JP2016138582A - 鍛造クランク軸の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化と剛性確保を同時に図った鍛造クランク軸を得ることができる鍛造クランク軸の製造方法を提供する。
【解決手段】クランク軸の形状が成形されたバリ付き鍛造材を得る型鍛造工程と、バリ付き鍛造材からバリ無し鍛造材３０を得るバリ抜き工程と、バリ無し鍛造材３０を、一対の第１金型（１１、１２）で圧下した後、ピン部側表面に第２金型２２を押し込んで凹部Ａｕを成形する、押し込み工程と、を含み、型鍛造工程では、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の外周から突出する第１余肉部（Ａｃａ、Ａｄａ）をさらに成形し、押し込み工程において、バリ無し鍛造材を圧下する際に、第１金型（１１、１２）で第１余肉部（Ａｃａ、Ａｄａ）をピン部側表面に向けて折り曲げ、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みを増加させるとともに、凹部Ａｕを、ピン部側表面のうちでジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）同士の間に成形する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、熱間鍛造によりクランク軸を製造する方法に関する。

自動車、自動二輪車、農業機械、船舶等のレシプロエンジンには、ピストンの往復運動を回転運動に変換して動力を取り出すために、クランク軸が不可欠である。クランク軸は、型鍛造または鋳造によって製造できる。特に、高強度と高剛性がクランク軸に要求される場合、それらの特性に優れることから、型鍛造によって製造されたクランク軸（以下、「鍛造クランク軸」ともいう）が多用される。

一般に、鍛造クランク軸は、ビレットを原材料とし、そのビレットは、横断面が丸形または角形で全長にわたって断面積が一定である。鍛造クランク軸の製造では、予備成形工程、型鍛造工程、バリ抜き工程および整形工程がその順に設けられる。通常、予備成形工程は、ロール成形と曲げ打ちの各工程を含み、型鍛造工程は、荒打ちと仕上げ打ちの各工程を含む。

図１は、従来の一般的な鍛造クランク軸の製造工程を説明するための模式図である。同図に例示するクランク軸１（図１（ｆ）参照）は、４気筒エンジンに搭載され、４気筒−８枚カウンターウエイトのクランク軸である。そのクランク軸１は、５つのジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５、４つのピン部Ｐ１〜Ｐ４、フロント部Ｆｒ、フランジ部Ｆｌ、および、８枚のクランクアーム部（以下、単に「アーム部」ともいう）Ａ１〜Ａ８から構成される。アーム部Ａ１〜Ａ８は、ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５とピン部Ｐ１〜Ｐ４をそれぞれつなぐ。また、８枚の全部のアーム部Ａ１〜Ａ８は、カウンターウエイト部（以下、単に「ウエイト部」ともいう）Ｗ１〜Ｗ８を一体で有する。

以下では、ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５、ピン部Ｐ１〜Ｐ４、アーム部Ａ１〜Ａ８およびウエイト部Ｗ１〜Ｗ８のそれぞれを総称するとき、その符号は、ジャーナル部で「Ｊ」、ピン部で「Ｐ」、アーム部で「Ａ」、ウエイト部で「Ｗ」とも記す。ピン部Ｐおよびこのピン部Ｐにつながる一組のアーム部Ａ（ウエイト部Ｗを含む）をまとめて「スロー」ともいう。

図１に示す製造方法では、以下のようにして鍛造クランク軸１が製造される。先ず、図１（ａ）に示すような所定の長さのビレット２を誘導加熱炉やガス雰囲気加熱炉によって加熱した後、ロール成形を行う。ロール成形工程では、例えば孔型ロールを用いてビレット２を圧延して絞ることにより、その体積を長手方向に配分し、中間素材であるロール荒地３を成形する（図１（ｂ）参照）。次に、曲げ打ち工程では、ロール荒地３を長手方向と直角な方向から部分的にプレス圧下する。これにより、ロール荒地３の体積を配分し、更なる中間素材である曲げ荒地４を成形する（図１（ｃ）参照）。

続いて、荒打ち工程では、曲げ荒地４を上下に一対の金型を用いてプレス鍛造することにより、荒鍛造材５を得る（図１（ｄ）参照）。その荒鍛造材５には、クランク軸（最終製品）のおおよその形状が成形されている。さらに、仕上げ打ち工程では、荒鍛造材５を上下に一対の金型を用いてプレス鍛造することにより、仕上げ鍛造材６を得る（図１（ｅ）参照）。その仕上げ鍛造材６には、最終製品のクランク軸と合致する形状が成形されている。これら荒打ちおよび仕上げ打ちのとき、互いに対向する金型の型割面の間から、余材がバリとして流出する。このため、荒鍛造材５および仕上げ鍛造材６には、いずれも、成形されたクランク軸の周囲にバリＢが大きく付いている。

バリ抜き工程では、バリ付きの仕上げ鍛造材６を例えば一対の金型によって挟んで保持した状態で、刃物型によってバリＢを打ち抜き除去する。これにより、バリ無し鍛造材が得られ、そのバリ無し鍛造材は、図１（ｆ）に示す鍛造クランク軸１とほぼ同じ形状である。

整形工程では、バリ無し鍛造材の要所を上下から金型で僅かに圧下し、バリ無し鍛造材を最終製品の寸法形状に矯正する。ここで、バリ無し鍛造材の要所は、例えば、ジャーナル部Ｊ、ピン部Ｐ、フロント部Ｆｒ、フランジ部Ｆｌなどといった軸部、さらにはアーム部Ａおよびウエイト部Ｗが該当する。こうして、鍛造クランク軸１が製造される。

図１に示す製造工程は、図１（ｆ）に示す４気筒−８枚カウンターウエイトのクランク軸に限らず、様々なクランク軸に適用できる。例えば、４気筒−４枚カウンターウエイトのクランク軸にも適用できる。

４気筒−４枚カウンターウエイトのクランク軸の場合、８枚のアーム部Ａ１〜Ａ８のうち、一部のアーム部にウエイト部Ｗが一体で設けられる。例えば先頭の第１アーム部Ａ１、最後尾の第８アーム部Ａ８および中央の２枚のアーム部（第４アーム部Ａ４、第５アーム部Ａ５）にウエイト部Ｗが一体で設けられる。また、残りのアーム部、具体的には、第２、第３、第６および第７のアーム部（Ａ２、Ａ３、Ａ６、Ａ７）は、ウエイト部を有さず、その形状が小判状となる。以下では、ウエイト部を有さないアーム部を、「小判状のアーム部」ともいう。

