JP2020151732A

JP2020151732A - Method of manufacturing crank shaft

Info

Publication number: JP2020151732A
Application number: JP2019050977A
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: JP7156114B2

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 in 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), while a tool (30) is moved from a longitudinal central axis (X1) of the counter-weight (14) toward the outside, a protrusion part (36) of the tool (30) is pressed continuously from a tip thereof against the counter-weight (14), thereby making a material of the counter-weight (14) move and flow outward in a width direction of the counter-weight (14).SELECTED DRAWING: Figure 7D

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、平面視で剣状の突起部を表面に有する工具を、カウンターウエイトの長手方向で仕上げ鍛造品の中心軸側から仕上げ鍛造品の外側に向かって移動させながら、突起部を先端から順にカウンターウエイトに押し当てることにより、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 having a sword-shaped protrusion on the surface in a plan view is moved from the central axis side of the finished forged product toward the outside of the finished forged product in the longitudinal direction of the counterweight, and the protrusion is advanced. By pressing against the counterweight in order from the beginning, the material of the counterweight flows outward in the width direction of the counterweight.

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金型の下面図である。FIG. 5 is a bottom view of the mold included in the processing apparatus shown in FIG. 図６は、図４に示す加工装置に含まれる工具の上面図、側面図、及び背面図である。FIG. 6 is a top view, a side view, and a rear view of the tool included in the processing apparatus shown in FIG. 図７Ａ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. 7A is a schematic diagram for explaining the operation of the processing apparatus in step b). 図７Ｂ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. 7B is another schematic diagram for explaining the operation of the processing apparatus in the step b). 図７Ｃは、図７Ｂに示す状態の加工装置における工具の動作を示す模式図である。FIG. 7C is a schematic view showing the operation of the tool in the machining apparatus in the state shown in FIG. 7B. 図７Ｄは、図７Ｂに示す状態の加工装置における工具の動作を示す別の模式図である。FIG. 7D is another schematic view showing the operation of the tool in the machining apparatus in the state shown in FIG. 7B. 図７Ｅ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. 7E is yet another schematic diagram for explaining the operation of the processing apparatus in the step b). 図８Ａ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. 8A is a schematic diagram for explaining how the counterweight is processed in step b). 図８Ｂ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別の模式図である。FIG. 8B is another schematic diagram for explaining how the counterweight is processed in step b). 図９は、工程ｂ）の後のクランクウェブの背面図である。FIG. 9 is a rear view of the crank web after step b). 図１０は、図９に示すクランクウェブの底面図である。FIG. 10 is a bottom view of the crank web shown in FIG. 図１１は、工具のストロークとカウンターウエイトの重心の位置との関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the stroke of the tool and the position of the center of gravity of the counterweight.

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、平面視で剣状の突起部を表面に有する工具を、カウンターウエイトの長手方向で仕上げ鍛造品の中心軸側から仕上げ鍛造品の外側に向かって移動させながら、突起部を先端から順にカウンターウエイトに押し当てることにより、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 having a sword-shaped protrusion on the surface in a plan view is moved from the central axis side of the finished forged product toward the outside of the finished forged product in the longitudinal direction of the counterweight, and the protrusion is advanced. By pressing the counterweight against the counterweight in order from the beginning, the material of the counterweight flows outward in the width direction of the counterweight (first configuration).

第１の構成によれば、工程ｂ）で用いられる工具の表面には、平面視剣状の突起部が設けられている。この突起部は、カウンターウエイトに押し当てられ、カウンターウエイトの材料を幅方向の外側に流動させる。これにより、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。したがって、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, a plan view sword-shaped protrusion is provided on the surface of the tool used in step b). This protrusion is pressed against the counterweight to allow the material of the counterweight to flow outward in the width direction. As a result, the center of gravity of the counterweight moves from the central portion side in the width direction to both end portions side 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、先端部と、本体部と、を有することができる。先端部の幅及び高さは、工具の移動方向で後方に向かって拡大する。本体部は、当該移動方向で先端部の後端に接続される。本体部は、一定の幅及び高さを有する（第２の構成）。 The protruding portion may have a tip portion and a main body portion. The width and height of the tip expand rearward in the direction of movement of the tool. The main body is connected to the rear end of the tip in the moving direction. The main body has a constant width and height (second configuration).

