JP2007098472A - 据え込み加工方法及び据え込み加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】膨出部が曲がった形状の据え込み加工品を、なるべく低い荷重で製作できる据え込み加工方法を提供する。
【解決手段】棒状の素材１を軸方向移動阻止状態に受けダイ11に取り付けるとともに、素材１の膨出予定部２を、ガイド20に設けられ素材１の膨出予定部２を座屈阻止状態に挿通保持する挿通孔21内に配置する。次いで、素材１の膨出予定部２をパンチ30で軸方向に加圧しながら、ガイド20をパンチ30の移動方向とは反対方向に移動させことにより、ガイド20の先端部と受けダイ11との間に露出する素材１の膨出予定部２を径方向外側に膨出させる。この据え込み加工方法において、素材１の膨出予定部２を膨出させながら、該膨出予定部２を曲げる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両（自動車や鉄道車両等）用アームやピストン等の、径方向外側に膨出した膨出部を有する製品の製作に用いられる据え込み加工方法及び据え込み加工装置に関する。

一般に据え込み加工方法において、加工時に棒状の素材が座屈すると、その据え込み加工品は形状不良となり、製品としての価値が損なわれる。そこで、座屈が生じ難くするため、従来、次のような据え込み加工方法が提案されている。

すなわち、棒状の素材を軸方向移動阻止状態に受けダイに取り付けるとともに、素材の膨出予定部（即ち加工予定部）をガイドに設けられた挿通孔内に挿通配置して該膨出予定部を座屈阻止状態に保持する。次いで、素材の膨出予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、ガイドの先端部と受けダイとの間に露出する素材の膨出予定部を径方向外側に膨出させる方法である（例えば、特許文献１−４参照）。

この据え込み加工方法によれば、上述したように素材の座屈を防止できることはもとより、更に、素材の膨出予定部を低荷重で膨出できるという利点がある。

この据え込み加工方法で得られた据え込み加工品は、例えば、車両用アーム等の製品を製作するためのプリフォームとして用いられる。
特開平９−２５３７８２号公報 特表平７−５０６７６８号公報 特開２００５−５９０９７号公報 特開２００５−１４４５５４号公報

而して、様々な種類の製品のうち膨出部が曲がった形状の製品を製作する場合には、プリフォームとして、予めそのような形状に形成されているものを用ることが、材料歩留まり率の向上や、製造工程数の低減を図れる点などで望ましい。

しかしながら、従来の上述した据え込み加工方法では、膨出部が軸に対して曲がった形状のプリフォームを形成することは困難であった。一方、膨出部を形成した後でこの膨出部に曲げ加工を施すことは、膨出部を曲げるために大きな荷重を必要とするという難点があった。さらに、膨出部を曲げようとしても、膨出部自体は曲がらずに膨出部と軸部との間のネック部が曲がったり、あるいは膨出部の曲がり側の内側面部にシワが生じて表面性状不良が発生するという難点があった。そのため、膨出部を形成した後で該膨出部を曲げるという加工は極めて困難であった。

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、膨出部自体が曲がった形状の据え込み加工品を、なるべく低い荷重で製作できる据え込み加工方法、この方法で得られた据え込み加工品、及び前記方法に用いられる据え込み加工装置を提供することにある。

本発明は次の手段を提供する。

［１］ 棒状の素材を軸方向移動阻止状態に受けダイに取り付けるとともに、素材の膨出予定部を、ガイドに設けられ素材の膨出予定部を座屈阻止状態に挿通保持する挿通孔内に配置し、
次いで、素材の膨出予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、ガイドの先端部と受けダイとの間に露出する素材の膨出予定部を径方向外側に膨出させる据え込み加工方法において、
素材の膨出予定部を膨出させながら、膨出予定部を曲げることを特徴とする据え込み加工方法。

［２］ 素材の膨出予定部に対して膨出予定部を曲げる側に配置された支持部により膨出予定部を座屈阻止状態に支持した状態で、膨出予定部を曲げる前項１記載の据え込み加工方法。

［３］ ガイド及び受けダイの少なくとも一方を、素材軸を含む面に垂直な回動軸を中心に回動させることにより、素材の膨出予定部を曲げる前項１又は２記載の据え込み加工方法。

［４］ 前項１〜３のいずれか１項記載の据え込み加工方法により得られた据え込み加工品。

［５］ 棒状の素材の軸方向中間部を軸方向移動阻止状態に受けダイに取り付けるとともに、素材の軸方向両側部の膨出予定部を、それぞれ、ガイドに設けられ素材の膨出予定部を座屈阻止状態に挿通保持する挿通孔内に配置し、
次いで、素材の両膨出予定部をそれぞれパンチで軸方向に同時に加圧しながら、各ガイドを対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、各ガイドの先端部と受けダイとの間に露出する素材の両膨出予定部を径方向外側に同時にそれぞれ膨出させる据え込み加工方法において、
素材の両膨出予定部を同時にそれぞれ膨出させながら、該両膨出予定部の少なくとも一方の膨出予定部を曲げることを特徴とする据え込み加工方法。

