(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の素材が固定される固定ダイと、素材を座屈阻止状態に挿通保持する挿通路を有するガイドと、ガイドの挿通路に挿通保持された素材を軸方向に押圧するパンチとを備えた据え込み加工装置を用い、
固定ダイに拡径予定部が突出した状態に固定された素材の拡径予定部をガイドの挿通路に挿通保持し、
次いで、パンチを移動させて該パンチで素材を押圧しながら、ガイドと固定ダイとの間にて露出した素材の露出部の周面の一部だけを拘束し又は素材の露出部の周面全体を拘束しない状態で、素材の露出部の長さが該素材の露出部の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることによって、素材の拡径予定部について据え込み加工を施す鍛造方法であって、
素材の露出部の周面の一部だけを成形凹部を有し且つ固定ダイと一体に設けられた拘束ダイ部で拘束した状態で、素材の拡径予定部が成形凹部内で拡径されるように素材の拡径予定部について据え込み加工を施したのち、
拘束ダイ部に設けられた第２パンチで素材の拡径部を押圧することにより、拡径部を拘束ダイ部の成形凹部内で塑性変形させて該拡径部の材料を成形凹部に充填することを特徴とする鍛造方法。
【請求項２】
パンチの移動開始前において、ガイドと固定ダイとの間に、この間にて露出する素材の露出部の断面積での座屈限界長さ以下に設定された間隔を有する初期クリアランスを設ける請求項１記載の鍛造方法。
【請求項３】
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までの間にタイムラグを設ける請求項２記載の鍛造方法。
【請求項４】
タイムラグは、パンチの移動開始前において初期クリアランスの範囲にて露出する素材の露出部の体積と、初期クリアランスの範囲にてタイムラグの間に増加する素材の増分体積との合計体積が、据え込み加工による素材の拡径部の予定形状において初期クリアランスの範囲に存在する素材の体積以下になるように設定されている請求項３記載の鍛造方法。
【請求項５】
棒状の素材が固定される固定ダイと、素材を座屈阻止状態に挿通保持する挿通路を有するガイドと、ガイドの挿通路に挿通保持された素材を軸方向に押圧するパンチとを備えた据え込み加工装置を用い、
固定ダイに拡径予定部が突出した状態に固定された素材の拡径予定部をガイドの挿通路に挿通保持し、
次いで、パンチを移動させて該パンチで素材を押圧しながら、ガイドと固定ダイとの間にて露出した素材の露出部の周面の一部だけを拘束し又は素材の露出部の周面全体を拘束しない状態で、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることによって、素材の拡径予定部について据え込み加工を施す鍛造方法であって、
パンチの移動開始時からの平均移動速度をＰ、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をＧ、
据え込み加工前の素材の断面積での座屈限界長さをＸ0、
据え込み加工後の素材の拡径部の断面積での座屈限界長さをＸ1、
ガイドと固定ダイとの間の初期クリアランスをＸ（但し、０≦Ｘ≦Ｘ0）、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをｔ0（但し、０≦ｔ0）、
据え込み加工後の素材の拡径部の長さをＬ、
拡径部に要する据え込み加工前の素材の長さをｌ0、
パンチ移動開始時からの据え込み加工時間をＴ、
とするとき、
ｔ0＜Ｔの場合において、Ｇは、
（Ｌ−Ｘ）／｛（ｌ0−Ｌ）／Ｐ−ｔ0｝≦Ｇ≦Ｐ（Ｘ1−Ｘ）／（ｌ0−Ｘ1−Ｐｔ0）
の関係式を満足していることを特徴とする鍛造方法。
【請求項６】
素材の拡径予定部は、該素材の端部である請求項５記載の鍛造方法。
【請求項７】
素材の拡径予定部は、該素材の軸方向中間部である請求項５記載の鍛造方法。
【請求項８】
素材の拡径予定部は、該素材の一端部と他端部であり、
固定ダイに一端部と他端部とが突出した状態に固定された素材の一端部と他端部とを、それぞれ対応するガイドの挿通路に挿通保持し、
素材の一端部と他端部とについて据え込み加工を同時に施す請求項５記載の鍛造方法。
【請求項９】
素材の露出部の周面の一部だけを成形凹部を有し且つ固定ダイと一体に設けられた拘束ダイ部で拘束した状態で、素材の拡径予定部が成形凹部内で拡径されるように素材の拡径予定部について据え込み加工を施したのち、
拘束ダイ部に設けられた第２パンチで素材の拡径部を押圧することにより、拡径部を拘束ダイ部の成形凹部内で塑性変形させて該拡径部の材料を成形凹部に充填する請求項５〜８のいずれか１項記載の鍛造方法。
【請求項１０】
拘束ダイ部の成形凹部に連続してバリ形成用凹部が形成されており、
第２パンチで素材の拡径部を押圧することにより、拡径部を拘束ダイ部の成形凹部内で塑性変形させて該拡径部の材料を成形凹部とバリ形成用凹部に充填する請求項１〜４及び９のいずれか１項記載の鍛造方法。
【請求項１１】
成形凹部は閉塞状のものである請求項１〜４及び９のいずれか１項記載の鍛造方法。
【請求項１２】
ガイドの先端面の挿通路側の縁部又は／及び固定ダイに設けられた素材固定用嵌込み孔の開口縁部に、面取り加工が施されている請求項１〜１１のいずれか１項記載の鍛造方法。
【請求項１３】
棒状の素材が固定される固定ダイと、
素材を座屈阻止状態に挿通保持する挿通路を有するガイドと、
ガイドの挿通路に挿通保持された素材を軸方向に押圧するパンチと、
ガイドと固定ダイとの間にて露出する素材の露出部の長さが該素材の露出部の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させるガイド移動装置と、
を備えた据え込み加工装置を含んでいる鍛造装置であって、
据え込み加工装置は、素材の露出部の周面の一部だけを拘束した状態で、据え込み加工を行うものであり、
据え込み加工装置は、更に、素材の露出部の周面の一部だけを拘束する拘束ダイ部を備えており、
拘束ダイ部は、成形凹部と第２パンチを有し且つ固定ダイと一体に設けられており、
成形凹部は、据え込み加工装置により素材の拡径予定部が該成形凹部内で拡径されるものであり、
第２パンチは、据え込み加工装置により形成された素材の拡径部を押圧することにより該拡径部の材料を成形凹部内に充填するものであることを特徴とする鍛造装置。
【請求項１４】
拘束ダイ部の成形凹部に連続してバリ形成用凹部が形成されている請求項１３記載の鍛造装置。
【請求項１５】
成形凹部は閉塞状のものである請求項１３記載の鍛造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鍛造方法、鍛造品及び鍛造装置に関し、詳述すると、例えば、棒状の素材の所定部位について据え込み加工を施して当該部位に拡径部を形成する鍛造方法、これにより得られた鍛造品及び前記鍛造方法に用いられる鍛造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に据え込み加工は、素材を軸方向に押圧することにより、該素材の所定部位に拡径部を形成しようとするものである。この据え込み加工において、加工時に素材が座屈すると、得られる製品は形状不良（シワ、かぶりきず等）となり製品としての価値が損なわれる。そこで、座屈が生じないようにするため、従来、次のような据え込み加工方法が知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
すなわち、まず雌型の成形凹所に押さえ型を装着し、該押さえ型に形成した貫通孔から成形凹所内に素材を挿入する。そして、この素材を前記貫通孔の外側から挿入した雄型により成形凹所内に圧入して素材の材料を凹所内に圧入し充満させながら押さえ型を適宜後退させて所望形状を製品を得るという加工方法である。
【特許文献１】特開昭４８−６２６４６号公報（第１及び２頁、第１−４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
而して、上述した従来の加工方法によれば、加工途中において雌型の成形凹所内に圧入された素材の周面は雌型で拘束されていることから、この従来の加工方法は、拘束据え込み加工方法の範疇に入る。しかるに、一般に拘束据え込み加工は、成形圧力が高いという難点を有している。したがって、この従来の加工方法によれば、高い成形圧力を発生し得る鍛造装置を必要とし、そのため鍛造装置の導入コストが高くつくし、更には、据え込み加工時に雌型（金型）の成形凹部に大きな負荷が加わるため、雌型の耐用寿命が短いという難点があった。
【０００５】
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、低い成形圧力で据え込み加工を行うことができ、且つ、据え込み加工時に生じることのある素材の座屈を防止することができる鍛造方法、これにより得られた鍛造品及び前記鍛造方法に好適に用いられる鍛造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下の手段を提供する。
【０００７】
［１］  棒状の素材が固定される固定ダイと、素材を座屈阻止状態に挿通保持する挿通路を有するガイドと、ガイドの挿通路に挿通保持された素材を軸方向に押圧するパンチとを備えた据え込み加工装置を用い、固定ダイに拡径予定部が突出した状態に固定された素材の拡径予定部をガイドの挿通路に挿通保持し、次いで、パンチを移動させて該パンチで素材を押圧しながら、ガイドと固定ダイとの間にて露出した素材の露出部の周面の一部だけを拘束し又は素材の露出部の周面全体を拘束しない状態で、素材の露出部の長さが該素材の露出部の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることによって、素材の拡径予定部について据え込み加工を施すことを特徴とする鍛造方法。
【０００８】
［２］  パンチの移動開始前において、ガイドと固定ダイとの間に、この間にて露出する素材の露出部の断面積での座屈限界長さ以下に設定された間隔を有する初期クリアランスを設ける前項１記載の鍛造方法。
【０００９】
［３］  パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までの間にタイムラグを設ける前項２記載の鍛造方法。
【００１０】
［４］  タイムラグは、パンチの移動開始前において初期クリアランスの範囲にて露出する素材の露出部の体積と、初期クリアランスの範囲にてタイムラグの間に増加する素材の増分体積との合計体積が、据え込み加工による素材の拡径部の予定形状において初期クリアランスの範囲に存在する素材の体積以下になるように設定されている前項３記載の鍛造方法。
