JPH06571A - サスペンション部品のための鍛造用素材の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最終製品となるサスペンション部品の形状に
近似した形状の鍛造用素材を容易に作製することのでき
る、サスペンション部品のための鍛造用素材の成形方法
を提供する。 【構成】 金型４，５および対向マンドレル８により形
成するキャビティ６を、最終製品となるサスペンション
部品の基部に対応した部分を形成するための主空間３３
と、サスペンション部品のアーム部に対応した部分を形
成するための延出空間３１，３２とに形成する。主空間
３３と延出空間３１，３２との境界部は断面積の小さい
狭窄部３４，３５とする。主空間３３に投入した素材４
０をポンチ７と対向マンドレル８間で圧縮することによ
り主空間３３内に満たした後、この圧縮された素材４０
を、狭窄部３４，３５を介して主空間３３延出空間内３
１，３２に向けて流動・延出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はサスペンション部品のた
めの鍛造用素材の成形方法に係わり、特に、最終製品と
なるサスペンション部品の形状に近似した形状の鍛造用
素材を容易に作製することのできる、サスペンション部
品のための鍛造用素材の成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両にあっては、車重を軽減
することが、特に燃費を向上させる上で効果的である。
とりわけ、車両の軽量化にあたっては、いわゆるバネ下
荷重を軽減することが走行性能を向上させる上でも効果
的であることから、従来よりバネ下部材、例えばサスペ
ンション部品の軽量化が求められ、かつ実現してきた。
自動車等のサスペンション部品はまた、大きな荷重を支
えるものであるため、強靭であることを当然要求され
る。アルミニウム（アルミニウム合金）の鍛造加工は、
かかる部品の軽量化および強靭性の確保、さらには高い
耐衝撃性、疲労強度および耐蝕性等の見地から、サスペ
ンション部品の製造方法に採用されるケースが増加して
きている。

【０００３】アルミニウムの鍛造は、鉄系金属の鍛造に
比しスケールが発生せず、鍛造温度が低い等の有利な条
件が多く、このための鋼の型鍛造よりも複雑な形状の部
材への適用が比較的容易と言える。また、アルミニウム
鍛造の歴史は、軽量化が強く望まれる航空機部品として
始まったことから、複雑形状の精密鍛造が要求されてき
た。そして、この要求に答えるため、従来は多工程を経
て、低い生産性の下で製造されていた。

【０００４】従来、サスペンション部品をアルミニウム
鍛造加工により製造する場合には一般に熱間鍛造法が採
られ、投入素材としては、連鋳加工または押出し加工に
よる丸棒材あるいは異形材等が目的に応じて使用され
る。

【０００５】上記において、投入素材として例えば押出
し加工による丸棒材を用いた場合について説明すれば、
まず、丸棒を所要長さに切断した後、その切断した丸棒
を、最終的に製造すべきサスペンション部品の全体形状
に概略的に沿う形状に予め曲げ加工等する（一次予備加
工）。

【０００６】次に、その予備加工した素材を所定温度に
加熱し、予備鍛造を行う。この工程はブロッカーと呼ば
れ、最終的なサスペンション部材の例えばアーム部等、
特徴的に突出した部分に対応した部分等を大まかな形状
に形成するものである。このブロッカーの後はその素材
を冷却してバリ取り、すなわちトリムを行う（二次予備
加工）。

【０００７】上記工程の後、前記二次予備加工された素
材を再び加熱し、前記予備鍛造よりも最終製品に近い型
を用いてさらに予備鍛造を行う。この工程はバスタと呼
ばれる。このバスタの後、上記二次予備加工の時と同様
にその素材を冷却し、その後トリムを行う（三次予備加
工）。この三次予備加工が終了した段階がいわゆる予備
成形工程の完了となる。

【０００８】そして、上記の如く予備成形された素材を
再度加熱し、最終的に仕上げ型に入れて鍛造（フィニッ
シャ工程）し、該フィニィシャの後、最終的なトリムを
行うことにより所要の鍛造部品、すなわちサスペンショ
ン部品が完成する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の如き
従来方法によるサスペンション部品の鍛造加工は、上述
の通り、特に素材の予備加工に極めて多くの工程、およ
び数回に及ぶ加熱に伴う多大なエネルギーを要し、ま
た、トリム作業を有するため材料歩留まりも低いものと
なっていた。このように、サスペンション部品の鍛造加
工に係る従来方法が多工程を要するのは、一つに、サス
ペンション部品がいわゆる軸対称形状のように単純な形
状ではなく、非軸対称的な複雑な形状を呈していること
に起因している。かかる複雑な形状の部材を、上記の如
き多工程に及ぶ素材の予備成形工程を省いて、極めて大
きな圧力にて一回で鍛造しようとすれば、欠肉，割れ，
傷等の欠陥が表面あるいは内部に生じ、健全な製品は得
られない。

