(57)【要約】      （修正有）【課題】製造コストを抑えて効率的に高品質のタイロッドエンドを製造することができる。【解決手段】タイロッドエンドの鍛造金型１０は、鍛造品を成形するための穴１１ａを有する上型Ａ１１と、上型Ａ１１に対向して配置される鍛造品を成形するための穴１２ａと金属素材１を側方押出し加工するための円形長孔１２ｂを有する下型Ａ１２と、下型Ａ１２の円形長孔１２ｂに挿入される鍛造パンチＡ１３とを備え、上型Ａ１１を下型Ａ１２より所定高さだけ浮かせた状態で保持することで空間を確保し、下型Ａ１２の円形長孔１２ｂに加工前の金属素材１を配置し、上型Ａ１１と下型Ａ１２を接触させて相対的に一体としたまま動作し、上型Ａ１１と鍛造パンチＡ１３の間で金属素材１を圧縮加工することで空間へ側方押出し加工する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイロッドエンドを鍛造品として成形する鍛造金型であり、
前記鍛造品を成形するための穴部を有する上型と、
前記上型に対向して配置される前記鍛造品を成形するための穴部と金属素材を挿入するための円形長孔を有する下型と、
前記下型の前記円形長孔に挿入される鍛造パンチとを備え、
前記下型を前記円形長孔の内周面で前記金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、
前記下型の前記円形長孔に加工前の前記金属素材を配置し、
前記上型と前記下型を接触させて相対的に一体としたまま動作し、
前記上型と前記鍛造パンチの間で前記金属素材を圧縮加工することで前記上型の前記穴部と前記下型の前記穴部とで形成される空間へ側方押出し加工することを特徴とするタイロッドエンドの鍛造金型。
【請求項２】
前記下型を浮かせる手段として、
バネ力、油圧、空圧のいずれかを使用することを特徴とする請求項１に記載のタイロッドエンドの鍛造金型。
【請求項３】
タイロッドエンドを鍛造品として成形する鍛造金型であり、
前記鍛造品を成形するための穴部と金属素材を挿入するための円形長孔を有する上型と、
前記上型に対向して配置される前記鍛造品を成形するための穴部を有する下型と、
前記上型の前記円形長孔に挿入される段付きの鍛造パンチとを備え、
前記上型を前記円形長孔の内周面で前記金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、  
前記上型の前記円形長孔に加工前の前記金属素材を配置し、
前記鍛造パンチで前記金属素材を圧縮加工することで前記上型の前記穴部と前記下型の  前記穴部とで形成される空間へ側方押出し加工し、
前記鍛造パンチが所定の高さまで移動した後、前記上型と前記鍛造パンチを相対的に一体としたまま動作することで被加工材料を据込み加工することを特徴とするタイロッドエンドの鍛造金型。
【請求項４】
前記上型を浮かせる手段として、
バネ力、油圧、空圧のいずれかを使用することを特徴とする請求項３に記載のタイロッドエンドの鍛造金型。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のタイロッドエンドの鍛造金型を用い、前記金属素材を塑性変形させてタイロッドエンドを成形することを特徴とするタイロッドエンドの製造方法。
【請求項６】
前記下型の下部から閉塞圧力により前記下型を前記円形長孔の内周面で前記金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、
前記下型の前記円形長孔に前記金属素材を配置し、
前記上型の下端面を前記下型の上端面と接触させて前記上型の前記穴部と前記下型の前記穴部とで閉空間を形成して、
前記閉塞圧力を作用させたまま前記鍛造パンチを動かないようにして前記上型と前記下型を同時に降下させ、
前記金属素材が前記閉空間の中で側方押出し加工されるように塑性変形させ、
前記タイロッドエンドを成形することを特徴とする請求項５に記載のタイロッドエンドの製造方法。
【請求項７】
前記下型の下部から閉塞圧力により前記下型を前記円形長孔の内周面で前記金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、
前記下型の前記円形長孔に前記金属素材を配置し、
前記上型と前記下型の間で開空間を形成して、
前記上型を降下させ、前記上型と固定されて動かない前記鍛造パンチとの間で前記金属素材を据込み加工する第１アクションと、
前記上型の下端面と前記下型の上端面が接触して前記上型の前記穴部と前記下型の前記穴部とで閉空間が形成された時に、閉塞圧力を作用させたまま前記上型と前記下型を同時に降下させ、前記金属素材が前記閉空間の中で側方押出し加工する第２アクションとをプレス機械のプレススライドが上死点から下死点まで移動する間に連続的に行い、
