JP6550919B2 - Forging crankshaft manufacturing equipment - Google Patents

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本発明は、熱間鍛造によりクランク軸を製造する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for manufacturing a crankshaft by hot forging.

自動車、自動二輪車、農業機械、船舶等のレシプロエンジンは、ピストンの往復運動を回転運動に変換して動力を取り出すために、クランク軸が不可欠である。クランク軸は、型鍛造または鋳造によって製造できる。特に、高強度と高剛性がクランク軸に要求される場合、それらの特性に優れることから、鍛造によって製造された鍛造クランク軸が多用される。   In reciprocating engines such as automobiles, motorcycles, agricultural machines, ships, etc., a crankshaft is indispensable in order to convert the reciprocating motion of the piston into rotational motion and extract power. The crankshaft can be manufactured by die forging or casting. In particular, when high strength and high rigidity are required for the crankshaft, forged crankshafts manufactured by forging are frequently used because of excellent characteristics.

一般に、鍛造クランク軸の製造は、ビレットを原材料とし、ビレットは、断面が丸形または角形で全長にわたって断面積が一定である。鍛造クランク軸の製造工程は、予備成形、型鍛造、バリ抜きおよび整形の各工程を含む。通常、予備成形工程は、ロール成形と曲げ打ちの各工程を含み、型鍛造工程は、荒打ちと仕上げ打ちの各工程を含む。   Generally, for production of forged crankshafts, a billet is used as a raw material, and the billet has a round or square cross section and a constant cross sectional area over the entire length. The manufacturing process of a forged crankshaft includes each process of preforming, die forging, deburring, and shaping. Usually, the preforming process includes the steps of roll forming and bending, and the die forging process includes the steps of roughing and finishing.

図1A〜1Fは、従来の一般的な鍛造クランク軸の製造工程を説明するための模式図である。図1Aはビレット、図1Bはロール荒地、図1Cは曲げ荒地、図1Dは荒鍛造材、図1Eは仕上げ鍛造材、および、図1Fは鍛造クランク軸をそれぞれ示す。   FIGS. 1A to 1F are schematic views for explaining a manufacturing process of a conventional general forged crankshaft. FIG. 1A shows a billet, FIG. 1B shows a roll waste, FIG. 1C shows a bending waste, FIG. 1D shows a rough forged material, FIG. 1E shows a finished forged material, and FIG. 1F shows a forged crankshaft.

図1Fに例示するクランク軸1は、5つのジャーナル部J1〜J5、4つのピン部P1〜P4、フロント部Fr、フランジ部Fl、および、8枚のクランクアーム部(以下、単に「アーム部」ともいう)A1〜A8から構成される。アーム部A1〜A8は、ジャーナル部J1〜J5とピン部P1〜P4をそれぞれつなぐ。また、クランク軸1は、8枚の全てのアーム部A1〜A8にカウンターウエイト部(以下、単に「ウエイト部」ともいう)W1〜W8を有する。このようなクランク軸1は、4気筒エンジンに搭載され、4気筒−8枚カウンターウエイトである。   The crankshaft 1 illustrated in FIG. 1F includes five journal portions J1 to J5, four pin portions P1 to P4, a front portion Fr, a flange portion Fl, and eight crank arm portions (hereinafter simply referred to as “arm portions”). It is also composed of A1 to A8. The arm parts A1 to A8 connect the journal parts J1 to J5 and the pin parts P1 to P4, respectively. The crankshaft 1 has counterweight portions (hereinafter also simply referred to as “weight portions”) W1 to W8 in all eight arm portions A1 to A8. Such a crankshaft 1 is mounted on a four-cylinder engine and is a four-cylinder eight-piece counterweight.

4つのピン部P1〜P4は、いずれも、ジャーナル部J1〜J5に対して偏心している。ピン部P1〜P4の位相は、クランク軸1の長手方向の中央のジャーナル部J3を中心に面対称となるように適宜設定される。このため、中央のジャーナル部J3と繋がるアーム部(A4、A5)は、ジャーナル部J3を中心に面対称となる。すなわち、2つのアーム部(A4、A5)は、いずれも、同一のジャーナル部J3と繋がるとともに同位相のピン部(P2、P3)と繋がる。   The four pin portions P1 to P4 are all eccentric with respect to the journal portions J1 to J5. The phases of the pin portions P1 to P4 are appropriately set so as to be plane-symmetrical about the central journal portion J3 in the longitudinal direction of the crankshaft 1. Therefore, the arm portions (A4, A5) connected to the central journal portion J3 are plane-symmetrical about the journal portion J3. That is, the two arm portions (A4, A5) are both connected to the same journal portion J3 and to the pin portions (P2, P3) having the same phase.

以下では、ジャーナル部J1〜J5、ピン部P1〜P4、アーム部A1〜A8およびウエイト部W1〜W8のそれぞれを総称するとき、その符号は、ジャーナル部で「J」、ピン部で「P」、アーム部で「A」、ウエイト部で「W」とも記す。ピン部Pおよびこのピン部Pにつながる一組のアーム部A(ウエイト部Wを含む)をまとめて「スロー」ともいう。   Hereinafter, when the journal portions J1 to J5, the pin portions P1 to P4, the arm portions A1 to A8, and the weight portions W1 to W8 are collectively referred to, the reference numerals are “J” for the journal portion and “P” for the pin portion. Also, “A” for the arm portion and “W” for the weight portion. The pin portion P and a pair of arm portions A (including the weight portion W) connected to the pin portion P are collectively referred to as "slow".

図1に示す製造方法では、以下のようにして鍛造クランク軸1が製造される。先ず、図1Aに示すビレット2を加熱炉(例えば誘導加熱炉やガス雰囲気加熱炉)によって加熱した後、ロール成形を行う。ロール成形工程では、例えば孔型ロールによりビレット2を圧延して絞りつつその体積を長手方向に配分し、中間素材であるロール荒地3を成形する(図1B参照)。次に、曲げ打ち工程では、ロール荒地3を長手方向と直角な方向から部分的にプレス圧下してその体積を配分し、更なる中間素材である曲げ荒地4を成形する(図1C参照)。   In the manufacturing method shown in FIG. 1, the forged crankshaft 1 is manufactured as follows. First, after the billet 2 shown in FIG. 1A is heated by a heating furnace (for example, an induction heating furnace or a gas atmosphere heating furnace), roll forming is performed. In the roll forming step, for example, the billet 2 is rolled by a hole-shaped roll and squeezed while its volume is distributed in the longitudinal direction to form a roll stock 3 as an intermediate material (see FIG. 1B). Next, in the bending hitting process, the roll wasteland 3 is partially pressed down from the direction perpendicular to the longitudinal direction to distribute the volume, and the bending wasteland 4 as a further intermediate material is formed (see FIG. 1C).

続いて、荒打ち工程では、曲げ荒地4を上下に一対の金型を用いてプレス鍛造し、クランク軸(最終製品)のおおよその形状が造形された荒鍛造材5を成形する(図1D参照)。さらに、仕上げ打ち工程では、荒鍛造材5を上下に一対の金型を用いてプレス鍛造し、最終製品のクランク軸と合致する形状が造形された仕上げ鍛造材6を成形する(図1E参照)。これら荒打ちおよび仕上げ打ちのとき、互いに対向する金型の型割面の間から、余材がバリとして流出する。このため、荒鍛造材5および仕上げ鍛造材6は、いずれも、周囲にバリ(5a、6a)が大きく付いている。   Subsequently, in the roughing process, the bent rough ground 4 is press-forged using a pair of upper and lower dies to form a rough forged material 5 in which the approximate shape of the crankshaft (final product) is formed (see FIG. 1D). ). Further, in the finish punching process, the rough forging material 5 is press-forged using a pair of upper and lower dies, and the finished forging material 6 shaped to match the crankshaft of the final product is formed (see FIG. 1E). . At the time of roughing and finishing, surplus material flows out as burrs from between the split surfaces of the molds facing each other. For this reason, the rough forgings 5 and the finish forgings 6 both have a large amount of burrs (5a, 6a) around them.

バリ抜き工程では、例えば、仕上げ打ちによって得られたバリ6a付きの仕上げ鍛造材6を上下から金型で挟み込んで保持した状態で、刃物型によってバリ6aを打ち抜き除去する。これにより、図1Fに示す鍛造クランク軸1とほぼ同じ形状のバリ無し鍛造材が得られる。整形工程では、バリ無し鍛造材の要所を上下から金型で僅かにプレス圧下し、最終製品の寸法形状に矯正する。ここで、バリ無し鍛造材の要所は、例えば、ジャーナル部J、ピン部P、フロント部Fr、フランジ部Flなどといった軸部、さらにはアーム部Aおよびウエイト部Wが該当する。こうして、鍛造クランク軸1が製造される。   In the deburring step, for example, while the finish forged material 6 with the burrs 6a obtained by finish punching is sandwiched between the mold from above and below and held, the burrs 6a are punched out and removed by the blade type. Thereby, a burrless forged material having substantially the same shape as the forged crankshaft 1 shown in FIG. 1F can be obtained. In the shaping process, a key portion of the burr-free forging material is pressed slightly from above and below with a die to correct it into the dimensional shape of the final product. Here, the essential parts of the burr-free forging material correspond to, for example, the shaft portion such as the journal portion J, the pin portion P, the front portion Fr, the flange portion Fl, and the arm portion A and the weight portion W. Thus, the forged crankshaft 1 is manufactured.

図1A〜1Fに示す製造工程は、図1Fに示す4気筒−8枚カウンターウエイトのクランク軸に限らず、様々なクランク軸に適用できる。例えば、一部のアーム部Aにウエイト部Wを設けるクランク軸、より具体的には、4気筒−4枚カウンターウエイトのクランク軸にも適用できる。4気筒−4枚カウンターウエイトのクランク軸では、例えば、先頭の第1アーム部A1、最後尾の第8アーム部A8、および、中央の2枚のアーム部(第4アーム部A4、第5アーム部A5)にウエイト部(W1、W4、W5、W8)を一体で設ける。また、残りのアーム部、具体的には、第2、第3、第6および第7のアーム部(A2、A3、A6、A7)は、ウエイト部を有さず、その形状が小判状となる。以下では、ウエイト部を一体で有するアーム部を「ウエイト付きアーム部」、ウエイト部を有さないアーム部を「ウエイトなしアーム部」ともいう。   The manufacturing process shown to FIG. 1A-1F is applicable not only to the crankshaft of 4 cylinder-8 piece counterweight shown to FIG. 1F but to various crankshafts. For example, the present invention can also be applied to a crankshaft in which the weight portion W is provided to a part of the arm portions A, more specifically, to a crankshaft of a four-cylinder four-piece counterweight. In the crankshaft of the four-cylinder / four-counterweight, for example, the first first arm part A1, the last eighth arm part A8, and the central two arm parts (fourth arm part A4, fifth arm) Weight portions (W1, W4, W5, W8) are integrally provided in the portion A5). Further, the remaining arm portions, specifically, the second, third, sixth and seventh arm portions (A2, A3, A6, A7) do not have weight portions, and the shape is oval Become. Hereinafter, an arm portion having a weight portion integrally is referred to as a "weighted arm portion", and an arm portion not having a weight portion is also referred to as a "weightless arm portion".

