JP2001293525A - 液圧バルジ加工方法および金型 - Google Patents
液圧バルジ加工方法および金型Info
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- JP2001293525A JP2001293525A JP2000110775A JP2000110775A JP2001293525A JP 2001293525 A JP2001293525 A JP 2001293525A JP 2000110775 A JP2000110775 A JP 2000110775A JP 2000110775 A JP2000110775 A JP 2000110775A JP 2001293525 A JP2001293525 A JP 2001293525A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】軽量なコネクティングロッドを効率よく製造す
る方法、金型およびコネクティングロッドの提供。 【解決手段】金型内に収納した金属素管を、その内部に
導入した液体による内圧により膨出部を成形し、その膨
出部にバーリング加工部を成形する液圧バルジ加工方法
で、金属管の任意の位置に膨出部を成形し、次いで膨出
部をピアシング加工した後、ピアシング加工部にバーリ
ング加工を施す方法、それに使用する金型およびコネク
ティングロッド。
る方法、金型およびコネクティングロッドの提供。 【解決手段】金型内に収納した金属素管を、その内部に
導入した液体による内圧により膨出部を成形し、その膨
出部にバーリング加工部を成形する液圧バルジ加工方法
で、金属管の任意の位置に膨出部を成形し、次いで膨出
部をピアシング加工した後、ピアシング加工部にバーリ
ング加工を施す方法、それに使用する金型およびコネク
ティングロッド。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管状のロッドと軸
受部とからなるコネクティングロッドを得るための金属
管の液圧バルジ加工方法、それに用いる金型およびコネ
クティングロッドに関し、この部品は自動車や産業用機
械に用いられている連結ピンを支点として自由な回転運
動をさせるリンク構造体に好適である。
受部とからなるコネクティングロッドを得るための金属
管の液圧バルジ加工方法、それに用いる金型およびコネ
クティングロッドに関し、この部品は自動車や産業用機
械に用いられている連結ピンを支点として自由な回転運
動をさせるリンク構造体に好適である。
【０００２】
【従来の技術】自動車や産業用機械には、コネクティン
グロッドと連結ピンとを組み合わせて連結ピンを軸にロ
ッド部が回転自在になるようにして力を伝達する機構が
多用されている。
グロッドと連結ピンとを組み合わせて連結ピンを軸にロ
ッド部が回転自在になるようにして力を伝達する機構が
多用されている。
【０００３】図1は、コネクティグロッドの使用例を示
す図である。図１（ａ）は、固定ロッド１と回転ロッド
２とを組み合わせた例を示す。図１（ｂ）は、２つの回
転ロッド２、３を組み合わせた例を示す。
す図である。図１（ａ）は、固定ロッド１と回転ロッド
２とを組み合わせた例を示す。図１（ｂ）は、２つの回
転ロッド２、３を組み合わせた例を示す。
【０００４】図１（ａ）のコネクティングロッドは、固
定ロッド１は、ロッド１ａの片側に軸受け部１ｂを備
え、回転ロッド２はロッド２ａの両端に軸受け部２ｂお
よび２ｃを備えており、軸受け部１ｂ、２ｂに連結ピン
４が嵌入されており、連結ピン４を支点にしてリンク部
品２が回転自在になっている。
定ロッド１は、ロッド１ａの片側に軸受け部１ｂを備
え、回転ロッド２はロッド２ａの両端に軸受け部２ｂお
よび２ｃを備えており、軸受け部１ｂ、２ｂに連結ピン
４が嵌入されており、連結ピン４を支点にしてリンク部
品２が回転自在になっている。
【０００５】また、図１（ｂ）に示すコネクティングロ
ッドは、回転ロッド３は、３つの軸受け部３ｃ、３ｄ、
３ｅを備え、軸受け部３ｄに連結ピン５が、軸受け部３
ｅ、２ｂに連結ピン６が嵌入されており、連結ピン５、
６を支点にして回転ロッド２、３が回転自在になってい
る。
ッドは、回転ロッド３は、３つの軸受け部３ｃ、３ｄ、
３ｅを備え、軸受け部３ｄに連結ピン５が、軸受け部３
ｅ、２ｂに連結ピン６が嵌入されており、連結ピン５、
６を支点にして回転ロッド２、３が回転自在になってい
る。
【０００６】連結ピンを支点として自由な回転運動をさ
せるコネクティングロッドは、従来以下の方法により製
造されていた。
