JP2000176596A - 黄銅製羽根車及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の青銅鋳物等で外形を作り、全切削を行い
製品形状とする方法は、切削加工であるがために加工時
間が長くかかり、それ故に大量生産には向いておらず、
更には切削屑の発生により材料の効率的な使用がなされ
ていなかった。 【解決手段】ハブ部と羽根との少なくとも一方を鍛造工
程により成形した黄銅製羽根車。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水車等に利用される
黄銅製羽根車及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１に示すような羽根車１１を製
造する方法としては、青銅鋳物等で外形を作り、全切削
を行い製品形状とすることが一般的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
青銅鋳物等で外形を作り、全切削を行い製品形状とする
方法は、切削加工であるがために加工時間が長くかか
り、それ故に大量生産には向いておらず、更には切削屑
の発生により材料の効率的な使用がなされていなかっ
た。

【０００４】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、本発明の目的は、加工時間が短く大量生産
に向いており、かつ材料を効率的に使用して製作でき
る、黄銅製羽根車及びその製造方法を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１では、ハブ部と羽根との少なくとも一方を
鍛造工程により成形した黄銅製羽根車を提供することに
より、切削工程を減らすことができ、加工時間の短縮、
材料の効率的な利用を図ることができる。

【０００６】請求項２では、ハブ部と羽根を共に鍛造工
程により成形した請求項１記載の黄銅製羽根車を提供す
ることにより、前記請求項１記載の効果に加えて、更に
切削工程を減らすことができ、加工時間の短縮、材料の
効率的な利用を図ることができる。

【０００７】請求項３では、鍛造工程の後に除去工程を
有する請求項１、２記載の黄銅製羽根車を提供すること
により、前記請求項１，２記載の効果に加えて、それぞ
れの工程の最適条件での加工ができる。

【０００８】請求項４では、羽根を鍛造工程により成形
し、前記羽根の一部をばりとして除去工程により除去す
る請求項３記載の黄銅製羽根車を提供することにより、
前記請求項３記載の効果に加えて、羽根の一部をばりと
して除去することにより羽根部の充填欠陥及び巻き込み
欠陥を避けることができ、羽根部の寸法精度も向上す
る。

【０００９】請求項５では、羽根の凹部を直線的形状と
することにより、金型の製作が容易で、成形時の羽根部
の充填欠陥及び巻き込み欠陥を避けることができる。

【００１０】請求項６、７では、羽根の凹部を非直線形
状若しくは曲線形状とすることにより、ポンプ等の効率
を向上することができる。従来の切削のみによる場合に
は、円弧補完等の複雑工程が必要とされるため生産性は
低かったが、本願は鍛造若しくはそれに切削等の工程を
付加することによって製作しているので任意の形状が成
形可能であり、１回の鍛造工程でほぼ全体の成形が完了
する。

【００１１】請求項８では、羽根の凸部の上面と側面と
で構成される角部を略直角、好ましくは角Ｒを１以下と
した場合には、前記角部の角Ｒが大きい場合に比較して
羽根凸部とケースとのクリアランスへの流体の流出を抑
止できるため、ポンプの効率向上を図ることができる。
従来、この形状を実現しようとすれば切削での仕上げ工
程が必要となっていたが、本願の場合には鍛造工程にて
本形状を実現することができ、工程の短縮化が図れる。
また、凹部の付け根付近の内側角部を略直角、好ましく
は角Ｒを１以下とした場合には、凹部の体積が増加しポ
ンプの特性向上が望める。

【００１２】請求項１３では、羽根部以外を圧縮により
鍛造する圧縮鍛造ステップと凹凸で形成される羽根の少
なくとも凸部を充填により成形する充填鍛造ステップと
を有する黄銅製羽根車の鍛造成形方法を提供することに
より、材料充填の欠陥を低減することができ、成形性の
向上を図ることができる。

【００１３】請求項１４では、羽根を充填する際には凹
凸ともに充填により成形する請求項１３記載の黄銅製羽
根車の鍛造成形方法を提供することにより、前記請求項
１３記載の効果に加えて、更に材料充填の欠陥を低減す
ることができ、成形性の向上を図ることができる。

