(57)【要約】  構造の簡素化を図りつつ、高品質の鍛造型材を製造できる鍛造装置を提供する。  本発明の鍛造装置は、パンチ１と、成形孔２２を有し、かつその成形孔内周面に螺旋状の羽根部２３が形成されたダイス２と、背圧発生手段１５と、背圧伝達機構とを備える。背圧伝達機構は、背圧板４０を有する回転側伝達部材と、非回転側伝達部材とを備え、背圧板４０が成形孔２２内に適合状態に配置される。鍛造素材Ｗ１が成形孔２２に打ち込まれて金属材料によって背圧板４０が下方に押し込まれた際に、背圧板４０が成形孔２２の羽根部２３にガイドされることによって軸心回りに回転しつつ降下するとともに、背圧発生手段１５による背圧が背圧伝達機構を介して金属材料に付与される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下が開放された成形孔を有し、かつその成形孔の内周面に螺旋状の羽根部が形成されたダイスと、前記成形孔の上側に成形孔と軸心を一致させて設けられたパンチと、を備え、前記パンチにより、鍛造素材が前記成形孔に上方から打ち込まれることにより、外周側面に前記羽根部に対応する螺旋状の溝部を有する鍛造型材が成形されるようにした鍛造装置であって、
前記成形孔の下方に、軸心回りに回転しない状態に設けられた背圧発生手段と、
前記背圧発生手段による背圧を、前記成形孔に打ち込まれる鍛造素材としての金属材料に伝達するための背圧伝達機構と、を備え、
前記背圧伝達機構は、軸心回りに回転可能な状態に設けられる回転側伝達部材と、前記回転側伝達部材の下側に軸心回りに回転しない状態に設けられる非回転側伝達部材と、を備え、
前記回転側伝達部材の下端が、前記非回転側伝達部材の上端に対し軸心回りに回転自在に接触可能に配置され、
前記回転側伝達部材は、成形時に金属材料の下端を拘束する背圧板を有し、
前記背圧板の外周部に、前記羽根に対応して嵌合凹部が設けられ、
前記背圧板がその嵌合凹部を前記羽根部に上下方向にスライド自在に嵌合した状態で前記成形孔内に配置され、
鍛造素材が前記成形孔に打ち込まれて金属材料によって前記背圧板が下方に押し込まれた際に、前記背圧板がその嵌合凹部が前記羽根部にガイドされることによって軸心回りに回転しつつ降下するとともに、前記背圧発生手段による背圧が前記背圧伝達機構を介して金属材料に付与されるようにしたことを特徴とする鍛造装置。
【請求項２】
前記回転側伝達部材を上方へ突き上げる突き上げ手段が設けられ、
前記成形孔内の鍛造型材を上方に排出する際には、前記突き上げ手段によって前記回転側伝達部材が突き上げられることにより、前記回転側伝達部材が鍛造型材と共に、前記羽根部にガイドされて軸心回りに回転しつつ上昇するようにした請求項１に記載の鍛造装置。
【請求項３】
前記回転側伝達部材は、前記成形孔の下側開口部に挿通配置された背圧伝達棒を備え、
前記背圧伝達棒の上端が前記背圧板の下面に軸心回りに相対的に回転しない状態に固定される請求項２に記載の鍛造装置。
【請求項４】
前記背圧伝達棒の下端部外周に、抜け止め部が設けられ、
前記抜け止め部が、前記ダイスにおける前記成形孔の下側開口部周縁に係止することにより、前記背圧板および前記背圧伝達棒が上方へ抜け出すのが防止されるようになっている請求項３に記載の鍛造装置。
【請求項５】
前記背圧板の外周側面に、前記成形孔内に供給する潤滑剤を貯留するオイル溝が形成される請求項１〜４のいずれか１項に記載の鍛造装置。
【請求項６】
前記背圧板の上面内側に、成形孔外周縁部への金属材料の流れを増加させるための隆起部が設けられる請求項１〜５のいずれか１項に記載の鍛造装置。
【請求項７】
前記パンチの降下が完了した状態では、前記背圧発生手段による背圧によって、前記成形孔内において前記背圧板の高さ位置が保持されるようになっている請求項１〜６のいずれか１項に記載の鍛造装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の鍛造装置を用いて鍛造型材を得る工程と、
鍛造型材の余剰分を切除して、鍛造製品を得る工程と、を含むことを特徴とする鍛造製品の製造方法。
【請求項９】
上下が開放された成形孔を有し、かつその成形孔の内周面に螺旋状の羽根部が形成されたダイスを設置し、前記成形孔の上側に成形孔と軸心を一致させて設けられたパンチにより、鍛造素材を前記成形孔に上方から打ち込むことにより、外周側面に前記羽根部に対応する螺旋状の溝部を有する鍛造型材を成形するようにした鍛造方法であって、
外周部に前記羽根に対応して嵌合凹部が設けられ、かつ成形時に鍛造素材としての金属材料の下端を拘束する背圧板を準備しておき、
前記背圧板をその嵌合凹部を前記羽根部に上下方向にスライド自在に嵌合した状態で前記成形孔内に配置し、
前記成形孔の下方に、背圧発生手段を軸心回りに回転しない状態に設け、
前記背圧板を含む回転側伝達部材を、軸心回りに回転可能な状態に設け、
前記回転側伝達部材と前記背圧発生手段との間に、非回転側伝達部材を軸心回りに回転しない状態に設け、
前記回転側伝達部材の下端を、前記非回転側伝達部材の上端に対し軸心回りに回転自在に接触可能に配置し、
鍛造素材を前記成形孔に打ち込んで金属材料によって前記背圧板が下方に押し込まれた際に、前記背圧板をその嵌合凹部が前記羽根部にガイドされることによって軸心回りに回転させつつ降下させるとともに、前記背圧発生手段による背圧を前記非回転側伝達部材および前記回転側伝達部材を介して金属材料に付与するようにしたことを特徴とする鍛造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金型を用いてワークを鍛造加工するようにした鍛造装置およびその関連技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
型鍛造用の鍛造装置は例えば、下金型（ダイス）に設けられた成形孔に対応させて鍛造素材（ワーク）を設置しておいて、上金型（パンチ）によって、鍛造素材を成形孔内に打ち込むことにより、鍛造素材を加圧加工して鍛造型材を得るようにしている。【０００３】
例えば特許文献１に示す鍛造装置は、外周面に軸心方向と平行な溝が周方向に等間隔おきに形成された略円筒体形状の鍛造型材を得るものである。この鍛造装置は、ダイスの成形孔の内周側面には、軸心方向に延びる溝成形用凸条部が形成されるとともに、成形孔内に背圧板が配置される。そしてダイスにセットした鍛造素材をパンチで成形孔に打ち込む際に、鍛造素材を構成する金属材料（メタル）に対し背圧板を介して背圧を付与することにより、金属材料の流動性を向上させて、寸法精度に優れた鍛造型材を得るようにしている。【０００４】
一方、外周面に螺旋状の溝を有するねじり形状の鍛造型材を成形する鍛造装置では、内周側面に螺旋状の凸条部（羽根部）が形成された成形孔内に、鍛造素材をねじ込むように打ち込んで鍛造型材を成形するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７５８８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ねじり形状の鍛造型材を成形する鍛造装置においては、特に成形孔の形状が複雑であるため、金属材料に対し背圧を与えずに鍛造加工を行うと、成形孔内に金属材料の未充填部が発生する可能性が高く、高品質の鍛造型材を得ることが困難である、という課題が発生する。【０００７】
