JP6682395B2

JP6682395B2 - 鍛造加工装置

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Publication number: JP6682395B2
Application number: JP2016149541A
Authority: JP
Inventors: 一夫五十嵐
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Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2020-04-15
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Description

この発明は、ベース板上にフィン等の複数の凸部が形成された鍛造加工製品を製造するための鍛造加工装置、鍛造加工方法および鍛造素形材に関する。

ベース板の表面または裏面に多数のフィンが形成されたヒートシンクを型鍛造加工によって製作するような場合例えば、特許文献１に示すような半密閉式の鍛造加工装置（金型）が多く用いられている。

ヒートシンク成形用の鍛造加工装置は、ダイス（下金型）と、パンチ（上金型）とを備え、例えばダイスの成形孔の底面に、フィンを成形するための多数のフィン成形凹部が形成されている。そして鍛造素材がセットされたダイスの成形孔にパンチが打ち込まれることにより、鍛造素材が加圧されて塑性流動して、鍛造素材としての金属材料（メタル）がフィン成形凹部内に充填されてフィンが成形されるとともに、余剰のメタルがダイスの成形孔内周側面とパンチの外周側面との間のバリ成形部に充填されてバリが成形される。さらにダイスの成形孔底面とパンチの押圧面との間のベース板成形部に存在するメタルによってベース板が成形されるようになっている。

特開２０１５−５０３１８号公報

上記従来の鍛造加工において特に、ベース板が平面視四角形の鍛造加工製品を成形するような場合、下金型の多数のフィン成形凹部のうち、ベース板の四隅に対応するフィン成形凹部にはメタルが充填され難く、当該フィン成形凹部に充填されるメタル量が不足して、欠肉が発生するおそれがあった。そのような欠肉が生じるとヒートシンクのフィン高さを一定に揃えることができず、高品質の鍛造加工製品（ヒートシンク）を製造できないという課題が発生する。

この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、フィン高さ等の凸部高さの寸法精度に優れた高品質の鍛造加工製品を製造することができる鍛造加工装置、鍛造加工方法および鍛造素形材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を備えている。

［１］平面視多角形のベース板に凸部が形成された鍛造加工製品を製造するための鍛造加工装置であって、
ベース板に対応して断面多角形の成形孔を有するダイスと、
前記成形孔に対応して断面多角形に形成され、かつ前記成形孔に打ち込まれるパンチとを備え、
前記ダイスにおける成形孔の底面および前記パンチの先端面のうち少なくともいずれか一方に、凸部成形凹部が形成され、
前記パンチの先端面および前記成形孔の底面間にベース板成形部が形成され、
前記パンチの外周面および前記成形孔の内周面間にバリ成形部が形成され、
前記パンチの外周面における出隅部と前記成形孔の内周面における入隅部との間のクリアランスが、前記パンチの外側面と前記成形孔の内側面との間のクリアランスよりも小さく設定されていることを特徴とする鍛造加工装置。

［２］前記パンチの出隅部が前記成形孔の入隅部に接触するように構成されている前項１に記載の鍛造加工装置。

［３］前記成形孔の入隅部が面取り部によって構成されている前項１または２に記載の鍛造加工装置。

［４］前記面取り部がＣ面取り形状に形成されている前項３に記載の鍛造加工装置。

［５］前記成形孔および前記ダイスは断面四角形に形成されている前項１〜４のいずれか１項に記載の鍛造加工装置。

［６］前記凸部成形凹部は、ヒートシンクのフィンを成形するためのフィン成形凹部によって構成されている前項１〜５のいずれか１項に記載の鍛造加工装置。

［７］平面視多角形のベース板に凸部が形成された鍛造加工製品に仕上げられる鍛造素形材であって、
ベース板の上面にその外周縁部に沿って上方に突出するバリが形成されるとともに、
前記バリのうち、コーナ部に対応するバリが、辺部に対応するバリよりも低く形成されていることを特徴とする鍛造素形材。

