JPH1190574A - 鍛造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、ワークの一対の成形部を鍛造すると
き、一対の成形部を連結する非成形部を弾性変形させる
ことなく、かつ非成形部が弾性変形に伴う反力で、一対
の成形部を加圧鍛造後にワークが歪み、変形することを
抑えることができ、鍛造後のワークの品質を高め、耐久
性を向上することができる鍛造装置を提供する。 【解決手段】本発明の鍛造装置は、少なくとも一対の成
形部９０、９０と、少なくとも一対の成形部９０、９０
を連結する非成形部９１とをもつワーク９を下型２と上
型６とで同時に鍛造する鍛造装置１であって、該下型２
と該上型６の少なくとも一方は、該成形部９０を成形し
加圧方向と垂直方向に相対移動可能な可動型４、８をも
つことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一対の成形部を有する
ワークを鍛造するとき、一対の成形部を連結する非成形
部を弾性変形させない鍛造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、素材に鍛造を施し、一部にほぼ平
行な両面形状を備えた中間鍛造品を得た後、前記両面の
平面度および平行度を得ることを目的として、平坦な型
面をもつ下型と上型とで前記両面に僅かな圧縮代分を鍛
造〔コイニング（平面圧印）〕することが知られてい
る。

【０００３】この鍛造は、中間鍛造品の両面を機械加工
で切削あるいは研削することにより平面度および平行度
を向上する場合に較べコスト面で有利である。ここで、
例えば、図８〜図１２に示される従来の鍛造装置１Ａの
下型２Ａおよび下型２Ａに対して往復移動（図８の矢印
Ｙ１、Ｙ２参照）する上型６Ａとを用い、また中間鍛鍛
造品として、自動車などのフロントサスペンションに用
いるアームの原形状を備えたワーク９に鍛造を施す場合
がある。

【０００４】このワーク９は、鍛造を施す対象となる一
対のボス部（成形部）９０、９０と、前記一対のボス部
９０、９０を連結するとともに、鍛造を施こさないアー
ム部（非成形部）９１とをもつ形状である。そしてワー
ク９の一対のボス部９０、９０は、鍛造装置１Ａの下型
２Ａと上型６Ａとで同時に鍛造することにより、その両
面９００、９０１が塑性変形され目的とする平面度およ
び平行度に鍛造できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ワーク９は、
鍛造装置１Ａの下型２Ａと上型６Ａとで同時に一対のボ
ス部９０、９０を鍛造されるとき、図１１に示す型閉じ
状態の下型２Ａと上型６Ａとの間の自由空間Ｓに位置す
るアーム部９１が、ボス部９０、９０の塑性変形に伴う
圧縮応力の作用で前記加圧方向と垂直方向（図１１の矢
印Ｚ１、Ｚ２参照）に弾性変形して撓む。

【０００６】このため、下型２Ａと上型６Ａとが型開き
（図１２の矢印Ｙ２参照）され鍛造を終えたワーク９ｂ
は、下型２Ａと上型６Ａとによる加圧から開放されると
同時に、前記弾性変形時に蓄積されていた反力（図１２
の矢印Ｚ３、Ｚ４参照）で前記撓みが解消され元の形状
に戻ったアーム部９１ｂに対し、逆に一対のボス部９０
ｂ、９０ｂ同士が歪みＱを発生させて変形する。

