WO2016052105A1

WO2016052105A1 - 成形方法

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Publication number: WO2016052105A1
Application number: PCT/JP2015/075533
Authority: WO
Inventors: 清司植本; 拓也藤田; 中野　健一; 潤沼本; 友文小幡; 松永　浩司
Original assignee: Ntn株式会社; 清司植本; 拓也藤田; 中野　健一; 潤沼本; 友文小幡; 松永　浩司
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2016-04-07
Also published as: JP2016068107A

Abstract

　棒材を切断して形成された円柱状素材を用いて予備成形用鍛造型にて予備成形体を成形した後、成形用鍛造型にて有底円筒形状のカップ状部材を得る成形方法である。成形用鍛造型にて、予備成形体を軸方向に圧縮して、外周側の素材を圧縮方向と逆方向に押し出す。これによって、円柱状素材の角部が底壁に配置されるカップ状部材を得る。

Description

成形方法

　本発明は、有底円筒形状のカップ状部材を成形する成形方法に関する。

　有底円筒形状のカップ状部材は、円筒部と、この円筒部の下方開口部を塞ぐ底壁とからなる。そして、このようなカップ状部材の成形には、例えば、特許文献１等に記載のカップ状ブランクの熱間鍛造方法にて成形できる。

　この特許文献１の熱間鍛造方法では、円柱体を軸方向に据込により予備成形した円盤状の据込体を成形し、その据込体をカップ状のダイに収納し、カップ状ブランクの中心線上での断面がＴ型のパンチによる後方押出しにより鍛造するものである。

　カップ状部材の成形には、一般的には、図８Ａ及び図８Ｂと図９Ａ及び図９Ｂに示すような工程が行われる。まず、棒材を鋸切断又はせん断加工等により切断して、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すような円柱状素材１（１Ａ）（１Ｂ）を形成する。

　その後、図８Ａに示すように、パンチ２とダイ３とを備えた鍛造型を用いて、図８Ｂに示すような円盤形状の予備成形体４を成形する。すなわち、パンチ２とダイ３とでもって円柱状素材１を軸方向に圧縮する。次に、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、パンチ５と、有底筒状体からなるダイ６とを備えた成形用鍛造型を用いて、この予備成形体４をカップ状部材７に成形する。成形用鍛造型のダイ６は、底壁６ｂと、この底壁６ｂの外周部から立ち上がる周壁６ａとを備える。

　すなわち、図９Ａに示すように、予備成形体４をダイ６内に収容した後、図９Ｂに示すように、ダイ６内の予備成形体４に対して、パンチ５を軸方向に沿って押し下げて、予備成形体４を軸方向に圧縮する。その際、予備成形体４の外周部の素材を、圧縮方向と反対側に押し出すことになる。このため、パンチ５の外周面５ａと、ダイ６の周壁６ａの内周面９との間に充填されることになる。これによって、カップ状部材７が成形される。なお、カップ状部材７は、円筒部７ａと、この円筒部７ａの下方開口部を塞ぐ底壁７ｂとからなる。

特開２００９－１８３９７４号公報

　ところで、前記のような成形方法では、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す円柱状素材１（１Ａ）（１Ｂ）を用いる。この円柱状素材１は、前記したように、棒材を鋸切断又はせん断加工等により切断して形成される。このため、円柱状素材１の角部には、バリ１０が形成されることが多い。

　例えば、図１０Ａの円柱状素材１Ａを用い、かつ、バリとして１０ａが形成されていた場合において、図８Ｂに示すように、円盤形状の予備成形体４を成形した際には、予備成形体４の上面の外径側にバリ１０ａが残存する。このように、バリ１０ａが残れれば、図９Ａに示すように、カップ状部材７を成形した際に、カップ状部材７の円筒部７ａに疵１１を生じさせるおそれがある。また、円柱状素材１の角部にも同様な疵１１を生じさせるおそれがある。

　そのため、従来においては、円柱状素材１において、面取り加工やショットブラスト加工等を行って、バリ１０の除去や角部の丸み付け等を行う必要があった。このため、フォーマー等の成形機内で切断を行う設備を用いて成形することができず、生産性に劣るものとなっていた。ここで、フォーマーとは、供給された材料を一定寸法に切断し、複数の対向する「型」の間に運び、型と型で圧力を加えて素材の成形を行う機械である。

