JP3499787B2 - 閉塞鍛造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種の金属部品を成
形する鍛造装置、特に閉塞鍛造装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】固定側のダイスと、該ダイスに対して対
接、離反する移動側のダイスとで密閉されたキャビティ
を形成すると共に、このキャビティ内にパンチを固定側
ダイスに突入させることにより、素材を例えば歯車等の
所定形状の製品に成形し、該製品をノックアウト機構に
より排出するようにした閉塞鍛造装置が知られている。

【０００３】このノックアウト機構は、通常、固定ダイ
ス側に備えられ、パンチを固定側ダイスに突入させた
後、固定側ダイスからパンチを離反させると共に、固定
側ダイスに打ち込まれた素材をノックアウトピンによっ
て押し出して排出するようにしているが、この種の鍛造
装置では、移動ダイス側において素材の一端に圧造加工
が加えられることがある。その場合、素材の一端が移動
ダイス側にも打ち込まれることになるから、実開平６−
１５８４４号公報に開示されているように、移動ダイス
側にノックアウト機構を設けて、上記素材を移動側ダイ
スからノックアウトピンで押し出すようにしている。

【０００４】ところで、この種の閉塞鍛造装置におい
て、両端面に凹部を有する製品または外周面に突出部を
有する製品を成形する場合は、キャビティ内に両側から
パンチを突入させることになるが、このとき、両側のパ
ンチとも移動させるように構成しようとすると、構造が
著しく複雑化することになる。

【０００５】また、一方のパンチをキャビティ内に所定
量突入させた状態で固定し、この状態から他方のパンチ
をキャビティに突入させることにより、該キャビティ内
で素材の両端面に凹部を形成しようとしたり、素材の外
周面に突出部を形成しようとする場合は、素材はこの他
方のパンチ側のみから加圧されて、該素材の流動が不十
分であると共に、両面側で著しく不均等となるため、製
品が良好に成形されないという問題がある。

【０００６】そこで、図１４に示すように、キャビティ
Ｘの中央で両側のパンチＹ１，Ｙ２の間に素材Ｚを挟持
した状態から、一方のパンチＹ２を他方のパンチＹ１に
向けて所定量（Ｌ）移動させると同時に、キャビティＸ
自体もその移動量の例えば１／２だけ移動させることに
より、素材ＺがパンチＹ１，Ｙ２により両側から均等に
加圧されるようにしたものが実用化されており、このよ
うな差動構造を採用したものとして、例えば特公平３−
３９７１１号公報や特公平６−８５９５５号公報に開示
された装置がある。

【０００７】これらの差動構造を採用した鍛造装置は、
いずれも、互いに接近離反可能な上側及び下側のダイス
と、これらのダイスを対接させる方向にそれぞれ付勢す
る上側及び下側のシリンダと、これらのダイスをそれぞ
れ貫通する上側及び下側のパンチとを備え、両側のパン
チのうち、下側パンチを固定すると共に、上側ダイスを
支持する昇降スライドに上側パンチを取り付け、さら
に、このスライドと一体の上側パンチの下降に連動さ
せ、その速度より遅い速度で上側及び下側ダイスを対接
状態を維持しながら下降させる差動機構を備えた構成と
されている。

【０００８】これによれば、素材を供給した状態で、上
側及び下側ダイスをそれぞれのシリンダにより対接させ
て素材を収納した密閉キャビティを形成し、この状態で
昇降スライドを下降させれば、上記差動機構を介してキ
ャビティが下降することにより、このキャビティ内に下
方から下側パンチが相対的に突入すると共に、キャビテ
ィの下降速度よりも大きな速度で下降する上側パンチが
該キャビティの上方から突入することになる。したがっ
て、キャビティ内の素材は上下からほぼ均等に加圧され
ることになって、製品が良好に成形されることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記差動型の
閉塞鍛造装置は、いずれも、スライドを昇降させる駆動
手段の他に、上下のダイスを密閉させるためのシリンダ
と、スライドの下降に連動させて、その速度よりも遅い
速度でダイスを下降させるための差動機構とが必要とな
り、また、シリンダとスライドとをここに作動させなけ
ればならないから、構造が複雑化して大型化すると共
に、動作も複雑化することになる。そのため、これらの
公報に開示された装置は、複数の成形ステーションが併
設され、これらのステーションが同期して一斉に作動す
る多段式成形機の一つのステーションとして適用するの
は困難である。

【００１０】そこで、本発明は、上記のような差動型の
閉塞鍛造装置として構造や動作が簡素なものを実現し、
特に多段式成形機へ容易に適用可能な閉塞鍛造装置を提
供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の各発明では次のように構成したことを特徴と
する。

