特許 7584244 鍛造用金型、鍛造方法及び鍛造成型品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-07

(45)【発行日】2024-11-15

(54)【発明の名称】鍛造用金型、鍛造方法及び鍛造成型品

(51)【国際特許分類】

   B21J 13/02 20060101AFI20241108BHJP

   B21J 5/02 20060101ALI20241108BHJP

   H02K 15/02 20060101ALI20241108BHJP

   B21K 1/40 20060101ALN20241108BHJP

【ＦＩ】

B21J13/02 C

B21J5/02 A

H02K15/02 A

B21K1/40

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020096404

(22)【出願日】2020-06-02

(65)【公開番号】P2021186844

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-04-03

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002325

【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼野 健志

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 浩信

(72)【発明者】

【氏名】三澤 正樹

【審査官】永井 友子

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２１６８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４７１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０２８６１２９６（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｊ １３／０２

Ｂ２１Ｊ ５／０２

Ｈ０２Ｋ １５／０２

Ｂ２１Ｋ １／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャビティを備えた第一型と、
前記第一型に向けて相対的に移動することで、前記キャビティとの間で被加工材を挟んで押圧可能なコアを備えた第二型と、
前記キャビティの底面に形成され、前記コアへ向けて前記第一型又は前記第二型の移動方向に沿って突出した突起と、
前記コアにおいて前記突起と対向する部分に前記移動方向に向けて設けられ、前記第一型と前記第二型とを型締めした状態で前記被加工材と前記コアとの間に間隙を形成する、前記突起より大径の開口部と、
を有する鍛造用金型。

【請求項2】

前記キャビティの側面には、前記移動方向と交わる方向に沿う段差面が設けられており、
前記コアには、前記段差面との間で前記被加工材を押圧する押圧面が形成されている、
請求項１に記載の鍛造用金型。

【請求項3】

前記キャビティの側面には、前記段差面の外側に位置し、かつ、前記コアの側面と接する部分がある、
請求項２に記載の鍛造用金型。

【請求項4】

キャビティを備えた第一型と、前記キャビティとの間で被加工材を挟んで押圧可能なコアを備えた第二型と、を用いた鍛造方法であって、
前記コアへ向けて前記第一型又は前記第二型の移動方向に沿って突出した突起が底面に形成された前記キャビティへ、前記被加工材を配置する工程と、
前記第一型と、前記コアにおいて前記突起と対向する部分に前記移動方向に向けて設けられた前記突起より大径の開口部を有する前記第二型とを型締めして前記被加工材を成型すると共に、前記被加工材と前記コアとの間に形成される間隙により自由成形面を形成する工程と、
を有する鍛造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鍛造用金型、鍛造方法及び鍛造成型品に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、ロータハブの鍛造型が記載されている。この鍛造型においてロータハブのフランジ部を成形する部分には、開口部が形成されている。この開口部からは、鍛造加工の際に、被加工材の一部が外側に逃げることができる。これにより、鍛造型から被加工材のフランジ部となる部分に加えられる負荷を低減し、当該部分に残留ひずみが生じることを抑えることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１４７１７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１のロータハブの鍛造型によると、ロータハブのフランジ部に残留ひずみが生じることを抑制できる。フランジ部の残留ひずみを抑制することにより、特に高い加工精度が求められるディスク載置面の平滑度を高めることができる。

【0005】

このように、鍛造成型品においては、その用途に応じて適切な箇所の残留ひずみを抑制することが好ましい。一方で、鍛造加工の際には、鍛造型にも、被加工材からの反力によって負荷が掛かる。このため、成型品の残留ひずみを抑制することに加えて、金型の耐久性を向上させることも求められている。

【0006】

本発明は、上記事実を考慮して、鍛造用金型の耐久性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第一態様の鍛造用金型は、キャビティを備えた第一型と、前記第一型に向けて相対的に移動することで、前記キャビティとの間で被加工材を挟んで押圧可能なコアを備えた第二型と、前記キャビティの底面に形成され、前記コアへ向けて前記第一型又は前記第二型の移動方向に沿って突出した突起と、前記コアにおいて前記突起と対向する部分に前記移動方向に向けて設けられ、前記第一型と前記第二型とを型締めした状態で前記被加工材と前記コアとの間に間隙を形成する開口部と、を有する。