【００１４】請求項１５では、羽根を充填する際には凹
部を非充填により、凸部を充填により成形する請求項１
３記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法を提供することに
より、前記請求項１３記載の効果に加えて、更に材料充
填の欠陥を低減することができ、成形性の向上を図るこ
とができる。

【００１５】請求項１６では、鍛造により材料を型に充
填させる際に、充填させる型内に予め材料を送出する請
求項１３記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法を提供する
ことにより、前記請求項１３記載の効果に加えて、充填
鍛造工程の材料の流れが良くなり、材料充填の欠陥を低
減できる。

【００１６】請求項１７では、前記型内に予め送出され
た材料の容積は、充填させる型の容積と略同一である請
求項１６記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法を提供する
ことにより、前記請求項１６記載の効果に加えて、更に
充填鍛造工程の材料の流れが良くなり、材料充填の欠陥
を低減できる。

【００１７】請求項１８では、前記型内に予め送出され
た材料の容積は、充填させる型の容積の一部である請求
項１６記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法を提供するこ
とにより、前記請求項１６記載の効果に加えて、更に充
填鍛造工程の材料の流れが良くなり、材料充填の欠陥を
低減できる。

【００１８】請求項１９では、予め材料が送出されるの
は羽根部方向である請求項１６〜１８記載の黄銅製羽根
車の鍛造成形方法を提供することにより、前記請求項１
６〜１８記載の効果に加えて、羽根部の成形性がより高
められる。

【００１９】請求項２０では、前記圧縮鍛造ステップの
際に、予め材料を羽根部方向へ送出させる請求項１６及
び１９記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法を提供するこ
とにより、前記請求項１６及び１９記載の効果に加え
て、充填鍛造ステップの開始時には材料が予め充填方向
である羽根部方向へ送出されていることから、更に成形
性の向上が図れる。

【００２０】請求項２１では、前記圧縮鍛造ステップで
はハブ部を圧縮により鍛造する請求項１３〜２０記載の
黄銅製羽根車の鍛造成形方法を提供することにより、前
記請求項１３〜２０記載の効果に加えて、中心部である
ハブ部を圧縮することにより、材料を中心から外周方向
へ押し広げることになるので、材料の広がり方が均一に
なり成形性の向上が図れる。

【００２１】請求項２２では、前記ハブ部は一部を圧縮
により、残りを充填により鍛造する請求項２１記載の黄
銅製羽根車の鍛造成形方法を提供することにより、前記
請求項２１記載の効果に加えて、更に材料の流れが良好
となり、成形性の向上が図れる。

【００２２】請求項２３では、前記ハブ部の残りを充填
した後に羽根部凹凸を充填により鍛造する請求項２２記
載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法を提供することによ
り、前記請求項２２記載の効果に加えて、更に材料の流
れが良好となり、成形性の向上が図れる。

【００２３】請求項２４では、前記ハブ部の残りを充填
する際に同時に羽根部凹凸を充填により鍛造する請求項
２２記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法を提供すること
により、前記請求項２２記載の効果に加えて、更に材料
の流れが良好となり、成形性の向上がはかれる。

【００２４】請求項２５では、前記ハブ部の残りを充填
する際に材料をハブ部側から羽根部方向へ送出させる請
求項２２記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法を提供する
ことにより、前記請求項２２記載の効果に加えて、更に
材料の流れが良好となり、成形性の向上が図れる。

【００２５】請求項２６では、前記ハブ部の一部を圧縮
し、その後残りを充填する際に材料をハブ部側から羽根
部方向へ送出させる請求項２２記載の黄銅製羽根車の鍛
造成形方法を提供することにより、前記請求項２２記載
の効果に加えて、更に材料の流れが良好となり、成形性
の向上が図れる。

【００２６】請求項２７では、請求項２２記載の黄銅製
羽根車の鍛造成形方法において、羽根車のハブ部外形及
び穴を形成する型を押し込むことによりハブ部の一部を
圧縮により成形する圧縮鍛造ステップと更に前記型を押
し込むことによりハブ部の残りを充填により成形すると
共に、羽根部を充填により成形する充填鍛造ステップと
を有する黄銅製羽根車の鍛造成形方法を提供することに
より、各鍛造ステップにあった型構成が設定でき、それ
に伴い中心部であるハブ部を圧縮することにより、材料
を中心から外周方向へ押し広げることになるので、材料
の広がり方が均一になり成形性の向上が図れる。