　本発明は、上記課題に鑑みて、円柱状素材に対して、面取り加工やショットブラスト加工等を行うことなく、少なくとも筒部の内面に疵を生じさせない製品、つまりカップ状部材を成形することが可能な成形方法を提供する。

　本発明の成形方法は、棒材を切断して形成された円柱状素材を用いて予備成形用鍛造型にて予備成形体を成形した後、成形用鍛造型にて有底円筒形状のカップ状部材を得る成形方法であって、成形用鍛造型にて、前記予備成形体を軸方向に圧縮して、外周側の素材を圧縮方向と逆方向に押し出し、前記円柱状素材の角部が底壁に配置されるカップ状部材を得るものである。

　本発明の成形方法によれば、円柱状素材の角部が底壁に配置されるものであるので、この角部およびこの角部近傍に生じるバリが底壁に位置することになる。このため、カップ状部材の円筒部の疵の発生を回避することができる。

　ダイと、パンチ端面に凹部を有する据込用パンチとを備えた予備成形用鍛造型を用い、円柱状素材の角部を据込用パンチの凹部の内側に配置した状態で、円柱状素材を軸方向に圧縮して前記凹部に対応して形成された凸部を上面に有する円盤状の予備成形体を成形することができる。

　このような予備成形用鍛造型を用いれば、予備成形体には、その上面に凸部が形成されることになり、しかも、この凸のコーナ部に素材の角部が位置することになる。

　軸部成形用鍛造型を用い、円柱状素材を軸方向に圧縮して、軸部構成用突出部が形成された予備前成形体を成形した後、ダイと、パンチ端面に凹部を有する据込用パンチとを備えた予備成形用鍛造型を用い、予備前成形体の角部を据込用パンチの凹部の内側に配置した状態で、予備前成形体を軸方向に圧縮して前記凹部に対応して形成された凸部を上面に有する予備成形体を成形するものであってもよい。

　また、ダイと、パンチ端面に凹部を有する成形パンチとを備えた成形用鍛造型を用い、前記予備成形用鍛造型にて成形された予備成形体の凸部を成形パンチの凹部の内側に配置した状態で、前記予備成形体を軸方向に圧縮して、外周側の素材を圧縮方向と逆方向に押し出してカップ状部材を得ることができる。

　この成形用鍛造型を用いれば、予備成形体を軸方向に圧縮して、外周側の素材を圧縮方向と逆方向に押し出することによって、カップ状部材の円筒部を成形することになる。この際、この円筒部において、円柱状素材の角部が位置することを回避することができる。

　前記パンチの凹部の外周立ち上がり面が、底側から開口側に向って広がるテーパ面を構成するものであっても、底側から開口側に向って広がるアール面を構成するものであっても、底側から開口側に向って広がるテーパ面及びアール面にて構成するものであってもよい。

　ダイと、成形パンチとを備えた底壁用鍛造型を用い、前記カップ状部材の底壁を内面側から軸方向に圧縮して、成形用鍛造型にて成形された底壁内面の凸部を平坦面とするものであってもよい。

　底壁用鍛造型を用いれば、底壁内面が平坦面とした製品（カップ状部材）を成形することができる。また、前記底壁用鍛造型のダイには、底壁内面の凸部を平坦面とする際の材料の逃げとなる凹部を設けているものが好ましい。

　本発明では、カップ状部材の円筒部の疵の発生を回避することができる。このため、従来において、必要としていた円柱状素材に対する面取り加工やショットブラスと加工等を行う必要がなくなって、生産コストの低減および生産性の向上を図ることができる。しかも、面取り加工やショットブラスト加工等を行う必要がないので、フォーマー等の成形機内で切断を行う設備を用いて成形することができ、生産性の向上を一層達成できる。

　ダイと、パンチ端面に凹部を有する据込用パンチとを備えた予備成形用鍛造型を用いれば、予備成形体には、その上面に凸部が形成されることになり、しかも、この凸内に角部が位置することになり、その後の成形用鍛造型による成形で、カップ状部材の円筒部に疵を安定して生じさせないようにできる。

　軸部成形用鍛造型を用い、軸部構成用突出部が形成された予備前成形体を成形するようにすれば、軸部付のカップ状部材を成形することができる。

　ダイと、パンチ端面に凹部を有する成形パンチとを備えた成形用鍛造型を用いれば、予この円筒部において、円柱状素材の角部が位置することを回避することができ、カップ状部材の円筒部に疵を安定して生じさせない。

