(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に中間成形品（２１）を投入する型彫空間（８５）を形成するインナーダイス（８３）と該インナーダイス（８３）の外周側に配置されるアウターダイス（８８）を備える下型（８１）と、該下型（８１）の型彫空間（８５）に対し進退可能なパンチ（７２）を備える上型（７１）とを有する鍛造装置において、前記下型（８１）のインナーダイス（８３）外周で前記型彫空間（８５）に対向する位置に周状に凹む外周凹部（８６）を形成するとともに、該外周凹部（８６）によりインナーダイス（８３）とアウターダイス（８８）との間に圧入空間（Ｓ）を画成し、該圧入空間（Ｓ）に液体を圧入供給したことを特徴とする鍛造装置。
【請求項２】
内周に中間成形品（２１）を投入する型彫空間（８５）を形成するインナーダイス（８３）と該インナーダイス（８３）の外周側に配置されるアウターダイス（８８）を備える下型（８１）と、該下型（８１）の型彫空間（８５）に対し進退可能なパンチ（７２）を備える上型（７１）とを有する鍛造装置において、前記下型（８１）のアウターダイス（８８）内周で前記型彫空間（８５）に対向する位置に周状に凹む内周凹部（８９）を形成するとともに、該内周凹部（８９）によりインナーダイス（８３）とアウターダイス（８８）との間に圧入空間（Ｓ）を画成し、該圧入空間（Ｓ）に液体を圧入供給したことを特徴とする鍛造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鋼材よりなるワークに圧造成形を施す鍛造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より鋼材よりなる金属製品を成形する際、素材から複数回の圧造成形を施し、所望する形状に成形する鍛造加工が多く使用されてきた。例えば、図１及び図２に示す如きカップ状の金属製品（ハウジング）５１を成形するとき、図３に示す如く、まず、所望するハウジング５１の体積と略同一体積の円柱素材１（図３の（ア））を形成し、続いて円柱素材１の一端端部に絞り加工を施し、予備円柱状本体１２とその予備円柱状本体１２より小径の予備柄１６とを有する予備鍛造品１１（図３の（イ））を形成する。次に予備鍛造品１１の予備円柱状本体１２を軸線方向に押圧し、予備柄１６側端面外周付近に、予備円柱状本体１２から予備柄１６にかけて漸次小径となるテーパ部２９を有する円盤状の中間円柱状本体２２を成形して中間成形品２１（図３の（ウ））を形成する。そして最後に中間成形品２１の中間円柱状本体２２端部軸心付近を後記するパンチで押圧して、軸状の柄５６と、柄５６に連続し外周に複数の欠部５５を有する段部５４と、段部５４に連続し段部５４と周方向同位置に垂直に面取りされる大径面取り部５３を有する立壁部５２を成形し、ハウジング５１（図３の（エ））を形成していた。
【０００３】
ここで中間成形品２１からハウジング５１を形成する工程を図７に基づいて説明する。
【０００４】
１６１は鍛造装置で、上型１７１と下型１８１とからなる。上型１７１は、その軸心に沿ってパンチ１７２が配置され、パンチ１７２の先端はハウジング５１の内周形状と同一形状の先端押圧部１７２ａを有する。また下型１８１は、パンチ１７２に対向してハウジング５１の外周形状と同一形状の型彫空間１８５を有するリング状のダイス１８２が配置される。
【０００５】
上記鍛造装置１６１でハウジング５１を形成するとき、図７左半部に示す如く、上型１７１を上方で待機させた状態で中間成形品２１を下型１８１の型彫空間１８５に投入し、その後、図７右半部に示す如く、上型１７１を下降させる。そして上型１７１のパンチ１７２が中間成形品２１の上端軸心付近を押圧し、柄５６、段部５４及び立壁部５２を押出し成形し、ハウジング５１を形成していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如くハウジング５１の鍛造成形方法では、中間成形品２１はパンチ１７２の押圧荷重により型彫空間１８５で所望するハウジング５１形状に塑性変形されるが、このときパンチ１７２の押圧荷重は変形中の中間成形品２１を介して下型１８１のダイス１８２にかかる。このダイス１８２にかかる荷重は軸線方向及び径方向の荷重に分けられるが、特に径方向の荷重に対してはダイス１８２を拡径する外径方向の荷重となるため、使用中にダイス１８２に割れが発生し、ダイス１８２の寿命が低下するということがある。
