JPH02137636A - コンロッドの閉塞鍛造装置 - 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、単動式のプレス装置によってコンロッド素材の実質
的な複合成形を短いサイクルタイムで行なえる閉塞鍛造
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、−船釣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
。このようにコンロッド２は連桿部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、その成形には高度の鍛造技術と多数の工程を必要と
する。

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。このような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、特開昭第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、側方の分割型で素材の側面を粗
成形し、然る後、前記上下分割型および側方分割型で素
材を閉塞状態下にお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の成形を行う。

この場合、コンロッド素材の成形が一連の工程を集約し
たサイクルで行われることになるが、成形を３回逐次的
に施すことから、１サイクルの所要時間が長くなる。従
って、ビレットの段階で加熱しても次段の仕上げ加工に
移る迄に温度が低下して再度の加熱が必要となるという
不都合がある。また、上下の分割型、側方の分割型およ
びパンチを変位させるために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、予約軸方向の長さと部分毎の体積配分が製品と
略等しくなるように成形されたコンロッドの予備成形体
を用意しておき、この予備成形体に対して分割ダイによ
る側面形状の成形を加え、次いで、分割ダイで閉塞した
状態下にパンチによって大端部の成形を加えることによ
って、単動式のプレス装置を用いて１サイクルの所要時
間を短くして精度の良い複合成形を行えるコンロッド素
材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、
予めコンロッドの各構成部分に対応した体積配分がなさ
れ且つ桿部の長さがコンロッドの桿部と等しくなるよう
成形され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
割ダイによって軸方向と直交する方向から押圧しコンロ
ッドの桿部並びに小端部の形状を成形し、次いで、型締
めした前記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成
形することを特徴とする。

［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１０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
状は鍛造されるコンロッド素材の大端部形状に応じて定
まり、この場合、大端部の半円状の孔部に対応するよう
に突部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にはノックアウトビ
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３
８ｄ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がコンロッド素材の小端
部の孔部を打ち抜くための円柱状膨出部５４が設けられ
ている。なお、分割ダイ３８ａ、３８Ｃ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成形品の形
状の変化を示す図である。

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、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
の間には桿部６８が形成される。

一方、参照符号７０は、予備成形体６２を閉塞鍛造によ
り成形した結果得られる仕上げ加工前のコンロッド素材
である。このコンロッド素材７０は小端部７２、大端部
７４、連桿部７６からなる。

ここで、前記予備成形体６２にあってはその構成部分の
体積配分が前もってコンロッド素材７０の各構成部分と
の体積配分と略等しく配分される。すなわち、予備成形
体６２はその小膨出部６４、大膨出部６６、桿部６８の
体積が夫々成形後のコンロッド素材７０の小端部７２、
大端部７４、連桿部７６と等しくなるよう、予約ビレッ
ト６０から粗成形される。また、この場合、桿部６８は
コンロッド素材７０の連桿部７６の長さに等しくしてお
く。斯かる予備成形体６２をビレット６０から粗成形す
るニハ、クロスロール、スェージング、電気アプセッタ
、押出し成形等任意の塑性加工法を用いてよい。

そこで、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。

次に、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、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に沿って下降する。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に示ずように、分割ダイ３８ａ乃至３
８ｄ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をさらに下降させるとダ
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
めの状態となる。以上の成形過程を経て、予備成形体６
２は分割ダイ３８ａ乃至３８ｄによって小膨出部６４、
桿部６８に成形が加えられる。特に、分割ダイ３８ｂ、
３８ｄに形成しである突条５２（第５図において網目で
示す）によって桿部６８は断面Ｈ字形状に成形される。

また、小膨出部６４は円柱状膨出部５４によって孔が打
ち抜かれる。この結果、予備成形体６２の小膨出部６４
、桿部６８はコンロッド素材７０の小端部７２、連桿部
７６の形状に成形される。

次に、以上のような成形に引き継いで予備成形体６２の
大膨出部６６への据込成形を加える。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
嵌太し、予備成形体６２の大膨出部６６に対する据込加
工を開始する（第５図す参照）。こうして、予備成形体
６２の大膨出部６６は所定の形状に成形される。

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７０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が完成する。

この場合、予備成形体６２の各構成部分、すなわち、小
膨出部６４、桿部６８、大膨出部６６は予め既に成形後
の形状と対応させてその体積配分がなされており、しか
も、桿部６８においてはその長さも成形後の長さと等し
く設定されていることから、小膨出部６４、桿部６８に
ついては実質的にコンロッドの仕上げ形状に成形するこ
とが可能となる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、成形後の形状に対応さ
せて予め各構成部分の体積配分をした予備成形体に対し
て分割型で絞り、さらに、パンチを分割型に嵌入させ据
え込み成形を加えている。このため、仕上げ形状に近い
形状まで成形出来ると共に、以上の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、工程のサイク
ルを短縮化することが出来る。従って、例えば、こうし
て得られたコンロッド素材を仕上げ工程に送るに際して
サイジングのために再度加熱するという必要がなくなり
、工程の効率向上を図れるという効果が得られる。

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挿び
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加工品の
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３８
ａ〜３８ｄ・・・分割ダイ　　４０・・・ダイケース６
０・・・ビレット６２・・・予備成形体ＦＩＧ、４

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、予めコンロッドの各構成部分に対
   応した体積配分がなされ且つ桿部の長さがコンロッドの
   桿部と等しくなるよう成形され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によって軸方向と直交する
   方向から押圧しコンロッドの桿部並びに小端部の形状を
   成形し、次いで、型締めした前記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成形することを特徴とする閉塞鍛造
   方法。