　ダイと、成形パンチとを備えた底壁用鍛造型を用いれば、底壁内面が平坦面とした製品（カップ状部材）を成形することができ、成形されるカップ状部材の設計自由度の向上を図ることができる。

　前記底壁用鍛造型のダイに、底壁内面の凸部を平坦面とする際の材料の逃げとなる凹部を設けているものであれば、成形時に凹部に材料が逃げることになって、安定して底壁内面の凸部を平坦面とするができる。

本発明の第１の成形方法に用いる予備成形用鍛造型を示し、円柱状素材をこの予備成形用鍛造型にセットした状態の簡略図である。本発明の第１の成形方法に用いる予備成形用鍛造型を示し、予備成形体を成形している状態の簡略図である。本発明の第１の成形方法に用いる成形用鍛造型を示し、予備成形体をこの成形用鍛造型にセットした状態の簡略図である。本発明の第１の成形方法に用いる成形用鍛造型を示し、カップ状部材を成形している状態の簡略図である。本発明の第１の成形方法に用いる底壁用鍛造型を示し、カップ状部材をこの底壁用鍛造型にセットした状態の簡略図である。本発明の第１の成形方法に用いる底壁用鍛造型を示し、底壁内面を平坦面としたカップ状部材を成形している状態の簡略図である。本発明の第２の成形方法に用いる軸部成形用鍛造型を示し、予備成形体をこの軸部成形用鍛造型にセットした状態の簡略図である。本発明の第２の成形方法に用いる軸部成形用鍛造型を示し、予備前成形体を成形している状態の簡略図である。本発明の第２の成形方法に用いる予備成形用鍛造型を示し、予備前成形体をこの予備成形用鍛造型にセットした状態の簡略図である。本発明の第２の成形方法に用いる予備成形用鍛造型を示し、予備成形体を成形している状態の簡略図である。本発明の第２の成形方法に用いる成形用鍛造型を示し、予備成形体をこの成形用鍛造型にセットした状態の簡略図である。本発明の第２の成形方法に用いる成形用鍛造型を示し、カップ状部材を成形している状態の簡略図である。パンチを示し、凹部の外周立ち上がり面が、底側から開口側に向って広がるテーパ面である要部断面図である。パンチを示し、凹部の外周立ち上がり面が、底側から開口側に向って広がるアール面である要部断面図である。従来の成形方法に用いる予備成形用鍛造型を示し、円柱状素材をこの予備成形用鍛造型にセットした状態の簡略図である。従来の成形方法に用いる予備成形用鍛造型を示し、予備成形体を成形している状態の簡略図である。従来の成形方法に用いる成形用鍛造型を示し、予備成形体をこの成形用鍛造型にセットした状態の簡略図である。従来の成形方法に用いる成形用鍛造型を示し、カップ状部材を成形している状態の簡略図である。円柱状素材を示し、角部にバリが形成された状態の断面図である。円柱状素材を示し、他の角部にバリが形成された状態の断面図である。

　以下本発明の実施の形態を図１～図７に基づいて説明する。本発明に係る成形方法は、図１Ａ及び図１Ｂに示すような予備成形用鍛造型２０にて予備成形体Ｓ２を成形した後、図２Ａ及び図２Ｂに示すような成形用鍛造型２２にて有底円筒形状のカップ状部材Ｓを成形するものである。カップ状部材Ｓは、図２Ｂに示すように、円筒部２３と、この円筒部２３の下方開口部を塞ぐ底壁２４とを有するものである。予備成形用鍛造型２０に供給される素材は、棒材を鋸切断またはせん断加工等により軸方向長さを所定寸となるように切断されてなる円柱状素材Ｓ１(図１Ａ参照)である。

　予備成形用鍛造型２０は、図１Ａ及び図１Ｂに示ように、据込用パンチ２５と、ダイ２６とを備える。据込用パンチ２５は、その下端面２５ａに凹部２７が形成されている。この場合、図１Ａに示すように、円柱状素材Ｓ１の外径寸法Ｄ１を据込用パンチ２５の凹部２７の内径寸法ｄよりも僅かに小さく設定される。