前記タイロッドエンドを成形することを特徴とする請求項５に記載のタイロッドエンドの製造方法。
【請求項８】
前記上型の下部から閉塞圧力により前記上型を前記円形長孔の内周面で前記金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、
前記上型と前記下型の間で高さ方向の間隔調整が可能な閉空間を形成して、
前記上型の前記円形長孔に前記金属素材を配置し、
前記鍛造パンチを降下させ、閉塞圧力を作用させたまま前記鍛造パンチと固定されて動かない前記下型との間で前記金属素材を側方押出し加工する第１アクションと、
前記鍛造パンチが所定の高さまで移動した後、前記上型と前記鍛造パンチを相対的に一体としたまま動作することで前記金属素材が前記閉空間の中で据込み加工する第２アクションとをプレス機械のプレススライドが上死点から下死点まで移動する間に連続的に行い、
前記タイロッドエンドを成形することを特徴とする請求項５に記載のタイロッドエンドの製造方法。
【請求項９】
請求項５乃至請求項８のいずれかのタイロッドエンドの製造方法を用いて製造されたことを特徴とするタイロッドエンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車などの車両に用いられるステアリング装置の一部を構成するタイロッドエンドを製造するタイロッドエンドの鍛造金型及びタイロッドエンドの製造方法並びにタイロッドエンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車などの車両におけるステアリング機構（操舵装置）には、タイロッドエンドが用いられている。このタイロッドエンドは、車両におけるステアリング機構において、ステアリングギアボックス（ハンドルの回転変位を操舵輪の操舵方向に変換する歯車装置）とナックルアーム（操舵輪を保持する部品）とを連結して車両を操舵するための棒状のタイロッドの先端部を構成する部品である。
【０００３】
このタイロッドエンドには、例えば、特許文献１に示すように、棒状に伸びる胴部の一方の端部にソケット部が設けられるとともに他方の端部に雌ネジ接続部が設けられて構成されているものがある（図８）。この場合、ソケット部はナックルアームに連結されるボールジョイントのボール部を収容する筒状の部分であり、雌ネジ接続部はタイロッドエンドをタイロッドに接続するための部分であり、従来、炭素鋼またはアルミニウム合金からなる円柱素材に対して、鍛造工程、切削工程を経て所定の機械的強度を確保しつつ所定の形状に成形されて製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７７５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このようなタイロッドエンドの製造方法においては、図９及び図１０に示すように、円柱素材に対してコーン据込み鍛造を行い、その後下型と上型により開放型バリ出し鍛造（素材軸と直交する方向への潰し加工）し、バリ（廃棄する部位）をトリミング鍛造し、タイロッドエンドの鍛造品を完成させるまでの間に加工工程が３工程となり、それぞれで金型が必要となるため、製造コストが増大する。
【０００６】
また、開放型バリ出し鍛造では、素材軸と直交する方向への潰し加工が主であるため、加圧量（塑性ひずみを付与するためのパンチストローク）が少なく、十分な加工硬化が得られず、特に軸部で低強度となるなど品質（強度）にバラツキが発生する。また、バリ出し鍛造によるバリ（廃棄する部位）が発生し、製造コスト増の要因となるという問題があった。
【０００７】
この発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、その目的は、製造コストを抑えて効率的に高品質のタイロッドエンドを製造することができるタイロッドエンドの鍛造金型及びタイロッドエンドの製造方法並びに必要な機械的強度を確保できるタイロッドエンドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、タイロッドエンドを鍛造品として成形する鍛造金型であり、前記鍛造品を成形するための穴部を有する上型と、
前記上型に対向して配置される前記鍛造品を成形するための穴部と金属素材を挿入するための円形長孔を有する下型と、
前記下型の前記円形長孔に挿入される鍛造パンチとを備え、
前記下型を前記円形長孔の内周面で前記金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、
