JP2014100719A - 鍛造用金型装置及び金型着脱方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイホルダーに対して例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型を容易に着脱することができる鍛造用金型装置を提供すること。
【解決手段】上下の少なくとも一方の金型１０（２０）について、金型を保持するためのダイホルダー１２（２２）を貫通し、かつ、途中で前記ダイホルダーと該ダイホルダーに収容された金型との境界を形成するように設けられたピン挿入孔１３（２３）が、一方の開口から延びて前記境界形成箇所Ｂを含む太孔部１３ｃ（２３ｃ）と該太孔部より細く他方の開口まで延びる細孔部１３ｄ（２３ｄ）とを有する段付きのピン挿入孔であり、前記ピン挿入孔１３（２３）に該ピン挿入孔を貫通することなく挿脱可能に挿入される金型固定ピン１５（２５）が、前記ピン挿入孔の前記太孔部に挿入される挿入部１５ａ（２５ａ）と前記ピン挿入孔に挿入されない非挿入部１５ｂ（２５ｂ）とを有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、チタン合金やＮｉ基合金などの難加工性金属材料の熱間鍛造に用いられる鍛造用金型装置、及び金型着脱方法に関するものである。

近年、金型を用いてチタン合金やＮｉ基合金などの難加工性金属材料の熱間鍛造（高温鍛造）が行われるようになってきている。熱間鍛造に用いられる鍛造用金型装置として、金型を加熱するために、従来、例えば、上金型及び下金型のそれぞれに、複数個のヒータ挿入穴が形成され、これらの各ヒータ挿入穴に挿入された棒状のシーズヒータ（「カートリッジヒータ」とも呼ばれる）によって上金型及び下金型を加熱するようにした鍛造用金型装置が知られている。例えば、特許文献１，２には、この種の鍛造用金型装置が開示されている。

特開２００４−３３７９３５号公報（段落［００３２］、図３） 特開平１１−７７２１４号公報（段落［００１０］、図２）

前述した従来の鍛造用金型装置では、鍛造用素材の温度と例えば同程度に金型を加熱して熱間鍛造を行うにあたり、シーズヒータが組み込まれた金型の場合、電気配線が付属しているので加熱炉を使用して金型の予熱を行うことができず、金型交換時には金型を所要温度にまで昇温させるのに時間がかかり、鍛造製品の生産性が悪いという問題があった。

このため、シーズヒータが組み込まれた金型とはせず、金型とは別個に金型加熱手段を備えた鍛造用金型装置とし、金型交換時には加熱炉によって予熱された金型を鍛造用金型装置のダイホルダーに装着するようにした鍛造用金型装置が考えられる。この場合、例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型では、ダイホルダーに対してそのような大型の金型を容易に着脱できるようにすることが必要となる。

そこで、本発明の課題は、鍛造用素材の熱間鍛造に用いられる鍛造用金型装置において、ダイホルダーに対して例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型を容易に着脱することができる鍛造用金型装置、及び鍛造用金型装置における金型着脱方法を提供することにある。

前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。

請求項１の発明は、上金型及び下金型を備え、鍛造用素材の熱間鍛造に用いられる鍛造用金型装置において、前記上下の少なくとも一方の金型について、金型の外周部を囲繞し、該金型を保持するためのダイホルダーと、前記ダイホルダーを貫通し、かつ、途中で前記ダイホルダーと該ダイホルダーに収容された金型との境界を形成するように設けられたピン挿入孔と、前記ピン挿入孔に該ピン挿入孔を貫通することなく挿脱可能に挿入される金型固定ピンと、を備え、前記ピン挿入孔が、一方の開口から延びて前記境界形成箇所を含む太孔部と該太孔部から他方の開口まで延びる細孔部とを有する段付きのピン挿入孔であり、前記金型固定ピンが、前記ピン挿入孔の前記太孔部に挿入される挿入部と前記ピン挿入孔に挿入されない非挿入部とを有しているものであることを特徴とする鍛造用金型装置である。

請求項２の発明は、請求項１記載の鍛造用金型装置において、前記金型固定ピンが、前記非挿入部が前記挿入部より太い段付きのピンであることを特徴とするものである。

請求項３の発明は、上金型及び下金型を備え、鍛造用素材の熱間鍛造に用いられる鍛造用金型装置において、前記上下の少なくとも一方の金型について、金型の外周部を囲繞し、該金型を保持するためのダイホルダーと、前記ダイホルダーを貫通し、かつ、途中で前記ダイホルダーと該ダイホルダーに収容された金型との境界を形成するように設けられたピン挿入孔と、前記ピン挿入孔に該ピン挿入孔を貫通することなく挿脱可能に挿入される金型固定ピンと、を備え、前記金型固定ピンが、前記ピン挿入孔における一方の開口から延びて前記境界形成箇所を含む部分に挿入される挿入部と該挿入部より太く前記ピン挿入孔に挿入されない非挿入部とを有する段付きのピンであることを特徴とする鍛造用金型装置である。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造用金型装置において、前記ピン挿入孔に対して前記金型固定ピンを案内するためのピン案内部を備えていることを特徴とするものである。