またこのような鍛造装置において、金属材料に対して適度な背圧を付与しようとすると、複雑な構造の背圧付与機構を採用せざるを得ず、構造の複雑化およびコストの増大を来すという課題が発生する。【０００８】
本発明の好ましい実施形態は、関連技術における上述した及び／又は他の問題点に鑑みてなされたものである。本発明の好ましい実施形態は、既存の方法及び／又は装置を著しく向上させることができるものである。【０００９】
この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、構造の簡素化およびコストの削減を図りつつ、高品質のねじり形状の鍛造型材を確実に得ることができる鍛造装置およびその関連技術を提供することを目的とする。【００１０】
本発明のその他の目的及び利点は、以下の好ましい実施形態から明らかであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を備えるものである。【００１２】
［１］上下が開放された成形孔を有し、かつその成形孔の内周面に螺旋状の羽根部が形成されたダイスと、前記成形孔の上側に成形孔と軸心を一致させて設けられたパンチと、を備え、前記パンチにより、鍛造素材が前記成形孔に上方から打ち込まれることにより、外周側面に前記羽根部に対応する螺旋状の溝部を有する鍛造型材が成形されるようにした鍛造装置であって、
前記成形孔の下方に、軸心回りに回転しない状態に設けられた背圧発生手段と、
前記背圧発生手段による背圧を、前記成形孔に打ち込まれる鍛造素材としての金属材料に伝達するための背圧伝達機構と、を備え、
前記背圧伝達機構は、軸心回りに回転可能な状態に設けられる回転側伝達部材と、前記回転側伝達部材の下側に軸心回りに回転しない状態に設けられる非回転側伝達部材と、を備え、
前記回転側伝達部材の下端が、前記非回転側伝達部材の上端に対し軸心回りに回転自在に接触可能に配置され、
前記回転側伝達部材は、成形時に金属材料の下端を拘束する背圧板を有し、
前記背圧板の外周部に、前記羽根に対応して嵌合凹部が設けられ、
前記背圧板がその嵌合凹部を前記羽根部に上下方向にスライド自在に嵌合した状態で前記成形孔内に配置され、
鍛造素材が前記成形孔に打ち込まれて金属材料によって前記背圧板が下方に押し込まれた際に、前記背圧板がその嵌合凹部が前記羽根部にガイドされることによって軸心回りに回転しつつ降下するとともに、前記背圧発生手段による背圧が前記背圧伝達機構を介して金属材料に付与されるようにしたことを特徴とする鍛造装置。【００１３】
［２］前記回転側伝達部材を上方へ突き上げる突き上げ手段が設けられ、
前記成形孔内の鍛造型材を上方に排出する際には、前記突き上げ手段によって前記回転側伝達部材が突き上げられることにより、前記回転側伝達部材が鍛造型材と共に、前記羽根部にガイドされて軸心回りに回転しつつ上昇するようにした前項１に記載の鍛造装置。【００１４】
［３］前記回転側伝達部材は、前記成形孔の下側開口部に挿通配置された背圧伝達棒を備え、
前記背圧伝達棒の上端が前記背圧板の下面に軸心回りに相対的に回転しない状態に固定される前項２に記載の鍛造装置。【００１５】
［４］前記背圧伝達棒の下端部外周に、抜け止め部が設けられ、
前記抜け止め部が、前記ダイスにおける前記成形孔の下側開口部周縁に係止することにより、前記背圧板および前記背圧伝達棒が上方へ抜け出すのが防止されるようになっている前項３に記載の鍛造装置。【００１６】
［５］前記背圧板の外周側面に、前記成形孔内に供給する潤滑剤を貯留するオイル溝が形成される前項１〜４のいずれか１項に記載の鍛造装置。【００１７】
［６］前記背圧板の上面内側に、成形孔外周縁部への金属材料の流れを増加させるための隆起部が設けられる前項１〜５のいずれか１項に記載の鍛造装置。【００１８】
［７］前記パンチの降下が完了した状態では、前記背圧発生手段による背圧によって、前記成形孔内において前記背圧板の高さ位置が保持されるようになっている前項１〜６のいずれか１項に記載の鍛造装置。【００１９】
［８］前項１〜７のいずれか１項に記載の鍛造装置を用いて鍛造型材を得る工程と、
鍛造型材の余剰分を切除して、鍛造製品を得る工程と、を含むことを特徴とする鍛造製品の製造方法。【００２０】
［９］上下が開放された成形孔を有し、かつその成形孔の内周面に螺旋状の羽根部が形成されたダイスを設置し、前記成形孔の上側に成形孔と軸心を一致させて設けられたパンチにより、鍛造素材を前記成形孔に上方から打ち込むことにより、外周側面に前記羽根部に対応する螺旋状の溝部を有する鍛造型材を成形するようにした鍛造方法であって、
外周部に前記羽根に対応して嵌合凹部が設けられ、かつ成形時に鍛造素材としての金属材料の下端を拘束する背圧板を準備しておき、
前記背圧板をその嵌合凹部を前記羽根部に上下方向にスライド自在に嵌合した状態で前記成形孔内に配置し、
前記成形孔の下方に、背圧発生手段を軸心回りに回転しない状態に設け、
前記背圧板を含む回転側伝達部材を、軸心回りに回転可能な状態に設け、
前記回転側伝達部材と前記背圧発生手段との間に、非回転側伝達部材を軸心回りに回転しない状態に設け、
前記回転側伝達部材の下端を、前記非回転側伝達部材の上端に対し軸心回りに回転自在に接触可能に配置し、
鍛造素材を前記成形孔に打ち込んで金属材料によって前記背圧板が下方に押し込まれた際に、前記背圧板をその嵌合凹部が前記羽根部にガイドされることによって軸心回りに回転させつつ降下させるとともに、前記背圧発生手段による背圧を前記非回転側伝達部材および前記回転側伝達部材を介して金属材料に付与するようにしたことを特徴とする鍛造方法。
【発明の効果】
【００２１】
発明［１］の鍛造装置によれば、金属材料に対し背圧を付与しながら、ねじり形状の鍛造型材を成形するものであるため、成形中における金属材料の流動特性が良好となり、欠肉等のない高品質の鍛造型材を得ることができる。また背圧板は、昇降時に成形孔の羽根部にガイドされて回転するため、背圧板を回転させるための機構や動力を必要とせず、その分、構造の簡素化およびコストの削減を図ることができる。さらに背圧発生手段や、背圧伝達機構の非回転側伝達部材は、回転しない状態に設置されるため、これらを回転するための機構や動力も必要とせず、構造の簡素化およびコストの削減を、一層図ることができる。【００２２】
発明［２］の鍛造装置によれば、突き上げ手段を用いて鍛造型材を確実に排出できる。【００２３】
発明［３］の鍛造装置によれば、背圧板に背圧伝達棒が連結固定されているため、鍛造型材を排出時に、背圧伝達棒の自重によって、背圧板を鍛造型材からスムーズに離間させることができる。【００２４】
発明［４］の鍛造装置によれば、背圧伝達棒の下端外周に抜け止め部が設けられるため、背圧板および背圧伝達棒が成形孔から上方に抜け出すのを、より確実に防止することができる。【００２５】
発明［５］の鍛造装置によれば、背圧板の外周側面に、潤滑剤貯留用のオイル溝を形成しているため、オイル溝内から潤滑剤が適度に成形孔内に供給されて、油切れ等の不具合を防止することができる。【００２６】
発明［６］の鍛造装置によれば、背圧板の上面に金属材料の流動性を向上させるための隆起部を形成しているため、成形時に、金属材料が外周縁部に確実に拡がっていく。従って欠肉等のない高品質の鍛造型材をより確実に得ることができる。【００２７】
発明［７］の鍛造装置によれば、背圧発生手段による背圧によって、成形完了時の背圧板の高さ位置が保持されるようになっているため、パンチの降下完了直前の荷重を無理なく吸収でき、パンチ降下完了時に衝撃の発生等の不具合を有効に防止することができる。【００２８】
