JP2004276043A - 多段式鍛造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】円柱形状のワークの一端部に多段階の据え込み鍛造により同じフランジ部分を成形し且つ軸方向の長さのみが異なる例えば複数種のリヤアクスルシャフトを成形する際に、少ない工数および時間で容易に対応し得る多段式鍛造装置を提供する。
【解決手段】ワークＷ０〜Ｗ３の一端部を軸方向に沿って据え込むスライド可能なパンチ２，３６，５１，６１と、係るパンチ２などと共に上記ワークＷ０〜Ｗ３を据え込み且つ当該ワークＷ０〜Ｗ３を貫通させる挿通孔１６，４６，５９，６９を形成する金型１２，４０，５４，６４と、係る金型１２などの他端側で上記パンチ２などの反対側に位置し上記ワークＷ０などを貫通させる貫通孔２４を形成するガイド部２０と、係る貫通孔２４内またはその直前の位置に進退可能で且つ先端の位置が調整可能なストッパピン２５と、からなる組を複数列有する、多段式鍛造装置。
【選択図】 図３
【解決手段】ワークＷ０〜Ｗ３の一端部を軸方向に沿って据え込むスライド可能なパンチ２，３６，５１，６１と、係るパンチ２などと共に上記ワークＷ０〜Ｗ３を据え込み且つ当該ワークＷ０〜Ｗ３を貫通させる挿通孔１６，４６，５９，６９を形成する金型１２，４０，５４，６４と、係る金型１２などの他端側で上記パンチ２などの反対側に位置し上記ワークＷ０などを貫通させる貫通孔２４を形成するガイド部２０と、係る貫通孔２４内またはその直前の位置に進退可能で且つ先端の位置が調整可能なストッパピン２５と、からなる組を複数列有する、多段式鍛造装置。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の工程（多段階）を通じて据え込み鍛造することにより、棒鋼などの一端部に径方向に拡径したフランジ部分を一体に有する例えば車両用リヤアクスルシャフトなどを成形するための多段式鍛造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用リヤアスクルシャフトは、所要長さを有する棒鋼の一端寄り部分を加熱した状態（熱間）で、多段階の据え込み鍛造を施すことにより成形されている。
例えば、図８（Ａ）に示すように、構造用鋼からなる棒鋼Ｗ０の一端（左端）寄り部分を図示しない高周波コイル内に挿入し、予め約１２００℃に加熱Ｈした後、第１工程用の据え込み鍛造装置に搬入している。係る鍛造装置は、パンチ１１０、金型１１４、ストッパ１２０、およびグリップＧ１，Ｇ２を備えている。パンチ１１０は、図８（Ａ）に示すように、ほぼ円筒形の本体１１２に軸方向に沿ったテーパ孔１１１を有し、その細径側の端部を調整ピン１１３で塞いでいる。
【０００３】
また、金型１１４は、断面半円形で接離可能な一対の受型１１５，１１６からなり、図８（Ｃ）に示すように、両者の型合わせ面には断面半円形の凹溝１１８，１１９により形成される断面円形の貫通孔が軸方向沿って貫通し、パンチ１１０側には係る貫通孔と同心の凹部１１７が形成されている。
更に、ストッパ１２０は、図８（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、断面半円形の凹溝１２３，１２４を有する接離可能な一対の半円筒体１２１，１２２と、これらの内側に配置された円柱形のストッパピン１２５と、半円筒体１２１と一体の端部抑え板１２６とからなる。金型１１４とストッパ１２０との間には、棒鋼Ｗ０の非加熱部分を両側から挟持し且つ開閉可能なグリップＧ１，Ｇ２が配置される。
【０００４】
図８（Ａ）に示すように、一端寄り部分を加熱Ｈされた棒鋼Ｗ０は、グリップＧ１，Ｇ２に挟持され、他端面をストッパ１２０のストッパピン１２５に当接し且つ金型１１４の貫通孔を貫通した状態で、その一端部側にパンチ１１０が接近する。図８（Ｂ）に示すように、パンチ１１０は前進し、そのテーパ孔１１を棒鋼Ｗ０の一端寄り部分に強制嵌合して据え込み鍛造するため、棒鋼Ｗ０は、一端側に緩い傾斜の太径部ｗ１を成形したワークＷ１となる。次に、図８（Ｃ）中の矢印で示すように、パンチ１１０は当初の位置に後退し、且つ金型１１４が受型１１５，１１６に、ストッパ１２０が筒体１２１，１２２にそれぞれ分離する。係る状態で、ワークＷ１は、グリップＧ１，Ｇ２に挟持されつつ、図８（Ｃ）の奥行き方向に隣接して位置する第２〜第４工程用の鍛造装置に順次送られ、上記太径部ｗ１を拡径させたフランジ形状に成形された後、その周縁をバリ抜きされる。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
ところで、前記フランジ部分が同一形状および同一寸法で且つ軸方向の全長が異なるリヤアクスルシャフトを鍛造する場合がある。この場合、図８（Ｃ）で例示するように、第１工程用の鍛造装置における金型１１４の受型１１５，１１６を分離し、且つストッパ１２０を半円筒体１２１，１２２を開放した状態で、軸方向の長さが異なる新たなストッパピン１２５に取り替えると共に、図示しない第２〜第４工程用の鍛造装置でも同様な操作が必要となる。この結果、軸方向の長さのみが異なるリヤアクスルシャフトを鍛造成形する際に、多大な工数および時間を要するため、生産性を低下させてしまう、という問題があった。
本発明は、以上に説明した従来の技術の問題点を解決し、円柱形状のワークの一端部に多段階の据え込み鍛造にて同じフランジ部分を成形し且つ軸方向の長さのみが異なる例えば複数種のリヤアクスルシャフトを成形する際に、少ない工数および時間で容易に対応し得る多段式鍛造装置を提供する、ことを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、円柱形状のワークにおける鍛造成形されない側の端面に当接してこれを位置決めするストッパピンの位置を予め調整可能とする、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の多段式鍛造装置（請求項１）は、円柱形状を呈するワークの一端部をその軸方向に沿って据え込むスライド可能なパンチと、係るパンチと共に上記ワークの一端部を据え込み且つ当該ワークを貫通させる挿通孔を形成する金型と、係る金型の他端側で上記パンチと反対側に位置し上記ワークの他端部を貫通させる貫通孔を形成するガイド部と、係るガイド部の上記貫通孔内またはその直前の位置に進退可能で且つ先端の位置が調整可能なストッパピンと、からなる組を複数列有する、ことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、金型を挟んで上記パンチと反対側に位置し且つ円柱形状のワークの他端部を貫通させるガイド部の貫通孔内またはその直前の位置に、先端の位置を調整可能に進退させたストッパピンが配置される。この結果、一端部に同じフランジ部分を成形し且つ軸方向の長さのみが異なる例えば複数種類の車両用リヤアクスルシャフト（鍛造製品）を鍛造成形する際などに、少ない工数および時間で容易に対応することができる。従って、フレキシブルな熱間（温間）高速鍛造成形が可能となるため、生産性を容易に高めることができる。
【０００８】
また、本発明には、前記ガイド部は、前記貫通孔の径方向に開放可能な一対の半円筒体からなり、これらは固定部および可動部に個別に支持され、係る一対の半円筒体を閉じた際にこれらの間に形成される上記貫通孔内またはその一端付近に、前記ストッパピンの先端が進入または位置する、多段式鍛造装置（請求項２）も含まれる。これによれば、複数組の鍛造装置におけるパンチおよび金型により一端部を順次据え込み鍛造されるワークを、上記ストッパピンによりその軸方向の長さを規制しつつ精度良く鍛造成形することができる。
【０００９】