【０００７】
そこでこの外径方向の荷重によるダイス１８２の割れを防ぐため、図８に示す如く、ダイス２８２をインナーダイス２８３とアウターダイス２８８からなる分割ダイスとし、インナーダイス２８３とアウターダイス２８８を焼嵌めにて結合させたダイス２８２を使用することがある。この焼嵌めはインナーダイス２８３の外周側に所定温度に加熱したアウターダイス２８８を配置し、アウターダイス２８８が冷却されることにより熱収縮でアウターダイス２８８がインナーダイス２８３を締め付け、予めインナーダイス２８３に内径方向の荷重を与えており、この焼嵌めのダイス２８２を使用することにより、パンチ２７２による外径方向の荷重を相殺し、ダイス２８２の割れを防ぐことができるということがある。
【０００８】
しかしこのような焼嵌めのダイス２８２は、加熱及び冷却に時間がかかり、ダイス２８２の生産性が低いということがある。また、焼嵌めのダイス２８２はインナーダイス２８３とアウターダイス２８８が結合後、型彫空間２８５により画成される製品の専用ダイス２８２となるため、汎用性が低いということがある。
【０００９】
従って、本発明は上述の如き課題を解決し、ダイスの寿命が長く、ダイスの生産性及び汎用性の高い鍛造装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の構成は以下のとおりである。
【００１１】
１  内周に中間成形品を投入する型彫空間を形成するインナーダイスとインナーダイスの外周側に配置されるアウターダイスを備える下型と、下型の型彫空間に対し進退可能なパンチを備える上型とを有する鍛造装置において、下型のインナーダイス外周で型彫空間に対向する位置に周状に凹む外周凹部を形成するとともに、外周凹部によりインナーダイスとアウターダイスとの間に圧入空間を画成し、圧入空間に液体を圧入供給する。
【００１２】
２  内周に中間成形品を投入する型彫空間を形成するインナーダイスとインナーダイスの外周側に配置されるアウターダイスを備える下型と、下型の型彫空間に対し進退可能なパンチを備える上型とを有する鍛造装置において、下型のアウターダイス内周で型彫空間に対向する位置に周状に凹む内周凹部を形成するとともに、内周凹部によりインナーダイスとアウターダイスとの間に圧入空間を画成し、圧入空間に液体を圧入供給する。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１乃至図５に基づいて説明する。
【００１４】
図１及び図２は本発明の実施例による鍛造装置を使用して成形する製品であるジョイント装置のハウジング５１を表し、このハウジング５１は、一端に開口部５７、他端に軸状の柄５６を有する柄付きカップ状を呈し、開口部５７を含む円筒状の立壁部５２外周には、二対の平行な大径面取り部５３が形成される。上記ハウジング５１の柄５６は雄ネジ成形前の状態であり、その後の柄５６への転造加工により雄ネジは成形される。また、柄５６と立壁部５２との間には、図示せぬ係合板が折曲係合する欠部５５を外周に有する段部５４が成形される。
【００１５】
上記ハウジング５１の鍛造成形方法を図３に基づいて説明する。
【００１６】