その他に、３気筒エンジン、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、８気筒エンジン等に搭載されるクランク軸であっても、製造工程は同様である。なお、ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、バリ抜き工程の後に、捩り工程が追加される。

近年、特に自動車用のレシプロエンジンには、燃費の向上のために軽量化が求められている。このため、レシプロエンジンに搭載されるクランク軸にも、軽量化の要求が著しくなっている。

鍛造クランク軸の軽量化を図る従来技術として、ウエイト部を一体で有するアーム部において、そのピン部側表面に凹状の肉抜き部を設ける技術がある。その凹状の肉抜き部は、型鍛造によって成形されることから、金型の分割面（型割面）と直角な方向、すなわち、ピン部の偏心方向と直角な方向に伸びる。この技術に関し、特許文献１および２がある。

特許文献１では、凹状の肉抜き部の底面を、少なくともジャーナル部の軸心よりピン部側の領域において、ピン部およびジャーナル部の各々とウェブとの接合面間をつなぐ仮想円柱状体の外周面に沿って、ピン部側からジャーナル部側へ漸次深さを増すように形成することが提案されている。これにより、クランク軸の剛性を低下させることなく、質量を軽減できるとしている。

特許文献２では、ピン部のスラスト受け部の外周縁と、ジャーナル部のスラスト受け部の外周縁との間でジャーナル部の軸線を通過する仮想線を想定する。その仮想線とジャーナル部の軸線との間でアーム部に薄肉部を形成し、この薄肉部は金型の分割面と直角な方向、すなわち、ピン部の偏心方向と直角な方向でアーム部の全幅にわたって延在する。このような薄肉部を設けることにより、ピストンの往復動作によってピン部に荷重が加わった際に、アーム部自体が撓むことにより応力を分散させることが可能となり、ピン部の長寿命化が図れるとしている。特許文献２では、肉抜き部をさらに設ければ、質量も軽減できるとしている。

特開２００９−１９７９２９号公報 特開２０１０−２５５８３４号公報

鍛造クランク軸には、前述の通り、軽量化が要求されている。特許文献１および２に記載されるような肉抜き部をアーム部のピン部側表面に設ければ、質量を軽減できるが、剛性が低下する。このため、肉抜き部による軽量化は、剛性を確保する観点から限界があり、さらなる軽量化の要求に応じることが困難である。

本発明の目的は、軽量化と剛性確保を同時に図った鍛造クランク軸を得ることができる鍛造クランク軸の製造方法を提供することにある。

本発明の一実施形態による鍛造クランク軸の製造方法は、回転中心となるジャーナル部と、そのジャーナル部に対して偏心したピン部と、前記ジャーナル部と前記ピン部をつなぐクランクアーム部と、を備える鍛造クランク軸の製造方法であって、前記鍛造クランク軸は、前記クランクアーム部のうちの全部または一部にカウンターウエイト部を一体で有し、当該製造方法は、クランク軸の形状が成形されたバリ付き鍛造材を得る型鍛造工程と、前記バリ付き鍛造材からバリを除去することにより、バリ無し鍛造材を得るバリ抜き工程と、前記バリ無し鍛造材を、一対の第１金型で圧下した後、前記カウンターウエイト部を一体で有するクランクアーム部において、前記ピン部側表面に第２金型を押し込んで凹部を成形する、押し込み工程と、を含み、前記型鍛造工程では、前記カウンターウエイト部を一体で有するクランクアーム部において、前記ジャーナル部近傍の両側部それぞれの外周に当該外周から突出する第１余肉部をさらに成形し、前記押し込み工程において、前記バリ無し鍛造材を圧下する際に、前記第１金型で前記第１余肉部を前記クランクアーム部の前記ピン部側の表面に向けて折り曲げ、前記ジャーナル部近傍の両側部の厚みを増加させるとともに、前記凹部を、前記ピン部側表面のうちで前記ジャーナル部近傍の前記両側部同士の間に成形する。

前記押し込み工程は、金型を用いた圧下によりクランク軸の形状を矯正する整形工程で実施する。

本発明の鍛造クランク軸の製造方法は、型鍛造工程で、アーム部のジャーナル部近傍の両側部の外周から突出する第１余肉部を鍛造材に成形する。また、押し込み工程で、第１余肉部をアーム部のピン部側表面に向けて折り曲げることにより、アーム部のジャーナル部近傍の両側部の厚みを増加させ、それに伴って両側部の内側に第１窪み部が成形される。さらに、押し込み工程では、アーム部のピン部側表面に第２金型を押し込み、ジャーナル部近傍の両側部の間に凹部を成形する。

本発明の鍛造クランク軸の製造方法は、アーム部のジャーナル部近傍の両側部で厚みを増加させることより、肉抜き部を設ける場合と比べ、剛性を効率的に確保できる。また、第１窪み部および凹部の成形により、軽量化を図ることができる。