［８］前記ベース板が平面視四角形に形成されている前項７に記載の鍛造素形材。

［９］前記ベース板のコーナ部に対応するバリが形成されていない前項７または８に記載の鍛造素形材。

［１０］鍛造加工製品がヒートシンクである前項７〜９のいずれか１項に記載の鍛造素形材。

［１１］平面視多角形のベース板に凸部が形成された鍛造加工製品を製造するための鍛造加工方法であって、
ベース板に対応して断面多角形の成形孔に鍛造素材をセットする工程と、
前記成形孔に対応して断面多角形のパンチを前記成形孔に打ち込んで鍛造素材を加圧する工程とを含み、
前記パンチの外周面における出隅部と前記成形孔の内周面における入隅部との間のクリアランスを、前記パンチの外側面と前記成形孔の内側面との間のクリアランスよりも小さく設定しつつ、前記鍛造素材を加圧する工程を実施することによって、
前記ダイスにおける成形孔の底面および前記パンチの先端面のうち少なくともいずれか一方に形成された凸部成形凹部によって凸部を成形し、
前記パンチの先端面および前記成形孔の底面間に形成されたベース板成形部によってベース板を成形し、
前記パンチの外周面および前記成形孔の内周面間に形成されたバリ成形部によってバリを成形するようにしたことを特徴とする鍛造加工方法。

発明［１］の鍛造加工装置によれば、パンチ外周面の出隅部と成形孔内周面の入隅部との間のクリアランスを小さく設定しているため、ベース板成形部のコーナ部においてベース板成形部からバリ成形部に流出される金属材料（メタル）が制限されることにより、ベース板成形部のコーナ部のメタル流量を十分に確保でき、そのコーナ部に位置する凸部成形凹部にメタルを確実に充填することができる。このため全ての凸部成形凹部において欠肉が発生するのを防止でき、全ての凸部高さを精度良く一致させることができ、高い品質の鍛造加工製品を製造することができる。

発明［２］の鍛造加工装置によれば、パンチ出隅部を成形孔入隅部に接合させるようにしているため、パンチのダイス成形孔に対する位置決めを図ることができる。このため例えばバリ排出量のバラツキを防止できて、メタルの流動量のバラツキを無くしてバランス良く流動させることができて、寸法精度をより一層向上させることができる。

発明［３］［４］の鍛造加工装置によれば、ダイスの成形孔入隅部が面取り部によって構成されているため、パンチ荷重による応力が入隅部に極部的に集中するのを有効に回避することができる。このためダイスにおける入隅部の早期破損を防止でき、金型寿命を延ばすことができる。

発明［５］［６］の鍛造加工装置によれば、上記の効果をより一層確実に得ることができる。

発明［７］〜［１０］の鍛造素形材によれば、上記発明［１］〜［６］の鍛造加工装置によって成形される鍛造素系材の特有の形状を特定するものであるため、上記と同様の効果を得ることができる。

発明［１１］の鍛造加工方法によれば、上記発明［１］〜［６］の鍛造加工装置を用いた鍛造加工方法を特定するものであるため、上記と同様の効果を得ることができる。

図１はこの発明の実施形態である鍛造加工装置を概略的に示す斜視図である。図２は実施形態の鍛造加工装置を概略的に示す水平断面図である。図３は実施形態の鍛造加工装置におけるパンチ出隅部周辺を拡大して示す水平断面図である。図４Ａは実施形態である鍛造加工装置において成形開始前の状態を概略的に示す正面断面図である。図４Ｂは実施形態の鍛造加工装置において加圧開始直後の状態を概略的に示す正面断面図である。図４Ｃは実施形態の鍛造加工装置において加圧完了直後の状態を概略的に示す正面断面図である。図４Ｄは実施形態の鍛造加工装置において鍛造素形材排出開始直後の状態を概略的に示す正面断面図である。図５は実施形態の鍛造加工装置によって成形された鍛造素形材を示す斜視図である。図６はこの発明の第１変形例である鍛造加工装置におけるパンチ出隅部周辺を拡大して示す水平断面図である。図７はこの発明の変形例である鍛造加工装置におけるパンチ出隅部周辺を拡大して示す水平断面図であって、図（ａ）は第２変形例の水平断面図、図（ｂ）は第３変形例の水平断面図、図（ｃ）は第４変形例の水平断面図、図（ｄ）は第５変形例の水平断面図、図（ｅ）は第６変形例の水平断面図、図（ｆ）は第７変形例の水平断面図である。

