(57)【要約】【課題】鍛造品における欠肉発生を低減すること。【解決手段】第１金型である固定下型５と、第２金型である可動上型６と、を備える。中間成形品ＭＭを、固定下型５と可動上型６の対向する下型成形面５ａと上型成形面６ａにより加圧して成形する。この鍛造装置を適用した熱間鍛造機１において、固定下型５と可動上型６のうち固定下型５に、可動上型６に向けて付勢される開閉堰７が設けられる。開閉堰７は、可動上型６に対向する成形面側端部71aに切欠部７３を有する。【選択図】図３
2018111109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金型と第２金型とを備え、
中間成形品を、前記第１金型と前記第２金型の対向する成形面により加圧して成形する鍛造装置において、
前記第１金型と前記第２金型のいずれか一方の金型に、他方の金型に向けて付勢される開閉堰が設けられ、
前記開閉堰は、前記他方の金型に対向する成形面側端部に切欠部を有する
ことを特徴とする鍛造装置。
【請求項２】
請求項１に記載された鍛造装置において、
前記第１金型は、固定された固定下型であり、
前記第２金型は、前記固定下型へ向かって昇降する可動上型であり、
前記開閉堰は、前記固定下型に設けられる
ことを特徴とする鍛造装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された鍛造装置において、
前記開閉堰の外側に、前記開閉堰が開くことで逃げた肉を溜める肉溜まり部が設けられる
ことを特徴とする鍛造装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか一項に記載された鍛造装置において、
前記開閉堰の付勢状態での初期位置は、前記一方の金型の成形面の位置よりも前記他方の金型側に突出する突出位置に設定される
ことを特徴とする鍛造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、鍛造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鍛造用金型装置では、ベルト式無段変速機用シャフトプーリ（製品）を鍛造加工にて、第２次成形品に対してさらに鍛造加工を行う。この鍛造加工の際、上型が下方へ変位し、その成形品の上面に上型が当接した状態では、その成形品が上型と下型との間で密閉状態となる密閉工法を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2004-167532号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の鍛造用金型装置において、第１次成形品に対して第２鍛造加工を行い、第２次成形品を成形する第２鍛造加工工程では、第１次成形品が上型と下型との間で密閉状態ではない。このため、第２鍛造加工により成形された第２次成形品の形状に偏りが生じる恐れがある。この偏りが生じた形状で、第２次成形品に対してさらに密閉工法の鍛造加工を行うと、肉が偏っている側（例えば右側（偏肉側））では、上型と下型とで形成された成形空間の隅々まで肉が移動する。一方、右側より肉が少ない側（例えば左側（不足側））では、右側の肉が成形空間の隅々まで移動しても、左側の肉は成形空間の隅々まで移動していない。このため、さらに鍛造を進行させても、右側は鍛造による肉の逃げ場がないので、左側へ肉が移動しない恐れがある。従って、左側において、肉が不足しているので、製品に欠肉が発生してしまう、という問題がある。
【０００５】
本開示は、上記問題に着目してなされたもので、鍛造品における欠肉発生を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示は、第１金型と第２金型とを備える。中間成形品を、第１金型と第２金型の対向する成形面により加圧して成形する。この鍛造装置において、第１金型と第２金型のいずれか一方の金型に、他方の金型に向けて付勢される開閉堰が設けられる。開閉堰は、他方の金型に対向する成形面側端部に切欠部を有する。
【発明の効果】
【０００７】
よって、一方の金型に、他方の金型に向けて付勢される開閉堰が設けられる。開閉堰は、他方の金型に対向する成形面側端部に切欠部を有する。
即ち、鍛造を進行させると、偏肉側の肉が切欠部を介して開閉堰を開く。このため、開閉堰が開くことで偏肉側の肉の逃げ場ができる。これにより、肉が成形空間の隅々まで移動していない不足側においても、肉の移動を継続することができる。
この結果、鍛造品における欠肉発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の鍛造装置が適用された熱間鍛造機の全体を示す全体概略図である。
【図２】実施例１の鍛造装置が適用された熱間鍛造機で成形されたパーキングギアを示す斜視図である。
