(57)【要約】【課題】高い加工精度を要することなく、小型化できる閉塞鍛造装置を提供する。【解決手段】下ホルダ１１と上ホルダ３１とを備え、下ホルダ１１と上ホルダ３１とを閉塞してワークＷを成形する閉塞鍛造装置１であって、下ホルダ１１および上ホルダ３１には、下ホルダ１１と上ホルダ３１とを閉塞した状態で、下ホルダ１１と上ホルダ３１との閉塞方向に対して直交する方向にオーバーラップするラップ部１１ａ・３１ａが形成され、閉塞鍛造装置１は、閉塞した状態の下ホルダ１１および上ホルダ３１のラップ部１１ａ・３１ａに、外側から内側に向けて差し込まれる複数のロックピン４０を備える。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の型と第二の型とを備え、前記第一の型と前記第二の型とを閉塞してワークを成形する閉塞鍛造装置であって、
前記第一の型および前記第二の型には、
前記第一の型と前記第二の型とを閉塞した状態で、前記第一の型と前記第二の型との閉塞方向に対して直交する方向にオーバーラップするラップ部が形成され、
前記閉塞鍛造装置は、
閉塞した状態の前記第一の型および前記第二の型の前記ラップ部に、外側から内側に向けて差し込まれる複数のロックピン、
を備える、
閉塞鍛造装置。
【請求項２】
前記各ロックピンの前記閉塞方向一端面と前記閉塞方向他端面とは、
前記各ロックピンが前記ラップ部に差し込まれる方向から見たときに、中央部が滑らかに窪んだ形状、または、滑らかに膨らんだ形状に形成される、
請求項１に記載の閉塞鍛造装置。
【請求項３】
前記各ロックピンは、
前記ラップ部に差し込まれる側とは反対側に取り付けられる弾性部材、
を有し、
前記弾性部材は、
前記各ロックピンが前記ラップ部に差し込まれるときに弾性変形される、
請求項１または請求項２に記載の閉塞鍛造装置。
【請求項４】
前記各ロックピンの前記閉塞方向一端面と前記閉塞方向他端面とは、
前記ラップ部に差し込まれる方向の下流側に向かうにつれて、互いに接近するテーパ状に形成され、
前記各ロックピンの前記閉塞方向一端面と前記閉塞方向他端面との、前記ラップ部に差し込まれる方向に対する傾斜角は、
前記各ロックピンを前記ラップ部から引き抜くときの摩擦係数に基づいて設定される、
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の閉塞鍛造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一の型と第二の型とを備え、第一の型と第二の型とを閉塞してワークを成形する閉塞鍛造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ベベルギヤ等の自動車部品を製造する工程では、一対の金型でワークを挟んで成形荷重を付与し、ワークを製品形状に沿わせて成形する閉塞鍛造が行われている。
【０００３】
図１２に示すように、閉塞鍛造では、プレス装置に固定される固定型のホルダを下降させ、固定型および可動型の各ホルダを閉塞する。このとき、閉塞鍛造では、固定型にプレス圧をかけて下降させ、各ホルダに固定される一対の金型でワークに対して成形荷重を付与する。これにより、閉塞鍛造では、ワークの金属材料を塑性流動させてワークを成形する。
このとき、各ホルダには、開く方向の力が作用する。このため、閉塞鍛造では、可動型に設けられる閉塞ピンによって、可動型のホルダにプレス圧とは反対方向の閉塞圧をかけて各ホルダを閉塞する。
【０００４】
このように閉塞ピンによって閉塞圧をかける場合には、閉塞圧の分だけプレス圧を大きくする必要がある。従って、この場合には、プレス圧を発生させるためのプレス装置が大型化してしまう。
また、この場合には、独立して駆動する二つのプレス装置が必要となってしまう。
【０００５】
特許文献１に開示される閉塞鍛造装置は、外周面に第一凹凸部および第二凹凸部が形成される第一金型および第二金型と、内周面に第一凹凸部および第二凹凸部と嵌合するピース凹凸部が形成される分割ピースとを具備する。
特許文献１に開示される閉塞鍛造装置は、ワークに対して成形荷重を付与するときに、第一凹凸部および第二凹凸部とピース凹凸部とを嵌合させる。これにより、特許文献１に開示される閉塞鍛造装置は、第一の金型と第二の金型とを分割ピースで外側から押さえ込み、閉塞圧をかけることなく第一金型と第二金型との変位を防止している。