［６］ 膨出予定部に対して膨出予定部を曲げる側に配置された支持部により膨出予定部を座屈阻止状態に支持した状態で、膨出予定部を曲げる前項５記載の据え込み加工方法。

［７］ ガイドを、素材軸を含む面に垂直な回動軸を中心に回動させることにより、膨出予定部を曲げる前項５又は６記載の据え込み加工方法。

［８］ 前項５〜７のいずれか１項記載の据え込み加工方法により得られた据え込み加工品。

［９］ 棒状の素材が軸方向移動阻止状態に取り付けられる受けダイと、
素材の膨出予定部を座屈阻止状態に挿通保持する挿通孔を有するガイドと、
ガイドの挿通孔内に配置された素材の膨出予定部を軸方向に加圧するパンチと、
ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させるガイド移動用駆動装置と、
を備え、
ガイドの先端部と受けダイとの間に露出する素材の膨出予定部を径方向外側に膨出させるように構成された据え込み加工装置において、
素材の膨出予定部を曲げる曲げ装置を備えていることを特徴とする据え込み加工装置。

［１０］ 素材の膨出予定部を膨出させながら、膨出予定部を曲げ装置により曲げるように構成されている前項９記載の据え込み加工装置。

［１１］ 更に、素材の膨出予定部に対して膨出予定部が曲がる側に配置され、膨出予定部を座屈阻止状態に支持する支持部を備えている前項９又は１０記載の据え込み加工装置。

［１２］ 曲げ装置は、ガイド及び受けダイの少なくとも一方を、素材軸を含む面に垂直な回動軸を中心に回動させることにより、膨出予定部を曲げるものとなされている前項９〜１１のいずれか１項記載の据え込み加工装置。

［１３］ 更に、前記ガイド及び受けダイの少なくとも一方についての回動軸の位置を変更する変更機構を備えている前項１２記載の据え込み加工装置。

［１４］ 棒状の素材の軸方向中間部が軸方向移動阻止状態に取り付けられる受けダイと、
素材の軸方向両側部の膨出予定部をそれぞれ座屈阻止状態に挿通保持する挿通孔を有する２個のガイドと、
各ガイドの挿通孔内に配置された素材の各膨出予定部を軸方向に加圧する２個のパンチと、
各ガイドを対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させる２個のガイド移動用駆動装置と、
を備え、
各ガイドの先端部と受けダイとの間に露出する素材の両膨出予定部を径方向外側にそれぞれ膨出させるように構成された据え込み加工装置において、
素材の両膨出予定部のうち少なくとも一方の膨出予定部を曲げる曲げ装置を備えていることを特徴とする据え込み加工装置。

［１５］ 素材の膨出予定部を膨出させながら、膨出予定部を曲げ装置により曲げるように構成されている前項１４記載の据え込み加工装置。

［１６］ 更に、膨出予定部に対して膨出予定部が曲がる側に配置され、膨出予定部を座屈阻止状態に支持する支持部を備えている前項１４又は１５記載の据え込み加工装置。

［１７］ 曲げ装置は、ガイドを、素材軸を含む面に垂直な回動軸を中心に回動させることにより、膨出予定部を曲げるものとなされている前項１４〜１６のいずれか１項記載の据え込み加工装置。

［１８］ 更に、前記ガイドについての回動軸の位置を変更する変更機構を備えている前項１７記載の据え込み加工装置。

本発明は以下の効果を奏する。

［１］の発明では、棒状の素材の膨出予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させことにより、ガイドの先端部と受けダイとの間に露出する素材の膨出予定部を径方向外側に膨出させることによって、素材の座屈を防止できるし、更に、素材の膨出予定部を低荷重で膨出できる。その上、素材の膨出予定部を膨出させながら膨出予定部を曲げるので、膨出予定部を低荷重で曲げることができる。すなわち、本発明では、素材の膨出予定部を低荷重で膨出できる上、更に、膨出予定部を低荷重で曲げることもできる。したがって、膨出部が曲がった形状の据え込み加工品を、なるべく低い荷重で確実に製作することができる。

