(57)【要約】【課題】ビレットを予備成形及び荒地成形して荒地成形品を得る場合、予備成形時及び荒地成形時における材料の歩留まりが向上するとともに、予備成形品の材料が荒地成形品に適正に配分される、型鍛造による鍛造方法及び鍛造装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の鍛造方法は、予備成形を二段階に行う。予備成形の第１予備成形段階において、ビレット８０の軸方向の一部８１ａを第１予備成形金型１０で軸直角方向に凹ませ、長さが増加し軸直角方向に突出した薄肉部８３ａ、８３ａを備えた第１予備成形品８５を成形する。第２予備成形段階において、第１予備成形品８５を軸線の周りに所定角度回動させた後薄肉部８３ａ、８３ｂを第２予備成形金型３０で軸直角方向に凹ませ長さが更に増加した第２予備成形品８７を成形する。尚、荒地成形工程において、第２予備成形品８７を荒地成形金型６５で荒地成形し荒地成形品８９、９１を得る。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒形状のビレットを第１予備成形、第２予備成形及び荒地成形する鍛造方法であって、
前記ビレットの軸方向の一部を第１予備成形金型で軸直角方向に凹ませ、長さが増加し軸直角方向に突出した薄肉部を備えた第１予備成形品を成形する第１予備成形段階と、該第１予備成形品を軸線の周りに所定角度回動させた後該薄肉部を第２予備成形金型で軸直角方向に凹ませ長さが更に増加した第２予備成形品を成形する第２予備成形段階と、を含む予備成形工程と、
前記第２予備成形品を荒地成形金型で荒地成形し荒地成形品を得る荒地成形工程と、
から成ることを特徴とする鍛造方法。
【請求項２】
前記第１予備成形段階において、前記第１予備成形金型により前記ビレットの軸方向の中央部の軸直角方向で対向する部分が凹まされ、一対の前記薄肉部が中央部の凹み方向と直交する方向に形成される請求項１に記載の鍛造方法。
【請求項３】
前記ビレットの両端部は前記第１予備成形金型により拘束されない請求項２に記載の鍛造方法。
【請求項４】
前記第２予備成形段階において、一対の前記薄肉部はその突出端が前記第１予備成形品の両端部の外周面よりも深くなるまで軸直角方向両側から凹まされる請求項１に記載の鍛造方法。
【請求項５】
前記第１予備成形品の両端部は、前記第２予備成形金型により拘束されない請求項４に記載の鍛造方法。
【請求項６】
前記荒地成形工程において、１つの前記第２予備成形品から２つの同形状でかつ互いに回転対称な前記荒地成形品が形成される請求項１に記載の鍛造方法。
【請求項７】
棒形状のビレットを、第１予備成形金型及び第２予備成形金型で予備成形して予備成形品を成形し、該予備成形品を荒地成形金型で荒地成形して荒地成形品を成形する鍛造装置であって、
前記第１予備成形金型は、上方又は下方に駆動され前記ビレットの軸方向の一部を軸直角方向に凹ませ長さを増大させ軸直角方向に突出する薄肉部を形成する第１成形型と、該第１成形型と同方向に付勢され該ビレットの凹部の近傍を保持する第１保持部材とを含み、
前記第２予備成形金型は、前記第１予備成形品の薄肉部を軸直角方向に凹ませる第２成形型を持ち上方又は下方に駆動される本体と、該本体と同方向に付勢され該第１予備成形品の凹部の近傍を保持する第２保持部材とを含み、
荒地成形金型は、上方又は下方に駆動され第２予備成形品から荒地成形品を荒地成形する第３成形型を含む、
ことを特徴とする鍛造装置。
【請求項８】
前記第１成形型は一方の前記薄肉部を凹ませる第１下成形型と、下方に駆動され他方の前記薄肉部を凹ませる第１上成形型とを含み、前記第１保持部材は上方に付勢され一方の該薄肉部の周囲を保持する第１下保持部材と、下方に付勢され他方の前記薄肉部の周囲を保持する第１上保持部材とを含む請求項７に記載の鍛造装置。
【請求項９】
前記第１下保持部材及び前記第１上保持部材は枠形状である請求項８に記載の鍛造装置
【請求項１０】
前記本体は下本体と下方に駆動される上本体とを含み、前記第２保持部材は上方に付勢された第２下保持部材と下方に付勢された第２上保持部材とを含む請求項７に記載の鍛造装置。
【請求項１１】
前記下本体は更に一方の前記薄肉部の厚さ方向の変形を規制する下規制部を持ち、前記上本体は更に他方の前記薄肉部の厚さ方向の変形を規制する上規制部を持つ請求項１０に記載の鍛造装置
【請求項１２】
