「ベベルギヤやトリポードなどの部品を、材料ロスなく高精度に製造したい」「でも、高額な多軸複動プレスを導入する予算はない……」とお悩みではありませんか？

本記事では、材料歩留まり改善と切削レスを実現する「閉塞鍛造」について徹底解説。密閉鍛造やバリ出し鍛造との決定的な違いから、当社の「閉塞ダイセット」を用いて既存の汎用プレス機で閉塞鍛造を実現する現実的なアプローチ、具体的な開発事例までをご紹介します。

閉塞鍛造とは？成形の基本原理と汎用プレスでの実現アプローチ

閉塞鍛造とは、上型と下型が完全に接触（キッシング）して金型内部を閉塞した後に、パンチ（材料を押し込む治具）が突っ込む形で成形を開始する鍛造工法です。文字通り、「完全に閉塞させてから鍛造する」ことからその名がつけられました。

「片閉塞」と「両閉塞」の違い

閉塞鍛造は、製品の形状に合わせて大きく2つの手法に分類されます。

片閉塞（かたへいそく）鍛造

その名の通り、閉塞した状態で片側のパンチだけで成形します。主にベベルギヤ（かさ歯車）やインナーレースといった、上下非対称の部品に用いられます。

両閉塞（りょうへいそく）鍛造

閉塞した状態で、上下パンチで同時に成形を行います。こちらはトリポードやスパイダーなど、上下対称の部品の製造に適しています。

汎用プレスでも実現可能なアプローチ

閉塞鍛造を行うには、一般的に「多軸複動プレス（複数の駆動軸を持つプレス機）」が必要とされます。しかし、シングル汎用プレスであっても、「閉塞ダイセット」を活用することで閉塞鍛造が可能になります。

そのため、高額な新型プレス機を新たに導入するような多大な初期投資は必要ありません。お客様が現在お持ちの汎用プレスという既存資産をそのまま生かし、投資リスクを最小限に抑えながら高精度な閉塞鍛造ラインを実現していただけます。

当社（ヤマナカゴーキン）の実績としても、このメリットを活かし「試作段階では当社の多軸複動プレスを使い、量産段階ではお客様の自社汎用プレスに閉塞ダイセットを組み込む」というステップを踏むパターンが多く、初期投資を抑えたスムーズな量産移行をサポートしています。

近年の市場動向とトレンド

昨今、原材料価格の高騰やカーボンニュートラル（脱炭素）への取り組みが急速に進んでいます。これらを背景に、従来の「バリ出し鍛造」から、材料ロスが極めて少ない「熱間閉塞鍛造」へと工法転換を図る企業が増加しています。

「閉塞鍛造」「密閉鍛造」「バリ出し鍛造」の違い

「閉塞鍛造」と混同されやすい工法に「密閉鍛造」、そして従来型の「バリ出し鍛造」があります。
従来の一般的なバリ出し鍛造と閉塞鍛造・密閉鍛造の最も大きな違いは、「余分な材料（バリ）を発生させるかどうか」にあります。しかし、バリが出ない工法同士である「閉塞鍛造」と「密閉鍛造」を比較しても、その成形原理や管理の難易度は大きく異なります。
それぞれの工法の特徴、成形原理、金型への負荷などの違いを一覧表にまとめました。

主な鍛造工法の比較

項目	閉塞鍛造	密閉鍛造	バリ出し鍛造
成形原理	金型を完全に閉塞させた後、パンチで材料を押し込み、型内に流動させる。	材料を上下の金型で完全に挟み込み、逃げ場のない状態で全体を圧縮する。	上下の金型で材料を圧縮し、余分な材料を型の隙間からバリとして流出させる。
材料歩留まり	良い（バリが出ない）	良い（バリが出ない）	良くない（バリが出る）
材料の体積管理	比較的柔軟 （過剰な材料はパンチのストローク位置や、一部の背圧構造等で吸収可能）	極めて厳格 （材料体積のバラつきがそのまま金型破損や成形不良に直結する）	柔軟 （余分な材料はバリとして逃げるため、厳密な管理は不要）
金型への負荷・型寿命	◯ （局所的な内圧上昇を制御しやすいため、金型寿命をコントロールしやすい）	△ （逃げ場がないため内圧が非常に高くなりやすく、金型破損リスクが高い）	◯ （内圧が逃げやすいため金型への負荷は低いが、材料流動が激しいため摩耗のリスクがある）
必要設備	多軸複動プレス または 汎用プレス＋閉塞ダイセット	汎用プレスで対応可能	汎用プレスで対応可能
形状自由度	低 （側方への張り出しや一部のギヤ歯形、上下対称・非対称製品に向く）	中 （比較的単純な軸対称形状や、薄物・円盤状の部品に向く）	高 （複雑な形状にも幅広く対応可能）
求められる技術	極めて高い	普通	普通