［２］の発明では、膨出予定部を支持部により座屈阻止状態に支持した状態で、膨出予定部を曲げるので、膨出予定部の座屈を確実に阻止することができる。

［３］の発明では、膨出予定部を確実に曲げることができる。

［４］の発明では、表面性状が良好で膨出部が曲がった形状の据え込み加工品を提供できる。

［５］の発明では、［１］の発明と同様に、素材の座屈を防止できるし、素材の各膨出予定部を低荷重で膨出できる。さらに、素材の両膨出予定部を同時にそれぞれ膨出できるので、軸方向両側部にそれぞれ膨出部が形成された据え込み加工品を能率良く製作することができる。しかも、素材の両膨出予定部を同時にそれぞれ膨出させながら、該両膨出予定部の少なくとも一方の膨出予定部を曲げるので、所定の膨出予定部を低荷重で曲げることができる。すなわち、本発明では、素材の両膨出予定部を低荷重で膨出できる上、更に、所定の膨出予定部を低荷重で曲げることもできる。したがって、膨出部が曲がった形状の据え込み加工品を、なるべく低い荷重で確実に形成することができる。

［６］の発明では、膨出予定部の座屈を確実に阻止することができる。

［７］の発明では、膨出予定部を確実に曲げることができる。

［８］の発明では、膨出部が曲がった形状の据え込み加工品を提供できる。

［９］〜［１２］の発明では、上記［１］〜［４］のいずれかの発明に係る据え込み加工方法に好適に用いられる据え込み加工装置を提供できる。

［１３］の発明では、所望する膨出部の曲がり形状に応じて回動軸の位置を適宜変更することができる。

［１４］〜［１７］の発明では、上記［５］〜［８］のいずれかの発明に係る据え込み加工方法に好適に用いられる据え込み加工装置を提供できる。

［１８］の発明では、所望する膨出部の曲がり形状に応じて回動軸の位置を適宜変更することができる。

次に、本発明の幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図１〜図５は、本発明の第１実施形態を説明するための図である。

図１において、（10A）は、第１実施形態に係る据え込み加工装置である。この据え込み加工装置（10A）は、詳述すると自由据え込み加工装置である。また、（１）は棒状の素材である。

図５において、（５）は、据え込み加工装置（10A）により加工された据え込み加工品である。この据え込み加工品（５）は、真直な軸部（７）の両端部にそれぞれ径方向外側に全周に亘って膨出（拡径）した膨出部（６）（拡径部）が形成されたものである。各膨出部（６）は軸方向において曲がっている。詳述すると、膨出部（６）自体が曲がっており、また膨出部（６）は周方向において不均一に膨出している。更に詳述すると、膨出部（６）の曲がり側とは反対側の膨出量は、膨出部（６）の曲がり側の膨出量よりも大であり、換言すると、膨出部（６）は、該膨出部（６）の曲がり側よりもその反対側に、より大きく膨出している。この据え込み加工品（５）は、例えば、自動車や鉄道車両等の車両用のアームを製作するためのプリフォームとして用いられるものである。なお、この据え込み加工品（５）の各膨出部（６）は、他の部材と連結される連結部（例えば、ブッシュ装着部、ヨーク部、ボールジョイント部）として後工程で加工される部位である。

図１及び図２に示すように、素材（１）は、その軸方向両側部を膨出予定部（２）（２）とし、軸方向中間部（３）を非膨出予定部とするものである。素材（１）の軸方向中間部（３）は、据え込み加工後において据え込み加工品（５）の軸部（７）となる。

この素材（１）は、所定長さに設定された真直な中実の丸棒状であって、金属材からなり、詳述するとアルミニウム又はアルミニウム合金材からなる。素材（１）の断面形状は円形状であり、素材（１）の径はその軸方向において一定に設定されている。

なお本発明では、素材（１）の材質は、アルミニウム又はアルミニウム合金に限定されるものではなく、その他に、例えば、真鍮、銅（その合金を含む）、ステンレス鋼等の金属であっても良いし、プラスチックであっても良く、特にアルミニウム又はアルミニウム合金であることが望ましい。また、素材（１）の断面形状は円形状であることに限定されるものではなく、その他に、例えば、四角形状や六角形状等の多角形状であっても良い。また素材（１）は、例えば、押出材からなるものであっても良いし、プロペルチ法で製作された連続鋳造圧延材からなるものであっても良いし、その他の方法により製作されたものであっても良い。

素材（１）の直径は、例えば１０〜２０ｍｍ（詳述すると１６ｍｍ）である。また、据え込み加工品（５）において、例えば、各膨出部（６）の最大直径は５０〜７０ｍｍ（詳述すると６０ｍｍ）、各膨出部（６）の長さは６５〜８０ｍｍ（詳述すると７２ｍｍ）、軸部（７）の長さは１５０〜２５０（詳述すると２２０ｍｍ）である。ただし本発明では、素材（１）の直径及び据え込み加工品（５）の各部位の寸法は、上記の寸法に限定されるものではない。例えば、車両用アーム、コンロッド、ピストン等の所望する製品の製作に合わせて本発明の目的が達せられるように素材（１）の直径及び据え込み加工品（５）の各部位の寸法は設定することができる。

