JP3708312B2

JP3708312B2 - 横型多段鍛造成形装置

Info

Publication number: JP3708312B2
Application number: JP33106997A
Authority: JP
Inventors: 充陽菅田; 義正伊藤
Original assignee: ONDO CORPORATION
Current assignee: ONDO CORPORATION
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2017-11-13
Also published as: JPH11147155A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、横型多段鍛造成形装置に関し、ダイを冷却水で効果的に冷却可能で且つワークを冷却しないように冷却構造を改善した横型多段鍛造成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々の部品を鍛造成形するのに、熱間鍛造プレスや冷間鍛造プレス等以外に、横型多段鍛造成形装置（鍛造フォーマーという）も適用されている。横型多段鍛造成形装置には、複数の成形部を並設状に設け、各成形部にポンチ機構とダイ機構とを設け、複数の成形部により複数工程でワークを鍛造成形するようになっている。そのため、横型多段熱間鍛造成形装置では、加熱状態のワークを投入後、複数の工程で成形中にワークの温度が降下するので、複雑な形状のワークを鍛造成形するのが難しく、比較的簡単な形状のワークの鍛造成形にのみ適用される。
【０００３】
横型多段鍛造成形装置の各成形部のダイ機構には成形キャビティからワークをノックアウトするノックアウトピンが設けられ、このノックアウトピンに冷却水通路が形成され、ノックアウトピンの先端側部分には冷却水通路に連通する複数の冷却水放射穴が形成され、ノックアウトピンがノックアウト動作したとき、複数の冷却水放射穴からダイの内面に冷却水を放射しダイを冷却するようになっている。但し、通常、複数の冷却水放射穴は、冷却水通路から放射状に形成されているため、ダイの冷却時にワークにも冷却水がかかりワークも冷却される。
【０００４】
ここで、従来、自動二輪車のクラッチ機構のドック付きギヤホイールは、ホイール本体と、その片側に一体的に突出する４個のドッグと、ホイール本体の反対側に一体的に突出する３個の駆動力入力用または出力用の係合爪とからなる複雑な形状のものである。それ故、このドック付きギヤホイールを製作する際、従来では、棒鋼素材を鋸切断機で切断して素材を作り、その素材をビレットシァー装置、スラグフォーマー等で加工してスラグを製作し、そのスラグを加熱装置で加熱してから、熱間鍛造プレスにて熱間鍛造し、その後冷間鍛造プレスにて穴抜きピアス加工を行なって製作している。そのため、工程が分断され、リードタイムが長く、製作コストが高価になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の横型多段鍛造成形装置では、ノックアウトピンから供給する冷却水でダイを冷却する冷却性能が十分でなく、ダイの耐久性が低下したり焼付きが生じたり、ワークに冷却水がかかってワークの温度が低下し、熱間鍛造成形の成形性を高めるのが難しい。
【０００６】
即ち、ノックアウトピンの先端側部分の複数の冷却水放射穴がノックアウトピンの軸心と直交する面内で放射状に形成されているため、それら冷却水放射穴から放射される冷却水が放射方向に放射され、ノックアウト中のワークに冷却水がかかり、ワークが冷却されてしまう。しかも、複数の冷却水放射穴は９０度間隔の放射状に形成されており、ノックアウトピンが回転する訳ではないので、複数の冷却水放射穴から放射される冷却水はダイの９０度間隔の４ヵ所を集中的に冷却するだけであるので、ダイの内面側を一様に冷却できない。
【０００７】
