JP2006247727A - Method for correcting shape of counterweight in crankshaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クランクシャフトにおけるカウンタウエイトの形状矯正方法に関し、特に熱間鍛造をもって製造される内燃機関用のクランクシャフト粗材についてカウンタウエイトの倒れ等の形状を矯正する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for correcting the shape of a counterweight in a crankshaft, and more particularly to a method for correcting the shape of a counterweight such as a counterweight with respect to a crankshaft rough material for an internal combustion engine manufactured by hot forging.
鍛造成形されたクランクシャフトの曲がり矯正に関する技術として特許文献1に記載のものが提案されている。
A technique disclosed in
これは、例えば直列4気筒エンジンのクランクシャフトについて、鍛造工程の最終工程にて形状精度出しのためのリストライク加工を施すにあたり、クランクシャフトの軸直角方向から下降してきたパンチをもってこれに摺接することになるカムダイをクランクシャフトの長手方向にスライドさせ、もってカウンタウエイトをそれぞれ同方向に矯正して、クランクシャフトの曲がりのほかカウンタウエイトの長手方向での位置ずれや倒れ現象等を矯正するものである。
上記特許文献1に記載の技術では、カウンタウエイトの側面のほぼ全体を同時に矯正することになるため、矯正治具であるカムダイに大きな剛性が必要となる。
In the technique described in
その一方、上記特許文献1に記載の技術を例えばV型6気筒エンジンのクランクシャフトに適用しようとする場合、かかるV型6気筒エンジンのクランクシャフトの特殊性として、直列4気筒タイプのクランクシャフトに比べ隣り合うカウンタウエイト同士のなすピッチが小さくなるため、必然的に隣り合うカウンタウエイト同士に間に入り込むことになるカムダイも薄肉のものとなって剛性不足気味となるだけでなく、カウンタウエイトの幅寸法(肉厚寸法)もそれぞれに異なるために、カウンタウエイトの左右で矯正力に差異が生じて矯正不足となり、特にカウンタウエイトの長手方向での位置のばらつきが大きくなり、一工程での必要十分な矯正効果を期待することは難しい。その結果、カウンタウエイトは黒皮のままでも本来の機能を十分に発揮することができるにもかかわらず、上記の位置のばらつきを解消するために後工程にて機械加工を施す必要があり、工数増加が余儀なくされる。
On the other hand, when the technique described in
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、上記のようなカウンタウエイトの矯正効果を大きくしてカウンタウエイトのいわゆる機械加工レス化を図るべく、必要十分な矯正効果が得られるようにしたカウンタウエイトの形状矯正方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made paying attention to such a problem, and a necessary and sufficient correction effect can be obtained in order to increase the correction effect of the counterweight as described above so as to reduce the so-called machining of the counterweight. An object of the present invention is to provide a counterweight shape correction method.
請求項1に記載の発明は、鍛造成形されたクランクシャフト粗材におけるカウンタウエイトの形状を矯正する方法であって、カウンタウエイトの側面に矯正ローラを押し付けた上で両者をクランクシャフトの軸心周りに相対回転させて、矯正ローラによるしごき加工をもって矯正することを特徴とする。
The invention according to
この場合、請求項2に記載のように、矯正ローラでカウンタウエイトを挟み込むようにカウンタウエイトを挟んでその両側に矯正ローラを対向配置することが望ましい。
In this case, as described in
より望ましくは、請求項3に記載のように、両持ち支持したクランクシャフトを正逆転方向に揺動回転させて、その揺動回転に併せて矯正ローラを正逆転方向に追従回転させることにより矯正するものとする。
More preferably, as described in
したがって、少なくとも請求項1に記載の発明では、従来のようにカウンタウエイトの全面に治具を押し当てて矯正する方式と異なり、矯正ローラによるしごき加工であるためにいわゆる逐次成形の形態となり、矯正荷重および矯正ローラに必要な剛性共に小さくて済むことになる。それによって、カウンタウエイトに対する必要十分な矯正効果が得られるようになる。 Therefore, in the invention according to at least the first aspect, unlike the conventional method in which the jig is pressed against the entire surface of the counterweight to correct, the ironing process is performed by the correction roller, so that a so-called sequential forming form is obtained. Both the load and the rigidity required for the correction roller are small. Thereby, a necessary and sufficient correction effect for the counterweight can be obtained.
請求項1に記載の発明によれば、小さな矯正荷重でカウンタウエイトの広い範囲を確実に矯正することができるため、カウンタウエイトの機械加工レス化とともに加工工数を削減できる効果がある。 According to the first aspect of the present invention, since a wide range of the counterweight can be reliably corrected with a small correction load, there is an effect that the number of processing steps can be reduced while the counterweight is not machined.