【００１２】まず、本願の請求項１に記載の発明（以
下、第１発明という）は、固定部材に備えられた第１ダ
イスと、上記固定部材に対向して前進後退移動する移動
部材に備えられて第１ダイスに対して対接離反する第２
ダイスと、これらのダイスが対接することによって形成
されるキャビティ内に両ダイス側からそれぞれ突入する
固定側及び移動側の第１、第２パンチとを有し、これら
により素材を所定形状の製品に成形する閉塞鍛造装置に
おいて、上記第１ダイスを、固定部材に設けたダイスハ
ウジング内に軸方向に移動可能に保持して、第１バネ部
材により第２ダイス側に付勢すると共に、このダイスハ
ウジング内に、第１ダイスの周囲に配置され、該ハウジ
ングの奥方に押し込まれることによって絞縮される複数
個のダイス連結部材を収納しており、一方、上記第２ダ
イスを、移動部材に軸方向にスライド可能に備えたスラ
イド部材に取り付けて、第２バネ部材によりスライド部
材と共に第１ダイス側に付勢すると共に、このスライド
部材には、移動部材の前進行程において第１、第２ダイ
スが対接した後、上記ダイス連結部材をダイスハウジン
グの奥方に押し込むことにより該ダイス連結部材を第
１、第２ダイスにまたがって係合させる押し込み部を設
けており、かつ、上記移動部材におけるスライド部材の
後方に該スライド部材と一体的に移動するロッド部材を
配置すると共に、上記ダイス連結部材が第１、第２ダイ
スに係合し、かつ固定部材側の第１パンチを固定して、
移動部材側の第２パンチが該移動部材と一体的に前進す
る状態で、該移動部材に連動して、上記ロッド部材を介
してスライド部材を移動部材に対して相対的に後退させ
るように作動して、該スライド部材を移動部材より遅い
速度で前進させるカム機構を備えることを特徴とする。

【００１３】次に、請求項２に記載の発明（以下、第２
発明という。）は、上記第１発明における閉塞鍛造装置
において、当該閉塞鍛造装置が、素材が順次供給される
複数の成形ステーションを備えた多段式成形機に備えら
れ、その一つの成形ステーションを構成していることを
特徴とする。

【００１４】上記のように構成することにより、本願各
発明によれば次のような作用が得られる。

【００１５】まず、第１発明について説明すると、素材
を固定部材側の第１ダイスと、移動部材側の第２ダイス
との間に供給して、移動部材を固定部材側に前進させれ
ば、まず、第１ダイスが移動部材を介して第２ダイス側
に移動して両ダイスが対接し、上記素材が両ダイスによ
って形成されるキャビティ内に収納される。次いで、上
記移動部材に設けられた押し込み部が複数個のダイス連
結部材をダイスハウジングの奥方に押し込むことによ
り、これらの連結部材が対接状態にある第１、第２ダイ
スにまたがって係合して両ダイスを機械的に結合し、上
記キャビティを密閉する。

【００１６】その後、移動部材の前進により、両ダイス
が結合状態でさらに固定部材側に移動することになる
が、このとき、第１、第２ダイス及びこれらを結合して
いるダイス連結部材は、移動部材と一体的に移動するこ
とになる。

【００１７】このとき、移動部材と連動するカム機構の
作動により、スライド部材が該移動部材の前進速度より
遅い速度で移動するので、上記第１、第２ダイスないし
これらのダイスによって形成されたキャビティも遅い速
度で固定部材側に移動し、該固定部材に固定された第１
パンチがその速度で第１ダイス側からキャビティ内に相
対的に突入することになる。また、移動部材と一体的に
前進する第２パンチは、キャビティの前進速度よりも相
対的に速い速度で前進するので、該キャビティ内に第２
ダイス側から突入することになる。

【００１８】このようにして、移動部材を前進させるだ
けで、第１、第２ダイスの対接、結合から、第１、第２
パンチのキャビティ両側からの突入動作が連続的に行わ
れ、例えば両端面に凹部を有する製品や外周面に突出部
を有する製品が良好にかつ効率よく製造されることにな
る。

【００１９】そして、特にこの装置において、スライド
部材を移動部材より遅い速度で移動させるための差動機
構が、該スライド部材と一体的に移動するロッド部材
と、該ロッド部材を移動部材より遅い速度で前進させる
カム機構とにより、きわめて簡素に構成され、この差動
機構を設けることによる部品点数の大幅な増大や配置ス
ペースの拡大等が回避されることになる。

【００２０】また、移動ダイス側にノックアウト機構を
備えた従来の閉塞鍛造装置を用いれば、素材押し出し用
のノックアウトピンをスライド部材と一体的に移動する
ロッド部材に変更すると共に、該装置に備えられたカム
機構におけるカム板をロッド部材を移動部材より遅い速
度で前進させるカム板に交換することにより上記課題を
簡単に達成することができる。

【００２１】さらに、この装置のカム機構におけるカム
板をカム作用面の異なったカム板と交換することによっ
て、上記スライド部材の移動速度や移動時間、ストロー
ク等が容易に変更できるようになる。

【００２２】また、スライド部材を移動部材より遅い速
度で移動させるためのカム機構は、移動部材に支持され
ているから、該移動部材が後退しているときに、該カム
機構と固定部材との間にスペースが生じることになる。

【００２３】したがって、上記第２発明のように、複数
のステーションが併設された多段式成形機の１つのステ
ーションに本発明の閉塞鍛造装置を適用した場合に、成
形機全体としての構造の著しい複雑化や大型化を招くこ
となく、しかも、他のステーションの作動や各ステーシ
ョン間での素材の移送等に支障を来すことなく、例えば
両端面に凹部を有する製品や外周面に突出部を有する製
品を、良好に、かつ高速度で連続的に製造することが可
能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
閉塞鍛造装置について説明する。