前記図1A〜1Fに示す製造工程は、その他に、3気筒エンジン、直列6気筒エンジン、V型6気筒エンジン、8気筒エンジン等に搭載されるクランク軸であっても、適用できる。なお、ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、バリ抜き工程の後に、捩り工程が追加される。   The manufacturing process shown in FIGS. 1A to 1F can also be applied to a crankshaft mounted on a three-cylinder engine, an in-line six-cylinder engine, a V-type six-cylinder engine, an eight-cylinder engine or the like. In addition, when adjustment of the arrangement | positioning angle of a pin part is required, a twisting process is added after a burr removal process.

ところで、近年、特に自動車用のレシプロエンジンには、燃費の向上のために軽量化が求められている。このため、レシプロエンジンに搭載されるクランク軸にも、軽量化の要求が著しくなっている。鍛造クランク軸の軽量化を図る従来技術としては、下記のものがある。   By the way, in recent years, reciprocating engines for automobiles in particular have been required to be reduced in weight in order to improve fuel efficiency. For this reason, the demand for weight reduction is also increasing for crankshafts mounted on reciprocating engines. As conventional techniques for reducing the weight of the forged crankshaft, there are the following.

特許文献1および2には、ジャーナル部側の表面に穴部が成形されたアーム部が記載され、このアーム部を有するクランク軸の製造方法も記載されている。アーム部の穴部は、ジャーナル部の軸心とピン部の軸心とを結ぶ直線(以下、「アーム部中心線」ともいう)上に成形され、ピン部に向けて大きく深く窪む。このような同文献に記載されたアーム部は、穴部の体積分が軽量化される。アーム部の軽量化は、アーム部と対をなすウエイト部の重量軽減につながり、ひいては鍛造クランク軸全体の軽量化につながる。また、同文献に開示されたアーム部は、アーム部中心線を間に挟むピン部近傍の両側部で厚みが厚く維持されていることから、剛性(ねじり剛性および曲げ剛性)も確保される。   Patent Documents 1 and 2 describe an arm part in which a hole is formed on the surface on the journal part side, and also describe a method of manufacturing a crankshaft having this arm part. The hole portion of the arm portion is formed on a straight line connecting the shaft center of the journal portion and the shaft center of the pin portion (hereinafter, also referred to as "arm portion center line") and deeply recessed toward the pin portion. In such an arm described in the same document, the volume integration of the hole is reduced. The weight reduction of the arm portion leads to the weight reduction of the weight portion paired with the arm portion, and hence leads to the weight reduction of the entire forged crankshaft. Further, since the arm portion disclosed in the same document is maintained thick at both side portions in the vicinity of the pin portion sandwiching the arm portion center line, rigidity (torsional rigidity and bending rigidity) is also ensured.

このように、アーム部のピン部近傍の両側部で厚みを厚く維持しながら、アーム部のジャーナル部側の表面に凹みを持たせれば、軽量化と剛性確保を同時に図ることができる。   Thus, if the surface of the arm portion on the journal portion side is provided with a dent while maintaining a large thickness at both sides near the pin portion of the arm portion, it is possible to simultaneously achieve weight reduction and rigidity.

ただし、そのような独特な形状のアーム部を有する鍛造クランク軸は、従来の製造方法では製造することが困難である。型鍛造工程において、アーム部表面に凹みを成形しようとすれば、当該凹み部位の金型の型抜き勾配が逆勾配になり、成形された鍛造材が金型から抜けなくなる事態が生じるからである。   However, forged crankshafts having such uniquely shaped arms are difficult to manufacture by conventional manufacturing methods. In the die forging process, if a dent is to be formed on the surface of the arm portion, the die drawing gradient of the die at the dent portion becomes a reverse gradient, and there is a situation in which the molded forging material cannot be removed from the die. .

そのような事態に対処するため、特許文献1および2に記載された製造方法では、型鍛造工程ではアーム部のジャーナル部側表面に凹みを成形することなくアーム部を小さく成形することとしている。また、バリ抜き工程の後に、アーム部のジャーナル部側の表面にパンチを押し込み、そのパンチの痕跡によって凹みを成形することとしている。   In order to cope with such a situation, in the manufacturing method described in Patent Literatures 1 and 2, in the die forging step, the arm portion is formed to be small without forming a recess in the surface on the journal portion side of the arm portion. In addition, after the deburring process, a punch is pushed into the surface of the arm portion on the side of the journal portion, and a dent is formed by the trace of the punch.

特開2012−7726号公報JP 2012-7726 A 特開2010−230027号公報JP, 2010-230027, A

確かに、前記特許文献1および2に記載された製造方法によれば、アーム部のピン部近傍の両側部で厚みを厚く維持しながら、アーム部のジャーナル部側の表面に凹みを成形することが可能となる。これにより、軽量化と剛性確保を同時に図った鍛造クランク軸を製造することができる。   Certainly, according to the manufacturing methods described in Patent Documents 1 and 2, a recess is formed on the surface of the arm portion on the journal portion side while maintaining a large thickness on both sides in the vicinity of the pin portion of the arm portion. Is possible. As a result, it is possible to manufacture a forged crankshaft that is designed to simultaneously achieve weight reduction and rigidity.

しかし、この製造方法では、アーム部のジャーナル部側の表面に凹みを成形するために、アーム部表面にパンチを強く押し込んでアーム部全体を変形させることから、パンチの押し込みに多大な力を要する。このため、パンチに多大な力を付与するための格別な設備構成が必要であり、パンチの耐久性に関しても配慮が必要となる。加えて、剛性を確保しながらさらに軽量化を図ることが要求される。   However, in this manufacturing method, in order to form a dent on the surface of the arm portion on the journal portion side, the punch is strongly pressed into the surface of the arm portion to deform the entire arm portion, so that a great force is required for pushing the punch. . For this reason, a special equipment configuration is required to apply a great deal of force to the punch, and consideration must be given to the durability of the punch. In addition, further weight reduction is required while securing rigidity.

本発明の目的は、軽量化と剛性確保を同時に図った鍛造クランク軸を簡便に得ることができる鍛造クランク軸の製造装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a forged crankshaft manufacturing apparatus capable of easily obtaining a forged crankshaft that simultaneously achieves weight reduction and rigidity securing.

本発明の一実施形態による鍛造クランク軸の製造装置は、回転中心となるジャーナル部と、そのジャーナル部に対して偏心したピン部と、前記ジャーナル部と前記ピン部をつなぐクランクアーム部と、を有する鍛造クランク軸の製造過程で、前記鍛造クランク軸の形状が造形されたバリ無しの鍛造材の形状を矯正する整形加工を施す鍛造クランク軸の製造装置である。前記鍛造クランク軸の前記クランクアーム部は、全部または一部がカウンターウエイト部を一体で有するウエイト付きアーム部であり、前記鍛造材は、前記ウエイト付きアーム部において、前記ジャーナル部近傍の両側部それぞれの外周に当該外周から突出する第1余肉部を有する。   A manufacturing apparatus of a forged crankshaft according to an embodiment of the present invention includes: a journal portion serving as a rotation center; a pin portion eccentric to the journal portion; and a crank arm portion connecting the journal portion and the pin portion In the manufacturing process of the forged crankshaft which it has, it is a manufacturing apparatus of the forged crankshaft which performs shaping which corrects the shape of the forging material without burrs in which the shape of the said forged crankshaft was modeled. The crank arm portion of the forged crankshaft is an arm portion with a weight, all or part of which is integrally formed with a counterweight portion, and the forged material is formed on each of both side portions in the vicinity of the journal portion in the arm portion with the weight. And a first surplus portion protruding from the outer periphery.

前記鍛造クランク軸の製造装置は、前記整形加工とともに、前記ウエイト付きアーム部において、前記第1余肉部を変形させて前記ジャーナル部近傍の前記両側部の厚みを増加させる加工を施す上下で一対の金型と、前記金型の開放部に収容され、前記ウエイト付きアーム部の前記ピン部側の表面のうちで前記ジャーナル部近傍の前記両側部の領域を少なくとも除く表面に押し当てられる第1工具と、を備える。前記金型および前記第1工具は、前記第1工具を退避位置から押し当て位置まで案内する第1案内面をそれぞれ有し、前記第1工具には、その上面および下面のいずれか一方または両方に、前記第1案内面が設けられる。   The apparatus for manufacturing a forged crank shaft is a pair of upper and lower parts that performs processing to deform the first excess thickness part and increase the thickness of the both sides in the vicinity of the journal part in the arm with weight together with the shaping process. And a first portion of the surface of the arm portion with weight that is pressed against a surface excluding at least the regions of the both side portions in the vicinity of the journal portion. A tool. The mold and the first tool each have a first guiding surface for guiding the first tool from the retracted position to the pressing position, and the first tool has one or both of the upper surface and the lower surface. And the first guiding surface is provided.

前記鍛造クランク軸の製造装置は、前記ピン部の偏心方向に沿って移動可能な第1治具をさらに備え、前記第1治具は、前記第1工具を前記第1案内面による第1案内方向と角度を有する第1揺動方向に揺動可能に保持し、前記第1工具は、前記第1治具の移動に伴って前記第1案内方向に沿って移動するのが好ましい。この場合、前記第1治具は、2つの前記第1工具をそれぞれ前記第1揺動方向に揺動可能に保持し、前記2つの前記第1工具は、前記クランクアーム部のうちで同一の前記ピン部と繋がる2つの前記ウエイト付きアーム部に対し、前記ピン部側の表面にそれぞれ押し当てられるのが好ましい。   The apparatus for manufacturing a forged crankshaft further includes a first jig movable along an eccentric direction of the pin portion, and the first jig guides the first tool with the first guide by the first guide surface. It is preferable that the first tool is held so as to be swingable in a first swing direction having an angle and a direction, and the first tool moves along the first guiding direction along with the movement of the first jig. In this case, the first jig holds the two first tools so as to be swingable in the first swinging direction, and the two first tools are the same in the crank arm portion. It is preferable that the two arm portions with weights connected to the pin portion are pressed against the surface on the pin portion side.