【０００６】
このような構成において、ピース凹凸部には、第一の金型と第二の金型とが開く方向の力が作用する。前記開く方向の力によって、ピース凹凸部は、引っ張られる。
しかし、材料は、引っ張り強度が弱い。このため、特許文献１に開示される閉塞鍛造装置は、分割ピースの形状を大きくする等して、ピース凹凸部の引っ張り強度を確保する必要がある。
従って、特許文献１に開示される閉塞鍛造装置は、第一金型、第二金型、および分割ピースの形状をコンパクトにすることができず、その結果、大型化してしまう可能性がある。
【０００７】
また、ピース凹凸部の引っ張り強度を確保するための手段として、多数の第一凹凸部、多数の第二凹凸部、および多数のピース凹凸部を形成して、前記開く力を分散させる構成が考えられる。
この場合には、多数の第一凹凸部および多数の第二凹凸部と、多数のピース凹凸部とが嵌合できるように、高い精度で第一凹凸部、第二凹凸部、およびピース凹凸部を形成する必要がある。つまり、この場合には、高い加工精度が必要となってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１０６９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、高い加工精度を要することなく、小型化できる閉塞鍛造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１においては、第一の型と第二の型とを備え、前記第一の型と前記第二の型とを閉塞してワークを成形する閉塞鍛造装置であって、前記第一の型および前記第二の型には、前記第一の型と前記第二の型とを閉塞した状態で、前記第一の型と前記第二の型との閉塞方向に対して直交する方向にオーバーラップするラップ部が形成され、前記閉塞鍛造装置は、閉塞した状態の前記第一の型および前記第二の型の前記ラップ部に、外側から内側に向けて差し込まれる複数のロックピン、を備える、ものである。
【００１１】
請求項２においては、前記各ロックピンの前記閉塞方向一端面と前記閉塞方向他端面とは、前記各ロックピンが前記ラップ部に差し込まれる方向から見たときに、中央部が滑らかに窪んだ形状、または、滑らかに膨らんだ形状に形成される、ものである。
【００１２】
請求項３においては、前記各ロックピンは、前記ラップ部に差し込まれる側とは反対側に取り付けられる弾性部材、を有し、前記弾性部材は、前記各ロックピンが前記ラップ部に差し込まれるときに弾性変形される、ものである。
【００１３】
請求項４においては、前記各ロックピンの前記閉塞方向一端面と前記閉塞方向他端面とは、前記ラップ部に差し込まれる方向の下流側に向かうにつれて、互いに接近するテーパ状に形成され、前記各ロックピンの前記閉塞方向一端面と前記閉塞方向他端面との、前記ラップ部に差し込まれる方向に対する傾斜角は、前記各ロックピンを前記ラップ部から引き抜くときの摩擦係数に基づいて設定される、ものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、高い加工精度を要することなく、小型化できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】閉塞鍛造装置を示す断面図。
【図２】下ホルダを示す図。（ａ）上方斜視図。（ｂ）下方斜視図。
【図３】上ホルダを示す図。（ａ）上方斜視図。（ｂ）下方斜視図。（ｃ）孔部の形状を示す図。
【図４】ロックピンの説明図。（ａ）斜視図。（ｂ）軸状部材の断面図。
【図５】ロックピンがロックカムに接触した状態を示す断面図。
【図６】ロックピンがスライドする状態を示す断面図。
【図７】ロックピンによって下ホルダおよび上ホルダをロックした状態を示す断面図。
【図８】ワークを成形する状態を示す断面図。
【図９】ロックカムが上ホルダに対してずれた位置に配置されている状態を示す説明図。
【図１０】ロックカムの上ホルダに対するずれを、弾性部材によって吸収した状態を示す断面図。
【図１１】ロックピンに作用する内圧を利用して、ロックピンを取り出すための構成を示す説明図。（ａ）ロックピンの断面図。（ｂ）ロックピンに対して作用する力を示す模式図。