【００１０】また、上記例では丸棒素材より鍛造加工す
る場合について説明したが、例え、投入素材としてある
程度最終製品形状に近い断面形状に形成した異形素材を
用いた場合でも、非軸対称形の複雑な部材を製造するに
は、上記二次予備加工および三次予備加工の少なくとも
２回の予備加工が依然要求される。

【００１１】さらに、素材として、上記押出し材に替え
て連鋳材を使用した場合について言えば、例え上述の如
きブロッカー，バスター，フィニィシャ等、複数回の繰
り返し鍛造を実施した場合でも、鍛造により大きな変形
を受ける比較的表面に近い部分のみに鍛着効果（内蔵さ
れたピンホール，ひけ巣等をなくし、均等な組織となる
効果）が得られ、内部の鋳造組織はそのままの状態で残
存する場合が多い。かかる部材は、表層部の強度こそ高
いかも知れないが、部材全体として加工硬化していると
は言えない。

【００１２】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、非軸対称形の比較的複雑な形状のサスペンション部
品を鍛造成形する際の予備成形品を、簡単かつ安価で形
成でき、しかも最終的に高強度な製品を実現することの
できる、サスペンション部品のための鍛造用素材の成形
方法を提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
略同一平面内で基部から所定方向に突出した少なくとも
一つのアーム部を形成して成る自動車等のサスペンショ
ン部品を鍛造成形する際の鍛造用素材を予め所定の形状
に予備形成する、サスペンション部品のための鍛造用素
材の成形方法であって、一方の金型に棒状素材を投入す
るための通孔を設け、前記通孔に対向し通孔よりも大き
な素材接触面を有した対向マンドレルおよびこの対向マ
ンドレルを備える他方の金型により前記一方の金型との
間にキャビティを形成し、前記キャビティは、最終製品
となる前記サスペンション部品の前記基部に対応した部
分を形成するための主空間と、該主空間と連続し前記ア
ーム部に対応した部分を形成するための延出空間とを形
成することにより前記サスペンション部品と平面視概略
近似形に形成するとともに、前記主空間と前記延出空間
との境界部を両空間よりも断面積が小さい狭窄部とし、
かつ、前記通孔および前記対向マンドレルはそれぞれ、
前記キャビティの前記主空間内に配置し、前記通孔内に
装入された前記素材を、前記一方の金型の背面側から前
記通孔内に装入され第１駆動装置より駆動されるポンチ
と前記対向マンドレル間で圧縮することにより前記キャ
ビティの前記主空間内に満たした後この圧縮された前記
素材を、前記狭窄部を介して、該主空間から前記圧縮方
向と直交する前記延出空間内に向けて流動・延出させる
ことを特徴とするものである。

【００１４】請求項２に係る発明は、請求項１記載の発
明において、前記対向マンドレルが、該対向マンドレル
を前記ポンチと同軸方向に駆動させる第２駆動装置を備
え、前記鍛造用素材の成形に際して対向マンドレルを移
動させて肉厚変化させることを特徴とするものである。

【００１５】請求項３に係る発明は、請求項２記載の発
明において、前記対向マンドレルを、該対向マンドレル
の駆動方向に沿って複数に分割し、これら分割構成され
た各マンドレルを個別に駆動させることを特徴とするも
のである。

【００１６】

【作用】請求項１に係る発明では、圧縮されてキャビテ
ィの主空間内に充満された素材は、延出空間内に向けて
流動し始める。このとき、延出空間に向けて流動する素
材はそれぞれ、狭窄部を必ず通過することとなる。これ
により、延出空間内に向かう素材は狭窄部の断面形状で
延出空間内に順次延びていく。しかもその際、延出空間
の断面が狭窄部の断面より大きいため、延出空間内に延
びていく素材は、基本的に対向マンドレルおよび金型に
接触することなく延出する。

【００１７】請求項２に係る発明では、素材がキャビテ
ィにおける主空間に充満された後、延出空間内に延出す
る延出途中で対向マンドレルの高さを変化させることに
より、狭窄部の断面形状が変化し、形成する鍛造用素材
の延出部（最終的にサスペンション部品のアーム部とな
る部分）の肉厚が変化する。