前記第３成形型は上方に駆動される第３下成形型と下方に駆動される第３上成形型とを含み、該第３下成形型及び第３上成形型が１つの前記第２予備成形品から２つの前記荒地成形品を荒地形成する請求項７に記載の鍛造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍛造方法及び鍛造装置（金型）に関し、特に予備成形の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鍛造は、金属素材を加熱して高温にし、外力を加えて所定形状に変形させる加工法である。棒状のビレットから型鍛造によりビレットよりも長く、薄い製品（例えば自動車のコネクティングロッド本体、以下「コンロッド本体」と略称する）を成形する場合、予備成形、荒地成形及び仕上成形を行うことがある。予備成形で棒形状のビレットの一部を加工し、荒地成形で予備成形品を最終製品に対して角や隅を単純化した荒地成形品を成形し、仕上成形で荒地成形品を最終的な製品に仕上げる。
【０００３】
予備成形に関する第１従来例の鍛造装置は（特許文献１参照）、図１４（ｂ）に示すように、予備成形用の下型１００と上型１０５とを含む。図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、下型１００の上面には断面半円形状で長い一対のくぼみ１０１が少し離れて形成され、両くぼみ１０１間に楕円を二分した断面形状で短く幅の広いくぼみ１０３が形成されている。くぼみ１０３の盛上り部１０４はくぼみ１０１から突出している。上型１０５の下面にも下型１００と同様の一対のくぼみ１０６、短いくぼみ１０８及び盛上り部１０９が形成されている。
【０００４】
予備成形時、上型１０５が下型１００に向かって下降すると、下型１００の盛上り部１０４及び上型１０５の盛上り部１０９により、ビレット１１０の中央部が横方向に長い楕円部１１２に変形され、それに伴いビレット１１０の長さが増加する。くぼみ１０３は両側に突出部１０３ａを備えている。また、上型１０５が最下降位置に達しても、その下面１０５ａと下型１００の上面１００ａとの間には隙間がある。よって、上型１０５下降につれてビレット１１０の中央部の材料は半径方向外向きに変形して突出部に流れ込み、楕円部１１２に隣接して半径方向外向きに突出した一対の薄肉部１１４が形成される。
【０００５】
ここで、下型１００の突出部１０３ａ及び盛上り部１０４や、上型１０５の盛上り部１０９等の形状は、予備成形品１１５から荒地成形品を成形する際の材料の歩留まりと、予備成形の荒地成形に対する材料の体積配分を考慮して決めている。
【０００６】
詳述すると、製品がコンロッド本体の場合、細長い丸棒形状のビレット１１０を予備成形した予備成形品１１５から薄い長手形状の荒地成形品を成形する。よって、予備成形時の長さの増加量（ビレット１１０の長さと予備成形品１１５の長さとの差）及び荒地成形時の長さの増加量（予備成形品１１５の長さと荒地成形品の長さとの差）が大きいことが歩留まりの向上につながる。また、荒地成形では１つの予備成形品１１５から２つの同形状の荒地成形品を成形するので、各荒地成形品に材料をどのように配分するかが重要である。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１７７２９０号公報
【０００８】
第２従来例の鍛造金型では、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、丸棒形状のビレット１２０（の軸方向中央部）を、上型１２５及び下型１３０により予備成形する。上型１２５の下面には、幅方向（図１５（ａ）の中央部で、長さ方向（図１５（ｂ）の左右方向）の両端部にくぼみ１２６が形成され、その結果長さ方向の中央部には突起１２７が形成されている。くぼみ１２６の横断面は半円形状とされ、突起１２７の横断面は略三角形状で、長さＬ、高さＨである。
【０００９】
一方、下型１３０の上面には幅方向の両端部で長さ方向の両端部に、環状部材を直径方向に二分した形状の保持部１３２が形成されている。
【００１０】
予備成形時、丸棒形状のビレット１２０はその両端部１２１を下型１３０の保持部１３２により保持されている。上型１２５が下型１３０に向かって下降すると、図１５（ａ）及び（ｂ）並びに図１６（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に示すように、上型１２５の突起１２７によりビレット１２０の中央部１２２の上側が断面略三角形状に（半径方向内向きに）凹まされて凹部１２３が形成される。これに伴い、ビレット１２０の長さが増加するとともに、半径方向外向きに突出する一対の薄肉部１２３が形成される。
【００１１】
尚、上型１２５の突起１２７及び下型１３０の保持部１３２の形状は、上記第１従来例の盛上り部１０４及び１０９と同様の観点から決めている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記第１従来例において、ビレット１１０の中央部を楕円部１１２にしても、長さは若干延伸するに過ぎない。即ち、上型１０５の下降の前半は、盛上り部１０４及び１０９のみがビレット１１０の中央部を加圧するにすぎず、加圧部分の周辺の材料が軸方向に流動することができる。しかし、後半になると、上型１０５のくぼみ１０６及び下型１００のくぼみ１０１の溝底面がビレット１１０の両端部１１１を加圧する。これによりビレット１１０は軸方向両外側への流動を妨げられ、殆んど延伸できなくなる。その結果、予備成形品１１５の長さに近い長さを持つビレット１１０を準備することが必要となる。