【００２７】請求項２８では、前記ハブ部外形及び穴を
形成する型は、ハブ部外形を形成する型とハブ部穴を形
成する型に分割されている請求項２７記載の黄銅製羽根
車の鍛造成形方法を提供することにより、前記請求項２
７記載の効果に加えて、更に各部に最適な型構成を取る
ことができる。

【００２８】請求項２９では、前記ハブ部外形を形成す
る型を先に材料に当てて押さえながらハブ部穴を形成す
る型を押し込んでハブ部の穴を圧縮により成形し、更に
ハブ部外形を形成する型を押し込んで残りを充填により
成形する請求項２８記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法
を提供することにより、前記請求項２８記載の効果に加
えて、不必要な部分への材料の流入が押さえられ、成形
性の向上を図ることができる。

【００２９】請求項３０では、ハブ部と凹凸で形成され
る羽根とからなる黄銅製羽根車の成形方法において、当
該羽根車の外形形状を形成するための一対の第１の型及
び第２の型と、羽根車のハブ部外形及び穴を形成する第
３の型とからなる成形機を使用し、前記第３の型を押し
込んでハブ部の一部を圧縮により成形し、その際あらか
じめ材料を第１の型と第２の型の間の空間へ送出し、更
に第３の型を押し込んでハブ部の残りを充填させ、その
際更に前記材料を前記空間へ送出し、第１の型と第２の
型にて形成される空隙部分を狭めることにより羽根部凹
凸を形成させる請求項２９記載の黄銅製羽根車の鍛造成
形方法を提供することにより、前記請求項２９記載の効
果に加えて、各鍛造ステップにあった型構成が設定で
き、それに伴い中心部であるハブ部を圧縮することによ
り、材料を中心から外周方向へ押し広げることになるの
で、材料の広がり方が均一になり成形性の向上が図れ
る。

【００３０】請求項３１では、前記第３の型は、ハブ部
外形を形成する第４の型とハブ部穴を形成する第５の型
に分割されている請求項３０記載の黄銅製羽根車の鍛造
成形方法を提供することにより、前記請求項３０記載の
効果に加えて、更に最適な型構成を取ることができる。

【００３１】請求項３２では、前記第４の型を先に材料
に当てて押さえながら第５の型を押し込んでハブ部の穴
を圧縮より成形し、更に第４の型を押し込んで残りを充
填により成形する請求項３１記載の黄銅製羽根車の鍛造
成形方法を提供することにより、前記請求項３１記載の
効果に加えて、不必要な部分への材料の流入が押さえら
れ、成形性の向上を図ることができる。

【００３２】請求項３３では、前記空隙部分は、その中
に送出される材料の容積が増大するに従って空隙部分が
広がるようになっている請求項３０〜３２記載の黄銅製
羽根車の鍛造成形方法を提供することにより、前記請求
項３０〜３２記載の効果に加えて、更に材料の流れが良
くなり、成形性の向上が図れる。

【００３３】請求項３４では、金属物の成形方法におい
て、当該金属物のの外形形状を形成するための一対の第
１の型及び第２の型と、当該金属物の一部を形成する第
３の型とからなる成形機を使用し、前記第３の型を押し
込んで金属物の一部を圧縮により成形し、その際予め材
料を第１の型と第２の型の間の空間へ送出し、第１の型
と第２の型にて形成される空隙部分を狭めることにより
当該金属物の残りの部分を形成させる金属物の鍛造成形
方法を提供することにより、各鍛造ステップにあった型
構成が設定でき、それに伴い一部分を圧縮することによ
り、材料を残りの部分へ押し広げることになるので、材
料の広がり方が均一になり成形性の向上が図れる。ま
た、好ましくは、材料を第１の型と第２の型の間の空間
へ送出した後に、更に第３の型を押し込んで金属物の更
に一部を充填させ、その際更に前記材料を前記空間へ送
出するステップを追加するとよい。

