(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビレットが貫通する装入孔が形成されたリング状金型１０と、
中央に配置された前記リング状金型に向かって対向して近接移動し、相互対向する面に前記装入孔に対応する装入溝、及びフランジ成形のための成形空間が形成された左右スライド金型２１，２２と、
前記左右スライド金型を移動させる垂直加圧金型３０と、
前記垂直加圧金型の垂直加圧力を前記左右スライド金型の水平移動へ切り替える動力伝達手段４０と、
を有することを特徴とする船舶用スラスト軸の水平式鍛造装置。
【請求項２】
前記リング状金型１０は、前記左右スライド金型の相互対向する面に各々形成されたガイド溝２０５に挿入され、前記左右スライド金型の水平移動をガイドするガイド棒１２を有することを特徴とする請求項１に記載の船舶用スラスト軸の水平式鍛造装置。
【請求項３】
前記左右スライド金型２１，２２には、前記ガイド溝２０５とガイド棒１２との間の空間へ油圧を加え、前記左右スライド金型２１，２２の間に配置された前記リング状金型の位置を調整する間隔調整用油圧チャネル２０７が形成されることを特徴とする請求項２に記載の船舶用スラスト軸の水平式鍛造装置。
【請求項４】
前記動力伝達手段４０は、
外部の作動圧によって前記左右スライド金型２１，２２の移動方向に垂直な方向へ移動する垂直加圧金型３０に回転可能に設けられる左右トグルレバー４１，４２と、
前記左右スライド金型２１，２２に各々結合され、前記左右トグルレバー４１，４２が各々装着されるガイド溝４５１，４６１が形成され、前記垂直加圧金型３０の垂直移動と連動して回転する前記トグルレバー４１，４２の回転力によって左右スライド金型２１，２２を相互対向して近接移動させる左右金型連結部材４５，４６と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の船舶用スラスト軸の水平式鍛造装置。
【請求項５】
前記左右金型連結部材４５，４６は、前記左右スライド金型２１，２２の外周の一部を囲む形態であり、前記左右スライド金型２１，２２の外周に形成されたリング状溝２０６にその内面が挿入されることを特徴とする請求項４に記載の船舶用スラスト軸の水平式鍛造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラスト軸の鍛造装置に関し、より詳細には、船舶用軸系装置の付属品の一つであるスラスト軸を製作するための水平式鍛造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スラスト軸１００は、軸系装置に用いられる付属品の一つであり、図１に示されたように、軸間の連結又は支持のために所定間隔離間して配置されたフランジ１０１，１０２が一体に成形されている。
【０００３】
このようなスラスト軸１００は、軸の強度を確保すべく、一般に金型内でビレットＢ（ｂｉｌｌｅｔ、予備成形体)を鍛造して製作されている。
【０００４】
図２は、従来のスラスト軸の鍛造装置及びその作業状態を示す図である。図２に示されたスラスト軸の鍛造装置は、直立しているビレットＢの上下部を支持する上下部金型１、２と、上下部金型１，２の間に配置される第１及び第２の側部金型３，４と、第１及び第２の側部金型３，４の間に配置されるインサート金型５と、下部金型２から第１及び第２の側部金型３，４及びインサート金型５を必要に応じて持ち上げるフローティング金型７を含む。
【０００５】
すなわち、このような従来のスラスト軸の鍛造装置は、下部金型２の上にビレットＢを直立配置した後、フローティング金型７によってインサート金型５及び第１及び第２の側部金型３，４を持ち上げた状態で、上方にある上部金型１を下方へ加圧することで、インサート金型５、第１側部金型３及び上部金型１を用いてビレット（Ｂ）の上段に第１のフランジ１０１を先に成形する。次に、フローティング金型７を除去し、フローティング金型７の除去によって残された距離を、再度上部金型１を下方へ加圧することで、インサート金型５、第２の側部金型４及び下部金型２によって第１のフランジ１０１から所定間隔離間して配置される第２のフランジ１０２を成形する。