請求項５の発明は、請求項４記載の鍛造用金型装置において、前記ピン案内部が、前記ダイホルダーの外周面において前記ピン挿入孔の前記一方の開口が形成された部位に取り付けられ、前記開口側に向ってテーパ状に先細するテーパ状内周面を有するガイド部材で構成されたものであることを特徴とするものである。

請求項６の発明は、請求項２記載の鍛造用金型装置において、外部加熱源にて予熱された金型を前記ダイホルダーに収容する工程と、マニピュレータの一対の把持爪にて前記金型固定ピンの前記挿入部を把持した状態で該把持爪を前進させ、前記挿入部を前記ピン挿入孔の前記太孔部の途中まで挿入する工程と、前記一対の把持爪を開いて前記金型固定ピンを放し、次いで、前記一対の把持爪を閉じた状態で前記金型固定ピンの前記非挿入部に押し付けて前進させることにより、該金型固定ピンの前記挿入部を前記ピン挿入孔の前記太孔部の先端まで挿入する工程と、前記金型の取り外しに際し、前記ピン挿入孔の前記細孔部側の開口より差し入れた突き出し用部材によって前記金型固定ピンを後退させた後、該金型固定ピンを前記一対の把持爪にて前記ピン挿入孔から抜き取る工程と、を備えたことを特徴とする鍛造用金型装置における金型着脱方法である。

請求項１の鍛造用金型装置は、上下の少なくとも一方の金型について、金型を収容するダイホルダーを貫通し、かつ、途中でダイホルダーと該ダイホルダーに収容された金型との境界を形成するように設けられたピン挿入孔であって、一方の開口から延びて前記境界形成箇所を含む太孔部と該太孔部より細く他方の開口まで延びる細孔部とを有する段付きのピン挿入孔を備えている。また、このピン挿入孔に該ピン挿入孔を貫通することなく挿脱可能に挿入される金型固定ピンであって、前記ピン挿入孔の前記太孔部に挿入される挿入部と前記ピン挿入孔に挿入されない非挿入部とを有する金型固定ピンを備えている。これにより、金型固定ピンの前記挿入部をピン挿入孔の前記太孔部に例えば太孔部先端の段部に突き当たるまで挿入することにより、例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型でも長尺の金型固定ピンを用いてダイホルダーに対して金型を容易に固定することができ、上下方向の抜け止め防止を行うことができる。また、金型の取り外しに際し、例えば、ピン挿入孔の前記細孔部側の開口より差し入れた突き出し用部材によって金型固定ピンをある程度後退させた後、該金型固定ピンを前記太孔部から引き抜くなどして、ピン挿入孔から金型固定ピンを抜き取ることができる。よって、例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型でも、ダイホルダーに対して大型の金型を容易に着脱することができる。

請求項２の鍛造用金型装置は、前記の段付きのピン挿入孔を備えるとともに、金型固定ピンとして、ピン挿入孔の太孔部に挿入される挿入部とこの挿入部より太い非挿入部とを有する段付きのピンを備えている。これにより、例えばマニピュレータの一対の把持爪にて前記非挿入部を前方へ押し付けて金型固定ピンを前進させて、金型固定ピンの挿入部をピン挿入孔の太孔部に例えば太孔部先端の段部に突き当たるまで挿入することにより、例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型でも、長尺の金型固定ピンを用いてダイホルダーに対して金型を容易に固定することができる。また、金型の取り外しに際し、例えば、ピン挿入孔の前記細孔部側の開口より差し入れた突き出し用部材によって金型固定ピンをある程度後退させた後、該金型固定ピンの前記挿入部と前記非挿入部とにより形成される段部に前記一対の把持爪をかけて手前に引いて金型固定ピンを後退させるなどして、ピン挿入孔から金型固定ピンを容易に抜き取ることができる。よって、例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型でも、ダイホルダーに対して大型の金型を容易に着脱することができる。

