JPH02137635A - コンロッドの閉塞鍛造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は閉塞鍛造方法に関し、−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、−膜内なコンロッドの完成品
を示す。すなわち、コンロッド２は断面路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、特開昭第５９−１３３９２
８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、■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、本発明はワークを分割ダ
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
ワークを所望の形状に成形する閉塞鍛造方法であって、
コンロッドの概略形状に成形され且つ桿部の長さを製品
長さよりも短く成形した予備成形体に対して、先ず、プ
レス装置の上型の下降に伴って中心に向かって互いに近
接していく分割ダイを用いて軸方向と直交する方向から
絞り成形を加え、次いで、型締めした分割ダイに軸方向
から前記プレス装置のパンチを嵌入することによって、
コンロッドの大端部形状を形成する据込成形と桿部を延
伸させる押出成形を同時に行うことを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係る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ｌＯは本発明に係る閉塞鍛造
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は油圧クツションにつながるラム１
６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、コンロッド大端部の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ツション手段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３８ａ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。前記クツション手段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４
９ｄが形成され、これに対応するようにこのガイド部４
９ａ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を下方に押圧するき、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４８（ｌ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３
８ｂ、３８ｄ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３８ａ１３８ｃ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
桿部にかけての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３８
ａ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ａｉ６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方向から
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６２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
ツションと連結されているため、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３８
ａ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図す参
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６８にかけての部位を押圧する分割ダイ３８ａ、
３８ｃの湾曲した部分が狭隘になっていること、および
桿部６８は分割ダイ３８ｂ、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は断面路日字形に加工され
ると共に、コンロッドの完成品の連桿部と路間等の長さ
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１
２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グイおよびグイケ
ースの構成を示す一部省略斜視図、 第４図は当該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　　　　ｌＯ・・・閉塞鍛造装置１
２・・・上型　　　　　　　１４・・・下型１６・・・
ラム　　　　　　　１８・・・上型グイ２０・・・ホル
ダ　　　　　　２２・・・上型パンチ２８・・・下型ダ
イ　　　　　３０・・・クツション手段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)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワークを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ワークを所望の形状に成形する閉
   塞鍛造方法であって、コンロッドの概略形状に成形され
   且つ桿部の長さを製品長さよりも短く成形した予備成形
   体に対して、先ず、プレス装置の上型の下降に伴って中
   心に向かって互いに近接していく分割ダイを用いて軸方
   向と直交する方向から絞り成形を加え、次いで、型締め
   した分割ダイに軸方向から前記プレス装置のパンチを嵌
   入することによって、コンロッドの大端部形状を形成す
   る据込成形と桿部を延伸させる押出成形を同時に行うこ
   とを特徴とする閉塞鍛造方法。