JPH11197785A - 異形断面を有する部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、従来冷間鍛造では
不可能と考えられていた二股部分を有する複雑な部材で
もパーツフォーマのような冷間鍛造設備で簡単かつ大量
に製造出来る方法を開発するにある。 【解決手段】 製品の最終断面形状に近似する断面
を有する長尺部材を切断して中間ブロックを形成し、こ
の中間ブロックを冷間鍛造して最終形状にを有する部材
を形成する事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、異形の長尺部材を利用
して過去にパーツフォーマでは製造出来なかった特殊形
状の部材を簡単に製造出来るようにする方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１(IV)や図２(IV)に示すような複雑な
形状は、粉末冶金或いは金型を利用しての熱間鍛造によ
ってのみ製造できるとされており、パーツフォーマのよ
うな冷間鍛造設備での製造は不可能と考えられていた。
また、図５のような歯車も切削加工が中心でこの場合も
パーツフォーマのような冷間鍛造設備での製造は不可能
と考えられていた。

【０００３】処が、粉末冶金では高強度部材の製造は非
常に困難であり、且つコストも非常に高いという問題が
あった。切削加工は製造コストが掛かるため最終製品が
割高にならざるを得ないという問題があり、熱間鍛造は
加熱しつつ加工しなければならないためエネルギコスト
がかかるという問題や、部材が酸化するためスケールが
出易く職場環境を汚すというような問題もあり、冷間鍛
造による製造が待たれていた。また、熱間鍛造の場合
は、長方形のブロックを加工して所定の形状にするため
加工度合いが大きく、加工コストも無視出来ないという
ような問題もあった。

【０００４】従って、複雑な形状をパーツフォーマのよ
うな量産冷間鍛造設備で製造できるようになれば最も好
ましいのであるが、ボルトやナットなどシンプルな形状
で且つ形もほとんど決まっているようなものに限定され
ると考えられており、製品の幅が非常に限られていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
冷間鍛造では不可能と考えられていた二股部分を有する
複雑な部材を始め各種異形断面を有する部材をパーツフ
ォーマのような冷間鍛造設備で簡単かつ大量に製造出来
る方法を開発するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】『請求項１』は前記課題
を達成する方法の基本的方法で「製品(6)の最終断面形
状に近似する断面を有する長尺部材(1)を切断して中間
ブロック(4)を形成し、この中間ブロック(4)を冷間鍛造
して最終形状にを有する部材(6)を形成する」事を特徴
とする。

【０００７】これによれば、最終製品の断面形状に近似
する断面を有する長尺部材(1)を用いる事で、複雑且つ
大幅な金属塑性加工をパーツフォーマで行わせる必要が
なくパーツフォーマのような冷間鍛造設備(A)でも複雑
な異形断面形状を有する製品(6)を製造する事ができ
る。

【０００８】最終製品(6)の断面形状の例としては、後
述するような二股部分(5)を有する略Ｕ形のものや、二
股部分(5)と脚部(3a)とを有する略Ｙ形のもの、或いは
歯車などこれらに限定される事はないが各種のものがあ
る。

【０００９】『請求項２』は請求項１の具体例の１つで
「最終形状が二股部分(5)を有する異形断面部材(6ロ)の
製造方法であって、凹溝(2)が長手方向に形成されてい
る長尺部材(1イ)を切断して略Ｕ字状のブロック(4イ)を形
成し、このＵ形ブロック(4イ)を冷間鍛造して二股部分
(5)を有する冷間鍛造部材(6イ)を形成する」事を特徴と
する。

【００１０】『請求項３』は請求項１の具体例の他の方
法で「最終形状が二股部分(5)と脚部(3a)とを有する異
形断面部材(6ロ)の製造方法であって、凹溝(2)が一方の
面に長手方向に形成され、他方の面に突条(3)が長手方
向に形成されている長尺部材(1ロ)を切断して略Ｙ字状の
ブロック(4ロ)を形成し、このＹ形ブロック(4ロ)を冷間鍛
造で二股部分(5)と脚部(3a)を有する鍛造部材(6ロ)を形
成する」事を特徴とする。

【００１１】『請求項４』は請求項１の具体例の更に他
の方法で「最終形状が歯車となる異形断面部材(6ハ)の製
造方法であって、外周面に長手方向に凹溝(2)が形成さ
れている長尺部材(1ハ)を切断して全周に凸部(3)を有す
る中間ブロック(4ハ)を形成し、この中間ブロック(4ハ)を
冷間鍛造で歯車(6ハ)を形成する」事を特徴とする。