更に、横型多段鍛造成形装置では、複数の成形部において同期して成形が実行され、複数のワークの送り動作も同期して実行される関係上、成形後にワークを迅速にノックアウトする必要がある。そこで、ノックアウトピンのノックアウト動作後に、ノックアウトピンを復帰動作させる為のコイルバネが設けられることも多いが、その復帰動作を迅速化する為にコイルバネのバネ力を強化すると、復帰動作が全体的に迅速化されて、ノックアウトピンの復帰時間が短くなり、冷却水放射穴から冷却水を放射する放射時間が短くなってダイを冷却する冷却性能が低下してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、横型多段鍛造成形装置の少なくとも１つの成形部における、ダイの冷却性能を高めること、冷却水でワークを冷却しないようにすること、ノックアウトピンの復帰動作開始時の復帰力を高めること、自動二輪車用ドッグ付きギヤホイールを熱間鍛造成形可能にすること、等である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の横型多段鍛造成形装置は、複数の成形部により複数工程の鍛造成形を行う横型多段鍛造成形装置において、少なくとも１つの成形部において、ダイの成形キャビティ側へ先端側部分が出没可能なノックアウトピンを設け、前記ノックアウトピンの軸心に沿う中心部にダイ冷却用の冷却水を供給する冷却水通路を設け、このノックアウトピンの先端側部分に冷却水通路に連通する複数の放射状の冷却水放射穴を形成し、複数の冷却水放射穴を冷却水通路からノックアウトピンの外周側へいく程ノックアウトピンの先端から遠のく方向へ方向付けて成形対象のワークに冷却水を放射しないように形成し、前記ノックアウトピンを前記冷却水と同系統または別系統の冷却水の水圧により回転させる回転機構を設けたものである。
【００１０】
この横型多段鍛造成形装置は、通称鍛造フォーマーと称されるもので、加熱したワークを鍛造するものと、加熱しないワークを鍛造するものとが含まれる。この横型多段鍛造成形装置は複数の成形部により複数の工程にて鍛造成形がなされる。その複数の成形部のうちの少なくとも１つの成形部にノックアウトピンが設けられ、そのノックアウトピンの先端側部分が、ダイの成形キャビティ側へ出没可能になっている。ダイを冷却する為の冷却水は、ノックアウトピンのノックアウト動作時に、ノックアウトピンの軸心に沿う中心部の冷却水通路から、ノックアウトピンの先端側部分の複数の放射状の冷却水放射穴に供給され、それら複数の冷却水放射穴から放射されてダイに供給されダイを冷却する。
【００１１】
複数の冷却水放射穴は冷却水通路からノックアウトピンの外周側へいく程ノックアウトピンの先端から遠のく方向へ方向付けて形成され、成形対象のワークに冷却水を放射しないように形成されているので、ノックアウト動作時に冷却水がワークにかかることがなく、冷却水でワークが冷却されることがない。
しかも、ノックアウトピンを前記冷却水と同系統または別系統の冷却水の水圧により回転させる回転機構を設けたため、少なくともノックアウトピンのノックアウト動作時にはノックアウトピンが回転駆動され、複数の冷却水放射穴から放射される冷却水はダイの内面に一様に放射されてダイの内面を一様に冷却する。
【００１２】
請求項２の横型多段鍛造成形装置は、請求項１の発明において、前記回転機構は、ノックアウトピンにそれと一体回転するように外嵌されたロータと、このロータの外周側部分に切欠き状に形成された複数の受圧部と、一部の受圧部に冷却水を導入する冷却水導入部と、別の一部の受圧部から冷却水を導出する冷却水導出部とを備えたことを特徴とするものである。ロータの複数の受圧部のうちの一部の受圧部に冷却水導入部から冷却水が導入され、別の一部の受圧部から冷却水導出部により冷却水を導出されると、受圧部に作用する冷却水の水圧によりロータが回転駆動される。その他請求項１と同様の作用を奏する。
【００１３】
請求項３の横型多段鍛造成形装置は、請求項１又は２の発明において、前記ノックアウトピンは、その先端側部分がダイのほぼ中央部に出没するように配設され、ノックアウトピンのテーパ状先端部をダイの成形キャビティ側へ突出させた状態で成形するように構成したことを特徴とするものである。それ故、ダイの成形キャビティの奥端側への材料の流動が促進されて成形性が向上する。その他請求項１又は２と同様の作用を奏する。
【００１４】
請求項４の横型多段鍛造成形装置は、請求項３の発明において、前記ノックアウトピンのノックアウト動作の直後にノックアウトピンを急速に復帰動作させる為の皿バネ式付勢手段を設けたことを特徴とするものである。横型多段鍛造成形装置では、複数の成形部での成形が同期して実行され、複数のワークの送りも同期して実行されるため、各成形部のノックアウトピンのノックアウトピン動作後にノックアウトピンを少なくとも所定小ストロークだけ急速に復帰動作させる必要があるが、皿バネ式付勢手段によりノックアウトピンを急速に復帰動作させるため、復帰開始時の復帰力を強くし、その後の復帰力を弱く設定することができ、冷却水放射時間が微小になるのを防止できる。
【００１５】
