(57)【要約】【課題】下金型内に収納されるエジェクタ、補助ピン、コイルバネをコンパクトにする。【解決手段】上下金型１，２と、下金型２に昇降自在のエジェクタ３と、エジェクタ３を上方へ付勢するコイルバネ４と、エジェクタ３を上方へ突き上げる補助ピン５とを備える鍛造用金型装置である。被加工材Ｂを下金型２内に投入する際には、エジェクタ３が下金型２内の成形空間に突出して被加工材Ｂを支え、被加工材Ｂは上金型１の降下により下金型２内に投入されて加圧成形され、成形後のワークＷは、補助ピン５により突き上げられたエジェクタ３で押し上げて下金型２から取り外す。コイルバネ４は、補助ピン５の外周にぴったりと嵌って補助ピン５の外周部に設けた係止部１５に係止され、補助ピン５はそのコイルバネ４を介してエジェクタ３を突き上げる。コイルバネ４が補助ピン５にぴったりと嵌るので安定的に支持されるとともにコンパクトに下金型２内に収めることができる。【選択図】図１（ａ）
2007260756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する上金型１及び下金型２と、前記下金型２に昇降自在に設けられてその下金型２内の成形空間に出没するエジェクタ３と、そのエジェクタ３を上方へ付勢するコイルバネ４と、前記エジェクタ３を上方へ突き上げ可能な補助ピン５とを備え、被加工材Ｂを前記下金型２内に投入する際には、前記エジェクタ３がその下金型２内の成形空間に突出して前記被加工材Ｂを支えるとともに、被加工材Ｂは、上金型１の降下により下金型２内に投入されて前記上下金型１，２の加圧により成形され、その成形後のワークＷを、前記補助ピン５により突き上げられた前記エジェクタ３で押し上げて前記下金型２から取り外す鍛造用金型装置において、
前記コイルバネ４は、前記補助ピン５に設けた係止部１５に係止されるとともに、前記補助ピン５は、前記コイルバネ４を介して前記エジェクタ３を上方へ突き上げることを特徴とする鍛造用金型装置。
【請求項２】
前記コイルバネ４は、前記補助ピン５の外周に嵌る内径を有し、前記係止部１５は、前記補助ピン５の上端よりも下方の外周部に設けたことを特徴とする請求項１に記載の鍛造用金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鍛造製品を製造する際に用いられる鍛造用金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鍛造用金型装置は、原料であるビレット等の被加工材を塑性加工により成形し、機械部品等を製造する際に用いられる。
その構成は、上金型（パンチ）と下金型（ダイス）とからなる上下一対の金型を備えて、その上金型が下金型に向かって降下することにより、その下金型内に投入された被加工材を加圧して塑性変形させるようになっている。被加工材の加圧が終了すれば、成形されたワークは、上金型が上昇した後、下金型内から取り出される。
このとき、下金型内には、機械駆動又は油圧駆動等により上下方向に動作するエジェクタ（ノックアウトピン）が設けられており、成形されたワークは、そのエジェクタによって押し上げられて、下金型から分離される。
【０００３】
この鍛造工程において、被加工材は、下金型内において正しい位置に投入されることが重要である。正しい位置に投入されない例として、被加工材が、本来到達すべき深さにまで至らず、途中で引掛かってしまう場合（例えば、図４（ａ）（ｂ）参照）などがある。
被加工材が正しい位置に投入されていなければ、ワークは、所定の形状に成形されず偏肉等の不良品が発生（例えば、図４（ｃ)参照）することとなるとともに、場合によっては金型が破損してしまうこともあるので好ましくない。
【０００４】
また、特に、鍛造による機械部品等の製造は、原料の投入、加圧、被加工材の搬送、鍛造製品の排出等のすべての工程、又は一部の工程を自動化することにより、製品を連続的に製造できるようにしたものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
その自動化された鍛造工程においては、下金型内に投入される被加工材は、投入装置（図３に示す符号１１参照）により機械的に投入される場合が多く、その被加工材を正しい位置に投入できるようにすることがさらに重要である。
【０００５】
なお、特許文献２及び特許文献３には、投入される被加工材が下金型内で転倒しないように、その被成形材を、下金型内の空間に突出するエジェクタ上に載せた後、上金型の降下とともに下金型内に取り下ろす金型装置の技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３９１３２号公報
【特許文献２】特開昭５９−９４５２０号公報