据え込み加工装置（10A）は、受けダイ（11）と、２個のガイド（20）（20）と、２個のガイド移動用駆動装置（25）（25）と、２個のパンチ（30）（30）と、２個のパンチ駆動装置（31）（31）と、２個の曲げ装置（40）（40）とを備えている。

受けダイ（11）は、素材（１）の各膨出予定部（２）が膨出した膨出部（６）を受けるものであり、該受けダイ（11）の軸方向両端部をそれぞれ受け部（11a）（11a）とするものである。この受けダイ（11）には、両受け部（11a）（11a）を連通した素材取付け孔（12）が受けダイ（11）を貫通して設けられている。この取付け孔（12）内に、素材（１）の軸方向中間部（３）が軸方向移動阻止状態に且つ座屈阻止状態に嵌め込まれ、これにより、素材（１）の軸方向中間部（３）が受けダイ（11）に取り付けられる。さらに、この受けダイ（11）は、取付け孔（12）を縦断する分割面で２個に分割されている。

２個のガイド（20）（20）は互いに同一構成である。各ガイド（20）は、素材（１）の対応する膨出予定部（２）を座屈阻止状態に挿通保持する挿通孔（21）を有している。この挿通孔（21）は、ガイド（20）に該ガイド（20）の軸方向に貫通して設けられている。挿通孔（21）の出口は、ガイド（20）の先端部に設けられている。挿通孔（21）の断面形状は素材（１）の膨出予定部（２）の断面形状と同一に形成されるとともに、該挿通孔（21）内に素材（１）の膨出予定部（２）が適合状態に且つ軸方向にスライド可能に挿通されるものとなされている。そして、挿通孔（21）内に素材（１）が挿通されて挿通孔（21）内に素材（１）の膨出予定部（２）が配置されることにより、素材（１）の膨出予定部（２）が座屈阻止状態に保持される。

また、各ガイド（20）は、ガイドホルダ（23）内に軸方向にスライド可能に収容されて保持されている。なお、（24）は、ガイド（20）とガイドホルダ（23）との間に介在され、両者間の摺動摩擦力を低減するためのスぺーサである。

２個のパンチ（30）（30）は互いに同一構成である。各パンチ（30）は、素材（１）の対応する膨出予定部（２）をその軸方向に押圧して加圧するためのものである。両ガイド（20）（20）は、素材（１）の軸方向両側に互いに対向して配置されている。

２個のパンチ駆動装置（31）（31）は互いに同一構成である。各パンチ駆動装置（31）は、パンチ（30）を素材（１）の軸方向に移動させるためのものである。このパンチ駆動装置（31）は各パンチ（30）に接続されている。そして、パンチ駆動装置（31）を作動させることにより、パンチ（30）を移動させて該パンチ（30）で素材（１）の膨出予定部（２）をその軸方向に加圧するものとなされている。パンチ駆動装置（31）の駆動源として、例えば流体圧シリンダ（油圧シリンダやガス圧シリンダ等）が用いられる。

２個のガイド移動用駆動装置（25）（25）は互いに同一構成である。各ガイド移動用駆動装置（25）は、ガイド（20）を対応するパンチ（30）の移動方向（即ち、パンチ（30）による素材膨出予定部（２）への加圧方向）とは反対方向に移動させるためのものである。この駆動装置（25）の駆動源として、例えば流体圧シリンダ（油圧シリンダやガス圧シリンダ等）が用いられている。このガイド移動用駆動装置（25）によってガイド（20）を移動させることにより、ガイド（20）の先端部と受けダイ（11）（詳述すると受けダイ（11）の受け部（11a））との間に自由膨出空間（Ｆ）が形成される。この自由膨出空間（Ｆ）は、素材（１）の膨出予定部（２）が径方向外側に自由に膨出可能な空間である。この自由膨出空間（Ｆ）において素材（１）の膨出予定部（２）が膨出されるので、この据え込み加工方法は、閉塞状キャビティを有する閉塞金型を使用しない据え込み加工方法、すなわち自由据え込み加工方法の範疇に入る。

２個の曲げ装置（40）（40）は互いに同一構成である。各曲げ装置（40）は、素材（１）の各膨出予定部（２）を曲げるためのものである。本実施形態では、曲げ装置（40）は、素材軸を含む面に垂直な軸（この軸を「回動軸（Ｐ）」という。以下同じ。）を中心にガイド（20）を回動させることにより、膨出予定部（２）を円弧状等に曲げるものとなさている。