請求項５の横型多段鍛造成形装置は、請求項４の発明において、前記横型多段鍛造成形装置が横型多段熱間鍛造成形装置であり、前記成形対象のワークが、鍛造成形途上の自動二輪車用ドッグ付きギヤホイール素材であることを特徴とするものである。以上のようにしてダイを冷却する冷却性能を高めながらもワークを冷却しないよう工夫し、成形キャビティ奥端側への材料の流動を促進し、ノックアウトピンのノックアウト後の復帰開始時の復帰力を強くしたので、この横型多段鍛造成形装置に投入する際のワークの温度を十分に高く維持しておけば、自動二輪車用ドッグ付きギヤホイール素材を、この横型多段鍛造成形装置により熱間鍛造成形することができ、自動二輪車用ドッグ付きギヤホイール素材の製造コストを格段に低減できる。
【００１６】
【発明の詳細な説明】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施形態に係る横型多段鍛造成形装置は、３つの成形部による３工程の鍛造成形を介して、自動二輪車用ドッグ付きギヤホイール素材（以下、ワークという）を熱間鍛造する装置であって、特に２番目の成形部のダイ機構の冷却構造を改良した横型多段熱間鍛造成形装置である。尚、以下の説明において、図１の左右方向を左右方向と定義して説明する。
【００１７】
図１に示すように、横型多段熱間鍛造成形装置Ｆには、ワークＷの素材を偏平状に成形する第１成形部１と、ワークＷをほぼドッグ付きギヤホイールの形状に成形する第２成形部２と、ワークＷの中央部に穴を成形する第３成形部３とを後部と中間部と前部とに並設状に設けてある。
【００１８】
図１に示すように、第１成形部１は、左右に対向して位置する、ワークＷ₁を押圧するパンチ機構４とワークＷ₁を受けるダイ機構５を有する。第２成形部２は、左右に対向して位置するパンチ機構６とダイ機構７を有する。第３成形部３は、左右に対向して位置するパンチ機構８とダイ機構９を有する。
【００１９】
それらパンチ機構４，６，８は、共通のフレーム部材１０，１１で支持され、パンチ機構４，６，８には支持部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃが夫々設けられ、これら支持部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃを共通に左右方向に駆動するクランクプレス等のアクチュエータ（図示略）が設けられ、アクチュエータの作動によりパンチ機構４，６，８は一体的に左右方向に駆動される。ダイ機構５，７，９の右側にはダイ機構５，７，９を支持するフレーム部材１３，１４，１５が設けられている。
【００２０】
最初に、第１成形部１について説明すると、パンチ機構４において、パンチ本体１６に支持部材１２ａが挿入固着され、支持部材１２ａの右側にパンチスペーサ１７がパンチ本体１６に挿入され、パンチスペーサ１７の右側にはスリーブ１８が設けられ、スリーブ１８の左半部はパンチ本体１６に挿入され、スリーブ１８の内部にはバネ収容穴１９が形成され、バネ収容穴１９には緩衝バネ２０が収容され、緩衝バネ２０の右端はバネ受け部１８ａで係止され、緩衝バネ２０の左端はパンチスペーサ１７で係止され、スリーブ１８にはキー溝２１が形成されている。
【００２１】
スリーブ１８にはパンチホルダ２２が外嵌され、スリーブ１８はパンチホルダ２２に対して左右に摺動自在であり、回転止め２３の先端部をキー溝２１に係合させてスリーブ１８の回転が規制されている。スリーブ１８の先端部にはパンチ２４がボルト結合されている。ダイ機構５において、フレーム部材１５に形成されたダイ収容穴２６にダイスペーサ２７がボルト結合され、ダイ収容穴２６のうちのダイスペーサ２７の左側にはダイ２８が嵌合され、ダイ２８にはキー溝２９が形成され、回転止め３０の先端部をダイ２８のキー溝２９に係合させて、ダイ２８の回転が規制されている。パンチ２４の先端面でワークＷ₁をダイ２８に押圧して、加熱状態のワークが圧縮されワークＷ₁の形状が円柱形状から偏平な円柱形状に鍛造される。
【００２２】
次に、第２成形部２について説明する。
図１、図２に示すように、第２成形部２にはパンチ機構６とダイ機構７が設けられ、パンチ機構６において、円筒状のパンチ本体３１がフレーム部材１０に支持され、パンチ本体３１にはパンチホルダ３２が装着され、パンチホルダ３２にはパンチ３６が取付けられ、パンチ３６の左半部はパンチホルダ３２の内部に挿入固着されている。
【００２３】