発明［８］の鍛造製品の製造方法によれば、高品質の鍛造製品を確実に得ることができる。【００２９】
発明［９］の鍛造方法によれば、上記と同様に、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】図１Ａはこの発明の実施形態である鍛造装置を成形開始直前の状態で示す正面断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは実施形態の鍛造装置を成形途中の状態で示す正面断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは実施形態の鍛造装置を成形完了直後の状態で示す正面断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは実施形態の鍛造装置をワーク排出中の状態で示す正面断面図である。
【図２】図２は図１Ｃの鍛造装置における成形孔周辺を拡大して示す正面断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは実施形態の型鍛造加工によって製造される鍛造製品を示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは実施形態の鍛造製品を示す正面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは実施形態の鍛造製品を示す平面図である。
【図４Ａ】図４Ａは実施形態の鍛造装置により製造される鍛造型材を示す斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは実施形態の鍛造型材を示す正面図である。
【図５】図５は実施形態の鍛造装置により加工される鍛造素材を示す斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは実施形態の鍛造装置に適用される背圧板を示す斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは実施形態の背圧板の片側半分を示す正面図である。
【図７Ａ】図７Ａはこの発明の要旨を逸脱した参考例の鍛造型材を示す斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは参考例の鍛造型材を示す正面図である。
【図８Ａ】図８Ａはこの発明の変形例である鍛造装置を成形開始直前の状態で示す正面断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは変形例の鍛造装置をワーク排出中の状態で示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図を用いて本発明の一例を説明する。
【００３２】
＜ワーク＞
この発明の一例としての実施形態においては、鍛造素材に対し、型鍛造加工を行って鍛造型材を得るとともに、必要に応じて、その鍛造型材の余剰部を切除することによって、鍛造製品を得るものである。
【００３３】
図３Ａ〜３Ｃに示すように 本実施形態によって製造される鍛造製品Ｗ３は、自動車等の過給器（スーパーチャージャー）におけるロータ部品によって構成されている。このロータ部品として鍛造製品Ｗ３は、４葉式のツイストローブを備えている。すなわちこの鍛造製品Ｗ３は、外周に設けられた４本のローブ９１が、軸心方向の一端側（上端側）から他端側（下端側）に向かって、螺旋状（つる巻き状）にねじられた形状を有している。従って、４本のローブ９１の各間には、軸心方向の一端側（上端側）から他端側（下端側）に向かって、螺旋状の４本の溝部９２が形成されている。なお、ローブ９１は、螺旋状の凸条部によって形成されている。
【００３４】
本実施形態の鍛造製品Ｗ３は、軸心方向の長さ（製品高さ）Ｌ１が１０７ｍｍに設定されるとともに、ねじり角度が１２０°に設定され、各溝部９２が上端面と下端面とで１２０°の位相差が設けられている。
【００３５】
なお、ねじり角度とは、各溝部９２が上端面から下端面に到達したときの軸心に対しての角度のずれ（位相差）のことである。例えば、上端面においてひとつの溝部９２の最深部と軸心を結んだ線と、その溝部が下端面に到達したときの最深部と軸心を結んだ線とを平面に投影したときに軸心を中心に該２つの線がなす角度として求めることができる。ねじり角度は、溝部９２の最深部の代わりにローブ９１の頂点を基に求めてよい。
【００３６】
本実施形態の鍛造製品Ｗ３は製品の外接円直径Ｃ２が１００ｍｍに設定されている。
【００３７】
本発明においては、製品の外接円直径Ｃ２が５０ｍｍ〜１２０ｍｍに設定されたものを好適に用いることができる。
【００３８】
特に本発明を好適に適用できる製品は、製品の高さＬ１が製品の外接円直径Ｃ２より大きいもの、例えばＬ１／Ｃ２が１．２〜２．２、より好ましくは１．５〜２．０である。
【００３９】
本発明の鍛造方法は、成形により素材が主に横方向に広がるバリ出し工法ではなく、素材が主に前方方向に広がる前方押し出し密閉工法であるため、製品の高さＬ１が製品の外接円直径Ｃ２より大きい形状の製品に好適に適用できる。
【００４０】
本発明において、鍛造製品Ｗ３としては、ねじり角度が６０°〜１２０°に形成されたものを好適に採用することができる。さらに製品高さＬ１が、６０ｍｍ〜１１０ｍｍに設定されたものを好適に用いることができる。
【００４１】
なお、通常の鍛造製品Ｗ３では、高さＬ１が８０ｍｍの場合、ねじり角度が６０°に調整され、高さＬ１が１０７ｍｍの場合、ねじり角度が１２０°に調整される。
【００４２】
図３Ｃの平面図に示すように、水平断面において、鍛造製品Ｗ３における各溝部９２の最深部を通過する仮想の内接円Ｃ１と、各ローブ９１の頂点を通過する外周輪郭線Ｃ２との間の径方向の寸法（溝深さ）Ｌ２は、１０ｍｍ〜３０ｍｍに設定するのが良い。本実施形態の鍛造製品Ｗ３では、溝深さＬ２は、２０ｍｍに設定されている。
【００４３】
また鍛造製品Ｗ３において、水平断面で示される領域のうち、仮想の内接円Ｃ１の内側の部分を中心部９３とし、中心部９３以外の部分（ローブ９１の部分）を外周螺旋部９４としたとき、中心部９３と外周螺旋部９４との体積比（中心部体積：外周螺旋部体積）を１：０．５〜２に調整するのが好ましい。本実施形態では、この体積比が１：１に設定されている。
【００４４】
また仮想内接円Ｃ１と外周輪郭線Ｃ２との直径比（内接円直径：外周輪郭線直径）を、１：１．５〜３に調整するのが好ましい。本実施形態では、この直径比が１：２に設定されている。
【００４５】
図４Ａ，４Ｂに示すように、後述する鍛造装置によって得られる鍛造型材Ｗ２は、その上下両端部に余剰部９５が設けられている。そして既述したように鍛造型材Ｗ２から必要に応じて余剰部９５を切除することによって、上記鍛造製品Ｗ３が得られる。
【００４６】
また鍛造型材Ｗ２の成形材料としての鍛造素材Ｗ１は、その形状が特に限定されるものではないが、図５に示すように円柱形状のものが好適に用いられる。
【００４７】
鍛造素材Ｗ１としては、鋳造品、押出品、鍛造品、据込品、機械加工品等を用いることができるが、コスト面を考慮すると、連続鋳造材の切断品を用いるのが好ましい。
【００４８】
