(57)【要約】【課題】予備成形工程でのビレットの長さの増加量が多く荒地成形工程での材料配分に適した形状に予備成形され、しかも予備成形及び荒地成形におけるサイクルタイムが短くかつ材料の歩留まりが良い鍛造方法及び鍛造装置を提供することである。【解決手段】予備成形金型３０は、ビレットの軸方向の一部７１ａを軸直角方向に凹ませて長さを増加させ軸直角方向に突出した薄肉部７４ａ、７５ａを形成し、予備成形品７６を成形する。予備成形兼荒地成形金型６０は、予備成形品を軸線の周りに所定角度回動させ薄肉部を軸直角方向に凹ませ長さを増加させると共に、予備成形品の全体を荒地形成し荒地成形品７９、８２を成形する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状のビレットを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予備成形金型で軸直角方向に凹ませて長さを増加させ軸直角方向に突出した薄肉部を形成し、予備成形品を成形する予備成形工程と、
前記予備成形品を軸線の周りに所定角度回動させ予備成形兼荒地成形金型により前記薄肉部を軸直角方向に凹ませ長さを増加させる予備成形段階と、該予備成形品の全体を荒地形成して荒地成形品を成形する荒地成形段階とを含む予備成形兼荒地成形工程と、
から成ることを特徴とする鍛造方法。
【請求項２】
前記予備成形工程において、前記予備成形金型により前記ビレットの軸方向中央部の軸直角方向で対向する部分に一対の凹部が形成され、円周方向で凹部と直交する部分に一対の前記薄肉部が形成される請求項１に記載の鍛造方法。
【請求項３】
各前記凹部の底面は前記ビレットの軸方向中央部の軸線に対して傾斜している請求項２に記載の鍛造方法。
【請求項４】
前記予備成形兼荒地成形工程において、前記薄肉部が前記予備成形兼荒地成形金型の予備成形型部により凹まされ、その後前記薄肉部が凹まされた前記予備成形品の全体が該予備成形兼荒地成形金型の荒地成形型部により荒地成形される請求項１に記載の鍛造方法。
【請求項５】
前記荒地成形段階において、一つの前記予備成形品から二つの前記荒地成形品が形成される請求項４に記載の鍛造方法。
【請求項６】
棒状のビレットを予備成形及び荒地成形する鍛造金型であって
前記ビレットの軸方向の一部を軸直角方向に凹ませて長さを増加させ軸直角方向に突出した薄肉部を形成し、予備成形品を成形する予備成形金型と、
前記予備成形品を軸線の周りに所定角度回動させ前記薄肉部を軸直角方向に凹ませ長さを増加させると共に、該予備成形品の全体を荒地形成し荒地成形品を成形する予備成形兼荒地成形金型と、
から成ることを特徴とする鍛造装置。
【請求項７】
前記予備成形金型は、
前記ビレットの直径方向で対応する部分の一方を凹ませる下予備成形型、及び該ビレットの凹まされる部分の周囲を保持する第１下保持部材を含む下型と、
前記ビレットの直径方向で対応する部分の他方を凹ませる上予備成形型、及び該ビレットの凹まされる部分の周囲を保持する第１上保持部材を含む上型と、
から成る請求項６に記載の鍛造装置。
【請求項８】
前記下予備成形型の上面及び前記上予備成形型の下面はその移動方向と直角な平面に対して傾斜している請求項７に記載の鍛造装置。
【請求項９】
前記予備成形兼荒地成形金型は、
型面の中央部に形成され一対の前記薄肉部の一方を凹ませる下予備成形型部及び該下予備成形型部の回りに形成され前記予備成形品の全体を荒地成形する下荒地成形型部を持つ下本体と、該下本体に保持され一方の該薄肉部の周囲を保持する第２下保持部材と、を含む下型と、
型面の中央部に形成され他方の前記薄肉部を凹ませる上予備成形型部及び該上予備成形部の回りに形成され前記予備成形品の全体を荒地成形する上荒地成形型部を持つ上本体と、該上本体に保持され他方の該薄肉部の周囲を保持する第２上保持部材と、を含む上型と、
とから成る請求項６に記載の鍛造装置。
【請求項１０】
前記下予備成形型部及び前記上予備成形型部は深さが浅く、平坦面とされている請求項９に記載の鍛造装置。
【請求項１１】
前記下荒地成形型部及び前記上荒地成形型部はそれぞれ２つの型彫り部を持つ請求項９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、ビレット（素材）から鍛造製品を鍛造成形する鍛造方法及び鍛造装置に関する。
【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１８（ｂ）に示すように、予備成形用の下型２００と上型２０５とを含む。図１８（ａ）及び（ｂ）に示すように、下型２００の上面には断面半円形状で長い一対のくぼみ２０１が少し離れて形成され、両くぼみ２０１間に楕円を二分した断面形状で短く幅の広いくぼみ２０３が形成されている。くぼみ２０３の盛上り部２０４はくぼみ２０１から突出している。上型２０５の下面にも下型２００と同様の一対のくぼみ２０６、短いくぼみ２０８及び盛上り部２０９が形成されている。