【００１１】
［５］  棒状の素材が固定される固定ダイと、素材を座屈阻止状態に挿通保持する挿通路を有するガイドと、ガイドの挿通路に挿通保持された素材を軸方向に押圧するパンチとを備えた据え込み加工装置を用い、固定ダイに拡径予定部が突出した状態に固定された素材の拡径予定部をガイドの挿通路に挿通保持し、次いで、パンチを移動させて該パンチで素材を押圧しながら、ガイドと固定ダイとの間にて露出した素材の露出部の周面の一部だけを拘束し又は素材の露出部の周面全体を拘束しない状態で、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることによって、素材の拡径予定部について据え込み加工を施す鍛造方法であって、パンチの移動開始時からの平均移動速度をＰ、ガイドの移動開始時からの平均移動速度をＧ、据え込み加工前の素材の断面積での座屈限界長さをＸ0、据え込み加工後の素材の拡径部の断面積での座屈限界長さをＸ1、ガイドと固定ダイとの間の初期クリアランスをＸ（但し、０≦Ｘ≦Ｘ0）、パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをｔ0（但し、０≦ｔ0）、据え込み加工後の素材の拡径部の長さをＬ、拡径部に要する据え込み加工前の素材の長さをｌ0、パンチ移動開始時からの据え込み加工時間をＴ、とするとき、ｔ0＜Ｔの場合において、Ｇは、（Ｌ−Ｘ）／｛（ｌ0−Ｌ）／Ｐ−ｔ0｝≦Ｇ≦Ｐ（Ｘ1−Ｘ）／（ｌ0−Ｘ1−Ｐｔ0）の関係式を満足していることを特徴とする鍛造方法。
【００１２】
［６］  素材の拡径予定部は、該素材の端部である前項５記載の鍛造方法。
【００１３】
［７］  素材の拡径予定部は、該素材の軸方向中間部である前項５記載の鍛造方法。
【００１４】
［８］  素材の拡径予定部は、該素材の一端部と他端部であり、固定ダイに一端部と他端部とが突出した状態に固定された素材の一端部と他端部とを、それぞれ対応するガイドの挿通路に挿通保持し、素材の一端部と他端部とについて据え込み加工を同時に施す前項５記載の鍛造方法。
【００１５】
［９］  ガイドの先端面の挿通路側の縁部又は／及び固定ダイに設けられた素材固定用嵌込み孔の開口縁部に、面取り加工が施されている前項１〜８のいずれか１項記載の鍛造方法。
【００１６】
［１０］  素材の露出部の周面の一部だけを成形凹部を有する拘束ダイ部で拘束した状態で、素材の拡径予定部について据え込み加工を施したのち、拘束ダイ部に設けられた第２パンチで素材の拡径部を押圧することにより、拡径部を拘束ダイ部の成形凹部内で塑性変形させて該拡径部の材料を成形凹部に充填する前項１〜９のいずれか１項記載の鍛造方法。
【００１７】
［１１］  拘束ダイ部の成形凹部に連続してバリ形成用凹部が形成されており、第２パンチで素材の拡径部を押圧することにより、拡径部を拘束ダイ部の成形凹部内で塑性変形させて該拡径部の材料を成形凹部とバリ形成用凹部に充填する前項１０記載の鍛造方法。
【００１８】
［１２］  成形凹部は閉塞状のものである前項１０記載の鍛造方法。
【００１９】
［１３］  前項１〜１２のいずれか１項記載の鍛造方法により得られたことを特徴とする鍛造品。
【００２０】
［１４］  棒状の素材が固定される固定ダイと、素材を座屈阻止状態に挿通保持する挿通路を有するガイドと、ガイドの挿通路に挿通保持された素材を軸方向に押圧するパンチと、ガイドと固定ダイとの間にて露出する素材の露出部の長さが該素材の露出部の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させるガイド移動装置と、を備えた据え込み加工装置を含んでいることを特徴とする鍛造装置。
【００２１】
［１５］  据え込み加工装置は、素材の露出部の周面の一部だけを拘束し又は素材の露出部の周面全体を拘束しない状態で、据え込み加工を行うものである前項１４記載の鍛造装置。
【００２２】
［１６］  据え込み加工装置は、更に、素材の露出部の周面の一部だけを拘束する拘束ダイ部を備えている前項１４又は１５記載の鍛造装置。
【００２３】
［１７］  拘束ダイ部は、据え込み加工装置により形成された素材の拡径部を押圧する第２パンチと、該第２パンチによる素材拡径部の押圧により該拡径部の材料が充填される成形凹部とを有している前項１６記載の鍛造装置。
【００２４】
［１８］  拘束ダイ部の成形凹部に連続してバリ形成用凹部が形成されている前項１７記載の鍛造装置。
【００２５】
［１９］  成形凹部は閉塞状のものである前項１７記載の鍛造装置。
【００２６】
次に、上記各項の発明を以下に説明する。
【００２７】
［１］の発明では、ガイドと固定ダイとの間にて露出した素材の露出部の周面の一部だけを拘束し又は素材の露出部の周面全体を拘束しない状態で、素材の拡径予定部について据え込み加工が施される。すなわち、［１］の発明に係る鍛造方法の据え込み加工方法は、自由据え込み加工方法又は一部拘束据え込み加工方法の範疇に入る。したがって、［１］の発明では、素材の拡径予定部について低い成形圧力で据え込み加工を施すことができる。具体的に例示すると、［１］の発明に係る鍛造方法によれば、成形圧力を、上述した従来の鍛造方法の成形圧力の約１／４にすることができた。さらに、必ずしも金型を使用しなくても素材の拡径予定部について据え込み加工を施すことができ、そのため製造コストを引き下げることができる。
【００２８】
また、パンチを移動させて該パンチで素材を押圧しながら、素材の露出部の長さが該素材の露出部の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることによって、素材の拡径予定部について据え込み加工が施されるから、据え込み加工時に生じることのある素材の座屈を防止することができる。
【００２９】
［２］の発明では、ガイドと固定ダイとの間に、所定間隔の初期クリアランスが設けられているので、パンチの移動開始直後（即ち、据え込み加工の開始直後）においてガイドと固定ダイとの間の初期クリアランスの範囲にて露出する素材の露出部が座屈する不具合を防止することができる。更には、ガイドの移動長さ（ストローク）を短くすることができる。
【００３０】
［３］の発明では、パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までの間にタイムラグを設けることにより、パンチの移動開始直後（即ち、据え込み加工の開始直後）においてガイドと固定ダイとの間の初期クリアランスの範囲にて露出する素材の露出部の断面積が増大する。そのため、素材の露出部における座屈限界長さを長くすることができて、座屈を確実に防止することができる。
【００３１】
［４］の発明では、タイムラグは、パンチの移動開始前において初期クリアランスの範囲にて露出する素材の露出部の体積と、初期クリアランスの範囲にてタイムラグの間に増加する素材の増分体積との合計体積が、据え込み加工による素材の拡径部の予定形状において初期クリアランスの範囲に存在する素材の体積以下になるように設定されているため、素材の拡径予定部を確実に予定形状に拡径することができる。
【００３２】
［５］の発明では、上記［１］の発明と同じく、ガイドと固定ダイとの間にて露出した素材の露出部の周面の一部だけを拘束し又は素材の露出部の周面全体を拘束しない状態で、素材の拡径予定部について据え込み加工が施される。したがって、［５］の発明では、素材の拡径予定部について低い成形圧力で据え込み加工を施すことができる。さらに、必ずしも金型を使用しなくても素材の拡径予定部について据え込み加工を施すことができ、そのため製造コストを引き下げることができる。
【００３３】
また、ガイドの移動開始時からの平均移動速度Ｇが、ｔ0＜Ｔの場合において、所定の関係式を満足しているため、パンチの移動終了時（即ち、据え込み加工の終了時）において素材の拡径部にまだ拡径されていない部分が残っているという不具合を防止することができて、素材の拡径予定部を確実に予定形状に拡径することができる。さらに、据え込み加工時に生じることのある素材の座屈を確実に防止することができる。
【００３４】
［６］の発明では、素材の拡径予定部が該素材の端部であるから、素材の端部を予定形状に拡径することができる。
【００３５】
［７］の発明では、素材の拡径予定部が該素材の軸方向中間部であるから、素材の軸方向中間部を予定形状に拡径することができる。
【００３６】
［８］の発明では、素材の一端部と他端部とについて据え込み加工を同時に施すことにより、据え込み加工の作業能率が向上する。
【００３７】
［９］の発明では、ガイドの先端面の挿通路側の縁部に面取り加工が施されていることより、このガイドは、据え込み加工時において素材の露出部からの背圧を効果的に受け得るようになる。その結果、ガイドを所定方向に移動させるためのガイド移動装置において、ガイドの移動に要する駆動力を減少させることができ、そのため、小さな駆動力を有するガイド移動装置でガイドを移動させることができる。また、固定ダイの素材固定用嵌込み孔の開口縁部に面取り加工が施されていることにより、後工程時に生じることのあるかぶり等の問題を防止することが可能となる。
【００３８】
［１０］の発明では、素材の露出部の周面の一部だけを拘束ダイ部で拘束した状態で、素材の拡径予定部について据え込み加工を施すことにより、最終設計形状の鍛造品についてのプリフォームが得られる。その後、拘束ダイ部に設けられた第２パンチで素材の拡径部を押圧し、拡径部を拘束ダイ部の成形凹部内で塑性変形させて該拡径部の材料を成形凹部に充填することにより、最終設計形状の鍛造品、あるいは最終設計形状に近い形状の鍛造品（例えば、バリ付きの鍛造品）が得られる。
【００３９】
而して、この［１０］の発明では、素材の拡径予定部について据え込み加工を施した後において、素材を固定ダイから取り外したり金型を新たに取り付けたりしなくても、最終設計形状の鍛造品又は最終設計形状に近い形状の鍛造品を得ることができる。そのため、金型の点数や作業工程を削減することができて、製造コストを引き下げることができる。
【００４０】
［１１］の発明では、素材の拡径部の材料は成形凹部とバリ形成用凹部とに充填されるから、素材の拡径部について低い成形圧力で加工を施すことができるし、更には、成形凹部の耐用寿命を向上させることができる。またこの場合、最終設計形状に近い形状の鍛造品であるプリフォーム材を得ることができ、これにより、飛躍的な歩留まり向上を達成可能である。
【００４１】
