(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略直線状の被加工材を保持する略直線状の溝を有する第１金型と、
上記溝に相対移動可能に嵌合する第１案内部と、上記溝に交差するように連通する貫通穴を有する本体部とを有する第２金型と
を備え、
上記第１金型と上記第２金型とは、上記溝内に上記第１案内部を嵌合した状態で、上記溝の延在する方向に互いに相対移動可能であり、
上記第１案内部は、上記第１金型の上記第２金型に対する相対移動により上記第１金型の上記溝内に略移動不可に保持された上記被加工材を屈曲させて上記溝から上記貫通穴に案内し、
略直線状の被加工材を保持する略直線状の溝を有する第３金型を備え、
上記第２金型は、上記第３金型の上記溝に相対移動可能に嵌合する第２案内部を有し、
上記第３金型の上記溝は、上記貫通穴の上記第１金型側と反対側の開口に連通していることを特徴とする複合金型。
【請求項２】
請求項１に記載の複合金型において、
上記第１金型の上記溝と、上記第２金型の上記溝側の面と、上記第１案内部とは、上記略直線状の被加工材の幅方向および少なくとも長手方向の一端を閉じる閉鎖空間を形成し、
上記第１案内部の上記閉鎖空間に面する面は、上記貫通穴の側面に連なるか、あるいは、上記側面の近傍に位置していることを特徴とする複合金型。
【請求項３】
請求項１に記載の複合金型において、
上記溝に上記第１案内部が嵌合している状態で、上記溝における上記貫通穴に連通している部分は、上記第２金型の上記溝側の面によって常に覆われた状態になっていることを特徴とする複合金型。
【請求項４】
請求項１に記載の複合金型において、
上記第１案内部は、上記本体部から突出した突出部であり、
上記第１案内部における上記被加工材を屈曲させる側面部分は、上記貫通穴の側面の一部の延長面であることを特徴とする複合金型。
【請求項５】
請求項４に記載の複合金型において、
上記貫通穴は、略直線状に延在し、
上記溝の延在する方向は、上記貫通穴の延在する方向に略垂直に交わっていることを特徴とする複合金型。
【請求項６】
請求項１に記載の複合金型において、
上記第２案内部は、上記本体部から突出した突出部であることを特徴とする複合金型。
【請求項７】
請求項６に記載の複合金型において、
上記第２案内部の側面の一部は、上記貫通穴の側面の一部の延長面であることを特徴とする複合金型。
【請求項８】
請求項１に記載の複合金型において、
上記貫通穴は、断面形状が略一定であると共に、略直線状に延在し、
上記第２金型は、上記貫通穴の垂直二等分面に対して略面対称な形状を有し、
上記第１金型と、上記第３金型とは、略同じ形状であることを特徴とする複合金型。
【請求項９】
請求項８に記載の複合金型において、
上記貫通穴は、略矩形の断面形状を有し、
上記第１案内部における上記被加工材を屈曲させる側面部分、上記貫通穴の側面の一部、および、上記第２案内部の側面の一部は、略同一平面上に位置していることを特徴とする複合金型。
【請求項１０】
請求項９に記載の複合金型において、
上記第１案内部は、略直方体形状であり、
上記第１金型の上記溝におけるその溝の延在する方向に垂直な断面は、略長方形の断面形状を有していることを特徴とする複合金型。
【請求項１１】
請求項１に記載の複合金型において、
上記第１金型は、上記溝が形成されている本体部と、上記本体部に上記溝の延在する方向に連なると共に、上記溝の一端を覆っている先端部とを有し、
上記先端部における上記溝に面する端面で、上記被加工材を上記第１金型の上記溝内に略移動不可に保持するようになっていることを特徴とする複合金型。
【請求項１２】
請求項１１に記載の複合金型において、
上記先端部は、上記第１金型の上記本体部に対して着脱自在であることを特徴とする複合金型。
【請求項１３】
請求項６に記載の複合金型において、
上記貫通穴は、略直線状に延在すると共に、略矩形の断面形状を有し、
上記第１案内部における上記被加工材を屈曲させる側面部分と、上記貫通穴の側面の第１部分とは、略同一平面上に位置し、上記第２案内部の側面の一部と、上記貫通穴の側面における上記第１部分に略垂直な第２部分とは、略同一平面上に位置していることを特徴とする複合金型。
【請求項１４】
請求項６に記載の複合金型において、
上記貫通穴は、略直線状に延在すると共に、略矩形の断面形状を有し、
上記第１案内部における上記被加工材を屈曲させる側面部分と、上記貫通穴の側面の第１部分とは、略同一平面上に位置し、上記第２案内部の側面の一部と、上記貫通穴の側面における上記第１部分に略平行な第２部分とは、略同一平面上に位置することを特徴とする複合金型。
【請求項１５】
請求項１に記載の複合金型において、
上記貫通穴は、略直線状に延在し、
上記第１金型の上記溝の断面形状と、上記貫通穴の断面形状と、上記第３金型の上記溝の断面形状とは、略同一であることを特徴とする複合金型。
【請求項１６】
請求項１５に記載の複合金型において、
上記第１金型の上記溝の延在する方向および上記第３金型の上記溝の延在する方向は、上記貫通穴の延在する方向と略垂直に交わっていることを特徴とする複合金型。
【請求項１７】
請求項２に記載の複合金型において、
上記第２金型の上記溝側の面における上記溝の延在する方向の上記貫通穴側と反対側の先端の角は、面取りが施されていることを特徴とする複合金型。
【請求項１８】
被加工材を保持すると共に、略直線状の溝を有する第１金型と、
上記溝に相対移動可能に嵌合する第１案内部と、上記溝に交差するように連通する貫通穴を有する本体部とを有する第２金型と、
上記第１金型の上記溝内に略移動不可に保持された上記被加工材を上記溝から上記貫通穴に押し込むように、上記第１金型と上記第２金型とを相対移動させる第１相対移動装置と、
上記第１金型の上記溝に上記第１案内部が嵌合している状態を保持する保持装置と
を備え、
被加工材を保持すると共に、上記貫通穴に交差するように連通する略直線状の溝を有する第３金型を備え、
上記第２金型は、上記第３金型の上記溝に相対移動可能に嵌合する第２案内部を有し、
上記第２金型と上記第３金型とを相対移動させる第２相対移動装置を備え、
上記保持装置は、上記第３金型の上記溝に上記第２案内部が嵌合している状態を保持することを特徴とする被加工材の塑性加工装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の被加工材の塑性加工装置において、
上記第２金型は、静止しており、
上記第１相対移動装置は、上記第１金型の上記溝に保持されている上記被加工材が上記第１案内部に押圧されるように、上記第１金型を押圧する押圧装置であることを特徴とする被加工材の塑性加工装置。
【請求項２０】
請求項１８に記載の被加工材の塑性加工装置において、
上記第２金型は、静止しており、
上記第１相対移動装置は、上記第１金型における上記貫通穴に連通している溝部分が小さくなるように上記第１金型を押圧すると共に、上記第２相対移動装置は、上記第３金型における上記貫通穴に連通している溝部分が小さくなるように上記第３金型を押圧するようになっており、
上記第１相対移動装置が上記第１金型を押圧する押圧力を、上記第２相対移動装置が上記第３金型を押圧する押圧力よりも大きくすることにより、上記第１金型の上記溝に保持されている上記被加工材を、上記貫通穴を介して上記第３金型の上記溝に移動させる一方、上記第１相対移動装置が上記第１金型を押圧する押圧力を、上記第２相対移動装置が上記第３金型を押圧する押圧力よりも小さくすることにより、上記第３金型の上記溝に保持されている上記被加工材を、上記貫通穴を介して上記第１金型の上記溝に移動させることを特徴とする被加工材の塑性加工装置。
【請求項２１】
被加工材を保持する略直線状の溝を有する第１金型の上記溝の一部に、上記被加工材を保持する被加工材保持工程と、
上記溝に相対移動可能に嵌合する第１案内部と、上記溝に上記第１案内部を嵌合した状態で上記溝に交差するように連通する貫通穴を有する本体部とを有する第２金型における上記第１案内部を、上記溝における上記被加工材が配置されていない箇所に嵌合させる第１嵌合工程と、
上記第１案内部が上記溝に嵌合している状態で、上記第１金型を上記第２金型に対して相対移動させて、上記第１金型の上記溝内に略移動不可に保持された上記被加工材を上記第１案内部で屈曲させて上記溝から上記貫通穴に押し込む被加工材押し込み工程と
を備え、
上記第２金型は、第２案内部を有し、
上記第２案内部が嵌合するようになっていると共に、上記第２嵌合部が嵌合している状態で上記貫通穴と連通するようになっている略直線状の溝を有する第３金型の上記溝に、上記第２金型の第２案内部を嵌合させる第２嵌合工程と、
上記第１案内部が上記第１金型の上記溝に嵌合していると共に、上記第２案内部が上記第３金型の上記溝に嵌合している状態を保持する保持工程と
を備え、
上記被加工材押し込み工程において、上記被加工材の少なくとも一部を、上記貫通穴を介して上記第３金型の上記溝に押し込むことを特徴とする被加工材の塑性加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、いわゆるＥＣＡＰ（Equal Channel Angular Pressing）法等を行うための複合金型、被加工材の塑性加工装置、および、被加工材の塑性加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料に強烈に大きい圧縮力を加えて材料が屈曲するように材料を塑性変形させると（いわゆるＥＣＡＰ法を行うと）、材料の結晶粒径が微細化して、強度が飛躍的に向上する。例えば、材料が純チタンである場合、結晶粒径を１０００分の１程度にまで細分化できて、強度が飛躍的に向上する。特に、このＥＣＡＰ法は、合金化しなくても強度が向上するので、価値があるものである。例えば、インプラント技術で使用される人工歯の材料として、上記塑性変形させた純チタン等の純金属を用いると、人体に害を及ぼすことが殆どなくて好ましい。