【図１２】可動型に閉塞圧をかける状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本実施形態の閉塞鍛造装置１について説明する。
【００１７】
本実施形態の閉塞鍛造装置１は、ベベルギヤを成形するものとする。ただし、閉塞鍛造装置１の成形対象は、これに限定されるものでなく、ジョイント（継手）に使用される部品（トリポード、インナーレース等）であっても構わない。
【００１８】
図１に示すように、閉塞鍛造装置１は、可動型１０、ロックカム２０、固定型３０、および複数のロックピン４０を備える。
【００１９】
可動型１０は、閉塞鍛造装置１の下側に設けられるベースに固定的に配置される。可動型１０は、下ホルダ１１、下パンチ１２、および下金型１３等を有する。
【００２０】
図１および図２に示すように、下ホルダ１１は、略筒状の部材である。下ホルダ１１は、上側の内径が下側の内径よりも大きい。下ホルダ１１の内側には、大径部に下金型１３が取り付けられる。
【００２１】
下ホルダ１１は、外周面の下側が下ホルダ１１の径方向外側に向けて突出し、前記突出部分が略筒状の支持部材１０ａの上面に固定される。
下ホルダ１１は、支持部材１０ａの下端部に取り付けられるガススプリングを介して、上下方向に移動可能に構成される。
つまり、可動型１０の下ホルダ１１および下金型１３は、昇降可能に構成される。
【００２２】
下ホルダ１１の外周面には、ラップ部１１ａおよび溝部１１ｂが形成される。
【００２３】
ラップ部１１ａは、下ホルダ１１の上側、より詳細には、前記突出部分よりも上側の部分である。
【００２４】
溝部１１ｂは、下ホルダ１１の周方向に沿って無端状に形成される溝、すなわち、リング状の溝である。溝部１１ｂは、ラップ部１１ａの上下中途部に形成される。
溝部１１ｂは、下ホルダ１１の内側に向かうにつれて上下中央部に収束するようなテーパ状に形成される。溝部１１ｂの底面（内側の端面）は、下ホルダ１１の筒軸方向、すなわち、上下方向に沿った断面視において、略半円状に形成される。
【００２５】
下パンチ１２は、受圧板等を介してベースに固定される軸状の部材である。下パンチ１２は、下ホルダ１１が上側（先端側）から差し込まれ、下ホルダ１１と同心上に配置される。
【００２６】
下金型１３は、下ホルダ１１の上側（内径が大きい側）の内径よりも僅かに小さい外径を有するとともに、下パンチ１２の先端側の外径よりも僅かに大きい内径を有する略筒状に形成される。下金型１３の上面は、ベベルギヤの下側に対応する形状に形成される。
【００２７】
図１に示すように、ロックカム２０は、内径が異なる略筒状の部材である。ロックカム２０は、内周面の下側がロックカム２０の中心に向けて突出する。ロックカム２０は、前記突出部分が略筒状の連結部材１０ｂの上面に固定され、連結部材１０ｂを介してベースに固定される。
これにより、ロックカム２０は、下ホルダ１１と同心上に配置される。下ホルダ１１は、ロックカム２０の内側に配置される。
ロックカム２０の内周面には、テーパ面２０ａおよび鉛直面２０ｂが形成される。
【００２８】
テーパ面２０ａは、ロックカム２０の上端部から中途部までの間に形成される面であり、下側に向かうにつれて内径が小さくなる。
【００２９】
鉛直面２０ｂは、ロックカム２０の中途部から前記突出部分までの間に形成される面である。鉛直面２０ｂは、内径が変動しない面、すなわち、上下方向に沿った直線状に形成される面である。鉛直面２０ｂは、テーパ面２０ａに連続して形成される。
【００３０】
ロックカム２０の鉛直面２０ｂの内径は、下ホルダ１１のラップ部１１ａの外径よりも大きい。
従って、テーパ面２０ａおよび鉛直面２０ｂと下ホルダ１１のラップ部１１ａとの間には、隙間が形成される。
【００３１】
固定型３０は、可動型１０の上方に配置される。固定型３０は、上ホルダ３１、上パンチ３２、および上金型３３等を有する。
【００３２】
図１および図３に示すように、上ホルダ３１は、上側の内径が下側の内径よりも小さい筒状部材の上端部に、前記筒状部材の外径よりも大きい外径を有する円板を取り付けたような部材である。上ホルダ３１は、下ホルダ１１と同心上に配置される。
上ホルダ３１は、上下方向に貫通し、その内径が、上側、中途部、および下側で異なっている。上ホルダ３１の内径は、上側に向かうにつれて段階的に小さくなる。上ホルダ３１の内側の中途部には、上金型３３が取り付けられる。