図１は、従来の一般的な鍛造クランク軸の製造工程を説明するための模式図である。 図２は、本発明が対象とするクランク軸について、アーム部のピン部側表面の形状例を示す模式図であり、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）はピン部側表面を示す図、同図（ｃ）は側面を示す図、同図（ｄ）はＩ−Ｉ断面図である。 図３は、本発明が対象とするクランク軸について、アーム部のジャーナル部側表面の形状例を示す模式図であり、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）はジャーナル部側表面を示す図、同図（ｃ）はII−II断面図である。 図４は、本発明が対象とするクランク軸について、小判状のアーム部の形状例を示す模式図であり、同図（ａ）はピン部側表面を示す図、同図（ｂ）はIII−III断面図である。 図５は、ウエイト部を一体で有するアーム部について、押し込み工程前のピン部側表面の形状例を示す模式図であり、同図（ａ）はピン部側表面を示す図、同図（ｂ）は側面を示す図、同図（ｃ）はIV−IV断面図である。 図６は、ウエイト部を一体で有するアーム部について、押し込み工程前のジャーナル部側表面の形状例を示す模式図であり、同図（ａ）はジャーナル部側表面を示す図、同図（ｂ）はＶ−Ｖ断面図である。 図７は、小判状のアーム部について、押し込み工程前のピン部側表面の形状例を示す模式図であり、同図（ａ）はピン部側表面を示す図、同図（ｂ）はVI−VI断面図である。 図８は、押し込み工程の処理フロー例におけるアーム部のピン部側表面を示す模式図であり、同図（ａ）は保持時、同図（ｂ）は圧下終了時、同図（ｃ）は押し込み終了時を示す。 図９は、押し込み工程の処理フロー例におけるアーム部のジャーナル部側表面を示す模式図であり、同図（ａ）は保持時、同図（ｂ）は圧下終了時、同図（ｃ）は押し込み終了時を示す。 図１０は、押し込み工程の処理フロー例におけるアーム部の側面を示す模式図であり、同図（ａ）は保持時、同図（ｂ）は圧下終了時、同図（ｃ）は押し込み終了時を示す。 図１１は、押し込み工程の処理フロー例におけるジャーナル部位置の断面図であり、同図（ａ）は保持時、同図（ｂ）は圧下終了時、同図（ｃ）は押し込み終了時を示す。 図１２は、押し込み工程の処理フロー例におけるピン部位置の断面図であり、同図（ａ）は保持時、同図（ｂ）は圧下終了時、同図（ｃ）は押し込み終了時を示す。 図１３は、第６金型を用いる場合のジャーナル部位置の断面図であり、同図（ａ）は保持時、同図（ｂ）は圧下終了時、同図（ｃ）は押し込み終了時を示す。

以下に、本実施形態の鍛造クランク軸の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

１．クランク軸の形状
本実施形態が対象とする鍛造クランク軸は、回転中心となるジャーナル部と、そのジャーナル部に対して偏心したピン部と、ジャーナル部とピン部をつなぐアーム部と、を備える。また、鍛造クランク軸は、アーム部のうちの全部または一部にウエイト部を一体で有する。このような鍛造クランク軸として、例えば、図２〜４に示す鍛造クランク軸を採用できる。

図２は、本発明が対象とするクランク軸について、アーム部のピン部側表面の形状例を示す模式図であり、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）はピン部側表面を示す図、同図（ｃ）は側面を示す図、同図（ｄ）はＩ−Ｉ断面図である。同図では、クランク軸のアーム部のうちで、ウエイト部を一体で有するアーム部を１つだけ抽出して示しており、残りのクランク軸のアーム部を省略する。なお、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の破線矢印で示す方向からの投影図である。また、本発明において、ピン部の偏心方向のうちのピン部Ｐ側をトップ側（同図（ｂ）の符号Ｔ参照）、ウエイト部Ｗ側をボトム側（同図（ｂ）の符号Ｂ参照）という。

ウエイト部Ｗを一体で有するアーム部Ａは、同図に示すように、ピン部Ｐ側の表面のうち、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の内側に、第１窪み部Ａｔを有する。また、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）がピン部Ｐ側に膨らみ、それらの両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みは、第１窪み部Ａｔの厚みと比べ、厚肉である。ここで、側部（Ａｃ、Ａｄ）とは、アーム部Ａの幅方向（ピン部の偏心方向と直角な方向）の側面およびその周辺部分を意味し、換言すると、アーム部Ａの幅方向の端部を意味する。

また、アーム部Ａのピン部Ｐ側の表面、より具体的には、第１窪み部Ａｔの底面に凹部Ａｕが設けられる。その凹部Ａｕは、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）同士の間、すなわち、一方の側部Ａｃと他方の側部Ａｄの間に配置される。凹部Ａｕは、曲面状であり、例えば、球面状や楕円面状、回転放物面状とすることができる。凹部Ａｕの幅方向の位置は、例えば、両側部（Ａｃ、Ａｄ）の中央とすることができる。

このようにアーム部Ａは、ピン部Ｐ側表面に第１窪み部Ａｔおよび凹部Ａｕを有するので、本実施形態が対象とする鍛造クランク軸は、軽量化を図ることができる。また、アーム部Ａは、そのジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みが厚く維持されるので、本実施形態が対象とする鍛造クランク軸は、剛性の確保を図ることができる。その理由を以下に説明する。

本発明者らが、剛性について検討したところ、両側部（Ａｃ、Ａｄ）の内側（間）の厚みは剛性への影響が小さいが、両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みは剛性への影響が大きいことが明らかになった。具体的には、前述の特許文献１および２に記載されるような肉抜き部をアーム部のピン部側表面に設ける場合、凹状の肉抜き部がアーム部の幅方向の両側面まで貫通する。このため、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みも薄くなるので、剛性が低下する。なお、ここでいう剛性は、捩り剛性を意味する。

これに対し、本実施形態が対象とする鍛造クランク軸は、第１窪み部Ａｔをジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の内側に成形するとともに、凹部Ａｕを両側部（Ａｃ、Ａｄ）の間に成形する。このため、両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みを厚く維持できるので、鍛造クランク軸の剛性の低下を抑制できる。その結果、本実施形態に係る鍛造クランク軸によれば、肉抜き部を設ける場合と比べ、剛性を効率的に確保しながら、第１窪み部Ａｔとともに凹部Ａｕを成形することによってさらなる軽量化を図ることができる。

ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みが厚い部位は、剛性を効率的に確保する観点から、ピンスラスト部（図示なし）のボトム側の外縁からジャーナル部の中心に至る範囲を含むのが好ましい。ここで、ピンスラスト部とは、アーム部のピン部側表面に設けられ、コネクティングロッドのスラスト方向の移動を制限する部位である。

後述の本実施形態の製造方法では、押し込み工程で鍛造材を圧下する際に、折り曲げによってジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みを増加させる。その折り曲げを確実に行う観点から、ピン部Ｐ側表面の第１窪み部Ａｔは、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みが厚い部位に応じ、その厚みが厚い部位の範囲と一致するように配置するのが好ましい。

凹部Ａｕは、その一部がジャーナル部Ｊの真裏に位置するのが好ましく、全部がジャーナル部の真裏に位置するのがより好ましい。これにより、軽量化しつつ鍛造クランク軸の剛性の低下をより抑制できる。

