JPH11333520A - Method for straightening bend of crankshaft - Google Patents

Method for straightening bend of crankshaft

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JPH11333520A
JPH11333520A JP14129398A JP14129398A JPH11333520A JP H11333520 A JPH11333520 A JP H11333520A JP 14129398 A JP14129398 A JP 14129398A JP 14129398 A JP14129398 A JP 14129398A JP H11333520 A JPH11333520 A JP H11333520A
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roll
cold
crankshaft
straightening
working
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Takeshi Hamada
猛 濱田
Yasuki Ishibashi
保樹 石橋
Motohiko Takami
元彦 高見
Hideaki Nagasaka
英明 長坂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To straighten the bend of a crankshaft without lowering the fatigue strength in fillet parts by cold roll-working, with high dimensional accuracy, moreover, at high efficiency. SOLUTION: The expansion and contraction amount of arms is measured after cold roll-working of the fillet parts and, with the same cold working roll 5 used for cold roll-working in the case the expansion or contraction amount of the arms is larger than a prescribed amount of expansion or contraction and with the same cold working roll 5 used for cold roll-working in the case the expansion or contraction amount is smaller, when straightening roll-working is respectively executed at a high specific pressure than that at the time of cold roll-working to journal fillet parts 2 and pin fillet parts 4a, the fatigue strength in these fillet parts is not lowered, high dimensional accuracy is obtained because the expansion or contraction amount of the arms comes the prescribed expansion or contraction amount and also the setting work of straightening rolls is unnecessitated because the cold working roll is used as it is.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ピンの耐摩耗性向
上処理、フィレット部の耐久性向上処理によりクランク
軸に生じる曲がりを冷間で矯正ロール加工して矯正する
クランク軸の曲がり矯正方法の技術分野に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of straightening a crankshaft by straightening a bend generated on a crankshaft by cold straightening roll processing by a process for improving wear resistance of a pin and a process for improving durability of a fillet portion. Belongs to the technical field.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンのクランク軸では、コネクティ
ングロッドが連結されるピンの外周面に高周波焼き入れ
を施して耐摩耗性を向上させると共に、高応力発生部で
あるピンフィレット部(ピンとアームとの結合コーナ
部)に冷間ロール加工を施して疲労強度を向上させるよ
うにしている。このような処理を施すことによりクラン
ク軸に曲がりが発生する。クランク軸の曲がりは、上記
処理により形状不連続部であるピンフィレット部および
ジャーナルフィレット部(ジャーナルとアームとの結合
コーナ部)に生じるひずみが加算されたもので、例えば
これらフィレット部におけるひずみは、通常アームやジ
ャーナルが高剛性であるために、アームのジャーナルと
の連結側の間隔の開閉という形で現れる。クランク軸の
曲がりが大きいと、エンジンの組み立てに支障を来すだ
けでなく、クランク軸の回転抵抗の増大によりエンジン
の出力低下、軸受の異常摩耗の原因となり、甚だしい場
合にはクランク軸が折損事故を起こす恐れがある。
2. Description of the Related Art In a crankshaft of an engine, an outer peripheral surface of a pin to which a connecting rod is connected is subjected to induction hardening to improve abrasion resistance and a pin fillet portion (a portion between a pin and an arm) which is a high stress generating portion. Cold rolling is performed on the joint corner portion) to improve the fatigue strength. By performing such processing, bending occurs in the crankshaft. The bend of the crankshaft is obtained by adding the strain generated in the pin fillet portion and the journal fillet portion (joint corner portion between the journal and the arm), which are the shape discontinuous portions, by the above processing. For example, the strain in these fillet portions is as follows. Usually, since the arm and the journal have high rigidity, they appear in the form of opening and closing the gap on the connection side of the arm with the journal. Excessive bending of the crankshaft not only hinders assembly of the engine, but also increases the rotational resistance of the crankshaft, causing a reduction in engine output and abnormal wear of the bearings. May be caused.