更に、本発明には、前記複数のストッパピンは、その基端を単一のホルダに固定されると共に、係るホルダは、前記ガイド部の貫通孔に対して送りネジ機構または油圧シリンダにより進退可能とされている、多段式鍛造装置（請求項３）も含まれる。これによれば、複数組の鍛造装置におけるガイド部の貫通孔内またはその付近に、先端の位置を揃えた複数のストッパピンを個別に精度良く配置できるため、成形される鍛造製品の軸方向の長さを正確に揃えることが可能となる。
【００１０】
加えて、本発明には、前記送りネジ機構は、前記複数のストッパピンの基端を固定するホルダに一端を固定した雄ネジ棒と、係る雄ネジ棒とネジ結合するナット体とからなり、係るナット体はスタンドに回転自在で抜け出し不能に支持され且つモータにより回転可能とされている、多段式鍛造装置（請求項４）も含まれる。これによれば、前記パンチおよび金型により一端部を同時に据え込み鍛造される複数のワークを、複数組の鍛造装置において個別に軸方向の長さを所定の長さにして一層精度良く鍛造成形することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１は、棒鋼を多段階の据え込み鍛造により車両用リヤアクスルシャフトに成型する工程を示す。図１（Ａ），（ａ）に示すように、断面円形で且つ円柱形を呈する棒鋼（例えば、構造用鋼）であるワークＷ０は、その左端（一端）寄り部分を図示しない誘導コイルの内側に挿入され、図１（Ｂ）に示すように、約１２００℃に予め加熱Ｈされる。係るワークＷ０は、後述する本発明の多段式鍛造装置を用いる第１工程〜第４工程により、左端部を軸方向に沿って据え込み鍛造される。
【００１２】
即ち、図１（Ｃ）乃至（Ｅ）に示すように、緩くて長い傾斜の太径部ｗ１とアールｒとを有するワークＷ１、やや短かい傾斜の太径部ｗ２とアールＲとを有するワークＷ２、および急峻で短い傾斜の太径部ｗ３とアールＲと大径部Ｐとを有するワークＷ３に順次据え込み鍛造される。そして、本発明の多段式鍛造装置を用いる第４工程により、図１（Ｆ）に示すように、円盤状で且つ左端面の半球形状の凹部ｇを含む太径部ｗ４と薄肉で径方向にリング状に突出するフランジｆと大径部Ｐと有するほぼ最終製品の形状に近いワークＷ４が得られる。尚、上記フランジｆの周縁に図示しないバリがある場合には、更にバリ抜き工程が行われる。
【００１３】
図２（Ａ），（Ｂ）は、前記ワークＷ０を据え込み鍛造する第１工程に用いる鍛造装置１の異なる角度における断面を示す。尚、便宜上図２（Ａ）を垂直断面図、図２（Ｂ）を水平断面図とするが、これらは相対的に９０度ずれた位置にある。また、係る鍛造装置１および後述する第２工程以降に用いる鍛造装置３４などを複数組並列に配置したものが、本発明の多段式鍛造装置である。
鍛造装置１は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、ワークＷ０の左端（一端）部を据え込むように、その軸方向に沿ってスライド可能なパンチ２と、係るパンチ２と共に据え込み且つワークＷ０を貫通させる断面が円形の挿通孔１６を形成する金型１２と、係る金型１２の他端部でパンチ２と反対側に位置するガイド部２０との組からなる。上記パンチ２は、ほぼ円筒形の本体３に軸方向に沿ったテーパ孔４を有し、その細径側（左端側）の端部を調整ピン５で塞がれている。
【００１４】
また、金型１２は、図２（Ｂ）に示すように、断面半円形で且つほぼ半円柱形の一対の受型１３，１４からなるからなる割型であり、これらは、断面半円形の凹溝１５を対称に有し、且つパンチ２側にはその先端面が接近可能な半円形の凹部１７を対称に有する。一対の凹溝１５は、受型１３，１４を型合わせした際、図２（Ａ）に示すように、断面円形の挿通孔１６を形成し、一対の凹部１７は、円形の凹部１８を形成する。上記受型１３，１４は、鍛造装置１の固定部６と、挿通孔１６の径方向に開放可能である鍛造装置１の可動部７とに個別に支持される。
固定部６と可動部７は、その内側にほぼ半円形のリブ６ａ，７ａを有し、それらの内側に受型１３，１４を個別に支持している。更に、図２（Ｂ）に示すように、固定部６および可動部７の対向面の中間には、図示で前後方向に沿った断面ほぼ四角形の凹み部８，９が対称に位置し、可動部７を移動して上記受型１３，１４を型合わせした際、後述するように断面矩形のスペースｓｐが形成される。
【００１５】
加えて、図２（Ｂ）に示すように、金型１２の他端側でパンチ２の反対側に位置する固定部６および可動部７の対向面の右側には、ガイド部２０が位置し、これは断面半円形で且つ半円柱形の半円筒体２１，２２からなる。
半円筒体２１，２２には、径方向に開口する断面半円形の一対の凹溝２３がそれぞれ対称に形成され、係る凹溝２３は、可動部７を移動して、受型１３と受型１４とを型合わせした際、図２（Ａ）に示すように、断面円形の貫通孔２４を形成する。係る貫通孔２４には、パンチ２と反対側から円柱形のストッパピン２５が進退可能に進入し、その先端が貫通孔２４中における所定の位置またはその直前の開口部付近の位置になるようホルダ２７により位置調整される。
図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、ストッパピン２５の基端２６は、縦長のホルダ２７に固定され、係るホルダ２７は、後述する送りネジ機構などにより、図示で左右方向に沿って移動可能とされている。
【００１６】
図２（Ｂ）に示すように、金型１２の固定部６と可動部７とが面接触した際に形成されるスペースｓｐには、一対のグリップ１０からなるワークＷ０などの搬送手段が挿入される。係るグリップ１０は、互いの対向面に断面半円形の凹溝１１を図示の前後方向に沿って複数個ずつ有する金属製の長尺材である。
第１工程は、先ず、図２（Ｂ）中の垂直の矢印で示すように、可動部７が固定部６側に接近して金型１２を型合わせする。これにより、一対のグリップ１０に中間を挟まれたワークＷ０は、図２（Ａ）に示すように、受型１３，１４により形成された挿通孔１６を貫通し、且つその左端（一端）部をパンチ２側に向けて突出している。同時に、ワークＷ０の右端（他端）部はガイド部２０の貫通孔２４内に挿入され、その右端（他端）面はストッパピン２５の先端面と接触している。
【００１７】
係る状態で、図２（Ａ）中の実線の矢印で示すように、パンチ２をワークＷ０の左端部寄りに接近するように前進させ、そのテーパ孔４を強制的に嵌合する。この際、パンチ２の先端（右端）面は、金型１２の凹部１８に嵌合して接近する。
その結果、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、左端（一端）部寄りに緩く長い傾斜の太径部ｗ１と小径のアールｒとを有するワークＷ１が熱間据え込み鍛造で成形される。この際、ワークＷ１の他端面は、ガイド部２０の貫通孔２４内においてストッパピン２５と当接するため、その軸方向の長さが所定の寸法に規制される。
次いで、図３（Ａ），（Ｂ）中の一点鎖線の矢印で示すように、パンチ２は、ワークＷ１から離脱するように後退する。
第１工程の最後に、図３（Ｂ）中の二点差線の矢印で示すように、可動部７を固定部６から離脱させ、金型１２を前記図２（Ｂ）に示したように受型１３，１４に型開きした後、一対のグリップ１０により中間の軸部Ｓを掴まれたワークＷ１を、図示で前後方向に隣接する第２工程用の次述する鍛造装置３４に搬送する。
【００１８】
この間において、鍛造装置１に隣接する第２工程用の鍛造装置３４では、先に成形されたワークＷ１が据え込み鍛造される。係る鍛造装置３４は、図３（Ａ）の下方に示すように、前記ワークＷ１の左端（一端）部の太径部ｗ１を更に据え込むように、軸方向に沿ってスライド可能なパンチ３６と、係るパンチ３６と共に据え込み且つワークＷ１の軸部Ｓを貫通させる断面円形の挿通孔４６を有する金型４０とを含む。パンチ３６は、ほぼ円柱形の本体３７に軸方向に沿ったテーパ孔３８を有し、その細径側の端部を調整ピン３９で塞がれている。また、金型４０は、前記固定部６に支持された受型４２と前記可動部７に支持された受型４４とからなる割型であって、これらを型合わせした際に上記挿通孔４６とそのパンチ３６側に位置するほぼラッパ形のアール部４３とが形成される。
