JP2006198642A

JP2006198642A - 潤滑剤吹きつけノズル装置

Info

Publication number: JP2006198642A
Application number: JP2005011506A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Miyawaki; 和久宮脇
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】鍛造型成形面に必要な潤滑剤を噴射できる潤滑剤吹きつけノズル装置の提供。
【解決手段】鍛造型間に潤滑剤を噴射するノズル部２２１、２１１と鍛造型の成形方向に延びる筒体２１とノズル２２１が配設され筒体２１内に摺動自在に収嵌されたノズル位置伸長部２２と潤滑剤による圧力を受ける受圧部２２２、２２３とノズル位置伸長部２２を筒体内に収納する方向に付勢する付勢手段２４とを備えるノズル機構部２０と、成形方向と直交方向から鍛造型間にノズル機構部２０を進退させる進退機構部１０と、を有することを特徴とする。つまり、潤滑剤を噴射するノズル２２１、２１１が配設されたノズル機構部２０に潤滑剤の圧力の有無により伸縮する機構を設けることで、縮んだ状態のノズル機構部２０を鍛造型間に臨ませた後、潤滑剤を圧送することでその圧力によりノズル機構部２０を伸長させ、鍛造型の必要な部位に幾つかの必要なノズル２２１を近接できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、鍛造型の成形面に対し潤滑や冷却を行うために潤滑剤などを吹き付ける潤滑剤吹きつけノズル装置に関する。

鍛造工程は、図４（ａ）に示すように、鍛造型（ダイス）９２内に予備成形を行ったワークＷを挿入した後、鍛造型（パンチ９１及び９３）にて押し込むことで型成形を行う。その後、図４（ｂ）に示すように、成形後のワークＷを取り出した後、パンチ９１、９３及びダイス９２に対して潤滑剤を噴射して型の冷却及び潤滑を行っている。なお、図４（ａ）及び（ｂ）は中央線の左右にて工程の前後を表している。

鍛造型の潤滑などは空気などとともに潤滑剤をノズルから吹き付けることで行っている。従来技術としては、鍛造型に潤滑剤を吹き付けるための噴射ノズル装置であって、鍛造型間に所要の潤滑剤および圧縮空気を噴射せしめるノズル配管を支持してなる腕杵を上下動させるシリンダを配設してなることを要旨とする熱間鍛造における金型潤滑剤噴射ノズル装置を開示する特許文献１や、平行リンクをシリンダにより揺動させて潤滑剤噴射ノズルを上下鍛造型内に臨ませるようにした潤滑剤塗布装置を開示する特許文献２などがある。しかしながら、図４に示すような深いカップ形状をもつ型に対して潤滑を行う場合、潤滑剤を簡単且つ確実に型の必要な部位に噴射する方法が問題になる。
実開昭５９−１３５８４２号公報特開平６−１９０４８６号公報

本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、鍛造型の成形面に対して必要充分な潤滑剤を簡単且つ確実に噴射できる潤滑剤吹きつけノズル装置を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の潤滑剤吹きつけノズル装置は、鍛造型間からその成形面に潤滑剤を噴射する複数のノズルから構成されるノズル部と、潤滑剤圧送手段から該潤滑剤が圧送され且つ該鍛造型の成形方向に延びる筒状の部材である筒体と、該ノズル部を構成する少なくとも１つのノズルが配設され該筒体内に摺動自在に収嵌されたノズル位置伸長部と、該ノズルが該潤滑剤を吹き付け可能な位置まで該潤滑剤による圧力を受けて該ノズル位置伸長部を伸長する受圧部と、該ノズル位置伸長部を該筒体内に収納する方向に付勢する付勢手段と、を備えるノズル機構部と、
成形方向と直交方向から該鍛造型間に該ノズル機構部を進退させる進退機構部と、
を有することを特徴とする潤滑剤吹き付けノズル装置。

つまり、潤滑剤を噴射するノズルが配設されたノズル機構部に潤滑剤の圧力の有無により伸縮する機構を設けることで、縮んだ状態のノズル機構部を鍛造型間に臨ませた後、潤滑剤を圧送することでその圧力によりノズル機構部を伸長させ、鍛造型の必要な部位に幾つかの必要なノズルを近接させることができる。

従って、鍛造型の必要な部位に潤滑剤を噴射するノズルを近接させることができるので、潤滑剤を確実且つ必要な部位に噴射できるとともに、潤滑剤を噴射する量をより精密に制御することが可能になる。また、ノズルを必要な部位に近接させているので、潤滑剤の噴射を精密に制御しなくても簡便に必要な部位に噴射することができる。