【０００６】
上述したように、垂直式鍛造工法を適用した従来のスラスト軸の鍛造装置は、第１及び第２のフランジ１０１，１０２を成形するために、フローティング金型７を設けた状態において１回加圧し、その後、フローティング金型７を除去した状態で再度金型を加圧するという、２回の加圧工程が必要なため、鍛造工程全体の作業時間が長かった。
【０００７】
また、このように、先に第１のフランジ１０１を成形した後、再度上下部金型１，２を加圧することで第２のフランジ１０２を成形する場合は、予め成形された第１のフランジ１０１と第２のフランジ１０２とに加えられる加圧力が不均一になり、最終鍛造工程の終了後フランジ成形部の不良発生率が高かった。
【０００８】
一方、スラスト軸のフランジ成形不良を鑑み、フランジに余剰素材を形成し、鍛造工程後、別途の仕上げ加工を行うことがあったが、これも全般的なスラスト軸の製作に多大な時間と費用がかかるという問題点があった。
【０００９】
さらに、金型内でビレットが直立した状態で上部及び下部から垂直方向へ加圧力を加える従来の垂直式鍛造工法は、予め所定温度に加熱されたビレットを金型の上部から下部へ装入する工程や、最終成形の完了したスラスト軸を金型から離脱させる工程は、作業の高さの差によって相当な不便をもたらすとともに、前後工程ラインとの作業の互換性が劣るという問題点もあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するために工夫したものであり、１回の加圧工程により２箇所のフランジを有するスラスト軸を簡単に成形することができる船舶用スラスト軸の水平式鍛造装置を提供することを課題とする。
【００１１】
本発明は、垂直加圧力を両側の２つの水平加圧力へ均等に分配することで、所定間隔離間した２箇所のフランジ成形物の品質精密度を一層向上させることができる船舶用スラスト軸の水平式鍛造装置を提供することを他の課題とする。
【００１２】
本発明は、ビレットを金型へ水平方向に装入させ、あるいは、成形完了後のスラスト軸を金型から水平方向に離脱させることができる船舶用スラスト軸の水平式鍛造装置を実現し、前後工程ラインとの作業の互換性をより向上させることを更に他の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するための本発明の一つの特徴による船舶用スラスト軸の水平式鍛造装置は、ビレットが貫通する装入孔が形成されたリング状金型と、中央に配置された前記リング状金型に向かって対向して近接移動し、相互対向する面に前記装入孔に対応する装入溝、及びフランジ成形のための成形空間が形成された左右スライド金型と、前記左右スライド金型を移動させる垂直加圧金型と、前記垂直加圧金型の垂直加圧力を前記左右スライド金型の水平移動へ切り替える動力伝達手段と、を有する。
【００１４】
本発明の他の特徴による船舶用スラスト軸の水平式鍛造装置は、前記リング状金型は、前記左右スライド金型の相互対向する面に各々形成されたガイド溝に挿入され、前記左右スライド金型の水平移動をガイドするガイド棒を有する。
【００１５】
本発明の更に他の特徴による船舶用スラスト軸の水平式鍛造装置は、前記左右スライド金型には、前記ガイド溝とガイド棒との間の空間へ油圧を加え、前記左右スライド金型の間に配置された前記リング状金型の位置を調整する間隔調整用油圧チャネルが形成される。
【００１６】
本発明の更に他の特徴による船舶用スラスト軸の水平式鍛造装置は、前記動力伝達手段は、外部の作動圧によって前記左右スライド金型の移動方向に垂直な方向へ移動する垂直加圧金型に回転可能に設けられる左右トグルレバーと、前記左右スライド金型に各々結合され、前記左右トグルレバーが各々装着されるガイド溝が形成され、前記垂直加圧金型の垂直移動と連動して回転する前記トグルレバーの回転力によって左右スライド金型を相互対向して近接移動させる左右金型連結部材と、を有する。
【００１７】
