(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に所望する形状の成形部（４４）を有する鍛造金型（４３）と、該鍛造金型（４３）の内周側に配置される柱状のマンドレル（５１）と、前記鍛造金型（４３）の外部に配置され成形部（４４）に潤滑剤を導入する複数の潤滑手段（８１）を備えた鍛造金型において、前記マンドレル（５１）は、その内部にエアを導入するエア導入孔（５６）が形成され、該エア導入孔（５６）により導入されるエアを成形部（４４）側に射出するエア案内部（５４）を設け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、鍛造金型の成形部に潤滑剤を射出する潤滑手段を備えた鍛造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より金属機械部品、例えば歯車を連続鍛造工程により製造する場合、図１に示す如く、素材Ｗ０に熱間または温間温度域における据込み成形、押出し成形及び穴明け成形等を複数回施して、外周に歯形部１５を有する歯車Ｗ４を成形していた。
【０００３】
ここで特にリング状のピアス材Ｗ３から歯車Ｗ４を成形するときに用いられる鍛造装置１２１は、図６に示す如く、固定された下型１４１と、その下型１４１に対して同一軸線上で進退可能に配置される上型１３１とからなる。下型１４１は、内周下側に歯車Ｗ４の歯形部１５を成形する歯型１４５とその歯型１４５に連続しその上方にピアス材Ｗ３を投入する型彫空間１４６とを形成する成形部１４４を有する鍛造金型１４３と、鍛造金型１４３の内周側に間隔を置いてピアス材Ｗ３を載置するマンドレル１５１が配置される。このマンドレル１５１は、円柱状の内マンドレル１５２と、内マンドレル１５２の外周側に一体的に配置される円筒状の外マンドレル１５３とからなり、内マンドレル１５２の上端は外マンドレル１５３の上端より上方に突出している。また鍛造金型１４３には、その上面に潤滑剤を放出する潤滑ホース１８１が放射状に間隔をおいて複数本設置されている。次に、上型１３１は、内マンドレル１５２に嵌合する貫通孔１３３を有する円筒状のパンチ１３２を備え、パンチ１３２の下端には所望する歯車Ｗ４の一端端面と略同一形状の押圧面１３４が形成される。
【０００４】
上記鍛造装置１２１で歯車Ｗ４を鍛造成形する場合、図６左半部に示す如く、予め鍛造金型１４３の成形部１４４に向けて潤滑ホース１８１から潤滑剤を放出した状態でピアス材Ｗ３を型彫空間１４６に投入し、ピアス材Ｗ３の内周を内マンドレル１５２の外周に嵌合すると同時にピアス材Ｗ３の下端を外マンドレル１５３の上端に載置する。続いて上型１３１を下降させ、上型１３１の押圧面１３４でピアス材Ｗ３を下方へ押圧して、図６右半部に示す如く、径方向に拡径した大径の鍔部１７と、鍛造金型１４３の歯型１４５に沿って前方押出しにより歯形部１５を成形して所望する歯車Ｗ４を形成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き潤滑ホース１８１を備えた鍛造装置１２１を使用してピアス材Ｗ３から歯車Ｗ４を鍛造成形すると、潤滑剤で潤滑された鍛造金型１４３の成形部１４４に倣ってピアス材Ｗ３が塑性変形されるため、その潤滑作用により成形性が向上し、高い精度で歯車Ｗ４を形成することができる。しかし潤滑ホース１８１は鍛造金型１４３の成形部１４４に対し外周側に設置されるため、鍛造金型１４３の内周に設けられた歯型１４５を含む成形部１４４に満遍なく潤滑剤を付着することができず、成形精度が低下する箇所が発生するということがある。また、潤滑剤が充分に付着されない箇所では鍛造金型１４３の摩耗が促進され、金型寿命が低下するということがある。
【０００６】
従って本発明は上述の如き課題を解決し、鍛造金型の金型寿命の低下を抑制し、成形精度を継続的かつ良好に維持できる鍛造装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の鍛造装置の構造は以下のとおりである。
【０００８】
内周に所望する形状の成形部を有する鍛造金型と、鍛造金型の内周側に配置される柱状のマンドレルと、鍛造金型の外部に配置され成形部に潤滑剤を導入する複数の潤滑手段を備えた鍛造金型において、マンドレルは、その内部にエアを導入するエア導入孔が形成され、エア導入孔により導入されるエアを成形部側に射出するエア案内部を設ける。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１乃至図４に基づいて説明する。
【００１０】
図１の（オ）は本発明の実施例による歯車Ｗ４を表し、その歯車Ｗ４を製造する工程を図１に表す。この歯車Ｗ４を製造する工程を図に基づいて説明すると、初めに図１の（ア）に示す如き円柱状の素材Ｗ０を軸線方向に押圧して、図１の（イ）に示す如き円盤状の円盤材Ｗ１を形成する。続いて、円盤材Ｗ１の軸線方向両端中心部を押圧して、図１の（ウ）に示す如き両端に凹部１１，１２を備え、その凹部１１，１２間に隔壁部１３を備える断面略Ｈ状の予備材Ｗ２を形成し、連続的に予備材Ｗ２の隔壁部１３の中心を打ち抜いて、図１の（エ）に示す如く、内周にピアス孔１４を備える略円盤状のピアス材Ｗ３を形成する。
【００１１】
次に、このピアス材Ｗ３を前方押出し成形により、図１の（オ）に示す如く、外周に歯形部１５と大径の鍔部１７、内周に大径及び小径のピアス孔１４ａ，１４ｂを備える歯車Ｗ４に形成する。この歯車成形工程を図２乃至図４に基づいて説明する。
【００１２】