【００１８】請求項３に係る発明では、対向マンドレル
を分割し、分割したマンドレルの高さを別個に制御する
ことにより、鍛造用素材の延出部の肉厚を各延出部ごと
に独立して変化させ得る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の第一実施例を図面を参照しな
がら説明する。図１は、本発明に係るサスペンション部
品の一つでアッパアームの一例を示したものである。こ
のサスペンション部品２０は、図示しない自動車のサス
ペンション機構の一部を構成するものとして用いられ、
アルミニウム（アルミニウム合金）製のものである。

【００２０】このサスペンション部品２０は、同一平面
内で基部２３からそれぞれ異なる方向に突出した２本の
アーム部２１，２２を有し、全体としては平面視Ｌ字状
またはＹ字状に形成されたものとなっている。前記アー
ム部２１，２２の先端部および前記基部２３の所定部に
は、このサスペンション部品２０を自動車のシャシーの
所定位置に取り付けるための取付部２４，２５，２６が
形成されている。なお、この場合のサスペンション部品
２０は、前記取付部２４を機械加工され、さらに図２に
示す如くブッシュ２７等を取り付けることにより、最終
的なサスペンション部品として使用される。

【００２１】上記のサスペンション部品２０は、以下に
説明する本発明に係る方法により成形された鍛造用素材
４０′を型鍛造することにより最終的に得られるもので
あり、以下、前記サスペンション部品２０のための鍛造
用素材の成形方法の実施例について説明する。

【００２２】図３は本発明に係る成形方法を実施するの
に用いる素材加工装置である。この素材加工装置１にお
いて符号２はベース、３はこのベース２上に略門形状に
組まれたフレームである。ベース２の上面略中央部には
下金型４が設置されている。該下金型４の上部には上金
型５が、金型駆動用シリンダ１０に懸吊支持され上下動
可能な状態に設けられている。前記金型駆動用シリンダ
１０は、前記フレーム３の第一の水平部材３ａに設けら
れている。前記下金型４および上金型５はその内部に所
定形状のキャビティ６を形成している。

【００２３】前記上金型５の略中央部には該上金型５の
上面から前記キャビティ６に貫通する通孔５ａが形成さ
れている。この通孔５ａには、ポンチ駆動用シリンダ１
１によって上下方向に駆動されるポンチ７が嵌入され
る。前記ポンチ駆動用シリンダ１１は、前記第一の水平
支持部材３ａよりも上方に位置した第二の水平部材３ｂ
に設けられている。

【００２４】さらに、前記下金型４にも該下金型４を上
下方向に貫通して前記キャビティ６内に開口する通孔４
ａが形成され、この通孔４ａ内を、マンドレル駆動用シ
リンダ１２によって駆動される対向マンドレル８が上下
動する。マンドレル駆動用シリンダ１２は前記ベース２
内に設置されている。ここで、対向マンドレル８の上端
面はキャビティ６を構成するものであり、素材接触面８
ａとなっている。

【００２５】図４は前記キャビティ６を示すもので、図
３におけるＡ−Ａ矢視図である。このキャビティ６は、
前記サスペンション部品２０に対し、その平面形状の特
徴的な部分において全体的には略近似形に形成されてい
る。すなわち、このキャビティ６は、前記サスペンショ
ン部品２０の前記各アーム部２１，２２にそれぞれ対応
した延出空間３１，３２を有し、これら両延出空間３
１，３２がサスペンション部品２０のアーム部２１，２
２と同方向に延出されている。また、それら延出空間３
１，３２の基端部には、サスペンション部品２０の前記
基部２３に対応した主空間３３が形成されている。

【００２６】ここで、主空間３３と延出空間３１，３２
とは連続した一つの空間を形成するものであるが、この
主空間３３の形状を明確にするために、図５に、主空間
３３を前記延出空間３１，３２と便宜上切り離して示
す。図５に示すように、前記延出空間３１，３２が延び
るキャビティ６の略中央部は、両延出空間３１，３２よ
りも広い空間を有するが、両延出空間３１，３２に連続
する部分がそれら延出空間３１，３２に向かって狭めら
れおり、その空間が最小に狭められた部位、すなわち狭
窄部３４，３５までが、この場合の主空間３３である。

【００２７】そして、前記上金型５の通孔５ａ、および
前記下金型４の通孔４ａは共に、キャビティ６における
前記主空間３３内に開口したものとなっている。

【００２８】また、図６に拡大して示すように、前記延
出空間３１，３２と主空間３３との境界部すなわち前記
狭窄部３４，３５には僅かな高さ（例えば０.０１mm 程
度）の段部３６が幅方向および高さ方向に形成されてい
る。もっとも、この段部３６は図示例のように明確な段
差を形成せず、Ｒ（アール）を形成されたものであって
もよい。これによって、両延出空間３１，３２の断面積
（延出空間の長さ方向に直交して切った断面積）は前記
狭窄部３４，３５の断面積よりも僅かに広く設定されて
いる。ただし、先に説明した通り、本実施例の場合で
は、対向マンドレル８の素材接触面８ａがキャビティ６
内に突出しているので、狭窄部３４，３５の下部の段部
については、この対向マンドレル８がキャビティ６内に
突出したことにより形成されたものとなっている。