【０００４】
予備成形時、上型２０５が下型２００に向かって下降すると、下型２００の盛上り部２０４及び上型２０５の盛上り部２０９により、ビレット２１０の中央部が横方向に長い楕円部２１２に変形され、それに伴いビレット２１０の長さが増加する。くぼみ２０３は両側に突出部２０３ａを備えている。また、上型２０５が最下降位置に達しても、その下面２０５ａと下型２００の上面２００ａとの間には隙間がある。よって、上型２０５下降につれてビレット２１０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２１２に隣接して半径方向外向きに突出した一対の薄肉部２１４が形成される。
【０００５】
ここで、下型２００の突出部２０３ａ及び盛上り部２０４や、上型２０５の盛上り部２０９等の形状は、予備成形品２１５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２１０を予備成形した予備成形品２１５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２１０の長さと予備成形品２１５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２１５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２１５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１９（ａ）及び（ｂ）に示すように、丸棒形状のビレット２２０の軸方向中央部を、上型２２５及び下型２３０により予備成形する。上型２２５の下面には、幅方向（図１９（ａ）の中央部で、長さ方向（図１９（ｂ）の左右方向）の両端部にくぼみ２２６が形成され、その結果長さ方向の中央部には突起２２７が形成されている。くぼみ２２６の横断面は半円形状とされ、突起２２７の横断面は略三角形状である。
【０００９】
一方、下型２３０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２３２が形成されている。
【００１０】
予備成形時、丸棒形状のビレット２２０はその両端部２２１を下型２３０の保持部２３２により保持されている。上型２２５が下型２３０に向かって下降すると、図１９（ａ）及び（ｂ）並びに図２０（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に示すように、上型２２５の突起２２７によりビレット２２０の中央部２２２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２２３が形成される。これに伴い、ビレット２２０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２２３が形成される。
【００１１】
尚、上型２２５の突起２２７及び下型２３０の保持部２３２の形状は、上記第１従来例の盛上り部２０４及び２０９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２１０の中央部を楕円部２１２にしても、長さは若干延伸するに過ぎない。即ち、上型２０５の下降の前半は、盛上り部２０４及び２０９のみがビレット２１０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、くぼみ２０６及びくぼみ２０１の溝底面がビレット２１０の両端部２１１を加圧し、ビレット２１０は軸方向両外側への流動を妨げられる。その結果、予備成形品２１５の長さとビレット２１０の長さとの差が小さい。
【００１３】
尚、予備成形の後半において、上型２０５のくぼみ２０８の側面と下型２００のくぼみ２０３の側面との間には隙間があり、ビレット２００の中央部の材料は半径方向に流動し、一対の薄肉部２１４は延伸する。しかし、引き続く荒地成形で１つの予備成形品２１５から２つの荒地成形品を成形する際、薄肉部２１４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２００の準備が必要であること、及び薄肉部２１４が荒地成形品を構成しない点で、ビレット２１０から予備成形品２１５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従来例では、ビレット２２０の延伸量は第１実施例のそれよりも長い。下型２３０の中央部に保持部２３２を配置しておらず、その分ビレット２２０と下型２３０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２２０との摩擦抵抗が減少するためである。
