(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接近、離間可能に設けられた一対のダイセットと、
前記それぞれのダイセットに設けられた金型と、
前記金型が圧入されるテーパ状の孔部が形成され、リング部材を介して前記各ダイセットに固着されるバックアップリングと、
前記ダイセットに形成された凹部内に嵌入されることにより、前記金型および前記バックアップリングにそれぞれ接触可能に配設され、温度調節用の流体が供給される断面略コ字状の内部通路を有する略円盤状の保温部材と、
を備え、
前記ダイセットまたは前記保温部材のいずれか一方または両方には、該ダイセットと該保温部材との間に間隙を形成するための凸部が設けられることにより、前記保温部材から前記ダイセットに伝達される熱量を減少させるとともに、前記金型に対する熱効率を増大させることを特徴とする鍛造金型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍛造金型装置に関し、一層詳細には、金型を所定の温度に保持することが可能な鍛造金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鍛造金型装置では、ワークの温度低下を阻止し、鍛造の際に成形不良が発生することを防止するために金型を予熱する必要がある。このような金型を予熱する機構を備えた従来技術に係る鍛造成形装置を、図４〜図７に示す。
【０００３】
第１の従来技術に係る鍛造金型装置１０は、図４に示すように、互いに接近離間可能に構成されたダイセット１２ａ、１２ｂを備え、それぞれのダイセット１２ａ、１２ｂにはバックアップリング１４ａ、１４ｂが固着される。それぞれのバックアップリング１４ａ、１４ｂにはテーパ状の孔部１６ａ、１６ｂが画成され、該孔部１６ａ、１６ｂには金型１８ａ、１８ｂが圧入または焼きばめにより挿入される。このため、該金型１８ａ、１８ｂはバックアップリング１４ａ、１４ｂにより補強される。それぞれの金型１８ａと１８ｂとの間には挿脱可能にガスバーナ、電熱器等の加熱装置２０が配設される。
【０００４】
前記加熱装置２０を金型１８ａと１８ｂとの間に配設した状態で付勢すると、金型１８ａ、１８ｂが加熱される。該金型１８ａ、１８ｂが所定の温度になった後、加熱装置２０を金型１８ａと１８ｂとの間から取り出し、代わりに図示しないワークを載置する。そして、ダイセット１２ａと１２ｂとを互いに接近する方向に変位させて加圧することにより、ワークに鍛造成形が施される。
【０００５】
また、第２の従来技術に係る鍛造金型装置３０では、図５に示すように、バックアップリング１４ａ、１４ｂの外周に加熱装置３２ａ、３２ｂが固着され、該加熱装置３２ａ、３２ｂには複数の通路３４が画成される。該通路３４には所定の温度に調節された油が導入され、該油によって加熱装置３２ａ、３２ｂが所定の温度に上昇し、バックアップリング１４ａ、１４ｂを介して金型１８ａ、１８ｂが所定の温度に調節される。前記加熱装置３２ａ、３２ｂの内部には油が導入される通路３４に代えて、電熱ヒータ（図示せず）を設けてもよい。
【０００６】
さらに、第３の従来技術に係る鍛造金型装置４０では、図６に示すように、バックアップリング４２ａ、４２ｂに金型４４ａ、４４ｂが装着される凹部４６ａ、４６ｂが画成される。前記バックアップリング４２ａ、４２ｂには前記凹部４６ａ、４６ｂに連通する導入通路４８ａ、４８ｂおよび排出通路５０ａ、５０ｂが画成される。前記金型４４ａ、４４ｂには前記導入通路４８ａ、４８ｂおよび排出通路５０ａ、５０ｂに連通する間隙部５２ａ、５２ｂが周回して画成される。
【０００７】
導入通路４８ａ、４８ｂから所定の温度に調節された油が導入されると、該油は導入通路４８ａ、４８ｂから間隙部５２ａ、５２ｂを通り、排出通路５０ａ、５０ｂから排出される。このとき、金型４４ａ、４４ｂは油によって所定の温度に調節される。
【０００８】