請求項３の鍛造用金型装置は、上下の少なくとも一方の金型について、金型を収容するダイホルダーを貫通し、かつ、途中でダイホルダーと該ダイホルダーに収容された金型との境界を形成するように設けられたピン挿入孔と、このピン挿入孔における一方の開口から延びて前記境界形成箇所を含む部分に挿入される挿入部と該挿入部より太くピン挿入孔に挿入されない非挿入部とを有する段付きの金型固定ピンとを備えている。これにより、例えばマニピュレータの一対の把持爪にて前記非挿入部を前方へ押し付けて金型固定ピンを前進させて、金型固定ピンの前記挿入部をピン挿入孔に挿入することにより、例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型でも、長尺の金型固定ピンを用いてダイホルダーに対して金型を容易に固定することができる。また、金型の取り外しに際し、例えば、ピン挿入孔の前記一方の開口と反対側にある他方の開口より差し入れた突き出し用部材によって金型固定ピンをある程度後退させた後、金型固定ピンの前記挿入部と前記非挿入部とにより形成される段部に、前記一対の把持爪をかけて手前に引いて金型固定ピンを後退させるなどして、ピン挿入孔から金型固定ピンを容易に抜き取ることができる。よって、例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型でも、ダイホルダーに対して大型の金型を容易に着脱することができる。

請求項４，５の鍛造用金型装置は、ピン挿入孔に対して金型固定ピンを案内するピン案内部を備えているので、例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型でも、長尺の金型固定ピンの先端部分をピン挿入孔の開口に容易に導くことができる。

請求項６の金型着脱方法によれば、例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型でも、ダイホルダーに対してそのような大型の金型を容易に着脱することができるので、鍛造製品の生産性の向上を図ることができる。また、ダイホルダーに対して予熱が施された金型を短時間で固定することができ、該金型の温度低下を防ぐことができる。

本発明の第一実施形態による鍛造用金型装置の構成を概略的に示す断面図である。 図１における金型及びそのダイホルダーを製品成形面側から見た平面図であって、金型を固定するためのピン挿入孔の説明図である。 図１における金型及びそのダイホルダーを製品成形面側から見た平面図であって、ピン挿入孔に挿入された金型固定ピンの説明図である。 テーパ状開口を有するピン挿入孔を説明するための平面図である。 第一実施形態による鍛造用金型装置においてダイホルダーに対して下金型を固定する手順を説明するための図である。 第一実施形態による鍛造用金型装置においてダイホルダーから上金型を取り外す手順を説明するための図である。 第二実施形態による鍛造用金型装置におけるピン挿入孔を説明するための図であって、金型及びダイホルダーを製品成形面側から見た平面図である。 図７におけるピン挿入孔に金型固定ピンが挿入された状態を示す平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第一実施形態による鍛造用金型装置の構成を概略的に示す断面図である。

図１において、１０は製品形成面１０ａを有して円盤状をなす上金型、２０は製品形成面２０ａを有して円盤状をなす下金型である。鍛造用金型１は、上金型１０と下金型２０とにより構成されている。

まず、下金型２０側について説明する。図１に示すように、この鍛造用金型装置の下金型側は、下金型２０と、下金型２０が加熱炉で予熱された状態で収容され、この下金型２０の外周部を囲繞し、該下金型２０を保持するダイホルダー２２と、ダイホルダー２２を貫通し、かつ、途中でダイホルダー２２とこれに収容された下金型２０との境界を形成するように設けられて複数（本実施形態では２個）のピン挿入孔２３と、ピン挿入孔２３に挿脱可能に挿入される棒状の金型固定ピン２５と、前記の下金型２０及びダイホルダー２２を支持する金型支持部材２１と、を備えている。前記金型支持部材２１には、下金型２０を加熱するための金型加熱手段（図示せず）が組み込まれている。鍛造の際には、前記下金型２０が加熱炉で予熱された状態で運ばれて前記ダイホルダー２２の内側に嵌め入れられ、後述するように金型固定ピン２５をピン挿入孔２３に挿入することでダイホルダー２２に固定される「入れ子構造」となっている。

６０は、図示しない鍛造用プレス機の固定側部材（ボルスター）に固定されたベースプレートである。このベースプレート６０に、ボルト等からなる締結具（図示せず）を用いて、前記の金型支持部材２１及びダイホルダー２２が一体に取り付けられている。