【０００３】
従来、ＥＣＡＰ法を実施する塑性加工方法としては、特開２００３−１３２１号公報（特許文献１）に記載されている方法がある。この方法は、略Ｕ字形状の通路が形成された金型を使用して、被加工材を塑性加工するようにしている。詳しくは、この方法は、上記通路の断面形状に略等しい断面形状を有する棒状の被加工材の先頭を、上記通路の一方の開口から上記通路に挿入した後、上記棒状の被加工材の挿入側と反対側の端面を、プランジャ等で数百トン程度の強烈に高い圧力で押圧することによって、上記棒状の被加工材を、上記Ｕ字形状の通路の屈曲部を通過させるようになっている。そして、被加工材がその屈曲部を通過する時に、被加工材の延在する方向を強制的に変更して、被加工材の上記屈曲部の通過時に被加工材に強烈な剪断力およびこれに伴う強烈な歪みを発生させるようになっている。このようにして、被加工材に強烈な塑性変形を与えることにより、被加工材の結晶粒径を急激に微細化して、被加工材の材料特性を向上している。
【０００４】
しかしながら、上記従来の方法では、Ｕ字状通路の断面形状に略等しい断面形状を有する棒状の被加工材の端面に加圧力をかけて、上記被加工材を、上記Ｕ字状通路中を移動させるようになっているので、押圧力によって被加工材がポアソン比に応じて横に張って、すなわち、被加工材がその被加工材の延在する方向に垂直な方向に拡がって、被加工材と通路の壁面との動摩擦力がこの上なく大きなものになる。このことに起因して、金型がすぐに摩耗したり、又は破損したりし、金型の寿命が非常に短いという問題がある。
【０００５】
また、上述のように、被加工材と、通路の壁面との動摩擦力がこの上なく大きなものであるので、被加工材を、Ｕ字状通路内を移動させるのに必要な力が非常に大きなものになって、被加工材を塑性変形させるときの装置やこれを駆動するエネルギーコストが非常に大きいという問題がある。
【０００６】
また、ＥＣＡＰ法を実施する他の塑性加工方法としては、特開２００４−１６７５０７号公報（特許文献２）に記載されている方法がある。この方法は、Ｌ字状に屈曲した材料通路が形成された金型を使用する。この金型は、Ｌ字状通路を形成するために、二つの部分を接合して一体化した１つの金型である。この方法は、上記Ｌ字状の材料通路の一方の開口から被加工材を挿入した後、被加工材の挿入側と反対側の端面を加圧装置で加圧して、被加工材を材料通路の他方の開口から押し出して、材料通路の屈曲部で被加工材の結晶粒径を微細化して被加工材の材料特性を向上させるようになっている。
【０００７】
しかしながら、この方法においても、一端から加圧するため、被加工材が横方向に張り出して、被加工材と、材料通路との動摩擦力がこの上なく大きなものになって、金型の寿命が短く、かつ、被加工材を塑性変形させるための押圧力が大きくてコストが非常に大きいという問題がある。
【特許文献１】特開２００３−１３２１号公報（第２図）
【特許文献２】特開２００４−１６７５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の課題は、被加工材の結晶粒径を微細化できると共に、従来と比較して寿命が格段に長い複合金型を提供することにある。また、本発明は、従来と比較して金型の寿命が格段に長くて、被加工材の結晶粒径を微細化するときのコストが格段に小さい被加工材の塑性加工装置および被加工材の塑性加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明の複合金型は、
略直線状の被加工材を保持する略直線状の溝を有する第１金型と、
上記溝に相対移動可能に嵌合する第１案内部と、上記溝に交差するように連通する貫通穴を有する本体部とを有する第２金型と
を備え、
上記第１金型と上記第２金型とは、上記溝内に上記第１案内部を嵌合した状態で、上記溝の延在する方向に互いに相対移動可能であり、
上記第１案内部は、上記第１金型の上記第２金型に対する相対移動により上記第１金型の上記溝内に略移動不可に保持された上記被加工材を屈曲させて上記溝から上記貫通穴に案内し、
略直線状の被加工材を保持する略直線状の溝を有する第３金型を備え、
上記第２金型は、上記第３金型の上記溝に相対移動可能に嵌合する第２案内部を有し、
上記第３金型の上記溝は、上記貫通穴の上記第１金型側と反対側の開口に連通していることを特徴としている。
【００１０】
上記第１金型の上記略直線状の溝を、溝の略直線状の部分として定義する。したがって、上記略直線状の溝には、略直線状の溝部分のみからなる溝の溝全体が含まれるのは当然のこと、例えば、略L字形状の溝における略直線状の部分等も含まれるものとする。また、上記溝の延在する方向を、溝の略直線状の部分の延在する方向として定義する。
【００１１】
本発明によれば、上記第１案内部が、上記第１金型の上記第２金型に対する相対移動により上記第１金型の上記溝内に略移動不可に保持された上記被加工材を屈曲させて上記溝から上記貫通穴に案内するので、上記第１案内部周辺での屈曲により上記被加工材に強烈に大きな剪断力を与えることができて、被加工材の結晶粒径を微細化することができる。したがって、被加工材の加工後の材料特性（材料の強度や耐性等）を、飛躍的に向上させることができる。
【００１２】
また、本発明によれば、上記被加工材が第１金型に対して殆ど相対移動することがないので、上記第１金型が上記被加工材との相対移動に伴う摩擦接触に起因して損傷することを略完全に防止できる。
【００１３】
また、本発明によれば、上記第１金型の上記溝内に略移動不可に保持された上記被加工材を、上記第１金型の上記第２金型に対する相対移動により上記第１案内部で屈曲させて上記溝から上記貫通穴に案内するようになっているので、従来と比較して上記被加工材が相対移動する部分を、上記溝の寸法分だけ低減することができて略上記貫通穴部分だけに制限でき、かつ、大きな力が作用する部分を、略第２金型の上記第１案内部近傍および貫通穴周辺に制限できる。したがって、この発明の複合金型の破損の発生を、通路全体が被加工材と相対移動する従来品の金型と比較して格段に抑制できて、複合金型の寿命を従来の金型の寿命と比較して格段に長くすることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、上記第１金型と第２金型の相対移動力の大部分を被加工材の粒子径を小さくする力の一部として利用できる。すなわち、本発明によれば、溝の壁面と上記被加工材の側面との摩擦力が諸悪の元凶となる従来の金型と異なり、溝の壁面と上記被加工材の側面との摩擦力を大幅に低減できる。したがって、被加工材の金型壁面への押付力に起因する被加工材と金型壁面の摩擦力に打ち勝つ加圧力が必要になる従来の金型と比較して、被加工材に加える加圧力を格段に小さくすることができて、被加工材を塑性変形させるコストを格段に小さくすることができる。
【００１５】
また、一実施形態の複合金型は、上記第１金型の上記溝と、上記第２金型の上記溝側の面と、上記第１案内部とが、上記略直線状の被加工材の幅方向および少なくとも長手方向の一端を閉じる閉鎖空間を形成し、上記第１案内部の上記閉鎖空間に面する面が、上記貫通穴の側面に連なるか、あるいは、上記側面の近傍に位置している。
【００１６】
上記実施形態によれば、上記第１案内部で屈曲させた上記被加工材を上記貫通穴の方に確実に導くことができる。
【００１７】
また、一実施形態の複合金型は、上記溝に上記第１案内部が嵌合している状態で、上記溝における上記貫通穴に連通している部分が、上記第２金型の上記溝側の面によって常に覆われた状態になっている。
【００１８】
上記実施形態によれば、上記溝に上記第１案内部が嵌合している状態で、上記被加工材を保持している溝部分を上記第２金型の上記溝側の面で隙間無く塞ぐことができる。したがって、上記被加工材が上記溝から抜け出ることを確実に防止できる。
【００１９】
また、一実施形態の複合金型は、上記第１案内部が、上記本体部から突出した突出部であり、上記第１案内部における上記被加工材を屈曲させる側面部分は、上記貫通穴の側面の一部の延長面である。
【００２０】
上記実施形態によれば、上記第１案内部における上記被加工材を屈曲させる側面部分が、上記貫通穴の側面の一部の延長面であるので、上記第１案内部で屈曲された上記被加工材を円滑に上記貫通穴内に押し込むことができる。
【００２１】
また、一実施形態の複合金型は、上記貫通穴が、略直線状に延在し、上記溝の延在する方向が、上記貫通穴の延在する方向に略垂直に交わっている。
【００２２】
上記実施形態によれば、上記溝の延在する方向が、上記貫通穴の延在する方向に略垂直に交わっているので、被加工材に略９０度角の塑性変形を与えることができて、被加工材に最も効果的な塑性変形をかけることができる。したがって、被加工材の粒子径を最も効率良く小さくすることができる。そして、例えば、被加工材が純チタンである場合、塑性変形によって、強度を略２倍、耐性を略１００倍に向上させることができる。
【００２３】
【００２４】
上記第３金型の上記略直線状の溝を、溝の略直線状の部分として定義する。したがって、上記第３金型の上記略直線状の溝には、略直線状の溝部分のみからなる溝の溝全体が含まれるのは当然のこと、例えば、略L字形状の溝における略直線状の部分等も含まれるものとする。また、上記第３金型の溝の延在する方向を、上記第３金型の溝の略直線状の部分の延在する方向として定義する。
【００２５】
本発明によれば、上記第１金型の溝に保持されていた被加工材を、上記貫通穴を介して上記第３金型の溝に押し込むことができる。また、上記第３金型の溝に押し込まれた被加工材を、再度、上記貫通穴を介して上記第１金型内に押し込むことができて、被加工材を第１金型と第３金型との間を所定回数往復させることにより、被加工材の加工後の材料特性を、所望の材料特性に簡単安価にすることができる。
【００２６】
また、一実施形態の複合金型は、上記第２案内部が、上記本体部から突出した突出部である。