【0003】そこで、上記のような不具合の発生を防止
するために、クランク軸では、上記耐摩耗性向上、疲労
強度向上処理後に、これらの処理により発生した曲がり
量が規定値以内になるように矯正される。従来、クラン
ク軸の曲がりは、曲がっている部分を強力なプレスを用
いて曲げ戻し(従来例1)、特に大型のクランク軸では
各部品が極めて高剛性であり、実際上曲げ戻しは不可能
であるため、各部品に余肉を付け、この余肉部を機械加
工により除去すること(従来例2)によって曲がりを吸
収して真っ直ぐなクランク軸を製造していた。しかしな
がら、従来例1に係るプレスを用いての曲げ戻しによる
方法では、偏心の矯正に際して疲労強度が低下する恐れ
があり、また従来例2に係る余肉部を除去する方法では
生産性の向上やコスト削減ができないという解決すべき
課題があった。
Therefore, in order to prevent the above-mentioned problems from occurring, the crankshaft is designed so that the amount of bending generated by these processes after the above-mentioned improvement of wear resistance and fatigue strength is within a specified value. Be corrected. Conventionally, the bent portion of the crankshaft is bent back using a powerful press (conventional example 1). Particularly, in the case of a large crankshaft, each component has extremely high rigidity, and it is practically impossible to return the bent portion. For this reason, a surplus portion is provided to each part, and the surplus portion is removed by machining (conventional example 2) to absorb the bending to produce a straight crankshaft. However, in the method of bending back using the press according to the conventional example 1, there is a possibility that the fatigue strength is reduced at the time of correcting the eccentricity. There was a problem to be solved, in that cost could not be reduced.

【0004】ところで、冷間ロール加工により付与され
たフィレット部の疲労強度を低下させることなく、また
余肉を付ける必要のないクランク軸等の工作物の曲がり
の矯正を行い得るようにした曲がり矯正方法が、例えば
特公平3−27289号公報(従来例3)に開示されて
いる。即ち、耐久性を向上させるために、既に前もって
固化転圧された工作物の曲がりを矯正する場合、どの個
所でどの程度の圧縮内部応力を付加しなければならない
かを検出し、前に行った固化転圧作用におけるよりも高
い固有転圧力で、曲がりが減少するようにフレット部の
周方向の1部分を転圧するもので、第1の固化転圧作用
に用いた固化転圧ロールに対して相対的により小さな直
径の固化転圧ロールを用いている。
[0004] By the way, bend straightening designed to be able to straighten a bend of a workpiece such as a crankshaft without reducing the fatigue strength of a fillet portion imparted by cold rolling and without having to add extra thickness. The method is disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 3-27289 (Conventional Example 3). That is, in order to improve the durability, when correcting the bending of the work which has already been solidified and compacted in advance, it is necessary to detect where and how much compressive internal stress must be applied, and perform the test before. A part of the fret portion in the circumferential direction is rolled at a higher specific rolling pressure than in the solidification rolling action so as to reduce the bending. A relatively smaller diameter consolidation compaction roll is used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来例3(特公平
3−27289号公報)に係るクランク軸等の曲がり矯
正方法によれば、従来例1,2の持つ不具合を解消する
ことができるので極めて有用であると考えられる。しか
しながら、この従来例3に係るクランク軸等の曲がり矯
正方法では、アームの間隔は何ら修正されていない。つ
まり、コネクティングロッドが連結されるピンの外周面
の耐摩耗性を向上させるための高周波焼き入れ処理や、
高応力発生部であるピンフィレット部の耐久性向上させ
るための冷間ロール加工処理によって、アームの開閉量
が所定の開閉量よりも大きくなったり、小さくなったり
することがあるにも拘わらず、この開閉量が修正されな
い。そのために、ジャーナルがクランク軸全体の回転中
心線に対して傾き、ジャーナルやジャーナル軸受が異常
摩耗し、焼付きを起こす恐れがあるばかりでなく、殊に
気筒数が多くクランク軸が長尺である場合には、その全
長寸法に狂いが生じ、エンジンの組み立てに支障が生じ
る。
According to the bending correction method for the crankshaft and the like according to the above-mentioned conventional example 3 (Japanese Patent Publication No. 3-27289), the disadvantages of the conventional examples 1 and 2 can be solved. It is considered very useful. However, in the bending correction method for the crankshaft and the like according to the conventional example 3, the distance between the arms is not corrected at all. In other words, induction hardening to improve the wear resistance of the outer peripheral surface of the pin to which the connecting rod is connected,
Despite the fact that the opening / closing amount of the arm may be larger or smaller than the predetermined opening / closing amount due to the cold roll processing for improving the durability of the pin fillet portion which is a high stress generating portion, This opening / closing amount is not corrected. For this reason, the journal is inclined with respect to the rotation center line of the entire crankshaft, and the journal and the journal bearing may be abnormally worn and seizure may occur. In particular, the number of cylinders is large and the crankshaft is long. In such a case, the overall length dimension is disturbed, and the assembly of the engine is hindered.