本実施形態では、素材（１）は水平に配置されており、したがって素材軸も水平に配置されている。また、素材軸を含む面は水平面であり、したがって回動軸（Ｐ）は上下方向に向いている。

各曲げ装置（40）は、回動軸（Ｐ）を中心にガイド（20）を回動させるガイド回動機構（41）を備えている。

各ガイド回動機構（41）は、回動軸（Ｐ）を中心に円弧状に延びて配置されたレール（42）と、該レール（42）に沿って移動するステージ（43）と、該ステージ（43）をレール（42）に沿うように移動させるステージ駆動装置（44）とを有している。ステージ駆動装置（44）の駆動源として、例えば流体圧シリンダ（油圧シリンダやガス圧シリンダ等）がステージ（43）に接続されている。ステージ（43）上には、ガイドホルダ（23）が後述するガイドホルダ移動用レール（51）（51）を介して設置されている。このガイドホルダ（23）内には上述したとおりガイド（21）が収容保持されている。

そして、このガイド回動機構（41）では、ステージ駆動装置（44）を作動させることにより、ガイド（20）はステージ（43）ごと円弧状レール（42）に沿うように移動され、これにより、ガイド（20）が回動軸（Ｐ）を中心に回動するものとなされている。そして、こうしてガイド（20）が回動することにより、素材（１）の膨出予定部（２）が膨出途中で曲げられるものとなされている。

なお本発明では、ガイド回動機構（41）は、上述した機構であることに限定されるものではなく、その他に、例えば歯車機構を利用したものであっても良い。

さらに、この据え込み加工装置（10A）は、各ガイド（20）についての回動軸（Ｐ）の位置を変更する２個の変更機構（50）（50）を備えている。

両変更機構（50）（50）は互いに同一構成である。各変更機構（50）は、ステージ（43）上に敷設された前記ガイドホルダ移動用レール（51）（51）と、該レール（51）に沿うようにガイドホルダ（23）を移動させるガイドホルダ駆動装置（52）と、受けダイ移動用レール（53）（53）と、該レール（53）（53）に沿うように受けダイ（11）を移動させる受けダイ駆動装置（54）（54）とを有している。ガイドホルダ移動用レール（51）と受けダイ移動用レール（53）は、それぞれ、素材軸に垂直な方向に延びる態様にして設けられている。ガイドホルダ駆動装置（52）の駆動源として、例えば流体圧シリンダがガイドホルダ（23）に接続されている。また、受けダイ駆動装置（54）の駆動源として、例えば流体圧シリンダが受けダイ（11）に接続されている。なお、この受けダイ駆動装置（54）は、受けダイ（11）を開閉するための駆動装置としても用いられる。

そして、この変更機構（50）では、ガイドホルダ駆動装置（52）を作動させることにより、ガイド（20）がガイドホルダ（23）ごとレール（51）に沿ってステージ（43）に対して移動され、更に、受けダイ駆動装置（54）を作動させることにより、受けダイ（11）がレール（53）に沿って移動される。このようにしてガイド（20）と受けダイ（11）を互いに同一方向に移動させることにより、回動軸（Ｐ）の位置が変更されるものとなされている。

次に、上記据え込み加工装置（10A）を用いた据え込み加工方法を以下に説明する。

まず、図１及び図２に示すように、素材（１）の非膨出予定部としての軸方向中間部（３）を受けダイ（11）の素材取付け孔（12）内に嵌め込み、これにより、素材（１）の軸方向中間部（３）を軸方向移動阻止状態に且つ座屈阻止状態に受けダイ（11）に取り付ける。

さらに、素材（１）の両膨出予定部（２）（２）をそれぞれ対応するガイド（20）の挿通孔（21）内に挿通配置する。これにより、素材（１）の各膨出予定部（２）が挿通孔（21）内で座屈阻止状態に保持される。

次いで、素材（１）の両膨出予定部（２）（２）をそれぞれ対応するパンチ（30）で軸方向に同時に加圧しながら、ガイド移動用駆動装置（25）によって各ガイド（20）を対応するパンチ（30）の移動方向とは反対方向に同時に移動させる。これにより、各ガイド（20）の先端部と受けダイ（11）（詳述すると受けダイ（11）の受け部（11a））との間に形成された自由膨出空間（Ｆ）に露出した素材（１）の両膨出予定部（２）（２）を径方向外側に同時にそれぞれ自由膨出空間（Ｆ）において膨出させる。