せるコネクティングロッドは、従来以下の方法により製
造されていた。
【０００７】第１の方法は、コネクティングロッドの形
状をした鋳型に溶鋼を鋳込む鋳造方法である。
状をした鋳型に溶鋼を鋳込む鋳造方法である。
【０００８】第２の方法は、ロッドと軸受け部とを溶接
により接合する方法である。
により接合する方法である。
【０００９】図２は、溶接により製作されたコネクティ
ングロッド２を示す斜視図である。同図に示すように、
この部品は、ロッド２ａの両端に軸受けとなる金属管２
ｂ、２ｃが溶接部７にて接合されている。これを製作す
るには、先ず軸受け部２ｂ、２ｃに必要とされる長さに
金属管を切断し、金属管のロッド２ａの端面形状を軸受
け２ｃの溶接位置の形状に沿うように加工をおこなう。
次に、ロッド２ａと軸受け部２ｂ、２ｃとを冶具等を用
いて位置決め固定し、溶接により接合をする。
ングロッド２を示す斜視図である。同図に示すように、
この部品は、ロッド２ａの両端に軸受けとなる金属管２
ｂ、２ｃが溶接部７にて接合されている。これを製作す
るには、先ず軸受け部２ｂ、２ｃに必要とされる長さに
金属管を切断し、金属管のロッド２ａの端面形状を軸受
け２ｃの溶接位置の形状に沿うように加工をおこなう。
次に、ロッド２ａと軸受け部２ｂ、２ｃとを冶具等を用
いて位置決め固定し、溶接により接合をする。
【００１０】しかしながら、第１の方法ではロッドが中
実となるため製品重量が大きくなる欠点の他、鋳造作業
の能率が低いばかりでなく、鋳造後のバリ除去等の作業
が必要となる等の欠点がある。また、鋳造品は衝撃など
に対する強度の信頼性が乏しいなどの問題点もある。
実となるため製品重量が大きくなる欠点の他、鋳造作業
の能率が低いばかりでなく、鋳造後のバリ除去等の作業
が必要となる等の欠点がある。また、鋳造品は衝撃など
に対する強度の信頼性が乏しいなどの問題点もある。
【００１１】第２の方法では、溶接作業能率の悪さや、
溶接状況のバラツキなどによる強度の信頼性の低下がま
ぬがれない。
溶接状況のバラツキなどによる強度の信頼性の低下がま
ぬがれない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、強度
に信頼性があり軽量なコネクティングロッドを効率よく
製造する方法、その方法に使用する金型およびその方法
で製造したコネクティングロッドを提供することにあ
る。
に信頼性があり軽量なコネクティングロッドを効率よく
製造する方法、その方法に使用する金型およびその方法
で製造したコネクティングロッドを提供することにあ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記従来の
鋳造方法や、溶接による接合方法以外のコネクティング
ロッドの製造方法について検討を重ね実験をおこなった
結果、液圧バルジ加工により金属管に膨出部を成形し、
その膨出部をピアシング加工により開孔部を設け、その
開孔部をバーリング加する工程を一金型内でおこなう方
法がよいとの知見を得た。本発明はこのような知見に基
づいてなされたもので、その要旨は以下の通りである。
鋳造方法や、溶接による接合方法以外のコネクティング
ロッドの製造方法について検討を重ね実験をおこなった
結果、液圧バルジ加工により金属管に膨出部を成形し、
その膨出部をピアシング加工により開孔部を設け、その
開孔部をバーリング加する工程を一金型内でおこなう方
法がよいとの知見を得た。本発明はこのような知見に基
づいてなされたもので、その要旨は以下の通りである。
【００１４】（１）金属素管をコネクティングロッドに
加工する方法であって、上下一対の金型のダイス溝内に
収納した金属素管の内部に液体を導入し、液体に圧力を
負荷して金属素管に部分的に膨出部を成形し、その膨出
部にピアシング加工を施して開口部を設け、この開口部
を拡げながら内側に折り曲げるバーリング加工をおこな
うコネクティングロッドの液圧バルジ加工方法。
加工する方法であって、上下一対の金型のダイス溝内に
収納した金属素管の内部に液体を導入し、液体に圧力を
負荷して金属素管に部分的に膨出部を成形し、その膨出
部にピアシング加工を施して開口部を設け、この開口部
を拡げながら内側に折り曲げるバーリング加工をおこな
うコネクティングロッドの液圧バルジ加工方法。
【００１５】（２）金属素管をコネクティングロッドに
加工するための上下一対の金型であって、金属素管に部
分的な膨出部を成形するためのダイス溝と、そのダイス
溝内に収納した金属素管に向かって進退可能に設けられ
た膨出部の一部に開口部を設けるためのピアシングポン
