JPH0528534U - 型鍛造用の金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノックアウトピンを装着する型鍛造用の金型
において、型鍛造時にノックアウトピンに負荷される荷
重を、従来技術のように中間金型等に担持させずに、金
型本体に直接的に、かつ負荷方向を分散させて伝えて担
持させ、金型の耐用寿命を向上させると共に、中間金型
等を不要として金型構造の簡易化を図る。 【構成】 金型(2) に装着するノックアウトピン(3)
を、棒状の基桿部(3a)と、この基桿部(3a)よりも大径の
円盤状とし、その端面を金型(2) のインプレッション
(2) の一部をなす形状に形成すると共に、裏面側を金型
(2) に当接する受圧面に形成した受圧頭部(3a)とを有し
てなるものとし、型鍛造時に負荷される荷重を、その受
圧頭部(3a)を介して当該金型(2) 本体に直接的に伝えて
支持させる。また、受圧面となるノックアウトピン(3)
の受圧頭部(3a)裏面を５度〜３５度の傾斜角度αをもつ
傾斜面に形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、型鍛造用の金型に関し、特に、プレス型鍛造用の金型等のように、 製品を取り出すためのノックアウトピンを装着した金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】

プレス型鍛造等に用いられる金型には、通常、製品を取り出すためのノックア ウトピンが装着される。また、これら金型に装着されるノックアウトピンは、製 品を取り出す際に金型外に配された駆動手段（通常プレス等の鍛造装置が備える ノッキング機構）にて作動させられるため、当該金型のインプレッションと外部 との間を貫通して配され、その内端面がインプレッションの一部をなすと共に、 型鍛造時に負荷される荷重の一部を担持することになる。

【０００３】 しかし、ノックアウトピンに負荷される荷重を、ノッキング機構等に直接に伝 えて担持させる場合、これらノッキング機構等の装置構造を強化する必要が生じ 、引いては用いる鍛造装置の大型化を招くことになるので、これを避けるため、 従来においては、〔図２〕に示すように、ノックアウトピンに負荷される荷重を 、当該金型に連ねて配したシャンクや中間金型等に担持させる構成が、最も一般 的に採用されている。

【０００４】 〔図２〕は、従来の型鍛造用の金型の代表例を示す断面図である。同図に示す 金型では、下金型(22)に装着されるノックアウトピン(23)の主桿部(23a) の下端 に、その主桿部(23a) より大径とした受圧部(23b) を設け、型鍛造時に負荷され る荷重を、その受圧部(23b) を介して、当該下金型(22)に連ねて配した中間金型 (24)に担持させる構成とされている。

【０００５】 なお、〔図２〕の (a)図は、上金型(21)の圧下にて被成形材Ｍを加圧成形して いる状態を示し、このとき、ノックアウトピン(23)に負荷された荷重は、全て受 圧部(23b) を介して中間金型(24)に担持され、当該ノックアウトピン(23)を作動 させるためのノッキングバー(25)に対しては伝わらない。また、 (b)図は、加圧 成形された被成形材Ｍを取り出している状態を示し、このとき、ノックアウトピ ン(23)は、ノッキングバー(25)の作動によって上昇させられ、被成形材Ｍを下金 型(22)のインプレッション(22a) 内から押し出す。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の金型では、下金型(22)と中間金型(24)との間に、ノ ックアウトピン(23)の拡径された受圧部(23b) を上下動させるための作動空間Ｓ を設けることが必須であり、このことに起因する種々の問題点が派生する。

【０００７】 すなわち、ノックアウトピン(23)を装着する下金型(22)が、中間金型(24)との 二重構造となるに加え、その中間に作動空間Ｓを設けるため、その構造が複雑に なると共に、金型強度が低下する。

【０００８】 しかも、下金型(22)のインプレッション(22a) を深く設ける場合、このインプ レッション(22a) 内から被成形材Ｍを押し出すためのストロークが大きくなり、 ノックアウトピン(23)の受圧部(23b) を上下動させるための作動空間Ｓの高さも 高くすることが必要になるため、設計強度上で必要とされる下金型(22)の厚さだ けでなく、中間金型(24)の厚さも厚くすることを強いられる。その結果、両者の 合計高さを大きくしなければならなり、コスト面だけでなく、その配置スペース の確保等の問題も引き起こす。