【００２５】この実施の形態は、本発明に係る閉塞鍛造
装置を複数の成形ステーションを有する多段式成形機に
適用した場合のもので、図１に示すように、多段式成形
機１は、機枠２に固設された固定フレーム３に、カッタ
ー装置４と、第１〜第３固定側ダイスユニット５ａ〜５
ｃとを備えると共に、上記固定フレーム３に対向して前
進、後退するラム６に、上記各固定側ダイスにそれぞれ
対向させて第１〜第３移動側ダイスユニット７ａ〜７ｃ
を取り付けた構成で、各対応する固定側ダイスユニット
と移動側ダイスユニットとで３段の成形ステーションＳ
１〜Ｓ３が構成されている。

【００２６】そのうち、第１成形ステーションＳ１は、
線材ａをカッター装置４で切断してなる素材の端面矯正
を行って、図２に示すような所定寸法の円柱状素材Ａを
形成する。

【００２７】また、第２成形ステーションＳ２は、上記
円柱状素材Ａについて閉塞鍛造を行い、図３に示すよう
に、周囲に半径方向に突出する複数（１つだけ図示）の
腕部Ｂ’…Ｂ’を有し、かつ両端面に凹部Ｂ”，Ｂ”が
設けられた中間製品Ｂを形成する。ここで、この第２成
形ステーションＳ２における固定側ダイスユニット５ｂ
と移動側ダイスユニット７ｂとにより、本発明に係る閉
塞鍛造装置が構成されている。

【００２８】さらに、第３成形ステーションＳ３は、上
記第２成形ステーションＳ２で製造された中間製品Ｂに
おける両端面の凹部Ｂ”，Ｂ”間を打ち抜くことによ
り、図４に示すように、中央に貫通孔Ｃ’を有する最終
製品Ｃを形成する。

【００２９】次に、上記第２成形ステーションＳ２にお
いて閉塞鍛造装置を構成する固定側ダイスユニット５ｂ
及び移動側ダイスユニット７ｂの構成を説明する。

【００３０】図５に示すように、固定側ダイスユニット
５ｂは、固定フレーム３に設けられた取り付け孔３ａ
に、奥方から第１、第２受け部材１１，１２を介して挿
入固定された略円筒状のダイスハウジング１３を有し、
該ハウジング１３の中央部にダイスホルダ１４が前後動
可能に挿入されていると共に、このダイスホルダ１４を
前方（移動側ダイスユニット側）に付勢するスプリング
１５と、その付勢による前進を図示の位置で規制するた
めのストッパボルト１６とが備えられている。

【００３１】そして、このダイスホルダ１４の前端面
に、上記中間製品Ｂを２つ割りした形状に相当する成形
凹部を有する固定側ダイス１７が取り付けられている。

【００３２】また、ダイスホルダ１４と固定側ダイス１
７の中心部には、これらにまたがって貫通孔１８が設け
られ、この貫通孔１８内にエジェクトスリーブ１９が前
後に摺動自在に挿入されていると共に、さらにこのスリ
ーブ１９内には、後端部がリテーナ２０に取り付けられ
て前後に摺動可能に支持された固定側パンチ２１が挿入
されている。そして、上記エジェクトスリーブ１９は、
製品排出時に、ノックアウト機構（図示せず）の作動に
より、ＫＯピン２２及びＫＯロッド２３を介して前方に
押し出されるようになっている。

【００３３】さらに、上記ダイスホルダ１４の前端部外
周面は複数条の周溝により凹凸面１４ａとされていると
共に、このダイスホルダ１４の外周面と、上記ダイスハ
ウジング１３の前端部内周面との間の空間には、複数の
ダイス連結部材２４…２４が嵌合されている。これらの
連結部材２４…２４は、図６に示すように、筒状部材を
９０°ずつに４分割した形状とされていると共に、各連
結部材２４…２４の内周面は、これらが筒状に密着した
ときに上記ダイスホルダ１４の前端部外周の凹凸面１４
ａに係合する凹凸面２４ａ…２４ａとされている。

【００３４】また、図７に拡大して示すように、これら
の連結部材２４…２４の外周面は、前端側から、大径の
第１円筒面２４ｂ、第１テーパー面２４ｃ、小径の第２
円筒面２４ｄ、及び第２テーパー面２４ｅにより段付き
状とされていると共に、これらの連結部材２４…２４が
嵌合されたダイスハウジング１３の前端部内周面も、前
端側から大径の第１円筒面１３ｂ、第１テーパー面１３
ｃ、小径の第２円筒面１３ｄ、第２テーパー面１３ｅ、
及び上記第２円筒面１３ｄよりさらに小径の第３円筒面
１３ｆにより、奥方ほど狭くなるように段付き状に形成
されている。