【０００７】このように、従来の鍛造装置１Ａによる
と、下型２Ａと上型６Ａとにより鍛造後のワーク９ｂ
は、各ボス部９０ｂの両面９００、９０１の平面度およ
び平行度を向上させ得るものの、全体が僅かに変形し、
一対のボス部９０ａ、９０ａ同士の平行度を低下させ
る。本発明は、前記事情に鑑みなされたもので、ワーク
の一対の成形部を鍛造するとき、一対の成形部を連結す
る非成形部を弾性変形させることなく、かつ非成形部が
弾性変形に伴う反力で、一対の成形部を鍛造後にワーク
が歪み、変形することを抑えることができ、鍛造後のワ
ークの品質を高め、耐久性を向上することができる鍛造
装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【発明の解決手段】本発明の鍛造装置は、少なくとも一
対の成形部と、少なくとも一対の該成形部を連結する非
成形部とをもつワークを下型と上型とで同時に鍛造する
鍛造装置であって、該下型と該上型の少なくとも一方
は、該成形部を成形し加圧方向と垂直方向に相対移動可
能な可動型をもつことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】通常、鍛造装置の下型と上型と
で、ワークの一対の成形部を同時に鍛造した場合に、一
対の成形部を連結する非成形部は、下型と上型との自由
空間にあり鍛造されない状態にあるため、成形部の厚み
方向の一方の面と他方の面とを所定の圧縮代分、塑性変
形するに伴い発生する圧縮応力の影響で弾性変形する。
ここで、弾性変形量は、ワークの材質、全体形状、成
形部の面形状やその面積および鍛造（圧縮）代や、下型
および上型の材質、ワークの成形部に当接する下型およ
び上型の型面粗度や、それらによって定まる前記型面と
ワークの成形部との摩擦係数の大きさなどによって変化
する。

【００１０】本発明の鍛造装置によると、下型と上型と
で、ワークの一対の成形部を同時に鍛造する場合、少な
くともワークの一対の成形部の一方に当接する可動型
は、成形部とともに、鍛造による加圧方向と垂直方向に
相対移動するため、前記非成形部に不要な圧縮応力が付
与されない。すなわち、非成形部を弾性変形させようと
する圧縮応力は、可動型が相対移動することによって吸
収され、非成形部に作用しない。

【００１１】従って、ワークの一対の成形部を連結する
非成形部は、下型と上型とで前記一対の成形部が目的と
する圧縮代分を、鍛造されるとき、弾性変形せずにす
む、かつ弾性変形に伴う弾性反力も発生しないため、下
型と上型とが型開き状態に移行したとき、従来の不具合
（成形部の鍛造後、非成形部が弾性反力の反力で鍛造前
の形状に戻ったときに、一対の成形部が歪み変形するこ
と）を発生させない。

【００１２】可動型は、一対の成形部の一方のみに当接
するように構成されたものや、一対の成形部の両方に当
接するように構成されたものを含む。すなわち、可動型
としては、少なくとも前記一対の成形部の一方に当接す
る構成のものを用いることにより前記非成形部を弾性変
形させることなく、前記従来の不具合を発生させない。

【００１３】前記可動型は、下型と上型とが型閉じ状態
にされたワークの一対の成形部の鍛造時に加圧方向と垂
直方向に相対移動し、鍛造を終え下型と上型とが型開き
状態への移行に伴ない元の位置に戻ることができ、かつ
次のワークの鍛造に備えることができるように、付勢部
材により付勢することが好ましい。前記付勢部材として
は、コイルバネ、板バネなどを用いることができる。

【００１４】また、可動型は、相対移動をスムーズにな
し得るための手段として、油などの潤滑剤、ローラ、コ
ロなどを併用することにより相対移動時の摩擦抵抗を低
減することができる。鍛造対象とするワークとしては、
その全領域の内、鍛造される成形部と、この一対の成形
部を連結する非成形部とをもつものに適用できる。

【００１５】また、少なくとも一対の成形部と、少なく
とも一対の成形部を連結する非成形部とをもつワークと
は、例えば、一つの非成形部の両端側にそれぞれ鍛造対
象とする成形部を備えた形状の一つのワークや、一つの
ワークであっても、一つの非成形部の両端側にそれぞれ
鍛造対象とする成形部とからなる形状を複数備えたもの
を含む。

【００１６】前記ワークとしては、要するに、下型と上
型とで同時に鍛造するワークの一対の成形部と、一対の
成形部を連結する非成形部とをもつ形状のものであれば
よく、例えば、自動車用部品としてのナックルアーム、
トルクアーム、シャフトアームなどに適用できる。

【００１７】

【実施例】本発明、鍛造装置の実施例として、自動車の
フロントサスペンション用の鍛造製アームを製造する途
中で、その一部の平面度および平行度を高めることを目
的として鍛造を施す場合に適用し、図１〜図７を用いて
説明する。実施例の鍛造装置１は、図１、図２、図３
に、それぞれ断面、図１のＡーＡ矢視位置での平面、図
１のＢーＢ矢視線断面として示すように、固定位置にあ
る下型２と、下型２に対し接近（図１の矢印Ｙ１参照）
方向および離れる（図１の矢印Ｙ２参照）方向に往復移
動可能に設置された下型２と上型６とよりなる。