さらに、図３に示すように、こうして両膨出予定部（２）（２）を同時にそれぞれ膨出させながら、該両膨出予定部（２）（２）を曲げ装置（40）（40）により同時にそれぞれ曲げる。

この曲げ装置（40）による曲げ方法を説明すると次のとおりである。

すなわち、受けダイ（11）の位置を固定しておき、素材（１）の両膨出予定部（２）（２）を同時にそれぞれ膨出させながら、両曲げ装置（40）（40）のステージ駆動装置（44）（44）を同時に作動させる。すると、各ガイド（20）が、その挿通孔（21）内に素材（１）の膨出予定部（２）の一部が残存している状態でステージ（43）ごとレール（42）に沿って移動されて、各ガイド（20）が回動軸（Ｐ）を中心に回動する。こうしてガイド（20）が回動するのに伴い、素材（１）の膨出予定部（２）が膨出されながら該膨出予定部（２）が円弧状等に曲げられていく。

なお、ステージ（43）の移動速度、すなわち素材（１）の膨出予定部（２）を曲げる速さは、膨出部（６）の曲がり形状に応じて適宜設定されるものである。

そして、図４に示すように、素材（１）の各膨出予定部（２）が所定形状に膨出されたとき、パンチ（30）の移動とガイド（20）の移動を停止すると同時に、ステージ（43）の移動を停止する。

次いで、素材（１）を受けダイ（11）から取り出すことにより、所望する据え込み加工品（５）が得られる。

こうして得られた据え込み加工品（５）をプリフォームとしその膨出部（６）を後工程において所定形状に加工することにより、所望する車両用アームが製作される。

この据え込み加工方法によれば、膨出部が曲がった製品を製作するためのプリフォームを製作する場合において、より製品形状に近い形状のプリフォームを製作することができる。

而して、上記第１実施形態の据え込み加工方法によれば、素材（１）の膨出予定部（２）をパンチ（30）で軸方向に加圧しながら、ガイド（20）をパンチ（30）の移動方向とは反対方向に移動させことにより、ガイド（20）の先端部と受けダイ（11）との間に露出する素材（１）の膨出予定部（２）を径方向外側に膨出させるので、据え込み加工時に生じることのある素材（１）の座屈を防止できる。更に、素材（１）の各膨出予定部（２）を低荷重で膨出できる。すなわち、素材（１）の膨出予定部（２）を軸方向に加圧しながら、該膨出予定部（２）を曲げることにより、該膨出予定部（２）が張り出し加工と同様の原理により径方向外側に張り出されて変形されるので、膨出予定部（２）を低荷重で膨出できる。その上、素材（１）の両膨出予定部（２）（２）を同時にそれぞれ膨出するので、軸方向両側部にそれぞれ膨出部（６）が形成された据え込み加工品（５）を能率良く製作することができる。

しかも、素材（１）の各膨出予定部（２）を膨出させながら、該膨出予定部（２）を曲げるので、各膨出予定部（２）を低荷重で曲げることができる。

すなわち、この据え込み加工方法では、素材（１）の各膨出予定部（２）を低荷重で膨出できる上、更に、該膨出予定部（２）を低荷重で曲げることもできる。しかも、膨出部（６）の曲がり側の内側面部にシワが発生するのを防止できる。したがって、膨出部（６）が曲がった形状の据え込み加工品（５）を、なるべく低い荷重で且つシワを生じさせずに確実に製作することができる。

もとより、この据え込み加工方法では、閉塞状キャビティを有する閉塞金型を使用しないので、低コストで加工を行うことができる。

さらに、ガイド（20）を、素材軸を含む面に垂直な軸（即ち回動軸（Ｐ））を中心に回動させることにより、素材（１）の膨出予定部（２）を確実に曲げることができる。

上記据え込み加工装置（10A）において、ガイド（20）についての回動軸（Ｐ）の位置を変更する場合には、変更機構（50）のガイドホルダ駆動装置（52）を作動させることにより、ガイド（20）をガイドホルダ（23）ごとレール（51）に沿ってステージ（43）に対して移動させる。更に、受けダイ駆動装置（54）を作動させることにより、受けダイ（11）をレール（53）に沿って移動させる。こうしてガイド（20）と受けダイ（11）を互いに同一方向に移動させることにより、回動軸（Ｐ）の位置を変更することができる。