例えば、凹部Ａｕの深さは、０．５ｍｍ以上アーム部の厚み以下とし、凹部Ａｕの最大直径は、ジャーナル部の直径以下とすることができる。加えて、第２金型の押し込みに要する力を低減する観点から、凹部Ａｕの深さＤ（ｍｍ）を浅くするとともに、軽量化効果を確保するために凹部Ａｕの面積Ｓ（ｍｍ²）を広くするのが好ましい。具体的には、Ｄ／（Ｓ）^1/2を（３π）^-1/2以下とするのが好ましい。この場合、凹部Ａｕの接線の角度θ１（前記図２（ｃ）参照）を例えば６０°以下とすることが可能となり、これによっても押し込みに要する力を低減できる。また、疵の危険性も低減できる。

続いて、ウエイト部を一体で有するアーム部Ａにおけるジャーナル部Ｊ側表面の形状について、その好ましい態様を説明する。

図３は、本発明が対象とするクランク軸について、アーム部のジャーナル部側表面の形状例を示す模式図であり、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）はジャーナル部側表面を示す図、同図（ｃ）はII−II断面図である。

ウエイト部Ｗを一体で有するアーム部Ａは、同図に示すように、ジャーナル部Ｊ側の表面のうち、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）の内側に第２窪み部Ａｓを有するのが好ましい。また、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）がジャーナル部Ｊ側に膨らみ、それらの両側部（Ａａ、Ａｂ）の厚みは、第２窪み部Ａｓの厚みと比べ、厚肉であるのが好ましい。この場合、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）の厚み維持によって剛性を確保しながら、第２窪み部Ａｓによってさらに軽量化を図ることができる。

続いて、ウエイト部を一体で有さないアーム部、すなわち、小判状のアーム部について、その好ましい態様を説明する。

図４は、本発明が対象とするクランク軸について、小判状のアーム部の形状例を示す模式図であり、同図（ａ）はピン部側表面を示す図、同図（ｂ）はIII−III断面図である。同図では、クランク軸のアーム部のうちで、小判状のアーム部を１つだけ抽出して示しており、残りのクランク軸のアーム部を省略する。

同図に示すように、小判状のアーム部Ａは、前記図２に示すウエイト部を一体で有するアーム部と同様に、ピン部Ｐ側表面のうち、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の内側に、第１窪み部Ａｔを有するのが好ましい。また、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）がピン部Ｐ側に膨らみ、それらの両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みは、第１窪み部Ａｔの厚みと比べ、厚肉であるのが好ましい。この場合、アーム部Ａのジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚み維持によって剛性を確保しながら、アーム部Ａのピン部Ｐ側表面の第１窪み部Ａｔによってさらに軽量化を図ることができる。

図示を省略するが、小判状のアーム部Ａは、前記図３に示すウエイト部を一体で有するアーム部と同様に、ジャーナル部Ｊ側表面のうち、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）の内側に第２窪み部（図示なし）を有するのが好ましい。また、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）がジャーナル部Ｊ側に膨らみ、それらの両側部の厚みは、第２窪み部の厚みと比べ、厚肉であるのが好ましい。この場合、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）の厚み維持によって剛性を確保しながら、ジャーナル部Ｊ側表面の第２窪み部によってさらに軽量化を図ることができる。

続いて、押し込み工程前、換言すると、バリ抜き工程後のクランク軸（バリ無し鍛造材）の形状について、ウエイト部を一体で有するアーム部と、小判状のアーム部とを順に説明する。

図５は、ウエイト部を一体で有するアーム部について、押し込み工程前のピン部側表面の形状例を示す模式図であり、同図（ａ）はピン部側表面を示す図、同図（ｂ）は側面を示す図、同図（ｃ）はIV−IV断面図である。同図では、クランク軸のアーム部のうちで、ウエイト部を一体で有するアーム部を１つだけ抽出して示しており、残りのクランク軸のアーム部を省略する。なお、同図（ｂ）は、同図（ａ）の破線矢印で示す方向からの投影図である。

同図に示すように、ウエイト部Ｗを一体で有するアーム部Ａにおいて、ピン部Ｐ側表面のうちでジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の内側領域は、押し込み工程後の第１窪み部の底面と合致する形状である。ただし、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の内側領域には、凹部が設けられていないので、凹部が設けられる領域は除かれる。また、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の領域には、その内側領域の形状が滑らかに広がっている。これにより、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みは、押し込み工程後の厚みよりも薄い。

加えて、ウエイト部Ｗを一体で有するアーム部Ａは、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の外周に第１余肉部（Ａｃａ、Ａｄａ）を有する。その第１余肉部（Ａｃａ、Ａｄａ）は、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の外周からアーム部Ａの幅方向に突出する。また、第１余肉部（Ａｃａ、Ａｄａ）は、板状であり、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の外周に沿って設けられる。第１余肉部（Ａｃａ、Ａｄａ）の厚みは、その根元の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みと比べ、同程度であるかまたは薄い。

図６は、ウエイト部を一体で有するアーム部について、押し込み工程前のジャーナル部側表面の形状例を示す模式図であり、同図（ａ）はジャーナル部側表面を示す図、同図（ｂ）はＶ−Ｖ断面図である。同図は、ウエイト部Ｗを一体で有するアーム部Ａにおいて、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）の厚みを厚く維持するとともに、ジャーナル部Ｊ側の表面に第２窪み部Ａｓを成形する場合の形状例を示す。

この場合、ジャーナル部Ｊ側の表面のうちでピン部Ｐ近傍の両側部の内側領域は、押し込み工程後（最終製品）の第２窪み部Ａｓの底面と合致する形状である。また、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）の領域は、その内側領域の形状が滑らかに広がっている。これにより、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）の厚みは、押し込み工程後の厚みよりも薄い。

また、アーム部Ａは、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）の外周にそれぞれ第２余肉部（Ａａａ、Ａｂａ）を有する。その第２余肉部（Ａａａ、Ａｂａ）は、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）の外周からアーム部Ａの幅方向に突出する。また、第２余肉部（Ａａａ、Ａｂａ）は、板状であり、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）の外周に沿って設けられる。第２余肉部（Ａａａ、Ａｂａ）の厚みは、その根元の両側部（Ａａ、Ａｂ）の厚みと比べ、同程度であるかまたは薄い。