【００１８】下型２は、図略の固定保持部材により定位
置に連結保持される下方固定型３と、下方固定型３に水
平方向に摺動可能に保持された一対の下方可動型４、４
と、下方固定型３と各下方可動型４との間に介置された
コイルバネ５ａ、５ａとよりなる。下方固定型３は、各
下方可動型４を水平方向に摺動可能に保持するために、
図３に示す断面略凸状の空間よりなる収容部３０および
収容部３０を形成する平坦な水平案内面３１と、水平案
内面３１と直交する両側壁面３２、３２と、水平案内面
３１と両側壁面３２、３２との間に形成された断面略コ
の字状の案内溝３３、３３と、前記水平案内面３１に平
行で上型６の上方固定型７に対向する対向面３４と、２
つの収容部３０、３０の間に形成され、互いに水平方向
に接近する方向（矢印Ｓ１、Ｓ２参照）への各下方可動
型４の摺動を制限するストッパー部３５とをもつ。

【００１９】このため、各下方可動型４は、下方固定型
３のストッパー部３５に当接し、互いに水平方向に接近
する方向（図１の矢印Ｓ１、Ｓ２参照）に摺動せずに、
互いに水平方向に遠ざかる方向（図１の矢印Ｓ３、Ｓ４
参照）に摺動可能に組付けられている。各下方可動型４
は、断面略凸状のもので、前記下方固定型３の二つの収
容部３０、３０に収容されるとともに、下方固定型３の
各案内溝３３、３３に沿って移動する案内突起４０と、
下方固定型３の水平案内面３１に摺接する水平面４１
と、水平面４１に平行でワーク９のボス部９０、９０に
当接し、仕上げ鍛造する型面４２とをもつ。

【００２０】コイルバネ５ａ、５ａは、各下方可動型４
と下方固定型３との間に、常時、各下方可動型４をスト
ッパー部３５に当接する方向（図１の矢印Ｓ１、Ｓ２参
照）に付勢力するように配置される。すなわち、コイル
バネ５ａ、５ａは、下方固定型３のストッパー部３５の
ストッパー面３５０に前記収容部３０を介して対向する
垂直対向面３５１と、ストッパー部３５のストッパー面
３５０に当接する下方可動型４の第１垂直面４３と反対
側の第２垂直面４４との間に介置される。なお、コイル
バネ５ａ、５ａは、ストッパー部３５のストッパー面３
５０および下方可動型４の第２垂直面４４に、図略の窪
みを設け、この窪みに両端を配置することが好ましい。

【００２１】上型６は、図略の可動保持部材により前記
下型２に接近および離れる方向に往復移動（図１の矢印
Ｙ１およびＹ２参照）可能に保持され、かつ前記可動保
持部材を介して前記往復移動方向に駆動するための図略
の駆動源に連結されている。この上型６は、前記可動保
持部材により固定保持される上方固定型７と、上方固定
型７に水平方向に摺動可能に保持された一対の上方可動
型８、８と、上方固定型７と各上方可動型８との間に介
置されたコイルバネ５ｂ、５ｂとよりなる。

【００２２】上方固定型７は、各上方可動型８を水平方
向に摺動可能に保持するために断面略凸状の空間よりな
る収容部７０および収容部７０を形成する平坦な水平案
内面７１と、水平案内面７１と直交する両側壁面７２、
７２と、水平案内面７１と両側壁面７２、７２との間に
形成された断面略コの字状の案内溝７３、７３と、前記
水平案内面７１に平行で下型３の固定型４に対向する対
向面７４と、２つの収容部７０、７０の間に形成され、
各上方可動型８が互いに水平方向に接近する方向（図１
の矢印Ｓ１、Ｓ２参照）の摺動を制限するストッパー部
７５とをもつ。

【００２３】各上方可動型８は、断面略凸状のもので、
前記上方固定型７の二つの収容部７０に収容されるとと
もに、上方固定型７の案内溝７３、７３に沿って移動す
る案内突起８０と、上方固定型７の水平案内面７１に摺
接する水平面８１と、水平面８１に平行でワーク９のボ
ス部９０、９０に当接し、仕上げ鍛造する型面８２とを
もつ。