さらにまた、第４の従来技術に係る鍛造金型装置６０では、図７に示すように、ダイセット６２ａ、６２ｂに複数の通路６４が画成され、該通路６４には所定の温度に調節された油が導入され、該油によって金型１８ａ、１８ｂが所定の温度に調節される。前記ダイセット６２ａ、６２ｂの内部には、通路６４に代えて電熱ヒータ（図示せず）を設けてもよい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記第１の従来技術の鍛造金型装置１０では、加熱装置２０によって金型１８ａ、１８ｂを予熱することはできるが、鍛造成形中に金型１８ａ、１８ｂを所定の温度に保持することは不可能である。
【００１０】
また、前記第２の従来技術の鍛造金型装置３０では、バックアップリング１４ａ、１４ｂの外周から加熱するため、バックアップリング１４ａ、１４ｂの温度が金型１８ａ、１８ｂより上昇し、バックアップリング１４ａ、１４ｂの熱膨張により、孔部１６ａ、１６ｂを形成する壁部と金型１８ａ、１８ｂの外周との間に間隙が生じ、金型１８ａ、１８ｂが孔部１６ａ、１６ｂから脱落してしまうおそれがある。また、バックアップリング１４ａ、１４ｂが熱膨張すると、該バックアップリング１４ａ、１４ｂによって金型１８ａ、１８ｂを補強する力が低下し、鍛造する際に金型１８ａ、１８ｂに印加される衝撃により該金型１８ａ、１８ｂが割れてしまう懸念がある。
【００１１】
さらに、前記第３の従来技術の鍛造金型装置４０では、ダイセット１２ａ、１２ｂに取り付けられる全ての金型４４ａ、４４ｂおよびバックアップリング４２ａ、４２ｂに間隙部５２ａ、５２ｂ、導入通路４８ａ、４８ｂおよび排出通路５０ａ、５０ｂを画成し、さらに前記導入通路４８ａ、４８ｂ、排出通路５０ａ、５０ｂに連通する継手を設ける必要があるため、金型４４ａ、４４ｂおよびバックアップリング４２ａ、４２ｂの製造コストが高騰するという問題があった。
【００１２】
さらにまた、第４の従来技術の鍛造金型装置６０では、熱容量の大きなダイセット６２ａ、６２ｂを加熱するため、金型１８ａ、１８ｂの温度が上昇するまでの時間が長くなる。それを回避するためには、ダイセット６２ａ、６２ｂに通路６４を多く設けなければならず、従って、通路６４に導入される油を加熱する加熱装置が大型化し、鍛造金型装置６０の製造コストが高騰するという問題があった。
【００１３】
本発明は前記の種々の不都合を克服するためになされたものであり、金型が脱落したり割れてしまう懸念がなく、金型を加熱する時間を短縮し、しかも製造コストを低廉化することが可能な鍛造金型装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、互いに接近、離間可能に設けられた一対のダイセットと、
前記それぞれのダイセットに設けられた金型と、
前記金型が圧入されるテーパ状の孔部が形成され、リング部材を介して前記各ダイセットに固着されるバックアップリングと、
前記ダイセットに形成された凹部内に嵌入されることにより、前記金型および前記バックアップリングにそれぞれ接触可能に配設され、温度調節用の流体が供給される断面略コ字状の内部通路を有する略円盤状の保温部材と、
を備え、
前記ダイセットまたは前記保温部材のいずれか一方または両方には、該ダイセットと該保温部材との間に間隙を形成するための凸部が設けられることにより、前記保温部材から前記ダイセットに伝達される熱量を減少させるとともに、前記金型に対する熱効率を増大させることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、保温部材に設けられた内部通路に温度調節用の流体が供給されると、前記保温部材の温度が上昇し、該保温部材によって前記金型が所定温度に調節される。
【００１６】
この場合、前記ダイセットまたは前記保温部材のいずれか一方または両方には、該ダイセットと該保温部材との間に間隙を形成するための凸部を設けることにより、前記ダイセットに伝達される前記保温部材の熱が減少し、金型に対する熱効率が向上するため、好適である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る鍛造金型装置について、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１８】