【００２７】
また、一実施形態の複合金型は、上記第２案内部の側面の一部が、上記貫通穴の側面の一部の延長面である。
【００２８】
上記実施形態によれば、上記第２案内部の側面の一部が、上記貫通穴の側面の一部の延長面であるので、貫通穴を通過した被加工材を上記第２案内部の上記側面を沿わせるようにして、上記第３金型の上記溝に円滑に押し込むことができる。
【００２９】
また、一実施形態の複合金型は、上記貫通穴が、断面形状が略一定であると共に、略直線状に延在し、上記第２金型が、上記貫通穴の垂直二等分面に対して略面対称な形状を有し、上記第１金型と、上記第３金型とが、略同じ形状である。
【００３０】
上記実施形態によれば、上記貫通穴が略直線状に延在しているので、被加工材を、上記貫通穴内を円滑に通過させることができる。また、上記第１金型と上記第３金型が、略同じ形状であるので、第１金型および第３金型を量産することができて、複合金型の製造コストを低減することができる。
【００３１】
また、一実施形態の複合金型は、上記貫通穴が、略矩形の断面形状を有し、上記第１案内部における上記被加工材を屈曲させる側面部分、上記貫通穴の側面の一部、および、上記第２案内部の側面の一部が、略同一平面上に位置している。
【００３２】
上記実施形態によれば、上記第１金型の溝が保持している被加工材を、上記貫通穴を介して上記第３金型の溝内に容易に押し込むことができ、逆に、上記第３金型の溝が保持している被加工材を、上記貫通穴を介して上記第１金型の溝内に容易に押し込むことができる。
【００３３】
また、一実施形態の複合金型は、上記第１案内部が、略直方体形状であり、上記第１金型の上記溝におけるその溝の延在する方向に垂直な断面が、略長方形の断面形状を有している。
【００３４】
上記実施形態によれば、上記第１案内部が、単純な略直方体形状であり、上記第１金型の上記溝におけるその溝の延在する方向に垂直な断面が、単純な略長方形の断面形状を有しているので、第１案内部および上記第１金型の上記溝を簡単安価に製造できる。
【００３５】
また、一実施形態の複合金型は、上記第１金型が、上記溝が形成されている本体部と、上記本体部に上記溝の延在する方向に連なると共に、上記溝の一端を覆っている先端部とを有し、上記先端部における上記溝に面する端面で、上記被加工材を上記第１金型の上記溝内に略移動不可に保持するようになっている。
【００３６】
上記実施形態によれば、上記端面で上記被加工材を押圧することができて、このことによって、容易に上記被加工材を上記第１金型の上記溝内に略移動不可に保持することができる。
【００３７】
また、一実施形態の複合金型は、上記先端部が、上記第１金型の上記本体部に対して着脱自在である。
【００３８】
上記実施形態によれば、上記先端部が、上記第１金型の上記本体部に対して着脱自在であるので、上記先端部を取り外すことにより、塑性加工が施された完成品の加工材を複合金型から容易に取り出すことができる。
【００３９】
また、一実施形態の複合金型は、上記貫通穴が、略直線状に延在すると共に、略矩形の断面形状を有し、上記第１案内部における上記被加工材を屈曲させる側面部分と、上記貫通穴の側面の第１部分とが、略同一平面上に位置し、上記第２案内部の側面の一部と、上記貫通穴の側面における上記第１部分に略垂直な第２部分とが、略同一平面上に位置している。
【００４０】
上記実施形態によれば、上記第１金型の溝が保持している被加工材を、上記貫通穴を介して容易に上記第３金型の溝内に押し込むことができ、逆に、上記第３金型の溝が保持している被加工材を、上記貫通穴を介して容易に上記第１金型の溝内に押し込むことができる。
【００４１】
また、一実施形態の複合金型は、上記貫通穴が、略直線状に延在すると共に、略矩形の断面形状を有し、上記第１案内部における上記被加工材を屈曲させる側面部分と、上記貫通穴の側面の第１部分とは、略同一平面上に位置し、上記第２案内部の側面の一部と、上記貫通穴の側面における上記第１部分に略平行な第２部分とは、略同一平面上に位置している。
【００４２】
上記実施形態によれば、上記第１金型の溝が保持している被加工材を、上記貫通穴を介して容易に上記第３金型の溝内に押し込むことができ、逆に、上記第３金型の溝が保持している被加工材を、上記貫通穴を介して容易に上記第１金型の溝内に押し込むことができる。
【００４３】
また、一実施形態の複合金型は、上記貫通穴が、略直線状に延在し、上記第１金型の上記溝の断面形状と、上記貫通穴の断面形状と、上記第３金型の上記溝の断面形状とが、略同一である。
【００４４】
上記実施形態によれば、上記貫通穴が、略直線状に延在し、上記第１金型の上記溝の断面形状と、上記貫通穴の断面形状と、上記第３金型の上記溝の断面形状とが、略同一であるので、上記貫通穴と上記被加工材との摩擦力を低減できて、複合金型の寿命を更に長くすることができる。
【００４５】
また、一実施形態の複合金型は、上記第１金型の上記溝の延在する方向および上記第３金型の上記溝の延在する方向は、上記貫通穴の延在する方向と略垂直に交わっている。
【００４６】
上記実施形態によれば、上記第１金型の上記溝の延在する方向および上記第３金型の上記溝の延在する方向は、上記貫通穴の延在する方向と略垂直に交わっているので、被加工材に９０度角の塑性変形を与えることができて、被加工材に最も効果的な塑性変形をかけることができる。したがって、被加工材の粒子径を最も効率良く小さくすることができる。例えば、被加工材が純チタンである場合、塑性変形によって、強度を略２倍、耐性を略１００倍にまで格段に向上させることができる。
【００４７】
また、一実施形態の複合金型は、上記第２金型の上記溝側の面における上記溝の延在する方向の上記貫通穴側と反対側の先端の角は、面取りが施されている。
【００４８】
上記実施形態によれば、塑性加工の開始時において上記第２金型の上記溝側の面で覆われていない被加工材の部分を、塑性加工の開始後に第１金型の溝と上記第２金型の上記溝側の面で覆われている空間に円滑に押し込むことができる。
【００４９】
また、本発明の被加工材の塑性加工装置は、
被加工材を保持すると共に、略直線状の溝を有する第１金型と、
上記溝に相対移動可能に嵌合する第１案内部と、上記溝に交差するように連通する貫通穴を有する本体部とを有する第２金型と、
上記第１金型の上記溝内に略移動不可に保持された上記被加工材を上記溝から上記貫通穴に押し込むように、上記第１金型と上記第２金型とを相対移動させる第１相対移動装置と、
上記第１金型の上記溝に上記第１案内部が嵌合している状態を保持する保持装置と
を備え、
被加工材を保持すると共に、上記貫通穴に交差するように連通する略直線状の溝を有する第３金型を備え、
上記第２金型は、上記第３金型の上記溝に相対移動可能に嵌合する第２案内部を有し、
上記第２金型と上記第３金型とを相対移動させる第２相対移動装置を備え、
上記保持装置は、上記第３金型の上記溝に上記第２案内部が嵌合している状態を保持することを特徴としている。
【００５０】
本発明によれば、第１相対移動装置により、上記第１金型を上記第２金型に対して相対移動させることができ、上記第１案内部で上記第１金型の上記溝内に略移動不可に保持された上記被加工材を屈曲させて上記溝から上記貫通穴に押し込むことができる。したがって、上記第１案内部周辺での上記屈曲の際に上記被加工材に強烈に大きな剪断力を与えることができるので、被加工材の結晶粒径を微細化することができる。したがって、被加工材の加工後の材料特性（材料の強度や耐性等）を、飛躍的に向上させることができる。
【００５１】
また、本発明によれば、上記被加工材が第１金型に対して殆ど相対移動することがないので、上記第１金型に上記被加工材に対する相対移動に起因する損傷が発生することを略完全に防止できる。
【００５２】
また、本発明によれば、従来と比して上記被加工材が相対移動する部分を略上記溝の寸法分だけ低減することができて略上記貫通穴部分だけに制限でき、かつ、大きな力が作用する部分を、略第２金型の第１案内部近傍および貫通穴周辺に制限できるので、第１および第２金型の破損の発生を、通路全体が被加工材と相対移動する従来の金型と比較して格段に抑制できて、第１および第２金型の寿命を従来の金型の寿命と比較して格段に長くすることができる。
【００５３】
【００５４】
また、本発明によれば、上記保持装置が、上記第３金型の上記溝に上記第２案内部が嵌合している状態を保持するので、被加工材の塑性加工装置の運転中に、第１金型の溝から第１案内部が抜け出ることを確実に防止できることに加えて、第３金型の溝から第２案内部が抜け出ることを確実に防止することができる。
【００５５】
また、本発明によれば、上記第２金型と上記第３金型とを相対移動させる第２相対移動装置を備えるので、第１金型の溝から第３金型の溝に貫通穴を介して押し込まれた被加工材を、再度、貫通穴を介して第１金型の溝に押し込むことができる。
【００５６】
また、一実施形態の被加工材の塑性加工装置は、上記第２金型が、静止しており、上記第１相対移動装置は、上記第１金型の上記溝に保持されている上記被加工材が上記第１案内部に押圧されるように、上記第１金型を押圧する押圧装置である。
【００５７】
また、一実施形態の被加工材の塑性加工装置は、上記第２金型が、静止しており、上記第１相対移動装置は、上記第１金型における上記貫通穴に連通している溝部分が小さくなるように上記第１金型を押圧すると共に、上記第２相対移動装置は、上記第３金型における上記貫通穴に連通している溝部分が小さくなるように上記第３金型を押圧するようになっており、上記第１相対移動装置が上記第１金型を押圧する押圧力を、上記第２相対移動装置が上記第３金型を押圧する押圧力よりも大きくすることにより、上記第１金型の上記溝に保持されている上記被加工材を、上記貫通穴を介して上記第３金型の上記溝に移動させる一方、上記第１相対移動装置が上記第１金型を押圧する押圧力を、上記第２相対移動装置が上記第３金型を押圧する押圧力よりも小さくすることにより、上記第３金型の上記溝に保持されている上記被加工材を、上記貫通穴を介して上記第１金型の上記溝に移動させるようになっている。