【図３】実施例１の鍛造装置が適用された熱間鍛造機の要部を示す部分拡大図であって、図１の開閉堰周辺の部分拡大図である。
【図４】実施例１の鍛造装置が適用された熱間鍛造機の開閉堰を示す概略斜視図である。
【図５】実施例１の第３熱間鍛造工程に用いる第３金型の全体を示す全体概略図であって、第３熱間鍛造工程の工程図である。
【図６】実施例１の第４熱間鍛造工程に用いる第４金型の全体を示す全体概略図であって、第４熱間鍛造工程の工程図である。
【図７】実施例１の第４熱間鍛造工程における要部の鍛造動作例を示すタイムチャートである。
【図８】比較例の密閉工法が適用された熱間鍛造機の全体を示す全体概略図である。
【図９】比較例のバリ出し工法が適用された熱間鍛造機の全体を示す全体概略図である。
【図１０】各工法の「成形性・荷重」と各工法の「歩留り」との関係を示す関係表である。
【図１１】開閉工法とバリ出し工法のバリ部分の重量を比較する比較図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の鍛造装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
実施例１における鍛造装置は熱間鍛造機に適用されるものであり、その熱間鍛造機により「無段変速機構（CVT）のセカンダリプーリとパーキングギアが一体になった製品（以下、単に「製品」ともいう。）」を成形するものである。以下、実施例１における熱間鍛造機の構成を、「熱間鍛造機の全体構成」と、「熱間鍛造機の要部構成」に分けて説明する。
【００１１】
［熱間鍛造機の全体構成］
図１は、実施例１の鍛造装置が適用された熱間鍛造機の全体概略図を示す。図２は、実施例１の鍛造装置が適用された熱間鍛造機で成形されたパーキングギアの斜視図を示す。以下、図１と図２に基づき、熱間鍛造機の全体構成を説明する。
【００１２】
熱間鍛造機１は、図１に示すように、固定下枠２と、可動上枠３と、金型４と、コントローラ２０と、を備えている。熱間鍛造機１は、この他に油圧系シリンダやストッパ等を備えている。熱間鍛造機１は、加熱した中間成形品ＭＭ（図５の第３成形品Ｍ３）を、金型４により加圧して成形する。ここで、「熱間鍛造」とは、金属素材（金属材料）を再結晶温度以上の高温に加熱し、高温で中間成形品ＭＭの成形を行う鍛造である。
【００１３】
前記固定下枠２は、図１に示すように、鍛造機基枠１１に固定される。
【００１４】
前記可動上枠３は、図１に示すように、昇降方向ＵＤに動作される。なお、昇降方向ＵＤのうち、上昇方向Ｕが離型方向であり、下降方向Ｄが加圧方向である。
【００１５】
前記金型４は、図１に示すように、固定下型５（第１金型）と、可動上型６（第２金型）と、を備える。金型４は、図１に示すように、加熱された中間成形品ＭＭを、固定下型５と可動上型６の対向する下型成形面５ａと上型成形面６ａにより加圧して成形する。実施例１では、金型４は、図２に示すように、無段変速機構（CVT）のセカンダリプーリとパーキングギア100が一体になった製品を成形する。
【００１６】
前記固定下型５は、図１に示すように、固定下枠２に取り付けられる。固定下型５は、円柱状であり、固定下枠２と接する面が円形である。固定下型５は、図１に示すように、下型エンド部材５１と下型分割部材５２等から構成される。下型エンド部材５１は、図１に示すように、固定下枠２に取り付けられる。下型分割部材５２は、図１に示すように、下型エンド部材５１に取り付けられる。なお、これらの取り付けは、ボルト等による。下型成形面５ａは、図１に示すように、下型エンド部材５１と下型分割部材５２により構成される。また、固定下型５の下型分割部材５２には、図１に示すように、開閉堰７が設けられる。なお、開閉堰７については後述する。
【００１７】
前記可動上型６は、図１に示すように、可動上枠３に取り付けられる。このため、可動上型６は、可動上枠３と共に動作する。可動上型６は、円柱状であり、可動上枠３と接する面が円形である。可動上型６は、図１に示すように、上型分割部材６１と上型サイド部材６２と上型ピン部材６３等から構成される。上型分割部材６１と上型サイド部材６２と上型ピン部材６３は、図１に示すように、可動上枠３に取り付けられる。上型分割部材６１は、図１に示すように、上型サイド部材６２と上型ピン部材６３に取り付けられる。なお、これらの取り付けは、ボルト等による。上型成形面６ａは、図１に示すように、上型分割部材６１と上型ピン部材６３により構成される。上型分割部材６１と開閉堰７により、後述する肉溜まり部８が形成される。
【００１８】
前記コントローラ２０は、図１に示すように、可動上枠３の動作等を制御するものである。
【００１９】
［熱間鍛造機の要部構成］
図３は、図１の開閉堰周辺の部分拡大図を示す。図４は、実施例１の鍛造装置が適用された熱間鍛造機の開閉堰の概略斜視図を示す。以下、図１と図３と図４に基づき、実施例１の熱間鍛造機の要部構成を説明する。