［１２］の発明では、成形凹部は閉塞状のものであることから、素材の拡径部をこの成形凹部内で塑性変形させて該拡径部の材料を成形凹部に充填することによって、最終設計形状の鍛造品を得ることができる。したがって、［１２］の発明では、バリ取り作業を行う必要がなく、そのため、作業工程を削減すことができるし、生産収率を向上させることができる。
【００４２】
［１３］の発明では、安価で且つ高品質の鍛造品を提供することができる。
【００４３】
［１４］の発明では、鍛造装置は、所定の固定ダイ、ガイド、パンチ及びガイド移動装置を備えた据え込み加工装置を含んでいるから、上述した本発明に係る鍛造方法に好適に用いることができる。
【００４４】
［１５］の発明では、鍛造装置の据え込み加工装置は、素材の露出部の周面の一部だけを拘束し又は素材の露出部の周面全体を拘束しない状態で、据え込み加工を行うものであるから、この据え込み加工装置を含んだ鍛造装置を用いることにより、上述した本発明に係る鍛造方法を確実に遂行することができる。
【００４５】
［１６］の発明では、据え込み加工装置は、更に、所定の拘束ダイ部を備えているから、この据え込み加工装置を含んだ鍛造装置を用いることにより、上述した本発明に係る鍛造方法を更に確実に遂行することができる。
【００４６】
［１７］の発明では、据え込み加工装置の拘束ダイ部は所定の第２パンチ及び成形凹部を有しているから、この据え込み加工装置を含んだ鍛造装置を用いることにより、上記［１０］の発明に係る鍛造方法を確実に遂行することができる。
【００４７】
［１８］の発明では、据え込み加工装置の拘束ダイ部の成形凹部に連続してバリ形成用凹部が形成されているから、この据え込み加工装置を含んだ鍛造装置を用いることにより、上記［１１］の発明に係る鍛造方法を確実に遂行することができる。
【００４８】
［１９］の発明では、据え込み加工装置の拘束ダイ部の成形凹部は閉塞状のものであるから、この据え込み加工装置を含んだ鍛造装置を用いることにより、上記［１２］の発明に係る鍛造方法を確実に遂行することができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明は次の効果を奏する。
【００５０】
［１］の発明によれば、素材の拡径予定部について低い成形圧力で据え込み加工を施すことができる。さらに、必ずしも金型を使用しなくても素材の拡径予定部について据え込み加工を行うことができ、そのため製造コストを引き下げることができる。その上、据え込み加工時に生じることのある素材の座屈を防止することができる。したがって、［１］の発明によれば、安価で且つ高品質の鍛造品を提供することができる。
【００５１】
［２］の発明によれば、パンチの移動開始直後（即ち、据え込み加工の開始直後）において素材の露出部が座屈する不具合を防止することができるし、ガイドの移動長さ（ストローク）を短くすることができる。
【００５２】
［３］の発明によれば、パンチの移動開始直後において、素材の露出部における座屈限界長さを長くすることができ、そのため座屈を確実に防止することができる。
【００５３】
［４］の発明によれば、素材の拡径予定部を確実に予定形状に拡径することができる。
【００５４】
［５］の発明によれば、素材の拡径予定部について低い成形圧力で据え込み加工を施すことができる。さらに、素材の拡径予定部を確実に予定形状に拡径することができるし、据え込み加工時に生じることのある素材の座屈を確実に防止することができる。
【００５５】
［６］の発明によれば、素材の端部を予定形状に拡径することができる。
【００５６】
［７］の発明によれば、素材の軸方向中間部を予定形状に拡径することができる。
【００５７】
［８］の発明によれば、据え込み加工の作業能率を向上させることができる。
【００５８】
［９］の発明によれば、ガイドの先端面の挿通路側の縁部に面取り加工が施されていることより、このガイドは、据え込み加工時において素材の露出部からの背圧をガイドに効果的に作用させることができる。そのため、ガイドを所定方向に移動させるためのガイド移動装置において、ガイドの移動に要する駆動力を減少させることができ、そのため、小さな駆動力を有するガイド移動装置でガイドを移動させることができる。また、固定ダイの素材固定用嵌込み孔の開口縁部に面取り加工が施されていることにより、後工程時に生じることのあるかぶり等の問題を防止することが可能となる。
【００５９】
［１０］の発明によれば、素材の拡径予定部について据え込み加工を施した後において、素材を固定ダイから取り外したり金型を新たに取り付けたりしなくても、最終設計形状の鍛造品又は最終設計形状に近い形状の鍛造品を得ることができる。そのため、金型の点数や作業工程を削減することができて、製造コストを引き下げることができる。
【００６０】
［１１］の発明によれば、素材の拡径部について低い成形圧力で加工を施すことができるし、成形凹部を有する拘束ダイ部の耐用寿命を向上させることができる。またこの場合、最終設計形状に近い形状の鍛造品であるプリフォーム材を得ることができ、これにより、飛躍的な歩留まり向上を達成可能である。
【００６１】
［１２］の発明によれば、バリ取り作業を行う必要がなく、そのため、作業工程を減らすことができるし、生産収率を向上させることができる。
【００６２】
［１３］の発明によれば、安価で且つ高品質の鍛造品を提供することができる。
【００６３】
［１４］の発明によれば、本発明に係る鍛造方法に好適に用いられる鍛造装置を提供することができる。
【００６４】
［１５］の発明によれば、本発明に係る鍛造方法を確実に遂行することができる鍛造装置を提供することができる。
【００６５】
［１６］の発明によれば、本発明に係る鍛造方法を更に確実に遂行することができる鍛造装置を提供することができる。
【００６６】
［１７］の発明によれば、上記［１０］の発明に係る鍛造方法を確実に遂行することができる鍛造装置を提供することができる。
【００６７】
［１８］の発明によれば、上記［１１］の発明に係る鍛造方法を確実に遂行することができる鍛造装置を提供することができる。
【００６８】
［１９］の発明によれは、上記［１２］の発明に係る鍛造方法を確実に遂行することができる鍛造装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
次に、本発明の好ましい幾つかの実施形態について以下に説明する。
【００７０】
図１〜図４は、本発明の第１実施形態に係る鍛造装置を用いた鍛造方法を説明するための概略図である。図１において、（1A）は第１実施形態の鍛造装置、（５）は素材である。
【００７１】
素材（５）は、図１及び図２に示すように真直な棒状のものであり、その横断面形状は円形状に形成されている。素材（５）の断面積は軸方向に一定に設定されている。また、素材（５）の材質はアルミニウム又はアルミニウム合金である。本第１実施形態では、素材（５）の拡径予定部（６）は、該素材（５）の一端部（同図において上端部）である。この素材（５）の一端部は、据え込み加工後において、図３及び図４に示すようにその全周が拡径され、詳述すると、該素材（５）の一端部は球状に拡径される。同図において、（７）は、据え込み加工による素材（５）の拡径部である。
【００７２】
なお、本発明では、素材（５）の横断面形状は円形状に限定されるものではなく、例えば、四角形状等の多角形状であっても良いし、楕円形状であっても良い。また、素材（５）の材質はアルミニウム又はアルミニウム合金に限定されるものではなく、例えば、銅等の金属であっても良いし、プラスチックであっても良い。特に、本発明に係る鍛造方法及び鍛造装置は、素材の材質がアルミニウム又はアルミニウム合金である場合に適している。
【００７３】
鍛造装置（1A）は据え込み加工装置（２）を備えている。この据え込み加工装置（２）は、固定ダイ（10）とガイド（20）とガイド移動装置（40）とパンチ（30）とを備えている。この据え込み加工装置（２）は、詳述すると自由据え込み加工装置であり、したがって据え込み加工途中において素材（５）の拡径部（７）を成形するための金型を備えていない。
【００７４】
固定ダイ（10）は、素材（５）を固定するためのものであり、詳述すると、据え込み加工時において素材（５）が軸方向に移動しないように素材（５）を固定するためのものである。この固定ダイ（10）は、素材（５）が固定状態に嵌め込まれる素材固定用嵌込み孔（12）を有している。本第１実施形態では、素材（５）の一端部が突出した状態で、素材（５）の他端部（図１において下端部）が固定ダイ（10）の素材固定用嵌込み孔（12）に嵌め込まれることにより素材（５）が固定される。
【００７５】
ガイド（20）は、素材（５）を座屈阻止状態に挿通して保持する挿通路（22）を有している。すなわち、このガイド（20）は、その挿通路（22）に素材（５）を挿通することで該素材（５）を座屈阻止状態に保持するものとなされている。この挿通路（22）は、ガイド（20）をその軸方向に貫通した状態に設けられている。この挿通路（22）の径は、該挿通路（22）に素材（５）を適合状態に且つ摺動自在に挿入し得る寸法に設定されている。本第１実施形態では、ガイド（20）は中空パイプ状のものであり、ガイド（20）の挿通路（22）は挿通孔からなる。
【００７６】
また、図２に示すように、このガイド（20）の先端面における挿通路（22）側の縁部には、全周に亘って面取り加工が施されており、そのため、該縁部の断面形状が丸く形成されている。図２において、（23）は、該縁部に形成された面取り加工部である。
【００７７】
パンチ（30）は、ガイド（20）の挿通路（22）に挿通されて座屈阻止状態に保持された素材（５）を軸方向に押圧（加圧）するためのものである。図２において、矢印（50）は、パンチ（30）で素材（５）を押圧するときの該パンチ（30）の移動方向を示している。      
【００７８】
さらに、この据え込み加工装置（２）は、パンチ（30）に押圧力を付与する押圧装置（図示せず）を備えている。この押圧装置は、パンチ（30）に接続されており、流体圧（油圧、ガス圧）等によってパンチ（30）に押圧力を付与するものとなされている。また、この押圧装置は、パンチ（30）の移動速度、即ちパンチ（30）による素材（５）の押圧速度を制御する制御装置（図示せず）を有している。
【００７９】
ガイド移動装置（40）は、ガイド（20）をパンチの移動方向（50）とは反対方向に所定速度で移動させるためのものであり、ガイド（20）に接続されている。図２において、矢印（51）は、ガイド移動装置（40）によって移動されるガイド（20）の移動方向を示している。このガイド移動装置（40）は、図示していないが流体圧（油圧、ガス圧）、電気モータ、バネ等によってガイド（20）に駆動力を付与するものとなされている。また、このガイド移動装置（40）は、ガイド（20）の移動速度を制御する制御装置（図示せず）を有している。
