JPH0573492B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自動車のターボチヤージヤー用イ
ンペラ等に適用される薄肉フインを有する鍛造
品、特に超薄肉フインを有する鍛造品を製造する
ための型及び該型を用いた鍛造品の製造方法に関
する。

従来の技術 例えば、上記のターボチヤージヤーにおいてタ
ービン等に設けられるインペラは、従来、アルミ
ニウム等の鋳造や削り出しによつて製作されてい
た。しかし、鋳造法による場合には鋳巣が生じて
強度に劣り高速回転に耐えられないという欠点が
あつた。また削り出しの場合にはインペラの複雑
なフイン形状を削り出すためコスト高につき、か
つ生産性が悪いとかの欠点があつた。

そこで、鋳物欠陥による強度低下がなく、しか
も安価で生産効率の良いインペラの製造方法とし
て、鍛造による方法が提案されている。この方法
による場合、インペラーの一体物鍛造は鍛造比的
に一般には不可能であることから、製造すべきイ
ンペラを軸方向に複数分割して各インペラ構成部
材を鍛造により製作したのち、これららを連結一
体化して所期するインペラとなされる。

このようなインペラ構成部材は、例えば第３図
に示すように、円板状基部１００の片面中央部に
筒部１０１が一体形成され、かつ基部１００の周
縁部から筒部１００へと基部を半径方向に横断す
る状態に設けられた湾曲フイン１０２が基部の円
周方向に等間隔で一体形成されてなる。

従来、上記のようなインペラ構造部材の鍛造用
型としては、第４図に示すようなものが用いられ
ていた。即ち、厚肉円筒状体６０の底部内面に、
内周全体にわたり軸心に向かつて突出した基部形
成用突部６１を一体に有し、かつこの突部６１を
軸方向に縦断する状態にスリツト状のフイン形成
用成形間〓６２が内周方向に間隔的に設けられた
型が使用されていた。

発明が解決しようとする課題 ところが、上記の型では、鋳造時のフイン形成
用成形間〓６２への素材の流れ込み圧力差によつ
て該成形間〓６２の各幅に広挟を生じ、このため
得られたインペラ構成部材の各フインに肉厚のバ
ラツキを生じるものであつた。従つて、インペラ
構成部材の軽量化のために要求されるフイン１０
２の薄肉化を図るには、従来では、成形間〓６２
をある程度大きく設定して厚肉のフインを形成せ
しめたのち、切削によりフインを肉薄にする方法
をとらざるを得なかつた。しかし、これでは工数
も増加し、生産性が良くないという欠点があつ
た。

この発明は、かかる欠点を解消するためになさ
れたものであつて、鍛造後の切削工程を必要とす
ることなく、直接的に肉厚１mm程度の超薄肉フイ
ンを有するインペラ構成部材等の鍛造品の製造を
可能とする鍛造型の提供を目的とし、さらにはこ
の型を用いた鍛造品の製作提供を目的とするもの
である。

課題を解決するための手段 上記目的において、この発明に係る型１は、図
面の符号を参照して示せば、円板状基部１００の
片面に半径方向の薄肉フイン１０２を円周方向に
おいて間隔的に有する鍛造品Ｘの製造用型であつ
て、円筒状の焼嵌めリング２と該リングに焼嵌め
によつて嵌合された円筒状の型本体３とからな
り、該型本体３はその底部内面に内周全体にわた
り軸心に向かつて突出した基部形成用凸部３１を
一体に有し、かつ該基部形成用凸部にはこれを軸
方向に縦断するフイン形成用成形間〓３２が内周
方向に間隔的に形成されてなることを特徴とする
ものである。さらにこの発明に係る製造方法は、
円板状基部１００の片面に半径方向の薄肉フイン
１０２を円周方向において間隔的に有する鍛造品
Ｘを型１を用いて製造する方法であつて、該型は
円筒状の焼嵌めリング２と該リングに焼嵌めによ
つて嵌合された円筒状の型本体３とからなり、該
型本体はその底部内面に内周全体にわたり軸心に
向かつて突出した基部形成用凸部３１を一体に有
し、かつ該基部形成用凸部にはこれを軸方向に縦
断するフイン形成用成形間〓３２が内周方向にお
いて間隔的に形成されており、該型の前記基部形
成用凸部３１の上方から素材を加圧成形すること
を特徴とするものである。

作 用 第１図及び第２図に示すように、鍛造は型１の
基部形成用凸部３１の上端面に素材Ａを配置した
のち、一般的にはこれを鍛造型ポンチ４により下
方に型打ちして行う。この型打ちにより素材Ａの
一部が成形間〓３２及び成形凹部３３に流れ込
み、第３図に示すようなフイン付き鍛造品Ｘに成
形される。この鍛造時において、成形間〓３２へ
流れ込む素材Ｂの圧力差は各成形間〓の幅に広狭
を生ぜしめんとするが、型本体３がその周囲にお
いて焼嵌めリング２から受ける軸心方向への均一
な圧力が、前記素材Ａの流れ込み圧力差を抑制し
て焼成形間〓をほぼ一定に維持せしめるべく作用
するものと推測される。従つて、成形間〓の幅を
極小に設定しても鍛造工程を通してこれが一定に
維持され、得られるフイン１０２は結果的に肉厚
一定の超薄肉となる。