【００３５】そして、各連結部材２４…２４は、図６に
示すように、隣接するもの同士がスプリング２５…２５
によって連結されて、全体として拡径するように付勢さ
れている。そして、拡径した状態で、図５及び図７に示
すように、上記第１円筒面２４ｂ、第１テーパー面２４
ｃ、第２円筒面２４ｄ、及び第２テーパー面２４ｅが、
上記ダイスハウジング１３における第１円筒面１３ｂ、
第１テーパー面１３ｃ、第２円筒面１３ｄ、及び第２テ
ーパー面１３ｅにそれぞれ対接するようになっていると
共に、各連結部材２４…２４は、図５に示す状態からダ
イスハウジング１３の奥方に押し込まれたときに、上記
第１テーパー面２４ｃ，１３ｃ及び第２テーパー面２４
ｅ，１３ｅの各当接面に沿って、全体として縮径する方
向に案内されるようになっている。

【００３６】また、これらの連結部材２４…２４の後端
部は、上記ダイスハウジング１３の第３円筒面１３ｆに
摺動自在に嵌合されたリング部材２６に受支されている
と共に、図５に示すように、このリング部材２６の後面
には、上記第２受け部材１２との間に装着されたスプリ
ング２７…２７により前方へ付勢された複数のピン２８
…２８（１つのみ図示）の前端部が当接されており、上
記スプリング２７…２７によりピン２８…２８及びリン
グ部材２６を介して各連結部材２４…２４が前方へ付勢
されている。そして、その前方への移動が、ダイスハウ
ジング１３の前端面に設けられたストッパプレート２９
により、図示の位置で規制されるようになっている。

【００３７】次に移動側ダイスユニット７ｂの構成を説
明すると、図５，８に示すように、駆動軸（図示せず）
によって偏心回転されるクランク軸４１にクランクピン
４２を介してコネクティングロッド４３の一端側が連結
されていると共に、該ロッド４３の他端側に取り付けら
れた連結ピン４４にラム６が連結されている。これによ
り、クランク軸４１の回転に伴いラム６が移動し、した
がって、該ラム６に取り付けられた移動側ダイスユニッ
ト７ｂが、フレーム３に取り付けられた固定側ダイスユ
ニット５ｂに対して進退移動するように構成されてい
る。

【００３８】そして、上記ラム６の前面には、アウタホ
ルダ４５が固着されていると共に、その内側にインナホ
ルダ４６が嵌入されており、このインナホルダ４６の奥
方に、前方（固定フレーム３側）からの荷重を受け止め
る受け部材４７が固設されている。

【００３９】また、上記インナホルダ４６の内側には、
前後方向に摺動可能にスライドスリーブ４８が挿入さ
れ、このスライドスリーブ４８の前端部にダイスホルダ
４９が取り付けられており、このダイスホルダ４９の前
端面に、上記中間製品Ｂを２つ割りした形状に相当する
成形凹部を有する移動側ダイス５０が保持されている。
また、このダイスホルダ４９の外周面は、固定側ダイス
ユニット５ｂにおけるダイスホルダ１４の前端部外周の
凹凸面１４ａと同様の凹凸面４９ａとされている。

【００４０】そして、上記スライドスリーブ４８の前端
面４８ａは、固定側ダイスユニット５ｂにおけるダイス
連結部材２４…２４の前端面に対向しており、移動側ダ
イスユニット７ｂないしスライドスリーブ４８が所定量
前進した時点で、該スリーブ４８の前端面４８ａが連結
部材２４…２４の前端面に当接することにより、これら
の連結部材２４…２４をダイスハウジング１３の奥方に
押し込むようになっている。

【００４１】ここで、上記スライドスリーブ４８は、規
制ピン５１により、インナホルダ４６に対するスライド
可能な範囲が規制されていると共に、回転が阻止される
ようになっている。

【００４２】そして、上記ダイスホルダ４９及びダイス
５０の中心部には、これらにまたがって貫通孔５２が設
けられ、この貫通孔５２内に移動側パンチ５３の前部が
前後に摺動自在に挿入されていると共に、その後方に
は、上記スライドスリーブ４８内に摺動自在に挿入され
た補助パンチ５４が配設されており、これらのパンチ５
３，５４の間に装着されたスプリング５５により、移動
側パンチ５３が、先端部が上記ダイス５０より所定量突
出する位置まで前方へ付勢されている。

【００４３】なお、上記インナホルダ４６に取り付けら
れたバネ受け部材５６，５６とスライドスリーブ４８に
取り付けられたバネ受け部材５７，５７との間には、イ
ンナホルダ４６を受け部材４７側に付勢するスプリング
５８，５８が装着されている。

【００４４】一方、上記アウタホルダ４５とラム６との
間には、テーパー溝５９が形成され、該テーパー溝５９
にラム６側のテーパー面６ａ’に接して上下動可能なテ
ーパー部材６０が配設されると共に、該アウタホルダ４
５とラム６との双方の上面にわたってベース部材６１が
固定されている。そして、上記テーパー部材６０の上面
には、螺軸６２がロックナット６３により回転止めされ
た状態で取り付けられていると共に、ベース部材６１を
貫通して上方に突出した螺軸６２の上端部分にナット様
体６４が螺合されている。したがって、該ナット様体６
４を適宜手段で回転させることによりテーパー部材６０
を上下に移動させれば、テーパー部材６０と上記受け部
材４７の背面との間に介設された第１押圧部材６５、及
びスリーブ部材６６を介して受け部材４７を補助パンチ
５４と共にその軸心方向に移動させることができ、パン
チ取付位置が調整できることになる。