前記鍛造材は、前記クランクアーム部の前記ピン部近傍の両側部それぞれの外周に当該外周から突出する第2余肉部をさらに有し、前記金型は、前記第2余肉部を変形させ、前記クランクアーム部の前記ピン部近傍の両側部で厚みを増加させる加工をさらに施すのが好ましい。この場合、前記鍛造クランク軸の製造装置は、前記金型の開放部に収容され、前記クランクアーム部の前記ジャーナル部側の表面のうちで前記ピン部近傍の前記両側部の領域を少なくとも除く表面に押し当てられる第2工具をさらに備え、前記金型および前記第2工具は、前記第2工具を退避位置から押し当て位置まで案内する第2案内面をそれぞれ有し、前記第2工具には、その上面および下面のいずれか一方または両方に、前記第2案内面が設けられるのが好ましい。   The forging material further has a second excess thickness portion protruding from the outer periphery on each outer periphery of both side portions near the pin portion of the crank arm portion, and the mold deforms the second excess thickness portion It is preferable to further process to increase the thickness on both sides in the vicinity of the pin portion of the crank arm portion. In this case, the apparatus for manufacturing the forged crankshaft is accommodated in the open part of the mold, and the surface of the crank arm part on the side of the journal part excluding at least the area of the both sides in the vicinity of the pin part. The mold and the second tool each have a second guide surface for guiding the second tool from the retracted position to the pressed position, and the second tool includes Preferably, the second guide surface is provided on one or both of the upper surface and the lower surface.

前記クランク軸の製造装置は、前記ピン部の偏心方向に沿って移動可能な第2治具をさらに備え、前記第2治具は、前記第2工具を前記第2案内面による第2案内方向と角度を有する第2揺動方向に揺動可能に保持し、前記第2工具は、前記第2治具の移動に伴って前記第2案内方向に沿って移動するのが好ましい。この場合、前記第2治具は、2つの前記第2工具をそれぞれ第2揺動方向に揺動可能に保持し、前記2つの前記第2工具は、前記クランクアーム部のうちで同一の前記ジャーナル部と繋がるとともに同位相の前記ピン部と繋がる2つの前記クランクアーム部に対し、前記ジャーナル部側の表面にそれぞれ押し当てられるのが好ましい。   The manufacturing apparatus of the crankshaft further includes a second jig movable along the eccentric direction of the pin portion, and the second jig guides the second tool in a second guiding direction by the second guiding surface. It is preferable that the second tool be held so as to be able to swing in a second swing direction having an angle, and that the second tool move along the second guiding direction along with the movement of the second jig. In this case, the second jig holds the two second tools so as to be swingable in the second swinging direction, and the two second tools are the same in the crank arm portion. It is preferable that the two crank arm portions connected to the journal portion and connected to the pin portion having the same phase are respectively pressed against the surface on the journal portion side.

本発明の鍛造クランク軸の製造装置は、上下で一対の金型により、整形加工とともに、ウエイト付きアーム部において、第1余肉部を変形させてジャーナル部近傍の両側部の厚みを増加させる加工を施す。その際、ウエイト付きアーム部のピン部側表面に第1工具を押し当て、その第1工具は、上面および下面のいずれか一方または両方に案内面が設けられる。   The apparatus for manufacturing a forged crankshaft according to the present invention performs shaping by using a pair of molds at the top and bottom and deforms the first excess thickness in the weighted arm to increase the thickness of both sides in the vicinity of the journal. Apply. In that case, a 1st tool is pressed against the pin part side surface of an arm part with a weight, and the 1st tool is provided with a guide surface in any one or both of an upper surface and a lower surface.

このような本発明の鍛造クランク軸の製造装置は、金型によって第1余肉部を変形させることから、軽量化と剛性確保を同時に図った鍛造クランク軸を簡便に得ることができる。また、第1工具の押し当てにより、ウエイト付きアーム部のピン部側表面の形状を精密に成形できる。第1工具の上面および下面のいずれか一方または両方に案内面を設けるので、第1工具が第1治具や金型と干渉するのを防止でき、第1工具の可動範囲を十分に確保できる。このため、鍛造材の搬入および搬出を円滑に行うことができる。   Such a manufacturing apparatus for a forged crankshaft according to the present invention can easily obtain a forged crankshaft in which the reduction in weight and the securing of rigidity are simultaneously achieved because the first surplus thickness portion is deformed by a mold. Moreover, the shape of the pin part side surface of the arm part with a weight can be shape | molded precisely by pressing of a 1st tool. Since the guide surface is provided on one or both of the upper surface and the lower surface of the first tool, the first tool can be prevented from interfering with the first jig and the mold, and the movable range of the first tool can be sufficiently secured. . Therefore, the forging material can be carried in and out smoothly.

図1Aは、従来の鍛造クランク軸の製造工程におけるビレットを示す模式図である。FIG. 1A is a schematic view showing a billet in a manufacturing process of a conventional forged crankshaft. 図1Bは、従来の鍛造クランク軸の製造工程におけるロール荒地を示す。FIG. 1B shows a roll waste in the manufacturing process of a conventional forged crankshaft. 図1Cは、従来の鍛造クランク軸の製造工程における曲げ荒地を示す。FIG. 1C shows a bending stock in the manufacturing process of a conventional forged crankshaft. 図1Dは、従来の鍛造クランク軸の製造工程における荒鍛造材を示す。FIG. 1D shows a rough forged material in a conventional forged crankshaft manufacturing process. 図1Eは、従来の鍛造クランク軸の製造工程における仕上げ鍛造材を示す。FIG. 1E shows a finish forged material in a conventional forged crankshaft manufacturing process. 図1Fは、従来の鍛造クランク軸の製造工程における鍛造クランク軸を示す。FIG. 1F shows a forged crankshaft in the process of manufacturing a conventional forged crankshaft. 図2Aは、本発明で採用できる整形後のクランク軸について、ウエイト付きアーム部のピン部側表面の形状例を模式的に示す斜視図である。FIG. 2A is a perspective view schematically showing an example of the shape of the pin portion side surface of the weight-equipped arm portion of the shaped crankshaft which can be employed in the present invention. 図2Bは、図2Aのアーム部のピン部側表面を示す図である。FIG. 2B is a diagram illustrating a pin portion side surface of the arm portion of FIG. 2A. 図2Cは、図2Aのアーム部の側面を示す図である。FIG. 2C is a diagram illustrating a side surface of the arm portion of FIG. 2A. 図2Dは、図2AのA−A断面図である。FIG. 2D is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2A. 図3Aは、本発明で採用できる整形後のクランク軸について、好適なアーム部のジャーナル部側表面の形状例を模式的に示す斜視図である。FIG. 3A is a perspective view schematically showing an example of the shape of the surface on the journal portion side of a suitable arm portion, which is suitable for the crankshaft after shaping which can be employed in the present invention. 図3Bは、図3Aのアーム部のジャーナル部側表面を示す図である。FIG. 3B is a view showing a surface on the journal side of the arm of FIG. 3A. 図3Cは、図3AのB−B断面図である。FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 3A. 図4Aは、整形前のウエイト付きアーム部について、ピン部側表面の形状例を示すための模式図であり、ピン部側表面を示す。FIG. 4A is a schematic view for showing an example of the shape of the surface on the pin portion side of the weight-equipped arm portion before shaping, and shows the surface on the pin portion side. 図4Bは、図4Aのアーム部の側面を示す図である。FIG. 4B is a diagram illustrating a side surface of the arm portion of FIG. 4A. 図4Cは、図4AのC−C断面図である。FIG. 4C is a cross-sectional view taken along line C-C of FIG. 4A. 図5Aは、整形前のアーム部について、ジャーナル部側表面の形状例を示すための模式図であり、ジャーナル部側表面を示す。FIG. 5A is a schematic view for showing an example of the shape of the surface on the side of the journal with respect to the arm before shaping, and shows the surface on the side of the journal. 図5Bは、図5AのD−D断面図である。5B is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 5A. 図6Aは、本発明の鍛造クランク軸の製造装置の構成例を示す模式的に示す斜視図である。FIG. 6A is a perspective view schematically showing a configuration example of a forged crankshaft manufacturing apparatus according to the present invention. 図6Bは、図6Aの上面図であり、押し当て位置の場合を示す。FIG. 6B is a top view of FIG. 6A and shows the case of the pressing position. 図6Cは、図6Aの上面図であり、退避位置の場合を示す。FIG. 6C is a top view of FIG. 6A and shows the case of the retracted position. 図6Dは、図6Aの要部を拡大して示す斜視図である。FIG. 6D is an enlarged perspective view showing the main part of FIG. 6A. 図7Aは、第2工具の構成例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7A is a perspective view schematically showing a configuration example of the second tool. 図7Bは、図7Aの要部を拡大して示す斜視図である。FIG. 7B is an enlarged perspective view showing the main part of FIG. 7A. 図7Cは、図7Aの上面図であり、押し当て位置の場合を示す。FIG. 7C is a top view of FIG. 7A and shows the case of the pressing position. 図7Dは、図7Aの上面図であり、退避位置の場合を示す。FIG. 7D is a top view of FIG. 7A and shows the case of the retracted position.

以下に、本実施形態の鍛造クランク軸の製造装置について、図面を参照しながら説明する。   Below, the manufacturing apparatus of the forged crankshaft of this embodiment is demonstrated, referring drawings.

1.クランク軸の形状
本実施形態が対象とする鍛造クランク軸は、回転中心となるジャーナル部と、そのジャーナル部に対して偏心したピン部と、ジャーナル部とピン部をつなぐアーム部と、を有する。また、鍛造クランク軸は、アーム部のうちの全部または一部にウエイト部を一体で有する。このような鍛造クランク軸として、例えば、図2A〜2Dおよび図3A〜3Cに示す鍛造クランク軸を採用できる。
1. Shape of Crankshaft A forged crankshaft targeted by the present embodiment includes a journal portion serving as a rotation center, a pin portion that is eccentric with respect to the journal portion, and an arm portion that connects the journal portion and the pin portion. Further, the forged crankshaft has a weight portion integrally with all or a part of the arm portions. As such a forged crankshaft, the forged crankshaft shown in FIGS. 2A to 2D and FIGS. 3A to 3C can be employed, for example.

図2A〜2Dは、本発明で採用できる整形後のクランク軸(最終製品)について、ウエイト付きアーム部のピン部側表面の形状例を示す模式図である。そのうち図2Aは斜視図、図2Bはピン部側表面を示す図、図2Cは側面を示す図、図2DはA−A断面図である。図2A〜2Dでは、クランク軸のウエイト付きアーム部の1つを代表的に抽出して示しており、残りのアーム部を省略する。また、図2Cは、図2Bの破線矢印で示す方向からの投影図である。   2A to 2D are schematic diagrams showing examples of the shape of the surface on the pin side of the arm portion with weight for a crankshaft (final product) after shaping that can be employed in the present invention. Among them, FIG. 2A is a perspective view, FIG. 2B is a view showing a surface on a pin portion side, FIG. 2C is a view showing a side surface, and FIG. In FIGS. 2A-2D, one of the weighted arm portions of the crankshaft is representatively extracted and shown, and the remaining arm portions are omitted. Further, FIG. 2C is a projection view from the direction shown by the dashed arrow in FIG. 2B.

