(57)【要約】【課題】歯先の充満性を確保しながらも、潤滑剤の詰まりを抑制する鍛造プレス装置の提供【解決手段】被加工品Ｗに対向する面２１に歯車形状２２を備える下型２０と、下型２０に対向して被加工品Ｗを下型２０と互いに押圧して成型する上型３０と、少なくとも前記歯車形状２２のそれぞれの歯先２３に形成された空気路形成部５０と、空気路形成部５０に気体を吸引または噴射することで気流を形成する気流形成部と、を有する鍛造プレス装置。【選択図】図２
2016112565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工品に対向する面に歯車形状を備える下型と、
前記下型に対向して前記被加工品を前記下型と互いに押圧して成型する上型と、
少なくとも前記歯車形状のそれぞれの歯先に形成された空気路形成部と、
前記空気路形成部に気体を吸引または噴射することで気流を形成する気流形成部と、を有する鍛造プレス装置。
【請求項２】
請求項１に記載の鍛造プレス装置であって、
前記気流形成部は、前記上型と前記下型とが前記被加工品を互いに押圧しはじめてから成型完了までの成型工程では前記空気路形成部から気体を吸引する方向に気流を形成し、成型完了から前記上型と前記被加工品が離間するまでの取り出し工程では前記空気路形成部へ気体を噴射する方向に気流を形成することを特徴とする鍛造プレス装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の鍛造プレス装置であって、
前記空気路形成部は、歯車形状の歯先に形成された歯先部と、前記歯先部が合流する全周部と、を有することを特徴とする鍛造プレス装置。
【請求項４】
請求項３に記載の鍛造プレス装置であって、
前記歯先部の断面積は、前記噴射する方向に向かって段階的に小さくなるように形成されたことを特徴とする鍛造プレス装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つに記載の鍛造プレス装置であって、
前記空気路形成部の断面積は、前記噴射する方向に向かって段階的に小さくなるように形成されたことを特徴とする鍛造プレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工品を押圧によって鍛造する鍛造プレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工品に歯車形状を形成する鍛造プレス装置において、被加工物と鍛造型との間に潤滑剤を塗布することで歯先部分の充満性の向上や離型性の向上を図る技術が知られている。
【０００３】
このように潤滑剤を塗布する鍛造型においては、成型後に潤滑剤が型に残留して被加工品の欠肉や凹凸の原因になるなどの懸念がある。
そこで、成形型に空気路を設けて成型後に高圧の空気を噴射して、型に残留した滓を除去する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−８１９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように成形型に空気路を設け、高圧の空気を噴射するのみでは、型の残留滓による欠肉や凹凸は防げても、歯先部分の充満性向上に関しては十分とは言えない。
また、充満性を向上させるために、被加工物の成型時に空気路から空気を吸引する方法も考えられるが、それのみでは空気路に潤滑剤が詰まってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は以上のような課題に基づきなされたものであり、歯先の充満性を確保しながらも、潤滑剤の詰まりを抑制する鍛造プレス装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願請求項１の発明は、被加工品に対向する面に歯車形状を備える下型と、前記下型に対向して前記被加工品を前記下型と互いに押圧して成型する上型と、少なくとも前記歯車形状のそれぞれの歯先に形成された空気路形成部と、前記空気路形成部に気体を吸引または噴射することで気流を形成する気流形成部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の鍛造プレス装置によれば、歯先の充満性を確保しながらも、潤滑剤の詰まりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態としての鍛造プレス装置の全体構成図の一例である。