【００１３】
尚、予備成形の後半においても、上型１０５のくぼみ１０８の側面と下型１００のくぼみ１０３の側面との間には隙間がある。よって、ビレット１００の中央部の材料は半径方向に流動でき、一対の薄肉部１１４は更に延伸する。しかし、予備成形に引き続く荒地成形において１つの予備成形品１１５から２つの荒地成形品を成形する際、薄肉部１１４はバリとなり最終的には除去される。
【００１４】
このように、長いビレット１００の準備が必要であること、及び薄肉部１１４が荒地成形品を構成しない点で、ビレット１１０から予備成形品１１５を成形する際の材料の歩留まりが高いとは言い難い。
【００１５】
一方、上記第２従来例におけるビレット１２０の延伸量は第１実施例のそれよりも長いが、充分とは言えない。延伸量が長いのは、下型１３０の中央部に保持部１３２を配置しておらず、その分ビレット１２０と下型１３０との成形初期段階での接触面積が第１従来例よりも減少し、ビレットとの摩擦抵抗が減少するためである。
【００１６】
しかし、第２従来例においても、予備成形の後半になると、上型１２５のくぼみ１２６及び下型１３０の保持部１３２のくぼみの溝底面がビレット１２０の両端部１２１を加圧する。これによりビレット１２０は軸方向外側への流動を妨げられ、殆ど延伸できない。その結果、上記第１実施例と同様に、予備成形品１２４の長さに近い長さを持つビレット１２０を準備することが必要となる。
【００１７】
尚、予備成形の後半においても、上型１２５のくぼみ１２６の側面と下型１３０の保持部１３２の側面との間には隙間がある。よって、ビレット１２０の中央部１２２の材料は半径方向に流動でき、一対の薄肉部１２３は更に延伸する。しかし、１つの予備成形品１２４から２つの荒地成形品を成形する際、薄肉部１２３はバリとなり最終的には除去される。
【００１８】
よって、第２従来例でも、長いビレット１２０の準備が必要である点、及び薄肉部１２３が荒地成形品を構成しない点で、材料の歩留まりが高いとは言い難い。
【００１９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、予備成形時におけるビレット（ワーク）の長さの増加量が長く、それによって荒地成形時における材料の歩留まりが向上するとともに、予備成形品の材料が１つ又は複数の荒地成形品に適正に配分される、型鍛造による鍛造方法及び鍛造装置を提供することを目的としてなされたものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、予備成形時にビレットの中央部をより効果的に凹ませ、ビレットの長手方向での材料の流れを妨げない方策について研究した。併せて、荒地成形時における材料の配分も考慮した。
【００２１】
中央部の効果的な凹ませに関し、上記第１従来例ではビレット１１０の薄肉部１１４が、また第２従来例ではビレット１２０の薄肉部１２３が無駄になっている事実に注目し、これを利用する方策を検討した。その結果、予備成形を二段階に行うこと、即ち始めにビレットの中央部を凹ませ、その際形成された薄肉部を次に凹ませることを思い付いた。その際、ビレットの中央部の材料が長手方向に流れ易くするために、両端部を金型で押圧しないことを思い付いた。
【００２２】
本願の第１発明による鍛造方法は、請求項１に記載されているように、棒形状のビレットを第１予備成形、第２予備成形及び荒地成形する鍛造方法であって、ビレットの軸方向の一部を第１予備成形金型で軸直角方向に凹ませ、長さが増加し軸直角方向に突出した薄肉部を備えた第１予備成形品を成形する第１予備成形段階と、第１予備成形品を軸線の周りに所定角度回動させた後薄肉部を第２予備成形金型で軸直角方向に凹ませ長さが更に増加した第２予備成形品を成形する第２予備成形段階と、を含む予備成形工程と；第２予備成形品を荒地成形金型で荒地成形し荒地成形品を得る荒地成形工程と；から成ることを特徴とする。
【００２３】
請求項２の鍛造方法は、請求項１の１予備成形段階において、第１予備成形金型によりビレットの軸方向の中央部の軸直角方向で対向する部分が凹まされ、一対の薄肉部が中央部の凹み方向と直交する方向に形成される。請求項３の鍛造方法は、請求項２において、ビレットの両端部は第１予備成形金型により拘束されない。
【００２４】
請求項４の鍛造方法は、請求項１の第２予備成形段階において、一対の薄肉部はその突出端が第１予備成形品の両端部の外周面よりも深くなるまで軸直角方向両側から凹まされる。請求項５の鍛造方法は、請求項４において、第１予備成形品の両端部は、第２予備成形金型により拘束されない。