図７は、小判状のアーム部について、押し込み工程前のピン部側表面の形状例を示す模式図であり、同図（ａ）はピン部側表面を示す図、同図（ｂ）はVI−VI断面図である。同図は、小判状のアーム部Ａにおいて、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みを維持するとともに、ピン部Ｐ側の表面に第１窪み部Ａｔを成形する場合の形状例を示す。

この場合、前記図５のウエイト部Ｗを一体で有するアーム部Ａと同様に、ピン部Ｐ側の表面のうちでジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の内側領域は、押し込み工程後の第１窪み部の底面と合致する形状である。また、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）には、前記図５のウエイト部Ｗを一体で有するアーム部Ａと同様に、第１余肉部（Ａｃａ、Ａｄａ）を有する。

前述の通り、小判状のアーム部Ａにおいて、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）の厚みを厚く維持するとともに、ジャーナル部Ｊ側の表面に第２窪み部Ａｓを成形するのが好ましい。この場合、前記図６のウエイト部Ｗを一体で有するアーム部Ａと同様に、ジャーナル部Ｊ側の表面のうちでピン部Ｐ近傍の両側部の内側領域は、押し込み工程後の第２窪み部の底面と合致する形状である（図示なし）。また、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）には、前記図６のウエイト部Ｗを一体で有するアーム部Ａと同様に、第２余肉部（Ａａａ、Ａｂａ）を有する。

２．鍛造クランク軸の製造方法
本実施形態の鍛造クランク軸の製造方法は、型鍛造工程と、バリ抜き工程と、押し込み工程とをその順で含む。型鍛造工程の前工程として、例えば、予備成形工程を設けることができる。押し込み工程の後工程として、例えば、整形工程を設けることができる。また、整形工程で、押し込み工程を実施することもできる。なお、ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、バリ抜き工程と整形工程の間に、捩り工程が追加される。これらの工程は、いずれも、熱間で一連に行われる。

予備成形工程は、ロール成形工程と曲げ打ち工程とで構成できる。ロール成形工程および曲げ打ち工程では、ビレット（原材料）の体積を配分し、曲げ荒地を成形する。

型鍛造工程では、曲げ荒地からクランク軸の形状が成形されたバリ付き鍛造材を得る。そのバリ付きの鍛造材には、例えば、前記図５〜７に示すバリ無し鍛造材と同様に、ジャーナル部Ｊ、ピン部Ｐおよびアーム部Ａの形状が型鍛造によって成形される。また、バリ付きの鍛造材は、ウエイト部Ｗを一体で有するアーム部Ａにおいて、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の外周に第１余肉部（Ａｃａ、Ａｄａ）を有する。

このようなバリ付き鍛造材を得る型鍛造工程は、荒打ち工程および仕上げ打ち工程をその順で設けることによって構成できる。型鍛造工程の型抜き勾配は、アーム部のピン部Ｐ側表面に対応する部位、および、第１余肉部（Ａｃａ、Ａｄａ）に対応する部位のいずれでも、逆勾配にならない。このため、荒打ちと仕上げ打ちのいずれの型鍛造も、支障なく行え、バリ付きの鍛造材を得ることができる。

バリ抜き工程では、例えば、バリ付き鍛造材を一対の金型によって挟み込んだ状態で、その鍛造材からバリを除去する。これにより、バリ無し鍛造材を得ることができる。

押し込み工程では、バリ無し鍛造材を一対の第１金型で圧下する。その際に、第１金型で第１余肉部をアーム部のピン部側の表面に向けて折り曲げ、アーム部のジャーナル部近傍の両側部の厚みを増加させる。その後、バリ無し鍛造材を一対の第１金型で圧下した状態で、ウエイト部を一体で有するアーム部において、ピン部側表面に第２金型を押し込んで凹部を成形する。その凹部を、アーム部のピン部側表面のうちでジャーナル部近傍の両側部の間に成形する。このような押し込み工程の詳細は、後述する。

整形工程では、バリ無し鍛造材を一対の金型で圧下し、最終製品の寸法形状に矯正する。前述の通り、整形工程で押し込み工程を実施することもできる。従来と同様の製造工程を採用できるので、整形工程で押し込み工程を実施するのが好ましい。整形工程で押し込み工程を実施する場合、バリ無し鍛造材を第１金型で圧下する際に、バリ無し鍛造材を矯正する。

ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、捩り工程でピン部の配置角度を調整する。このような工程により、本実施形態の鍛造クランク軸の製造方法は、鍛造クランク軸を得る。

３．押し込み工程の処理フロー例
図８〜１２は、押し込み工程の処理フロー例を示す模式図である。そのうちの図８は、アーム部のピン部側表面を示し、同図（ａ）は保持時、同図（ｂ）は圧下終了時、同図（ｃ）は押し込み終了時を示す。また、図９は、アーム部のジャーナル部側表面を示し、同図（ａ）は保持時、同図（ｂ）は圧下終了時、同図（ｃ）は押し込み終了時を示す。図８および９には、バリ無し鍛造材３０と、上下で一対の第１金型１０とを示し、図面の理解を容易にするため、第２金型および治具の図示を省略する。また、バリ無し鍛造材３０は、アーム部のうちでウエイト部を一体で有するアーム部を１つだけ抽出して示す。

図１０は、アーム部の側面を示す図であり、同図（ａ）は保持時、同図（ｂ）は圧下終了時、同図（ｃ）は押し込み終了時を示す。同図には、バリ無し鍛造材３０と、第２金型２２と、治具２６とを示し、図面の理解を容易にするため、第１金型の図示を省略する。

図１１は、ジャーナル部位置の断面図であり、同図（ａ）は保持時（図８（ａ）のVII−VII位置）、同図（ｂ）は圧下終了時（図８（ｂ）のVIII−VIII位置）、同図（ｃ）は押し込み終了時（図８（ｃ）のIX−IX位置）を示す。同図には、バリ無し鍛造材３０と、一対の第１金型１０と、第２金型２２とを示す。

図１２は、ピン部位置の断面図であり、同図（ａ）は保持時（図９（ａ）のＸ−Ｘ位置）、同図（ｂ）は圧下終了時（図９（ｂ）のXI−XI位置）、同図（ｃ）は押し込み終了時（図９（ｃ）のXII−XII位置）を示す。同図には、バリ無し鍛造材３０と、一対の第１金型１０と、第３金型２３とを示す。