次に、上金型１０側について説明する。この鍛造用金型装置の上金型側は、上金型１０と、上金型１０が加熱炉にて予熱された状態で収容され、この上金型１０の外周部を囲繞し、該上金型１０を保持するダイホルダー１２と、ダイホルダー１２を貫通し、かつ、途中でダイホルダー１２とこれに収容された上金型１０との境界を形成するように設けられた複数（本実施形態では２個）のピン挿入孔１３と、ピン挿入孔１３に挿脱可能に挿入される棒状の金型固定ピン１５と、前記の上金型１０及びダイホルダー１２を支持する金型支持部材１１と、を備えている。前記金型支持部材１１には、上金型１０を加熱するための金型加熱手段（図示せず）が組み込まれている。鍛造の際には、前記上金型１０が加熱炉で予熱された状態で運ばれて前記ダイホルダー１２の内側に嵌め入れられ、後述するように金型固定ピン１５をピン挿入孔１３に挿入することでダイホルダー１２に固定される「入れ子構造」となっている。

５０は、前記鍛造用プレス機の昇降側部材（ラムあるいはスライダーと呼ばれる）に固定されたベースプレートである。このベースプレート５０に、ボルト等からなる締結具（図示せず）を用いて、前記の金型支持部材１１及びダイホルダー１２が一体に取り付けられている。なお、図１では、鍛造製品を取り出すためのノックアウト機構などは図示省略している。

この実施形態では、前記の円盤状をなす上下の金型１０，２０は、例えばＮｉ基耐熱合金からなっている。また、前記ダイホルダー１２，２２は、例えば熱間工具鋼からなり、外周が矩形の環状をなしている。

図２は図１における金型及びそのダイホルダーを製品成形面側から見た平面図であって、金型を固定するためのピン挿入孔の説明図、図３は図１における金型及びそのダイホルダーを製品成形面側から見た平面図であって、ピン挿入孔に挿入された金型固定ピンの説明図である。

この実施形態では、ダイホルダー１２に対して上金型１０を固定するためのピン挿入孔１３及び金型固定ピン１５が設けられており、同様に、ダイホルダー２２に対して下金型２０を固定するためのピン挿入孔２３及び金型固定ピン２５が設けられている。図２，図３に示すように、前記のピン挿入孔１３及び金型固定ピン１５とピン挿入孔２３及び金型固定ピン２５とは、同一の構成である。

図２に示すように、断面中空円形をなす２個のピン挿入孔１３（２３）が、ダイホルダー１２（２２）を貫通し、かつ、途中でダイホルダー１２（２２）とこのダイホルダー１２（２２）に収容された金型１０（２０）との境界を形成するように設けられている。このピン挿入孔１３（２３）は、一方の開口１３ａ（２３ａ）からダイホルダー１２（２２）と金型１０（２０）との境界形成箇所Ｂを越えて（通り過ぎて）延びる太孔部１３ｃ（２３ｃ）と、太孔部１３ｃ（２３ｃ）より細く太孔部１３ｃ（２３ｃ）から他方の開口１３ｂ（２３ｂ）まで延びる細孔部１３ｄ（２３ｄ）と、太孔部１３ｃ（２３ｃ）と細孔部１３ｄ（２３ｄ）とにより形成される段部１３ｅ（２３ｅ）と、を有する段付きのものである。したがって、ピン挿入孔１３（２３）における前記境界形成箇所Ｂにおいては、金型１０（２０）の外周面には円弧状をなす切欠き部（図１参照）が形成されており、これに対応してダイホルダー１２（２２）の内周面では円弧状をなす切欠き部（図１参照）が形成されており、前記境界形成箇所Ｂでは、金型１０（２０）の外周面の前記切欠き部とダイホルダー１２（２２）の内周面の前記切欠き部とによって断面中空円形をなすピン挿入孔が形成されている。

また、図２に示すように、ダイホルダー１２（２２）の外周面においてピン挿入孔１３（２３）の一方の開口１３ａ（２３ａ）が形成された部位には、開口１３ａ（２３ａ）側に向ってテーパ状に先細して該開口１３ａ（２３ａ）に合致するテーパ状内周面１６ａ（２６ａ）を有する円筒状のガイド部材１６（２６）が取り付けられている。ガイド部材１６（２６）は、ダイホルダー１２（２２）と同じ例えば熱間工具鋼からなり、ダイホルダー１２（２２）の外周面に溶接接合されている。このガイド部材１６（２６）は、ピン挿入孔１３（２３）に対して金型固定ピン１５（２５）（図３参照）を案内するためのピン案内部を構成している。

そして、図３に示すように、ピン挿入孔１３（２３）に該ピン挿入孔１３（２３）を貫通することなく挿脱可能に挿入される金型固定ピン１５（２５）は、鋼製で細長く円柱状をなしており、ピン挿入孔１３（２３）の太孔部１３ｃ（２３ｃ）に挿入される挿入部１５ａ（２５ａ）と、この挿入部１５ａ（２５ａ）より太くピン挿入孔１３（２３）に挿入されない基端側の非挿入部１５ｂ（２５ｂ）と、挿入部１５ａ（２５ａ）と非挿入部１５ｂ（２５ｂ）とによって形成される段部１５ｃ（２５ｃ）と、を有する段付きのものである。