上記の比較表が示す通り、閉塞鍛造は材料歩留まりや型寿命のコントロールにおいて極めて優れた工法ですが、同時に「極めて高い技術力（CAE解析、高度な型設計など）」を要求されます。

なぜ選ばれるのか？閉塞鍛造がもたらす3つのメリット

1. 圧倒的な材料歩留まり（材料費の大幅削減）

閉塞鍛造は、完成品に限りなく近い状態で成形が完了するため、投入する材料重量が必要最小限で済みます。従来の型鍛造で必ず発生していた「バリ」が皆無になるため、高価な特殊鋼を使う部品ほど、材料費削減のインパクトは絶大です。

2. 後加工の「切削レス」による工程短縮

最終製品に近い形状で成形を行う「ネットシェイプ」が可能なため、鍛造後の外径・端面切削などの工程をスキップ、または最小限に抑えられます。
例えばベベルギヤの場合、「外側の歯形部分は切削なし（鍛造のまま）、内径などの一部のみを切削する」、あるいは製品によっては外側を少し研磨するだけで仕上げることが可能です。切削代をギリギリまで削減できるため、生産性を向上させます。

3. 高い金型寸法精度と優れた転写性

金型を完全に閉塞させてから材料を流動させるため、型の形状が製品へ極めて精密に転写されます。これにより、製品の寸法精度が非常に高くなり、バラつきのない高品質な部品を安定して製造できます。

ヤマナカゴーキンが誇る閉塞鍛造の「ベース技術」

閉塞鍛造はメリットが大きい反面、「型内部の圧力が非常に高くなり、金型が寿命を迎える前に割れてしまう」「材料が隅々まで充填しない（ヒケ・角未充填）」という高い技術的ハードルが存在します。

ヤマナカゴーキンでは、これらを克服するために以下の高度なベース技術を結集しています。

高度なCAE解析技術

金型内部のどこに負荷（応力）が集中するかを事前に予測することは不可欠です。当社では、CAE解析ソフト「DEFORM」を用い、材料流動と金型応力などを高度にシミュレーション。最適な成形条件をデジタル上で導き出します。

豊富な知見に基づく「型設計・製作」

究極の面圧（金型にかかる圧力）に耐えうる、高負荷対応の金型設計・作り込みが可能です。長年にわたり培ってきた豊富なデータと知見が、割れにくく長寿命な金型づくりを支えています。

多彩な「閉塞ダイセット」の設計・製作

当社は、多様な閉塞源（油圧、ガス、バネ）に対応した高精度・高剛性な閉塞ダイセットの設計・製作知見を持っています。
業界に先駆けて設計・製作した「ガス式」や、当社独自技術である「バネ式」など、お客様の既存設備や予算に合わせた最適な提案が可能です。

厳格な品質管理を支える測定技術

金型や鍛造品の優れた寸法精度を維持するため、計測環境の整備にも妥協を許しません。超高精度三次元測定機として世界的に名高いドイツ・ライツ（Leitz）社製の測定機を保有。徹底した温度管理を行っている測定室内で正確な計測を行うことで、ミクロン単位の品質を維持しています。

多軸プレスによる実機検証（試作プロセス）

自社に多軸複動プレスを保有しているため、机上の空論ではない「実機検証」が可能です。最小限の荷重・閉塞力の割り出しや、加工速度の基礎実験データを揃えた状態で、お客様へ技術提案を行います。

閉塞鍛造の鍛造開発実績・事例

当社の高度な鍛造技術は、自動車産業をはじめとする様々な分野のものづくりを支えています。ここでは、これまでの開発・製造実績の中から、代表的な事例をピックアップしてご紹介します。

閉塞鍛造への工法転換・開発なら、ヤマナカゴーキンへご相談ください

「材料コストを下げたい」
「切削工程を減らしてリードタイムを短縮したい」
「自社の汎用プレスを活用して高付加価値な部品を作りたい」……。
このような課題をお持ちの方は、ぜひヤマナカゴーキンにご相談ください。

長年培ったCAE解析から、金型設計、独自のダイセット開発、そして多軸プレスによる試作検証まで、ワンストップでお客様の工法転換・新規部品開発を成功へと導きます。

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