JP2002273541A - クランクシャフト鍛造品のバリ取り装置及びバリ取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クランクシャフトのカウンタウェイト倒れを
発生させず、かつその効果を持続させ得るクランクシャ
フト鍛造品のバリ取り装置を提供する。 【解決手段】 前記クランクシャフト鍛造品のバリ５４
を切り落とすバリ取り装置５１をクランクシャフト形状
に対応した刃部５７を有する下型５５と、その下型の上
に載せられるクランクシャフト鍛造品５３を押圧する上
型５６とからなる主要素から構成する。そして、前記上
型に刃物型６２を垂設し、前記下型に刃物型の先端部を
臨ませることができる穴部５９を設けて、前記クランク
シャフト鍛造品のバリを切り落とす際、同時に前記バリ
の打ち抜くようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クランクシャフト
の鍛造品からバリを切り落とす装置及び方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から周知のクランクシャフト１は、
図８及び図９に示すように、回転中心である軸心Ｃを同
一とするフロント２とフランジ３と、それらの間に設け
られている複数のジャーナル４と、それらのジャーナル
４間に介装されているカウンタウェイト５ａ、５ｂ、５
ｃと、相隣接する一対のカウンタウェイト間において前
記軸心Ｃと異なる軸心を有するクランクピン６等から構
成されている。このように、クランクシャフト１は複雑
な屈曲形状を有しているため、それを製造するには、ま
ず構造用炭素鋼からなる角ビレット又は丸ビレットを素
材として、ロール形成、曲げ加工、鍛造型を使用する荒
打ち（第一鍛造過程）及び仕上げ打ち（第二鍛造過程）
等の種々の過程を経て先ず、図１０に示すようなクラン
クシャフト鍛造品７を製造する。

【０００３】次いで前記クランクシャフト鍛造品７の周
囲から外方に向かって延展形成されるバリ８を切り落と
すのであるが、その場合、クランクシャフトをその軸心
Ｃが横方向水平になるようにおいたときの横断面輪郭形
状（図９において紙面と平行に置かれたクランクシャフ
ト１をその上からみたときの外周形状）が、図１１に示
すように、切欠部９として形成されている下型１０の上
に前記鍛造品７を持ち上げて、その鍛造品７を前記切欠
部９の中に落とし込んでまず前記バリ８を下型１０に係
止させる。そして前記鍛造品７の上に上型（図示なし）
を宛がった後、その上型を下方に向かって押圧する。す
ると、前記下型１０の切欠部９の周縁部に形成されてい
るエッジ状の刃部１１にバリ８が係止されるが、クラン
クシャフト鍛造品７のうち、クランクシャフト１の形状
に相当する部分（非係止部）が前記刃部１１に係止され
ていないから、前記刃部１１に引っかかったバリ８が前
記非係止部から切り取られて下型１０上に残り、バリ抜
きされたクランクシャフト鍛造品７が前記切欠部９を通
って下方に落下する。そのクランクシャフト鍛造品７を
必要に応じて研削したり油路を設けたりするとクランク
シャフト１ができる。

【０００４】ところが上記のようにクランクシャフト鍛
造品７を上下の二つの型に挟んでバリ８を切り取る方法
において、同一型により何千回もバリ抜きのためにいわ
ゆる型打ちを繰り返していると、得られたクランクシャ
フト１のうち、軸心Ｃ方向最外側に位置する二つの外側
カウンタウェイト５ａ、５ｃの先端部が、図９の矢印Ａ
に示す方向、すなわちクランクシャフト１の外方に開
く、いわゆる「カウンタウェイト倒れ」現象が起こる。