【００２０】
下型分割部材５２は、図３に示すように、下型穴部52aと下型抜け止め穴部52bを有する。下型穴部52aは、図３に示すように、下型分割部材５２の可動上型６側の面であって、下型成形面５ａを避けた位置に形成される。下型穴部52aは、図３に示すように、昇降方向ＵＤの上昇方向Ｕ（可動上型６側）へ向かって開口する。例えば、下型穴部52aは、周方向に１２穴ほど形成される。１２穴の下型穴部52aは、周方向に等間隔に配置される。下型穴部52aには、図３に示すように、後述するスプリング９（付勢部材）が挿入される。下型抜け止め穴部52bは、図３に示すように、下型分割部材５２の外周側に形成される。下型抜け止め穴部52bは、図３に示すように、下型分割部材５２の外径側へ向かって開口する。例えば、下型抜け止め穴部52bは、周方向に４つほど形成される。４つの下型抜け止め穴部52bは、周方向に等間隔に配置される。下型抜け止め穴部52bには、図３と図４に示すように、後述する抜け止めピン１０が挿入される。
【００２１】
開閉堰７は、図１と図３に示すように、下型分割部材５２の可動上型６側に設けられる。開閉堰７は、図４に示すように、円筒形状である。開閉堰７は、スプリング９と抜け止めピン１０を有する。開閉堰７は、図１と図４に示すように、スプリング９により可動上型６（上昇方向Ｕ）に向けて付勢される。開閉堰７は、図３に示すように、抜け止めピン１０により抜け止めされる。
【００２２】
開閉堰７の付勢状態での初期位置は、図３に示すように、下型成形面５ａの位置よりも可動上型６側に突出する突出位置に設定される。この突出位置は、図３に示すように、後述する肉ＭＡが開閉堰７の内周面７ｉ（成形面側の側面、開閉堰７の内側）に接触する前に、可動上型６と開閉堰７が接触する位置に設定される。このため、開閉堰７は、図１と図３に示すように、下型分割部材５２の可動上型６側の周囲を囲む。言い換えると、開閉堰７は、図１と図３に示すように、下型成形面５ａの周囲を囲む。ここで、「初期位置」とは、開閉堰７が、可動上型６に接触する前の位置である。
【００２３】
開閉堰７は、図３と図４に示すように、円周が異なる２段の上側円筒部７１と下側円筒部７２により構成される。このため、図３と図４に示すように、開閉堰７のうち可動上型６側の上側円筒部７１の円周は、下側円筒部７２の円周よりも短くなる。
【００２４】
上側円筒部７１は、図３と図４に示すように、可動上型６に対向する成形面側端部71a（上側円筒部７１の内径側端部）に切欠部７３を有する。上側円筒部７１は、図３に示すように、可動上型６が下降方向Ｄへ動作するとき、可動上型６と接触する。
【００２５】
下側円筒部７２は、図３と図４に示すように、堰穴部72aと堰抜け止め孔72bを有する。堰穴部72aは、図３に示すように、下側円筒部７２の固定下枠２側に形成される。堰穴部72aは、図３と図４に示すように、昇降方向ＵＤの下降方向Ｄ（固定下枠２側）へ向かって開口する。例えば、堰穴部72aは、周方向に１２穴ほど形成される。１２穴の堰穴部72aは、周方向に等間隔に配置される。堰穴部72aには、図３と図４に示すように、後述するスプリング９が挿入される。堰抜け止め孔72bは、図３と図４に示すように、図３と図４に示すように、堰穴部72aよりも上側円筒部７１側に形成される。堰抜け止め孔72bは、図３と図４に示すように、下側円筒部７２の外周側から内周側へ貫通する孔である。例えば、堰抜け止め孔72bは、周方向に４つほど形成される。４つの堰抜け止め孔72bは、周方向に等間隔に配置される。堰抜け止め孔72bには、図３と図４に示すように、後述する抜け止めピン１０が挿入される。堰抜け止め孔72bの昇降方向ＵＤの長さは、図３と図４に示すように、その抜け止めピン１０の昇降方向ＵＤの長さよりも長く設定される。
【００２６】
上型分割部材６１は、図３に示すように、固定下型５と対向する面であって、上型成形面６ａではない部分に、環状の溝部61aが形成される。
【００２７】
前記肉溜まり部８は、図３に示すように、溝部61aと、上型分割部材６１の側面61sと、上側円筒部７１の上側円筒部外周面71oと、下側円筒部７２の下側円筒部上面72uにより形成される。肉溜まり部８は、図３に示すように、開閉堰７の外周側７ｏ（開閉堰７の外側、開閉堰７の開閉堰外周面側、上側円筒部外周面71o側）に設けられる。肉溜まり部８は、図３に示すように、環状空間である。肉溜まり部８の大きさは、後述する第１バリ量Ｆ１等により設定される。
【００２８】
前記スプリング９は、図３に示すように、下型穴部52aと堰穴部72aに挿入される。詳述すると、１つのスプリング９は、昇降方向ＵＤに対向する１つの下型穴部52aと１つの堰穴部72aに挿入される（図３と図４参照）。スプリング９の数は、下型穴部52aと堰穴部72aの数と同様に１２個となる。このように挿入されたスプリング９により、開閉堰７は、図１と図３に示すように、可動上型６（上昇方向Ｕ）に向けて付勢される。