鍛造素材Ｗ１としての連続鋳造材の切断品を得るには、例えば連続鋳造によって得られた鋳造棒材に対し、熱処理、ピーリング処理、超音波検査を行った後、切断することによって得ることができる。
【００４９】
また鍛造素材Ｗ１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成されており、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金（６０００系合金）や、Ａｌ−Ｓｉ合金（４０００系合金）等を好適に用いられる。中でも６０００系合金は、伸びやすく、流動性も良いため、本実施形態の鍛造加工に適している。または製品Ｗ３の耐摩耗性、機械的強度特性が良い４０００系合金を用いることもできる。
【００５０】
なお本実施形態において、ワークという場合、鍛造素材Ｗ１、鍛造型材Ｗ２および鍛造製品Ｗ３を含む意味で用いられる。
【００５１】
本発明は、過給器（スーパーチャージャー）のロータ部品以外の製品にも好適に適用することができる。例えば本発明は、螺旋軸の長手方向（軸方向、製品の高さ方向）の少なくとも中途部位において、軸方向に垂直な断面形状が軸方向の位置にかかわらず同一である製品に好適に適用することができる。さらに本発明は、軸方向の少なくとも中途部位において、軸方向に垂直な断面形状が押出方向（下方）に向かうに従って単調縮小した相似形である製品にも好適に適用することができる。また本発明は、断面形状が軸を中心に滑らかに回転している製品に適用するが好ましい。
【００５２】
具体的に、軸を中心に回転している部材（製品）としては、エアーまたはガスの圧縮機用ローター、空調機用ローターを挙げることができる。
【００５３】
＜鍛造装置＞
図１Ａ〜図１Ｄはこの発明の実施形態である鍛造装置を示す正面断面図である。これらの図に示すように、この鍛造装置は、ベース台１０と、ベース台１０上に固定されるダイス受け部材１２と、ダイス受け部材１２に固定される下金型としてのダイス２と、ダイス２の上側に設けられる上金型としてのパンチ１と、を備えている。
【００５４】
ダイス２は、ダイス本体２０と、ダイス本体２０の下端に設けられるアンビル３０とを備えている。
【００５５】
ダイス本体２０には、上端部中央に上方に開放し、かつ水平断面が円形のワーク設置孔２１が形成される。このワーク設置孔２１には、鍛造素材Ｗ１を挿入して配置できるようになっている。
【００５６】
ダイス本体２０におけるワーク設置孔２１の下側には、成形孔２２が形成されている。成形孔２２の上端は、ワーク設置孔２１に開放し、かつ下端はダイス本体２０の下方に開放している。成形孔２２は、ワーク設置孔２１と軸心が一致するように形成されている。
【００５７】
成形孔２２の内周側面には、鍛造型材Ｗ２の溝部９２を成形するための４本の羽根部２３が螺旋状に形成されている。なお言うまでもなく、成形孔２２の内周形状は、鍛造型材Ｗ２の外周形状に対応して形成されている。従って、羽根部２３の突出寸法や、ねじり角度等は、上記鍛造製品Ｗ３（鍛造型材Ｗ２）の項で説明したものと実質的に同じになっている。
【００５８】
アンビル３０は、ダイス本体２０の下面に、成形孔２２のの下端開口部を閉塞するように配置されている。このアンビル３０の中央には、成形孔２２と軸心が一致するように貫通孔３１が形成されている。この貫通孔３１は、円形に形成されており、成形孔２２の外接円よりも径寸法が小さく形成されている。
【００５９】
本実施形態においては、成形孔２２の上端開口部（ワーク設置孔２１との連通部）が上側開口部として構成されるとともに、アンビル３０の貫通孔３１が成形孔２２の下側開口部として構成されている。
【００６０】
パンチ１は、ダイス２の成形孔２２の上方に、ダイス２の軸心（成形孔２２の軸心）に対し一致するように設けられている。パンチ１は、水平断面形状がワーク設置孔２１の水平断面形状に対応して形成されており、ワーク設置孔２１内に適合状態に挿入可能に構成されている。
【００６１】
さらにパンチ１は、図示しない駆動手段によって、上下方向（軸心方向）に昇降駆動できるようになっている。そして図１Ａに示すようにパンチ１は、上昇位置では、ダイス２の上方にワーク設置孔２１に対向するように配置されるとともに、図１Ｃに示すように上昇位置から降下した際には、パンチ１は、ワーク設置孔２１内における成形孔２２の上端よりも少し上方位置まで打ち込まれるようになっている。
【００６２】
ダイス２の成形孔２２には、金属材料の下端を拘束する背圧板４０が配置されている。図６Ａ，６Ｂに示すように背圧板４０は、水平断面形状が、成形孔２２の水平断面形状、換言すれば鍛造製品Ｗ３の水平断面形上に対応して形成されている。すなわち背圧板４０には、外周縁部に、成形孔２２の４本の羽根部２３および鍛造製品Ｗ３の４つの溝部９２に対応して、周方向に等間隔おきに４つの嵌合凹部４１が形成されている。各嵌合凹部４１は、背圧板４０の厚さ方向（軸心方向）に向かうに従って周方向（軸心回り方向）に位相をずらせるようにねじり形状（螺旋状）に形成されている。各嵌合凹部４１のねじり角度は、成形孔２２の羽根部２３および鍛造製品Ｗ３の溝部９２のねじり角度に対応しており、成形孔２２の羽根部２３に適合状態に嵌合できるようになっている。
【００６３】
そして背圧板４０は、成形孔２２に互いの軸心を一致させつつ、適合状態に配置されている。これにより背圧板４０は、下向きの力が作用した際には、各嵌合凹部４１が各羽根部２３にガイドされることにより、軸心回りに回転しながら、成形孔２２を降下する一方、上向きの力が作用した際には、各嵌合凹部４１が各羽根部２３にガイドされることにより、軸心回りに逆回転しながら、上昇するようになっている。
【００６４】
このように本実施形態においては、背圧板４０の昇降時に、背圧板４０に回転を生じさせるために背圧板４０の外周側面をガイドする摺合わせ部を、成形孔２２の内周側面としている。すなわち成形孔２２に設けられ、かつ製品にねじり形状を付与する部位（製品ねじり用の部位）を、背圧板４０をガイドするための摺合わせ部としても利用している。そのため、背圧板ガイド用の摺合わせ部を成形孔２２の内周側面以外に別途独立して設ける必要が無い。
【００６５】
ここで仮に、背圧板ガイド用の摺り合わせ部を、製品ねじり用の部位以外に別途設けた場合、製品ねじり用の部位と、摺合わせ部との十分な精度合わせが必要となり、金型組み立て時の調整が困難となる。
【００６６】
これに対して本実施形態では、既述したように背圧板専用の摺り合わせ部がないため、金型組み立て時に、製品ねじり用の部位と、背圧板専用の摺合わせ部との合わせ込みが不要となり、金型の組み立てが容易になる。
【００６７】
また背圧板４０には、上面の外周縁部を除く領域（内側領域）に、その領域が上方に盛り上がるようにして隆起部４２を設けるのが好ましい。この隆起部４２によって、背圧板４０を昇降時により確実に回転させることができる。隆起部４２は、背圧伝達棒４５と背圧板４０との等雪面によりも広い範囲に設けられるのが好ましい。
【００６８】
さらにこの隆起部４２は、後述するように、成形孔２２内で外側への金属材料の流れ（メタルフロー）を増加させる機能も備えている。
【００６９】
さらに背圧板４０の外周端面（外周側面）には、オイル溝４３が形成されている。本実施形態においては、このオイル溝４３は、背圧板４０の外周面に周方向に沿って連続し、かつ厚さ方向（軸心方向）に所定の間隔おきに複数形成されている。このオイル溝４３内には、潤滑剤を貯留できるようになっており、後述するようにその潤滑剤を成形孔２２内に適宜供給できるようになっている。