【０００９】 一方、ノックアウトピン(23)に負荷される荷重は、下金型(22)のインプレッシ ョン(22a) の一部をなす主桿部(23a) 上端面の面積に比例するので、その荷重を 中間金型(24)に伝える受圧部(23b) の大きさは主桿部(23a) の径と比例関係のも とで設定されることになる。従って、その作動空間Ｓの断面積を小さくするには 、ノックアウトピン(23)の主桿部(23a) 径を小さくすれば良いのであるが、上記 のように、被成形材Ｍを押し出すに要するストロークが大きな場合には、主桿部 (23a) の径を小さくすると、型鍛造時に負荷される荷重によって曲がりや挫屈が 生じ易くなり、操業中において被成形材Ｍの取り出しが不能となり、不時の操業 中断を招く恐れがある。

【００１０】 また、ノックアウトピン(23)の上昇限は、作動空間Ｓの高さに制約されるので 、予め作動空間Ｓの高さに余裕をもたせておかない限り、ハンドリング等の都合 で中途変更したくても対応できないという不便もある。

【００１１】 本考案は、上記従来技術の問題点を解消すべくなされたものであって、型鍛造 時にノックアウトピンに負荷される荷重を直接的に金型本体に担持させることが でき、中間金型等の補助的部材や特別の作動空間等を不要として、被成形材のイ ンプレッション内からの押し出し量の調整が容易であり、しかも耐用寿命の向上 をも図ることのできる型鍛造用の金型の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案は以下の構成とされている。すなわち、 本考案に係る型鍛造用の金型は、製品を取り出すためのノックアウトピンを装着 してなる型鍛造用の金型において、棒状の基桿部と、この基桿部よりも大径とさ れ、端面を金型のインプレッションの一部をなす形状に形成されると共に、裏側 面を金型に当接する受圧面に形成された受圧頭部とを有してなるノックアウトピ ンを、このノックアウトピンに対応する形状に設けた嵌入穴に装着してなること を特徴とするものである。

【００１３】 請求項２の考案に係る型鍛造用の金型は、上記ノックアウトピンの受圧頭部の 受圧面が、外周端部から中心部に向け連続して反端面方向に突出して傾斜する傾 斜面に形成され、かつ、その傾斜角度が５度〜３５度とされてなるものである。

【００１４】

【作用】

本考案の金型では、棒状の基桿部と、この基桿部よりも大径とされ、端面を金 型のインプレッションの一部をなす形状に形成されると共に、裏側面を金型に当 接する受圧面に形成された受圧頭部とを有してなるノックアウトピンを、このノ ックアウトピンに対応する形状に設けた嵌入穴に装着するので、型鍛造時にノッ クアウトピンに負荷される荷重を、その受圧頭部を介して直接的に金型本体に担 持させることができ、従来の金型のように、この荷重を担持させるための中間金 型等を当該金型に連ねて設ける必要がない。また、金型のインプレッション内に 向けての移動量に特別の制約を受けないので、その基桿部の端部からのノッキン グ量を適宜に調整することで、被成形材のインプレッション内からの押し出し量 を容易に変更・調整できる。

【００１５】 また、請求項２の金型では、上記ノックアウトピンの受圧頭部の受圧面を、外 周端部から中心部に向け連続して反端面方向に突出して傾斜し、かつその傾斜角 度を５度〜３５度とする傾斜面に形成するので、型鍛造時にノックアウトピンに 負荷される荷重を、垂直１方向のみでなく傾斜面を介する分力として外周方向へ も適宜に分散させて金型本体に担持させることができ、これにより金型本体に応 力集中部が形成されることを防いで、その耐用寿命を向上させることができる。 ここで、その傾斜角度を５度〜３５度の範囲に限定した理由は、５度未満の傾 斜角度では、外周方向への分力が小さくて荷重を効果的に分散することができず 、一方、３５度を超える傾斜角度では、外周方向への分力が大きくなり過ぎて、 すなわちノックアウトピンの受圧頭部があたかも楔のように作用して、かえって 金型の耐用寿命を低下させるからである。

【００１６】

【実施例】

以下に、本考案に係る型鍛造用の金型の実施例を図面を参照して説明する。

【００１７】 〔図１〕は本考案の１実施例の金型を示す断面図であって、 (a)図は加圧成形 中の状態を示す断面図、 (b)図は (a)図のイ部拡大断面図、 (c)図は被成形材の 取り出し中の状態を示す断面図である。

【００１８】 〔図１〕の (a)図において、(1) は上金型、(2) は下金型であって、これら上 ・下金型(1),(2) は、所定のインプレッション(1a),(2a) を備え、ここでは図示 を省略した鍛造装置の加圧部に配置されている。また、下金型(2) には、そのイ ンプレッション(2a)と下面の間を上下方向に貫通する基桿孔部(4b)の上端部に円 環状の受圧用拡径部(4a)を形成したピン嵌入穴(4) が設けられている。