【0008】

第一態様の鍛造用金型は、キャビティの底面に、コアへ向けて第一型又は第二型の移動方向に沿って突出した突起が形成されている。このため、キャビティとコアとで被加工材を挟んで押圧した際に、被加工材は、突起から局部的な圧力を受ける。これにより被加工材は、コアへ向かって変形する。

【0009】

一方で、コアにおいてキャビティの突起と対向する部分には、第一型又は第二型の移動方向に向けて開口部が設けられている。この開口部は、第一型と第二型とを型締めした状態で、被加工材との間に間隙を形成する部分である。すなわち、被加工材において、キャビティの突起から押圧されて変形した部分の少なくとも一部は、コアと接触しない。これにより、突起から被加工材を介してコアに作用する押圧力が低減される。また、コアから被加工材を介してキャビティに作用する押圧力が低減される。このため、鍛造用金型の耐久性を向上できる。

【0010】

第二態様の鍛造用金型は、第一態様の鍛造用金型において、前記キャビティの側面には、前記移動方向と交わる方向に沿う段差面が設けられており、前記コアには、前記段差面との間で前記被加工材を押圧する押圧面が形成されている。

【0011】

第二態様の鍛造用金型では、第一型又は第二型の移動方向と交わる方向の段差面及び押圧面によって、被加工材が押圧される。このため被加工材の外周部が据え込み鍛造される。これにより、被加工材の外周部における金属の組織を緻密にして、強度を大きくできる。

【0012】

また、被加工材の外周部に、第一型又は第二型の移動方向と交わる方向へ張り出すフランジを形成できる。このため、削り出しのみによってフランジを形成する場合と比較して、材料の歩留まりがよい。

【0013】

第三態様の鍛造方法は、キャビティを備えた第一型と、前記キャビティとの間で被加工材を挟んで押圧可能なコアを備えた第二型と、を用いた鍛造方法であって、前記コアへ向けて前記第一型又は前記第二型の移動方向に沿って突出した突起が底面に形成された前記キャビティへ、前記被加工材を配置する工程と、前記第一型と、前記コアにおいて前記突起と対向する部分に前記移動方向に向けて設けられた開口部を有する前記第二型とを型締めして前記被加工材を成型すると共に、前記被加工材と前記コアとの間に形成される間隙により自由成形面を形成する工程と、を有する。

【0014】

第三態様の鍛造方法に用いる鍛造用金型は、キャビティの底面に、コアへ向かって突出した突起が形成されている。このため、キャビティとコアとで被加工材を挟んで押圧した際に、被加工材は、突起から局部的な圧力を受ける。これにより被加工材は、コアへ向かって変形する。

【0015】

また、被加工材には、第一型の突起の上方に、自由成形面が形成される。すなわち、キャビティの突起から押圧されて変形した部分の少なくとも一部は、コアと接触しない。これにより、突起から被加工材を介してコアに作用する押圧力が低減される。また、コアから被加工材を介してキャビティに作用する押圧力が低減される。このため、鍛造用金型の耐久性を向上できる。

【0016】

第四態様の鍛造成型品は、円筒状に形成された外周部と、前記外周部の上端部に形成され、前記外周部の径方向外側へ張り出すフランジ部と、前記外周部の内側に形成された中央部と、前記中央部の底面に形成された凹部と、前記中央部において前記凹部の上方に形成された凸部と、を有し、前記凸部は自由成形面を備えている。

【0017】

第四態様の鍛造成型品は、中央部の底面に凹部が形成されている。すなわち、中央部の底面は、鍛造用金型によって押圧されて変形している。

【0018】

一方で、中心部における凹部の上方には、自由成形面とされた凸部が形成されている。すなわち、鍛造用金型によって押圧された底面の反対側の部分は、鍛造用金型によって押圧されない。つまりこの部分は、鍛造用金型から押圧されないで自由変形して形成されている。これにより、鍛造加工の際に、成型品から鍛造用金型に作用する押圧力が低減される。このため、鍛造用金型の耐久性を向上できる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によると、鍛造用金型の耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1A】本発明の実施形態に係る鍛造用金型を示す立面図である。