【図２】図１に示した鍛造プレス装置の型部分の拡大図の一例である。
【図３】図２に示した下型部分の断面斜視図の一例である。
【図４】図２に示した型部分の横断面図である。
【図５】鍛造プレス装置の型部分の従来例を示す模式図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における鍛造プレス装置の型部分の拡大図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施形態として鍛造金型と当該金型を備えた鍛造プレス装置について説明する。
鍛造プレス装置１００は、図１に示すように、被加工品たるワークＷに対向する面である成型面２１に歯車形状部２２を備える一方の型たる下型２０と、下型２０に対向してワークＷを下型２０と互いに押圧して成型する他方の型たる上型３０と、を有している。
鍛造プレス装置１００はまた、成型面２１に形成された歯車形状部２２から下型２０内部を通って当該鍛造プレス装置１００の外部と連通して通気を確保する空気路形成部たる通気部５０と、通気部５０の一方の端部に設けられた気流形成部たるポンプ６０と、を有している。
鍛造プレス装置１００はまた、下型２０と上型３０との間に置かれたワークＷを所定の圧力で押圧して成型するための制御を行う制御部９０と、制御部９０からの駆動指令に基づいて上型３０を上下動させるための駆動源たる駆動部８０と、を有している。
【００１１】
下型２０は、図２に示すように、ワークＷと対向する面である成型面２１に、ワークＷに成型されるべき歯車形状の歯車形状部２２を有している。
歯車形状部２２は、後述する成型工程において、ワークＷに対向するよう配置された歯車形状の歯先たる複数の先端形成部２３を有している。
下型２０は、通気部５０を形成する溝部５２とを有している。
【００１２】
上型３０は、下型２０に対向してワークＷを成型するための押圧面３１を有している。
上型３０は、駆動部８０によって上下方向であるＺ軸に沿って駆動され、押圧面３１と下型２０との間でワークＷを所定の圧力で押圧する。
【００１３】
通気部５０は、図３あるいは図４に示すように、下型２０に形成される通気路である。
通気部５０は、それぞれの先端形成部２３から下型２０内を貫通するように設けられた、内部が空洞の筒状の歯先部５１と、歯先部５１が合流する全周部５２と、一端が全周部５２に接続されて他端がポンプ６０に接続されたエアーガイド５３と、を有している。
なお、以降の説明を簡単にするため、通気部５０の先端形成部２３と接続された側を上流側、ポンプ６０に接続された側を下流側と定める。
【００１４】
歯先部５１は、先端形成部２３から全周部５２との間に設けられたエアー抜き用の孔である。
歯先部５１は、図４に示すように、全周部５２に接続された側よりも、先端形成部２３に接続された側の方が断面積が小さくなるように設けられている。
歯先部５１はまた、上型３０の押圧方向であるＺ方向に対して傾斜した状態で、押圧の中心軸たる下型２０の中心軸に対して放射状に、先端形成部２３から全周部５２に向かって形成されている。
なお、歯先部５１の断面積は、連続的に減少させるように設けても良いが、加工の精度を確保するために、段階的に減少させることが望ましい。
【００１５】
全周部５２は、歯先部５１の長さが同一となるように、言い換えると先端形成部２３から全周部５２までの距離がいずれの先端形成部２３からも同じになるように、下型２０の中心軸を中心とする円周上に設けられている。
全周部５２は、このような構成により先端形成部２３に流入するエアーの圧力を一定に保つためのバッファとしての気圧調整機能を有している。
なお、本実施形態においては、全周部５２は、円環状の２つの全周溝５２ａ、５２ｂと、その間を連結するエアー溝５２ｃとからなるが、中心軸を中心として軸対称な形状であればよい。
【００１６】
エアーガイド５３は、全周部５２のうち、下型２０の中心軸を中心として、軸対称な２箇所に設けられた一対のエアー吸引用のガイドである。
ここでエアーガイド５３は、一対設けられるとしたが、３つあるいはそれ以上の複数であっても、単数であっても良い。ただし、先端形成部２３に流入するエアーの圧力を一定に保つためには、複数ある方が望ましく、下型２０の中心軸に対して対称である方がさらに望ましい。
