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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024030902
(43)【公開日】2024-03-07
(54)【発明の名称】圧造機
(51)【国際特許分類】
B21J 5/06 20060101AFI20240229BHJP
【ＦＩ】
B21J5/06 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022134124
(22)【出願日】2022-08-25
(71)【出願人】
【識別番号】000117009
【氏名又は名称】旭サナック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000604
【氏名又は名称】弁理士法人 共立特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】葛谷 智恵美
【テーマコード（参考）】
4E087
【Ｆターム（参考）】
4E087AA08
4E087CA46
4E087EA20
4E087EC43
4E087ED22
4E087HA38
(57)【要約】
【課題】ワークの外周面に圧造加工を行う割り金型の移動を安定化して、ワークの成形品質を高く維持することができる圧造機を提供する。
【解決手段】圧造機１は、略軸対称形状のワークＷの外周面に対向する加工型（ローレット加工型４４）を有して、周方向に分割された複数の割り金型４と、加工型がワークＷの外周面に圧造加工を行う時間帯を通して、面接触により複数の割り金型４を軸線方向に相対移動可能に、かつ径方向に移動可能に保持するケース３と、複数の割り金型４とケース３とを軸線方向に相対移動させることにより、複数の割り金型４を径方向内向きに移動させて、加工型によりワークＷの外周面に圧造加工を行わせる駆動部（金型駆動部７１）と、複数の割り金型４の移動を案内しつつ周方向への振れを規制するガイド部材（ガイドピン５）と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】圧造機１は、略軸対称形状のワークＷの外周面に対向する加工型（ローレット加工型４４）を有して、周方向に分割された複数の割り金型４と、加工型がワークＷの外周面に圧造加工を行う時間帯を通して、面接触により複数の割り金型４を軸線方向に相対移動可能に、かつ径方向に移動可能に保持するケース３と、複数の割り金型４とケース３とを軸線方向に相対移動させることにより、複数の割り金型４を径方向内向きに移動させて、加工型によりワークＷの外周面に圧造加工を行わせる駆動部（金型駆動部７１）と、複数の割り金型４の移動を案内しつつ周方向への振れを規制するガイド部材（ガイドピン５）と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
略軸対称形状のワークの外周面に対向する加工型を有して、周方向に分割された複数の割り金型と、
前記加工型が前記ワークの前記外周面に圧造加工を行う時間帯を通して、面接触により複数の前記割り金型を軸線方向に相対移動可能に、かつ径方向に移動可能に保持するケースと、
複数の前記割り金型と前記ケースとを軸線方向に相対移動させることにより、複数の前記割り金型を径方向内向きに移動させて、前記加工型により前記ワークの前記外周面に圧造加工を行わせる駆動部と、
複数の前記割り金型の移動を案内しつつ周方向への振れを規制するガイド部材と、
を備える圧造機。
前記加工型が前記ワークの前記外周面に圧造加工を行う時間帯を通して、面接触により複数の前記割り金型を軸線方向に相対移動可能に、かつ径方向に移動可能に保持するケースと、
複数の前記割り金型と前記ケースとを軸線方向に相対移動させることにより、複数の前記割り金型を径方向内向きに移動させて、前記加工型により前記ワークの前記外周面に圧造加工を行わせる駆動部と、
複数の前記割り金型の移動を案内しつつ周方向への振れを規制するガイド部材と、
を備える圧造機。
【請求項2】
略軸対称形状のワークの外周面に対向する加工型を有して、周方向に分割された複数の割り金型と、
複数の前記割り金型を軸線方向に相対移動可能に、かつ径方向に移動可能に保持するケースと、
複数の前記割り金型と前記ケースとを軸線方向に相対移動させることにより、複数の前記割り金型を径方向内向きに移動させて、前記加工型により前記ワークの前記外周面に圧造加工を行わせる駆動部と、
複数の前記割り金型の移動を案内しつつ周方向への振れを規制するガイド部材と、
を備える圧造機。
複数の前記割り金型を軸線方向に相対移動可能に、かつ径方向に移動可能に保持するケースと、
複数の前記割り金型と前記ケースとを軸線方向に相対移動させることにより、複数の前記割り金型を径方向内向きに移動させて、前記加工型により前記ワークの前記外周面に圧造加工を行わせる駆動部と、
複数の前記割り金型の移動を案内しつつ周方向への振れを規制するガイド部材と、
を備える圧造機。
【請求項3】
前記ガイド部材は、
