JPH0729166B2 - 長尺部材の成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、長尺な部材の成形方法に関し、一層詳細には
一体型のダイを介して筒状または棒状の素材から長尺な
部材、例えば、クランクシャフトを成形する際に離型時
に発生する可能性がある素材の曲がりを阻止し、併せて
この種の長尺の素材の加工効率を向上させることを可能
とした長尺部材の成形方法に関する。

［従来の技術］ 例えば、クランクシャフトを製造するために、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、前記棒状の素材のクランクシャフトのピン部に対応
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鍜造法が広く知られるに至ってい
る。

従来から、この種の鍜造法を採用した種々の装置が提案
されており、例えば、特公昭第43−12995号公報や、特
公昭第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、前記の従来技術においては、成形用のダイ
が下型ダイと上型ダイに分割構成されており、この下型
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らざるを得ない。

そこで、素材の軸線方向に摺動自在にダイを配設すると
ともに、当該素材をその軸線方向と直交する方向から押
えパンチと受けパンチとにより挟持し、次いで、素材の
両端面を前記ダイで軸線方向に加圧して据込加工を施す
とともに、前記押えパンチにより加圧して曲げ加工を行
いクランクシャフトを成形するために、RR鍜造によるク
ランクシャフトの成形方法が提案されている。

本発明は前記に鑑みなされたものであって、長尺部材の
成形方法において、成形後の長尺部材の離型を迅速化
し、長尺部材の製造時間を短縮させることが可能であ
り、しかも、離型時に発生し易い素材の曲折を回避する
ことが出来る長尺部材の成形方法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、軸線方向に延
在する素材の一部を一組のパンチで挟持し、当該素材の
前記挟持部位の両側に配設されたダイとの共働作用下に
金型を移動して据え込みと、曲げ加工との複合成形を行
う長尺部材の成形方法において、 前記複合成形後に一組のパンチのいずれか一方を前記素
材を保持するダイの離間動作よりも早く離脱させること
を特徴とする。

［作用］ 本発明では、複合成形後に、いずれか一方のパンチが素
材を保持するダイの離間動作よりも早く離脱される。こ
のため、一方のパンチの離脱時に素材がダイ等に衝撃的
に当接することがなく、前記素材に曲折等が生ずること
を回避することができる。

［実施例］ 次に、本発明に係る長尺部材の成形方法について、クラ
ンクシャフトを例示し、その成形装置との関係におい
て、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10は本実施例に
係るクランクシャフトの成形装置を示す。当該成形装置
10は基台12を含み、この基台12の上面の略中央部に配設
されるガイドブロック14と前記基台12との間に大径な孔
部が画成され、この孔部を利用して下部シリンダ16が形
成される。すなわち、前記孔部にヘッドカバー部17aと
ロッドカバー部17bとを嵌合して下部シリンダ16を形成
し、その内部にピストン18を配設する。なお、図中、参
照符号16aは、ピストン18とヘッドカバー部17aとの間に
画成された第１の主緩衝部としての圧力室を示す。

そこで、このピストン18の一端面から鉛直上方向にピス
トンロッド20が一体的に膨出形成される。この場合、圧
力室16aの内部にコイルスプリングからなるばね22が配
設され、且つ前記ピストン18の一端面とロッドカバー部
17bとの間で第１の副緩衝部としての流体緩衝室23が画
成される。ピストンロッド20の先端部には受けパンチ24
が配置され、この受けパンチ24はガイドブロック14に画
成された孔部を貫通する。なお、前記受けパンチ24の先
端面に円弧状の受け面24aを形成しておく。

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を立設し、前記ブロック体26a、26bに夫々
シリンダ28a、28bを取着する。前記シリンダ28a、28bか
ら互いに対向するようにロッド30a、30bが延在し、前記
ロッド30a、30bの先端部に摺動台32a、32bを係着する。
前記摺動台32a、32bはガイドブロック14上で進退自在で
ある。摺動台32aの上部隅角部はこれを切り欠き、傾斜
面34aを形成し、且つこの摺動体32aの内部に一体的にダ
イ36aを配設しておく。ダイ36aの一端部には後述する素
材を加圧してクランクシャフトのウエイト部に対応する
加工を行うべく所定の形状を呈する加工面38aを形成す
る。なお、前記ダイ36aを貫通して当該素材に軸絞り加
工を行うための段付孔部40aを画成する。前記段付孔部4
0aには後述するパンチ44bと相俟った第１のパンチを構
成するパンチ44aが嵌合する。