図１はこの発明の実施形態である鍛造加工装置を概略的に示す斜視図、図２および図３は実施形態の鍛造加工装置を概略的に示す水平断面図、図４Ａ〜図４Ｄは実施形態の鍛造加工装置を概略的に示す正面断面図である。

本実施形態においてはこれらの図に示す鍛造加工装置を用いて、鍛造素材Ｗに対し半密閉式で型鍛造加工を行って鍛造素形材を成形する。

図５に示すようにこの鍛造素形材９は、ヒートシンクとして用いられるものであり、矩形状（長方形状）のベース板９１と、そのベース板９１の一面（下面）に一体に形成された多数のフィン（ピンフィン）９２と、ベース板９１の他面（上面）における外周縁部に一体に形成され、かつ上方に突出するように配置されるバリ９３とを備えている。このバリ９３は４のコーナ部を除く、周囲四辺に対応して形成されており、各辺に形成されるバリ９３はその中間部が高く、両端部が低くなるように形成されている。

そして本実施形態においてはこの鍛造素形材９に対して、トリム加工等の仕上げ加工が施されてバリ９３等が除去されることにより、鍛造加工品としてのヒートシンクを得るものである。

なお本発明においては、鍛造素形材９のコーナ部のバリが形成されていても良く、少なくともコーナ部のバリが、周囲四辺のバリ９３よりも低く形成されていれば良い。本実施形態において、周囲四辺等の「辺（辺部）」という場合、辺部の端点（コーナ部）は含まれないものとする。

図１〜図４Ａに示すように本実施形態の鍛造加工装置は、ダイス（下金型）１と、アンビル２と、パンチ（上金型）３とを備えている。

アンビル２は内側に上下に開口する中空孔が形成されており、このアンビル２を介してダイス１が支持されている。

ダイス１には、その上面側に下方に凹陥形成された成形孔１１が設けられている。成形孔１１は、その水平断面形状（軸心方向に直交する断面形状）において、上記鍛造素形材９のベース板９１の平面形状に対応して矩形状に形成されている。

ダイス１における成形孔１１の底壁には、上下方向に貫通する貫通孔１２が多数形成されている。各貫通孔１２内には上下方向に沿ってスライド自在にノックアウトピン１３が配置されている。

図１〜図３に示すようにダイス１の成形孔１１はその内周面の４つのコーナ部である入隅部１５は、Ｃ面形状の面取り部１６に形成されている。なお図１および図２等においては、発明の理解を容易にするため、面取り部１６を実際よりも大きくなるように誇張して示している。

図４Ａ等に示すようにアンビル２の中空孔内には、エジェクター（図示省略）によって昇降駆動するプレート２１が設けられており、このプレート２１に各ノックアウトピン１３の下端が支持されている。従ってプレート２１が昇降駆動することによって、そのプレート２１に連動して各ノックアウトピン１３が昇降するようになっている。

本実施形態においては、貫通孔１２とノックアウトピン１３とによって、詳細には貫通孔１２の内周面とノックアウトピン１３の上端面とによってフィン成形凹部４２が構成されている。

なお本実施形態においては、フィン成形凹部４２を形成するために、ダイス１に貫通孔１２を形成しているが、それだけに限られず、本発明においては、ダイス１に有底の孔を形成して、その有底孔によってフィン成形凹部４２を形成するようにしても良い。さらにフィン成形凹部４２のうち、一部を貫通孔１２によって構成するようにしても良い。例えばフィン成形凹部４２のうち、半分を貫通孔１２によって構成し、残り半分を有底孔によって構成するようにしても良い。

図１〜図３に示すようにパンチ３は、その水平断面形状がダイス１の成形孔１１にほぼ対応して矩形状に形成されている。パンチ３はその外周面の４つのコーナ部である出隅部３５は面取り加工等が施されずシャープなエッジ形状のままとなっている。そしてこのパンチ３がダイス１の成形孔１１に打ち込まれた状態（図２および図３参照）においては、パンチ３の４つ全ての出隅部３５が、ダイス成形孔１１の４つ全ての入隅部１５としての面取り部１６にそれぞれ接触するように調整されている。つまりパンチ打込時には、パンチ３の各出隅部３５が成形孔１１の入隅部１５に接触しつつ、パンチ１がダイス１の成形孔１１に進入するようになっている。