第２の構成によれば、工程ｂ）において工具を移動させたとき、まず、突起部の先端部がカウンターウエイトに押し当てられる。先端部は、幅及び高さが後方に向かって漸次拡大するテーパ状をなす。この先端部により、カウンターウエイトの材料を幅方向の両外側に向かって円滑に案内することができる。 According to the second configuration, when the tool is moved in the step b), the tip of the protrusion is first pressed against the counterweight. The tip has a tapered shape whose width and height gradually expand toward the rear. With this tip, the material of the counterweight can be smoothly guided toward both outer sides in the width direction.

工程ｂ）では、工具が仕上げ鍛造品から抜け出るまで工具を移動させてもよい（第３の構成）。 In step b), the tool may be moved until it comes out of the finished forged product (third configuration).

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となる。クランクジャーナル１１は、中心軸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 a rotation shaft of a crankshaft manufactured from the finished forged product 10. The crank journals 11 are arranged along the central axis X1 and form a main shaft portion of the crankshaft.

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、中心軸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 central axis 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。カウンターウエイト１４の表面１４２のうち中心軸Ｘ１側の部分には、凹状の肉抜き部１４３が形成されている。 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. A concave lightening portion 143 is formed on the portion of the surface 142 of the counterweight 14 on the central axis X1 side.

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及び仕上げ鍛造品１０の中心軸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及び中心軸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 of the crank pin 12 and the central axis X1 of the finished forged product 10 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 central 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。 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.

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。以下、説明の便宜上、図４に示す加工装置２０において、手前側の面及び奥側の面を、それぞれ正面及び背面という場合がある。 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. Hereinafter, for convenience of explanation, in the processing apparatus 20 shown in FIG. 4, the front side surface and the back side surface may be referred to as a front surface and a back surface, respectively.

加工装置２０は、例えば、プレス機械である。加工装置２０は、スライド２１ａと、ベッド２１ｂと、金型ホルダ２２ａ，２２ｂと、金型２３と、アクチュエータホルダ２４と、複数の工具３０と、を有する。 The processing device 20 is, for example, a press machine. The processing apparatus 20 includes a slide 21a, a bed 21b, mold holders 22a and 22b, a mold 23, an actuator holder 24, and a plurality of tools 30.

スライド２１ａは、金型ホルダ２２ａを上方から支持する。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、油圧式、又は液圧式等の駆動機構によって駆動することができる。ベッド２１ｂは、金型ホルダ２２ｂを下方から支持する。スライド２１ａ、ベッド２１ｂ、及び金型ホルダ２２ａ，２２ｂの基本構成は、公知のプレス機械におけるスライド、ベッド、及び金型ホルダと同様である。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 slide 21a supports the mold holder 22a from above. The slide 21a is configured to be able to move up and down along a guide (not shown). The slide 21a can be driven by, for example, a mechanical, hydraulic, or hydraulic drive mechanism. The bed 21b supports the mold holder 22b from below. The basic configurations of the slide 21a, the bed 21b, and the die holders 22a, 22b are the same as those of the slide, bed, and die holder in a known press machine. Therefore, detailed description of these will be omitted in the present embodiment.