上ホルダ３１には、ラップ部３１ａおよび複数の孔部３１ｂが形成される。
【００３３】
ラップ部３１ａは、上ホルダ３１の下側、すなわち、最も内径が大きい部分である。上ホルダ３１のラップ部３１ａの内径は、下ホルダ１１のラップ部１１ａの外径よりも僅かに大きい。
つまり、上ホルダ３１のラップ部３１ａは、下ホルダ１１のラップ部１１ａに上側から差し込むことができるように構成されている。
【００３４】
各孔部３１ｂは、略トラック状に形成される長孔である。各孔部３１ｂは、ラップ部３１ａの上下中途部に形成される。
各孔部３１ｂは、上ホルダ３１の中心を基準として等間隔に位相をずらして配置される。本実施形態の孔部３１ｂは、上ホルダ３１に八つ形成される。
【００３５】
図３（ｃ）に示すように、各孔部３１ｂの上下両面３１ｃ・３１ｄは、上ホルダ３１を径方向外側から見たときに、中央部（トラック形状の直線部分の中央部、図３（ｃ）では左右中央部）が窪んだ略円弧状に形成される。
図１に示すように、各孔部３１ｂの上下両面３１ｃ・３１ｄは、上ホルダ３１の内側に向かうにつれて、互いに接近するテーパ状に形成される。各孔部３１ｂの内側端部の高さ（上下方向の長さ）と、下ホルダ１１の溝部１１ｂの外側端部の高さとは、略同一の高さとなる。
【００３６】
上パンチ３２は、受圧板等を介して固定型３０に固定される軸状の部材である。上パンチ３２は、上ホルダ３１が下側（先端側）から差し込まれ、上ホルダ３１と同心上に配置される。
固定型３０の上ホルダ３１および上金型３３は、下ホルダ１１にあるようなガススプリングが取り付けられることはなく、昇降不能に構成される。
【００３７】
上金型３３は、上ホルダ３１の中途部の内径よりも僅かに小さい外径を有するとともに、上パンチ３２の先端側の外径よりも僅かに大きい内径を有する略筒状に形成される。上金型３３の下面は、ベベルギヤの下側に対応する形状に形成される（図３（ｂ）参照）。
上金型３３は、下金型１３と対向して配置される。
【００３８】
図１および図４に示すように、各ロックピン４０は、上ホルダ３１の径方向を軸方向とする部材である。各ロックピン４０は、上ホルダ３１の孔部３１ｂと同じ数だけ、各孔部３１ｂに対して位相を合わせた状態で配置される。つまり、本実施形態の各ロックピン４０は、上ホルダ３１の中心を基準として等間隔に位相をずらして八つ配置される。
各ロックピン４０は、軸状部材４１および弾性部材４２を有する。
【００３９】
軸状部材４１は、平ピン状の金属製の部材である。
軸状部材４１の先端部は、下ホルダ１１の溝部１１ｂの底面の、上下方向に沿った断面形状よりも僅かに小さい形状に形成される。つまり、軸状部材４１の先端部は、先端側に向かうにつれて上下両面が接近するテーパ状に形成され、先端面が上下方向に沿った断面視において略半円状に形成される。
【００４０】
図３（ｃ）および図４（ｂ）に示すように、軸状部材４１の上下両面４１ａ・４１ｂは、上ホルダ３１の孔部３１ｂと略同一の形状に形成される。
つまり、軸状部材４１の上下両面４１ａ・４１ｂは、各ロックピン４０の軸方向視において、中央部（図４（ｂ）では左右中央部）が窪んだ略円弧状に形成される。図１に示すように、軸状部材４１の上下両面４１ａ・４１ｂは、基端側から先端側に向かうにつれて互いに接近するテーパ状に形成される。
【００４１】
このような軸状部材４１の上下中途部には、軸方向と直交する方向に貫通するとともに、軸方向を長手方向とする孔部が形成される。各ロックピン４０は、前記孔部に挿入される所定の取付部材等を介して、上ホルダ３１に対して軸方向に相対的に移動可能に取り付けられる。
各ロックピン４０は、図１に示す状態において、前記孔部と前記取付部材とが接触し、外側に移動することが規制されている。図１に示す状態において、軸状部材４１は、先端部が上ホルダ３１の各孔部３１ｂの内側に配置されるとともに、基端部が上ホルダ３１の各孔部３１ｂの外側に配置される。
【００４２】
図１および図４（ａ）に示すように、弾性部材４２は、軸状部材４１の基端部に取り付けられる。本実施形態の弾性部材４２は、ウレタンによって構成される略直方体状の部材の、下面の外側を切り欠くことによって構成される。弾性部材４２の切欠部分は、ロックカム２０のテーパ面２０ａと同程度の角度だけ、上下方向に対して傾斜している。