軸線方向に互いに離隔して配置され、かつ前記割り金型が移動する径方向に平行して延在する複数のガイドピンからなる、請求項１または２に記載の圧造機。
軸線方向に互いに離隔して配置され、かつ前記割り金型が移動する径方向に平行して延在する複数のガイドピンからなる、請求項１または２に記載の圧造機。
【請求項4】
前記ガイドピンは、前記割り金型に線接触する、請求項３に記載の圧造機。
【請求項5】
前記ガイドピンは、円柱形状または円筒形状をもつ、請求項４に記載の圧造機。
【請求項6】
複数の前記ガイドピンは、前記割り金型の周方向の両側にそれぞれ配置され、一つの前記割り金型に対して四本以上設けられる、請求項３に記載の圧造機。
【請求項7】
複数の前記割り金型は、前記軸線方向と直交する第二方向の径方向に移動する二つの前記割り金型と、前記軸線方向および前記第二方向と直交する第三方向の径方向に移動する別の二つの前記割り金型とからなり、
前記ガイドピンは、前記第二方向または前記第三方向に平行して延在する、
請求項３に記載の圧造機。
前記ガイドピンは、前記第二方向または前記第三方向に平行して延在する、
請求項３に記載の圧造機。
【請求項8】
略軸対称形状のワークの外周面に対向する加工型を有して、周方向に分割された複数の割り金型と、
前記加工型が前記ワークの前記外周面に圧造加工を行う時間帯を通して、面接触により複数の前記割り金型を軸線方向に相対移動可能に、かつ径方向に移動可能に保持するケースと、
複数の前記割り金型と前記ケースとを軸線方向に相対移動させることにより、複数の前記割り金型を径方向内向きに移動させて、前記加工型により前記ワークの前記外周面に圧造加工を行わせる駆動部と、
を備える圧造機。
前記加工型が前記ワークの前記外周面に圧造加工を行う時間帯を通して、面接触により複数の前記割り金型を軸線方向に相対移動可能に、かつ径方向に移動可能に保持するケースと、
複数の前記割り金型と前記ケースとを軸線方向に相対移動させることにより、複数の前記割り金型を径方向内向きに移動させて、前記加工型により前記ワークの前記外周面に圧造加工を行わせる駆動部と、
を備える圧造機。
【請求項9】
前記ケースは、
複数の前記割り金型が径方向内向きに移動する時間帯を通して、面接触により前記割り金型の各々を保持し、前記割り金型から作用する径方向外向きの面圧を受容する複数の受圧面を有する、
請求項１または８に記載の圧造機。
複数の前記割り金型が径方向内向きに移動する時間帯を通して、面接触により前記割り金型の各々を保持し、前記割り金型から作用する径方向外向きの面圧を受容する複数の受圧面を有する、
請求項１または８に記載の圧造機。
【請求項10】
複数の前記割り金型の各々は、軸線方向に対して傾斜した金型側傾斜平面を有し、
複数の前記受圧面の各々は、前記金型側傾斜平面に面接触する受圧側傾斜平面からなり、
前記駆動部は、前記金型側傾斜平面と前記受圧側傾斜平面とを面接触させつつ軸線方向に相対移動させることにより、複数の前記割り金型を径方向内向きに移動させる、
請求項９に記載の圧造機。
複数の前記受圧面の各々は、前記金型側傾斜平面に面接触する受圧側傾斜平面からなり、
前記駆動部は、前記金型側傾斜平面と前記受圧側傾斜平面とを面接触させつつ軸線方向に相対移動させることにより、複数の前記割り金型を径方向内向きに移動させる、
請求項９に記載の圧造機。
【請求項11】
前記駆動部は、前記ワークを軸線方向に相対移動させて複数の前記割り金型の中央位置に挿入するワーク挿入部を兼ねる、請求項１、２、８のいずれか一項に記載の圧造機。
【請求項12】
前記ワーク挿入部を兼ねる前記駆動部は、挿入した前記ワークおよび複数の前記割り金型と、前記ケースとを軸線方向に相対移動させることにより、相対移動中の前記ワークに対して前記加工型を径方向内向きに移動させる、請求項１１に記載の圧造機。
【請求項13】
前記加工型は、前記ワークの前記外周面にローレット加工を行うローレット加工型である、請求項１、２、８のいずれか一項に記載の圧造機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、略軸対称形状のワークの外周面に加工型を押し当てて圧造加工を行う圧造機に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的な圧造機では、ダイスがワークを保持し、パンチが軸線方向に移動してワークの端面に押し当てられることにより圧造加工を行う。このため、ワークの外周面に加工型を押し当てて圧造加工を行うことが難しかった。ワークの外周面にローレットや溝などを圧造加工する場合、従来技術では、圧造機を用いてワークの基本形状を圧造加工した後、そのワークを転造機などの別の加工機に搬送して外周面の成形加工を行っていた。しかしながら、この従来技術では、圧造機から別の加工機にワークを搬送する搬送装置などの設備投資が必要となり、または、搬送作業を行う作業者の手間が必要となる。さらに、生産管理や品質管理が煩雑化して、管理レベルが低下しがちになる。加えて、転造機では、生産速度が遅いため生産能率が上がらないという問題点がある。このような問題点に対応する技術例が特許文献１、２に開示されている。
【0003】