金型２３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２３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。ただし、金型２３は、キャビティの一部を開放する複数のスリット２３１を有する。本実施形態では、４つのスリット２３１が金型２３に設けられている。スリット２３１の各々は、上下方向に延びている。各スリット２３１内には、工具３０が配置される。 The die 23 shapes the finish forged product 10 into the shape and dimensions of the final product. Therefore, the mold 23 has a cavity corresponding to the shape and dimensions of the final product. However, the mold 23 has a plurality of slits 231 that open a part of the cavity. In this embodiment, four slits 231 are provided in the mold 23. Each of the slits 231 extends in the vertical direction. A tool 30 is arranged in each slit 231.

金型２３は、上型２３ａと、下型２３ｂと、を有する。上型２３ａは、金型ホルダ２２ａの下面に取り付けられる。下型２３ｂは、金型ホルダ２２ｂの上面に、アクチュエータホルダ２４を介して取り付けられる。アクチュエータホルダ２４は、複数のアクチュエータ２４１を保持している。 The mold 23 has an upper mold 23a and a lower mold 23b. The upper mold 23a is attached to the lower surface of the mold holder 22a. The lower mold 23b is attached to the upper surface of the mold holder 22b via the actuator holder 24. The actuator holder 24 holds a plurality of actuators 241.

図５は、金型２３の下面図である。図５に示すように、金型２３において、複数のスリット２３１は、回転軸方向で各々異なる位置に設けられる。複数のスリット２３１のうち、回転軸方向で両端に位置するスリット２３１は、金型２３の背面から中心軸Ｘ１側に凹の形状を有する。残りのスリット２３１は、金型２３の正面から中心軸Ｘ１側に凹の形状を有する。スリット２３１の各々は、金型２３の下面から上面まで延びている。 FIG. 5 is a bottom view of the mold 23. As shown in FIG. 5, in the mold 23, the plurality of slits 231 are provided at different positions in the rotation axis direction. Of the plurality of slits 231, the slits 231 located at both ends in the rotation axis direction have a concave shape from the back surface of the mold 23 to the central axis X1 side. The remaining slit 231 has a concave shape from the front surface of the mold 23 toward the central axis X1 side. Each of the slits 231 extends from the lower surface to the upper surface of the mold 23.

複数のアクチュエータ２４１は、加工装置２０の奥行き方向、すなわち、クランクウェブ１５の長手方向に伸縮可能である。複数のアクチュエータ２４１は、金型２３のスリット２３１に対応して設けられる。アクチュエータ２４１の各々は、スリット２３１内の工具３０の下端部に接続される。アクチュエータ２４１は、例えば、油圧シリンダ、エアシリンダ、サーボモータ及びボールスクリューを有する電動アクチュエータ等といった公知の直動アクチュエータである。 The plurality of actuators 241 can be expanded and contracted in the depth direction of the processing device 20, that is, in the longitudinal direction of the crank web 15. The plurality of actuators 241 are provided corresponding to the slits 231 of the mold 23. Each of the actuators 241 is connected to the lower end of the tool 30 in the slit 231. The actuator 241 is a known linear actuator such as a hydraulic cylinder, an air cylinder, a servomotor, an electric actuator having a ball screw, or the like.

図４に戻り、工具３０の各々は、アクチュエータホルダ２４から金型２３を貫通して上方に延びる。金型ホルダ２２ａには、工具３０の上端部を収容するため、複数のスリット２２１が設けられている。 Returning to FIG. 4, each of the tools 30 extends upward from the actuator holder 24 through the mold 23. The mold holder 22a is provided with a plurality of slits 221 in order to accommodate the upper end portion of the tool 30.

工具３０は、カウンターウエイト１４を加工するための部材である。各工具３０の両表面３１は、カウンターウエイト１４に対向する。各工具３０は、下端部に接続されたアクチュエータ２４１が伸張することにより、仕上げ鍛造品１０の外側に向かって移動する。 The tool 30 is a member for processing the counterweight 14. Both surfaces 31 of each tool 30 face the counterweight 14. Each tool 30 moves toward the outside of the finish forged product 10 by extending the actuator 241 connected to the lower end portion.