本実施形態においては、パンチ３の出隅部３５と成形孔１１の入隅部１５との間のクリアランスが「０」に設定されているが、本発明においてはこのクリアランスを必ずしも「０」に設定する必要はない。例えば本発明においては図６に示すようにパンチ出隅部３５と成形孔入隅部１５との間のクリアランスＣ１を、パンチ３の外側面と、ダイス１の成形孔１１における内側面との間のクリアランスＣ２よりも小さくなるように形成すれば良い。

なお本実施形態においては、パンチ出隅部３５と成形孔入隅部１５との間の４つ全てのクリアランスＣ１をほぼ等しく設定するのが好ましい。同様に、パンチ３の４つ全ての外側面（断面視では４本の辺部）と、成形孔１１の４つ全ての内側面（断面視では４本の辺部）との４つ全てのクリアランスＣ２をほぼ等しく設定するのが好ましい。

ここで本本発明においては、パンチ出隅部３５と成形孔入隅部１５との間のクリアランスＣ１をフィン９２の直径に対し１０％以下に設定するのが良い。すなわちこのクリアランスＣ１が上位の特定値に設定される場合には、後述するように成形加工時に全てのフィン成形凹部４２内に金属材料（メタル）を十分に供給できて、欠肉によるフィン高さの不一致を防止することができる。

また本実施形態においては、鍛造加工時の成形荷重や、鍛造素形材９の形態安定性等、成形性を考慮すると、パンチ３の外側面と成形孔１１の内側面との間のクリアランスＣ２を上記クリアランスＣ１よりも大きく設定する必要があり、好ましくはフィン９２の直径に対し１０％〜１００％に設定するのが好ましい。

なお本実施形態においては、パンチ３をダイス１に打ち込んだ際に、パンチ３の先端面とダイス１の成形孔１１とによって囲まれた空間部がベース板成形部４１として形成されるとともに、ベース板成形部４１の外周部上方におけるパンチ３の外周面と成形孔１１の内周面との間の空間部がバリ成形部４３として形成されている。言うまでもなくバリ成形部４３の下端はベース板成形部４１に連通接続されている。

以上のように構成された本実施形態の鍛造加工装置を用いて鍛造加工を行う場合には図４Ａに示すように、ダイス１の成形孔１１内に鍛造素材Ｗ１を投入する。

鍛造素材Ｗとしては、特に限定されるものではないが、アルミニウム合金製、銅合金製、鉄製のものが好適に用いられる。本実施形態においては、鍛造素材Ｗとしてアルミニウム合金製の板材を使用している。この板材は例えば、圧延材からトリミングや機械加工によって切り出して製作するようにしても良いし、フラットバー状の押出形材を切断したり、角形状の連続鋳造棒を切断して製作するようにしても良い。鍛造素材Ｗは、ダイス１の成形孔１１内に収容できる大きさや形状に形成されているが、好ましくは位置決めを精度良く行うために、成形孔１１の底部（素材設置部）に近似した形状とするのが良い。

投入する鍛造素材Ｗは必要に応じて潤滑処理を行って４００℃〜６００℃程度に加熱するとともに、ダイス１やパンチ２等の金型も必要に応じて潤滑処理を行って加熱しておく。言うまでもなく冷間鍛造の場合には、鍛造素材Ｗや金型の加熱は行わない。

またダイス１の貫通孔１２に配置されるノックアウトピン１３は、そのピン１３と貫通孔１２とで所定長さのフィン成形凹部４２が形成されるように、所定の位置まで降下した位置に配置されている。