【図1B】図１ＡにおけるＢ－Ｂ線断面図である。

【図2A】本発明の実施形態に係る鍛造用金型のキャビティにビレットを配置した状態を示す立断面図である。

【図2B】本発明の実施形態に係る鍛造用金型を型締めしてビレットを変形させている状態を示す立断面図である。

【図2C】本発明の実施形態に係る鍛造用金型をさらに型締めしてビレットを変形させている状態を示す立断面図である。

【図3A】本発明の実施形態に係る鍛造成型品を示す立面図である。

【図3B】図３ＡにおけるＢ－Ｂ線断面図である。

【図4A】本発明の実施形態に係る鍛造成型品における自由成形面の形状の一例を示す断面図である。

【図4B】本発明の実施形態に係る鍛造成型品における自由成形面の形状の別の一例を示す断面図である。

【図5A】本発明の実施形態に係る鍛造成型品を切削して形成されるロータハブを示す立面図である。

【図5B】図５ＡにおけるＢ－Ｂ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態に係る鍛造用金型、鍛造方法及び鍛造成型品について、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。但し、明細書中に特段の断りが無い限り、各構成要素は一つに限定されず、複数存在してもよい。また、各図面において重複する構成及び符号については、説明を省略する場合がある。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において構成を省略する又は異なる構成と入れ替える等、適宜変更を加えて実施することができる。

【0022】

まず、本発明の実施形態に係る「鍛造用金型」、「鍛造方法」及び「鍛造成型品」の概略を説明する。

【0023】

図１Ａ、図１Ｂには、本発明の実施形態に係る「鍛造用金型２０（以下、金型２０と称す）」が示されている。この金型２０を用いて、被加工材であるビレット５０を図２Ａ～図２Ｃに示す「鍛造方法」によって鍛造する。これにより、図３Ａ、図３Ｂに示す「鍛造成型品６０（以下、成型品６０と称す）」が成形される。成型品６０は、図５に示す最終成型品としてのロータハブ１０の中間材である。ロータハブ１０は、成型品６０を切削加工することで成形される。

【0024】

＜ロータハブ＞
本発明の実施形態に係る金型２０、鍛造方法及び成型品６０に関する説明に先立って、ロータハブ１０の構成について説明する。図５Ａ、図５Ｂに示すロータハブ１０は、図示しないアウターロータ式のスピンドルモータを構成する筒状の回転子である。ロータハブ１０は、例えばステンレス鋼等の金属材料によって形成されている。

【0025】

なお、以下の説明において、ロータハブ１０の回転軸Ｏに沿う方向を軸方向という。また、回転軸Ｏと直交する方向を径方向といい、回転軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

【0026】

ロータハブ１０は、円筒状に形成された外周部１２と、外周部１２の上端部に形成され、外周部１２の径方向外側へ張り出したフランジ部１４と、外周部１２の内側に形成された中央部１６と、を備えている。

【0027】

なお「上端部」とは、図５Ｂの紙面上方向の端部のことを示している。この「紙面上方向」は、ロータハブ１０の使用状態における上下方向とは必ずしも一致しない。後述する「下端部」（図５Ｂの紙面下方向の端部）についても同様である。

【0028】

フランジ部１４は、外周部１２の上端部の全周に亘って径方向外側へ張り出し、円環状に形成されている。中央部１６は、外周部１２の上端部と下端部との間において、外周部１２の径方向内側に形成されている。中央部１６には、フランジ部１４側に突出した凸部１９が形成されている。また、中央部１６には、貫通孔１８が形成されている。貫通孔１８は、回転軸Ｏを中心軸とする丸孔であり、中央部１６の底面から凸部１９の頂面まで貫通している。

【0029】

なお、ロータハブ１０は、例えば情報記録再生装置に用いられる。また、ロータハブ１０は、円盤状のディスク（磁気記録媒体）Ｄにおける中央の孔Ｄｈに外周部１２が嵌合された状態で使用される。このとき、フランジ部１４に、ディスクＤにおける孔Ｄｈの縁部が載置される（載置面１４Ａ）。情報記録再生装置の駆動時、ロータハブ１０は、周方向に回転自在に支持された状態で、図示しないスピンドルモータの駆動により周方向に回転する。

【0030】

＜鍛造用金型＞
図１Ａ、図１Ｂに示すように、金型２０は、第一型３０と、第二型４０と、を備えて構成されている。

【0031】

（第一型）
第一型３０は、鍛造時に固定した状態で使用される固定型である。第一型３０には、ビレット５０（図２Ａ参照）を配置する凹部であるキャビティ３０Ｃが形成されている。また、第一型３０は、キャビティ３０Ｃの底面３６を形成する底面型３０Ａと、キャビティ３０Ｃの側面３２を形成する側面型３０Ｂと、を備えて形成されている。