【特許文献３】特開２００４−１１４０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献２によれば、被加工物をエジェクタ上に載せた際に、そのエジェクタが被加工物とともに一気に下金型内へ落ち込んでしまわないように、エジェクタを前記突出状態に保持する手段を別途設ける必要がある。
【０００７】
また、特許文献３によれば、そのエジェクタを前記突出状態に保持する手段として、そのエジェクタを上方へ付勢するコイルバネが採用されている。コイルバネは、下金型のベースとなるダイホルダ等に設けられた収納空間内に入れられて、その収納空間の底面に支持されてその弾性力により前記エジェクタを上方へ付勢する。
【０００８】
しかし、そのエジェクタには、成形後のワークを押し上げて下金型から取り外す機能も必要であるため、下金型内には、図５に示すように、前記コイルバネ４の伸縮状態にかかわらず、そのコイルバネ４の内径部を通過して前記エジェクタ３を突き上げ可能な補助ピン５を設ける必要がある。補助ピン５がエジェクタ３を突き上げるためには、前記コイルバネ４は、その内径部に前記補助ピン５が支障なく通過し得るような大きさのものでなければならない。内径部に補助ピン５が支障なく通過し得るようにコイルバネ４を大径とすれば、コイルバネ４用の収納空間６も大径のものが必要となる。このため、下金型２が大型化するという問題がある。
また、コイルバネ４は、その付勢力を高めるためにコイル長を長くした場合には、前記収納空間６を上下方向に深くしなければならず、この場合にも、下金型２を大型化せざるを得なくなる。下金型２が大型化することは好ましくない。
このため、下金型２内に収納されるエジェクタ３、そのエジェクタ３を突き上げる補助ピン５、及び前記エジェクタ３を上方に付勢するコイルバネ４はコンパクトに収められることが望ましい。
【０００９】
そこで、この発明は、下金型内に収納されるエジェクタ、そのエジェクタを突き上げる補助ピン、及び前記エジェクタを上方に付勢するコイルバネをコンパクトにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、この発明は、対向する上金型及び下金型と、前記下金型に昇降自在に設けられてその下金型内の成形空間に出没するエジェクタと、そのエジェクタを上方へ付勢するコイルバネと、前記エジェクタを上方へ突き上げ可能な補助ピンとを備え、被加工材を前記下金型内に投入する際には、前記エジェクタがその下金型内の成形空間に突出して前記被加工材を支えるとともに、被加工材は、上金型の降下により下金型内に投入されて前記上下金型の加圧により成形され、その成形後のワークを、前記補助ピンにより突き上げられた前記エジェクタで押し上げて前記下金型から取り外す鍛造用金型装置において、前記コイルバネは、前記補助ピンに設けた係止部に係止されるとともに、前記補助ピンは、前記コイルバネを介して前記エジェクタを上方へ突き上げる手段を採用したものである。
【００１１】
このようにすれば、コイルバネは補助ピンに支持されて、下金型に支持させる必要がない。このため、コイルバネは、隣り合う補助ピンとエジェクタとの間に介在すればよく、よりコンパクトな構成とすることができるとともに、それらを収納する下金型の構成も簡素化し得る。
【００１２】
また、前記の構成において、前記コイルバネは、前記補助ピンの外周に嵌る内径を有し、前記係止部は、前記補助ピンの上端よりも下方の外周部に設けた構成を採用し得る。
【００１３】
このようにすれば、コイルバネは補助ピンの上端に嵌って、その補助ピンの上端から一定長さ重複する。このため、エジェクタ、補助ピン、及びコイルバネをさらにコンパクトに収納し得るとともに、コイルバネが補助ピンの外周に嵌れば、その補助ピンに安定的に支持できるようになる。
なお、そのコイルバネを、補助ピンの外周にぴったりと嵌るコイル径とすれば、エジェクタ、補助ピン、及びコイルバネを下金型内に、さらにコンパクトに収納することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、コイルバネを補助ピンに設けた係止部に係止し、その補助ピンが、コイルバネを介してエジェクタを上方へ突き上げる構成としたので、コイルバネをコンパクトにすることができる。
【００１５】
また、コイルバネを補助ピンの外周にぴったりと嵌る内径を有するものとして、そのコイルバネを補助ピンの上端よりも下方の外周部に設けた係止部に係止したので、エジェクタ、補助ピン、及びコイルバネを下金型内にコンパクトに収納することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