【００２９】また、図４および図７に示す通り、前記対
向マンドレル８の素材接触面８ａは平面視において前記
主空間３３の形状とほぼ一致した形状、すなわち本実施
例の場合では、三方に若干飛び出た突出部８ｂ，８ｃ，
８ｄを形成した形状を成している（図７参照）。これに
より、キャビティ６における主空間３３の下面は、結
局、この対向マンドレル８の素材接触面８ａにより構成
されたものとなっている。

【００３０】次に、上記の素材加工装置１を用い、前記
サスペンション部品２０のための鍛造用素材を成形する
方法について説明する。まず、図３に示すように、金型
駆動用シリンダ１０によって上金型５を下降駆動して上
金型５と下金型４とを密着させてキャビティ６を区画す
る。その後、アルミニウム合金（例えばＪＩＳ−Ａ６０
６１）より成る棒状の加熱した素材４０（この場合円柱
形）を上金型５の通孔４ａに投入する。投入された素材
４０は、その下面が対向マンドレル８の素材接触面８ａ
に当接した位置で留まる。なお、本実施例では、対向マ
ンドレル８は、マンドレル駆動用シリンダ１２によって
下金型４からキャビティ６内に僅かに突出させた状態と
してある。

【００３１】この状態から、前記ポンチ駆動用シリンダ
１１によってポンチ７を下降させ、上金型５の通孔５ａ
に挿入された素材４０をポンチ７と対向マンドレル８と
の間で据え込みする。この据え込みにより素材４０は、
図８に斜線で示すように、まずキャビティ６の主空間３
３内に充満される。

【００３２】上記以降ポンチ７の下降操作を続行する
と、圧縮されて主空間３３内に充満された素材４０は、
両延出空間３１，３２に向けて流動し始める（図９）。
このとき、延出空間３１，３２に向けて流動する素材４
０はそれぞれ、前記狭窄部３４，３５を必ず通過するこ
ととなる。これにより、延出空間３１，３２内に向かう
素材４０は、この狭窄部３４，３５の断面形状で延出空
間３１，３２内に順次延びていくわけである。

【００３３】しかもその際、上述の如く、延出空間３
１，３２の断面が狭窄部３４，３５の断面より大きいた
め、延出空間３１，３２内に延びていく素材４０は、基
本的に、対向マンドレル８の素材接触面８ａは無論のこ
と上金型５および下金型４にも接触しない。

【００３４】そして、延出空間３１，３２内に流動・延
出していった素材４０の延出先端部が延出空間３１，３
２の終端（先端）まで延出したところで、ポンチ駆動用
シリンダ１１駆動を停止させ、ポンチ７による素材４０
の圧縮動作を停止する。延出空間３１，３２内に流動・
延出した素材４０の延出端がアーム部先端部３１，３２
の終端に達したかどうかは、ポンチ駆動用シリンダ１１
にかかるロードを測定しておくことにより容易に判断可
能である。

【００３５】上記作用により、図１０に示す如く延出部
４１，４２を有した鍛造用素材４０′が得られる。以降
は、この鍛造要素材４０′を、図示しない所定の鍛造型
を用いて周知方法により鍛造成形することにより、図１
に示したサスペンション部品２０が得られる。そして、
始めに説明したように、このサスペンション部品２０の
前記取付部２４にブッシュ２７を取り付ける等、所定の
仕上工程を経て、図２に示した如き最終的なサスペンシ
ョン部品が完成する。

【００３６】このように本発明は、棒状の素材４０を据
え込んでキャビティ６の主空間３３に満たした後、据え
込まれた素材４０を、主空間３３から延出された延出空
間３１，３２内に、狭窄部３４，３５を介して流動・延
出させるものである。その際、素材４０における延出空
間３１，３２内に流動して延出する部分は狭窄部３４，
３５を通過した後、基本的に金型面には接触せずに流動
・延出するため、素材４０に対する金型の拘束力が著し
く減少され、その結果、成形荷重が非常に小さいもので
済むものとなる。したがって、上記鍛造用素材４０′の
如き非軸対称の複雑形状のものも極めて低荷重で、しか
も１ヒートかつ１ブロー工程（１回の加熱、１回の成
形）で形成可能である。よって、小型の成形装置による
成形が可能であり、かつ能率的な作業となる。