【0032】

キャビティ３０Ｃの底面３６は、第二型４０の移動方向（以下、移動方向Ｖと称す）に沿う軸Ｏを中心とする円形状に形成されている。これに対応して、底面型３０Ａの頂面は軸Ｏを中心とする円形状に形成され、底面型３０Ａは、軸Ｏを中心軸とする円筒状に形成されている。

【0033】

また、キャビティ３０Ｃの底面３６には、第二型４０へ向けて移動方向Ｖに沿って突出した突起３６Ａ、３６Ｂが形成されている。突起３６Ａは、軸Ｏを中心軸とする円錐台形の突起である。突起３６Ｂは、突起３６Ａを取り囲む円環状に形成された突起である。突起３６Ａの高さ（移動方向Ｖに沿う寸法）は、突起３６Ｂの高さより高い。換言すると、突起３６Ａは、底面３６に形成された複数の突起のうち、最も高さが高い突起である。

【0034】

キャビティ３０Ｃの側面３２は、第一側面３２Ａ及び第二側面３２Ｂを備えている。第一側面３２Ａは、キャビティ３０Ｃの底面３６寄りの側面であり、移動方向Ｖに沿う方向から見た形状が、底面３６と略一致する形状とされている。第二側面３２Ｂは、第一側面３２Ａから見て第二型４０側に形成されている。また、第二側面３２Ｂは、移動方向Ｖに沿う方向から見た形状が、第一側面３２Ａの同心円に沿い、かつ、第一側面３２Ａより大径の円形状とされている。

【0035】

また、キャビティ３０Ｃにおいては、第一側面３２Ａ及び第二側面３２Ｂの間に、段差面３４が形成されている。段差面３４は、移動方向Ｖと略直交する面内に沿って形成された平坦面である。

【0036】

（第二型）
第二型４０は、鍛造時（型締め時）に第一型３０に対して接近する方向（移動方向Ｖ）に動かして使用される可動型である。なお、第二型４０は第一型３０の上方に配置されるため、第二型４０及び第一型３０を、それぞれ上型及び下型と称す場合がある。また、第二型４０は第一型３０のキャビティ３０Ｃに挿入されるため、この第二型４０をコア型又はコアと称す場合もある。

【0037】

第二型４０は、側面４２、押圧面４４、頂面４６及び貫通孔４８を備えて形成されている。

【0038】

側面４２は、第一側面４２Ａ及び第二側面４２Ｂを備えている。第一側面４２Ａは、移動方向Ｖに沿う方向から見た形状が、第一型３０における第一側面３２Ａの同心円に沿い、かつ、第一側面３２Ａより小径の円形状とされている。第一側面４２Ａは、第二側面４２Ｂよりキャビティ３０Ｃの底面３６側に形成されている。第二側面４２Ｂは、移動方向Ｖに沿う方向から見た形状が、第一型３０における第二側面３２Ｂと略一致する形状とされている。

【0039】

これにより、第二型４０は、第一側面４２Ａがキャビティ３０Ｃの第一側面３２Ａと離間した状態で、かつ、第二側面４２Ｂが、キャビティ３０Ｃの第二側面３２Ｂと接した状態で動かされる。

【0040】

押圧面４４は、第一側面４２Ａ及び第二側面４２Ｂの間において、移動方向Ｖと略直交する面内に沿って形成された平坦面である。押圧面４４は、キャビティ３０Ｃの段差面３４と対向して配置される。

【0041】

頂面４６は、第一側面４２Ａと交わる面であり、キャビティ３０Ｃの底面３６と対向して配置される。

【0042】

貫通孔４８は、頂面４６に開口部を形成する円形の孔であり、軸Ｏを中心軸として、移動方向Ｖに沿って設けられている。つまり貫通孔４８は、突起３６Ａと対向する位置に設けられている。また、移動方向に沿う方向からみて、貫通孔４８の内径は、突起３６Ａの外径より大きい。

【0043】

＜鍛造方法＞
上述した金型２０を用いて、図３Ａ、図３Ｂに示す成型品６０を鍛造する。成型品６０は、熱間鍛造によって成型することもできるが、本明細書においては冷間鍛造によって成形する場合について説明する。

