JP6599045B2 - 形状物の方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置 - Google Patents

Description

本発明は、形状物の方向転換機能を有する金型を含む冷間鍛造フォーマ装置に関し、より詳細には、水平方向に置かれた形状物を迅速に垂直方向に立てられるようにして、作業工程の短縮及び生産性の効率増大を図ることができる、形状物の方向転換機能を有する金型を含む冷間鍛造フォーマ装置に関する。

一般に、鍛造は、固体である金属材料をハンマーなどで叩くか加圧する機械的方法であって、一定の形状に作る操作をいい、材料における再結晶が行われる温度を境界にしてそれ以上の温度で鍛造することを熱間鍛造、再結晶温度上で鍛造することを温間鍛造、それより低い温度で鍛造することを冷間鍛造と区分している。

それらの中でも、冷間鍛造工程は、高い生産性のため、各種産業機械に使用されており、特に自動車産業において欠かせない重要な工程である。冷間鍛造は、鍛造品の外郭形状に沿って金属変形（Ｍｅｔａｌ Ｆｌｏｗ）が生じながら繊維組織（Ｆｉｂｒｏｕｓ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）が形成されて強度が高いので、耐久性が高く、材料の損失が少ない。多くの場合は素材重量の１０％以下であるので、生産コストが製品に比べては低い方である。また、プレス作業によって大量生産されるため、生産性及び精度の高い製品を量産することができるという特徴がある。このため、ほとんどの工程では、フォーマ（Ｆｏｒｍｅｒ）と呼ばれる装備を使用している。

しかし、前述した冷間鍛造フォーマ装置を用いた形状物製造工程について考察すると、従来技術は、形状物の方向転換のために作業者が手作業によって直接方向転換を行わせる方式や、全体的な工程を行った後に別個の再工程を行う方式などであって、作業工程に長い時間が必要とされるという問題点があった。また、工程の処理速度が遅いため、生産性効率にも問題点があった。

韓国公開特許公報第１０−２００８−００８９７００号

本発明は、かかる問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、水平方向に置かれた形状物を垂直方向に迅速に立てることができるように方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、第１誘導部、誘導傾斜面、エジェクタピン及び第２誘導部を備えたメイン金型部と、パンチピンを備えたパンチ金型部とを含んでなり、形状物が前記パンチピンによって水平方向に前記第１誘導部を介してメイン金型部内に入ってき、前記誘導傾斜面に沿って滑って垂直方向に立てられる間に、前記エジェクタピンが垂直入出口部の方向に移動して前記形状物を垂直方向に立てて前記垂直入出口部まで誘導する、形状物の方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置を提供する。

また、前記メイン金型部は、金型入口の内部に、金型枠固定部によって固定されている金型枠を含み、前記金型枠は、第１金型、第２金型、前記エジェクタピン及び第３金型を含み、前記第１金型は、前記第１誘導部、第２誘導部及び前記誘導傾斜面が内部に形成されているようにすることができる。

また、前記パンチ金型部は、パンチ金型固定部によってパンチ金型入口の内部に固定されている前記パンチ金型と、前記パンチピンとを含み、前記形状物が前記パンチピンの水平移動によって第１誘導部を通過し、形状物底面が前記誘導傾斜面に沿って移動するようにすることができる。

また、前記エジェクタピンは、ノック板、ノック台、受け台及び連接棒を含み、前記連接棒が連結ホールを介して前記エジェクタピンを左右に作動可能にすることができる。
また、前記エジェクタピンの前記エジェクタピン上面の形状と形状物側面の形状とを同一にし、前記形状物を前記受け台に定着させて移動させることができる。

また、前記メイン金型部に、第２誘導部を延長する拡張誘導溝が形成され、形状物の長さが拡張誘導溝の深さ分だけ第１誘導部と第２誘導部とを合わせた長さを超えるようにすることができる。

本発明の形状物の方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置は、第１誘導部、誘導傾斜面、エジェクタピン及び第２誘導部を備えたメイン金型部と、パンチピンを備えたパンチ金型部とを含む。形状物が前記パンチピンによって水平方向に前記第１誘導部を介して前記メイン金型部内に入ってきて前記誘導傾斜面に沿って滑って垂直方向に立てられる間に、前記エジェクタピンが垂直入出口部の方向に移動し始め、前記形状物を受け台及びエジェクタピン上面に定着させて垂直入出口部まで誘導する。