図１に示す状態において、弾性部材４２は、上ホルダ３１よりも外側に突出し、前記切欠部分がロックカム２０のテーパ面２０ａの上方に配置される。
【００４３】
このように構成される固定型３０は、プレス装置に固定され、可動型１０に対して近接離間可能、すなわち、昇降可能に構成される。
【００４４】
次に、閉塞鍛造装置１の動作について説明する。
【００４５】
なお、閉塞鍛造装置１を動作させる前に、ワークＷは、予め可動型１０にセットされているものとする。
ワークＷは、略円柱状のビレットを所定の長さで切断したものであり、閉塞鍛造に際して、中間焼きなまし、ショットブラスト、および潤滑処理等が行われている。
【００４６】
まず、図１および図５に示すように、閉塞鍛造装置１は、固定型３０を下降させ、固定型３０を可動型１０に接近させる。
このとき、上ホルダ３１のラップ部３１ａは、下ホルダ１１のラップ部１１ａに上側より差し込まれる。各ロックピン４０の弾性部材４２は、下面の切欠部分がロックカム２０のテーパ面２０ａに接触する。図５に示す状態、すなわち、下ホルダ１１と上ホルダ３１とを閉塞する前の時点において、上ホルダ３１の各孔部３１ｂは、下ホルダ１１の溝部１１ｂよりも上側に配置される。
【００４７】
閉塞鍛造装置１は、図５に示す状態からさらに上ホルダ３１を下降させ、図６に示すように、下ホルダ１１と上ホルダ３１とを閉塞する。その後、閉塞鍛造装置１は、上ホルダ３１をさらに下降させ、上ホルダ３１によって下ホルダ１１を下方向に押圧する。
これにより、閉塞鍛造装置１は、ワークＷ、下パンチ１２、およびロックカム２０に対して下ホルダ１１を相対的に下降させ、ワークＷの上下両面を下パンチ１２および上パンチ３２に接触させる。
【００４８】
上ホルダ３１のラップ部３１ａに形成される各孔部３１ｂは、閉塞時に下ホルダ１１のラップ部１１ａに形成される溝部１１ｂと同じ高さ位置に配置される。
【００４９】
つまり、下ホルダ１１および上ホルダ３１のラップ部１１ａ・３１ａは、下ホルダ１１と上ホルダ３１とを閉塞した状態で、下ホルダ１１および上ホルダ３１の径方向（下ホルダ１１と上ホルダ３１との閉塞方向に対して直交する方向）にオーバーラップする。
【００５０】
各ロックピン４０は、上ホルダ３１の下降によって、ロックカム２０のテーパ面２０ａの形状に沿って下降する。つまり、各ロックピン４０は、下降するとともに上ホルダ３１の内側に移動し、先端部が下ホルダ１１の溝部１１ｂに徐々に差し込まれる。
【００５１】
図６に示す状態からさらに上ホルダ３１を下降させ、図７に示すように、閉塞鍛造装置１は、ワークＷ、下パンチ１２、およびロックカム２０に対して下ホルダ１１をさらに相対的に下降させる。
【００５２】
このとき、各ロックピン４０は、上ホルダ３１の内側にさらに移動し、下ホルダ１１の溝部１１ｂの底面に軸状部材４１の先端部が接触するまで、下ホルダ１１の溝部１１ｂに差し込まれる。
また、各ロックピン４０の弾性部材４２は、下面がテーパ面２０ａよりも下側まで下降して、外側面が鉛直面２０ｂと接触する。
【００５３】
閉塞鍛造装置１は、このようにして下ホルダ１１および上ホルダ３１を上下方向に変位不能にロックする。
【００５４】
このように、各ロックピン４０は、閉塞した状態の下ホルダ１１と上ホルダ３１とのラップ部１１ａ・３１ａに、外側から内側に向けて差し込まれる。
【００５５】
各ロックピン４０の軸方向の長さは、ロックカム２０の鉛直面２０ｂから下ホルダ１１の溝部１１ｂの底面までの径方向に沿った長さよりも短い。
従って、各ロックピン４０によって下ホルダ１１および上ホルダ３１をロックしたとき、弾性部材４２は、鉛直面２０ｂと軸状部材４１との間で挟まれて弾性変形される。
【００５６】
このような状態で、閉塞鍛造装置１は、固定型３０にプレス圧Ｐ１をかけ、下金型１３および上金型３３でワークＷを挟んで、ワークＷに対して成形荷重Ｐ２を付与する。
そして、閉塞鍛造装置１は、下金型１３、下パンチ１２、上金型３３、および上パンチ３２によって形成される空間に、ワークＷの金属材料を流動させる。
【００５７】
図８に示すように、閉塞鍛造装置１は、固定型３０にプレス圧Ｐ１をかけたままの状態で上ホルダ３１を下死点まで下降させ、下金型１３の上面および上金型３３の下面の形状に沿わせてワークＷを成形する。
【００５８】
