(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型及び下型によって素材を圧縮成形して鍛造製品を製造する鍛造装置において、
上記下型は、
素材の外周を成形する筒状のダイスと、
該ダイス内に嵌合して素材の基端を成形する頂端面を有して軸方向に移動する摺動部及び軸方向に貫通する軸穴が形成されたカウンターポンチと、
該カウンターポンチの上昇移動端及び下降移動端を各々規制するカウンターポンチ上昇端規制手段及びカウンターポンチ下降端規制手段と、
上記カウンターポンチの軸穴に軸方向に移動可能に挿通するノックアウトピンと、
上記カウンターポンチの軸穴に形成された小径部および該小径部に上方から係合可能な上記ノックアウトピンに拡径形成された頂端部により構成され、該ノックアウトピンの頂端部が上記カウンターポンチの頂端面より下方位置に上記ノックアウトピンの下降移動端を規制するノックアウトピン下降端規制手段と、
上記ノックアウトピンの下端面に当接してノックアウトピンを上昇させるエジェクタピンとを備え、
上記カウンターポンチ及びノックアウトピンが各々下降移動端に位置した状態で下型及び上型によって上記素材から製品を圧縮成形し、かつ上記ノックアウトピンの上昇によって上記カウンターポンチの軸穴によって成形された突出部分に当接して製品を押し上げると共に該突出部分を介して上記カウンターポンチを上昇移動端に上昇させ、更にノックアウトピンを下降移動端から上昇させて製品をノックアウトすることを特徴とする鍛造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上型及び下型によって素材を圧縮成形して鍛造製品を製造する鍛造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生産性に優れ、かつ製品の寸法精度及び強度が確保できることから、機械部品等比較的小型で寸法精度が要求される製品は冷間鍛造によって広く製造されている。
【０００３】
例えば、図８に断面形状を示すような円柱状の素材１００から、図９に示すように軸方向に沿って有底の深穴１０３を形成した比較的小径の中空円柱部１０２の基端に捨て軸部１０４が突出した鍛造製品１０１を製造するには、例えば図１０に構造を模式図で示す鍛造装置が使用される。
【０００４】
即ち、図１０に示す鍛造装置は、図９に示す中空円柱部１０２の外周を成形するためのダイス１１２及び素材１００の基端を規制すると共に、成形後の製品１０１をダイス１１２から押し出すカウンターポンチ１１３を備えた下型１１１と、素材１００の先端に製品１０１の先端及び深穴１０３を成形すると共にダイス１１２及びカウンターポンチ１１３に押付けるためのポンチ１１８を有する上型１１７を備えている。
【０００５】
このカウンターポンチ１１３は、ダイス１１２内を軸方向に移動する摺動部１１３ａと、この摺動部１１３ａの頂端面１１３ｂに凹設された捨て軸形成部１１３ｃと、摺動部１１３ａより大径の基部１１３ｄとからなり、カウンターポンチ１１３の基部１１３ｄの下端面が下型１１１に固定された荷重支持部１１４に当接して上型１１７のポンチ１１８からの荷重を受け止めるように構成されている。また、荷重支持部１１４は、カウンターポンチ１１３の下端面を押し上げるエジェクタピン１１６の支持も兼ねていて、荷重支持部１１４にはエジェクタピン１１６を挿通する孔が設けてある。なお、エジェクタピン１１６の下方には、エジェクタピン１１６を駆動する駆動機構（図示せず）が配設されている。
【０００６】
そして、図１０に一点鎖線で示すように素材１００を下型１１１にセットし、続いて上型１１７を下降し、下型１１１に同心上で合わせてダイス１１２によって製品１０１の中空円柱部１０２の外周を成形し、かつ上型１１７のポンチ１１８とカウンターポンチ１１３との間で素材１００の全長を規定の長さに圧縮成形すると共に深穴１０３及び捨て軸部１０４を形成する。
【０００７】