【０００５】そこで従来からこのカウンタウェイト倒れ
を抑制する方法として種々の方法が提案されているが、
その中に、図１２に示すように、クランクシャフト鍛造
品７を押し型１２と抱き型１３からなる保持型で挟んで
保持するとともに、クランクシャフト鍛造品７のうちバ
リが付いている部位を上下型１４、１０で挟持して両者
を矢印Ｂの向きに降下させることにより前記バリ８を切
断する際、前記上型１４に突起１５を設けておいて、上
型１４だけをまず降下させて前記突起１５によりバリ８
を部分的に薄くした状態で上下型１４、１０を降下させ
て、バリ８を切断する方法がある（特開２０００−１９
７９４５号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記公知技術は前記カ
ウンタウェイト倒れを抑制する効果をある程度発揮する
が、前記突起も一種の刃物型であるので、型打ち回数が
増えるとその効果が急激に減少してくることが避けられ
ない。そこで本発明者は、カウンタウェイト倒れの抑制
効果を確実に発揮でき、しかも型打ち回数が増加しても
前記抑制効果を持続できるクランクシャフト鍛造品のバ
リ抜き装置及び方法を提案すべく鋭意研究した結果、
「カウンタウェイト倒れ」現象のあった外側カウンタウ
ェイトのバリ切断面周囲では、モーメント力の不釣り合
いが顕著に発生していることを知見し、この知見した事
実を利用して本発明を完成した。従って、本発明の課題
は、クランクシャフト鍛造品のバリ取りに使用されるバ
リ取り装置を繰り返し使用しても、クランクシャフトの
カウンタウェイト倒れを発生させず、かつその効果を持
続させ得るクランクシャフト鍛造品のバリ取り装置及び
方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明のク
ランクシャフト鍛造品のバリ取り装置では、クランクシ
ャフトの横断面輪郭形状に対応した刃部を有する一対の
金型を備え、該一対の金型によってクランクシャフト鍛
造品のバリを切り落とすバリ取り装置において、前記ク
ランクシャフト鍛造品の外側カウンタウェイト部から軸
心方向外方に向かって所定距離をおいて前記一対の金型
のうち一方の金型に垂設される刃物型と、該刃物型の先
端部が臨み得る他方の金型に形成される穴部とを備え、
前記刃物型は、前記一対の金型によって前記クランクシ
ャフト鍛造品のバリを切り落とす際、同時に、前記バリ
を打ち抜くように設定してあることを特徴とする。請求
項２記載の発明のクランクシャフト鍛造品のバリ取り方
法では、クランクシャフトの横断面輪郭形状に対応した
刃部を有する一対の金型を備え、該一対の金型によって
クランクシャフト鍛造品のバリを切り落とすバリ取り方
法において、前記クランクシャフト鍛造品のバリを切り
落とす際、同時に、前記一対の金型のうち一方の金型に
垂設される刃物型によって、前記クランクシャフト鍛造
品の外側カウンタウェイト部から軸心方向外方に向かっ
て所定距離をおいた部位の前記バリを打ち抜くようにし
たことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、図面に沿って本発明を具体
化した実施例について詳述すると、図１及び図２に示す
ように、本発明に係るクランクシャフト鍛造品５３のバ
リ取り装置５１は、基本的には従来技術と同様に、内方
側においてクランクシャフトの横断面形状と略同じ形状
・大きさに切欠かれた切欠部５２にクランクシャフト鍛
造品５３を落とし込んで、その外周面から外方に延展す
るバリ５４に係止させる下型５５と、その下型５５に載
せられたクランクシャフト鍛造品５３をその上から押圧
する上型５６の二つの主要素から構成されている。尚、
本実施例における上記上型５６及び下型５５が、特許請
求の範囲に記載の「一対の金型」を構成する。

【０００９】前記下型５５において前記切欠部５２の周
縁上面には、図３に示すように、エッジ状の刃部５７が
段差状に形成されており、前記クランクシャフト鍛造品
５３に対するバリ５４の付け根部分が係止可能になって
いる。さらに、クランクシャフトのカウンタウェイトと
して加工されるカウンタウェイト部５８のうち、前記ク
ランクシャフトの軸心Ｃ方向外方側に位置する外側カウ
ンタウェイト部５８ａ、５８ｃから所定距離Ｌだけ離れ
た外方側位置、より正確に言うと外側カウンタウェイト
部５８ａ、５８ｃが落とし込まれる外側切欠部５２ａ、
５２ｃから所定距離Ｌだけ離れた外方側位置において前
記下型５５には、後述する刃物型の先端部が入り込む穴
部５９が垂直形成されている。なお、図３においては一
方の外側カウンタウェイト部５８ｃ及び外側切欠部５２
ｃが描かれていないが、それらは、他方の外側カウンタ
ウェイト部５８ａ及び外側切欠部５２ａと同様に機能す
る。

【００１０】前記上型５６は、１枚の板状基板部６０
と、前記クランクシャフト鍛造品５３を前記下型５５に
押圧するためにクランクシャフトの横断面より僅かに小
さい横断面形状を有し、かつ下端面が同じくクランクシ
ャフトの上面をほぼ抱き込むように形成された押圧部６
１とからなっており、前記基板部６０を下方に向かって
押圧すると、それまでクランクシャフト鍛造品５３のバ
リ５４を係止していた下型５５の刃部５７がバリ５４に
食い込んでそれをクランクシャフト鍛造品５３から切り
離す。さらに前記基板部６０の下面において前記穴部５
９の真上には角柱状の刃物型６２が垂設されており、前
記基板部６０を押圧してクランクシャフト鍛造品５３の
バリ５４を下型５５の刃部５７で切り落とすとき、同時
に前記刃物型６２が前記穴部５９と共働して前記バリ５
４を打ち抜く。その他、本発明に係るバリ取り装置５１
においては、従来から公知の装置同様に、装置自体を駆
動させるのに必要な付属的要素が装着されている。