図１において、参照符号７０は、本実施の形態に係る鍛造金型装置を示す。この鍛造金型装置７０は互いに接近離間可能なダイセット７２ａ、７２ｂを備え、該ダイセット７２ａ、７２ｂには凹部７４ａ、７４ｂが画成される。該凹部７４ａ、７４ｂには略円盤状に形成された保温部材７６ａ、７６ｂが嵌入される。該保温部材７６ａ、７６ｂの内部には、図２に示すように、内部通路７８が略コ字状に画成され、該内部通路７８は前記ダイセット７２ａ、７２ｂに設けられた導入管路８０ａ、８０ｂおよび排出管路８２ａ、８２ｂに連通する。前記導入管路８０ａ、８０ｂおよび排出管路８２ａ、８２ｂには不燃性の油が導入された油温調節器８３が接続される（図１参照）。なお、参照符号８４は、前記内部通路７８を形成する際に画成された孔部を閉塞する栓部材である。
【００１９】
前記保温部材７６ａ、７６ｂには、図３に示すように、前記ダイセット７２ａ、７２ｂの凹部７４ａ、７４ｂに対向する面に複数の凸部８６が形成され、該凸部８６が前記凹部７４ａ、７４ｂを形成する壁部または底部に当接することにより、前記保温部材７６ａ、７６ｂの外周面８８および底面９０と前記凹部７４ａ、７４ｂを形成する壁部および底部とが所定間隔離間する。この間隔は、鍛造金型装置７０によってワークに鍛造成形を施す際に、その衝撃により保温部材７６ａ、７６ｂが永久変形しない範囲内に設定され、好ましくは０．５ｍｍ程度の間隔である。
【００２０】
前記保温部材７６ａ、７６ｂには、図１に示すように、バックアップリング９２ａ、９２ｂが設けられる。該バックアップリング９２ａ、９２ｂの外周にはフランジ部９４ａ、９４ｂが形成されており、前記フランジ部９４ａ、９４ｂに係合するリング部材９６ａ、９６ｂが前記ダイセット７２ａ、７２ｂに固着される。前記バックアップリング９２ａ、９２ｂにはテーパ状の孔部９８ａ、９８ｂが画成され、該孔部９８ａ、９８ｂには金型１００ａ、１００ｂが圧入または焼きばめにより嵌入される。このため、該金型１００ａ、１００ｂは前記バックアップリング９２ａ、９２ｂによって補強される。前記金型１００ａ、１００ｂの底面は前記保温部材７６ａ、７６ｂに密着している。前記金型１００ａ、１００ｂには、この鍛造金型装置７０によって成形される成形品の外形状に対応したキャビティ面１０２ａ、１０２ｂが形成されている。前記孔部９８ａ、９８ｂおよび前記金型１００ａ、１００ｂはストレート形状であってもよい。
【００２１】
本実施の形態に係る鍛造金型装置７０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【００２２】
先ず、油温調節器８３の内部に蓄えられた不燃性の油を、室温から４００℃の範囲内の所定の温度に保温しておく。次に、油温調節器８３から導入管路８０ａ、８０ｂを介して所定の温度に保温された油を内部通路７８に供給し、排出管路８２ａ、８２ｂから油温調節器８３に導出する。このため、保温部材７６ａ、７６ｂは徐々に前記油と同じ温度まで上昇し、金型１００ａ、１００ｂ、バックアップリング９２ａ、９２ｂが所定温度に上昇する。このときの熱はダイセット７２ａ、７２ｂにも伝達されるが、保温部材７６ａ、７６ｂとダイセット７２ａ、７２ｂとは複数の凸部８６によって接触しているだけであり、保温部材７６ａ、７６ｂとダイセット７２ａ、７２ｂとの接触面積が小さいため、保温部材７６ａ、７６ｂからダイセット７２ａ、７２ｂに伝達される熱量は僅かである。従って、保温部材７６ａ、７６ｂはバックアップリング９２ａ、９２ｂと金型１００ａ、１００ｂとを加熱保温する一方、ダイセット７２ａ、７２ｂをほとんど加熱することがないため、必要とする熱量が少なくてすみ、大型の加熱装置が不要となる。また、金型１００ａ、１００ｂの温度が所定温度に上昇するまでの時間を短縮することができる。
【００２３】
バックアップリング９２ａ、９２ｂの温度が上昇すると、該バックアップリング９２ａ、９２ｂが熱膨張し、当該バックアップリング９２ａ、９２ｂと金型１００ａ、１００ｂとの間に間隙が形成される懸念があるが、金型１００ａ、１００ｂも同時に温度上昇して熱膨張するため、バックアップリング９２ａ、９２ｂと金型１００ａ、１００ｂとの間に間隙が形成されることがない。従って、金型１００ａ、１００ｂが孔部９８ａ、９８ｂから脱落したり、鍛造成形する際にその衝撃により金型１００ａ、１００ｂが割れてしまう懸念もない。