パンチホルダ３２にはセンターパンチ３７が挿入され、センターパンチ３７は左右方向に所定距離だけ移動可能である。パンチ３６の内部の右半部にはセンターパンチ３７が摺動する摺動穴３８が形成され、パンチ３６の内部の左半部には摺動穴３８より大径の係止穴３９が形成され、センターパンチ３７の左端部分には係止穴３９と略同径の被係止部３７ａが形成され、被係止部３７ａが係止穴３９内で左右方向に移動できる範囲内で、センターパンチ３７はパンチ３６に対して相対移動可能である。
【００２４】
センターパンチ３７の左端にはパンチノックアウトピン４０が連結され、パンチホルダ３２の内部でパンチ３６の左方にはパンチスペーサ３３が装着され、パンチスペーサ３３にはバネ穴４１が形成され、バネ穴４１にパンチノックアウトピン４０が挿入され、パンチノックアウトピン４０にはバネ４２が外嵌されている。パンチ機構６の右方への往動時には、最初にセンターパンチ３７がワークＷに接触し、次にバネ４２が収縮され、センターパンチ３７がパンチ３６に対して左方に相対移動しパンチ３６とセンターパンチ３７とがワークＷ₂を押圧する。
【００２５】
パンチホルダ３２の内部でパンチスペーサ３３の左側にはパンチスペーサ３４が装着され、パンチスペーサ３４には左右向きの穴が形成され、その穴にパンチノックアウトピン４０が挿入されている。バネ４２の右端はセンターパンチ３７で係止され、バネ４２の左端はパンチスペーサ３４で係止されている。パンチホルダ３２の内部でパンチスペーサ３４の左側にはパンチスペーサ３５が装着され、パンチスペーサ３５にはガイド穴４３が形成されている。
【００２６】
パンチノックアウトピン４０の左端部にはパンチノックアウトスペーサ４４が連結され、パンチノックアウトスペーサ４４はセンターパンチ３７とパンチノックアウトピン４０が一体的に左右方向に移動するときに、ガイド穴４３の内部を所定距離だけ左右方向に移動可能である。パンチスペーサ３５はフレーム部材１２で支持され、フレーム部材１２にはガイド穴１２ｈが形成され、ガイド穴１２ｈにロッド部材４５が移動可能に挿入され、ロッド部材４５の右端はパンチノックアウトスペーサ４４に連結されている。
【００２７】
ダイ機構７には、ダイ構造４６、ノックアウトピン機構４７、冷却水供給系４８が設けられている。前記ダイ構造４６にはダイスペーサ４９、ダイスペーサ４９で支持されたダイホルダ５０、ダイ本体部５１が設けられている。
【００２８】
ダイスペーサ４９の左側には円筒状のダイホルダ５０が設けられ、ダイホルダ５０の内部にダイ本体部５１が装着され、ダイ本体部５１は、円筒状のフロントダイ５２、バックダイ５３、バックダイスペーサ５４からなり、ダイ本体部５１によりダイ側の成形キャビティ５１ａが形成される。バックダイスペーサ５４の中央部にはノックアウトピン６１の先端側部分が挿入されるピン孔５４ｂが形成されている。バックダイスペーサ５４にはワークＷ₂の３つのドッグＷａに対応する３つのピン５４ａがインサート５４ｃを介して設けられている。
【００２９】
フレーム部材１３のガイド穴６０にはスライドブロック６５が左右方向に移動自在に装着され、スライドブロック６５の左端にはスペーサ６２が固着され、スライドブロック６５はその右方に配設されたカム機構（図示略）に連結され、そのカム機構は、連結部材８７を介して、前記ポンチ機構４，６，８を往復駆動するアクチュエータに連結され、スライドブロック６５とスペーサ６２を介して、各成形毎のノックアウト時にノックアウトピン６１が左右方向に往復駆動される。スペーサ６２の外周部には係合溝６９が軸方向に形成され、係合溝６９の左側端部には傾斜部７０が形成され、ボールプランジャ５６の先端部が係合溝６９に係合され、スペーサ６２の右方への復動途中で傾斜部７０がボールプランジャ５６で制動される。尚、ボールプランジャ５６は止めネジ５７で支持されている。
【００３０】
ノックアウトピン機構４７には、ノックアウトピン６１と、スペーサ６２と、皿バネ式付勢機構６３と、ノックアウトピン６１を回転させる回転機構５９と、スライドブロック６５、等が設けられている。ノックアウトピン６１はその先端側部分がダイ本体部５１の成形キャビティ５１ａのほぼ中央部に出没可能に、ダイスペーサ４９とダイ本体部５１とに装着され、ノックアウトピン６１の右端部に大径部６１ａが形成され、大径部６１ａの左側にはピン本体部６１ｂが形成されている。ノックアウトピン６１の先端部はテーパ状に形成され、この先端部が成形キャビティ５１ａに僅かに突出しており、成形時には、パンチ本体３１を右方へ駆動し、パンチ３６、センターパンチ３７、ダイ本体部５１、ノックアウトピン６１の先端部で囲まれる成形キャビティ内で加熱状態のワークＷ₂が熱間鍛造される。
【００３１】