【００８０】
次に、上記第１実施形態の鍛造装置（1A）を用いた鍛造方法を以下に説明する。
【００８１】
まず、図１及び図２に示すように、素材（５）の下端部を固定ダイ（10）の素材固定用嵌込み孔（12）に嵌め込むことにより、素材（５）の一端部（即ち拡径予定部（６））が上方に突出した状態に素材（５）を固定ダイ（10）に固定する。このように素材（５）を固定することにより、素材（５）が軸方向に動かなくなる。また、素材（５）の一端部をガイド（20）の挿通路（22）に挿通し、これにより素材（５）の一端部をガイド（20）で座屈阻止状態に保持する。
【００８２】
さらに、ガイド（20）と固定ダイ（10）との間に初期クリアランスＸを設ける。この初期クリアランスＸの間隔は、パンチ（30）の移動（即ち、パンチ（30）による素材（５）の押圧）を開始する前の状態においてガイド（20）と固定ダイ（10）との間にて露出する素材（５）の露出部（８）の断面積での座屈限界長さ以下に設定されている。なお、本発明では、座屈限界長さは、パンチ押圧力における座屈限界長さをいう。
【００８３】
次いで、ガイド（20）と固定ダイ（10）との間にて露出した素材（５）の露出部（８）の周面全体を拘束しない状態で、パンチ（30）を移動させて該パンチ（30）で素材（５）を軸方向に押圧しながら、素材（５）の露出部（８）の長さが該素材（５）の露出部（８）の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイド移動装置（40）によってガイド（20）をパンチの移動方向（50）とは反対方向（51）に移動させる。このとき、本第１実施形態では、パンチ（30）の移動開始時からガイド（20）の移動開始時までの間にタイムラグを設ける。すなわち、パンチ（30）による素材（５）の押圧を開始する場合には、まずガイド（20）の位置を固定しておいてから、パンチ（30）を移動させて該パンチ（30）で素材（５）を軸方向に押圧する。そして、タイムラグの経過後、継続してパンチ（30）で素材（５）を押圧しながら、ガイド（20）をパンチの移動方向（50）とは反対方向（51）に移動させる。また、ガイド（20）の移動速度は、素材（５）の露出部（８）の長さが該素材（５）の露出部（８）の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイド移動装置（40）により制御する。
【００８４】
なお、本発明では、パンチ（30）の移動速度は一定であっても良いし、変動するものであっても良い。また同じく、ガイド（20）の移動速度は一定であっても良いし、変動するものであっても良い。
【００８５】
タイムラグは、パンチ（30）の移動開始前（即ち、据え込み加工前）において初期クリアランスＸの範囲にて露出する素材（５）の露出部（８）の体積と、初期クリアランスＸの範囲にてタイムラグの間に増加する素材（５）の増分体積との合計体積が、据え込み加工による素材（５）の拡径部（７）の予定形状において（図４参照。）初期クリアランスＸの範囲に存在する素材（５）の体積（即ち、図４において拡径部（７）のクロスハッチング部Ｚの体積）以下になるように設定されている。
【００８６】
なお、タイムラグをｔ0、初期クリアランスＸの範囲にてタイムラグｔ0の間に増加する素材（５）の増分体積をＶ0、パンチ（30）の移動開始時からの平均移動速度をＰ、据え込み加工前の素材（５）の断面積をＳとすると、タイムラグｔ0は、ｔ0＝Ｖ0／（ＳＰ）と表される。
【００８７】
パンチ（30）及びガイド（20）の移動に伴い、素材（５）の一端部が徐々に拡径されていく。そして、図３及び図４に示すように、パンチ（30）の先端がガイド（20）の先端位置に到達したとき、素材（５）の一端部が予定形状に拡径され、もって素材（５）の一端部についての据え込み加工が終了する。次いで、素材（５）を固定ダイ（10）から取り外すことにより、所望する鍛造品が得られる。
【００８８】
而して、本第１実施形態では、ガイド（20）と固定ダイ（10）との間にて露出した素材（５）の露出部（８）の周面全体を拘束しない状態で、素材（５）の一端部について据え込み加工が施されるので、この据え込み加工方法は、自由据え込み加工方法の範疇に入る。したがって、素材（５）の一端部について低い成形圧力で据え込み加工を施すことができる。
【００８９】
さらに、この鍛造方法では、素材（５）の一端部を予定形状に成形するための高価な金型を全く使用しなくても、据え込み加工を行うことができるので、製造コストを引き下げることができる。
【００９０】
しかも、パンチ（30）で素材（５）を押圧しながら、素材（５）の露出部（８）の長さが該素材（５）の露出部（８）の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイド（20）をパンチの移動方向（50）とは反対方向（51）に移動させることによって、素材（５）の一端部について据え込み加工が施されるため、据え込み加工時に生じることのある、パンチ（30）の素材（５）への押圧力による素材（５）の座屈を防止することができる。
【００９１】
さらに、ガイド（20）と固定ダイ（10）との間に、所定間隔の初期クリアランスＸが設けられているので、パンチ（30）の移動開始直後においてガイド（20）と固定ダイ（10）との間の初期クリアランスＸの範囲にて露出する素材（５）の露出部（８）が座屈する不具合を防止することができるし、ガイド（20）の移動長さ（ストローク）を短くすることができる。
【００９２】
さらに、パンチ（30）の移動開始時からガイド（20）の移動開始時までのタイムラグは、パンチ（30）の移動開始前において初期クリアランスＸの範囲にて露出する素材（５）の露出部（８）の体積と、初期クリアランスＸの範囲にてタイムラグの間に増加する素材（５）の増分体積との合計体積が、据え込み加工による素材（５）の拡径部（７）の予定形状において初期クリアランスＸの範囲に存在する素材（５）の体積以下になるように設定されているため、素材（５）の一端部を確実に予定形状に拡径することができる。
【００９３】
以上の結果より、本第１実施形態の鍛造方法によれば、安価で且つ高品質の鍛造品（据え込み加工品）を得ることができる。
【００９４】
また、ガイド（20）の先端面の挿通路側の縁部には面取り加工が施されているので、ガイド（20）は、据え込み加工時において素材（５）の露出部（８）からの背圧を効果的に受けるようになる。そのため、ガイド（20）を移動させるためのガイド移動装置（40）において、ガイド（40）の移動に要する駆動力を減少させることができて、小さな駆動力を有するガイド移動装置（40）でガイド（20）の移動を行うことができる。
【００９５】
次に、本実施形態の鍛造方法における好ましい加工条件について以下に説明する。
【００９６】
パンチ（30）の移動開始時からの平均移動速度をＰ、
ガイド（20）の移動開始時からの平均移動速度をＧ、
据え込み加工前の素材（５）の断面積での座屈限界長さをＸ0、
据え込み加工後の素材（５）の拡径部（７）の断面積での座屈限界長さをＸ1、
ガイド（20）と固定ダイ（10）との間の初期クリアランスをＸ（但し、０≦Ｘ≦Ｘ0）、
パンチ（30）の移動開始時からガイド（20）の移動開始時までのタイムラグをｔ0（但し、０≦ｔ0）、
据え込み加工後の素材（５）の拡径部（７）の長さをＬ、
拡径部（７）に要する据え込み加工前の素材（５）の長さｌ0、
パンチ移動開始時からの据え込み加工時間をＴ、
とする。
【００９７】
本実施形態の鍛造方法では、ｔ0＜Ｔの場合において、Ｇは次の関係式（i）を満足していることが望ましい。
【００９８】
(Ｌ−Ｘ)／｛(ｌ0−Ｌ)／Ｐ−ｔ0｝≦Ｇ≦Ｐ(Ｘ1−Ｘ)／(ｌ0−Ｘ1−Ｐｔ0)  …(i)
【００９９】
Ｇが上記関係式（i）を満足していることにより、パンチ（30）の移動終了時（即ち、据え込み加工の終了時）において、素材（５）の一端部にまだ拡径されていない部分が残存しているという不具合を防止することができて、素材（５）の一端部を確実に予定形状に拡径することができる。その上、据え込み加工時に生じることのある素材（５）の座屈を確実に防止することができる。
【０１００】
Ｇについて上記関係式（i）を設定した理由について以下に説明する。
【０１０１】
＜Ｇの下限について＞
パンチ（30）の移動終了時において、ガイド（20）の先端がパンチ（30）の先端位置よりも下側に位置している場合には、素材（５）の一端部にまだ加工されていない部分が残存している状態になる。そのような状態になると、素材（５）の一端部を予定形状に拡径することができなくなる。そのような不具合を解消するため、パンチ（30）の移動終了時において、ガイド（20）の先端位置とパンチ（30）の先端位置とは一致している必要がある。すなわち、Ｇの下限では、パンチ（30）がｌ0の高さ位置からＬの高さ位置まで移動するのに要する時間（ｌ0−Ｌ）／Ｐと、ガイド（20）の移動によってガイド（20）と固定ダイ（10）との間の間隔がＸからＬになるのに要する時間とが等しくなければならない。したがって、Ｇは次の関係式（i-a）を満足している必要がある。
【０１０２】
（Ｌ−Ｘ)／｛(ｌ0−Ｌ)／Ｐ−ｔ0｝≦Ｇ  …（i-a）
【０１０３】
＜Ｇの上限について＞
ガイド（20）の先端位置とパンチ（30）の先端位置とが一致している場合における素材（５）の露出部（８）の長さが、該素材（５）の露出部（８）の断面積での座屈限界長さ以下であることが、Ｇの上限の条件となる。
【０１０４】
しかるに、ガイド（20）の先端位置とパンチ（30）の先端位置とが一致している場合、次式（i-b）が成立する。
【０１０５】
ｌ0−ＰＴ＝Ｘ＋Ｇ（Ｔ−ｔ0）  …（i-b）
【０１０６】
上記式（i-b）より、Ｔは次式（i-c）と表される。
【０１０７】
Ｔ＝｛ｌ0−Ｘ＋Ｇｔ0｝／（Ｇ＋Ｐ）  …（i-c）
【０１０８】
また、素材（５）が座屈しないようにするためには、ガイド（20）の先端位置とパンチ（30）の先端位置とが一致している場合における素材（５）の露出部（８）の長さＸ＋Ｇ（Ｔ−ｔ0）が、据え込み加工後（即ちパンチ（30）の移動終了時）の素材（５）の拡径部（７）の断面積での座屈限界長さＸ1以下でなければならないので、次式（i-d）が成立する。
【０１０９】
Ｘ＋Ｇ（Ｔ−ｔ0）≦Ｘ1  …（i-d）
【０１１０】
上記式（i-d）に上記式（i-c）を代入することにより、次の関係式（i-e）が導出される。
【０１１１】
Ｇ≦Ｐ(Ｘ1−Ｘ)／(ｌ0−Ｘ1−Ｐｔ0)  …（i-e）