【００３４】請求項３５及び３６では、型、パンチ、材
料を略同一温度下好ましくは５５０℃±２０℃以下で成
形することにより、充填欠陥及び巻き込み欠陥の無い成
形品を得ることができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態は図１
に示すハブ部と羽根との少なくとも一方を鍛造工程によ
り成形した黄銅製羽根車１である。図２は黄銅製羽根車
１の断面図である。このような黄銅製羽根車１を製作す
る１形態として、図３又はその断面図たる図４に示すよ
うに、外ばり部３ｂ、端面ばり部４ａ、素材置き段差部
４ｂ、パンチ段差部４ｃを有する中間鍛造品３を鍛造工
程により製作し、しかる後に、外ばり部３ｂ、端面ばり
部４ａ、素材置き段差部４ｂ、パンチ段差部４ｃを切削
加工等により除去することで、最終物たる黄銅製羽根車
１を得る事ができる。

【００３６】図１９に示すように、羽根凹部１９２の形
状を、直線的にした場合、金型加工は最も単純となり、
製作時間、製作コストを抑えることができる。図２０に
示すように羽根凸部２０１を薄くし羽根凹部２０２の体
積を増加させることで、ポンプの特性向上が望める。体
積を増加させる方法としては、羽根凹部中央側２３３
を、図２３のように鋭角的な形状とし、鍛造成形する方
法が考えられる。切削加工の場合、図２２のように羽根
凹部中央側２２３をなだらかな曲線形状とし、カッター
加工により切削加工時間の短縮を図っていたが、鍛造成
形による場合にはこのようななだらかな形状にする必要
が無く、よりポンプ効率の良い図２３のような形状を鍛
造工程で成形することが可能となる。また、図２１のよ
うに羽根凹部２１２を非直線的な形状又は曲線的な形状
とした場合には、ポンプの特性により最適な形状とする
ことができるので、ポンプの特性向上が望める。切削加
工のみにより図２１２のような形状に仕上げようとする
と、非常に時間がかかり、生産性は著しく低下するが、
鍛造（切削加工仕上げ工程含む場合あり）の場合には最
終形状若しくはそれに近い形まで作ることができるの
で、高生産性を確保できる。なお、本実施例の図は一例
であり、前述のようにそれぞれの設計特性に合わせて任
意の形状とすることができる。

【００３７】図２５に羽根部の断面形状を示す。この図
のように、４コーナー部を略直角、好ましくはＲ１以下
とすることで、羽根凸部２５１とケースとのクリアラン
スからの流体の流出を相当程度抑止することができるの
で、ポンプの効率が向上する。

【００３８】本発明の第２の実施の形態は黄銅製羽根車
１を製造する方法に関するものである。図５は鍛造開始
前の全体の機器構成図である。まず、機器構成について
説明する。羽根車用の型は、図示しない固定された本体
フレームと、この本体フレームに設けた下型５２、この
下型に対向させて、図示しない上スライドに設けた上型
５１とを有する。上スライドは図示しない油圧シリンダ
に連結され、上下に移動自在となっている。下型５２内
には鍛造成形完了した中間鍛造品２を取り出すためのノ
ックアウト部５３が上下移動自在に挿入されている。下
型５２上面には羽根部を成形する形状、軸部を成形する
凹部、素材のセンタリングを行うための素材位置決め用
凹部が形成されている。一方、上型５１内には、上アウ
ターパンチ５４、上インナーパンチ５５が配置されてい
る。上アウターパンチ５４は上下移動自在で駆動源とは
接続されていないが、下移動量は上型５１にて規制され
ている。上インナーパンチ５５は図示しない油圧シリン
ダと接続されており、上下に移動自在であるが、下移動
量は上アウターパンチ５４により規制されている。ま
た、上型５１と下型５２は位置決めピン等で位置決めさ
れているものとする。

【００３９】次に鍛造工程の流れに沿って説明する。ま
ず、図５の型開き状態で、適当な温度に加熱された素材
５６を素材位置決め用凹部に置く。

【００４０】次に図６において、上型５１を固定してい
る上スライドが下降し、上型５１と下型５２とを位置決
めピン部で嵌め合わせた後、上型５１と下型５２とが当
接し、型締めが完了する。このとき、上アウターパンチ
５４及び上インナーパンチ５５は荷重をかけていない状
態なので、上型５１からみて上アウターパンチ５４及び
上インナーパンチ５５は相対的に後退する。