ウエイト付きアーム部Aは、ピン部P側の表面のうち、ジャーナル部J近傍の両側部(Ac、Ad)の内側領域Atに、凹みを有する。また、ジャーナル部J近傍の両側部(Ac、Ad)がピン部P側に膨らみ、それらの両側部(Ac、Ad)の厚みは、凹みの厚みと比べ、厚肉である。ここで、側部とは、アーム部Aの幅方向(ピン部の偏心方向と直角な方向)の側面およびその周辺部分を意味し、換言すると、アーム部Aの幅方向の端部を意味する。   The weighted arm portion A has a recess in the inner region At of both side portions (Ac, Ad) near the journal portion J in the surface on the pin portion P side. Further, both side portions (Ac, Ad) in the vicinity of the journal portion J bulge toward the pin portion P, and the thickness of the both side portions (Ac, Ad) is thicker than the thickness of the recess. Here, the side portion means the side surface of the arm portion A in the width direction (direction perpendicular to the eccentric direction of the pin portion) and the peripheral portion thereof, in other words, the end portion in the width direction of the arm portion A .

このようなアーム部Aは、ジャーナル部J近傍の両側部(Ac、Ad)の厚みが厚く維持されるとともに、ピン部P側の表面に凹みが成形されている。このため、アーム部Aのピン部P側表面の凹みによって軽量化を図ることができる。加えて、アーム部Aのジャーナル部J近傍の両側部(Ac、Ad)の厚み維持により、剛性の確保を図ることができる。   In such an arm portion A, the thickness of both side portions (Ac, Ad) in the vicinity of the journal portion J is maintained thick, and a recess is formed on the surface on the pin portion P side. For this reason, weight reduction can be achieved by the depression of the surface of the arm portion A on the side of the pin portion P. In addition, by maintaining the thickness of both sides (Ac, Ad) in the vicinity of the journal portion J of the arm portion A, it is possible to secure rigidity.

続いて、アーム部Aのジャーナル部J側表面の形状について、その好ましい態様を説明する。   Subsequently, with respect to the shape of the surface of the arm portion A on the side of the journal portion J, a preferable aspect thereof will be described.

図3A〜3Cは、本発明で採用できる整形後のクランク軸について、好適なアーム部のジャーナル部側表面の形状例を示す模式図であり、図3Aは斜視図、同図3Bはジャーナル部側表面を示す図、図3CはB−B断面図である。   3A to 3C are schematic views showing an example of the shape of the surface on the side of the journal of a suitable arm with respect to the crankshaft after shaping which can be adopted in the present invention, FIG. 3A is a perspective view, and FIG. 3B is the journal side. The figure which shows the surface and FIG. 3C are BB sectional drawings.

ウエイト部Wの有無に依拠することなく、アーム部Aは、ジャーナル部J側の表面のうち、ピン部P近傍の両側部(Aa、Ab)の内側の領域Asに凹みを有するのが好ましい。また、ピン部P近傍の両側部(Aa、Ab)がジャーナル部J側に膨らみ、それらの両側部(Aa、Ab)の厚みは、凹みの厚みと比べ、厚肉であるのが好ましい。   Regardless of the presence or absence of the weight portion W, the arm portion A preferably has a dent in the region As inside the both side portions (Aa, Ab) near the pin portion P on the surface on the journal portion J side. Further, both side portions (Aa, Ab) in the vicinity of the pin portion P swell toward the journal portion J, and the thicknesses of both side portions (Aa, Ab) are preferably thicker than the thickness of the recess.

このようなアーム部Aは、ピン部P近傍の両側部(Aa、Ab)の厚みが厚く維持されるとともに、ジャーナル部J側の表面に凹みが成形される。このため、ピン部P近傍の両側部(Aa、Ab)の厚み維持によって剛性を確保しながら、ジャーナル部J側表面の凹みによってさらに軽量化を図ることができる。   In such an arm portion A, the thickness of both side portions (Aa, Ab) in the vicinity of the pin portion P is maintained thick, and a recess is formed on the surface on the journal portion J side. For this reason, while maintaining rigidity by maintaining the thickness of both sides (Aa, Ab) in the vicinity of the pin portion P, further weight reduction can be achieved by the depression on the surface of the journal portion J side.

続いて、整形前のアーム部の形状について、図面を参照しながら説明する。   Then, the shape of the arm part before shaping is demonstrated, referring drawings.

図4A〜Cは、整形前のウエイト付きアーム部について、ピン部側表面の形状例を示す模式図であり、図4Aはピン部側表面を示す図、図4Bは側面を示す図、図4CはC−C断面図である。同図では、クランク軸のアーム部のうちで、ウエイト部を一体で有するアーム部を1つだけ抽出して示しており、残りのクランク軸のアーム部を省略する。なお、図4Bは、図4Aの破線矢印で示す方向からの投影図である。   4A to 4C are schematic views showing an example of the shape of the surface on the side of the pin with respect to the arm with a weight before shaping, FIG. 4A is a view showing the surface on the side of the pin, FIG. FIG. In the figure, only one arm portion having an integral weight portion is extracted from the arm portions of the crankshaft, and the remaining crankshaft arm portions are omitted. FIG. 4B is a projection view from the direction indicated by the broken line arrow in FIG. 4A.

ウエイト付きアーム部Aは、整形前に、ピン部P側表面のうち、ジャーナル部J近傍の両側部(Ac、Ad)の内側領域Atに、整形後の形状と合致する凹みを持つ。その凹みはジャーナル部J近傍の両側部(Ac、Ad)の領域まで滑らかに広がっている。これにより、ジャーナル部J近傍の両側部(Ac、Ad)の厚みは、整形後の厚みよりも薄い。   Before shaping, the weighted arm portion A has a recess that matches the shape after shaping in the inner region At of both side portions (Ac, Ad) near the journal portion J on the surface on the pin portion P side. The recess smoothly extends to the area on both sides (Ac, Ad) near the journal J. Thereby, the thickness of the both sides (Ac, Ad) of the journal part J vicinity is thinner than the thickness after shaping.

また、ウエイト付きアーム部Aは、ジャーナル部J近傍の両側部(Ac、Ad)の外周に、それぞれ第1余肉部(Aca、Ada)を有する。その第1余肉部(Aca、Ada)は、両側部(Ac、Ad)の外周から突出する。同図に示す第1余肉部(Aca、Ada)は、板状であり、ジャーナル部J近傍の両側部(Ac、Ad)の外周に沿って設けられる。第1余肉部(Aca、Ada)の厚みは、その根元の両側部(Ac、Ad)の厚みと比べ、同程度であるかまたは薄い。   In addition, the arm portion A with a weight has first surplus portions (Aca, Ada) on the outer periphery of both side portions (Ac, Ad) in the vicinity of the journal portion J. The first surplus portion (Aca, Ada) protrudes from the outer periphery of both side portions (Ac, Ad). The 1st surplus part (Aca, Ada) shown to the same figure is plate shape, and it is provided along the outer periphery of the both sides (Ac, Ad) of the journal part J vicinity. The thickness of the first surplus portion (Aca, Ada) is comparable to or thinner than the thickness of both sides (Ac, Ad) of the root.

このような形状の整形前のウエイト付きアーム部は、ピン部P側表面の凹みに対応する部位および第1余肉部(Aca、Ada)に対応する部位のいずれでも、逆勾配にならない。   The arm portion with weight before shaping in such a shape does not have a reverse gradient in any of the portion corresponding to the dent on the surface of the pin portion P side and the portion corresponding to the first surplus portion (Aca, Ada).

図5Aおよび5Bは、整形前のアーム部について、ジャーナル部側表面の形状例を示す模式図であり、図5Aはジャーナル部側表面を示す図、図5BはD−D断面図である。   5A and 5B are schematic views showing examples of the shape of the journal portion side surface of the arm portion before shaping, FIG. 5A is a view showing the journal portion side surface, and FIG. 5B is a DD cross-sectional view.

前記図3A〜3Dに示す整形後のアーム部Aは、ウエイト部の有無に依拠することなく、ピン部P近傍の両側部(Aa、Ab)の厚みが厚く維持されるとともに、ジャーナル部J側の表面に凹みが成形される。このような場合、整形前のアーム部Aは、ジャーナル部J側の表面のうち、ピン部P近傍の両側部(Aa、Ab)の内側領域に、整形後(最終製品)の形状と合致する凹みを持つのが好ましい。その凹みはピン部P近傍の両側部(Aa、Ab)の領域まで滑らかに広がっている。これにより、整形前のピン部P近傍の両側部(Aa、Ab)の厚みは、整形後の厚みよりも薄い。   The arm portion A after shaping shown in FIGS. 3A to 3D maintains the thickness of both side portions (Aa, Ab) in the vicinity of the pin portion P without depending on the presence or absence of the weight portion, and the journal portion J side. A recess is formed on the surface of the. In such a case, the arm part A before shaping matches the shape after shaping (final product) in the inner region of both side parts (Aa, Ab) near the pin part P on the surface on the journal part J side. It is preferable to have a dent. The recess smoothly extends to the area of both sides (Aa, Ab) near the pin portion P. Thereby, the thickness of the both side parts (Aa, Ab) in the vicinity of the pin part P before shaping is thinner than the thickness after shaping.

また、ピン部P近傍の両側部(Aa、Ab)の外周には、第2余肉部(Aaa、Aba)をそれぞれ設けるのが好ましく、第2余肉部(Aaa、Aba)は、両側部(Aa、Ab)の外周から突出する。同図に示す第2余肉部(Aaa、Aba)は、板状であり、ピン部P近傍の両側部(Aa、Ab)の外周に沿って設けられる。第2余肉部(Aaa、Aba)の厚みは、その根元の両側部(Aa、Ab)の厚みと比べ、同程度であるかまたは薄い。   In addition, it is preferable to provide a second surplus portion (Aaa, Aba) on the outer periphery of both sides (Aa, Ab) in the vicinity of the pin portion P, and the second surplus portion (Aaa, Aba) It protrudes from the outer periphery of (Aa, Ab). The second surplus portion (Aaa, Aba) shown in the figure is plate-shaped and is provided along the outer periphery of both side portions (Aa, Ab) in the vicinity of the pin portion P. The thickness of the second surplus portion (Aaa, Aba) is comparable to or thinner than the thickness of both sides (Aa, Ab) of its root.