【００１６】
しかし、第２従来例でも、予備成形の後半になると、くぼみ２２６及び保持部２３２のくぼみの溝底面がビレット２２０の両端部２２１を加圧し、ビレット２２０は軸方向外側への流動を妨げられる。その結果、上記第１実施例と同様に、予備成形品２２４の長さとビレット２２０の長さとの差が小さい。
【００１７】
尚、予備成形の後半でも、上型２２５のくぼみ２２６の側面と下型２３０の保持部２３２の側面との間には隙間があり、ビレット２２０の中央部２２２の材料は半径方向に流動でき、一対の薄肉部２２３は更に延伸する。しかし、１つの予備成形品２２４から２つの荒地成形品を成形する際、薄肉部２２３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２２０の準備が必要である点、及び薄肉部２２３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かった。
【００１９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、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、予備成形工程においてビレットの長さの増加量が多くかつ引き続く荒地成形工程における材料配分に適した形状に予備成形され、しかも予備成形及び荒地成形におけるサイクルタイムが短くかつ材料の歩留まりが良い、半密閉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材料の長手方向の流れを妨げない方策や、予備成形から荒地成形時への材料の配分について研究した。その結果、先ず予備成形を二段階に行い、予備成形品の長さの増加分を大きくすることを思い付いた。その上で、予備成形時のサイクルタイムを短縮し金型の費用を低減するために、２次予備成形と荒地成形を同時進行的に行うことを思い付いて本発明を完成した。
【００２１】
本願の第１発明は、請求項１に記載されているように、棒状のビレットを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予備成形金型で軸直角方向に凹ませて長さを増加させ軸直角方向に突出した薄肉部を形成し、予備成形品を成形する予備成形工程と；予備成形品を軸線の周りに所定角度回動させ予備成形兼荒地成形金型により薄肉部を軸直角方向に凹ませ長さを増加させる予備成形段階と、予備成形品の全体を荒地形成して荒地成形品を成形する荒地成形段階とを含む予備成形兼荒地成形工程と；から成る。
【００２２】
この鍛造方法において、ビレットは予備成形工程において軸方向の一部を軸直角方向に凹まされ、予備成形兼荒地成形工程の予備成形段階において、予備成形品の薄肉部が凹まされ、荒地成形段階において予備成形品全体が荒地成形されることとなる。
【００２３】
請求項２の鍛造方法は、請求項１の予備成形工程において、予備成形金型によりビレットの軸方向中央部の軸直角方向で対向する部分に一対の凹部が形成され、円周方向で凹部と直交する部分に一対の前記薄肉部が形成される。
【００２４】
請求項３の鍛造方法は、請求項２において、各凹部の底面はビレットの軸方向中央部の軸線に対して傾斜している。
【００２５】
請求項４の製造方法は、請求項１の予備成形兼荒地成形工程において、薄肉部が予備成形兼荒地成形金型の予備成形型部により凹まされ、その後薄肉部が凹まされた予備成形品の全体が荒地成形型部により荒地成形される。請求項５の鍛造方法は、請求項４の荒地成形段階において、一つの予備成形品から二つの荒地成形品が形成される。
【００２６】
本願の第２発明は、請求項６に記載されているように、棒状のビレットを予備成形及び荒地成形する鍛造金型であって、前記ビレットの軸方向の一部を軸直角方向に凹ませて長さを増加させ軸直角方向に突出した薄肉部を形成し、予備成形品を成形する予備成形金型と；予備成形品を軸線の周りに所定角度回動させ薄肉部を軸直角方向に凹ませ長さを増加させると共に、予備成形品の全体を荒地形成し荒地成形品を成形する予備成形兼荒地成形金型と；から成る。
【００２７】
この鍛造装置において、予備成形金型がビレットの軸方向の一部を軸直角方向に凹ませ、予備成形兼荒地成形金型の予備成形型部が予備成形品の薄肉部を凹ませ、荒地成形型部が予備成形品全体を荒地成形する。
【００２８】
請求項７の鍛造装置は、請求項６において、予備成形金型は、ビレットの直径方向で対応する部分の一方を凹ませる下予備成形型、及びビレットの凹まされる部分の周囲を保持する第１上保持部材を含む下型と；下方に駆動されビレットの直径方向で対応する部分の他方を凹ませる上予備成形型、及びビレットの凹まされる部分の周囲を保持する第１上保持部材を含む上型と；から成る。請求項８の鍛造装置は、請求項７において、下予備成形型の上面及び上予備成形型の下面はその移動方向と直角な平面に対して傾斜している。