【００２５】
請求項６の鍛造方法は、請求項１の荒地成形工程において、１つの第２予備成形品から２つの同形状でかつ互いに回転対称な荒地成形品が形成される。
【００２６】
本願の第２発明による鍛造装置は、請求項７に記載されているように、棒形状のビレットを、第１予備成形金型及び第２予備成形金型で予備成形して予備成形品を成形し、予備成形品を荒地成形金型で荒地成形して荒地成形品を成形する鍛造装置であって、第１予備成形金型は、上方又は下方に駆動され前記ビレットの軸方向の一部を軸直角方向に凹ませ、長さを増大させ軸直角方向に突出する薄肉部を形成する第１成形型と、該第１成形型と同方向に付勢され該ビレットの凹部の近傍を保持する第１保持部材とを含み；第２予備成形金型は、第１予備成形品の薄肉部を軸直角方向に凹ませる第２成形型を持ち上方又は下方に駆動される本体と、本体の移動方向と同方向に付勢され第１予備成形品の凹部の近傍を保持する第２保持部材とを含み；荒地成形金型は、上方又は下方に駆動され第２予備成形品から荒地成形品を荒地成形する第３成形型を含むことを特徴とする。
【００２７】
請求項８の鍛造装置は、請求項７において、第１成形型は一方の薄肉部を凹ませる第１下成形型と、下方に駆動され他方の薄肉部を凹ませる第１上成形型とを含み、第１保持部材は上方に付勢され一方の薄肉部の周囲を保持する第１下保持部材と、下方に付勢され他方の薄肉部の周囲を保持する第１上保持部材とを含む。請求項９の鍛造装置は、請求項８において、第１下保持部材及び第１上保持部材は枠形状である。
【００２８】
請求項１０の鍛造装置は、請求項７において、本体は下本体と下方に駆動される上本体とを含み、第２保持部材は上方に付勢された第２下保持部材と下方に付勢された第２上保持部材とを含む。
【００２９】
請求項１１の鍛造装置は、請求項１０において、下本体は更に一方の薄肉部の厚さ方向の変形を規制する下規制部を持ち、上本体は更に他方の薄肉部の厚さ方向の変形を規制する上規制部を持つ。
【００３０】
請求項１２の鍛造装置は、請求項７において、第３成形型は上方に駆動される第３下成形型と下方に駆動される第３上成形型とを含み、第３下成形型及び第３上成形型が１つの第２予備成形品から２つの荒地成形品を荒地形成する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
＜鍛造方法＞
本発明による鍛造方法は、少なくとも予備成形工程と荒地成形工程とから成り必要に応じて仕上成形工程を含む。
▲１▼予備成形工程
予備成形工程は第１予備成形（つぶし）段階と、第２予備成形（伸ばし）段階とを含む。ここで、「予備成形」とは、棒状のビレットの一部を次に続く荒地成形のために加工することを言う。つぶし工程では、例えば丸棒状のビレットの軸方向の中央部の軸直角方向（（直径方向）の一側又は両側を第１予備成形金型で加圧して凹ませ、１つ又は２つの第１凹部を形成する。第１凹部を２つ成形する場合、両者は同じ形状も異なる形状でも良い。
【００３２】
第１凹部の形成の際、凹み方向と直交する方向に突出する薄肉部が形成される（金型をそのような構成にする）。薄肉部は１つでも２つでも良い。薄肉部の形状は円弧形状、台形状等とでき、長さ（ビレットの長さ方向の寸法）及び幅は第１凹部の長さ及び幅とほぼ等しい。以上により第１予備成形品が得られる。
【００３３】
伸ばし工程では、第１予備成形品をその軸線の回りに所定角度回動させ、第２予備成形金型により１つ又は２つの薄肉部の全体又は一部を加圧して凹ませ、１つ又は２つの第２凹部を形成する。薄肉部は第２凹部の溝座面がビレットの両端部の外周面と同等又はこれより深くなるまで凹ませる。第２凹部の長さ及び幅は薄肉部の長さ及び幅とほぼ同じである。以上により第２予備成形品即ち予備成形品が得られる。
▲２▼荒地成形工程
「荒地成形」とは予備成形品を最終製品に対して角や隅を単純化した前形状（荒地成形品）に成形することを言う。荒地成形工程では、一つの予備成形品から１つの荒地成形品を成形しても良いし、２つ以上の複数の荒地成形品を成形しても良い。荒地成形品が１つの場合、軸方向の中央部が細く、両端部が太い形状であることが望ましい。
【００３４】
荒地成形品が２つの場合、それぞれ軸方向の中央部が細く、一端部が大きく、他端部が小さい形状であることが望ましい。両者を回転対称に、即ち一方の荒地成形品の大端部及び小端部がそれぞれ他方の荒地成形品の小端部及び大端部とが隣接するように並べる。
▲３▼ビレットの形状は丸棒状や四角棒状とでき、寸法（長さ、外径）に特別の制約はない。材料にも特別の制約はなく、一般的に鍛造できる鋼材ならよい。鍛造方法は熱間鍛造でも、冷間鍛造でも良い。
【００３５】
