JP2545276B2 - コンロッドの閉塞鍛造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はコンロッドの閉塞鍛造方法に関し、一層詳細
には、仕上げ加工前のコンロッド素材を成形するための
鍛造方法であって、工程を集約化する一方で単動式のプ
レス装置によって複雑な形状をしたコンロッド素材の複
合成形を行なえるコンロッドの閉塞鍛造方法に関する。

［発明の背景］ 内燃機関において、ピストンとクランクシャフトとを
連結するコンロッドを製造する方法としては、プレス装
置を用いた鍛造加工が一般的である。

そこで、第１図において、一般的なコンロッドの完成
品を示す。すなわち、コンロッド２は断面略Ｈ字状の連
桿部４の両端部にピストン側と接続される小端部６と、
クランクシャフト側と接続される大端部８とを有してい
る。このように、連桿部４、小端部６、大端部８といっ
た各構成部分毎に形状の相違が著しいことから、高度の
鍛造技術が要求されると共に、多数の工程を経て順次成
形を施していく。

ところで、近年、閉塞鍛造によるコンロッドの加工が
行われている。この閉塞鍛造によれば、各段階にわたる
複数の成形工程を集約して行なえるという利点があるか
らである。斯かる閉塞鍛造をコンロッドの加工に適用し
た従来技術としては、例えば、特開昭59−133928号公報
に開示されている閉塞鍛造方法を挙げることが出来る。
この閉塞鍛造方法は、先ず、上下の分割型で素材の上下
面を粗成形し、次いで、側方金型で素材の側面形状を粗
成形し、然る後、前記上下分割型および側方金型で素材
を閉塞状態下に置きながらパンチを挿入してコンロッド
素材の大端部並びに小端部形状を成形するというもので
ある。

このような閉塞鍛造法によれば、連続的なサイクルで
コンロッド素材に加工することが出来る。然しながら、
逐次部分的に成形を施すこと、すなわち、素材の上下
面、側面、そして小端部６、大端部８の成形というよう
に数段階の成形過程を経なければならないため、１サイ
クルの所要時間が長くなり、さほど量産性の向上を図れ
ないという不都合がある。また、最後に小端部６、大端
部８の膨出成形を行う際には、既に他の部分は絞られて
しまっていることから、成形の程度に制約を受けるとい
う問題がある。

さらに、このように逐次成形であるということは、金
型を上下方向並びに左右水平方向に変位させ、しかも、
パンチを別個に変位させる多軸についての複動機構を備
えたプレス装置を必須とすることから、製造設備が大掛
かりなものとならざるを得ない。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもの
であって、コンロッド素材を閉塞鍛造により製造するに
あたり、予め最終形状の軸方向長さより短く加工した予
備成形体を用意しておき、この予備成形体を複数の分割
ダイによりその軸方向とは直交する方向から押圧してコ
ンロッド素材の側面形状を成形すると共に、パンチによ
って大端部６に据込成形を加えつつ軸方向に延伸せしめ
ることによって、単動式のプレス装置によって１サイク
ルの所要時間を短くして複合的で、しかも複雑な成形を
行なえるコンロッドの閉塞鍛造方法を提供することを目
的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は、丸棒状の素
材を複数の分割ダイによって挟圧した状態下に外部から
パンチを進入させ前記素材をコンロッドの形状に成形す
る閉塞鍛造方法であって、 プレス装置の駆動作用下に第１〜第４分割ダイを該ダ
イの中心に向かって相互に近接変位させ、コンロッドの
概略形状に予め塑性加工され且つ製品長さよりも予め短
く成形されたコンロッドの原形形状を有する予備成形体
の桿部に対し、該桿部の軸線方向と略直交する方向に絞
り加工を行う第１工程と、 前記予備成形体の一端部を押圧してコンロッドの大端
部形状を形成する据込成形と、前記第１〜第４分割ダイ
のいずれかに相互に対向して形成された突条を介して予
備成形体の桿部を断面Ｈ状に形成し前記予備成形体の他
端部を自由端とした状態で前記桿部の軸線方向に沿った
長さを製品と略同等の長さに延伸させる押出成形とを、
型締めされた前記第１〜第４分割ダイの略中央部に嵌入
された前記パンチの加圧作用下に同時に行う第２工程
と、 を有することを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係るコンロッドの閉塞鍛造方法につい
て好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以
下詳細に説明する。

第２図において、参照符号10は本発明に係るコンロッ
ドの閉塞鍛造方法を実施するための閉塞鍛造装置を示
す。すなわち、この閉塞鍛造装置10は昇降自在な上型12
と、固定された下型14とから基本的に構成される。

先ず、前記上型12は油圧クッションにつながるラム16
と、このラム16の先端に配設される上型ダイ18と、前記
ラム16とは独立して上型本体19と一体的なホルダ20を介
して装着される上型パンチ22を含み、前記上型パンチ22
は上型ダイ18の中央部に穿設される孔24に挿通される。
前記上型パンチ22の先端部の形状はコンロッドの大端部
の形状に応じて定まり、この場合、コンロッドの大端部
に孔部に対応する半円形状の突部22aが形成される。