【００２９】
請求項９の鍛造装置は、請求項６において、予備成形兼荒地成形金型は、型面の中央部に形成され一対の薄肉部の一方を凹ませる下予備成形型部及び下予備成形型部の回りに形成され予備成形品の全体を荒地成形する下荒地成形型部を持つ下本体と、下本体に保持され一方の該薄肉部の周囲を保持する第２下保持部材と、を含む下型と；型面の中央部に形成され他方の薄肉部を凹ませる上予備成形型部及び上予備成形部の回りに形成され予備成形品の全体を荒地成形する上荒地成形型部を持つ上本体と、上本体に保持され他方の薄肉部の周囲を保持する第２上保持部材と、を含む上型と；とから成る。請求項１０の鍛造装置は、請求項９において下予備成形型部及び上予備成形型部は深さが浅く、平坦面とされている。請求項１１の鍛造装置は、請求項９において下荒地成形型部及び上荒地成形型部はそれぞれ２つの型彫り部を持っている。
【００３０】
【発明の実施の形態】
＜鍛造方法＞
本発明による鍛造方法は予備成形工程と予備成形兼荒地成形工程とから成る。▲１▼予備成形工程
予備成形とは一般に、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。本発明の予備成形（１次予備成形に相当する）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。
【００３１】
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１つ又は２つの薄肉部が形成される。薄肉部の形状は円弧形状、台形状等であり、長さ（ビレットの長さ方向の寸法）及び幅は第１凹部の長さ及び幅に対応する。以上により予備成形品が成形される。
▲２▼予備成形兼荒地成形工程
予備成形（２次予備成形に相当する）兼荒地成形工程の２次予備成形段階では、予備成形品をその軸線の回りに所定角度回動させ、予備成形兼荒地成形金型の予備成形型部により１つ又は２つの薄肉部を加圧し、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、第２凹部を形成する。第２凹部の底面は予備成形兼荒地成形金型の移動方向と直交する平面（中央部の軸線を含む平面）と平行でも良いし、該平面に対して傾斜していても良い。尚、傾斜面の傾斜角度は荒地成形品の材料配分等を考慮して決める。
【００３２】
荒地成形段階は、荒地成形型部により予備成形品を荒地成形する。荒地成形とは一般に、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。荒地成形段階は１つ又は２つ以上の荒地成形を含む。荒地成形を複数回行う場合、第１回目の荒地成形が２次予備成形に引き続く。２次予備成形段階と荒地成形段階とは全く同時進行ではなく、２次予備成形段階が先に始まり、その終了時又は終了後に荒地成形段階が始まる。
【００３３】
また、１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。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▼ビレットの材料、形状及び寸法に特別の制約はない。材料は一般的に鍛造できる鋼材なら良く、形状は丸棒状や四角棒状とできる。鍛造方法は熱間鍛造でも、冷間鍛造でも良い。
【００３４】
ビレットを２次予備成形及び荒地成形等して得られる鍛造品は例えば、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。
＜鍛造装置＞
本発明の製造装置は予備成形金型及び予備成形兼荒地成形金型を含む。
▲１▼１次予備成形（つぶし）金型
つぶし金型は、ビレットの一部の下側を凹ませる下型及び／又は上側を凹ませる上型から成る。下型はビレットを凹ませる下予備成形型と、凹部の近傍を押圧する下保持部材から成る。下予備成形型は形成したい凹部の形状に対応させて例えば矩形状とでき、は上方に駆動される。第１下保持部材は下予備成形型の貫通を許容する貫通孔とビレットを保持する下保持部とを有し、枠形状を持つことができ、ばね等により付勢される。
【００３５】
尚、上型は下型と面対称の構成を持ち、下方に駆動される。
▲２▼２次予備成形（伸ばし）兼荒地成形金型
伸ばし兼荒地成形金型は、下薄肉部及びその周囲を凹ませる下型及び／又は上薄肉部及びその周囲を凹ませる上型から成る。詳述すると、下型は下薄肉部を凹ませる下予備成形型部及び予備成形品の全体を荒地成形する下荒地成形型部を有する下本体と、下本体に保持され下凹部の周囲を保持する第２下保持部材とから成る。下予備成形型部及び下荒地成形型部は下本体に形成されたフラッシュの底面から上方に突出するように形成されている。
