JPS5852743B2 - 溶湯鍛造型装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶湯鍛造型装置に係る。

溶湯鍛造は、通常、上部ラムとノックアウトラムとを備
えた垂直型油圧プレス機械に溶湯鍛造型を取付け、前記
上部ラムで型締めを行ない、前記ノックアウトラムで溶
湯加圧を行なうようにしている。

この種の油圧プレス機械は一般に上部ラムの出力が１５
００）ン位ならノックアウトラムの出力は１５０トン位
で、ノックアウトラム出力は上部ラム出力の大体１７１
０位であり、そのため使用するプレス機械が決まると、
溶湯型を設計するに際し、型締め力と溶湯加圧力との比
が決まっていることになり、型設計上制約を受け、好ま
しくない。

その上、通常ノックアウトラムはプレス機械のプレステ
ーブルについており、そのため型構造もこれによって制
約を受ける。

従って、溶湯鍛造型は、従来一般にはプレステーブル上
に取付けられる下型に溶湯貯容キャビティを設けると共
に、該溶湯貯容キャビティ内にこれの底面を兼ねた加圧
プランジャを配置し、該加圧プランジャをノックアウト
ラムによって前記溶湯貯容キャビティ内を上昇させるこ
とにより、該キャビティ内の溶湯を、下型と上部ラムに
取付けられた上型とで郭定された型キヤビテイ内に充填
するよう構成されている。

しかし、かかる溶湯鍛造型によれは、上型を下型から上
昇させて離型させた状態で溶湯貯容キャビティ内に溶湯
を注入しなければならず、そのため注湯から溶湯加圧ま
での時間が長く、溶湯の温度降下が大きく、溶湯表面に
酸化物が出易くなり、又この溶湯表面の酸化物が先ず最
初に型キャビティに充填されるので溶湯鍛造製品の品質
を低下させている。

これに対し、本願出願人と同一の出願人は、特願昭５１
−１１００９号に於て、溶湯貯容キャビティを上型に構
成すると共に加圧プランジャを上型に組み込み、型締め
後注湯を行えるように構成された溶湯鍛造装置を提案し
た。

かかる溶湯鍛造装置は、詳細には、少くとも上型と下型
を含み該両型により型キャビティを郭定する鍛造型を有
し、前記上型はこれを上下に貫通しその下部側にて前記
型キャビティに連通ずる溶湯貯容キャビティを備え、前
記下型は前記溶湯貯容キャビティに対応する位置にて該
下型の上面に開口する案内孔を備え、前記溶湯貯容キャ
ビティの上方部には該溶湯貯容キャビティ内に嵌挿可能
なカロ圧プランジャが上下移動自在に配置され、前記案
内孔内には前記上型の下面に選択的に接触して前記溶湯
貯容キャビティと型キャビティとの連通遮断を行なうカ
ウンタコアが上下移動自在に配置されている。

かかる溶湯鍛造装置によれは、従来の溶湯鍛造型に於け
る上述の如き不具合並びに欠点は解消されるが、上型は
プレス機械の上部ラムに取付けられ、下型はプレステー
ブルに取付けられ、加圧プランジャはノックアウトラム
に連結されるため、前記上部ラムに溶湯加圧プランジャ
を駆動するもう一つの油圧シリンダーピストン装置を設
けなければならず、謂ゆる複動プレス機械としなければ
ならない。

そのためプレス機械が複雑且高価なものとなり、又その
シーケンス制御系が複雑なものとなるという不具合を含
んでいる。

又既存の油圧式プレス機械を用いて溶湯鍛造を行なおう
とすると、それらの油圧式プレス機械は溶湯鍛造用に設
計されていないため、仕様上無駄が多い。

本発明は、プレス機械を溶湯鍛造用に改造することなく
既存のプレス機械を良好に溶湯鍛造用に使用できるよう
加圧プランジャの駆動機構を改良した新規な溶湯鍛造型
装置を提供することを目的としている。

かかる目的は、本発明によれは、少くとも上型と下型を
含み該両型により型キャビティを郭定する鍛造型を有し
、前記上型はこれを上下に貫通しその下部側にて前記型
キャビティに連通ずる溶湯貯容キャビティを備え、前記
下型は前記溶湯貯容キャビティに対応する位置にて該下
型の上面に開口する案内孔を備え、前記溶湯貯容キャビ
ティの上方部には該溶湯貯容キャビティ内に嵌挿可能な
加圧プランジャが上下移動自在に配置され、前記案内孔
内には前記上型の下面に選択的に接触して前記溶湯貯容
キャビティと型キャビティとの連通遮断を行なうカウン
タコアが上下移動自在に配置されている溶湯鍛造型装置
に於て、前記上型はプレスラムに取付けられる上型台に
担持される型締用シリンダーピストン装置により前記上
型台に対して上下動できる態様にて担持され、前記加圧
プランジャは前記上型台に担持された加圧用シリンダー
ピストン装置により担持され、前記型締用シリンダーピ
ストン装置と加圧用シリンダーピストン装置の各々のシ
リンダ室内はその各々のシリンダエンド部にて互いに連
通されている如き溶湯鍛造型装置によって達成される。