前記下型の前記円形長孔に加工前の前記金属素材を配置し、
前記上型と前記下型を接触させて相対的に一体としたまま動作し、
前記上型と前記鍛造パンチの間で前記金属素材を圧縮加工することで前記上型の前記穴部と前記下型の前記穴部とで形成される空間へ側方押出し加工することを特徴とするタイロッドエンドの鍛造金型である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記下型を浮かせる手段として、
バネ力、油圧、空圧のいずれかを使用することを特徴とする請求項１に記載のタイロッドエンドの鍛造金型である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、タイロッドエンドを鍛造品として成形する鍛造金型であり、
前記鍛造品を成形するための穴部と金属素材を挿入するための円形長孔を有する上型と、
前記上型に対向して配置される前記鍛造品を成形するための穴部を有する下型と、
前記上型の前記円形長孔に挿入される段付きの鍛造パンチとを備え、
前記上型を前記円形長孔の内周面で前記金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、  
前記上型の前記円形長孔に加工前の前記金属素材を配置し、
前記鍛造パンチで前記金属素材を圧縮加工することで前記上型の前記穴部と前記下型の前記穴部とで形成される空間へ側方押出し加工し、前記鍛造パンチが所定の高さまで移動した後、前記上型と前記鍛造パンチを相対的に一体としたまま動作することで被加工材料を据込み加工することを特徴とするタイロッドエンドの鍛造金型である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記上型を浮かせる手段として、
バネ力、油圧、空圧のいずれかを使用することを特徴とする請求項３に記載のタイロッドエンドの鍛造金型である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のタイロッドエンドの鍛造金型を用い、
前記金属素材を塑性変形させてタイロッドエンドを成形することを特徴とするタイロッドエンドの製造方法である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記下型の下部から閉塞圧力により前記下型を前記円形長孔の内周面で前記金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、
前記下型の前記円形長孔に前記金属素材を配置し、
前記上型の下端面を前記下型の上端面と接触させて前記上型の前記穴部と前記下型の前記穴部とで閉空間を形成して、
前記閉塞圧力を作用させたまま前記鍛造パンチを動かないようにして前記上型と前記下型を同時に降下させ、
前記金属素材が前記閉空間の中で側方押出し加工されるように塑性変形させ、
前記タイロッドエンドを成形することを特徴とする請求項５に記載のタイロッドエンドの製造方法である。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記下型の下部から閉塞圧力により前記下型を前記円形長孔の内周面で前記金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、
前記下型の前記円形長孔に前記金属素材を配置し、
前記上型と前記下型の間で開空間を形成して、
前記上型を降下させ、前記上型と固定されて動かない前記鍛造パンチとの間で前記金属素材を据込み加工する第１アクションと、
前記上型の下端面と前記下型の上端面が接触して前記上型の前記穴部と前記下型の前記穴部とで閉空間が形成された時に、閉塞圧力を作用させたまま前記上型と前記下型を同時に降下させ、前記金属素材が前記閉空間の中で側方押出し加工される第２アクションとをプレス機械のプレススライドが上死点から下死点まで移動する間に連続的に行い、
前記タイロッドエンドを成形することを特徴とする請求項５に記載のタイロッドエンドの製造方法である。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、前記上型の下部から閉塞圧力により前記上型を前記円形長孔の内周面で前記金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、
前記上型と前記下型の間で高さ方向の間隔調整が可能な閉空間を形成して、
前記上型の前記円形長孔に前記金属素材を配置し、
前記鍛造パンチを降下させ、閉塞圧力を作用させたまま前記鍛造パンチと固定されて動かない前記下型との間で前記金属素材を側方押出し加工する第１アクションと、