以下、本発明の潤滑剤吹きつけノズル装置について、具体的な実施形態に基づき説明を行う。本実施形態の潤滑剤吹きつけノズル装置はノズル機構部と進退機構部とを有する。本装置は鍛造型内の成形面に潤滑剤を噴射する装置である。本装置が適用できる鍛造型は特に限定しないが、深いカップ状の成形面をもつ鍛造型など、鍛造型から離れた位置からは潤滑剤を噴射することが困難な形態を持つ鍛造型に対して適用することで、本装置の効果をより発揮することができる。
・ノズル機構部：ノズル機構部はノズル部と筒体とノズル位置伸長部と受圧部と付勢手段とを備える。ノズル部は鍛造型間からその成形面に潤滑剤を噴射する複数のノズルから構成される。複数のノズルは必要な位置に配設されている。すなわち、後述する進退機構部により鍛造型間にノズル機構部を近接し、ノズル位置伸長部が伸長した状態で、鍛造型内の成形面の必要な部位に対して、潤滑剤が噴射できる位置に複数のノズルが配設されている。従って、ノズルの数や配設する位置は適用される鍛造型に応じて適正に選択されるものである。

筒体は筒状の部材であり、潤滑剤圧送手段から潤滑剤がその内部に圧送される。ノズル位置伸長部はその筒体内に摺動自在に収嵌された部材であり、ノズル部を構成するノズルのうちの少なくとも１つが配設されている。つまり、鍛造型が形成する深いカップ内などに向けて、ノズル位置伸長部に配設したノズルを近接させるために、ノズル位置伸長部を筒体内で伸長可能に構成している。

従って、筒体の向き（延びる方向）は鍛造型の成形方向である。つまり、ノズル位置伸長部が鍛造型内の成形面に向けて延びることができるように筒体の向きが決定されている。例えば、鍛造型がパンチおよびダイスから構成されており、そのダイスの成形面が深いカップ状になっている場合に、ノズル位置伸長部はそのダイスのキャビティ内部に向けて伸長するように、筒体の向きが選択させることが望ましい。

従って、筒体の向き（つまり、ノズル位置伸長部が伸長する方向）は適用される鍛造型に応じて、上下方向のほか、左右方向にすることもできる。また、筒体とノズル位置伸長部との組み合わせは一組に限られず、必要な数だけ設けることができる（つまり、鍛造型の成形面の必要な部位に潤滑剤が噴射できるように、必要な数の筒体及びノズル位置伸長部の組み合わせを採用することが好ましい）。

ノズル位置伸長部は筒体内に圧送された潤滑剤の圧力により伸長する。潤滑剤の圧力は受圧部により受けている。受圧部は潤滑剤より受けた圧力をノズル位置伸長部に伝達し、ノズル位置伸長部を筒体内で摺動・伸長させる。

潤滑剤の圧送を中止すると、ノズル位置伸長部は付勢手段によって筒体内の元の位置に収納される。つまり、付勢手段はノズル位置伸長部を筒体内に収納する方向に付勢する手段であり、バネなどの弾性体により構成可能である。
・進退機構部：進退機構部はノズル機構部を進退させる機構をもつ手段である。進退機構部はノズル機構部を鍛造型間と鍛造型間の外との間で進退（移動）させる。ノズル機構部は鍛造型の成形方向と直交する方向から鍛造型の間に進入させる。つまり、鍛造型が開いているときにノズル機構部を進入させている。更に、進退機構部は鍛造型の開閉に同期させてノズル機構部を進退させることが望ましい。

具体的にノズル機構部を移動させる機構としては特に限定しない。例えば、リンク機構を用いたり、直接、シリンダにより駆動する機構を用いたりすることが挙げられる。ここで、進退機構部はアーム状の部材を有し、その先端部にノズル機構部を設けている形態を採用することが望ましい。
・作用：鍛造型が開いているときに、その間にノズル機構部が進退機構部により進入させられる。普段のノズル機構部の大きさは小さいのでそのまま鍛造型の間に進入させることができる。その後、ノズル機構部の筒体内に潤滑剤を圧送することで、その潤滑剤の圧力を受けた受圧部によりノズル位置伸長部が筒体内を摺動して伸長する。