このように、本実施形態の閉塞鍛造装置１が備える下ホルダ１１と上ホルダ３１とは、閉塞してワークＷを成形する第一の型と第二の型として機能する。
【００５９】
図７および図８に示すように、ワークＷに対して成形荷重Ｐ２をかけたとき、下ホルダ１１および上ホルダ３１は、互いに開こうとする。
従って、下ホルダ１１と上ホルダ３１とをロックしている各ロックピン４０の軸状部材４１には、開こうとする力（以下、「型開き力Ｐ１１・Ｐ３１」と表記する）が作用する。
閉塞鍛造装置１は、各ロックピン４０の軸状部材４１が破損することなく、型開き力Ｐ１１・Ｐ３１に耐えることにより、下ホルダ１１および上ホルダ３１をロックする。
【００６０】
各ロックピン４０の軸状部材４１は、下ホルダ１１のラップ部１１ａに差し込まれているため、下ホルダ１１より下方向の型開き力Ｐ１１が作用する。
また、各ロックピン４０の軸状部材４１は、上ホルダ３１のラップ部３１ａに差し込まれているため、上ホルダ３１より上方向の型開き力Ｐ３１が作用する。
【００６１】
つまり、各ロックピン４０の軸状部材４１には、型開き力Ｐ１１・Ｐ３１として、せん断荷重が作用する。
【００６２】
従って、各ロックピン４０の軸状部材４１は、型開き力として引っ張り荷重が作用した場合と比較して、より大きな型開き力Ｐ１１・Ｐ３１に耐えることができる。
このため、閉塞鍛造装置１は、型開き力Ｐ１１・Ｐ３１によって各ロックピン４０が破損することなく、下ホルダ１１および上ホルダ３１を確実にロックできる。
【００６３】
これによれば、閉塞鍛造装置１は、従来技術にあるような多数の第一凹凸部、多数の第二凹凸部、および多数のピース凹凸部を形成する必要がなくなるため、高い加工精度を要することなく、下ホルダ１１と上ホルダ３１とを確実にロックできる。
【００６４】
また、閉塞鍛造装置１は、各ロックピン４０がある程度小さい形状であっても、下ホルダ１１と上ホルダ３１とを確実にロックできる。
従って、閉塞鍛造装置１は、下ホルダ１１、上ホルダ３１、および各ロックピン４０をコンパクトな形状にできるため、小型化できる。
【００６５】
本実施形態の閉塞鍛造装置１は、コンパクトな形状の下ホルダ１１および上ホルダ３１のラップ部１１ａ・３１ａに、コンパクトな形状の各ロックピン４０を差し込むだけで、下ホルダ１１および上ホルダ３１をロックできる。
従って、各ロックピン４０は、ワークＷに近い位置で、下ホルダ１１と上ホルダ３１とをロックできる。
【００６６】
これによれば、閉塞鍛造装置１は、ワークＷの中心から各ロックピン４０の軸状部材４１までの直線距離、すなわち、ワーク成形時の力点から作用点までの直線距離を短くできる。
【００６７】
このため、閉塞鍛造装置１は、下ホルダ１１、下金型１３、上ホルダ３１、および上金型３３の歪み量を低減できる。
つまり、閉塞鍛造装置１は、ワーク成形時に下金型１３と上金型３３との間に隙間が生じてしまうことを防止できる。従って、閉塞鍛造装置１は、ワークＷにバリが形成されることを防止できるとともに、ワークＷを狙い通りの形状に成形できる。
【００６８】
本実施形態の閉塞鍛造装置１は、ロックカム２０によって、上ホルダ３１の下降時に各ロックピン４０を下ホルダ１１および上ホルダ３１のラップ部１１ａ・３１ａに差し込む。
【００６９】
これによれば、閉塞鍛造装置１は、ロックカム２０の高さおよびテーパ面２０ａの角度を調整するだけで、各ロックピン４０の移動タイミングおよび移動量等を調整できる。
従って、閉塞鍛造装置１は、下ホルダ１１および上ホルダ３１をロックするタイミングを容易に調整できる。
【００７０】
図３（ｃ）および図４（ｂ）に示すように、上ホルダ３１の各孔部３１ｂと各ロックピン４０の軸状部材４１とは、各ロックピン４０の軸方向視において、上下両面３１ｃ・３１ｄ・４１ａ・４１ｂの中央部が窪んだ略円弧状に形成されている。
【００７１】
これによれば、閉塞鍛造装置１は、上ホルダ３１の孔部３１ｂの形状に倣うように各孔部３１ｂに各ロックピン４０を差し込むことができる。
【００７２】
従って、閉塞鍛造装置１は、各ロックピン４０を差し込む方向が各孔部３１ｂに対してずれている場合でも、各ロックピン４０が各孔部３１ｂに斜めに差し込まれてしまうことを防止できる。
このため、閉塞鍛造装置１は、各ロックピン４０を正確に差し込むことができ、全てのロックピン４０で下ホルダ１１と上ホルダ３１とをロックできる。従って、閉塞鍛造装置１は、型開き力Ｐ１１・Ｐ３１を全てのロックピン４０に確実に分散できる。