実施例 次にこの発明の実施例を、図面を参照しつつ説
明する。

この実施例は、第３図に示す鍛造品としてのア
ルミニウム製ターボチヤージヤー用インペラ構成
部材Ｘを製作する場合について説明するものであ
り、このインペラ構成部材Ｘは、円板状基部１０
０の片面中央部に筒部１０１が一体形成され、か
つ基部１００の周縁部から筒部１０１へと基部を
半径方向に横断する状態に設けられた湾曲フイン
１０２が基部１００の円周方向に等間隔で一体形
成されてなるものである。

第１図及び第２図において、１はこの発明に係
る型であり、この型１は円筒状の焼嵌めリング２
と、該リング内に焼嵌めにより嵌合された円筒状
の型本体３とからなる。これら焼嵌めリング２及
び型本体３は、いずれも鍛造用型鋼により形成さ
れたものである。そして、型本体３はその底部内
面に、内周の全体にわたり軸心に向かつて所定流
さ突出した基部形成用凸部３１を一体に有してい
る。また、この基部形成用凸部３１には、これを
軸方向に完全に縦断する複数のスリツト状フイン
形成用成形間〓３２が内周方向において等分配置
にかつ半径方向に湾曲して設けられている。これ
らのフイン形成用成形間〓３２は焼嵌めリング２
を型本体３へ焼嵌めした後にワイヤーカツトまた
は電極による放電加工を施すことにより成形され
たものである。このように焼嵌め後にフイン形成
用成形間〓３２を加工成形するのは、該成形間〓
を加工したのち焼嵌めリング２を焼嵌めすると、
成形間〓の幅が不均一となつて寸法どおりの適正
な成形間〓幅が得られず、ひいてはフインの肉厚
不良の原因となるおそれが高いからである。さら
に基部形成用凸部３１には、隣接するフイン形成
用成形間〓３２，３２間の中央部において、該凸
部３１を軸方向に貫通するノツクピン挿入孔３４
が設けられている。

次に、上記構成の鍛造用型を用いて、第３図に
示すインペラ構成部材Ｘを製造する方法について
説明する。

まず、別途用意したドーナツ状のアルミニウム
素材Ａを型内方の基部形成用凸部３１の上端面に
載置する。なお素材Ａはメタルフローによつては
形状の異なるものを用いる。

一方、型１の下方には鍛造品取出し用の突上げ
装置５を配置しておく。ここに、突上げ装置５は
上面周端部に上方突出状の複数のノツクピン５１
を等分の環状配置に有している。これらのノツク
ピン５１の長さは前記型本体３の基部形成用凸部
３１の軸方向の長さの２倍程度の長さに設定され
るとともに、各ノツクピン５１の立設位置は前記
ノツクピン挿入孔３４の各位置に対応し、かつそ
の外径はノツクピン挿入孔の内径とほぼ同じかわ
ずかに小に設定されている。さらに、突上げ装置
５は上面中央部にこれも上方突出状の径大のノツ
クピン５２を有している。この中央ノツクピン５
２の外径は、前記基部形成用凸部３１の内側に形
成された成形凹部３３の内径とほぼ同じかわずか
に小に設定されている。そして突上げ装置５は周
囲のノツクピン５１を型本体の対応するノツクピ
ン挿入孔３４に下方から上下動可能な状態に挿入
され、かつ各ノツクピン５１の上端が基部形成用
凸部３１の上面に合致した位置で固定されてい
る。この状態で、突上げ装置５の中央ノツクピン
５２の上端は、基部形成用凸部３１の下端面とほ
ぼ同じかこれよりもわずかに上方に突出した高さ
に位置するものとなされている。

上記のような状態のものに、型１の上方に位置
する鍛造型ポンチ４を下降させて素材Ａを型打ち
する。ここに、鍛造型ポンチ４は、インペラ構成
部材Ｘの裏面にノツクアウト用補強リブ１０３を
形成せしめるべく、下面に該リブ形状に対応した
凹溝４１を放射状配置に有する。これらの凹溝４
１はその先端寄りの部分が前記ノツクピン挿入孔
３４の上方に位置するように、換言すれば、イン
ペラ構成部材Ｘの補強リブ１０３が突上げ装置５
の周囲ノツクピン５１の上方に形成されるように
設けられている。さらに、鍛造型ポンチ４の下面
中央部には下向きに突出した棒状のインナーポン
チ４２が設けられている。かかる鍛造型ポンチ４
による型打ちによつて、素材Ａはその外側部分が
型本体３の内径一杯に拡張変形し、また内側部分
が鍛造型ポンチ４におけるインナーポンチ４２の
外径一杯に内方へ拡張変形し、素材上面はプレス
４の下面形状に沿つて変形し、かつ素材下面はフ
イン形成用成形間〓３２及び成形凹部３３に流れ
込み、これらの形状に対応して変形する。ここ
に、成形間〓３２へ流れ込む素材の圧力差は各成
形間〓幅に広狭を生ぜしめんとするが、型本体３
がその周囲において焼嵌めリング２から受ける軸
心方向への均一な圧力が、前記素材Ａの流れ込み
圧力差を抑制して各成形間〓幅をほぼ一定に維持
せしめるべく作用するものと推測される。従つ
て、結果的に各成形間〓幅はそれらに広狭を生じ
ることなく一定に確保される。