同時に、ノズル位置伸長部に設けられたノズル及びその他のノズルからは潤滑剤が噴射される。ノズル位置伸長部が伸長することでノズルと鍛造型の成形面の必要な部位とが近接し、潤滑剤がより確実に必要量必要な部位に噴射することが容易になる。

・構成：本実施例の潤滑剤吹きつけノズル装置は、図１に示すように、進退機構部１０及びノズル機構部２０から構成されている。本装置は、鍛造型（パンチ８１、ダイス８２〜８４）が開いている間に、ノズル機構部２０を挿入して用いられる。ここで、従来技術の潤滑剤吹きつけノズル装置は、図５に示すように、鍛造型８１〜８４の成形面の必要な部位に潤滑剤が吹き付けられるように鍛造型８１〜８４の所定の位置に潤滑剤を噴射するノズル７１及び７２を設けている。ノズル７１及び７２は潤滑剤が必要量吹き付け可能になる数・位置に配置されている。

進退機構部１０は先端部にノズル機構部２０を固定したアーム状の部材を有し、このアーム状の部材はリンク機構により図面左右方向へ移動可能に構成している。このアーム状部材の移動により、ノズル機構部２０は鍛造型８１〜８４の間とその外との間を進退できる。

ノズル機構部２０は、図２に示すように、筒体２１とノズル位置伸長部２２とシール材２３と付勢手段としてのバネ２４とから構成されている。筒体２１は筒状の部材でありその底面側（図面上方）に潤滑剤流入口２５をもつ。潤滑剤流入口２５には潤滑剤圧送手段の潤滑剤吐出口が接続される。

ノズル位置伸長部２２は筒体２１の内面におおむね一致する外形を持ち、一端部（図面下方）が閉塞した筒状の部材からなる。そして、閉塞していない側の端部には筒体２１の内面に外周面がほぼ一致するつば状の部材であるフランジ部２２３をもつ。閉塞した側の端部の内面である先端面２２２とフランジ部２２３とが受圧部としての作用を発揮する。筒体２１の底面側とノズル位置伸長部２２の先端側とにはそれぞれノズル２１１及び２２１が形成されている。

シール材２３はノズル位置伸長部２２の外周面であってフランジ部２２３に隣接する位置に配設され、その外周面が筒体２１の内周面の形状と、内周面がノズル位置伸長部２２の外周面とそれぞれ一致するリング状の部材である。シール材２３は、ノズル位置伸長部２２の外周面と筒体２１の内面との間に挿入されることで両者の間を潤滑剤の漏出からシールする。

筒体２１の内面には段部２１２が設けられている。段部２１２以前（図面上方）の内径と段部２１２以降の先端方向（図面下方）の内径とが異なっており、先端方向の内径の方が小さくなっている。シール材２３の外形は段部２１２までの大きい側の内径に合わせて形成されている。

従って、シール材２３は筒体２１の内周面を段部２１２までの間で摺動可能であり、シール材２３が段部２１２に達した後は先端方向に摺動出来ない。シール材２３と筒体２１の先端部との間にはバネ２４が介装されており、バネ２４はノズル位置伸長部２２が筒体２１内に収納させる方向（図面上方）に、圧送される潤滑剤から加わる圧力以下の力で常に付勢している。
・作用効果：鍛造型８１〜８４が開かれた後、進退機構部１０により鍛造型８１〜８４の間にノズル機構部２０が進入させられる。その後ノズル機構部２０に潤滑剤が圧送される。潤滑剤には必要に応じて（冷却や乾燥など）空気などの気体が混入されている。また、必要に応じて空気のみを圧送することもでき、その場合にはノズル２１１及び２２１から空気のみを噴射させることもできる。潤滑剤の圧送は潤滑剤圧送手段により行われる。潤滑剤などは潤滑剤流入口２５から筒体２１内に圧送される。

潤滑剤の圧力により、ノズル位置伸長部２２が筒体２１内を摺動して（図面下方に向けて）伸長する（図３）。シール材２３が筒体２１の内周面に設けられた段部２１２に当接するまでノズル位置伸長部２２は摺動する。これらシール材２３と段部２１２との組み合わせによりノズル位置伸長部２２が伸長する長さが潤滑剤の圧力によらず一定に保たれる。ノズル位置伸長部２２は、図１に示すように、鍛造型８１〜８４の成形方向に直交する方向からは単純に進入できない長さにまで伸長させることができる。