【0006】さらに、クランク軸の構造によってはアー
ムの開閉量が小さくなると、アームがコネクティングロ
ッドと干渉する恐れもある。また、上記従来例3に係る
クランク軸等の曲がり矯正方法によれば、上記のとお
り、矯正ロール加工を行う場合には、第1の固化転圧作
用に用いた固化転圧ロール、つまりフッレット部の疲労
寿命向上のために用いた冷間加工ロールよりも小径の冷
間加工ロールを用いるのであるから、矯正に先立ち冷間
加工ロールを矯正加工ロールに変更する工程が必要にな
るので、矯正作業能率の向上にとって好ましくない。
Further, depending on the structure of the crankshaft, if the opening and closing amount of the arm is reduced, the arm may interfere with the connecting rod. According to the bending correction method for a crankshaft or the like according to the above-described conventional example 3, when the straightening roll processing is performed as described above, the solidified compaction roll used for the first solidification compaction action, that is, the fret portion Since a cold working roll with a smaller diameter than the cold working roll used to improve the fatigue life is used, a step of changing the cold working roll to a straightening roll before straightening is required, so straightening work This is not preferable for improving efficiency.

【0007】従って、本発明の目的とするところは、ク
ランク軸の全長が所定範囲内になるように、高能率でク
ランク軸の曲がりを冷間における矯正ロール加工で矯正
し得るクランク軸の曲がり矯正方法を提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a high-efficiency straightening roll processing of a crankshaft capable of straightening the crankshaft so that the entire length of the crankshaft falls within a predetermined range. Is to provide a way.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記実情に鑑
みてなされたものであって、従って上記課題を解決する
ために、本発明の請求項1に係るクランク軸の曲がり矯
正方法が採用した手段は、ピンの外周面に高周波焼き入
れを施して耐摩耗性を向上させると共に、冷間加工ロー
ルによりピンフィレット部およびジャーナルフィレット
部に冷間ロール加工を施して、これらフィレット部の疲
労強度を向上させた後に生じるひずみに起因するクラン
ク軸の曲がりを矯正するクランク軸の曲がり矯正方法に
おいて、前記高周波焼き入れおよび冷間ロール加工後
に、2個の変位センサでアームの開閉量を計測し、この
アームの開閉量が所定の開閉量よりも大きくて、狭める
方向に矯正するときには冷間ロール加工に用いた冷間加
工ロールによりジャーナルフィレット部を前記冷間ロー
ル加工よりも高いヘルツ面圧で転圧し、またこのアーム
の開閉量が所定の開閉量よりも小さくて、広げる方向に
矯正するときには冷間ロール加工に用いた冷間加工ロー
ルによりピンフィレット部を前記冷間ロール加工よりも
高いヘルツ面圧で転圧して矯正ロール加工を行うことを
特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and in order to solve the above-mentioned problems, a method for correcting a crankshaft bending according to claim 1 of the present invention is employed. In addition to applying high frequency hardening to the outer peripheral surface of the pin to improve abrasion resistance, the pin fillet portion and the journal fillet portion are cold rolled by cold working rolls, and the fatigue strength of these fillet portions is improved. In the method of correcting the bending of the crankshaft due to the distortion caused after improving the, the opening and closing amount of the arm is measured with two displacement sensors after the high frequency quenching and the cold roll processing, When the opening / closing amount of this arm is larger than the predetermined opening / closing amount and the straightening is performed in a narrowing direction, the cold working roll used for the cold roll working is used to jar the arm. When the null fillet portion is rolled with a higher Hertzian surface pressure than that of the cold roll processing, and the opening / closing amount of this arm is smaller than a predetermined opening / closing amount, and when correcting in the expanding direction, the cold roll used for the cold roll processing is used. A straightening roll process is performed by rolling the pin fillet portion with a working roll at a Hertzian surface pressure higher than that of the cold roll process.