押し込み工程では、一対の第１金型１０を用いる。第１金型１０は、上型１１と下型１２とで構成でき、上型１１および下型１２には、それぞれ型彫刻部が彫り込まれている。その型彫刻部には、クランク軸の最終製品形状のうちの一部が反映されている。具体的には、ウエイト部Ｗを一体で有するアーム部Ａにおいて、第１余肉部（Ａｃａ、Ａｄａ）を折り曲げるため、そのアーム部Ａのジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の形状が型彫刻部に反映されている。また、型彫刻部のうちで第１余肉部の折り曲げに寄与する部位は、第１余肉部をピン部側表面に向けて案内するように傾斜している。

また、ウエイト部Ｗを一体で有するアーム部Ａに第２余肉部（Ａａａ、Ａｂａ）を設ける場合、その第２余肉部（Ａａａ、Ａｂａ）を折り曲げるため、そのアーム部Ａのピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）の形状が型彫刻部にさらに反映される。また、型彫刻部のうちで第２余肉部の折り曲げに寄与する部位は、第２余肉部をジャーナル部側表面に向けて案内するように傾斜している。

図示を省略するが、小判状のアーム部Ａに第１余肉部を設ける場合、その第１余肉部を折り曲げるため、そのアーム部Ａのジャーナル部Ｊ近傍の両側部の形状が型彫刻部にさらに反映される。また、型彫刻部のうちで第１余肉部の折り曲げに寄与する部位は、第１余肉部をピン部側表面に向けて案内するように傾斜している。

小判状のアーム部Ａに第２余肉部を設ける場合、その第２余肉部を折り曲げるため、そのアーム部Ａのピン部Ｐ近傍の両側部の形状が型彫刻部にさらに反映される。また、型彫刻部のうちで第２余肉部の折り曲げに寄与する部位は、第２余肉部をジャーナル部側表面に向けて案内するように傾斜している。

整形工程で押し込み工程を実施する場合、バリ無し鍛造材を最終製品の寸法形状に矯正するため、例えば、上述の両側部以外のアーム部形状がさらに型彫刻部に反映される。また、ジャーナル部Ｊやピン部Ｐの形状も型彫刻部に反映される。一方、押し込み工程で整形加工を行わない場合、第２金型を押し込む過程で、第１金型を用いて圧下することによりバリ無し鍛造材を保持するため、例えば、ジャーナル部やピン部の形状がさらに型彫刻部に反映される。

ただし、型抜き勾配が逆勾配となるのを防止するため、図１１に示すように、第１金型（１１、１２）は、アーム部Ａのピン部Ｐ側表面のうちで、少なくとも第１窪み部となる部分が開放されている。この開放された部分には、第２金型２２が収容され、後述の第６金型（図示なし）をさらに収容しても良い。第２金型２２には、型彫刻部が彫り込まれており、その型彫刻部には、凹部Ａｕの形状が反映されている。また、第２金型２２は、第１金型（１１、１２）から独立し、アーム部Ａのピン部Ｐ側表面に対して進退移動が可能である。

ここで、第２金型２２は、隣り合うアーム部の間に配置され、その配置スペースは狭小となる。そこで、第２金型２２は、図１０に示すように、ピン部の偏心方向に沿って移動可能な治具２６と連結する構成を採用しても良い。この構成について、以下に詳述する。

第２金型２２の進退移動を実現するため、第２金型２２は、案内部材（図示なし）によって案内方向（同図の実線矢印参照）に沿って移動可能に保持される。また、第２金型２２は、スライド方向（同図の破線矢印参照）に沿ってスライド可能な状態で治具２６と連結される。治具２６は、油圧シリンダ等と連結され、その動作に伴ってピン部の偏心方向（同図のハッチングを施した矢印参照）に沿って移動可能である。

このように治具２６と第２金型２２とを連結すれば、治具２６がピン部の偏心方向に沿って移動するのに伴い、第２金型２２が案内方向（同図の実線矢印参照）に沿って移動する。その際、第２金型２２は、治具２６に対してスライド方向（同図の破線矢印参照）に相対移動する。

ウエイト部Ｗを一体で有するアーム部Ａに第２余肉部（Ａａａ、Ａｂａ）を設ける場合、第１金型（１１、１２）は、図１２に示すように、アーム部Ａのジャーナル部Ｊ側表面の第２窪み部に対応する部位が開放されている。これにより、型抜き勾配が逆勾配となるのを防止できる。その開放された部分には、第３金型２３を収容しても良い。第３金型２３には、型彫刻部が彫り込まれており、その型彫刻部には、第２窪み部Ａｓの形状が反映されている。この第３金型２３は、進退移動が可能であり、その進退移動は連結される油圧シリンダ等の動作によって実現される。

第３金型２３は、第１金型１０の圧下方向に移動可能としても良い。圧下方向への第３金型２３の移動は、進退移動の駆動源とは別個にスプリングや油圧シリンダ等の適宜手段を用いて実行される。

図示を省略するが、小判状のアーム部に第１余肉部を設ける場合、第１金型は、アーム部のピン部側表面の第１窪み部に対応する部位が開放されている。この開放された部分には、前述の第３金型と同様の第４金型を収容しても良い。また、小判状のアーム部に第２余肉部を設ける場合、アーム部のジャーナル部側表面の第２窪み部に対応する部位が開放されている。この開放された部分には、前述の第３金型と同様の第５金型を収容しても良い。

このような第１金型１０および第２金型２２を用いる本実施形態の押し込み工程の処理フロー例を説明する。先ず、第２金型２２を後退させて退避させるとともに、第１金型１０の上型１１と下型１２とを離間させる。第３金型〜第５金型を用いる場合、第３金型〜第５金型も後退させて退避させる。その状態でバリ無し鍛造材３０を上型１１と下型１２の間に配置する。