【００７０】
本発明において、オイル溝４３の数は、限定されるものではなく、単数本であっても、複数本であっても良い。さらにオイル溝４３の方向も限定されるものではない。例えばオイル溝４３の方向を、背圧板４０の縦方向（厚さ方向、主成形方向）に一致させても良いし、背圧板４０の横方向（周方向）に一致させても良い。
【００７１】
なお、オイル溝４３を、背圧板４０の外周面に周方向に沿って形成する場合、オイル溝４３を水平面に対して傾斜した変形螺旋状に形成するのが良い。オイル溝４３を変形螺旋状に形成するに際し、例えば平面視において、背圧板４０が下降時に時計回りに回転する場合、オイル溝４３を、背圧板４０の外周面に沿って反時計方向に進むに従って次第に下方に位置するように形成するのが良い。たとえて言うと、下降する背圧板４０が右ねじに相当する挙動をとる場合、オイル溝４３を左ねじのねじ溝に沿うように形成するのが良い。逆に背圧板４０が下降時に反時計回りに回転する場合、オイル溝４３を、背圧板４０の外周面に沿って時計方向に進むに従って次第に下方に位置するように形成するのが良い。たとえて言うと、下降する背圧板４０が、左ねじに相当する挙動をとる場合、オイル溝４３を右ねじのねじ溝に沿うように形成するのが良い。
【００７２】
このようにオイル溝４３の形状を形成することにより、背圧板４０が上昇する際に、オイル溝４３から必要以上の潤滑剤が流出するのを抑えることができる。従って背圧板上昇時の油切れを抑えることができ、潤滑剤の貯留効果を向上させることができる。
【００７３】
なお本実施形態において、背圧板４０は、成形時に金属材料の下端面を拘束するものであるため、拘束板として捉えることも可能である。
【００７４】
またダイス２の下側に設けられるダイス受け部材１２は、内部に軸心方向に沿って延びる中空部が形成されている。このダイス受け部材１２の内部には、背圧伝達棒４５、背圧伝達板５０、連結部材５５、油圧シリンダ１５およびノックアウトピン６等が設けられている。
【００７５】
背圧伝達棒４５は、背圧板４０に対し軸心を一致させた状態で、アンビル３０の貫通孔３１に挿入配置されている。背圧伝達棒４５の上端は背圧板４０に対し相対的な回転が規制された状態に連結固定されている。従って、既述したように背圧板４０が回転しながら昇降した際には、背圧伝達棒４５は背圧板４０と共に回転しながら上下にスライドするようになっている。
【００７６】
また背圧伝達棒４５の下端外周には、抜け止め部を構成する抜け止めフランジ４６が外径方向に突出するように設けられている。そして背圧伝達棒４５がその下端がアンビル３０の下面に到達する位置まで上昇した際には、抜け止めフランジ４６がアンビル３０の下面における貫通孔３１の周縁部に当接係止して、背圧伝達棒４５の上方への抜け止めが確実に図られるようになっている。
【００７７】
なお本実施形態において、背圧伝達棒４５の上端に雄ねじが刻設されるとともに、その雄ねじに対応して、背圧板４０の下面中心に雌ねじが刻設されて、雄ねじが雌ねじにねじ込まれることによって背圧伝達棒４５が背圧板４０に固定されている。そして本実施形態においては、背圧板４０を背圧伝達棒４５に対しねじを締め付ける際に回転させる方向と、背圧板５が上昇する際に回転する方向とが同じになるように設定されている。逆に背圧板４０を背圧伝達棒４５に対しねじを緩める際に回転させる方向と、背圧板５が降下する際に回転する方向とは同じになるように設定されている。つまり、背圧板４０および背圧伝達棒４５が上昇する際に両者の連結が強固となるように、ねじが切られている。
【００７８】
もっとも本発明において、背圧伝達棒４５と背圧板４０との連結方法は、ねじ止めに限られず、両者が相対的に回転が規制された状態で連結される方法であれば、どのような連結方法も採用することができる。
【００７９】
背圧伝達板５０は、背圧伝達棒４５の下方に、背圧伝達棒４５に対し軸心を一致させた状態に配置されている。この背圧伝達板５０は、ダイス受け部材１２内において、軸心回りに回転しない状態で上下方向（軸心方向）に沿って移動可能に構成されている。
【００８０】
この背圧伝達板５０の中心部には、貫通孔５１が形成されている。この貫通孔５１は、背圧伝達棒４５に対し軸心が一致しており、内径寸法が背圧伝達棒４５の外径寸法よりも小さく形成されている。そして背圧伝達板５０の上面における貫通孔５１の周縁部に、背圧伝達棒４５の下端周縁部が載置可能とされている。この載置状態（接触状態）では、背圧伝達棒４５が背圧伝達板５０に対し回転できるようになっている。そして、背圧伝達棒４５が背圧板４０と共に回転しながら降下した際には、背圧伝達棒４５に押されて、背圧伝達板５０は回転せずに降下するようになっている。さらに背圧伝達板５０が回転せずに上昇した際には、背圧伝達板５０に持ち上げられて、背圧伝達棒４５が背圧板４０と共に回転しながら上昇するようになっている。
【００８１】
なお、ノックアウトピン６によって、後述するように鍛造型材Ｗ２が排出される際には、背圧伝達棒４５が背圧伝達板５０から離間するようになっている。従って本実施形態においては、背圧伝達棒４５の下端が、背圧伝達板５０の上面に対し軸心回りに回転自在に接触可能に配置されている。
【００８２】
背圧伝達板５０の下側に設けられる連結部材５５は、略筒状の形状を有している。この連結部材５５が、背圧伝達板５０に対し軸心を一致させた状態で、上端部が背圧伝達板５０の下端外周部に固定されている。そして、連結部材５５は背圧伝達板５０と共に軸心回りに回転しない状態で上下方向（軸心方向）に沿って移動できるようになっている。
【００８３】
連結部材５５の下側には、上向き状態に複数の油圧シリンダ１５が固定されている。複数の油圧シリンダ１５は、周方向に等間隔おきに配置されており、各油圧シリンダ１５のロッド上端が、円筒状の連結部材５５の下端部に対応して配置されている。さらに各油圧シリンダ１５は、上向きに付勢されており、連結部材５５が下方に押し込まれた際に、その付勢力に抗してロッドが降下（収縮）し、畜勢されるようになっている。そして後述するように、パンチ１によって鍛造素材Ｗ１が成形孔２２に打ち込まれる際の下向き荷重によって、背圧板４０、背圧伝達棒４５、背圧伝達板５０および連結部材５５が下方へ押し込まれると、油圧シリンダ１５が付勢力に抗しながら収縮する。この付勢力による上向きの抵抗力が背圧として機能し、その背圧が連結部材５５、背圧伝達板５０、背圧伝達棒４５および背圧板４０を介して成形孔２２内の金属材料に伝達して付与されるようになっている。
【００８４】
ベース台１０の底壁中央には、貫通孔１１が設けられており、この貫通孔１１内に上下方向にスライド自在にノックアウトピン６が設けられている。さらにノックアウトピン６は、ダイス受け部材１２の内部においてダイス受け部材１２に対し軸心を一致させるように配置されている。このノックアウトピン６は、外径が、背圧伝達板５０の貫通孔５１の内径よりも小さく形成されており、その貫通孔５１に挿通可能となっている。
【００８５】