前記鍛造パンチが所定の高さまで移動した後、前記上型と前記鍛造パンチを相対的に一体としたまま動作することで前記金属素材が前記閉空間の中で据込み加工される第２アクションとをプレス機械のプレススライドが上死点から下死点まで移動する間に連続的に行い、
前記タイロッドエンドを成形することを特徴とする請求項５に記載のタイロッドエンドの製造方法である。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項５乃至請求項８のいずれかのタイロッドエンドの製造方法を用いて製造されたことを特徴とするタイロッドエンドである。
【発明の効果】
【００１８】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００１９】
請求項１及び請求項２に記載の発明では、下型を円形長孔の内周面で金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、下型の円形長孔に加工前の前記金属素材を配置し、上型と下型を接触させて相対的に一体としたまま動作し、上型と鍛造パンチの間で金属素材を圧縮加工することで上型の穴部と下型の穴部とで形成される空間へ側方押出し加工する鍛造金型であり、製造コストを抑えて効率的に高強度のタイロッドエンドを製造することができる。
【００２０】
請求項３及び請求項４に記載の発明では、上型を円形長孔の内周面で金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、上型の円形長孔に加工前の金属素材を配置し、鍛造パンチで金属素材を圧縮加工することで上型の穴部と下型の穴部とで形成される空間へ側方押出し加工し、鍛造パンチが所定の高さまで移動した後、上型と鍛造パンチを相対的に一体としたまま動作することで被加工材料を据込み加工する鍛造金型であり、製造コストを抑えて効率的に高強度のタイロッドエンドを製造することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明では、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のタイロッドエンドの鍛造金型を用い、金属素材を塑性変形させてタイロッドエンドを成形することで、製造コストを抑えて効率的に高品質のタイロッドエンドを製造することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明では、下型の下部から閉塞圧力により下型を円形長孔の内周面で金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、下型の円形長孔に金属素材を配置し、上型の下端面を下型の上端面と接触させて上型の穴部と下型の穴部とで閉空間を形成して、閉塞圧力を作用させたまま鍛造パンチを動かない様にして上型と下型を同時に降下させ、金属素材が閉空間の中で側方押出し加工されるように塑性変形させてタイロッドエンドを成形することで、バリ（廃棄する部位）なし密閉型の金型構造の採用し、かつ、１工程鍛造により工程数の削減（低コスト化）を可能とし、円柱素材の軸方向に圧縮的に大変形させるので、多大な塑性変形により塑性ひずみの累積が増大し、加工硬化することにより高強度化を達成でき、強度バラツキも抑制できる。
【００２３】
請求項７に記載の発明では、下型の下部から閉塞圧力により下型を円形長孔の内周面で金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、下型の円形長孔に金属素材を配置し、上型と下型の間で開空間を形成して、上型を降下させ、上型と固定されて動かない鍛造パンチとの間で金属素材を据込み加工する第１アクションと、上型の下端面と下型の上端面が接触して上型の穴部と下型の穴部とで閉空間が形成された時に、閉塞圧力を作用させたまま上型と下型を同時に降下させ、金属素材が閉空間の中で側方押出し加工される第２アクションとをプレス機械のプレススライドが上死点から下死点まで移動する間に連続的に行い、塑性流動制御してタイロッドエンドを成形することで、工程数の削減（低コスト化））を可能とし、密閉型の金型構造の採用によりバリ（廃棄する部位）が排出されず、高強度化を達成でき、強度バラツキも抑制できる。
【００２４】