上型１１７の下降による圧縮成形終了後に上型１１７が上昇すると、エジェクタピン１１６が上昇し、図１１に示すようにカウンターポンチ１１３を押し上げて製品１０１がダイス１１２からノックアウトされる。
【０００８】
また、図１２に模式図で構造を示す鍛造装置がある。この鍛造装置は、中空円柱部１０２の外周を成形するためのダイス１２２及び素材１００の基端を規制するカウンターポンチ１２３を備えた下型１２１と、素材１００の先端に製品１０１の先端及び深穴１０３を成形すると共にダイス１２２に押付けるためのポンチ１３１を有する上型１３０を備えている。
【０００９】
カウンターポンチ１２３は、ダイス１２２内に挿入される軸部１２３ａと、軸部１２３ａより大径の基部１２３ｂとからなり、カウンターポンチ１２３の基部１２３ｂの下端面が荷重支持部１２５に当接し、上型１３０のポンチ１３１からの荷重を受け止めるように構成されている。
【００１０】
また、カウンターポンチ１２３の軸中心は下端に小径部１２３ｄを有する軸穴１２３ｃが穿設され、この軸穴１２３ｃにノックアウトピン１２７が軸方向に移動可能に嵌挿されている。ノックアウトピン１２７は、軸部１２７ａが小径部１２３ｄを貫通し、大径に形成された頂端部１２７ｂが小径部１２３ｄに係止して下降移動端が規制される。
【００１１】
更に、ノックアウトピン１２７の下端面を押し上げるエジェクタピン１２８が配設されていて、荷重支持部１２５はエジェクタピン１２８の支持も兼ねている。
【００１２】
そして、図１２に一点鎖線で示すように下型１２１に素材１００をセットし、上型１３０を下降させて下型１２１と同心上で合せ、ダイス１２２によって中空円柱部１０２の外周を成形し、かつ上型１３０のポンチ１３１とカウンターポンチ１２３との間で素材１００を圧縮成形すると共に深穴１２３及び軸穴１２３ｃによって捨て軸部１０４を成形する。
【００１３】
上型１３０の下降による成形終了後に上型１３０が上昇すると、エジェクタピン１２８が上昇し、次いで図１３に示すようにノックアウトピン１２７が押し上げられ、カウンターポンチ１２３の軸穴１２３ｃから突出するノックアウトピン１２７の頂端部１２７ｂによって、製品１０１がダイス１２２からノックアウトされる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記図１０及び図１１に示す前者の鍛造装置によると、上型１１７の下降により、上型１１７のポンチ１１８とカウンターポンチ１１３によって素材１００の全長が圧縮成形されてダイス１１２によって中空円柱部１０２の外周が成形され、かつ深穴１０３及び捨て軸部１０４が成形される。成形終了後に上型１１７が上昇するとエジェクタピン１１６が上昇してカウンターポンチ１１３が押し上げられ、製品１０１がダイス１１２からノックアウトされる。
【００１５】
しかし、捨て軸形成部１１３ｃには抜け勾配が形成されるものの、素材１００の圧縮成形に伴ってカウンターポンチ１１３の捨て軸形成部１１３ｃに圧入されて成形された捨て軸部１０４が捨て軸成形部１１３ｃの内周面に圧接して張り付く。この張り付きに起因して、成形完了後にカウンターポンチ１１３によって製品１０１をダイス１１２からノックアウトする際にカウンターポンチ１１３からの円滑な製品１１０の離脱が妨げられて、効率的な鍛造作業が阻害されることが懸念される。
【００１６】
一方、上記図１２及び図１３に示す後者の鍛造装置によると、上型１３０の下降によりポンチ１３１とカウンターポンチ１２３によって素材１００が圧縮成形されてダイス１２２によって中空円柱部１０２の外周が成形され、かつ深穴１０３及び捨て軸部１０４が成形される。成形終了後に上型１３０が上昇するとノックアウトピン１２７が上昇して製品１０１がダイス１２２からノックアウトされる。
【００１７】
