JP2828588B2 - 大口径リングの鍛造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は大口径リングの鍛造装置
に関する。さらに詳しくは、大型大口径の鍛鋼一体リン
グの鍛造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大型大口径の鍛鋼一体リングは、液圧プ
レスにより心金を用いてプレス内で穴拡げ鍛練を行なっ
て製造するのが普通であるが、その場合、プレスの柱内
規寸法に制限され、大型大口径の一体リングの製造は困
難で、例えば8000トンプレス程度でも外径が5000mm以上
になると製造が不可能であった。このため、外径が5000
mmを越えるリングは、どうしても円周方向に分割し溶接
で一体化する必要があった。しかし、これには溶接部の
信頼性の問題だけでなく、作業が複雑で時間もかかり非
常に価格が高くなるといった問題がある。

【０００３】そこで、現有の設備の動力を利用して制限
なく大型大口径鍛鋼製一体リングを製造することのでき
る大口径リングの鍛造装置として、たとえば特開平 5-2
3773号公報に記載されたものが提案されている。この従
来の鍛造装置を図６〜７に基づき説明すると、既設設備
の加圧源102 によって縦ラム104aが加圧される縦シリン
ダ装置104 と、縦シリンダ装置104 からの圧液によって
横ラム105aが往動作する横シリンダ装置105 と、横ラム
105aに取付けられる金型106 と、液圧供給源108 に接続
され、金型106 を復帰させる戻しシリンダ装置107 と、
金型106 と対向して配置され、リング素材Ｒを鍛造する
マンドレル109 と、横シリンダ装置105とマンドレル109
とを連結する上・下テンションバー103,111 と、リン
グ状素材Ｒを回動駆動するテーブルローラ装置とから構
成されている。また、上テンションバー111 はマンドレ
ル109 を入れ替えるためピン112 で回動自在に連結され
ており、上方に回転して開放し、マンドレル 109や金型
106 の着脱を行うようにしている。さらに、前記縦シリ
ンダ装置104 を左右方向に複数配置するとともに、前記
横シリンダ装置105 を上下方向に複数配置し、各縦シリ
ンダ装置104 を個別の通液路110a，110bによって別個の
横シリンダ装置105 に接続し、組をなす縦・横シリンダ
装置104,105 毎の作動ストロークを等しく設定してい
る。これにより、金型の平行移動を案内するガイドを設
けることなく、金型がマンドレルに向けて平行に前進す
ることを企図したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常の鍛造
用プレスでは金型取付用クロスヘッドが強固なプレスコ
ラムに沿って平行に摺動する構造となっているのに対
し、上記した従来の大口径リングの鍛造装置にあって
は、プレスコラムに相当する部分が開閉自在なテンショ
ンバーとなっているため、不適切な動きを抑制する摺動
部を設けることができず、そのため金型が傾動し、リン
グ素材がテーパー状に鍛造されるという欠点がある。前
記従来例は上記の欠点を同調シリンダ構造を用いて解決
しようとしたものであるが、作動流体の圧縮性のために
傾動を完全に防止することはできなかった。また、上テ
ンションバーの本体への取付がピンヒンジとなってお
り、これを中心として上方に回転し開放することによ
り、マンドレル、金型、リング素材の着脱を行う構造と
なっているが、この場合、リング素材の出し入れのため
に上テンションバーの回転角度を90゜近くにする必要が
あり、結果的に現有設備のスペース上の制約を受け着脱
が必ずしも容易に行えなかった。さらに、横ラムのスト
ロークよりも鍛造量が大きい場合（ただし一度に鍛造す
るのではなく、逐次鍛造の合計の鍛造量）には、金型と
スライド間にスペーサを入れていたが、一般に金型はス
ライドに非常に強固に固定されるものであるため、スペ
ーサの入れ替え作業に多大の労力と時間を要していた。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑み、リング素材が
テーパー状に鍛造されるのを確実に防止し、マンドレル
やリング素材の着脱が容易で、鍛造量の増大にも対処可
能な大口径リングの鍛造装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１発明の鍛造装置は、
マンドレルとの間でリング素材を鍛造する金型が取付け
られるスライドと、該スライドを往動作させる横シリン
ダ装置のシリンダブロックと、該シリンダブロックのス
ライド側に固定されており前記スライドの往動作を上下
方向および左右方向の傾動が生じないように規制するガ
イドブロックと、前記シリンダブロックおよびガイドブ
ロックをスライドの往復方向に沿って貫通した上貫通孔
および下貫通孔にそれぞれ挿入された上コラムおよび下
コラムと、前記上コラムのスライド側端部に取付けられ
る上マンドレルサポートおよび前記下コラムのスライド
側端部に取付けられる下マンドレルサポートと、前記上
コラムおよび下コラムのシリンダブロック側端部に取付
けられたプラテンと、前記上マンドレルサポートおよび
下マンドレルサポートとの間に支持されるマンドレルと
からなることを特徴とする。また第２発明は、上記構成
に加え、前記上コラムを上貫通孔内でスライドさせるス
ライド手段と、前記下マンドレルサポートの底面とマン
ドレルの下端部との間に挿入されるストッパと、該スト
ッパを下マンドレルサポートから横方向に引出す引出し
手段と、マンドレルの下端を前記下マンドレルサポート
の底面まで降下させた降下位置と前記ストッパ挿入した
作業位置との間で昇降させる昇降手段とからなるマンド
レル昇降装置を備えたことを特徴とする。さらに第３発
明は、上記構成に加え、前記プラテンと前記シリンダブ
ロックとの間に挿入されるスペーサと、前記プラテンを
前記シリンダブロックに対し離間接近させる追込み手段
とを備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】第１発明では、横シリンダ装置を作動させてス
ライドを往動作させるとスライドに取付けられた金型が
マンドレルで支持されているリング素材を鍛造する。鍛
造時の反力はシリンダブロックからプラテン、上・下コ
ラム、上・下マンドレルサポートを経てマンドレルに伝
えられる。上記の鍛造動作の間、スライドはガイドブロ
ックによりガイドされ上下方向にも左右方向にも傾動し
ないので、金型はリング素材に対し正確な位置を保った
まま接近し、リング状素材をテーパー状に鍛造すること
なく、正しい形状に鍛造する。また、第２発明では、昇
降手段によりマンドレルを若干上昇させておいて引出し
手段によりストッパを引き抜き、前記昇降手段によりマ
ンドレルを降下させれば、上マンドレルサポートからマ
ンドレル上端を抜きとることができる。この状態で、ス
ライド手段により上コラムをスライドさせ上マンドレル
サポートをマンドレル上面から退避させると、マンドレ
ルの上方に開放空間ができる。このため、マンドレルや
リング素材の交換及びリング素材の出し入れが容易に行
える。第３発明によれば、追込み手段によりプラテンを
シリンダブロックに対し離間させれば、シリンダブロッ
クとプラテンの間のスペーサの入れ替えが容易に行え
る。そして、スペーサを多く入れると、金型に対してマ
ンドレルが接近するので、リング素材に対する鍛造量を
増大することができる。