　このため、予備成形用鍛造型２０による予備成形体Ｓ２(図１Ｂ参照)の成形は、図１Ａに示すように、円柱状素材Ｓ１をダイ２６にセット（ダイ２６の載置面２６ａに載置した状態）として、据込用パンチ２５を下降させることになる。これによって、円柱状素材Ｓ１の角部２８を据込用パンチ２５の凹部２７の内側に配置した状態で、円柱状素材Ｓ１を軸方向に圧縮して前記凹部２７に対応して形成された凸部３０を上面に有する円盤状の予備成形体Ｓ２を成形することになる。前記セットした状態では、円柱状素材Ｓ１の軸心線（中心線Ｌ１）上に据込用パンチ２５の凹部２７の軸線Ｏが配置された状態となる。

　成形用鍛造型２２は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、成形パンチ３１とダイ３２とを備えたものである。成形パンチ３１はそのパンチ端面３１ａに凹部３３を有するものである。この場合、成形パンチ３１のパンチ端面３１ａ側の角部にはアール状の面取部３４が設けられている。ダイ３２は、底壁３２ｂと、この底壁３２ｂの外周縁部から立ち上がる周壁３２ａとを有するものである。

　このため、成形用鍛造型２２による成形体Ｓの成形は、図２Ａに示すように、予備成形体Ｓ２をダイ３２にセット（ダイ３２の内部に収納した状態）として、成形パンチ３１を下降させることになる。これによって、予備成形体Ｓ２の凸部３０を成形パンチ３１の凹部３３の内側に配置した状態で、予備成形体Ｓ２を軸方向に圧縮する。この際、予備成形体Ｓ２の軸線（中心線）Ｌ２と、成形パンチ３１の中心線Ｏ１とを一致させる。また、パンチ３１の外径寸法は、ダイ３２の内径寸法よりも小さく設定され、後述するように、成形パンチ３１の外周面３５と、ダイ３２の周壁３２ａの内周面３６との間に隙間３８(図２Ｂ参照)を生じさせる必要がある。

　成形パンチ３１にて予備成形体Ｓ２を軸方向に圧縮すると、図２Ｂに示すように、外周側の素材を圧縮方向と逆方向に押し出して、カップ状部材Ｓを成形する。すなわち、成形パンチ３１にて予備成形体Ｓ２を軸方向に圧縮すると、成形パンチ３１の外周面３５と、ダイ３２の周壁３２ａの内周面３６との間の隙間３８に素材が侵入することになって、カップ状部材Ｓの円筒部２３が成形される。この際、予備成形体Ｓ２の凸部３０の角部は、前記円柱状素材Ｓ１の角部２８が配置されているので、円柱状素材Ｓ１の角部２８が、カップ状部材Ｓの底壁２４に配置されることになる。

　また、成形パンチ３１のパンチ端面３１ａに凹部３３を有するので、カップ状部材Ｓの底壁２４の内面側には凸部３７が形成されることになる。この工程でカップ状部材Ｓの成形を終了してもよいが、図３Ａ及び図３Ｂに示す底壁用鍛造型４０を用いて、底壁２４の内面側には凸部３７を無くすようにしてもよい。

　底壁用鍛造型４０は、成形パンチ４１とダイ４２とを備えたものである。成形パンチ４１は、そのパンチ端面４１ａが平坦面とされている。また、ダイ４２は、底壁４２ｂと、この底壁４２ｂの外周縁部から立ち上がる周壁４２ａとを有するものである。そして、底壁４２ｂの内面４３に凹部４４が形成されている。

　このため、図３Ａに示すように、底壁用鍛造型４０のダイ４２内に、カップ状部材Ｓをセットして、成形パンチ４１を下降させて、この成形パンチ４１にて底壁２４を軸方向に沿って押圧すれば、底壁２４の凸部３７が押しつぶされて、底壁２４の内面が平坦面となる。その際、この凸部３７の押し込みによって、底壁２４の底面（外面）側の材料が前記凹部４４に流れ込むことになって、底壁２４の底面（外面）側に凸部４５が形成される。そのため、凹部４４の容量として、凸部３７の押し込む体積に応じたものとするのが好ましい。

　また、成形パンチ４１を下降させる際には、カップ状部材Ｓの軸線Ｌとパンチ４１の軸線Ｏ２とを一致させる。なお、パンチ４１の外径寸法は、カップ状部材Ｓの内径寸法と同一乃至カップ状部材Ｓの内径寸法よりも小さく設定して、この成形パンチ４１を下降させた際に、成形されているカップ状部材Ｓの周壁２３に影響を与えないように設定する。

