JP2020151731A

JP2020151731A - Method of manufacturing crank shaft

Info

Publication number: JP2020151731A
Application number: JP2019050931A
Authority: JP
Inventors: 潤一大久保; Junichi Okubo; 憲司田村; Kenji Tamura
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2020-09-24
Anticipated expiration: 2039-03-19
Also published as: JP7243342B2

Abstract

To provide a method of manufacturing a crank shaft which enables reducing the weight of a counter-weight and securing the moment of the counter-weight.SOLUTION: A method of manufacturing a crank shaft includes a process a) and a process b). In the process a), a finished forged product (10) which is shaped by die-forging and in which barr is removed is prepared. The finished forged product (10) has a crank journal (11), a crank pin (12), a crank arm (13), and a counter-weight (14). The counter-weight (14) is formed integrally with the crank arm (13). In the process b), a tool (40) is pressed against the counter-weight (14), and a material of the counter-weight (14) is moved by a protrusion part (44) of the tool (40) to flow outward in a width direction of the counter-weight (14).SELECTED DRAWING: Figure 6C

Description

本開示は、クランク軸の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a crankshaft.

例えば自動車に搭載されるレシプロエンジンは、燃料の燃焼によるピストンの往復運動を回転運動に変換するため、クランク軸を備える。クランク軸は、クランクジャーナルと、クランクピンと、クランクアームと、を有する。クランクジャーナルは、クランク軸の主軸部であり、軸心周りに回転する。クランクピンは、クランクジャーナルに対して偏心して配置され、コネクティングロッドを介してピストンに接続される。クランクアームは、クランクジャーナルとクランクピンとを連結する。 For example, a reciprocating engine mounted on an automobile is provided with a crankshaft in order to convert the reciprocating motion of the piston due to the combustion of fuel into rotary motion. The crankshaft has a crank journal, a crank pin, and a crank arm. The crank journal is the main shaft portion of the crankshaft and rotates around the axis. The crank pin is eccentrically arranged with respect to the crank journal and is connected to the piston via a connecting rod. The crank arm connects the crank journal and the crank pin.

クランク軸は、例えば、型鍛造によって製造することができる。クランク軸を型鍛造によって製造する場合、まず、加熱されたビレットを予備成形して荒地を得る。次に、荒打ち及び仕上げ打ちを行って荒地から仕上げ鍛造品を成形し、この仕上げ鍛造品に対してバリ抜きを実施する。その後、バリなしの仕上げ鍛造品の必要箇所を圧下し、仕上げ鍛造品を最終製品の寸法及び形状に整形する。 The crankshaft can be manufactured, for example, by die forging. When the crankshaft is manufactured by die forging, first, the heated billet is preformed to obtain a wasteland. Next, roughing and finish casting are performed to form a finish forged product from the rough ground, and burrs are removed from the finish forged product. After that, the necessary parts of the finish forged product without burrs are pressed down, and the finished forged product is shaped into the dimensions and shape of the final product.

クランク軸の製造プロセスに関して、従来、様々な提案がなされている。例えば、特許文献１は、仕上げ打ち工程においてクランクピンに孔部を形成する方法を提案する。特許文献１において、荒地（予備成形品）は、仕上げ打ちに用いられる金型のキャビティよりも小さくなるように成形される。そのため、仕上げ打ち工程において予備成形品が金型内に配置された時点では、予備成形品と金型との間にクリアランスが存在する。しかしながら、予備成形品のクランクピンにパンチが挿入されることにより、このクリアランスに材料が充填される。特許文献１によれば、パンチの挿入によってクランクピンに孔部が形成されるため、クランク軸の軽量化を図ることができる。また、金型の閉塞空間内に材料を充填させて鍛造を行うため、クランク軸の寸法精度を向上させることができる。 Various proposals have been made in the past regarding the manufacturing process of crankshafts. For example, Patent Document 1 proposes a method of forming a hole in a crank pin in a finishing process. In Patent Document 1, the wasteland (pre-molded product) is molded so as to be smaller than the cavity of the mold used for finish casting. Therefore, when the premolded product is placed in the mold in the finish casting process, there is a clearance between the premolded product and the mold. However, this clearance is filled with material by inserting a punch into the crank pin of the premolded article. According to Patent Document 1, since a hole is formed in the crank pin by inserting a punch, the weight of the crankshaft can be reduced. Further, since the material is filled in the closed space of the die for forging, the dimensional accuracy of the crankshaft can be improved.

特許文献２は、クランクアームに設けられたカウンターウエイトを矯正する方法を提案する。特許文献２では、バリなしの仕上げ鍛造品に対し、ツイスト工程でひねりを加え、リストライク工程で曲がり矯正を施す。その後、クランクピンを挟んで隣り合うカウンターウエイトの間に中間治具を挿入し、これらのカウンターウエイトを両側から加圧治具で加圧拘束することにより、カウンターウエイトの形状を矯正する。 Patent Document 2 proposes a method for correcting a counterweight provided on a crank arm. In Patent Document 2, a finish forged product without burrs is twisted in a twist process and bent and corrected in a rest-like process. After that, an intermediate jig is inserted between the counter weights adjacent to each other with the crank pin sandwiched between them, and these counter weights are pressure-restrained from both sides with a pressure jig to correct the shape of the counter weight.

特許文献３は、クランク軸本体のクランクアームにカウンターウエイトを接合する方法を提案する。特許文献３では、クランク軸本体及びカウンターウエイトがそれぞれ冷間鍛造で成形される。カウンターウエイトは、クランクアームに対し、溶接及び塑性締結で接合される。特許文献３によれば、溶接による接合部が破壊された場合であっても、塑性締結による接合部によってカウンターウエイトがクランクアームから分離するのを防ぐことができる。 Patent Document 3 proposes a method of joining a counterweight to the crank arm of the crankshaft body. In Patent Document 3, the crankshaft body and the counterweight are each formed by cold forging. The counterweight is joined to the crank arm by welding and plastic fastening. According to Patent Document 3, even when the joint portion by welding is broken, it is possible to prevent the counterweight from being separated from the crank arm by the joint portion by plastic fastening.

国際公開第２０１０／１１０１３３号International Publication No. 2010/110133 特開２００６−２４７７３０号公報JP-A-2006-247730 特開２０１２−９７８８８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-97888

特許文献３では、カウンターウエイトがクランクアームと別個に成形される。これに対し、特許文献１及び２では、カウンターウエイトはクランクアームと一体として成形される。この場合、仕上げ打ち工程では、クランクアーム及びカウンターウエイトの縦軸を境に二分割する金型が用いられる。この金型から仕上げ鍛造品を取り出しやすくするため、カウンターウエイトの表面には抜け勾配が与えられる。 In Patent Document 3, the counterweight is molded separately from the crank arm. On the other hand, in Patent Documents 1 and 2, the counterweight is molded integrally with the crank arm. In this case, in the finishing step, a die that divides into two with the vertical axis of the crank arm and the counterweight as a boundary is used. A draft is provided on the surface of the counterweight to facilitate removal of the finished forged product from this die.