チと、開口部を拡げながら内側に折り曲げるバーリング
加工を施すためのバーリングポンチとを備え、バーリン
グポンチはピアシングポンチ外周面に嵌合されており、
ピアシング加工後にバーリングポンチが前進してバーリ
ング加工する機構を備えている金属管の液圧バルジ加工
用金型。
加工するための上下一対の金型であって、金属素管に部
分的な膨出部を成形するためのダイス溝と、そのダイス
溝内に収納した金属素管に向かって進退可能に設けられ
た膨出部の一部に開口部を設けるためのピアシングポン
チと、開口部を拡げながら内側に折り曲げるバーリング
加工を施すためのバーリングポンチとを備え、バーリン
グポンチはピアシングポンチ外周面に嵌合されており、
ピアシング加工後にバーリングポンチが前進してバーリ
ング加工する機構を備えている金属管の液圧バルジ加工
用金型。
【００１６】（３）管状のロッドと軸受部が、一体の金
属管から液圧バルジ加工により成形されたコネクティン
グロッドであって、軸受部の端部の１方または双方を内
側に折り曲げるバーリング加工がなされているコネクテ
ィングロッド。
属管から液圧バルジ加工により成形されたコネクティン
グロッドであって、軸受部の端部の１方または双方を内
側に折り曲げるバーリング加工がなされているコネクテ
ィングロッド。
【００１７】
【発明の実施の形態】金属管の液圧バルジ加工は、素材
となる金属管（以下、素管という）内に加工液を導入
し、その加工液に負荷した圧力（以下、内圧という）
と、必要に応じて管端からの軸押し力とを組み合わせる
ことによって素管を膨出加工し、種々の断面形状の異形
管製品を得る加工方法であり、汎用されている。本発明
の加工方法は、この液圧バルジ加工方法により異形管製
品、具体的にはコネクティングロッドを加工する方法で
ある。従来の液圧バルジ加工は、素管を部分的に膨出さ
せる加工であるが、本発明の加工方法はこの膨出加工に
加え、同じ金型内で素管の内圧を利用して、膨出部の１
カ所または２カ所にピアシング加工を施し膨出部に開口
部を成形し、さらにその開口部を内側に折り曲げるバー
リング加工することを大きな特徴としている。
となる金属管（以下、素管という）内に加工液を導入
し、その加工液に負荷した圧力（以下、内圧という）
と、必要に応じて管端からの軸押し力とを組み合わせる
ことによって素管を膨出加工し、種々の断面形状の異形
管製品を得る加工方法であり、汎用されている。本発明
の加工方法は、この液圧バルジ加工方法により異形管製
品、具体的にはコネクティングロッドを加工する方法で
ある。従来の液圧バルジ加工は、素管を部分的に膨出さ
せる加工であるが、本発明の加工方法はこの膨出加工に
加え、同じ金型内で素管の内圧を利用して、膨出部の１
カ所または２カ所にピアシング加工を施し膨出部に開口
部を成形し、さらにその開口部を内側に折り曲げるバー
リング加工することを大きな特徴としている。
【００１８】図３は、本発明のコネクティングロッドの
形状例を示す斜視図で、図３（ａ）はアームが軸受け部
を１個備えている場合、３図（ｂ）はアームが軸受け部
を２個備えている場合を示す。
形状例を示す斜視図で、図３（ａ）はアームが軸受け部
を１個備えている場合、３図（ｂ）はアームが軸受け部
を２個備えている場合を示す。
【００１９】図３に示したコネクティングロッドは、ア
ーム部２１と軸受け部２０からなっており、軸受け部は
膨出加工後にピアシング加工により開口部を設けて、そ
の開口部を拡げながら内側に折り曲げるバーリング加工
が施されている。
ーム部２１と軸受け部２０からなっており、軸受け部は
膨出加工後にピアシング加工により開口部を設けて、そ
の開口部を拡げながら内側に折り曲げるバーリング加工
が施されている。
【００２０】アーム部２１の外径ｄ０、肉厚ｔ、長さ、
軸受け部２０の形状および個数は、本発明の加工方法に
おいては任意に設定できる。
軸受け部２０の形状および個数は、本発明の加工方法に
おいては任意に設定できる。
【００２１】図４は、軸受け部の形状例を示す図３
（ｂ）に示すＡ−Ａ断面図で、図４（ａ）は膨出部の対
向する２カ所にピアシング加工により開口部を設け、そ
の開口部を内側に折り曲げるバーリング加工が施されて
いる軸受け部の場合、図４（ｂ）は膨出部の１カ所に開
口部を設けバーリング加工が施されている軸受け部の場
合、図４（ｃ）は膨出部に対向する２カ所にピアシング
加工により開口部を設け、その一方の開口部にバーリン
グ加工が施されている軸受け部の場合を示す図である。
（ｂ）に示すＡ−Ａ断面図で、図４（ａ）は膨出部の対
向する２カ所にピアシング加工により開口部を設け、そ
の開口部を内側に折り曲げるバーリング加工が施されて