図６は、工具３０の上面図（平面図）、側面図、及び背面図である。図６では、説明の便宜上、両表面３１を工具３０の上面及び底面とし、工具３０が仕上げ鍛造品１０の外側に向かって移動する際、表面３１の前側及び後ろ側に位置する面をそれぞれ前面３２及び後面３３という。表面３１の側方で前面３２と後面３３とを接続する面は、側面３４である。表面３１、前面３２、後面３３、及び側面３４は、概ね平坦な面である。表面３１は、円弧面３５を介して前面３２に接続されている。以下、工具３０が仕上げ鍛造品１０の外側に向かう方向を移動方向といい、移動方向における前後左右を単に前後左右と表現する場合がある。 FIG. 6 is a top view (plan view), a side view, and a rear view of the tool 30. In FIG. 6, for convenience of explanation, both surfaces 31 are the upper surface and the bottom surface of the tool 30, and when the tool 30 moves toward the outside of the finished forged product 10, the surfaces located on the front side and the rear side of the surface 31 are the front surfaces, respectively. It is called 32 and the rear surface 33. The side surface of the surface 31 that connects the front surface 32 and the rear surface 33 is the side surface 34. The surface 31, front surface 32, rear surface 33, and side surface 34 are substantially flat surfaces. The surface 31 is connected to the front surface 32 via an arcuate surface 35. Hereinafter, the direction in which the tool 30 faces the outside of the finished forged product 10 is referred to as a moving direction, and the front-back and left-right directions in the moving direction may be simply expressed as front-back and left-right.

図６に示すように、工具３０は、突起部３６を有する。突起部３６は、カウンターウエイト１４（図４）に対向する各表面３１上に設けられる。 As shown in FIG. 6, the tool 30 has a protrusion 36. The protrusion 36 is provided on each surface 31 facing the counterweight 14 (FIG. 4).

突起部３６は、表面３１からカウンターウエイト１４（図４）側に突出する。突起部３６は、表面３１上において、カウンターウエイト１４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３６は、平面視で概ね剣状をなす。突起部３６は、先端部３６１と、本体部３６２と、を含む。 The protrusion 36 projects from the surface 31 toward the counterweight 14 (FIG. 4). The protrusion 36 is arranged on the surface 31 at a position corresponding to the central portion of the counterweight 14 in the width direction. The protrusion 36 has a substantially sword shape in a plan view. The protrusion 36 includes a tip portion 361 and a main body portion 362.

先端部３６１は、表面３１の前端部に形成されている。先端部３６１は、円弧面３５と表面３１との境界から後方に向かって延びる。先端部３６１の幅及び高さは、後方に向かって漸次拡大する。先端部３６１の幅とは、工具３０の平面視で、移動方向と垂直な方向における先端部３６１の寸法をいう。先端部３６１の高さは、工具３０の側面視で移動方向と垂直な方向における先端部３６１の寸法である。先端部３６１は、移動方向において長さＬを有する。長さＬは、適宜決定することができるが、例えば、２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。 The tip portion 361 is formed at the front end portion of the surface 31. The tip portion 361 extends rearward from the boundary between the arc surface 35 and the surface 31. The width and height of the tip portion 361 gradually expand toward the rear. The width of the tip portion 361 refers to the dimension of the tip portion 361 in the direction perpendicular to the moving direction in the plan view of the tool 30. The height of the tip portion 361 is the dimension of the tip portion 361 in the direction perpendicular to the moving direction in the side view of the tool 30. The tip portion 361 has a length L in the moving direction. The length L can be appropriately determined, and is, for example, about 20 mm to 40 mm.

先端部３６１は、工具３０の平面視で概略三角形状をなす。すなわち、先端部３６１の各側縁３６１１は、工具３０の移動方向に対して傾斜する。各側縁３６１１が移動方向となす角度θは、３０°〜４５°に設定されることが好ましい。 The tip portion 361 has a substantially triangular shape in a plan view of the tool 30. That is, each side edge 3611 of the tip portion 361 is inclined with respect to the moving direction of the tool 30. The angle θ formed by each side edge 3611 in the moving direction is preferably set to 30 ° to 45 °.