【０１１２】
上記式（i-a）と上記式（i-e）によって、上記関係式（ｉ）が導出される。
【０１１３】
而して、上記関係式（ｉ）において、Ｇが下限未満では、パンチ（30）の移動終了時（即ち据え込み加工の終了時）において素材（５）の一端部にまだ拡径されていない部分が残存しているという不具合が発生し、その結果、素材（５）の一端部を予定形状に拡径することができなくなる。一方、Ｇが上限を超えると、据え込み加工時において素材（５）の露出部（８）が座屈するという不具合する。したがって、Ｇは上記関係式（i）を満足していることが望ましい。
【０１１４】
なお、０≦Ｔ≦ｔ0の場合において、ＧはＧ＝０である。
【０１１５】
また、本発明では、タイムラグｔ0は、０＜ｔ0であることが特に望ましい。その理由は次のとおりである。すなわち、０＜ｔ0であることにより、パンチ（30）の移動開始直後（即ち、据え込み加工の開始直後）においてガイド（20）と固定ダイ（10）との間の初期クリアランスＸの範囲にて露出する素材（５）の露出部（８）の断面積が増大する。そのため、素材（５）の露出部（８）における座屈限界長さを長くすることができて、座屈を確実に防止することができる。
【０１１６】
なお本発明では、タイムラグｔ0は必ずしも設けることを要せず、すなわちｔ0＝０であっても良い。
【０１１７】
また、本発明では、据え込み加工後において素材（５）の拡径部（７）の断面積が軸方向に一定ではない場合には、据え込み加工後の素材（５）の拡径部（７）の断面積として、拡径部（７）の形状を考慮した断面積を採用するのが望ましく、例えば、拡径部（７）の平均断面積を採用することが望ましく、その他に、拡径部（７）の最小断面積を採用しても良いし、拡径部（７）の最大断面積を採用しても良い。
【０１１８】
図５〜図１３は、本発明の第２実施形態に係る鍛造装置を用いた鍛造方法を説明するための概略図である。図６において、（1B）は第２実施形態の鍛造装置、（５）は素材である。また、図５において、（３）は鍛造装置（1B）により製造された鍛造品である。
【０１１９】
素材（５）は、図６に示すように、上記第１実施形態の素材と同じく、真直な棒状のものである。素材（５）の横断面形状は四角形状に形成されている。この素材（５）の拡径予定部（６）は該素材（５）の一端部と他端部である。図９において、ｌ0は、拡径部（７）に要する据え込み加工前の素材（５）の長さである。この素材（５）の他の構成は上記第１実施形態と同じである。
【０１２０】
鍛造品（３）は、図５に示すように、スパナ（詳述すると両口スパナ）として用いられるものであり、素材（５）の一端部と他端部とがそれぞれ所定厚さで扁平状に拡径されたのち、更に各拡径部（７）が２次鍛造加工されることにより、製造されたものである。すなわち、この鍛造品（３）は、両端部に拡径部（７）（７）が形成された棒状のものである。この鍛造品（３）の一端部に形成された拡径部（７）と他端部に形成され拡径部（７）とは互いに大きさが相異している。
【０１２１】
鍛造装置（1B）において、図６に示すように、固定ダイ（10）は、素材（５）が固定状態に嵌め込まれる素材固定用嵌込み孔（12）を有している。さらに、この固定ダイ（10）は、素材固定用嵌込み孔（12）を縦断する分割面で分割された複数個の分割ダイから構成されている。本第２実施形態では、この固定ダイ（10）は上下に２分割されている。この固定ダイ（10）を構成する２個の上固定ダイ（11）及び下固定ダイ（11）は、互いに同一構成である。
【０１２２】
なお、図９〜図１３では、説明の便宜上、固定ダイ（10）を構成する２個の上固定ダイ（11）及び下固定ダイ（11）のうち上固定ダイ（11）は省略されている。
【０１２３】
この固定ダイ（10）では、素材（５）の一端部と他端部とが互いに反対方向に突出した状態で、素材（５）の軸方向中間部が素材固定用嵌込み孔（12）に嵌め込まれる。そして、素材（５）が嵌込み孔（12）に嵌め込まれた状態のもとで、素材（５）の一端部と他端部とについて据え込み加工が同時に施されることによって、据え込み加工時に素材（５）が軸方向に動かないように素材（５）が固定ダイ（10）に固定されるものとなされている。さらに、この固定ダイ（10）の一端部と他端部には、それぞれ拘束ダイ部（15）が一体に延設されている。拘束ダイ部（15）の構成は後述する。
【０１２４】
また、この鍛造装置（1B）は、素材（５）の一端部と他端部との２箇所について据え込み加工が施されることから、２個のガイド（20）（20）と２個のパンチ（30）（30）とを備えている。
【０１２５】
各ガイド（20）は、図６に示すように、素材（５）を座屈阻止状態に挿通保持する挿通路（22）を有している。なお、本第２実施形態では、ガイド（20）は、挿通路（22）の両側に互いに離間して配置された一対のガイド構成片（21）（21）から構成されている。
【０１２６】
このガイド（20）の先端面における挿通路（22）側の縁部には面取り加工が施されており、そのため、該縁部が丸く形成されている。本第２実施形態では、ガイド（20）の先端面の全体が凹面状に形成されている。図６において、（23）は面取り加工部を示している。このガイド（20）の他の構成は上記第１実施形態と同じである。
【０１２７】
各ガイド（20）にはガイド移動装置（40）が接続されている。このガイド移動装置（40）の構成は上記第１実施形態と同じである。
【０１２８】
各パンチ（30）には、該パンチ（30）に押圧力を付与する押圧装置（図示せず）が接続されている。このパンチ（30）及び押圧装置の構成は上記第１実施形態と同じである。
【０１２９】
固定ダイ（10）の上固定ダイ（11）及び下固定ダイ（11）の拘束ダイ部（15）は、図６及び図９に示すように、ガイド（20）と固定ダイ（10）との間にて露出する素材（５）の露出部（８）の周面の一部だけを拡径阻止状態に拘束するためのものである。本第２実施形態では、拘束ダイ部（15）は、素材（５）の露出部（８）の周面における該露出部（８）の厚さ方向両側の側面に当接することにより、拘束を行うものとのなされている。
【０１３０】
さらに、拘束ダイ部（15）には成形凹部（17）が形成されている。本第２実施形態では、成形凹部（17）の成形面の一部（詳述すると側面）が拘束ダイ部（15）の拘束作用面とされている。さらに、この成形凹部（17）は閉塞状のものであり、すなわち、拘束ダイ部（15）の成形凹部（17）にはバリ形成用凹部は形成されていない。
【０１３１】
さらに、図６に示すように、各拘束ダイ部（15）には、それぞれ第２パンチ嵌込み孔（16）が設けられている。そして、この第２パンチ嵌込み孔（16）に第２パンチ（32）が適合状態に嵌め込まれている。こうして第２パンチ（32）が嵌込み孔（16）に嵌め込まれた状態において、第２パンチ（32）の先端面は拘束ダイ部（15）の拘束作用面と面一に連なっている。この第２パンチ（32）は、成形凹部（17）内へと移動することによって素材（５）の拡径部（７）を押圧するものとなされている（図１３参照。）。一方、成形凹部（17）には、第２パンチ（32）による素材（５）の拡径部（７）の押圧によって該拡径部（７）の材料が充填される。また、第２パンチ（32）には、該第２パンチ（32）に押圧力を付与する第２押圧装置（図示せず）が接続されている。この第２押圧装置は、流体圧（油圧、ガス圧）等によって第２パンチ（32）に押圧力を付与するものとなされている。
【０１３２】
なお、図９〜図１３では、説明の便宜上、同図において右上側に配置された第２パンチ（32）は、いずれも位置をずらして示している。
【０１３３】
次に、上記第２実施形態の鍛造装置（1B）を用いた鍛造方法を以下に説明する。
【０１３４】
まず、図７〜図９に示すように、素材（５）の軸方向中間部を固定ダイ（10）の素材固定用嵌込み孔（12）に嵌め込み、素材（５）の拡径予定部（６）としての一端部と他端部とが突出した状態に素材（５）を固定ダイ（10）に固定する。また、素材（５）の一端部と他端部とをそれぞれ対応するガイド（20）の挿通路（22）に挿通し、これにより素材（５）の一端部と他端部とをそれぞれ対応するガイド（20）で座屈阻止状態に保持する。また、この状態において、第２パンチ（32）の先端面は拘束ダイ部（15）の拘束作用面と面一に連なっている（図８（Ｃ）参照。）。
【０１３５】
そして、図９に示すように、ガイド（10）と固定ダイ（10）との間に初期クリアランスＸを設ける。この初期クリアランスＸの間隔（範囲）は、上記第１実施形態と同じく、パンチ（30）の移動（即ち、パンチ（30）による素材（５）の押圧）を開始する前の状態においてガイド（20）と固定ダイ（10）との間にて露出する素材（５）の露出部（８）の断面積での座屈限界長さ以下に設定されている。
【０１３６】
次いで、ガイド（10）と固定ダイ（10）との間にて露出した素材（５）の露出部（８）の周面の一部だけを拘束ダイ部（15）で拘束した状態で、両方のパンチ（30）（30）を同時に移動させて該パンチ（30）で素材（５）を軸方向に押圧しながら、素材（５）の露出部（８）の長さが該素材（５）の露出部（８）の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイド移動装置（40）によって両方のガイド（20）（20）を対応するパンチの移動方向（50）とは反対方向（51）に移動させる。このとき、各パンチ（30）の移動開始時からガイド（20）の移動開始までの間にタイムラグを設ける。すなわち、パンチ（30）による素材（５）の押圧を開始する場合には、まずガイド（20）の位置を固定しておいてから、パンチ（30）を移動させて該パンチ（30）で素材（５）を軸方向に押圧する。これにより、図１０に示すように、ガイド（10）と固定ダイ（10）との間（即ち、初期クリアランスＸの範囲）にて露出した素材（５）の露出部（８）が拡径される。
【０１３７】
そして、タイムラグの経過後、継続してパンチ（30）で素材（５）を押圧しながら、ガイド（20）をパンチの移動方向（50）とは反対方向（51）に移動させる。ガイド（20）を移動させる場合には、素材（５）の露出部（８）の長さが該素材（５）の露出部（８）の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイド（20）の移動速度をガイド移動装置（40）により制御する。
【０１３８】
タイムラグは、パンチ（30）の移動開始前（即ち据え込み加工前）において初期クリアランスＸの範囲にて露出する素材（５）の露出部（８）の体積と、初期クリアランスＸの範囲にてタイムラグの間に増加する素材（５）の増分体積との合計体積が、据え込み加工による素材（５）の拡径部（７）の予定形状において（図１２参照。）初期クリアランスＸの範囲に存在する素材（５）の体積以下になるように設定されている。