いる軸受け部の場合、図４（ｂ）は膨出部の１カ所に開
口部を設けバーリング加工が施されている軸受け部の場
合、図４（ｃ）は膨出部に対向する２カ所にピアシング
加工により開口部を設け、その一方の開口部にバーリン
グ加工が施されている軸受け部の場合を示す図である。
【００２２】軸受け部の形状は、円筒形状のみに限定さ
れるものでなく角型等の形状でもよい。軸受け部の形状
は目的に応じて任意に定めればよい。
れるものでなく角型等の形状でもよい。軸受け部の形状
は目的に応じて任意に定めればよい。
【００２３】図５は、軸受け部の高さの異なる形状例を
示す斜視図で、図５（ａ）は軸受部が円筒形状をしてお
り高さｈが素管外径ｄ0よりも高い場合、図５（ｂ）は
高さｈが素管外径ｄ０と同じ場合、図５（ｃ）は高さｈ
が素管外径ｄ０よりも低い場合を示す図である。
示す斜視図で、図５（ａ）は軸受部が円筒形状をしてお
り高さｈが素管外径ｄ0よりも高い場合、図５（ｂ）は
高さｈが素管外径ｄ０と同じ場合、図５（ｃ）は高さｈ
が素管外径ｄ０よりも低い場合を示す図である。
【００２４】次に、本発明の加工方法に用いる金型およ
び加工方法について説明する。
び加工方法について説明する。
【００２５】図６は、素管を収納した金型の縦断面図
で、図６（ａ）は液圧バルジ加工直前の状態を、図６
（ｂ）は膨出加工後にピアシング加工により開口部を設
けた状態を、図６（ｃ）はバーリング加工状態を示す図
である。
で、図６（ａ）は液圧バルジ加工直前の状態を、図６
（ｂ）は膨出加工後にピアシング加工により開口部を設
けた状態を、図６（ｃ）はバーリング加工状態を示す図
である。
【００２６】本発明の加工方法に用いる金型例を図６
（ａ）により説明する。図６（ａ）に示すように、金型
は１対の金型すなわち上金型３０ａと下金型３０ｂで構
成されている。
（ａ）により説明する。図６（ａ）に示すように、金型
は１対の金型すなわち上金型３０ａと下金型３０ｂで構
成されている。
【００２７】次に、金型の構造を説明する。金型には軸
受け部を成形するための空間３２が設けられていて、そ
の内部形状は軸受け部の外郭形状と同一である。
受け部を成形するための空間３２が設けられていて、そ
の内部形状は軸受け部の外郭形状と同一である。
【００２８】金型には、金属素管３１に向かって進退可
能に設けられたピアシングポンチ３４と、ピアシングポ
ンチの外周面に嵌合されたバーリングポンチ３５を内蔵
されている。この例では、上下の金型内にピアシングポ
ンチ３４とバーリングポンチ３５が設けられており、図
４（ａ）に示す形状の軸受け部を成形するのに用いる。
図４（ｂ）に示した軸受け部の成形には、上下どちらか
の金型にピアシングポンチとバーリングポンチを設けれ
ばよい。また、図４（ｃ）に示した軸受け部を成形する
場合は、一方の金型にピアシングポンチとバーリングポ
ンチを、もう一方金型にはピアシングポンチのみを設け
ればよい。
能に設けられたピアシングポンチ３４と、ピアシングポ
ンチの外周面に嵌合されたバーリングポンチ３５を内蔵
されている。この例では、上下の金型内にピアシングポ
ンチ３４とバーリングポンチ３５が設けられており、図
４（ａ）に示す形状の軸受け部を成形するのに用いる。
図４（ｂ）に示した軸受け部の成形には、上下どちらか
の金型にピアシングポンチとバーリングポンチを設けれ
ばよい。また、図４（ｃ）に示した軸受け部を成形する
場合は、一方の金型にピアシングポンチとバーリングポ
ンチを、もう一方金型にはピアシングポンチのみを設け
ればよい。
【００２９】バーリングポンチ３５は、ピアシングポン
チ３４の外周面に嵌合されている。このバーリングポン
チ３５はバネなどの弾性体３６ａにより支持されてお
り、バーリング加工のためにバーリングポンチ３５を金
属素管３１方向に前進させた後で弾性体３６ａの復元力
で後退させる。また、バーリングポンチ３５の上面に接
しているリング状カバー３７にて、バーリングポンチ３
５の後退限が決定される。リング状カバー３７は、金型
にネジ等の係合手段にて固定されている。また、ピアシ
ングポンチ３４はその上部でパッド３８にネジ等の係合
手段にて固定されている。パッド３８は、バネなどの弾
性体３６ｂにて支持されており、パッド３８の周縁部が
金型取付板３９に当接されていてピアシングポンチ３４
の後退限が規制される。ピアシングポンチ３４は、図示
していない油圧シリンダ装置を用いてパッド３８を介し
て前進させることができる。ピアシングポンチ３４の前
進可能な距離は、バーリングポンチ３５の前進可能な距
離ｈ3 とバーリングポンチとピアシングポンチ間の距離
