(57)【要約】      （修正有）【課題】内筒や外筒と渦巻き部材との隙間を最小にすることによって渦巻き部材の緩衝機能を向上させる。【解決手段】内側に割り型を支持する環状のダイスを略同芯に配置される外筒２３ａと内筒２３ｂとで構成し、それら外筒と内筒との間に薄い帯状の金属ばねを多重に巻回して環状に構成した渦巻き部材２３ｃを介在させるとともに、外筒の内面と内筒の外面とを段部３７によって連結される渦巻き状の曲面に形成したものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に割り型を支持する環状のダイスを略同芯に配置される外筒と内筒とで構成し、それら外筒と内筒との間に薄い帯状の金属ばねを多重に巻回して環状に構成した渦巻き部材を介在させるとともに、前記外筒の内面と内筒の外面とを段部によって連結される渦巻き状の曲面に形成してなる鍛造用金型のダイス構造。
【請求項２】
請求項１において、前記内筒を外筒に対して回動可能に構成するとともに、内筒と外筒との間に内筒の過度の回動を阻止するための係止手段が設けられている鍛造用金型のダイス構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素材を金型内に閉じ込めた後、ポンチを素材へ押し込むことにより、キャビティ内に材料を充填させる、いわゆる密閉鍛造用金型として好適なダイス構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、密閉鍛造は金型に素材を入れ、ポンチによって軸方向へ押圧することにより、長さを短縮すると同時に、その断面を膨大させることによって成形を行う鍛造法である。素材を大きく変形させることができるので、冷間鍛造法において多用されている。密閉鍛造において、金型は製品の取り出しのため複数に分解可能なニブと呼ばれる割り型と、その割り型を支持するダイスを有する。
【０００３】
ダイスは成形に際して強大な圧力を受けるため、外面を補強リングによって支持され補強されるが、成形時の変形のため損耗が激しいので、しばしば、交換を要する。そこで、図５で示すように、ダイスＤを同芯に配置された内筒ｄ１と外筒ｄ２とに分離し、それらの間に鋼製の薄板を渦巻き状に巻回してなる緩衝部材Ａを介在させて、寿命を伸ばす技術が使用される。
【０００４】
しかし、内筒ｄ１と外筒ｄ２との間に緩衝部材Ａを介在させる構造は、ダイスの製作上で若干の困難があり、十分に機能を果たすことができないことがあった。その理由の一は緩衝部材Ａをなす薄板の始端と終端が、内筒の面と外筒の内面とに接する部分に、薄板の板厚に起因して三角形の隙間Ｓ、Ｓを生じ、必要な緩衝機能の得られないことがあった。
【０００５】
理由の二は、内筒と外筒との間に巻き込んだ緩衝部材Ａが、自らの弾力によって外方へ拡がり、外筒の内面へ接近する傾向があるため、緩衝部材Ａと内筒の外面との間に空隙Ｃを生じ易く、この空隙Ｃを簡単に除去する手段がなかったので、同様に、必要な緩衝機能の得られないことがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、ダイスＤを内筒ｄ１と外筒ｄ２とに分割し、それらの間に板材を巻いて構成した緩衝部材Ａを介在させる場合に、ダイスＤと緩衝部材Ａとの間に隙間が生じ、内筒ｄ１を支承するための緩衝機能が不安定になり易いことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、内側に割り型を支持する環状のダイスを略同芯に配置される外筒と内筒とで構成し、それら外筒と内筒との間に薄い帯状の金属ばねを多重に巻回して環状に構成した渦巻き部材を介在させるとともに、前記外筒の内面と内筒の外面とを段部によって連結される渦巻き状の曲面に形成したことを主な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る密閉鍛造用金型のダイス装置は、ダイスを内筒と外筒とに分けて構成し、それらと、それらの間に介装した渦巻き部材との間に生じる隙間を最小にしたので、動作が安定で耐久性が優れ、かつ、ダイスが損耗した場合の交換など、保守作業を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