カウンターウエイトの表面に抜け勾配が与えられることにより、カウンターウエイトの厚みは幅方向の中央部で増加する。すなわち、型鍛造時の抜け勾配に起因してカウンターウエイトが増量する。カウンターウエイトの増量に伴い、クランク軸も増量する。クランク軸の増量は、レシプロエンジンが搭載される自動車の燃費向上及び軽量化の観点から好ましくない。このため、カウンターウエイトには軽量化が求められている。 By providing a draft on the surface of the counterweight, the thickness of the counterweight increases at the center in the width direction. That is, the counterweight increases due to the draft in the die forging. As the counterweight increases, so does the crankshaft. Increasing the amount of the crankshaft is not preferable from the viewpoint of improving the fuel efficiency and reducing the weight of the automobile equipped with the reciprocating engine. Therefore, the counterweight is required to be lightweight.

カウンターウエイトは、クランク軸の回転バランスを保つ錘である。よって、カウンターウエイトには、軽量化と同時に、所望のモーメントを確保することも要求される。 The counterweight is a weight that maintains the rotational balance of the crankshaft. Therefore, the counterweight is required to secure a desired moment at the same time as reducing the weight.

本開示は、カウンターウエイトを軽量化しつつ、カウンターウエイトのモーメントを確保することができるクランク軸の製造方法を提供することを課題とする。 An object of the present disclosure is to provide a method for manufacturing a crankshaft capable of securing a moment of a counterweight while reducing the weight of the counterweight.

本開示に係るクランク軸の製造方法は、工程ａ）と、工程ｂ）と、を備える。工程ａ）では、型鍛造で成形され、バリが除去された仕上げ鍛造品を準備する。仕上げ鍛造品は、クランクジャーナルと、クランクピンと、クランクアームと、カウンターウエイトと、を有する。クランクピンは、クランクジャーナルに対して偏心する。クランクアームは、クランクジャーナルとクランクピンとを連結する。カウンターウエイトは、クランクアームと一体に成形されている。工程ｂ）では、カウンターウエイトの表面に対向する主面と、主面上に形成された突起部と、を含む工具をカウンターウエイトに押し付け、突起部により、カウンターウエイトの幅方向で外側に向かってカウンターウエイトの材料を流動させる。 The crankshaft manufacturing method according to the present disclosure includes steps a) and b). In step a), a finish forged product that has been molded by die forging and has burrs removed is prepared. The finish forged product has a crank journal, a crank pin, a crank arm, and a counterweight. The crank pin is eccentric with respect to the crank journal. The crank arm connects the crank journal and the crank pin. The counterweight is integrally molded with the crank arm. In step b), a tool including a main surface facing the surface of the counterweight and a protrusion formed on the main surface is pressed against the counterweight, and the protrusions outward in the width direction of the counterweight. Flow the counterweight material.

本開示に係るクランク軸の製造方法によれば、カウンターウエイトを軽量化しつつ、カウンターウエイトのモーメントを確保することができる。 According to the method for manufacturing a crankshaft according to the present disclosure, it is possible to secure the moment of the counterweight while reducing the weight of the counterweight.

図１は、実施形態に係るクランク軸の製造方法において工程ａ）で準備される仕上げ鍛造品の側面図である。FIG. 1 is a side view of a finish forged product prepared in step a) in the crankshaft manufacturing method according to the embodiment. 図２は、図１に示す仕上げ鍛造品に含まれるクランクウェブの正面図である。FIG. 2 is a front view of the crank web included in the finish forged product shown in FIG. 図３は、図２に示すクランクウェブの底面図である。FIG. 3 is a bottom view of the crank web shown in FIG. 図４は、実施形態に係るクランク軸の製造方法において工程ｂ）で使用される加工装置の模式図である。FIG. 4 is a schematic view of a processing apparatus used in step b) in the method for manufacturing a crankshaft according to an embodiment. 図５は、図４に示す加工装置に含まれる工具の上面図及び背面図である。5 is a top view and a rear view of the tool included in the processing apparatus shown in FIG. 4. FIG. 図６Ａは、工程ｂ）における加工装置の動作を説明するための模式図である。FIG. 6A is a schematic diagram for explaining the operation of the processing apparatus in step b). 図６Ｂは、工程ｂ）における加工装置の動作を説明するための別の模式図である。FIG. 6B is another schematic diagram for explaining the operation of the processing apparatus in the step b). 図６Ｃは、工程ｂ）における加工装置の動作を説明するための、さらに別の模式図である。FIG. 6C is yet another schematic diagram for explaining the operation of the processing apparatus in step b). 図７は、工程ｂ）においてカウンターウエイトが加工される様子を説明するための模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining how the counterweight is processed in step b). 図８は、工程ｂ）の後のクランクウェブの正面図である。FIG. 8 is a front view of the crank web after step b). 図９は、図８に示すクランクウェブの底面図である。FIG. 9 is a bottom view of the crank web shown in FIG.

実施形態に係るクランク軸の製造方法は、工程ａ）と、工程ｂ）と、を備える。工程ａ）では、型鍛造で成形され、バリが除去された仕上げ鍛造品を準備する。仕上げ鍛造品は、クランクジャーナルと、クランクピンと、クランクアームと、カウンターウエイトと、を有する。クランクピンは、クランクジャーナルに対して偏心する。クランクアームは、クランクジャーナルとクランクピンとを連結する。カウンターウエイトは、クランクアームと一体に成形されている。工程ｂ）では、カウンターウエイトの表面に対向する主面と、主面上に形成された突起部と、を含む工具をカウンターウエイトに押し付け、突起部により、カウンターウエイトの幅方向で外側に向かってカウンターウエイトの材料を流動させる（第１の構成）。 The method for manufacturing a crankshaft according to the embodiment includes steps a) and b). In step a), a finish forged product that has been molded by die forging and has burrs removed is prepared. The finish forged product has a crank journal, a crank pin, a crank arm, and a counterweight. The crank pin is eccentric with respect to the crank journal. The crank arm connects the crank journal and the crank pin. The counterweight is integrally molded with the crank arm. In step b), a tool including a main surface facing the surface of the counterweight and a protrusion formed on the main surface is pressed against the counterweight, and the protrusions outward in the width direction of the counterweight. The material of the counterweight is made to flow (first configuration).

第１の構成によれば、バリを除去した後の仕上げ鍛造品のカウンターウエイトに対し、工具が押し付けられる。カウンターウエイトの材料は、この工具に形成された突起部により、幅方向の外側に向かって流動する。そのため、カウンターウエイトの重心が幅方向の中央部側から両端部側に移動してクランク軸の回転軸から遠ざかり、回転軸周りにおけるカウンターウエイトのモーメントが大きくなる。すなわち、第１の構成に係る製造方法で製造されたクランク軸では、一般的な型鍛造で製造されたクランク軸と比較して、モーメントが同程度であればカウンターウエイトの重量が小さい。よって、第１の構成によれば、カウンターウエイトを軽量化しつつ、カウンターウエイトのモーメントを確保することができる。 According to the first configuration, the tool is pressed against the counterweight of the finished forged product after removing the burrs. The material of the counterweight flows outward in the width direction due to the protrusions formed on the tool. Therefore, the center of gravity of the counterweight moves from the central portion side in the width direction to both end portions and moves away from the rotation axis of the crankshaft, and the moment of the counterweight around the rotation axis increases. That is, in the crankshaft manufactured by the manufacturing method according to the first configuration, the weight of the counterweight is smaller if the moment is about the same as that of the crankshaft manufactured by general die forging. Therefore, according to the first configuration, it is possible to secure the moment of the counterweight while reducing the weight of the counterweight.