先端部３６１は、全体にわたり、概略三角形状の横断面を有する。ここでいう横断面は、表面３１に垂直な平面で切断したときの断面である。先端部３６１の横断面が概略三角形状であるため、先端部３６１には、三角形の頂点部分に相当する稜線３６１２が形成される。稜線３６１２は、工具３０の移動方向に沿い、本体部３６２に向かって上昇する。 The tip portion 361 has a substantially triangular cross section throughout. The cross section referred to here is a cross section when cut in a plane perpendicular to the surface 31. Since the cross section of the tip portion 361 is substantially triangular, a ridge line 3612 corresponding to the apex portion of the triangle is formed at the tip portion 361. The ridge line 3612 rises toward the main body portion 362 along the moving direction of the tool 30.

本体部３６２は、先端部３６１の後端に接続される。本体部３６２は、先端部３６１から後方に向かって延びている。本体部３６２は、全体にわたり、一定の幅Ｗ及び高さＨを有する。幅Ｗは、工具３０の平面視で、移動方向と垂直な方向における本体部３６２の寸法である。幅Ｗは、実質的に、先端部３６１の長さＬ及び角度θによって定まる。高さＨは、工具３０の側面視で移動方向と垂直な方向における本体部３６２の寸法である。高さＨは、例えば、３ｍｍ〜６ｍｍとすることができる。 The main body portion 362 is connected to the rear end of the front end portion 361. The main body portion 362 extends rearward from the tip portion 361. The main body portion 362 has a constant width W and height H throughout. The width W is the dimension of the main body portion 362 in the direction perpendicular to the moving direction in the plan view of the tool 30. The width W is substantially determined by the length L of the tip portion 361 and the angle θ. The height H is the dimension of the main body portion 362 in the direction perpendicular to the moving direction in the side view of the tool 30. The height H can be, for example, 3 mm to 6 mm.

本体部３６２は、全体にわたり、概略三角形状の横断面を有する。よって、本体部３６２には、三角形の頂点部分に相当する稜線３６２２が形成される。稜線３６２２は、先端部３６１の稜線３６１２に連続し、工具３０の移動方向に延びている。本体部３６２の各側縁３６２１は、先端部３６１の側縁３６１１に連続し、工具３０の移動方向に延びている。 The main body 362 has a substantially triangular cross section throughout. Therefore, a ridge line 3622 corresponding to the apex portion of the triangle is formed on the main body portion 362. The ridge line 3622 is continuous with the ridge line 3612 of the tip portion 361 and extends in the moving direction of the tool 30. Each side edge 3621 of the main body portion 362 is continuous with the side edge 3611 of the tip portion 361 and extends in the moving direction of the tool 30.

突起部３６は、稜線３６１２，３６２２を含み表面３１に垂直な平面に対し、実質的に対称な形状をなす。稜線３６１２，３６２２には、Ｒ面取り加工が施されていてもよい。 The protrusion 36 has a shape substantially symmetrical with respect to a plane including the ridges 3612 and 3622 and perpendicular to the surface 31. The ridge lines 3612 and 3622 may be subjected to R chamfering.

次に、図７Ａ〜図７Ｅ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７Ａ〜図７Ｅ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. 7A to 7E. 7A to 7E are schematic views for explaining the operation of the processing apparatus 20 when processing the counterweight 14 in the step b).

図７Ａ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２３ｂ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２３ｂ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、中心軸Ｘ１の手前又は奥に位置付けられる。各工具３０は、回転軸方向において隣り合うカウンターウエイト１４の間に配置されている。 As shown in FIG. 7A, 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 23b so that the vertical axis Z (FIG. 2) of the counterweight 14 is located on the mold split surface of the lower mold 23b. At this time, the counterweight 14 is positioned in front of or behind the central axis X1. Each tool 30 is arranged between adjacent counterweights 14 in the direction of rotation axis.