【００１９】
更に、上記金型４０の他端側には、図３（Ａ）の下方に示すように、前記と同じ半円筒体２１，２２からなるガイド部２０が配置され、その貫通孔２４内にストッパピン２５が進入している。係るガイド部２０と上記受型４２，４４との間には、前記同様のスペースｓｐが形成され、ワークＷ１，Ｗ２の軸部Ｓを掴む前記グリップ１０が移動可能に進入する。尚、ストッパピン２５は、その基端２６をホルダ２７に固定され、且つその先端は前記鍛造装置１のストッパピン２５の先端と同じ位置に揃えられている。
第２工程は、図３（Ａ）中の矢印で示すように、パンチ３６を前進させ、そのテーパ孔３８をワークＷ１の太径部ｗ１に強制的に嵌合し、やや短かい傾斜の太径部ｗ２と大径のアールＲとを有するワークＷ２を熱間据え込み鍛造で成形する。
この際、ワークＷ２の他端面は、ガイド部２０の貫通孔２４内においてストッパピン２５の先端に当接するため、その軸方向の長さが規制される。係るワークＷ２は、グリップ１０により次述する第３工程用の鍛造装置５０に搬送される。
【００２０】
図４の上方は、本発明の多段式鍛造装置の第３工程に用いる鍛造装置５０を示す。係る鍛造装置５０は、前記ワークＷ２の左端（一端）部の太径部ｗ２を更に据え込むように軸方向に沿ってスライド可能なパンチ５１と、係るパンチ５１と共に据え込み且つワークＷ２の軸部Ｓを貫通させる断面円形の挿通孔５９を有する金型５４とを含む。パンチ５１は、図４の上方に示すように、円柱形の本体５２と、その先端面に設けたほぼ円錐形の凹部５３とを有する。
また、金型５４は、前記固定部６に支持された受型５６と前記可動部７に支持された受型５７とからなる割型であって、これらを型合わせした際に上記挿通孔５９と、上記パンチ５１側に開口する断面円形で全体が円柱形の凹部５８と、上記パンチ５１側に位置するリング形の段部５５とが形成されている。
【００２１】
更に、図４の上方に示すように、金型５４の他端側には、前記同様の半円筒体２１，２２からなるガイド部２０が配置され、係るガイド部２０と上記受型５６，５７との間には、前記同様のスペースｓｐが形成され、ワークＷ２，Ｗ３の軸部Ｓを掴む前記グリップ１０が移動可能に進入する。尚、ストッパピン２５は、基端２６をホルダ２７に固定され、且つその先端は、前記鍛造装置１，３４のストッパピン２５と同じくガイド部２０の貫通孔２４内の所定位置に揃えられる。
第３工程は、図４の上方中の矢印で示すように、パンチ５１を前進させ、その凹部５３を前記ワークＷ２の太径部ｗ２に強制的に嵌合し、且つ当該パンチ５１の先端部を金型５４の段部５５に嵌合して、例えば急峻で短い傾斜の太径部ｗ３とアールＲと大径部Ｐとを有するワークＷ３を熱間据え込み鍛造で成形する。この際、ワークＷ３の他端面は、ガイド部２０の貫通孔２４内においてストッパピン２５の先端に当接するため、その軸方向の長さが規制される。係るワークＷ３は、グリップ１０により次述する第４工程用の鍛造装置６０に搬送される。
【００２２】
図４の下方は、本発明の多段式鍛造装置にて第４工程に用いる鍛造装置６０を示す。係る鍛造装置６０は、前記ワークＷ３の左端（一端）部の太径部ｗ３を更に据え込むように軸方向に沿ってスライド可能なパンチ６１と、係るパンチ６１と共に据え込み且つ前記ワークＷ３の軸部Ｓを貫通させる断面円形の挿通孔６９を形成する金型６４とを含む。
上記パンチ６１は、図４の下方に示すように、円柱形の本体６１ａと、その先端面に設けた円盤状の凹部６２と、その中心部から半球形状に突出する凸部６３とを有する。また、金型６４は、前記固定部６に支持された受型６５と前記可動部７に支持された受型６６とからなる割型で、これらを型合わせした際に上記挿通孔６９と、上記パンチ６１側に開口する断面円形の凹部６８と、パンチ６１側に位置する丸いリング形で且つ同心の段部６７，６７ａが形成されている。
【００２３】
更に、図４の下方に示すように、金型６４の他端側には、前記と同様の半円筒体２１，２２からなるガイド部２０が配置され、その貫通孔２４内にストッパピン２５が進入している。係るガイド部２０と上記受型６６，６７との間には、前記同様のスペースｓｐが形成され、ワークＷ３，Ｗ４の軸部Ｓを掴む前記グリップ１０が移動可能に進入する。尚、ストッパピン２５も、その基端２６をホルダ２７に固定され、且つその先端は、前記鍛造装置１，３４，５０のストッパピン２５と同じく貫通孔２４内における所定の位置に揃えられている。
第４工程は、図４の下方中の矢印で示すように、パンチ６１を前進させ、その凹部６２および凸部６３を前記ワークＷ３の太径部ｗ３に強制的に押圧し、且つ当該パンチ６１の先端部の周辺を段部６７ａに嵌合する。その結果、円盤状で且つ左端面の半球状の凹部ｇを含む太径部ｗ４、薄肉で径方向にリング状に突出するフランジｆ、アールＲ、および大径部Ｐを有するワークＷ４を熱間据え込み鍛造で成形できる。この際、ワークＷ４の他端面は、ガイド部２０の貫通孔２４内でストッパピン２５の先端に当接するため、その軸方向の長さが規制される。
【００２４】
尚、上記フランジｆの周囲に図示しないバリがある場合には、更に後述するバリ抜き工程（バリ抜き装置９５）を施した後、上記ワークＷ４は、車両用リヤアスクルシャフトの最終形状に近似した鍛造製品となる。また、以上のような第１工程〜第４工程は、前記鍛造装置１，３４，５０，６０において平行して行われる。更に、第２工程〜第４工程で、ワークＷ２〜Ｗ４は、前記素材の再結晶温度以上の熱間、または少なくとも再結晶温度付近の温間域で据え込み鍛造される。
【００２５】
図５は、第１工程〜第４工程用の鍛造装置１，３４，５０，６０において、それぞれのストッパピン２５を各ガイド部２０の貫通孔２４内で進退可能に位置調整する調整装置７０を示す。尚、図５中における符合９５は、前記ワークＷ４のフランジｆの周縁のバリを除去するバリ抜き装置を示す。
調整装置７０は、図５に示すように、複数のストッパピン２５を固定した前記ホルダ２７、係るホルダ２７に一端を固定したガイドロッド７４、ホルダ２７に一端を固定した雄ネジ棒７６，８２、および上記ガイドロッド７４を貫通させ且つ上記雄ネジ棒７６，８２にネジ結合するナット体７８，８３を回転自在に支持するスタンド７３を備えている。
【００２６】
図５に示すように、ホルダ２７は、その基部２８をベース７１のガイド溝７２にスライド可能に挿入されている。また、係るホルダ２７に一端を固定したガイドロッド７４は、スタンド７３の通し孔７５をスライド自在に貫通している。更に、スタンド７３に穿孔した支持孔７７，８１には、ナット体７８，８３が回転自在で且つ当該スタンド７３から抜け出し不能に支持されている。
係るナット体７８，８３は、その内側に雄ネジ棒７６，８２の周面に刻設された図示しない雄ネジにネジ結合する雌ネジ７９，８４を刻設していると共に、図５における右側の端部にギア８０，８５を有する。尚、雄ネジ棒７６，８２およびナット体７８，８３は、本発明の送りネジ機構を構成する。
図５に示すように、スタンド７３の右側に延びるベース８７上には、ジョイント９２を介して連結されたモータ９０および減速機８８が位置する。係る減速機８８の回転軸に固定されたギア８６は、下方のナット体８３のギア８５と噛み合い、係るギア８５は、スタンド７３に回転軸９４が支持された中継ギア９３を介して上方のナット体７８のギア８０と噛み合っている。
【００２７】