【００５８】
上記実施形態によれば、被加工材を略均一に塑性変形させることができて、被加工材の粒子径のばらつきを抑制することができる。
【００５９】
また、本発明の被加工材の塑性加工方法は、
被加工材を保持すると共に、略直線状の溝を有する第１金型と、
上記溝に相対移動可能に嵌合する第１案内部と、上記溝に交差するように連通する貫通穴を有する本体部とを有する第２金型と、
上記第１金型の上記溝内に略移動不可に保持された上記被加工材を上記溝から上記貫通穴に押し込むように、上記第１金型と上記第２金型とを相対移動させる第１相対移動装置と、
上記第１金型の上記溝に上記第１案内部が嵌合している状態を保持する保持装置と
を備え、
被加工材を保持すると共に、上記貫通穴に交差するように連通する略直線状の溝を有する第３金型を備え、
上記第２金型は、上記第３金型の上記溝に相対移動可能に嵌合する第２案内部を有し、
上記第２金型と上記第３金型とを相対移動させる第２相対移動装置を備え、
上記保持装置は、上記第３金型の上記溝に上記第２案内部が嵌合している状態を保持することを特徴としている。
【００６０】
本発明によれば、上記第１金型を上記第２金型に対して相対移動させて、上記第１金型の上記溝内に略移動不可に保持された上記被加工材を上記第１案内部で屈曲させて上記溝から上記貫通穴に押し込むようになっているので、上記被加工材が第１金型に対して殆ど相対移動することがなくて、上記第１金型に上記被加工材に対する相対移動に起因する損傷が発生することを略完全に防止できる。
【００６１】
また、本発明によれば、大きな力が作用する部分を、略第２金型の上記第１案内部近傍および貫通穴周辺に制限できるので、上記被加工材が相対移動する部分を略上記溝の寸法分だけ低減することができて、略上記貫通穴部分だけに制限できる。したがって、この発明の装置の第１および第２金型の破損の発生を、通路全体が被加工材と相対移動する従来の金型と比較して格段に抑制できて、第１および第２金型の寿命を従来の金型の寿命と比較して格段に長くすることができる。
【００６２】
【００６３】
また、本発明によれば、上記第１案内部が上記第１金型の上記溝に嵌合していると共に、上記第２案内部が上記第３金型の上記溝に嵌合している状態を確実に保持することができる。また、第１金型の溝に保持されている被加工材を、第３金型の溝の押し込むことができ、被加工材を第３金型の溝の押し込むまで、被加工材を２回屈曲させることができる。
【発明の効果】
【００６４】
本発明の複合金型によれば、第１案内部周辺における屈曲の際に被加工材に非常に大きな剪断力を与えることができて、被加工材の結晶粒径を微細化することができる。したがって、被加工材の加工後の材料特性（材料の強度や耐性等）を、飛躍的に向上させることができる。
【００６５】
また、本発明の複合金型によれば、上記被加工材が第１金型に対して殆ど相対移動することがないので、上記第１金型に上記被加工材との相対移動に起因する損傷が発生することを略完全に防止できる。
【００６６】
また、本発明の複合金型によれば、上記第１金型の溝内に略移動不可に保持された上記被加工材を、上記第１金型の上記第２金型に対する相対移動により上記第１案内部で屈曲させて上記溝から上記貫通穴に押し込むようになっているので、上記被加工材が相対移動する部分を、上記溝の寸法分だけ低減することができて略上記貫通穴部分だけに制限でき、かつ、大きな力が作用する部分を、略第２金型の上記第１案内部近傍および貫通穴周辺に制限できる。したがって、この発明の複合金型の破損の発生を、通路全体が被加工材と相対移動する従来の金型と比較して格段に抑制できて、複合金型の寿命を従来の金型の寿命と比較して格段に長くすることができる。
【００６７】
また、本発明の複合金型によれば、上記第１金型と第２金属の相対移動力の大部分を被加工材の粒子径を小さくする力の一部として利用できる。すなわち、本発明によれば、溝の壁面と上記被加工材の側面との摩擦力が諸悪の元凶となる従来の金型と異なり、溝の壁面と上記被加工材の側面との摩擦力を大幅に低減できる。したがって、被加工材の金型壁面への押付力に起因する被加工材と金型壁面の摩擦力に打ち勝つ加圧力が必要になる従来の金型と比較して、被加工材に加える加圧力を格段に小さくすることができる。そして、上記被加工材の粒子径を小さくする力を、数百トンから数トン、あるいは、それ以下の力にまで格段に低減できる。したがって、貫通穴における摺動抵抗が小さくて金型の寿命を長くすることができると共に、被加工材を塑性変形させるコストを格段に小さくすることができる。
【００６８】
また、本発明の被加工材の塑性加工装置によれば、第１相対移動装置により、第１金型を第２金型に対して相対移動させることができ、第１案内部で上記第１金型の溝内に略移動不可に保持された上記被加工材を屈曲させて上記溝から上記貫通穴に押し込むことができる。したがって、上記第１案内部屈曲部周辺で上記被加工材に非常に大きな剪断力を与えることができるので、被加工材の結晶粒径を微細化することができて、被加工材の加工後の材料特性（材料の強度や耐性等）を、飛躍的に向上させることができる。
【００６９】
また、本発明の被加工材の塑性加工装置によれば、上記被加工材が第１金型に対して殆ど相対移動することがないので、上記第１金型に上記被加工材に対する相対移動に起因する損傷が発生することを略完全に防止できる。
【００７０】
また、本発明の被加工材の塑性加工装置によれば、上記被加工材が相対移動する部分を略上記溝の寸法分だけ低減することができて略上記貫通穴部分だけに制限でき、かつ、大きな力が作用する部分を、略第２金型の第１案内部近傍および貫通穴周辺に制限できるので、第１および第２金型の破損の発生を、通路全体が被加工材と相対移動する従来の金型と比較して格段に抑制できて、第１および第２金型の寿命を従来の金型の寿命と比較して格段に長くすることができる。
【００７１】
また、本発明の被加工材の塑性加工方法によれば、第１金型を第２金型に対して相対移動させて、上記第１金型の溝内に略移動不可に保持された被加工材を第１案内部で屈曲させて上記溝から貫通穴に押し込むようになっているので、上記被加工材が第１金型に対して殆ど相対移動することがなくて、上記第１金型に上記被加工材との相対移動に起因する損傷が発生することを略完全に防止できる。
【００７２】
また、本発明の被加工材の塑性加工方法によれば、大きな力が作用する部分を、略第２金型の第１案内部近傍および貫通穴周辺に制限できるので、上記被加工材が相対移動する部分を上記溝の寸法分だけ低減することができて略上記貫通穴部分だけに制限できる。したがって、第１および第２金型の破損の発生を、通路全体が被加工材と相対移動する従来の金型と比較して格段に抑制できて、第１および第２金型の寿命を従来の金型の寿命と比較して格段に長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７３】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００７４】
図１Ａは、本発明の第１実施形態の被加工材の塑性加工装置（以下、塑性加工装置という）の断面図である。尚、図１Ａにおいて、参照番号２０は、被加工材の一例としての純チタンからなるチタン材を示しており、参照番号２１は、チタン材２０を容易に取り出すためのダミー材を示している。
【００７５】
図１Ａに示すように、この塑性加工装置は、本発明の第１実施形態の複合金型１と、保持装置２と、第１相対移動装置の一例としての予圧プレス３と、第２相対移動装置の一例としての予圧プレス５とを備える。上記複合金型１は、第１金型７と、第２金型８と、第３金型９とを有する。上記第１金型７、第２金型８および第３金型９は、金型金属からなっている。
【００７６】
上記第１金型７は、本体部１１と、先端部１２とを有する。上記本体部１１は、略直方体形状を有している。上記本体部１１の側面の一つにおける幅方向の略中心には、長手方向の一端から他端にかけて略長手方向に伸びる略直線状の溝１３が形成されている。上記溝１３には、略直線状のチタン材２０が収容されるようになっている。換言すると、溝１３は、チタン材２０を保持するようになっている。上記先端部１２は、本体部１１に溝１３の延在する方向に連なると共に、溝１３の一端を覆っている。
【００７７】
上記先端部１２は、本体部１１に対して着脱自在であり、塑性加工装置の運転中には、本体部１１に取り付けられている一方、所望の塑性加工が施された完成品の加工材の取り出し時には、本体部１１から取り外されるようになっている。上記先端部１２は、先端部１２における溝１３に面する端面８８で、チタン材２０を溝１３内に略移動不可に保持するようになっている。
【００７８】
図１Ｂは、先端部１２を本体部１１に接続している状態における接続部の周辺を示す斜視図である。図１Ｂに示すように、溝１３におけるその溝１３の延在する方向に垂直な断面は、略長方形の断面形状を有している。上記先端部１２を本体部１１に接続した状態において、本体部１１における溝１３が形成された端面３１と、先端部１２の一つの端面３２とは、略同一平面上に位置している。本体部１１と先端部１２との接続は、例えば、本体部の上記延在する方向の端面に、この端面から上記延在する方向に突出する突出部を３箇所形成すると共に、先端部１２の端面８８の３箇所に上記突出部に対応する形状の凹部を形成し、３つの上記突出部を３つの上記凹部に嵌合させることにより行うようになっている。
【００７９】
再び、図１Ａを参照すると、上記第３金型９は、本体部と先端部が一体である点と、ダミー部材２１取り出し用の貫通穴１８を有する点のみが、第１金型７と異なり、形状等の他の全ての点は、第１金型７と同一である。図１Ａにおいて、参照番号２３は、第３金型９の溝を示している。第３金型９の溝２３は、貫通穴１８と連通している。