図1以下の図面は本発明のより具体的な実施の形態を示す図であり、先に述べたようにV型6気筒エンジンのクランクシャフトを熱間にて鍛造成形する場合の例を示している。 FIG. 1 and the following drawings show a more specific embodiment of the present invention, and show an example in which the crankshaft of a V-type 6-cylinder engine is hot-formed as described above. Yes.
図1に示すように、クランクシャフト1は4箇所のジャーナル部2のほか7枚のカウンタウエイト3を軸心方向で備えており、各カウンタウエイト3,3相互間にはジャーナル部2から偏心した位置に合計6箇所のクランクピン部4を設定してある。
As shown in FIG. 1, the
そして、このようなクランクシャフト1となるべきクランクシャフト粗材5は、大別して図2に示すように、第1荒地、第2荒地、仕上げ、トリム、ツイスト、リストライクの各工程を経て鍛造成形される。上記各工程のうち第1荒地、第2荒地および仕上げの3工程を経ることにより丸棒状の素材からクランクシャフト1の粗形状がクランクシャフト粗材5として仕上げられ、トリム工程にてばり6が打ち抜かれることにより製品形状に近いクランクシャフト粗材5となる。ツイスト工程では長手方向の両端部に60°のひねりを加え、さらに最後のリストライク工程では再打ちを行って主として曲がり矯正を行うことになる。
The
このようなクランクシャフト粗材5の鍛造成形過程では、図3に示すように、特にカウンタウエイト3にドラフトアングル(抜き角度または抜け勾配)θを有しているほか、型ずれ、ばり高さ過剰、長手方向位置ずれ、カウンタウエイト3の倒れ等の現象が往々にして発生し、それらの相乗効果として特にカウンタウエイト3の長手方向での位置のばらつきが大きくなる傾向にあることは先に述べた。
In such a forging process of the crankshaft
そこで、本実施の形態では、図2に示したリストライク工程に続き、熱間鍛造のかたちでカウンタウエイト3の形状矯正を行うものとする。
Therefore, in the present embodiment, it is assumed that the shape of the
図4,5は上記カウンタウエイト3の形状矯正工程の概略を示しており、クランシャフト粗材5の両端のギアシャフト部7およびリアフランジ部8(図1参照)を図示しないチャックにて両持ち支持する一方、カウンタウエイト3の両側にそれぞれにローラアーム9に支持させた一対の矯正ローラ10を位相をずらして対向配置し、カウンタウエイト3を各一対の矯正ローラ10にて挟持する。そして、クランクシャフト粗材5を正逆転方向に交互に揺動回転さるものとし、それに追従させるように各矯正ローラ10を正逆転方向に転動させて、カウンタウエイト3の両側面にしごき加工を施し、いわゆる逐次成形の形態で各カウンタウエイト3の形状を矯正もしくは整形する。その際、クランクシャフト粗材5の回転角はカウンタウエイト3の片面につき二つ配置した矯正ローラ10がそのカウンタウエイト3から外れることがないように予め設定し、最大でもカウンタウエイト3そのものの扇形角αの範囲内のものとする。さらに、カウンタウエイト3の回転方向が反転する毎に各矯正ローラ10がカウンタウエイト3に及ぼす矯正代を所定量ずつ段階的に増加させるものとし、常に均一な矯正荷重となるように調整する。
4 and 5 show an outline of the process of correcting the shape of the
また、カウンタウエイト3の両側面に圧接する各矯正ローラ10とは別に、カウンタウエイト3の円筒外周面3aを拘束する外周面拘束手段として外周面矯正ローラ11を併用するものとし、矯正ローラ10によるしごき加工に伴ってカウンタウエイト3の外周円筒面3aの形状が崩れないように拘束する。
In addition to the
この場合、図4,5に示した外周面矯正ローラ11に代えて、図6に示したようないわゆる総形の外周面矯正治具12を用いてもよい。
In this case, instead of the outer peripheral
このように、各矯正ローラ10のほか外周面矯正ローラ11または外周面矯正治具12を併用してその相対回転によりしごき加工を施すことで、比較的小さな矯正荷重のもとで各カウンタウエイト3の形状を確実に且つ精度良く矯正することが可能となる。
In this way, each
図7,8は本発明の第2の実施の形態を示しており、クランクシャフト粗材5側のカウンタウエイト3を定位置固定式として、そのカウンタウエイト3に対して矯正ローラ13のみを移動させる場合の例を示している。
7 and 8 show a second embodiment of the present invention, in which the
図7,8に示すように、カウンタウエイト3を挟んでその両側に二つで一組とする矯正ローラ13を二組対向配置してカウンタウエイト3を挟み込む。各矯正ローラ13はローラアーム14に支持させてあり、側面視にて扇形状をなすカウンタウエイト3を二分する中心線Cの近傍からカウンタウエイト3の末端側に向けて(図7,8の上下方向)移動させることで、同図の上下方向にカウンタウエイト3を伸ばすようにしてしごき加工を施す。ただし、クランクシャフト3のうちカウンタウエイト3の以外のジャーナル部2等の要素と矯正ローラ13との干渉を回避するために、図7に実線Mで示すように各矯正ローラ13の移動軌跡を積極的に制御しながら加工を行う。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
一度しごき加工を終えたらそれぞれの矯正ローラ13を元の位置に戻し、その都度、矯正代を所定量ずつ且つ段階的に増加させながら、上記のような動作を複数回繰り返す。
Once the ironing process is completed, the