　このように、底壁用鍛造型４０を用いれば、底壁内面が平坦面とした製品（カップ状部材）を成形することができ、成形されるカップ状部材の設計自由度の向上を図ることができる。

　次に、図４から図６は、軸部付カップ状部材Ｓａの成形工程を示す。すなわち、軸部付カップ状部材Ｓａは、図６Ｂに示すように、カップ状の本体部５０と、この本体部５０の底壁から突出される軸部５１とからなる。本体部５０は、底壁５３ｂと、この底壁５３ｂの外周縁部から立ち上がる周壁５３ａとからなる。

　軸部付カップ状部材Ｓａの成形工程は、図４Ａ及び図４Ｂに示すような予備前成形体を成形する工程と、図５Ａ及び図６Ｂに示すような予備成形体を成形する工程と、図６Ａ及ぶ図６Ｂに示すような成形体を成形する工程とを備える。

　予備前成形体は、図４Ａに示すような軸部成形用鍛造型５４を用いる。軸部成形用鍛造型は、パンチ５５と、ダイ５６とを備える。パンチ５５は、そのパンチ面に凹部５７を有するものである。凹部５７の立ち上がり面５７ａは、底側から開口側に向って広がるテーパ面である。

　また、ダイ５６は、大径の本体部５８ａと、小径部５８ｂと、本体部５８ａの下端側に設けられて小径部５８ｂに向って小径となるアール部５８ｃと、アール部５８ｃの下端側に設けられて小径部５８ｂに向って縮径するテーパ部５８ｄとからなる成形室５８を備える。また、ダイ５６の小径部５８ｂには、ノックアウトピン５９が嵌入されている。

　このため、予備前成形体を成形する工程は、まず、図４Ａに示すように、ダイ５６の成形室５８に、円柱状素材Ｓ１をセットする。この際、円柱状素材Ｓ１は、アール部５８ｃにて受けられて、円柱状素材Ｓ１の軸線（中心線）Ｌ１と、ダイ５６の成形室５８の中心線と、パンチ５５の軸線（中心線）Ｏ３とを一致させた状態とする。また、本体部５８ａの内径寸法Ｄ３とパンチ５５の外径寸法ｄ３とが略同一に設定される。すなわち、図４Ｂに示すように、パンチ５５にて円柱状素材Ｓ１を圧縮する際に、パンチ５５の本体部５８ａの嵌入が可能で、かつ、パンチ５５の外周面と本体部５８ａとの間に素材１がはみ出さない程度である。

　この図４Ａに示す状態から、パンチ５５を下降させると、円柱状素材Ｓ１の上方の角部２８が凹部５７の立ち上がり面５７ａにまず接触することなる。その後、さらにパンチ５５が加工することによって、図４Ｂに示すように、パンチ５５の下部がダイ５６の本体部５８ａに侵入するともに、素材Ｓ１がアール部５８ｃ及びテーパ部５８ｄに流れ込み、本体部５８ａにおいては、素材Ｓ１が大径化して、予備前成形体Ｓ３が成形される。このため、予備前成形体Ｓ３は、大径のヘッド部６０と、下端に向って順次縮径するテーパ部６１と、このテーパ部６１とヘッド部６０との間のアール部６２とからなる。また、ヘッド部６０の上面外周部には、パンチ５５の立ち上がり面５７ａによって面取り部６０ａが成形される。

　この予備前成形体Ｓ３の成形の際においても、素材Ｓ１の角部２８が、パンチ５５の凹部５７の内側に配置された状態となるので、素材Ｓ１の角部２８が、予備前成形体Ｓ３のヘッド部６０の面取り部６０ａに位置することになる。

　予備成形体Ｓ２の成形は、図５Ａ及び図５Ｂに示すような予備成形用鍛造型６４を用いる。予備成形用鍛造型６４は、パンチ６５と、ダイ６６とを備える。パンチ６５は、そのパンチ面６５ａに凹部６７を有するものである。凹部６７の立ち上がり面６７ａは、底側から開口側に向って広がるテーパ面である。