次いで、第３金型〜第５金型を用いる場合、第３金型〜第５金型をそれぞれ進出させ、アーム部Ａの各表面に押し付ける（図１０（ａ）および図１２（ａ）参照）。これにより、アーム部Ａの各表面をそれぞれ保持する。ただし、アーム部の表面のうちで、第１余肉部が設けられたジャーナル部Ｊ近傍の両側部の領域と、第２余肉部が設けられたピン部Ｐ近傍の両側部の領域とについては、第３金型〜第５金型のいずれも押し当てない。それらの領域に金型を押し当てて保持すると、ジャーナル部近傍およびピン部近傍の両側部で厚みを増加させることが不可能となるからである。

この状態で、第１金型１０の上型１１と下型１２とが近接するように移動させ、より具体的には、上型１１を下死点まで下降させる。これにより、バリ無し鍛造材３０が第１金型１０によって圧下される。その圧下の際に、図１１（ｂ）等に示すように、第１余肉部（Ａｃａ、Ａｄａ）を第１金型１０の型彫刻部に沿ってアーム部Ａのピン部Ｐ側表面に向けて折り曲げ、第１余肉部（Ａｃａ、Ａｄａ）をピン部Ｐ側に張り出させる。その結果、アーム部のジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みが増加する。このため、得られるクランク軸は、アーム部のジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）で厚みが厚くなる。

同様に、ウエイト部を一体で有するアーム部に第２余肉部を設ける場合、圧下の際に、第１金型１０で第２余肉部（Ａａａ、Ａｂａ）をアーム部Ａのジャーナル部Ｊ側表面に向けて折り曲げる。これにより、第２余肉部（Ａａａ、Ａｂａ）をジャーナル部Ｊ側に張り出させ、ピン部Ｐ近傍の両側部（Ａａ、Ａｂ）で厚みを増加させる（図１２（ｂ）等参照）。

図示を省略するが、小判状のアーム部に第１余肉部を設ける場合、圧下の際に、第１金型１０で第１余肉部をアーム部Ａのピン部Ｐ側表面に向けて折り曲げる。これにより、第１余肉部をピン部Ｐ側に張り出させ、アーム部のジャーナル部Ｊ近傍の両側部で厚みを増加させる。また、小判状のアーム部に第２余肉部を設ける場合、圧下の際に、第１金型１０で第２余肉部をアーム部Ａのジャーナル部Ｊ側表面に向けて折り曲げる。これにより、第２余肉部をジャーナル部Ｊ側に張り出させ、ピン部Ｐ近傍の両側部で厚みを増加させる。

整形工程で押し込み工程を実施する場合、圧下の際にクランク軸の形状を矯正し、最終製品から凹部が除かれた形状とする。

続いて、バリ無し鍛造材３０を第１金型１０の上型１１と下型１２で圧下した状態で、すなわち、第１金型１０で挟み込んで保持した状態で、第２金型２２を進出させる。これにより、第２金型２２が、アーム部Ａのピン部Ｐ側表面のうちで両側部（Ａｃ、Ａｄ）の中間、より具体的には、第１窪み部Ａｔの底面に押し込まれ、凹部Ａｕが成形される（図１１（ｃ）等参照）。

凹部Ａｕを成形した後、第２金型２２を後退させて退避させる。第３金型〜第５金型を用いる場合、第３金型〜第５金型もそれぞれ後退させて退避させる。続いて、第１金型１０の上型１１と下型１２とを離間させ、より具体的には、上型１１を上死点まで上昇させる。その状態で、加工済みのバリ無し鍛造材を搬出する。

このような本実施形態の鍛造クランク軸の製造方法によれば、ウエイト部を一体で有するアーム部Ａにおいて、ジャーナル部Ｊ近傍の両側部（Ａｃ、Ａｄ）の厚みを厚く維持しながら、ピン部Ｐ側の表面に第１窪み部Ａｔおよび凹部Ａｕを設けることが可能となる。このため、本実施形態の鍛造クランク軸の製造方法は、軽量化と剛性確保を同時に図った鍛造クランク軸を製造することができる。

押し込み工程では、第２金型２２に代えて、形状が円柱状であるポンチ、または、先端に円錐状部が設けられた円柱状のポンチを用いることも考えられる。しかしながら、ポンチは、押し込みに多大な力が必要であり、設備負荷やポンチの寿命が問題となることから、不適である。第２金型２２の押し込みに要する力を低減する観点から、第２金型の型彫刻部の形状は、凸な曲面状とするのが好ましく、例えば、球面状や楕円面状、回転放物面状とすることができる。

第２金型２２の押し込み方向と、凹部Ａｕが成形される面（第１窪み部Ａｔの底面）とがなす角度θ２（図１０（ａ）参照）は、鋭角とするのが好ましい。θ２を鋭角とすれば、単位押し込み量あたりの加工度が低下することから、第２金型２２の押し込みに要する力をより低減できる。この効果は、θ２を７０°以下とすれば、顕著となる。一方、θ２が３０°未満であれば、凹部Ａｕが成形される面（第１窪み部Ａｔの底面）を削ぐような（せん断するような）変形が過多となり、所望の変形が得られないおそれがある。これらから、θ２を３０〜７０°とするのがより好ましい。ここで、押し込み量は、第２金型の押し込み方向の移動量（ｍｍ）を意味する。

ピン部Ｐ側の第１窪み部Ａｔを精密に仕上げる観点から、前述の第６金型を用いるのが好ましい。

図１３は、第６金型を用いる場合のジャーナル部位置の断面図であり、同図（ａ）は保持時、同図（ｂ）は圧下終了時、同図（ｃ）は押し込み終了時を示す。同図は、前記図１１に第６金型２４を追加したものである。

第６金型２４には、型彫刻部が彫り込まれており、その型彫刻部には、第１窪み部Ａｔの形状が反映されている。ただし、図１３に示すように、第６金型２４は、アーム部Ａのピン部Ｐ側表面のうちで、少なくとも凹部Ａｕとなる部分が開放されている。その開放された部分には、前述の第２金型２２が収容される。

この第６金型２４は、進退移動が可能であり、その進退移動は、例えば、連結される油圧シリンダ等の動作によって実現される。第６金型２４は、第１金型１０の圧下方向（ピン部の偏心方向と直角な方向）に移動可能としても良い。圧下方向への第６金型２４の移動は、例えば、進退移動の駆動源とは別個にスプリングや油圧シリンダ等の適宜手段を用いて実行される。押し込み工程において、第６金型２４は、前述の第３金型〜第５金型と同様に、進退移動を行えばよい。

