JPH0723077Y2 - アルミ合金スクロール用の鍛造金型 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、コンプレッサ部品として使用するアルミ合金
スクロール用の鍛造金型に関する。

〔従来の技術〕

周知のように、アルミ合金からなるスクロールは、例え
ば自動車や家庭用クーラ等のコンプレッサ用部品として
多用されている。ところで、初期段階においては鍛造ス
クロールが用いられていたが、最近では信頼性が優れて
いるという理由から次第に鍛造スクロールに変わりつつ
ある。

このようなスクロールを鍛造する鍛造金型は、その構成
説明図（鍛造時の状態を示す）の第５図に示すように、
その軸部を鍛造成形する軸部鍛造室（21a）を有する上
金型（21）と、この上金型（21）の下側に配設され、ス
クロールのフランジ部とスパイラル渦巻き部とを鍛造成
形するフランジ・リブ部鍛造室（22a）を有する下金型
（22）とからなる他、鍛造室の外周には素材を鍛造して
スクロールを製造するに際して生じるバリが侵入するバ
リ室（24）を有してなる構成になっている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、鍛造スクロールは鍛造に係る下記の如き
解決すべき課題を持っている。

つまり、鍛造スクロールの形状を勘案して、スクロール
のインボリュート渦巻き部側を下側にすることにより、
鍛造終了後に上金型を上昇させたときに下金型側に鍛造
スクロールを残して、その取出しを容易にすべく配慮し
てはいるが、重要部位であるインボリュート渦巻き部側
が下向きであるが故に、鍛造スクロールを下金型から外
すためにこの鍛造スクロールを押上げる押圧体としての
ノックアウト機構を設けることができない。

そのために、鍛造作業性の向上、つまり機械化や自動化
による鍛造スクロールの生産性の向上を望めない状況に
ある。

また、スクロールの鍛造に供する素材の材質はAl-Si系
の合金であって、これはアルミ合金の中では鍛造性（流
動性）が劣るものである。

このように、鍛造性が劣る材質をスクロール用素材とし
て使用せざるを得ない理由は、Al合金中最も耐磨耗性に
優れており、かつ高強度（高疲労強度）（一般的には、
36kg/mm²の引張強度が必要であるといわれている）のた
めである。

従って、素材の鍛造性が劣るので、鍛造金型では５°程
度（通常は３°程度）の大きな抜勾配をつけると共に、
例えば外系φ100mmのスクロールのインボリュート渦巻
き部の先端の厚さを6mmにもしなければならないのに加
えて、インボリュート渦巻き部の高さが高いために、は
み出すバリの量が極めて多いので、歩留りの低下を来
し、材料費のコストアップの要因になっている。

従って、本考案は鍛造作業性の向上と素材の歩留りの向
上とを可能ならしめるアルミ合金スクロール用の鍛造金
型の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は上記した課題を解決するためになされたもので
あって、 従って、本考案の第１考案に係るアルミ合金スクロール
用の鍛造金型の構成は、昇降自在に支持される上金型と
固定される下金型とからなるアルミ合金スクロール用の
鍛造金型において、前記上金型にスパイラル渦巻き部を
成形するリブ部鍛造室を設け、下金型に軸部を成形する
軸部鍛造室を有する内金型を内設し、内壁に溝が設けら
れ、前記内金型の上面とによりフランジ部を成形するフ
ランジ部鍛造室を設け、下部に設けた貫通孔に前記内金
型の下面を押圧する押圧体を昇降自在に挿通したことを
特徴とする。

また、本考案の第２考案に係るアルミ合金スクロール用
の鍛造金型の構成は、第１考案に係るアルミ合金スクロ
ール用の鍛造金型において、上金型と下金型との外周付
近の相対する面が密接したとき、該密接面と鍛造室との
間の相対する面の間隔を0.2mm以下としたことを特徴と
する。