　また、ダイ６６は、大径の本体部６８ａと小径部６８ｂとからなる成形室６８を備える。本体部６８ａの内径面７０と底面７１との間のコーナ部がアール部７２とされ、底面７１と小径部６８ｂの間のコーナ部がアール部７３とされている。ダイ６６の小径部６８ｂには、ノックアウトピン６９が嵌入されている。パンチ６５の外径寸法ｄ４と、ダイ６６の大径部６８ａの内径寸法Ｄ４が略同一に設定される。ここで、略同一とは、図５Ｂに示すように、パンチ６５にて予備前成形体Ｓ３を圧縮する際に、パンチ６５の本体部６８ａの嵌入が可能で、かつ、パンチ６５の外周面と本体部５８ａとの間に素材がはみ出さない程度である。

　このため、予備成形体Ｓ２を成形する工程は、まず、図５Ａに示すように、ダイ６６の成形室６８に、予備前成形体Ｓ３をセットする。この際、予備前成形体Ｓ３は、ノックアウトピン６９にて受けられるとともに、テーパ部６１とアール部６２との間がアール部７３に対応する状態となる。この状態では、予備前成形体Ｓ３の軸線（中心線）Ｌ４と、ダイ６６の成形室６８の中心線と、パンチ６５の軸線（中心線）Ｏ４とを一致させた状態とする。

　この場合、パンチ６５を下降させると、予備前成形体Ｓ３の上方の面取り部６０ａが凹部６７の立ち上がり面６７ａにまず接触することなる。その後、さらにパンチ６５が加工することによって、図５Ｂに示すように、パンチ６５の下部がダイ６６の本体部６８ａに侵入するともに、素材が小径部６８ｂに流れ込むとともに、本体部６８ａにおいては、素材が大径化して、予備成形体Ｓ２が成形される。このため、予備成形体Ｓ２は、大径の円盤部９０と、円盤部９０の下面中央部から突出する軸部９１とからなる。円盤部９０の上面には、前記パンチ６５の凹部６７に対応して、凸部９２が形成される。この際、パンチ６５の凹部６７の立ち上がり面６７ａにて、凸部９２のコーナ部に面取り部９２ａ(図６Ａ参照)が成形される。

　この予備成形体Ｓ２の成形の際においても、予備前成形体Ｓ３の面取り部６０がパンチ６５の凹部６７の立ち上がり面６７ａに対応するので、素材Ｓ１の角部２８は、予備成形体Ｓ２の凸部９２の面取り部９２ａに位置することになる。

　成形体を成形する工程では、図６Ａ及び図６Ｂに示す成形用鍛造型７４を用いる。成形用鍛造型７４は、パンチ７５と、ダイ７６とを備える。パンチ７５は、そのパンチ面に凹部７７を有するものである。凹部７７の立ち上がり面７７ａは、底側から開口側に向って広がるテーパ面である。

　また、ダイ７６は、大径の本体部７８ａと小径部７８ｂとからなる成形室７８を備える。本体部７８ａの内径面８０と底面８１との間のコーナ部がアール部８２とされ、底面８１と小径部７８ｂの間のコーナ部がアール部８３とされている。ダイ７６の小径部７８ｂには、ノックアウトピン７９が嵌入されている。

　この際、予備成形体Ｓ２の軸線（中心線）Ｌ５と、パンチ７５の中心線Ｏ５とを一致させる。また、パンチ７５の外径寸法は、ダイ７６の大径の本体部７８ａの内径寸法よりも小さく設定され、後述するように、成形パンチ７５の外周面８６と、ダイ７６の大径の本体部７８ａの内周面８７との間に隙間８８(図６Ｂ参照)を生じさせる必要がある。

　このため、成形体Ｓを成形する工程は、まず、図６Ａに示すように、ダイ７６の成形室７８に、予備成形体Ｓ２をセットする。この際、予備成形体Ｓ２は、ノックアウトピン７９にて受けられ、かつ、円盤部９０が成形室７８の本体部７８ａに嵌合するともに、軸部９１が成形室７８の小径部７８ｂに嵌合する状態となる。