以下に添付の図を用いて本発明を実施例について詳細に
説明する。

第１図〜第５図は本発明による溶湯鍛造型装置の各作動
工程に於ける幾分解図的な断面図である。

これらの図に於て、１は上型であり、２は子骨型３と該
下回型３上を水平方向にスライドできる態様にて配置さ
れた横型４とからなる下型組立体であり、前記上型１と
子骨型３と横型４とにより型キャビティ５を郭定してい
る。

前記上型１はプレス機械の上部ラム６に取付けられた上
型台７に担持された型締用油圧シリンダ−ピストン装置
により前記上型台７に対して水平姿勢にて上下動できる
態様にて担持されている。

この場合、上型１の最降下位置は上型台７の一部に形成
されたストッパ部７１により設定されている。

前記型締用抽圧シリンダーピストン装置８の各々は、密
閉構造のシリンダ室を郭定するシリンダケース９と、前
記シリンダケース内に摺動自在に配置され前記シリンダ
室内を上部室９ａと下部室９ｂとに区分するピストン１
０及び該ピストン１０と一体に構成され前記シリンダケ
ース９より下方に突出するピストンロッド１２とを備え
、前記シリンダケース９が前記上型台７の下面に固定さ
れ、前記ピストンロッド１２がその先端部にて前記上型
台１を担持している。

上型台１は、その中央部を上下に貫通し下端開口部にて
前記型キャビティ５に連通ずる円柱状空間の溶湯貯容キ
ャビティ１３を有し、該溶湯貯容キャビティ１３にはこ
れの上端開口部付近に開口された注湯口１４から自動注
湯装置などにより溶湯が注入されるようになっていると
共に、該溶湯貯容キャビティ１３内には前記上型台７に
取付けられた加圧用油圧シリンダ−ピストン装置１５に
担持された加圧プランジャコア１６が上下動自在に嵌挿
されるようになっている。

前記加圧用油圧シリンダ−ピストン装置１５は、密閉構
造のシリンダ室を郭定するシリンダケース１７と、該シ
リンダケース１７内に摺動自在に配置され前記シリンダ
室内を上部室１８ａと下部室１８ｂとに区分するピスト
ン１９及び該ピストン１９と一体に構成され前記シリン
ダケース１７より下方に突出するピストンロッド２０と
を有し、前記シリンダケース１７が前記上型台７に固定
され、前記ピストンロッド２０がその下端部にて前記加
圧プランジャコア１６を担持している。

前記型締用油圧シリンダ−ピストン装置８の各々はその
上部室１０ａの上部シリンダエンド部に上端ポート２１
を有していると共に下部室１０ｂの下部シリンダエンド
部に下端ポート２２を有しており、この内前記上端ポー
ト２１は前記加圧用油圧シリンダ−ピストン装置１５の
上部室１８ａの上部シリンダエンド部に開口された上端
ポート２３に油路２４及び２５を経て連通され、又前記
下端ポート２２は前記加圧用油圧シリンダ−ピストン装
置１５の下部室１８ｂの下部シリンダエンド部に開口さ
れた下端ポート２６に油路２７を経て連通され、前記両
シリンダーピストン装置間に於て閉鎖された一つの油循
環系を構成している。

この油循環系、即ち型締用油圧シリンダ−、ピストン装
置８の各々のシリンダ室と加圧用油圧シリンダ−ピスト
ン装置１５のシリンダ室内及び油路２４，２５，２７内
には作動油が一杯に充填されている。

この実施例の場合、油路２４．２５にはその途中に冷却
器２８．２９が設けられており、油路２４，２５を流れ
る作動油を冷却するようになっている。

又この実施例の場合、加圧用油圧シリンダ−ピストン装
置１５は前記下型台７の下面中央部に配置され、前記型
締用油圧シリンダ−ピストン装置８の各々は前記加圧用
油圧シリンダ−ピストン装置１５の外周囲に隔置されて
いる。