【００１７】
ポンプ６０は、通気部５０に圧縮エアーなどの気体を吸引または噴射することで気流を形成する。なお、ここでは圧縮エアーを用いるが、その他の気体を用いても良い。
【００１８】
制御部９０は、事前に入力された情報に従って、上型３０を上下動させ、所定の圧力でワークＷを押圧・成型するための成型制御手段である。
【００１９】
かかる構成の鍛造プレス装置１００を用いて、ワークＷを成型する方法について説明する。ここでは例として、いわゆる冷間鍛造の場合について説明するが、熱間鍛造であっても良い。
【００２０】
まずワークＷは、図示しない固定機構によって下型２０と上型３０との間に位置決めされて固定状態となる。
ワークＷまたは下型２０には、押圧時の摩擦による歯先充満性の悪化を抑制するために、潤滑剤を塗布することが望ましい。
制御部９０は、予め設定された成型圧力たるプレスの加圧力や加圧時間などの成型条件に基づいて、駆動部８０を用いて上型３０を下降させる。
ワークＷは、上型３０との当接状態、さらに詳しくは上型３０の押圧面３１と当接した状態で、下型２０の方向へ移動して、下型２０の歯車形状部２２に当接する。
制御部９０は、例えば駆動部８０にかかる圧力を測定することで、上型３０と下型２０とがワークＷを互いに押圧し始めたことを検知する。このとき制御部９０は、成型工程開始検知手段としての機能を有している。
【００２１】
このとき、ワークＷと先端形成部２３との間には、微小な間隙が生じている。
図５に示されるような従来例では、当該間隙に空気が入り込んで、ワークＷが押圧されるとともに空気が加圧されることで、ワークＷの歯先充満性が悪化するという問題があった。
【００２２】
ポンプ６０は、上型３０と下型２０とがワークＷに当接したことを条件として、通気部５０から空気を吸引し、通気部５０の上流側から下流側へ向かって、言い換えると先端形成部２３と接続された側からポンプ６０と接続された側へ向かって、気流を形成する。
かかる構成により、ワークＷと先端形成部２３との間に生じた間隙の空気が抜けて負圧になるから、ワークＷの歯先充満性が改善される。
【００２３】
ワークＷと下型２０とが密着し、所定の成型条件でプレス成型されると、ワークＷの下型２０と対向する面には、歯車形状部２２の歯車形状が転写されて成型される。
制御部９０は、例えば駆動部８０にかかる圧力と、成形時間と、成型面２１及び押圧面３１の位置と、を測定することで、ワークＷがプレス成型されて成型完了したことを検知する。このとき制御部９０は、成型工程完了検知手段としての機能を有している。
成型工程開始検知手段たる制御部９０が、上型３０と下型２０とがワークＷを互いに押圧し始めたことを検知してから、ワークＷがプレス成型されて成型完了したことを検知するまでの工程を成型工程とする。
【００２４】
鍛造プレス装置１００は、制御部９０によって成型完了を検知すると、上型３０を上昇させて上型３０とワークＷとの当接状態を解除する。
ポンプ６０は、成型が完了したことを条件として、通気部５０へ圧縮空気を噴射し、通気部５０の下流側から上流側へ向かって、言い換えるとポンプ６０と接続された側から先端形成部２３と接続された側へ向かって、気流を形成する。
このとき、通気部５０の上流側すなわち噴射する方向側の断面積は、下流側の断面積よりも小さい。言い換えると通気部５０の断面積は、下流側から上流側へ向かうにつれて段階的に小さくなるように形成されている。
かかる圧縮空気の噴射によって、かりに成型工程においてポンプ６０が吸引したときに先端形成部２３から通気部５０に潤滑剤の滓などが入り込んでしまった場合であっても、噴射によって除去されて、詰まりを抑止することができる。
また、通気部５０の断面積は、下流側から上流側へ向かうにつれて段階的に小さくなるように形成されているので、噴射時の圧縮空気の勢いが下流側端部より上流側端部の方で強くなるから、詰まりを効率よく抑止することができる。
【００２５】
上型３０とワークＷとが離間することで、ワークＷは成型品として上型３０及び下型２０から取り外される。
このように成型工程完了検知手段たる制御部９０が、ワークＷがプレス成型されて成型完了したことを検知してから、上型３０とワークＷとが離間し、上型３０が上昇し終わるまでの工程を取り出し工程とする。
【００２６】