【００４１】この状態から図７のように、上インナーパ
ンチ５５を図示しない油圧シリンダーで押し込み、軸穴
部２ａを成形する。

【００４２】更に、図８において、上インナーパンチ５
５は上アウターパンチ５４と一体になった後、パンチの
ストロークエンドまで押し込まれ、外周に張り出してい
く材料で羽根部の成形と、後方押出しされる材料に穿孔
を行い軸穴部１ａを完全に成形するのとを同時に行う。

【００４３】成形完了後は図９のように、まず上インナ
ーパンチ５５を成形品から引きぬいた後、図１０のよう
に、上型５１を上昇させる。中間鍛造品２を下型５２上
に残した状態から、図１１のようにノックアウト部５３
を上方に押出すことかで中間鍛造品３を型内から取り出
す。その後、外ばり部３ｂ、端面ばり部４ａ、素材置き
段差部４ｂ、パンチ段差部４ｃを切削加工などにより除
去し、最終物たる黄銅製羽根車１を得る事ができる。

【００４４】次に本発明の第３の実施の形態は黄銅製羽
根車１を製造する方法に関するものである。図１２は鍛
造開始前の全体の機器構成図である。まず、機器構成に
ついて説明する。羽根車用の型は、図示しない固定され
た本体フレームと、この本体フレームに設けた下型１２
２、この下型に対向させて、図示しない上スライドに設
けた上型１２１とを有する。上スライドは図示しない油
圧シリンダに連結され、上下に移動自在となっている。
下型１２２内には鍛造成形完了した中間鍛造品２を取り
出すためのノックアウト部１２３が上下移動自在に挿入
されている。下型１２２上面には羽根部を成形する形
状、軸部を成形する凹部、素材のセンタリングを行うた
めの素材位置決め用凹部が形成されている。一方、上型
１２１内には、上アウターパンチ１２４、上インナーパ
ンチ１２５が配置されている。上アウターパンチ１２４
は上下移動自在で駆動源とは接続されていないが、下移
動量及び上移動量は上型１２１にて規制されている。上
インナーパンチ１２５は図示しない油圧シリンダと接続
されており、上下に移動自在であるが、下移動量は上ア
ウターパンチ１２４により規制されている。また、上型
１２１と下型１２２は位置決めピン等で位置決めされて
いるものとする。

【００４５】次に鍛造工程の流れに沿って説明する。ま
ず、図１２の型開き状態で、適当な温度に加熱された素
材１２６を素材位置決め用凹部に置く。

【００４６】次に図１３において、上型１２１を固定し
ている上スライドが下降し、上アウターパンチ１２４は
上型１２１により上方への移動量を制限されているの
で、上型１２１と一体になって下降する。上インナーパ
ンチ１２５はどのような位置にあっても良いが、この実
施例では、上型１２１下降時、穿孔が同時に進行する程
度の位置に位置決めされている図を示している。図１３
の状態では、上型１２１は下型１２２と完全に型締めさ
れた状態ではない。この状態で、素材１２６に据え込
み、後方押出し、穿孔の成形を同時に行い、さらに、上
インナーパンチ１２５を上型１２１と相対的に下降させ
ると、図１４のように、羽根車中央部の成形がほぼ完了
し、残った素材は、上型１２１と下型１２２との空隙を
広げるように円周上に広がっていく。その後、上型１２
１が更に下降することにより、図１５のように、上型１
２１、上インナーパンチ１２５、上アウターパンチ１２
４が一体となって、パンチのストロークエンドまで押し
込まれ、羽根部の成形が完全に行われる。

【００４７】成形完了後は図１６のように、まず上イン
ナーパンチ１２５を成形品から引きぬいた後、図１７の
ように、上型１２１を上昇させる。中間鍛造品２を下型
１２２上に残した状態から、図１８のようにノックアウ
ト部１２３を上方に押出すことかで中間鍛造品３を型内
から取り出す。その後、外ばり部３ｂ、端面ばり部４
ａ、素材置き段差部４ｂ、パンチ段差部４ｃを切削加工
などにより除去し、最終物たる黄銅製羽根車１を得る事
ができる。