特許文献１に開示されたフォーマー（圧造機）は、４段の圧造ステーションを備え、第３ダイおよび第４ダイを支持するダイブロックを取り外した空間スペースにねじ転造装置を取り付けて、４段式フォーマーまたはねじ転造装置付きフォーマーのいずれかに選択可能としている。これによれば、ねじ転造装置付きフォーマーとして圧造からねじ転造までを連続的に行ってボルト等を製造するとともに、４段式フォーマーとしてねじ転造を必要としない圧造品を製造することができる、とされている。
【0004】
また、特許文献２に開示された溝付きナットの製造方法は、円柱状素材の一端部を圧造加工により縮径して小径部とし、分割型（割り金型）を用いて小径部に周溝を成形する。実施形態の説明によれば、４個の分割ダイスの外周面は、集合させた状態で奥方ほど径が小さくなる円錐面を構成する形状とされ、ダイケースの前部内周面も同様の円錐面とされている。４個の分割ダイスは、前方へ移動しながら互いに接近して全体が集合するので、周溝の圧造加工が可能になる。これによれば、円柱状素材の外周面に周溝を圧造加工することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】実用新案登録第３１４５３９０号公報
【特許文献2】特開２００２－１３９０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、特許文献１の技術例におけるダイブロックとねじ転造装置の交換は、交換範囲が大規模であるため、交換作業に多くの手間が掛かるとともに、交換後の調整作業も煩雑になる。これに対して、特許文献２に開示された分割ダイス（割り金型）は、多段圧造機の一つの圧造工程に組み込むことができるものであり、交換範囲が限定されて好ましい。しかしながら、４個の分割ダイスの円錐面とダイケースの円錐面とが接触する構成であるため、分割ダイスによる圧造加工が不安定化するおそれがある。
【0007】
詳述すると、４個の分割ダイスは、径方向内向きに移動して集合したときにダイケースへの面接触が可能となる（双方の円錐面の面接触）。しかしながら、４個の分割ダイスが径方向内向きに移動する以前や移動途中の時間帯において、対向する双方の円錐面の曲率半径がわずかに相違する。つまり、ダイケースの円錐面の直径は手前側で大きく、奥側で小さくなっており、分割ダイスは、奥側の小さな直径に適合する円錐面をもつ。このため、分割ダイスは、奥側以外ではダイケースに線接触するだけで、面接触することができない。したがって、４個の分割ダイスの移動が不安定化し、いずれかの分割ダイスが軸線方向に対して傾斜したり、ダイス相互間の離間距離にばらつきが生じたりする場合がある。これにより、分割ダイスによる圧造加工が不安定化して、ワークの成形品質が低下することが懸念される。
【0008】
本発明は、上述した背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ワークの外周面に圧造加工を行う割り金型の移動を安定化して、ワークの成形品質を高く維持することができる圧造機を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の圧造機は、略軸対称形状のワークの外周面に対向する加工型を有して、周方向に分割された複数の割り金型と、前記加工型が前記ワークの前記外周面に圧造加工を行う時間帯を通して、面接触により複数の前記割り金型を軸線方向に相対移動可能に、かつ径方向に移動可能に保持するケースと、複数の前記割り金型と前記ケースとを軸線方向に相対移動させることにより、複数の前記割り金型を径方向内向きに移動させて、前記加工型により前記ワークの前記外周面に圧造加工を行わせる駆動部と、複数の前記割り金型の移動を案内しつつ周方向への振れを規制するガイド部材と、を備える。
【0010】
また、圧造機は、略軸対称形状のワークの外周面に対向する加工型を有して、周方向に分割された複数の割り金型と、複数の前記割り金型を軸線方向に相対移動可能に、かつ径方向に移動可能に保持するケースと、複数の前記割り金型と前記ケースとを軸線方向に相対移動させることにより、複数の前記割り金型を径方向内向きに移動させて、前記加工型により前記ワークの前記外周面に圧造加工を行わせる駆動部と、複数の前記割り金型の移動を案内しつつ周方向への振れを規制するガイド部材と、を備えてもよい。
【0011】
さらに、圧造機は、略軸対称形状のワークの外周面に対向する加工型を有して、周方向に分割された複数の割り金型と、前記加工型が前記ワークの前記外周面に圧造加工を行う時間帯を通して、面接触により複数の前記割り金型を軸線方向に相対移動可能に、かつ径方向に移動可能に保持するケースと、複数の前記割り金型と前記ケースとを軸線方向に相対移動させることにより、複数の前記割り金型を径方向内向きに移動させて、前記加工型により前記ワークの前記外周面に圧造加工を行わせる駆動部と、を備えてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明の圧造機において、ガイド部材は、複数の割り金型の移動を案内しつつ周方向への振れを規制するので、割り金型の移動が安定化される。また、ケースは、加工型がワークの外周面に圧造加工を行う時間帯を通して、面接触により複数の割り金型を軸線方向に相対移動可能に、かつ径方向に移動可能に保持するように構成することができる。これによれば、圧造加工を行う時間帯を通してケースと複数の割り金型との面接触が維持され、割り金型の移動が安定化される。したがって、ガイド部材およびケースの少なくとも一方の作用により割り金型の移動が安定化されて、ワークの成形品質を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】実施形態の圧造機の全体構成を模式的に示す平面図である。