【００２４】上型６に用いられるコイルバネ５ｂ、５ｂ
は、前記下型２と同じようにして配置される。各上方可
動型８と上方固定型７との間に、常時、各上方可動型８
をストッパー部７５に当接する方向（図１の矢印Ｓ１、
Ｓ２参照）に付勢力するように配置される。

【００２５】すなわち、コイルバネ５ｂ、５ｂは、スト
ッパー部７５のストッパー面７５０に前記収容部７０を
介して対向する垂直対向面７５１と、ストッパー部７５
のストッパー面７５０に当接する上方可動型８の第１垂
直面８３と反対側の第２垂直面８４との間に介置され
る。なお、コイルバネ５ｂ、５ｂは、上方固定型７のス
トッパー部７５のストッパー面７５０および上方可動型
８の第２垂直面８４とに、図略の窪みを設け、この窪み
に両端を配置することが好ましい。

【００２６】前記下型２と上型６にそれぞれ配置された
各コイルバネ５ａ、５ｂの付勢力は、下型２と上型６と
によるワーク９のボス部９０、９０の鍛造時の加圧力よ
り低いものに設定されている。また、前記コイルバネ５
ａ、５ｂの配置個数は、目的に応じて種々設定できる。
以下、前記のように構成された鍛造装置１を用い、中間
鍛鍛造品として、自動車などのフロントサスペンション
に用いるアームの原形状を備えたワーク９に鍛造を施す
場合を説明する。

【００２７】ワーク９は、鍛造を施す対象となる一対の
成形部としてのボス部９０、９０と、前記ボス部９０、
９０を連結するとともに、鍛造を施こさない非成形部と
してのアーム部９１をもつ形状である。このワーク９
は、鍛造装置１Ａの下型２と上型６とが型開きされた状
態で、下型２の一対の下方可動型４、４の可動型面４
０、４０に、ボス部９０、９０をその下面９００、９０
０が対向するように載置し、セットする。

【００２８】次いで、上型６が下型２に向かって接近す
る方向に駆動されて移動する。この上型６の移動に伴う
各上方可動型８の可動型面８０、８０がボス部９０、９
０の上面９０１、９０１に当接し、かつボス部９０、９
０は、下方可動型４、４と上方可動型８、８とによって
所定の圧力で鍛造される。ボス部９０、９０は、下面９
００および上面９０１の平面度および平行度が得られ
る。

【００２９】また、ボス部９０、９０は、鍛造時に前記
圧縮代分、加圧方向と垂直方向に塑性変形し、その応力
が発生すると同時に、下型２では下方可動型４と４とが
互いに離れる方向（図４の矢印Ｓ３、Ｓ４参照）の付勢
力を発生させ、上型６では上方可動型８と８とが互いに
離れる方向（図４の矢印Ｓ３、Ｓ４参照）の付勢力を発
生させる。

【００３０】すると、下方可動型４と４および上方可動
型８と８は、それぞれコイルバネ５ａ、５ａおよび５
ｂ、５ｂの付勢力に打ち勝ち、前記加圧方向と垂直方向
にボス部９０、９０とともに移動し、前記塑性変形に伴
い発生する圧縮応力を吸収する。このため、アーム部９
１は、型閉じ状態の下型２Ａと上型３Ａとの間の自由空
間Ｓにあっても弾性変形せず、ボス部９０、９０の鍛造
を終え下型２と上型６とが型開きされたとき、弾性変形
の反力による形状戻りがなく、図７に示される鍛造後の
ワーク９ａに歪みが発生しない。

【００３１】この鍛造後のワーク９ａは、例えば、一対
のボス部９０ａ、９０ａの平面度および平行度を向上し
得た両面９００、９０１を基準位置として垂直に穿孔し
て図略の貫通孔を設け、この貫通孔にボルトなどの軸部
を挿通された後、他の機能部品の平坦な取り付け面に、
前記両面９００、９０１の少なくとも一方を当接した状
態で組み付けて使用される。