ビレットを予備成形及び荒地成形等して得られる最終製品は例えば、繰返荷重を受ける場所において使用され、応力が集中しやすい形状を持ち、大きな強度、高い信頼性が必要とされる機械部品である。具体的には自動車のコンロッド、クランクシャフト等がこれに該当する。
＜製造装置＞
本発明の製造装置は第１予備成形金型、第２予備成形金型及び荒地成形金型とを含み、更に必要に応じて仕上金型を含むことができる。予備成形金型は第１予備成形（つぶし）金型と、第２予備成形（伸ばし）金型とを含む。
▲１▼第１予備成形金型
つぶし金型は、ビレットの一部の下側のみを凹ませる場合は下型のみ、上側のみを凹ませる場合は上型のみ、下側及び上側を凹ませる場合は下型及び上型から成る。下型又は上型のみから成る場合、ビレットの反対（対向）側にバックアップ部材を配置する。下型はビレットを凹ませる下成形型と、凹部の近傍を押圧する下保持部材から成ることができる。下成形型の下加圧部は形成したい凹部の形状に対応させ、例えば矩形状とでき、静止又は上方に駆動される。
【００３６】
下保持部材は下成形型の貫通を許容する貫通孔とビレットを押圧する押圧部とを有し、枠形状を持つことができ、ばね等により付勢される。尚、上型は下型と面対称の構成とすることができ、下方に駆動される。
▲２▼第２予備成形金型
伸ばし金型は下方に向いた１つの薄肉部を凹ませる場合は下型のみ、上方に向いた１つの薄肉部を凹ませる場合は上型のみ、両方の薄肉部をへ込ませる場合は下型及び上型から成る。下型又は上型のみから成る場合、ビレットの反対（対向）側にバックアップ部材を配置することが望ましい。下型は薄肉部を凹ませる下成形型を持つ下本体と、凹部の近傍を保持する下保持部材から成る。
【００３７】
下本体の中央部に配置される下成形型の上端は例えば台形状、円弧形状とでき、長さ及び幅は薄肉部の長さ及び幅に対応させる。下本体はまた、薄肉部の長さ方向において両側を保持する一対の下保持部材を備え、下本体との間に配置された下ばね等により上方に付勢される。更に、薄肉部の厚さ方向において少なくとも一側に位置し薄肉部の厚さ方向の変形を規制する下規制部とを持つことができる。尚、上型は下型と面対称の構成とすることができ、下方に駆動される。
▲３▼荒地成形金型
荒地成形金型は１つの荒地成形金型、又は２つ以上複数の荒地成形金型から成ることができる。最終製品の形状が比較的簡単な場合は１つでも良いが、形状が複雑な場合は２つ又はそれ以上であることが望ましい。例えば２つの荒地成形金型から成る場合、第２予備成形体を荒地成形する金型を第１荒地成形金型と呼び、第１荒地成形品を荒地成形する金型を第２荒地成形金型と呼ぶ。
【００３８】
また、荒地成形金型は１つの第２予備成形品から荒地成形する荒地成形品の個数に応じて、１又は２以上の型部を有する。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面を基にして説明する。
＜鍛造装置＞
本実施例の鍛造装置は、図１及び図２に示す第１予備成形（つぶし）金型１０、図３及び図４に示す第２予備成形（伸ばし）金型３０、図５に示す第１荒地成形用金型６５等から成る。
▲１▼つぶし金型
このうち、図１及び図２（ａ）に示すように、つぶし金型１０は、下押圧板１４及び下成形型１１を含むつぶし下型アッシ（以下「下型」と略称）１５と、上押圧板２２及び上成形型２１を含むつぶし上型アッシ（以下「上型」と略称）　２５とから成る。つぶし下型１５の下成形型１１は四角柱形状を持ち、その上端に矩形状の加圧部２１ａを備え、静止又は上方に駆動される。
【００４０】
下押圧板１４は中央部に下成形型１１の貫通を許容する矩形状の貫通孔１６が形成され、四角枠形状を持つ。幅方向（図１で左右方向）の中央部で長さ方向の両端部に断面半円形状の一対のくぼみ１７を備えている。４つの角部に立設された支持棒１８のまわりに巻いた下ばね１９により上方に付勢されている。
【００４１】
尚、つぶし上型２５の上成形型２１は上記下成形型１１と面対称な構成を持ち、下方に駆動される。上押圧板２２は上記下押圧板１４と面対称な構成を持ち、ロッド２３に巻いた上ばね２４により下方に付勢されている。
▲２▼伸ばし金型
図３及び図４（ａ）に示すように、伸ばし金型３０は、下本体４５及び下保持部材４３を含む伸ばし下型４０と、上本体５８及び上保持部材６１を含む伸ばし上型５５とから成る。下本体４５の上面の中央部に下成形型４１が配置され、その上端部に一定幅で概ね台形状の加圧部４２を備える。幅方向（図３で左右方向）において下成形型４１の両側で長さ方向で同じ位置に一対の下凸部４７を備えている。
【００４２】
下本体４５には長さ方向において下成形型４１の両側で幅方向で同じ位置に一対の下保持部材４３が上下方向に移動可能に配置され、下端部を下ばね４９に上方に付勢されている。各保持部材４３はその上端面に下成形型４１の加圧部４２と整列する断面半円形状のくぼみ４４を備えている。長さ方向において下保持部材４３の両外側の低い部分にはくぼみ４４と整列した断面半円形状のくぼみ５１が形成されている。