【００３６】
下予備成形型部は、フラッシュ内に長さ方向及び幅方向において中央部に配置され、底面からの突出量が比較的大きく、深さは比較的浅い。その上面は平坦とされ、長さ及び幅は薄肉部の長さ及び幅に対応している。下予備成形型部は予備成形品のうち最終的にバリとなる部分を成形するので、浅くて差し支えない。下予備成形型部の上端部は台形状や円弧形状とでき、上面は下本体の移動方向と直交する平面と平行でも良いし、該平面に対して所定角度で傾斜していても良い。
【００３７】
下荒地成形型部は下予備成形型部の周囲に形成され、底面からの突出量が比較的小さく、深さは比較的深い。鍛造製品の形状及び大きさに応じて１つ又は２つ形成されている。
【００３８】
第２下保持部は下本体との間に配置された第２下ばねに付勢され、薄肉部の周囲を保持する。また、上型は所定形状の上予備成形型部及び上荒地成形型部を持ち、下方に駆動される。
【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。
Ａ　第１実施例
（鍛造装置）
本実施例の鍛造装置は、図１及び図２に示す１次予備成形金型１０、及び図３から図６に示す２次予備成形兼第１荒地成型金型６０等から成る。
▲１▼１次予備成形（つぶし）金型
図１及び図２（ａ）に示すように、つぶし金型１０は、下保持板（第１下保持部材）１４及び下予備成形型１１を含むつぶし下型１５と、上保持板２２及び上成形型２１を含むつぶし上型２５とから成る。
【００４０】
つぶし下型１５の下予備成形型１１は四角柱形状を持ち、その上端に加圧部１１ａを備え、上方に駆動される。下保持板１４は中央部に下予備成形型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フラッシュ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の上予備成形型２１は上記下予備成形型１１と面対称な構成を持ち、下方に駆動される。上保持板２２は上記下保持板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▼２次予備成形（伸ばし）兼第１荒地成形金型
図３、図４、図５及び図６に示すように、伸ばし兼第１荒地成形金型６０は、下本体３１及び下保持部材（第２下保持部材）４４、４６を含む下型３０と、上本体５１及び上保持部材５４，５６を含む上型５０とから成る。下本体３１の上面には四角形状のフラッシュ３２が形成され、その形成された下予備成形型部３３の上端部は一定幅で概ね台形状となり、上面（型面）３３ａは下本体３１の上面と平行である。幅方向及び長さ方向で下予備成形型３３の両側には一対の下荒地成形型部（型彫り部）３５及び３７が形成されている。
【００４２】
図６に示すように、下荒地成形型部３５及び３７は各々ロッド部形成部３６ａ及び３８ａ、大端部形成部３６ｂ及び３８ｂ並びに小端部形成部３６ｃ及び３８ｃを含む。幅方向で下予備形成型部３３の両側で長さ方向で中間部に形成された一対の下密閉部４０及び４１は、第１荒地成形時に欠肉が生じやすい小端部形成部３６ｃ及び３８ｃに材料を導く働きをする。
【００４３】
下本体３１には長さ方向で下予備成形型３３の両側で幅方向で同じ位置に一対の下保持部材４４及び４６が上下方向に移動可能に保持され、その下端部を下ばね４５及び４７に上方に付勢されている。
【００４４】
尚、上型５０は所定形状の上予備成形型部及び荒地成形型部を持ち、上成形型部５１及び上ばね５３，５５により下方に付勢された上保持部材５４，５６を含む。密閉部４０及び４１に対向する部分はフラッシュ５８になっている。上型５０は駆動機構（不図示）により下方に駆動される。
▲３▼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２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１次予備成形と、２次予備成形兼第１荒地成形について説明する
▲１▼１次予備成形（つぶし）
図２（ａ）及び図７に示すように、長さｌ、直径ｄのビレット７０を、図１のつぶし金型１０の下型１５のフラッシュ１７内にセットする。下予備成形型１１が上昇し上成形型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７０の軸方向の中央部７１ａの下面及び上面が凹まされ、下凹部７２ａ及び上凹部７３ａが形成される。このとき、下面の加圧部分の周囲と両端部７１ｂ及び７１ｃとが下保持板１４により保持され、上面の加圧部分の周囲と両端部７１ｂ及び７１ｃとが上保持板２２により保持される。