ダイスと緩衝部材との間に生じる隙間を最小にした構造を得ようとする目的を、金型の基本構造を大きく変えることなく達成した。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明を利用した鍛造装置の一例を示す断面図である。図中、鍛造装置１０はボルスタ１１とラム１２との間に支持されるダイセット１５を有する。ダイセット１５は周知のように、４隅に設けた案内バー１６、１６に案内されて、互いに近接したり離隔したりする下側ダイ１７と上側ダイ１８とを有する。
【００１１】
２０はダイセット１５によって支持された密閉鍛造用の金型である。金型２０は前記下側ダイ１７の上に支持されたダイス装置２１と、上側ダイ１８の下面に取り付けられたポンチ装置２７とを有する。２８はポンチ装置２７の要部をなすポンチであり、後述するダイス２３の中へ進出する。なお、ポンチ装置２７の構成は、従来から慣用されている構成と大差がないので詳細な説明を省略する。
【００１２】
ダイス装置２１は下側ダイ１７の上に支持された受圧板２２を介して支持されたダイス２３を有する。２４は前記ダイス２３の外周に嵌合された補強リングであり、ダイス２３の変形を防ぐ。４０は内側にキャビティを形成した二つ割りのニブであり、前記ダイス２３の内面に嵌合され保持されている。４１はノックアウトである。なお、ここまでの構成は業界で慣用される金型と大差がない。
【００１３】
ダイス装置２１の本発明を利用した部分を説明する。図２において前記ダイス２３は同芯に配置された外筒２３ａと内筒２３ｂ、および、それらの間に介装される渦巻き部材２３ｃからなる。外筒２３ａと内筒２３ｂとは同心に配置され、外筒２３ａの内面と内筒２３ｂとの間には所定の間隔を以て隔てられた環状の空間が形成されている。その空間の中に挿入される渦巻き部材２３ｃは、厚さ０．２ｍｍ程度のばね鋼を調質した帯状の板材からなり、これを長手方向に巻回したものである。
【００１４】
２５は係止手段たる係止ピンであり、係止ピン２５は外筒２３ａと内筒２３ｂ、および渦巻き部材２３ｃを、それらの緩衝機能を損ねることなく一体化する。ダイス２３には外面をなす外筒２３ａから渦巻き部材２３ｃを通して内筒２３ｂに至るピン孔２６の２個が穿孔してあり、前記係止ピン２５は内筒２３ｂの部分に圧入してある。また、ピン孔２６の外筒２３ａと渦巻き部材２３ｃの部分は、図３で示すように、周方向に長い長孔となっており、内筒２３ｂが十分な緩衝機能を果たすべく、外筒２３ａと渦巻き部材２３ｃに対して、周方向に相対移動できる構成となっている。
【００１５】
次に、外筒２３ａの内面３２と内筒２３ｂの外面３５によって形成される空間の形状を説明する。この空間は環状に巻回された前記渦巻き部材２３ｃの外面形状に対応させて形成されており、外筒２３ａの内面３２と内筒２３ｂの外面３５は、短い段部３７と、その段部３７の一端と他端とを３６０°に亘って連結する渦巻き状の曲面とで構成されている。
【００１６】
前記渦巻き状の曲面は、図４で示すように、渦巻き部材２３ｃの外面形状は動径Ｒで示され、その動径Ｒは基礎円Ｂの半径をＲ０、板厚をｔ、巻き数をｎ、動径Ｒの位置をθラジアンとすれば、
Ｒ＝Ｒ０＋ｎ×ｔ＋ｔ×θ／２π
によって算出できる。なお、前記段部３７の長さは、渦巻き部材２３ｃの板厚より僅かに大きく設定されている。よって、外筒２３ａの内面３２と内筒２３ｂの外面３５は、渦巻き部材２３ｃの外面と相似形になるので、それらの間に渦巻き部材２３ｃを介装させると、先の従来例で説明した隙間Ｓが消失する。
この渦巻き状の曲面は現在のワイヤカット技術で上記算式をプログラムすることによって容易に加工でき、渦巻き部材２３ｃの厚さ０．２ｍｍのときワイヤ直径０．０５ｍｍで加工してよい結果を得ている。