【００２９】
前記抜け止めピン１０は、図３に示すように、下型抜け止め穴部52bと堰抜け止め孔72bに挿入される。詳述すると、１つの抜け止めピン１０は、対向する１つの下型抜け止め穴部52bと１つの堰抜け止め孔72bに挿入される（図３参照）。抜け止めピン１０の数は、下型抜け止め穴部52bと堰抜け止め孔72bの数と同様に４個となる。このように挿入された抜け止めピン１０により、スプリング９によって付勢される開閉堰７が、図１と図３に示すように、抜け止めされる。抜け止めピン１０の位置は、開閉堰７の付勢状態での初期位置との関係で設定される。
【００３０】
次に、作用を説明する。
実施例１における鍛造装置における作用を、「加工形成作用」と、「熱間鍛造成形作用」と、「熱間鍛造の要部成形作用」と、「成形性と荷重の比較作用」と、「歩留りの比較作用」と、「鍛造装置の特徴作用」に分けて説明する。
【００３１】
［加工形成作用］
例えば、無段変速機構（CVT）のセカンダリプーリとパーキングギアが一体になった製品（図２参照）を加工形成する場合には、熱間鍛造→熱処理→冷間鍛造→機械加工の順番で金属素材の加工が行われ、金属素材を製品形状へと形成する。以下、それぞれについて説明する。
【００３２】
（熱間鍛造）
まず、熱間鍛造では、製品となる金属素材が加熱される。そして、加熱された金属素材が、鍛造金型（例えば金型４）で加圧され（プレス加工され）、鍛造品に変形（成形）される。即ち、熱間鍛造機１は、固定下型５と可動上型６とを近接させることにより、金属素材の形状を変形させる（図１参照）。熱間鍛造において、金属素材が加熱されてから金型４で加圧されるので、金属素材を複雑な形状に変形することができる。また、熱間鍛造により、金属素材の内部欠陥を無くすことでき、組織を緻密で均質にすることができる。なお、金属素材の変形は、熱間鍛造を数回に分けて、徐々に鍛造品に変形させる。これについては、後述する「熱間鍛造成形作用」で説明する。
【００３３】
（熱処理）
次いで、熱処理では、熱間鍛造にて鍛造された鍛造品を、加熱・冷却により、表面の硬度等を高め、結晶粒や組織を調整し、被削性や加工性を向上する。
【００３４】
（冷間鍛造）
次いで、冷間鍛造では、熱処理後の鍛造品を鍛錬して、より強度を高めることができると共に、鍛造品の精度も高めることができる。ここで、「冷間鍛造」とは、熱間鍛造と異なり、熱処理後の鍛造品（金属素材）を加熱しないで、常温に近い温度で行う鍛造である。
【００３５】
（機械加工）
続いて、機械加工では、冷間鍛造にて鍛造された鍛造品から、製品として不要な部分が切削・研磨され、製品形状へと形成される。このようにして、金属素材が製品形状へと形成される。
【００３６】
［熱間鍛造成形作用］
図５は、第３熱間鍛造工程の工程図を示す。図６は、第４熱間鍛造工程の工程図を示す。また、図１は、図６の第４熱間鍛造工程の可動上型６の位置よりも前（第４熱間鍛造工程の途中）の状態を示す。熱間鍛造成形は、例えば、第１熱間鍛造工程から第４熱間鍛造工程までの４つの熱間鍛造工程に分かれている。以下、図１と図５と図６に基づいて、熱間鍛造成形作用について説明する。
【００３７】
まず、第１熱間鍛造工程では、上述した通り、製品となる不図示の金属素材が加熱される。金属素材は、縦長の円柱形状である。そして、加熱された金属素材は、不図示の第１金型で加圧される。これにより、金属素材は、樽型形状の不図示の第１成形品に成形される。
【００３８】
次いで、第２熱間鍛造工程では、第１成形品が、不図示の第２金型で加圧される。これにより、第１成形品は、図５（二点鎖線）で示すように、第２成形品Ｍ２に成形される。第２成形品Ｍ２の下側部分は、おおよそ図６の第４成形品Ｍ４の形状に成形される。
【００３９】
次いで、第３熱間鍛造工程では、第２成形品Ｍ２が、図５の第３金型Ｄ３で加圧される。これにより、第２成形品Ｍ２は、図５に示すように、第３成形品Ｍ３に成形される。第３成形品Ｍ３の上側部分は、図５に示すように、第２成形品Ｍ２の上側部分が縦方向に押圧され、第２成形品Ｍ２よりも図６の第４成形品Ｍ４の形状に近づけられる。ここで、第３金型Ｄ３は、図５に示すように、上型と下型との間が左右方向Ｘに開放状態である（密閉状態ではない）。このため、図５の偏肉領域ＵＴに示すように、例えば右側ＸＲに偏った第３成形品Ｍ３が成形される。即ち、第３熱間鍛造工程では、図５に示すように、第３成形品Ｍ３は左右均等に成形されないことがある。
【００４０】
続いて、第４熱間鍛造工程（最終熱間鍛造工程）では、第３成形品Ｍ３（図１の中間成形品ＭＭ）が、図６の第４金型Ｄ４（図１の金型４）で加圧される。これにより、第３成形品Ｍ３の肉ＭＡは、図１に示すように、金型４の左右方向Ｘに移動される。そして、第３成形品Ｍ３は、図６に示すように、第４成形品Ｍ４（最終鍛造品、鍛造品）に成形される。