ｈ2の和となる。
チ３４の外周面に嵌合されている。このバーリングポン
チ３５はバネなどの弾性体３６ａにより支持されてお
り、バーリング加工のためにバーリングポンチ３５を金
属素管３１方向に前進させた後で弾性体３６ａの復元力
で後退させる。また、バーリングポンチ３５の上面に接
しているリング状カバー３７にて、バーリングポンチ３
５の後退限が決定される。リング状カバー３７は、金型
にネジ等の係合手段にて固定されている。また、ピアシ
ングポンチ３４はその上部でパッド３８にネジ等の係合
手段にて固定されている。パッド３８は、バネなどの弾
性体３６ｂにて支持されており、パッド３８の周縁部が
金型取付板３９に当接されていてピアシングポンチ３４
の後退限が規制される。ピアシングポンチ３４は、図示
していない油圧シリンダ装置を用いてパッド３８を介し
て前進させることができる。ピアシングポンチ３４の前
進可能な距離は、バーリングポンチ３５の前進可能な距
離ｈ3 とバーリングポンチとピアシングポンチ間の距離
ｈ2の和となる。
【００３０】バーリングポンチ３５は、ピアシングポン
チ３４の前進によってバーリングポンチ３５と金型３０
ａとの間に設定された距離ｈ３だけ前進可能である。
チ３４の前進によってバーリングポンチ３５と金型３０
ａとの間に設定された距離ｈ３だけ前進可能である。
【００３１】ピアシングポンチ３４の後退は、弾性体３
６ｂの復元力でおこなわれる構造となっている。ピアシ
ングポンチ３４は、バーリングポンチ３５との間に設定
された距離ｈ２（ピアシングストローク）だけ、バーリ
ングポンチ３５より先行して前進させられる構造となっ
ている。バーリングポンチ３５の先端エッジ部の面取り
は、バーリング加工時に製品の表面に疵を発生させず、
膨出加工時に面取り部と金型との間に出来る隙間に材料
が膨出しない程度の適切な値を選択すればよい。
６ｂの復元力でおこなわれる構造となっている。ピアシ
ングポンチ３４は、バーリングポンチ３５との間に設定
された距離ｈ２（ピアシングストローク）だけ、バーリ
ングポンチ３５より先行して前進させられる構造となっ
ている。バーリングポンチ３５の先端エッジ部の面取り
は、バーリング加工時に製品の表面に疵を発生させず、
膨出加工時に面取り部と金型との間に出来る隙間に材料
が膨出しない程度の適切な値を選択すればよい。
【００３２】ピアシングポンチとバーリングポンチを一
体構造とすることも考えられるが、そのような構造にす
ると下記のような問題が生じる。
体構造とすることも考えられるが、そのような構造にす
ると下記のような問題が生じる。
【００３３】図７は、ピアシングポンチとバーリングポ
ンチを一体構造とした場合の金型を示す縦断面図であ
る。図７に示すように、両ポンチを一体にしたポンチ５
０の先端は、凸状になる。ポンチ５０の先端の凸部５１
がピアシングポンチで凹部５２がバーリングルポンチと
なる。このようなポンチを用いて膨出加工をおこなった
場合には、ポンチ５０先端のピアシング領域５１とバー
リング領域５２の段差部に生じる隙間５３に素材が膨出
し、この隙間５３に膨出した素材を潰しながらピアシン
グおよびバーリング加工をおこなうので製品形状に不具
合が生じる。また、膨出加工時にポンチ５１の鋭いエッ
ジ部にて破断を生じ易くなるという問題が生じる。本発
明では、上記の問題を解消するためにピアシングポンチ
とバーリングポンチを分割構造とした。
ンチを一体構造とした場合の金型を示す縦断面図であ
る。図７に示すように、両ポンチを一体にしたポンチ５
０の先端は、凸状になる。ポンチ５０の先端の凸部５１
がピアシングポンチで凹部５２がバーリングルポンチと
なる。このようなポンチを用いて膨出加工をおこなった
場合には、ポンチ５０先端のピアシング領域５１とバー
リング領域５２の段差部に生じる隙間５３に素材が膨出
し、この隙間５３に膨出した素材を潰しながらピアシン
グおよびバーリング加工をおこなうので製品形状に不具
合が生じる。また、膨出加工時にポンチ５１の鋭いエッ
ジ部にて破断を生じ易くなるという問題が生じる。本発
明では、上記の問題を解消するためにピアシングポンチ
とバーリングポンチを分割構造とした。
【００３４】次に、液圧バルジ加工方法について説明す
る。図６（ａ）は、成形開始前の状態を示し、金型内に
素管３１をセットし、所定の力にて上金型３０ａを下金
型３０ｂに押しつける。次いで、図示してない油圧シリ
ンダ装置に取り付けられた軸押し工具４０ａ、４０ｂを
前進せしめ、素管３３の両管端に軸押し工具端面を当接
してシールする。シール方法は、同図に示す軸押し工具
と素管の端面同士を当接する端面シール方法に限定され