突起部は、カウンターウエイトの長手方向に沿って延び、三角形状の横断面を有することが好ましい（第２の構成）。 The protrusions preferably extend along the longitudinal direction of the counterweight and have a triangular cross section (second configuration).

第２の構成によれば、三角形状の突起部の側面により、カウンターウエイトの材料を円滑に案内することができる。また、カウンターウエイトの長手方向に沿って突起部が延びているため、カウンターウエイトの広範囲で幅方向の外側に材料を流動させることができる。よって、カウンターウエイトの重心をより確実に移動させることができ、カウンターウエイトのモーメントをより大きくすることができる。 According to the second configuration, the side surface of the triangular protrusion allows the material of the counterweight to be smoothly guided. Further, since the protrusion extends along the longitudinal direction of the counterweight, the material can flow to the outside in the width direction over a wide range of the counterweight. Therefore, the center of gravity of the counterweight can be moved more reliably, and the moment of the counterweight can be increased.

工具は、さらに、主面と反対向きの裏面と、幅方向における主面の両側縁に接続される側面と、を含んでいてもよい。側面の各々は、主面から裏面に向かい幅方向の内側に傾斜する。工程ｂ）では、側面の各々に対して楔部材を摺動させることにより、工具をカウンターウエイト側に移動させることができる（第３の構成）。 The tool may further include a back surface opposite to the main surface and sides connected to both edges of the main surface in the width direction. Each of the side surfaces inclines inward in the width direction from the main surface to the back surface. In step b), the tool can be moved to the counterweight side by sliding the wedge member with respect to each of the side surfaces (third configuration).

第３の構成によれば、楔部材を工具側に差し込んで工具の両側面に摺動させるだけで、工具をカウンターウエイト側に移動させることができる。このため、工程ｂ）におけるカウンターウエイトの加工を容易に行うことができる。 According to the third configuration, the tool can be moved to the counterweight side simply by inserting the wedge member into the tool side and sliding it on both side surfaces of the tool. Therefore, the counterweight in step b) can be easily processed.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each figure, the same or equivalent configurations are designated by the same reference numerals, and the same description is not repeated.

［クランク軸の製造方法］
本実施形態に係るクランク軸の製造方法は、典型的には、熱間鍛造によるクランク軸の製造方法である。本実施形態に係るクランク軸の製造方法は、クランク軸の仕上げ鍛造品を準備する工程ａ）と、当該仕上げ鍛造品を加工する工程ｂ）と、を備える。以下、各工程について説明する。 [Crankshaft manufacturing method]
The method for manufacturing a crankshaft according to the present embodiment is typically a method for manufacturing a crankshaft by hot forging. The method for manufacturing a crankshaft according to the present embodiment includes a step a) for preparing a finish forged product of the crankshaft and a step b) for processing the finish forged product. Hereinafter, each step will be described.

工程ａ）
本実施形態に係るクランク軸の製造方法では、まず、工程ａ）において、クランク軸の仕上げ鍛造品を準備する。仕上げ鍛造品は、一般的な型鍛造によって成形される。すなわち、加熱されたビレットを予備成形して荒地を得た後、この荒地の荒打ち及び仕上げ打ちを行ってバリ付きの仕上げ鍛造品を得る。その後、仕上げ鍛造品のバリ抜きを実施し、バリなしの仕上げ鍛造品を得る。 Step a)
In the crankshaft manufacturing method according to the present embodiment, first, in step a), a finish forged product of the crankshaft is prepared. The finish forged product is formed by general mold forging. That is, after the heated billet is premolded to obtain a wasteland, the wasteland is roughened and finished to obtain a finished forged product with burrs. After that, the finish forged product is deburred to obtain a finish forged product without burrs.

図１は、バリ抜き後の仕上げ鍛造品１０を模式的に示す側面図である。仕上げ鍛造品１０は、最終製品であるクランク軸とほとんど同一の寸法及び形状を有する。仕上げ鍛造品１０は、複数のクランクジャーナル１１と、複数のクランクピン１２と、複数のクランクアーム１３と、複数のカウンターウエイト１４と、を有する。図１では、４気筒エンジン用のクランク軸の仕上げ鍛造品１０を例示する。ただし、本実施形態に係る製造方法で製造されるクランク軸は、４気筒エンジン用のクランク軸に限られない。 FIG. 1 is a side view schematically showing a finish forged product 10 after deburring. The finish forged product 10 has almost the same dimensions and shape as the final product, the crankshaft. The finish forged product 10 has a plurality of crank journals 11, a plurality of crank pins 12, a plurality of crank arms 13, and a plurality of counterweights 14. FIG. 1 illustrates a finish forged product 10 of a crankshaft for a 4-cylinder engine. However, the crankshaft manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment is not limited to the crankshaft for a 4-cylinder engine.

複数のクランクジャーナル１１は、それぞれ、仕上げ鍛造品１０の中心軸Ｘ１を軸心とする概略円柱状をなす。中心軸Ｘ１は、仕上げ鍛造品１０から製造されるクランク軸の回転軸Ｘ１となる。クランクジャーナル１１は、回転軸Ｘ１に沿って配列され、クランク軸の主軸部を構成する。 Each of the plurality of crank journals 11 has a substantially columnar shape centered on the central axis X1 of the finished forged product 10. The central shaft X1 is the rotation shaft X1 of the crankshaft manufactured from the finish forged product 10. The crank journals 11 are arranged along the rotation shaft X1 and form a main shaft portion of the crank shaft.

複数のクランクピン１２は、それぞれ概略円柱状をなし、クランクジャーナル１１に対して偏心する。すなわち、複数のクランクピン１２は、回転軸Ｘ１の周りに所定の位相差で配置される。本実施形態において、回転軸方向で両端に位置するクランクピン１２は、中央の２つのクランクピン１２と１８０°の位相差を有する。 Each of the plurality of crank pins 12 has a substantially columnar shape and is eccentric with respect to the crank journal 11. That is, the plurality of crankpins 12 are arranged around the rotation shaft X1 with a predetermined phase difference. In the present embodiment, the crankpins 12 located at both ends in the rotation axis direction have a phase difference of 180 ° from the two central crankpins 12.

クランクアーム１３の各々は、回転軸方向においてクランクジャーナル１１とクランクピン１２との間に配置される。クランクアーム１３は、クランクジャーナル１１とクランクピン１２とを連結する。クランクアーム１３は、回転軸方向と交差する表面１３１，１３２を有する。表面１３１，１３２のうち、一方の表面１３１にはクランクジャーナル１１が接続され、他方の表面１３２にはクランクピン１２が接続される。本実施形態では、必要に応じ、回転軸方向に並ぶ８枚のクランクアーム１３を、フロント１６側からフランジ１７側に向かって順に、第１〜第８クランクアーム１３ａ〜１３ｈと称して区別する。 Each of the crank arms 13 is arranged between the crank journal 11 and the crank pin 12 in the direction of rotation axis. The crank arm 13 connects the crank journal 11 and the crank pin 12. The crank arm 13 has surfaces 131 and 132 that intersect the direction of rotation axis. Of the surfaces 131 and 132, the crank journal 11 is connected to one surface 131, and the crank pin 12 is connected to the other surface 132. In the present embodiment, the eight crank arms 13 arranged in the rotation axis direction are referred to as the first to eighth crank arms 13a to 13h in order from the front 16 side to the flange 17 side to distinguish them, if necessary.