【００１９】 (3) はノックアウトピンであって、このノックアウトピン(3) は、棒状の基桿 部(3a)と、この基桿部(3a)よりも大径の円盤状に形成された受圧頭部(3b)とを有 してなり、下金型(2) のピン嵌入穴(4) 内に上下動可能に挿入されている。 また、このノックアウトピン(3) の受圧頭部(3b)は、その上端面を下金型(2) のインプレッション(2a)の一部をなす形状に形成されると共に、裏側面を下金型 (2) に設けられたピン嵌入穴(4) の受圧用拡径部(4a)の内面に当接し、型鍛造時 に負荷される荷重を下金型(2) に伝える受圧面に形成されている。

【００２０】 ここで、受圧面となるノックアウトピン(3) の受圧頭部(3b)裏面は、(b) 図に 示すように、外周端部から中心部に向け連続して下方に突出し、後述する傾斜角 度αでもって傾斜する傾斜面に形成されると共に、その受圧頭部(3b)の外周下端 縁のコーナ部には、後述する半径ｒのコーナＲが付されている。 一方、ノックアウトピン(3) が嵌入するピン嵌入穴(4) の受圧用拡径部(4a)の 内底面にも、このノックアウトピン(3) の受圧頭部(3b)と同じ傾斜角度αでもっ て傾斜する傾斜面に形成されると共に、受圧用拡径部(4a)の外周下端のコーナ部 にも、同じ半径ｒのコーナＲが付されている。

【００２１】 (5) はノッキングバーであって、このノッキングバー(5) は、ここでは図示を 省略した鍛造装置が備えるノッキング機構の出力端部であって、下方から下金型 (2) のピン嵌入穴(4) 内に進退し、その作動によりノックアウトピン(3) を上下 動させる。

【００２２】 上記構成の本実施例の金型を用いる型鍛造では、〔図１〕の (a)図に示すよう に、上金型(1) の圧下により被成形材Ｍを加圧成形するのであるが、その加圧成 形の際にノックアウトピン(3) に負荷された荷重は、このノックアウトピン(3) の受圧頭部(3b)を介して下金型(2) に伝えられ、その全てが当該下金型(2) 本体 に担持される。

【００２３】 従って、このノックアウトピン(3) の基桿部(3a)に加圧成形時の荷重を負荷さ せる必要がなく、また、このノックアウトピン(3) を作動させるためのノッキン グバー(5) に対してもその荷重が及ぶことも抑止できる。また、加圧成形された 被成形材Ｍを取り出す際には、 (c)図に示すように、ノッキングバー(5) の作動 によってノックアウトピン(3) を上昇させ、被成形材Ｍを下金型(2) のインプレ ッション(2a)内から任意の高さでもって押し出すことができる。

【００２４】 このように、本実施例の金型では、型鍛造時にノックアウトピン(3) に負荷さ れた荷重を、下金型(2) の受圧用拡径部(4a)の内底面に受圧させるのであるが、 その受圧用拡径部(4a)の内底面は、中心部に荷重を担持しない基桿孔部(4b)が存 在する環状面となる。このため、その受圧用拡径部(4a)の環状の内底面を単純に 平面に形成して荷重を垂直１方向のみに受圧させる場合、この環状の内底面の下 方に大きな応力が負荷されて金型材料が中心部の基桿孔部(4b)の方向に流されて 変形し、ノックアウトピン(3) を上下動不能にしたり、更には、その応力集中部 となる受圧用拡径部(4a)の外周下端のコーナ部を起点とする亀裂・破壊が生じて 金型の耐用寿命を低下させることがある。

【００２５】 そこで、本実施例の金型においては、抑制受圧面となるノックアウトピン(3) の受圧頭部(3b)裏面と、ピン嵌入穴(4) の受圧用拡径部(4a)内底面とを傾斜面に 形成し、型鍛造時にノックアウトピン(3) に負荷される荷重を、 (c)図中の矢印 で示すように、垂直１方向のみでなく傾斜面を介する分力として外周方向へも分 散させて下金型(2) 本体に担持させる一方で、その受圧用拡径部(4a)のコーナ部 にコーナＲを付して応力集中を緩和し、これにより金型の強度および耐用寿命を 向上させることを図った。 そして、この観点のもとで、金型の強度および耐用寿命を向上させるに最も適 する傾斜面の傾斜角度αおよびコーナＲの半径ｒを把握すべく、次の試行例によ る調査を行った。

【００２６】 〔図１〕に示す断面形状であって径が約 300mm、高さが約 150mmの下金型(2) を有する金型について、その下金型(2) のピン嵌入穴(4) の受圧用拡径部(4a)内 底面の傾斜角度αを、 0度、 5度、15度、25度、35度、45度および60度とし、同 受圧用拡径部(4a)のコーナＲの半径ｒを、 2.0mm、 2.5mm、 4.0mmとして、計９ 通りのものを製作した。 そして、これらの金型を用い、同条件の型鍛造を繰り返して行い、それぞれの 破壊寿命を比較・評価した。