鍛造型ポンチ４による型打ちは、少なくとも成
形凹部３３に流れ込んだ素材の下端部が、下方に
位置する前記中央ノツクピン５２に当接するまで
は行う。好ましくは当接した以後も型打ちを続行
したのち、型打ちを停止してプレス４を上昇待機
させる。

次に突上げ装置５を上下方向にインジエクトさ
せて、周囲ノツクピン５１及び中央ノツクピン５
２により、型打ちされた成形品の周端部及び中央
部を下方から同時突上げし、フイン１０２及び筒
部１０１を成形間〓３２及び成形凹部３３から脱
離させて型抜きする。この両ノツクピン５１，５
２による同時突上げにより成形品は直径方向にお
いて均一な突上げ力を受ける。しかも、成形品に
は周囲ノツクピン５１による突上げ位置の裏側に
補強リブ１０３が存在しているから、成形品は円
周方向においても均一な突上げ力を受ける。従つ
て成形品はその全体において均一な突上げ力を受
け、フイン１０２表面と成形間〓３２内面との間
の摩擦力を均一に保持しつつまつすぐ上に型抜き
でき、フインの変形を確実に防止できる。従つて
基部形成用凸部３１の上下方向の長さを長く設定
して、フイン１０２の高さを高くすることが可能
となる。こうして、鍛造品としての所期するイン
ペラ構成部材Ｘを得る。ちなみに、上述の型１、
ポンチ４、突上げ装置５を用いる一体型により、
基部１０１の直径100mm、基部肉厚５mm、フイン
の肉厚0.8〜１mm、フイン高さ60mmの高さの高さ
の超薄肉フインを有するインペラ構成部材を得る
ことができた。

発明の効果 この発明は上述の次第で、型を一体物で構成せ
ず、型本体を焼嵌めによつて焼嵌めリングに嵌合
したから、フイン形成用成形間〓の幅に広狭を生
じることがなく、鍛造工程を通して成形間〓幅を
一定に維持することができる。即ち、成形間〓幅
を極小に設定してもこの幅を確実に維持できるか
ら、この型を用いることにより、超薄肉のフイン
を有する鍛造品の確実な提供が可能となる。ま
た、成形間〓部分が破損したような場合にも型本
体を取替えるのみで良く、全体を取替える場合の
材料の無駄を回避でき経費節減を図りうるという
効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る型と鍛造プレスと突上
げ装置とを、型を断面にした状態で示す斜視図、
第２図は鍛造途中の状態を示す縦断面図、第３図
はこの発明によつて製造した鍛造品としてのイン
ペラ構成部材の斜視図、第４図は従来の型の断面
斜視図である。 １……型、２……焼嵌めリング、３……型本
体、３１……基部形成用凸部、３２……フイン形
成用成形間〓、Ａ……素材、Ｘ……インペラ構成
部材（鍛造品）、１００……基部、１０２……フ
イン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円板状基部の片面に半径方向の薄肉フインを
   円周方向に間隔的に有する鍛造品の製造用型であ
   つて、円筒状の焼嵌めリングと該リングに焼嵌め
   によつて嵌合された円筒状の型本体とからなり、
   該型本体はその底部内面に内周全体にわたり軸心
   に向かつて突出した基部形成用凸部を一体に有
   し、かつ該基部形成用凸部にはこれを軸方向に縦
   断するスリツト状のフイン形成用成形間〓が内周
   方向に間隔的に形成されてなることを特徴とす
   る、超薄肉フインを有する鍛造品の製造用型。 ２ 円板状基部の片面に半径方向の薄肉フインを
   円周方向に間隔的に有する鍛造品を型を用いて製
   造する方法であつて、該型は円筒状の焼嵌めリン
   グと該リングに焼嵌めによつて嵌合された円筒状
   の型本体とからなり、該型本体はその底部内面に
   内周全体にわたり軸心に向かつて突出した基部形
   成用凸部を一体に有し、かつ該基部形成用凸部に
   はこれを軸方向に縦断するスリツト状のフイン形
   成用成形間〓が内周方向に間隔的に形成されてお
   り、該型の前記基部形成用凸部の上方から素材を
   加圧成形することを特徴とする、超薄肉フインを
   有する鍛造品の製造方法。