【０００８】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を図面に基づき説明
する。図１は本発明の一実施例に係わる鍛造装置の中央
縦断面図、図２は同平面図、図３は図１の III線断面図
である。

【０００９】図１〜２において、１はシリンダブロック
であって、縦シリンダ装置２と横シリンダ装置３，４，
５が設けられている。縦シリンダ装置２は既設の加圧源
（プレス装置）Ｐによって縦ラム2aを加圧するものであ
り、横シリンダ装置３，４，５の横ラム3a，4a，5aは縦
シリンダ装置２からの圧油によって、縦ラム2aの移動量
に対応して伸長動作するようになっている。なお横ラム
3a，4a，5aには球面受座3b，4b，5bがそれぞれ取付けら
れている。また横シリンダ装置３，４，５は本実施例で
は３基であるが、２基でもよく４基以上であってもよ
い。前記横ラム3a，4a，5aの前方にはスライド６が位置
しており、スライド６の後面に前記球面受座3b，4b，5b
が当接している。またシリンダブロック１の上面とスラ
イド６の上面の間、およびシリンダブロック１の下面と
スライド６の下面の間には、それぞれ引戻しシリンダ７
が取付けられている。そして、このスライド６の前面に
は任意の形状の金型８が取付けられる。

【００１０】前記シリンダブロック１の前面であってス
ライド６の左右両側にはガイドブロック10が位置してい
る。このガイドブロック10は図３に示すように、右ブロ
ック10ａと左ブロック10ｂで１個のガイドブロック10を
構成しており、各ブロック10ａ、10ｂにはそれぞれ上端
部と下端部に貫通孔11が形成され、さらにその近傍に後
述するタイロッドを通すロッド挿通孔12が形成されてい
る。また、左右ガイドブロック10ａ、10ｂの内面側の上
端部と下端部にはＬ字形のガイド面13が形成されてい
る。前記シリンダブロック１にも貫通孔11とロッド挿通
孔12が対応して形成されており、シリンダブロック１と
ガイドブロック10とはタイロッドで強固に締結される。
そして、前記スライド６はガイドブロック10のガイド面
13に摺接して往復動し、上下方向にも左右方向にも傾動
しないように規制されている。