第１パンチ44aは摺動台32aに画成された室内に配設さ
れ、この第１パンチ44aと一体的なフランジ部46aとダイ
36aの端部との間にコイルスプリング48aが介設されると
ともに、前記フランジ部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
の一端部が係合する。

なお、摺動台32bは前述した摺動台32aと実質的に同様に
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。

次に、摺動台32a、32bの上方には昇降台54を配設する。
この昇降台54はブロック体26a、26bの垂直面と摺動台32
a、32bの傾斜面34a、34bに係合するカム部材56a、56bを
保持する。昇降台54の中央部に大径な孔部を画成し、こ
の大径な孔部をヘッドカバー57a、ロッドカバー57bで閉
塞することにより上部シリンダ58を形成する。この上部
シリンダ58の内部にピストン60が配設される。ピストン
60の一端面と、ヘッドカバー57aとの間に第２の主緩衝
部としての圧力室58aを画成し、且つこの圧力室58aの内
部に複数個のばね61が配設される。

ピストン60の下部には第２の副緩衝部として流体緩衝室
63が形成されている。ピストン60から一体的に鉛直下方
に膨出形成されるピストンロッド62の先端部に押えパン
チ64を係合させ、前記押えパンチ64の先端部に円弧状の
押え面64aと、後述するクランクシャフトのウエイト部
に対応する加工面64bとを形成する。なお、前記押えパ
ンチ64と受けパンチ24とにより第２のパンチ66を構成す
る。

次に、昇降台54の下面にあってカム部材56a、56bの内方
に複数の傾斜ピン67a、67bが互いに拡開するように突設
形成され、一方、摺動台32a、32bには夫々前記傾斜ピン
67a、67bが遊嵌する大きく拡開傾斜した嵌入孔68a、68b
を形成しておく。すなわち、傾斜ピン67a、67bと嵌入孔
68a、68bとによりカム機構が構成され、昇降台54の変位
により摺動台32a、32bが互いに接近し、あるいは離間可
能である。

次に、上部シリンダ58、下部シリンダ16を駆動するため
の油圧回路を第３図に示す。この油圧回路は圧力源とし
てアキュムレータ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
分岐している。そこで、管路74aには第１の開閉弁75aと
逆止弁76aとリリーフ弁78aとを介装し、これをヘッドカ
バー57aとピストン60の一端面との間に形成された圧力
室58aに連通する。

また、管路74bには第２の開閉弁75bと逆止弁76bとリリ
ーフ弁78bとを介装し、これをピストン18の一端面とヘ
ッドカバー部17aとの間に画成された圧力室16aに連通す
る。さらに、管路74aから分岐した管路74cは、前記流体
緩衝室63に連通しており、一方、管路74bから分岐した
管路74dは前記流体緩衝室23に連通させておく。

本実施例に係るクランクシャフトの成形方法を実施する
ための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、その作用について説明する。

素材Ｗは中空状のために、後述する成形工程において、
内側に存在する孔部が閉塞される虞がある。このため、
ピン部を除くウエイト部に対応する部位のみ予め高周波
誘導加熱処理が施されている。

そこで、先ず、摺動台32a、32bをシリンダ28a、28bの駆
動作用下に互いに離間させるとともに、昇降台54を上昇
させておき、この状態で夫々のダイ36a、36bに円筒状の
素材Ｗを配設する。

次に、第１の開閉弁75aを開成し、アキュムレータ70か
ら逆止弁76aを介して圧力室58aに圧力流体としての圧油
を供給する。この圧油の供給にともなってピストン60が
図において下降変位し、これは押えパンチ64を下降させ
ることになる。そこで、素材Ｗのクランクシャフトのピ
ン部に対応する部位を第２のパンチ66を構成する受けパ
ンチ24の受け面24aと押えパンチ64の押え面64aとで挟持
する。その際、受けパンチ24が押えパンチ64により押圧
されるため、圧力室16a内の圧油がリリーフ弁78bからア
キュムレータ70側に導出されて受けパンチ24が下降し、
ばね22は戦記受けパンチ24の下方向に対する衝撃を吸収
する。