本発明の更に他の特徴による船舶用スラスト軸の水平式鍛造装置は、前記左右金型連結部材は、前記左右スライド金型の外周の一部を囲む形態であり、前記左右スライド金型の外周に形成されたリング状溝にその内面が挿入される。
【発明の効果】
【００１８】
上記した手段から、本発明は、加圧金型から加わる垂直加圧力を２つの左右スライド金型へ均等に配分し、水平状態のビレットの両端を加圧して２箇所のフランジを１回の加圧工程により成形することで、完成したスラスト軸のフランジ成形部の品質を向上させるとともに、鍛造工程における作業量を減らし、スラスト軸の製作時間を全体的に短縮させることができる。
【００１９】
また、本発明は、水平方向への鍛造加圧力を実現するだけでなく、ビレットを金型へ水平方向に装入させ、あるいは、成形完了後のスラスト軸を金型から水平方向に離脱させることができる水平式鍛造装置を実現することで、鍛造装置の前後工程ラインとの作業の互換性を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、予備成形体であるビレット及びビレットから鍛造成形されるスラスト軸の例示図である。
【図２】図２は、従来のスラスト軸の垂直式鍛造装置及びその作業状態を示す図である。
【図３】（ａ）は、本発明による水平式鍛造装置の断面斜視図、（ｂ）は、背面斜視図である。
【図４】図４は、本発明による水平式鍛造装置を示す他の断面斜視図である。
【図５】図５は、本発明による水平式鍛造装置にビレットが装入された状態を示す他の断面斜視図である。
【図６】図６は、本発明による水平式鍛造装置によりスラスト軸の成形が完了した状態を示す他の断面斜視図である。
【図７】（ａ）は、本発明による水平式鍛造装置の成形準備状態を示す背面例示図、（ｂ）は、断面例示図である。
【図８】（ａ）は、本発明による水平式鍛造装置の成形完了状態を示す背面例示図、（ｂ）は、断面例示図である。
【図９】図９は、本発明による水平式鍛造装置によるスラスト軸の成形段階を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明について詳細に説明する。
【００２２】
図１は、予備成形体であるビレット及びこれから鍛造成形されるスラスト軸の例示図であり、図３の（ａ）は、本発明による水平式鍛造装置の断面斜視図、図３の（ｂ）は、背面斜視図であり、図４は、本発明による水平式鍛造装置を示す他の断面斜視図であり、図５は、本発明による水平式鍛造装置にビレットが装入された状態を示す他の断面斜視図であり、図６は、本発明による水平式鍛造装置によりスラスト軸の成形が完了した状態を示す他の断面斜視図である。
【００２３】
本発明による船舶用スラスト軸の水平式鍛造装置は、リング状金型１０、左右スライド金型２１，２２、垂直加圧金型３０、及び垂直加圧金型３０と左右スライド金型２１，２２とを連結する動力伝達手段４０を含む。
【００２４】
本発明による水平式鍛造装置は、リング状金型１０及び左右スライド金型２１，２２によって所定間隔離間する２つのフランジ１０１，１０２を有するスラスト軸１００を鍛造成形する。
【００２５】
また、本発明による水平式鍛造装置は、中央にあるリング状金型１０に向かって左右スライド金型２１，２２を対向させ同時に１回移動させることで所定間隔離間する２つのフランジ１０１，１０２を有するスラスト軸１００を鍛造成形する。
【００２６】
より具体的に、リング状金型１０は、ビレットＢが貫通する装入孔１１が中央に形成されており、リング状を維持している。リング状金型１０は、その後成形されるスラスト軸１００の第１及び第２のフランジ１０１，１０２の間に挟まれる構造となっている。
【００２７】
左右スライド金型２１，２２は、リング状金型１０と共に、スラスト軸１００の外形を成形するものである。左右スライド金型２１，２２の相互対向する面には、リング状金型１０に形成された装入孔１１に対応するように、ビレットＢの両端が装着される装入溝２０１が形成される。左右スライド金型２１，２２の端部には、リング状金型１０に密着してフランジ１０１，１０２を各々成形するための成形空間２０２が設けられる。
【００２８】