【００１１】図１〜２に示すように、前記シリンダブロ
ック１とガイドブロック10の上方の貫通孔11には２本の
上コラム14が通されており、下方の貫通孔11には２本の
下コラム15が通されている。前記上コラム14の前端（シ
リンダブロック１からみてスライド側の端部）には上マ
ンドレルサポート16が取付けられており、下コラム15の
前端には下マンドレルサポート17が取付けられている。
マンドレル18は円柱状の部材で、上端に上部突起18ａが
形成され、下端に下部突起18ｂが形成されている。前記
上マンドレルサポート16はマンドレル18の上端部外周と
上部突起18ａを収容し、上方への抜けと半径方向への動
きを不能に拘束し、下方への抜けは許容する形状に構成
されている。また前記下マンドレルサポート17には、マ
ンドレル18の下部突起18ｂを収容するリテーナ19とその
下方のストッパ21を収容する凹部17ａが形成され、底部
17ｂには昇降シリンダ22が取付けられている。この昇降
シリンダ22は特許請求の範囲にいう昇降手段に相当する
ものであり、昇降手段としては、前記昇降シリンダ22の
ほかリンク式昇降機構やネジジャッキなど任意の機構を
用いることができる。またストッパ21には凹所17ａから
引き抜くための引抜き手段（図示を省略している）が取
付けられており、そのような引抜き手段としては、シリ
ンダやネジジャッキ装置など任意の機構を用いることが
できる。

【００１２】前記上コラム14と下コラム15はシリンダブ
ロック１の後面側にも延びており、２本の上コラム14の
後端同士は連結ビーム23で結合されている。この連結ビ
ーム23とシリンダブロック１との間には特許請求の範囲
にいうスライド手段に該当するスライドシリンダ20が連
結されており、このスライドシリンダ20を伸縮させるこ
とによって、上コラム14を軸方向にスライドできるよう
になっている。

【００１３】前記連結ビーム23のシリンダブロック１側
において、上コラム14と下コラム15に摺動自在にプラテ
ン24が挿入されている。このプラテン24とシリンダブロ
ック１との間には追込みシリンダ25が連結されている。
またプラテン24とシリンダブロック１との間において、
上コラム14には任意の厚さのスペーサ26を適数枚掛け下
げるようになっている。この追込みシリンダ25は特許請
求の範囲にいう追込み手段の一例であり、他の例として
はネジジャッキ装置などを用いうる。この追込みシリン
ダ25によりプラテン24を前後移動させると、シリンダブ
ロック１とプラテン24の間の距離が接近離間し、スペー
サ26の挿入抜去を容易に行いうる。なお、図１には示し
ていないが、本実施例の鍛造装置にはリング素材Ｒを円
周方向に送りをかける公知のテーブルローラ装置が設け
られる。

【００１４】つぎに、本実施例の鍛造装置の使用方法を
説明する。図１〜２において、縦シリンダ装置２により
横シリンダ装置３，４，５を作動させてスライド６を往
動作させる。このときスライド６はガイドブロック10に
よって上下方向と左右方向の傾動を生じないようにガイ
ドされているので、金型８の当接面は正確に垂直な状態
を保ってリング素材Ｒに平行に接近し、マンドレル18と
の間でリング素材Ｒを鍛造する。このためリング素材Ｒ
がテーパー状に鍛造されるといった不都合は生じない。
なお、鍛造時の反力はシリンダブロック１、スペーサ2
6、プラテン24、上下コラム14，15、上下マンドレルサ
ポート16，17を介してマンドレル18に伝えられる。リン
グ素材Ｒを圧下した後は、引戻しシリンダ７によりスラ
イド６を復動作させる。これにより、横ラム3a，4a，5a
も縦ラム2aも元の位置に引き戻される。上記の圧下作業
とテーブルローラ装置による送りを繰り返すことにより
所定の製品外形を得ることができる。