【００４５】
その結果、図２（ｂ）及び図８（ａ）（ｂ）に示すように、下凹部７２ａ及び上凹部７３ａ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７４ａ及び７５ａが形成される。以上によりビレット７０のつぶしが完了し図８（ａ）及び（ｂ）に示すつぶし成形品７６が得られ、長さｌはΔｌ１だけ増加する。
▲２▼２次予備成形兼第１荒地成形
上型２５を上昇させて、下型１５からつぶし成形品７６を取り出し、その軸線の回りに時計方向に９０度回動させる。薄肉部７４ａ及び７５ａが上下方向となる状態で、図３から図５に示す伸ばし兼第１荒地成形金型６０の下型３０の下本体３１のフラッシュ３２内に、詳しくは下予備成形型３３上にセットする。図５（ａ）中二点鎖線で示すように上型５０を下降させて型締めすると、下予備成形型部３３の上面３３ａ及び上予備成形型部５２の下面５２ａによりつぶし成形品７６の薄肉部７４ａ及び７５ａが両端部７１ｂ及び７１ｃの外周面とほぼ同じレベルとなるまで凹まされる。これにより、つぶし成形品７６長さは更にΔｌ２増加する
上型５０の下降が進むにつれて、図５（ｂ）に示すように、下荒地成形型部（型彫り部）３５及び３７がつぶし成形品７６の全体、即ち薄肉部７４ａ，７５ａが形成された軸方向中央部及び両端部７１ｂ及び７１ｃを第１荒地成形する。その際、下ばね４５、４７及び上ばね５３，５５の付勢力に抗して下保持部材４４，４６が下降するととも上保持部材５４，５６が上昇し、各鍛造品７９，８２の大端部７８ｂ及び８１ｂの周辺を押圧する。
【００４６】
その結果、図９に示すように、２つの鍛造品７９及び８２と、バリ９３とが一体になった第１荒地成形品９５が形成される。一方の鍛造品７９は長手方向中間部のロッド部７８ａ、一端の大端部７８ｂ及び他端の小端部７８ｃを持ち、他方の鍛造品８２は長手方向中間部のロッド部８１ａ、一端の大端部８１ｂ及び他端の小端部８１ｃを持つ。両方の鍛造品７９及び８２は互いに平行で一方の大端部７８ｂと他方の小端部８１ｃが隣接し、一方の小端部７８ｃと他方の大端部８７ｂが隣接し、回転対称に配置されている。鍛造品７９及び８２の長手方向はつぶし成形品７６の軸方向に対して少し反時計方向に傾斜している。
【００４７】
バリ９３は、双方のロッド部７８ａ、８１ａ間のバリ部分９４ａ、一方のロッド部７８ａの外側のバリ部分９４ｂ、他方のロッド部８１ａの外側のバリ部分９４ｃ、一方の大端部７８ｂ及び他方の小端部８１ｃの周辺のバリ部分９４ｄ、他方の大端部８１ｂ及び一方の小端部７８ｃの周辺のバリ部分９４ｅを含む。
【００４８】
つぶし成形品７６の薄肉部７４ａ及び７５ａ等からロッド部７８ａ及び８１ａとバリ部分９４ａ、９４ｂ及び９４ｃとが形成され、一端部７１ｂから大端部７８ｂ及び小端部８１ｃとバリ部分９４ｄとが形成され、他端部７１ｃから小端部７８ｃ及び大端部８１ｂとバリ分９４ｅとが形成された。
【００４９】
なお、図５（ａ）（ｂ）において、２次予備成形時に下荒地成形型部３３及び上荒地成形型部５２が加圧した薄肉部７４ａ及び７５ａの材料は、その一部が長手方向に流動し、残部がロッド部７８ａ及び８１ａと両ロッド部間に位置するバリ部分９４ａとを形成する。よって、下荒地成形型部３３及び上荒地成形型部５２が荒地成形を妨げる虞れはない。
▲３▼第２荒地成形、仕上下成形、バリ取り
上記第１荒地成形品９５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９６が成形される。この第２荒地成形品９６は鍛造品７９及び８２の細部が成形されたもので、より最終製品たるコンロッド本体１００（図１２参照）に近い形状を持つ。そして、第２荒地成形品９６を仕上げ金型（不図示）により仕上げ成形すると、図１１に示す仕上げ成形品９８が得られる。仕上げ成形品９８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１００が得られる。
（効果）
上述した鍛造装置の効果は以下の通りである。
【００５０】
第１に、図１及び図２に示した下予備成形型１１及び上成形型２１がビレット７０の中央部７１ａを凹ませる際、下保持部材１４及び上保持部材２２はビレット７０を位置決めするのみで、中央部７１ａ及び両端部７１ｂ、７１ｃを拘束しない。よって、図７の丸棒状のビレット７０から図８のつぶし成形品７６を成形する際、長さを効果的に増大させることができる。
【００５１】
第２に、図３から図６に示した単一の伸ばし兼第１荒地成形金型３０の下予備成形型部３３及び上予備成形型部５２がつぶし成形品７６の薄肉部７４ａ及び７５ａを凹ませ、下荒地成形型部３５、３７及び上荒地成形型部がつぶし成形品７６の全体を第１荒地成形する。よって、伸ばし及び第１荒地成形のために別々の金型を準備する場合に比べて、金型の費用が半減する。
