JPH0360837A - クランクシャフトの製造方法およびその装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は一体型のダイを介して筒状または棒状の素材か
らクランクシャフトを成形するクランクシャフトの製造
方法およびその装置に関する。

［従来の技術］ クランクシャフトを製造する方法として、棒状の素材を
その軸線方向に加圧して据込加工を行うとともに、前記
棒状部材のピン部に対応する部位を前記軸線方向に直交
する方向に加圧して曲げ加工を行う、所謂、ＲＲ鍛造法
が知られている。

従来から、この種の鍛造法を採用した種々の装置が提案
されており、例えば、特公昭４３１２９９５号公報や特
公昭４９−２４３３７号公報にその技術的思想が開示さ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ 然しながら、前記の従来技術では、成形ダイか実質的に
下型ダイと上型ダイに分割されており、前記下型ダイと
上型ダイとの型締め機構や位置合わせ機構等の構成が複
雑なものとなっている。

さらに、前記の装置により素材の軸端部に段差部を形成
すべく軸絞り加工を行うとすると、下型ダイと上型ダイ
の分割部位において素材にかじりが生じ易く、また、特
別なエゼクト機構が設けられていないために成形ダイか
ら成形終了後のクランクシャフトを離型させる作業が相
当に困難なものとなってしまう。軸絞り加工により素材
が成形ダイに密着してしまうからである。

そこで、一体型のダイを介して棒状の部材の据込加工を
行うための装置が提案されているが（特開昭５７−４４
４４２号公報参照）、この装置は実際、カムシャフトの
成形を行うためのものであり、サイドパンチを介し軸端
を加圧してカム部を膨出させるよう構成されている。こ
のため、前記装置をクランクシャフトの成形作業に使用
しようとすると、特に、ウェイト部を成形するために前
記サイドパンチだけでは十分な加圧力を付与することが
出来ないという不都合が露呈する。

さらに、従来からのＲＲ鍛造法では、筒状のクランクシ
ャフトを成形する技術について全く開示されていない。

本発明は前記の課題を解決するためになされたものであ
って、棒状の素材の他、筒状の素材を用いてクランクシ
ャフトを高精度に成形することが出来るとともに、成形
終了後のクランクシャフトを自動的に且つ確実に取り出
すことが可能となり、これによって効率的な成形作業を
遂行し得るクランクシャフトの製造方法を提供すること
を目的とする。

さらに、本発明は簡単な構成で精度に浸れたクランクシ
ャフトを製造することが出来るとともに、成形作業終了
後のクランクシャフトを自動的にエゼクト可能に構成し
たクランクシャフトの製造装置を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 前記の課題を解決するために、本発明は筒状または棒状
の素材の両端を夫々一体型のダイに嵌合させた後、 少なくとも一方のダイを素材の軸線方向に移動させ前記
ダイに設けられている第１のパンチで前記素材の両端面
を加圧して当該グイとともに据込加工を行い、 一方、前記素材のピン部に対応する部位を前記軸線方向
に直交する方向に第２のパンチで加圧して曲げ加工を施
し、 これによって筒状または棒状のクランクシャフトを成形
することを特徴とする。

さらにまた、本発明は筒状または棒状の素材の軸線方向
に進退自在な摺動台と、 前記摺動台に設けられ前記素材の端部を嵌合自在な一体
型のダイと、 前記ダイに嵌合された素材の端面を加圧して当該ダイと
ともに据込加工を行う第１のパンチと、 当該素材を軸線方向に直交する方向に加圧して曲げ加工
を行う第２のパンチと、 を備えることを特徴とする。

［作用］ 本発明に係るクランクシャフトの製造方法では、素材の
両端が夫々一体型のダイに嵌合された後、前記ダイを素
材の軸線方向に移動させると、前記ダイに設けられてい
る第１のパンチが素材の両端面を加圧するとともに、当
該ダイがこの素材のウェイト部に対応する部位を加圧し
て据込加工が行われる。一方、素材のピン部に対応する
′部位に第２のパンチが係合されており、この第２パン
チを素材の軸線方向に直交する方向に移動させることに
よって曲げ加工が施され、この曲げ加工と前記据込加工
とによりクランクシャフトが成形されるに至る。