また前記型締用油圧シリンダ−ピストン装置８のピスト
ン１１の受圧面積の合計と前記加圧用油圧シリンダ−ピ
ストン装置１５のピストン１９の受圧面積との比は前記
上型１の型合せ面（下面）投影面積と加圧プランジャ１
６の受圧（加圧）面積の比に等しくされていてよい。

一方前記下型組立体２の子骨型３は、下型台３０によっ
て前記上型１に対応してプレス機械のプレステーブル３
１上に固定配置されている。

子骨型３には前記溶湯貯容キャビティ１３の下端開口部
に向い開口すべくこれの中央部を上下に貫通する案内孔
３２が形成されており、該案内孔３２内にはカウンタコ
ア３３が上下移動自在に配置されている。

このカウンタコア３３は前記溶湯貯容キャビティ１３の
内径より大きく上面が前記上型１の下面（バーテンショ
ン面）に接触して前記溶湯貯容キャビティ１３の実質的
な底面を構成すると同時に上下移動することにより溶湯
貯容キャビティ１３と型キャビティ５との連通遮断を行
なうようになっている。

又前記カウンタコア３３はその下端部にて前記子骨型３
の下部側に形成された中空部内に配置された実質的に水
平姿勢のプレート３４と共に上下移動するよう構成され
ている。

前記プレート３４はこれと下型台３０との間に設けた圧
縮コイルばね３５により下方に付勢され溶湯貯容キャビ
ティ１３ち型キャビティ５とが連通される降下位置にカ
ウンタコア３３をもたらし、これに対し該プレート３４
と前記下型台３０の上面との間に選択的に介挿される可
動スペーサ要素３６により該プレート３４が前記圧縮コ
イルばね３５の作用に抗して上部位置に保持されている
ときは前記連通を遮断する上昇位置に前記カウンタコア
３３をもたらすようになっている。

可動スペーサ要素３６は圧縮コイルばね３７により前記
プレート４と下型台３０の上面との間に嵌挿される方向
に付勢されていると共に、一方の面が傾斜されている孔
３７を有し、前記上型台７より垂下されたポール３９の
先端部に担持されたローラ４０が型締完了後前記傾斜し
た面に当たりながら前記孔３８内に挿入されることによ
り該可動スペーサ要素３６は前記圧縮コイルはね３７の
作用に抗して前記プレート３４から離れる方向に移動さ
れるようになっている。

又前記下型台３０はノックアウトプレート４１を含んで
おり、該ノックアウトプレート４１は前記プレート３４
及び子骨型３を各々上下に貫通し前記型キヤビテイ５内
に突出自在なノックアウトピン４２を担持していると共
に、前記プレステーブル３１に組み込まれたノックアウ
ドラム４３に連結され、該ノックアウトラム４３により
上下移動されるようになっている。

ノックアウトプレート４１の上面は前記プレート３４の
下面に当接可能で、該プレート３４が下部位置にあると
きはこれを伴い上昇するよう構成されている。

次に前述した如き構造の溶湯鍛造型装置を用いて溶湯鍛
造を行なう場合の順序を説明する。

先ず第１図に示す如く上部ラム６により上型台７と共に
上型１を上昇させて離型した状態で型の加熱、清掃、離
型剤塗布を行ない、この後、第２図に示す如く、上部ラ
ム６により上型台７と共に上型１を降下させてこれの下
面を下型組立体２の上面に接合させ、謂ゆる型締を行な
う。

かかる型締状態のときは可動スペーサ要素３６がプレー
ト３４と下型台３０との間に介挿されプレート３４と共
にカウンタコア３３が持ち上げられてこれが前記上型１
の下面に当接し溶湯貯容キャビティ１３の下端開口部を
閉じた状態にあると共に、型締用油圧シリンダ−ピスト
ン装置８の各々のピストン１１は上型１の自重により上
型１がストッパ一部７′に当たる下限位置にまで降下し
、これに反し加圧用油圧シリンダ−ピストン装置１５の
ピストン１９は上方位置に位置され、加圧プランジャコ
ア１６を上昇位置に持ち上げている。

かかる型締状態に於て注湯口１４から注湯を注湯貯容キ
ャビティ１３内に所定量注湯し、この注湯が完了したな
らば、再び上部ラム６を降下させる。

すると、上型１は下型組立体２に当たってこれ以上の降
下が阻止されているので、上型台７が型締用油圧シリン
ダ−ピストン装置８の上部室１０ａの容積を減少しつつ
降下することになる。

かかる上部室１０ａの容積の減少に伴い該上部室１０ａ
内の作動油は上端ポート２１から油路２４．２５及び上
端ポート２３を経て加圧用油圧シリンダ−ピストン装置
１５の上部室１８ａへ圧送され、ピストン１９に作用し
ピストンロッド２０と共に加圧プランジャコア１６を注
湯貯容キャビティ１３内に降下させることになる。