【００７３】
つまり、閉塞鍛造装置１は、上ホルダ３１に高い加工精度を要することなく、下ホルダ１１および上ホルダ３１を確実にロックできる。
【００７４】
なお、各ロックピンの上下両面は、各ロックピンの軸方向視において、中央部に向かうにつれて互いに離間するような略円弧状、すなわち、膨らむような形状に形成されていても構わない。
この場合においても、閉塞鍛造装置は、上ホルダの孔部の形状に倣うように各ロックピンを差し込むことができる。
また、各ロックピンは、各ロックピンの軸方向視において、上面が中央部に向かうにつれて膨らむような略円弧状に形成されるとともに、下面が中央部に向かうにつれて窪むような略円弧状に形成されていても構わない。
【００７５】
このように、各ロックピン４０の閉塞方向一端面（上面４１ａ）と閉塞方向他端面（下面４１ｂ）とは、各ロックピン４０がラップ部１１ａ・３１ａに差し込まれる方向から見たときに（各ロックピン４０の軸方向視において）、中央部が滑らかに窪んだ形状、または、滑らかに膨らんだ形状に形成される。
【００７６】
ここで、図９に示すように、ロックカム２０が上ホルダ３１に対して芯ずれした場合等において、ロックカム２０の鉛直面２０ｂから上ホルダ３１のラップ部３１ａまでの径方向に沿った距離がばらついてしまう可能性がある。
【００７７】
このような場合において、図１０に示すように、鉛直面２０ｂからラップ部３１ａまでの間の距離が短いロックピン４０は、弾性部材４２の弾性変形量が多くなる（図１０の左上に示すロックピン４０参照）。
一方、鉛直面２０ｂからラップ部３１ａまで」の間の距離が長いロックピン４０は、弾性部材４２の弾性変形量が少なくなる（図１０の右下に示すロックピン４０参照）。
各ロックピン４０は、弾性部材４２の弾性変形量に関わらず、軸状部材４１の先端面が溝部１１ｂの底面に接触するまで差し込まれる。
【００７８】
つまり、閉塞鍛造装置１は、鉛直面２０ｂとラップ部３１ａとの間の距離に関わらず、各ロックピン４０を正確に差し込むことができる。
このように、閉塞鍛造装置１は、軸状部材４１に弾性部材４２を取り付けることによって、鉛直面２０ｂとラップ部３１ａとの間の距離のばらつきを吸収できる。
【００７９】
このため、閉塞鍛造装置１は、正確に差し込まれた一部のロックピン４０だけに型開き力Ｐ１１・Ｐ３１が作用してしまうことを防止できる。
つまり、閉塞鍛造装置１は、全てのロックピン４０に型開き力Ｐ１１・Ｐ３１を確実に分散できる。
【００８０】
このため、閉塞鍛造装置１は、高い加工精度を要することなく、下ホルダ１１および上ホルダ３１を確実にロックできる。
【００８１】
このように、各ロックピン４０は、下ホルダ１１および上ホルダ３１のラップ部１１ａ・３１ａに差し込まれる側とは反対側（軸状部材４１の基端側）に取り付けられる弾性部材４２を有する。
弾性部材４２は、各ロックピン４０がラップ部１１ａ・３１ａに差し込まれるときに弾性変形される。
【００８２】
なお、弾性部材の材料は、本実施形態のようなウレタンに限定されるものでない。
【００８３】
ワークＷを成形後、閉塞鍛造装置１は、上ホルダ３１を上昇させ、各ロックピン４０を下ホルダ１１の溝部１１ｂから引き抜いて、下ホルダ１１および上ホルダ３１のロックを解除する。その後、ワークＷは、下金型１３および上金型３３から取り出される。
【００８４】
ここで、下ホルダ１１および上ホルダ３１をロックするとき、各ロックピン４０は、上ホルダ３１の各孔部３１ｂとの位置がある程度合わされていれば、容易に下ホルダ１１の溝部１１ｂに挿入可能である。
【００８５】
一方、下ホルダ１１および上ホルダ３１のロックを解除するとき、各ロックピン４０は、ワーク成形時に作用する型開き力Ｐ１１・Ｐ３１の影響で、高い内圧がかかった状態である。
このため、閉塞鍛造装置１は、下ホルダ１１および上ホルダ３１のロックを解除するために、各ロックピン４０をある程度強い力で引き抜く必要がある。
【００８６】
そこで、図１１（ａ）に示すように、本実施形態の閉塞鍛造装置１は、各ロックピン４０の軸状部材４１の上下両面４１ａ・４１ｂを、上ホルダ３１の内側に向かうにつれて上下中央部に接近するテーパ状に形成している。