請求項８に記載の発明では、上型の下部から閉塞圧力により上型を円形長孔の内周面で金属素材が嵌合される範囲内だけ浮かせた状態で保持し、上型と下型の間で高さ方向の間隔調整が可能な閉空間を形成して、上型の円形長孔に金属素材を配置し、鍛造パンチを降下させ、閉塞圧力を作用させたまま鍛造パンチと固定されて動かない下型との間で金属素材を側方押出し加工する第１アクションと、鍛造パンチが所定の高さまで移動した後、上型と鍛造パンチを相対的に一体としたまま動作することで金属素材が閉空間の中で据込み加工される第２アクションとをプレス機械のプレススライドが上死点から下死点まで移動する間に連続的に行い、塑性流動制御してタイロッドエンドを成形することで、工程数の削減（低コスト化））を可能とし、密閉型の金型構造の採用によりバリ（廃棄する部位）が排出されず、高強度化を達成でき、強度バラツキも抑制できる。
【００２５】
請求項９に記載の発明では、請求項５乃至請求項８のいずれかのタイロッドエンドの製造方法を用いて製造されたタイロッドエンドであり、高強度化を達成でき、強度バラツキも少なく、高品質な鍛造品である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施形態のタイロッドエンドの鍛造金型及びタイロッドエンドの製造方法を示す図である。
【図２】タイロッドエンドを説明する図である。
【図３】第２の実施形態のタイロッドエンドの鍛造金型及びタイロッドエンドの製造方法を示す図である。
【図４】タイロッドエンドを説明する図である。
【図５】第３の実施形態のタイロッドエンドの鍛造金型及びタイロッドエンドの製造方法を示す図である。
【図６】タイロッドエンドを説明する図である。
【図７】（ａ）はタイロッドエンドの鍛造金型の斜視図、（ｂ）は下型の斜視図である。
【図８】タイロッドエンドの斜視図である。
【図９】従来のタイロッドエンドの製造方法の説明図である。
【図１０】従来のタイロッドエンドの製造方法及びタイロッドエンドを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、この発明のタイロッドエンドの鍛造金型及びタイロッドエンドの製造方法並びにタイロッドエンドの実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
【００２８】
［第１の実施形態］
第１の実施形態を、図１及び図２に基づいて説明する。図１はタイロッドエンドの鍛造金型の断面及びタイロッドエンドの製造方法を示す図、図２はタイロッドエンドを説明する図である。
【００２９】
（タイロッドエンドの鍛造金型）
第１の実施の形態のタイロッドエンドの鍛造金型１０は、炭素鋼またはアルミニウム合金等の金属からなる円柱の金属素材１に対して閉塞鍛造によりタイロッドエンド２を鍛造品として成形する鍛造金型である。このタイロッドエンド２は、棒状に伸びる胴部２ａの一方の端部にソケット部が設けられるとともに、他方の端部に雌ネジ接続部２ｂが設けられて構成され、雌ネジ接続部２ｂには、成形部２ｂ１、２ｂ２が形成される。鍛造金型１０は、上型Ａ１１、下型Ａ１２、鍛造パンチＡ１３を備え、上型Ａ１１、下型Ａ１２はプレスベッド１４に固定されたガイド１５内に上下方向へ移動可能な状態で装着され、鍛造パンチＡ１３はノックアウト棒１７を介してプレスベッド１４の上に配置されている。また、上型Ａ１１と下型Ａ１２を一体にして所定高さだけ浮かせる手段１６を備え、この手段１６としてバネ力、油圧、空圧のいずれかを使用する。
【００３０】
上型Ａ１１は、鍛造品を成形するための上型Ａ穴部１１ａを有し、下型Ａ１２は、上型Ａ１１に対向して配置され、鍛造品を成形するための下型Ａ穴部１２ａと、加圧に伴い鍛造パンチＡ１３が摺動するための円形長孔１２ｂを有する。鍛造パンチＡ１３は、下型Ａ１２の円形長孔１２ｂに挿入される。上型Ａ１１と下型Ａ１２は、成形されるタイロッドエンド２の成形部２ｂ１が上側になり、成形部２ｂ２が下側になるように構成し、上型Ａ穴部１１ａと下型Ａ穴部１２ａにより閉空間Ｋ１を形成する。なお、上型Ａ１１は、プレス機械の上部ベッド（図示せず）に固定してあり、プレス機械のスライドを降下させることで上型Ａ１１の下端面と下型Ａ１２の上端面が接触した時に手段１６により金型を閉塞させる圧力Ａを作用させる。
【００３１】
この鍛造金型１０は、プレス機械のスライドのストローク量を調整することで上型Ａ１１を下型Ａ１２より所定高さだけ浮かせた状態で保持することで空間を確保し、下型Ａ１２の円形長孔１２ｂに加工前の金属素材１を挿入し、上型Ａ１１と下型Ａ１２を接触させると同時に、手段１６により閉塞圧力Ａを作用させつつプレス機械のスライドを降下させて、上型Ａ１１と鍛造パンチＡ１３の間で金属素材１を圧縮加工することで閉空間へ側方押出し加工するように構成される。
【００３２】
（タイロッドエンドの製造方法）