このような形状の整形前のアーム部は、ジャーナル部J側表面の凹みに対応する部位および第2余肉部(Aaa、Aba)に対応する部位のいずれでも、逆勾配にならない。   The pre-shaping arm portion having such a shape does not have a reverse gradient at any of the portion corresponding to the dent on the surface of the journal portion J and the portion corresponding to the second surplus portion (Aaa, Aba).

2.鍛造クランク軸の製造装置
図6A〜6Dは、本発明の鍛造クランク軸の製造装置の構成例を示す模式図であり、図6Aは斜視図、図6Bは押し当て位置の場合の上面図、図6Cは退避位置の場合の上面図、図6Dは要部を拡大して示す斜視図である。図6A〜6Dには、バリ無し鍛造材91と、金型のうちの下型の一部を構成するボトム側部材11と、第1工具20と、第1治具30とを示す。図6Aには、さらに、下型の一部を構成するトップ側部材12と、第2工具40と、第2治具50とを示す。なお、図6Bおよび6Cでは、バリ無し鍛造材91を想像線で示す。
2. 6A to 6D are schematic views showing a configuration example of a forged crankshaft manufacturing apparatus according to the present invention, FIG. 6A is a perspective view, and FIG. 6B is a top view in a pressing position. 6C is a top view in the case of the retracted position, and FIG. 6D is an enlarged perspective view of the main part. 6A to 6D show the burr-free forging material 91, the bottom side member 11 that constitutes a part of the lower die of the mold, the first tool 20, and the first jig 30. FIG. In FIG. 6A, the top side member 12 which comprises a part of lower mold, the 2nd tool 40, and the 2nd jig 50 are further shown. 6B and 6C, the burr-free forging material 91 is shown by an imaginary line.

図6A〜6Cでは、バリ無し鍛造材91のうちで、1つのピン部Pと、そのピン部Pと繋がる2つのウエイト付きアーム部Aと、その2つのウエイト付きアーム部Aと繋がるジャーナル部Jの一部とを抽出して示す。図6Dでは、図6A〜6Cと比べ、バリ無し鍛造材91の一部を省略する。また、図6A〜6Dでは、製造装置が備える複数の第1工具のうちの2つの第1工具20を示し、他の第1工具の図示を省略する。その2つの第1工具は、同一のピン部Pと繋がる2つのウエイト付きアーム部Aのピン部P側表面にそれぞれ押し当てられる。   6A to 6C, among the forged material 91 without burr, one pin portion P, two weighted arm portions A connected to the pin portion P, and a journal portion J connected to the two weighted arm portions A A part of is extracted and shown. In FIG. 6D, compared to FIGS. 6A to 6C, a part of the burr-free forging material 91 is omitted. Moreover, in FIG. 6A-6D, two 1st tools 20 are shown among several 1st tools with which a manufacturing apparatus is provided, and illustration of another 1st tool is abbreviate | omitted. The two first tools are pressed against the pin P side surfaces of the two weighted arm parts A connected to the same pin part P, respectively.

第1工具20は、ウエイト付きアーム部Aのピン部P側の表面のうちでジャーナル部J近傍の両側部の領域を少なくとも除く表面に押し当てられる。例えば、第1工具20の先端面20aは、アーム部Aのピン部P側の表面のうち、ジャーナル部J近傍の両側部(Aa、Ab)の内側領域Atに押し当てられる。   The first tool 20 is pressed against the surface excluding at least the regions on both sides in the vicinity of the journal portion J in the surface on the pin portion P side of the arm portion A with weight. For example, the tip end surface 20a of the first tool 20 is pressed against the inner region At of both side portions (Aa, Ab) near the journal portion J in the surface of the arm portion A on the pin portion P side.

上下で一対の金型は、上型と下型とで構成できる。同図では、図面の理解を容易にするため、上型の図示を省略するとともに、下型を構成する一部の部材のみを図示する。   The pair of upper and lower molds can be composed of an upper mold and a lower mold. In the figure, for easy understanding of the drawing, the upper mold is not shown and only some members constituting the lower mold are shown.

上型および下型には、バリ無しの鍛造材の形状を矯正する整形加工とともに突出する余肉部を変形させるため、それぞれ型彫刻部11aが彫り込まれている。同図の下型を構成するボトム側部材11の型彫刻部11aは、下型の型彫刻部の一部を構成する。   In the upper mold and the lower mold, mold engravings 11a are engraved respectively in order to deform the protruding excess thickness portions together with shaping processing for correcting the shape of the forged material without burrs. The mold engraving portion 11a of the bottom-side member 11 constituting the lower mold of the drawing constitutes a part of the lower mold engraving portion.

上型および下型の型彫刻部には、クランク軸(最終製品)の形状のうちの一部を除いた部分の形状が反映されている。具体的には、第1工具20を収容するため、金型(上型および下型)に工具用開放部が設けられる。このため、型彫刻部には、アーム部のピン部側表面における凹み形状が反映されない。   The upper and lower mold engraving portions reflect the shape of a portion of the shape of the crankshaft (final product) excluding a part. Specifically, in order to accommodate the first tool 20, a tool opening is provided in the mold (upper mold and lower mold). For this reason, the concave shape on the pin portion side surface of the arm portion is not reflected in the mold engraving portion.

また、アーム部のジャーナル部側表面に凹みを形成する場合(前記図3A〜3C参照)、型彫刻部には、アーム部のジャーナル部側表面における凹み形状が反映されない。この凹み形状を型彫刻部に反映すると、型彫刻部の一部が逆勾配となるからである。この場合、第2工具40を収容するため、金型(上型および下型)に工具用開放部を設けてもよい。   Moreover, when forming a dent in the journal part side surface of an arm part (refer said 3A-3C), the concave shape in the journal part side surface of an arm part is not reflected by a type | mold engraving part. This is because when this concave shape is reflected in the mold engraving portion, a part of the mold engraving portion has an inverse gradient. In this case, in order to accommodate the second tool 40, a tool opening may be provided in the mold (upper mold and lower mold).

金型(上型および下型)には、第1治具30を収容するため、それぞれ溝状の治具用開放部11c(図6B参照)が設けられる。   In order to accommodate the first jig 30, the mold (upper mold and lower mold) is provided with a groove-like jig opening portion 11c (see FIG. 6B).

第1工具20を退避位置から押し当て位置まで案内するため、第1工具20の上面20bおよび下面20cの両方には、第1案内方向(図6Bおよび6Cの実線矢印参照)に沿って延びる凸部20dが設けられる。また、金型を構成するボトム側部材11の工具用開放部の底面には、第1工具20の凸部20dを受け入れるため、溝状の凹部11dが設けられる(図6D参照)。このため、第1工具20が退避位置から押し当て位置まで移動する際、工具用開放部(金型)の凹部11dの両側面および第1工具20の凸部20dの両側面20eに沿って第1工具20が移動する。すなわち、工具用開放部(金型)の凹部11dの両側面とともに、第1工具20の上面20bおよび下面20cに設けられた凸部の両側面20dが案内面(第1案内面)として機能する。   In order to guide the first tool 20 from the retracted position to the pressing position, both the upper surface 20b and the lower surface 20c of the first tool 20 are convex extending along the first guiding direction (see solid arrows in FIGS. 6B and 6C) A portion 20d is provided. Moreover, in order to receive the convex part 20d of the 1st tool 20, the groove-shaped recessed part 11d is provided in the bottom face of the tool opening part of the bottom side member 11 which comprises a metal mold | die (refer FIG. 6D). Therefore, when the first tool 20 moves from the retracted position to the pressing position, the first tool 20 is moved along the side surfaces 20e of the concave portion 11d of the tool opening portion (mold) and the side surface 20e of the convex portion 20d of the first tool 20. One tool 20 moves. That is, both side surfaces 20d of the convex portions provided on the upper surface 20b and the lower surface 20c of the first tool 20 function as guide surfaces (first guide surfaces) together with both side surfaces of the recess 11d of the tool opening (mold). .

このような本実施形態の鍛造クランク軸の製造装置は、上下で一対の金型により、整形加工とともに、ウエイト付きアーム部において、第1余肉部を変形させてジャーナル部近傍の両側部の厚みを増加させる加工を施す。このため、得られるクランク軸のウエイト付きアーム部において、ジャーナル部近傍の両側部の厚みを厚く維持しつつ、ピン部側表面に凹みを持たせることができる。したがって、軽量化と剛性確保を同時に図ることができる。   Such a forged crankshaft manufacturing apparatus according to the present embodiment uses a pair of upper and lower dies to shape and process the thickness of both side portions near the journal portion by deforming the first surplus portion in the weighted arm portion. To increase the processing. For this reason, in the weighted arm portion of the obtained crankshaft, the pin portion side surface can be made concave while maintaining the thickness of both side portions in the vicinity of the journal portion thick. Therefore, it is possible to reduce the weight and secure the rigidity at the same time.

第1余肉部を変形させてジャーナル部近傍の両側部の厚みを増加させる加工では、金型によって第1余肉部をピン部側表面に向けて折り曲げればよい。また、金型によって第1余肉部を押し潰し、ピン部側に張り出させてもよい。このため、本実施形態の鍛造クランク軸の製造装置は、軽量化と剛性確保を同時に図ったクランク軸を、多大な力を要することなく簡便に得ることができる。   In the process of deforming the first excess thickness portion to increase the thickness of both sides in the vicinity of the journal portion, the first excess thickness portion may be bent toward the surface of the pin portion with a die. In addition, the first excess thickness portion may be crushed by a mold and may be protruded to the pin portion side. For this reason, the manufacturing apparatus for a forged crankshaft according to the present embodiment can easily obtain a crankshaft achieving both weight reduction and securing rigidity simultaneously without requiring a large amount of force.

第1余肉部を変形させる際に、第1工具をウエイト付きアーム部のピン部側表面に押し当てるので、ピン部側の表面の凹み等が保持される。これにより、ピン部側表面で、具体的には、ジャーナル部近傍の両側部やその内側領域で、形状を精密に成形できる。このように第1工具は、押し当てによる保持を目的とし、アーム部のピン部側表面に押し込まれることがない。このため、第1工具の押し当てに要する力は、小さくて済む。   When deforming the first excess thickness portion, the first tool is pressed against the pin portion side surface of the weight-equipped arm portion, so that a dent or the like on the surface of the pin portion side is held. As a result, the shape can be precisely formed on the surface on the pin portion side, specifically, on both sides in the vicinity of the journal portion and the inner region thereof. Thus, the 1st tool aims at the holding | maintenance by pressing, and is not pushed into the pin part side surface of an arm part. For this reason, the force required to press the first tool is small.