【図2】複数の割り金型およびケースが設けられた外周面圧造工程の構成を示す側面断面図であり、ワーク挿入前の初期状態が示されている。
【図4】上側の割り金型およびガイドピンを示す部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
１．実施形態の圧造機１の全体構成
まず、実施形態の圧造機１の全体構成について、図１を参考にして説明する。圧造機１は、フレーム２１、ラム２４、六組のダイス２３およびパンチ２６、トランスファー装置２７、線材供給装置８、ならびに主駆動部９などで構成される。圧造機１は、パンチ２６が水平方向に往復移動する横型の多段圧造機である。圧造機１は、六組の対向するダイス２３およびパンチ２６により第１～第６工程が形成されている。図１の紙面左右方向が圧造機１の前後方向となり、紙面上下方向が圧造機１の幅方向となる。圧造機１の前後方向は、ダイス２３、パンチ２６、およびワークに共通する軸線方向と一致している。図１において、第１～第６工程は、幅方向の紙面上側から紙面下側へと並んでいる。なお、圧造機１の工程数は、６工程に限定されず、１～８工程程度が一般的になっている。
まず、実施形態の圧造機１の全体構成について、図１を参考にして説明する。圧造機１は、フレーム２１、ラム２４、六組のダイス２３およびパンチ２６、トランスファー装置２７、線材供給装置８、ならびに主駆動部９などで構成される。圧造機１は、パンチ２６が水平方向に往復移動する横型の多段圧造機である。圧造機１は、六組の対向するダイス２３およびパンチ２６により第１～第６工程が形成されている。図１の紙面左右方向が圧造機１の前後方向となり、紙面上下方向が圧造機１の幅方向となる。圧造機１の前後方向は、ダイス２３、パンチ２６、およびワークに共通する軸線方向と一致している。図１において、第１～第６工程は、幅方向の紙面上側から紙面下側へと並んでいる。なお、圧造機１の工程数は、６工程に限定されず、１～８工程程度が一般的になっている。
【0015】
フレーム２１は、各部を配設するための筐体である。６個のダイスホルダ２２は、フレーム２１の前寄り位置に幅方向に並んで設けられる。６個のダイス２３の各々は、各ダイスホルダ２２の後部に交換可能に取り付けられる。各ダイス２３の図中の左方向を向いた後側に、所定の加工型が形成されている。ダイス２３は、加工型の内部にワークを保持する。
【0016】
ラム２４は、平面視で概ね矩形であり、フレーム２１の略中央に配置される。ラム２４は、前後方向に往復動作する。６個のパンチホルダ２５は、ラム２４の前寄り位置に幅方向に並んで設けられる。６個のパンチ２６の各々は、各パンチホルダ２５の前部に交換可能に取り付けられる。各パンチ２６の図中の右方向を向いた前側に、所定の加工型が形成されている。各パンチ２６は、ラム２４とともに往復動作する。各工程において、パンチ２６は、ダイス２３に対向しつつ前後方向（軸線方向）に往復動作することにより、ダイス２３と組になってワークに圧造加工を施す。
【0017】
線材供給装置８は、フレーム２１の前部の第１工程の隣の位置から前方にかけて配置される。線材供給装置８は、切断刃８１、固定把持部８２、および可動把持部８３などで構成される。可動把持部８３は、前方から供給される長尺の線材を把持して後方に移動することにより、線材を切断刃８１に送給する。可動把持部８３が線材を解放して前方に戻る間、固定把持部８２が線材を把持する。切断刃８１は、線材が貫通する環状の固定刃および可動刃からなり、線材を切断してワークを作成する。作成されたワークは、図略のプッシャ部材によりトランスファー装置２７に向かって押し出される。通常、線材は円形断面を有し、ワークは、円柱状の初期形状を有する。線材およびワークの材質として、鉄やアルミ、各種の合金などを例示することができる。なお、固定把持部８２および可動把持部８３に代え、線材を挟んで回転する一対以上のローラを有する線材送り機構を用いてもよい。
【0018】
トランスファー装置２７は、ダイスホルダ２２の上方からダイス２３の後方にかけて配設される。トランスファー装置２７は、ワークを把持する７対のフィンガ対を有する。最上流の第１のフィンガ対は、線材供給装置８から押し出されたワークを把持して、第１工程まで搬送する。第２～第６のフィンガ対は、上流側の工程でワークを把持して、下流側の工程まで搬送する。最下流の第７のフィンガ対は、第６工程でワークを把持して、図略の搬出部まで搬送する。
【0019】