【００４１】
［熱間鍛造の要部成形作用］
図７は、実施例１の第４熱間鍛造工程における要部（図１や図６の右側ＸＲ部分）の鍛造動作例のタイムチャートを示す。なお、図７においては、第３成形品Ｍ３の肉ＭＡが、図１と図３と図５に示すように、金型４の左右方向Ｘにおいて右側ＸＲに偏っているもの（偏肉）とする。ここで、「肉ＭＡ」とは、プレス加工により成形を受ける第３成形品Ｍ３の金属素材部分のことである。以下、図７に示す動作に基づいて、各時刻について説明する。
【００４２】
時刻t1において、コントローラ２０により可動上枠３は加圧方向Ｄ（可動上枠３に取り付けられた可動上型６により第３成形品Ｍ３を加圧する加圧方向Ｄ）へ動作される（図１と図６参照）。これにより、可動上型６の上型成形面６ａは、第３成形品Ｍ３の上側部分が縦方向に押圧される。
【００４３】
時刻t2から時刻t5までの間において、可動上枠３は加圧方向Ｄへ動作され、第３成形品Ｍ３は時間の経過と共に、時刻t5の最終鍛造品Ｍ４の形状に成形される。即ち、第３成形品Ｍ３の肉ＭＡは、金型４の左右方向Ｘに移動される（流れる）（図１と図６参照）。
【００４４】
時刻t2において、可動上型６は、可動上型６に対向する開閉堰７の開閉堰上面７ｕ（上側円筒部７１の上側円筒部上面71u）に接触する。これにより、第３成形品Ｍ３は固定下型５と可動上型６と間で開閉堰７により密閉状態となる。また、可動上型６と開閉堰７により肉溜まり部８が形成される。
【００４５】
時刻t2から時刻t3までの間において、スプリング９（図３等参照）の付勢力に抗して、可動上型６により開閉堰７は加圧方向Ｄへ押圧される。
【００４６】
時刻t3において、肉ＭＡは、開閉堰７の内周面７ｉに対して垂直に当たる。このため、開閉堰７には右方向ＸＲへの肉ＭＡの移動に伴う荷重（肉ＭＡの荷重）がかかる。これにより、開閉堰７の外周側７ｏ（開閉堰外周面側）が、上型分割部材６１の側面61sの側へ押される。それゆえ、スプリング９（図３等参照）の付勢力が小さくても、肉流れに対して、開閉堰７の内周面７ｉは拘束機能（開閉堰７が開きにくい機能）を有する。即ち、開閉堰７は、肉流れに対して、簡単（直ぐ）には開かない。また、時刻t3において、肉ＭＡは、切欠部７３に当たる。肉ＭＡが切欠部７３に当たると、肉ＭＡの荷重は、切欠部７３により、右方向ＸＲと加圧方向Ｄに分かれる。ここで、「肉流れ」とは、変形中の肉ＭＡの移動である。
【００４７】
時刻t3から時刻t4までの間において、可動上型６の加圧方向Ｄへの加圧により、固定下型５（下型成形面５ａ）と可動上型６（上型成形面６ａ）で形成された成形空間Ｓの隅々へ、肉ＭＡは移動される。
【００４８】
時刻t4において、成形空間Ｓの内部圧力が上昇することにより、切欠部７３にかかる加圧方向Ｄへの肉ＭＡの荷重が大きくなる。このため、加圧方向Ｄへ開閉堰７が開き、密閉状態ではなくなる。開閉堰７が開くと、可動上型６と開閉堰７との間に（右方向ＸＲへ）、肉ＭＡが逃げる（流れる）。
【００４９】
時刻t4から時刻t5までの間において、肉ＭＡの荷重により開閉堰７は加圧方向Ｄへ押圧されるので、開閉堰７は時間の経過と共に移動する。即ち、開閉堰７は、時間の経過と共に加圧方向Ｄへ開く。
【００５０】
時刻t5において、肉流れ（肉ＭＡ）が、成形空間Ｓから肉溜まり部８へ達する。このため、可動上型６と開閉堰７との間で肉ＭＡは行き詰まることがない。これにより、肉流れの行き詰まりは防がれる。なお、開閉堰７の一部は、下型成形面５ａになる。なお、この時刻t5が、最終鍛造品Ｍ４である。
【００５１】
このように、第３成形品Ｍ３の肉ＭＡが金型４の左右方向Ｘにおいて右側ＸＲに偏っていても、鍛造を進行させると、肉ＭＡの荷重が切欠部７３を介して開閉堰７を加圧方向Ｄへ押す。これにより、開閉堰７が開くので、肉ＭＡの逃げ場ができる。なお、第３成形品Ｍ３の肉ＭＡが、図１と図５に示すように、金型４の左右方向Ｘにおいて右側ＸＲに偏っておらず、左右均等であれば、開閉堰７は僅かに開くか又は開かない。開閉堰７が僅かに開く場合には、図１等において左側ＸＬと右側ＸＲの両方の開閉堰７が開く。
【００５２】
［成形性と荷重の比較作用］
図８は、比較例の密閉工法が適用された熱間鍛造機の全体概略図を示す。図９は、比較例のバリ出し工法が適用された熱間鍛造機の全体概略図を示す。図１０は、各工法の「成形性・荷重」と各工法の「歩留り」との関係表を示す。ここで、「密閉工法（密閉鍛造）」は、図８に示すように、金型内部におけるワークＷが密閉金型ＣＤに拘束され、密閉金型ＣＤからバリをはみ出させないように鍛造を行う工法である。また、「バリ出し工法（バリ出し鍛造）」は、金型内部におけるワークＷがバリ出し金型ＦＤの加圧により、図９に示すように、バリＦをバリ出し金型ＦＤの外側にはみ出させる工法である。図１０の「○」印は、他の２つの工法より良い（優れている）ことを示し、「×」印は、他の２つの工法より悪い（劣っている）ことを示す。図１０の「△」は、「○」印よりも悪く、「×」印よりも良いことを示す。以下、図２と図３と図５と図７〜図１０に基づいて、実施例１の開閉工法を、比較例の密閉工法とバリ出し工法のそれぞれと比較する。先に、密閉工法と開閉工法の比較について、「成形性の比較作用」と「荷重減の比較作用」に分けて説明する。その後、バリ出し工法と開閉工法の比較について説明する。