皿バネ式付勢機構６３について説明すると、皿バネ式付勢機構６３は、ノックアウト動作の直後にノックアウトピン６１を急速に復帰動作させる為のものであり、ノックアウトピン６１のピン本体部６１ｂには、複数の皿バネ５８が外嵌され、皿バネ５８の右端は大径部６１ａで係止されている。
【００３２】
ノックアウトピン６１に冷却水を供給する冷却水供給系について説明する。
ノックアウトピン６１の軸心に沿う中心部にダイ本体部５１を冷却する冷却水を供給する冷却水通路６６が形成され、冷却水通路６６はノックアウトピン６１の右端面から延びている。ノックアウトピン６１の先端側部分の軸心方向の３ケ所には、夫々、冷却水通路６６に連通する放射状の４つの冷却水放射穴６７であって周方向４等分位置に開口する４つの冷却水放射穴６７が形成されている。これら冷却水放射穴６７は、冷却水通路６６からノックアウトピン６１の外周側へいく程ノックアウトピン６１の先端から遠のく方向（つまり、右方）へ方向付けて形成され、ワークＷ₂に冷却水を放射しないように形成されている。成形後のワークＷ₂をノックアウトした直後に、計１２個の冷却水放射穴６７から成形キャビティ５１ａに向けて冷却水が放射され、ダイ本体部５１を冷却する。
【００３３】
ノックアウトピン６１の右側のスペーサ６２の内部には、軸心方向に冷却水通路６８が形成され、冷却水通路６６，６８は同軸状に連通されている。スライドブロック６５には冷却水通路７１，７２が形成され、冷却水通路７１は冷却水通路６８，６６に連通し、冷却水通路７２の右端には図示外の冷却水供給管が接続され、冷却水通路７２から冷却水通路７１，６８，６６へ冷却水が供給される。
【００３４】
前記冷却水供給系とは別系統の冷却水供給系からの冷却水によりノックアウトピン６１を回転させる回転機構５９について説明する。
図２、図３に示すように、ノックアウトピン６１の右半部の外側において、ダイスペーサ４９には円筒状の収容穴５５が形成され、この収容穴５５にロータ６４が回転可能に内装されてノックアウトピン６１の右端の大径部６１ａにそれと一体回転するように外嵌されている。ロータ６４の係合面６４ａがノックアウトピン６１の係合面６１ｃに係合され、ノックアウトピン６１とロータ６４とが軸方向に相対移動可能で且つ相対回転しないように構成されている。
【００３５】
ロータ６４の外周側部分には、円周８等分位置に８つの受圧部６４ｂが切欠き状に形成され、これら受圧部６４ｂに対応する軸方向位置において、ダイスペーサ４９のうちの収容穴５５の前側の部分には前側の一部の受圧部６４ｂに冷却水を導入する冷却水導入部７７が形成され、ダイスペーサ４９のうちの収容穴５５の後側の部分には後側の一部の受圧部６４ｂから冷却水を導出する冷却水導出部７８が形成されている。
【００３６】
冷却水供給系４８について説明すると、ダイホルダ５０とその隣のダイホルダ９４とに冷却水供給口７３が形成され、冷却水通路７４，７５，７６がダイスペーサ４９に形成され、冷却水通路７４の左端部はプラグで封止されている。
冷却水通路７５は２方向に分岐し、その一方が冷却水導入部７７に連通されている。分岐した他方の冷却水通路７６は、穴付きのプラグ７９を介してバックダイ５３の内部の冷却水通路８０に連通され、ピン５４ａの個所に冷却水を供給するようになっている。他方、ダイスペーサ４９の冷却水導出部７８に連通する冷却水通路８２，８３が形成され、冷却水通路８３の左端部はプラグにより封止され、冷却水通路８３の冷却水を排出する冷却水排出口８４が形成されている。
【００３７】
冷却水供給口７３から供給される加圧された冷却水は、冷却水通路７４，７５を通って冷却水導入部７７からロータ６４の受圧部６４ｂに供給され、冷却水の水圧によりロータ６４を回転させ、ロータ６４と一体的にノックアウトピン６１を回転させる。受圧部６４ｂに作用した冷却水は冷却水導出部７８から冷却水通路８２に導出され、冷却水通路８３を通り冷却水排出口８４から排出される。冷却水通路７６の冷却水は、バックダイ５３内の冷却水通路８０を通ってピン５４ａに向けて放射されピン５４ａを冷却する。
【００３８】
一方、図示外の冷却水供給口から冷却通路７２に供給された冷却水は、冷却水通路７１を通り、冷却水通路６８，６６を通って１２個の冷却水放射穴６７から成形キャビティ５１ａの内面に放射され、ダイ本体部５１を冷却する。ノックアウトピン６１が回転しつつ、１２個の冷却水放射穴６７からダイ４６の内面に一様に冷却水が放射されるためダイ本体部５１が一様に冷却され、また、冷却水はワークＷ₂から遠のく方向に向けて放射されるので、冷却水がワークＷ₂に放射されることはなく、ワークＷ₂が冷却されることはない。