【００２４】
金型１００ａ、１００ｂの温度が所定温度になると、図示しないワークを一方のキャビティ面１０２ａに載置し、ダイセット７２ａと７２ｂとを相対的に接近させ、前記ワークを加圧して鍛造成形する。このとき、金型１００ａ、１００ｂは所定の温度に保持されているため、ワークの温度が低下することによる変形抵抗が増加する懸念がなく、鍛造の際に流動不良による成形不良が発生することもない。
【００２５】
この鍛造金型装置７０で鍛造成形を繰り返し行うと、金型１００ａ、１００ｂの温度が所定の温度より上昇することがある。この場合、油温を制御することにより、高温となった金型１００ａ、１００ｂから保温部材７６ａ、７６ｂに伝達された熱が内部通路７８に供給された油に吸収され、高温となった金型１００ａ、１００ｂの温度が低下する。なお、冷却された油を内部通路７８に供給してもよい。
【００２６】
鍛造成形が終了し、金型１００ａ、１００ｂの温度を低下させる場合には、保温部材７６ａ、７６ｂの内部通路７８に冷却された油を供給することにより、金型１００ａ、１００ｂの温度を迅速に低下させることが可能である。
【００２７】
本実施の形態では、凸部８６を保温部材７６ａ、７６ｂに形成したが、ダイセット７２ａ、７２ｂの凹部７４ａ、７４ｂを構成する壁部や底部に凸部を形成してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係る鍛造金型装置によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００２９】
断面略コ字状からなる内部通路を有し略円盤状に形成された保温部材をダイセットの凹部内に嵌入して金型およびバックアップリングと接触可能に設けることにより、簡素な構成で金型を加熱保温することができ、鍛造金型装置の製造コストを低廉化することが可能となる。また、バックアップリングと金型の両方が加熱保温されるため、バックアップリングだけが熱膨張することがなく、金型がバックアップリングから脱落したり、割れたりする懸念がない。
【００３０】
さらに、保温部材とダイセットとの接触面積が小さいため、保温部材からダイセットに伝達される熱量が少なく、金型を加熱保温する効率がよい。このため、大型の加熱装置が不要となり、鍛造金型装置の製造コストを一層低廉化することができる。さらにまた、金型の温度が上昇する時間を短縮することができ、製造時間が短縮し、製造効率を向上させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る鍛造金型装置を示す概略縦断面図である。
【図２】図１の鍛造金型装置に使用される保温部材を示す概略横断面図である。
【図３】図１の鍛造金型装置の一部拡大概略縦断面図である。
【図４】第１の従来技術に係る鍛造金型装置の概略縦断面図である。
【図５】第２の従来技術に係る鍛造金型装置の概略縦断面図である。
【図６】第３の従来技術に係る鍛造金型装置の概略縦断面図である。
【図７】第４の従来技術に係る鍛造金型装置の概略縦断面図である。
【符号の説明】
７０…鍛造金型装置              ７２ａ、７２ｂ…ダイセット
７４ａ、７４ｂ…凹部            ７６ａ、７６ｂ…保温部材
７８…通路                      ８３…油温調節器
８６…凸部                      ９２ａ、９２ｂ…バックアップリング
１００ａ、１００ｂ…金型
【図１】
0003807824.tif 000002
【図２】
0003807824.tif 000003
【図３】
0003807824.tif 000004
【図４】
0003807824.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003807824.tif 000007
【図７】
0003807824.tif 000008