ここで、寸法の一例を挙げると、円盤状の金型１０（２０）は、直径１０００ｍｍ程度、ピン挿入孔１３（２３）に挿入される棒状の金型固定ピン１５（２５）は、全長１６８０ｍｍ、挿入部１５ａ（２５ａ）の直径６０ｍｍ、非挿入部１５ｂ（２５ｂ）の直径１００ｍｍである。

図４はテーパ状開口を有するピン挿入孔を説明するための平面図である。

図４に示すように、前記ピン案内部の他の例として、このピン挿入孔１３’（２３’）では、前記ガイド部材１６（２６）に代えて、一方の開口１３ａ’（２３ａ’）がダイホルダー１２（２２）の外周面側へ行くに従って拡径するテーパ状開口となされている。なお、ピン案内部としては、ダイホルダー１２（２２）の強度上の点から、ダイホルダー１２（２２）の外周面に固着する前記ガイド部材１６（２６）の方が望ましい。

次に、前記の図１〜図３のように構成される第一実施形態による鍛造用金型装置において、上下の金型１０，２０の着脱手順について説明する。図５は第一実施形態による鍛造用金型装置においてダイホルダーに対して下金型を固定する手順を説明するための図、図６は第一実施形態による鍛造用金型装置においてダイホルダーから上金型を取り外す手順を説明するための図である。

なお、上下の金型１０，２０の装着に先立ち、鍛造用プレス機のボルスターに固定されたベースプレート６０には、金型支持部材２１及びダイホルダー２２が一体に取り付けられている。同様に、鍛造用プレス機のラムに固定されたベースプレート５０には、金型支持部材１１及びダイホルダー１２が一体に取り付けられている。また、下金型２０の上に上金型１０を両者の製品成形面が対向するようにして重ね（図１において、鍛造用プレス機のラムを下降させて上金型１０を下金型２０の上に重ねたような状態）、この状態で、金型１０，２０を外部加熱源である加熱炉で予熱しておく。

まず、加熱炉で予熱され、上下に重ねられた金型１０，２０を例えばフォークリフト車で鍛造用プレス機まで運び、作業者によりこのフォークリフト車と金型吊り具などを操作して、ピン挿入孔２３の前記境界形成箇所Ｂが形成されるようにダイホルダー２２に対して下金型２０を位置合わせした状態で、上金型１０が重ねられた下金型２０をダイホルダー２２に収容する。

次いで、まず先に例えば、図５に示すように、ダイホルダー２２への下金型２０の固定を行う。すなわち、前記フォークリフト車に装備されたマニピュレータを作業者により操作して、図５の（ａ）に示すように、マニピュレータの一対の把持爪７０にて金型固定ピン２５の挿入部２５ａの長手方向中央部分を把持した状態で該把持爪７０を前進させ、挿入部２５ａをピン挿入孔２３の太孔部２３ｃの途中まで挿入する。この場合、前記ガイド部材２６を備えているので、直径が１ｍにもなるような大型の下金型２０であっても、長尺の金型固定ピン２５の先端部分をピン挿入孔２３の開口２３ａに容易に導くことができる。

次いで、金型固定ピン２５が長尺であるので、一対の把持爪７０を開いて、太孔部２３ｃの途中まで挿入されている金型固定ピン２５を放し、それから、図５の（ｂ）に示すように、一対の把持爪７０を閉じた状態で金型固定ピン２５の非挿入部２５ｂに押し付けて前進させることにより、金型固定ピン２５の挿入部２５ａをピン挿入孔２３の太孔部２３ｃの先端まで挿入する。この場合、金型固定ピン２５の基端側にある非挿入部２５ｂを挿入部２５ａよりも太くしているので、閉じた状態の一対の把持爪７０により、容易にこの非挿入部２５ｂを押し付けて金型固定ピン２５を前進させることができる。

また、ピン挿入孔２３が段部２３ｅを有する段付きのものであるので、金型固定ピン２５を太孔部２３ｃ先端の段部２３ｅに突き当たるまで挿入すればよく、直径が１ｍにもなるような大型の下金型２０であっても、長尺の金型固定ピン２５を用いてダイホルダー２２に対して下金型２０を容易に固定することができる。さらに、金型固定ピン２５の挿入時に、金型固定ピン２５が万一折れるようなことが発生しても、その折れた部分がピン挿入孔２３の細孔部２３ｄから飛び出すことがなく、安全である。