図７Ａの例では、第３〜第６カウンターウエイト１４ｃ〜１４ｆが中心軸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３０も、中心軸Ｘ１の手前に配置される。残りのカウンターウエイト１４は、中心軸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３０は、中心軸Ｘ１の奥に配置される。 In the example of FIG. 7A, the third to sixth counterweights 14c to 14f are positioned in front of the central axis X1. Therefore, the tools 30 corresponding to the third to sixth counterweights 14c to 14f are also arranged in front of the central axis X1. The remaining counterweight 14 is positioned behind the central axis X1. Therefore, the tool 30 corresponding to the remaining counterweight 14 is arranged at the back of the central axis 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。これにより、図７Ｂに示すように、上型２３ａが下降して下型２３ｂに接触する。すなわち、金型２３が閉じられ、仕上げ鍛造品１０の必要箇所が金型２３によって圧下される。このとき、各工具３０の上端部は、金型ホルダ２２ａのスリット２２１内に配置される。 After arranging the finish forged product 10 in the processing apparatus 20, the slide 21a is lowered. As a result, as shown in FIG. 7B, the upper mold 23a descends and comes into contact with the lower mold 23b. That is, the die 23 is closed, and the required portion of the finished forged product 10 is pressed down by the die 23. At this time, the upper end of each tool 30 is arranged in the slit 221 of the mold holder 22a.

図７Ｃ及び図７Ｄは、金型２３が閉じられた後における工具３０の動作を示す模式図である。図７Ｃ及び図７Ｄでは、工具３０及びその周辺構成を下方から見た状態を示す。 7C and 7D are schematic views showing the operation of the tool 30 after the mold 23 is closed. 7C and 7D show a state in which the tool 30 and its peripheral configuration are viewed from below.

図７Ｃを参照して、各工具３０は、回転軸方向において隣り合うカウンターウエイト１４の肉抜き部１４３の間に配置されている。各工具３０の表面３１は、カウンターウエイト１４の表面１４２に対向する。各工具３０には、アクチュエータ２４１が接続されている。金型２３が閉じられた時点では、アクチュエータ２４１は圧縮状態にある。 With reference to FIG. 7C, each tool 30 is arranged between the lightening portions 143 of the counterweights 14 adjacent to each other in the rotation axis direction. The surface 31 of each tool 30 faces the surface 142 of the counterweight 14. An actuator 241 is connected to each tool 30. When the mold 23 is closed, the actuator 241 is in a compressed state.

図７Ｄを参照して、圧縮状態にある各アクチュエータ２４１を伸張させると、仕上げ鍛造品１０の外側、すなわちカウンターウエイト１４の長手方向で外側に向かって工具３０が移動する。第３カウンターウエイト１４ｃと第４カウンターウエイト１４ｄとの間の工具３０、及び第５カウンターウエイト１４ｅと第６カウンターウエイト１４ｆとの間の工具３０は、加工装置２０の正面側に向かい、金型２３のスリット２３１及び金型ホルダ２２ｂ（図７Ｂ）のスリット２２１内を移動する。第１カウンターウエイト１４ａと第２カウンターウエイト１４ｂとの間の工具３０、及び第７カウンターウエイト１４ｇと第８カウンターウエイト１４ｈとの間の工具３０は、加工装置２０の背面側に向かい、スリット２２１，２３１内を移動する。 With reference to FIG. 7D, when each actuator 241 in the compressed state is extended, the tool 30 moves outward of the finished forged product 10, that is, outward in the longitudinal direction of the counterweight 14. The tool 30 between the third counterweight 14c and the fourth counterweight 14d and the tool 30 between the fifth counterweight 14e and the sixth counterweight 14f face the front side of the processing apparatus 20, and the mold 23 The slit 231 and the mold holder 22b (FIG. 7B) move in the slit 221. The tool 30 between the first counterweight 14a and the second counterweight 14b and the tool 30 between the seventh counterweight 14g and the eighth counterweight 14h face the back side of the processing apparatus 20, and the slits 221, Move within 231.