従来は、水平に位置した形状物を垂直方向に立てるために作業者が手作業で行うのに対し、本発明は、形状物の方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置が、水平に位置した形状物が垂直方向に迅速に立てられるように方向転換を行うようにする。それにより、製作時間が著しく短縮されることにより、生産性が向上し且つ製造コストが削減されるので、価格競争力を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係る方向転換金型が設置された金型装置に対する全体的な構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る形状物の方向転換が可能な装置に対する全体的な構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る形状物の方向転換が可能な装置に対して詳細に示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る形状物の方向転換が可能な装置を示す側断面図である。 図４に示された方向転換が可能な装置の垂直入出口部を拡大して示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る形状物の方向転換が可能な装置に対する作動順序を示す側断面図である。 本発明の第１実施形態に係る形状物の方向転換が可能な装置に対する作動順序を示す側断面図である。 本発明の第１実施形態に係る形状物の方向転換が可能な装置に対する作動順序を示す側断面図である。 本発明の第１実施形態に係る形状物の方向転換が可能な装置に対する作動順序を示す側断面図である。 本発明の第２実施形態に係る形状物の方向転換が可能な装置を示す側断面図である。

以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施し得るように、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。特別に定義しない限り、本明細書の用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が理解する当該用語の一般な意味と同一であり、もし本明細書に使用された用語が当該用語の一般な意味と衝突する場合には、本明細書に使用された定義に準拠し、本明細書全般にわたって同一に使用された参照番号は、同一の構成要素を示す。

本発明の第１、第２実施形態に係る形状物の方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置において、「形状物」とは、冷間鍛造フォーマ装備で製作される当該対象物のことをいう。形状物は、上部が柱状の場合もあり、棒状の場合もあるなど、様々な形態があり得る。

また、本発明の第１、第２実施形態に係る形状物の方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置において、「形状物の幅」は形状物の狭い部分をいい、「形状物の長さ」は形状物の長い部分をいう。

併せて、地表面に対して平行な方向を「水平方向」とし、地表面に対して直角方向を「垂直向」とするが、しかし、装置が置かれた床面の傾きなどにより形状物が水平方向からやや傾いた場合も水平方向とみなすことができ、垂直方向からやや傾いた場合も垂直方向とみなすことができる。
（第１実施形態）

本発明の第１実施形態に係る方向転換金型２０は、第１誘導部３１２、誘導傾斜面３１３、エジェクタピン３３０及び第２誘導部３１５を含む金型枠３００と、金型枠３００を固定しているメインの金型部１００と、パンチピン４１０を含むパンチ金型４００と、パンチ金型４００を固定するパンチ金型部２００とを含んで構成される。

図１は本発明の第１実施形態に係る方向転換金型が設置された金型装置に対する全体的な構成を示す斜視図である。図示の如く、金型装置１０は、方向転換金型２０が配置されているメイン金型部１００と、パンチ金型４００が配置されているパンチ金型部２００とを含んで構成される。

メイン金型部１００は、金型セット１のいずれかの内部に配置され、水平方向に置かれた形状物５００を垂直方向に立てられるようにする金型枠３００を含んで構成される。

金型セット１は、作業者が所望する形状に形状物５００を加工するにあたり、水平方向に置かれた形状物を加工する工程Ａと、垂直方向に立てられた形状物を加工する工程Ｂに分けられる。方向転換金型２０は、金型装置１０中に、作業者の工程順序に合わせて配置されるか或いは単独工程で配置されるように設計できる。
パンチ金型セット２は、水平方向に置かれた形状物５００が金型セット１の内部に入るように助けるパンチ金型部２００を含んで構成される。

図２は本発明の第１実施形態に係る形状物の方向転換が可能な装置に対する全体的な構成を示す斜視図である。図示の如く、方向転換金型２０は、形状物５００が水平方向から垂直方向に方向転換を行えるようにようにする金型枠３００と、金型枠３００を固定するメイン金型部１００と、パンチピン４１０が配置されているパンチ金型部２００とを含んで構成される。