したがって、この据え込み加工装置（10A）によれば、所望する膨出部（６）の曲がり形状に応じて回動軸（Ｐ）の位置を適宜変更することができる。

図６は、本発明の第２実施形態を説明するための図である。

本第２実施形態に係る据え込み加工装置（10B）は、素材（１）の各膨出予定部（２）を座屈阻止状態に支持する２個の支持部（15）（15）を備えている。両支持部（15）（15）は互いに同一構成である。各支持部（15）は、素材（１）の膨出予定部（２）に対して該膨出予定部（２）が曲がる側に配置されている。本実施形態では、各支持部（15）は受けダイ（11）に一体に設けられている。なお本発明では、支持部（15）は、受けダイ（11）とは別体であっても良く、即ち支持部材であっても良い。

この据え込み加工装置（10B）の他の構成は、上記第１実施形態の据え込み加工装置（10A）と同じである。

この据え込み加工装置（10B）を用いた据え込み加工方法では、素材（１）の各膨出予定部（２）を膨出させながら、該膨出予定部（２）を支持部（15）で座屈阻止状態に支持した状態で膨出予定部（２）を曲げる。こうすることにより、膨出予定部（２）の座屈を確実に阻止することができる。

以上で本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に示したものに限定されるものではなく、様々に設定変更可能である。

例えば、上記実施形態では、素材（１）の両膨出予定部（２）（２）を同時に曲げているが、本発明では、その他に、素材（１）の両膨出予定部（２）（２）のいずれか一方の膨出予定部（２）だけを曲げても良い。

また、上記実施形態では、素材（１）の膨出予定部（２）は二箇所であるが、本発明では、その他に、素材（１）の膨出予定部（２）は、素材（１）の軸方向一端部又は軸方向中間部などの一箇所だけであっても良い。また、本発明では、素材（１）の膨出予定部（２）が一箇所だけである場合において、該膨出予定部（２）を曲げる場合には、ガイド（20）を回動軸（Ｐ）を中心に回動させても良いし、あるいは受けダイ（11）を回動軸（Ｐ）を中心に回動させても良いし、さらには、ガイド（20）と受けダイ（11）の両方を回動軸（Ｐ）を中心に互いに逆回りに回動させても良い。

また、本発明では、膨出工程において素材（１）の膨出予定部（２）の一部をガイド（20）の挿通孔（21）内に残存させた状態で、膨出を終了しても良いし、膨出予定部（２）の全部をガイド（20）の挿通孔（21）内から押し出した直後に膨出を終了しても良い。

また、本発明では、加工時には素材（１）は加熱されていても良いし、加熱されていなくても良い。つまり本発明では、素材（１）の加工温度条件については何ら限定されるものではない。

もとより、本発明に係る据え込み加工装置及び据え込み加工方法は、車両用アームを製作するためのプリフォームを製作するために用いられるものに限定されるものではなく、様々な工業製品用プリフォームを製作するために用いられ、例えば、シャフト用プリフォーム、フレーム用プリフォーム、コンロッド用プリフォーム、コンプレッサのピストン用プリフォームを製作するために用いられるものであっても良い。

本発明は、車両（自動車や鉄道車両等）用アームやピストン等の、径方向外側に膨出した膨出部を有する製品の製作に用いられる据え込み加工方法及び据え込み加工装置に利用可能である。

本発明の第１実施形態に係る据え込み加工装置の一部切欠き斜視図である。 素材の膨出予定部を膨出する前の状態における据え込み加工装置の断面図である。 素材の膨出予定部を膨出する途中の状態における据え込み加工装置の断面図である。 素材の膨出予定部を膨出した後の状態における据え込み加工装置の断面図である。 同据え込み加工装置を用いて据え込み加工された据え込み加工品の斜視図である。 素材の膨出予定部を膨出した後の状態における、本発明の第２実施形態に係る据え込み加工装置の断面図である。

符号の説明

１…素材
２…膨出予定部
３…軸方向中間部
５…据え込み加工品
６…膨出部
７…軸部
10A、10B…据え込み加工装置
11…受けダイ
12…素材取付け孔
15…支持部
20…ガイド
21…挿通孔
23…ガイドホルダ
25…ガイド移動用駆動装置
30…パンチ
31…パンチ駆動装置
40…曲げ装置
41…ガイド回動機構
42…レール
43…ステージ
44…ステージ駆動装置
50…変更機構
51…ガイドホルダ移動用レール
52…ガイドホルダ駆動装置
53…受けダイ移動用レール
54…受けダイ駆動装置
Ｆ…自由膨出空間
Ｐ…回動軸

Claims (18)