本実施形態における鍛造プレス装置１００は、ワークＷに対向する成型面２１に歯車形状部２２を備える下型２０と、下型２０に対向してワークＷを下型２０と互いに押圧して成型する上型３０と、少なくとも歯車形状部２２の歯車形状のそれぞれの歯先である先端形成部２３に形成された通気部５０と、通気部５０に空気を吸引または噴射することで気流を形成するポンプ６０と、を有している。
かかる構成により、歯先の充満性を確保しながらも、潤滑剤の詰まりを抑制する。
【００２７】
また、ポンプ６０は、上型３０と下型２０とがワークＷを互いに押圧しはじめてから成型完了までの成型工程では通気部５０から気体を吸引する方向に気流を形成し、成型完了から上型３０とワークＷとが離間するまでの取り出し工程では通気部５０へ気体を噴射する方向に気流を形成する。
かかる構成により、歯先の充満性を確保しながらも、潤滑剤の詰まりを抑制するとともに、かりに成型工程においてポンプ６０が吸引したときに先端形成部２３から通気部５０に潤滑剤の滓などが入り込んでしまった場合にも、噴射によって除去されて、詰まりを抑止することができる。
【００２８】
通気部５０は、歯車形状の歯先に形成された歯先部５１と、歯先部５１が合流する全周部５２と、を有している。
かかる構成により、全周部５２が気圧調整機能を有するから、歯先部５１からの通気が均一に生じて、歯先の充満性が下型２０の中心軸に対して偏ることを抑制する。
【００２９】
また、歯先部５１は、上型３０の押圧方向であるＺ方向に対して傾斜した状態で、押圧の中心軸たる下型２０の中心軸に対して放射状に、先端形成部２３から全周部５２に向かって形成されている。
かかる構成により、歯先部５１の長さを均一に保ちながら、一様に先端形成部２３に残留した空気を取り除くことができて、歯先の充満性を確保することができる。
【００３０】
また、歯先部５１は、全周部５２に接続された側よりも、先端形成部２３に接続された側の方が断面積が小さくなるように設けられている。
かかる構成により、歯先部５１から噴射される時の圧縮空気の勢いが下流側端部より上流側端部の方で強くなるから、詰まりを効率よく抑止することができる。
また、全周部５２の容積に比べて歯先部５１の容積が十分に小さくなるから、全周部５２の気圧調整機能がより強く働いて、歯先部５１から噴射される圧縮空気の勢いを一様にすることができる。
【００３１】
次に、第２の実施形態を説明する。なお、第２の実施形態の特徴部分以外の構成は、第１の実施形態と同様であるので、符号を同一にし、あるいは説明を省略する。
第２の実施形態に係る鍛造プレス装置１００は、図６に示すように、通気部５０の構成が異なっている。
第２の実施形態における通気部５０は、上型３０の押圧方向と平行なＺ方向に伸びた歯先部５４を有している。
歯先部５４が上型３０の押圧方向と平行なＺ方向に伸びているので、駆動部８０が上型３０を押圧する力がポンプ６０の吸引力に加わるので、より素早く先端形成部２３に残留した空気を取り除くことができて、プレス時間が短い場合にも歯先の充満性を確保する。
【００３２】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００３３】
例えば、上記実施形態において、鍛造プレス装置１００は、冷間鍛造方式の鍛造プレス装置を紹介したが、熱間鍛造方式であってもよい。熱間鍛造方式の場合には、上述した効果に加えてさらに、圧縮空気を通気部５０に通過させることによる冷却効果を期待することができる。また、プレス装置はサーボプレス、クランクプレス等問わない。
また、全周部５２を複数設けても良い。
【００３４】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３５】
２０…下型      ２１…（被加工品に対向する面）（成型面）
２２…歯車形状（歯車形状部）      ２３…歯先（先端形成部）      ３０…上型
５０…空気路形成部（通気部）      ５１…歯先部      ５２…全周部
５３…エアーガイド      ５４…歯先部      ６０…気流形成部（ポンプ）
８０…駆動部      ９０…制御部      Ｗ…被加工品（ワーク）
【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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【図６】
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