カウンターウエイト１４の各々は、クランクアーム１３と一体で成形される。必要な場合、第１〜第８クランクアーム１３ａ〜１３ｈの各カウンターウエイト１４を第１〜第８カウンターウエイト１４ａ〜１４ｈと称して区別する。本実施形態では、全てのクランクアーム１３がカウンターウエイト１４を一体で有する。ただし、カウンターウエイト１４は、一部のクランクアーム１３にのみ設けられていてもよい。各カウンターウエイト１４の形状は、他のカウンターウエイト１４と同一であってもよいが、他のカウンターウエイト１４と異なっていてもよい。 Each of the counterweights 14 is integrally molded with the crank arm 13. When necessary, the counterweights 14 of the first to eighth crank arms 13a to 13h are referred to as the first to eighth counterweights 14a to 14h to distinguish them. In this embodiment, all the crank arms 13 have a counter weight 14 integrally. However, the counterweight 14 may be provided only on a part of the crank arms 13. The shape of each counterweight 14 may be the same as the other counterweights 14, but may be different from the other counterweights 14.

カウンターウエイト１４は、回転軸方向と交差する表面１４１，１４２を有する。一方の表面１４１は、クランクアーム１３のクランクジャーナル１１側の表面１３１と連続する。他方の表面１４２は、クランクアーム１３のクランクピン１２側の表面１３２と連続する。 The counterweight 14 has surfaces 141 and 142 that intersect the direction of rotation. One surface 141 is continuous with the surface 131 of the crank arm 13 on the crank journal 11 side. The other surface 142 is continuous with the surface 132 on the crank pin 12 side of the crank arm 13.

一体で成形されたクランクアーム１３及びカウンターウエイト１４は、一般に、クランクウェブ１５と称される。図２は、クランクウェブ１５をクランクジャーナル１１側から見た図である。図３は、クランクウェブ１５をカウンターウエイト１４側から見た図である。 The integrally molded crank arm 13 and counterweight 14 are generally referred to as a crank web 15. FIG. 2 is a view of the crank web 15 as viewed from the crank journal 11 side. FIG. 3 is a view of the crank web 15 as viewed from the counterweight 14 side.

図２を参照して、本実施形態では、説明の便宜上、クランクウェブ１５において、クランクジャーナル１１側の面を正面、クランクピン１２側の面を背面と称する。クランクウェブ１５において、クランクピン１２の中心軸Ｘ２及び回転軸Ｘ１に直交する軸を縦軸Ｚと定義する。縦軸Ｚが延びる方向が長手方向であり、縦軸Ｚ及び回転軸Ｘ１に垂直な方向が幅方向である。長手方向に関してクランクアーム１３側を上、カウンターウエイト１４側を下といい、幅方向の両側を左右という場合がある。 With reference to FIG. 2, in the present embodiment, for convenience of explanation, in the crank web 15, the surface on the crank journal 11 side is referred to as the front surface, and the surface on the crank pin 12 side is referred to as the back surface. In the crank web 15, the axis orthogonal to the central axis X2 and the rotation axis X1 of the crank pin 12 is defined as the vertical axis Z. The direction in which the vertical axis Z extends is the longitudinal direction, and the direction perpendicular to the vertical axis Z and the rotation axis X1 is the width direction. In the longitudinal direction, the crank arm 13 side is referred to as upper, the counterweight 14 side is referred to as lower, and both sides in the width direction may be referred to as left and right.

図２に示すカウンターウエイト１４は、クランクアーム１３から下方に向かって拡幅する。カウンターウエイト１４は、例えば、正面視で概略扇状をなす。図３を参照して、カウンターウエイト１４の表面１４１，１４２には、抜け勾配が与えられている。すなわち、カウンターウエイト１４の表面１４１，１４２は、それぞれ、幅方向の中央から左右に向かって下降傾斜している。このため、カウンターウエイト１４の厚み（回転軸方向の寸法）は、幅方向の中央部側で大きく、幅方向の両端部側で小さい。カウンターウエイト１４は、回転軸Ｘ１の位置で最大厚みＡｔを有する。 The counterweight 14 shown in FIG. 2 widens downward from the crank arm 13. The counterweight 14 has a substantially fan shape in front view, for example. With reference to FIG. 3, the surfaces 141 and 142 of the counterweight 14 are provided with a draft. That is, the surfaces 141 and 142 of the counterweight 14 are inclined downward from the center in the width direction to the left and right, respectively. Therefore, the thickness (dimension in the rotation axis direction) of the counterweight 14 is large on the central portion side in the width direction and small on both end portions sides in the width direction. The counterweight 14 has a maximum thickness At at the position of the rotation axis X1.

工程ｂ）
工程ｂ）では、バリなしの仕上げ鍛造品１０を加工する。より詳細には、表面１４１，１４２に抜け勾配が存在するカウンターウエイト１４を加工する。 Step b)
In step b), the finish forged product 10 without burrs is processed. More specifically, the counterweight 14 having a draft on the surfaces 141 and 142 is processed.

まず、カウンターウエイト１４を加工するための装置について、図４を参照しつつ説明する。図４は、工程ｂ）で使用される加工装置２０の模式図である。 First, an apparatus for processing the counterweight 14 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic view of the processing apparatus 20 used in step b).

図４では、加工装置２０が加工する仕上げ鍛造品１０を二点鎖線で示す。図４において、仕上げ鍛造品１０は、第３〜第６カウンターウエイト１４ｃ〜１４ｆが手前側、残りのカウンターウエイト１４が奥側に位置するように、加工装置２０内に配置されている。すなわち、仕上げ鍛造品１０が加工装置２０内に配置された状態で、カウンターウエイト１４の長手方向は加工装置２０の奥行き方向と一致し、カウンターウエイト１４の幅方向は上下方向と一致する。 In FIG. 4, the finish forged product 10 processed by the processing apparatus 20 is shown by a chain double-dashed line. In FIG. 4, the finish forged product 10 is arranged in the processing apparatus 20 so that the third to sixth counterweights 14c to 14f are located on the front side and the remaining counterweights 14 are located on the back side. That is, with the finish forged product 10 arranged in the processing device 20, the longitudinal direction of the counterweight 14 coincides with the depth direction of the processing device 20, and the width direction of the counterweight 14 coincides with the vertical direction.