【0044】

成型品６０を鍛造するには、まず図２Ａに示すように、キャビティ３０Ｃに、被加工材であるビレット５０を配置する。ビレット５０は、ステンレス鋼等の金属材料によって形成されている。ビレット５０は円柱形状とされており、外周面５０Ａがキャビティ３０Ｃにおける第一側面３２Ａと接して配置される。なお「接して」とは、外周面５０Ａと第一側面３２Ａとの間に、ビレット５０を着脱可能な程度の隙間が形成されている状態を含むものとする。

【0045】

ビレット５０がキャビティ３０Ｃに配置された状態では、ビレット５０の底面５０Ｂが、キャビティ３０Ｃの底面３６に形成された突起３６Ａの頂面と接して配置される。この状態で第二型４０を第一型３０に近づく方向へ動かすことにより、まずビレット５０の頂面５０Ｃに、第二型４０の頂面４６が接触する。これにより、第二型４０と第一型３０とで、ビレット５０が挟み込まれる。

【0046】

次に図２Ｂに示すように、第二型４０と第一型３０とで、ビレット５０を押圧する（型締めする）。これにより、ビレット５０の底面５０Ｂが、第一型３０の突起３６Ａ、３６Ｂから押圧されて変形する。この結果、ビレット５０の底面５０Ｂには、凹部５８が形成される。なお、凹部５８のうち、突起３６Ａ、３６Ｂから押圧されて形成されるものを、それぞれ凹部５８Ａ、５８Ｂとする。

【0047】

一方、ビレット５０の頂面５０Ｃも、第二型４０の頂面４６から押圧されて変形する。これによりビレット５０には、第一型３０の第一側面３２Ａと第二型４０の第一側面４２Ａとで挟まれた部分である外周部５２が形成される。

【0048】

また、ビレット５０の頂面５０Ｃが、第二型４０において貫通孔４８を備えた頂面４６から押圧されることにより、ビレット５０には、貫通孔４８に陥入した凸部５９が形成される。凸部５９は、凹部５８Ａの上方に形成される。また、凸部５９は、側面が貫通孔４８の内周面に接する一方、頂面（ビレット５０の頂面５０Ｃにおいて、貫通孔４８の内側に配置される部分）は第二型４０と接触しない。換言すると、凸部５９の頂面は、自由成形面とされている（自由成形面については後述する）。

【0049】

なお、本発明における「被加工材とコアとの間に形成される間隙」とは、本実施形態においては、被加工材であるビレット５０の凸部５９と、コアである第二型４０と、の間に形成される隙間のことである。具体的には、凸部５９と、第二型４０に形成された貫通孔４８の内壁のうち凸部５９と接触しない部分と、で囲まれる空間を指す。

【0050】

第二型４０と第一型３０とで、ビレット５０の押圧を続けると、外周部５２の上端部が、第二型４０の押圧面４４と接触し、押圧面４４から押圧される。これにより、外周部５２の上端部は、外周部５２の径方向外側へ向かって変形する。

【0051】

この変形した部分が、押圧面４４及び第一型３０の段差面３４とで押圧されることにより、図２Ｃに示すようにフランジ部５４が形成される。フランジ部５４は、外周部５２の上端部において、外周部５２の径方向外側へ張り出した部分である。

【0052】

以上の工程により、図３Ａ、図３Ｂに示す成型品６０が得らえる。

【0053】

＜鍛造成型品＞
成型品６０は、外周部６２と、フランジ部６４と、中央部６６と、凹部６８と、凸部６９と、を備えて形成される。

【0054】

外周部６２は、成形されたビレット５０における外周部５２に相当する部分であり、円筒状に形成されている。なお、図３Ａ、図３Ｂに示した例においては、外周部６２の外周面及び内周面が筒軸方向に対して傾斜して形成されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。使用する金型の形状に応じて、また、スピンドルモータの仕様に合わせて、これらの外周面及び内周面は、何れもまたはどちらか一方を、傾斜しない（筒軸方向に沿う）形状としてもよい。

【0055】

フランジ部６４は、成形されたビレット５０におけるフランジ部５４に相当する部分であり、外周部６２の上端部に形成され、外周部６２の径方向外側へ張り出して形成されている。

【0056】

中央部６６は、成形されたビレット５０における外周部５２の内側の部分に相当する部分、すなわち外周部６２の内側部分である。

【0057】

凹部６８は、成形されたビレット５０における凹部５８に相当する部分であり、中央部６６の底面に形成されている。なお、凹部６８における凹部６８Ａ、６８Ｂはそれぞれ、凹部５８における凹部５８Ａ、５８Ｂに相当する。