さらにノックアウトピン６は、図示しない昇降駆動手段によって、上下方向に昇降駆動できるようになっている。そして、図１Ａ〜１Ｃに示すようにノックアウトピン６が降下した状態では、ノックアウトピン６は、複数の油圧シリンダ１５によって囲まれる空間部内および筒状連結部材５５の内側に配置されているさらにノックアウトピン１５の上端は、背圧伝達板５０の貫通孔５１を介して、背圧伝達棒４５の下端に対向して配置されている。さらにその状態から上昇すると、図１Ｄに示すようにノックアウトピン６が背圧伝達板５０の貫通孔５１を通って、背圧伝達棒４５の下端に当接し、背圧伝達棒４５を上方へ押し上げる。このときノックアウトピン６は、軸回り方向に回転せずに上昇するとともに、背圧伝達棒４５は背圧板４０と共に軸回りに回転しながら上昇するようになっている。また上昇位置のノックアウトピン６が降下した際には、背圧板４０および背圧伝達棒４５は、自重によって図１Ａに示す初期状態まで降下するようになっている。
【００８６】
ここで、本実施形態においては、背圧板４０、背圧伝達棒４５、背圧伝達板５０および連結部材５５によって背圧伝達機構が構成されている。さらに背圧板４０および背圧伝達棒４５によって回転側伝達部材が構成されるとともに、背圧伝達板５０および連結部材５５によって非回転側伝達部材が構成されている。
【００８７】
さらに背圧伝達棒４５の下端が、回転側伝達部材の下端として構成される。
【００８８】
また本実施形態においては、軸心回りに等間隔に配置された複数の油圧シリンダ１５によって背圧発生手段が構成されている。さらにこの背圧発生手段は、軸心回りに回転しない状態に設置されている。
【００８９】
また背圧発生手段における複数の油圧シリンダ１５によって囲まれた空間が、軸心に沿うノックアウトピン６を挿通配置可能な貫通部として構成されている。
【００９０】
また背圧伝達板５０の貫通孔５１が、ノックアウトピンを挿通配置可能な貫通部として構成されていいる。
【００９１】
さらに筒状連結部材５５の筒孔が、ノックアウトピンを挿通配置可能な貫通部として構成されている。
【００９２】
またノックアウトピン６によって、背圧板４０および背圧伝達棒４５からなる回転側伝達部を上方へ突き上げる突き上げ手段が構成されている。
【００９３】
＜鍛造加工＞
次に本実施形態の鍛造装置において、鍛造製品Ｗ３を製造する際の鍛造加工について説明する。
【００９４】
図１Ａに示すように初期状態（成形直前状態）においては、背圧板４０が成形孔２２内における下端位置よりも少し上方に配置されるように、背圧伝達棒４５が背圧伝達板５０上に載置されている。さらにパンチ１は上昇した位置にあり、ワーク設置孔２１には、ワークとしての鍛造素材Ｗ１が設置されている。また背圧板４０のオイル溝４３内には、潤滑剤が充填されている。
【００９５】
また鍛造条件において、パンチ１およびダイス２は水溶性の潤滑剤によって潤滑処理が行われる。なお本実施形態では、鍛造素材Ｗ１の潤滑処理は行っていないが、鍛造素材Ｗ１の潤滑処理を行っても何ら支障はない。
【００９６】
鍛造素材Ｗ１の予備加熱温度は、４００℃〜４５０℃に設定するのが良い。パンチ１およびダイス２の温度（金型温度）は、好ましくは１００℃〜３００℃に設定するのが良く、より好ましくは１５０℃〜２５０℃に設定するのが良い。
【００９７】
さらにパンチ１の荷重は、１．５×１０６Ｎ〜２．５×１０６Ｎ（１５０ｔ〜２５０ｔ程度）に設定するのが良い。
【００９８】
この状態から、パンチ１を降下させて、パンチ１をワーク設置孔２１内に打ち込む。これにより図１Ｂに示すように、ワーク設置孔２１内の鍛造素材Ｗ１が成形孔２２内に塑性流動しつつ、ねじ込まれるように圧入されていき、鍛造素材Ｗ１が成形孔２２の内周面形状に対応するように加圧加工されていく。
【００９９】
さらにパンチ１が降下していくと、鍛造素材Ｗ１の下端が背圧板４０に当接し、鍛造素材Ｗ１を構成する金属材料（メタル）は、背圧板４０と共に下方に押し込まれながら鍛造加工されていく。この加工中に金属材料に対し背圧が付与される。すなわち、金属材料に押されて、背圧板４０および背圧伝達棒４５が軸回りに回転しながら下方に押し込まれ、さらにその背圧伝達棒４５によって、背圧伝達板５０および連結部材５５が下方に押し込まれて、油圧シリンダ１５が収縮する。この収縮時の上向きの抵抗力が背圧となって、連結部材５５、背圧伝達板５０、背圧伝達棒４５および背圧板４０等の背圧伝達機構を介して金属材料に付与される。
【０１００】
このように金属材料が背圧を受けながら鍛造加工されるため、金属材料は、軸心方向に対し直交する外径方向（外周縁部）にも満遍なくスムーズに拡がっていき、成形孔２２内に隙間なく充填されていく。このため、欠肉等の不具合がなく、かつ後述するダレが小さい良好な鍛造型材Ｗ２を成形することができる。
【０１０１】
本実施形態では、鍛造素材Ｗ１の下面は回転側伝達部材である背圧板４０に接した状態で、背圧板４０が回転しながら下降するので、それに導かれて鍛造素材Ｗ１が流動して螺旋状の凸条部が成形される。
【０１０２】
その結果、ローブ９１としての螺旋状の凸条部のメタルフローが連続的となるので、ローブ９１の強度の点から好ましい鍛造製品となる。
【０１０３】
さらに成形時に鍛造素材Ｗ１は、背圧板４０に接した状態となるため、鍛造素材Ｗ１は、広い接触面で拘束されつつ加工される。従って、鍛造素材Ｗ１がダイス２に十分に密着した状態で加工されるため、寸法精度が向上し、鍛造欠陥のダレを解消させる点から好ましい。
【０１０４】
一方、パンチ１が最下端位置まで降下した成形直後の状態では、図１Ｃおよび図２に示すように背圧板４０が成形孔２２の最下端位置まで降下せず、アンビル３０の上面から少し浮き上がって状態となっている。つまり、成形完了直前の下方向への荷重は、油圧シリンダ１５の付勢力（背圧）によって受け止められる。このため、パンチ１の降下完了直前の荷重を無理なく吸収でき、パンチ降下完了時の衝撃の発生等を防止することができる。例えば、パンチ降下完了時に、背圧板４０をアンビル３０に衝突させる場合とは異なり、その衝突時の衝撃によって、背圧板４０や鍛造型材Ｗ２に悪影響が及ぶのを回避することができる。
【０１０５】
成形完了後、図１Ｄに示すようにパンチ１が上昇し、続いてノックアウトピン６が上昇する。これにより、背圧伝達棒４５、背圧伝達板３および鍛造型材Ｗ２が、ノックアウトピン６に突き上げられて、成形時とは逆方向に回転しながら上昇していく。こうして鍛造型材Ｗ２が成形孔２２から排出されて、ワーク設置孔２１に配置される。
【０１０６】
本実施形態では、成形された鍛造型材Ｗ２の下面の全体が背圧板４０に接した状態で、背圧板４０が回転しながら上昇する。この上昇時に、背圧板４０と鍛造型材Ｗ２とを広い接触面で接触させることができ、鍛造型材Ｗ２に十分なトルクを付与することができる。その結果、鍛造型材Ｗにおける螺旋状の溝部９０が深い形状であっても、螺旋状の突状部（ローブ９１）が変形したり、切断したりすることなく、簡単かつ確実に鍛造型材Ｗ２を排出することができる。
【０１０７】
成形孔２２の上方に排出された鍛造型材Ｗ２は、図示しないワーク搬送手段等によって、持ち上げられて鍛造装置の外側へ搬出される。
【０１０８】
この搬出時において、背圧板４０が鍛造型材Ｗ２に密着していたとしても、背圧板４０が鍛造型材Ｗ２と共にワーク搬送手段によって持ち上げられて搬出される等の搬送不良の発生を確実に防止することができる。すなわち本実施形態においては、背圧板４０の下面に背圧伝達棒４５が固定されているため、背圧板４０および背圧伝達棒４５によってある程度の重量が確保されている。このため、鍛造型材Ｗ２がワーク搬送手段によって持ち上げられた際に、背圧板４０および背圧伝達棒４５がその重量によって鍛造型材Ｗ２からスムーズに離脱し、搬送不良の発生を防止することができる。