このタイロッドエンドの鍛造金型１０を用い、金属素材１を塑性変形させてタイロッドエンド２を成形する。このタイロッドエンド２の製造方法に用いる鍛造金型１０は、ガイド１５の中で下型Ａ１２と上型Ａ１１がプレス機械の加圧軸方向に移動可能な状態で配置され、下型Ａ１２の円形長孔１２ｂを鍛造パンチＡ１３が相対的に移動可能になるように配置された構造である。
【００３３】
下型Ａ１２の下部から閉塞圧力Ａにより下型Ａ１２を所定位置まで上昇させる（閉塞圧維持）。この下型Ａ１２を停止させる位置は、ガイド１５に段付を設けることで強制的に止めてもよい。下型Ａ１２の円形長孔１２ｂに金属素材１をセットする。プレス機械のスライドを降下させ、スライドに取り付けてある上型Ａ１１と下型Ａ１２を接触させて双方を閉塞させる（締め付ける）と加工品が成形される閉空間Ｋ１ができる。このように、上型Ａ１１を降下させて上型Ａ１１と下型Ａ１２とで閉空間Ｋ１を確保する。
【００３４】
鍛造パンチＡ１３はノックアウト棒１７を介してプレスベッド１４に動かないように固定されており、閉塞圧力Ａを作用させたまま上型Ａ１１と下型Ａ１２を相対的に一体になるように同時に降下させると、金属素材１が閉空間Ｋ１の中で側方押出し加工されるように塑性変形し、タイロッドエンド２が成形される。ここで、閉塞圧は、塑性変形中に上型Ａ１１と下型Ａ１２が開かいないようにするためのものであるから、その圧力Ａは、被加工材料の変形抵抗に応じて変化させる必要がある。
【００３５】
タイロッドエンド２を成形する加工が終了したら閉塞圧力Ａを開放し、上型Ａ１１と下型Ａ１２の間で加工品を取り出せる空間ができるまで上型Ａ１１を上昇させ、ノックアウト棒１７を油圧等により動作させ、加工品を下型Ａ１２から取り出す。加工品は、加工終了時に上型Ａ１１が下型Ａ１２から離れた後、表面積が大きい成形部２ｂ２側の金型の穴部に留まっている。
【００３６】
このように、タイロッドエンドの鍛造金型１０を用い、金属素材１を塑性変形させてタイロッドエンド２を成形し、円柱素材の軸方向に圧縮的に大変形させるので、図２（ｂ）に示すように、雌ネジ接続部２ｂから棒状に伸びる胴部２ａにおいては多大な塑性変形により塑性ひずみの累積が増大し、加工硬化することにより、タイロッドエンド２の高強度化を図り、かつ、強度バラツキを抑制できる。また、密閉型の金型構造の採用により、バリ（廃棄する部位）が発生せず、工程数の削減（低コスト化）が可能であり、製造コストを抑えて効率的に高品質のタイロッドエンドを製造することができる。
【００３７】
［第２の実施形態］
第２の実施形態を、図３及び図４に基づいて説明する。図３はタイロッドエンドの鍛造金型の断面及びタイロッドエンドの製造方法を示す図、図４はタイロッドエンドを説明する図である。
【００３８】
（タイロッドエンドの鍛造金型）
第２の実施形態のタイロッドエンドの鍛造金型１０は、炭素鋼またはアルミニウム合金等の金属からなる円柱の金属素材１に対して閉塞鍛造によりタイロッドエンド２を鍛造品として成形する鍛造金型であり、第１の実施形態のタイロッドエンドの鍛造金型１０と同様に構成されるが、プレス機械のスライドが上死点から下死点へと至るまでの間に、２つの動作（以下、アクションと呼ぶ）、すなわち、第１アクションにおいて据込み加工を行い、その後、第２アクションにおいて側方押出し加工を、スライドを止めることなく連続的に行うように構成される。
【００３９】
（タイロッドエンドの製造方法）
このタイロッドエンドの鍛造金型１０を用い、金属素材１を塑性変形させてタイロッドエンド２を成形する。このタイロッドエンド２の製造方法に用いる鍛造金型１０は、ガイド１５の中で下型Ａ１２と上型Ａ１１がプレス機械の加圧軸方向に移動可能な状態で配置され、下型Ａ１２の円形長孔１２ｂを鍛造パンチＡ１３が相対的に移動可能に配置された構造である。
【００４０】
下型Ａ１２の下部から閉塞圧力Ａにより下型Ａ１２を所定位置まで上昇させ、下型Ａ１２の円形長孔１２ｂに金属素材１をセットし、プレス機械のスライドを降下させ、スライドに取り付けてある上型Ａ１１と下型Ａ１２とで開空間Ｋ２を確保する。このように、下型Ａ１２の下部から下型Ａ１２を閉塞圧力Ａにより上型Ａ１１と下型Ａ１２の間に所定間隔Ｐだけ間隔を開けた開空間Ｋ２を確保する位置まで上昇させる（閉塞圧力維持）。なお、所定空間Ｐには、金属素材１が円形長孔１２ｂ内に円周部分が保持されて倒れない最小高さを含んでいる。この開空間Ｋ２の確保により金属素材１の非拘束部位が増加するため塑性流動が容易になる。前述の下型Ａ１２を停止させる位置は、ガイド１５に段付を設けることで強制的に止めてもよい。下型Ａ１２の円形長孔１２ｂに金属素材１をセットし、第１アクションにおいて据込み加工を行い、その後第２アクションにおいて側方押出し加工を行う。
【００４１】