【００４３】
尚、上本体５８は上記下本体４５と面対称な形状を持ち、上凸部５９及びくぼみ６２を備え、駆動機構（不図示）により下方に駆動される。また、上成形型５６は上記下成形型４１と面対称な構成を持ち、加圧部５７を備える。更に、上保持部材６１は下保持部材４３と面対称な構成を持ち、上ばね６２により下方に付勢されている。
▲３▼第１荒地成形金型
図５に示すように、第１荒地成形金型６６は下型７０及び上型７５から成る。下型７０の上面の中央部に形成されたくぼみ内には、１つの予備成形品８７から２つの回転対称な第１荒地成形品８９及び９１を形成するための凹部６６が形成されている。幅方向で両側で長さ方向の中間部には予備成形品８７の材料の流れを導く一対の案内部６３が形成されている。
【００４４】
尚、上型７５は上記下型７０の凹部と面対称な凹部及び案内部を受け入れるくぼみ７１を持ち、駆動機構（不図示）により下方に駆動される。
▲４▼尚、第２荒地成形及び仕上げ成形は本発明に直接関係しないので、第１荒地成形金型及び仕上成形金型は図示を省略し、鍛造方法の欄で簡単に説明する。
＜鍛造方法＞
次に、上記鍛造装置による予備成形及び第１荒地成形について説明する
▲１▼予備成形のつぶし
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、長さｌ、直径ｄのビレット８０を、図１に示すつぶし金型１０の下型１５のくぼみ１７内にセットする。上型２５の上成形型２１が下降して型締めすると、図２（ｂ）に示すように、加圧部１１ａ及び加圧部２１ａによりビレット８０の軸方向の中央部８１ａの下面及び上面が凹まされ、下凹部８２ａ及び上凹部８２ｂが形成される。このとき、下面の加圧部分の周囲と、両端部８１ｂ及び８１ｃが下押圧板１４により、上面の加圧部分の周囲と両端部８１ｂ及び８１ｃが上押圧板２によりそれぞれ押圧される。
【００４５】
その結果、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、下凹部８２ａ及び上凹部８２ｂの凹み方向と直交し、かつ左右方向に突出した一対の円弧形状の薄肉部８３ａ及び８３ｂが形成される。これに伴い、ビレット８０の長さｌはΔｌ１だけ増加する。
【００４６】
つぶしではビレット８０の両端部８１ｂ及び８１ｃは下型１５及び上型２５で加圧されず、これらの直径は変化しない。代わりに、両端部８１ｂ及び８１ｃは下ばね１９及び上ばね２４により付勢された下保持部材１４及び上保持部材２２により押圧されているに過ぎず、中央部８１ａの材料が両端部８１ｂ及び８１ｃに流れることができる。以上によりビレット８０のつぶしが完了し、図７（ａ）及び（ｂ）に示すつぶし成形品８５が得られる。
▲２▼予備成形の伸ばし
次に、上型２５を上昇させて、つぶし金型１０からつぶし成形品８５を取り出す。つぶし成形品８５をその軸線の回りに時計方向に９０度回動させて、即ち薄肉部８３ａ及び８３ｂが上下方向となる状態で、図３及び図４（ａ）（ｂ）に示す伸ばし金型３０の下型４０の下保持部材４３のくぼみ４４内にセットする。上型５５を下降させて型締めすると、図４（ｂ）に示すように、下成形型４１の加圧部４２及び上成形型５６の加圧部５７によりつぶし成形品８５の薄肉部８３ａ及び８３ｂが凹まされ、下凹部８６ａ及び上凹部８６ｂが形成される。加圧部４２及び加圧部５７は薄肉部８３ａ及び８３ｂがつぶし成形品８５の両端部８１ａ及び８１ｂよりも深く凹むまで加圧する。
【００４７】
このとき、加圧部４２及び５７により凹まされる薄肉部８３ａ及び８３ｂの厚さ方向の両側は下凸部４７及び５９により規制され、軸方向の両側は下保持部材４３及び上保持部材６１により弾性的に押圧される。その結果、図４（ｂ）及び図８（ａ）（ｂ）に示すように、薄肉部８３ａ及び８３ｂが形成されていた部分に、円弧状に凹んだ一対の凹部８６ａ及び８６ｂが形成される。
【００４８】
上型５５の下降が進むにつれて、下ばね４９及び上ばね６２の付勢力に抗して下保持部材４３が下降しするととも上保持部材６１が上昇し、最終段階ではくぼみ４４等とくぼみ５１等とがほぼ同一高さとなる。これにより、つぶし成形品８５長さは更にΔｌ２だけ増加する。尚、くぼみ５１及び６２は両端部８１ｂ及び８１ｃを実質的に加圧せず、これらの直径は変化しない。
【００４９】
このように、薄肉部８３ａ及び８３ｂを凹ませる際、その長さ方向の両側は保持部材４３，６１により押圧されるのみで、両端部８１ａ及び８１ｂはくぼみ５１及び６２により殆ど押圧されない。よって、薄肉部８３ａ、８３ｂ及びその周辺の材料が両端部５１ｂ及び５１ｃへ流れることができる。以上によりつぶし成形品８５の伸ばしが完了し、図８（ａ）及び（ｂ）に示す予備成形品８７が得られる。
▲３▼第１荒地成形