成形孔１１に鍛造素材Ｗをセットした後は、パンチ３を降下させて鍛造素材Ｗを加圧する。パンチ３により鍛造素材Ｗに対する加圧を開始した直後の状態においては図４Ｂに示すように、鍛造素材Ｗを構成する金属材料（メタル）は中央（内径方向）に向けて流動するメタルと、外側（外径方向）に向けて流動するメタルとに分割される。このうち中央に向かうメタルが中央部の貫通孔１２（フィン成形凹部４２）に流入していく。また外側に流動するメタルが、外周部の貫通孔１２（フィン成形凹部４２）に流入していくとともに、パンチ３と成形孔１１内周面との間のバリ成形部４３に流入していく。ここでベース板成形部４１の中央部を流動するメタルの量は十分に確保されるため、中央部のフィン成形凹部４２内にはメタルが十分に充填される。一方、ベース板成形部４１の外周部を流動するメタルのうち、コーナ部近傍を流通するメタルの量は、内側面（辺部）近傍を流動するメタルの量に比べて少ないため、内側面に位置するフィン成形凹部４２内にはメタルが十分に充填されるのに対し、コーナ部に位置するフィン成形凹部４２にはメタルが十分に充填されずメタル量が不足する傾向が高くなっている。

そこで本実施形態においては、既述したように成形孔１１のコーナ部においてパンチ出隅部３５と成形孔入隅部１５とが接合されているため、ベース板成形部４１のコーナ部からバリ成形部４３へのメタルの流出が制限される。このためベース板成形部４１のコーナ部におけるメタル量を十分に確保でき、そのコーナ部に位置する貫通孔１２（フィン成形凹部４２）内にメタルが十分に充填される。

こうしてベース板成形部４１およびフィン成形凹部４２内にメタルが充填されるとともに、余剰なメタルがバリ成形部４３に流出されることによって、鍛造素形材９が成形される。

なお本実施形態においては背圧鍛造を実施することも可能である。すなわちダイス１に配置されるノックアウトピン１３を、成形前の状態では成形完了時の所定位置よりも上昇した位置に配置しておく。そしてノックアウトピン１３が、成形中に貫通孔１２に圧入される金属材料（メタル）に対し背圧を付与しつつ所定位置まで降下するように構成する。これにより本実施形態の鍛造加工装置を用いて背圧鍛造も実施することができる。

パンチ３による加圧が完了して鍛造成形材９が成形されると図４Ｄに示すように、パンチ３が上昇して初期の位置に戻った後、エジェクターの駆動によりアンビル２のプレート２１が上昇すると同時にノックアウトピン１３が上昇する。この上昇するノックアウトピン１３によって鍛造成形材９が成形孔１１から上方に突き上げられて排出される。

こうして成形された鍛造素形材９においては、図５に示すようにベース板９１の上面外周縁部のうち４辺部にはバリ９３が一体に形成されるものの、コーナ部には上記メタル流出の制限によってバリ９３が形成されないようになっている。

本実施形態において鍛造素形材９は既述した通り、仕上げ加工が施されてバリ９３等が除去されることにより、鍛造加工製品としてのヒートシンクが形成されるものである。

以上のように本実施形態の鍛造加工装置によれば、パンチ出隅部３５と成形孔入隅部１５とを接合させるようにしているため、ベース板成形部４１のコーナ部においてベース板成形部４１からバリ成形部４３に流出されるメタルが制限されることにより、ベース板成形部４１のコーナ部のメタル流量を十分に確保でき、そのコーナ部に位置してメタル不足が生じ易いフィン成形凹部４２に十分なメタルを供給することができる。このためコーナ部のフィン成形凹部４２にも、中央部や側面部等の他のフィン成形凹部４２と同様に十分にメタルを充填でき、欠肉が発生するのを有効に防止することができる。

従って鍛造加工製品としてのヒートシンクの全てフィン高さを精度良く一致させることができ、高い品質の鍛造加工製品を製造することができる。

なお参考までに、従来の鍛造加工用金型のようにパンチ出隅部と成形孔入隅部とのクリアランスが、パンチ外側面と成形孔内側面とのクリアランスにほぼ等しく設定されている場合には、ベース板成形部のコーナ部においてメタルがバリ成形部に多く流出するため、ベース板成形部のコーナ部におけるメタル量が不足して、コーナ部に位置するフィン成形凹部内にメタルが十分に充填されないおそれがあり、全てのフィン高さを一致させることが困難になる場合がある。