次いで、下型14は下型ベース26と、この下型ベース26
に載設される下型ダイ28と、この下型ダイ28の一部を支
持する複数のクッション手段30を含む。

先ず、下型ベース26の中央部には鉛直方向に延在する
孔部32が形成され、この孔部32にはノックアウトピン34
が挿入される、前記ノックアウトピン34は図示しない駆
動源によって鉛直方向に変位自在である。前記下型ダイ
28は４つの分割ダイ38a乃至38dと、これらの分割ダイ38
a乃至38dが内装されると共にこれらを互いに接近する方
向に変位させるダイケース40とからなり、このダイケー
ス40はハウジング42によりその背面が規制される。前記
クッション手段30はコイルスプリング43と、このコイル
スプリング43の弾発作用下にダイケース40の底面に当接
してこれを支持するロッド44とから構成されている。

次に、第３図には前記分割ダイ38a乃至38dとダイケー
ス40の詳細な構成が示されている。すなわち、前記分割
ダイ38a乃至38dの後背面部には下方に向かって拡径する
傾斜面46a乃至46dが夫々形成される。この傾斜面46a乃
至46dに沿って摺動するダイケース40の内部には同様に
下方に向かって拡径する傾斜面48a乃至48dが夫々分割ダ
イ38a乃至38dに対応して形成される。そして、夫々の分
割ダイ38a乃至38dにはその傾斜面46a乃至46dに沿ってそ
の側方両側に突出するガイド部49a乃至49dが形成され、
これに対応するようにこのガイド部49a乃至49dが摺動自
在に嵌合する案内溝50a乃至50dが夫々ダイケース40の傾
斜面48a乃至48dの両側に画成される。

第２図から諒解されるように、上型12の下降に伴い上
型本体19と一体的に下降するラム16の先端の上型ダイ18
がダイケース40を下方に押圧すると、このダイケース40
はその背面をハウジング42に規制されつつ分割ダイ38a
乃至38dに形成したガイド部49a乃至49dに案内されなが
ら下降し、当該ダイケース40内側の傾斜面48a乃至48dと
分割ダイ38a乃至38dの後背部の傾斜面46a乃至46dとが摺
接する結果、夫々の分割ダイ38a乃至38dは水平方向に互
いに近接変位するように構成されるものである。

一方、前記分割ダイ38a乃至38dの互いの対向面はコン
ロッド素材の形状に対応するように形成される。この場
合、コンロッド素材の前後面を成形する分割ダイ38b、3
8dには、特に、コンロッド素材の桿部を断面Ｈ字状加工
するための突条52が形成される。なお、分割ダイ38a、3
8cはコンロッド素材の側面を成形するものであって、特
にコンロッド素材の大端部から連桿部にかけて湾曲面に
対応する形状を有している。

本実施態様に係る閉塞鍛造装置は基本的には以上のよ
うに構成されるものであり、次に、この閉塞鍛造装置を
用いてのコンロッド素材の閉塞鍛造方法について以下に
説明する。

第４図は本発明に係るコンロッドの閉塞鍛造方法にお
けるその工程毎の成形品の形状を示す図である。

同図において、参照符号60は素材としての丸棒形状の
ビレットを示し、参照符号62はコンロッドの予備成形体
を示す。この予備成形体62はその一端側に形成された比
較的小さな小膨出部64と、その他端側の大膨出部66を有
する形状であり、前記小膨出部64と大膨出部66を結ぶ桿
部68は成形後の長さよりも比較的短尺に形成される。こ
のような予備成形体62は予め塑性加工、例えば、クロス
ロール、スェージング、電気アプセッタ、押出成形等を
ビレット60に施すことにより成形される。

次に、斯かる予備成形体62を閉塞鍛造により仕上げ加
工前のコンロッド素材70に成形する。第５図ａに示すよ
うに、予備成形体62を分割ダイ38a乃至38dの間の所定位
置に設置する。この時、予備成形体62の下方には下パン
チ等は設けず、当該予備成形体62の小膨出部64を自由端
にしておく。

そこで、予備成形体62に対してその軸方向とは直交す
る方向から絞り成形を加える。すなわち、第２図におい
て、上型12を下方に変位させ、そのラム16に設けた上型
ダイ18を介して分割ダイ38a乃至38dを囲繞するダイケー
ス40の上面を押圧し、これをコイルスプリング43の弾発
力に抗して下方に変位させる。前記ダイケース40は上型
ダイ18の押圧作用を受けて分割ダイ38a乃至38dの傾斜面
46a乃至46dに沿って下降し、この時、当該ダイケース40
はその背面がハウジング42により規制されていることか
ら、鉛直方向の変位のみ許容されるため、当該ダイケー
ス40は下降するのに伴い分割ダイ38a乃至38dに対してこ
れらを互いに近接変位させる作用を及ぼすことになる。