【０１３９】
パンチ（30）及びガイド（20）の移動に伴い、図１１に示すように、素材（５）の一端部と他端部が徐々に同時にそれぞれ対応する成形凹部（17）内で拡径されていく。そして、図１２に示すように、各パンチ（30）の先端が対応するガイド（20）の先端位置に到達したとき、素材（５）の一端部と他端部とが予定形状の略円板状に同時に拡径され（その拡径部（７））、もって素材（５）の一端部及び他端部についての据え込み加工が終了する。Ｌは、据え込み加工後の素材（５）の拡径部（７）の長さである。こうして得られた図１２に示した素材（５）が、図５に示した最終設計形状の鍛造品（３）についてのプリフォームとなる。
【０１４０】
次いで、図１３に示すように、両方の第２パンチ（32）（32）で素材（５）の両拡径部（７）（７）を同時に厚さ方向に押圧することにより、拡径部（７）を成形凹部（17）内で塑性変形させて該拡径部（７）の材料を成形凹部（17）に充填する。各第２パンチ（32）は成形凸部としても作用するものであり、そのため、第２パンチ（32）による拡径部（７）の押圧により、拡径部（７）の厚さ方向両側の表面には、第２パンチ（32）を転写した凹部（９）が形成される。本第２実施形態では、凹部（９）は拡径部（７）を厚さ方向に貫通して形成されている。
【０１４１】
以上の加工工程により、図５に示した最終設計形状の鍛造品（３）が製造される。
【０１４２】
而して、本第２実施形態の鍛造方法は、上記第１実施形態の鍛造方法における利点に加えて、更に次のような利点がある。
【０１４３】
すなわち、素材（５）の一端部と他端部について据え込み加工が同時に施されるので、据え込み加工の作業能率が向上するという利点がある。
【０１４４】
さらに、素材（５）の一端部と他端部について据え込み加工を施した後において、素材（５）を固定ダイ（10）から取り外したり金型を新たに取り付けたりしなくても、最終設計形状の鍛造品（３）を得ることができる。そのため、金型の点数や作業工程を削減することができ、もって製造コストを引き下げることができる。
【０１４５】
しかも、成形凹部（17）は閉塞状であることから、鍛造加工終了後においてバリ取り作業を行う必要がなく、そのため、作業工程を更に削減することができるし、生産収率を向上させることができる。
【０１４６】
本第２実施形態の鍛造方法では、上記第１実施形態と同じく、ｔ0＜Ｔの場合において、ガイド（20）の平均移動速度Ｇは上記関係式（i）を満足していることが望ましい。
【０１４７】
なお本発明では、タイムラグｔ0は必ずしも設けることを要せず、すなわちｔ0＝０であっても良い。
【０１４８】
図１４及び図１５は、本発明の第３実施形態に係る鍛造装置を用いた鍛造方法を説明するための概略図である。図１４において、（1C）は第３実施形態の鍛造装置、（５）は素材である。
【０１４９】
本第３実施形態の鍛造装置（1C）は、図５に示した鍛造品（３）を製造するために用いられるものである。この鍛造装置（1C）では、固定ダイ（10）と拘束ダイ部（15）とにおいて、成形凹部（17）に連続してバリ形成用凹部（18）が形成されている。すなわち、この成形凹部（17）は半閉塞（半密閉）状のものである。この鍛造装置（1C）の他の構成は上記第２実施形態と同じである。
【０１５０】
なお、図１５では、説明の便宜上、固定ダイ（10）を構成する２個の上固定ダイ（11）及び下固定ダイ（11）のうち上固定ダイ（11）は省略されており、また同図において右上側に配置された第２パンチ（32）は位置をずらして示されている。
【０１５１】
この鍛造装置（1C）では、素材（５）の一端部と他端部とについて据え込み加工を同時に施した後において、図１５に示すように、両方の第２パンチ（32）（32）で素材（５）の両拡径部（７）（７）を同時に押圧することにより、各拡径部（７）を対応する成形凹部（17）内で塑性変形させて該拡径部（７）の材料を成形凹部（17）とバリ形成用凹部（18）とに充填する。これにより、最終設計形状に近い形状の鍛造品として、バリ（４）付きの鍛造品が製造される。次いで、バリ（４）を除去することにより、図５に示した最終設計形状の鍛造品（３）が得られる。
【０１５２】
而して、本第３実施形態の鍛造方法では、第２パンチ（32）による素材（５）の拡径部（７）の押圧によって、素材（５）の拡径部（７）の材料は成形凹部（17）とバリ形成用凹部（18）とに充填されるから、素材（５）の拡径部（７）について低い成形圧力で加工を施すことができる。さらに、加工時において成形凹部（17）に加わる負荷を減少することができ、そのため成形凹部（17）の耐用寿命を向上させることができる。
【０１５３】
本第３実施形態の鍛造方法では、上記第１実施形態と同じく、ｔ0＜Ｔの場合において、ガイド（20）の平均移動速度Ｇは上記関係式（i）を満足していることが望ましい。
【０１５４】
図１６及び図１７は、上記第１実施形態に係る鍛造装置（1A）によって素材（５）の軸方向中間部について据え込み加工を施した後の状態を示す図である。素材（５）の拡径予定部（６）は該素材（５）の軸方向中間部である。この場合の鍛造方法は次のように行われる。
【０１５５】
まず、素材（５）の下端部を固定ダイ（10）の素材固定用嵌込み孔（12）に嵌め込み、素材（５）の軸方向中間部（拡径予定部（６））から一端までの長さ領域が突出した状態に素材（５）を固定ダイ（10）に固定する。そして、素材（５）の軸方向中間部から一端までの長さ領域をガイド（20）の挿通路（22）に挿通し、これにより素材（５）の軸方向中間部をガイド（20）で座屈阻止状態に保持する。
【０１５６】
次いで、ガイド（20）と固定ダイ（10）との間に初期クリアランスＸを設ける（図１及び図２参照。）。この初期クリアランスＸの間隔は、上記第１実施形態と同じく、パンチ（30）の移動（即ち、パンチ（30）による素材（５）の押圧）を開始する前の状態においてガイド（20）と固定ダイ（10）との間にて露出する素材（５）の露出部（８）の断面積での座屈限界長さ以下に設定されている。
【０１５７】
次いで、ガイド（20）と固定ダイ（10）との間にて露出した素材（５）の露出部（８）の周面全体を拘束しない状態で、パンチ（30）を移動させて該パンチ（30）で素材（５）を軸方向に押圧しながら、素材（５）の露出部（８）の長さが該素材（５）の露出部（８）の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイド移動装置（40）によってガイド（20）をパンチの移動方向とは反対方向に移動させる。このとき、パンチ（30）の移動開始時からガイド（20）の移動開始までの間にタイムラグを設ける。
【０１５８】
パンチ（30）及びガイド（20）の移動に伴い、素材（５）の一端部が徐々に拡径されていく。そして、図１６及び図１７に示すように、パンチ（30）の先端が所定の高さ位置に到達したとき、素材（５）の軸方向中間部が予定形状の紡錘状に拡径され（その拡径部（７））、もって素材（５）の軸線方向中間部についての据え込み加工が終了する。そして、素材（５）を固定ダイ（10）から取り外すことにより、所望する鍛造品が得られる。
【０１５９】
本実施形態の鍛造方法では、上記第１実施形態と同じく、ｔ0＜Ｔの場合において、ガイド（20）の平均移動速度Ｇは上記関係式（i）を満足していることが望ましい。
【０１６０】
以上で、本発明の幾つかの好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に示したものに限定されるものではない。
【０１６１】
例えば、本発明では、素材（５）を所定温度に加熱した状態で素材（５）の拡径予定部（６）について据え込み加工を施しても良いし、素材（５）を加熱しない状態で素材（５）の拡径予定部（６）について据え込み加工を施しても良い。すなわち、本発明に係る鍛造方法は、熱間鍛造法であっても良いし、冷間鍛造法であっても良い。
【０１６２】
また、鍛造品の両端部に拡径部（７）（７）が形成される場合には、鍛造品の両端部の拡径部は、互いに同一形状であっても良いし、互いに相異する形状であっても良いし、互いに同一の大きさであっても良いし、互いに相異する大きさであっても良い。
【０１６３】
また、本発明では、図１８（Ａ）に示すように、素材（５）の拡径予定部（６）が該素材の端部（即ち一端部や他端部）であり、この素材（５）の拡径予定部（６）について据え込み加工を施すことにより、素材（５）の端部に拡径部（７）を形成し、もって鍛造品（３）を得る場合には、図１８（Ｂ）に示すように、鍛造品（３）の端部に拡径部（７）が形成されるとともに鍛造品（３）の端部における拡径部（７）よりも端側の部位に素材の未据え込み加工部（5a）が残存していても良いし、あるいは、図５に示すように、鍛造品（３）の端部に、素材の未据え込み加工部が残存しないように、拡径部（７）が形成されていても良い。
【０１６４】
前者の鍛造品（３）によれば、鍛造品（３）の拡径部（７）等の所定部位を後加工する場合に、未据え込み加工部（5a）をチャック装置（図示せず）でチャックすることができ、そのため、後加工を容易に行うことができるという利点がある。
【０１６５】
一方、後者の鍛造品（３）によれば、鍛造品（３）の端部に素材の未据え込み加工部が残存していないので、この未据え込み加工部について加工を施す必要がなく、もって工程数を減らすことができるという利点がある。
【０１６６】
また、本発明では、図１９に示すように、固定ダイ（10）の素材固定用嵌込み孔（12）の開口縁部に面取り加工が施されていても良い。（13）は、該開口縁部に形成された面取り加工部である。同図では、該開口縁部に全周に亘って面取り加工が施されており、そのため、該開口縁部の断面形状が丸く形成されている。
【０１６７】
また、本発明では、鍛造品（３）は棒状のものに限定されるものではない。
【０１６８】
また、本発明に係る鍛造方法により得られる鍛造品（３）は、上記実施形態に示したものに限定されるものではなく、例えば、自動車用アーム部材、シャフト部材、コンロッドであっても良いし、コンプレッサ用の双頭ピストンであっても良い。
【０１６９】
本発明に係る鍛造方法により得られる鍛造品（３）が自動車用アーム部材（例えば、サスペンションアーム部材及びエンジンマウンド部材）である場合には、本発明に係る鍛造方法は次のように表わされる。
【０１７０】