【００４５】また、このスリーブ部材６６の内側には、
第２押圧部材６７が該スリーブ部材６６に対して前後方
向に摺動可能に挿入され、第２押圧部材６７の後端面に
該スライドスリーブ４８と一体的に連動する駆動ロッド
６８の先端部が対接して設けられていると共に、第２押
圧部材６７と上記スライドスリーブ４８との間には、ピ
ン６９…６９が上記受け部材４７を貫通して介設されて
いる。

【００４６】さらに、ラム６の基部６ｂと前面部６ａと
の間には、空所７０が形成されていると共に、該空所７
０の上方部には、ラム６の上面に立設した一対のブラケ
ット７１（一方のみ図示）の間に、支軸７２がラム６の
進退移動方向に直交して回動自在に配置されている。そ
して、この支軸７２に駆動レバー７３が取り付けられる
と共に、該駆動レバー７３の一端が上記空所７０に垂下
されて上記駆動ロッド６８の後端部に緩衝部材７４を介
して対接している。

【００４７】したがって、上記第１押圧部材６５、テー
パー部材６０及びラム前面部６ａにわたって一体的に貫
通するロッド穴が形成され、これらのロッド穴に駆動ロ
ッド６８がスライド可能に挿通されている。そして、該
駆動ロッド６８を駆動レバー７３によって前後動させれ
ば、該駆動ロッド６８と一体的に第２押圧部材６７及び
ピン６９…６９が連動し、これにより、上記スライドス
リーブ４８がダイス５０と共に前後動するようになって
いる。

【００４８】さらに、上記支軸７２よりも上方で、かつ
連結ピン４４寄りの位置には、同じくラム６の上面に立
設された一対のブラケット７５（一方のみ図示）間に、
支軸７２と平行してカム軸７６が回動可能に配置され、
該カム軸７６にカム板７７が取り付けられている。この
カム板７７またはカム軸７６にはレバー７８が設けられ
ると共に、該レバー７８の一端に連結ピン７９を介して
連結リンク８０の一端が枢着され、該連結リンク８０の
他端が同じく連結ピン８１を介してクランク軸４１に近
接した部位で上記コネクティングロッド４３に枢着され
ている。したがって、クランク軸４１の偏心回転による
運動力のうち、上下方向移動成分の力が連結リンク８０
を介してカム軸７６に取り出され、カム板７７が回転す
ることになる。

【００４９】その場合、上記カム板７７のカム作用面に
は、上記支軸７２に取り付けられた駆動アーム８２の一
端部に設けられたカムフォロワ８３が当接されている。
このカムフォロワ８３を常にカム板７７に接触させる方
向に付勢するために、ラム６の上面にはロッド８４が立
設され、このロッド８４が駆動アーム８２の他端部に貫
通されると共に、ロッド先端の受け部材８５と駆動アー
ム８２の他端部との間にコイルスプリング８６が装備さ
れている。これにより、駆動アーム８２の動きを該コイ
ルスプリング８６で吸収すると同時に、カムフォロワ８
３を常にカム板７７に接触させる方向に付勢するように
なっている。

【００５０】このように、上記差動動作を行わせるカム
機構９０は、カム板７７と駆動ロッド６８と駆動レバー
７３及び駆動アーム８２で構成されている。

【００５１】次に、この多段式成形機１、特に閉塞鍛造
を行う第２成形ステーションＳ２における動作を説明す
る。

【００５２】図５，８に示すように、第１成形ステーシ
ョンＳ１から円柱状の素材Ａが第２成形ステーションＳ
２に図示しない素材移送装置によって供給されると、ラ
ム６と共に移動側ダイスユニット７ｂが前進し、該ユニ
ット７ｂの移動側パンチ５３が上記素材Ａを固定側ダイ
スユニット５ｂにおけるダイス１７とダイスホルダ１４
の中心部の孔１８内に押し込んで、該孔１８内の固定側
パンチ２１との間に素材Ａを挟持する。

【００５３】そして、図９に示すように、移動側ダイス
ユニット７ｂのダイスホルダ４９及び該ホルダ４９に保
持された移動側ダイス５０の前端面が、固定側ダイスユ
ニット５ｂにおけるダイスホルダ１４及び該ホルダ１４
に保持された固定側ダイス１７の前端面に対接し、両ダ
イス１７，５０により所定形状のキャビティが形成され
る。

【００５４】この状態でさらにラム６が前進すると、次
に、図１０に示すように、前端面同士が対接した両ダイ
ス１７，５０が固定側ダイスユニット５ｂのダイスハウ
ジング１３内にスプリング１５の付勢力に抗して押し込
まれると共に、所定量押し込まれた時点で、移動側ダイ
スユニット７ｂにおけるスライドスリーブ４８の前端面
４８ａが、上記ダイスハウジング１３内に収納された４
個のダイス連結部材２４…２４の前端面に当接する。