一実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。この実施形態は、下金型２と上金型１とからなる上下一対の金型を備えて、その上金型が下金型に向かって降下することにより、その下金型内に投入された被加工材Ｂを加圧して塑性変形させ，所定の形状のワーク（機械部品）Ｗを製造する鍛造金型装置である。
図１に示すワークＷは、等速ジョイントに用いられる外輪の実施形態を示している。
【００１７】
上金型１は、パンチ１ａとそのパンチ１ａを支えるパンチホルダ（図１及び図２に図示せず）とで構成され、下金型２は、ダイス２ａとそのダイス２ａを支えるダイホルダ２ｂとで構成されている。そのダイス２ａ内に凹状を成すワークＷの成形空間が形成されている。そのダイス２ａとダイホルダ２ｂには、それぞれ上下方向に延びる断面円形の孔１２ａ，１２ｂが形成されており、その孔１２内にエジェクタ３が昇降自在に設けられている。
【００１８】
エジェクタ３は、その全長に亘って断面円形を成し、図２（ａ）に示すように、その上端部３ａが前記ダイス２ａの孔１２ａの内周にぴったりと嵌って上下方向に摺動可能な外径となっている。その上端部３ａから下方はやや縮径しており、前記孔１２ａの内周に対し隙間を生じさせる外径となっている。また、エジェクタ３の下端部３ｂは大きく拡径しており、ダイホルダ２ｂの孔１２ｂの内周にぴったりと嵌って上下方向に摺動可能な外径となっている。その拡径部分の最下部全周に下向きの段部が形成されて、その段部がコイルバネ４用の係止部１３を構成している。
【００１９】
前記ダイホルダ２ｂの孔１２ｂ内には、前記エジェクタ３の下方において、補助ピン５が収納されている。補助ピン５は、図２（ｂ）に示すように、その下端部５ｂが、前記ダ
イホルダ２ｂの孔１２ｂの内周にぴったりと嵌って上下方向に摺動可能な外径となっている。その下端部５ｂのやや上方には、全周に亘る上向きの段部が形成されて、その段部がコイルバネ４用の係止部１５を構成している。その係止部１５から上方へは、同一径で上端部５ａまで延びている。この補助ピン５は、図示しない機械駆動装置又は油圧駆動装置等により昇降し、その昇降動作が制御できるようになっている。
【００２０】
コイルバネ４は、前記補助ピン５の上端部５ａから下方に向かって嵌められて、前記係止部１５よりも上方において、同一径で延びる部分の外周にぴったりと嵌る内径を有している。また、コイルバネ４は、その下端が前記係止部１５に係止される位置まで嵌め込まれ、その上端は、外力を加えない自然長において、補助ピン５の上面よりも上へ延びて、前記エジェクタ３の係止部１３に係止される。
【００２１】
この鍛造用金型の作用を説明すると、まず、被加工材Ｂを前記下金型２内に投入する際には、図１（ａ）に示すように、投入装置１１の爪１１ａ，１１ａが被加工材Ｂの側面をその両側から保持するとともに、その保持した被加工材Ｂを移動させて、下金型２と上金型１との間に位置させる。このとき、エジェクタ３は、その下金型２内の成形空間に突出して前記被加工材Ｂを支えることができる位置に待機している。この待機状態において、被加工材Ｂの下面とエジェクタ３の上面との間には隙間Ｌが維持される。隙間Ｌとしては、０〜５０ｍｍが適当である。
【００２２】
被加工材Ｂの側面を保持している爪１１ａ，１１ａが離間することにより、被加工材Ｂが投入装置１１から開放され、被加工材Ｂが下金型２内に落下する。このとき、被加工材Ｂは、図１（ｂ）に示すように、その下面中央に位置する突出部のフラットな下面がエジェクタ３の上面に当接し（図中のＡ部分参照）、被加工材Ｂの側周面は下金型２の内周面に適宜当接しながら（図中のＣ部分参照）、その投入位置がガイドされる。
【００２３】
つぎに、上金型１が降下することにより、被加工材Ｂ及びエジェクタ３を押し下げ（図１（ｃ）参照）、被加工材Ｂは、下金型２内の成形空間の所定の位置に達する（図１（ｄ）参照）とともに、さらに上金型１が降下して、被加工材ＢがワークＷに成形される（図１（ｅ）参照）。
【００２４】
このように、被加工材Ｂが、図中のＡ部分、あるいは場合によってはＣ部分においてガイドされ、その後、上金型１の降下により被加工材Ｂが下金型２内に投入されるので、その被加工材Ｂが、成形前に本来到達すべき深さにまで至らず、途中で引掛かってしまうことが防止される。
このとき、上金型１の降下とともに被加工材Ｂが押し下げられてエジェクタ３が降下すれば、図１（ｄ）（ｅ）に示すように、そのエジェクタ３の下面が、前記補助ピン５の上面に面接触可能な位置関係となっている。また、補助ピン５は、所定の位置以上降下できないように支持されているので、エジェクタ３の下面が前記補助ピン５の上面に面接触し、補助ピン５が所定の高さにまで下がれば、エジェクタ３もそれ以上降下できないようになっている。