第１アクションにおいて、プレス機械のスライドに取り付けてある上型Ａ１１を降下させ、上型Ａ１１と鍛造パンチＡ１３との間で金属素材１を圧縮成形させる。この第１アクションにおいて、変形する被加工材料からの反力により下型Ａ１２が加圧軸方向へ動かないように閉塞圧力Ａを調整する。なお、閉塞圧力Ａは、金属素材１の材種によって変化させる必要がある。
【００４２】
第２アクションにおいて、上型Ａ１１と下型Ａ１２が所定間隔になった時に、閉塞圧力Ａを作用させたまま上型Ａ１１と下型Ａ１２を同時に降下させ、被加工材料が側方押出し加工される。所定間隔になる位置は、上型Ａ１１の下端と下型Ａ１２の上端が接触した時とする場合１（その場合は、閉空間）、上型Ａ１１と下型Ａ１２の間に依然隙間がある場合２（その場合は開空間）などがあるが、最適条件は、剛塑性ＦＥＭ（有限要素）解析で予め決める。目安は、なるべく据込み加工における加圧量が多くなる条件とする。前述の場合２でも、プレス圧力は閉塞圧力Ａより十分に大きいので、最終的には上型Ａ１１と下型Ａ１２間に閉空間が形成され、バリ（廃棄する部位）の発生はない。第１アクションと第２アクションを行うことで、鍛造パンチＡ１３により金属素材１を、下型Ａ１２と上型Ａ１１との閉空間の中で側方押出し加工されるように塑性変形させてタイロッドエンド２を成形する。
【００４３】
タイロッドエンド２を成形する加工が終了したら閉塞圧力Ａを開放し、上型Ａ１１と下型Ａ１２の間で加工品を取り出せる空間ができるまで上型Ａ１１を上昇させ、ノックアウト棒１７を油圧等により動作させ、加工品を下型Ａ１２から取り出す。
【００４４】
このように、タイロッドエンドの鍛造金型１０を用い、プレスの１ストローク内の上型Ａ１１と下型Ａ１２の複合的動作により塑性流動を制御することで金属素材１を塑性変形させてタイロッドエンド２を成形し、円柱素材の軸方向に圧縮的に大変形させるので、図４（ｂ）に示すように、雌ネジ接続部２ｂから棒状に伸びる胴部２ａに多大な塑性変形による塑性ひずみの累積が増大し、加工硬化することにより、タイロッドエンド２の高強度化を図り、かつ、強度バラツキを抑制できる。また、密閉型の金型構造の採用により、バリ（廃棄する部位）が発生せず、工程数の削減（低コスト化）が可能であり、製造コストを抑えて効率的に高品質のタイロッドエンドを製造することができる。
【００４５】
［第３の実施形態］
第３の実施形態を、図５乃至図７に基づいて説明する。図５はタイロッドエンドの鍛造金型の断面及びタイロッドエンドの製造方法を示す図、図６はタイロッドエンドを説明する図、図７はタイロッドエンドの鍛造金型の斜視図である。
【００４６】
（タイロッドエンドの鍛造金型）
第３の実施の形態のタイロッドエンドの鍛造金型３０は、炭素鋼またはアルミニウム合金等の金属からなる円柱の金属素材１に対して、閉塞鍛造によりタイロッドエンド２を鍛造品として成形する鍛造金型である。このタイロッドエンド２は、棒状に伸びる胴部２ａの一方の端部にソケット部が設けられるとともに、他方の端部に雌ネジ接続部２ｂが設けられて構成され、雌ネジ接続部２ｂには、成形部２ｂ１、２ｂ２が形成される。鍛造金型１０は、上型Ｂ１８、下型Ｂ１９、鍛造パンチＢ２０を備え、下型Ｂ１９、プレスベッド１４に固定され、上型Ｂ１８は下型Ｂ１９に嵌合されて装着されている。また、鍛造パンチＢ２０はプレス機械のスライドノックアウト（図示せず）を介して固定されている。また、上型Ｂ１８を所定高さだけ（この場合は、高さＰの可動閉空間を形成する高さ）浮かせる手段１６を備え、この手段１６としてバネ力、油圧、空圧のいずれかを使用する。
【００４７】
上型Ｂ１８は、鍛造品を成形するための上型Ｂ穴部１８ａを有し、下型Ｂ１９は、上型Ｂ１８に対向して配置され、鍛造品を成形するための下型Ｂ穴部１９ａと、加圧に伴い鍛造パンチＢ２０が摺動するための円形長孔１８ｂを有する。鍛造パンチＢ２０は、下型Ｂ１８の円形長孔１８ｂに挿入される。上型Ｂ１８と下型Ｂ１９は、成形されるタイロッドエンド２の成形部２ｂ２が上側になり、成形部２ｂ１が下側になるように構成し、上型Ｂ穴部１８ａと下型Ｂ穴部１９ａにより可動閉空間を形成する。
【００４８】
この鍛造金型３０は、上型Ｂ１８を下型Ｂ１９に対して所定高さ（図の場合は、可動閉空間を形成するＰ）だけ浮かせた状態で保持し、上型Ｂ１８の円形長孔１８ｂに加工前の金属素材１を挿入して下型Ｂ１９上に設置し、プレス機械のスライドを降下させて、鍛造パンチＢ２０を円形長孔１８ｂに挿入し、鍛造パンチＢ２０と下型Ｂ１９の間で金属素材１を圧縮加工することで可動閉空間へ側方押出し加工し、鍛造パンチＢ２０が所定の高さまで移動した後、鍛造パンチＢ２０と上型Ｂ１８を相対的に一体としたまま降下することで上型Ｂ１８と下型Ｂ１９との間に挟まれた被加工材料を据込み加工するように構成される。