図５に示すように、モータ９０を駆動し且つ減速機８８によって所定の回転数で回転するギア８６により、これと噛み合うギア８５を有するナット体８３がスタンド７３の支持孔８１内で回転する。同時に、上記ギア８５に噛み合う中継ギア９３を介して、これと噛み合うギア８０を有するナット体７８がスタンド７３の支持孔７７内で回転する。ナット体７８，８３が回転すると、それらの雌ネジ７９，９４にネジ結合する雄ネジ棒７６，８２は、図５で左右方向に移動する。
これに応じて、ホルダ２７もガイド溝７２に沿って左右方向に移動する。この結果、例えば図６に示すように、雄ネジ棒７６，８２が左側に移動すると、ホルダ２７と共に複数のストッパピン２５も左側に移動し、鍛造装置１，３４，５０，６０の各ガイド部２０の各貫通孔２４内に個別に進入して位置調整される。
【００２８】
逆に、図６の状態で雄ネジ棒７６，８２が右側に移動すると、ホルダ２７と共に複数のストッパピン２５も右側に移動し、図５に示したように、各ストッパピン２５の先端は、鍛造装置１，３４，５０，６０の各ガイド部２０の貫通孔２４における開口部付近の位置、またはその直前の位置に退行して調整される。
因みに、構造用鋼からなりバリ抜き工程後の前記ワークＷ４の軸方向の全長さが６００〜６３０ｍｍで且つ軸部Ｓの直径が３０〜５０ｍｍである場合、図５および図６に示す各ストッパピン２５の進退距離（ストローク）は、最大で約１００ｍｍ程度にすることが可能である。即ち、前記フランジｆなどの形状および寸法が同じで且つ軸部Ｓの長さのみが異なる複数種のリヤアクスルシャフトを、前記調整装置７０によるホルダ２７と複数のストッパピン２５の位置調整により、少ない工数および時間によってほぼ連続的且つ容易に成形することが可能となる。
【００２９】
図７は、異なる形態の調整装置１００を示す。調整装置１００は、図７に示すように、複数のストッパピン２５を固定したホルダ２７、係るホルダ２７に一端を固定し且つスタンド７３を貫通するガイドロッド１０１，１０２、および上記ホルダ２７にピントンロッド１０６，１０８の先端を固定し且つスタンド７３に支持された油圧シリンダ１０４，１０５を備えている。ホルダ２７の基部２８は、前記同様にベース７１のガイド溝７２に沿ってスライド可能とされている。尚、ベース７１の端部にスタンド７３が垂直に固定されている。
図７に示すように、ガイドロッド１０１，１０２は、スタンド７３に設けた通し孔７３ａを挿通自在に貫通する。また、油圧シリンダ１０４，１０５は、スタンド７３の通し孔７３ｂにシリンダケースを固定され、且つ図７においてピストンロッド１０６，１０８は最も縮んだ位置にあり、それぞれのピストン１０７，１０９も各シリンダケースの右端寄りに位置している。
【００３０】
ここで、油圧シリンダ１０４，１０５の各シリンダケース内におけるピストン１０７，１０９の右側に図示しない油圧源から圧力油を供給すると、係るピストン１０７，１０９およびピストンロッド１０６，１０８は、図７で左側に移動・伸長する。これに応じて、ホルダ２７および複数のストッパピン２５は、図７中の矢印で示すように、左側に移動し、鍛造装置１，３４，５０，６０の各ガイド部２０の各貫通孔２４内に個別に進入して位置調整される。
一方、油圧シリンダ１０４，１０５を逆向きに操作することにより、各ガイド部２０の各貫通孔２４内に進入していた各ストッパピン２５を、図７に示すように、ホルダ２７と共に各貫通孔２４の直前の位置に調整することができる。
従って、油圧シリンダ１０４，１０５を含む調整装置１００によっても、前記フランジｆなどの形状および寸法が同じで且つ軸部Ｓの長さのみが異なる複数種類のリヤアクスルシャフトを、少ない工数および時間によってほぼ連続的且つ容易に製造することが可能となる。
【００３１】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記第１工程〜第４工程の鍛造装置１，３４，５０，６０における各ストッパピン２５を単一のホルダ２７により同じ位置に調整する形態に限らず、例えば第１，第２工程の鍛造装置１，３４のストッパピン２５と、第３，第４工程の鍛造装置５０，６０のストッパピン２５との２組で、異なる位置に調整することも可能である。あるいは、第１工程〜第４工程の鍛造装置１，３４，５０，６０における各ストッパピン２５を、それぞれ個別の位置に調整しても良い。
また、複数あるいは単数のストッパピン２５の位置を調整する手段には、前記調整装置７０などに限らず、リンク機構やクランク機構などを適用することも可能である。
更に、第１工程〜第４工程に用いる前記鍛造装置１〜６０は、垂直方向または水平方向に互いに隣接して配置した多段式鍛造装置とした形態が含まれる。
尚、本発明の多段式鍛造装置は、棒状のワークＷ０の一端部を複数工程で据え込み鍛造するもので且つグリップ（ワーク搬送手段）１０で掴むことが可能であれば、前記リヤアスクルシャフト以外の製品にも適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の多段式鍛造装置（請求項１）によれば、ワークを貫通させるガイド部の貫通孔内またはその直前の位置に、先端の位置を調整可能に進退させたストッパピンが配置されるため、一端部に同じフランジ部分を成形し且つ軸方向の長さのみが異なる例えば複数種類のリヤアクスルシャフトのような鍛造製品を成形する際、少ない工数および時間により容易に対応可能となる。
また、請求項２の多段式鍛造装置によれば、複数組の鍛造装置におけるパンチおよび金型により一端部を順次据え込み鍛造されるワークを、前記ストッパピンによりその軸方向の長さを規制しつつ精度良く鍛造成形できる。
【００３３】
更に、請求項３の多段式鍛造装置によれば、複数組の鍛造装置におけるガイド部の貫通孔内またはその直前の位置に、先端の位置を揃えた複数のストッパピンを個別に精度良く配置できるため、成形される鍛造製品の軸方向の長さを正確に揃えることができる。
加えて、請求項４の多段式鍛造装置によれば、前記パンチおよび金型により一端部を同時に据え込み鍛造される複数のワークを、複数組の鍛造装置において軸方向の長さを所定の長さにして一層精度良く鍛造成形できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の多段式鍛造装置により成形されるワークの形状を示す概略側面図、（ａ）は（Ａ）中のａ−ａ線に沿った矢視における断面図。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は本発明の多段式鍛造装置における第１工程で用いる鍛造装置を示す異なる角度の断面図。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は上記鍛造装置などを用いた第１，２工程を示す異なる角度の断面図。
【図４】本発明の多段式鍛造装置を用いる第３，４工程を示す概略断面図。
【図５】本発明の多段式鍛造装置における第１〜第４工程で用いる各鍛造装置におけるストッパピンの位置調整の態様を示す概略図。
【図６】前記ストッパピンの位置を調整した状態を示す図５と同様な概略図。
【図７】ストッパピンの位置調整用の異なる調整形態を示す上記と同様な概略図。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は従来の多段式鍛造装置における第１工程を示す概略断面図。
【符号の説明】
１，３４，５０，６０……鍛造装置
２，３６，５１，６１……パンチ
１２，４０，５４，６４…金型
１６，４６，５９，６９…挿通孔
２０…………………………ガイド部
２１，２２…………………半円筒体
２４…………………………貫通孔
２５…………………………ストッパピン
２６…………………………基端
２７…………………………ホルダ
７３…………………………スタンド
７６，８２…………………雄ネジ棒（送りネジ機構）
７８，８３…………………ナット体（送りネジ機構）
９０…………………………モータ
１０１，１０２……………油圧シリンダ
Ｗ０〜Ｗ４…………………ワーク