【００１５】つぎにマンドレル18やリング素材Ｒの交換
作業を説明する。図１に示す作業状態において、昇降シ
リンダ22によりマンドレル18を少し持ち上げておいて、
図示しない引抜き手段によりストッパ21を引き抜き、つ
いで昇降シリンダ22を下降させる。すると図４に示すよ
うに、マンドレル18は下降し（矢印ｄ方向）マンドレル
18の下部突起18ｂを支承するリテーナ19は下マンドレル
サポート17内に着座する。つぎに図４〜５に示すよう
に、スライドシリンダ20を伸長させると上コラム14が後
方（矢印ｂ方向）へ退避し、マンドレル18の上方に開放
空間ができる。したがって、この状態でマンドレル18お
よびリング素材Ｒの交換が容易に行える。またリング素
材の出し入れも容易に行える。新しいマンドレル18を装
着するときは、上記と逆順に作業すればよい。すなわち
下マンドレルサポート17に新マンドレル18を設置し、上
コラム14を伸長させて新マンドレル18の上方に上マンド
レルサポート16を位置させ、昇降シリンダ22を伸長させ
て、上部突起18ａを上マンドレルサポート16内に嵌入さ
せ、下部突起18ｂのリテーナ19の下にストッパ21を挿入
するとよい。これにより、再び鍛造作業を行なうことが
できる。

【００１６】つぎに、鍛造量を変更する場合の操作を説
明する。図４〜５の状態で追込みシリンダ25を伸長させ
てスペーサ26とプラテン24の間にスキマをあける。この
状態でスペーサ26を付け加えたり減らしたりし、再度追
込みシリンダ25を収縮させてプラテン24でスペーサ26を
シリンダブロック１との間に挟み込む。上記の操作でス
ペーサ26を多く（厚く）すると金型８とマンドレル18と
の間が接近し、鍛造量を大きくとることができる。逆に
金型８とマンドレル18との間の距離が離間すると厚さの
厚いリング状素材を鍛造することができる。このよう
に、本実施例ではスライドシリンダ20の伸縮操作によっ
て鍛造量を大きくすることも小さくすることも容易に対
処することができるのである。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、リング素材がテーパー
状に鍛造されるのを確実に防止し、マンドレルやリング
素材の着脱が容易で、鍛造量の増大にも対処可能な大口
径リングの鍛造装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる鍛造装置の中央縦断
面図である。

【図２】図１の鍛造装置の平面図である。

【図３】ガイドブロック10を示す図１の III線断面図で
ある。

【図４】マンドレル18およびスペーサ26を交換する状態
の中央縦断面図である。

【図５】マンドレル18およびスペーサ26を交換する状態
の平面図である。

【図６】従来例の鍛造装置の概念図である。

【図７】従来例の鍛造装置の側面図である。

【符号の説明】

２ 縦シリンダ装置 ３ 横シリンダ装置
４ 横シリンダ装置 ５ 横シリンダ装置 ６ スライド
８ 金型 10 ガイドブロック 14 上コラム
15 下コラム 16 上マンドレルサポート 17 下マンドレルサポート
18 マンドレル 20 スライドシリンダ 24 プラテン
25 追込みシリンダ 26 スペーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21K 1/00 - 31/00 B21J 1/00 - 13/14 B21J 17/00 - 19/04 B30B 1/32 B30B 15/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マンドレルとの間でリング素材を鍛造する
   金型が取付けられるスライドと、該スライドを往動作さ
   せる横シリンダ装置のシリンダブロックと、該シリンダ
   ブロックのスライド側に固定されており前記スライドの
   往動作を上下方向および左右方向の傾動が生じないよう
   に規制するガイドブロックと、前記シリンダブロックお
   よびガイドブロックをスライドの往復方向に沿って貫通
   した上貫通孔および下貫通孔にそれぞれ挿入された上コ
   ラムおよび下コラムと、前記上コラムのスライド側端部
   に取付けられる上マンドレルサポートおよび前記下コラ
   ムのスライド側端部に取付けられる下マンドレルサポー
   トと、前記上コラムおよび下コラムのシリンダブロック
   側端部に取付けられたプラテンと、前記上マンドレルサ
   ポートおよび下マンドレルサポートとの間に支持される
   マンドレルとからなることを特徴とする大口径リングの
   鍛造装置。
2. 【請求項２】前記上コラムを上貫通孔内でスライドさせ
   るスライド手段と、前記下マンドレルサポートの底面と
   マンドレルの下端部との間に挿入されるストッパと、該
   ストッパを下マンドレルサポートから横方向に引出す引
   出し手段と、マンドレルの下端を前記下マンドレルサポ
   ートの底面まで降下させた降下位置と前記ストッパ挿入
   した作業位置との間で昇降させる昇降手段とからなるマ
   ンドレル昇降装置を備えたことを特徴とする請求項１記
   載の大口径リングの鍛造装置。
3. 【請求項３】前記プラテンと前記シリンダブロックとの
   間に挿入されるスペーサと、前記プラテンを前記シリン
   ダブロックに対し離間接近させる追込み手段とを備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の大口径リングの鍛造装
   置。