また、本実施形態の鍛造クランク軸の製造装置は、第1工具20の上面20bおよび下面20cのいずれか一方または両方に、第1案内面を設ける。このため、第1工具20の側面形状を平面とする必要がなく、例えば、面取りや丸みを付けることによって適宜形状を変更できる。これにより、第1工具20の幅を小さくできるので、第1工具20が第1治具30や金型と干渉するのを防止でき、第1工具20の可動範囲を十分に確保できる。このため、鍛造材の搬入および搬出を円滑に行うことができる。   Moreover, the manufacturing apparatus of the forged crankshaft of this embodiment provides a 1st guide surface in any one or both of the upper surface 20b of the 1st tool 20, and the lower surface 20c. For this reason, it is not necessary to make the side shape of the first tool 20 flat, and for example, the shape can be appropriately changed by chamfering or rounding. Thereby, the width of the first tool 20 can be reduced, so that the first tool 20 can be prevented from interfering with the first jig 30 or the mold, and the movable range of the first tool 20 can be sufficiently secured. Therefore, the forging material can be carried in and out smoothly.

本発明の鍛造クランク軸の製造装置は、図6Aに示すような同一のピン部Pと繋がる2つのウエイト付きアーム部Aのピン部P側表面にそれぞれ押し当てる場合に限定されない。例えば、同一のピン部Pと繋がる2つのアーム部の一方がウエイトなしアーム部であり、他方のウエイト付きアーム部Aのピン部P側表面にのみ第1工具を押し当てる場合にも適用できる。この場合、同一のピン部Pと繋がる2つのアーム部の間には、1つの第1工具が配置され、その1つの第1工具を第1治具が保持する構成となる。   The forged crankshaft manufacturing apparatus of the present invention is not limited to the case where the forged crankshaft is pressed against the surfaces of the two weighted arm portions A connected to the same pin portion P as shown in FIG. 6A. For example, one of two arm portions connected to the same pin portion P is an arm portion without weight, and the first tool can be applied only to the surface of the other arm portion A with weight A on the pin portion P side. In this case, one first tool is disposed between two arm portions connected to the same pin portion P, and the first jig is configured to hold the one first tool.

同一のピン部Pと繋がる2つのアーム部Aがいずれもウエイト部Wを一体で有する場合、2つの第1工具20が互いに干渉し、第1工具20の可動範囲が不十分となりがちである。これを防止して第1工具20の可動範囲を十分に確保するため、同一のピン部Pと繋がる2つのウエイト付きアーム部Aのピン部P側表面にそれぞれ押し当てられる2つの第1工具20において、上面20bおよび下面20cのいずれか一方または両方に、第1案内面20eをそれぞれ設けるのが好ましい。   In the case where two arm parts A connected to the same pin part P integrally have a weight part W, the two first tools 20 interfere with each other, and the movable range of the first tools 20 tends to be insufficient. In order to prevent this and sufficiently secure the movable range of the first tool 20, the two first tools 20 pressed against the surface of the pin part P side of the two weighted arm parts A connected to the same pin part P, respectively. Preferably, the first guide surface 20e is provided on one or both of the upper surface 20b and the lower surface 20c.

ここで、図6A〜6Dに示す構成と異なり、第1工具20を第1治具30に固定し、その第1治具を第1案内方向に沿って移動させるのに伴って第1工具を移動させる構成とすることもできる。しかし、上記構成では、複数の第1工具20で第1案内方向が異なるので、第1治具30を移動させる方向もそれぞれ異なる。このため、第1治具30および駆動装置(図示なし)が干渉して可動範囲が不十分となるおそれがある。   Here, unlike the configuration shown in FIGS. 6A to 6D, the first tool 20 is fixed to the first jig 30, and the first tool is moved along the first guiding direction according to the movement of the first jig. It can also be configured to move. However, in the above configuration, since the first guiding directions are different among the plurality of first tools 20, the directions in which the first jig 30 is moved are also different. For this reason, there is a possibility that the movable range becomes insufficient due to interference between the first jig 30 and the driving device (not shown).

第1治具30および駆動装置(図示なし)が干渉するのを防止するとともに、第1治具30を移動させる方向を統一する観点から、ピン部の偏心方向(図6Bおよび6Cのハッチングを施した矢印参照)に沿って移動可能な第1治具30を備えるのが好ましい。この場合、第1治具30は、第1案内面による第1案内方向と角度を有する第1揺動方向(図6Bおよび6Cの破線矢印参照)に第1工具20を揺動可能に保持する。   From the viewpoint of preventing interference between the first jig 30 and the driving device (not shown) and unifying the direction in which the first jig 30 is moved, the eccentric direction of the pin portion (hatching in FIGS. 6B and 6C is performed). It is preferable to include a first jig 30 that is movable along the arrows). In this case, the first jig 30 holds the first tool 20 so as to be able to swing in the first swing direction (see the broken line arrows in FIGS. 6B and 6C) having an angle with the first guide direction by the first guide surface. .

このような第1治具30を備えれば、偏心方向に沿って第1治具を移動させることにより、第1案内方向に沿って第1工具20を移動させることができる。このため、鍛造材との干渉を防止しながら、アーム部とその隣のアーム部との間に配置できる。また、第1治具30が偏心方向に沿って移動するので、第1治具30の移動を駆動する機構を共通化でき、製造装置の設備構成を簡素化できる。その結果、第1工具の可動範囲を確保しながら、より狭小なスペースに第1工具20を配置可能となる。第1揺動方向は、第1案内方向に応じて適宜設定することができる。   If such a first jig 30 is provided, the first tool 20 can be moved along the first guiding direction by moving the first jig along the eccentric direction. For this reason, it can arrange | position between an arm part and the arm part next to it, preventing interference with a forging material. Further, since the first jig 30 moves along the eccentric direction, the mechanism for driving the movement of the first jig 30 can be made common, and the equipment configuration of the manufacturing apparatus can be simplified. As a result, the first tool 20 can be disposed in a narrower space while securing the movable range of the first tool. The first swinging direction can be appropriately set according to the first guiding direction.

同一のピン部Pと繋がる2つのウエイト付きアーム部Aのピン部P側表面に2つの第1工具20を押し当てる場合、それら2つの第1工具20を単一の第1治具30で、それぞれ、揺動可能に保持するのが好ましい。これによっても、製造装置の構成を簡素化でき、第1工具20の可動範囲をより十分に確保できる。   When the two first tools 20 are pressed against the surface of the pin part P side of the two weighted arm parts A connected to the same pin part P, the two first tools 20 are moved by a single first jig 30. It is preferable to hold them swingably, respectively. Also by this, the configuration of the manufacturing apparatus can be simplified, and the movable range of the first tool 20 can be more sufficiently secured.

鍛造材91は、図5Aおよび5Bに示すような第2余肉部(Aaa、Aba)を有するのが好ましい。この場合、金型は、整形加工および第1余肉部(Aca、Ada)を変形させる加工に加え、第2余肉部(Aaa、Aba)を変形させ、アーム部のピン部近傍の両側部で厚みを増加させる加工をさらに施すのが好ましい。これにより、得られる鍛造クランク軸において、前記図3A〜3Cに示すように、剛性を確保しながら、さらに軽量化を図ることができる。   The forging material 91 preferably has a second surplus portion (Aaa, Aba) as shown in FIGS. 5A and 5B. In this case, the mold deforms the second surplus portion (Aaa, Aba) in addition to shaping and deforming the first surplus portion (Aca, Ada), and both sides of the arm portion near the pin portion It is preferable to further apply processing to increase the thickness. As a result, in the obtained forged crankshaft, as shown in FIGS. 3A to 3C, the weight can be further reduced while securing the rigidity.

第2余肉部を変形させてピン部近傍の両側部の厚みを増加させる加工では、金型によって第2余肉部をジャーナル部側表面に向けて折り曲げればよい。また、金型によって第2余肉部を押し潰し、ジャーナル部側に張り出させてもよい。これにより、軽量化と剛性確保を同時に図ったクランク軸を、多大な力を要することなく簡便に得ることができる。   In the processing of deforming the second excess thickness portion to increase the thickness of both sides in the vicinity of the pin portion, the second excess thickness portion may be bent toward the surface of the journal portion side by a die. Further, the second surplus portion may be crushed by a mold and protruded to the journal portion side. As a result, it is possible to easily obtain a crankshaft that achieves weight reduction and securing rigidity simultaneously without requiring a great deal of force.

鍛造材が第2余肉部を有する場合、本実施形態の鍛造クランク軸の製造装置は、アーム部のジャーナル部側の表面に押し当てられる第2工具40を備えるのが好ましい。   When the forged material has the second surplus portion, the forged crankshaft manufacturing apparatus of the present embodiment preferably includes the second tool 40 pressed against the surface of the arm portion on the journal portion side.

図7A〜7Dは、第2工具の構成例を示す模式図であり、図7Aは斜視図、図7Bは要部を拡大して示す斜視図、図7Cは押し当て位置の場合を示す上面図、図7Dは退避位置の場合を示す上面図である。図7A〜7Dには、金型のうちの下型の一部を構成するトップ側部材12と、第2工具40と、第2治具50とを示す。また、図7Aには、被加工材のバリ無し鍛造材91の一部を示す。前述の第1工具20については、図示を省略する。   7A to 7D are schematic views showing a configuration example of the second tool, FIG. 7A is a perspective view, FIG. 7B is a perspective view showing an enlarged main part, and FIG. 7C is a top view showing a pressing position. FIG. 7D is a top view showing the case of the retracted position. FIGS. 7A to 7D show the top side member 12 constituting a part of the lower mold of the mold, the second tool 40, and the second jig 50. Moreover, in FIG. 7A, a part of burr-free forging material 91 of a to-be-processed material is shown. About the above-mentioned 1st tool 20, illustration is omitted.

第2工具40は、アーム部のジャーナル部側の表面のうちでピン部近傍の両側部の領域を少なくとも除く表面に押し当てられる。例えば、第2工具40の先端面40aは、アーム部Aのジャーナル部J側の表面のうち、ピン部P近傍の両側部(Aa、Ab)の内側の領域Asに押し当てられる(図5Aおよび5B参照)。   The second tool 40 is pressed against the surface on the journal side of the arm except at least the area on both sides near the pin. For example, the tip surface 40a of the second tool 40 is pressed against the region As inside the both side portions (Aa, Ab) in the vicinity of the pin portion P in the surface on the journal portion J side of the arm portion A (FIG. 5A and FIG. 5B).

第2工具40を収容するため、金型(上型および下型)に工具用開放部12bが設けられる。また、第2治具50を収容するため、それぞれ溝状の治具用開放部12cが金型(上型および下型)に設けられる。   In order to accommodate the second tool 40, a tool opening 12b is provided in the mold (upper mold and lower mold). Further, in order to accommodate the second jig 50, groove-shaped jig opening portions 12c are provided in the mold (upper mold and lower mold), respectively.