次に、上型５５を上昇させ、伸ばし金型３０から予備成形品８７を取り出す。この予備成形品８７を、図５に示す第１荒成形用金型６５の下型７０の凹部６６上にセットする。その後上型７５を下降させて型締めすると、凹部６６等により予備成形品８７の全体が第１荒地成形され、図９に示す２つの第１荒地成形品８９及び９１が第１荒地成形される。
【００５０】
第１荒地成形品８９及び９１は中央部のロッド９０ａ及び９８ａと、一端の大端部９０ｂ及び９２ｂと、他端の小端部９０ｃ及び９２ｃとから成り、互いに平行で回転対称に配置されている。
【００５１】
予備成形品８７の凹部８６ａを含む中央部８６ｄからロッド部９０ａ及び９２ａ、一端部８１ｂから大端部９０ｂ及び小端部９２ｃが、他端部８１ｃから小端部９０ｃ及び大端部９２ｂが、それぞれ形成される。第１荒地成形品８９と９１とはバリ部分９３ａ及び９３ｂを含む膜状のバリ９３により結合され、その長手方向は予備成形品８７の軸方向に対して少し反時計方向に少し傾斜している。
▲４▼第２荒地成形、仕上成形、バリ取り
バリ９３ａ及び９３ｂにより結合された第１荒地成形品８９及び９１を第２荒地成形金型（不図示）により第２荒地成形すると、図１０に示す第２荒地成形品９５が成形される。この第２荒地成形品９５は第１荒地成形品８９および９１の細部が成形されたもので、より最終製品９７（図１２参照）に近い形状を持つ。そして、第２荒地成形品９５を仕上金型（不図示）により仕上成形すると、図１１に示す仕上成形品９６が得られる。仕上げ成形品から図１３に示すバリ９３を除去すると、最終製品たるコンロッド本体９７が得られる。
＜効果＞
以上詳述した実施例の鍛造送致及び鍛造方法の効果は以下の通りである。
（鍛造装置の効果）
図１及び図２に示したつぶし用金型１０は、下型１５の下成形型１１及び上型２５の上成形型２１がビレット８０の中央部８１ａを所定範囲及び所定深さで凹ませる。また、下保持部材１４及び上保持部材２２はビレット８０の中央部に押圧されビレット８０を位置決めするが、両端部８１ｂ及び８１ｃは拘束しない。よって、図６に示した丸棒状のビレット８０から図７に示したつぶし成形品８５を得る上で好都合である。
【００５２】
また、図３及び図４に示した伸ばし金型３０は、下型４０の下成形型４１及び上型５５の上成形型５６がつぶし成形品８５の薄肉部８３ａ及び８３ｂを所定範囲及び所定深さで凹ませる。また、下保持部材４３及び上保持部材６１が薄肉部８３ａ及び８３ｂの両側を弾性的に付勢して保持し、第１予備成形品８５を位置決めするが、両端部８１ｂ及び８１ｃは拘束しない。下本体４５の下凸部４７及び５９と上本体５８の上凸部５９とが薄肉部８３ａ及び８３ｂの厚さの増加を阻止する。よって、図７に示したつぶし成形品８５から図８に示した伸ばし成形品即ち予備成形品８７を得る上で好都合である。
【００５３】
更に、図５に示した第１荒地成形金型６５は、下型７０及び上型７５が２つの同形状で回転対称な第１荒地成形品８９及び９１に対応する凹部６６等と、その両側の一対の案内部９３とを備える。よって、図８に示した予備成形品８７から図９に示した第１荒地成形品８９及び９１を得る上で好都合である。
（鍛造方法の効果）
第１に、ビレット８０の長さｌが短くて済む。上述したように、ビレット８０の中央部８１ａを二段階に予備成形し、しかも両端部８１ｂ及び８１ｃを拘束しない。その結果、長さｌのビレットが長さｌ＋Δｌ１＋Δｌ２の予備成形品８７になる。予備成形時における長さの増加量が多いので、第１荒地成形品８９及び９１で得たい長さに対して準備するビレットＷの長さを短くできる。その結果、長さの面でビレット８０の材料の歩留まりが向上する。
【００５４】
第２に、予備成形は、予備成形品８７から第１荒地成形品８９及び９１を荒地成形する際の材料配分上好都合である。予備成形品８７の中央部８６ｄ並びに両端部８１ｂ及び８１ｃの形状は、荒地成形品８９、９１のロッド部９０ａ、９２ａ、大端部９０ｂ、９２ｂ及び小端部９０ｃ、９２ｃの形状に対応しているからである。
【００５５】
詳述すると、ビレット８０の中央部８１ａがつぶし及び伸ばしされ、予備成形品８７の中央部８６ｄは細くなっている。しかし、中央部８６ｄから形成されるロッド部９０ａ及び９２ａは細くそれ程材料を必要としないので、材料が不足する心配はない。むしろ、中央部８６ｄを細くすることによりロッド９０ａ及び９２ａの周辺に形成されるバリ９３ａの厚さ及び張出し量が抑制され、材料の歩留まりが上昇する。
【００５６】