1. 棒状の素材を軸方向移動阻止状態に受けダイに取り付けるとともに、素材の膨出予定部を、ガイドに設けられ素材の膨出予定部を座屈阻止状態に挿通保持する挿通孔内に配置し、
   次いで、素材の膨出予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、ガイドの先端部と受けダイとの間に露出する素材の膨出予定部を径方向外側に膨出させる据え込み加工方法において、
   素材の膨出予定部を膨出させながら、膨出予定部を曲げることを特徴とする据え込み加工方法。
2. 素材の膨出予定部に対して膨出予定部を曲げる側に配置された支持部により膨出予定部を座屈阻止状態に支持した状態で、膨出予定部を曲げる請求項１記載の据え込み加工方法。
3. ガイド及び受けダイの少なくとも一方を、素材軸を含む面に垂直な回動軸を中心に回動させることにより、素材の膨出予定部を曲げる請求項１又は２記載の据え込み加工方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の据え込み加工方法により得られた据え込み加工品。
5. 棒状の素材の軸方向中間部を軸方向移動阻止状態に受けダイに取り付けるとともに、素材の軸方向両側部の膨出予定部を、それぞれ、ガイドに設けられ素材の膨出予定部を座屈阻止状態に挿通保持する挿通孔内に配置し、
   次いで、素材の両膨出予定部をそれぞれパンチで軸方向に同時に加圧しながら、各ガイドを対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、各ガイドの先端部と受けダイとの間に露出する素材の両膨出予定部を径方向外側に同時にそれぞれ膨出させる据え込み加工方法において、
   素材の両膨出予定部を同時にそれぞれ膨出させながら、両膨出予定部の少なくとも一方の膨出予定部を曲げることを特徴とする据え込み加工方法。
6. 膨出予定部に対して膨出予定部を曲げる側に配置された支持部により膨出予定部を座屈阻止状態に支持した状態で、膨出予定部を曲げる請求項５記載の据え込み加工方法。
7. ガイドを、素材軸を含む面に垂直な回動軸を中心に回動させることにより、膨出予定部を曲げる請求項５又は６記載の据え込み加工方法。
8. 請求項５〜７のいずれか１項記載の据え込み加工方法により得られた据え込み加工品。
9. 棒状の素材が軸方向移動阻止状態に取り付けられる受けダイと、
   素材の膨出予定部を座屈阻止状態に挿通保持する挿通孔を有するガイドと、
   ガイドの挿通孔内に配置された素材の膨出予定部を軸方向に加圧するパンチと、
   ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させるガイド移動用駆動装置と、
   を備え、
   ガイドの先端部と受けダイとの間に露出する素材の膨出予定部を径方向外側に膨出させるように構成された据え込み加工装置において、
   素材の膨出予定部を曲げる曲げ装置を備えていることを特徴とする据え込み加工装置。
10. 素材の膨出予定部を膨出させながら、膨出予定部を曲げ装置により曲げるように構成されている請求項９記載の据え込み加工装置。
11. 更に、素材の膨出予定部に対して膨出予定部が曲がる側に配置され、膨出予定部を座屈阻止状態に支持する支持部を備えている請求項９又は１０記載の据え込み加工装置。
12. 曲げ装置は、ガイド及び受けダイの少なくとも一方を、素材軸を含む面に垂直な回動軸を中心に回動させることにより、膨出予定部を曲げるものとなされている請求項９〜１１のいずれか１項記載の据え込み加工装置。
13. 更に、前記ガイド及び受けダイの少なくとも一方についての回動軸の位置を変更する変更機構を備えている請求項１２記載の据え込み加工装置。
14. 棒状の素材の軸方向中間部が軸方向移動阻止状態に取り付けられる受けダイと、
    素材の軸方向両側部の膨出予定部をそれぞれ座屈阻止状態に挿通保持する挿通孔を有する２個のガイドと、
    各ガイドの挿通孔内に配置された素材の各膨出予定部を軸方向に加圧する２個のパンチと、
    各ガイドを対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させる２個のガイド移動用駆動装置と、
    を備え、
    各ガイドの先端部と受けダイとの間に露出する素材の両膨出予定部を径方向外側にそれぞれ膨出させるように構成された据え込み加工装置において、
    素材の両膨出予定部のうち少なくとも一方の膨出予定部を曲げる曲げ装置を備えていることを特徴とする据え込み加工装置。
15. 素材の膨出予定部を膨出させながら、膨出予定部を曲げ装置により曲げるように構成されている請求項１４記載の据え込み加工装置。
16. 更に、膨出予定部に対して膨出予定部が曲がる側に配置され、膨出予定部を座屈阻止状態に支持する支持部を備えている請求項１４又は１５記載の据え込み加工装置。
17. 曲げ装置は、ガイドを、素材軸を含む面に垂直な回動軸を中心に回動させることにより、膨出予定部を曲げるものとなされている請求項１４〜１６のいずれか１項記載の据え込み加工装置。
18. 更に、前記ガイドについての回動軸の位置を変更する変更機構を備えている請求項１７記載の据え込み加工装置。

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