〔作用〕

本考案の第１考案に係るアルミ合金スクロール用の鍛造
金型によれば、鍛造されたスクロールのフランジ部の外
周には溝に嵌まり込む鉢巻き状の余肉部が成形されるの
で、上金型を上昇させると鍛造スクロールが下金型側に
残って上金型だけが上昇し、次いで押圧体を上昇させて
内金型の下面を押上げると余肉部が剪断されて、鍛造ス
クロールが下金型から外れる。

一方、本考案の第２考案に係るアルミ合金スクロール用
の鍛造金型によれば、第１考案の作用に加えて、密接面
と鍛造室との間の相対する面の間隔が0.2mm以下になる
ように設定されているので、バリのはみ出し量は少なく
なる。

〔実施例〕

本考案の一実施例を、その断面構成説明図の第１図と、
第１図のII部拡大図の第２図と、鍛造したスクロールの
構成説明図の第３図及び第４図とを参照しながら以下に
説明する。

先ず、スクロール（10）は、第３図及び第４図とに示す
ように、スパイラル渦巻き部（11）と、これの一端面側
を支持する略円板状のフランジ部（12）と、このフラン
ジ部（12）の前記スパイラル渦巻き部（11）の反対側の
面の径方向の中心線に合致する中心線を有する軸部（1
3）とからなる周知の構成になっている。

上記構成になる鍛造製品であるスクロール（10）を鍛造
するのに下記構成になる上金型と下金型とからなる鍛造
金型を用いた。

上記鍛造金型の詳細は、第１図に示すように、符号
（１）はスクロール（10）のスパイラル渦巻き部（11）
を鍛造成形するリブ部鍛造室（1a）を有する上金型であ
り、この上金型（１）の下側にはスクロールの軸部（1
3）を鍛造成形する軸鍛造室（3a）を備えると共に、そ
の下部をノックアウト用ロッド（５）で押圧することに
より上下に動く内金型（３）が内設されている。

さらに、この内金型（３）上面とによりスクロール（1
0）のフランジ部（12）を鍛造成形するフランジ部鍛造
室（2a）が画成される下金型（２）が配設されている。

一方、前記上金型（１）の外周付近には突部（1b）が設
けられ、また下金型（２）の外周付近には前記突部（1
b）の高さよりもその深さが0.2mmだけ深く、かつ上金型
（１）の突部（1b）が離合自在に嵌合されるインロー部
（2b）が設けられている。

つまり、スクロール（10）を鍛造するに際しては、これ
ら両金型（１）、（２）の鍛造室側を互いに合わせて押
圧すると、上記構成になるスクロール（10）が鍛造され
るが、上金型（１）の突部（1b）の外周側と下金型
（２）のインロー部（2b）の外周側との相対する面が当
接するので、鍛造に際して生じるバリが侵入するための
バリ室（４）が前記突部（1b）の先端面とインロー部
（2b）の底面との間に画成されることとなる。

さらに、前記下金型（２）のフランジ部鍛造室（2a）に
おいて、フランジ部（12）の端面を形成させる内壁に、
第２図に示すように、深さ0.2〜0.5mm、幅２〜5mmの溝
（2c）が周設されている。

この溝（2c）によってフランジ部（12）の外周にこの溝
（2c）に対応した形状の鉢巻き状の余肉部が形成され
る。従って、鍛造後の製品としてのスクロールを取出す
ときには上金型（１）が上昇されるが、この上金型
（１）の上昇に際して鍛造されたスクロールが上金型
（１）から抜けず、この上金型（１）と共に上昇するの
が防止される。次いで、上金型（１）を昇降させた後に
ノックアウト用ロッド（５）を上方に押上げると、その
押上げ力によって前記溝（2c）により形成された鉢巻き
状の余肉部が剪断され、下金型（２）から鍛造スクロー
ルが外れることとなる。