【００８０】
図１Ａに示すように、上記第２金型８は、略直方体形状の本体部１４と、第１案内部１５と、第２案内部１６とを有する。上記第１案内部１５は、本体部１４の第１側面から突出している突出部であり、第２案内部１６は、本体部１４における上記第１側面に略平行な第２側面から突出している突出部である。
【００８１】
上記本体部１４には、貫通穴２４が形成されている。この貫通穴２４は、本体部１４の一つの側面の幅方向に略直線状に延在している。上記貫通穴２４は、略矩形の断面形状を有している。この断面形状は、溝１３,２３におけるその溝１３,２３の延在する方向に垂直な方向の断面の断面形状と略一致している。
【００８２】
上記第１案内部１５は、第１金型７の溝１３に相対移動可能に嵌合するようになっている一方、第２案内部１６は、第３金型９の溝２３に相対移動可能に嵌合するようになっている。上記第１案内部１５が溝１３に嵌合すると共に、第２案内部１６が溝２３に嵌合している嵌合状態で、貫通穴２４の一端が、溝１３に連通するようになっていると共に、貫通穴２４の他端が、溝２３に連通するようになっている。上記嵌合状態において、溝１３の延在する方向は、貫通穴２４の延在する方向と略垂直に交わり、貫通穴２４の延在する方向は、溝２３の延在する方向と略垂直に交わっている。
【００８３】
また、上記嵌合状態において、第１金型７の溝１３と、第２金型８の上記溝１３側の面と、第１案内部１５とは、チタン材２０の幅方向および少なくとも長手方向の一端を閉じる閉鎖空間を形成している。また、上記嵌合状態において、溝１３におけるチタン材２０が収容されている部分は、第２金型８の本体部１４によって完全に塞がれている。すなわち、上記嵌合状態において、貫通穴２４の開口の一部に連なる本体部１４の外面は、第１金型７の溝１３が形成された面と密接する表面部分２６を有している。そして、溝１３の延在する方向の長さは、表面部分２６の溝１３を覆っている部分における溝１３の延在する方向の長さに貫通穴２４の上記延在する方向の長さと第１案内部１５の上記延在する方向の長さとを加えた長さ以下になっている。
【００８４】
図１Ｃは、第２金型８の貫通穴２４付近の部分を示す斜視図である。上記第１案内部１５および第２案内部１６は、略直方体形状を有している。上記第１案内部１５は、本体部１４の一側面４１からこの側面４１の法線方向に延在しており、第２案内部１６は、本体部１４の側面４１に略平行な側面４２からこの側面４２の法線方向に延在している。上記本体部１４は、貫通穴２４を垂直二等分する垂直二等分面に対して略面対称の形状を有している。上記貫通穴２４の４つの側面のうちの１つと、第１案内部１５における被加工材を屈曲させる側面部分（第１案内部１５の上記閉鎖空間に面する面）５１とは、連続していると共に、略同一平面上に位置している。上記本体部１４の貫通穴２４よりも第１案内部１５側の貫通穴２４の延在する方向に垂直な方向の端面は、図示しない固定台に固定されている。このことから、第２金型８は、静止した状態になっている。
【００８５】
図１Ｄは、第１金型７と第２金型８が嵌合せずかつ第２金型８と第３金型９が嵌合していない状態における複合金型１の一部を示す斜視図である。また、図１Ｅは、その複合金型１の一部を違う方向から見たときの斜視図である。尚、図１Ｄおよび図１Ｅでは、簡単のため、第１金型７が、先端部が着脱式であることを示す線を省略することにする。
【００８６】
図１Ｄおよび図１Ｅに示すように、第１金型７の溝１３における溝１３の延在する方向に垂直な方向の断面形状と、第１案内部１５における第１案内部１５における被加工材を屈曲させる側面部分５１に平行な断面の断面形状とは、略一致している。このことから、第１案内部１５を溝１３に嵌合させた状態で、第１金型７における溝１３に面する端面５２と、第１案内部１５が突出している表面部分５３とは、密接した状態で当接するようになっている。また、上記側面部分５１は、貫通穴２４の４つの平面状の側面のうちの一つの延長面になっており、側面部分５１と、上記側面のうちの一つとは、略同一平面上に位置している。
【００８７】
再び、図１Ａを参照すると、上記保持装置２は、第１バックアップローラ３７と、第２バックアップローラ３８、第１バックアップローラ３７を一方向に押圧する第１電動シリンダ（図示せず）と、第２バックアップローラ３８を一方向に押圧する第２電動シリンダ（図示せず）とを有している。上記保持装置２は、第1シリンダを作動させて、第１バックアップローラ３７を第１金型７の溝１３が形成されている側面に対向している側面に押し付けると共に、第２シリンダを作動させて、第２バックアップローラ３８を第３金型９の溝２３が形成されている側面に対向している側面に押し付けるようになっている。このようにして、第１バックアップローラ３７と第２バックアップローラ３８で第１乃至第３金型７,８,９に図１Ａに矢印Ｂで示す押圧力を作用させて、第１案内部１５が第１金型７の溝１３に嵌合すると共に、第２案内部１６が第３金型９の溝２３に嵌合している嵌合状態を保持するようになっている。
【００８８】
上記予圧プレス３（例えば、コンクリート製品の加圧成型に使用されるものを利用できる。）は、最大数百トン程度の非常に高い圧力を加えることができるようになっており、上記予圧プレス３は、加圧力を自在に変動させることができるようになっている。上記予圧プレス３は、第１金型７の先端部１２の端面３５を、第１案内部１５の方に、すなわち、図１Ａに矢印Ａで示す方向に押圧するようになっている。また、上記予圧プレス５は、予圧プレス３と同じものである。上記予圧プレス５は、貫通穴２４を境にして先端部１２と同じ側に位置する第３金型９における溝２３の延在する方向の端面を、第２案内部１６の方に、すなわち、矢印Ａで示す方向に押圧するようになっている。
【００８９】
図２Ａ〜図２Ｇは、本発明の被加工材の塑性加工方法（以下、塑性加工方法という）の一実施形態について説明する図である。この実施形態の塑性加工方法は、上記塑性加工装置を用いて被加工材の塑性加工を行なっている。次に、図２Ａ〜図２Ｆを用いて、この実施形態の塑性加工装置を説明することにする。尚、簡単のため、図２Ａ〜図２Ｇにおいて、予圧プレス３および予圧プレス５の図示を省略し、図２Ｂ〜図２Ｇにおいて、保持装置２の図示を省略することにする。
【００９０】
先ず、被加工材保持工程を行う。この被加工材保持工程では、図２Ａに７で示す第１金型の略直線状の溝１３の一部に、被加工材の一例である純チタン材料からなるチタン材２０と、このチタン材２０に当接するようにダミー材２１を収容する。
【００９１】
次に、第１嵌合工程と第２嵌合工程を行う。この工程では、第１案内部１５を第１金型７の溝１３におけるチタン材２０とダミー材２１が配置されていない箇所に嵌合させると共に、第２案内部１６を、第２金型９の溝２３に嵌合させる。尚、この工程では、第１嵌合工程と第２嵌合工程とを同時に行っても良く、第１嵌合工程の後に第２嵌合工程を行っても良く、第１嵌合工程の前に第２嵌合工程を行っても良い。
【００９２】
続いて、保持工程を行う。この保持工程では、第１案内部１５が第１金型７の溝１３に嵌合していると共に、第２案内部１６が第３金型９の溝２３に嵌合している状態において、第１および第２電動シリンダを作動させて、第１バックアップローラ３７と第２バックアップローラ３８の間に一体となった第１乃至第３金型７,８,９を挟み込むようになっている。このようにして、第１バックアップローラ３７と第２バックアップローラ３８で第１乃至第３金型７,８,９に矢印Ｂで示す押圧力を作用させて、上記嵌合状態を保持するようになっている。
【００９３】
次に、被加工材押し込み工程を行う、この被加工材押し込み工程では、予圧プレス３で第１金型７の先端部１２を図２Ｂに矢印Ｄで示す方向に押圧すると共に、予圧プレス５で第３金型９の端面３６を押圧する。このとき、予圧プレス３の押圧力を予圧プレス５の押圧力よりも大きく設定して、先端部１２を第１案内部１５に近づけるように、第１金型７を、図示しない固定台に固定されて静止している第２金型８に対して移動させて、図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、ダミー材２１およびチタン材２０を第１金型７の溝１３から貫通穴２４を介して第３金型９の溝２３内に押圧する。別の言葉でいうと、第１金型７の溝１３内に略移動不可に保持されたチタン材２０を、第１金型７の第２金型８に対する相対移動により、第１案内部１５により屈曲させて、溝１３から貫通穴２４に押し込み、更に、貫通穴２４に押し込まれたチタン材２０を、第３金型９の溝２３の底面により屈曲させて、貫通穴２４から溝２３に押し込むようにする。
【００９４】
このようにして、図２Ｄに示すように、溝１３に収容されているチタン材２０の部分の溝１３の延在する方向の長さが、貫通穴２４における溝１３の延在する方向の長さと略一致するまで、ダミー材２１およびチタン材２０を第１金型７の溝１３から貫通穴２４を介して第３金型９の溝２３内に押し込む。図２Ｄに示す状態において、ダミー材に連なるチタン材２０の大部分は、２回強烈な屈曲塑性変形が施され、チタン材２０の略貫通穴２４の長さに相当する部分は、１回強烈な屈曲塑性変形が施されている。
【００９５】
この後、さっきとは、逆に、図２Ｄおよび図２Ｅに矢印Ｆで示す予圧プレス５の押圧力を、図２Ｄおよび図２Ｅに矢印Ｇで示す予圧プレス３の押圧力よりも大きく設定して、第３金型９の端面３６を第２案内部１６に近づけるように、第３金型９を、第２金型８に対して移動させて、チタン材２０およびダミー材２１を第３金型９の溝２３から貫通穴２４を介して第１金型７の溝１３内に押圧する。そして、図２Ｅに示すように、溝２３に収容されているダミー材２０の部分の溝１３の延在する方向の長さが、貫通穴２４における溝２３の延在する方向の長さと略一致するまで、溝２３内に収容されていたチタン材２０およびダミー材２１を、貫通穴２４および第１金型７の溝１３内に押し込むようにする。
