手段１７の付勢力により弁３３が弁座１４に着座する。すなわち、前記可動型１０の退行移動に伴って吸引弁が閉塞される。このとき、吸引弁は閉じられているため第一排気路Ｒ１は機能せず、第二排気路Ｒ２のみが機能して、第二排気路Ｒ２を通じて鍛造用金型５０の成形部の異物が排出される。
【００３４】
上述の通り、本発明の実施例に係る鍛造用金型５０には、可動型１０と固定型９との合わせ面間に存在する粉体状の異物を強制的に排出する第一排気路Ｒ１と、可動型１０の成形部に存在する粉体状の異物を強制的に排出する第二排気路Ｒ２とが、設けられる。そして、第一排気路Ｒ１や第二排気路Ｒ２を通じて、可動型１０と固定型９との合わせ面や成形部に鍛造加工により生じる切粉等の粉体状の異物を金型の外部へ排出することができる。これにより、前記異物がブランクＷや鍛造用金型５０に付着することに起因する加工不良の低減を図ることができる。
【００３５】
そして、前記第一排気路Ｒ１は、パイロットピン３０が固定型９に接している状態でのみ機能する。つまり、鍛造が行われていない状態では、第二排気路Ｒ２のみが機能して可動型１０の成形部の異物が鍛造用金型５０から強制的に排出され、鍛造が開始されると第一排気路Ｒ１及び第二排気路Ｒ２が機能して、可動型１０の成形部の異物に加え、鍛造に伴って可動型１０と固定型９との合わせ面に生じる異物も鍛造用金型５０から強制的に排出される。このように、第一排気路Ｒ１を通じた異物の排出は、鍛造加工時のみに行われるので、効率的に金型内の異物を吸引除去することができる。
【００３６】
また、前記第一排気路Ｒ１には、前記パイロットピン３０の小径軸部３２の外周の溝３４・３４・３４と、吸引孔１１の小径孔部１３の周面との間が含まれる。つまり、第一排気路Ｒ１は吸気溜１５よりも上流側において、断面積が搾られることとなる。これにより、第一排気路Ｒ１に効果的に吸引力を生じさせることができる。
【００３７】
さらに、前記第一排気路Ｒ１は、吸引弁よりも下流側に位置する吸気溜１５において、前記第二排気路Ｒ２と合流し、且つ、吸引弁から吸気溜１５までの第一排気路Ｒ１よりも、可動型１０の成形部から吸気溜１５までの第二排気路Ｒ２の方が経路が長い。この構成により、第一排気路Ｒ１の吸引弁が閉じられている状態では、第二排気路Ｒ２を通じて異物の排出が行われるが、第一排気路Ｒ１の吸引弁が開放されている状態では、第一排気路Ｒ１を優先させて異物の排出が行われるので、効率的に鍛造加工により生じる切粉等の粉体状の異物を金型外へ排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例に係る鍛造用金型を据えた鍛造機を示す図。
【図２】吸引弁が閉じられた状態の鍛造用金型を示す図。
【図３】吸引弁が開かれた状態の鍛造用金型を示す図。
【図４】吸引弁の構造を示す拡大図。
【図５】鍛造の流れを説明する図。
【符号の説明】
【００３９】
Ｒ１  第一排気路
Ｒ２  第二排気路
１０  可動型
１１  吸引孔
１２  大径孔部
１３  小径孔部
１４  弁座
１５  吸気溜
１６  吸引口
１７  付勢手段
１８  強制排気手段
１９  パンチ
２０  パンチ孔
２１  吸引孔
３０  パイロットピン（弁体）
３１  大径軸部
３２  小径軸部
３３  弁
３４  溝
５０  鍛造用金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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