るものではなく、素管の肉厚を軸押し工具によって肉厚
方向に圧下する圧入シール、素管内面にＯリングを挿入
してシールする内面シール等、内圧の漏れを防ぎ軸押し
力が伝達できる方法であればよい。
る。図６（ａ）は、成形開始前の状態を示し、金型内に
素管３１をセットし、所定の力にて上金型３０ａを下金
型３０ｂに押しつける。次いで、図示してない油圧シリ
ンダ装置に取り付けられた軸押し工具４０ａ、４０ｂを
前進せしめ、素管３３の両管端に軸押し工具端面を当接
してシールする。シール方法は、同図に示す軸押し工具
と素管の端面同士を当接する端面シール方法に限定され
るものではなく、素管の肉厚を軸押し工具によって肉厚
方向に圧下する圧入シール、素管内面にＯリングを挿入
してシールする内面シール等、内圧の漏れを防ぎ軸押し
力が伝達できる方法であればよい。
【００３５】次に、一方の軸押し工具、例えば軸押し工
具４０ａを貫通せしめた流路４１ａから加工液を導入し
ながら、もう一方の軸押し工具４０ｂに設けられた流路
４１ｂから素管３１内の空気を押し出し、流路４１ｂの
延長上を図示していないバルブで閉鎖して、素管３３の
内部を加工液で充満させる。加工液としては、防錆のた
めに数％の油脂分を水に分散させたエマルジョン油が一
般に用いられている。
具４０ａを貫通せしめた流路４１ａから加工液を導入し
ながら、もう一方の軸押し工具４０ｂに設けられた流路
４１ｂから素管３１内の空気を押し出し、流路４１ｂの
延長上を図示していないバルブで閉鎖して、素管３３の
内部を加工液で充満させる。加工液としては、防錆のた
めに数％の油脂分を水に分散させたエマルジョン油が一
般に用いられている。
【００３６】次いで、左右方向から軸押し工具４１ａ、
４１ｂを前進せしめるとともに、図示していないポンプ
によって内圧を徐々に増加し、膨出部を形成させる。こ
のとき、軸押し工具は必ずしも左右両方向から前進させ
る必要はなく、どちらか一方の軸押し工具の前進だけで
もよい。軸押しをおこなうのは膨出部に材料を供給して
膨出による減肉や破断を抑制するのが目的であるが、膨
出部の周長増加率が小さい場合には、軸押しを省略する
こともできる。
４１ｂを前進せしめるとともに、図示していないポンプ
によって内圧を徐々に増加し、膨出部を形成させる。こ
のとき、軸押し工具は必ずしも左右両方向から前進させ
る必要はなく、どちらか一方の軸押し工具の前進だけで
もよい。軸押しをおこなうのは膨出部に材料を供給して
膨出による減肉や破断を抑制するのが目的であるが、膨
出部の周長増加率が小さい場合には、軸押しを省略する
こともできる。
【００３７】図６（ｂ）は、膨出加工終了後に、図示し
ない加圧装置により内圧を保ったままパッド３８をスト
ロークｈ２｛図６（ａ）｝だけ前進させ、ピアシングポ
ンチ３４によって、膨出部の上下面に外径ｄ２の孔が打
ち抜かれた状態を示す。ピアシングポンチ３４の前進ス
トロークｈ２は、打ち抜きに必要な値であればよく、実
験結果から素管の肉厚の１〜２倍であればよい。
ない加圧装置により内圧を保ったままパッド３８をスト
ロークｈ２｛図６（ａ）｝だけ前進させ、ピアシングポ
ンチ３４によって、膨出部の上下面に外径ｄ２の孔が打
ち抜かれた状態を示す。ピアシングポンチ３４の前進ス
トロークｈ２は、打ち抜きに必要な値であればよく、実
験結果から素管の肉厚の１〜２倍であればよい。
【００３８】図６（ｃ）は、パッド３８をさらにストロ
ークｈ３｛図６（ａ）｝だけ前進させることにより、ピ
アシングポンチ３４に当接した状態のバーリングポンチ
３５がストロークｈ３だけ前進し、前進するバーリング
ポンチ３５により、ピアシング加工によって打ち抜かれ
た孔をバーリングポンチ３５の外径ｄ３まで拡径しつつ
素管内部に折り曲げるバーリング加工がおこなわれた状
態を示す。バーリングポンチ３５の前進ストロークｈ３
は、（ｄ３−ｄ２）／２以上あればよい。
ークｈ３｛図６（ａ）｝だけ前進させることにより、ピ
アシングポンチ３４に当接した状態のバーリングポンチ
３５がストロークｈ３だけ前進し、前進するバーリング
ポンチ３５により、ピアシング加工によって打ち抜かれ
た孔をバーリングポンチ３５の外径ｄ３まで拡径しつつ
素管内部に折り曲げるバーリング加工がおこなわれた状
態を示す。バーリングポンチ３５の前進ストロークｈ３
は、（ｄ３−ｄ２）／２以上あればよい。
【００３９】以上のように、金属素管を膨出加工、ピア
シング加工およびバーリング加工を同一金型内にておこ
なうことによりコネクティングロッドを高能率で加工す
ることができる。
シング加工およびバーリング加工を同一金型内にておこ