このような第６金型２４を用いる場合、押し込み工程では、アーム部のピン部側表面を第６金型２４の押し当てによって保持する。ただし、アーム部のピン部側表面のうちで、第１余肉部が設けられたジャーナル部近傍の両側部の領域は、第６金型２４を押し当てない。その領域に第６金型を押し当てて保持すると、ジャーナル部近傍の両側部で厚みを増加させることが不可能となるからである。

アーム部のピン部側表面を第６金型で保持する際、ピン部Ｐ側の第１窪み部Ａｔをより精密に仕上げる観点から、第１金型（１１、１２）の圧下に追従して第６金型２４を第１金型（１１、１２）の圧下方向に移動させ、アーム部への第６金型２４の押し当て位置を一定の位置に維持するのが好ましい。

ウエイト部を一体で有するアーム部において、型鍛造工程では、前述の第２余肉部をさらに成形し、押し込み工程では、第１金型で第２余肉部をアーム部Ａのジャーナル部Ｊ側表面に向けて折り曲げ、ピン部近傍の両側部の厚みを増加させるのが好ましい。これにより、剛性を確保しながら、さらに軽量化を図ることができる。この場合、ジャーナル部側表面の凹み形状を精密に仕上げる観点から、前述の第３金型を用いるのが好ましい。

小判状のアーム部において、型鍛造工程では、前述の第１余肉部をさらに成形し、押し込み工程では、第１金型で第１余肉部をアーム部のピン部側表面に向けて折り曲げ、ジャーナル部近傍の両側部の厚みを増加させるのが好ましい。これにより、剛性を確保しながら、さらに軽量化を図ることができる。この場合、ピン部側表面の凹み形状を精密に仕上げる観点から、前述の第４金型を用いるのが好ましい。

また、小判状のアーム部において、型鍛造工程では、前述の第２余肉部をさらに成形し、押し込み工程では、第１金型で第２余肉部をアーム部のジャーナル部側表面に向けて折り曲げ、ピン部近傍の両側部の厚みを増加させるのが好ましい。これにより、剛性を確保しながら、さらに軽量化を図ることができる。この場合、ジャーナル部側表面の凹み形状を精密に仕上げる観点から、前述の第５金型を用いるのが好ましい。

図８〜図１２に示す処理フロー例は、４気筒エンジンに搭載されるクランク軸を対象とし、そのクランク軸は、ピン部の偏心方向がアーム部ごとに１８０°の等間隔にシフトする。このように１８０°の等間隔にシフトする場合、いずれのアーム部も、第１金型によってピン部の偏心方向と直角な方向から圧下される。この場合、第１金型の圧下方向は、クランク軸の軸方向とも直角である。

ただし、第１金型による圧下方向は、ピン部の偏心方向と直角な方向に限定されない。例えば、３気筒エンジンに搭載されるクランク軸の場合、ピン部の偏心方向がアーム部ごとに１２０°または６０°の等間隔にシフトする。このように１８０°の等間隔にシフトしない場合、第１金型による圧下方向は、一部のアーム部でピン部の偏心方向と直角な方向にならない。この場合であっても、本実施形態の鍛造クランク軸の製造方法を適用できる。すなわち、第１金型で第１余肉部を折り曲げることにより、アーム部の両側部の厚みを増加させることができる。したがって、第１金型による圧下方向は、第１金型で第１余肉部を折り曲げることによってアーム部の両側部の厚みを増加させることができる限り、限定されない。

本発明は、レシプロエンジンに搭載される鍛造クランク軸の製造に有効に利用できる。

１：鍛造クランク軸、 Ｊ、Ｊ１〜Ｊ５：ジャーナル部、 Ｐ、Ｐ１〜Ｐ４：ピン部、
Ｆｒ：フロント部、 Ｆｌ：フランジ部、 Ａ、Ａ１〜Ａ８：クランクアーム部、
Ｗ、Ｗ１〜Ｗ８：カウンターウエイト部、
Ａａ、Ａｂ：アーム部のピン部近傍の側部、
Ａａａ、Ａｂａ：第２余肉部、 Ａｃ、Ａｄ：アーム部のジャーナル部近傍の側部、
Ａｃａ、Ａｄａ：第１余肉部、 Ａｓ：第２窪み部、 Ａｔ：第１窪み部、
Ａｕ：凹部、 １０：第１金型、 １１：上型、 １２：下型、 ２２：第２金型、
２３：第３金型、 ２４：第６金型、 ２６：治具、 ３０：バリ無し鍛造材

Claims (2)

1. 回転中心となるジャーナル部と、そのジャーナル部に対して偏心したピン部と、前記ジャーナル部と前記ピン部をつなぐクランクアーム部と、を備える鍛造クランク軸の製造方法であって、
   前記鍛造クランク軸は、前記クランクアーム部のうちの全部または一部にカウンターウエイト部を一体で有し、
   当該製造方法は、
   クランク軸の形状が成形されたバリ付き鍛造材を得る型鍛造工程と、
   前記バリ付き鍛造材からバリを除去することにより、バリ無し鍛造材を得るバリ抜き工程と、
   前記バリ無し鍛造材を、一対の第１金型で圧下した後、前記カウンターウエイト部を一体で有するクランクアーム部において、前記ピン部側表面に第２金型を押し込んで凹部を成形する、押し込み工程と、を含み、
   前記型鍛造工程では、前記カウンターウエイト部を一体で有するクランクアーム部において、前記ジャーナル部近傍の両側部それぞれの外周に当該外周から突出する第１余肉部をさらに成形し、
   前記押し込み工程において、前記バリ無し鍛造材を圧下する際に、前記第１金型で前記第１余肉部を前記クランクアーム部の前記ピン部側の表面に向けて折り曲げ、前記ジャーナル部近傍の両側部の厚みを増加させるとともに、
   前記凹部を、前記ピン部側表面のうちで前記ジャーナル部近傍の前記両側部同士の間に成形する、鍛造クランク軸の製造方法。
2. 請求項１に記載の鍛造クランク軸の製造方法において、
   前記押し込み工程は、金型を用いた圧下によりクランク軸の形状を矯正する整形工程で実施する、鍛造クランク軸の製造方法。
   

Images