【００５５】また、このとき、固定側パンチ２１の後端
部が第２受け部材１２に当接することにより、該固定側
パンチ２１及び素材Ａを介して移動側パンチ５３の前進
が阻止されることになる。

【００５６】そして、この状態でさらにラム６が前進す
ると、図１１に示すように、移動側ダイスユニット７ｂ
側のスライドスリーブ４８が固定側ダイスユニット５ｂ
側のダイス連結部材２４…２４をスプリング２７の付勢
力に抗してダイスハウジング１３の奥方に押し込むこと
になるが、このとき、これらの連結部材２４…２４は、
外周面の第１、第２テーパー面２４ｃ，２４ｅがダイス
ハウジング１３の内周面の第１、第２テーパー面１３
ｃ，１３ｅに案内されて、図６に示すスプリング２５…
２５の付勢力に抗して全体として縮径される。

【００５７】これにより、各連結部材２４…２４の内周
の凹凸面２４ａ…２４ａが固定側及び移動側のダイスホ
ルダ１４，４９の外周の凹凸面１４ａ，４９ａに係合し
て、両ダイスホルダ１４，４９が機械的に結合され、固
定側及び移動側ダイス１７，４９によって形成されたキ
ャビティが密閉状態に確実に保持されることになる。

【００５８】そして、図１０の状態から図１１の状態ま
で両ダイスホルダ１４，４９がダイスハウジング１３内
に押し込まれる間は、固定側及び移動側パンチ２１，５
３の移動が阻止されているから、両パンチ２１，５３間
に挟持された素材Ａは、固定側ダイスホルダ１３の孔１
８内からキャビティの中央部へ相対的に導入されること
になる。また、図示のように、該素材Ａがキャビティの
中央部に位置した時点で、移動側ダイスユニット７ｂ側
における補助パンチ５４が移動側パンチ５３の後端に当
接し、これにより、該移動側パンチ５３がラム６と一体
的に前進する状態となる。

【００５９】ここで、カム機構９０の動作について図８
を用いて説明すると、まず、ラム６の前進移動に連動し
て、連結リンク８０が矢印ア方向に移動し、これによ
り、カム板７７がレバー７８を介して矢印イ方向に回動
する。このとき、図５の状態から図１０の状態にかけて
の上記カム板７６のカム作用面Ｘ１は、カムフォロワ８
３を揺動させないような形状に形成されている。これに
より、駆動レバー７３も揺動しないので、ラム６の前進
速度と同じ速度で移動側ダイス５０が前進することにな
る。

【００６０】次に、図１０の状態から図１１の状態にか
けては、ラム６がさらに前進することに伴って、上記カ
ム板７７も矢印イ方向に回転するが、このとき、該カム
板７６のカム作用面Ｘ２は、上記カムフォロワ８３を矢
印ウ方向に揺動する形状に形成されている。これによ
り、駆動アーム８２が上記支軸７２を矢印エ方向に回転
させ、これに伴って駆動レバー７３が矢印オ方向に移動
することになり、したがって、上記駆動ロッド６８も矢
印オ方向に移動することになる。

【００６１】その結果、上記スライドスリーブ４８と一
体的に移動する両ダイス１７，５０のダイスハウジング
１３内への押し込み速度は、ラム６と一体的に移動する
移動側パンチ５３の前進速度の１／２となる。

【００６２】これにより、図１２に示すように、キャビ
ティ内の素材Ａは固定側パンチ２１及び移動側パンチ５
３により両面側から均等に加圧されることになり、両端
面に凹部が良好に形成され、かつ外周面に腕部が良好に
形成される。特にこの例のように放射状に突出する腕部
を有する製品を成形する場合であって材料の流動量が多
い場合にも、該製品を良好に成形することが可能とな
る。

【００６３】以上のようにして、図３に示すように、両
端面に凹部Ｂ”，Ｂ”が設けられ、かつ周囲に放射状に
延びる複数の腕部Ｂ’…Ｂ’を有する中間製品Ｂが形成
されることになり、その後、ラム６が後退して、両ダイ
ス１７，５０が該ラム６側に移動すると共に、その間に
複数の連結部材２４…２４が拡開して両ダイス１７，５
０の結合が解除される。そして、ラム６がさらに後退す
ることにより、固定側ダイス１７から移動側ダイス５０
が離反し、さらに、ＫＯピン２２が作動して、ＫＯロッ
ド２３及びエジェクトスリーブ１９を介して中間製品Ｂ
が固定側ダイス１７内から取り出される。

【００６４】そして、この中間製品Ｂは、次に第３成形
ステーションＳ３へ移送され、両端面の凹部Ｂ”，Ｂ”
間が貫通されて、中央に貫通孔Ｃ’を有する最終製品Ｃ
に仕上げられる。

【００６５】以上のようにして、図４に示すような製品
Ｃが順次連続的に製造されることになるが、特に上記の
構成によれば、ラム６の前進動作だけで、第２成形ステ
ーションＳ２において、固定側ダイス１７と移動側ダイ
ス５０との対接ないし連結部材２４…２４による両ダイ
ス１７，５０の機械的な結合動作と、これらのダイス１
７，５０と移動側パンチ５３との差動動作によるキャビ
ティ内の素材Ａへの両側からの均等な成形動作とが一連
の動作として行われることになる。