パンチ２６の往復動作を駆動するために主駆動部９が設けられる。主駆動部９は、線材供給装置８およびトランスファー装置２７を併せて駆動する。主駆動部９は、主駆動源９１と各種の伝達機構およびカム機構などで構成される。主駆動源９１は、例えば、三相交流電源で動作する誘導モータまたは同期モータとすることができる。主駆動源９１の駆動力は、フライホイール９２、クラッチ機構９３、ディスクブレーキ９４、および減速機構９５を介して、クランク軸９６に入力される。
【0020】
クランク軸９６とラム２４の間に、コンロッド２９が配置される。コンロッド２９は、その一端がクランク軸９６に連結され、その他端がラム２４に連結される。主駆動源９１に駆動されてクランク軸９６が回転すると、コンロッド２９の一端は円軌道に沿って回転し、コンロッド２９の他端は前後方向に往復移動する。これにより、ラム２４が前後方向に往復動作し、ラム２４上の６個のパンチ２６も前後方向（軸線方向）に往復動作する。
【0021】
コンロッド２９の上方に、６個のキックアウトカム９８が設けられている。キックアウトカム９８は、幅方向に等間隔で配置されており、第１～第６工程の位置にそれぞれ対応する。キックアウトカム９８は、各パンチ２６に設けられたパンチ側キックアウトピンを前後方向に駆動する。また、クランク軸９６から分岐歯車対９７を介してサイド軸９９へと、駆動力が分岐伝達される。
【0022】
サイド軸９９は、駆動力を上方に分岐伝達する。上方に分岐された駆動力は、トランスファカム９Ａを回転駆動する。トランスファカム９Ａは、トランスファー装置２７の工程間の往復移動を駆動する。また、サイド軸９９からトランスファドライブ９Ｂを経由した先に、７個のオープンクローズカム９Ｃが回転駆動されるように連結される。オープンクローズカム９Ｃは、幅方向に等間隔で配置される。オープンクローズカム９Ｃは、トランスファー装置２７の各フィンガ対を開閉駆動する。
【0023】
さらに、サイド軸９９には、カッタカム９Ｄが設けられるとともに、プッシャカム９Ｅ、フィードカム９Ｆ、および５個のキックアウトカム９Ｈが連結される。カッタカム９Ｄは、切断刃８１の切断動作を駆動する。プッシャカム９Ｅは、プッシャ部材の押し出し動作を駆動する。フィードカム９Ｆは、可動把持部８３の往復動作を駆動する。キックアウトカム９Ｈは、幅方向に等間隔で配置されており、第１～第６工程の位置にそれぞれ対応する。キックアウトカム９Ｈは、ダイス２３からワークを突き出す動作を駆動する。
【0024】
２．外周面圧造工程
本実施形態では、第１～第６工程のいずれか１工程以上を、図２～図４に示される外周面圧造工程に変形する。なお、図２は、図３のＢ－Ｂ矢視断面図に相当する。外周面圧造工程は、略軸対称形状のワークの外周面に圧造加工を行う工程である。以降では、円筒形状のワークＷの外周面にローレット加工を行う場合を例にして説明する。外周面圧造工程は、ケース３、４個の割り金型４、複数のガイドピン５、キックアウトピン６、およびパンチ２６などで構成される。
本実施形態では、第１～第６工程のいずれか１工程以上を、図２～図４に示される外周面圧造工程に変形する。なお、図２は、図３のＢ－Ｂ矢視断面図に相当する。外周面圧造工程は、略軸対称形状のワークの外周面に圧造加工を行う工程である。以降では、円筒形状のワークＷの外周面にローレット加工を行う場合を例にして説明する。外周面圧造工程は、ケース３、４個の割り金型４、複数のガイドピン５、キックアウトピン６、およびパンチ２６などで構成される。
【0025】
図２に示されるように、ダイスホルダ２２は、軸線ＡＬに沿って前後方向に貫通する中心孔２２１を有する環形に形成されている。また、ダイスホルダ２２は、中心孔２２１よりも外側にそれぞれ形成され、周方向に離隔して配置された複数の周囲室２２２を有する。周囲室２２２の各々は、後方（図２では左方）に開放している。周囲室２２２の数量は、一般的には三つ～六つとされる。なお、周囲室２２２は、中心孔２２１よりも外側を周回する一つのリング形状の室でもよい。
【0026】
ケース３は、ダイスホルダ２２の後部（図２では左側）に取り付けられる。ケース３は、ダイスホルダ２２と同程度の大きさをもち、軸線ＡＬの周りに環形に形成される。ケース３の後部の中央に、横向きの正四角錘台の形状の金型収納空間が設けられる。正四角錘台の正方形の上底面および下底面の各４辺は、水平方向または鉛直方向に配置される。前側の上底面は、後側の下底面よりも小さい。したがって、金型収納空間は、前側（図２では右側）が先細りとなっている。ケース３の後部の内側は、正四角錘台の側面にあたる等脚台形の形状の四つの受圧面からなる。受圧面の各々は、軸線方向に対して傾斜した受圧側傾斜平面３１に相当する。
【0027】
４個の割り金型４は、前述した金型収納空間に後側から挿入されて配置される。その後、ケース３の後側に、ボルト３２を用いて金型止め材３３が取り付けられる。図３に示されるように、４個の割り金型４の各々は、中心位置（軸線ＡＬ）からみて概ね９０°の範囲を占め、周方向に四等分割された形状を有する。割り金型４の各々は、曲面状の内周面、内周面の両縁からそれぞれ径方向外向きに延びる二つの端面４１、二つの端面４１に連なる二つのガイド面４２、および、二つのガイド面４２の外縁に連なる外周側の金型側傾斜平面４３を有する。二つの端面４１は、９０°の角度を成して径方向外側で拡がり、二つのガイド面４２は、離隔して互いに平行する。