【０１０９】
さらに本実施形態において、背圧板４０および背圧伝達棒４５が自重だけで鍛造型材Ｗ２から離脱しない場合であっても、背圧板４０を鍛造型材Ｗ２からより確実に切り離すことができる。すなわち背圧伝達棒４５の下端に抜け止めフランジ４６を設けているため、ワーク搬送手段により鍛造型材Ｗ２が持ち上げられた際に、背圧板４０および背圧伝達棒４５が鍛造型材Ｗ２から離脱せず持ち上げられたとしても、背圧伝達棒４５の抜け止めフランジ４６がアンビル３０の下面に当たって係止することにより、背圧板４０および背圧伝達棒４５が鍛造型材Ｗ２から離脱して抜け出しが防止される。従って搬送不良の発生を、より確実に防止することができる。
【０１１０】
また、鍛造型材Ｗ２が搬出された後は、初期状態に戻る。すなわちノックアウトピン６が降下して、背圧板４０および背圧伝達棒４５が自重により回転しながら降下して、背圧伝達棒４５が背圧伝達板５０上に載置された初期状態に戻る。
【０１１１】
なお、ノックアウトピン６により鍛造型材Ｗ２が排出されている間に、背圧伝達板５０および連結部材５５等の非回転側伝達部材は、油圧シリンダ１５の付勢力によって少し上昇して初期位置に戻る。
【０１１２】
こうして図４Ａ，４Ｂに示す鍛造型材Ｗ２が得られる。さらにその鍛造型材Ｗ２の余剰部９５が切除されることによって、図３Ａ〜３Ｃに示す鍛造製品Ｗ３が得られるものである。
【０１１３】
なお鍛造型材Ｗ２の余剰部９５は、必ずしも削除する必要はない。例えば鍛造型材Ｗ２を機械加工する際に、余剰部９５をチャック部として利用しても良い。
【０１１４】
＜効果＞
以上のように、本実施形態の鍛造装置によれば、ねじり形状の鍛造型材Ｗ２を型鍛造により成形する際に、背圧を付与するものであるため、成形中における金属材料の流動特性が良好になり、金属材料が成形孔２２の外周縁部（外側）へも十分に拡がって確実に充填される。従って、欠肉等の不具合のない高品質の鍛造型材Ｗ２を成形することができる。
【０１１５】
しかも本実施形態においては、背圧板４０における鍛造素材Ｗ１との対向面（上面）の中央領域（内側領域）に隆起部４２を形成しているため、その隆起部４２によっても、成形中における外周縁部への金属材料の流れが促進されて増加する。従って、金属材料をより一層確実に成形孔２２内に隅々まで充填させることができ、高品質の鍛造型材Ｗ２を確実に成形することができる。
【０１１６】
ここで、図７Ａ，７Ｂに示すねじり形状の鍛造型材Ｗ２を型鍛造するに際して、背圧を付与しない場合には、成形中における金属材料の外周縁部への拡がりが不十分となる。特に成形孔２２の羽根部２３がねじれているため、鍛造型材Ｗ２の先端部（下端部）に対応する部分での金属材料の拡がりが不十分となり、先端部外周に金属材料が充填されない部分（ダレ）９６の軸方向寸法Ｄが大きくなってしまう。ダレ９６に対応する部分は余剰部９５として切除されるものであるため、このダレ寸法Ｄが大きい鍛造型材Ｗ２では、余計に金属材料（鍛造素材Ｗ１）を浪費することになり、材料の有効利用を図ることができず、コストの増大を来してしまう。
【０１１７】
これに対し、本実施形態の鍛造装置は、既述したように、背圧を付与しながら鍛造加工を行う上さらに、背圧板４０に金属材料の流動性を向上させるための隆起部４２を形成しているため、成形時に、鍛造型材Ｗ２の先端部（下端部）に相当する部分においても、金属材料が外周縁部へと確実に拡がっていく。このため図４Ａ，４Ｂに示すように、ダレ９６がほとんど生じず、ダレ寸法Ｄも非常に小さく抑えることができる。従って、ダレ９６に相当する余剰部９５が非常に少なくなり、金属材料の有効利用を図ることができ、コストの削減を図ることができる。
【０１１８】
また本実施形態の鍛造装置においては、背圧板４０を成形孔２２に適合する形状に形成して、背圧板４０を軸方向（上下方向）に移動させた際に、背圧板４０は、成形孔２２の内周面にガイドされて自然に回転するようになっている。つまり背圧板４０を回転させるための動力や、その動力を伝達するための機構を必要としない。このため、構造の簡素化、装置の小型軽量化およびコストの削減を一層図ることができる。
【０１１９】
さらに本実施形態においては、背圧板４０に固定した背圧伝達棒４５を、背圧伝達板５０に回転自在に接触配置させることにより、背圧伝達板５０および連結部材５５や、油圧シリンダ１５等の背圧発生手段を軸心回りに回転させなくとも良い構造としている。このため、これらの非回転側伝達部材５０，５５や背圧発生手段１５を回転させるための機構や動力を必要とせず、その分、構造の簡素化、装置の小型軽量化およびコストの削減をより一層図ることができる。
【０１２０】
また本実施形態においては、成形後の鍛造型材Ｗ２を突き上げる際に、ノックアウトピン６の上端を、背圧伝達棒４５に摺接させることにより、自身は非回転状態となっている。このため、この点においても、ノックアウトピン６を回転させるための機構や動力を必要とせず、構造の簡素化、装置の小型軽量化およびコストの削減を、より確実に図ることができる。
【０１２１】
また本実施形態においては、背圧板４０における外周側面にオイル溝４３を形成して、その溝４３内に潤滑剤を貯留しているため、成形時に背圧板４０が回転しながら上下する際に、オイル溝４３内から潤滑剤が適度に成形孔２２の内周面に供給される。このため、油切れを防止でき、焼き付き等の不具合が発生するのを有効に防止することができる。
【０１２２】
また本実施形態においては、背圧板４０を背圧伝達棒４５に対しねじ止め固定するとともに、背圧板４０が上昇する際に回転する方向を、ねじを締め付ける方向に設定しているため、ねじ止め部に緩みが発生し難く、背圧板４０および背圧伝達部５間の連結状態を長期間良好に維持することができる。
【０１２３】
＜変形例＞
なお、上記実施形態においては、背圧板４０および背圧伝達棒４５によって回転側伝達部材を構成するとともに、背圧伝達板５０および連結部材５５によって非回転側伝達部材を構成するようにしているが、それだけに限られるものではない。
【０１２４】
例えば本発明においては、背圧伝達棒４５を非回転側伝達部材に含めることも可能である。すなわち、背圧伝達棒４５の下端を背圧伝達板５０に相対的な回転を規制した状態に固定し、背圧伝達棒４５を回転しない状態にする。さらに背圧板４０の下面を背圧伝達棒４５の上端に軸心回りに回転自在に接触配置可能とする。この場合、背圧板４０の下面が回転側伝達部材の下端として構成される。そしてこの構成においては、背圧板４０のみが上下移動する際に回転するとともに、背圧伝達棒４５，背圧伝達板５０および連結部材５５は、上下移動する際に回転しないようになっている。従って、背圧板４０によって回転側伝達部材が構成されるとともに、背圧伝達棒４５、背圧伝達板５０および連結部材５５によって非回転側伝達部材が構成される。
【０１２５】
また、背圧伝達板５０を回転側伝達部材に含めることも可能である。すなわち、背圧伝達板５０の上面を背圧伝達棒４５の下端に相対的な回転を規制した状態に固定し、背圧伝達板５０の下面を連結部材５５の上端に軸心回りに回転自在に接触配置可能とする。この場合、背圧伝達板５０の下面が回転側伝達部材の下端として構成される。そしてこの構成においては、背圧板４０、背圧伝達棒４５および背圧伝達板５０が上下移動する際に回転するとともに、連結部材５５は、上下移動する際に回転しないようになっている。従って、背圧板４０、背圧伝達棒４５および背圧伝達板５０によって回転側伝達部材が構成されるとともに、連結部材５５によって非回転側伝達部材が構成される。