一方、本実施形態においては、４つのパンチ出隅部３５を４つの成形孔入隅部１５に全て接合させつつ、パンチ３を成形孔１１に打ち込むようにしているため、前後左右の周囲四方向においてパンチ３のダイス成形孔１１に対する位置決めを図ることができる。このため、パンチ外側面と成形孔内側面との間のクリアランスＣ２（図６参照）を周囲四辺全てにおいて均等に設定することができ、周囲四辺の位置毎におけるバリ排出量のバラツキを防止でき、周囲四辺の全ての位置でバリ排出量の均等化を図ることができる。その結果、成形孔１１内全域においてメタルの流動量のバラツキを無くしバランス良く流動させることができて、全てのバリ成形部４３に確実にメタルを充填することができる。よってこの点においても、ヒートシンクのフィン高さのバラツキを防止でき、フィン高さを精度良く一致させることができ、より一層高い品質の鍛造加工製品を製造することができる。

また本実施形態においては、ダイス１の矩形状成形孔１１における入隅部１５に面取り部１６を形成しているため、パンチ荷重による応力が入隅部１５に極部的に集中するのを有効に回避することができる。このためダイス１における入隅部の早期破損を防止でき、ダイス１の耐久性、ひいては金型寿命を十分に延ばすことができる。

なお上記実施形態においては、ダイス成形孔１１の入隅部１５をＣ面取り形状の面取り部１６を形成して、その面取り部１６にパンチ出隅部３５を接触させるようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、パンチ出隅部３５と成形孔入隅部１５との間のクリアランスＣ１（図６参照）を、パンチ外側面と成形孔内側面との間のクリアランスＣ２よりも小さく設定できる構成であれば、どのような構成も採用することができる。

例えば図７（ａ）に示すように、ダイス成形孔１１の入隅部１５を上記と同様に、Ｃ面取り形状の面取り部１６に形成するとともに、パンチ出隅部３５もＣ面取り形状の面取り部３６に形成しておき、パンチ出隅部３５の面取り部３６を成形孔入隅部１５の面取り部１６に接触させるようにしても良い。さらに同図（ｂ）に示すようにダイス成形孔１１の入隅部１５をＲ面取り加工してＲ面取り形状の面取り部１６を形成するとともに、ダイス出隅部３５を成形孔入隅部１５の曲率半径にほぼ等しいＲ面取り形状の面取り部３６を形成しておき、パンチ出隅部３５の面取り部３６を成形孔入隅部１５の面取り部１６に接触させるようにしても良い。さらに同図（ｃ）に示すようにダイス成形孔１１の入隅部１５に内径方向に突出する凸部１７を形成しておき、その凸部１７の先端における山型エッジ部にパンチ出隅部３５を接触させるようにしても良い。さらに同図（ｄ）に示すようにダイス成形孔１１の入隅部１５に形成された凸部１８にＬ字状の案内溝１８１を形成しておき、その案内溝１８１にパンチ出隅部３５を接触させるようにしても良い。さらに同図（ｅ）に示すようにパンチ出隅部３５に外径方向に突出する凸部３７を形成するとともに、その凸部３７の先端における山型エッジ部を成形孔入隅部１５に近付けるように対向状態に配置するか、または成形孔入隅部１５に接触状態に配置するようにしても良い。さらに同図（ｆ）に示すように成形孔入隅部１５をＲ面取り形状の面取り部１６に形成する一方、パンチ出隅部３５に凸部３８を形成しておき、その凸部先端に設けられた円弧部を成形孔入隅部１５の面取り部１６に接触させるようにしても良い。

また上記実施形態においては、ダイス１の成形孔１１およびパンチ３として断面四角形のものを用いて、ベース板が四角形の鍛造加工製品を製造する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は、ダイス成形孔およびパンチとして断面三角形や五角形以上の多角形のものと用いて、ベース板が四角形以外の多角形の鍛造加工製品を製造する場合にも、上記実施形態と同様に実施することができる。

ここで上記実施形態においては、成形孔１１の４つの入隅部１５にＣ面取り形状の面取り部１６を形成しているため、その面取り部１６を多角形の一辺として捉えると、厳密には成形孔１１は八角形と言えないこともないが、本発明においては、面取り部等のサイズの小さいものは辺部とはせずに角部とし、実施形態の成形孔１１は断面四角形と捉えるようにしている。