【００１７】
他方、渦巻き部材２３ｃは弾力によって元の板状に戻ろうとして、外筒２３ａの内面３２へ密着し、内筒２３ｂの外面３５との間に隙間を生じる傾向がある。そこで、ダイス２３を組み立てる際、内筒２３ｂに設けた段部３７へ渦巻き部材２３ｃの端部を当接させるよう内筒２３ｂを動径が増す方向へ回動させることによって、隙間Ｃを消失させ、その状態でダイス２３の側面に放電加工によりピンの丸孔を貫通させ、その後内筒２３ｂを抜き取って、ワイヤカットにより長孔に広げる。長孔の遊びは左右各０．５ｍｍ程度でよい。その後、前記係止ピン２５を圧入して、関係位置を固定する。かくて、渦巻き部材２３ｃは外筒２３ａと内筒２３ｂとの間に介在し、板材の重なり合った部分は付着した防錆油の油膜程度の間隙を残して密着している。そのため、内筒２３ｂが外力を受け、外径が急激に膨大しようとするとき、渦巻き部材２３ｃをなす板材が弾性的に変形して多重に重なり合った部分の摩擦により、内筒２３ｂの急激、かつ過大な変形を阻止する。
【００１８】
ダイス装置２１は以上のように構成されているので、キャビティに収容した棒状の素材をポンチ２８によって強圧すると、素材はポンチ２８に押圧されて軸方向の長さが減じ、外面が膨大してキャビティを満たす。内面にキャビティを形成したニブ４０は、内面に素材の圧力を受けて内筒２３ｂを強圧して外方へ歪ませる。この歪みは渦巻き部材２３ｃによって緩衝的に支承され、内筒２３ｂの損傷を防ぐとともに、製品寸法にばらつきのない安定な作業が可能となる。
【００１９】
外筒２３ａと内筒２３ｂとに分割され、それらの間に渦巻き部材２３ｃを介在させて構成したダイス２３は、外筒２３ａと内筒２３ｂとの間に形成される空間が、渦巻き部材２３ｃの外面形状と大略同形で僅かに大きく作られているので、渦巻き部材２３ｃが鋼板を巻いた形態を有するにも拘わらず、そこに生じる隙間を最小にすることができる。
【００２０】
さらに、ダイス装置２１の製作に際し、巻回された渦巻き部材２３ｃが外筒２３ａの内面３２へ密着しようとする性質を利用して、内筒２３ｂを外筒２３ａに対して、その動径が大きくなる方向へ回動させることによって、渦巻き部材２３ｃと内筒２３ｂとの間に生じ易い隙間Ｃを除去することができ、係止ピン２５によってその状態に保持することができる。
また、係止ピン２５は、ポンチやノックアウトによって内筒２３ｂと渦巻き部材２３ｃが軸方向へ移動するのを防止している。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
冷間鍛造法で多く使用される密閉鍛造用金型に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本願発明を利用した密閉鍛造用金型の断面図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】渦巻き部材の内面と外面の曲線を示す模式図である。
【図５】従来例を示す図２相当の断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０    鍛造装置
１１    ボルスタ
１２    ラム
１５    ダイセット
１６    案内バー
１７    下側ダイ
１８    上側ダイ
２０    金型
２１    ダイス装置
２２    受圧板
２３    ダイス
２３ａ  外筒
２３ｂ  内筒
２３ｃ  渦巻き部材
２４    補強リング
２５    係止ピン
２６    長孔
２７    ポンチ装置
２８    ポンチ
３２    内面
３５    外面
３７    段部
４０    ニブ
４１    ノックアウト
【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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