【００９６】
この後、製品取り出し工程を行う。この製品取り出し工程では、第１および第２バックアップローラ３７,３８の押圧力を抜き、先端部１２を本体部１１から取り外し、更に、第１金型７を、チタン材２０の全てが溝１３外に位置するように、第２金型８に対して相対移動させる。また、その相対移動と同時に、第２金型８の貫通穴２４と、第３金型９のダミー部材２１取り出し用の貫通穴１８とが、略一直線上に位置するように、第３金型９を第２金型８に対して相対移動させる。そして、その後、図２Ｇに示すように、塑性変形が施されることにより粒子径が格段に小さくなった完成品のチタン材２０を、取り出すと共に、ダミー材２１を、貫通穴２４、貫通穴１８を介して、取り出すようにする。取り出したダミー材２１は、新たなチタン材を塑性変形するのに再使用することもできる。
【００９７】
上記第１実施形態の複合金型１によれば、第１案内部１５が、第１金型７の第２金型８に対する相対移動により、第１金型７の溝１３内に略移動不可に保持されたチタン材２０を屈曲させて溝１３から貫通穴２４に押し込むので、第１案内部１５周辺の屈曲部における屈曲の際にチタン材２０に強烈に大きな剪断力を与えることができて、チタン材２０の結晶粒径を微細化することができる。したがって、チタン材２０の加工後の材料特性（材料の強度や耐性等）を、飛躍的に向上させることができる。
【００９８】
また、上記第１実施形態の複合金型１によれば、第１金型７の溝１３内に略移動不可に保持されたチタン材２０を、第１金型７の第２金型８に対する相対移動により第１案内部１５で屈曲させて溝１３から貫通穴２４に押し込むようになっているので、従来の金型と比較して、チタン材２０が第１金型７に対して相対移動する部分を、溝１３の寸法分だけ低減することができて略貫通穴２４部分だけに制限でき、かつ、大きな力が作用する部分を、略第２金型８の第１案内部１５近傍および貫通穴２４辺に制限できる。したがって、複合金型１の破損の発生を、通路全体が被加工材と相対移動する従来の金型と比較して格段に抑制できて、粒子径を非常に小さくするように材料を塑性変形するのに使用する金型の寿命を従来品と比較して格段に長くすることができる。
【００９９】
また、上記第１実施形態の複合金型１によれば、上記第１金型７と第２金型８の相対移動力の大部分を被加工材の粒子径を小さくする力の一部として利用できる。すなわち、本発明によれば、溝１３の壁面と被加工材の側面との摩擦力が諸悪の元凶となる従来の金型と異なり、溝１３の壁面と被加工材の側面との摩擦力を大幅に低減できる。したがって、被加工材の金型壁面への押付力に起因する被加工材と金型壁面の摩擦力に打ち勝つ加圧力が必要になる従来の金型と比較して、被加工材に加える加圧力を格段に小さくすることができて、被加工材（この実施形態ではチタン材２０）に加える加圧力（押圧力）を、従来の数百トンから数トン、あるいは、それ以下にまで急激に低減することができる。したがって、第２金型８の破損防止に加えて、被加工材を塑性変形させるコストを格段に小さくすることができる。
【０１００】
また、上記第１実施形態の複合金型１によれば、第２金型８の本体部１４が、貫通穴２４の開口の一部に連なると共に、第１金型７の溝１３に面する端面５２と密接する表面部分５３を有するので、第１案内部１５で屈曲されたチタン材２０を貫通穴２４の方に確実に導くことができる。
【０１０１】
また、上記第１実施形態の複合金型１によれば、第１案内部１５におけるチタン材２０を屈曲させる側面部分５１が、貫通穴２４の側面の一部の延長面であるので、第１案内部１５で屈曲された（粒子径を小さくされた）チタン材２０を貫通穴２４内に円滑に押し込むことができる。
【０１０２】
また、上記第１実施形態の複合金型１によれば、第２金型８の貫通穴２４が、略直線状に延在し、第１金型７の溝１３の延在する方向が、貫通穴２４の延在する方向に略垂直に交わっているので、チタン材２０に略９０度角の塑性変形を与えることができて、チタン材２０に最も強烈な剪断塑性変形をかけることができる。したがって、チタン材２０の粒子径を１０００分の１程度まで小さくできて、チタン材２０の強度を略２倍、耐性を略１００倍にまで格段に向上させることができる。
【０１０３】
また、上記第１実施形態の複合金型１によれば、第１金型７の溝１３に保持されていたチタン材２０を、貫通穴２４を介して第３金型９の溝２３に押し込むことができる。また、上記第３金型９の溝２３に押し込まれたチタン材２０を、再度、貫通穴２４を介して第１金型７内に押し込むことができて、チタン材２０の加工後の材料特性を所望の材料特性にするコストを格段に低減できる。
【０１０４】
また、上記第１実施形態の複合金型１によれば、第２案内部１６の側面の一部が、貫通穴２４の側面の一部の延長面であるので、貫通穴２４を通過したチタン材２０を第２案内部１６の側面を沿わせるようにして、第３金型９の溝２３に円滑に押し込むことができる。
【０１０５】
また、上記第１実施形態の複合金型１によれば、貫通穴２４が、略矩形の断面形状を有し、第１案内部１５におけるチタン材２０を屈曲させる側面部分５１、貫通穴２４の側面の一部、および、第２案内部１６の一部が、略同一平面上に位置しているので、第１金型７の溝１３が保持しているチタン材２０を、貫通穴２４を介して容易に第３金型９の溝２３内に押し込むことができ、逆に、第３金型９の溝２３が保持しているチタン材２０を、貫通穴２４を介して容易に第１金型７の溝１３内に押し込むことができる。
【０１０６】
また、上記第１実施形態の複合金型１によれば、第１案内部１５が、単純な略直方体形状であり、第１金型７の溝１３におけるその溝１３の延在する方向に垂直な断面が、単純な略長方形の断面形状を有しているので、第１案内部１５および第１金型７の溝１３を簡単安価に製造できる。
【０１０７】
また、上記第１実施形態の複合金型１によれば、第１金型７が、溝１３が形成されている本体部１１と、本体部１１に溝１３の延在する方向に連なると共に、溝１３の一端を覆っている先端部１２とを有し、先端部１２における溝１３に面する端面８８で、チタン材２０を第１金型７の溝１３内に略移動不可に保持するようになっているので、上記端面８８でチタン材２０を押圧することができて、このことによって、チタン材２０を第１金型７の溝１３内に略移動不可に保持することができる。
【０１０８】
また、上記第１実施形態の複合金型１によれば、上記先端部１２が、第１金型７の本体部１１に対して着脱可能であるので、先端部１２を取り外すことにより、塑性加工が施された完成品のチタン材２０を複合金型１から容易に取り出すことができる。
【０１０９】
また、上記第１実施形態の複合金型１によれば、上記貫通穴２４が、略直線状に延在し、第１金型７の溝１３の断面形状と、貫通穴２４の断面形状と、第３金型９の溝２３の断面形状とが、略同一であるので、貫通穴２４とチタン材２０との摩擦力を低減できて、複合金型１の寿命を更に長くすることができる。
【０１１０】
また、上記第１実施形態の複合金型１によれば、３つの金型７,８,９を備え、第１金型７の溝１３の延在する方向および第３金型９の溝２３の延在する方向は、貫通穴２４の延在する方向と略垂直に交わっているので、チタン材２０に複数回に亘って容易に９０度角の剪断塑性変形を与えることができて、複数回に亘ってチタン材２０に最も効果的な剪断塑性変形をかけることができる。したがって、チタン材２０の粒子径を１０００分の１程度まで急激に小さくすることができて、強度を略２倍、耐性を略１００倍まで急激に上昇させることができる。
【０１１１】
また、上記実施形態の塑性加工装置によれば、第１相対移動装置である予圧プレス３により、第１金型７を第２金型８に対して相対移動させることができ、第１案内部１５で第１金型７の溝１３内に略移動不可に保持されたチタン材２０を屈曲させて溝１３から貫通穴２４に押し込むことができる。したがって、第１案内部１５周辺屈曲部でチタン材２０に非常に大きな剪断力を与えることができるので、チタン材２０の結晶粒径を微細化することができる。したがって、チタン材２０の加工後の材料特性（材料の強度や耐性等）を、飛躍的に向上させることができる。
【０１１２】
また、上記実施形態の塑性加工装置によれば、チタン材２０が第１金型７に対して殆ど相対移動することがないので、第１金型７にチタン材２０に対する相対移動に起因する損傷が発生することを略完全に防止できる。
【０１１３】
また、上記実施形態の塑性加工装置によれば、従来品の金型と比して、被加工材が通路に対して摺動する部分を、溝１３の寸法分だけ低減することができて略貫通穴２４部分だけに制限でき、かつ、大きな力が作用する部分を、略第２金型８の第１案内部１５近傍および貫通穴２４周辺に制限できるので、第１および第２金型７,８の破損の発生を、通路全体が被加工材と相対移動する従来品の金型と比較して格段に抑制できて、第１および第２金型７,８の寿命を従来品の金型の寿命と比較して格段に長くすることができる。
【０１１４】
また、上記実施形態の塑性加工装置によれば、保持装置の一例としての保持装置２が、第１金型７の溝１３に第１案内部１５が嵌合すると共に、第３金型９の溝２３に第２案内部１６が嵌合している状態を保持するので、塑性加工装置の運転中に、第１金型７の溝１３から第１案内部１５が抜け出ることを確実に防止できると同時に、第３金型９の溝２３から第２案内部１６が抜け出ることを確実に防止することができる。
【０１１５】
また、上記実施形態の塑性加工装置によれば、第２金型８と第３金型９とを相対移動させる予圧プレス５を備えるので、第１金型７の溝１３から第３金型９の溝２３に貫通穴２４を介して押し込まれたチタン材２０を、再度、貫通穴２４を介して第１金型７の溝１３に押し込むことができる。
【０１１６】