【００１１】次に上記構造のバリ取り装置５１の作用・
効果について説明すると、クランクシャフト鍛造品５３
を下型５５より上方に持ち上げて、それをその切欠部５
２の中に落とし込む。すると図４に示すように、クラン
クシャフト鍛造品５３のバリ５４が下型５５に係止され
るとともに、バリ５４の付け根部分が下型５５の刃部５
７の上に載置される。

【００１２】続いて前記クランクシャフト鍛造品５３の
上に上型５６を載せてその押圧部６１の下端面をクラン
クシャフト鍛造品５３の上面にぴったり当接させる。そ
れから上型５６の基板部６０を下方に押圧すれば、図５
に示すように、その押圧力とクランクシャフト鍛造品５
３の自重の加速度等によりクランクシャフト鍛造品５３
が降下して、下型５５の刃部５７がバリ５４に食い込
む。そのときバリ５４には、所定の張力Ｔ１が発生し、
この張力Ｔ１によってモーメント力Ｍ１がかかることと
なる。その後、さらなる上型５６の下降で、バリ５４は
切断されていく。

【００１３】同時に前記刃物型６２は予め設計により基
板部６０の所定位置に垂下形成されているので、前記刃
物型６２が前記穴部５９と共働して外側カウンタウェイ
ト部５８ａ、５８ｃから距離Ｌだけ離れた部位のバリ５
４を突き破ろうとする。そのとき、その部分的なバリ５
４には、所定の張力Ｔ２が発生し、この張力Ｔ２によっ
てモーメント力Ｍ２がかかることとなる。ここで、部分
的なバリ５４にかかるモーメント力Ｍ２は、上述のモー
メント力Ｍ１と釣り合った状態になり、前記刃部５７と
刃物型６２間に存在する部分的なバリ５４には軸心Ｃ方
向の変位が起こらない。従ってこの過程で外側カウンタ
ウェイト部５８ａ、５８ｃがバリ５４によって引っ張ら
れようとする力が抑さえられる。さらに前記上型５６に
押圧力を加え続けると、前記刃部５７と刃物型６２との
間のバリ５６は、クランクシャフト鍛造品５３側にも刃
物型６２側にも引っ張られることなく、図６に示すよう
に、切断されるとともに、切断屑や刃物型６２の先端が
下型５５に形成されている穴部５９に入る。このよう
に、少なくとも前記刃物型６２で切断された箇所に近い
外側カウンタウェイト部５８ａ、５８ｃが、カウンタウ
ェイト部５８のバリ５４を一斉に切り落とす際に、前記
軸心Ｃ方向において外方に引っ張られるのが抑制され
る。

【００１４】他方、前記刃物型６２及び穴部５９が存在
しない前記軸心Ｃに近い領域においては、前記張力Ｔ２
が発生せずＴ１だけ発生し、モーメント力Ｍ１，Ｍ２の
不釣り合い状態となり、下型５５の刃部５７によりバリ
５４が切断される際、外側カウンタウェイト部５８ａ、
５８ｃがバリ５４側にある程度引っ張られるが、カウン
タウェイト倒れを引き起こすまでには至らないし、前記
刃物型６２の奥行き長さを大きくすることによりカウン
タウェイト倒れを抑制できる。

【００１５】このように本発明は、カウンタウェイト倒
れを起こす外側カウンタウェイト部５８ａ、５８ｃの軸
心Ｃ方向外方において、かつ前記軸心Ｃからより離れた
位置において、クランクシャフト鍛造品５３からのバリ
５４の切り落としと同時に、前記バリ５４を打ち抜くこ
とにより、その打ち抜き部位付近のバリ５４に生じるモ
ーメント力がカウンタウェイト倒れの要因とならないよ
うにバランスさせる。そのときモーメント力のバランス
関係は、例えば、前記外側カウンタウェイト部５８ａ、
５８ｃとそれに相隣接するカウンタウェイト部との間の
バリ５４を切り落とす際にそのバリ５４に発生するモー
メント力のバランス関係と同じである。さらに本発明に
係る装置にあっては前記刃物型６２と穴部５９とが共働
してバリ５４を確実に打ち抜くので、前記した従来技術
の上型における突起のみの場合と異なり、バリ５４の打
ち抜き作用もより永続的に維持される。