なうことによりコネクティングロッドを高能率で加工す
ることができる。
【００４０】
【実施例】外径３４ｍｍ、肉厚２．６ｍｍ、長さ１００
０ｍｍの機械構造用鋼管ＳＴＫＭ１１Ａ（ＪＩＳＧ３４
４５）を素管として用い、図６に示した金型を使用して
液圧バルジ加工し２個の軸受けを備えたコネクティング
ロッドを製造した。
０ｍｍの機械構造用鋼管ＳＴＫＭ１１Ａ（ＪＩＳＧ３４
４５）を素管として用い、図６に示した金型を使用して
液圧バルジ加工し２個の軸受けを備えたコネクティング
ロッドを製造した。
【００４１】図８は、製造したコネクティングロッドを
示す図で、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は図８
（ａ）のＡ−Ａ断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）のＢ−
Ｂ断面図である。
示す図で、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は図８
（ａ）のＡ−Ａ断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）のＢ−
Ｂ断面図である。
【００４２】使用した金型および製品の寸法は以下の通
りであった。
りであった。
【００４３】［金型の寸法］ ピアシングポンチ外径（ｄ２）：４４ｍｍ ピアシングポンチストローク（ｈ２）：６ｍｍ バーリングポンチ外径（ｄ３）：５５ｍｍ バーリングポンチストローク（ｈ３）：９ｍｍ ［製造した製品寸法］ 膨出部外径（ｄ１）：６８ｍｍ 膨出部高さ（ｈ）：３４ｍｍ バーリング径（ｄ３）：５５ｍｍ 製品全長（Ｌ）：９２０ｍｍ 上記の素管と金型を用い、金型のダイス溝に素管をセッ
トし、軸押し工具を素管管端に当接してシールし、上下
金型を８０００ｋＮの力で型締めして、素管内にエマル
ジョン加工液を注入して、その圧力を４０ＭＰａから１
８０ＭＰａへと徐々に増圧せしめつつ各軸押し工具を４
０ｍｍ前進させて膨出部加工をおこない、引き続きピア
シングおよびバーリング加工をおこなうことにより前記
寸法を有する製品を得た。
トし、軸押し工具を素管管端に当接してシールし、上下
金型を８０００ｋＮの力で型締めして、素管内にエマル
ジョン加工液を注入して、その圧力を４０ＭＰａから１
８０ＭＰａへと徐々に増圧せしめつつ各軸押し工具を４
０ｍｍ前進させて膨出部加工をおこない、引き続きピア
シングおよびバーリング加工をおこなうことにより前記
寸法を有する製品を得た。
【００４４】なお、従来の鋳造法により上記製品と同じ
寸法のコネクティングロッドを製造し、製品重量を本発
明の方法により製造したものと比較したが、本発明の方
法で製造した製品の重量は鋳造品の約１／２以下であっ
た。鋳造品の場合製品の重量が大となったのはアーム部
を中空にすることができなかったためである。溶接法に
よっても同一寸法の製品を製造したが、製品重量はほぼ
同一であったけれども製造時間は本発明の方法に要した
時間の約１０倍の時間を要した。
寸法のコネクティングロッドを製造し、製品重量を本発
明の方法により製造したものと比較したが、本発明の方
法で製造した製品の重量は鋳造品の約１／２以下であっ
た。鋳造品の場合製品の重量が大となったのはアーム部
を中空にすることができなかったためである。溶接法に
よっても同一寸法の製品を製造したが、製品重量はほぼ
同一であったけれども製造時間は本発明の方法に要した
時間の約１０倍の時間を要した。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、同一金型内で膨出加
工、ピアシング加工およびバーリング加工が実施でき製
造効率のよい製造方法により、軽量で強度が安定したコ
ネクティングロッドが安価に得られ、産業の発展に寄与
するところ大である。
工、ピアシング加工およびバーリング加工が実施でき製
造効率のよい製造方法により、軽量で強度が安定したコ
ネクティングロッドが安価に得られ、産業の発展に寄与
するところ大である。
【図１】コネクティングロッドの使用例を示す模式図で
ある。
ある。
【図２】従来の製造方法により製造されたコネクティン
グロッドを示す図である。
グロッドを示す図である。
【図３】本発明の方法で製造したコネクティングロッド
を示す図である。
を示す図である。
【図４】軸受け部の断面図である。
【図５】コネクティングロッドの形状例を示す図であ
る。
る。
【図６】本発明の金型および加工方法を説明するための
図である。
図である。
【図７】金型部の断面図である。
【図８】実施例のコネクティングロッドを示す図であ