加工装置２０は、例えば、ダイクッションを有するプレス機械である。加工装置２０は、スライド２１ａと、ボルスタ２１ｂと、ダイクッションプレート２２ａ，２２ｂと、弾性部材２３ａ，２３ｂと、金型２４と、複数の楔部材３０ａ，３０ｂと、複数の工具４０と、を有する。 The processing device 20 is, for example, a press machine having a die cushion. The processing apparatus 20 includes a slide 21a, a bolster 21b, die cushion plates 22a and 22b, elastic members 23a and 23b, a mold 24, a plurality of wedge members 30a and 30b, and a plurality of tools 40. ..

スライド２１ａは、図示しないガイドに沿って昇降可能に構成されている。スライド２１ａは、例えば、機械式機構によって駆動されてもよいし、油圧や液圧等を駆動源としてもよい。ボルスタ２１ｂは、スライド２１ａの下方に配置されている。 The slide 21a is configured to be able to move up and down along a guide (not shown). The slide 21a may be driven by, for example, a mechanical mechanism, or may be driven by hydraulic pressure, hydraulic pressure, or the like. The bolster 21b is located below the slide 21a.

スライド２１ａとボルスタ２１ｂとの間には、ダイクッションプレート２２ａ，２２ｂが配置される。ダイクッションプレート２２ａは、複数の弾性部材２３ａを介してスライド２１ａに接続されている。ダイクッションプレート２２ｂは、複数の弾性部材２３ｂを介してボルスタ２１ｂに接続されている。 Die cushion plates 22a and 22b are arranged between the slide 21a and the bolster 21b. The die cushion plate 22a is connected to the slide 21a via a plurality of elastic members 23a. The die cushion plate 22b is connected to the bolster 21b via a plurality of elastic members 23b.

弾性部材２３ａ，２３ｂは、上下方向に伸縮する部材である。弾性部材２３ａ，２３ｂは、例えば、コイルばねや空気ばね、油圧シリンダ等である。 The elastic members 23a and 23b are members that expand and contract in the vertical direction. The elastic members 23a and 23b are, for example, coil springs, air springs, hydraulic cylinders, and the like.

スライド２１ａ、ボルスタ２１ｂ、ダイクッションプレート２２ａ，２２ｂ、及び弾性部材２３ａ，２３ｂは、公知のプレス機械及びダイクッションにおけるスライド、ボルスタ、ダイクッションプレート、及び弾性部材と同様である。そのため、本実施形態ではこれらに関する詳細な説明を省略する。 The slides 21a, bolster 21b, die cushion plates 22a, 22b, and elastic members 23a, 23b are similar to the slides, bolsters, die cushion plates, and elastic members in known press machines and die cushions. Therefore, detailed description of these will be omitted in the present embodiment.

金型２４は、仕上げ鍛造品１０を最終製品の形状及び寸法に整形する。このため、金型２４は、最終製品の形状及び寸法に対応するキャビティを有する。金型２４は、上型２４ａと、下型２４ｂと、を有する。上型２４ａは、上側のダイクッションプレート２２ａに取り付けられる。下型２４ｂは、下側のダイクッションプレート２２ｂに取り付けられる。 The die 24 shapes the finish forged product 10 into the shape and dimensions of the final product. Therefore, the mold 24 has a cavity corresponding to the shape and dimensions of the final product. The mold 24 has an upper mold 24a and a lower mold 24b. The upper mold 24a is attached to the upper die cushion plate 22a. The lower mold 24b is attached to the lower die cushion plate 22b.

複数の楔部材３０ａは、スライド２１ａの下面に取り付けられる。楔部材３０ａは、仕上げ鍛造品１０の回転軸方向に配列されている。楔部材３０ａの各々は、先端部３１を含む。先端部３１は、楔部材３０ａにおいて下側に位置付けられ、少なくとも１つの傾斜面３１１を有する。本実施形態では、回転軸方向で両端に位置する楔部材３０ａは、先端部３１に１つの傾斜面３１１を有し、残りの楔部材３０ａは、先端部３１に２つの傾斜面３１１を有する。楔部材３０ａの先端部３１が２つの傾斜面３１１を有する場合、この２つの傾斜面３１１は、互いに逆向きの勾配を有する。 The plurality of wedge members 30a are attached to the lower surface of the slide 21a. The wedge members 30a are arranged in the direction of the rotation axis of the finished forged product 10. Each of the wedge members 30a includes a tip 31. The tip 31 is positioned lower in the wedge member 30a and has at least one inclined surface 311. In the present embodiment, the wedge members 30a located at both ends in the rotation axis direction have one inclined surface 311 at the tip portion 31, and the remaining wedge members 30a have two inclined surfaces 311 at the tip portion 31. When the tip portion 31 of the wedge member 30a has two inclined surfaces 311, the two inclined surfaces 311 have inclinations in opposite directions to each other.

複数の楔部材３０ｂは、ボルスタ２１ｂの上面に取り付けられる。下側の楔部材３０ｂは、上側の楔部材３０ａと対応してボルスタ２１ｂに設けられる。楔部材３０ｂの各々は、対応する楔部材３０ａと同様の先端部３１を有する。楔部材３０ｂは、水平面に対して楔部材３０ａと対称に配置される。すなわち、楔部材３０ｂでは、先端部３１が上側に位置付けられる。 The plurality of wedge members 30b are attached to the upper surface of the bolster 21b. The lower wedge member 30b is provided on the bolster 21b in correspondence with the upper wedge member 30a. Each of the wedge members 30b has a tip 31 similar to the corresponding wedge member 30a. The wedge member 30b is arranged symmetrically with respect to the horizontal plane. That is, in the wedge member 30b, the tip portion 31 is positioned on the upper side.

工具４０は、カウンターウエイト１４を加工する部材である。本実施形態の加工装置２０には、８枚のカウンターウエイト１４に対応し、８つの工具４０が設けられている。工具４０の各々は、下側のダイクッションプレート２２ｂ及び楔部材３０ｂによって支持される。ダイクッションプレート２２ｂ内には、楔部材３０ｂの先端部３１及び工具４０の一部を収容する空間２２１が設けられる。上側のダイクッションプレート２２ａ内にも、下側のダイクッションプレート２２ｂと同様の空間２２１が設けられる。 The tool 40 is a member for processing the counterweight 14. The processing apparatus 20 of the present embodiment is provided with eight tools 40 corresponding to eight counterweights 14. Each of the tools 40 is supported by a lower die cushion plate 22b and a wedge member 30b. A space 221 for accommodating the tip portion 31 of the wedge member 30b and a part of the tool 40 is provided in the die cushion plate 22b. A space 221 similar to that of the lower die cushion plate 22b is also provided in the upper die cushion plate 22a.

工具４０の各々は、楔部材３０ｂから上方に延び、下型２４ｂを貫通する。工具４０の各々は、下型２４ｂ上のクランクジャーナル１１と干渉しないように、例えば、仕上げ鍛造品１０の回転軸方向視で概略Ｕ字状に形成されている。下型２４ｂの底壁部には、各工具４０を通すための貫通口２４１が形成されている。上型２４ａの上壁部にも、下型２４ｂの貫通口２４１に対応する位置及び大きさで、貫通口２４１が形成されている。 Each of the tools 40 extends upward from the wedge member 30b and penetrates the lower mold 24b. Each of the tools 40 is formed in a substantially U shape in the direction of the rotation axis of the finish forged product 10, for example, so as not to interfere with the crank journal 11 on the lower mold 24b. A through hole 241 for passing each tool 40 is formed in the bottom wall portion of the lower mold 24b. A through hole 241 is also formed on the upper wall portion of the upper die 24a at a position and size corresponding to the through port 241 of the lower die 24b.