【００４９】
（タイロッドエンドの製造方法）
このタイロッドエンドの鍛造金型３０を用い、金属素材１を塑性変形させてタイロッドエンド２を成形する。このタイロッドエンド２の製造方法に用いる鍛造金型３０は、上型Ｂ１８と鍛造パンチＢ２０が相対的に移動可能になる様に配置された構造である。
【００５０】
上型Ｂ１８の下部から閉塞圧力Ａにより上型Ｂ１８を所定位置（例えば、金属素材１が倒れないように円形長孔１８ｂで保持できる位置）まで上昇させて可動閉空間を確保する（閉塞圧力は維持）。次に、上型Ｂ１８の円形長孔１８ｂに金属素材１をセットし、プレス機械のスライドに取り付けられた鍛造パンチＢ２０を降下させて可動閉空間の間隔を維持したまま第１アクションにおいて側方押出し加工を行い、その後第２アクションにおいて可動閉空間の間隔を小さくしながら据込み加工を行う。以上の２つのアクションはプレス１行程内で連続的に行う。
【００５１】
第１アクションにおいて、鍛造パンチＢ２０を降下させ、下型Ｂ１９と鍛造パンチＢ２０との間で金属素材１を圧縮成形させる。このことで、金属素材１は加圧軸とは直交する方向の可動閉空間に側方押出し加工される。この第１アクションにおいて、被加工材料からの反力により上型Ｂ１８が動かないように閉塞圧力Ａを調整する。
【００５２】
第２アクションにおいて、鍛造パンチＢ２０の最大外形部の下端面が上型Ｂ１８の上端面に接触した時、閉塞圧力Ａを作用させたまま鍛造パンチＢ２０と上型Ｂ１８を同時に降下させ、被加工材料が可動閉空間の中でタイロッドエンド２の棒部２ａの軸方向と直交する方向に据込み加工される。可動閉空間を形成する間隔Ｐは、剛塑性ＦＥＭ（有限要素）解析で予め決めておくが、目安は、なるべく据込み加工における加圧量が増える様にすると加工硬化により高強度化される。この第１アクションと第２アクションをプレス１行程内で連続的に行うことでタイロッドエンド２を成形する。なお、図５では鍛造パンチＢ２０の最大外径部の下端面が上型Ｂ１８の上端面に接触した時に、鍛造パンチＢ２０と上型Ｂ１８の加圧軸方向の相対位置は加工品形状の一部に合致するように設定した。
【００５３】
タイロッドエンド２を成形する加工が終了したらプレス機械のスライドが戻り、閉塞圧力Ａを調整して上型Ｂ１８と下型Ｂ１９の間に加工品を取り出すための空間を設け、ノックアウトさせ、加工品を下型Ｂ１９または上型Ｂ１８から取り出す。
【００５４】
このように、タイロッドエンドの鍛造金型３０を用い、プレス機械の１ストローク内の鍛造パンチＢ２０と上型Ｂ１８の複合的な動作により塑性流動を制御することで金属素材１を塑性変形させてタイロッドエンド２を成形し、円柱素材の軸方向に圧縮的に大変形させるので、図６に示すように、雌ネジ接続部２ｂから棒状に延びる胴部２ａに多大な塑性変形により塑性ひずみの累積が増大し、加工硬化することにより、タイロッドエンド２の高強度化を図り、かつ、強度バラツキを抑制できる。また、密閉型の金型構造の採用により、バリ（廃棄する部位）が発生せず、工程数の削減（低コスト化）が可能であり、製造コストを抑えて効率的に高品質のタイロッドエンドを製造することができる。
【００５５】
この実施形態のタイロッドエンドの鍛造金型において、下型Ｂ１９は、図７（ｂ）に示すとおりの形状である。図７（ａ）に示すとおり、これを上型Ｂ１８に嵌合状態でセットしてある。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
この発明は、自動車などの車両に用いられるステアリング装置の一部を構成するタイロッドエンドを製造するタイロッドエンドの鍛造金型及びタイロッドエンドの製造方法並びにタイロッドエンドに適用でき、製造コストを抑えて効率的に高品質のタイロッドエンドを製造することができる。
【００５７】
１  金属素材
２  タイロッドエンド
２ａ    胴部
２ｂ    雌ネジ接続部
１０、３０    鍛造金型
１１  上型Ａ
１１ａ    上型Ａ穴部
１２  下型Ａ
１２ａ    下型Ａ穴部
１２ｂ、１８ｂ    円形長孔
１３  鍛造パンチＡ
１４  プレスベッド
１５  ガイド
１６  浮かせる手段
１７  ノックアウト棒
１８  上型Ｂ
１８ａ  上型Ｂ穴部
１９  下型Ｂ
１９ａ  下型Ｂ穴部
２０  鍛造パンチＢ
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ４  閉空間
Ｋ３  可動閉空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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