【００３９】
次に、第３成形部３について説明する。
図１に示すように、第３成形部３にはパンチ機構８とダイ機構９とが設けられている。パンチ機構８において、パンチ本体８８に円筒状のパンチホルダ８９が装着され、パンチスペーサ９０がパンチ本体８８にボルト結合されている。パンチホルダ８９の右方にはパンチガイド９１とパンチガイド支持部材９２が外嵌されている。パンチ９３はパンチホルダ８９とパンチガイド９１に挿入され、パンチ９３は支持部材１２ｃで支持されている。
【００４０】
ダイ機構９に関して、スペーサ１０１，１０３はフレーム部材１３，１４に支持され、フレーム部材１０３の左側には円筒状のダイホルダ９４が設けられ、ダイホルダ９４の内部の左端にダイ９５が設けられ、ダイ９５は円筒状のスペーサ９６で支持されている。スペーサ９６の内側には穴付きストリッパー９７が設けられ、穴付きストリッパー９７の左半部はダイ９５に挿入され、抜きダイ９８がスペーサ９６の内側に設けられ、抜きダイ９８の左半部が穴付きストリッパー９７に挿入されている。抜きダイ９８の左端部にはワークＷに穴を形成するための穴抜きパンチ部９９が形成され、パンチ９３がワークＷ₃に押圧されると、穴抜きパンチ部９９によりワークＷ₃の中央部に穴Ｗｂが形成される。
【００４１】
スペーサ９６の内部においてバネ１００が抜きダイ９８に外装され、このバネ１００で穴付きストリッパー９７が左方へ付勢されている。鍛造後のワークＷ₃はストリッパー９７より抜きダイ９８からノックアウトされる。
【００４２】
以上の横型多段熱間鍛造成形装置Ｆの作用について説明する。
図１に示すように自動二輪車用ドック付きギヤホイール素材であるワークＷは、第１成形部１による第１工程、第２成形部２による第２工程、第３成形部３による第３工程からなる３工程で鍛造成形される。図４〜図８に示すように、第１工程ではワーク素材Ｗが軸方向に圧縮されてワークＷ₁に鍛造成形され、第２工程ではワークＷ₁がドッグ付きギヤホイールに近い形状のワークＷ₂に鍛造成形され、第３工程ではワークＷ₂の中央部に穴Ｗｂが成形されてワークＷ₃になる。尚、ワークＷ₃を機械加工して自動二輪車用ドック付きギヤホイールとする。
【００４３】
図示外のワーク搬送機構により、ワーク素材Ｗの第１成形部１への移送と、第１成形部１で成形されたワークＷ₁の第２成形部２への移送と、第２成形部２で成形されたワークＷ₂の第３成形部３への移送と、第３成形部３で成形されたワークＷ₃の外部への移送とが同期して実行される。尚、第１工程における鍛造成形と、第３工程における鍛造成形とは、本発明と直接関係がないので、以下第２工程における作用について説明する。
【００４４】
第２工程において、図９に示すようにワークＷ₁が成形キャビティ５１ａの左方に移送されてきたとき、アクチュエータによりパンチ機構４，６，８が駆動されると、センターパンチ３７によりワークＷ₁が成形キャビティ５１ａ内に押し込まれて、ノックアウトピン６１の先端に当接する。次の瞬間には、図１０に示すように、パンチ本体３１が右方へ駆動され、バネ４２が収縮してセンターパンチ３７がパンチ３６対して後退し、センターパンチ３７とパンチ３６とが成形キャビティ５１ａ内へ突入し、ワークＷ₁が鍛造成形されてワークＷ₂になる。
【００４５】
次の瞬間には、図１１に示すようにパンチ本体３１が左方へ後退するのと並行して、連結部材８７がノックアウトピン６１を左方へ駆動し、ワークＷ₂が成形キャビティ５１ａ外へノックアウトされる。その直後には皿バネ式付勢機構６３の皿バネ５８の弾性力でノックアウトピン６１が急速に右方へ成形キャビティ５１ａ内へ復帰移動する。
【００４６】
次の瞬間には、図１２に示すようにノックアウトピン６１が所定距離復帰すると、ボールプランジャ５６でスペーサ６２が制動されて、ノックアウトピン６１の移動速度が低下する。その直後には、冷却水通路７２から冷却水が供給され、ノックアウトピン６１の先端側部分の１２個の冷却水放射穴６７から冷却水が成形キャビティ５１ａ内に放射されるとともに、回転機構５９の駆動力でノックアウトピン６１が回転駆動される。
【００４７】
前記１２個の冷却水放射穴６７は、軸心直交面に対して右方へ傾けて形成してあるため、冷却水放射穴６７から成形キャビティ５１ａに放射される冷却水は、ワークＷ₂から遠のく方向（右方）に向けて放射されるため、ノックアウトされたワークＷ₂に冷却水がかかることがない。また、ノックアウトピン６１が回転しながら冷却水放射穴６７から冷却水が放射されるため、ダイ本体部５１が一様に冷却される。その直後には、次に搬送されてきたワークＷ₁の成形キャビティ５１ａへの押入によりノックアウトピン６１が図９の位置まで復帰移動する。