【００５３】
（成形性の比較作用）
図８の密閉工法で密閉最終鍛造品ＭＣを成形すると、図２の欠肉領域ＵＦの部分に欠肉が発生する。これについて、従来の鍛造用金型装置により説明する。例えば、従来の鍛造用金型装置では、ベルト式無段変速機用シャフトプーリ（製品）を鍛造加工にて、第２次成形品に対してさらに鍛造加工を行う。この鍛造加工の際、上型が下方へ変位し、その成形品の上面に上型が当接した状態では、その成形品が上型と下型との間で密閉状態となる密閉工法を行っている。
【００５４】
しかし、従来の鍛造用金型装置において、第１次成形品に対して第２鍛造加工を行い、第２次成形品を成形する第２鍛造加工工程では、第１次成形品が上型と下型との間で密閉状態ではない。このため、第２鍛造加工により成形された第２次成形品の形状に偏りが生じる恐れがある。この偏りが生じた形状で、第２次成形品に対してさらに密閉工法の鍛造加工を行うと、肉が偏っている側（例えば右側（偏肉側））では、上型と下型とで形成された成形空間の隅々まで肉が移動する。一方、右側より肉が少ない側（例えば左側（不足側））では、右側の肉が成形空間の隅々まで移動しても、左側の肉は成形空間の隅々まで移動していない。このため、さらに鍛造を進行させても、右側は鍛造による肉の逃げ場がないので、左側へ肉が移動しない恐れがある。従って、左側において、肉が不足しているので、密閉最終鍛造品ＭＣに欠肉が発生してしまう。
【００５５】
これに対し、実施例１においても、上述した図５の第３金型Ｄ３で鍛造を行うと、図５の偏肉領域ＵＴに示すように、右側ＸＲ（偏肉側）に偏った第３成形品Ｍ３が成形されることがある。けれども、実施例１では、上述したように第３成形品Ｍ３の肉ＭＡが金型４の右側ＸＲに偏っていても、鍛造（加圧）を進行させると、図７に示すように、肉ＭＡの荷重が切欠部７３を介して開閉堰７を加圧方向Ｄへ押す。このため、図７に示すように、開閉堰７が開くので、肉ＭＡの逃げ場ができる。これにより、肉ＭＡが成形空間Ｓ（図１と図３等参照）の隅々まで移動していない左側ＸＬ（不足側）においても、肉ＭＡの移動を継続することができる。従って、開閉工法は、図１０に示すように、密閉工法の密閉最終鍛造品ＭＣよりも、最終鍛造品Ｍ４における欠肉発生が低減される。即ち、開閉工法は、密閉工法よりも成形性が向上される。
【００５６】
（荷重の比較作用）
密閉工法において、上述した従来の鍛造用金型装置のように、右側より肉が少ない左側では、右側の肉が成形空間の隅々まで移動しても、左側の肉は成形空間の隅々まで移動していない。このとき、加圧により鍛造をさらに進行させ、左側への肉の移動を試みることも可能であるが、右側は鍛造による肉の逃げ場がないため、プレス荷重が急激に増大する。その加圧により鍛造をさらに進行させるためには、大きな荷重を加えることが可能な装置とする必要があり、装置の大型化やコストアップとなってしまう。
【００５７】
これに対し、実施例１の開閉工法では、図７に示すように、開閉堰７が開くことにより肉ＭＡの逃げ場ができるので、密閉工法のように、大きな荷重を加える必要がない。従って、開閉工法は、図１０に示すように、密閉工法よりも、鍛造装置の大型化やコストアップが低減される。
【００５８】
（バリ出し工法と開閉工法の比較）
続いて、バリ出し工法と開閉工法の比較について説明する。バリ出し工法において、図９に示すように、バリ出し金型ＦＤはバリＦを出すために左右方向Ｘが開放されている。このため、バリ出し金型ＦＤは、図９に示すように、開閉工法の拘束機能と異なり、常にワークＷのワーク肉MA1の逃げ場がある。これにより、バリ出し工法では、バリ最終鍛造品ＭＦにおける欠肉発生が防止される。また、バリ出し工法では、常にワーク肉MA1の逃げ場がある状態なので、大きな荷重を加える必要がない。従って、バリ出し鍛造装置の大型化やコストアップが防止される。従って、バリ出し工法は、図１０に示すように、開閉工法よりも、成形性が良く、荷重が低減される。
【００５９】
［歩留りの比較作用］
図１１は、開閉工法とバリ出し工法のバリ部分の重量（バリ量）を比較する比較図を示す。以下、図８〜図１１に基づいて、歩留りの比較作用を説明する。
【００６０】