次いで、昇降台54を全体として下降させるとともに、シ
リンダ28a、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。この結果、素材Ｗの両端部に夫
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。なお、このとき、昇降台54に植設されて
いる傾斜ピン67a、67bは、摺動台32a、32bに画成されて
いる嵌入孔68a,68bに遊嵌する。

さらに、シリンダ28a、28bの駆動作用下に摺動台32a、3
2bを互いに接近させ、軸絞り加工が行われた素材Ｗの両
端面を第１パンチ44a、44bの先端部で押圧する。従っ
て、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
間に加工面64bに倣った膨径部が設けられる。

次いで、昇降台54をさらに下降させて、カム部材56a、5
6bにより摺動台32a、32bの傾斜面34a、34bを押圧する。
従って、第１パンチ44a、44bにより素材Ｗの両端面がさ
らに軸線方向に加圧され、ダイ36a、36bの加工面38a、3
8bにより素材Ｗのウエイト部に対応する部位が押圧され
るとともに、押えパンチ64の押え面64aによりクランク
シャフトのピン部が形成される。結果的に円筒状で且つ
屈曲したクランクシャフト90が成形されるに至る（第２
図参照）。その際、圧力室58a内の圧油はばね61の弾発
力の補助作用し相俟って押えパンチ64が受ける反力に起
因した衝撃を吸収する。すなわち、押えパンチ64の反力
によって変位しようとする力は、圧力室58a内の油圧で
緩衝されるとともに、この油圧の圧力変化をもたらし、
圧力室58a内の圧油はリリーフ弁78aを介してアキュムレ
ータ70側に導出される。

次に、昇降台54が上昇し、傾斜ピン67a、67bの互いに拡
開する形状と、シリンダ28a、28bのロッド30a、30bの退
動作用下に摺動台32a、32bが互いに離開する方向に移動
する。この場合、容易に諒解される通り、傾斜ピン67
a、67bの上昇動作よりも若干遅延して摺動台32a、32bが
互いに離間する。当該傾斜ピン67a、67bが摺動台32a、3
2bの嵌入孔68a、68bに遊嵌しているからである。そし
て、この昇降台54の上昇動作によってはクランクシャフ
ト90は特に持ち上げられることはない。ダイ36a、36bに
よってしっかりとその両端部が保持されているからであ
る。このとき、第１開閉弁75aは閉成され、圧力室58aに
圧油が流入することを阻止するとともに、流体緩衝室63
にある圧油はピストン60の下方に指向する変位を阻止す
る。同様にして、第２開閉弁75bは閉塞され、圧力室16a
に圧油が流入することが阻止されるとともに、流体緩衝
室23の圧油はピストン18の、図において、上動動作を阻
止する。

次いで、シリンダ50a、50bを駆動し、第１パンチ44a、4
4bをコイルスプリング48a、48bの弾発力に抗して互いに
接近する方向に変位させる。このため、素材Ｗから得ら
れたクランクシャフト90の両端面が夫々押圧され、当該
クランクシャフト90はダイ36a、36bから離脱する。すな
わち、実質的にクランクシャフト90はダイ36a、36bから
エゼクトされたことになる。

次に、第２の開閉弁75b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、受けパンチ24を
次なる素材を加工するための位置に位置決めさせてお
く。

本実施例では、素材Ｗの両端面を第１パンチ44a、44bを
介して軸線方向で保持加圧するために特に円筒状を呈す
るクランクシャフト90をその取り出し時に曲折すること
がない。すなわち、従来のRR鍜造法では、一組の分割さ
れたダイで素材を保持するため、その製品取り出し時に
当該ダイに当接し、円筒状の素材が容易に変形してしま
い、良好に筒状のクランクシャフトを成形することが困
難な場合があったが、本発明によれば、この種の不都合
が回避出来る。

また、据込加工を第１パンチ44a、44bとともにダイ36
a、36bの加工面38a、38bを介して遂行するため、ウエイ
ト部を成形するに充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
出来る。

さらにまた、夫々摺動台32a、32bと一体型のダイ36a、3
6b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の成形工程に
比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、離型が困難であるが、本発明によれば、離型
時にシリンダ50a、50bの付勢作用下に第１パンチ44a、4
4bによりクランクシャフト90の端面を押圧した状態でパ
ンチ44a、44bを退動動作することが出来る。このため、
クランクシャフト90のエゼクト作業を確実に行うことが
出来る。