このような左右スライド金型２１，２２は、中央にあるリング状金型１０に向かって近接し、あるいは、遠ざかるように水平移動する構造である。リング状金型１０から離間した状態で、水平線上に位置するリング状金型１０の装入孔１１及び左右スライド金型２１，２２の装入溝２０１にビレットＢを装入させ、左右スライド金型２１，２２を相互対向して近接移動させる。これによって、所定温度に加熱されたビレットＢは、水平方向（軸方向）へ圧縮され、圧縮と同時に左右スライド金型２１，２２の成形空間２０２内に充填される。左右スライド金型２１，２２が近接移動し、リング状金型１０の両側に左右スライド金型２１，２２が最終的に密着することで、第１及び第２のフランジ１０１，１０２の成形が完了する。
【００２９】
図示されたように、リング状金型１０には、左右スライド金型２１，２２の相互対向する面に形成されたガイド溝２０５に挿入され、両側から近接し、あるいは、遠ざかる左右スライド金型２１，２２の水平移動をガイドする複数のガイド棒１２が設けられる。
【００３０】
また、左右スライド金型２１，２２には、ガイド溝２０５とガイド棒１２との間の空間へ油圧を加えるために、間隔調整用油圧チャネル２０７が設けられる。
【００３１】
間隔調整用油圧チャネル２０７は、左右スライド金型２１，２２の間に配置されるリング状金型１０の左右位置を調整するためのものであり、これによって、ビレットＢが装入された状態で第１及び第２のフランジ１０１，１０２の成形位置を調整することができる。
【００３２】
一方、円筒状であるビレットＢの装入及びスラスト軸１００の成形物の離脱のために、リング状金型１０は、上下部金型１０’，１０”に分離構成され、左右スライド金型２１，２２は、上下部スライド金型２１’、２１”、２２’、２２”に分離構成されており、上方に配置される垂直加圧金型３０と下方に設置されるベース板９に各々結合する（図９参照）。
【００３３】
また、垂直加圧金型３０の垂直方向への加圧力によって、左右スライド金型２１，２２は、中央にあるリング状金型１０に向かって同じ加圧力により水平移動する。
【００３４】
このために、垂直加圧金型３０と左右スライド金型２１，２２は、垂直加圧金型３０の垂直方向への加圧力を左右スライド金型２１，２２の水平方向への加圧力に切り替えるトグル継手（ｔｏｇｇｌｅ  ｊｏｉｎｔ）方式の動力伝達手段４０によって連結される。
【００３５】
動力伝達手段４０は、外部の作動圧（油圧）により左右スライド金型２１，２２の移動方向に垂直な方向（図面において下方）へ移動する垂直加圧金型３０に一端が回転可能に設置される左右トグルレバー４１，４２と、左右スライド金型２１，２２に各々結合され、左右トグルレバー４１，４２の各々が装着されるガイド溝４５１，４６１（図７参照）が形成されており、垂直加圧金型３０の垂直移動と連動して回転するトグルレバーの回転力によって左右スライド金型２１，２２を相互対向して近接移動させる左右金型連結部材４５，４６を有する。
【００３６】
つまり、左右トグルレバー４１，４２は、外部の作動圧によって下方へ垂直移動する加圧金型３０と連動して、各回転点（回転軸）を中心に相互対向して回転する。また、左右トグルレバー４１，４２と各々ガイド溝４５１，４６１によって締結された左右金型連結部材４５，４６は、トグルレバー４１，４２の回転角度だけ相互対向して水平移動する。また、左右金型連結部材４５，４６は、左右スライド金型２１，２２の外周の一部を囲む形態であり、左右スライド金型２１，２２の外周に形成されたリング状溝２０６に挿入された状態を維持する。結局、左右トグルレバー４１，４２の回転力によって水平移動される左右金型連結部材４５，４６は、中央リング状金型１０のガイド棒１２に沿って左右スライド金型２１，２２の水平移動を実現する。
【００３７】
図７の（ａ）は、本発明による水平式鍛造装置の成形準備状態を示す背面例示図、図７の（ｂ）は、断面例示図であり、図８の（ａ）は、本発明による水平式鍛造装置の成形完了状態を示す背面例示図、図８の（ｂ）は、断面例示図であり、図９は、本発明による水平式鍛造装置によるスラスト軸の成形段階を示す概略図である。次に、この図面を参照し、本発明による水平式鍛造装置を用いたスラスト軸の鍛造過程を説明する。