さらにまた、本発明に係るクランクシャフトの製造装置
では、摺動台に設けられた一体型のダイとこのダイに設
けられている第１のパンチとにより素材に据込加工が施
される一方、第２のパンチにより前記素材に曲げ加工が
施される。

これによって、簡単な構成で高精度なりランクシャフト
が得られるに至る。

［実施例］ 本発明に係るクランクシャフトの製造方法およびその装
置について実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以
下詳細に説明する。

第１図および第２図において、参照符号１ｏは本実施例
に係るクランクシャフトの！！！造装置を示す。前記装
置１０は基台１２を含み、この基台１２の上面中央部に
載設されるガイドブロック１４と前記基台１２との間に
シリンダ室１６が画成される。

シリンダ室１６にピストン１８が配設され、このピスト
ン１８の上部から鉛直上方向にピストンロッド２０が膨
出形成される一方、このピストン１８の下部にクツショ
ン部材としてばね２２が配設される。ピストンロッド２
０の上面に受はパンチ２４が載置され、この受はパンチ
２４はガイドブロック１４内を貫通するとともに、その
端面に円弧状の受面２４ａが形成される。

基台１２上にはガイドブロック１４の外方にあってブロ
ック体２６ａ、２６ｂが立設され、前記ブロック体２６
ａ、２６ｂにシリンダ２８ａ、２８ｂが取着される。前
記シリンダ２８ａ１２８ｂから互いに対向してロッド３
０ａ、３０ｂが延在し、前記ロッド３０ａ、３０ｂの端
部に係着される摺動台３２ａ、３２ｂは実質的にガイド
ブロック１４上に進退自在に載設されている。

摺動台３２Ｈの上部一端側には傾斜面３４ａが形成され
るとともに、この摺動台３２ａ内に一体型のダイ３６ａ
が取着される。ダイ３６ａの端部には後述する素材にク
ランクシャフトのウェイト部に対応する加工を行うべく
所定の形状を呈する加工面３８ａが形成され、前記ダイ
３６ａ内にこの素材に軸絞り加工を行うための役付孔部
４０ａが形成される。前記役付孔部４０ａの端部に孔部
４２ａが連通し、この孔部４２ａには第１のパンチ４４
ａが嵌合する。

第１パンチ４４ａは摺動台３２ａ内に配設され、この第
１パンチ４４ａのフランジ部４６ａとダイ３６ａの端面
との間にコイルスプリング４８ａが介設されるとともに
、前記７ランデ部４６ａの端部には摺動台３２ａに取着
されているシリンダ５０ａから延在するピストンロッド
５２ａが当接される。

一方、摺動台３２ｂは前述した摺動台３２ａと同様に構
成されるものであり、同一の構成要素には同一の参照数
字にｂを付してその詳細な説明は省略する。

摺動台３２ａ、３２ｂの上方−には昇降台５４が配設さ
れ、この昇降台５４にブロック体２６ａ、２６ｂの垂直
面と摺動台３２ａ、３２ｂの傾斜面３４ａ、３４ｂに係
合するカム部材５６ａ、５６ｂが保持される。

昇降台５４の中央部にはシリンダ室５８が画成され、こ
のシリンダ室５８にピストン６０が配設される。

ピストン６０から鉛直下方向に膨出形成されるピストン
ロッド６２に押えパンチ６４を係合させており、前記押
えパンチ６４の下端部には円弧状の押え面６４ａとクラ
ンクシャフト（後述する）のウェイト部に対応する加工
面６４ｂとが形成され、前記押えパンチ６４と受はパン
チ２４とにより第２のパンチ６６が構成される。