【００４８】なお、本実施例において好適な材料の一つ
としては、高速延性、耐食性に優れた銅合金がある。具
体例の一つとしては、見掛け上のＺｎ含有量が３７〜４
６％の黄銅であって、常温においてα＋β＋γの結晶組
織を有し、かつ常温において、（ａ１）α相の面積比率
が４０〜９４％であり、（ａ２）β相及びγ相の面積比
率が共に３〜３０％であり、（ａ３）α相及びβ相の平
均結晶粒径が１５μm以下、好ましくは１０μm以下であ
り、（ａ４）γ相の平均結晶粒径が８μm以下、好まし
くは５μm以下であり、（ａ５）γ相中に８wt％以上の
Ｓｎを含有し、かつ（ａ６）β相を前記γ相が包囲して
いるという条件を満たしている黄銅があげられる。

【００４９】更に、もう一つの例としては、見掛け上の
Ｚｎ含有量が３７〜４６％の黄銅であって、常温におい
てα＋βの結晶組織を有し、かつ常温において、（ｂ
１）β相の面積比率が１５％以上、好ましくは２０％以
上であり、（ｂ２）α相及びβ相の平均結晶粒径が１５
μm以下、好ましくは１０μm以下であり、かつ（ｂ３）
β相が１．５wt％以上のＳｎを含有するという条件を満
たしている黄銅があげられる。

【００５０】図２６に金型加熱方法の一例を示す。ヒー
タ２６７を上型２６５及び下型２６６に巻き付け、パン
チ２６９には棒状ヒータ２６１０を挿入することで、上
型２６５、下型２６６及びパンチ２６９を５５０℃以下
に保温することを可能としている。型表面からの放熱を
断熱材２６８を用いることで抑止し、型内部の温度の均
一化とヒータ電源容量の極小化を図ることができる。上
型２６５、下型２６６及びパンチ２６９には温度コント
ロール用として、図示しない温度計測手段が取付けられ
ており、これらはヒータ２６７及び棒状ヒータ２６１０
とともに、図示しないコントローラに接続されている。
プレス内への金型セットの容易化及び外段取り化のた
め、これらの接続線には中継コネクタが設けられてい
る。

【００５１】上型２６５、下型２６６及びパンチ２６９
の素材としては、熱間鍛造で通常用いられているＳＫＤ
６１を使用する。この材料は、５５０℃以上で焼き戻し
されるため、５５０℃以下であれば、長時間加熱して
も、劣化、軟化等の問題が発生しにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】黄銅製羽根車

【図２】黄銅製羽根車Ａ−Ａ断面図

【図３】中間鍛造品

【図４】中間鍛造品Ｂ−Ｂ断面図

【図５】鍛造開始前の機器構成断面図

【図６】鍛造中の機器構成断面図（１）

【図７】鍛造中の機器構成断面図（２）

【図８】鍛造中の機器構成断面図（３）

【図９】鍛造中の機器構成断面図（４）

【図１０】鍛造中の機器構成断面図（５）

【図１１】鍛造中の機器構成断面図（６）

【図１２】鍛造開始前の機器構成断面図

【図１３】鍛造中の機器構成断面図（１）

【図１４】鍛造中の機器構成断面図（２）

【図１５】鍛造中の機器構成断面図（３）

【図１６】鍛造中の機器構成断面図（４）

【図１７】鍛造中の機器構成断面図（５）

【図１８】鍛造中の機器構成断面図（６）

【図１９】黄銅製羽根車

【図２０】黄銅製羽根車

【図２１】黄銅製羽根車

【図２２】黄銅製羽根車のＡ-Ａ断面

【図２３】黄銅製羽根車のＡ-Ａ断面

【図２４】黄銅製羽根車のＢ-Ｂ断面

【図２５】黄銅製羽根車のＢ-Ｂ断面

【図２６】機器構成図

【符号の説明】

１ … 黄銅製羽根車 ３ … 中間鍛造物 ５１ … 上型 ５２ … 下型 ５３ … ノックアウト部 ５４ … 上アウターパンチ ５５ … 上インナーパンチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 淳 〒802−8601 福岡県北九州市小倉北区中 島２丁目１番１号 東陶機器株式会社内 Ｆターム(参考） 4E087 AA08 AA10 BA07 CA14 CA24 DA04 DB02 DB04 EB03 EC12 EC19 EC37 EC46 EE02 HA45