図２は鍛造装置２１を表す。４１は下型で、内周下側に歯車Ｗ４の歯形部１５を成形する歯型４５とその歯型４５に連続しその上方にピアス材Ｗ３を投入する型彫空間４６とを形成する成形部４４を有する鍛造金型４３と、鍛造金型４３の内周側に間隔を置いてピアス材Ｗ３を載置するマンドレル５１が配置される。鍛造金型４３の上面には、潤滑剤を放出する潤滑手段、例えば潤滑ホース８１が放射状に間隔を置いて複数本設置される。またマンドレル５１は、円柱状の内マンドレル５２と、内マンドレル５２の外周側に一体的に配置される円筒状の外マンドレル５３とからなり、内マンドレル５２の上端は外マンドレル５３の上端より上方に突出している。このマンドレル５１の内部には、軸線方向にエア導入孔５６が延び、このエア導入孔５６の一端が内マンドレル５２の上端に開口され、他端が鍛造装置２１の外部に配置されるエア供給装置７１に連結される。内マンドレル５２の上端には、エア導入孔５６から放出されるエアの放出方向を鍛造金型４３の成形部４４側に変えるエア案内部５４が固定される。
【００１３】
また鍛造金型４３は、保持リング４７及び固定ダイス６１を介してベース６６の上に載置され、その外周側に配置されるホルダ４２により一体的に固定される。そして外マンドレル５３と鍛造金型４３の歯型４５との間に上端が位置し保持リング４７内に配置されるノックアウトリング４９と、固定ダイス６１及びベース６６内に配置されるノックアウトパンチ６８は、上下方向に一体的に進退可能である。
【００１４】
次に、上型３１は、内マンドレル５２に嵌合する貫通孔３３を有する円筒状のパンチ３２を備え、パンチ３２の下端には所望する歯車Ｗ４の一端端面と略同一形状の押圧面３４が形成される。
【００１５】
上記鍛造装置２１でピアス材Ｗ３から歯車Ｗ４を形成する場合、予めエア供給装置７１から供給されるエアはエア導入孔５６を通ってエア案内部５４に向かって放出され、更にエア案内部５４に沿って鍛造金型４３の成形部４４側に放出される。そして潤滑ホース８１から放出される潤滑剤は、図４に示す如く、エア導入孔５６を通って放出されるエアと衝突して鍛造金型４３の内周側に位置する成形部４４、特に歯型４５付近に拡散して付着する。この状態で、図３左半部に示す如く、ピアス材Ｗ３を型彫空間４６に投入し、ピアス材Ｗ３の内周を内マンドレル５２の外周に嵌合すると同時にピアス材Ｗ３の下端を外マンドレル５３の上端に載置する。続いて上型３１を下降させ、上型３１の押圧面３４でピアス材Ｗ３を下方へ押圧して、図３右半部に示す如く、径方向に拡径した大径の鍔部１７と、鍛造金型４３の歯型４５に沿って前方押出しにより歯形部１５を成形して所望する歯車Ｗ４を形成する。そしてその後、上型３１が上方へ退避するとともにノックアウトリング４９が上方へ移動し歯車Ｗ４が鍛造金型４３から取り出され、歯車Ｗ４の鍛造成形が完了する。
【００１６】
このように内周に所望する形状の成形部４４を有する鍛造金型４３と、鍛造金型４３の内周側に配置される柱状のマンドレル５１と、鍛造金型４３の外部に配置され成形部４４に潤滑剤を導入する複数の潤滑手段８１を備えた鍛造金型において、マンドレル５１は、その内部にエアを導入するエア導入孔５６が形成され、エア導入孔５６により導入されるエアを成形部４４側に射出するエア案内部５４を設けたため、鍛造金型４３の成形部４４にエアにより拡散した潤滑剤を満遍なく付着することができる。
【００１７】
尚、上記実施例ではマンドレル５１にエア案内部５４を別途取り付けてエアを鍛造金型４３の成形部４４に向けて放出されるようにしたが、図５に示す如く、マンドレル５１に直接成形部４４に向かって開口する孔状のエア案内部５４を形成しても良い。このようにマンドレルに直接孔状のエア案内部５４を形成すれば、別途エア案内部５４を形成することなく、金型点数も削減できる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、内周に所望する形状の成形部を有する鍛造金型と、鍛造金型の内周側に配置される柱状のマンドレルと、鍛造金型の外部に配置され成形部に潤滑剤を導入する複数の潤滑手段を備えた鍛造金型において、マンドレルは、その内部にエアを導入するエア導入孔が形成され、エア導入孔により導入されるエアを成形部側に射出するエア案内部を設けたため、鍛造金型の成形部にエアにより拡散した潤滑剤を満遍なく付着することができるので、成形精度を高いレベルで維持できる。また、良好な潤滑により鍛造金型の金型寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】歯車の製造工程を表す断面平面図である。
【図２】本発明の実施例による鍛造装置を表す部分断面平面図である。
【図３】本発明の実施例による鍛造装置を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す部分断面平面図である。
【図４】本発明の実施例による鍛造装置の潤滑状態を説明する説明図である。
【図５】本発明の他の実施例による鍛造装置を表す部分断面平面図である。
【図６】従来の実施例による鍛造装置を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す部分断面平面図である。
【符号の説明】
４３  鍛造金型
４４  成形部
５１  マンドレル
５４  エア案内部
５６  エア導入孔
８１  潤滑手段
【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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