又このとき上型台７が更に降下することによりポール３
９に担持されたローラ４０が可動スペーサ要素３６をプ
レート３４から引き離す。

するとプレート３４は圧縮コイルばね３５の作用により
カウンタコア３３を伴って下型台３０の上面上にまで降
下し、溶湯貯容キャビティ１３の下端開口部を開き、こ
れを型キャビティ５と連通させることになる。

そのため溶湯貯容キャビティ１３内に注入されていた溶
湯はその下部側から型キヤビテイ５内に充填される。

プレスラム６が降下を続けている間型線用油圧シリンダ
ーピストン装置８の上部室１０ａから加圧用油圧シリン
ダ−ピストン装置１５の上部室１８’ａへ作動油が順次
送られ、且加圧用油圧シリンダーピストン装置１５の下
部室１０ｂに充填されている作動油が油路２７を通って
型締用油圧シリンダ−ピストン装置８の下部室１０ｂ内
に送られ、加圧プランジャコア１６が降下する。

加圧用油圧シリンダ−ピストン装置１５のピストン１９
の受圧面積は複数個の型締用油圧シリンダ−ピストン装
置８のピストン１１の合計受圧面積より小さく設定され
ているので、このとき加圧プランジャコア１６は当然の
ことながら前記受正面積比だけ上部ラム６より早く降下
し、又そのストロークについても同様のことがいえる。

第３図に示す如く、溶湯貯容キャビティ１３内の溶湯が
型キヤビテイ５内に充填され、加圧プランジャコア１６
が前記キャビティ１３内に残留している溶湯の上面に当
接し、これを加圧するに至り加圧プランジャコア１６の
降下も妨げられると、その加圧力が高くなり、前記型キ
ヤビテイ５内に充填された溶湯の加圧保持凝固に移るこ
とになる。

一定時間経過後、前記溶湯の凝固が完了したならば、上
型１を上部ラム６により上昇させる。

すると、その上昇過程に於て、先ずピストン１１に上型
１の自重が作用してこれがシリンダケース８内を降下す
るようになり、それに伴い下部室１０ｂの作動油が加圧
用油圧シリンダ−ピストン装置１５の下部室１８ｂ内に
充填され、同時にその上部室１８ａの作動油が型締用油
圧シリンダ−ピストン装置８の上部室１０ａに送られ、
加圧プランジャコア１６が上昇されて元位置に戻される
。

上型１は上型台７のストッパ一部７′によりその降下が
阻止されるまで上記の作動をなす。

そして第４図に示す如く上型１が下型組立体２より離さ
れ、且横型４が外方へ逃されて離型が完了したならばノ
ックアウトラム４３によりノックアウトプレート４１及
びプレート３４を共に上昇させノックアウトピン４２と
カウンタコア３３により下型組立体２上に残されている
溶湯鍛造製品を持ち上げ、これをノックアウトする。

尚このとき、ローラ４０はラム６の上昇に伴い可動スペ
ーサ要素３６から離れ可動スペーサ要素３６は圧縮コイ
ルばね３７により図にて左方に移動できる状態にあるか
ら、前述の如くプレート３４がノックアウトプレート４
１により第５図に示す如く持ち上げられると、前記可動
スペーサ要素３６はプレート３４と下型台３０の上面と
の間に再び侵入し、プレート３４の降下を阻屯し、カウ
ンタコア３３を次の作業に待期させることになる。

ノックアウトピン４２及びノックアウトプレート４１は
ノックアウトラム４３により前記可動スペーサ要素３６
に邪魔されることなく元の位置にまで降下される。

以上の如き本発明による溶湯鍛造型装置によれは、加圧
プランジャを駆動するためのシリンダーピストン装置に
特別に油圧を供給する必要がなく、該シリンダーピスト
ン装置は型締めのためのエネルギにより駆動されるので
、型締めのための主ラム（上部ラム）を備えた最も簡単
且安価な油圧プレス機械により溶湯鍛造を行なうことが
でき、使用プレスの自由度が増し、設備投資、ランニン
グコストの低減を計ることができ、又該型装置をプレス
機械に複数個取付けることにより多数個取り溶湯鍛造を
比較的容易に行なえ、生産性の向上を計ることができる
。

又型締力と加圧力とが型締用シリンダーピストン装置と
加圧用シリンダーピストン装置により互いに連動されて
いるので、常に余分なエネルギロスがなく、カロ圧力発
生に応じて型締力が増大し、又加圧プランジャスピード
はプレスラムスピードに型締用シリンダーピストン装置
と加圧用シリンダーピストン装置の各々のピストンの受
圧面積比を乗じた分だけ加算されるので、急速充填加圧
を行なうことができる。