る。
る。
１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ ロッド ２ 軸受け ３ 連結ピン ３０ａ 上金型 ３０ｂ 下金型 ３４ ピアシングポンチ ３５ バーリングポンチ ３６ａ、３６ｂ 弾性体 ３８ パッド ３９ 金型取付け板 ４０ａ、４０ｂ 軸押し工具 ４１ａ、４１ｂ 加工液流路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２１Ｄ 53/84 Ｂ２１Ｄ 53/84 Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】金属素管をコネクティングロッドに加工す
る方法であって、上下一対の金型のダイス溝内に収納し
た金属素管の内部に液体を導入し、液体に圧力を負荷し
て金属素管に部分的に膨出部を成形し、その膨出部にピ
アシング加工を施して開口部を設け、この開口部を拡げ
ながら内側に折り曲げるバーリング加工をおこなうこと
を特徴とするコネクティングロッドの液圧バルジ加工方
法。 - 【請求項２】金属素管をコネクティングロッドに加工す
るための上下一対の金型であって、金属素管に部分的な
膨出部を成形するためのダイス溝と、そのダイス溝内に
収納した金属素管に向かって進退可能に設けられた膨出
部の一部に開口部を設けるためのピアシングポンチと、
開口部を拡げながら内側に折り曲げるバーリング加工を
施すためのバーリングポンチとを備え、バーリングポン
チはピアシングポンチ外周面に嵌合されており、ピアシ
ング加工後にバーリングポンチが前進してバーリング加
工する機構を備えていることを特徴とする金属管の液圧
バルジ加工用金型。 - 【請求項３】管状のロッドと軸受部が、一体の金属管か
ら液圧バルジ加工により成形されたコネクティングロッ
ドであって、軸受部の端部の１方または双方を内側に折
り曲げるバーリング加工がなされていることを特徴とす
るコネクティングロッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000110775A JP3740941B2 (ja) | 2000-04-12 | 2000-04-12 | 液圧バルジ加工方法および金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000110775A JP3740941B2 (ja) | 2000-04-12 | 2000-04-12 | 液圧バルジ加工方法および金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001293525A true JP2001293525A (ja) | 2001-10-23 |
| JP3740941B2 JP3740941B2 (ja) | 2006-02-01 |
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ID=18623232
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000110775A Expired - Fee Related JP3740941B2 (ja) | 2000-04-12 | 2000-04-12 | 液圧バルジ加工方法および金型 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3740941B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007105788A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Nisshin Steel Co Ltd | ピアシング方法及びそれに用いるカウンターパンチ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102389918A (zh) * | 2011-11-16 | 2012-03-28 | 际华三五二二装具饰品有限公司 | 一种铝质便携水壶压力涨形模具 |
-
2000
- 2000-04-12 JP JP2000110775A patent/JP3740941B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP3740941B2 (ja) | 2006-02-01 |
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