金型枠３００は、メイン金型部１００の金型入口１１０の内部に金型枠固定部３６０によって固定されているように設計され、第１金型３１０、第２金型３２０、エジェクタピン３３０及び第３金型３４０を含んで構成される。形状物５００が金型枠３００の内部に入ってきて水平方向に置かれた状態で垂直方向に方向転換を行った後に金型枠３００の外に排出される。

パンチ金型４００は、パンチ金型部２００のパンチ金型入口２１０の内部にパンチ金型固定部４２０によって固定されているように設計され、形状物５００が金型枠３００の内部に入るように押すパンチピン４１０を含んで構成される。

図３は本発明の第１実施形態に係る形状物の方向転換が可能な装置について詳細に示す斜視図である。図示の如く、金型枠３００は、形状物５００が垂直入出口部３１４を介して入ってくる第１金型３１０と、エジェクタピン３３０がエジェクタ固定部３２１を介して動く第２金型３２０と、エジェクタピン３３０の連接棒３３４が連結ホール３４１を介してエジェクタピン３３０を左右に作動可能になっている第３金型３４０とを含む。
第１金型３１０は、金型枠３００の内部に配置され、第１誘導部３１２、第２誘導部３１５及び誘導傾斜面３１３を含んで構成される。
第１誘導部３１２は、第１金型３１０の上端部の一側に配置されている空間であって、水平方向に置かれた形状物５００を入ってくるようにする経路である。

第２誘導部３１５は、第１金型３１０の下端部の一側に配置されている空間であって、垂直方向に立てられた形状物５００が垂直入出口部３１４を介して排出されるように形成される通路である。
垂直入出口部３１４は、第１金型前面３１１の一側に配置され、水平に入ってきた形状物５００が垂直に立てられた後に排出される入出口である。

エジェクタピン３３０は、ノック板３３１、ノック台３３２、受け台３３３及び連接棒３３４を含んで構成される。エジェクタピン３３０は、第２金型３２０の内部に配置され、エジェクタ固定部３２１を介して左右に作動して、誘導傾斜面３１３に沿って滑った形状物５００が垂直方向に立てられるように助ける機能を行う。

ノック板３３１は、エジェクタ固定部３２１の縦方向に配置され、ノック板３３１の一側とノック台３３２とが連結されてエジェクタ固定部３２１の内部で左右に作動するように設計される。
エジェクタピン上面３３５は、ノック板３３１の一側に配置され、形状物側面５５０の形状と同じ形状に設計できる。
受け台３３３は、エジェクタピン上面３３５の下端部に配置され、形状物底面５４０を支えるように設計される。

第３金型３４０は、金型枠３００の内部に配置され、エジェクタピン３３０の連接棒３３４が左右に動けるようにする多数の接続ホール３４１を含んで構成される。エジェクタピン３３０の連接棒３３４が連結ホール３４１を通して左右に動く。

図４は本発明の第１実施形態に係る形状物の方向転換が可能な装置を示す側断面図である。図示の如く、誘導傾斜面３１３は、第１金型３１０の内部に配置され、水平方向に置かれた形状物５００をパンチピン４１０によって第１誘導部３１２を介して入ってくるようにして、形状物底面５４０が誘導傾斜面３１３に沿って滑って垂直方向に立てられるようにする通路となる。

図５は図４に示された方向転換が可能なデバイスの垂直入出口部を拡大して示す斜視図である。図示の如く、第１金型３１０は、水平方向に置かれた形状物５００が投入される第１誘導部３１２と、水平方向に置かれた形状物底面５４０が垂直方向に滑るようにする誘導傾斜面３１３と、垂直方向に立てられた形状物５００をエジェクタピン上面３３５によって第１誘導部３１２及び第２誘導部３１５を介して排出されるようにする垂直入出口部３１４とを含んで構成される。
以下、本発明に係る形状物の方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置における方向転換金型２０の作動順序について、図６乃至図９を参照して説明する。