【００３７】表１に、先に説明した従来方法と上記説明
した本発明に係る方法とにより、丸棒状の素材４０から
前記サスペンション部品２０を形成した場合の必要工程
および、各工程に対応する条件等の比較を示す。この表
１において、工程６までが鍛造用予備成形品の成形工程
であり、工程７〜９がその鍛造用予備成形品を最終的な
サスペンション部品を形成する鍛造成形工程である。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１に示すように、従来方法では予備成形
品の形成（工程１〜工程６）までに少なくとも２回の加
熱・成形・トリム工程の繰り返し工程を必要としている
のに対し、本発明の方法によれば、１回の加熱と１回の
成形のみで予備成形品が得られる。しかも、従来法にあ
っては、予備成形の２回の成形においてそれぞれ６００
０ｔ，５２００ｔという極めて大きな荷重を必要として
いるのに対し、本発明による方法では僅か３００ｔの荷
重で成形が行われる。

【００４０】また、得られた予備成形品を用いてサスペ
ンション部品２０を最終的に鍛造成形する際（工程８）
においても、本発明により成形した予備成形品を用いた
場合には、従来方法により作製した予備成形品を使用し
た場合よりも小さい荷重で成形可能であることが解る。
これは、本発明に係る方法では上述の如く複雑な形状を
容易に形成できるため、前記鍛造用素材４０′を、最終
的な製品であるサスペンション部品２０により近似した
形状とすることができるためである。

【００４１】しかも、表の上部にあるように、最終製品
たるサスペンション部品２０の完成重量が比較品どうし
で同じであるにも拘わらず、必要な素材４０の量は本発
明の方法による場合の方が極めて少なく、従来方法によ
る場合の材料歩留りが約４８％であるのに対し、本発明
による場合のそれは約７０％と極めて高いものとなる。
これは、特に、本発明による場合は表中の工程１〜６の
間にバリが発生しないことが大きな要因となっている。

【００４２】また上記方法による場合は、上記説明した
通り、素材４０はポンチ７と対向マンドレル８間で圧縮
され、据え込まれた後、その一部が狭窄部３４，３５を
通過して延出空間３１，３２に流動するものとなる。素
材４０は、この初期の据え込みによっても無論鍛練され
るが、延出空間３１，３２に流動した部分については、
この狭窄部３４，３５を介した流動により、上記鍛練さ
れた素材４０の鍛練度がさらに増加し、その内部の金属
組織が完全に均一化される。このため、素材４０が鋳造
品である場合でも鋳造組織は完全に消失し、極めて機械
的性質の優れた部材を得ることができる。

【００４３】加えて、素材４０の延出空間３１，３２内
に流動した部分は、金属組織的に見た場合、そのときの
流動により、流動方向（延出方向）に沿った方向に一種
の鍛流線 (flow line) を形成することになる。周知の
ように、鍛流線の形成された方向はそれと直角方向より
も機械的性質が高くなる。この延出空間３１，３２内に
延出された延出部４１，４２が最終的にサスペンション
部品２０のアーム部２１，２２となることから、最終製
品であるサスペンション部品２０は極めて高剛性、高強
度のものとなる。

【００４４】次に、図１１ないし図１３は本発明の第二
実施例を示すものである。これらの図において、先の実
施例に係る図３に示したものと同じ部材には同一符号を
付してある。本実施例は、上記第一実施例に示した方法
において、前記素材４０を形成する際に前記マンドレル
駆動用シリンダ１２を駆動させることにより前記対向マ
ンドレル８を上下方向に移動させ、それにより、形成す
る鍛造用素材の肉厚を変化させるものである。

【００４５】本実施例では、素材４０の成形初期段階す
なわち素材４０がキャビティ６の前記主空間３３内に充
満する段階においては、図１１に示すように、対向マン
ドレル８の素材接触面８ａがキャビティ６を形成してい
る下金型４の内面レベルと同等かあるいは同レベルより
も僅かに上方に位置するように対向マンドレル８を位置
させておく。いま仮に、この形成初期段階にある対向マ
ンドレル８の素材接触面８ａと上金型５の内面との間隙
の高さを、図１１に示すようにＨ１とする。

【００４６】この状態で、上記実施例の場合と同様に、
ポンチ７および対向マンドレル８間で素材４０を圧縮す
る。素材４０はまず、据え込み作用によりキャビティ６
の主空間３３内に充満される。この状態から、充満され
た素材４０にさらに圧縮力を与えると、上記実施例の場
合と同様に、素材４０の一部は狭窄部３４，３５を介し
てキャビティ６の延出空間３１，３２内に流動、延出し
始める（図１２）。この流出部の高さ方向の寸法は、狭
窄部３４，３５の高さ方向の寸法がＨ１であるから、そ
の狭窄部３４，３５の高さと同じＨ１となる。