上側のダイクッションプレート２２ａ内の空間２２１は、楔部材３０ａの上下方向の移動を許容する。下側のダイクッションプレート２２ｂ内の空間２２１は、楔部材３０ｂの上下方向の移動を許容する。ダイクッションプレート２２ａ，２２ｂ内の空間２２１及び金型２４の貫通口２４１は、回転軸方向における工具４０の移動を許容する。 The space 221 in the upper die cushion plate 22a allows the wedge member 30a to move in the vertical direction. The space 221 in the lower die cushion plate 22b allows the wedge member 30b to move in the vertical direction. The space 221 in the die cushion plates 22a and 22b and the through hole 241 of the mold 24 allow the tool 40 to move in the rotation axis direction.

図５は、工具４０の上面図（平面図）及び背面図である。図５では、工具４０のうち、カウンターウエイト１４（図４）の加工に寄与する部分を示す。図５を参照して、工具４０は、概ね板状をなす。工具４０は、主面４１と、裏面４２と、側面４３と、突起部４４と、を有する。 FIG. 5 is a top view (plan view) and a rear view of the tool 40. FIG. 5 shows a portion of the tool 40 that contributes to the machining of the counterweight 14 (FIG. 4). With reference to FIG. 5, the tool 40 has a substantially plate shape. The tool 40 has a main surface 41, a back surface 42, a side surface 43, and a protrusion 44.

主面４１は、工程ｂ）の加工を行う際、カウンターウエイト１４（図４）に対向する面である。裏面４２は、主面４１と反対向きに配置される。主面４１及び裏面４２は、概略板状の工具４０における幅広面である。 The main surface 41 is a surface facing the counterweight 14 (FIG. 4) when processing in step b). The back surface 42 is arranged in the opposite direction to the main surface 41. The main surface 41 and the back surface 42 are wide surfaces of the roughly plate-shaped tool 40.

主面４１は、幅方向の両端に側縁４１１を有する。側縁４１１の各々には、側面４３が接続されている。各側面４３は、主面４１から裏面４２に向かい、幅方向の内側に傾斜する。工具４０の両側面４３のうち、一方の側面４３は、上側の楔部材３０ａの傾斜面３１１（図４）に接触し、他方の側面４３は、下側の楔部材３０ｂの傾斜面３１１（図４）に接触する。側面４３は、接触する傾斜面３１１に対応した勾配を有する。側面４３により、工具４０の幅は、主面４１から裏面４２に向かって徐々に小さくなっている。 The main surface 41 has side edges 411 at both ends in the width direction. A side surface 43 is connected to each of the side edges 411. Each side surface 43 is inclined inward in the width direction from the main surface 41 toward the back surface 42. Of the side surfaces 43 of the tool 40, one side surface 43 contacts the inclined surface 311 (FIG. 4) of the upper wedge member 30a, and the other side surface 43 is the inclined surface 311 (FIG. 4) of the lower wedge member 30b. Contact 4). The side surface 43 has a gradient corresponding to the contacting inclined surface 311. Due to the side surface 43, the width of the tool 40 gradually decreases from the main surface 41 toward the back surface 42.

突起部４４は、主面４１上に形成される。突起部４４は、主面４１上において、カウンターウエイト１４（図４）の幅方向の中央部に対応する位置に配置されている。突起部４４は、主面４１上で幅方向に対して垂直な方向、すなわちカウンターウエイト１４の長手方向に沿って延びている。本実施形態では、突起部４４は、主面４１の全体にわたり、カウンターウエイト１４の長手方向に延びている。ただし、突起部４４の長さは、クランク軸の設計要件等に応じて適宜変更することができる。 The protrusion 44 is formed on the main surface 41. The protrusion 44 is arranged on the main surface 41 at a position corresponding to the central portion of the counterweight 14 (FIG. 4) in the width direction. The protrusion 44 extends on the main surface 41 in a direction perpendicular to the width direction, that is, along the longitudinal direction of the counterweight 14. In this embodiment, the protrusion 44 extends in the longitudinal direction of the counterweight 14 over the entire main surface 41. However, the length of the protrusion 44 can be appropriately changed according to the design requirements of the crankshaft and the like.

突起部４４の横断面（幅方向に沿う断面）は、実質的に三角形状である。突起部４４は、三角形の頂点部分に相当する稜線４４１と、三角形の斜辺部分に相当する側面４４２と、を有する。突起部４４は、稜線４４１に対して対称である。稜線４４１には、Ｒ面取り加工が施されていてもよい。側面４４２の各々は、稜線４４１から幅方向の外側、且つ主面４１側に向かって下降傾斜する。 The cross section (cross section along the width direction) of the protrusion 44 is substantially triangular. The protrusion 44 has a ridge line 441 corresponding to the apex portion of the triangle and a side surface 442 corresponding to the hypotenuse portion of the triangle. The protrusion 44 is symmetrical with respect to the ridgeline 441. The ridge line 441 may be subjected to R chamfering. Each of the side surfaces 442 is inclined downward from the ridge line 441 toward the outside in the width direction and toward the main surface 41 side.

突起部４４は、全体にわたって概ね一定の高さＨを有する。高さＨは、主面４１から稜線４４１までの、主面４１に垂直な方向における距離である。高さＨは、カウンターウエイト１４の最大厚みＡｔ（図３）の１／２以下であることが好ましい（Ｈ≦Ａｔ／２）。 The protrusion 44 has a substantially constant height H throughout. The height H is the distance from the main surface 41 to the ridge line 441 in the direction perpendicular to the main surface 41. The height H is preferably 1/2 or less of the maximum thickness At (FIG. 3) of the counterweight 14 (H ≦ At / 2).

突起部４４は、全体にわたって概ね一定の幅Ｗを有する。幅Ｗは、クランク軸の設計要件等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、１０ｍｍ〜６０ｍｍとすることができる。 The protrusion 44 has a substantially constant width W throughout. The width W may be appropriately determined according to the design requirements of the crankshaft and the like, and may be, for example, 10 mm to 60 mm.

各側面４４２の角度θは、６５°〜８５°であることが好ましい。角度θは、主面４１に垂直な方向に対し、側面４４２がなす角度である。 The angle θ of each side surface 442 is preferably 65 ° to 85 °. The angle θ is an angle formed by the side surface 442 with respect to the direction perpendicular to the main surface 41.

次に、図６Ａ〜図６Ｃを参照して、加工装置２０を用いてカウンターウエイト１４を加工する方法について説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、工程ｂ）でカウンターウエイト１４を加工する際の加工装置２０の動作を説明するための模式図である。 Next, a method of processing the counterweight 14 using the processing apparatus 20 will be described with reference to FIGS. 6A to 6C. 6A to 6C are schematic views for explaining the operation of the processing apparatus 20 when processing the counterweight 14 in the step b).