次いで、シリンダ室１６．５８に接続される油圧回路を
第３図に示す。すなわち、前記油圧回路はアキュムレー
タ７０を含み、このアキュムレータ７０に接続される管
路７２はその途上において管路７４ａ、７４ｂに分岐さ
れ、前記管路７４ａは逆止弁７６ａとリリーフ弁７８ａ
とを介してシリンダ室５８とピストン６０の上面部との
間に画成された圧力室５８ａに連通される。一方、管路
７４ｂは切換バルブ８０と逆止弁７６ｂおよびＩＪ　Ｉ
Ｊ−フ弁７８ｂを介してシリンダ室１６とピストン１８
の下面部との間に画成された圧力室１６ａに連通されて
いる。

本実施例に係るクランクシャフトの製造装置は基本的に
は以上のように構成されるものであり、次にその動作に
ついて説明する。

先ず、摺動台３２ａ、３２ｂを互いに離間させるととも
に昇降台５４を上昇させておき、夫々のダイ３６ａ、３
６ｂに筒状の素材Ｗを配設させる。この場合、前記素材
Ｗは中空状のために後述する成形工程において内孔が閉
塞される虞があり、このため、ピン部を除くウェイト部
に対応する部位のみに予め高周波誘導加熱処理が施され
ている。

そこで、素材Ｗのビン部に対応する部位を第２パンチ６
６を構成する受はパンチ２４と押えパンチ６４の受面２
４ａと押え面６４ａとで挟持させた状態で、シリンダ２
８ａ、２８ｂを駆動して摺動台３２ａ、３２ｂを互いに
近接する方向に変位させると、素材Ｗの両端縁部に夫々
のダイ３６ａ、３６ｂの段付孔部４０ａ、４０ｂを介し
て軸絞り加工が施される。

さらに、シリンダ２８　ａ　、　２８　ｂの駆動作用下
に摺動台３２ａ、３２ｂを互いに近接する方向に変位さ
せると、軸絞り加工を行われた素材Ｗの両端面に第１パ
ンチ４４ａ、４４ｂの端部が係合し、前記第１パンチ４
４ａ、４４ｂの押圧作用下に素材Ｗが軸線方向に圧縮さ
れて予備圧縮加工が行われ、ダイ３６ａ、３６ｂの加工
面３８ａ、３８ｂと第２パンチ６６との間に膨径部が設
けられる。

次いで、第２パンチ６６が駆動される。第３図において
、アキュムレータ７０の作用下に管路７４ａから逆止弁
７６ａを介して圧力室５８ａに圧油が供給され、ピスト
ン６０が下降してピストンロッド６２の押圧作用下に押
えパンチ６４：こより素材Ｗがその軸線に直交する方向
に加圧される。その際、圧力室１６ａ内の圧油がＩＪ　
ＩＪ−フ弁７８ｂからアキュムレータ７０側に導出され
て受パンチ２４が下降し、これによって第２パンチ６６
を介し素材Ｗに曲げ加工が施される。

一方、昇降台５４が下降してカム部材５６ａ、５６ｂに
より摺動台３２ａ、３２ｂの傾斜面３４ａ、３４ｂが押
圧される。従って、第１パンチ４４ａ１４４ｂにより素
材Ｗの両端面がさらに軸線方向に加圧されるとともに、
ダイ３６ａ、３６ｂの加工面３８ａ、３８ｂにより前記
素材Ｗのウェイト部に対応する部位が押圧される。結果
的に、筒状のクランクシャフト９０が成形されるに至る
（第２図参照）。

昇降台５４が上昇され、シリンダ２８　ａ　、　２８　
ｂの駆動作用下に摺動台３２ａ＝３２ｂが互いに離間す
る方向に移動されるとともに、圧力室５８ａ内の圧油が
リリーフ弁７８ａを介してアキュムレータ７０側に導出
される。その際、切換バルブ８０が閉塞状態にされてお
り、圧力室１６ａに圧油が供給されることを阻止される
。この圧力室１６ａに圧油が供給されると、ピストン１
８を介して受はパンチ２４が上昇され、クランクシャフ
ト９０に損傷等が惹起されてしまうからである。