【００４７】そして、前記延出空間３１，３２内に素材
４０が所定長延出されたところで、図１３に示す如く、
対向マンドレル８を上昇させ、素材接触面８ａをキャビ
ティ６内に僅かに突出させた状態とする。すなわち、対
向マンドレル８の素材接触面８ａと上金型５の内面との
間隙の高さをＨ２（＜Ｈ１）とする。この時、ポンチ７
および対向マンドレル８による素材４０の圧縮動作、す
なわち延出空間３１，３２内へ素材４０を流動・延出さ
せる動作は継続していてよい。対向マンドレル８が上昇
したことにより、狭窄部３４，３５の高さ方向の寸法が
Ｈ２に縮小される。これにより、図１３に示すように、
素材４０の延出空間３１，３２内に延びる部分は、その
延出先端部が他の部分に対して厚みの大きいものに形成
される。その結果、この方法による場合には、図１４に
示す如く、延出部４１，４２の先端部分にそれぞれ膨出
部４１ａ，４２ａを有した鍛造用素材４０′を得ること
ができる。

【００４８】このように、本実施例による方法によれ
ば、素材４０の成形途中において対向マンドレル８の高
さを調節することにより、狭窄部３４，３５の断面形状
（断面積）を変化させ、これにより、鍛造用素材４０′
における延出部４１，４２の肉厚等を適宜変化させるこ
とができる。従って、上記膨出部４１ａ，４２ａを形成
する等、鍛造用素材４０′を、最終製品となるサスペン
ション部品２０により近い形状に成形することが可能と
なる。そして、これにより、後工程である鍛造加工を、
より能率的にかつ小さいエネルギーにて行うことが可能
となる。

【００４９】次に、図１５は本発明の第三実施例を示す
ものである。この実施例では、図１５に示す如く、前記
対向マンドレル８を、該対向マンドレル８を構成してい
る中心円筒部８ｅおよび、該中心円筒部８ｅから三方に
飛び出た各突出部８ｂ，８ｃ，８ｄの各部をそれぞれマ
ンドレル分割体９として分割している。そして、これら
各マンドレル分割体９をそれぞれ上下動可能に構成し、
各マンドレル分割体９に対してマンドレル駆動用シリン
ダ１２を取り付けている。ここで、これらマンドレル分
割体９のうち、前記中心円筒部８ｅが上金型の通孔５ａ
に対向したものとなっている。

【００５０】素材加工装置１において上記構成の対向マ
ンドレル８を用い、その他の構成は先の第一または第二
実施例のものと同じ構成とする。そして、本実施例で
は、素材４０を成形する際に、上記第二実施例のものと
同様にキャビティ６に対するマンドレル８の高さを変化
させることにより、素材４０の延出空間３１，３２内に
流動・延出する部分の肉厚を変化させる。ただし、対向
マンドレル８は、各マンドレル分割体９が独立的に上下
動することができるから、これら各マンドレル分割体９
の上下動を適宜に制御することにより、一方のアーム部
成形部３１内に延出される部分と他方のアーム部成形部
３２内に延出される部分とに対して、肉厚変化を独立的
に付与することができるものとなる。

【００５１】したがって、この第三実施例による方法で
は、最終的な製品すなわちサスペンション部品が図１４
に示したものよりも特にアーム部２１，２２の肉厚の点
において複雑な形状を呈するものであった場合でも、鍛
造用素材をその最終製品により近い形状に容易に形成す
ることができる。

【００５２】なお、上記各実施例においては、素材４０
として丸棒状のものを使用したものとしたが、本発明に
用いる素材４０は棒状のものであればよく、種々の断面
形状の素材に適用できる。

【００５３】また、上記実施例においては、キャビティ
６における延出空間３１，３２の延出基端に形成される
狭窄部３４，３５が断面矩形状となる場合について説明
したが、この狭窄部３４，３５の断面形状を適宜設定す
ることにより、前記鍛造用素材４０′の延出部４１，４
２を、その狭窄部３４，３５の断面形状を有したものに
成形することができる。例えば、狭窄部３４，３５の断
面形状を三角形（あるいは円形，Ｈ形）とすれば両延出
部４１，４２は断面三角形状（あるいは円形，Ｈ形）の
ものとなる。勿論、各狭窄部３４，３５の断面形状を異
ならせることも可能であるから、その場合には、鍛造用
素材４０′の両延出部４１，４２が断面形状の異なった
ものとなる。従って、サスペンション部品２０のアーム
部２１，２２がいわゆる異形断面のものであっても狭窄
部３４，３５の断面形状をその形状に合わせて設定する
のみでよく、極めて柔軟な対応が可能である。