すなわち、棒状の素材が固定される固定ダイと、素材を座屈阻止状態に挿通保持する挿通路を有するガイドと、ガイドの挿通路に挿通保持された素材を軸方向に押圧するパンチとを備えた据え込み加工装置を用い、固定ダイに拡径予定部が突出した状態に固定された素材の拡径予定部をガイドの挿通路に挿通保持し、次いで、パンチを移動させて該パンチで素材を押圧しながら、ガイドと固定ダイとの間にて露出した素材の露出部の周面の一部だけを拘束し又は素材の露出部の周面全体を拘束しない状態で、素材の露出部の長さが該素材の露出部の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることによって、素材の拡径予定部について据え込み加工を施すことを特徴とする自動車用アーム部材の製造方法、と表される。
【０１７１】
この場合において、素材の拡径予定部は、例えば、他の部材と連結される継手部の形成予定部となる。なお、継手部は、例えば、ブッシュが装着されるブッシュ装着部を有している。また、前記ブッシュ装着部は、例えば筒状のものである。
【０１７２】
本発明に係る鍛造方法により得られる鍛造品（３）が自動車用シャフト部材（例えばプロペラシャフト部材）である場合には、本発明に係る鍛造方法は次のように表わされる。
【０１７３】
すなわち、棒状の素材が固定される固定ダイと、素材を座屈阻止状態に挿通保持する挿通路を有するガイドと、ガイドの挿通路に挿通保持された素材を軸方向に押圧するパンチとを備えた据え込み加工装置を用い、固定ダイに拡径予定部が突出した状態に固定された素材の拡径予定部をガイドの挿通路に挿通保持し、次いで、パンチを移動させて該パンチで素材を押圧しながら、ガイドと固定ダイとの間にて露出した素材の露出部の周面の一部だけを拘束し又は素材の露出部の周面全体を拘束しない状態で、素材の露出部の長さが該素材の露出部の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることによって、素材の拡径予定部について据え込み加工を施すことを特徴とする自動車用シャフト部材の製造方法、と表される。
【０１７４】
この場合において、素材の拡径予定部は、例えば、他の部材と連結される継手部の形成予定部となる。
【０１７５】
本発明に係る鍛造方法により得られる鍛造品（３）が自動車用コンロッドである場合には、本発明に係る鍛造方法は次のように表わされる。
【０１７６】
すなわち、棒状の素材が固定される固定ダイと、素材を座屈阻止状態に挿通保持する挿通路を有するガイドと、ガイドの挿通路に挿通保持された素材を軸方向に押圧するパンチとを備えた据え込み加工装置を用い、固定ダイに拡径予定部が突出した状態に固定された素材の拡径予定部をガイドの挿通路に挿通保持し、次いで、パンチを移動させて該パンチで素材を押圧しながら、ガイドと固定ダイとの間にて露出した素材の露出部の周面の一部だけを拘束し又は素材の露出部の周面全体を拘束しない状態で、素材の露出部の長さが該素材の露出部の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることによって、素材の拡径予定部について据え込み加工を施すことを特徴とする自動車用コンロッドの製造方法、と表される。
【０１７７】
この場合において、素材の拡径予定部は、例えば、他の部材（クランク、ピストン等）と連結される継手部の形成予定部となる。
【０１７８】
本発明に係る鍛造方法により得られる鍛造品（３）がコンプレッサ用双頭ピストンである場合には、本発明に係る鍛造方法は次のように表わされる。
【０１７９】
すなわち、棒状の素材が固定される固定ダイと、素材を座屈阻止状態に挿通保持する挿通路を有するガイドと、ガイドの挿通路に挿通保持された素材を軸方向に押圧するパンチとを備えた据え込み加工装置を用い、固定ダイに拡径予定部が突出した状態に固定された素材の拡径予定部をガイドの挿通路に挿通保持し、次いで、パンチを移動させて該パンチで素材を押圧しながら、ガイドと固定ダイとの間にて露出した素材の露出部の周面の一部だけを拘束し又は素材の露出部の周面全体を拘束しない状態で、素材の露出部の長さが該素材の露出部の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることによって、素材の拡径予定部について据え込み加工を施すことを特徴とするコンプレッサ用双頭ピストンの製造方法、と表される。
【０１８０】
この場合において、素材の拡径予定部は、例えば、双頭ピストンの頭部（即ちピストン本体）の形成予定部となる。
【実施例】
【０１８１】
＜実施例１＞
直径１８ｍｍの断面円形の棒状の素材（５）（材質：アルミニウム合金）を準備した。この素材（５）を３５０℃に加熱した状態で、上記第１実施形態の鍛造方法に従って素材（５）の一端部（拡径予定部（６））について据え込み加工を施した。この据え込み加工により、素材（５）の一端部に紡錘状の拡径部（７）が形成された。この拡径部（７）の平均直径は３０ｍｍ、拡径部（７）の長さＬは６０ｍｍである。この鍛造方法に適用した加工条件は表１に示すとおりであり、ガイド（20）の平均移動速度Ｇは上記関係式（ｉ）を満足している。
【０１８２】
なお、表１において、Ｖ0は、初期クリアランスＸの範囲にてタイムラグｔ0の間に増加する素材（５）の増分体積である。Ｓは、据え込み加工前の素材（５）の断面積である。よって、タイムラグｔ0は、ｔ0＝Ｖ0／（ＳＰ）となる。
【０１８３】
＜比較例１＞
実施例１と同じく直径１８ｍｍの断面円形の棒状の素材（５）（材質：アルミニウム合金）を準備した。そして、実施例１と同じく素材（５）の一端部に形成される紡錘状の拡径部（７）の平均直径が３０ｍｍ及び拡径部（７）の長さＬが６０ｍｍになるように、素材（５）の一端部（拡径予定部（６））について据え込み加工を施した。この場合において、ガイド（20）の平均移動速度Ｇは上記関係式（ｉ）の上限を超えている。他の加工条件は実施例１と同じである。この鍛造方法に適用した加工条件は表１に示すとおりである。
【０１８４】
＜実施例２＞
１０ｍｍ角の断面四角形の棒状の素材（５）（材質：アルミニウム合金）を準備した。この素材（５）を３５０℃に加熱した状態で、且つ素材（５）の一端部（拡径予定部（６））の周面のうち該一端部の厚さ方向両側の側面だけを拘束ダイ部（15）で拘束した状態で、上記第２実施形態の鍛造方法に従って素材（５）の一端部について据え込み加工を施した。この据え込み加工により、素材（５）の一端部に扁平状の拡径部（７）が形成された。この拡径部（７）の厚さは１０ｍｍのままであり、拡径部（７）の平均幅は１８ｍｍ、拡径部（７）の長さＬは６２ｍｍであった。この鍛造方法に適用した加工条件は表１に示すとおりであり、ガイド（20）の平均移動速度Ｇは上記関係式（ｉ）を満足している。
【０１８５】
＜比較例２＞
実施例２と同じく１０ｍｍ角の断面四角形の棒状の素材（５）（材質：アルミニウム合金）を準備した。そして、実施例２と同じく素材（５）の一端部に形成される扁平状の拡径部（７）の平均幅が１８ｍｍ及び拡径部（７）の長さＬが６２ｍｍになるように、素材（５）の一端部（拡径予定部（６））について据え込み加工を施した。この場合において、ガイド（20）の平均移動速度Ｇは上記関係式（ｉ）の上限を超えている。他の加工条件は実施例２と同じある。この鍛造方法に適用した加工条件は表１に示すとおりである。
【０１８６】
＜実施例３＞
１０ｍｍ角の断面四角形の棒状の素材（５）（材質：アルミニウム合金）を準備した。この素材（５）を３５０℃に加熱した状態で、且つ素材（５）の一端部（拡径予定部（６））の周面のうち該一端部の厚さ方向両側の側面だけを拘束ダイ部（15）で拘束した状態で、上記第２実施形態の鍛造方法に従って素材（５）の一端部について据え込み加工を施した。この据え込み加工により、素材（５）の一端部に扁平状の拡径部（７）が形成された。使用した拘束ダイ部（15）は閉塞状の成形凹部（17）を有するものである。この鍛造方法に適用した加工条件は表１に示すとおりであり、ガイド（20）の平均移動速度Ｇは上記関係式（ｉ）を満足している。
【０１８７】
次いで、素材（５）の拡径部（７）を第２パンチ（32）で押圧することにより、拡径部（７）を成形凹部（17）内で塑性変形させて該拡径部（７）の材料を成形凹部（17）に充填した。この鍛造方法により、バリが形成されていない、つまり最終設計形状の鍛造品が得られた。また、この鍛造品にはシワや欠肉等の加工欠陥は見られなかった。
【０１８８】
＜実施例４＞
１０ｍｍ角の断面四角形の棒状の素材（５）（材質：アルミニウム合金）を準備した。この素材（５）を３５０℃に加熱した状態で、且つ素材（５）の一端部（拡径予定部（６））の周面のうち該一端部の厚さ方向両側の側面だけを拘束ダイ部（15）で拘束した状態で、上記第２実施形態の鍛造方法に従って素材（５）の一端部について据え込み加工を施した。この据え込み加工により、素材（５）の一端部に扁平状の拡径部（７）が形成された。使用した拘束ダイ部（15）の成形凹部（17）には連続してバリ形成用凹部（18）が形成されている。この鍛造方法に適用した加工条件は表１に示すとおりであり、ガイド（20）の平均移動速度Ｇは上記関係式（ｉ）を満足している。
【０１８９】
次いで、素材（５）の拡径部（７）を第２パンチ（32）で押圧することにより、拡径部（７）を成形凹部（17）内で塑性変形させて該拡径部（７）の材料を成形凹部（17）とバリ形成用凹部（18）とに充填した。この鍛造方法により、最終設計形状に近い形状の鍛造品として、バリ付きの鍛造品が得られた。
【０１９０】
上記の実施例１〜４並びに比較例１及び２の鍛造方法において、素材（５）の座屈の有無について調べた。その結果を表１に示す。
【０１９１】
【表１】
0004819329.tif 000002
【０１９２】
同表に示すように、ガイドの平均移動速度Ｇが上記関係式（i）を満足している場合（実施例１〜４）には、座屈が発生せず、高品質の鍛造品を得ることができた。
【０１９３】
＜実施例５＞
直径２０ｍｍの断面円形の棒状の素材（５）（材質：アルミニウム合金）を準備した。また、ガイド（20）の先端面の挿通路（22）側の縁部に、半径Ｒ＝５ｍｍの面取り加工を施した。このガイド（20）を用い、素材（５）を３５０℃に加熱した状態で、上記第１実施形態の鍛造方法に従って素材（５）の一端部（拡径予定部（６））について据え込み加工を施したところ、この鍛造方法では、ガイド（20）の移動に要した駆動力は１．０２ＭＰａ（４トン）であった。
【０１９４】
＜実施例６＞
実施例５と同じく直径２０ｍｍの断面円形の棒状の素材（５）を準備した。一方、ガイド（20）の先端面の挿通路（22）側の縁部には面取り加工を施さなかった。このガイド（20）を用い、実施例５と同じ加工条件で素材（５）の一端部（拡径予定部（６））について据え込み加工を施したところ、この鍛造方法では、ガイド（20）の移動に要した駆動力は１．２７４ＭＰａ（５トン）であった。