水平方向に置かれた形状物５００を、金型装置１０の部分に取り付けられたやっとこ６００が方向転換金型２０へ移送する。水平方向に置かれた形状物５００は、第１金型前面３１１の垂直入出口部３１４に位置し、形状物上面５３０をパンチピン４１０で加圧して垂直入出口部３１４を通過させて第１誘導部３１２に沿って移動する。移動した形状物５００は、パンチピン４１０の水平移動により移動して形状物底面５４０が誘導傾斜面３１３に当接する。形状物底面５４０が誘導傾斜面３１３に沿って滑って立てられる間に、エジェクタ固定部３２１の内部にあったエジェクタピン３３０が垂直入出口部３１４の方向に水平移動する。誘導傾斜面３１３によって立てられた形状物５００は、エジェクタピン３３０によって垂直方向に完全に立てられた後、受け台３３３に定着されると、エジェクタピン３３０が垂直入出口部３１４の方向に移動して形状物５００を排出する。排出された形状物５００は、やっとこ６００によって、次の工程段階へ進む。
（第２実施形態）

本発明の第２実施形態は、形状物５００の長さが第１誘導部３１２と第２誘導部３１５とを合わせた長さよりも長くなる場合にも、形状物５００がスムーズに方向転換を行うことができるように、図１に示すように、メイン金型部１００の金型入口１１０の下端部に拡張誘導溝１２０が形成されるようにした発明である。

拡張誘導溝１２０の深さは、原則として、形状物５００の長さから、第１誘導部３１２と第２誘導部３１５とを合わせた長さを差し引いた長さ以上にする。そうして、水平方向に置かれた形状物５００を誘導傾斜面３１３と拡張誘導溝１２０を用いて垂直方向に立てることができ、立てられた形状物５００は、エジェクタピン３３０によって垂直方向に完全に立てられた後、受け台３３３に定着されると、エジェクタピン３３０が垂直入出口部３１４の方向に移動して形状物５００を問題なく排出する。
このとき、エジェクタピン３３０の長さは、当然のことながら、拡張誘導溝１２０の深さを考慮してさらに長くなる。

本発明の第２実施形態に係る方向転換金型２０は、第１誘導部３１２、誘導傾斜面３１３、エジェクタピン３３０及び第２誘導部３１５を備える金型枠３００と、金型枠３００を固定しているメイン金型部１００と、パンチピン４１０を備えるパンチ金型４００と、パンチ金型４００を固定するパンチ金型部２００と、形状物５００の長さが第１誘導部３１２と第２誘導部３１５とを合わせた長さと同じかそれより長い場合に形成された拡張誘導溝１２０とを含んで構成される。

ここで、本発明の第２実施形態に係る方向転換金型２０の構成要素は、本発明の第１実施形態に係る図４の形状物の方向転換が可能な装置を示す側断面図における構成要素の配置は同一であり、本発明の第１実施形態に係る図６乃至図９の方向転換金型２０の作動順序も同一である。したがって、本発明の第２実施形態では、方向転換金型２０の構成要素と作動順序についての詳細な説明は省略する。

図１０は本発明の第２実施形態に係る形状物の方向転換が可能な装置を示す側断面図である。先立って述べたように、形状物５００の長さが第１誘導部３１２と第２誘導部３１５とを合わせた長さと同じかそれより長くなった場合において、ノック板３３１の形状は形状物側面５５０の形状と同一にし、ノック板３３１の長さは形状物と同じかそれより長く設計する。

拡張誘導溝１２０は、メイン金型部１００に第２誘導部３１５を延長するように形成され、拡張誘導溝１２０の深さは、形状物５００の長さと同じかそれよりも長く設計する。これにより、形状物５００は、垂直に立てられた後、垂直入出口部３１４を介して排出されるようにする。

以上で説明した本発明の形状物の方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置の第１、第２実施形態は、例示的なものに過ぎず、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、これから様々な変形及び均等な他の実施形態が可能であることが分かるであろう。したがって、本発明は、上記の詳細な説明で述べた形態にのみ限定されるものではないことをよく理解することができるだろう。よって、本発明の真正な技術的保護範囲は、添付された請求の範囲の技術的思想によって定められるべきであろう。また、本発明は、添付された請求の範囲によって定義される本発明の精神とその範囲内にあるすべての変形物、均等物及び代替物を含むものと理解されるべきである。