【００５４】さらに、実施例では、サスペンション部品
２０をＹ字形ないしはＬ字形のものとして説明したが、
本発明は、前記アーム部２１，２２の如く基端部から延
びる突出部を有したサスペンション部品のための鍛造用
素材であれば如何なるその他の形状のものにも無論適用
可能である。

【００５５】例えば図１６は、図１７に示すサスペンシ
ョン部品５０のための鍛造用素材４０″を示している。
この鍛造用素材４０″において前記鍛造用素材４０′に
対応する部位には同一符号を付してある。また、サスペ
ンション部品５０においては、符号５１および５２がア
ーム部、符号５３は基部である。金型等の図示は省略す
るが、この場合も上記同様に、金型のキャビティ形状
を、アーム部５１，５２と同方向に所定長延出させた延
出空間を形成して前記サスペンション部品５０と概略近
似形とし、かつ、素材を投入する通孔および対向マンド
レルを共に、キャビティにおける延出空間が延出される
延出基部空間内に配置すればよい。この場合、キャビテ
ィの主空間は、サスペンション部品５０の前記基部５３
に対応する部分を形成すべき部分となる。そして、通孔
内に装入された素材を、ポンチと対向マンドレル間で圧
縮することにより素材を主空間内に満たした後、この圧
縮された素材を、主空間から圧縮方向と直交する延出空
間内に向けて流動・延出させればよい。

【００５６】また、上記説明では何れも、サスペンショ
ン部品２０，５０はアーム部を２本有した構成のものと
して説明したが、上述した本発明の作用から明らかなよ
うに、アーム部が１本（この場合、サスペンション部品
はＩ字状のものである）のもの、あるいは３本以上有す
るものにも本発明を適用でき、上記同様の効果が奏され
ることは言うまでもない。

【００５７】さらにまた、実施例では、素材４０をアル
ミニウム合金として説明したが、本発明は、その他の非
鉄金属に適用して上記同様の作用・効果を得られるもの
である。

【００５８】

【発明の効果】以上説明した通り、請求項１に係る発明
によれば、棒状の素材を据え込んでキャビティの主空間
に満たした後、据え込まれた素材を、主空間から延出さ
れた延出空間内に狭窄部を介して流動・延出させるもの
である。その際、素材における延出空間内に流動して延
出する部分は狭窄部を通過した後、金型面には接触せず
に流動・延出するため、素材に対する金型の拘束力が著
しく減少され、その結果、成形荷重が非常に小さいもの
で済むものとなる。したがって、非軸対称の複雑形状の
ものも極めて低荷重で、しかも１ヒートかつ１ブロー工
程で形成可能となり、これにより、成形装置の小型化お
よび作業の能率化を実現する。

【００５９】また、複雑な形状も容易に形成できるた
め、鍛造用素材を、最終的な製品であるサスペンション
部品により近似した形状とすることができ、本発明によ
り得られた予備成形品を用いてサスペンション部品を最
終的に鍛造成形する際においても、小さい荷重で成形可
能となる。しかも、成形においては、従来の予備鍛造を
繰り返し行う方法と異なり無駄となるバリが発生しない
ため、材料歩留りが大幅に向上される。

【００６０】また、素材における、ポンチと対向マンド
レル間で据え込まれた後キャビティの延出空間内に流動
した部分については、据え込みにより鍛練された素材が
さらに鍛練度の増加した状態となり、内部金属組織が完
全に均一化される。このため、素材が鋳造品である場合
でも鋳造組織は完全に消失し、極めて機械的性質の優れ
た部材を得ることができる。加えて、素材の延出空間内
に流動した部分は、延出方向に沿った方向に一種の鍛流
線を形成するため、最終製品たるサスペンション部品を
極めて高剛性、高強度のものとする。

【００６１】本発明の請求項２に係る発明によれば、素
材の成形途中において対向マンドレルの高さを調節する
ことにより、狭窄部の断面形状（断面積）を変化させ、
これにより、成形する鍛造用素材の延出部の肉厚等を適
宜変化させることができる。従って、最終製品であるサ
スペンション部品において肉厚が大きいことを要求され
る部分については肉厚を大きく形成する等、サスペンシ
ョン部品により近い形状に成形することが容易に可能と
なる。

【００６２】請求項３に係る発明によれば、最終製品と
なるサスペンション部品が肉厚に関して複雑な形状を呈
するものであった場合でも、鍛造用素材をその最終製品
により近い形状に容易に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例により成形された鍛造用素
材を型鍛造成形することにより得られたサスペンション
部品を示す平面図である。