【００４８】
以上説明したように、ノックアウトピン６１の先端側部分の１２個の冷却水放射穴６７をノックアウトピン６１の外周側へいく程ノックアウトピン６１の先端から遠のく方向へ方向付け、ノックアウト中又はノックアウト後のワークＷ₂に冷却水を放射しないように構成したので、ノックアウト動作時にワークＷ₂に冷却水がかかることがなく、冷却水でワークＷ₂が冷却されることがない。それ故、熱間鍛造における成形性を高めることができる。
【００４９】
ノックアウトピン６１を冷却水の水圧により回転させる回転機構５９を設け、少なくともノックアウトピン６１のノックアウト動作時にはノックアウトピン６１を回転駆動するため、１２個の冷却水放射穴６７から放射される冷却水はダイ本体部５１の内面に一様に放射されて成形キャビティ５１ａの内面を一様に冷却することができる。それ故、ダイ本体部５１を冷却する冷却性能を格段に高めることができ、ダイ本体部５１の耐久性を高めることができる。
【００５０】
回転機構５９がノックアウトピン６１と一体回転するロータ６４と、複数の受圧部６４ｂと、冷却水導入部７７と、冷却水導出部７８とを備えた簡単な構成のものとなり、冷却水を有効活用してノックアウトピン６１を回転駆動できるので、製作コスト的に有利である。
【００５１】
ノックアウトピン６１は、その先端側部分がダイ４６のほぼ中央部に出没するように配設され、ノックアウトピン６１のテーパ状先端部を成形キャビティ５１ａ側へ突出させた状態で成形するように構成したので、成形キャビティ５１ａの奥端側への材料の流動が促進されて成形性が向上する。そして、ノックアウトピン６１のノックアウト動作の直後にノックアウトピン６１を急速に復帰動作させる為の皿バネ式付勢機構６３を設け、ノックアウト後の復帰動作の途中でノックアウトピン６１を制動する制動機構（５６，７０）を設け、復帰開始時の復帰力を強くし、その後の復帰は次のワーク押入によるようにしたので、冷却水放射時間が微小になるのを防止でき、冷却性能が低下するのを防止できる。
【００５２】
以上のように、ダイ本体部５１を冷却する冷却性能を高め、成形キャビティ５１ａ奥端側への材料の流動を促進し、ノックアウトピン６１のノックアウト後の復帰開始時の復帰力を強くしたので、この横型多段熱間鍛造成形装置Ｆに投入するワーク素材Ｗの温度を十分に高く維持しておけば、複雑な形状の自動二輪車用ドッグ付きギヤホイール素材を熱間鍛造成形することができ、自動二輪車用ドッグ付きギヤホイール素材の製造コストを格段に低減できる。
尚、前記実施形態は、自動二輪車用ドッグ付きギヤホイール素材を熱間鍛造成形する装置を例として説明したが、その他種々のワークを鍛造成形（熱間、温間、冷間）する横型多段鍛造成形装置にも本発明を同様に適用できる。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１の横型多段鍛造成形装置によれば、ノックアウトピンにその軸心に沿う中心部に冷却水通路を設け、ノックアウトピンの先端側部分に形成した複数の冷却水放射穴をノックアウトピンの外周側へいく程ノックアウトピンの先端から遠のく方向へ方向付けて形成され、成形対象のワークに冷却水を放射しないように形成されているので、ノックアウトピン動作時に冷却水がワークにかかることがなく、冷却水でワークが冷却されることがない。それ故、鍛造時（特に熱間鍛造時）における成形性を高めることができる。
【００５４】
しかも、ノックアウトピンを前記冷却水と同系統または別系統の冷却水の水圧により回転させる回転機構を設けたため、少なくともノックアウトピンのノックアウト動作時にはノックアウトピンが回転駆動され、複数の冷却水放射穴から放射される冷却水はダイの内面に一様に放射されてダイの内面を一様に冷却することができる。それ故、ダイを冷却する冷却性能を格段に高めることができ、ダイの耐久性を高めることができる。
【００５５】
請求項２の横型多段鍛造成形装置によれば、回転機構が、ノックアウトピンと一体回転するロータと、複数の受圧部と、冷却水導入部と、冷却水導出部とを備えた簡単な構成のものとなり、冷却水を有効活用してノックアウトピンを回転駆動できるので、製作コスト的に有利である。その他、請求項１と同様の効果を奏する。
【００５６】