そして、図５の（ｃ）に示すように、もう一方のピン挿入孔２３に対しても、同様にして、金型固定ピン２５が挿入されて、ダイホルダー２２に対して下金型２０が固定される。

ダイホルダー２２に下金型２０を固定した後、ダイホルダー１２への上金型１０の固定を行う。すなわち、鍛造用プレス機のラムを下降させてダイホルダー１２内に、下金型２０の上に載せてある上金型１０を収容し、以後は、前述した下金型２０の固定の場合と同様の手順により、金型固定ピン１５を用いてダイホルダー１２に対して上金型１０を固定する。

ピン挿入孔１３，２３に挿入された金型固定ピン１５，２５は、金型１０，２０からの受熱によって熱膨張しピン挿入孔１３，２３に密接した状態となる。そして、加熱炉で所要温度に加熱された鍛造用素材を下金型２０の製品成形面２０ａに載置し、この鍛造用素材の鍛造を行う。通常、同一の金型を用いて複数回の鍛造が行われる。

上下の金型１０，２０による鍛造が終了すると、例えば金型交換のため、まず先に例えば、図６に示すように、ダイホルダー１２に上金型１０を固定している金型固定ピン１５の抜き取りを行う。鍛造用プレス機のラムを下降させてダイホルダー１２に固定されている上金型１０を下金型２０の上に重ねた状態とする。それから、ピン挿入孔１３の細孔部１３ｄ側の開口１３ｂより差し入れた突き出し用部材としての突き出し用鉄棒８０によって金型固定ピン１５を先端側から打撃することで金型固定ピン１５をある程度後退させた後（図６（ａ））、金型固定ピン１５を一対の把持爪７０にてピン挿入孔１３から抜き取る（図６（ｂ））。

この場合、図６（ｂ）に示すように、一対の把持爪７０を金型固定ピン１５の段部１５ｃにかけて手前に引いて金型固定ピン１５を後退させることにより、直径が１ｍにもなるような大型の上金型１０であっても、長尺の金型固定ピン１５をピン挿入孔１３から容易に抜き取ることができる。もう一方の金型固定ピン１５についても、同様にして、ピン挿入孔１３から容易に抜き取ることができる。

このようにダイホルダー１２に対する上金型１０の固定を解除した後、この上金型１０が下金型２０に載せられている状態で、以後は、前述した上金型１０の固定解除の場合と同様の手順により、ダイホルダー２２に下金型２０を固定している金型固定ピン２５の抜き取りを行う。

そして、ダイホルダー１２，２２に対する金型１０，２０の固定を解除した後、鍛造用プレス機のラムを上昇させてから、作業者によりフォークリフト車と金型吊り具などを操作して、ダイホルダー２２から上金型１０が重ねられた下金型２０を上金型１０とともに引き上げて、金型交換を行うこととなる。

このように、第一実施形態による鍛造用金型装置は、上下の金型１０，２０の各々について、金型１０（２０）を収容するダイホルダー１２（２２）を貫通し、かつ、途中でダイホルダー１２（２２）と該ダイホルダー１２（２２）に収容された金型１０（２０）との境界を形成するように設けられたピン挿入孔１３（２３）であって、一方の開口１３ａ（２３ａ）から延びて前記境界形成箇所Ｂを含む太孔部１３ｃ（２３ｃ）と該太孔部１３ｃ（２３ｃ）より細く他方の開口１３ｂ（２３ｂ）まで延びる細孔部１３ｄ（２３ｄ）とを有する段付きのピン挿入孔１３（２３）を備えている。また、このピン挿入孔１３（２３）にこれを貫通することなく挿脱可能に挿入される金型固定ピン１５（２５）であって、ピン挿入孔１３（２３）の太孔部１３ｃ（２３ｃ）に挿入される挿入部１５ａ（２５ａ）とこの挿入部１５ａ（２５ａ）より太い非挿入部１５ｂ（２５ｂ）とを有する段付きのピン１５（２５）を備えている。