【0009】本発明の請求項2に係るクランク軸の曲が
り矯正方法が採用した手段は、ピンの外周面に高周波焼
き入れを施して耐摩耗性を向上させると共に、冷間加工
ロールによりピンフィレット部およびジャーナルフィレ
ット部に冷間ロール加工を施して、これらフィレット部
の疲労強度を向上させた後に生じるひずみに起因するク
ランク軸の曲がりを矯正するクランク軸の曲がり矯正方
法において、前記高周波焼き入れおよび冷間ロール加工
後に、2個の変位センサでアームの開閉量を計測し、こ
のアームの開閉量が所定の開閉量よりも大きくて、δだ
け狭める方向に矯正するときには冷間ロール加工に用い
た冷間加工ロールによりジャーナルフィレット部を前記
冷間ロール加工よりも高いヘルツ面圧で転圧して矯正ロ
ール加工を行うと共に1個の変位センサに−δ/2が示
されたときに矯正ロール加工を停止し、またこのアーム
の開閉量が所定の開閉量よりも小さくて、δだけ広げる
方向に矯正するときには冷間ロール加工に用いた冷間加
工ロールによりピンフィレット部を前記冷間ロール加工
よりも高いヘルツ面圧で転圧して矯正ロール加工を行う
と共に1個の変位センサにδ/2が示されたときに矯正
ロール加工を停止することを特徴とする。
[0010] The means adopted in the crankshaft bending correcting method according to the second aspect of the present invention is to improve the wear resistance by performing induction hardening on the outer peripheral surface of the pin, and to improve the pin fillet portion by using a cold working roll. And a cold rolling process for the journal fillet portion to improve the fatigue strength of the fillet portion. After the inter-roll processing, the opening / closing amount of the arm is measured by two displacement sensors. When the opening / closing amount of the arm is larger than a predetermined opening / closing amount and is corrected in the direction of narrowing by δ, the cold roll used for the cold roll processing is used. When the straightening roll processing is performed by rolling the journal fillet portion with a higher Hertzian surface pressure than the cold roll processing by the cold working roll The correction roll processing is stopped when one displacement sensor indicates -δ / 2, and when the opening / closing amount of this arm is smaller than the predetermined opening / closing amount and correction is performed in the direction in which it is expanded by δ, a cold roll is performed. When the pin fillet portion is rolled with a higher Hertzian surface pressure than that of the cold roll processing by the cold working roll used for the roll processing to perform the straightening roll processing, and when one displacement sensor indicates δ / 2. The straightening roll processing is stopped.

【0010】本発明の請求項3に係るクランク軸の曲が
り矯正方法が採用した手段は、請求項1または2のうち
の何れか1つの項に記載のクランク軸の矯正方法におい
て、前記クランク軸のピンまたはジャーナルのフィレッ
ト部の半径をRとしたとき、厚さの中心を半径中心とす
る転圧ロール面先端半径rが0.6R〜0.95Rの冷
間加工ロールを用いて矯正ロール加工を行うことを特徴
とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a crankshaft straightening method according to any one of the first and second aspects, wherein the crankshaft bending straightening method according to the third aspect of the present invention employs the crankshaft straightening method. When the radius of the fillet portion of the pin or the journal is R, the straightening roll processing is performed using a cold working roll having a center radius r of a center of the thickness and a tip radius r of a rolling roll of 0.6R to 0.95R. It is characterized by performing.

【0011】本発明の請求項4に係るクランク軸の曲が
り矯正方法が採用した手段は、請求項1,2または3の
うちの何れか1つの項に記載のクランク軸の矯正方法に
おいて、前記クランク軸が35〜90kgf/mm2
引張降伏点を有する素材から構成されているとき、この
クランク軸のピンまたはジャーナルのフィレット部を、
このフィレット部に300〜600kgf/mm2 のヘ
ルツ面圧を発生させる加圧力で押圧して矯正ロール加工
を行うことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of correcting a crankshaft according to any one of the first, second, and third aspects. When the shaft is made of a material having a tensile yield point of 35 to 90 kgf / mm 2 , the pin or journal fillet of this crankshaft is
A straightening roll process is performed by pressing the fillet portion with a pressing force that generates a Hertzian surface pressure of 300 to 600 kgf / mm 2 .