【図２】 図１に示したサスペンション部品の最終的な
製品形状を示す平面図である。

【図３】 本発明を実施するのに用いる素材加工装置の
一例を示す一部断面立面図である。

【図４】 金型により構成されるキャビティを金型と共
に示した平面図である。

【図５】 キャビティの主空間および延出空間の形状を
便宜上切り離して示した部分斜視図である。

【図６】 キャビティの狭窄部を示すもので、キャビテ
ィの一部を示す平面図である。

【図７】 対向マンドレルを示す全体斜視図である。

【図８】 素材の変形状態をキャビティと共に示す平面
図である。

【図９】 素材の変形状態を図８に続いて示す平面図で
ある。

【図１０】 本発明の一実施例により形成された鍛造用
素材を示す全体斜視図である。

【図１１】 本発明の第二実施例を、それに用いる素材
加工装置の一例と共に示す一部断面立面図である。

【図１２】 本発明の第二実施例の作用を図１１に続い
て示す一部断面立面図である。

【図１３】 本発明の第二実施例の作用を図１２に続い
て示す一部断面立面図である。

【図１４】 第二実施例により形成された鍛造用素材を
示す全体斜視図である。

【図１５】 本発明の第三実施例を実施するのに用いる
対向マンドレルの一構成例を示した斜視図である。

【図１６】 本発明により形成される鍛造用素材の他の
例を示した平面図である。

【図１７】 図１６に示した鍛造用素材を鍛造成形して
得られたサスペンション部品を示す平面図である。

【符号の説明】

４ 下金型（他方の金型） ５ 上金型（一方の金型） ５ａ 通孔 ６ キャビティ ７ ポンチ ８ 対向マンドレル ８ａ 素材接触面 ９ マンドレル分割体 １１ ポンチ駆動用シリンダ（第１駆動装置） １２ マンドレル駆動用シリンダ（第２駆動装置） ２０ サスペンション部品 ２１，２２ アーム部 ２３ 基部 ３１，３２ 延出空間 ３３ 主空間 ３４，３５ 狭窄部 ４０ 素材 ４０′，４０″ 鍛造用素材 ４１，４２ 延出部 ５０ サスペンション部品 ５１，５２ アーム部 ５３ 基部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中沢 靖 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 岩田 健二 東京都千代田区有楽町一丁目１番２号 株 式会社日本製鋼所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略同一平面内で基部から所定方向に突出
   した少なくとも一つのアーム部を形成して成る自動車等
   のサスペンション部品を鍛造成形する際の鍛造用素材を
   予め所定の形状に予備形成する、サスペンション部品の
   ための鍛造用素材の成形方法であって、 一方の金型に棒状素材を投入するための通孔を設け、 前記通孔に対向し通孔よりも大きな素材接触面を有した
   対向マンドレルおよびこの対向マンドレルを備える他方
   の金型により、前記一方の金型との間にキャビティを形
   成し、 前記キャビティは、最終製品となる前記サスペンション
   部品の前記基部に対応した部分を形成するための主空間
   と、該主空間と連続し前記アーム部に対応した部分を形
   成するための延出空間とを形成することにより前記サス
   ペンション部品と平面視概略近似形に形成するととも
   に、前記主空間と前記延出空間との境界部を両空間より
   も断面積が小さい狭窄部とし、 かつ、前記通孔および前記対向マンドレルはそれぞれ、
   前記キャビティの前記主空間内に配置し、 前記通孔内に装入された棒状の素材を、前記一方の金型
   の背面側から前記通孔内に装入され第１駆動装置より駆
   動されるポンチと前記対向マンドレル間で圧縮すること
   により前記キャビティの前記主空間内に満たした後、こ
   の圧縮された前記素材を、前記狭窄部を介して、該主空
   間から前記圧縮方向と直交する前記延出空間内に向けて
   流動・延出させることを特徴とする、 サスペンション部品のための鍛造用素材の成形方法。
2. 【請求項２】 前記対向マンドレルが、該対向マンドレ
   ルを前記ポンチと同軸方向に駆動させる第２駆動装置を
   備え、前記鍛造用素材の成形に際して対向マンドレルを
   移動させて肉厚変化させることを特徴とする請求項１記
   載のサスペンション部品のための鍛造用素材の成形方
   法。
3. 【請求項３】 前記対向マンドレルを、該対向マンドレ
   ルの駆動方向に沿って複数に分割し、これら分割構成さ
   れた各マンドレルを個別に駆動させることを特徴とする
   請求項２記載のサスペンション部品のための鍛造用素材
   の成形方法。