先に、バリ出し工法と開閉工法の比較について説明する。その後、密閉工法と開閉工法の比較について説明する。バリ出し工法では、図９に示すように、常にワーク肉MA1の逃げ場がある状態なので、バリ出し金型ＦＤで形成された成形空間から、バリ出し金型ＦＤの外側へワーク肉MA1がはみ出る。これに対し、開閉工法では、肉流れに対して、開閉堰７の内周面７ｉが拘束機能を有する。そして、開閉工法では、開閉堰７が開くと、図７に示すように、可動上型６と開閉堰７との間に（右方向ＸＲへ）、肉ＭＡが逃げる。さらに、肉流れ（肉ＭＡ）が、図７に示すように、成形空間Ｓから肉溜まり部８へ逃げる。即ち、開閉工法は、バリ出し工法とは異なり、常にワーク肉MA1の逃げ場がある状態ではない。このため、開閉工法の第１バリ量Ｆ１は、図１１に示すように、バリ出し工法の第２バリ量Ｆ２よりもバリ量が低減される。従って、開閉工法は、図１０に示すように、バリ出し工法よりも歩留りが良い。なお、第１バリ量Ｆ１は予めシミュレーション等により設定される。このため、開閉工法の肉溜まり部８の大きさは、設定された第１バリ量Ｆ１等から設定される。
【００６１】
続いて、密閉工法と開閉工法の比較について説明する。密閉工法では、図８に示すように、密閉金型ＣＤからバリをはみ出させないように鍛造を行う。このため、密閉工法では、ほとんどバリははみ出さない。このため、密閉工法は、図１０に示すように、開閉工法よりも歩留りが良い。
【００６２】
［鍛造装置の特徴作用］
実施例１では、固定下型５に可動上型６に向けて付勢される開閉堰７が設けられる。また、開閉堰７は、可動上型６に対向する成形面側端部71aに切欠部７３を有する。即ち、鍛造を進行させると、偏肉側の肉ＭＡが切欠部７３を介して開閉堰７を開く（図７の時刻t4）。このため、開閉堰７が開くことで肉ＭＡの逃げ場ができる。これにより、肉ＭＡが成形空間Ｓの隅々まで移動していない不足側においても、肉ＭＡの移動を継続することができる。この結果、最終鍛造品Ｍ４における欠肉発生を低減することができる。加えて、大きな荷重を加える必要がないため、鍛造装置の大型化やコストアップを低減することができる。
【００６３】
実施例１では、開閉堰７は、固定下型５に設けられる。例えば、開閉堰７を可動上型６に設けると、肉ＭＡの荷重により開閉堰７が開いても、可動上型６の加圧により、開閉堰７が閉じてしまうか又は開閉堰７の開度が小さくなってしまうことがある。このため、適切な肉ＭＡの逃げを行うことができない恐れがある。また、適切な肉ＭＡの逃げを行うには、開閉堰７への付勢力を適切に設定する他、固定下型５と可動上型６の近接速度（可動上型６の下降量）を適切に設定する必要がある。このような設定を行うと、鍛造装置が適用された熱間鍛造機１が複雑化する。
【００６４】
これに対し、実施例１では、開閉堰７は、固定下型５に設けられる。即ち、開閉堰７を可動上型６に設ける場合と異なり、適切な肉ＭＡの逃げを行うことができる。このため、上述したような「可動上型６の下降量」等の設定が不要になる。従って、鍛造装置が適用された熱間鍛造機１が複雑化することなく、適切に肉ＭＡの逃げを行うことができる。
【００６５】
また、例えば、開閉堰７を可動上型６に設けると、上述した通り「可動上型６の下降量」と「開閉堰７の開度」分、開閉堰７は移動するため、その移動量分、開閉堰７を配するスペースが必要となる。
【００６６】
これに対し、実施例１では、開閉堰７は、固定下型５に設けられるので、「開閉堰７の開度」分のみ開閉堰７を配するスペースを確保すればよいため、必要スペースを小さくできる。従って、開閉堰７を設けるために必要なスペースを小さくできる。
【００６７】
実施例１では、開閉堰７の外周側７ｏに、開閉堰７が開くことで逃げた肉ＭＡを溜める肉溜まり部８が設けられる。即ち、開閉堰７が開くことで逃げた肉ＭＡが、可動上型６と開閉堰７との間で行き詰まることを防ぐために、肉溜まり部８（環状空間）が設けられる。従って、肉ＭＡが逃げた先で行き詰まり、プレス荷重が増大することを防ぐことができる。
【００６８】
実施例１では、開閉堰７の付勢状態での初期位置は、固定下型５の下型成形面５ａの位置よりも可動上型６側に突出する突出位置に設定される。即ち、熱間鍛造において、前半（図７の時刻t2〜時刻t3）は、固定下型５と可動上型６とが開閉堰７により密閉状態とされる（拘束機能）。このため、バリ量が低減される。そして、成形空間Ｓの隅々（実施例１では、パークギアの部位）まで肉ＭＡを確実に移動させる。この肉ＭＡの移動により、肉ＭＡが開閉堰７に接触する。また、後半（図７の時刻t4〜時刻t5）は、鍛造の進行により、肉ＭＡの荷重が切欠部７３を介して開閉堰７を加圧方向Ｄへ押す。このため、開閉堰７が開くので、肉ＭＡを逃がすことができる。このように、開閉工法は、密閉工法とバリ出し工法の機能の中間役割ができる。従って、最終鍛造品Ｍ４の成形を確保することができると共に、バリ量を低減することができる。
【００６９】
次に、効果を説明する。
実施例１の鍛造装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７０】
(1) 第１金型（固定下型５）と第２金型（可動上型６）とを備え、