【0028】
割り金型４は、内周面にローレット加工型４４を有する。ローレット加工型４４は、主に滑り止めのための細かい凹凸や切れ込みなどを圧造加工するための加工型である。隣り合う２個の割り金型４の向かい合う端面４１は、互いに平行するように配置され、もしくは、互いに面接触することが可能となっている。端面４１の各々に収納穴４５が形成される。向かい合う二つの収納穴４５の内部に、付勢ばね４６が配置される。付勢ばね４６は、例えばコイルばねが圧縮されて用いられ、端面４１同士（割り金型４同士）を遠ざけるように付勢する。
【0029】
外周側の金型側傾斜平面４３は、ケース３の受圧側傾斜平面３１と同じ傾斜角度で軸線方向に対して傾斜している。したがって、割り金型４は、前側ほど径方向の厚み寸法が小さく形成される。一方、割り金型４の二つのガイド面４２の間の幅寸法ＬＧは、前側でも後側でも変わらない。金型側傾斜平面４３は、平面視で長方形の形状をもつ（図４参照）。双方の傾斜平面の傾斜角度が同じであるので、４個の割り金型４の金型側傾斜平面４３は、それぞれ受圧側傾斜平面３１に面接触する。そして、ローレット加工型４４により圧造加工が行われるときに、受圧側傾斜平面３１は、金型側傾斜平面４３から作用する径方向外向きの面圧を受容する。
【0030】
金型側傾斜平面４３と受圧側傾斜平面３１との面接触により、割り金型４は、軸線方向（前後方向）に相対移動可能にケース３に保持される（図４の矢印ＭＡ参照）。さらに、割り金型４は、径方向に移動可能にケース３に保持される。具体的には、図３の矢印ＭＶに示されるように、上側および下側の割り金型４は、径方向に相当する鉛直方向に移動可能とされる。また、矢印ＭＨに示されるように、右側および左側の割り金型４は、径方向に相当する水平方向に移動可能とされる。ここで、鉛直方向は、軸線方向に直交する第二方向に該当し、水平方向は、軸線方向および第二方向に直交する第三方向に該当する。
【0031】
４個の割り金型４を後方に向かって付勢するために、付勢材４７および複数の付勢ばね４８が設けられる。図２に示されるように、付勢材４７は、ケース３の内周側の割り金型４の前側に配置される。付勢材４７は、前側の環形の大径部４７１、および後側の環形の小径部４７２からなる。大径部４７１の前面は、ダイスホルダ２２の後面に当接したり、離隔したりする。小径部４７２の後面は、割り金型４の前面に当接している。
【0032】
複数の付勢ばね４８の各々は、ダイスホルダ２２の周囲室２２２の内部に配置される。付勢ばね４８は、例えばコイルばねが圧縮されて用いられ、付勢材４７の大径部４７１を後方へ付勢する。図２に示される初期状態において、付勢材４７は、ダイスホルダ２２から離隔するように後方へ付勢されている。これにより、付勢材４７は、４個の割り金型４を後方に移動させて金型止め材３３に当接させる。このとき、４個の割り金型４は、付勢ばね４６の作用で径方向外向きに移動し、径方向外側で互いに離間した離間位置に位置する。
【0033】
４個の割り金型４の移動を案内しつつ周方向への振れを規制するガイド部材として、複数のガイドピン５が設けられる。ガイドピン５は、その一部がケース３に嵌め込まれて固定される。なお、ガイドピン５は、他の固定方法で固定されてもよい。ガイドピン５は、割り金型４の周方向の両側に、前述した幅寸法ＬＧだけ離れて配置される。かつ、２本のガイドピン５が軸線方向に互いに離隔して配置される。つまり、図４に示されるように、１個の割り金型４に対して４本のガイドピン５が設けられる。４本のガイドピン５を用いることにより、割り金型４とのがたつきが少なくなるため、割り金型４の移動が安定化する。
【0034】
ガイドピン５の各々は、割り金型４が移動する径方向に平行して延在する。具体的には、図３に示されるように、矢印ＭＶの鉛直方向に移動する上側および下側の割り金型４に対応して、鉛直方向に延在するガイドピン５が設けられる。また、矢印ＭＨの水平方向に移動する右側および左側の割り金型４に対応して、水平方向に延在するガイドピン５が設けられる。割り金型４を４個とし、ガイドピン５を鉛直方向または水平方向に配置して傾斜方向としないことにより、圧造機１の構造設計の容易化および製造の容易化が実現され、構造上の精度を高める点でも有利となる。
【0035】
また、ガイドピン５は、円柱形状または円筒形状をもち（図４参照）、割り金型４のガイド面４２に線接触する。したがって、ガイドピン５は、割り金型４の軸線方向の相対移動および径方向の移動を案内しつつ周方向への振れを規制することができる。加えて、線接触としたことにより、ガイドピン５と、移動する割り金型４との間に発生する摩擦が低減される。これにより、割り金型４の移動が円滑化され、不要な発熱および温度上昇が抑制される。線接触を実現するために、ガイドピン５は、楕円柱など他の形状であってもよい。さらに、ガイドピン５は、例えば瓢箪型のように滑らかな凹凸形状を有して、割り金型４に複数箇所で点接触してもよい。
【0036】