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の工程（多段階）を通じて据え込み鍛造することにより、棒鋼などの一端部に径方向に拡径したフランジ部分を一体に有する例えば車両用リヤアクスルシャフトなどを成形するための多段式鍛造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用リヤアスクルシャフトは、所要長さを有する棒鋼の一端寄り部分を加熱した状態（熱間）で、多段階の据え込み鍛造を施すことにより成形されている。
例えば、図８（Ａ）に示すように、構造用鋼からなる棒鋼Ｗ０の一端（左端）寄り部分を図示しない高周波コイル内に挿入し、予め約１２００℃に加熱Ｈした後、第１工程用の据え込み鍛造装置に搬入している。係る鍛造装置は、パンチ１１０、金型１１４、ストッパ１２０、およびグリップＧ１，Ｇ２を備えている。パンチ１１０は、図８（Ａ）に示すように、ほぼ円筒形の本体１１２に軸方向に沿ったテーパ孔１１１を有し、その細径側の端部を調整ピン１１３で塞いでいる。
【０００３】
また、金型１１４は、断面半円形で接離可能な一対の受型１１５，１１６からなり、図８（Ｃ）に示すように、両者の型合わせ面には断面半円形の凹溝１１８，１１９により形成される断面円形の貫通孔が軸方向沿って貫通し、パンチ１１０側には係る貫通孔と同心の凹部１１７が形成されている。
更に、ストッパ１２０は、図８（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、断面半円形の凹溝１２３，１２４を有する接離可能な一対の半円筒体１２１，１２２と、これらの内側に配置された円柱形のストッパピン１２５と、半円筒体１２１と一体の端部抑え板１２６とからなる。金型１１４とストッパ１２０との間には、棒鋼Ｗ０の非加熱部分を両側から挟持し且つ開閉可能なグリップＧ１，Ｇ２が配置される。
【０００４】
図８（Ａ）に示すように、一端寄り部分を加熱Ｈされた棒鋼Ｗ０は、グリップＧ１，Ｇ２に挟持され、他端面をストッパ１２０のストッパピン１２５に当接し且つ金型１１４の貫通孔を貫通した状態で、その一端部側にパンチ１１０が接近する。図８（Ｂ）に示すように、パンチ１１０は前進し、そのテーパ孔１１を棒鋼Ｗ０の一端寄り部分に強制嵌合して据え込み鍛造するため、棒鋼Ｗ０は、一端側に緩い傾斜の太径部ｗ１を成形したワークＷ１となる。次に、図８（Ｃ）中の矢印で示すように、パンチ１１０は当初の位置に後退し、且つ金型１１４が受型１１５，１１６に、ストッパ１２０が筒体１２１，１２２にそれぞれ分離する。係る状態で、ワークＷ１は、グリップＧ１，Ｇ２に挟持されつつ、図８（Ｃ）の奥行き方向に隣接して位置する第２〜第４工程用の鍛造装置に順次送られ、上記太径部ｗ１を拡径させたフランジ形状に成形された後、その周縁をバリ抜きされる。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
ところで、前記フランジ部分が同一形状および同一寸法で且つ軸方向の全長が異なるリヤアクスルシャフトを鍛造する場合がある。この場合、図８（Ｃ）で例示するように、第１工程用の鍛造装置における金型１１４の受型１１５，１１６を分離し、且つストッパ１２０を半円筒体１２１，１２２を開放した状態で、軸方向の長さが異なる新たなストッパピン１２５に取り替えると共に、図示しない第２〜第４工程用の鍛造装置でも同様な操作が必要となる。この結果、軸方向の長さのみが異なるリヤアクスルシャフトを鍛造成形する際に、多大な工数および時間を要するため、生産性を低下させてしまう、という問題があった。
本発明は、以上に説明した従来の技術の問題点を解決し、円柱形状のワークの一端部に多段階の据え込み鍛造にて同じフランジ部分を成形し且つ軸方向の長さのみが異なる例えば複数種のリヤアクスルシャフトを成形する際に、少ない工数および時間で容易に対応し得る多段式鍛造装置を提供する、ことを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、円柱形状のワークにおける鍛造成形されない側の端面に当接してこれを位置決めするストッパピンの位置を予め調整可能とする、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の多段式鍛造装置（請求項１）は、円柱形状を呈するワークの一端部をその軸方向に沿って据え込むスライド可能なパンチと、係るパンチと共に上記ワークの一端部を据え込み且つ当該ワークを貫通させる挿通孔を形成する金型と、係る金型の他端側で上記パンチと反対側に位置し上記ワークの他端部を貫通させる貫通孔を形成するガイド部と、係るガイド部の上記貫通孔内またはその直前の位置に進退可能で且つ先端の位置が調整可能なストッパピンと、からなる組を複数列有する、ことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、金型を挟んで上記パンチと反対側に位置し且つ円柱形状のワークの他端部を貫通させるガイド部の貫通孔内またはその直前の位置に、先端の位置を調整可能に進退させたストッパピンが配置される。この結果、一端部に同じフランジ部分を成形し且つ軸方向の長さのみが異なる例えば複数種類の車両用リヤアクスルシャフト（鍛造製品）を鍛造成形する際などに、少ない工数および時間で容易に対応することができる。従って、フレキシブルな熱間（温間）高速鍛造成形が可能となるため、生産性を容易に高めることができる。
【０００８】
また、本発明には、前記ガイド部は、前記貫通孔の径方向に開放可能な一対の半円筒体からなり、これらは固定部および可動部に個別に支持され、係る一対の半円筒体を閉じた際にこれらの間に形成される上記貫通孔内またはその一端付近に、前記ストッパピンの先端が進入または位置する、多段式鍛造装置（請求項２）も含まれる。これによれば、複数組の鍛造装置におけるパンチおよび金型により一端部を順次据え込み鍛造されるワークを、上記ストッパピンによりその軸方向の長さを規制しつつ精度良く鍛造成形することができる。
【０００９】
更に、本発明には、前記複数のストッパピンは、その基端を単一のホルダに固定されると共に、係るホルダは、前記ガイド部の貫通孔に対して送りネジ機構または油圧シリンダにより進退可能とされている、多段式鍛造装置（請求項３）も含まれる。これによれば、複数組の鍛造装置におけるガイド部の貫通孔内またはその付近に、先端の位置を揃えた複数のストッパピンを個別に精度良く配置できるため、成形される鍛造製品の軸方向の長さを正確に揃えることが可能となる。
【００１０】
加えて、本発明には、前記送りネジ機構は、前記複数のストッパピンの基端を固定するホルダに一端を固定した雄ネジ棒と、係る雄ネジ棒とネジ結合するナット体とからなり、係るナット体はスタンドに回転自在で抜け出し不能に支持され且つモータにより回転可能とされている、多段式鍛造装置（請求項４）も含まれる。これによれば、前記パンチおよび金型により一端部を同時に据え込み鍛造される複数のワークを、複数組の鍛造装置において個別に軸方向の長さを所定の長さにして一層精度良く鍛造成形することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１は、棒鋼を多段階の据え込み鍛造により車両用リヤアクスルシャフトに成型する工程を示す。図１（Ａ），（ａ）に示すように、断面円形で且つ円柱形を呈する棒鋼（例えば、構造用鋼）であるワークＷ０は、その左端（一端）寄り部分を図示しない誘導コイルの内側に挿入され、図１（Ｂ）に示すように、約１２００℃に予め加熱Ｈされる。係るワークＷ０は、後述する本発明の多段式鍛造装置を用いる第１工程〜第４工程により、左端部を軸方向に沿って据え込み鍛造される。
【００１２】