Claims (39)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハブ部と羽根との少なくとも一方を鍛造工
   程により成形した黄銅製羽根車
2. 【請求項２】ハブ部と羽根を共に鍛造工程により成形し
   た請求項１記載の黄銅製羽根車
3. 【請求項３】鍛造工程の後に除去工程を有する請求項１
   又は２記載の黄銅製羽根車
4. 【請求項４】羽根を鍛造工程により成形し、前記羽根の
   一部をばりとして除去工程により除去する請求項３記載
   の黄銅製羽根車
5. 【請求項５】凹凸で形成される羽根の凹部が直線的に形
   成されている請求項１乃至４の何れか記載の黄銅製羽根
   車
6. 【請求項６】凹凸で形成される羽根の凹部が、非直線的
   に形成されている請求項１乃至４の何れか記載の黄銅製
   羽根車
7. 【請求項７】前記凹部は曲線的形状である請求項６記載
   の黄銅製羽根車
8. 【請求項８】羽根車を形成する凹凸部角部の少なくとも
   １ヶ所が略直角に形成されている請求項１乃至７の何れ
   か記載の黄銅製羽根車
9. 【請求項９】平均結晶粒径が１５μm以下の結晶組織か
   らなる黄銅で成形された請求項１乃至８の何れか記載の
   黄銅製羽根車
10. 【請求項１０】４５０℃においてγ相の比率が１％以上
    の結晶組織を有する黄銅で成形された請求項１乃至８の
    何れか記載の黄銅製羽根車
11. 【請求項１１】４５０℃においてα相の比率が４４〜６
    ５％、β相の比率が１０〜５５％、γ相の比率が１〜２
    ５％の結晶組織を有する黄銅で成形された請求項１０記
    載の黄銅製羽根車
12. 【請求項１２】見掛け上のZn当量が３７〜４６％であっ
    て、Sn含有量が０.５〜７ｗｔの黄銅で成形された請求
    項１乃至８の何れか記載の黄銅製羽根車
13. 【請求項１３】羽根部以外を圧縮により鍛造する圧縮鍛
    造ステップと凹凸で形成される羽根の少なくとも凸部を
    充填により成形する充填鍛造ステップとを有する黄銅製
    羽根車の鍛造成形方法
14. 【請求項１４】羽根を充填する際には凹凸ともに充填に
    より成形する請求項５記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方
    法
15. 【請求項１５】羽根を充填する際には凹部を非充填によ
    り、凸部を充填により成形する請求項１３記載の黄銅製
    羽根車の鍛造成形方法
16. 【請求項１６】鍛造により材料を型に充填させる際に、
    充填させる型内に予め材料を送出する請求項１３記載の
    黄銅製羽根車の鍛造成形方法
17. 【請求項１７】前記型内に予め送出された材料の容積
    は、充填させる型の容積と略同一である請求項１６記載
    の黄銅製羽根車の鍛造成形方法
18. 【請求項１８】前記型内に予め送出された材料の容積
    は、充填させる型の容積の一部である請求項１６記載の
    黄銅製羽根車の鍛造成形方法
19. 【請求項１９】予め材料が送出されるのは羽根部方向で
    ある請求項１６乃至１８の何れか記載の黄銅製羽根車の
    鍛造成形方法
20. 【請求項２０】前記圧縮鍛造ステップの際に、予め材料
    を羽根部方向へ送出させる請求項１９記載の黄銅製羽根
    車の鍛造成形方法
21. 【請求項２１】前記圧縮鍛造ステップではハブ部を圧縮
    により鍛造する請求項１３乃至２０の何れか記載の黄銅
    製羽根車の鍛造成形方法
22. 【請求項２２】前記ハブ部は一部を圧縮により、残りを
    充填により鍛造する請求項２１記載の黄銅製羽根車の鍛
    造成形方法
23. 【請求項２３】前記ハブ部の残りを充填した後に羽根部
    凹凸を充填により鍛造する請求項２２記載の黄銅製羽根
    車の鍛造成形方法
24. 【請求項２４】前記ハブ部の残りを充填する際に同時に
    羽根部凹凸を充填により鍛造する請求項２２記載の黄銅
    製羽根車の鍛造成形方法
25. 【請求項２５】前記ハブ部の残りを充填する際に材料を
    ハブ部側から羽根部方向へ送出させる請求項２２記載の
    黄銅製羽根車の鍛造成形方法
26. 【請求項２６】前記ハブ部の一部を圧縮し、その後残り
    を充填する際に材料をハブ部側から羽根部方向へ送出さ
    せる請求項２２記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法