なお、金型側傾斜平面４３の幅方向（周方向）の中央位置に軸線方向に延びるガイド溝を設け、ケース３に固定されたガイドピン５をガイド溝内に配置する変形が可能である。この変形によれば、ガイドピン５の本数を削減することができる。一方で、割り金型４の圧造加工時の内部圧力が大きくなる箇所にガイド溝を形成することになるため、機械的な強度が低下するおそれが生じる。また、ガイドピン５に代わるガイド部材として、例えば、割り金型４のガイド面４２に平行して軸線方向に延びるガイドレールを用いるようにしてもよい。円柱形状または円筒形状のガイドレールを用いることにより、ガイドピン５と同様、線接触が実現される。
【0037】
キックアウトピン６は、軸線ＡＬ上に配置されて軸線方向に移動する。図２に示されるように、キックアウトピン６は、ダイスホルダ２２の中心孔２２１、付勢材４７の中心、および４個の割り金型４の中央位置を貫通して軸線方向に延在する。キックアウトピン６は、複数の部材が連結されて構成されてもよい。
【0038】
ダイスホルダ２２の中心孔２２１の内部のキックアウトピン６の周りに、付勢ばね６１が設けられる。付勢ばね６１は、例えばコイルばねが圧縮されて用いられ、キックアウトピン６を後方へ付勢する。付勢されたキックアウトピン６は、圧造加工が行われるワークＷに当接してその位置を安定化する。また、前述したキックアウトカム９Ｈは、キックアウトピン６を前側の待機位置から後側の突き出し位置まで駆動する。図２において、キックアウトピン６の突き出し位置が示されている。キックアウトピン６は、加工後のワークＷに当接して押動し、割り金型４の中央位置から後方に突き出す。
【0039】
パンチ２６は、４個の割り金型４とケース３とを軸線方向に相対移動させる金型駆動部７１、およびワーク挿入部７２を有する。図２に示される初期状態において、パンチ２６は、後死点に位置する。金型駆動部７１は、前面が平らな環形状に形成される。金型駆動部７１は、前進することによりその前面で４個の割り金型４の後面を押して軸線方向に前進させる。
【0040】
ワーク挿入部７２は、前側の小径部７３と後側の大径部７４とからなる段付き円柱形状を有する（図８参照）。大径部７４は、金型駆動部７１の中央に固定されており、金型駆動部７１よりも前側まで突出する。小径部７３は、円筒形状のワークＷの後側内部に入り込んでワークＷを保持する。ワーク挿入部７２は、前進することによりワークＷを軸線方向に前進させて４個の割り金型４の中央位置に挿入する。
【0041】
３．圧造機１（外周面圧造工程）の動作
次に、圧造機１の動作、主に外周面圧造工程の動作について、図２、図５～図１０を参考にして説明する。図２の初期状態において、トランスファー装置２７により上流工程側からワークＷが搬入される。パンチ２６が後死点から前進を開始すると、ワーク挿入部７２は、その小径部７３でワークＷの後側内部を保持する。ワーク挿入部７２は、続いてワークＷを軸線方向に前進させる。ワークＷは、キックアウトピン６を押動しながら４個の割り金型４の中央位置に向かって前進する。したがって、キックアウトピン６は、付勢ばね６１に抗して突き出し位置から待機位置の方向へ戻ってゆく。この時点で、金型駆動部７１と割り金型４は、相互に離間している。
次に、圧造機１の動作、主に外周面圧造工程の動作について、図２、図５～図１０を参考にして説明する。図２の初期状態において、トランスファー装置２７により上流工程側からワークＷが搬入される。パンチ２６が後死点から前進を開始すると、ワーク挿入部７２は、その小径部７３でワークＷの後側内部を保持する。ワーク挿入部７２は、続いてワークＷを軸線方向に前進させる。ワークＷは、キックアウトピン６を押動しながら４個の割り金型４の中央位置に向かって前進する。したがって、キックアウトピン６は、付勢ばね６１に抗して突き出し位置から待機位置の方向へ戻ってゆく。この時点で、金型駆動部７１と割り金型４は、相互に離間している。
【0042】
図５に示されるように、ワークＷが４個の割り金型４の中央位置に到達したとき、金型駆動部７１は、割り金型４の後面に当接する。その後、パンチ２６は、ワークＷおよび４個の割り金型４を同時に等速で前進させる。これにより、割り金型４は、付勢材４７がダイスホルダ２２に当接するまで前進する。このとき、４個の割り金型４は、金型側傾斜平面４３が受圧側傾斜平面３１に沿って前進するので、付勢ばね４８に抗して前進しながら径方向内向きに移動する。結果として、４個の割り金型４は、付勢ばね４６に抗して離間位置から径方向内向きに移動して、互いに接近する。ここで、割り金型４が前進する時間帯を通して、金型側傾斜平面４３と受圧側傾斜平面３１との面接触が維持される。かつ、割り金型４の移動は、ガイドピン５に案内されて周方向への振れが規制される。したがって、割り金型４の移動が安定化される。
【0043】
４個の割り金型４が径方向内向きに移動する過程において、ローレット加工型４４は、ワークＷの外周面に押し当てられて圧造加工を施す。このとき、キックアウトピン６は、付勢ばね６１の作用により、ワークＷを後方に向かって付勢し、ワークＷの位置を安定化する。また、ワークＷおよび割り金型４が軸線方向に等速で移動しているので、ローレット加工型４４は、ワークＷに対して径方向内向きに移動する。換言すると、ローレット加工型４４は、加工対象面に向かって垂直に押し付けられる。したがって、良好な加工精度が確保される。仮に、ワークＷが静止した状態で割り金型４が軸線方向に移動すると、ローレット加工型４４が加工対象面に向かって斜め方向から押し付けられることになり、加工精度が低下しがちになる。