　この状態では、予備成形体Ｓ２の軸線（中心線）Ｏ５と、ダイ７６の成形室７８の中心線（成形パンチ７５の中心線）Ｌ５と、とを一致させた状態とする。この状態で、図６Ｂに示すように、成形パンチ７５を下降させて、この成形パンチ７５にて予備成形体Ｓ２の上面を軸方向に沿って押圧すれば、外周側の素材を圧縮方向と逆方向に押し出されて、軸部付のカップ状部材Ｓ（Ｓａ）が成形される。この際、予備成形体Ｓ２の上面の凸部９２が成形パンチ７５の凹部７７の内側に位置するように設定している。図６Ａ及び図６Ｂに示す成形用鍛造型７４では、軸部付のカップ状部材Ｓの底壁５３ｂの内面には成形パンチ７５の凹部７７によって、凸部８５が形成された状態となっている。

　この成形体Ｓａの成形の際においても、予備成形体Ｓ２の凸部９２の面取り部９２ａがパンチ７５の凹部７７の立ち上がり面７７ａに対応するので、素材Ｓ１の角部２８は、成形体Ｓａの凸部８５の面取り部８５ａに位置することになる。すなわち、この成形方法であっても、素材Ｓ１の角部２８は、成形体Ｓａの底壁５３ｂに位置することになる。

　本発明の成形方法によれば、円柱状素材Ｓ１の角部２８が底壁２４に配置されるものであるので、この角部２８およびこの角部近傍に生じるバリが底壁２４に位置することになる。このため、カップ状部材Ｓの円筒部２３の疵の発生を回避することができる。従って、従来において、必要としていた円柱状素材に対する面取り加工やショットブラスト加工等を行う必要がなくなって、生産コストの低減および生産性の向上を図ることができる。しかも、面取り加工やショットブラスト加工等を行う必要がないので、フォーマー等の成形機内で切断を行う設備を用いて成形することができ、生産性の向上を一層達成できる。　

　ダイ２６と、パンチ端面２５ａに凹部２７を有する据込用パンチ２５とを備えた予備成形用鍛造型２０を用いれば、予備成形体Ｓ２には、その上面に凸部３０が形成されることになり、しかも、この凸内３０に角部が位置することになり、その後の成形用鍛造型２２による成形で、カップ状部材Ｓの円筒部２３に疵を安定して生じさせないようにできる。　

　軸部成形用鍛造型５４を用い、軸部構成用突出部５４が形成された予備前成形体Ｓ３を成形するようにすれば、軸部付のカップ状部材Ｓａを成形することができる。

　ダイ３２と、パンチ端面に凹部３３を有する成形パンチ３１とを備えた成形用鍛造型２２を用いれば、この円筒部２３には、円柱状素材Ｓ１の角部２８が位置することを回避することができ、カップ状部材Ｓの円筒部２３に疵を安定して生じさせない。

　ダイ４２と、成形パンチ４１とを備えた底壁用鍛造型４０を用いれば、底壁内面が平坦面とした製品（カップ状部材）を成形することができ、成形されるカップ状部材Ｓの設計自由度の向上を図ることができる。

　前記底壁用鍛造型４０のダイ４２に、底壁内面の凸部を平坦面とする際の材料の逃げとなる凹部４４を設けているものであれば、成形時に凹部４４に材料が逃げることになって、安定して底壁内面の凸部３７を平坦面とするができる。

　ところで、図１Ａ及び図１Ｂに示す予備成形用鍛造型２０のパンチ２５の凹部２７の外周立ち上がり面２７ａ及び図２に示す成形パンチ３１の凹部３３の外周立ち上がり面３３ａは図例では、パンチ２５、３１の軸線方向と平行に延びる平坦面とされているが、図７Ａに示すようなテーパ面（底側から開口側に向って広がるテーパ面）、すなわち、図４に示すパンチ５５の凹部５７の外周立ち上がり面５７ａ、図５Ａ及び図５Ｂに示すパンチ６５の凹部６７の外周立ち上がり面６７ａ、図６Ａ及び図６Ｂに示すパンチ７５の凹部７７の外周立ち上がり面７７ａ等で示すテーパ面であってもよい。なお、図７Ａでは、その傾斜角度θとして４０°程度を示しているが、傾斜角度としては、鋭角にならない範囲で任意に設定できる。

　また、外周立ち上がり面２７ａ、３３ａとして、図７Ｂに示すように、アール面（底側から開口側に向って広がるアール面）であってもよい。また、これらの外周立ち上がり面２７ａ、３３ａとして、テーパ面とアール面とからなる複合形状であってもよい。