図８Ａ及び図８Ｂは、工具３０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。図８Ａを参照して、工具３０の移動に伴い、この工具３０の突起部３６が先端から順にカウンターウエイト１４に押し当てられる。具体的には、工具３０がカウンターウエイト１４の長手方向で外側に向かって移動を開始すると、まず、突起部３６の先端部３６１が肉抜き部１４３（図７Ｃ）を通り過ぎ、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、先端部３６１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。 8A and 8B are schematic views for explaining how the counterweight 14 is machined by the tool 30. With reference to FIG. 8A, as the tool 30 moves, the protrusion 36 of the tool 30 is pressed against the counterweight 14 in order from the tip. Specifically, when the tool 30 starts moving outward in the longitudinal direction of the counterweight 14, the tip portion 361 of the protrusion 36 first passes through the lightening portion 143 (FIG. 7C), and the surface of the counterweight 14 is surfaced. Is pressed against. The material of the counterweight 14 is pushed by the tip portion 361 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.

工具３０がさらに移動すると、突起部３６の本体部３６２が肉抜き部１４３（図７Ｃ）を通過し、カウンターウエイト１４の表面に押し当てられる。工具３０は、図８Ｂに示すように、仕上げ鍛造品１０から抜け出るまで移動する。 When the tool 30 is further moved, the main body portion 362 of the protrusion portion 36 passes through the lightening portion 143 (FIG. 7C) and is pressed against the surface of the counterweight 14. As shown in FIG. 8B, the tool 30 moves until it comes out of the finished forged product 10.

工具３０が仕上げ鍛造品１０から抜け出た後、図７Ｅに示すように、スライド２１ａとともに金型ホルダ２２ａを上昇させ、上型２４ａを下型２４ｂから離間させる。その後、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。 After the tool 30 has come out of the finished forged product 10, the die holder 22a is raised together with the slide 21a to separate the upper die 24a from the lower die 24b, as shown in FIG. 7E. After that, the finish forged product 10 is taken out from the processing device 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９及び図１０は、それぞれ、工程ｂ）の後のクランクウェブ１５の背面図及び底面図である。図９及び図１０を参照して、カウンターウエイト１４のクランクピン１２側の表面１４２のうち、幅方向の中央部には、凹部１４４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１４２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１４４は、工具３０の突起部３６（図６）の形状に対応した形状を有する。 9 and 10 are a rear view and a bottom view of the crank web 15 after the step b), respectively. With reference to FIGS. 9 and 10, a recess 144 is formed in the central portion of the surface 142 of the counterweight 14 on the crank pin 12 side in the width direction. That is, in the counterweight 14 after the step b), the draft is eliminated from the surface 142, and the central portion in the width direction is thinned. The recess 144 has a shape corresponding to the shape of the protrusion 36 (FIG. 6) of the tool 30.