次に、シリンダ５０ａ、５０−ｂを駆動し第１パンチ４
４ａ、４４ｂをコイルスプリング４８　ａ　、　４８　
ｂの弾発力に抗して互いに近接する方向に変位させ、ク
ランクシャフト９０の両端面を軸線方向に押圧させる。

これによって、クランクシャフト９０がダイ３６ａ、３
６ｂから自動的にエゼクトされることになる。

前記クランクシャフト９０がエゼクトされた後に切換バ
ルブ８０を連通状態にさせ、圧力室１６ａに圧油を供給
してピストン１８を上昇させ、受はパンチ２４を所定の
素材保持用位置に位置決めさせておく。

この場合、本実施例では、素材Ｗの両端面を第１パンチ
４４ａ、４４ｂを介して軸線方向に加圧させるため、特
に、円筒状を呈するクランクシャフト９０を成形するこ
とが可能となる。従来のＲＲ１ｉ１造法では上下に分割
されたダイで素材を保持させるため、円筒状の素材が容
易に変形されてしまい、実際に筒状のクランクシャフト
を成形することが出来ないからである。

さらに、据込加工を第１パンチ４４ａ、４４ｂとともに
ダイ３６ａ、３６ｂの加工面３８ａ、３８ｂを介して遂
行するため、ウェイト部を成形するに十分な加圧力が付
与されて所望の形状を呈するクランクシャフト９０を高
精度に且つ確実に成形し得るという効果が得られる。

さらにまた、夫々一体型のダイ３６ａ、３６ｂを用いる
ことにより、これらに形成されている段付孔部４０ａ、
４０ｂを介し素材Ｗに軸絞り加工を行い、次いで、曲げ
加工および据込加工を連続して遂行することが出来る。

従って、従来のクランクシャフト製造作業に較べ、作業
全体を一挙に効率化することが可能となる。しかも、軸
絞り加工が行われた素材Ｗはダイ３６ａ、３６ｂ内に密
着し易いが、離型時にシリンダ５０ａ１５０ｂを介して
第１パンチ４４ａ、４４ｂによりクランクシャフト９０
の端面が押圧されることによって前記クランクシャフト
９０のエゼクト作業が自動的に且つ確実に行われるに至
る。

また、本実施例によれば、夫々のダイ３６ａ、３６ｂが
一体型で構成される−ために、従来の分割型ダイを含む
装置に較べ、構成が一挙に簡素化するとともに、当該装
置１０全体を容易に小型化することが可能となる。

次いで、本発明の第２の実施例に係るクランクシャフト
の製造方法およびその装置を第４図および第５図との関
連で以下に説明する。なお、第１の実施例に係る装置ｌ
Ｏと同一の構成要素には、同一の参照符号を付してその
詳細な説明は省略する。

この場合、第２の実施例に係る装置１００は、前述した
第１パンチ４４ａ、４４ｂとは異なる構成からなる第１
のパンチ１０２ａ、　１０２ｂを有するとともに、素材
Ｗを保持するための支持機構１０４ａ、１０４ｂを備え
ている。

前記第１パンチ１０２ａ、　１０２ｂは摺動台３２ａ、
３２ｂを貫通すべく長尺に形成されており、その途上に
大径な係止部１０６ａ、　１０６ｂが設けられる一方、
ブロック体２６　ａ　、　２６　ｂに挿通される端部側
に周溝１０８ａ、１０８ｂが形成される（第５図参照）
。

第１パンチ１０２ａ、　１０２ｂの端部とブロック体２
６ａ１２６ｂとの間にコイルスプリング１１０ａ、　１
１０ｂが介装されるとともに、前記ブロック体２６ａ、
２６ｂの上部にシリンダ１１２ａ、　１１２ｂが取着さ
れ、これらから鉛直下方向に延在するピストンロッド１
１４ａ、　１１４ｂに前記周溝１０８ａ、１０８ｂに係
合する固定部材１１６ａ、１１６ｂが固着される。