しかし、成形終了後、カウンターポンチ１２３の軸穴１２３ｃから突出して製品１０１をダイス１２２から押し出すノックアウトピン１２７が、小径で比較的長く形成されることから、該ノックアウトピン１２７が座屈変形して円滑な鍛造作業が妨げられるおそれがある。また、破損したノックアウトピン１２７の交換等の補修に多くの作業工数を要し、ランニングコストの増大が懸念される。
【００１８】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、成形終了後の製品を安定した状態で確実にノックアウトすることができ、円滑な鍛造作業が確保できる鍛造装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の鍛造装置は、上型及び下型によって素材を圧縮成形して鍛造製品を製造する鍛造装置において、上記下型は、素材の外周を成形する筒状のダイスと、該ダイス内に嵌合して素材の基端を成形する頂端面を有して軸方向に移動する摺動部及び軸方向に貫通する軸穴が形成されたカウンターポンチと、該カウンターポンチの上昇移動端及び下降移動端を各々規制するカウンターポンチ上昇端規制手段及びカウンターポンチ下降端規制手段と、上記カウンターポンチの軸穴に軸方向に移動可能に挿通すノックアウトピンと、上記カウンターポンチの軸穴に形成された小径部および該小径部に上方から係合可能な上記ノックアウトピンに拡径形成された頂端部により構成され、該ノックアウトピンの頂端部が上記カウンターポンチの頂端面より下方位置に上記ノックアウトピンの下降移動端を規制するノックアウトピン下降端規制手段と、上記ノックアウトピンの下端面に当接してノックアウトピンを上昇させるエジェクタピンとを備え、上記カウンターポンチ及びノックアウトピンが各々下降移動端に位置した状態で下型及び上型によって上記素材から製品を圧縮成形し、かつ上記ノックアウトピンの上昇によって上記カウンターポンチの軸穴によって成形された突出部分に当接して製品を押し上げると共に該突出部分を介して上記カウンターポンチを上昇移動端に上昇させ、更にノックアウトピンを下降移動端から上昇させて製品をノックアウトすることを特徴とする。
【００２０】
請求項１の発明によると、上型と下型によって素材から製品を圧縮成形した後、ノックアウトピンの上昇によりカウンターポンチの軸穴によって形成された突出部分に当接させて製品を押し出すノックアウトの際、ノックアウトピンと共にカウンターポンチが一体的に上昇し、カウンターポンチが上昇移動端まで上昇した後に、ノックアウトピンの更なる上昇によって製品をノックアウトすることから、ノックアウトピンがカウンターポンチによって保護され、かつカウンターポンチから突出するノックアウトピンの突出量が極めて少なくなり、ノックアウトピンに発生する座屈変形や破損が有効的に回避される。この結果、製品を安定した状態で確実にノックアウトすることができ、円滑な鍛造作業が確保できる。また、破損したノックアウトピンの交換等の補修が不要になり、ランニングコストの低減が期待できる。。
【００２８】
また、ノックアウトピン下降端規制手段が、カウンターポンチの軸穴に形成された小径部と、ノックアウトピンに拡径形成された頂端部による簡単な構成によって形成できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による鍛造装置の実施の形態を図１乃至図７を参照し、図８に示す素材１００から図９に示す鍛造製品１０１を製造する場合を例に説明する。
【００３２】
図１は、本実施の形態による鍛造装置の構成を示す模式図である。鍛造装置は図１及び図１のＡ部拡大図を図２に示すように、図８に示す中空円柱部１０２の外周を成形するための筒状のダイス２及び素材１００の基端を規制すると共に、成形後の製品１０１をダイス２から押し出すカウンターポンチ３及びノックアウトピン４を備えた下型１と、例えば単動シリンダ（図示せず）により上下動して素材１００に製品１０１の先端及び深穴１０３を成形すると共に素材１００に圧縮付与するポンチ１１を有する上型１０を備えている。
【００３３】