第2工具40を退避位置から押し当て位置まで案内するため、第1工具と同様に、同図に示す第2工具40の上面40bおよび下面には、それぞれ、第2案内方向(図7Cおよび7Dの実線矢印参照)に沿って延びる凸部40dが設けられる。また、金型を構成するトップ側部材12には、第2工具40の凸部40dを受け入れるため、溝状の凹部12dが設けられる。このため、第2工具40が退避位置から押し当て位置まで移動する際には、金型を構成するトップ側部材12の凹部12dの両側面および第2工具40の凸部40dの両側面40eに沿って第2工具40が移動する。すなわち、金型を構成するトップ側部材12の凹部12dの両側面とともに、第2工具40の上面40bおよび下面に設けられた凸部40dの両側面40eが案内面(第2案内面)として機能する。   In order to guide the second tool 40 from the retracted position to the pressing position, the second guide direction (FIGS. 7C and 7D) is respectively provided on the upper surface 40b and the lower surface of the second tool 40 shown in the same figure as the first tool. A convex portion 40d extending along the solid line arrow) is provided. Moreover, in order to receive the convex part 40d of the 2nd tool 40, the groove-shaped recessed part 12d is provided in the top side member 12 which comprises a metal mold | die. For this reason, when the second tool 40 moves from the retracted position to the pressing position, it is applied to both side surfaces of the concave portion 12d of the top side member 12 constituting the mold and both side surfaces 40e of the convex portion 40d of the second tool 40. The second tool 40 moves along. That is, the side surfaces 40e of the convex portion 40d provided on the upper surface 40b and the lower surface of the second tool 40 function as guide surfaces (second guide surface) together with the side surfaces of the recess 12d of the top side member 12 constituting the mold. To do.

このような第2工具40を備えれば、ジャーナル部側表面の凹みが第2工具の押し当てによって保持される。このため、アーム部のジャーナル部近傍の両側部において、形状を精密に成形できる。   If such a second tool 40 is provided, the depression on the journal side surface is held by the pressing of the second tool. Therefore, the shape can be precisely formed on both sides of the arm in the vicinity of the journal.

また、第2工具40の上面40bおよび下面のいずれか一方または両方に第2案内面を設けることにより、前述の第1工具と同様に、第2工具40が第2治具50や金型と干渉するのを防止でき、第2工具の可動範囲を十分に確保できる。このため、鍛造材の搬入および搬出を円滑に行うことができる。   Further, by providing the second guide surface on either one or both of the upper surface 40b and the lower surface of the second tool 40, the second tool 40 can be used as the second jig 50 or the mold as in the first tool described above. Interference can be prevented and the movable range of the second tool can be sufficiently secured. Therefore, the forging material can be carried in and out smoothly.

第1治具と同様に、第2治具50および駆動装置(図示なし)が干渉するのを防止するとともに、第2治具50を移動させる方向を統一する観点から、ピン部の偏心方向(図7Cおよび7Dのハッチングを施した矢印参照)に沿って移動可能な第2治具50をさらに備えるのが好ましい。この場合、第2治具50は、前記図6A〜6Dに示す第1治具と同様に、第2案内面による第2案内方向と角度を有する第2揺動方向(図7Cおよび7Dの破線矢印参照)に第2工具40を揺動可能に保持する。   As in the case of the first jig, in order to prevent interference between the second jig 50 and the driving device (not shown) and to unify the direction in which the second jig 50 is moved, the eccentric direction of the pin portion It is preferable to further include a second jig 50 that is movable along the hatched arrows in FIGS. 7C and 7D. In this case, as with the first jig shown in FIGS. 6A to 6D, the second jig 50 has a second swing direction (broken line in FIGS. 7C and 7D) having an angle with the second guide direction by the second guide surface. The second tool 40 is held in a swingable manner (see the arrow).

第2揺動方向は、第2案内方向に応じて適宜設定することができ、例えば、第2工具が押し当てられるアーム部の部位に沿うような方向とすることができる。   The second swinging direction can be appropriately set according to the second guiding direction, and can be, for example, a direction along the portion of the arm portion on which the second tool is pressed.

同一のジャーナル部Jと繋がるとともに同位相のピン部と繋がる2つのアーム部のピン部側表面に2つの第2工具40をそれぞれ押し当ててもよい。この場合、図7A〜図7Dに示すように、それら2つの第2工具を単一の第2治具で、それぞれ、揺動可能に保持するのが好ましい。これによっても、製造装置の構成を簡素化でき、第2工具の可動範囲をより十分に確保できる。   The two second tools 40 may be pressed against the pin side surfaces of the two arm parts connected to the same journal part J and connected to the pin parts in the same phase. In this case, as shown in FIGS. 7A to 7D, the two second tools are preferably held swingably by a single second jig, respectively. Also by this, the configuration of the manufacturing apparatus can be simplified, and the movable range of the second tool can be secured more sufficiently.

また、第2工具は、例えば、図1Fに示す4気筒−8枚カウンターウエイトのクランク軸において、第1〜第3および第6〜第8のアーム部のジャーナル部側の表面に押し当ててもよい。この場合、ジャーナル部を介して隣り合うアーム部の間に1つの第2工具を配置し、その1つの第2工具を第2治具が保持する構成を採用できる。   Further, the second tool may be pressed against the journal side surface of the first to third and sixth to eighth arm portions, for example, in the crankshaft of the four-cylinder to eight-piece counterweight shown in FIG. 1F. Good. In this case, it is possible to adopt a configuration in which one second tool is disposed between adjacent arm parts via the journal part and the second jig holds the one second tool.

3.鍛造クランク軸の製造方法
続いて、上述の本実施形態の鍛造クランク軸の製造装置を使用する方法、すなわち、上述の本実施形態の鍛造クランク軸の製造装置を用いる鍛造クランク軸の製造方法について説明する。
3. Next, a method for using the forged crankshaft manufacturing apparatus of the present embodiment described above, that is, a forged crankshaft manufacturing method using the forged crankshaft manufacturing apparatus of the present embodiment described above will be described. Do.

製造工程は、従来と同様の構成とすることができ、例えば、予備成形、型鍛造、バリ抜きおよび整形の各工程で構成できる。この場合、前記図4A〜4Cに示すようなバリ無し鍛造材を得るため、型鍛造工程では、ウエイト付きアーム部において、第1余肉部を有するバリ付き鍛造材を成形する。第1余肉部は、ジャーナル部近傍の両側部それぞれの外周に設けられ、その両側部の外周から突出する。また、バリ付き鍛造材に、前述の第2余肉部を成形してもよい。第2余肉部は、アーム部のピン部近傍の両側部それぞれの外周に設けられ、その外周から突出する。   A manufacturing process can be made into the same structure as the former, for example, can be comprised in each process of preforming, die forging, deburring, and shaping. In this case, in order to obtain the forged material without burrs as shown in FIGS. 4A to 4C, in the die forging step, the forged material with burrs having the first surplus portion is formed in the arm portion with weight. The first surplus portion is provided on the outer periphery of each side portion near the journal portion, and protrudes from the outer periphery of each side portion. Further, the above-mentioned second surplus portion may be formed in the burred forged material. The second excess thickness portion is provided on the outer periphery of each side portion in the vicinity of the pin portion of the arm portion, and protrudes from the outer periphery.

前述の通り、整形前のウエイト付きアーム部は、ピン部P側表面の凹みに対応する部位および第1余肉部(Aca、Ada)に対応する部位のいずれでも、逆勾配にならない。また、整形前のアーム部は、ジャーナル部J側表面の凹みに対応する部位および第2余肉部(Aaa、Aba)に対応する部位のいずれでも、逆勾配にならない。このため、型鍛造を支障なく行え、バリ付きの鍛造材を得ることができる。続いて、バリ抜き工程で、バリ付き鍛造材からバリを除去すれば、バリ無し鍛造材を得ることができる。   As described above, the weighted arm portion before shaping does not have a reverse gradient in any of the portion corresponding to the dent on the surface of the pin portion P side and the portion corresponding to the first surplus portion (Aca, Ada). In addition, the arm portion before shaping does not have an inverse gradient in any of the portion corresponding to the depression on the surface on the side of the journal portion J and the portion corresponding to the second surplus portion (Aaa, Aba). For this reason, it is possible to perform die forging without any trouble and to obtain a forged material with a burr. Subsequently, if burrs are removed from the forged material with burrs in the deburring step, a forged material without burrs can be obtained.

整形工程では、前記図6A〜6Dに示すような鍛造クランク軸の製造装置を用いる。先ず、金型の上型および下型を離間させるとともに、第1工具を退避位置に配置する。そして、バリ無しの鍛造材を搬入し、上型と下型の間に配置する。   In the shaping step, a forged crankshaft manufacturing apparatus as shown in FIGS. 6A to 6D is used. First, the upper tool and the lower tool of the mold are separated, and the first tool is placed in the retracted position. Then, the burr-free forging material is carried in and placed between the upper and lower dies.

続いて、第1工具を押し当て位置に移動させることにより、鍛造材に、具体的には、アーム部のピン部側の表面に第1工具を押し当てる。この状態で、上型と下型とが近接するように移動させ、より具体的には、上型を下死点まで移動させ、鍛造材を金型で僅かにプレス圧下する。これにより、鍛造材に整形加工が施され、最終製品の寸法形状に矯正される。その際、第1余肉部を変形させてアーム部のジャーナル部近傍の両側部の厚みを増加させる。 Subsequently, by moving the first tool to the pressing position, the first tool is pressed against the forged material, specifically, against the surface on the pin portion side of the arm portion. In this state, the upper mold and the lower mold are moved close to each other. More specifically, the upper mold is moved to the bottom dead center, and the forging material is slightly pressed and pressed by the mold. Thereby, the forging material is subjected to shaping processing and corrected to the dimensional shape of the final product. At this time, the thickness of both side portions in the vicinity of the journal portion of the arm portion is increased by deforming the first surplus portion.

整形加工および第1余肉部への加工が完了した後、上型と下型とを離間させ、より具体的には、上型を上死点まで移動させる。そして、第1工具を退避位置まで移動させた後、加工済みの鍛造材を搬出する。これにより、前記図2A〜2Dに示すようなクランク軸を得ることができ、軽量化と剛性確保を同時に図ることができる。   After the shaping process and the processing to the first surplus portion are completed, the upper mold and the lower mold are separated from each other, and more specifically, the upper mold is moved to the top dead center. Then, after moving the first tool to the retracted position, the processed forging material is carried out. As a result, a crankshaft as shown in FIGS. 2A to 2D can be obtained, and weight reduction and securing of rigidity can be simultaneously achieved.