また、予備成形によってビレット８０の両端部８１ｂ及び８１ｃは成形されておらず、当初の外径ｄを有する。よって、各端部８１ｂ、８１ｃから荒地成形品８９、９１の大端部９０ｂ、９２ｂ及び小端部９０ｃ、９２ｃを成形する際に材料が不足する心配はない。むしろ、形成されるバリ９３ｂの張出し量及び厚さが最小限に抑制され、材料の歩留まりが向上する。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べてきたように、第１発明の鍛造方法によれば、ビレットから予備成形品を得る予備成形を二段階（第１予備成形段階と第２予備成形段階）で行う。そのため、予備成形品における長さの増加量が従来例よりも増加し、ビレットの長さを短くでき、材料の歩留まりが向上する。加えて、予備成形を二段階にしたので、荒地成形工程において予備成形品から荒地形成品を荒地成形する際の材料の配分が良好に行えるようになった。
【００５８】
請求項２の鍛造方法によれば、ビレットの中央部の軸直角方向の両側に一対の凹部が形成され、これと直交する方向に一対の薄肉部が形成される。請求項３の鍛造方法によれば、ビレットの中央部の材料が両端部に円滑に移動することができる。
【００５９】
請求項４の鍛造方法によれば、第１予備成形品の長さが更に増加する。請求項５の鍛造方法によれば、第１予備成形品の薄肉部等の材料が両端部に円滑に移動することができる。請求項６の鍛造方法によれば、荒地成形品の成形効率が上昇する。
【００６０】
また、第２発明の鍛造装置によれば、予備成形金型が第１予備成形金型と第２予備成形金型とを含む。第１予備成形金型はビレットの一部を加圧し凹部を形成して長さを増加させ、薄肉部を形成する。このとき、ビレットの両端部を拘束せず、中央部の材料が両端部に流れるのを妨げることはない。第２予備成形金型は薄肉部を加圧し第１予備成形品の長さを更に増加させる。このとき、薄肉部の厚さが増加するのを防止し、かつ両端部を拘束しないので、中央部の材料は両端部に流れることができる。荒地成形金型は予備成形品を所定の形状に荒地成形することができる。
【００６１】
請求項８の鍛造装置によれば、第１成形型によりビレットの中央部の軸直角方向の両側に一対の凹部が形成され、その周辺が第１保持部材により押圧される。請求項９の鍛造装置によれば、保持部材によるビレットの押圧が確実になる。
【００６２】
請求項１０の鍛造装置によれば、第２成形型により第１予備成形品の薄肉部に凹部が形成され、その周辺が第２保持部材により押圧される。請求項１１の鍛造装置によれば、規制部により薄肉部の厚さの増加が規制される。請求項１２の鍛造装置によれば、荒地成形金型により予備成形品から荒地成形品が効率よく荒地成形される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の予備成形で使用する第１予備成形金型の斜視図である。
【図２】（ａ）は第１予備成形金型による成形開始時の断面図、（ｂ）同じく成形終了時の断面図である。
【図３】上記実施例の予備成形で使用する第２予備成形金型の斜視図である。
【図４】（ａ）は第２予備成形金型による成形開始時の断面図、（ｂ）同じく成形終了時の断面図である。
【図５】上記実施例の荒地成形で使用する第１荒地成形金型の斜視図である。
【図６】（ａ）はビレットの上面図、（ｂ）は同じく正面図である。
【図７】（ａ）は第１予備成形体の上面図、（ｂ）は同じく正面図である。
【図８】（ａ）は予備成形体の正面図、（ｂ）は同じく下面図である。
【図９】第１荒地成形体の正面図である。
【図１０】第２荒地成形体の正面図である。
【図１１】仕上成形体の正面図である。
【図１２】最終製品（コンロッド本体）の正面図である。
【図１３】バリの正面図である。
【図１４】（ａ）は第１従来例の正面図、（ｂ）はその横断面図である。
【図１５】（ａ）は第２従来の正面図、（ｂ）はその断面図である。
【図１６】（ａ）は第２従来例により成形されたビレットの正面図、（ｂ）は同じく側面図、（ｃ）は同じく底面図である。
【符号の説明】
１０：第１予備成形金型
１５：下型　　　　　　　　　　　　　　１１：第１下成形型
１４：第１下保持部材
２５：上型　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２１：第１上成形型
２２：第１上保持部材
３０：第２予備成形金型
４０：下型　　　　　　　　　　　　　　４１：第２下成形型
４３：第２下保持部材　　　　　　　　４５：下本体
４７：下規制部
５５：上型　　　　　　　　　　　　　　　　５６：第２上成形型
６１：第２上保持部材　　　　　　　　５８：上本体
５９：上規制部
６５：荒地成形金型
７０：下型　　　　　　　　　　　　　　７５：上型
８０：ビレット　　　　　　　　　　　　　　　８１ａ中央部
８１ｂ，８１ｃ：両端部
８５：第１予備成形品
８２ａ、８２ｂ：凹部　　　　　　　　　８３ａ，８３ｂ：薄肉部
８７：第２予備成形品（予備成形品）
８６ａ，８６ｂ：凹部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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