【０１２６】
さらに本発明においては、連結部材５５等を省略して、背圧伝達板５０を油圧シリンダ等の背圧発生手段に直結するようにしても良い。
【０１２７】
また上記実施形態においては、ノックアウトピン６が上昇した状態で、ノックアウトピン６が、非回転側伝達部材としての背圧伝達板５０および連結部材５５を貫通する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は、ノックアウトピン６を、必ずしも背圧伝達板５０に貫通させる必要はない。
【０１２８】
例えば図８Ａに示す変形例の鍛造装置は、連結部材５５上に設けられる背圧伝達板５０に、貫通孔（図１Ｄの貫通孔５１参照）が形成されていない。さらに初期状態ではノックアウトピン６は、背圧伝達板５０の下方に対応して配置される。
【０１２９】
そして成形後、鍛造型材Ｗ２を排出する場合には、図８Ｂに示すように、ノックアウトピン６が上昇して、背圧伝達板５０が持ち上げられ、その背圧伝達板５０を介して、背圧伝達棒４５および背圧板４０が突き上げられる。これにより、上記実施形態と同様に、回転側伝達部材および鍛造型材Ｗ２が回転しながら上昇して、上方に排出されるようになっている。
【０１３０】
この変形例では、上記実施形態とは異なり、ノックアウトピン６が、背圧伝達板５０等の非回転側伝達部材に貫通しないようになっている。
【０１３１】
ここで、この変形例においては、ノックアウトピン６および背圧伝達板５０が突き上げ手段として構成される。
【０１３２】
またこの変形例の鍛造装置においては、ノックアウトピン６が背圧伝達板５０に対し回転自在に接触するようにしても良いし、背圧伝達板５０が回転側伝達部材に対し回転自在に接触するようにしても良い。さらにノックアウトピン６および背圧伝達板５０間と、背圧伝達板５０および回転側伝達部材間との双方をそれぞれ回転自在に接触させるようにしても良い。
【０１３３】
上記実施形態においては、ノックアウトピン６が軸心回りに回転しない場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、ノックアウトピン６の回転を必ずしも規制する必要はない。
【０１３４】
例えば、ノックアウトピンの下端に接触させたカムを回転させることにより、ノックアウトピンの回転を拘束せずに、上下方向に移動させるようにする。これにより、ノックアウトピンを上昇時に回転可能に構成することができる。そしてノックアウトピンを回転させる場合には、ノックアウトピンを回転側伝達部材に対し同期させて回転させるとともに、ノックアウトピンをカムに対し回転自在に接触させるようにする。またはノックアウトピンおよび回転側伝達部材間を滑らせることにより、ノックアウトピンを回転側伝達部材に対しゆっくり回転させるとともに、ノックアウトピンおよびカム間を滑らせることにより、ノックアウトピンをカムに対しゆっく回転させるようにしても良い。
【０１３５】
またカムでノックアウトピンを上下する場合であっても、上記実施形態のようにノックアウトピンを回転させずに、ノックアウトピンを回転側伝達部材に対し回転自在に接触させるようにしても良い。
【０１３６】
また本発明においては、ダイス２をダイス本体２０のみで構成し、アンビル３０等の底壁部材を省略することも可能である。この場合には、成形孔２２の下端開口部が下側開口部として構成される。
【０１３７】
上記実施形態においては、鍛造製品として、４葉式ツイストローブ付きのロータ部品を作製する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は、他の形状の部品を、例えば２葉式や３葉式ツイストローブ付のローラ部品を作製するようにしても良い。
【０１３８】
上記実施形態では、鍛造製品Ｗ３の軸方向全長にわたってねじれ形状の溝部９２を形成するようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、ねじれ形状の溝部９２を鍛造製品の一部のみに形成するようにしても良い。
【０１３９】
上記実施形態では、背圧発生手段として油圧シリンダを用いているが、それだけに限られず、本発明においては、背圧発生手段として、ガスシリンダ等の他の流体圧シリンダや、ゴム部材、コイルバネ等を用いても良い。
【０１４０】
また本発明において、背圧伝達棒は、中実形状のものであっても良いし、パイプ形状のような中空形状のものであっても良い。
【０１４１】
本願は、２０１０年１２月２１日付で出願された日本国特許出願の特願２０１０−２８４４５３号の優先権主張を伴うものであり、その開示内容は、そのまま本願の一部を構成するものである。
【０１４２】
ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではなく、ここに示され且つ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、この発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。
【０１４３】
本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものであるが、この開示は本発明の原理の実施例を提供するものと見なされるべきであって、それら実施例は、本発明をここに記載しかつ／または図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、多くの図示実施形態がここに記載されている。
【０１４４】
本発明の図示実施形態を幾つかここに記載したが、本発明は、ここに記載した各種の好ましい実施形態に限定されるものではなく、この開示に基づいていわゆる当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ（例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ）、改良及び／又は変更を有するありとあらゆる実施形態をも包含するものである。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施例に限定されるべきではなく、そのような実施例は非排他的であると解釈されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
この発明の鍛造装置は、金型を用いてワークを鍛造加工するようにした型鍛造技術に適用可能である。
【符号の説明】
【０１４６】
１：パンチ（上金型）
１５：油圧シリンダ（背圧発生手段）
２：ダイス（下金型）
２２：成形孔
２３：羽根部
４０：背圧板（回転側伝達部材）
４１：嵌合凹部
４２：隆起部
４３：オイル溝
４５：背圧伝達棒（回転側伝達部材）
４６：抜け止めフランジ（抜け止め部）
５０：背圧伝達板（非回転側伝達部材）
５１：貫通孔（貫通部）
５５：連結部材（非回転側伝達部材）
６：ノックアウトピン（突き上げ手段）
Ｗ１：鍛造素材
Ｗ２：鍛造型材
Ｗ３：鍛造製品
９２：溝部
９５：余剰部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【国際調査報告】
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