また、上記矯正ローラ13以外に半割り状の一対の外周面矯正治具15を併用するものとし、カウンタウエイト3の外周面形状もしくは輪郭形状を矯正または整形しながらしごき加工を施すものとする。この場合、上記のしごき加工に伴って輪郭形状が増大する分の粗材肉体積を予め見越してカウンタウエイト3の形状を小さめ目に成形しておくことにより、材料歩留まりの向上にも寄与できるできるようになる。
In addition to the
図9,10は図7,8の変形例を示し、同図と比較すると明らかなように、ローラアーム14に支持させた一対の矯正ローラ23のみをもって、カウンタウエイト3の一方の末端から他方の末端までをいわゆるフルストロークさせるべく図9,10上下方向に往復移動させてしごき加工を施すようにしたものである。
FIGS. 9 and 10 show modified examples of FIGS. 7 and 8. As is apparent from comparison with FIGS. 7 and 8, only one pair of
この場合にも矯正ローラ23の移動方法が反転する毎に矯正代を所定量ずつ且つ段階的に増加させるものとし、図3に示したようないわゆるドラフトアングルθの解消に特に有効なものとなる。
Also in this case, every time the moving method of the
このように各実施の形態によれば、矯正ローラ10,13,23によるしごき加工をもってカウンタウエイト3の形状を矯正するようにしたことにより、比較的小さな矯正代をもって図3に示したようなドラフトアングルθ、型ずれ、ばり高さ過剰、長手方向位置ずれ、カウンタウエイト3の倒れ等を確実に矯正することが可能となる。
In this way, according to each embodiment, the shape of the
特に、外周面矯正ローラ11もしくは外周面矯正治具12,15を併用することにより、矯正効果の向上によってカウンタウエイト3の外周円筒面もしくは輪郭形状までも高精度に仕上げることができる。
In particular, by using the outer peripheral
また、図7,9に示したように矯正ローラ13,23の移動軌跡Mを積極的に制御することにより、カウンタウエイト3のより広い範囲を矯正することが可能となる。
Further, as shown in FIGS. 7 and 9, it is possible to correct a wider range of the
さらに、図7,9に示したように外周面矯正治具12,15で矯正する輪郭形状よりもカウンタウエイト3そのものの輪郭形状を予め小さく鍛造成形しておくことにより、材料投入量の削減により材料歩留まりの向上を図ることも可能となる。
Further, as shown in FIGS. 7 and 9, the contour shape of the
1…クランクシャフト
3…カウンタウエイト
3a…円筒外周面
5…クランクシャフト粗材
10…矯正ローラ
11…外周面矯正ローラ(外周面拘束手段)
12…外周面矯正治具
13…矯正ローラ
15…外周面矯正治具
23…矯正ローラ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (14)
カウンタウエイトの側面に矯正ローラを押し付けた上で両者をクランクシャフトの軸心周りに相対回転させて、矯正ローラによるしごき加工をもって矯正することを特徴とするクランクシャフトにおけるカウンタウエイトの形状矯正方法。 A method for correcting the shape of the counterweight in the forged crankshaft rough material,
A method for correcting the shape of a counterweight in a crankshaft, wherein the straightening roller is pressed against the side surface of the counterweight, the two are rotated relative to each other around the axis of the crankshaft, and correction is performed by ironing with the straightening roller.
カウンタウエイトをその両側に対向配置した少なくとも一対の矯正ローラで挟み込むとともに、クランクシャフト粗材を形成しているカウンタウエイト以外の要素との干渉を回避しながら矯正ローラをカウンタウエイトの側面に沿って移動させ、その矯正ローラによるしごき加工をもって矯正することを特徴とするクランクシャフトにおけるカウンタウエイトの形状矯正方法。 A method for correcting the shape of the counterweight in the forged crankshaft rough material,
The counterweight is sandwiched between at least a pair of straightening rollers arranged on both sides of the counterweight, and the straightening roller is moved along the side surface of the counterweight while avoiding interference with elements other than the counterweight forming the crankshaft rough material. And correcting the shape of the counterweight in the crankshaft, which is corrected by ironing with the correction roller.
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