請求項３の横型多段鍛造成形装置によれば、ノックアウトピンは、その先端側部分がダイのほぼ中央部に出没するように配設され、ノックアウトピンのテーパ状先端部をダイの成形キャビティ側へ突出させた状態で成形するように構成したので、ダイの成形キャビティの奥端側への材料の流動が促進されて成形性が向上する。その他請求項１又は２と同様の効果を奏する。
【００５７】
請求項４の横型多段鍛造成形装置によれば、ノックアウトピンのノックアウト動作の直後にノックアウトピンを急速に復帰動作させる為の皿バネ式付勢手段を設けたので、復帰開始時の復帰力を強くし、その後の復帰は次のワークの押入によるので、冷却水放射時間が微小になるのを防止でき、冷却性能が低下するのを防止できる。その他請求項３と同様の効果を奏する。
【００５８】
請求項５の横型多段鍛造成形装置によれば、横型多段鍛造成形装置が横型多段熱間鍛造成形装置であり、前記成形対象のワークが、鍛造成形途上の自動二輪車用ドッグ付きギヤホイール素材である。以上の請求項１，３，４のようにしてダイを冷却する冷却性能を高め、成形キャビティ奥端側への材料の流動を促進し、ノックアウトピンのノックアウトピン後の復帰開始時の復帰力を強くしたので、この横型多段鍛造成形装置に投入する際のワークの温度を十分に高く維持しておけば、自動二輪車用ドッグ付きギヤホイール素材を、この横型多段鍛造成形装置により熱間鍛造成形することができ、自動二輪車用ドッグ付きギヤホイール素材の製造コストを格段に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の横型多段熱間鍛造成形装置の横断平面図である。
【図２】図１の鍛造成形装置の第２成形部の拡大図である。
【図３】図２のIII −III 線拡大断面図である。
【図４】ワークを鍛造成形する３工程を説明する工程説明図である。
【図５】図４のワークのＶ矢視図である。
【図６】図４のワークのVI矢視図である。
【図７】図４のワークのVII 矢視図である。
【図８】図４のワークのVIII矢視図である。
【図９】第２成形部（ワーク投入時）の横断平面図である。
【図１０】第２成形部（ワーク成形時）の横断平面図である。
【図１１】第２成形部（ワークノックアウト時）の横断平面図である。
【図１２】第２成形部（ダイ冷却時）の横断平面図である。
【符号の説明】
Ｆ横型多段熱間鍛造成形装置
Ｗ₂ ワーク
１第１成形部
２第２成形部
３第３成形部
４，６，８パンチ機構
５，７，９ダイ機構
１２，１３，１４フレーム部材
５１ダイ本体部
５１ａ成形キャビティ
５９回転機構
６１ノックアウトピン
６３皿バネ式付勢機構
６４ロータ
６４ｂ受圧部
６７冷却水放射穴
７７冷却水導入部
７８冷却水導出部

Claims

複数の成形部により複数工程の鍛造成形を行う横型多段鍛造成形装置において、
少なくとも１つの成形部において、ダイの成形キャビティ側へ先端側部分が出没可能なノックアウトピンを設け、
前記ノックアウトピンの軸心に沿う中心部にダイ冷却用の冷却水を供給する冷却水通路を設け、このノックアウトピンの先端側部分に冷却水通路に連通する複数の放射状の冷却水放射穴を形成し、複数の冷却水放射穴を冷却水通路からノックアウトピンの外周側へいく程ノックアウトピンの先端から遠のく方向へ方向付けて成形対象のワークに冷却水を放射しないように形成し、
前記ノックアウトピンを前記冷却水と同系統または別系統の冷却水の水圧により回転させる回転機構を設けたことを特徴とする横型多段鍛造成形装置。
前記回転機構は、ノックアウトピンにそれと一体回転するように外嵌されたロータと、このロータの外周側部分に切欠き状に形成された複数の受圧部と、一部の受圧部に冷却水を導入する冷却水導入部と、別の一部の受圧部から冷却水を導出する冷却水導出部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の横型多段鍛造成形装置。
前記ノックアウトピンは、その先端側部分がダイのほぼ中央部に出没するように配設され、ノックアウトピンのテーパ状先端部をダイの成形キャビティ側へ突出させた状態で成形するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の横型多段鍛造成形装置。
前記ノックアウトピンのノックアウト動作の直後にノックアウトピンを急速に復帰動作させる為の皿バネ式付勢手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の横型多段鍛造成形装置。
前記横型多段鍛造成形装置が横型多段熱間鍛造成形装置であり、前記成形対象のワークが、鍛造成形途上の自動二輪車用ドッグ付きギヤホイール素材であることを特徴とする請求項４に記載の横型多段鍛造成形装置。