【０１９５】
上記実施例５の鍛造方法におけるガイド（20）の移動に要する駆動力と上記実施例６の鍛造方法におけるそれとの対比から分かるように、実施例５の鍛造方法では、実施例６の鍛造方法よりも小さな駆動力でガイド（20）を移動させることができた。
【０１９６】
＜実施例７＞
自動車用の真直棒状のアーム部材を製造するため、１０ｍｍ角の断面四角形の棒状の素材（５）（材質：アルミニウム合金）を準備した。この素材（５）を３５０℃に加熱した状態で、且つ素材（５）の一端部（拡径予定部（６））の周面のうち該端部の厚さ方向両側の側面だけを拘束ダイ部（15）で拘束した状態で、更に、素材（５）の他端部（拡径予定部（６））の周面のうち該端部の厚さ方向両側の側面だけを拘束ダイ部（15）で拘束した状態で、上記第２実施形態の鍛造方法に従って素材（５）の一端部と他端部とについて据え込み加工を同時に施した。この据え込み加工により、素材（５）の一端部と他端部とにそれぞれ扁平状の拡径部（７）が形成された。使用した拘束ダイ部（15）は閉塞状の成形凹部（17）を有するものである。この鍛造方法に適用したガイド（20）の平均移動速度Ｇは上記関係式（ｉ）を満足している。
【０１９７】
次いで、素材（５）のそれぞれの拡径部（７）の中央部を第２パンチ（32）で同時に押圧することにより、各拡径部（７）を対応する成形凹部（17）内で塑性変形させて該拡径部（７）の材料を成形凹部（17）に充填した。この第２パンチ（32）の拡径部（７）への押圧により、拡径部（７）の中央部に、ブッシュを装着するブッシュ装着孔が形成されて、該拡径部（７）が円筒状に形成された。この円筒状の拡径部が、ブッシュが装着されるブッシュ装着部を有する継手部となる。すなわち、この鍛造方法により、ブッシュが装着されるブッシュ装着部を有する円筒状の継手部が両端部に一体形成された最終設計形状の真直棒状のアーム用部材が得られた。このアーム用部材にはシワや欠肉等の加工欠陥は見られなかった。
【０１９８】
＜実施例８＞
自動車用のシャフト部材を製造するため、直径２０ｍｍの断面円形の棒状の素材（５）（材質：アルミニウム合金）を準備した。この素材（５）を３５０℃に加熱した状態で、且つ素材（５）の一端部（拡径予定部（６））の周面のうち該端部の厚さ方向両側の側面だけを拘束ダイ部（15）で拘束した状態で、更に、素材（５）の他端部（拡径予定部（６））の周面のうち該端部の厚さ方向両側の側面だけを拘束ダイ部（15）で拘束した状態で、上記第２実施形態の鍛造方法に従って素材（５）の一端部と他端部とについて据え込み加工を同時に施した。この据え込み加工により、素材（５）の一端部と他端部とにそれぞれ扁平状の拡径部（７）が形成された。使用した拘束ダイ部（15）は閉塞状の成形凹部（17）を有するものである。この鍛造方法に適用したガイド（20）の平均移動速度Ｇは上記関係式（ｉ）を満足している。
【０１９９】
次いで、素材（５）のそれぞれの拡径部（７）の一部を第２パンチ（32）で同時に押圧することにより、各拡径部（７）を対応する成形凹部（17）内で塑性変形させて該拡径部（７）の材料を成形凹部（17）に充填した。この鍛造方法により、他の部材と連結される継手部が両端部に一体形成された最終設計形状のシャフト部材が得られた。このシャフト部材にはシワや欠肉等の加工欠陥は見られなかった。
【０２００】
＜実施例９＞
自動車用コンロッドを製造するため、１０ｍｍ角の断面四角形の棒状の素材（５）（材質：アルミニウム合金）を準備した。この素材（５）を３５０℃に加熱した状態で、且つ素材（５）の一端部（拡径予定部（６））の周面のうち該端部の厚さ方向両側の側面だけを拘束ダイ部（15）で拘束した状態で、更に、素材（５）の他端部（拡径予定部（６））の周面のうち該端部の厚さ方向両側の側面だけを拘束ダイ部（15）で拘束した状態で、上記第２実施形態の鍛造方法に従って素材（５）の一端部と他端部とについて据え込み加工を同時に施した。この据え込み加工により、素材（５）の一端部と他端部とにそれぞれ扁平状の拡径部（７）が形成された。使用した拘束ダイ部（15）は閉塞状の成形凹部（17）を有するものである。この鍛造方法に適用したガイド（20）の平均移動速度Ｇは上記関係式（ｉ）を満足している。
【０２０１】
次いで、素材（５）のそれぞれの拡径部（７）の中央部を第２パンチ（32）で同時に押圧することにより、各拡径部（７）を対応する成形凹部（17）内で塑性変形させて該拡径部（７）の材料を成形凹部（17）に充填した。この第２パンチ（32）の拡径部（７）への押圧により、拡径部（７）の中央部に連結用孔が形成されて、該拡径部（７）が円筒状に形成された。この円筒状の拡径部が、他の部材（クランク、ピストン等）と連結される継手部となる。すなわち、この鍛造方法により、他の部材と連結される継手部が両端部に一体形成された最終設計形状のコンロッドが得られた。このコンロッドにはシワや欠肉等の加工欠陥は見られなかった。
【０２０２】
＜実施例１０＞
コンプレッサ用双頭ピストンを製造するため、直径２０ｍｍの断面円形の棒状の素材（５）（材質：アルミニウム合金）を準備した。この素材（５）を３５０℃に加熱した状態で、且つ素材（５）の一端部（拡径予定部（６））の周面のうち該端部の厚さ方向両側の側面だけを拘束ダイ部（15）で拘束した状態で、更に、素材（５）の他端部（拡径予定部（６））の周面のうち該端部の厚さ方向両側の側面だけを拘束ダイ部（15）で拘束した状態で、上記第２実施形態の鍛造方法に従って素材（５）の一端部と他端部とについて据え込み加工を同時に施した。この据え込み加工により、素材（５）の一端部と他端部とにそれぞれ扁平状の拡径部（７）が形成された。使用した拘束ダイ部（15）は閉塞状の成形凹部（17）を有するものである。この鍛造方法に適用したガイド（20）の平均移動速度Ｇは上記関係式（ｉ）を満足している。この鍛造方法により、頭部（即ちピストン本体）が両端部に一体形成された最終設計形状の双頭ピストンが得られた。この双頭ピストンにはシワや欠肉等の加工欠陥は見られなかった。
【産業上の利用可能性】
【０２０３】
本発明に係る鍛造方法及び鍛造装置は、自動車用アーム部材、シャフト部材、コンロッド、コンプレッサ用双頭ピストンなど、部材の一部又は複数部において体積の大きい部材を製造する場合に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０２０４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鍛造装置によって素材の端部について据え込み加工を施す前の状態を示す斜視図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】同鍛造装置によって素材の端部について据え込み加工を施した後の状態を示す斜視図である。
【図４】図３中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る鍛造装置によって製造された鍛造品を示す斜視図である。
【図６】同鍛造装置の分解斜視図である。
【図７】同鍛造装置によって素材の両端部ついて据え込み加工を施す前の状態を示す斜視図である。
【図８（Ａ）】図７中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８（Ｂ）】図７中のＤ−Ｄ線断面図である。
【図８（Ｃ）】図７中のＥ−Ｅ線断面図である。
【図９】図７に示した状態の鍛造装置において、２分割固定ダイのうち上固定ダイを省略して示す斜視図である。
【図１０】同鍛造装置によって素材の両端部について据え込み加工を施す途中の状態を示す斜視図である。
【図１１】同鍛造装置によって素材の両端部について据え込み加工を施す途中の状態を示す斜視図である。
【図１２】同鍛造装置によって素材の両端部について据え込み加工を施した後の状態を示す斜視図である。
【図１３】同鍛造装置によって素材の拡径部を押圧した後の状態を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る鍛造装置の分解斜視図である。
【図１５】同鍛造装置によって素材の拡径部を押圧した後の状態を示す、図１３に対応する斜視図である。
【図１６】上記第１実施形態に係る鍛造装置によって素材の軸方向中間部について据え込み加工を施した後の状態を示す斜視図である。
【図１７】図１６中のＦ−Ｆ断面図である。
【図１８（Ａ）】上記第２実施形態に係る鍛造装置によって素材の両端部について据え込み加工を施す前の状態を示す斜視図である。
【図１８（Ｂ）】上記第２実施形態に係る鍛造装置によって素材の両端部について据え込み加工を施した後の状態を示す斜視図である。
【図１９】上記第１実施形態に係る鍛造装置によって素材の端部について据え込み加工を施す前の状態を示す、図２に対応する断面図である。
【符号の説明】
【０２０５】
１A、1B、1C：鍛造装置
２：据え込み加工装置
３：鍛造品
４：バリ
５：素材
６：拡径予定部
７：拡径部
８：露出部
10：固定ダイ
11：上固定ダイ及び下固定ダイ
15：拘束ダイ部
17：成形凹部
18：バリ形成用凹部
20：ガイド
22：挿通路
23：面取り加工部
30：パンチ
32：第２パンチ
40：ガイド移動装置
50：パンチの移動方向
51：ガイドの移動方向
【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（Ａ）】
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【図８（Ｂ）】
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【図８（Ｃ）】
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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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【図１７】
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【図１８（Ａ）】
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【図１８（Ｂ）】
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【図１９】
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