これにより、マニピュレータの一対の把持爪７０にて金型固定ピン１５（２５）の非挿入部１５ｂ（２５ｂ）を前方へ押し付けて金型固定ピン１５（２５）を前進させて、金型固定ピン１５（２５）の挿入部１５ａ（２５ａ）をピン挿入孔１３（２３）の太孔部１３ｃ（２３ｃ）に例えば太孔部先端の段部１３ｅ（２３ｅ）に突き当たるまで挿入することにより、例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型１０（２０）でも、長尺の金型固定ピン１５（２５）を用いてダイホルダー１２（２２）に対して金型１０（２０）を容易に固定することができる。また、金型１０（２０）の取り外しに際し、ピン挿入孔１３（２３）の前記細孔部側の開口１３ｂ（２３ｂ）より差し入れた突き出し用鉄棒８０によって金型固定ピン１５（２５）をある程度後退させた後、前記一対の把持爪７０を金型固定ピン１５（２５）の段部１５ｃ（２５ｃ）にかけて手前に引いて金型固定ピン１５（２５）を後退させるなどして、ピン挿入孔１３（２３）から長尺の金型固定ピン１５（２５）を容易に抜き取ることができる。よって、例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型１０（２０）でも、ダイホルダー１２（２２）に対して大型の金型１０（２０）を容易に着脱することができる。

図７は第二実施形態による鍛造用金型装置におけるピン挿入孔を説明するための図であって、金型及びダイホルダーを製品成形面側から見た平面図であり、図８は図７におけるピン挿入孔に金型固定ピンが挿入された状態を示す平面図である。ここで、ピン挿入孔の構造が異なる点以外は、前記の第一実施形態による鍛造用金型装置と同一なので、両者に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略するものとする。ダイホルダー１２に対して上金型１０を固定するためのピン挿入孔１７とダイホルダー２２に対して下金型２０を固定するためのピン挿入孔２７とは、同一の構成である。

図７に示すように、断面中空円形をなす２個のピン挿入孔１４（２４）が、ダイホルダー１２（２２）を貫通し、かつ、途中でダイホルダー１２（２２）とこれに収容された金型１０（２０）との境界を形成するように設けられている。これらのピン挿入孔１４（２４）は、一方の開口１４ａ（２４ａ）から他方の開口１４ｂ（２４ｂ）までの全長にわたって内径が同一のものである。

そして、図８に示すように、金型固定ピン１５（２５）がピン挿入孔１４（２４）に該ピン挿入孔１４（２４）を貫通することなく挿脱可能に挿入されることにより、ダイホルダー１２（２２）に対して金型１０（２０）が固定されるようになっている。金型固定ピン１５（２５）は、ピン挿入孔１４（２４）における一方の開口１４ａ（２４ａ）から延びて境界形成箇所Ｂを含む部分に挿入される挿入部１５ａ（２５ａ）と該挿入部１５ａ（２５ａ）より太くピン挿入孔１４（２４）に挿入されない非挿入部１５ｂ（２５ｂ）とを有する段付きのピンである。

このように、この第二実施形態による鍛造用金型装置は、上下の金型１０，２０の各々について、金型１０（２０）を収容するダイホルダー１２（２２）を貫通し、かつ、途中でダイホルダー１２（２２）と該ダイホルダー１２（２２）に収容された金型１０（２０）との境界を形成するように設けられたピン挿入孔１４（２４）を備えている。また、このピン挿入孔１４（２４）にこれを貫通することなく挿脱可能に挿入される金型固定ピン１５（２５）であって、ピン挿入孔１４（２４）における一方の開口１４ａ（２４ａ）から延びて前記境界形成箇所Ｂを含む部分に挿入される挿入部１５ａ（２５ａ）と該挿入部１５ａ（２５ａ）より太くピン挿入孔１４（２４）に挿入されない非挿入部１５ｂ（２５ｂ）とを有する段付きの金型固定ピン１５（２５）を備えている。

これにより、マニピュレータの一対の把持爪７０にて前記非挿入部１５ｂ（２５ｂ）を前方へ押し付けて金型固定ピン１５（２５）を前進させて、金型固定ピン１５（２５）の前記挿入部１５ａ（２５ａ）をピン挿入孔１４（２４）に挿入することにより、例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型１０（２０）でも、長尺の金型固定ピン１５（２５）を用いてダイホルダー１２（２２）に対して金型１０（２０）を容易に固定することができる。また、金型１０（２０）の取り外しに際し、例えば、ピン挿入孔１４（２４）の前記一方の開口１４ａ（２４ａ）と反対側にある他方の開口１４ｂ（２４ｂ）より差し入れた突き出し用鉄棒８０によって金型固定ピン１５（２５）をある程度後退させた後、前記一対の把持爪７０を金型固定ピン１５（２５）の段部１５ｃ（２５ｃ）にかけて手前に引いて金型固定ピン１５（２５）を後退させるなどして、ピン挿入孔１４（２４）から金型固定ピン１５（２５）を容易に抜き取ることができる。よって、例えば直径が１ｍにもなるような大型の金型１０（２０）でも、ダイホルダー１２（２２）に対して大型の金型１０（２０）を容易に着脱することができる。