【００６６】また、上記差動動作を行わせるカム機構９
０が、カム板７７と駆動ロッド６８と駆動レバー７３及
び駆動アーム８２だけのきわめて簡素な構成で、しかも
このカム機構９０は、ラム６を移動させる駆動手段（図
示せず）によって作動するから、この差動動作の機構を
備えることによって当該ステーションＳ２が大型化した
り複雑化したりすることがほとんどない。

【００６７】このようにして、複数の成形ステーション
が併設された多段式成形機１において、隣接するステー
ションの作動やレイアウトに影響を及ぼしたり、当該成
形機１の全体の大型化を招くことなく、上記のような閉
塞鍛造が良好に行われることになる。

【００６８】そして、上記カム機構９０は、移動側ダイ
スユニット７ｂ側のラム６に取り付けられているので、
固定フレーム３に備えられて素材を上流側ステーション
から下流側のステーションへ順次移動する素材移送装置
の配置や作動の支障となることがない。

【００６９】また、ダイス１７，５０の移動速度を移動
側パンチ５３の前進速度の１／２としたが、カム作用面
の異なったカム板７７に交換することにより、ダイス１
７，５０の移動速度を移動パンチ５３の速度より遅い速
度で、任意の速度に設定することが可能となると共に、
ダイス１７，５０が差動を開始するタイミングを任意に
設定することが可能となる。

【００７０】なお、上記の実施の形態においては、ラム
６と一体的に移動側パンチ５３が移動し、ラム６に連動
するカム機構９０によりダイス１７，５０の移動速度を
遅くして、移動側パンチ５３とダイス１７，５０とが差
動するように構成されているが、この実施の形態に関連
するものとして、別の駆動手段によって移動側パンチ５
３とダイス１７，５０とを差動させるようにしたものが
ある。これを、図１３を用いて説明する。

【００７１】なお、以下の説明において上記の実施の形
態と共通する要素については同一の符号を使用すると共
に、重複する箇所については詳細な説明を省略する。

【００７２】図１３に示すように、ラム前面部６の上面
には、サーボモータ１００が備えられると共に、サーボ
モータ１００には、該モータ１００によって駆動する駆
動軸１０１ａが設けられ、該駆動軸１０１ａに駆動ギヤ
１０１が取り付けられている。また、ブラケット１０２
（一方のみ図示）間には、仲介ギヤ軸１０３ａが回動可
能に支持されており、この仲介ギヤ軸１０３ａに仲介ギ
ヤ１０３が取り付けられていると共に、該仲介ギヤ１０
３と上記駆動ギヤ１０１とが噛合している。さらに、支
軸７２には、セクタギヤ１０４が回動可能に支持されて
おり、該セクタギヤ１０４の歯部１０４ａと上記仲介ギ
ヤ１０３とが噛合している。

【００７３】上記の構成により、サーボモータ１００を
駆動させることによって駆動ギヤ１０１が回動するのに
伴い、仲介ギヤ１０３を介してセクタギヤ１０４が回動
する。これにより、支軸７２に取り付けられた駆動レバ
ー７３が揺動して、該駆動レバー７３に当接する駆動ロ
ッド６８を前後動させることができる。

【００７４】その結果、ラム６を駆動させる駆動手段と
は別の駆動手段を設けることにより、ラム６と一体的に
移動する移動側パンチの前進速度よりも遅い速度で、駆
動ロッド６８と一体的に移動する両ダイスのダイスハウ
ジングへの押し込み速度を任意に、かつ緻密に設定する
ことができ、また、両ダイスが差動を開始するタイミン
グを任意に、かつ容易に設定することが可能となる。

【００７５】

【発明の効果】以上のように、第１発明によれば、差動
型の閉塞鍛造装置として、ラム等の移動部材を前進させ
るだけで、固定側及び移動側のダイスの対接、結合と、
固定側及び移動側のパンチのキャビティ両側からの突入
動作が連続的に行われ、例えば両端面に凹部を有する製
品や外周面に突出部を有する製品が良好にかつ効率よく
製造されることになる。

【００７６】そして、特にこの装置において、パンチを
キャビティの両側から突入させるための差動機構が、該
スライド部材と一体的に移動するロッド部材と、該ロッ
ド部材を移動部材より遅い速度で前進させるカム機構と
により、きわめて簡素に構成され、この差動機構を設け
ることによる部品点数の大幅な増大や配置スペースの拡
大等が回避されることになる。

【００７７】また、移動ダイス側にノックアウト機構を
備えた従来の閉塞鍛造装置を用いれば、素材押し出し用
のノックアウトピンをスライド部材と一体的に移動する
ロッド部材に変更すると共に、該装置に備えられたカム
機構におけるカム板をロッド部材を移動部材より遅い速
度で前進させるカム板に交換することにより、上記課題
を簡単に達成することができる。したがって、上記カム
機構は、移動部材と連動するので、他の動力源を用いる
ことなく、スライド部材を移動部材より遅い速度で前進
させることができる。