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
クランク軸の矯正方法を説明するためのクランク軸の1
部分を示す斜視図の図1と、アームの開き状態を示すク
ランク軸の外観図の図2(a)と、矯正ロール加工に用
いた冷間加工ロールの配設状態説明図の図2(b)と、
アームの狭まり状態を示すクランク軸の外観図の図3
(a)と、矯正ロール加工に用いた冷間加工ロールの配
設状態説明図の図3(b)と、矯正ロール加工説明図の
図4(a)(b)および図5(a),(b)と、アーム
の開閉開始位置説明図の図6および図7(a),(b)
と、疲労強度向上率を示す説明図の図8とを参照しなが
ら説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a crankshaft correcting method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a perspective view showing a portion, FIG. 2A is an external view of a crankshaft showing an open state of an arm, and FIG. 2B is an explanatory view showing an arrangement state of cold working rolls used for straightening roll working. )When,
FIG. 3 of an external view of a crankshaft showing a narrowed state of an arm.
(A), FIG. 3 (b) showing the arrangement of cold working rolls used for straightening roll processing, and FIGS. 4 (a) (b) and 5 (a) showing straightening roll processing explanatory views. (B) and FIGS. 6 and 7 (a) and (b) of an opening and closing start position explanatory view of the arm.
And FIG. 8 of the explanatory diagram showing the fatigue strength improvement rate.

【0013】図6および図7(a),(b)に示すよう
な二次元FEM変形解析の結果、発明者らは、クランク
軸1の曲がりは冷間ロール加工直下のクランク軸形状不
連続による最弱部、あるいは冷間ロール加工角度の延長
線上の自由表面を開閉開始位置としてアーム3が開閉す
ることによって生じるものであり、そしてクランク軸1
の曲がりに大きな影響を及ぼすのはクランク軸形状不連
続による最弱部であることを知見し、さらにピンフィレ
ット部4aの疲労強度向上のためにこのピンフィレット
部4aに冷間ロール加工を施すとアーム3,3が開いて
開閉量が大きくなり、またジャーナルフィレット部2a
の疲労強度向上のためにジャーナルフィレット部2aに
冷間ロール加工を施すとアーム3,3が閉じて開閉量が
小さくなることを知見した。従って、発明者らは、クラ
ンク軸1の曲がりを矯正するためには、例えば板材に局
所的にくぼみ変形を付与すれば、押圧力を除去してもく
ぼみを中心にしてある残留曲がり変形が板材に生じると
いう現象を活用すれば良いと考えて本発明をなしたもの
である。
As a result of a two-dimensional FEM deformation analysis as shown in FIGS. 6 and 7A and 7B, the inventors found that the bending of the crankshaft 1 was caused by a discontinuity in the crankshaft shape immediately below the cold roll working. The opening and closing of the arm 3 with the weakest portion or the free surface on the extension of the cold roll processing angle as the opening / closing start position is caused by opening and closing of the crankshaft 1.
It is found that the weakest portion due to the discontinuity of the crankshaft shape has a large effect on the bending of the pin fillet portion 4a, and further cold rolling is performed on the pin fillet portion 4a in order to improve the fatigue strength of the pin fillet portion 4a. The arms 3 and 3 are opened to increase the opening and closing amount, and the journal fillet portion 2a
It has been found that when cold rolling is performed on the journal fillet portion 2a to improve the fatigue strength of the arm, the arms 3 and 3 close and the opening / closing amount decreases. Therefore, the inventors have found that, in order to correct the bending of the crankshaft 1, for example, if the plate material is locally dented, if the pressing force is removed, the residual bending deformation centered on the depression becomes The present invention is based on the consideration that the phenomenon that occurs in the above-mentioned case should be utilized.