【００５２】
また、２次予備成形時及び第１荒地成形時、下保持部材４４，４６及び上保持部材５４，５６は薄肉部７４ａ及び７５ａの両側を弾性的に保持するのみで、つぶし成形品７６の中央部の薄肉部７４ａ、７５ａから両端部７１ｂ、７１ｃへの材料の流れを拘束しない。よって、図８のつぶし成形品７６から図９の第１荒地成形品９５を成形する際、長さを効果的に増大させることができる。
【００５３】
上述した鍛造方法の効果は以下の通りである。第１に、準備するビレット７０の長さｌが短くて済む。上述したように、ビレット７０の中央部７１ａを二段階に予備成形し、しかも両端部７１ｂ及び７１ｃを拘束しない。その結果、長さｌのビレットが長さが二段階に増加しつぶし成形品７６になり、長さの面でビレット７０の材料の歩留まりが向上する。
【００５４】
第２に、つぶし成形品７６の中央部の薄肉部７４ａ，７５ａ及び両端部７１ｂ、７１ｃの形状は、鍛造品７９、８２のロッド部７８ａ、８１ａ、大端部７８ｂ、８１ｂ及び小端部７８ｃ、８１ｃの形状に対応しており、つぶし成形品７６から鍛造品７９及び８２を荒地成形する際の材料配分上好都合である。
【００５５】
第３に、２次予備成形兼第１荒地成形金型３０によりはじめに２次予備成形がなされ、その後連続して第１荒地成形がなされる。よって、つぶし成形品７６の取出し及び設定が不要であり、成形のためのサイクルタイムが短くできる。
Ｂ　第２実施例
本実施例の鍛造装置は、第１実施例の鍛造装置に比べて、１次予備成形金型の下予備成形型及び上予備成形型の表面が傾斜面とされている点、及び伸ばし兼第１荒地成形金型が密閉部を備えない点が異なる。以下、異なる部分を中心に説明し、同じ部分は第１実施例と同じ参照番号で示し、詳しい説明は割愛する。
【００５６】
図１４に示すように、つぶし下型の下予備成形型１１１の上面１１１ａはその移動方向（図１４で上下方向）に対して直交する平面Ｐ（図１４で水平面）に対して所定角度αを成し、つぶし上型の下予備成形型１１６の下面１１６ａもその移動方向に対して直交する平面に対して同様の所定角度αを成す。
【００５７】
図１５（ａ）（ｂ）に示すように、下予備成形型１１１及び上予備成形型１１６で軸方向中央部を予備成形された予備成形品１２０は、一対の凹部１２３及び１２４と一対の薄肉部１２７及び１２８とを備える。凹部１２３及び１２４の底面１２３ａ及び１２４ａは軸方向中央部の軸線に対して所定角度αを成している。その結果、予備成形品の材料が中央部から一端部１２１ｂ側では下面側（図１５（ｂ）で右面側）に、中央部から他端部１２１ｃ側では上面側（図１５（ｂ）で左面側）に偏っている。これは、２次予備成形から第１荒地成形する際の材料の配分を考慮したものである。
【００５８】
即ち、図１７に示すように、一方の鍛造品８２の大端部８１ｂの重心線はａで示すようにほぼ直線状であるのに対して、第１荒地成形型部３５の重心線はｂで示すように湾曲している。その結果、両者を合成した重心線はｃで示すようになっている。これにより、前記第１実施例のようにつぶし成形品７６に形成した凹部７２ａ及び７３ａ（図２参照）の底面が軸線と平行な場合は、つぶし成形品を９０度回動して２次予備成形及び第１荒地成形する際、小端部７８ｃで材料が不足する傾向がある。
【００５９】
これに対して、第２実施例では予備成形品１２０において、中央部から両端部７１ｂ及び７１ｃに亘る部分の偏肉により、予備成形体１２０の形状が上記合成重心線ｃに近づき、伸ばし及び第１荒地成形した場合の小端部７８ｃでの欠肉が防止できる。詳述すると、図１５に示す伸ばし兼第１荒地成形金型１５０の下型１３０は下本体１３１、及び下保持部材４４，４６を含み、下本体１３１は中央の予備成形型部３３とその周りの荒地成形型部３５，３７とを有する。
【００６０】
上述したように予備成形品１２０の中央部から両端部７１ｂ及び７１ｃに亘る部分が小端部形成部３６（図６参照）に材料が流れ易くなっている。そのため、第１実施例において上面から上方に突出した上記密閉部４０，４１（図３参照）は形成されていない。代わりに、上面と面一で中央部に向かって突出した突起１３６，１３７が形成されている。これに対応して、上型１４０の上本体１４１にはフラッシュ５８（図３参照）は形成されていない。
【００６１】
この下型１３０及び上型１４０の構成により、第２実施例の伸ばし兼第１荒地成形金型１５０によれば、第１実施例の伸ばし兼第１荒地成形金型６０で得られた効果に加えて、更に金型１５０の費用が低減できる効果が得られる。
【００６２】
【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、ビレットの予備成形を予備成形工程と予備成形兼荒地成形工程の予備成形段階との二段階で行うので長さの増加量が大きく材料の歩留まりが向上する。また、予備成形段階と荒地成形段階とを単一の予備成形兼荒地成形金型で行うのでサイクルタイムが短くなる。