　以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、前記パンチ２５、３１以外のパンチ５５、６５、７５の外周立ち上がり面５７ａ、６７ａ、７７ａは、図例では、テーパ面となっているが、アール面（底側から開口側に向って広がるアール面）であってもよく、テーパ面とアール面とからなる複合形状であってもよい。

　「熱間鍛造」であっても、「冷間鍛造」であっても、「温間鍛造」であってもよい。金属素材として、非鉄金属、ステンレス、合金鋼、お及び炭素鋼等の鍛造可能な金属に対応することができる。製品としてのカップ状部材としては、等速自在継手の外側継手部材（外輪）、底付き内歯車（有底内歯車）等に適用できる。

２０   予備成形用鍛造型
２２   成形用鍛造型
２４   底壁
２５   据込用パンチ
２５ａ下端面
２６、３２、４２、５６、６６、７６ダイ
２７、３３、４４、５７、７７       凹部
２７ａ外周立ち上がり面
２８   角部
３０、３７    凸部
３１、４１、７５     成形パンチ
３１ａパンチ端面
３３ａ外周立ち上がり面
４０   底壁用鍛造型
４１ａパンチ端面
５４   軸部成形用鍛造型
５５、６５    パンチ
５７ａ外周立ち上がり面
６４   予備成形用鍛造型
６７   凹部
６７ａ外周立ち上がり面
７４   成形用鍛造型
７７ａ外周立ち上がり面
Ｓ     カップ状部材（成形体）
Ｓ１   円柱状素材
Ｓ２   予備成形体
Ｓ３   予備前成形体
Ｓａ   軸部付カップ状部材

Claims

棒材を切断して形成された円柱状素材を用いて予備成形用鍛造型にて予備成形体を成形した後、成形用鍛造型にて有底円筒形状のカップ状部材を得る成形方法であって、
　成形用鍛造型にて、前記予備成形体を軸方向に圧縮して、外周側の素材を圧縮方向と逆方向に押し出し、前記円柱状素材の角部が底壁に配置されるカップ状部材を得ることを特徴とする成形方法。
　ダイと、パンチ端面に凹部を有する据込用パンチとを備えた予備成形用鍛造型を用い、円柱状素材の角部を据込用パンチの凹部の内側に配置した状態で、円柱状素材を軸方向に圧縮して前記凹部に対応して形成された凸部を上面に有する円盤状の予備成形体を成形することを特徴とする請求項１に記載の成形方法。
　軸部成形用鍛造型を用い、円柱状素材を軸方向に圧縮して、軸部構成用突出部が形成された予備前成形体を成形した後、ダイと、パンチ端面に凹部を有する据込用パンチとを備えた予備成形用鍛造型を用い、予備前成形体の角部を据込用パンチの凹部の内側に配置した状態で、予備前成形体を軸方向に圧縮して前記凹部に対応して形成された凸部を上面に有する予備成形体を成形することを特徴とする請求項１に記載の成形方法。
　ダイと、パンチ端面に凹部を有する成形パンチとを備えた成形用鍛造型を用い、前記予備成形用鍛造型にて成形された予備成形体の凸部を成形パンチの凹部の内側に配置した状態で、前記予備成形体を軸方向に圧縮して、外周側の素材を圧縮方向と逆方向に押し出してカップ状部材を得ることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の成形方法。
　前記パンチの凹部の外周立ち上がり面が、底側から開口側に向って広がるテーパ面を構成することを特徴とする請求項２～請求項４のいずれか１項に記載の成形方法。
　前記パンチの凹部の外周立ち上がり面が、底側から開口側に向って広がるアール面を構成することを特徴とする請求項２～請求項４のいずれか１項に記載の成形方法。
　前記パンチの凹部の外周立ち上がり面が、底側から開口側に向って広がるテーパ面及びアール面にて構成することを特徴とする請求項２～請求項４のいずれか１項に記載の成形方法。
　ダイと、成形パンチとを備えた底壁用鍛造型を用い、前記カップ状部材の底壁を内面側から軸方向に圧縮して、成形用鍛造型にて成形された底壁内面の凸部を平坦面とすることを特徴とする請求項２に記載の成形方法。
　前記底壁用鍛造型のダイには、底壁内面の凸部を平坦面とする際の材料の逃げとなる凹部を設けていることを特徴とする請求項８に記載の成形方法。