27. 【請求項２７】請求項２２記載の黄銅製羽根車の鍛造成
    形方法において、羽根車のハブ部外形及び穴を形成する
    型を押し込むことによりハブ部の一部を圧縮により成形
    する圧縮鍛造ステップと、更に前記型を押し込むことに
    よりハブ部の残りを充填により成形すると共に、羽根部
    を充填により成形する充填鍛造ステップとを有する黄銅
    製羽根車の鍛造成形方法
28. 【請求項２８】前記ハブ部外形及び穴を形成する型は、
    ハブ部外形を形成する型とハブ部穴を形成する型に分割
    されている請求項２７記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方
    法
29. 【請求項２９】前記ハブ部外形を形成する型を先に材料
    に当てて押さえながらハブ部穴を形成する型を押し込ん
    でハブ部の穴を圧縮により成形し、更にハブ部外形を形
    成する型を押し込んで残りを充填により成形する請求項
    ２８記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法
30. 【請求項３０】ハブ部と凹凸で形成される羽根とからな
    る黄銅製羽根車の成形方法において、当該羽根車の外形
    形状を形成するための一対の第１の型及び第２の型と、
    羽根車のハブ部外形及び穴を形成する第３の型とからな
    る成形機を使用し、前記第３の型を押し込んでハブ部の
    一部を圧縮により成形し、その際予め材料を第１の型と
    第２の型の間の空間へ送出し、更に第３の型を押し込ん
    でハブ部の残りを充填させ、その際更に前記材料を前記
    空間へ送出し、第１の型と第２の型にて形成される空隙
    部分を狭めることにより羽根部凹凸を形成させる請求項
    ２９記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法
31. 【請求項３１】前記第３の型は、ハブ部外形を形成する
    第４の型とハブ部穴を形成する第５の型に分割されてい
    る請求項３０記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法
32. 【請求項３２】前記第４の型を先に材料に当てて押さえ
    ながら第５の型を押し込んでハブ部の穴を圧縮より成形
    し、更に第４の型を押し込んで残りを充填により成形す
    る請求項３１記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法
33. 【請求項３３】前記空隙部分は、その中に送出される材
    料の容積が増大するに従って空隙部分が広がるようにな
    っている請求項３０乃至３２の何れか記載の黄銅製羽根
    車の鍛造成形方法
34. 【請求項３４】金属物の成形方法において、当該金属物
    のの外形形状を形成するための一対の第１の型及び第２
    の型と、当該金属物の一部を形成する第３の型とからな
    る成形機を使用し、前記第３の型を押し込んで金属物の
    一部を圧縮により成形し、その際予め材料を第１の型と
    第２の型の間の空間へ送出し、第１の型と第２の型にて
    形成される空隙部分を狭めることにより当該金属物の残
    りの部分を形成させる金属物の鍛造成形方法
35. 【請求項３５】前記型、及び材料を成形開始時から成形
    終了までの温度変化がそれぞれ選定温度＋２０℃〜設定
    温度−２０℃の間にて成形する請求項１３乃至３４の何
    れか記載の金属物若しくは黄銅製羽根車の鍛造成形方法
36. 【請求項３６】前記設定温度は５５０℃以下である請求
    項３５記載の鍛造成形方法
37. 【請求項３７】前記材料は、平均結晶粒径が１５μm以
    下の結晶組織からなる黄銅である請求項１３乃至３６の
    何れか記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方法
38. 【請求項３８】前記材料は、４５０℃においてα相の比
    率が４４〜６５％、β相の比率が１０〜５５％、γ相の
    比率が１〜２５％の結晶組織を有する黄銅である請求項
    １３乃至３６の何れか記載の黄銅製羽根車の鍛造成形方
    法
39. 【請求項３９】前記材料は、見掛け上のZn当量が３７〜
    ４６％であって、Sn含有量が０.５〜７ｗｔの黄銅であ
    る請求項１３乃至３６の何れか記載の黄銅製羽根車の鍛
    造成形方法