図６Ａに示すように、まず、バリなしの仕上げ鍛造品１０を加工装置２０内に配置する。仕上げ鍛造品１０は、下型２４ｂの型割り面上にカウンターウエイト１４の縦軸Ｚ（図２）が位置するように、下型２４ｂのキャビティ上に載置される。このとき、カウンターウエイト１４は、回転軸Ｘ１の手前又は奥に位置付けられる。 As shown in FIG. 6A, first, the finish forged product 10 without burrs is arranged in the processing apparatus 20. The finish forged product 10 is placed on the cavity of the lower mold 24b so that the vertical axis Z (FIG. 2) of the counterweight 14 is located on the mold split surface of the lower mold 24b. At this time, the counterweight 14 is positioned in front of or behind the rotation shaft X1.

図６Ａの例では、第３〜第６カウンターウエイト１４ｃ〜１４ｆが回転軸Ｘ１よりも手前に位置付けられている。このため、第３〜第６カウンターウエイト１４ｃ〜１４ｆに対応する工具４０の主面４１及び突起部４４（図５）も、回転軸Ｘ１の手前に配置される。残りのカウンターウエイト１４は、回転軸Ｘ１よりも奥に位置付けられている。よって、残りのカウンターウエイト１４に対応する工具４０の主面４１及び突起部４４は、回転軸Ｘ１の奥に配置される。 In the example of FIG. 6A, the third to sixth counterweights 14c to 14f are positioned in front of the rotation axis X1. Therefore, the main surface 41 and the protrusion 44 (FIG. 5) of the tool 40 corresponding to the third to sixth counterweights 14c to 14f are also arranged in front of the rotation shaft X1. The remaining counterweight 14 is positioned behind the rotation axis X1. Therefore, the main surface 41 and the protrusion 44 of the tool 40 corresponding to the remaining counterweight 14 are arranged at the back of the rotation shaft X1.

加工装置２０内に仕上げ鍛造品１０を配置したら、スライド２１ａを下降させる。これに伴い、図６Ｂに示すように、ダイクッションプレート２２ａ及び上型２４ａが下降し、上型２４ａが下型２４ｂに接触する。すなわち、金型２４が閉じられ、仕上げ鍛造品１０の必要箇所が金型２４によって圧下される。 After arranging the finish forged product 10 in the processing apparatus 20, the slide 21a is lowered. Along with this, as shown in FIG. 6B, the die cushion plate 22a and the upper die 24a are lowered, and the upper die 24a comes into contact with the lower die 24b. That is, the die 24 is closed, and the required portion of the finished forged product 10 is pressed down by the die 24.

スライド２１ａをさらに下降させると、伸張状態にあった弾性部材２３ａが圧縮される。これにより、図６Ｃに示すように、楔部材３０ａが対応する工具４０に押し付けられ、楔部材３０ａが工具４０の側面４３に対して摺動する。楔部材３０ａの傾斜面３１１は、カウンターウエイト１４の幅方向の内側、つまり下方に向かい、工具４０の側面４３上を摺動する。 When the slide 21a is further lowered, the elastic member 23a in the stretched state is compressed. As a result, as shown in FIG. 6C, the wedge member 30a is pressed against the corresponding tool 40, and the wedge member 30a slides with respect to the side surface 43 of the tool 40. The inclined surface 311 of the wedge member 30a slides inward in the width direction of the counterweight 14, that is, downward, and slides on the side surface 43 of the tool 40.

スライド２１ａの下降に伴って負荷される荷重により、伸張状態にあった弾性部材２３ｂも圧縮され、工具４０が下側の楔部材３０ｂに押し付けられる。これにより、工具４０の側面４３は、下方に向かい、楔部材３０ｂの傾斜面３１１上を摺動する。すなわち、相対的には、楔部材３０ｂがカウンターウエイト１４の幅方向の内側に向かい、工具４０の側面４３に対して摺動する。 Due to the load applied as the slide 21a descends, the elastic member 23b in the stretched state is also compressed, and the tool 40 is pressed against the lower wedge member 30b. As a result, the side surface 43 of the tool 40 faces downward and slides on the inclined surface 311 of the wedge member 30b. That is, relatively, the wedge member 30b faces inward in the width direction of the counterweight 14 and slides with respect to the side surface 43 of the tool 40.

楔部材３０ａ，３０ｂが工具４０の各側面４３上を摺動することにより、工具４０がカウンターウエイト１４側に移動し、カウンターウエイト１４に押し付けられる。本実施形態では、カウンターウエイト１４のクランクジャーナル１１側の表面に工具４０が押し付けられる。 As the wedge members 30a and 30b slide on each side surface 43 of the tool 40, the tool 40 moves toward the counterweight 14 and is pressed against the counterweight 14. In this embodiment, the tool 40 is pressed against the surface of the counterweight 14 on the crank journal 11 side.

図７は、工具４０によるカウンターウエイト１４の加工の様子を説明するための模式図である。工具４０をカウンターウエイト１４に接近させると、主面４１上の突起部４４がカウンターウエイト１４の表面に押し当てられる。カウンターウエイト１４の材料は、突起部４４によって押し分けられ、幅方向の中央部から両端部に向かって順次流動する。これにより、カウンターウエイト１４の幅方向の中央部が薄肉化される。 FIG. 7 is a schematic view for explaining a state of processing of the counterweight 14 by the tool 40. When the tool 40 is brought close to the counterweight 14, the protrusion 44 on the main surface 41 is pressed against the surface of the counterweight 14. The material of the counterweight 14 is pushed apart by the protrusions 44 and sequentially flows from the central portion in the width direction toward both end portions. As a result, the central portion of the counterweight 14 in the width direction is thinned.

図６Ｃに戻り、工具４０をカウンターウエイト１４に所定時間押し付けた後、スライド２１ａを上昇させる。これにより、上側の弾性部材２３ａが伸張し、楔部材３０ａが工具４０から後退する。スライド２１ａをさらに上昇させると、ダイクッションプレート２２ａ及び上型２４ａが上昇する。これに伴い、下側の弾性部材２３ｂが伸張し、ダイクッションプレート２２ｂが若干上昇する。工具４０は、楔部材３０ｂの傾斜面３１１に沿い、上方に移動しつつカウンターウエイト１４から離間する。加工装置２０が図６Ａに示す初期状態に戻ったら、加工装置２０から仕上げ鍛造品１０を取り出す。これにより、工程ｂ）におけるカウンターウエイト１４の加工、及び仕上げ鍛造品１０の整形が完了する。 Returning to FIG. 6C, the tool 40 is pressed against the counterweight 14 for a predetermined time, and then the slide 21a is raised. As a result, the upper elastic member 23a expands, and the wedge member 30a retracts from the tool 40. When the slide 21a is further raised, the die cushion plate 22a and the upper mold 24a are raised. Along with this, the lower elastic member 23b is stretched, and the die cushion plate 22b is slightly raised. The tool 40 moves upward along the inclined surface 311 of the wedge member 30b and separates from the counterweight 14. When the processing apparatus 20 returns to the initial state shown in FIG. 6A, the finished forged product 10 is taken out from the processing apparatus 20. As a result, the processing of the counterweight 14 and the shaping of the finish forged product 10 in the step b) are completed.