圧送された潤滑剤はノズル位置伸長部２２を伸長すると同時にノズル２１１及び２２１から噴射される。ノズル位置伸長部２２が伸長する結果、その先端部のノズル２２１は鍛造型の成形面の潤滑剤の噴射が必要な部位Ｃ２に近接できるので、より直接的に必要な部位Ｃ２に潤滑剤を噴射できる。筒体２１に形成したノズル２１１からはパンチ８１における潤滑剤の噴射が必要な部位Ｃ１に対して潤滑剤を噴射する。

必要量の潤滑剤を噴射した後、潤滑剤圧送手段による潤滑剤の圧送を中止する。すると、受圧部としての先端面２２２及びフランジ部２２３に加わっていた潤滑剤からの圧力が途絶え、バネ２４によりノズル位置伸長部２２が収納される方向の力が勝るようになる。

その結果、ノズル位置伸長部２２は筒体２１内を摺動して図２に示す元の位置にまで戻って収納されるので、ノズル機構部２０が鍛造型８１〜８４に干渉しない大きさまでノズル位置伸長部２２を筒体２１内にて摺動・収納させることができる。

ノズル位置伸長部２２を筒体２１内に収納した後、進退機構部１０によりノズル機構部２０を鍛造型８１〜８４間からその外に移動させる。ノズル位置伸長部２２が収納されているので、鍛造型８１〜８４と干渉することなくノズル機構部２０を鍛造型８１〜８４内から外部に移動できる。

その後、鍛造型８１〜８４内に鍛造粗材を挿入し、鍛造成形を行う。鍛造の進行に従い、必要に応じて、順次、以上の操作を行うことで、鍛造型８１〜８４内の成形面に潤滑剤を噴射する。

それに対して、図５に示した従来技術の装置では、必要な部位に確実に潤滑剤を噴射するとの作用はノズル７０及び７１を配設する位置を適正にすることで達成できるものの、鍛造型として複雑な形状を持つ型を採用する場合には簡便な構成では徐々に困難になる。本実施例の装置では成形面の必要な部位に近接した状態で潤滑剤を噴射できるので、より簡便な構成にて同様の作用を得ることができる。

実施例における潤滑剤吹きつけノズル装置の概略及び使用形態を示した図である。実施例における潤滑剤吹きつけノズル装置のノズル機構部の構成を説明する断面概略図である。実施例における潤滑剤吹きつけノズル装置のノズル機構部の構成を説明する断面概略図である。鍛造において潤滑剤を吹き付ける工程を説明する断面概略図である。従来技術における潤滑剤吹きつけノズル装置の概略及び使用形態を示した図である。

符号の説明

１０…進退機構部
２０…ノズル機構部
２１…筒体２１１…ノズル２１２…段部２５…潤滑剤流入口
２２…ノズル位置伸長部２２１…ノズル２２２…先端面（受圧部）２２３…フランジ部（受圧部）
２３…シール材
２４…バネ
７１、７２…ノズル
８１…パンチ（鍛造型）８２〜８４…ダイス（鍛造型）
９１、９３…パンチ（鍛造型）９２…ダイス（鍛造型）
Ｗ…ワーク

Claims

鍛造型間からその成形面に潤滑剤を噴射する複数のノズルから構成されるノズル部と、潤滑剤圧送手段から該潤滑剤が圧送され且つ該鍛造型の成形方向に延びる筒状の部材である筒体と、該ノズル部を構成する少なくとも１つのノズルが配設され該筒体内に摺動自在に収嵌されたノズル位置伸長部と、該ノズルが該潤滑剤を吹き付け可能な位置まで該潤滑剤による圧力を受けて該ノズル位置伸長部を伸長する受圧部と、該ノズル位置伸長部を該筒体内に収納する方向に付勢する付勢手段と、を備えるノズル機構部と、
成形方向と直交方向から該鍛造型間に該ノズル機構部を進退させる進退機構部と、
を有することを特徴とする潤滑剤吹き付けノズル装置。
前記鍛造型がパンチおよびダイスから構成され、
前記ノズル位置伸長部は該ダイスのキャビティ内部に向けて伸長する請求項１に記載の潤滑剤吹きつけノズル装置。
前記進退機構部は先端部が前記鍛造型間の位置及び該鍛造型外の位置の間を移動可能なアーム状部材であり、
前記ノズル機構部は該アーム状部材の該先端部に設けられている請求項１又は２に記載の潤滑剤吹きつけノズル装置。