バリ無し鍛造材が第2余肉部を有する場合、鍛造クランク軸の製造装置がアーム部のジャーナル部側表面に押し当てられる第2工具を備えてもよい。第2工具は、第1工具に倣って、押し当て位置または退避位置に配置すればよい。これにより、前記図3A〜3Cに示すようなクランク軸を得ることができ、剛性を確保しながらさらに軽量化を図ることができる。   When the burr-free forging material has the second excess thickness portion, the manufacturing device of the forged crankshaft may include a second tool that is pressed against the surface on the journal portion side of the arm portion. The second tool may be disposed at the pressing position or the retracted position following the first tool. As a result, a crankshaft as shown in FIGS. 3A to 3C can be obtained, and further weight reduction can be achieved while securing rigidity.

本発明は、レシプロエンジンに搭載される鍛造クランク軸の製造に有効に利用できる。   The present invention can be effectively used for the manufacture of forged crankshafts mounted on reciprocating engines.

1:鍛造クランク軸、 J、J1〜J5:ジャーナル部、 P、P1〜P4:ピン部、
Fr:フロント部、 Fl:フランジ部、 A、A1〜A8:クランクアーム部、
W、W1〜W8:カウンターウエイト部、
Aa、Ab:アーム部のピン部近傍の側部、
Aaa、Aba:第2余肉部、
Ac、Ad:アーム部のジャーナル部近傍の側部、
Aca、Ada:第1余肉部、
As:アーム部のジャーナル部側表面における両側部の内側領域、
At:アーム部のピン部側表面における両側部の内側領域、
11:下型を構成するボトム側部材、 11a:型彫刻部、
11c:治具用開放部、 11d:凹部、
12:下型を構成するトップ側部材、 12a:型彫刻部、 12b:工具用開放部、
12c:治具用開放部、 12d:凹部、
20:第1工具、 20a:先端面(型彫刻部)、 20b:上面、
20c:下面、 20d:凸部、 20e:凸部の側面(第1案内面)
30:第1治具、 30a:凸部、 40:第2工具、
40a:先端面(型彫刻部)、 40b:上面、 40d:凸部、
40e:凸部の側面(第2案内面)、 50:第2治具、 50a:凸部、
91:バリ無し鍛造材
1: Forged crankshaft, J, J1 to J5: Journal section, P, P1 to P4: Pin section,
Fr: front part, Fl: flange part, A, A1 to A8: crank arm part,
W, W1-W8: counterweight part,
Aa, Ab: the side part near the pin part of the arm part,
Aaa, Aba: second surplus portion,
Ac, Ad: the side part of the arm part near the journal part,
Aca, Ada: first surplus portion,
As: Inner region of both side portions on the journal side surface of the arm portion,
At: Inner region of both sides on the pin side surface of the arm part,
11: Bottom side member constituting lower mold, 11a: mold engraving section,
11c: Opening part for jig, 11d: Recessed part,
12: Top side member constituting lower mold, 12a: mold engraving portion, 12b: tool opening,
12c: Opening part for jig, 12d: Recessed part,
20: first tool, 20a: tip surface (type engraving portion), 20b: top surface,
20c: lower surface, 20d: convex portion, 20e: side surface of convex portion (first guide surface)
30: 1st jig | tool, 30a: Convex part, 40: 2nd tool,
40a: tip surface (type engraving portion) 40b: upper surface 40d: convex portion
40e: side surface of the convex portion (second guiding surface), 50: second jig, 50a: convex portion,
91: Forgings without burrs

Claims (6)

回転中心となるジャーナル部と、そのジャーナル部に対して偏心したピン部と、前記ジャーナル部と前記ピン部をつなぐクランクアーム部と、を有する鍛造クランク軸の製造過程で、前記鍛造クランク軸の形状が造形されたバリ無しの鍛造材の形状を矯正する整形加工を施す鍛造クランク軸の製造装置であって、
前記鍛造クランク軸の前記クランクアーム部は、全部または一部がカウンターウエイト部を一体で有するウエイト付きアーム部であり、
前記鍛造材は、前記ウエイト付きアーム部において、前記ジャーナル部近傍の両側部それぞれの外周に当該外周から突出する第1余肉部を有し、
前記鍛造クランク軸の製造装置は、
前記整形加工とともに、前記ウエイト付きアーム部において、前記第1余肉部を変形させて前記ジャーナル部近傍の前記両側部の厚みを増加させる加工を施す上下で一対の金型と、
前記金型の開放部に収容され、前記ウエイト付きアーム部の前記ピン部側の表面のうちで前記ジャーナル部近傍の前記両側部の領域を少なくとも除く表面に押し当てられる第1工具と、を備え、
前記金型および前記第1工具は、前記第1工具を退避位置から押し当て位置まで案内する第1案内面をそれぞれ有し、
前記第1工具には、その上面および下面のいずれか一方または両方に、前記第1案内面が設けられる、鍛造クランク軸の製造装置。
The shape of the forged crankshaft in the manufacturing process of the forged crankshaft having a journal portion serving as a rotation center, a pin portion eccentric to the journal portion, and a crank arm portion connecting the journal portion and the pin portion. An apparatus for manufacturing a forged crankshaft that is shaped to correct the shape of a forged material without burrs,
The crank arm portion of the forged crankshaft is a weighted arm portion in which all or a part integrally has a counterweight portion,
The forging material has, in the arm portion with a weight, a first surplus portion projecting from the outer periphery on the outer periphery of each side portion in the vicinity of the journal portion,
The forged crankshaft manufacturing apparatus comprises:
Along with the shaping process, in the weighted arm part, a pair of upper and lower dies for performing a process of deforming the first surplus part and increasing the thickness of the both side parts near the journal part,
A first tool housed in the opening of the mold and pressed against at least the surface of the arm portion with weight on the side of the pin portion excluding at least the regions on both sides near the journal portion; ,
The mold and the first tool each have a first guiding surface for guiding the first tool from the retracted position to the pressing position,
An apparatus for manufacturing a forged crankshaft, wherein the first guide surface is provided on one or both of the upper surface and the lower surface of the first tool.
請求項1に記載の鍛造クランク軸の製造装置であって、
前記鍛造クランク軸の製造装置は、前記ピン部の偏心方向に沿って移動可能な第1治具をさらに備え、
前記第1治具は、前記第1工具を前記第1案内面による第1案内方向と角度を有する第1揺動方向に揺動可能に保持し、
前記第1工具は、前記第1治具の移動に伴って前記第1案内方向に沿って移動する、鍛造クランク軸の製造装置。
The forged crankshaft manufacturing apparatus according to claim 1,
The apparatus for manufacturing a forged crankshaft further includes a first jig movable along an eccentric direction of the pin portion,
The first jig holds the first tool swingably in a first swing direction having an angle with a first guide direction by the first guide surface,
The manufacturing apparatus of a forged crankshaft, wherein the first tool moves along the first guiding direction in accordance with the movement of the first jig.
請求項2に記載の鍛造クランク軸の製造装置であって、
前記第1治具は、2つの前記第1工具をそれぞれ前記第1揺動方向に揺動可能に保持し、
前記2つの前記第1工具は、前記クランクアーム部のうちで同一の前記ピン部と繋がる2つの前記ウエイト付きアーム部に対し、前記ピン部側の表面にそれぞれ押し当てられる、鍛造クランク軸の製造装置。
The forged crankshaft manufacturing apparatus according to claim 2,
The first jig holds the two first tools so as to be able to swing in the first swing direction, respectively.
Manufacturing of a forged crankshaft in which the two first tools are pressed against the surface on the pin part side against the two arm parts with weights connected to the same pin part among the crank arm parts. apparatus.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の鍛造クランク軸の製造装置であって、
前記鍛造材は、前記クランクアーム部の前記ピン部近傍の両側部それぞれの外周に当該外周から突出する第2余肉部をさらに有し、
前記金型は、前記第2余肉部を変形させ、前記クランクアーム部の前記ピン部近傍の両側部で厚みを増加させる加工をさらに施し、
前記鍛造クランク軸の製造装置は、前記金型の開放部に収容され、前記クランクアーム部の前記ジャーナル部側の表面のうちで前記ピン部近傍の前記両側部の領域を少なくとも除く表面に押し当てられる第2工具をさらに備え、
前記金型および前記第2工具は、前記第2工具を退避位置から押し当て位置まで案内する第2案内面をそれぞれ有し、
前記第2工具には、その上面および下面のいずれか一方または両方に、前記第2案内面が設けられる、鍛造クランク軸の製造装置。
An apparatus for manufacturing a forged crankshaft according to any one of claims 1 to 3, wherein
The forging material further includes a second excess thickness portion that protrudes from the outer periphery on the outer periphery of each side portion in the vicinity of the pin portion of the crank arm portion,
The mold is further processed to deform the second excess thickness portion and to increase the thickness on both sides of the crank arm portion in the vicinity of the pin portion,
The forged crankshaft manufacturing apparatus is accommodated in an open portion of the mold, and is pressed against a surface of the crank arm portion on the journal portion side excluding at least the regions on both sides near the pin portion. Further comprising a second tool to be
The mold and the second tool each have a second guiding surface for guiding the second tool from the retracted position to the pressing position,
An apparatus for manufacturing a forged crankshaft, wherein the second guide surface is provided on one or both of the upper surface and the lower surface of the second tool.
請求項4に記載の鍛造クランク軸の製造装置であって、
前記クランク軸の製造装置は、前記ピン部の偏心方向に沿って移動可能な第2治具をさらに備え、
前記第2治具は、前記第2工具を前記第2案内面による第2案内方向と角度を有する第2揺動方向に揺動可能に保持し、
前記第2工具は、前記第2治具の移動に伴って前記第2案内方向に沿って移動する、鍛造クランク軸の製造装置。
The forged crankshaft manufacturing apparatus according to claim 4,
The apparatus for manufacturing a crankshaft further includes a second jig movable along an eccentric direction of the pin portion,
The second jig holds the second tool swingably in a second swing direction having an angle with a second guide direction by the second guide surface,
The apparatus for manufacturing a forged crankshaft, wherein the second tool moves along the second guiding direction along with the movement of the second jig.
請求項5に記載の鍛造クランク軸の製造装置であって、
前記第2治具は、2つの前記第2工具をそれぞれ前記第2揺動方向に揺動可能に保持し、
前記2つの前記第2工具は、前記クランクアーム部のうちで同一の前記ジャーナル部と繋がるとともに同位相の前記ピン部と繋がる2つの前記クランクアーム部に対し、前記ジャーナル部側の表面にそれぞれ押し当てられる、鍛造クランク軸の製造装置。
The forged crankshaft manufacturing apparatus according to claim 5,
The second jig holds the two second tools so as to be able to swing in the second swing direction, respectively.
The two second tools are pressed against the surface of the journal portion side with respect to the two crank arm portions connected to the same journal portion of the crank arm portions and to the pin portion having the same phase. Forging crankshaft manufacturing equipment applied.
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