下型１の下方には、カウンターポンチ３がダイス２内に嵌合して軸方向に移動自在に挿入されている。このカウンターポンチ３は、ダイス２内を軸方向に移動する摺動部３ａと、摺動部３ａより大径の基部３ｂからなり、カウンターポンチ３の軸中心には下端に小径部３ｄが形成された軸穴３ｃ及びこの軸穴３ｃの下方に段部を介して軸穴３ｃより大径のエジェクタピン挿入穴３ｅが連続形成されている。
【００３４】
ノックアウトピン４は、カウンターポンチ３の軸穴３ｃ内を軸方向に移動する軸部４ａと、軸部４ａの上端に連続形成されて小径部３ｄの上端に下端面が係止可能な比較的大径に形成された頂端部４ｂを備え、頂端部４ｂの下端面が小径部３ｄに係止することによってノックアウトピン４の下降移動端を規制するノックアウトピン下降端規制手段を形成している。即ち、ノックアウトピン下降端規制手段は、カウンターポンチ３の軸穴３ｃに形成された小径部３ｄと、ノックアウトピン４に拡径形成された頂端部４ｂによる簡単な構成によって形成される。
【００３５】
このノックアウトピン４は、カウンターポンチ３の軸穴３ｃの長さ寸法より若干大きな長さ寸法を有し、頂端部４ｂが小径部３ｄに係止された下降移動端にあっては、頂端部４ｂが軸穴３ｃ内に退避してカウンターポンチ３の頂端面３ｆより所定寸法だけ下方となるように、また後述するようにエジェクタピン８の頂端部８ｂがカウンターポンチ３のエジェクタピン挿入穴３ｅに挿入してノックアウトピン４の下端面を押し上げた際には、エジェクタピン８の頂端部８ｂが軸孔３ｃ内に挿入することなく、ノックアウトピン４の頂端部４ｂをカウンターポンチ３の頂端面３ｆから突出するように形成されている。よって、エジェクタピン８の頂端部８ｂを軸穴３ｃ内に挿入する必要がなく簡単な形状によってエジェクタピン８の頂端部８ｂを形成することができる。
【００３６】
また、ダイス２の下方にカウンターポンチ３の摺動部３ａに摺接する挿通孔５ａが穿設されたカウンターポンチガイド部５が配設され、カウンターポンチガイド部５によってカウンターポンチ３を軸方向に移動自在に保持している。カウンターポンチ３の基部３ｂの上面部が図２に示すようにカウンターポンチガイド部５の下面に当接することによってカウンターポンチ３の上昇移動端、即ちダイス２内への挿入量が規制されるカウンターポンチ上昇端規制手段としての機能を有する。
【００３７】
また、カウンターポンチガイド部５の下側にスペーサ部材６を介在して配設された荷重支持部７は、基端３ｂの下端面が当接してカウンターポンチ３の下降移動端を規制するカウンターポンチ下降端規制手段として機能し、かつ上型１０のポンチ１１からの荷重を受け止めるように構成されている。
【００３８】
この荷重支持部７は、頂端部８ｂがカウンターポンチ３のエジェクターポンチ挿入穴３ｅ内に挿入してノックアウトピン４の下端面を押し上げるエジェクタピン８の支持も兼ねていて、荷重支持部７にはエジェクタピン８を挿通する孔７ａが設けられている。
【００３９】
エジェクタピン８は孔７ａに上下移動自在に嵌挿する軸部８ａと、軸部８ａの上端に形成された大径の頂端部８ｂを有し、孔７ａの大径部７ｂの下端に形成された段部７ｃに頂端部８ｂの下端面が係止することによってエジェクタピン８の下降移動端が規制される。更にエジェクタピン８の下方にエジェクタピン８を駆動する駆動機構（図示せず）が配置れている。
【００４０】
次に、このように構成された鍛造装置を用いた鍛造方法について図３乃至図７に示す作動説明図をも参照して説明する。なお、図３乃至図７においては上型１０及びポンチ１１は省略されている。
【００４１】
先ず、図３に示すように下型１のエジェクタピン８が下降移動端で、カウンターポンチ３の基部３ｂの下端面が荷重支持部７に当接し、かつノックアウトピン４が下降移動端に保持された状態で、かつ上型１０が上昇した状態において下型１に素材１００を一点鎖線で示すようにセットする。
【００４２】