また、前記のように、夫々のダイ36a、36bは摺動台32
a、32bと一体的に構成しているため、従来の分割型ダイ
を含む装置に比べ構成が簡素化するとともに、当該装置
10全体をさらに小型化することが可能となる。

さらにまた、クランクシャフト成形後、昇降台54が上昇
すると、傾斜ピン67a、67bの拡開形状と、シリンダ28
a、28bの駆動作用下に摺動台32a、32bと一体的にダイ36
a、36bが互いに離間する方向に移動する。すなわち、昇
降台54の上昇により、押えパンチ64が上昇すると同時に
ダイ36a、36bも互いに離間するので離型時間が短縮さ
れ、この結果、クランクシャフトの成形時間が短縮され
ることになる。

さらに、クランクシャフト成形後、昇降台54が上昇する
際には、第１の開閉弁75aが閉成され、圧力緩衝機能を
達成する圧力室58aに圧油が流入することを阻止し、し
かも、ピストン60の下部に流体緩衝室63を設けている。
このため、ピストンロッド62が上昇位置にあって押えパ
ンチ64を下方に指向して変位させることなく、当該押え
パンチ64は昇降台54と一体的に上昇する。従って、押え
パンチ64がクランクシャフト90から離間した状態でダイ
36a、36bが当該クランクシャフト90から離脱することに
なり、これによりクランクシャフト90が他の部材に圧接
することなく、その曲折を阻止出来る。

仮に昇降台54の上昇時に圧力室58aに圧油が導入され、
ピストン60の上部にばね61があることにより押えパンチ
64が昇降台54の上昇に直ちに追随出来ないとすると、ダ
イ36a、36bから離脱したクランクシャフト90が未だダイ
36a、36bの内側に間隙がある状態で押えパンチ64が上昇
してしまい、押えパンチ64の受け面64aに取り着いたク
ランクシャフト90が上昇し、このクランクシャフト90が
他の部材に当接し、曲げが生ずる可能性があるが、本発
明では係る事態は容易に回避出来る。

さらにまた、昇降台54が上昇して離型する際に圧力室58
a内の圧油がリリーフ弁78aを介してアキュムレータ70側
に導出されるが、その際に第２開閉弁75bは閉成されて
おり、且つピストン18の上部に流体緩衝室23が画成され
ているので、受けパンチ24の不意の上昇は阻止され、ダ
イ36a、36bの中に両端が保持されているクランクシャフ
ト90を持ち上げることもない。すなわち、クランクシャ
フト90に曲げが生ずることを効果的に阻止出来る。

［発明の効果］ 以上のように、本発明に係る長尺部材の成形方法によれ
ば、次のような効果が得られる。

長尺部材の成形後、一方のパンチが素材を保持するダイ
の離間動作よりも早く離脱される。このため、ダイから
離間した成形品が未だダイの内側との間で間隙のある状
態で一方のパンチが離間動作し、該一方のパンチの受け
面に密着した前記成形品が移動して当該成形品に曲折等
が発生することを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るクランクシャフトの成形
装置において、クランクシャフトに成形される素材の加
工前の状態を示す縦断説明図、 第２図は第１図に示す状態からクランクシャフトの成形
工程に移行した状態の縦断説明図、 第３図は本発明装置に組み込まれる圧油の回路図であ
る。 10…成形装置 16…下部シリンダ、24…受けパンチ 28a、28b…シリンダ 32a、32b…摺動台 36a、36b…ダイ 44a、44b…パンチ 50a、50b…シリンダ、54…昇降台 56a、56b…カム部材 58…上部シリンダ、66…パンチ 67a、67b…傾斜ピン 70…アキュムレータ 74a〜74d…管路 75a、75b…開閉弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 久之 埼玉県狭山市新狭山１―10―１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 目黒 晴夫 埼玉県狭山市新狭山１―10―１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸線方向に延在する素材の一部を一組のパ
   ンチで挟持し、当該素材の前記挟持部位の両側に配設さ
   れたダイとの共働作用下に金型を移動して据え込みと、
   曲げ加工との複合成形を行う長尺部材の成形方法におい
   て、 前記複合成形後に一組のパンチのいずれか一方を前記素
   材を保持するダイの離間動作よりも早く離脱させること
   を特徴とする長尺部材の成形方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の方法において、素材を保持
   するダイの当該素材からの離間の後に、他方のパンチを
   動作させて当該素材をエゼクトすることを特徴とする長
   尺部材の成形方法。