【0058】

凸部６９は、成形されたビレット５０における凸部５９に相当する部分であり、中央部６６において凹部６８の上方に形成されている。この凸部６９は、自由成形面６９Ａを備えている。

【0059】

「自由成形面」とは、鍛造成型の過程において、金型２０と接触しないで形成された面である。本実施形態においては、ビレット５０において、貫通孔４８の内部に陥入して形成された凸部５９の頂面に相当する。

【0060】

自由成形面６９Ａは、金型２０と接触して形成される部分と比較して、表面が粗く、梨地状に成形される。一方で、金型２０と接触して形成される部分は、自由成形面６９Ａと比較して、平滑度が高い。また、金型２０と接触して形成される部分は、自由成形面６９Ａと比較して、表面硬度が高い。

【0061】

これは、鍛造用金型が、一般的に、焼き入れした鋼や超硬合金を、機械加工や放電加工によって製作されることに由来する。これらの加工により、金型の表面は、研削仕上げ面や遊離砥粒によるラップ仕上げ面となり、平滑度が高く形成される。成型品６０における自由成形面６９Ａ以外の部分には、この金型２０の表面の平滑度が転写される。

【0062】

成型品６０における凸部６９の自由成形面６９Ａと側面６９Ｂとの間には、金型２０と接触しない曲面６９Ｃが形成されている。曲面６９Ｃは、０．０１ｍｍ以上の半径を有している。

【0063】

自由成形面６９Ａは、金型２０によって押圧されないため、成型時に形状が安定しない。このため、自由成形面６９Ａは、図３Ｂに示すように平坦に形成される場合や、図４Ａ、図４Ｂに示すように曲面状に形成される場合がある。

【0064】

一例として、図４Ａに示す自由成形面６９Ａは、凸部５９から上側に突出した球面Ｒ１に沿う形状とされている。また、別の一例として、図４Ｂに示す自由成形面６９Ａは、凸部５９から下側に陥入した球面Ｒ２に沿う形状とされている。球面Ｒ１、Ｒ２の直径は特に限定されるものではないが、少なくとも凸部６９の側面６９Ｂの上端部の半径ｒ１より大きく形成される。

【0065】

＜切削＞
成型品６０を切削することで、図５Ａ、図５Ｂに示したロータハブ１０が得られる。ロータハブ１０における外周部１２、フランジ部１４、中央部１６及び凸部１９は、成型品６０における外周部６２、フランジ部６４、中央部６６及び凸部６９を切削して形成される。また、ロータハブ１０における貫通孔１８は、成型品６０における凹部６８Ａを切削し、自由成形面６９Ａまで貫通した貫通孔とすることで形成される。

【0066】

＜作用及び効果＞

【0067】

図１Ａ、図１Ｂに示すように、本発明の実施形態に係る金型２０は、キャビティ３０Ｃの底面３６に、コアである第二型４０へ向けて、第二型４０の移動方向Ｖに沿って突出した突起３６Ａが形成されている。このため、図２Ｂに示すように、キャビティ３０Ｃと第二型４０とで被加工材としてのビレット５０を挟んで押圧した際に、ビレット５０は、突起３６Ａから局部的な圧力を受ける。これによりビレット５０は、第二型４０へ向かって変形する。

【0068】

一方で、第二型４０においてキャビティ３０Ｃの突起３６Ａと対向する部分には、第二型４０の移動方向Ｖに向けて開口部としての貫通孔４８が設けられている。この貫通孔４８は、第一型３０と第二型４０とを型締めした状態で、ビレット５０との間に間隙を形成する部分である。すなわち、ビレット５０において、キャビティ３０Ｃの突起３６Ａから押圧されて変形した部分の少なくとも一部（すなわち、成型品６０における自由成形面６９Ａ）は、第二型４０と接触しない。

【0069】

これにより、突起３６Ａからビレット５０を介して第二型に作用する押圧力が低減される。また、第二型４０からビレット５０を介して第一型３０に作用する押圧力が低減される。このため、金型２０の耐久性を向上し、金型２０を長寿命化できる。

【0070】

また、本発明の実施形態に係る金型２０では、図２Ｃに示すように、第二型４０の移動方向Ｖと交わる方向（略直交する方向）の段差面３４及び押圧面４４によって、ビレット５０が押圧される。このためビレット５０の外周部５２が据え込み鍛造される。これにより、ビレット５０の外周部５２における金属の組織を緻密にして、強度を大きくできる。