【００３８】
図９の（ａ）に示されたように、上下部リング状金型１０’，１０”と、上下部スライド金型２１’、２１”、２２’、２２”とを分離した状態で、装入溝２０１に予備成形体として所定温度に加熱されたビレットＢを装入する。
【００３９】
次に、垂直加圧金型３０、垂直加圧金型３０に結合された上部リング状金型１０’及び上部スライド金型２１’，２２’を下方へ移動させ、下部リング状金型１０”及び下部スライド金型２１”，２２”に各々密着させる。
【００４０】
次に、図９の（ｂ）に示されたように、鍛造作業を開始する前に、左右スライド金型２１，２２の間に配置されたリング状金型１０の位置を確認し、左右スライド金型２１，２２に形成された油圧チャネル２０７を通じてガイド溝２０５内へ油圧を加えることで、リング状金型１０の位置を正確に調整し設定する。
【００４１】
このように内部に装入したビレットＢに対するリング状金型１０及び左右スライド金型２１，２２の位置の調整及び設定を完了した後、図７、図８及び図９の（ｃ）に示されたように、外部の作動圧（油圧）を利用して垂直加圧金型３０を下方へ加圧する。すると、垂直加圧金型３０及び一方が回転軸に結合された左右トグルレバー４１，４２は、回転軸を中心に相互対向して回転運動（角運動）する。この際、左右トグルレバー４１，４２とガイド溝４５１，４６１によって締結された左右金型連結部材４５，４６は、トグルレバー４１，４２の回転運動により相互対向して水平移動し、左右金型連結部材４５，４６に各々結合された左右スライド金型２１，２２は、中央リング状金型１０のガイド棒１２に沿って相互対向して水平移動する。
【００４２】
このように相互対向して水平移動する左右スライド金型２１，２２は、ビレットＢの両側を同じ加圧力で加圧してビレットＢを圧縮させ、第１及び第２のフランジ１０１，１０２を成形するための成形空間２０２を充填する。また、更なる垂直加圧金型３０の垂直方向移動と連動して左右スライド金型２１，２２が中央リング状金型１０の両側面に密着して移動が完了し、スラスト軸１００の第１及び第２のフランジ１０１，１０２の成形が完了する。
【００４３】
次に、図９の（ｄ）に示されたように、垂直加圧金型３０、上部リング状金型１０’及び上部スライド金型２１’，２２’を上昇させ、クレーン等の巻揚装置を利用して成形完了されたスラスト軸１００を離脱させる。
【００４４】
以上、本発明について例示的な実施形態に基づいて説明したが、本発明の技術分野に属する通常の知識を有する者であれば、本発明の範囲及び要旨を外れずに種々の変形及び変更が可能であることは自明である。
【符号の説明】
【００４５】
１０：リング状金型
１１：装入孔
１２：ガイド棒
２１，２２：（左右）スライド金型
３０：垂直加圧金型
４０：動力伝達手段
４１，４２：（左右）トグルレバー
４５，４６：（左右）金型連結部材
１００：スラスト軸
１０１：第１のフランジ
１０２：第２フランジ
２０１：装入溝
２０２：成形空間
２０５：ガイド溝
２０６：リング状溝
２０７：間隔調整用油圧チャネル
４５１,４６１：ガイド溝
Ｂ：ビレット
【図１】
0005330601.tif 000002
【図２】
0005330601.tif 000003
【図３（ａ）】
0005330601.tif 000004
【図３（ｂ）】
0005330601.tif 000005
【図４】
0005330601.tif 000006
【図５】
0005330601.tif 000007
【図６】
0005330601.tif 000008
【図７（ａ）】
0005330601.tif 000009
【図７（ｂ）】
0005330601.tif 000010
【図８（ａ）】
0005330601.tif 000011
【図８（ｂ）】
0005330601.tif 000012
【図９（ａ）】
0005330601.tif 000013
【図９（ｂ）】
0005330601.tif 000014
【図９（ｃ）】
0005330601.tif 000015
【図９（ｄ）】
0005330601.tif 000016