【0044】
図６および図７に示されるように、パンチ２６が前死点まで前進すると、４個の割り金型４は、端面４１同士が接触し、または最接近する径方向内側の集合位置に位置し、圧造加工が終了する。この後、パンチ２６は、ワークＷを残して、前死点からの後退を開始する。パンチ２６の後退に伴い、付勢ばね４８の作用によって付勢材４７が割り金型４を後方へ移動させる。４個の割り金型４は、軸線方向に後退しつつ、付勢ばね４６の作用で集合位置から径方向外側の離間位置に向かって移動する（図８参照）。
【0045】
図９に示されるように、４個の割り金型４が離間位置まで戻った後、または戻る途中で、キックアウトピン６は、キックアウトカム９Ｈに駆動されて突き出し動作を開始する。すなわち、キックアウトピン６は、待機位置から突き出し位置まで動作する。これにより、ローレット加工が施されたワークＷは、図１０に示されるように、割り金型４よりも後方まで突き出される。なお、付勢ばね６１は、補助的にキックアウトピン６を後方に付勢している。したがって、キックアウトピン６は、付勢ばね６１によって動作を開始し、最終的にキックアウトカム９Ｈに駆動されてもよい。この後、突き出されたワークＷは、トランスファー装置２７により下流工程側へ搬出される。
【0046】
実施形態の圧造機１において、ガイドピン５は、４個の割り金型４の移動を案内しつつ周方向への振れを規制するので、割り金型４の移動が安定化される。また、ケース３は、ローレット加工型４４がワークＷの外周面に圧造加工を行う時間帯を通して、面接触により４個の割り金型４を軸線方向に相対移動可能に、かつ径方向に移動可能に保持するように構成することができる。具体的には、受圧側傾斜平面３１と金型側傾斜平面４３との面接触を維持する構成を採用する。これによれば、圧造加工を行う時間帯を通してケース３と４個の割り金型４との面接触が維持され、割り金型４の移動が安定化される。したがって、ガイドピン５およびケース３の少なくとも一方の作用により割り金型４の移動が安定化されて、ワークＷの成形品質を高く維持することができる。加えて、転造機と比較して速い生産速度を実現して、生産能率を高めることができる。
【0047】
４．実施形態の変形および応用
なお、本発明は、パンチ２６の移動方向を上下方向と読み替えて、縦型の鍛造機やプレス機などに応用することができる。加えて、割り金型４の個数は４個以外でもよい。また、ガイドピン５を用いることにより割り金型４の移動が安定化されるので、金型側傾斜平面４３および受圧側傾斜平面３１を従来技術の円錐面に置き換えても、ワークＷの成形品質を高く維持する効果が生じる。一方で、金型側傾斜平面４３と受圧側傾斜平面３１との面接触の維持により割り金型４の移動が安定化されるので、ガイドピン５を省略しても、ワークＷの成形品質を高く維持する効果が生じる。
なお、本発明は、パンチ２６の移動方向を上下方向と読み替えて、縦型の鍛造機やプレス機などに応用することができる。加えて、割り金型４の個数は４個以外でもよい。また、ガイドピン５を用いることにより割り金型４の移動が安定化されるので、金型側傾斜平面４３および受圧側傾斜平面３１を従来技術の円錐面に置き換えても、ワークＷの成形品質を高く維持する効果が生じる。一方で、金型側傾斜平面４３と受圧側傾斜平面３１との面接触の維持により割り金型４の移動が安定化されるので、ガイドピン５を省略しても、ワークＷの成形品質を高く維持する効果が生じる。
【0048】
さらに、実施形態において、ケース３が静止状態でパンチ２６（金型駆動部７１）が軸線方向に動作することにより割り金型４が径方向内向きに移動するが、逆に、パンチ２６が静止状態でケース３および割り金型４が軸線方向に動作しても、同様の作用が生じる。また、ワークＷは、円筒形状に限定されず、略軸対称形状であればよく、段付き円柱形状や多角柱形状などでもよい。さらに、割り金型４が内周面に有する加工型はローレット加工型４４に限定されず、ワークＷの外周面に凹みや孔、溝などを圧造加工する加工型や、刻印等を行う加工型でもよい。本発明は、その他にも様々な変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【0049】
１：圧造機 ２３：ダイス ２６：パンチ
３：ケース ３１：受圧側傾斜平面
４：割り金型 ４１：端面 ４２：ガイド面 ４３：金型側傾斜平面
４４：ローレット加工型 ４６：付勢ばね
５：ガイドピン ６：キックアウトピン
７１：金型駆動部 ７２：ワーク挿入部
Ｗ：ワーク ＡＬ：軸線
３：ケース ３１：受圧側傾斜平面
４：割り金型 ４１：端面 ４２：ガイド面 ４３：金型側傾斜平面
４４：ローレット加工型 ４６：付勢ばね
５：ガイドピン ６：キックアウトピン
７１：金型駆動部 ７２：ワーク挿入部
Ｗ：ワーク ＡＬ：軸線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】