まず、所望するハウジング５１の体積と略同一体積の円柱素材１（図３の（ア））を形成し、続いて円柱素材１の一端端部に絞り加工を施し、予備円柱状本体１２とその予備円柱状本体１２より小径の予備柄１６とを有する予備鍛造品１１（図３の（イ））を形成する。次に予備鍛造品１１の予備円柱状本体１２を軸線方向に押圧し、予備柄１６側端面外周付近に、予備円柱状本体１２から予備柄１６にかけて漸次小径となるテーパ部２９を有する円盤状の中間円柱状本体２２を成形して中間成形品２１（図３の（ウ））を形成する。そして最後に中間成形品２１の他端端部軸心付近を後記するパンチで押圧して、中間成形品２１の中間柄２６の形状を保持した柄５６、欠部５５を外周に設けた段部５４、及び二対の平行な大径面取り部５３を外周に有する立壁部５２を押出し成形し、ハウジング５１（図３の（エ））を形成していた。
【００１７】
この中間成形品２１からハウジング５１を形成する本発明の実施例による鍛造装置及びその鍛造装置を使用した成形工程を図４及び図５に基づいて説明する。図４は鍛造成形前、図５は鍛造成形後の状態を表す。
【００１８】
６１は本発明の実施例による鍛造装置で、上型７１と下型８１とからなる。
【００１９】
下型８１は、所望するハウジング５１の外周形状と同一形状の型彫空間８５を有するインナーダイス８３と、インナーダイス８３の外周側に嵌合されるアウターダイス８８とからなるダイス８２を備え、インナーダイス８３の外周には、その軸線方向中央付近に周状に凹む外周凹部８６が形成され、この外周凹部８６によりインナーダイス８３とアウターダイス８８との間に圧入空間Ｓを画成する。圧入空間Ｓはアウターダイス８８に設ける導入パイプ９９により液体圧入装置９８、例えば油圧ポンプに連通する。また圧入空間Ｓの上端及び下端には、液体漏れ防止用のゴム材よりなるＯリング９７が配置される。このインナーダイス８３及びアウターダイス８８は、ボルト９３を使用し固定される固定リング９２により一体的に結合される。また、ダイス８２は、型彫空間８５に突出可能のノックアウトピン９１を備えるノック金型９５と、ノック金型９５の外周側に配置されるベース９６とにより構成される基盤９０にボルト９４を使用し固定される。
【００２０】
また、上型７１は、下型８１に対して同一軸心上で進退可能に配置される。この上型７１の軸心に沿ってパンチ７２が配置され、パンチ７２の先端部はハウジング５１の内周底部形状同一形状の先端押圧部７２ａを有する。パンチ７２の外周側にはリング状のパンチガイド７３が配設され、更にパンチガイド７３の上方にバックアップリング７４が配設される。そして７５は、パンチ７２、パンチガイド７３及びバックアップリング７４を一体に保持する上ガイドである。
【００２１】
上記鍛造装置６１でハウジング５１を形成するとき、図４に示す如く、予め液体圧入装置９８から導入パイプ９９を介してインナーダイス８３とアウターダイス８８との間に画成する圧入空間Ｓに油を供給し、油圧をかける。特にインナーダイス８３には内径方向の予荷重Ｐがかかり、この状態で鍛造成形が行われる。まず、上型７１を上方で待機させた状態で中間成形品２１を下型８１の型彫空間８５に投入し、その後、上型７１を下降させる。そしてパンチ７２はパンチガイド７３と共に下型８１内周に案内され、型彫空間８５の所定位置まで進入して、図５に示す如く、ハウジング５１が形成される。
【００２２】
このとき、ハウジング５１の塑性変形に伴ないダイス８２に外径方向の荷重Ｘがかかるが、この外径方向の荷重Ｘは液体圧入装置９８で供給される液体により発生するインナーダイス８３の内径方向の予荷重Ｐにより相殺できる。
【００２３】
また、上記鍛造装置６１においては、異なる製品を形成するとき、インナーダイス８３の交換のみで対応可能である。
【００２４】
次に他の実施例による鍛造装置６１を図６に基づいて説明する。
【００２５】
この鍛造装置６１は上記鍛造装置６１と基本構造は同一である。その差異として上記鍛造装置６１はインナーダイス８３の外周に外周凹部８６を形成したが、この他の実施例による鍛造装置６１は、アウターダイス８８の内周に周状に凹む内周凹部８９を形成した点にある。
【００２６】