ところで、上記余肉部の形状は特に鉢巻き状である必要
がない。つまり、上金型（１）の上昇に際して剪断され
ない強度があれば良く、故に所定間隔で凸所が形成され
る構成であっても支障が生じるようなことはない。換言
すれば、溝（2c）とノックアウト用ロッド（５）とによ
り上金型（１）の上昇と鍛造スクロール取出しとの機械
化が可能になり、鍛造作業能率が大幅に向上することを
確認した。

即ち、上記構成になる鍛造金型を用いて、第３図と第４
図とに示す構成のスクロール（10）を鍛造したが、例え
ば従来では1.5分／個であったが、これにより1.0分／個
となり、鍛造所要時間はスクロール１個当たり30秒間短
縮された。

また、バリ室（４）にはこのバリ室（４）の厚さを2mm
以下にしたこともあってバリが殆ど発生せず、その歩留
りの向上は30％にも及んだ。

因みに、機械加工前のバリの重量を含む一次製品である
鍛造スクロールの全重量は、従来では平均2.6kgであっ
たのに対して、平均2.0kgとなり、その重量は極めて軽
量化されたことが良く理解される。なお、この場合には
素材の容積が極めて重要になるが、何回かの鍛造試験に
より、過不足のない好ましい素材の容積を設定し得る。

また、上記したようにはみ出すバリ量が極めて少ないの
で、鍛造に用いるプレスの動力の減少に伴う所要電力の
削減があるのに加えて、プレスの稼働に伴う補修費の削
減にも大いに寄与するという他の経済効果も派生してき
た。

〔考案の効果〕

以上詳述したように、本考案の第１考案によれば、鍛造
されたスクロールのフランジ部の外周には溝に嵌まり込
む鉢巻き状の余肉部が成形され、上金型を上昇させると
上金型だけが上昇し、次いで押圧体を上昇させて内金型
の下面を押上げると余肉部が剪断されるので、鍛造工程
を機械化し得る結果その生産性が向上する。

一方、本考案の第１考案によれば、第１考案の効果に加
えて、造製品両金型の鍛造室の外側の両金型の合わせ面
の間隔を0.2mm以下にしているので、従来の鍛造金型の
ようにバリの量が多くなく、素材の歩留りの向上が可能
になる。

故に、第１考案及び第２考案によれば、鍛造作業性の向
上に対し、また素材の歩留りの向上に対して極めて多大
な効果を期待することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本考案の実施例に係り、第１図は実
施例になる鍛造金型の断面構成説明図、第２図は第１図
のII部拡大図、第３図及び第４図は鍛造したスクロール
の構成説明図、第５図は従来の鍛造金型の構成説明図で
ある。 （１）……上金型、（1a）……リブ部鍛造室、（1b）…
…上金型の突部、（２）……下金型、（2a）……フラン
ジ部鍛造室、（2b）……下金型のインロー部、（2c）…
…溝、（３）……内金型、（3a）……軸部鍛造室、
（４）……バリ室、（５）……ノックアウト用ロッド、
（10）……スクロール、（11）……スパイラル渦巻き
部、（12）……フランジ部、（13）……軸部。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】昇降自在に支持される上金型と固定される
   下金型とからなるアルミ合金スクロール用の鍛造金型に
   おいて、前記上金型にスパイラル渦巻き部を成形するリ
   ブ部鍛造室を設け、下金型に軸部を成形する軸部鍛造室
   を有する内金型を内設し、内壁に溝が設けられ、前記内
   金型の上面とによりフランジ部を成形するフランジ部鍛
   造室を設け、下部に設けた貫通孔に前記内金型の下面を
   押圧する押圧体を昇降自在に挿通したことを特徴とする
   アルミ合金スクロール用の鍛造金型。
2. 【請求項２】上記上金型と下金型との外周付近の相対す
   る面が密接したとき、該密接面と鍛造室との間の相対す
   る面の間隔を0.2mm以下としたことを特徴とする実用新
   案登録請求項第１記載のアルミ合金スクロール用の鍛造
   金型。