即ち、図１（Ｃ）乃至（Ｅ）に示すように、緩くて長い傾斜の太径部ｗ１とアールｒとを有するワークＷ１、やや短かい傾斜の太径部ｗ２とアールＲとを有するワークＷ２、および急峻で短い傾斜の太径部ｗ３とアールＲと大径部Ｐとを有するワークＷ３に順次据え込み鍛造される。そして、本発明の多段式鍛造装置を用いる第４工程により、図１（Ｆ）に示すように、円盤状で且つ左端面の半球形状の凹部ｇを含む太径部ｗ４と薄肉で径方向にリング状に突出するフランジｆと大径部Ｐと有するほぼ最終製品の形状に近いワークＷ４が得られる。尚、上記フランジｆの周縁に図示しないバリがある場合には、更にバリ抜き工程が行われる。
【００１３】
図２（Ａ），（Ｂ）は、前記ワークＷ０を据え込み鍛造する第１工程に用いる鍛造装置１の異なる角度における断面を示す。尚、便宜上図２（Ａ）を垂直断面図、図２（Ｂ）を水平断面図とするが、これらは相対的に９０度ずれた位置にある。また、係る鍛造装置１および後述する第２工程以降に用いる鍛造装置３４などを複数組並列に配置したものが、本発明の多段式鍛造装置である。
鍛造装置１は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、ワークＷ０の左端（一端）部を据え込むように、その軸方向に沿ってスライド可能なパンチ２と、係るパンチ２と共に据え込み且つワークＷ０を貫通させる断面が円形の挿通孔１６を形成する金型１２と、係る金型１２の他端部でパンチ２と反対側に位置するガイド部２０との組からなる。上記パンチ２は、ほぼ円筒形の本体３に軸方向に沿ったテーパ孔４を有し、その細径側（左端側）の端部を調整ピン５で塞がれている。
【００１４】
また、金型１２は、図２（Ｂ）に示すように、断面半円形で且つほぼ半円柱形の一対の受型１３，１４からなるからなる割型であり、これらは、断面半円形の凹溝１５を対称に有し、且つパンチ２側にはその先端面が接近可能な半円形の凹部１７を対称に有する。一対の凹溝１５は、受型１３，１４を型合わせした際、図２（Ａ）に示すように、断面円形の挿通孔１６を形成し、一対の凹部１７は、円形の凹部１８を形成する。上記受型１３，１４は、鍛造装置１の固定部６と、挿通孔１６の径方向に開放可能である鍛造装置１の可動部７とに個別に支持される。
固定部６と可動部７は、その内側にほぼ半円形のリブ６ａ，７ａを有し、それらの内側に受型１３，１４を個別に支持している。更に、図２（Ｂ）に示すように、固定部６および可動部７の対向面の中間には、図示で前後方向に沿った断面ほぼ四角形の凹み部８，９が対称に位置し、可動部７を移動して上記受型１３，１４を型合わせした際、後述するように断面矩形のスペースｓｐが形成される。
【００１５】
加えて、図２（Ｂ）に示すように、金型１２の他端側でパンチ２の反対側に位置する固定部６および可動部７の対向面の右側には、ガイド部２０が位置し、これは断面半円形で且つ半円柱形の半円筒体２１，２２からなる。
半円筒体２１，２２には、径方向に開口する断面半円形の一対の凹溝２３がそれぞれ対称に形成され、係る凹溝２３は、可動部７を移動して、受型１３と受型１４とを型合わせした際、図２（Ａ）に示すように、断面円形の貫通孔２４を形成する。係る貫通孔２４には、パンチ２と反対側から円柱形のストッパピン２５が進退可能に進入し、その先端が貫通孔２４中における所定の位置またはその直前の開口部付近の位置になるようホルダ２７により位置調整される。
図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、ストッパピン２５の基端２６は、縦長のホルダ２７に固定され、係るホルダ２７は、後述する送りネジ機構などにより、図示で左右方向に沿って移動可能とされている。
【００１６】
図２（Ｂ）に示すように、金型１２の固定部６と可動部７とが面接触した際に形成されるスペースｓｐには、一対のグリップ１０からなるワークＷ０などの搬送手段が挿入される。係るグリップ１０は、互いの対向面に断面半円形の凹溝１１を図示の前後方向に沿って複数個ずつ有する金属製の長尺材である。
第１工程は、先ず、図２（Ｂ）中の垂直の矢印で示すように、可動部７が固定部６側に接近して金型１２を型合わせする。これにより、一対のグリップ１０に中間を挟まれたワークＷ０は、図２（Ａ）に示すように、受型１３，１４により形成された挿通孔１６を貫通し、且つその左端（一端）部をパンチ２側に向けて突出している。同時に、ワークＷ０の右端（他端）部はガイド部２０の貫通孔２４内に挿入され、その右端（他端）面はストッパピン２５の先端面と接触している。
【００１７】
係る状態で、図２（Ａ）中の実線の矢印で示すように、パンチ２をワークＷ０の左端部寄りに接近するように前進させ、そのテーパ孔４を強制的に嵌合する。この際、パンチ２の先端（右端）面は、金型１２の凹部１８に嵌合して接近する。
その結果、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、左端（一端）部寄りに緩く長い傾斜の太径部ｗ１と小径のアールｒとを有するワークＷ１が熱間据え込み鍛造で成形される。この際、ワークＷ１の他端面は、ガイド部２０の貫通孔２４内においてストッパピン２５と当接するため、その軸方向の長さが所定の寸法に規制される。
次いで、図３（Ａ），（Ｂ）中の一点鎖線の矢印で示すように、パンチ２は、ワークＷ１から離脱するように後退する。
第１工程の最後に、図３（Ｂ）中の二点差線の矢印で示すように、可動部７を固定部６から離脱させ、金型１２を前記図２（Ｂ）に示したように受型１３，１４に型開きした後、一対のグリップ１０により中間の軸部Ｓを掴まれたワークＷ１を、図示で前後方向に隣接する第２工程用の次述する鍛造装置３４に搬送する。
【００１８】
この間において、鍛造装置１に隣接する第２工程用の鍛造装置３４では、先に成形されたワークＷ１が据え込み鍛造される。係る鍛造装置３４は、図３（Ａ）の下方に示すように、前記ワークＷ１の左端（一端）部の太径部ｗ１を更に据え込むように、軸方向に沿ってスライド可能なパンチ３６と、係るパンチ３６と共に据え込み且つワークＷ１の軸部Ｓを貫通させる断面円形の挿通孔４６を有する金型４０とを含む。パンチ３６は、ほぼ円柱形の本体３７に軸方向に沿ったテーパ孔３８を有し、その細径側の端部を調整ピン３９で塞がれている。また、金型４０は、前記固定部６に支持された受型４２と前記可動部７に支持された受型４４とからなる割型であって、これらを型合わせした際に上記挿通孔４６とそのパンチ３６側に位置するほぼラッパ形のアール部４３とが形成される。
【００１９】
更に、上記金型４０の他端側には、図３（Ａ）の下方に示すように、前記と同じ半円筒体２１，２２からなるガイド部２０が配置され、その貫通孔２４内にストッパピン２５が進入している。係るガイド部２０と上記受型４２，４４との間には、前記同様のスペースｓｐが形成され、ワークＷ１，Ｗ２の軸部Ｓを掴む前記グリップ１０が移動可能に進入する。尚、ストッパピン２５は、その基端２６をホルダ２７に固定され、且つその先端は前記鍛造装置１のストッパピン２５の先端と同じ位置に揃えられている。
第２工程は、図３（Ａ）中の矢印で示すように、パンチ３６を前進させ、そのテーパ孔３８をワークＷ１の太径部ｗ１に強制的に嵌合し、やや短かい傾斜の太径部ｗ２と大径のアールＲとを有するワークＷ２を熱間据え込み鍛造で成形する。
この際、ワークＷ２の他端面は、ガイド部２０の貫通孔２４内においてストッパピン２５の先端に当接するため、その軸方向の長さが規制される。係るワークＷ２は、グリップ１０により次述する第３工程用の鍛造装置５０に搬送される。
【００２０】
図４の上方は、本発明の多段式鍛造装置の第３工程に用いる鍛造装置５０を示す。係る鍛造装置５０は、前記ワークＷ２の左端（一端）部の太径部ｗ２を更に据え込むように軸方向に沿ってスライド可能なパンチ５１と、係るパンチ５１と共に据え込み且つワークＷ２の軸部Ｓを貫通させる断面円形の挿通孔５９を有する金型５４とを含む。パンチ５１は、図４の上方に示すように、円柱形の本体５２と、その先端面に設けたほぼ円錐形の凹部５３とを有する。