一方、支持機構１０４ａ、　１０４ｂはシリンダ１１８
ａ。

１１８ｂを含み、前記シリンダ１１８ａＳ１１８ｂから
延在する図示しないピストンロッドに支持バー１２０ａ
、１２０ｂが係着され、これらの支持バー１２０ａ、　
１２０ｂの上端部は素材Ｗの形状に対応して円弧状に形
成されている。

このように構成される当該装置１００において、素材Ｗ
からクランクシャフト９０を成形する作業を以下に概略
的に説明する。

先ず、第４図に示すように、夫々の第１パンチ１０２ａ
、　１０２ｂにより筒状の素材Ｗの両端面を押圧保持さ
せるとともに、支持バー１２０ａ、１２０ｂで前記素材
Ｗの軸部を支持させ、且つ第２パンチ６６によりピン部
に対応する一部位を挟持させておく。

次に、シリンダ２８ａ、２８ｂを駆動し摺動台３２ａ、
３２ｂを互いに近接する方向に変位させると、孔部４０
　ａ　、　４０　ｂにより素材Ｗに軸絞り加工が施され
るとともに、これらの摺動台３２ａ、３２ｂに支持バー
１２０ａ、１２０ｂが干渉することがないようシリンダ
１１８ａ、１１８ｂを介し前記支持バー１２０ａ、　１
２０ｂを下降させる。

さらに、摺動台３２ａ、３２ｂを所定の加工位置まで移
動させた後、昇降台５４を下降させてカム部材５６ａ、
５６ｂにより摺動台３２　ａ　、　３２　ｂを互いに近
接す゛る方向に変位させる。その際、第１パンチ１０２
ａＳ１０２ｂはダイ３６ａ、３６ｂにその先端部側を係
止されてコイルスプリング１１０ａ、　１１０ｂの弾発
力に抗して互いに近接する方向に変位され、これらの第
１パンチ１０２ａＳ１０２ｂにより素材Ｗの両端面が加
圧されることにより予備圧縮加工が施される。

第２パンチ６６を下降させ、素材Ｗの曲げ加工作業を行
う一方、カム部材５６ａ、５６ｂの下降作用下に第１パ
ンチ１０２ａ、　１０２ｂとダイ３６ａ、３６ｂとによ
り前記素材Ｗの据込加工が行われ、結果的にクランクシ
ャフト９０が得られることになる。

シリンダ１１２ａ、　１１２ｂを駆動し固定部材１１６
ａ。

１１６ｂを下降させてこれらを周溝１０８ａ、１０８ｂ
に係止させる。そして、シリンダ２８ａ、２８ｂの駆動
作用下に摺動ダイ３２ａ、３２ｂを互いに離間する方向
に変位させるとともに、支持機構１０４ａ、１０４ｂを
介し支持バー１２０ａ、１２０ｂを上昇させる。

このため、固定部材１１６ａ、１１６ｂを介して第１パ
ンチ１０２ａ、１０２ｂが成形加工終了位置で停止され
、摺動台３２ａ、３２ｂのみが待避動作される。

これによって、クランクシャフト９０がダイ３６ａ１３
６ｂから自動的にエゼクトされ、前記クランクシャフト
９０は各支持バー１２０ａ、　１２０ｂと第１パンチ１
０２ａ、　１０２ｂとにより保持されるに至る。

従って、当該第２の実施例においても、前述した第１の
実施例と同様の効果を有することは容易に諒解されよう
。

［発明の効果］ 以上のように、本発明に係るクランクシャフトの製造方
法では、次のような効果を奏する。

素材の両端面を第１パンチで加圧させるために、従来の
ように棒状の素材の他、筒状の素材に対しても据込加工
および曲げ加工を遂行することが出来る。しかも、一体
型のダイに素材の端部を嵌合させるために、この素材の
軸部に段差部を容易に且つ高精度に成形することが可能
となる。さらに、第１パンチとともにダイを介して素材
に据込加工を施すため、クランクシャフトを高精度に成
形することが可能となる。