【0071】

ここで、ビレット５０の外周部５２には、段差面３４及び押圧面４４に押圧されることによりフランジ部５４が形成される。このフランジ部５４は、最終成型品であるロータハブ１０におけるフランジ部１４に相当する部分である。上述したように、このフランジ部１４にはディスクＤが載置されるため、高精度の加工が必要とされる。

【0072】

一方、ビレット５０の中央部分は、第二型４０と接触しない部分が設けられ、自由変形が許容されている。これにより、フランジ部５４（すなわち成型品のフランジ部６４及びロータハブ１０のフランジ部１４）を高精度に加工できる一方で、ビレット５０の体積のバラツキを、成型品６０の自由成形面６９Ａによって吸収することができる。

【0073】

また、ビレット５０の外周部５２に、第二型４０の移動方向Ｖと交わる方向へ張り出すフランジ部５４を形成できる。このため、削り出しのみによってフランジ部５４を形成する場合と比較して、材料の歩留まりがよい。

【0074】

なお、フランジ部５４は、段差面３４及び押圧面４４によって押圧されたビレット５０が、第二型４０の移動方向Ｖと交わる方向（略直交する方向）へ変形して形成される。すなわちビレット５０の外周部５２は、移動方向Ｖと交わる方向に対して変形することにより、発生する内部応力が低減される。このため、金型２０へ与える押圧力が大きくなり難い。

【0075】

これに対して、外周部５２の内側部分である中央部分は、移動方向Ｖと交わる方向に対して変形し難い。このため、もし第二型４０に貫通孔４８が形成されていなかったならば、ビレット５０の中央部における凹部５８の上方部分には、大きな内部応力が発生する。この場合、金型２０へ大きな押圧力が作用する可能性がある。

【0076】

＜その他の実施形態＞
本実施形態においては、第一型３０を固定型とし、第二型４０を可動型としているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば第一型３０を可動型とし、第二型４０を固定型としてもよい。この場合、上述した「第二型４０の移動方向Ｖ」及び「移動方向Ｖ」は、第一型３０の移動方向Ｖと読み替えるものとする。

【0077】

また、本実施形態においては、第二型４０の頂面４６に貫通孔４８が形成されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。頂面４６に開口部を形成するものであれば、貫通孔４８に代えて、有底の穴を形成することもできる。この場合、本発明における「被加工材とコアとの間に形成される間隙」とは、凸部５９と、第二型４０に形成された穴の底と、で挟まれる空間を指す。

【0078】

また、第二型４０は、頂面４６を備えた部分と押圧面４４を備えた部分とが一体的に形成されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば第二型４０は、図１Ｂに二点鎖線Ｓ１で示すように、頂面４６を備えた部分と押圧面４４を備えた部分とを分割して形成し、それぞれの部分を独立して動かしてもよい。

【0079】

すなわち、鍛造工程は１回に限定されるものではなく、成型品６０の部分ごとに複数回に分けて鍛造してもよい。例えば成型品６０の外周部６２とフランジ部６４とは、分けて鍛造することができる。

【0080】

また、図１Ｂに図示された第二型４０は、全体がコアとされているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、本発明における第二型は、図示された第二型４０を保持する保持機構等を備えていてもよい。

【0081】

また、本実施形態においては、第一型３０における側面型３０Ｂに、第二側面３２Ｂを形成したが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図１Ｂに二点鎖線Ｓ２で示すように、段差面３４を側面型３０Ｂの上面として形成してもよい。この場合、第二側面３２Ｂが形成されない。このため、段差面３４及び押圧面４４によって押圧されたビレット５０は、第二型４０の移動方向Ｖと交わる方向（略直交する方向）へ向かって自由に変形する。これにより形成されるフランジ部５４は、側面型３０Ｂを押圧しない。これにより、フランジ部５４から第二型４０へ作用する押圧力を低減できる。

【符号の説明】

【0082】

２０ 鍛造用金型
３０ 第一型
３０Ｃ キャビティ
３４ 段差面
３６ 底面
３６Ａ 突起
４０ 第二型（コア）
４４ 押圧面
４８ 貫通孔（開口部）
５０ ビレット（被加工材）
６２ 外周部
６４ フランジ部
６６ 中央部
６８Ａ 凹部
６９ 凸部
６９Ａ 自由成形面
Ｖ 移動方向

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】