これにより、図１１（ｂ）に示すように、閉塞鍛造装置１は、各ロックピン４０に内圧がかかったときに、上ホルダ３１の外側に移動する力、すなわち、各ロックピン４０を引き抜く力Ｆが各ロックピン４０に作用するようにしている。
【００８７】
このような各ロックピン４０を引き抜く力Ｆは、各ロックピン４０の軸方向に沿った線Ｌ１と軸状部材４１の上下両面４１ａ・４１ｂのテーパ形状に沿った線Ｌ２とにより成す角のうち、挟角となる角をθとした場合、以下の式によって算出される。
Ｆ＝Ｆ１ｓｉｎθ
ここで、Ｆ１は、内圧によって各ロックピン４０に作用する力を指す。
【００８８】
一方、各ロックピン４０を引き抜くときに発生する摩擦力Ｆ２は、摩擦係数をμとした場合、以下の式によって算出される。
Ｆ２＝Ｆ１ｃｏｓθ＊μ
ここで、Ｆ１ｃｏｓθは、各ロックピン４０に対して作用する垂直抗力である。
【００８９】
そこで、本実施形態の閉塞鍛造装置１では、ｔａｎθ＞μとなるように、前記挟角となる角θの角度を設定している。
【００９０】
これによれば、閉塞鍛造装置１は、内圧を利用して各ロックピン４０を自動的に引き抜くことができる。
従って、閉塞鍛造装置１は、上ホルダ３１を上昇させるだけで、各ロックピン４０を自動的に引き抜くことができる。
【００９１】
このため、閉塞鍛造装置１は、各ロックピン４０を引き抜くための機構を別途設ける必要がなくなる。
つまり、閉塞鍛造装置１は、その形状をよりコンパクトにできる。
【００９２】
また、閉塞鍛造装置１は、上ホルダ３１を昇降させるだけで、ワークＷを連続して成形できる。つまり、閉塞鍛造装置１は、ワークＷを効率的に成形でき、ワークＷの成形に要する工数を低減できる。
【００９３】
このように、各ロックピン４０の閉塞方向一端面（上面４１ａ）と閉塞方向他端面（下面４１ｂ）とは、ラップ部１１ａ・３１ａに差し込まれる方向の下流側（軸状部材４１の先端側）に向かうにつれて、互いに接近するテーパ状に形成される。
また、各ロックピン４０の閉塞方向一端面と閉塞方向他端面との、ラップ部１１ａ・３１ａに差し込まれる方向に対する傾斜角（前記挟角となる角θ）は、各ロックピン４０をラップ部１１ａ・３１ａから抜き出すときの摩擦係数μに基づいて設定される。
【００９４】
なお、各ロックピンの形状は、本実施形態に限定されるものでない。各ロックピンは、例えば、円錐形状、円柱形状、および角柱形状等であっても構わない。
【００９５】
仮に、各ロックピンの形状を円錐形状または円柱形状とした場合、各ロックピンに角部が存在しなくなるため、型開き力が作用したときに応力が集中する部分がなくなる。
従って、閉塞鍛造装置は、各ロックピンの強度をより確実に確保できるため、下ホルダおよび上ホルダをより確実にロックできる。つまり、閉塞鍛造装置は、各ロックピンの形状をよりコンパクトにできるため、効果的に小型化できる。また、閉塞鍛造装置は、各孔部の形状に倣うように各ロックピンを差し込むことができる。
【００９６】
各ロックピンの形状を本実施形態のような平ピン形状または角柱形状とした場合、閉塞鍛造装置は、下ホルダに溝部を形成するだけで、下ホルダと上ホルダとをロックできる。つまり、この場合、閉塞鍛造装置は、下ホルダに孔部を形成する必要がなくなるとともに、上ホルダと下ホルダとの位相を合わせる必要がなくなる。
従って、閉塞鍛造装置は、高い加工精度を要することなく、下ホルダおよび上ホルダをロックできる。
【００９７】
なお、ロックピンの本数は、本実施形態に限定されるものでない。ロックピンの本数は、ロックピンの材料、ロックピンの断面積、および型開き力の大きさ等に基づいて、下ホルダと上ホルダとを確実にロックできる程度に多い本数であればよい。
【符号の説明】
【００９８】
１      閉塞鍛造装置
１１    下ホルダ（第一の型）
１１ａ  ラップ部
３１    上ホルダ（第二の型）
３１ａ  ラップ部
４０    ロックピン
Ｗ      ワーク
【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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【図１１】
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【図１２】
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