さらにまた、本発明に係るクランクシャフトの製造装置
では、一体型のダイを用いることにより、装置全体の構
成が一挙に簡素化し且つ容易に小型化することが出来る
。これによって、寸法精度に優れたクランクシャフトを
効率的に得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例に係るクラ
ンクシャフトの製造方法を実施するための装置の縦断説
明図、 第３図は当該装置の圧油回路図、 第４図および第５図は本発明の第２の実施例に係るクラ
ンクシャフトの製造方法を実施するための装置の縦断説
明図である。 ＩＯ・・・装置　　　　　　　２４・・・受はパンチ３
２ａ、３２ｂ−・・摺動台　　３６ａ、３６ｂ−・・ダ
イ４４ａ、４４ｂ・・・パンチ　　５６ａ、５６ｂ−・
・カム部材６４・・・押工ハンチ　　　　６６・・・パ
ンチ１００−・・装置　　　　　　１０２ａ、　１０２
ｂ−・・パンチ１０４ａ、１０４ｂ・・・支持機構

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）筒状または棒状の素材の両端を夫々一体型のダイ
   に嵌合させた後、 少なくとも一方のダイを素材の軸線方向に移動させ前記
   ダイに設けられている第１のパンチで前記素材の両端面
   を加圧して当該ダイとともに据込加工を行い、 一方、前記素材のピン部に対応する部位を前記軸線方向
   に直交する方向に第２のパンチで加圧して曲げ加工を施
   し、 これによって筒状または棒状のクランクシャフトを成形
   することを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
2. （２）請求項１記載の方法において、素材を夫々のダイ
   に配設した後、少なくとも一方のダイを前記素材の軸線
   方向に移動させて当該素材の軸端部に段差部を形成し、 次いで、前記素材に据込加工および曲げ加工を施すこと
   を特徴とするクランクシャフトの製造方法。
3. （３）請求項１記載の方法において、素材に据込加工お
   よび曲げ加工を施した後、ダイを退動動作させるととも
   に、 第１パンチを前記退動方向と逆の方向に変位させて前記
   素材を自動的にエゼクトさせることを特徴とするクラン
   クシャフトの製造方法。
4. （４）請求項１乃至３のいずれかに記載の方法において
   、素材をダイに配設する前に、前記素材の実質的に加工
   作業が施される部位のみに予め高周波加熱処理を施すこ
   とを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
5. （５）請求項１記載の方法において、素材のピン部に対
   応する部位を第２パンチで保持させるとともに、前記素
   材の軸部に対応する部位を支持機構により支持させ、 次に、夫々のダイを素材の軸線方向に且つ互いに近接す
   る方向に変位させて前記ダイに素材の両端を嵌合させた
   後、 支持機構を前記素材から待避させ、 さらに、第１パンチとダイおよび第２パンチの作用下に
   当該素材に据込加工および曲げ加工を施し、 次いで、前記ダイを退動動作させる際に当該第１パンチ
   の移動を規制して成形終了後の素材を自動的にエゼクト
   させることを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
6. （６）筒状または棒状の素材の軸線方向に進退自在な摺
   動台と、 前記摺動台に設けられ前記素材の端部を嵌合自在な一体
   型のダイと、 前記ダイに嵌合された素材の端面を加圧して当該ダイと
   ともに据込加工を行う第１のパンチと、 当該素材を軸線方向に直交する方向に加圧して曲げ加工
   を行う第２のパンチと、 を備えることを特徴とするクランクシャフトの製造装置
   。
7. （７）請求項６記載の装置において、第１パンチにアク
   チュエータを設け、前記アクチュエータの作用下に成形
   終了後の素材をダイから自動的にエゼクトさせるよう構
   成したことを特徴とするクランクシャフトの製造装置。
8. （８）請求項６記載の装置において、素材の軸部に対応
   する部位を保持する支持機構を設けるとともに、前記支
   持機構はダイが互いに近接変位する際に前記ダイに干渉
   することがないよう待避可能に構成したことを特徴とす
   るクランクシャフトの製造装置。