【００１２】『請求項５』は前記製造方法を規定したも
ので、「冷間鍛造がパーツフォーマによって行われる」
事を特徴とする。

【００１３】これによれば、表面に凹溝(2)や凸部(3)が
形成されている長尺部材(1イ)(1ロ)(1ハ)を必要量だけ切断
して略Ｕ形中間ブロック(4イ)又は略Ｙ形中間ブロック(4
ロ)或いは星形中間ブロック(4ハ)を形成し、これをある程
度近似した所定形状の冷間鍛造完成部材(6イ)(6ロ')(6ハ)
に製造するので、複雑な加工や切断中間ブロック(4イ)(4
ロ)(4ハ)からの加工度合いが非常に少なくなり、パーツフ
ォーマのような冷間鍛造設備を使用しての複雑形状の製
品(6)の大量生産が可能となった。

【００１４】

【実施の態様】以下、本発明を図示実施例に従って詳述
するが、これによって本発明が限定されるものではな
い。また、本発明に使用される断面異形の長尺部材(1)
としては、例えば、第１実施例で使用される表面に凹溝
(2)が長手方向に沿って形成された断面略Ｕ形(1イ)のも
のや、第２実施例で使用される表面に凹溝(2)が長手方
向に沿って形成され且つ反対側の面に長手方向に沿って
突条(3)が突設された断面略Ｙ形のもの(1ロ)、外周に長
手方向に凹溝(2)が等間隔で形成されているスプライン
状のもの(1ハ)がある。これら異形断面を持つ長尺部材
(1)は、予め最終製品の形状にある程度合わせて冷間圧
延又は線引き加工で成形されている。一般に線材の場合
にはドラム（図示せず）に巻き取られている。棒材の場
合は直線状のまま使用される。

【００１５】ここではドラムに巻き取られた線材の場合
を例として説明する。前記長尺部材(1)は一般的に、
鋼、銅、アルミなどの金属線材又は金属棒材が使用され
るが、これらに限定されるものでなく、剪断、穿孔、カ
ッティング、塑性加工が可能であるものはどのようなも
のであってもよい。前記線状の長尺部材(1)は、ドラム
（図示せず）にコイル状に巻き取られており、ドラムか
ら引き出された後、湾曲状態から直線状態になるように
矯正ローラ（図示せず）を経てパーツフォーマのような
冷間鍛造設備(A)に供給される。なお、前記冷間鍛造設
備(A)は、剪断手段(7)、成形手段(8)とを有している。

【００１６】《実施例１》図３(a)〜(h)は、本発明の第
１実施例の工程を説明するもので、ドラムから引き出さ
れ、直線状に矯正された後、冷間鍛造設備(A)に供給さ
れた所から説明する。

【００１７】剪断手段(7)はローラ(9)を備えた長尺部材
供給部(10)により送られてくる長尺部材(1イ)を所定の長
さに切断する工程で、固定基台(11)に装着された固定刃
(12)と、摺動基台(13)に装着され、前記固定刃(12)に対
向して配置され、固定刃(12)の前面に接して摺動する剪
断刃(14)とで構成されている。固定刃(12)及び剪断刃(1
4)には、異形長尺部材(1イ)の断面と略同じ断面を持つ固
定側挿入孔(15)と剪断側挿入孔(16)とがそれぞれ穿設さ
れている。固定側挿入孔(15)には突出部材(17)が配設さ
れている。

【００１８】成形手段(8)では、剪断されたブロック(4
イ)を所定の形状に成形する工程で、成形量によっては成
形手段が１段でもよいし、成形手段(8)を多段に分け、
ブロック(4イ)を何段にも分けて順次所定の形状に成形す
るようにしてもよい。第１実施例では２段成形の場合を
示した。

【００１９】成形手段(8)の第１(81)は、剪断ブロック
(4イ)の外形を冷間鍛造にて最終形状或いは略最終形状迄
成形する場合で、成形ダイス(18)と成形パンチ(19)とが
設置されている。前記成形ダイス(18)には最終外形形状
或いは略最終外形形状の生成孔(20)が形成されている。
生成孔(20)にはエジェクト部材(21)が配設されており、
冷間鍛造部材(4イ')をエジェクトするようになってい
る。

【００２０】生成手段の第２は、冷間鍛造された半製品
(4イ')に孔(22)を設ける工程で、成形ダイス(23)と成形
パンチ(24)とが設置されている。前記成形ダイス(23)に
は最終外形形状の成形孔(25)と、孔(22)が穿設されるべ
き位置に合わせて成形孔(25)内にスライド自在に配設さ
れた押出部材(28)に打ち抜き用のダイス孔(26)が形成さ
れている。そして、ダイス孔(26)に合わせてエジェクト
ピン(27)が配設されている。一方、成形孔(25)に合わせ
て前述の成形パンチ(24)が用意されており、且つダイス
孔(26)に合わせて打ち抜き用突起(29)が成形パンチ(24)
に突設してある。