［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、バリを除去した後の仕上げ鍛造品１０の中心軸Ｘ１側から外側に向かって工具３０を移動させながら、工具３０の突起部３６を先端から順にカウンターウエイト１４に押し当てる。これにより、カウンターウエイト１４の材料が幅方向の両外側に流動し、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。よって、カウンターウエイト１４の重心が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, the protrusion 36 of the tool 30 is countered in order from the tip while moving the tool 30 from the central axis X1 side of the finished forged product 10 to the outside after removing burrs. Press against the weight 14. As a result, the material of the counterweight 14 flows to both outer sides in the width direction, and the central portion of the counterweight 14 in the width direction is thinned. Therefore, the center of gravity of the counterweight 14 moves away from the rotation axis of the crankshaft, and the moment of the counterweight 14 around the rotation axis 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、工程ｂ）において工具３０を移動させたとき、まず、突起部３６の先端部３６１がカウンターウエイト１４に押し付けられる。先端部３６１は、工具３０の移動方向の後方に向かって徐々に拡大する幅及び高さを有するため、カウンターウエイト１４の材料を幅方向の中央部側から両端部側に向かって円滑に案内することができる。 In the present embodiment, when the tool 30 is moved in step b), the tip portion 361 of the protrusion 36 is first pressed against the counterweight 14. Since the tip portion 361 has a width and a height that gradually expands toward the rear in the moving direction of the tool 30, the material of the counterweight 14 is smoothly guided from the central portion side in the width direction toward both end portions. be able to.

図１１を参照し、カウンターウエイト１４の重心の移動についてより詳細に説明する。図１１は、工具３０のストロークとカウンターウエイト１４の重心の位置との関係を示すグラフである。ここでは、突起部３６の先端がカウンターウエイト１４の表面への接触を開始する位置を原点とし、突起部３６の先端が原点から長手方向の外側に進んだ距離［ｍｍ］を工具３０のストロークＳｔと定義する。 The movement of the center of gravity of the counterweight 14 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the stroke of the tool 30 and the position of the center of gravity of the counterweight 14. Here, the origin is the position where the tip of the protrusion 36 starts contacting the surface of the counterweight 14, and the distance [mm] at which the tip of the protrusion 36 advances outward in the longitudinal direction from the origin is the stroke St of the tool 30. Is defined as.

図１１に示すように、ストロークＳｔが大きくなるとともに、カウンターウエイト１４の重心は幅方向の外側に移動する。このため、本実施形態のように、工程ｂ）では、工具３０が仕上げ鍛造品１０を抜け出るまで工具３０を移動させることが好ましい。ただし、工具３０が仕上げ鍛造品１０を抜け出る前に停止させ、工程ｂ）におけるカウンターウエイト１４の加工を終了することもできる。 As shown in FIG. 11, as the stroke St increases, the center of gravity of the counterweight 14 moves outward in the width direction. Therefore, as in the present embodiment, in step b), it is preferable to move the tool 30 until the tool 30 exits the finished forged product 10. However, it is also possible to stop the tool 30 before exiting the finished forged product 10 to finish the processing of the counterweight 14 in the step b).

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のクランクピン１２側の表面１４２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のクランクジャーナル１１側の表面１４１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３０を配置し、カウンターウエイト１４の表面１４１，１４２各々に工具３０の突起部３６を押し当てればよい。 For example, in the present embodiment, in step b), only the surface 142 of the counterweight 14 on the crank pin 12 side is processed. However, in step b), only the surface 141 of the counterweight 14 on the crank journal 11 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), the tools 30 are arranged on both sides of the counterweight 14, and the protrusions 36 of the tool 30 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
３０：工具
３１：表面
３６：突起部
３６１：先端部
３６２：本体部
10: Finished forged product 11: Crank journal 12: Crank pin 13: Crank arm 30: Tool 31: Surface 36: Protrusion part 361: Tip part 362: Main body part

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) While moving a tool having a sword-shaped protrusion on the surface in a plan view from the central axis side of the finish forged product in the longitudinal direction of the counterweight toward the outside of the finished forged product, the protrusion is moved. A step of flowing the material of the counterweight outward in the width direction of the counterweight by pressing the counterweight against the counterweight in order from the tip.
A manufacturing method.

The manufacturing method according to claim 1.
The protrusion is
A tip that expands in width and height toward the rear in the direction of movement of the tool,
A main body that is connected to the rear end of the tip in the moving direction and has a constant width and height.
A manufacturing method.

The manufacturing method according to claim 1 or 2.
In step b), a manufacturing method in which the tool is moved until it comes out of the finished forged product.