中間成形品ＭＭを、第１金型（固定下型５）と第２金型（可動上型６）の対向する成形面（下型成形面５ａと上型成形面６ａ）により加圧して成形する。
この鍛造装置（熱間鍛造機１）において、第１金型（固定下型５）と第２金型（可動上型６）のいずれか一方の金型（固定下型５）に、他方の金型（可動上型６）に向けて付勢される開閉堰７が設けられる。
開閉堰７は、他方の金型（可動上型６）に対向する成形面側端部71aに切欠部７３を有する。
このため、最終鍛造品Ｍ４における欠肉発生を低減する鍛造装置（熱間鍛造機１）を提供することができる。
【００７１】
(2) 第１金型は、固定された固定下型５であり、第２金型は、固定下型５へ向かって昇降する可動上型６である。
開閉堰７は、固定下型５に設けられる。
このため、(1)の効果に加え、鍛造装置が適用された熱間鍛造機１が複雑化することなく、適切に肉ＭＡの逃げを行うことができる。
【００７２】
(3) 開閉堰７の外側（外周側７ｏ）に、開閉堰７が開くことで逃げた肉ＭＡを溜める肉溜まり部８が設けられる。
このため、(1)〜(2)の効果に加え、肉ＭＡが逃げた先で行き詰まり、プレス荷重が増大することを防ぐことができる。
【００７３】
(4) 開閉堰７の付勢状態での初期位置は、一方の金型（固定下型５）の成形面（下型成形面５ａ）の位置よりも他方の金型（可動上型６）側に突出する突出位置に設定される。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、最終鍛造品Ｍ４の成形を確保することができると共に、バリ量を低減することができる。
【００７４】
以上、本開示の鍛造装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００７５】
実施例１では、一方の金型を固定下型５とし、固定下型５に開閉堰７を設ける例を示した。しかし、これに限られない。例えば、一方の金型を可動上型６とし、可動上型６に開閉堰７を設けても良い。このように構成しても、実施例１の(1)，(3)〜(4)に記載した効果が得られる。
【００７６】
実施例１では、付勢部材をスプリング９とする例を示した。しかし、これに限られない。要するに、付勢部材としては、開閉堰を他方の金型へ向けて付勢する付勢力を作用させるものであれば良い。
【００７７】
実施例１では、偏肉側が右側ＸＲであり、不足側が左側ＸＬである例を示した。しかし、これに限られない。例えば、偏肉側が左側であり、不足側が右側で有っても良い。要するに、成形空間Ｓ内において偏肉側と不足側があれば、本開示の鍛造装置により最終鍛造品Ｍ４における欠肉発生が低減される。
【００７８】
実施例１では、固定下型５と可動上型６を円柱状とする例を示した。また、実施例１では、開閉堰７を円筒形状とする例を示した。しかし、これに限られない。例えば、固定下型と可動上型を角柱状としても良い。また、開閉堰を角筒状としても良い。要するに、開閉堰は、一方の金型に合わせて筒状になっていれば良い。
【００７９】
実施例１では、鍛造装置は熱間鍛造機１に適用されるものである例を示した。しかし、熱間鍛造機に限らず、冷間鍛造機等に適用しても良い。
【００８０】
実施例１では、本開示の鍛造装置を、無段変速機構（CVT）のセカンダリプーリとパーキングギアが一体になった製品を熱間鍛造機１により成形する際に適用する例を示した。しかし、本開示の鍛造装置を、ギア等のその他の製品を熱間鍛造機により成形する際に適用しても良い。
【符号の説明】
【００８１】
１  熱間鍛造機
５  固定下型（第１金型）
５ａ  下型成形面（成形面）
６  可動上型（第２金型）
６ａ  上型成形面（成形面）
７  開閉堰
７ｏ  開閉堰の外周側（開閉堰の外側、開閉堰外周面側）
71a  成形面側端部（上側円筒部の内径側端部）
７３  切欠部
８  肉溜まり部（環状空間）
９  スプリング（付勢部材）
１０  抜け止めピン（固定ピン）
Ｓ  成形空間
ＭＡ  肉
ＭＭ  中間成形品（第３成形品Ｍ３）
Ｍ４  第４成形品（最終鍛造品、鍛造品）
ＵＦ  欠肉領域
ＵＤ  昇降方向
Ｄ  下降方向（加圧方向）
Ｕ  上昇方向（離型方向）
Ｘ  左右方向
ＸＲ  右方向（右側、偏肉側）
ＸＬ  左方向（左側、不足側）
【図１】
2018111109.tif 000003
【図２】
2018111109.tif 000004
【図３】
2018111109.tif 000005
【図４】
2018111109.tif 000006
【図５】
2018111109.tif 000007
【図６】
2018111109.tif 000008
【図７】
2018111109.tif 000009
【図８】
2018111109.tif 000010
【図９】
2018111109.tif 000011
【図１０】
2018111109.tif 000012
【図１１】
2018111109.tif 000013