１ 金型セット
２ パンチ金型セット
１０ 金型装置
２０ 方向転換金型
１００ メイン金型部
１１０ 金型入口
１２０ 拡張誘導溝
２００ パンチ金型部
２１０ パンチ金型入口
３００ 金型枠
３１０ 第１金型
３１１ 第１金型前面
３１２ 第１誘導部
３１３ 誘導傾斜面
３１４ 垂直入出口部
３１５ 第２誘導部
３２０ 第２金型
３２１ エジェクタ固定部
３２２ エジェクタ入出口部
３３０ エジェクタピン（ＫＯ ＰＩＮ）
３３１ ノック板
３３２ ノック台
３３３ 受け台
３３４ 連接棒
３３５ エジェクタピン上面
３４０ 第３金型
３４１ 連結ホール
３５０ 金型枠入り口
３６０ 金型枠固定部
４００ パンチ金型
４１０ パンチピン
４２０ パンチ金型固定部
５００ 形状物
５１０ 形状物頭部
５２０ 形状物柱部
５３０ 形状物上面
５４０ 形状物底面
５５０ 形状物側面
６００ やっとこ
Ａ 水平方向に置かれた形状物を加工する工程
Ｂ 垂直方向に立てられた形状物を加工する工程

Claims (6)

1. 第１誘導部（３１２）、誘導傾斜面（３１３）、エジェクタピン（３３０）及び第２誘導部（３１５）を備えたメイン金型部（１００）と、
   パンチピン（４１０）を備えたパンチ金型部（２００）と、を含み、
   形状物（５００）が前記パンチピン（４１０）によって水平方向に前記第１誘導部（３１２）を介してメイン金型部（１００）内に入ってき、前記誘導傾斜面（３１３）に沿って滑って垂直方向に立てられる間に、前記エジェクタピン（３３０）が垂直入出口部（３１４）の方向に移動して前記形状物（５００）を垂直方向に立てて前記垂直入出口部（３１４）まで誘導する、形状物の方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置。
2. 前記メイン金型部（１００）は、
   金型入口（１１０）の内部に金型枠固定部（３６０）によって固定されている金型枠（３００）を含み、
   前記金型枠（３００）は、
   第１金型（３１０）、第２金型（３２０）、前記エジェクタピン（３３０）及び第３金型（３４０）を含み、前記第１金型（３１０）は、前記第１誘導部（３１２）、前記第２誘導部（３１５）及び前記誘導傾斜面（３１３）が内部に形成されている、請求項１に記載の形状物の方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置。
3. 前記パンチ金型部（２００）は、
   パンチ金型固定部（４２０）によってパンチ金型入口（２１０）の内部に固定されているパンチ金型（４００）と、前記パンチピン（４１０）とを含み、
   前記形状物（５００）は、前記パンチピン（４１０）の水平移動によって前記第１誘導部（３１２）を通過し、形状物底面（５４０）が前記誘導傾斜面（３１３）に沿って移動することにより、方向転換を行う、請求項１に記載の形状物の方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置。
4. 前記エジェクタピン（３３０）は、
   ノック板（３３１）、ノック台（３３２）、受け台（３３３）及び連接棒（３３４）を含み、
   前記連接棒（３３４）が連結ホール（３４１）を介して前記エジェクタピン（３３０）を作動可能にする、請求項１及び２のいずれか一項に記載の形状物の方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置。
5. 前記エジェクタピン（３３０）のエジェクタピン上面（３３５）の形状と形状物側面（５５０）の形状とを同一にし、前記形状物（５００）を前記受け台（３３３）に定着させて移動させる、請求項４に記載の形状物の方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置。
6. 前記メイン金型部（１００）に、前記第２誘導部（３１５）の縦軸の下部方向に延びる拡張誘導溝（１２０）が形成され、前記形状物の長さが、前記第１誘導部（３１２）の縦軸と前記第２誘導部（３１５）の縦軸とを合わせた長さよりもさらに長い、請求項１及び３のいずれか一項に記載の形状物の方向転換機能を備えた冷間鍛造フォーマ装置。