図８及び図９は、それぞれ、工程ｂ）の後のクランクウェブ１５の正面図及び底面図である。図８及び図９を参照して、カウンターウエイト１４のクランクジャーナル１１側の表面１４１のうち、幅方向の中央部には、凹部１４３が形成されている。すなわち、工程ｂ）の後のカウンターウエイト１４では、表面１４１から抜け勾配がなくなり、幅方向の中央部が薄肉化されている。凹部１４３は、工具４０の突起部４４（図５）の形状に対応した形状を有する。 8 and 9 are a front view and a bottom view of the crank web 15 after the step b), respectively. With reference to FIGS. 8 and 9, a recess 143 is formed in the central portion of the surface 141 of the counterweight 14 on the crank journal 11 side in the width direction. That is, in the counterweight 14 after the step b), the draft is eliminated from the surface 141, and the central portion in the width direction is thinned. The recess 143 has a shape corresponding to the shape of the protrusion 44 (FIG. 5) of the tool 40.

［実施形態の効果］
本実施形態に係るクランク軸の製造方法では、仕上げ鍛造品１０からバリを除去した後、この仕上げ鍛造品１０の各カウンターウエイト１４に対し、工具４０の突起部４４を押し付ける。これにより、カウンターウエイト１４において、幅方向の中央部の材料が両端部側に流動し、幅方向の中央部が薄肉化される。よって、カウンターウエイト１４の重心が回転軸Ｘ１から遠ざかり、回転軸Ｘ１周りにおけるカウンターウエイト１４のモーメントが大きくなる。このため、カウンターウエイト１４を増量せずに所望のモーメントを確保することが可能となり、カウンターウエイト１４の軽量化及びモーメント確保の双方を実現することができる。 [Effect of Embodiment]
In the method for manufacturing a crankshaft according to the present embodiment, after removing burrs from the finish forged product 10, the protrusion 44 of the tool 40 is pressed against each counterweight 14 of the finish forged product 10. As a result, in the counterweight 14, the material in the central portion in the width direction flows toward both ends, and the central portion in the width direction is thinned. Therefore, the center of gravity of the counterweight 14 moves away from the rotation axis X1, and the moment of the counterweight 14 around the rotation axis X1 increases. Therefore, it is possible to secure a desired moment without increasing the counterweight 14, and both the weight reduction of the counterweight 14 and the securing of the moment can be realized.

本実施形態では、工具４０の突起部４４が実質的に三角形状の横断面を有する。よって、突起部４４をカウンターウエイト１４に押し付けたとき、カウンターウエイト１４の材料が突起部４４によって案内される。より具体的には、カウンターウエイト１４の材料は、三角形の斜面部分に相当する両側面４４２に案内され、幅方向の外側に向かって円滑に流動する。このため、工程ｂ）において、カウンターウエイト１４を狙いの形状に容易に成形することができる。 In this embodiment, the protrusion 44 of the tool 40 has a substantially triangular cross section. Therefore, when the protrusion 44 is pressed against the counterweight 14, the material of the counterweight 14 is guided by the protrusion 44. More specifically, the material of the counterweight 14 is guided by both side surfaces 442 corresponding to the slope portion of the triangle, and smoothly flows outward in the width direction. Therefore, in step b), the counterweight 14 can be easily formed into the desired shape.

本実施形態では、楔部材３０ａ，３０ｂの傾斜面３１１に対応して、工具４０の両側面４３を傾斜させている。このため、楔部材３０ａ，３０ｂを工具４０の両側から差し込んで両側面４３に対して相対的に摺動させるだけで、工具４０をカウンターウエイト１４側に移動させることができる。よって、工程ｂ）におけるカウンターウエイト１４の加工を容易に行うことができる。 In the present embodiment, both side surfaces 43 of the tool 40 are inclined corresponding to the inclined surfaces 311 of the wedge members 30a and 30b. Therefore, the tool 40 can be moved to the counterweight 14 side only by inserting the wedge members 30a and 30b from both sides of the tool 40 and sliding them relative to both side surfaces 43. Therefore, the counterweight 14 in step b) can be easily processed.

以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 Although the embodiment according to the present disclosure has been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiment, and various changes can be made as long as the purpose is not deviated.

例えば、本実施形態では、工程ｂ）において、カウンターウエイト１４のクランクジャーナル１１側の表面１４１のみを加工する。しかしながら、工程ｂ）では、カウンターウエイト１４のクランクピン１２側の表面１４２のみを加工してもよいし、両表面１４１，１４２を加工してもよい。工程ｂ）においてカウンターウエイト１４の両表面１４１，１４２を加工する場合、カウンターウエイト１４の両側に工具４０を配置し、カウンターウエイト１４の表面１４１，１４２各々に工具４０の突起部４４を押し付ければよい。 For example, in the present embodiment, in step b), only the surface 141 of the counterweight 14 on the crank journal 11 side is processed. However, in step b), only the surface 142 of the counterweight 14 on the crank pin 12 side may be processed, or both surfaces 141 and 142 may be processed. When processing both surfaces 141 and 142 of the counterweight 14 in step b), tools 40 are arranged on both sides of the counterweight 14, and the protrusions 44 of the tool 40 are pressed against each of the surfaces 141 and 142 of the counterweight 14. Good.

本実施形態では、工程ｂ）は、一般的な鍛造クランク軸の製造プロセスにおける整形工程と同時に実施されている。しかしながら、工程ｂ）は、整形工程とは別工程であってもよい。例えば、バリなしの仕上げ鍛造品１０に対して工程ｂ）を実施した後、通常の整形工程を実施することもできる。 In this embodiment, step b) is carried out at the same time as the shaping step in the general manufacturing process of the forged crankshaft. However, the step b) may be a separate step from the shaping step. For example, after performing step b) on the finish forged product 10 without burrs, a normal shaping step can be carried out.

１０：仕上げ鍛造品
１１：クランクジャーナル
１２：クランクピン
１３：クランクアーム
３０ａ，３０ｂ：楔部材
４０：工具
４１：主面
４２：裏面
４３：側面
４４：突起部
10: Finished forged product 11: Crank journal 12: Crank pin 13: Crank arm 30a, 30b: Wedge member 40: Tool 41: Main surface 42: Back surface 43: Side surface 44: Protrusion

Claims

It ’s a crankshaft manufacturing method.
a) Molded by mold forging, burrs are removed, and the crank journal, the crank pin eccentric to the crank journal, the crank arm connecting the crank journal and the crank pin, and the crank arm are integrally molded. The process of preparing a finished forged product with a counterweight and
b) A tool including a main surface facing the surface of the counterweight and a protrusion formed on the main surface is pressed against the counterweight, and the protrusions outward in the width direction of the counterweight. The process of flowing the material of the counterweight toward
A manufacturing method.

The manufacturing method according to claim 1.
A manufacturing method in which the protrusion extends along the longitudinal direction of the counterweight and has a triangular cross section.

The manufacturing method according to claim 1 or 2.
The tool further
The back surface opposite to the main surface and
A side surface connected to both edges of the main surface in the width direction and inclined inward in the width direction from the main surface toward the back surface.
Including
In the step b), a manufacturing method in which the tool is moved to the counterweight side by sliding a wedge member with respect to each of the side surfaces.