これにより得られる加圧プランジャスピードは、従来の
如く外部油圧源を用いて配管する場合は、吐出量、配管
抵抗とを考慮しただけでも現実不可能である。

又本発明による溶湯鍛造型装置によれは型装置自身で型
締と加圧とのシーケンスが完結されているので、従来の
如き復動プレスプレス機械を用い一動作ごとにシーケン
スしていく方式に較べ、サイクルタイムを早くでき、そ
の上点検故障部分が少いことになる。

又、上述した実施例の如く、カウンタコアをはね等で下
方に付勢しておき、上型台の降下あるいは上昇により制
御される可動スペーサ要素により前記カウンタコアを前
記ばねに抗して所定位置に持ち上げるよう構成しておけ
ば、型締、注湯、加圧、型開きのシーケンスが型装置自
身で完結され、プレス機械側の制御系をより一層簡単な
ものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明による溶湯鍛造型装置を用いて
溶湯鍛造を行なう場合の各作動工程を幾分郷国的に示す
断面図である。 １・・・・・・上型、２・・・・・・下型組立体、３・
・・・・・下相型、４・・・・・・横型、５・・・・・
・型キャビティ、６・・・・・・上部ラム、７・・・・
・・上型台、８・・・・・・型締用油圧シリンダ−ピス
トン装置、９・・・・・・シリンダケース、１０ａ・・
・・・・上部室、１０ｂ・・・・・・下部室、１１・・
・・・・ピストン、１２・・・・・・ピストンロッド、
１３・・・・・・溶湯貯容キャビティ、１４・・・・・
・注湯口、１５・・・・・・加圧用油圧シリンダ−ピス
トン装置、１６・・・・・・加圧プランジャコア、１７
・・・・・・シリンダケース、１８ａ・・・・・・上部
室、１８ｂ・・・・・・下部室、１９・・・・・・ピス
トン、２０・・・・・・ピストンロッド、２１・・・・
・・上端ポート、２２・・・・・・下端ポート、２３・
・・・・・上端ポート、２４゜２５・・・・・・油路、
２６・・・・・・下端ポート、２７・・・・・・油路、
２Ｂ、２９・・・・・・冷却器、３０・・・・・・下型
台、３１・・・・・・プレステーブル、３２・・・・・
・案内孔、３３・・・・・・カウンタコア、３４・・・
・・・プレート、３５・・・・・・圧縮コイルばね、３
６・・・・・・可動スペーサ要素、３７・・・・・・圧
縮コイルはね、３８・・・・・・孔、３９・・・・・・
ポート、４０・・・・・・ローラ、４１・・・・・・ノ
ックアウトプレート、４２・・・・・・ノックアウトピ
ン、４３・・・・・・ノックアウトラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少くとも上型と下型を含み該両型により型キャビテ
   ィを郭定する鍛造型を有し、前記上型はこれを上下に貫
   通しその下部側にて前記型キャビティに連通ずる溶湯貯
   容キャビティを備え、前記下型の前記溶湯貯容キャビテ
   ィに対応する位置にて該下型の上面に開口する案内孔を
   備え、前記溶湯貯容キャビティの上方部には該溶湯貯容
   キャビティ内に嵌挿可能な加圧プランジャが上下移動自
   在に配置され、前記案内孔内には前記上型の下面に選択
   的に接触して前記溶湯貯容キャビティと型キャビティと
   の連通遮断を行なうカウンタコアが上下移動自在に配置
   されている溶湯鍛造型装置に於て、前記上型はプレスラ
   ムに取付けられる上型台に担持された型締用シリンダー
   ピストン装置により前記上型台に対して上下動できる態
   様にて担持され、前記加圧プランジャは前記上型台に担
   持された加圧用シリンダーピストン装置により担持され
   、前記型締用シリンダーピストン装置と加圧用シリンダ
   ーピストン装置の各々のシリンダ室内はその各々のシリ
   ンダエンド部にて互いに連通されていることを特徴とす
   る溶湯鍛造型装置。 ２、特許請求の範囲第１項の溶湯鍛造型装置に於て、前
   記型締用シリンダーピストン装置のピストンの受圧面積
   と前記加圧用シリンダーピストン装置のピストンの受圧
   面積との比は前記上型の型合せ面投影面積と加圧プラン
   ジャの受圧面積の比に等しくされていることを特徴とす
   る溶湯鍛造型装置。