続いて上型１０を下降して下型１に同心上で合わせてダイス２によって製品１０１の中空円柱部１０２の外周を成形し、かつ上型１０のポンチ１１とカウンターポンチ３の頂端面３ｆとの間で素材１００の全長を規定の長さに縮小成形して圧縮成形すると共にポンチ１１によって深穴１０３及びカウンターポンチ３の軸穴３ｃによって突出部分である捨て軸部１０４が各々成形された製品１０１を鍛造成形する。上型１０の下降による製品１０１の成形終了後に上型１０が上昇する。
【００４３】
しかる後、駆動装置によって荷重支持部７の孔７ａに沿ってエジェクタピン８を上昇させて、図４に示すようにエジェクタピン８の頂端部８ｂをノックアウトピン４の下端に当接させる。
【００４４】
更に、エジェクタピン８を上昇させてノックアウトピン４を押し上げる。押し上げられたノックアウトピン４はカウンターポンチ３の軸穴３ｃ内を上方に移動して、図５のように頂端部４ｂが製品１０１の捨て軸部１０４の下端に当接する。
【００４５】
更にエジェクタピン８を上昇させてノックアウトピン４を押し上げると、ノックアウトピン４の頂端部４ｂによって捨て軸１０４が押し上げられダイス２内を製品１０１が上方に移動する。ここで、圧縮成形に伴ってカウンターポンチ３の軸孔３ｃに圧入されて成形された捨て軸部１０４が軸孔３ｃの内周面に圧接して張り付きが発生することから、図６に示すようにノックアウトピン４の上昇と共にカウンターポンチ３が下降移動端から上昇し、ノックアウトピン４、カウンターポンチ３及び製品１０１が一体的にエジェクタピン８によって同時に上昇して、カウンターポンチ３の基部３ｂの上面部がカウンターポンチガイド部５の下面に当接する。
【００４６】
カウンターポンチ３の基端３ｂがカウンターポンチガイド部５の下面に当接してカウンターポンチ３の上昇が停止する。カウンターポンチ３の上昇が、カウンターポンチガイド部５によって上昇移動端に保持された状態で更にエジェクタピン８によりノックアウトピン４を押し上げると、ノックアウトピン４の頂端部４ｂによって捨て軸部１０４が押し上げられて捨て軸部１０４と軸孔３ｃの間に発生する剪断応力によって張り付きが解放され、図７に示すようにノックアウトピン４が下降移動端から押し上げられて捨て軸部１０４を更に押し上げて製品１０２が下型１からノックアウトされる。
【００４７】
従って、本実施の形態によると、上型１０を下降して素材１００から製品１０１を圧縮して鍛造成形した後、エジェクタピン８を上昇させてノックアウトピン４を押し上げ、ノックアウトピン４の頂端部４ｂによって製品１０１を押し上げるノックアウトの際、ノックアウトピン４と共にカウンターポンチ３が一体的にエジェクタピン８によって押し上げられ、カウンターポンチ３の基端３ｂがカウンターポンチガイド部５の下面に当接してカウンターポンチ３の上昇が停止した後は、ノックアウトピン４の頂端部４ｂがカウンターポンチ３から突出して製品１０１をノックアウトさせることから、ノックアウトピン４がカウンターポンチ３によって保護され、かつカウンターポンチ３から突出するノックアウトピン４の突出量が極めて少なく、ノックアウトピン４に発生する座屈変形や破損が有効的に回避される。この結果、成形終了後の製品を安定した状態で確実にダイス２から押し出すことができ、円滑な鍛造作業が確保できる。
【００４８】
また、ノックアウトピン４の破損が有効的に回避されることから、破損したノックアウトピンの交換等の補修が不要になり、ランニングコストの低減が期待できる。
【００４９】
更に、ノックアウトされた後に切除される捨て軸部１０４にノックアウトピン４を当接させて製品１０１をノックアウトすることから、製品１０１として要求される中空円柱部１０２等にノックアウトに伴う傷等の発生が有効的に防止されて高品質の鍛造成形品が得られる。