【００１６】

【実験例及び比較例】本発明の効果を具体的に確認する
ために、図２に示すように相隣接するカウンタウェイト
部５８ａ、５８ｂの間隔Ｅの０．５倍から１倍に相当す
る距離Ｌを以ってカウンタウェイト部５８ａから軸心Ｃ
方向に向かって外方に離れた位置であって、ジャーナル
部６３から１０ｍｍ離れた位置に横幅が１５ｍｍ、奥行
き長さが３０ｍｍの刃物型６２を備えた上型５６を使用
して、図３における外側カウンタウェイト部５８ａの厚
さＦに対する高さＨの比（Ｈ／Ｆ）が３．０、２．７、
２．５及び２．３である４種類のクランクシャフト鍛造
品５３のバリ取り（型打ち）実験を行なった。そして各
クランクシャフト鍛造品５３につき４０００回の型打ち
実験を行ない、外側カウンタウェイト部５８ａの倒れ角
を測定したところ、前記４種類のクランクシャフト鍛造
品５３の倒れ角は、それぞれ０．２、０．２、０．１、
０．１度（０．２度以下）であった（実験例）。

【００１７】比較のために前記刃物型６２を備えていな
い上型５６を使用して、前記実験例に準じて同様の型打
ち実験を行なったところ、４種類のクランクシャフト鍛
造品５３の倒れ角は、それぞれ１．７、１．１、０．
６、０．５度で、いずれの場合も前記実験例の倒れ角よ
り格段に大きかった（比較実験例）。

【００１８】尚、本発明においては、上記実施例に限ら
れず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更し
た実施例とすることができる。即ち、上記実施例では、
固定下型５５に対して可動上型５６が下降してバリを切
り落とすようにしたが、固定上型に対して可動下型が上
昇したり、あるいは、上下型が互いに上下動したりして
バリを切り落とすこともできる。また、下型５５に押圧
部６１及び刃物型６２を設け、上型５６に刃部５７及び
穴部５９を設けることもできる。また、上型と下型を前
記従来技術と同様に保持型と抱き型の周囲に設けること
もできる。また刃物型６２の形状・大きさもカウンタウ
ェイト倒れの抑制効果が発揮される範囲において変更で
きる。例えば図７に示したように、刃物型を先端先細
状、例えば、その縦断面が略Ｕ字状、Ｖ字状、両側テー
パ状、片側テーパ状とすることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明は、クランク
シャフト鍛造品のバリ取りに使用されるバリ取り装置を
繰り返し使用しても、クランクシャフトのカウンタウェ
イト倒れを発生させず、かつその効果を持続させること
ができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る装置の部分破断斜視図である。

【図２】下型の上にクランクシャフト鍛造品を載置した
上面図である。

【図３】図２のIII―III方向の矢視図である。

【図４】図３において符号IVで示す部分を説明するため
の説明図である。

【図５】バリが切断され始めた状態を示す図４同様の説
明図である。

【図６】バリの切断が終わろうとする状態を示す前記同
様に説明図である。

【図７】刃物型の別の態様を示す要部断面図である。

【図８】クランクシャフトの斜視図である。

【図９】クランクシャフトの上面図である。

【図１０】クランクシャフト鍛造品の斜視図である。

【図１１】下型の平面図である。

【図１２】従来技術の要部を示す部分断面図である。

【符号の説明】 １；クランクシャフト、５３；クランクシャフト鍛造
品、５５；下型、５６；上型、５７；刃部、５８ａ；外
側カウンタウェイト部、５８ｃ；外側カウンタウェイト
部、５９；穴部、６２；刃物型、Ｃ；軸心、Ｌ；距離。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクシャフトの横断面輪郭形状に対
   応した刃部（５７）を有する一対の金型（５５、５６）
   を備え、該一対の金型によってクランクシャフト鍛造品
   （５３）のバリ（５４）を切り落とすバリ取り装置にお
   いて、 前記クランクシャフト鍛造品の外側カウンタウェイト部
   （５８ａ、５８ｃ）から軸心（Ｃ）方向外方に向かって
   所定距離（Ｌ）をおいて前記一対の金型のうち一方の金
   型に垂設される刃物型（６２）と、該刃物型の先端部が
   臨み得る他方の金型に形成される穴部（５９）とを備
   え、 前記刃物型は、前記一対の金型によって前記クランクシ
   ャフト鍛造品のバリを切り落とす際、同時に、前記バリ
   を打ち抜くように設定してあることを特徴とするクラン
   クシャフト鍛造品のバリ取り装置。
2. 【請求項２】 クランクシャフトの横断面輪郭形状に対
   応した刃部（５７）を有する一対の金型（５５、５６）
   を備え、該一対の金型によってクランクシャフト鍛造品
   （５３）のバリ（５４）を切り落とすバリ取り方法にお
   いて、 前記クランクシャフト鍛造品のバリを切り落とす際、同
   時に、前記一対の金型のうち一方の金型に垂設される刃
   物型（６２）によって、前記クランクシャフト鍛造品の
   外側カウンタウェイト部（５８ａ、５８ｃ）から軸心
   （Ｃ）方向外方に向かって所定距離（Ｌ）をおいた部位
   の前記バリを打ち抜くようにしたことを特徴とするクラ
   ンクシャフト鍛造品のバリ取り方法。