【００７８】さらに、この装置のカム機構におけるカム
板をカム作用面の異なったカム板と交換することによっ
て、上記スライド部材の移動速度や移動時間、ストロー
ク等が容易に変更できるようになる。

【００７９】また、スライド部材を移動部材より遅い速
度で移動させるためのカム機構は、移動部材に支持され
ているから、該移動部材が後退しているときに、該カム
機構と固定部材との間にスペースが生じることになる。

【００８０】したがって、第２発明のように、複数のス
テーションが併設された多段式成形機の１つのステーシ
ョンに本発明の閉塞鍛造装置を適用した場合に、成形機
全体としての構造の著しい複雑化や大型化を招くことな
く、しかも、他のステーションの作動や各ステーション
間での素材の移送等に支障を来すことなく、例えば両端
面に凹部を有する製品や外周面に突出部を有する製品
を、良好に、かつ高速度で連続的に製造することが可能
となり、このようにして、多段式成形機の所定のステー
ションで閉塞鍛造を行う場合に適した閉塞鍛造装置が実
現されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る多段式成形機の概
略平面図である。

【図２】 同成形機の第１ステーションで成形された素
材の形状を示す図である。

【図３】 同成形機の第２ステーションで閉塞鍛造によ
り成形された中間製品の形状を示す図である。

【図４】 同成形機の第３ステーションで成形された最
終製品の形状を示す図である。

【図５】 同成形機の第２ステーションを構成する閉塞
鍛造装置の固定部材側の一部断面図である。

【図６】 同装置の固定側ダイスユニットの正面図であ
る。

【図７】 同装置のダイス連結部材の拡大図である。

【図８】 同成形機の第２ステーションを構成する閉塞
鍛造装置の移動部材側の一部断面図である。

【図９】 同装置の作動行程の第１の状態を示す断面図
である。

【図１０】 同じく第２の状態を示す断面図である。

【図１１】 同じく第３の状態を示す断面図である。

【図１２】 同じく第４の状態を示す断面図である。

【図１３】 本発明に関連する形態の図８に対応する断
面図である。

【図１４】 差動式閉塞鍛造の説明図である。

【符号の説明】

３ 固定部材（固定フレーム） ６ 移動部材（ラム） １３ ダイスハウジング １５ 第１バネ部材（スプリング） １７ 第１ダイス（固定側ダイス） ２１ 第１パンチ（固定側パンチ） ２４ ダイス連結部材 ４８ スライド部材（スライドスリーブ） ４８ａ 押し込み部（スライドスリーブ前端面） ５０ 第２ダイス（移動側ダイス） ５３ 第２パンチ（移動側パンチ） ５５ 第２バネ部材（スプリング） ６８ 駆動ロッド（ロッド部材） ７３ 駆動レバー ７７ カム板 ８２ 駆動アーム ９０ カム機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−301277（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−253696（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−104437（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−133927（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−124794（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−15844（ＪＰ，Ｕ) 特公 平６−85955（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−39771（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−27080（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21J 5/02 B21J 9/06 B21J 13/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定部材に備えられた第１ダイスと、上
   記固定部材に対向して前進後退移動する移動部材に備え
   られて第１ダイスに対して対接離反する第２ダイスと、
   これらのダイスが対接することによって形成されるキャ
   ビティ内に両ダイス側からそれぞれ突入する固定側及び
   移動側の第１、第２パンチとを有し、これらにより素材
   を所定形状の製品に成形する閉塞鍛造装置であって、上
   記第１ダイスは、固定部材に設けられたダイスハウジン
   グ内に軸方向に移動可能に保持されて、第１バネ部材に
   より第２ダイス側に付勢されていると共に、このダイス
   ハウジング内には、第１ダイスの周囲に配置され、該ハ
   ウジングの奥方に押し込まれることによって絞縮される
   複数個のダイス連結部材が収納されており、一方、上記
   第２ダイスは、移動部材に軸方向にスライド可能に備え
   られたスライド部材に取り付けられて、第２バネ部材に
   よりスライド部材と共に第１ダイス側に付勢されている
   と共に、このスライド部材には、移動部材の前進行程に
   おいて第１、第２ダイスが対接した後、上記ダイス連結
   部材をダイスハウジングの奥方に押し込むことにより該
   ダイス連結部材を第１、第２ダイスにまたがって係合さ
   せる押し込み部が設けられており、かつ、上記移動部材
   におけるスライド部材の後方に該スライド部材と一体的
   に移動するロッド部材が配置されていると共に、上記ダ
   イス連結部材が第１、第２ダイスに係合し、かつ固定部
   材側の第１パンチが固定され、移動部材側の第２パンチ
   が該移動部材と一体的に前進する状態で、該移動部材に
   連動して、上記ロッド部材を介してスライド部材を移動
   部材に対して相対的に後退させるように作動して、該ス
   ライド部材を移動部材より遅い速度で前進させるカム機
   構が備えられていることを特徴とする閉塞鍛造装置。
2. 【請求項２】 素材が順次供給される複数の成形ステー
   ションを備えた多段式成形機に備えられ、その一つの成
   形ステーションを構成していることを特徴とする請求項
   １に記載の閉塞鍛造装置。