【００５０】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では中空円柱状の製品をノックアウトの際ノックアウトピン４を捨て軸部１０４に当接させて押し上げたが、製品形状によっては他の部位にノックアウトピン４を当接させてノックアウトすることもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明した本発明による鍛造装置によると、上型と下型によって素材から製品を圧縮成形した後、ノックアウトピンの上昇によりカウンターポンチの軸穴によって形成された突出部分に当接させて鍛造製品を押し出すノックアウトの際、ノックアウトピンと共にカウンターポンチが一体的に上昇し、かつカウンターポンチが上昇移動端まで上昇した後に、ノックアウトピンの更なる上昇によって製品を下型からノックアウトすることから、ノックアウトピンがカウンターポンチによって保護され、かつカウンターポンチから突出するノックアウトピンの突出量が極めて少なくなり、ノックアウトピンに発生する座屈変形や破損が有効的に回避される。この結果、製品を安定した状態で確実に下型からノックアウトすることができ、円滑な鍛造作業が確保できる。更に、破損したノックアウトピンの交換等の補修が不要になり、ランニングコストの低減が期待できる。
また、ノックアウトピン下降端規制手段が、カウンターポンチの軸穴に形成された小径部と、ノックアウトピンに拡径形成された頂端部による簡単な構成によって形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による鍛造装置の実施の形態を示す模式図である。
【図２】同じく、図１のＡ部拡大図である。
【図３】同じく、鍛造装置の作動を状態を示す模式図である。
【図４】同じく、鍛造装置の作動を状態を示す模式図である。
【図５】同じく、鍛造装置の作動を状態を示す模式図である。
【図６】同じく、鍛造装置の作動を状態を示す模式図である。
【図７】同じく、鍛造装置の作動を状態を示す模式図である。
【図８】素材の形状を説明する断面図である。
【図９】鍛造製品の形状を説明する断面図である。
【図１０】従来の鍛造装置の概要を示す模式図である。
【図１１】同じく、鍛造装置の作動を状態を示す模式図である。
【図１２】他の従来の鍛造装置の概要を示す模式図である。
【図１３】同じく、鍛造装置の作動を状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１      下型
２      ダイス
３      カウンターポンチ
３ａ    摺動部
３ｂ    基部
３ｄ    小径部（ノックアウトピン下降端規制手段）
３ｃ    軸穴
３ｅ    エジェクタピン挿入穴
３ｆ    頂端面
４      ノックアウトピン
４ａ    軸部
４ｂ    頂端部（ノックアウトピン下降端規制手段）
５      カウンターポンチガイド部（カウンターポンチ上昇端規制手段）
５ａ    挿通孔
７      荷重支持部（カウンターポンチ下降端規制手段）
７ａ    孔
７ｂ    大径部
８      エジェクタピン
８ａ    軸部
８ｂ    頂端部
１０      上型
１１      ポンチ
１００      素材
１０１      鍛造製品
１０４      捨て軸部（突出部分）
【図１】
0004033289.tif 000002
【図２】
0004033289.tif 000003
【図３】
0004033289.tif 000004
【図４】
0004033289.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004033289.tif 000007
【図７】
0004033289.tif 000008
【図８】
0004033289.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004033289.tif 000011
【図１１】
0004033289.tif 000012
【図１２】
0004033289.tif 000013
【図１３】
0004033289.tif 000014