この状態において、上下金型１，２によるワークＷの成形空間は、その下金型２のダイス２ａ内の側周面、底面、エジェクタ３上面と、上金型１のパンチ１ａとで構成された空間となり、上記等速ジョイントの外輪に対応した形状となっている。
【００２５】
なお、投入装置１１が被加工材Ｂを完全に離す前に、又は離すのと同時に、上金型１の降下により被加工材Ｂを下金型２内に押し込んで投入されるようにしてもよく、また、図１（ｂ）から図１（ｅ）に至る動作は、通常、上金型１が一気に降下することにより連続的に行われる。
【００２６】
上金型１が上昇した後、成形後のワークＷを下金型２内から取り出す。ワークＷは、前記機械駆動装置又は油圧駆動装置により補助ピン５が上昇し、その上昇した補助ピン５によって突き上げられたエジェクタ３で押し上げられて、下金型２から分離される（図１（ｆ）参照）。
【００２７】
エジェクタ３は、この突き上げられた位置で停止し、次なる被加工材Ｂの投入に備えるとともに、補助ピン５は、前記機械駆動装置又は油圧駆動装置により上昇前の位置に復帰し、上金型１の次なる降下に備え待機する。
【００２８】
なお、他の実施形態として、図３(ａ)乃至(ｃ)に示すように、上記補助ピン５の下部にスペーサー５ｃを備えた構成を採用することができる。スペーサー５ｃを備えれば、共通のエジェクタ３と補助ピン５を使用しつつ、スペーサー５ｃを異なる高さのものに取替えることにより、ワークＷの軸長を変更できる。もちろん、補助ピン５を異なる高さ（長さ）のものに取替えることにより、軸長の異なるワークＷにも対応できる。
したがって、例えば、図３（ａ）に示すスペーサー５ｃに対する図３（ｂ）に示すスペーサー５ｃのように、相対的に低いスペーサー５ｃを採用するか、それに加えて、あるいはそれに代えて、相対的に短い補助ピン５を採用すれば、軸長の長いワークＷにも対応できるようになる。
また、このような構成とすることにより、例えば、図３（ｄ）に示すように、補助ピン５を用いることなく、コイルバネ４をエジェクタ３の下部と下金型内の収納空間の底面とに係止した従来の構成と比較して、エジェクタ３の大型化を抑えることができ、また、下金型自体の高さも抑えることができる。
【００２９】
また、上記実施形態では、前記コイルバネ４を、前記補助ピン５の外周にぴったりと嵌る内径とし、前記補助ピン５の上端よりも下方の外周部に設けた係止部１５にそのコイルバネ４を係止したが、コイルバネ４が補助ピン５の外周に隙間をもって嵌る構成を採用してもよい。
【００３０】
さらに、他の実施形態として、そのコイルバネ４を係止する係止部１５を、前記補助ピン５の上端に設けた構成も考えられる。
その係止部１５を補助ピン５の上端に設けた態様として、例えば、コイルバネ４を補助ピン５の上面に係止されるようにし、そのコイルバネ４の内径部に補助ピン５が挿通されない構成とすることもできる。補助ピン５がコイルバネ４の内径部を通過しない構成とすれば、コイルバネ４のコイル径をさらに小さくすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１（ａ）】一実施形態の鍛造工程を示す説明図
【図１（ｂ）】一実施形態の鍛造工程を示す説明図
【図１（ｃ）】一実施形態の鍛造工程を示す説明図
【図１（ｄ）】一実施形態の鍛造工程を示す説明図
【図１（ｅ）】一実施形態の鍛造工程を示す説明図
【図１（ｆ）】一実施形態の鍛造工程を示す説明図
【図２】エジェクタ及び補助ピンの詳細図
【図３】他の実施形態の鍛造工程を示す説明図
【図４】従来例の鍛造工程を示す説明図
【図５】従来例の鍛造金型装置を示す断面図
【符号の説明】
【００３２】
１  上金型
１ａ  パンチ
２  下金型
２ａ  ダイス
２ｂ  ダイホルダ
３  エジェクタ（ノックアウトピン）
３ａ  上端部
３ｂ  下端部
４  コイルバネ
５  補助ピン
５ａ  上端部
５ｂ  下端部
５ｃ  スペーサー
１１  投入装置
１１ａ  爪
１２ａ，１２ｂ  孔
１３，１５  係止部
Ｂ  被加工材
Ｗ  ワーク
【図１（ａ）】
2007260756.tif 000003
【図１（ｂ）】
2007260756.tif 000004
【図１（ｃ）】
2007260756.tif 000005
【図１（ｄ）】
2007260756.tif 000006
【図１（ｅ）】
2007260756.tif 000007
【図１（ｆ）】
2007260756.tif 000008
【図２】
2007260756.tif 000009
【図３】
2007260756.tif 000010
【図４】
2007260756.tif 000011
【図５】
2007260756.tif 000012