【００２７】 なお、これら金型の破壊寿命は、それぞれの受圧用拡径部(4a)のコーナ部に亀 裂が生じた時点をもってその破壊寿命とすると共に、受圧用拡径部(4a)内底面の 傾斜角度αを 0度とし、同受圧用拡径部(4a)コーナＲの半径ｒを 2.5mmとした金 型の破壊寿命を１として比較・評価した。その結果を〔表１〕に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】 〔表１〕に示すように、これら試行例による調査結果から、受圧用拡径部(4a) 内底面の傾斜角度αを 5度〜35度、望ましくは15度〜25度とする一方で、同受圧 用拡径部(4a)コーナＲの半径ｒを 2.5mm以上、望ましくは 3〜 4mm程度とすると き目的とする金型の耐用寿命の向上が達成できることを把握でき、これに基づい て本実施例の金型では、傾斜角度αを 5度〜35度の範囲内から選ばれた25度に、 またコーナＲの半径ｒを 3.0mmにそれぞれ設定した。

【００３０】 以上に述べたように、本実施例の金型では、型鍛造時にノックアウトピンに負 荷される荷重を、垂直１方向のみでなく傾斜面を介する分力として外周方向へも 適宜に分散させて金型本体に担持させ、これにより金型本体に応力集中部が形成 されることを防いで、その耐用寿命を向上させることができた。また、その荷重 がノックアウトピン(3) の基桿部(3a)には負荷されないので、その基桿部(3a)を 、ストロークに関係なく本来目的の被成形材の取り出しに要する強度を備えるだ けの小径のものとすることができ、これにより、その基桿部(3a)に対応するピン 嵌入穴(4) の基桿孔部(4b)を小さく設けて金型本体の構造強度をより高めること ができた。加えて、前述した従来の金型のように中間金型や特別の作動空間等を 設ける必要がないので、その構造を大幅に簡易なものとすることができた。

【００３１】 また、本実施例の金型では、ノックアウトピン(3) の上昇量に特別の制約を受 けないので、ハンドリング等の都合で中途変更の必要があった場合でも、ノッキ ングバー(5) の作動量を調整することで、被成形材Ｍの下金型(2) のインプレッ ション(2a)内からの押し出し量を容易に変更・調整できる。更にまた、ノックア ウトピン(3) の受圧頭部(3b)上端面の面積をやや大きくすることで、被成形材Ｍ を安定な状態に支持して押し上げることもできる。

【００３２】

【考案の効果】

以上に述べたように、本考案に係る型鍛造用の金型によれば、鍛造時にノック アウトピンに負荷される荷重を直接的に、しかも負荷方向を分散させて、金型本 体に担持させることができ、これによりその耐用寿命を長く維持できると共に、 従来技術では必要とされた中間金型等の補助的部材や特別の作動空間等を不要と して、その構造の大幅な簡易化が図れる。更には被成形材の押し出し量の変更・ 調整も容易で、実操業上におけるハンドリング条件等の変更に対する対応能力を 高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例の金型を示す断面図であっ
て、 (a)図は加圧成形中の状態を示す断面図、 (b)図は
(a)図のイ部拡大断面図、 (c)図は被成形材の取り出し
中の状態を示す断面図である。

【図２】従来の型鍛造用の金型の代表例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

(1) --上金型 (1a)--インプレッション (2) --下金型 (2a)--インプレッション (3) --ノックアウトピン (3a)--基桿部 (3b)--受圧頭部 (4) --ピン嵌入穴 (4a)--受圧用拡径部 (4b)--基桿孔部 (5) --ノッキングバー Ｍ -- 被成形材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 製品を取り出すためのノックアウトピン
   を装着してなる型鍛造用の金型において、棒状の基桿部
   と、この基桿部よりも大径とされ、端面を金型のインプ
   レッションの一部をなす形状に形成されると共に、裏側
   面を金型に当接する受圧面に形成された受圧頭部とを有
   してなるノックアウトピンを、このノックアウトピンに
   対応する形状に設けた嵌入穴に装着してなることを特徴
   とする型鍛造用の金型。
2. 【請求項２】 ノックアウトピンの受圧頭部の受圧面
   が、外周端部から中心部に向け連続して反端面方向に突
   出して傾斜する傾斜面に形成され、かつ、その傾斜角度
   が５度〜３５度とされてなる請求項１記載の型鍛造用の
   金型。