このようにアウターダイス８８の内周に内周凹部８９を形成することで上記インナーダイス８３の外周に外周凹部８６を形成した鍛造装置６１と同様に、ハウジング５１の塑性変形に伴なうダイス８２にかかる外径方向の荷重Ｘを、液体圧入装置９８により供給される液体により発生するインナーダイス８３の内径方向の予荷重Ｐで相殺できる。また、この他の実施例による鍛造装置６１によれば、製造頻度の高いインナーダイス８３の外周を単純形状にできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明の鍛造装置によれば、内周に中間成形品を投入する型彫空間を形成するインナーダイスとインナーダイスの外周側に配置されるアウターダイスを備える下型と、下型の型彫空間に対し進退可能なパンチを備える上型とを有する鍛造装置において、下型のインナーダイス外周で型彫空間に対向する位置に周状に凹む外周凹部を形成するとともに、外周凹部によりインナーダイスとアウターダイスとの間に圧入空間を画成し、圧入空間に液体を圧入供給するため、塑性変形に伴なうダイスにかかる外径方向の荷重を圧入供給される液体により発生するインナーダイスの内径方向の予荷重により相殺できるので、ダイスの割れを抑制でき、ダイスの寿命を向上させることができる。またダイスは、インナーダイスの外周側にアウターダイスを配置するのみでダイスの生産性は高く、更にインナーダイスの交換により汎用性が高い。
【００２８】
また、内周に中間成形品を投入する型彫空間を形成するインナーダイスとインナーダイスの外周側に配置されるアウターダイスを備える下型と、下型の型彫空間に対し進退可能なパンチを備える上型とを有する鍛造装置において、下型のアウターダイス内周で型彫空間に対向する位置に周状に凹む内周凹部を形成するとともに、内周凹部によりインナーダイスとアウターダイスとの間に圧入空間を画成し、圧入空間に液体を圧入供給する場合においても、上記効果と同様の効果を得ることができる。更に、製造頻度の高いインナーダイスの外周を単純形状にできるので、ダイスの生産性を一段と向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による鍛造装置により形成される製品（ハウジング）の斜視図である。
【図２】本発明の実施例による鍛造装置により形成される製品（ハウジング）を表し、（ア）は平面図、（イ）は断面正面図である。
【図３】本発明の実施例による製品（ハウジング）の鍛造成形方法を表す断面正面図である。
【図４】本発明の実施例の鍛造装置により中間成形品から製品（ハウジング）を鍛造成形する成形前の状態を表す部分断面正面図である。
【図５】本発明の実施例の鍛造装置により中間成形品から製品（ハウジング）を鍛造成形する成形後の状態を表す部分断面正面図である。
【図６】本発明の他の実施例の鍛造装置により中間成形品から製品（ハウジング）を鍛造成形する工程を表し、左半部は成形前、右半部は成形後の状態を表す部分断面正面図である。
【図７】従来の鍛造装置により中間成形品から製品（ハウジング）を鍛造成形する工程を表し、左半部は成形前、右半部は成形後の状態を表し部分断面正面図である。
【図８】従来の他の鍛造装置により中間成形品から製品（ハウジング）を鍛造成形する工程を表し、左半部は成形前、右半部は成形後の状態を表す部分断面正面図である。
【符号の説明】
７１  上型
７２  パンチ
８１  下型
８３  インナーダイス
８５  型彫空間
８６  外周凹部
８８  アウターダイス
８９  内周凹部
Ｓ  圧入空間
【図１】
0003809899.tif 000002
【図２】
0003809899.tif 000003
【図３】
0003809899.tif 000004
【図４】
0003809899.tif 000005
【図５】
0003809899.tif 000006
【図６】
0003809899.tif 000007
【図７】
0003809899.tif 000008
【図８】
0003809899.tif 000009