また、金型５４は、前記固定部６に支持された受型５６と前記可動部７に支持された受型５７とからなる割型であって、これらを型合わせした際に上記挿通孔５９と、上記パンチ５１側に開口する断面円形で全体が円柱形の凹部５８と、上記パンチ５１側に位置するリング形の段部５５とが形成されている。
【００２１】
更に、図４の上方に示すように、金型５４の他端側には、前記同様の半円筒体２１，２２からなるガイド部２０が配置され、係るガイド部２０と上記受型５６，５７との間には、前記同様のスペースｓｐが形成され、ワークＷ２，Ｗ３の軸部Ｓを掴む前記グリップ１０が移動可能に進入する。尚、ストッパピン２５は、基端２６をホルダ２７に固定され、且つその先端は、前記鍛造装置１，３４のストッパピン２５と同じくガイド部２０の貫通孔２４内の所定位置に揃えられる。
第３工程は、図４の上方中の矢印で示すように、パンチ５１を前進させ、その凹部５３を前記ワークＷ２の太径部ｗ２に強制的に嵌合し、且つ当該パンチ５１の先端部を金型５４の段部５５に嵌合して、例えば急峻で短い傾斜の太径部ｗ３とアールＲと大径部Ｐとを有するワークＷ３を熱間据え込み鍛造で成形する。この際、ワークＷ３の他端面は、ガイド部２０の貫通孔２４内においてストッパピン２５の先端に当接するため、その軸方向の長さが規制される。係るワークＷ３は、グリップ１０により次述する第４工程用の鍛造装置６０に搬送される。
【００２２】
図４の下方は、本発明の多段式鍛造装置にて第４工程に用いる鍛造装置６０を示す。係る鍛造装置６０は、前記ワークＷ３の左端（一端）部の太径部ｗ３を更に据え込むように軸方向に沿ってスライド可能なパンチ６１と、係るパンチ６１と共に据え込み且つ前記ワークＷ３の軸部Ｓを貫通させる断面円形の挿通孔６９を形成する金型６４とを含む。
上記パンチ６１は、図４の下方に示すように、円柱形の本体６１ａと、その先端面に設けた円盤状の凹部６２と、その中心部から半球形状に突出する凸部６３とを有する。また、金型６４は、前記固定部６に支持された受型６５と前記可動部７に支持された受型６６とからなる割型で、これらを型合わせした際に上記挿通孔６９と、上記パンチ６１側に開口する断面円形の凹部６８と、パンチ６１側に位置する丸いリング形で且つ同心の段部６７，６７ａが形成されている。
【００２３】
更に、図４の下方に示すように、金型６４の他端側には、前記と同様の半円筒体２１，２２からなるガイド部２０が配置され、その貫通孔２４内にストッパピン２５が進入している。係るガイド部２０と上記受型６６，６７との間には、前記同様のスペースｓｐが形成され、ワークＷ３，Ｗ４の軸部Ｓを掴む前記グリップ１０が移動可能に進入する。尚、ストッパピン２５も、その基端２６をホルダ２７に固定され、且つその先端は、前記鍛造装置１，３４，５０のストッパピン２５と同じく貫通孔２４内における所定の位置に揃えられている。
第４工程は、図４の下方中の矢印で示すように、パンチ６１を前進させ、その凹部６２および凸部６３を前記ワークＷ３の太径部ｗ３に強制的に押圧し、且つ当該パンチ６１の先端部の周辺を段部６７ａに嵌合する。その結果、円盤状で且つ左端面の半球状の凹部ｇを含む太径部ｗ４、薄肉で径方向にリング状に突出するフランジｆ、アールＲ、および大径部Ｐを有するワークＷ４を熱間据え込み鍛造で成形できる。この際、ワークＷ４の他端面は、ガイド部２０の貫通孔２４内でストッパピン２５の先端に当接するため、その軸方向の長さが規制される。
【００２４】
尚、上記フランジｆの周囲に図示しないバリがある場合には、更に後述するバリ抜き工程（バリ抜き装置９５）を施した後、上記ワークＷ４は、車両用リヤアスクルシャフトの最終形状に近似した鍛造製品となる。また、以上のような第１工程〜第４工程は、前記鍛造装置１，３４，５０，６０において平行して行われる。更に、第２工程〜第４工程で、ワークＷ２〜Ｗ４は、前記素材の再結晶温度以上の熱間、または少なくとも再結晶温度付近の温間域で据え込み鍛造される。
【００２５】
図５は、第１工程〜第４工程用の鍛造装置１，３４，５０，６０において、それぞれのストッパピン２５を各ガイド部２０の貫通孔２４内で進退可能に位置調整する調整装置７０を示す。尚、図５中における符合９５は、前記ワークＷ４のフランジｆの周縁のバリを除去するバリ抜き装置を示す。
調整装置７０は、図５に示すように、複数のストッパピン２５を固定した前記ホルダ２７、係るホルダ２７に一端を固定したガイドロッド７４、ホルダ２７に一端を固定した雄ネジ棒７６，８２、および上記ガイドロッド７４を貫通させ且つ上記雄ネジ棒７６，８２にネジ結合するナット体７８，８３を回転自在に支持するスタンド７３を備えている。
【００２６】
図５に示すように、ホルダ２７は、その基部２８をベース７１のガイド溝７２にスライド可能に挿入されている。また、係るホルダ２７に一端を固定したガイドロッド７４は、スタンド７３の通し孔７５をスライド自在に貫通している。更に、スタンド７３に穿孔した支持孔７７，８１には、ナット体７８，８３が回転自在で且つ当該スタンド７３から抜け出し不能に支持されている。
係るナット体７８，８３は、その内側に雄ネジ棒７６，８２の周面に刻設された図示しない雄ネジにネジ結合する雌ネジ７９，８４を刻設していると共に、図５における右側の端部にギア８０，８５を有する。尚、雄ネジ棒７６，８２およびナット体７８，８３は、本発明の送りネジ機構を構成する。
図５に示すように、スタンド７３の右側に延びるベース８７上には、ジョイント９２を介して連結されたモータ９０および減速機８８が位置する。係る減速機８８の回転軸に固定されたギア８６は、下方のナット体８３のギア８５と噛み合い、係るギア８５は、スタンド７３に回転軸９４が支持された中継ギア９３を介して上方のナット体７８のギア８０と噛み合っている。
【００２７】
図５に示すように、モータ９０を駆動し且つ減速機８８によって所定の回転数で回転するギア８６により、これと噛み合うギア８５を有するナット体８３がスタンド７３の支持孔８１内で回転する。同時に、上記ギア８５に噛み合う中継ギア９３を介して、これと噛み合うギア８０を有するナット体７８がスタンド７３の支持孔７７内で回転する。ナット体７８，８３が回転すると、それらの雌ネジ７９，９４にネジ結合する雄ネジ棒７６，８２は、図５で左右方向に移動する。
これに応じて、ホルダ２７もガイド溝７２に沿って左右方向に移動する。この結果、例えば図６に示すように、雄ネジ棒７６，８２が左側に移動すると、ホルダ２７と共に複数のストッパピン２５も左側に移動し、鍛造装置１，３４，５０，６０の各ガイド部２０の各貫通孔２４内に個別に進入して位置調整される。
【００２８】
逆に、図６の状態で雄ネジ棒７６，８２が右側に移動すると、ホルダ２７と共に複数のストッパピン２５も右側に移動し、図５に示したように、各ストッパピン２５の先端は、鍛造装置１，３４，５０，６０の各ガイド部２０の貫通孔２４における開口部付近の位置、またはその直前の位置に退行して調整される。
因みに、構造用鋼からなりバリ抜き工程後の前記ワークＷ４の軸方向の全長さが６００〜６３０ｍｍで且つ軸部Ｓの直径が３０〜５０ｍｍである場合、図５および図６に示す各ストッパピン２５の進退距離（ストローク）は、最大で約１００ｍｍ程度にすることが可能である。即ち、前記フランジｆなどの形状および寸法が同じで且つ軸部Ｓの長さのみが異なる複数種のリヤアクスルシャフトを、前記調整装置７０によるホルダ２７と複数のストッパピン２５の位置調整により、少ない工数および時間によってほぼ連続的且つ容易に成形することが可能となる。
【００２９】