なお、棒状をなす金型固定ピン１５（２５），１５ａ（２５ａ）としては、その断面形状を前記の第一、第二実施形態では円形したが、これに限らず、例えば四角形、六角形などの多角形や、あるいは楕円形などにすることも可能である。

１０…上金型 １０ａ…製品成形面 ２０…下金型 ２０ａ…製品成形面
１１，２１…金型支持部材
１２，２２…ダイホルダー
１３，２３…ピン挿入孔 １３’，２３’…ピン挿入孔
１３ｃ，２３ｃ…太孔部 １３ｄ，２３ｄ…細孔部 １３ｅ，２３ｅ…段部
１４，２４…ピン挿入孔
１５，２５…金型固定ピン
１５ａ，２５ａ…挿入部 １５ｂ，２５ｂ…非挿入部 １５ｃ，２５ｃ…段部
１６，２６…ガイド部材 １６ａ，２６ａ…テーパ状内周面
５０，６０…ベースプレート
７０…把持爪 ８０…突き出し用鉄棒
Ｂ：境界形成箇所

Claims (6)

1. 上金型及び下金型を備え、鍛造用素材の熱間鍛造に用いられる鍛造用金型装置において、前記上下の少なくとも一方の金型について、金型の外周部を囲繞し、該金型を保持するためのダイホルダーと、前記ダイホルダーを貫通し、かつ、途中で前記ダイホルダーと該ダイホルダーに収容された金型との境界を形成するように設けられたピン挿入孔と、前記ピン挿入孔に該ピン挿入孔を貫通することなく挿脱可能に挿入される金型固定ピンと、を備え、前記ピン挿入孔が、一方の開口から延びて前記境界形成箇所を含む太孔部と該太孔部から他方の開口まで延びる細孔部とを有する段付きのピン挿入孔であり、前記金型固定ピンが、前記ピン挿入孔の前記太孔部に挿入される挿入部と前記ピン挿入孔に挿入されない非挿入部とを有しているものであることを特徴とする鍛造用金型装置。
2. 前記金型固定ピンが、前記非挿入部が前記挿入部より太い段付きのピンであることを特徴とする請求項１記載の鍛造用金型装置。
3. 上金型及び下金型を備え、鍛造用素材の熱間鍛造に用いられる鍛造用金型装置において、前記上下の少なくとも一方の金型について、金型の外周部を囲繞し、該金型を保持するためのダイホルダーと、前記ダイホルダーを貫通し、かつ、途中で前記ダイホルダーと該ダイホルダーに収容された金型との境界を形成するように設けられたピン挿入孔と、前記ピン挿入孔に該ピン挿入孔を貫通することなく挿脱可能に挿入される金型固定ピンと、を備え、前記金型固定ピンが、前記ピン挿入孔における一方の開口から延びて前記境界形成箇所を含む部分に挿入される挿入部と該挿入部より太く前記ピン挿入孔に挿入されない非挿入部とを有する段付きのピンであることを特徴とする鍛造用金型装置。
4. 前記ピン挿入孔に対して前記金型固定ピンを案内するためのピン案内部を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の鍛造用金型装置。
5. 前記ピン案内部が、前記ダイホルダーの外周面において前記ピン挿入孔の前記一方の開口が形成された部位に取り付けられ、前記開口側に向ってテーパ状に先細して該開口に合致するテーパ状内周面を有するガイド部材で構成されたものであることを特徴とする請求項４記載の鍛造用金型装置。
6. 請求項２記載の鍛造用金型装置において、外部加熱源にて予熱された金型を前記ダイホルダーに収容する工程と、マニピュレータの一対の把持爪にて前記金型固定ピンの前記挿入部を把持した状態で該把持爪を前進させ、前記挿入部を前記ピン挿入孔の前記太孔部の途中まで挿入する工程と、前記一対の把持爪を開いて前記金型固定ピンを放し、次いで、前記一対の把持爪を閉じた状態で前記金型固定ピンの前記非挿入部に押し付けて前進させることにより、該金型固定ピンの前記挿入部を前記ピン挿入孔の前記太孔部の先端まで挿入する工程と、前記金型の取り外しに際し、前記ピン挿入孔の前記細孔部側の開口より差し入れた突き出し用部材によって前記金型固定ピンを後退させた後、該金型固定ピンを前記一対の把持爪にて前記ピン挿入孔から抜き取る工程と、を備えたことを特徴とする鍛造用金型装置における金型着脱方法。

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