また上記各実施形態においては、ダイス１側にフィン成形凹部４２を形成する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においてはパンチ側にフィン成形凹部を形成するようにしても良いし、ダイスおよびパンチの双方にフィン成形凹部を形成して、ベース板の両面にフィンが形成されたヒートシンク（鍛造加工製品）を製造するようにしても良い。

また上記実施形態においては、ベース板にピンフィンが形成されたヒートシンクを形成する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、ヒートシンクの片面または両面にプレートフィンが形成されたヒートシンクを形成する場合にも適用することができる。

また上記実施形態においては、本発明によってヒートシンクを形成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はヒートシンクだけに限られず、ベース板の少なくとも片面に複数の凸部が形成された鍛造加工製品を製造する場合であれば上記と同様に、本発明を採用することができる。

この発明の鍛造加工装置は、ベース板に多数のフィンが形成されたヒートシンク等の鍛造加工製品を製造する際に好適に採用することができる。

１：ダイス
１１：成形孔
１５：入隅部
１６：面取り部
３：パンチ
３５：出隅部
４１：ベース板成形部
４２：フィン成形凹部
４３：バリ成形部
９：鍛造素形材
９１：ベース板
９２：フィン
９３：バリ
Ｃ１，Ｃ２：クリアランス
Ｗ：鍛造素材

Claims

平面視多角形のベース板に凸部が形成された鍛造加工製品を製造するための鍛造加工装置であって、
ベース板に対応して断面多角形の成形孔を有するダイスと、
前記成形孔に対応して断面多角形に形成され、かつ前記成形孔に打ち込まれるパンチとを備え、
前記ダイスにおける成形孔の底面および前記パンチの先端面のうち少なくともいずれか一方に、凸部成形凹部が形成され、
前記パンチの先端面および前記成形孔の底面間にベース板成形部が形成され、
前記パンチの外周面および前記成形孔の内周面間にバリ成形部が形成され、
前記パンチの外周面における出隅部と前記成形孔の内周面における入隅部との間のクリアランスが、前記パンチの外側面と前記成形孔の内側面との間のクリアランスよりも小さく設定されていることを特徴とする鍛造加工装置。
前記パンチの出隅部が前記成形孔の入隅部に接触するように構成されている請求項１に記載の鍛造加工装置。
前記成形孔の入隅部が面取り部によって構成されている請求項１または２に記載の鍛造加工装置。
前記面取り部がＣ面取り形状に形成されている請求項３に記載の鍛造加工装置。
前記成形孔および前記ダイスは断面四角形に形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の鍛造加工装置。
前記凸部成形凹部は、ヒートシンクのフィンを成形するためのフィン成形凹部によって構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の鍛造加工装置。
平面視多角形のベース板に凸部が形成された鍛造加工製品に仕上げられる鍛造素形材であって、
ベース板の上面にその外周縁部に沿って上方に突出するバリが形成されるとともに、
前記バリのうち、コーナ部に対応するバリが、辺部に対応するバリよりも低く形成されていることを特徴とする鍛造素形材。
前記ベース板が平面視四角形に形成されている請求項７に記載の鍛造素形材。
前記ベース板のコーナ部に対応するバリが形成されていない請求項７または８に記載の鍛造素形材。
鍛造加工製品がヒートシンクである請求項７〜９のいずれか１項に記載の鍛造素形材。
平面視多角形のベース板に凸部が形成された鍛造加工製品を製造するための鍛造加工方法であって、
ベース板に対応して断面多角形の成形孔に鍛造素材をセットする工程と、
前記成形孔に対応して断面多角形のパンチを前記成形孔に打ち込んで鍛造素材を加圧する工程とを含み、
前記パンチの外周面における出隅部と前記成形孔の内周面における入隅部との間のクリアランスを、前記パンチの外側面と前記成形孔の内側面との間のクリアランスよりも小さく設定しつつ、前記鍛造素材を加圧する工程を実施することによって、
前記ダイスにおける成形孔の底面および前記パンチの先端面のうち少なくともいずれか一方に形成された凸部成形凹部によって凸部を成形し、
前記パンチの先端面および前記成形孔の底面間に形成されたベース板成形部によってベース板を成形し、
前記パンチの外周面および前記成形孔の内周面間に形成されたバリ成形部によってバリを成形するようにしたことを特徴とする鍛造加工方法。