また、上記実施形態の塑性加工装置によれば、第２金型８が、固定台に固定されており、予圧プレス３は、第１金型７における貫通穴２４に連通している溝１３部分が小さくなるように第１金型７を押圧すると共に、予圧プレス５は、第３金型９における貫通穴２４に連通している溝２３部分が小さくなるように第３金型９を押圧するようになっている。そして、予圧プレス３が第１金型７を押圧する押圧力を、予圧プレス５が第３金型９を押圧する押圧力よりも大きくすることにより、第１金型７の溝１３に保持されているチタン材２０を、貫通穴２４を介して第３金型９の溝２３に移動させる一方、予圧プレス３が第１金型７を押圧する押圧力を、予圧プレス５が第３金型９を押圧する押圧力よりも小さくすることにより、第３金型９の溝２３に保持されているチタン材２０を、貫通穴２４を介して第１金型７の溝１３に移動させるようになっている。したがって、チタン材２０に複数回に亘って容易に強烈な塑性変形をかけることができて、このことから、チタン材の粒子径を略均一に細分化することができて、チタン材の強度および耐性を格段に向上させることができる。
【０１１７】
また、上記実施形態の塑性加工方法によれば、第１金型７を第２金型８に対して相対移動させて、第１金型７の溝１３内に略移動不可に保持されたチタン材２０を第１案内部１５で屈曲させて溝１３から貫通穴２４に押し込むようになっているので、チタン材２０が第１金型７に対して殆ど相対移動することがなくて、第１金型７にチタン材２０に対する相対移動に起因する損傷が発生することを略完全に防止できる。
【０１１８】
また、上記実施形態の塑性加工方法によれば、大きな力が作用する部分を、略第２金型８の第１案内部１５近傍および貫通穴２４周辺に制限できるので、チタン材２０が相対移動する部分を略溝１３の寸法分だけ低減することができて、略貫通穴２４部分だけに制限できる。したがって、金型の破損の発生を、通路全体が被加工材と相対移動する従来品の金型と比較して格段に抑制できて、第１および第２金型７,８の寿命を従来品の金型の寿命と比較して格段に長くすることができる。
【０１１９】
また、上記実施形態の塑性加工方法によれば、第１案内部１５が第１金型７の溝１３に嵌合していると共に、第２案内部１６が第３金型９の溝２３に嵌合している状態を確実に保持することができる。また、第１金型７の溝１３に保持されているチタン材２０を、第３金型９の溝２３の押し込むことができ、チタン材２０を第３金型９の溝２３に押し込むまで、チタン材２０の大部分を２回屈曲させることができる。
【０１２０】
また、上記第１実施形態の複合金型１によれば、溝１３の延在する方向の長さが、上記表面部分５３が覆うことができる溝１３の最大部分の上記延在する方向の長さに、貫通穴２４における溝１３の延在する方向の長さと第１案内部１５における溝１３の延在する方向の長さとを加えた長さ以下に設定されているので、溝１３に第１案内部１５を嵌合した状態において、溝１３における貫通穴２４に連通している部分を、第２金型８の溝１３側の面によって常に覆うことができる。したがって、チタン材２０が溝１３から抜け出ることを確実に防止できる。
【０１２１】
尚、上記第１実施形態の複合金型１では、溝１３に第１案内部１５を嵌合した状態において、溝１３における貫通穴２４に連通している部分を、第２金型８の溝１３側の面によって常に覆うようにしたが、この発明では、溝１３に第１案内部１５を嵌合した状態において、チタン材２０を保持している溝１３の一部のみを第２金型８の上記表面部分５３で塞ぐようにしても良い。このようにすると、第２金型８とチタン材２０の摺動面積を低減できるので、第２金型８とチタン材２０の摺動抵抗を低減でき、第２金型８の寿命を更に長くすることができると共に、チタン材等の被加工材の粒子径を微細化するのに必要な加圧力を更に低減できる。また、この場合に、上記表面部分５３における溝１３の延在する方向の貫通穴２４側と反対側の先端の角に面取りを施すと、塑性加工の開始時において上記表面部分５３で覆われていないチタン材２０の部分を、塑性加工の開始後に第１金型７の溝１３と上記表面部分５３で覆われている空間に円滑に押し込むことができて好ましい。
【０１２２】
また、第１金型７の表面部分５２と第２金型８の表面部分５３は、この実施例図においては、同様の幅で等しく摺動しているが、図３Ａに示すように、表面部分１５２の溝１５３を囲む部分を一定幅残し、他の表面部分１５２を少し低くすると、幅１５３内のチタン材およびそのまわりに残った表面部分１５２と、第２金型８の表面部分５３との摺動面積が小さくなって、摺動抵抗を低減することができ、金型寿命を長くすることができる。同様の摺動面の低減は、第２金型の方に施しても当然良い。また、第２金型と第３金型間においても同様に実施できることは言うまでもない。
【０１２３】
また、上記第１実施形態の複合金型１では、第３金型９は、本体部と先端部が一体である点と、ダミー部材２１取り出し用の貫通穴１８を有する点が、第１金型７と異なっていたが、第３金型を、第１金型７と同一にしても良い。このようにすると、第１金型７および第３金型９を量産することができて、複合金型の製造コストを低減することができる。また、上記第１実施形態では、第１金型７は、先端部１２が本体部１１に対して着脱自在であったが、第１金型は、図３Ｂに示すように、先端部６２と本体部６１とが、一体であっても良い。
【０１２４】
また、上記第１実施形態の複合金型１では、第１金型７の溝１３と第２金型８の溝２３の断面形状が略矩形（長方形）であったが、第１金型の溝と第２金型の溝のうちの少なくとも一方の溝の断面形状は、略断面半円状や略断面台形状等の略断面矩形状以外の形状であっても良い。
【０１２５】
また、上記第１実施形態の複合金型１では、第１金型７の溝１３と第２金型８の貫通穴２４とが、略直角に交わるようになっていたが、この発明では、第１金型の溝と第２金型の貫通穴とは、鈍角または鋭角に交わるようになっていても良い。その他、Ｒ形状等、適切な剪断塑性変形をさせることができればどのような交わり形状でも良い。
【０１２６】
また、上記第２実施形態の複合金型１では、複合金型１を３つの金型７,８,９で構成したが、この発明では、金型を２つあるいは４つ以上で構成しても良い。例えば、上記第１実施形態の金型において、第２金型８の第２案内部１６および第３金型９を省略して、第１金型７の溝１３から第２金型８の貫通穴２４に押し出されたチタン材等の被加工材を、貫通穴２４の溝１３側と反対側の開口から取り出すようにしても良い。この場合、被加工材には、一回の屈曲塑性変形が施されることは言うまでもない。
【０１２７】
また、上記第１実施形態の複合金型１では、第２金型８が固定され、第１金型７を第２金型８に対して相対移動させるようにしたが、この発明では、溝を有する第１金型を固定し、貫通穴を有する第２金型を第１金型に対して相対移動させるようにしても良い。
【０１２８】
また、上記第１実施形態の複合金型１では、第１乃至第３金型７,８,９がおおむね直方体の形状を有していたが、この発明では、第１金型、第２金型および第３金型のうちの少なくともひとつが、略円柱形状や略直方体形状以外の略角柱形状等、略直方体形状以外の形状であっても良い。
【０１２９】
また、上記第１実施形態の複合金型１では、第１案内部１５におけるチタン材２０を屈曲させる側面部分は、貫通穴２４の側面に連なっていたが、第１案内部における被加工材を屈曲させる側面部分は、段部を介して第２金型の貫通穴の側面に連なるようであっても良い。この場合、第１案内部における被加工材を屈曲させる側面部分を、第２金型の貫通穴の側面の近傍に位置させるようにすると、被加工材を、第１金型の溝から第２金型の貫通穴に円滑に押し込むことができて、好ましい。
【０１３０】
また、上記第１実施形態の複合金型１では、貫通穴２４が略直線状に延在していたが、この発明では、貫通穴２４は、屈曲形状や湾曲形状等、略直線形状以外の形状であっても良い。また、上記第１実施形態の複合金型１では、貫通穴２４の断面形状が略矩形状であったが、貫通穴の断面形状は、円形や４角形以外の多角形形状等、略矩形状以外の形状であっても良い。また、上記第１実施形態では、貫通穴２４の断面形状は、貫通穴２４の延在する方向にいくに従って一定であったが、貫通穴の断面形状は、貫通穴の延在する方向にいくに従って変動しても良い。
【０１３１】
また、上記実施形態の塑性加工装置では、保持装置２は、バックアップローラ３７,３８を電動シリンダで押圧する構成であったが、バックアップローラと電動シリンダとの間にトグル装置を配置し、電動シリンダの押圧力を増幅するようにしても良い。また、上記実施形態の塑性加工装置では、バックアップローラ３７,３８で第１乃至第３金型７,８,９を挟み込む構成であったが、この発明では、保持装置は、バックアップローラを用いない構成であっても良く、例えば、２つの電動シリンダで直接第１金型と第３金型を挟み込んで、第１金型と第２金型の嵌合を保持すると同時に、第２金型と第３金型の嵌合を保持するような構成であっても良い。また、上記実施形態の塑性加工装置では、保持装置２が、第１および第２の電動シリンダを有していたが、電動シリンダの代わりに油圧シリンダを使用しても良い。保持装置は、第１金型の溝が形成されている側面に対向している第１金型の側面を第３金型の方に押圧できる共に、第３金型の溝が形成されている側面に対向している第３金型の側面を第１金型の方に押圧できる装置であれば、如何なる装置であっても良い。尚、複合金型が、金型２つで構成される場合は、保持装置は、第１金型と第２金型の嵌合を保持するような構成であれば如何なる構成であっても良いことは言うまでもない。
【０１３２】
また、上記実施形態の塑性加工装置では、第１相対移動装置が予圧プレス３であると共に、第２相対移動装置が予圧プレス５であり、かつ、予圧プレス３,５として、コンクリート製品の加圧成型に使用されているものを採用したが、予圧プレスは、コンクリート製品の加圧成型に使用されるものに限らない。また、この発明で使用できる予圧プレスは、手動式（ハンドプレス、偏心プレス）であっても、動力式（水圧プレス、油圧プレス、機械プレス）であっても良く、例えば、予圧プレスとして、プランジャ等を使用できる。尚、第１相対移動装置および第２相対移動装置は、金型を加圧（押圧）できる装置であれば、如何なる装置であっても良いことは言うまでもない。