図７は、異なる形態の調整装置１００を示す。調整装置１００は、図７に示すように、複数のストッパピン２５を固定したホルダ２７、係るホルダ２７に一端を固定し且つスタンド７３を貫通するガイドロッド１０１，１０２、および上記ホルダ２７にピントンロッド１０６，１０８の先端を固定し且つスタンド７３に支持された油圧シリンダ１０４，１０５を備えている。ホルダ２７の基部２８は、前記同様にベース７１のガイド溝７２に沿ってスライド可能とされている。尚、ベース７１の端部にスタンド７３が垂直に固定されている。
図７に示すように、ガイドロッド１０１，１０２は、スタンド７３に設けた通し孔７３ａを挿通自在に貫通する。また、油圧シリンダ１０４，１０５は、スタンド７３の通し孔７３ｂにシリンダケースを固定され、且つ図７においてピストンロッド１０６，１０８は最も縮んだ位置にあり、それぞれのピストン１０７，１０９も各シリンダケースの右端寄りに位置している。
【００３０】
ここで、油圧シリンダ１０４，１０５の各シリンダケース内におけるピストン１０７，１０９の右側に図示しない油圧源から圧力油を供給すると、係るピストン１０７，１０９およびピストンロッド１０６，１０８は、図７で左側に移動・伸長する。これに応じて、ホルダ２７および複数のストッパピン２５は、図７中の矢印で示すように、左側に移動し、鍛造装置１，３４，５０，６０の各ガイド部２０の各貫通孔２４内に個別に進入して位置調整される。
一方、油圧シリンダ１０４，１０５を逆向きに操作することにより、各ガイド部２０の各貫通孔２４内に進入していた各ストッパピン２５を、図７に示すように、ホルダ２７と共に各貫通孔２４の直前の位置に調整することができる。
従って、油圧シリンダ１０４，１０５を含む調整装置１００によっても、前記フランジｆなどの形状および寸法が同じで且つ軸部Ｓの長さのみが異なる複数種類のリヤアクスルシャフトを、少ない工数および時間によってほぼ連続的且つ容易に製造することが可能となる。
【００３１】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記第１工程〜第４工程の鍛造装置１，３４，５０，６０における各ストッパピン２５を単一のホルダ２７により同じ位置に調整する形態に限らず、例えば第１，第２工程の鍛造装置１，３４のストッパピン２５と、第３，第４工程の鍛造装置５０，６０のストッパピン２５との２組で、異なる位置に調整することも可能である。あるいは、第１工程〜第４工程の鍛造装置１，３４，５０，６０における各ストッパピン２５を、それぞれ個別の位置に調整しても良い。
また、複数あるいは単数のストッパピン２５の位置を調整する手段には、前記調整装置７０などに限らず、リンク機構やクランク機構などを適用することも可能である。
更に、第１工程〜第４工程に用いる前記鍛造装置１〜６０は、垂直方向または水平方向に互いに隣接して配置した多段式鍛造装置とした形態が含まれる。
尚、本発明の多段式鍛造装置は、棒状のワークＷ０の一端部を複数工程で据え込み鍛造するもので且つグリップ（ワーク搬送手段）１０で掴むことが可能であれば、前記リヤアスクルシャフト以外の製品にも適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の多段式鍛造装置（請求項１）によれば、ワークを貫通させるガイド部の貫通孔内またはその直前の位置に、先端の位置を調整可能に進退させたストッパピンが配置されるため、一端部に同じフランジ部分を成形し且つ軸方向の長さのみが異なる例えば複数種類のリヤアクスルシャフトのような鍛造製品を成形する際、少ない工数および時間により容易に対応可能となる。
また、請求項２の多段式鍛造装置によれば、複数組の鍛造装置におけるパンチおよび金型により一端部を順次据え込み鍛造されるワークを、前記ストッパピンによりその軸方向の長さを規制しつつ精度良く鍛造成形できる。
【００３３】
更に、請求項３の多段式鍛造装置によれば、複数組の鍛造装置におけるガイド部の貫通孔内またはその直前の位置に、先端の位置を揃えた複数のストッパピンを個別に精度良く配置できるため、成形される鍛造製品の軸方向の長さを正確に揃えることができる。
加えて、請求項４の多段式鍛造装置によれば、前記パンチおよび金型により一端部を同時に据え込み鍛造される複数のワークを、複数組の鍛造装置において軸方向の長さを所定の長さにして一層精度良く鍛造成形できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の多段式鍛造装置により成形されるワークの形状を示す概略側面図、（ａ）は（Ａ）中のａ−ａ線に沿った矢視における断面図。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は本発明の多段式鍛造装置における第１工程で用いる鍛造装置を示す異なる角度の断面図。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は上記鍛造装置などを用いた第１，２工程を示す異なる角度の断面図。
【図４】本発明の多段式鍛造装置を用いる第３，４工程を示す概略断面図。
【図５】本発明の多段式鍛造装置における第１〜第４工程で用いる各鍛造装置におけるストッパピンの位置調整の態様を示す概略図。
【図６】前記ストッパピンの位置を調整した状態を示す図５と同様な概略図。
【図７】ストッパピンの位置調整用の異なる調整形態を示す上記と同様な概略図。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は従来の多段式鍛造装置における第１工程を示す概略断面図。
【符号の説明】
１，３４，５０，６０……鍛造装置
２，３６，５１，６１……パンチ
１２，４０，５４，６４…金型
１６，４６，５９，６９…挿通孔
２０…………………………ガイド部
２１，２２…………………半円筒体
２４…………………………貫通孔
２５…………………………ストッパピン
２６…………………………基端
２７…………………………ホルダ
７３…………………………スタンド
７６，８２…………………雄ネジ棒（送りネジ機構）
７８，８３…………………ナット体（送りネジ機構）
９０…………………………モータ
１０１，１０２……………油圧シリンダ
Ｗ０〜Ｗ４…………………ワーク
Claims (4)
- 円柱形状を呈するワークの一端部をその軸方向に沿って据え込むスライド可能なパンチと、
上記パンチと共に上記ワークの一端部を据え込み且つ当該ワークを貫通させる挿通孔を形成する金型と、
上記金型の他端側で上記パンチと反対側に位置し上記ワークの他端部を貫通させる貫通孔を形成するガイド部と、
上記ガイド部の上記貫通孔内またはその直前の位置に進退可能で且つ先端の位置が調整可能なストッパピンと、からなる組を複数列有する、ことを特徴とする多段式鍛造装置。 - 前記ガイド部は、前記貫通孔の径方向に開放可能な一対の半円筒体からなり、これらは固定部および可動部に個別に支持され、係る一対の半円筒体を閉じた際にこれらの間に形成される上記貫通孔内またはその一端付近に、前記ストッパピンの先端が進入または位置する、ことを特徴とする請求項１に記載の多段式鍛造装置。
- 前記複数のストッパピンは、その基端を単一のホルダに固定されると共に、係るホルダは、前記ガイド部の貫通孔に対して送りネジ機構または油圧シリンダにより進退可能とされている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の多段式鍛造装置。
- 前記送りネジ機構は、前記複数のストッパピンの基端を固定するホルダに一端を固定した雄ネジ棒と、係る雄ネジ棒とネジ結合するナット体とからなり、係るナット体はスタンドに回転自在で抜け出し不能に支持され且つモータにより回転可能とされている、ことを特徴とする請求項３に記載の多段式鍛造装置。
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