【００６３】
請求項２によれば、ビレットの中央部が直径方向両側から凹まされ、長さが効果的に増加する。請求項３によれば、予備成形品に偏肉が生じ、予備成形品から荒地成形品を成形する際の欠肉が防止できる。請求項４によれば、薄肉部が凹まされた後予備成形品全体が荒地成形される。請求項５によれば、予備成形品から荒地成形品を成形する際の作業効率が向上する。
【００６４】
また、第２発明の鍛造装置によれば、ビレットの予備成形を予備成形金型と予備成形兼荒地成形金型の予備成形型部とで二段階に行うので長さの増加量が大きく材料の歩留まりが向上する。また、予備成形型部及び荒地成形型部を単一の予備成形兼荒地成形金型が備えるので、金型の費用が低減される。
【００６５】
請求項７によれば、保持部材がビレットを保持し、予備成形金型がビレットの一部を凹ませる。請求項８によれば、予備成形型が予備成形品から荒地成形品を成形する際の欠肉を防止する。
【００６６】
請求項９によれば、下予備成形型部及び上予備成形型部が予備成形品の薄肉部を２次予備成形し、下荒地成形型部及び上荒地成形型部が予備成形品全体を荒地成形する。請求項１０によれば、下予備成形型部及び上予備成形型部が荒地成形を妨げることがない。請求項１１によれば、下荒地成形型部及び上荒地成形型部が予備成形品から荒地成形品を効率的に成形する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で使用する１次予備成形金型の斜視図である。
【図２】（ａ）は第１実施例における１次予備成形前の状態を示す説明図、（ｂ）は１次予備成形後の状態を示す説明図である。
【図３】第１実施例で使用する２次予備成形兼第１荒地成形金型の斜視図である。
【図４】（ａ）は図３におけるＡ−Ａ断面図、（ｂ）はその側面図である。
【図５】（ａ）は図３におけるＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は図６におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図３におけるＤ矢視図である。
【図７】第１実施例で成形されるビレットの正面図である。
【図８】（ａ）は１次予備成形後の予備成形品を示す正面図、（ｂ）は同じく底面図である。
【図９】２次予備成形兼第１荒地成形後の第１荒地成形品を示す正面図である。
【図１０】第２荒地成形後の第２荒地成形品を示す正面図である。
【図１１】仕上げ成形後の仕上げ成形品を示す正面図である。
【図１２】最終製品たるコンロッド本体を示す正面図である。
【図１３】バリを示す正面図である。
【図１４】本発明の第２実施例における予備成形後の状態を示す説明図である。
【図１５】（ａ）は第２実施例における予備成形品の正面図、（ｂ）は同じく側面図である。
【図１６】第２実施例で使用する２次予備成形兼第１荒地成形金型の斜視図である。
【図１７】コンロッドの大端部の重心線と荒地成形型部の重心線とのずれを説明する説明図である。
【図１８】（ａ）は第１従来例の正面図、（ｂ）はその横断面図である。
【図１９】（ａ）は第２従来の正面図、（ｂ）はその断面図である。
【図２０】（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】
１０：１次予備成形金型　　　　　　　　１１：下予備成形型
１４：第１下保持部材　　　　　　　　　１５：下型
２１：上予備成形型　　　　　　　　　　２２：第１上保持部材
２５：上型　　　　　　　　　　３０：２次予備成形兼第１荒地成形金型
３１：下本体　　　　　　　　　　　　　３２：フラッシュ
３３：下予備成形型部　　　　　　　　　３５，３７：下荒地成形型部
４０，４１：密閉部　　　　　　　　　　　４４、４６：第２下保持部材
５１：上本体　　　　　　　　　　　　　５２：上予備成形型部
５４，５６：第２上保持部材　　　　　　７０：ビレット
７１ａ：中央部　　　　　　　　　　　　７１ｂ、７１ｃ：端部
７３ａ：中央部　　　　　　　　　　　　７４ａ、７５ａ：薄肉部
７６：予備成形品　　　　　　　　　　　７９，８２：鍛造品
９５：第１荒地成形品
【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】
2004122163.tif 000018
【図１７】
2004122163.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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