【０１３３】
また、上記第１実施形態では、被加工材として純チタンからなるチタン材２０を採用したが、この発明の複合金型で塑性加工される被加工材としては、純チタンからなる材料以外に、純鉄からなる材料、純銅からなる材料、純アルミからなる材料、純ニッケルからなる材料、純マグネシウムからなる材料、純銀からなる材料、純金かなる材料、純白金からなる材料等、純チタンからなる材料以外の純金属からなる材料がある。また、この発明の複合金型で塑性加工される別の被加工材としては、複数の金属で構成される合金があり、また、塩化ビニール、シリコン樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ゴーセノール（登録商標）、ソアノール（登録商標）等の樹脂材料または合成樹脂材料がある。また、他には、セラミック材、練物食材等がある。この発明の複合金型で塑性加工できる被加工材としては、塑性変形ができる材料であれば如何なる材料であっても良いことは言うまでもない。
【０１３４】
図４Ａは、第２実施形態の複合金型の一部の斜視図であり、図４Ｂは、第２実施形態の複合金型の一部を、図４Ａとは違う方向からみた斜視図である。第２実施形態の複合金型は、第２金型７８の形状のみが、第１実施形態の複合金型１と異なる。尚、図４Ａおよび図４Ｂは、構造が分かり易いように、第１〜第３金型７,７８,９を互いに嵌合させて一体化する前の状態を示している。尚、図４Ａおよび図４Ｂでは、簡単のため、第１金型７が、先端部が着脱式であることを示す線を省略することにする。
【０１３５】
第２実施形態の複合金型では、第１実施形態の複合金型１の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第２実施形態の複合金型および以下の第３、第４実施形態の複合金型では、第１実施形態の複合金型１と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の複合金型１と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。
【０１３６】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、第２実施形態では、第２金型７８は、貫通穴２４の延在する方向に垂直な方向の幅が大きくなっている。また、第２実施形態では、第１金型７の第１案内部１５における被加工材を屈曲させる側面部分５１と、貫通穴２４の側面の第１部分８４とが、略同一平面上に位置していることは、第１実施形態と同一であるが、第２案内部８６の側面の一部８１と略同一平面上に位置する貫通穴２４の側面部分が、第１実施形態のように上記第１部分８４ではなくて、貫通穴２４の側面における上記第１部分８４に略垂直な２つの部分のうちの一方の第２部分８１（第１案内部１５側から見た平面図で第１部分８４の右方側面部分）であることが、第１実施形態と異なっている。
【０１３７】
上記第２実施形態の複合金型によれば、第１金型７の溝１３が保持している被加工材を、第２金型７８の貫通穴２４を介して容易に第３金型９の溝２３内に押し込むことができ、逆に、第３金型８の溝が保持している被加工材を、貫通穴２４を介して容易に第１金型７の溝１３内に押し込むことができる。
【０１３８】
尚、上記第２実施形態の複合金型では、第１金型７の第１案内部１５における被加工材を屈曲させる側面部分５１と、貫通穴２４の側面の第１部分８４とを、略同一平面上に位置させると共に、第２案内部８６の側面の一部８１と、貫通穴２４の側面における上記第１部分８４に略垂直な第２部分８１とを略同一平面上に位置させるようにした。しかしながら、第２金型の貫通穴の断面形状が略矩形状である場合、本発明の複合金型の第３実施形態として、第１案内部における被加工材を屈曲させる側面部分と、貫通穴の側面の第１部分とを、略同一平面上に位置させると共に、第２案内部の側面の一部と、貫通穴の側面における上記第１部分に略垂直な２つの部分のうちの他方の部分（第１案内部側から見た平面図で第１部分の左方側面部分）とを略同一平面上に位置させるようにしても良い。
【０１３９】
また、第２金型の貫通穴の断面形状が略矩形状である場合、本発明の複合金型の第４実施形態として、第１案内部における被加工材を屈曲させる側面部分と、貫通穴の側面の第１部分とを、略同一平面上に位置させると共に、第２案内部の側面の一部と、貫通穴の側面における上記第１部分に略平行な第２部分とを略同一平面上に位置させるようにしても良い。
【０１４０】
図５Ａは、上記第１実施形態の複合金型１で、第１金型７の溝１３から第３金型９の溝２３に押し出されている途中の被加工材９１の形状を示す斜視図であり、図５Ｂは、上記第２実施形態の複合金型で、第１金型７の溝１３から第３金型９の溝２３に押し出されている途中の被加工材９２の形状を示す斜視図である。また、図５Ｃは、上記第３実施形態の複合金型で、第１金型の溝から第３金型の溝に押し出されている途中の被加工材９３の形状を示す斜視図であり、図５Ｄは、上記第４実施形態の複合金型で、第１金型の溝から第３金型の溝に押し出されている途中の被加工材９４の形状を示す斜視図である。
【０１４１】
図５Ａ〜図５Ｄに示すように、どの被加工材９１,９２,９３,９４も、２つの地点が略９０度に屈曲しており、被加工材９１,９２,９３,９４が第１金型から第３金型に押し出された時、被加工材９１,９２,９３,９４の一端部を除く大部分に２回、強烈な塑性変形が与えられることがわかる。
【０１４２】
尚、上で詳細に説明したように、第１〜第４実施形態の複合金型では、被加工材を、所望の回数、容易に、第１金型の溝と第３金型の溝を往復させることができて、往復回数をｎ（ｎは自然数）としたとき、被加工材９１,９２,９３,９４の両端部を除く大部分に４ｎ回の強烈な塑性変形を与えることができる。したがって、用途に合わせて往復回数を適切に調整することによって、被加工材の強度、耐性を、用途に合わせて所望の値に容易に調節することができる。
【０１４３】
尚、上記実施形態の塑性加工装置において、複合金型１を、上記第１実施形態の変形例の複合金型、上記第２実施形態の複合金型、上記第３実施形態の複合金型、または、上記第４実施形態の複合金型に取り替えることにより、第１実施形態の塑性加工装置と異なる実施形態の塑性加工装置を容易に作成できることは言うまでもないことである。尚、塑性加工装置は、ヒータ等の加熱装置を有していても良く、上記実施形態の塑性加工装置において、被加工材の性質にあわせて、剪断による結晶粒径の微細化効率を最適にする温度に被加工材及び金型部等を加熱するようにできることは言うまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態の塑性加工装置の断面図である。
【図１Ｂ】第１金型における本体部と先端部の接続部を示す斜視図である。
【図１Ｃ】第２金型の貫通穴の周辺の部分を示す斜視図である。
【図１Ｄ】本発明の第１実施形態の複合金型の一部を示す斜視図である
【図１Ｅ】本発明の第１実施形態の複合金型の一部を示す斜視図である
【図２Ａ】本発明の塑性加工方法の一実施形態について説明する図である。
【図２Ｂ】本発明の塑性加工方法の一実施形態について説明する図である。
【図２Ｃ】本発明の塑性加工方法の一実施形態について説明する図である。
【図２Ｄ】本発明の塑性加工方法の一実施形態について説明する図である。
【図２Ｅ】本発明の塑性加工方法の一実施形態について説明する図である。
【図２Ｆ】本発明の塑性加工方法の一実施形態について説明する図である。
【図２Ｇ】本発明の塑性加工方法の一実施形態について説明する図である。
【図３Ａ】第１金型の変形例の一部を示す斜視図である。
【図３Ｂ】第１金型の変形例の一部を示す斜視図である。
【図４Ａ】本発明の第２実施形態の複合金型の一部の斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の第２実施形態の複合金型の一部の斜視図である。
【図５Ａ】本発明の第１実施形態の複合金型で、第１金型の溝から第３金型の溝に押し出されている途中の被加工材の形状を示す斜視図である。
【図５Ｂ】本発明の第２実施形態の複合金型で、第１金型の溝から第３金型の溝に押し出されている途中の被加工材の形状を示す斜視図である。
【図５Ｃ】本発明の第３実施形態の複合金型で、第１金型の溝から第３金型の溝に押し出されている途中の被加工材の形状を示す斜視図である。
【図５Ｄ】本発明の第４実施形態の複合金型で、第１金型の溝から第３金型の溝に押し出されている途中の被加工材の形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１  複合金型
２  保持装置
３  予圧プレス
５  予圧プレス
７  第１金型
８,７８  第２金型
９  第３金型
１１  本体部
１２  先端部
１３，２３  溝
１４  本体部
１５  第１案内部
１６,８６  第２案内部
２０  チタン材
２４  貫通穴
３７  第１バックアップローラ
３８  第２バックアップローラ
【図１Ａ】
0004686336.tif 000002
【図１Ｂ】
0004686336.tif 000003
【図１Ｃ】
0004686336.tif 000004
【図１Ｄ】
0004686336.tif 000005
【図１Ｅ】
0004686336.tif 000006
【図２Ａ】
0004686336.tif 000007
【図２Ｂ】
0004686336.tif 000008
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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