【００２１】しかして、長尺部材(1イ)を、ローラ(9)を
備えた長尺部材供給部(10)にて剪断工程の剪断刃(14)と
固定刃(12)の挿入孔(15)(16)に挿入する。このとき、剪
断刃(14)の背面には突出部材(17)が位置しているため長
尺部材(1イ)の先端はこの突出部材(17)に当接し、剪断刃
(14)内への挿入代が決定される。この状態で、剪断基台
(13)をスライドさせると剪断刃(14)と固定刃(12)の摺接
面を境にして長尺部材(1イ)は剪断され、剪断刃(14)の剪
断側挿入孔(16)内に剪断されたブロック(4イ)を収納した
まま移動する。これにより、長尺部材(1イ)は所定の長さ
に正確に切断される。

【００２２】剪断されたブロック(4イ)は搬送位置で突出
部材(17)にて突き出され、次工程である成形第１工程(8
1)に移送される。

【００２３】成形第１工程(81)は、成形ダイス(18)の成
形孔(20)内に挿入されるのであるが、剪断ブロック(4イ)
そのものはある程度成形孔(20)の形状に近い形を予め持
っているので、成形量は従来の熱間鍛造のように直方体
ブロックから形成する場合に比べて少ない。従って、１
段或いは多くとも２、３数段の成形で所定の形に冷間鍛
造される。ここでは前述のように最終外形形状或いは略
最終外形形状の成形は１段で行うものとしている。

【００２４】剪断されたブロック(4イ)を成形ダイス(18)
の成形孔(20)に挿入し、成形パンチ(19)で１又は複数回
パンチングしてブロックを最終形状或いは略最終形状を
持つ成形孔(20)の形状に冷間鍛造する。外形の鍛造が終
了するとエジェクト部材(21)で未穿孔半製品(4イ')を突
き出し次の成形第２工程(82)である穿孔工程に移送す
る。この段階(82)では、穿孔工程で穿孔と同時に外形の
鍛造も可能であるので、必ずしも最終形状にする必要が
なく、略最終形状までの加工でもよいとした。

【００２５】成形第２工程(82)である穿孔工程では、最
終外形形状或いは略最終外形形状の未穿孔半製品(4イ')
を成形ダイス(24)にてパンチングをい、同時に成形パン
チ(24)に突設されている打ち抜き用突起(29)で打抜設定
箇所が打ち抜かれる。打ち抜きに関しては、成形孔(25)
と成形ダイス(24)とが未穿孔半製品(4イ')の最終外形形
状を拘束しているので、打ち抜きによって形が崩れるよ
うな事はない。

【００２６】《実施例２》次に、図４に従って第２実施
例を説明する。本実施例における剪断手段は、固定刃(1
2)と剪断刃(14)に穿設されている挿入孔(15)(16)の形状
（略Ｙ形）が実施例１と相違する他は、実施例１と全く
同じであるので、同一機能の部分は実施例１と同一番号
を付して説明を省略する。ここでは実施例１と同様、ロ
ーラ(9)を備えた長尺部材供給部(10)により送られてく
る断面略Ｙ形の異形長尺部材(1ロ)を所定の長さに切断す
る。

【００２７】実施例２の成形手段(8)も同様、剪断され
たブロック(4ロ)を所定の形状に成形する工程で、成形量
によっては成形手段(8)が１段でもよいし、成形手段(8)
を多段に分け、ブロック(4ロ)を何段にも分けて順次所定
の形状に成形するようにしてもよい。第１実施例と相違
する点は、完成品(6ロ')が脚部(3a)にネジが刻設される
点と二股部分(5)の側面に通孔(30)が形成される点で、
ネジと通孔(30)とは成形工程(8)で冷間鍛造出来ない。
従って、ネジと通孔形成は冷間鍛造後、別工程でで形成
される事になる。

【００２８】ここでの成形は、ネジ加工と通孔加工のさ
れていない半製品(6ロ)の外形を冷間鍛造にて成形するも
ので、成形ダイス(18)と成形パンチ(19)には最終外形形
状生成孔が形成されている。また、生成孔(20)にはエジ
ェクト部材(21)が配設されており、半製品(6ロ)をエジェ
クトするようになっている。

【００２９】しかして、長尺部材(1ロ)をローラ(9)を備
えた長尺部材供給部(10)に剪断工程の剪断刃(14)と固定
刃(12)の挿入孔(15)(16)に挿入し、突出部材(17)によっ
て挿入代を決定する。この状態で、剪断基台(13)をスラ
イドさせて実施例１と同様の作用で長尺部材(1ロ)を所定
の長さで正確に切断する。