第５図ａおよびｂに示すように、分割ダイ38a乃至38d
は互いに接近する方向に向かって変位し、これにより、
予備成形体62はその軸方向と直交するから絞られる。そ
して、上型ダイ18をさらに下降させダイケース40が下型
ベース26の上面に当接するに至って、当該分割ダイ38a
乃至38dの変位が停止し型締め状態となる。予備成形体6
2は以後分割ダイ38a乃至38dによって拘束されることに
なる。

次に、引き継いで予備成形体62に据込成形と押出成形
を加える。すなわち、前記上型12をさらに下降させる
と、上型ダイ18がラム16を介して図示しない油圧クッシ
ョンと連結させているため、上型12自体は下降しても上
型ダイ18はダイケース40並びに分割ダイ38a乃至38dに当
接していて現位置を維持する。一方、上型パンチ22は上
型12自体の下降と共に、当該分割ダイ38a乃至38dの間に
嵌入し、予備成形体62の大膨出部66に対する据込成形を
開始する（第５図ｂ参照）。

この時、当該予備成形体62の小膨出部64は自由端にな
っており、上型パンチ22によって押出成形が同時に営ま
れる。すなわち、予備成形体62の大膨出部66から桿部に
かけての部位を押圧する分割ダイ38a、38cの湾曲した部
分が挟隘になっていること、および桿部68は分割ダイ38
b、38dに形成した突条52（第５図において網目で示す）
により拘束されていることから、上型パンチ22の押圧作
用下に当該予備成形体62の大膨出部66並びに桿部68の肉
が下方を指向して流動する。こうして予備成形体62の大
膨出部66と桿部68に比較的大きな塑性変形が生じ、大膨
出部66は所定のコンロッドの大端部形状に成形されると
共に、第５図ｃに示すように、桿部68は延伸させられ
る。この場合、特に、分割ダイ38b、38dに形成した前記
突条52によりその桿部68は断面略Ｈ字形に加工されると
共に、コンロッドの完成品の連桿部と略同等の長さに加
工される。こうして、予備成形体62は、例えば、第１図
に示すコンロッド２の形状に近づいたコンロッド素材70
に鍛造される。

以上のようにして得られたコンロッド素材70は上型12
を上昇させ分割型38a乃至38dの型開きを行った後、ノッ
クアウトピン34によって取り出される。そして、コンロ
ッド素材は別の工程に送られ、そこで精密な機械加工が
施されコンロッド２が完成する。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、予め軸方向の長さが
製品長さよりも短い予備成形体を用意しておき、先ず、
この予備成形体に対して分割型でその側面を絞り、さら
に、パンチを分割型内に嵌入させて当該予備成形体に押
出加工と据込加工を施している。以上の成形工程は単動
式プレス装置の１ストロークに対応しているため、短時
間のサイクルで実施出来るという利点が得られる。ま
た、側面の絞り、据込、押出といった成形を複合化して
肉の流動をバランスよく進行させていることから、精度
の良好な成形が行え、従って、爾後の仕上げ工程が簡素
化するという利点が得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明し
たが、本発明はこの実施態様に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良
並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】 第１図は一般的なコンロッドの形状を示す斜視図、 第２図は本発明に係るコンロッドの閉塞鍛造方法に用い
られる閉塞鍛造装置の構成を示す一部省略断面図、 第３図は第２図における閉塞鍛造装置に用いられる分割
ダイおよびダイケースの構成を示す一部省略斜視図、 第４図は当該コンロッドの閉塞鍛造方法において各工程
毎の成形品の形状を示す斜視図、 第５図ａ乃至ｃは第２図における閉塞鍛造装置による一
連の工程を説明する図である。 ２……コンロッド、10……閉塞鍛造装置 12……上型、14……下型 16……ラム、18……上型ダイ 20……ホルダ、22……上型パンチ 28……下型ダイ、30……クッション手段 38a〜38d……分割ダイ、40……ダイケース 60……ビレット、62……予備成形体 64……小膨出部、66……大膨出部 68……桿部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】丸棒状の素材を複数の分割ダイによって挟
   圧した状態下に外部からパンチを進入させ前記素材をコ
   ンロッドの形状に成形する閉塞鍛造方法であって、 プレス装置の駆動作用下に第１〜第４分割ダイを該ダイ
   の中心に向かって相互に近接変位させ、コンロッドの概
   略形状に予め塑性加工され且つ製品長さよりも予め短く
   成形されたコンロッドの原形形状を有する予備成形体の
   桿部に対し、該桿部の軸線方向と略直交する方向に絞り
   加工を行う第１工程と、 前記予備成形体の一端部を押圧してコンロッドの大端部
   形状を形成する据込成形と、前記第１〜第４分割ダイの
   いずれかに相互に対向して形成された突条を介して予備
   成形体の桿部を断面Ｈ状に形成し且つ前記予備成形体の
   他端部を自由端とした状態で前記桿部の軸線方向に沿っ
   た長さを製品と略同等の長さに延伸させる押出成形と
   を、型締めされた前記第１〜第４分割ダイの略中央部に
   嵌入された前記パンチの加圧作用下に同時に行う第２工
   程と、 を有することを特徴とするコンロッドを閉塞鍛造方法。