アマダホールディングスと同社傘下のアマダオリイ(本社神奈川県伊勢原市)は、サーボプレス機を用いて中空のヘリカルギア(はすば歯車)を冷間鍛造で製造する新工法「フルードパルス鍛造法」を開発した(図1)。同工法の開発に当たってはSUBARU(スバル)が協力しており、現在共同で特許を出願しているという。プレス・板金技術の展示会「MF TOKYO 2019」(2019年7月31~8月3日、東京ビッグサイト)のアマダオリイのブースで成形を実演した(図2)。

図1 冷間鍛造で成形したヘリカルギア
炭素鋼S10Cを成形したもの。成形後の寸法は外形23mm、内径7mm、高さ17mm。スラグ(右)の寸法は外形17.6mm、内径9.2mm、高さ25.8mm。加工後は中心部を中ぐり加工し、上面に切削加工を施して形を整える。(写真:日経ものづくり)
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図2 フルードパルス鍛造に用いるサーボプレス機
デモンストレーションでは、アマダオリイの最新型のサーボプレス「SDE2025iIII」で鍛造していた。(写真:日経ものづくり)
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 中空素材と油の充てんがミソ。フルードパルス鍛造では、[1]中空の円筒形素材(スラグ)を金型(ダイ)内にセットして油を充てんし、[2]クランクモーションによる連続加圧でプレス加工(1次加工)する(図3)。次に、[3]サーボプレス機の機能を生かして金型(パンチ)を上下に振動させながら断続的にプレスする「パルスモーションプレス」で2次加工する。これによりヘリカルギアを1工程で製造できる。2次加工時の上下移動量は、材料や外径・内径によって調整する。

図3 ダイへの油の充てん
油は潤滑とともに材料の流動を制御する役割がある。中空部に油があることで芯金のような役目を果たす。(アマダHDの資料を基に日経ものづくりが作成)
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 アマダオリイプレス営業部の山本一氏によると、スラグは次のように変形するという。[2]の1次加工時では、スラグが高さ方向につぶれるとともに、円筒内の油の圧力によって材料が外側に流れる。このとき太鼓状に中央部が膨らんだ形状になる。

 続く[3]の2次加工で断続的にプレスすると、円筒内を完全に油で充てんしていないため、最初は、材料はつぶれながらスラグの中心軸方向を満たすように流れる。しかし、円筒内に残っている油の逃げ場がなくなると、今度は逆に材料が外周方向に押し出され、最終的にダイに強く押し付けられて歯を形成する。「油の代わりに水でも同様の加工が可能」(山本氏)という。

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