【００３２】実施例の鍛造装置１によれば、鍛造を終え
たワーク９ａの一対のボス部９０ａ、９０ａの平面度お
よび平行度を向上させ得ることができる他、ワーク９ａ
の全体が歪みにより変形することがない。このため、実
施例の鍛造装置１により得られた鍛造後のワーク９ａ
は、前記従来の鍛造装置１Ａにより鍛造された後のワー
ク９ｂに較べ、さらに製品品質を向上でき、かつ他の機
能部品などに組み込まれた使用時の耐久性をさらに向上
できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の鍛造装置は、少なくとも一対の
成形部と、少なくとも一対の成形部を連結する非成形部
とをもつワークを鍛造する場合に用いられる。すなわ
ち、本発明の鍛造装置を用いて、一対の成形部を下型と
上型とで同時に鍛造すると、下型と上型とが型閉じされ
成形部が塑性変形するに伴い発生する圧縮応力は、可動
型がワークの成形部とともに加圧方向と垂直方向に相対
移動することによって吸収される。

【００３４】そして、ワークの成形部を鍛造する成形時
に、ワークの非成形部が前記応力によって弾性変形する
ことを回避でき、かつ前記弾性変形を発生させない。
このため、成形部の鍛造を終えて下型と上型とが型開
きされたとき、非成形部が弾性変形に伴う反力で元（弾
性変形以前）の形状に戻る現象を発生しない。従って、
本発明の鍛造装置によると、ワークの一対の成形部を鍛
造するとき、一対の成形部を連結する非成形部に圧縮応
力が作用しないため、弾性変形せずにすみ、かつ非成形
部が弾性変形に伴う反力で、一対の成形部を鍛造後にワ
ークが歪み、変形することを抑えることができ、鍛造後
のワークの品質を高め、耐久性を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の鍛造装置の下型と上型とが型開き状態
にあり、かつ下型にワークがセットされた状態を、下型
と上型とのみを断面して示す断面図。

【図２】図１におけるＡーＡ矢視位置でワークと下型と
の平面を示す平面図。

【図３】図１におけるＢーＢ矢視線断面図。

【図４】実施例の鍛造装置の下型と上型とが型閉じ状態
にあり、かつ鍛造にワークの一対のボス部（成形部）に
作用する加圧力で、一対の下方可動型および一対の上方
可動型が下方固定型および上方固定型に対し加圧方向と
垂直方向に相対移動し、ワークのアーム部（非成形部）
の弾性変形を回避した状態を示す断面図。

【図５】図４における下方固定型と、下方可動型との位
置関係を示し、かつ図２と同様にそれらの平面を示す平
面図。

【図６】図４におけるＣーＣ矢視線断面図。

【図７】実施例の鍛造装置によりワークの鍛造後で下型
と上型とが型開き状態にあり、歪みのない製品形状のワ
ークが得られた状態を示す断面図。

【図８】従来の鍛造装置の下型と上型とが型開き状態に
あり、かつ下型にワークがセットされた状態を示す断面
図。

【図９】図８におけるＡ１ーＡ１矢視位置でワークと下
型との平面を示す平面図。

【図１０】図８におけるＢ１ーＢ１矢視線断面図。

【図１１】従来の鍛造装置の下型と上型とが型閉じ状態
にあり、かつ鍛造にワークの一対のボス部（成形部）に
作用する加圧力が、ワークのアーム部（非成形部）に作
用し、アーム部が弾性変形した状態を示す断面図。

【図１２】従来の鍛造装置の下型と上型とが型開き状態
にあり、かつ鍛造を終了したワークのアーム部が、鍛造
時の弾性変形に伴う反力によりワークの一対のボス部が
変形した状態を示す断面図。

【符号の説明】

１…鍛造装置 ２…下型 ３…下方固定型 ４…一
対の下方可動型 ５ａ、５ｂ…コイルバネ ６…上型 ７…上
方固定型 ８…一対の上方可動型 ９…ワーク ９０…ボ
ス部（成形部） ９１…アーム部（成形部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一対の成形部と、少なくとも一
   対の該成形部を連結する非成形部とをもつワークを下型
   と上型とで同時に鍛造する鍛造装置であって、 該下型と該上型の少なくとも一方は、該成形部を成形し
   加圧方向と垂直方向に相対移動可能な可動型をもつこと
   を特徴とする鍛造装置。