【００３０】剪断されたブロック(4ロ)は搬送位置で突出
部材(17)に突き出され、次工程である成形工程(8)に移
送される。

【００３１】成形工程(8)では、剪断ブロック(4ロ)が成
形孔(20)内に挿入され、成形パンチ(19)で１又は複数回
パンチングしてブロック(4ロ)を成形孔(20)の形状に冷間
鍛造する。この場合もやはり剪断ブロック(4ロ)そのもの
はある程度成形孔(20)の形状に近い形を予め持っている
ので、成形量は従来の熱間鍛造のように直方体ブロック
から形成する場合に比べて多くなく、１段或いは多くと
も２、３数段の成形で所定の形に冷間鍛造される。冷間
鍛造が終了するとエジェクト部材(21)で外部に突き出さ
れ装置外に取り出される。なお、次工程で脚部(3a)にネ
ジが刻設されるので、冷間鍛造段階で脚部(3a)は円柱状
に形成される。

【００３２】成形工程(8)が終了し、装置(A)外に取り出
された未穿孔半製品(6ロ)は、別工程で転造によりネジが
その脚部(3a)に刻設され、二股部分(5)に側面からドリ
ルが通されて通孔(30)が形成される。

【００３３】《実施例３》実施例３も前記２方法と基本
的に同じであり、外周全周に長手方向に凹溝(2)が形成
されている長尺部材(1ハ)を剪断手段(7)にて所定長さで
切断する。然る後、成形手段(8)に移送され、剪断され
たブロック(4ハ)を１段或いは多段にて成形や穿孔を行い
所定の形状に成形する。この場合も成形ダイス(24)とが
未穿孔半製品(4ハ)の最終外形形状が拘束されているの
で、出来上がり製品は精度良く仕上がる。

【００３４】

【発明の効果】以上により本発明によれば、従来冷間鍛
造では不可能と考えられていた二股部分、歯車状のその
他異形断面を有する複雑な部材でもパーツフォーマのよ
うな冷間鍛造設備で簡単かつ大量に製造出来るようにな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる二股部分の第１実施例の製造手
順の概略を示す斜視図

【図２】本発明にかかる二股部分の第２実施例の製造手
順の概略を示す斜視図

【図３】本発明にかかる二股部分の第１実施例の手順を
示す正断面図

【図４】本発明にかかる二股部分の第２実施例の手順を
示す正断面図

【図５】本発明にかかる歯車の製造手順を示すフロー図

【符号の説明】

(A)…パーツフォーマのような冷間鍛造設備 (1)…長尺部材 (1イ)…第１実施例の長尺部材 (1ロ)…第２実施例の長尺部材 (2)…凹溝 (3)…突条 (3a)…脚部 (4)…ブロック (4イ)…Ｕ形ブロック (4ロ)…Ｙ形ブロック (5)…二股部分 (6)…冷間鍛造部材 (6イ)…第１実施例で形成された冷間鍛造部材 (6ロ)…第２実施例で形成された冷間鍛造部材 (6ハ)…第３実施例で形成された冷間鍛造部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製品の最終断面形状に近似する断
   面を有する長尺部材を切断して中間ブロックを形成し、
   この中間ブロックを冷間鍛造して最終形状にを有する部
   材を形成する事を特徴とする異形断面を有する部材の製
   造方法。
2. 【請求項２】 最終形状が二股部分を有する異形
   断面部材の製造方法であって、 凹溝が長手方向に形成されている長尺部材を切断して略
   Ｕ字状の中間ブロックを形成し、このＵ形中間ブロック
   を冷間鍛造して二股部分を有する部材を形成する事を特
   徴とする異形断面を有する部材の製造方法。
3. 【請求項３】 最終形状が二股部分と脚部とを有
   する異形断面部材の製造方法であって、 凹溝が一方の面に長手方向に形成され、他方の面に突条
   が長手方向に形成されている長尺部材を切断して略Ｙ字
   状の中間ブロックを形成し、このＹ形中間ブロックを冷
   間鍛造で二股部分と脚部とを有する部材を形成する事を
   特徴とする異形断面を有する部材材の製造方法。
4. 【請求項４】 最終形状が歯車となる異形断面部
   材の製造方法であって、 外周面に長手方向に凹溝が形成されている長尺部材を切
   断して全周に凸部を有する中間ブロックを形成し、この
   中間ブロックを冷間鍛造で歯車を形成する事を特徴とす
   る異形断面を有する部材材の製造方法。
5. 【請求項５】 冷間鍛造がパーツフォーマによっ
   て行われる事を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
   載の異形断面を有する部材の製造方法。