【0014】以下、本発明を詳細に説明すると、図1に
示す符号1は、ジャーナル2と、アーム3,3と、アー
ム3,3に端部が連結されてなるピン4とからなる周知
の構成になるクランク軸で、このクランク軸1のピン4
の外周面に高周波焼き入れが施されて耐摩耗性の向上が
図られると共に、高応力発生部であるジャーナル2とア
ーム3とのコーナー部であるジャーナルフィレット部2
aと、アーム3とピン4とのコーナー部であるピンフィ
レット部4a,4aとは、冷間加工ロールによって転圧
されて疲労強度の向上が図られている。このような処理
によりアーム3,3の開口側の間隔、つまり開閉量が所
定の開閉量よりも広がったり、逆に狭まったりするの
で、このアーム3,3の開閉量が支柱10,10により
支持されてなる2個の変位センサ11,11によって測
定される。
The present invention will be described in detail below. Reference numeral 1 shown in FIG. 1 indicates a well-known structure including a journal 2, arms 3, 3 and a pin 4 having an end connected to the arms 3, 3. The crankshaft has the following configuration.
Induction hardening is performed on the outer peripheral surface of the armature to improve abrasion resistance, and a journal fillet portion 2 which is a corner portion between the journal 2 and the arm 3 which is a high stress generating portion.
a and the pin fillet portions 4a, 4a, which are the corner portions of the arm 3 and the pin 4, are rolled by cold working rolls to improve the fatigue strength. By such a process, the interval on the opening side of the arms 3, 3, that is, the opening / closing amount becomes wider than the predetermined opening / closing amount, or conversely, becomes narrower. The measurement is performed by the two displacement sensors 11, 11.

【0015】これら変位センサ11,11によるアーム
3,3の開閉量の測定の結果、図2(a)に示すよう
に、アーム3,3の開閉量が所定の開閉量よりも大きく
てδだけ狭めなければならない場合には、図2(b)に
示すように、アーム3,3の間隔をδだけ狭めて所定の
開閉量になるように、ジャーナルフィレット部2aに、
これらフィレット部の疲労強度向上のために用いた冷間
加工ロール5をそのまま用いて、疲労強度向上後のジャ
ーナルフィレット部2aにくぼみを発生させて、アーム
3,3に残留変形を生じさせるために、冷間ロール加工
の場合よりも高いヘルツ面圧が付与され、ジャーナルフ
ィレット部2aにより強い加圧力を加えて矯正ロール加
工を行い、一方の1個の変位センサ11に−δ/2が示
されたときに冷間加工ロール5による矯正ロール加工が
停止される。次いで、他方のジャーナルフィレット部2
aに対しても、これと同様の矯正ロール加工が行われ、
他方の1個の変位センサ11に−δ/2が示されたとき
に冷間加工ロール5による矯正ロール加工が停止され
る。
As a result of measuring the opening / closing amount of the arms 3, 3 by the displacement sensors 11, 11, as shown in FIG. 2A, the opening / closing amount of the arms 3, 3 is larger than the predetermined opening / closing amount and only δ If the distance must be reduced, as shown in FIG. 2 (b), the interval between the arms 3 and 3 is reduced by δ so that a predetermined opening / closing amount is set in the journal fillet portion 2a.
To use the cold work roll 5 used for improving the fatigue strength of these fillet portions as it is, to generate a depression in the journal fillet portion 2a after the fatigue strength is improved, and to cause residual deformation to the arms 3 and 3. A higher Hertzian surface pressure is applied than in the case of cold roll processing, and a stronger pressing force is applied to the journal fillet portion 2a to perform straightening roll processing. One of the displacement sensors 11 indicates -δ / 2. Then, the straightening roll working by the cold working roll 5 is stopped. Next, the other journal fillet part 2
For a, the same straightening roll processing is performed,
When −δ / 2 is indicated on the other one of the displacement sensors 11, the straightening roll working by the cold working roll 5 is stopped.

【0016】一方、これら変位センサ11,11による
アーム3,3の開閉量の測定の結果、図3(a)に示す
ように、アーム3,3の開閉量が所定の開閉量よりも小
さくてδだけ広げなければならない場合は、図3(b)
に示すように、アーム3,3の間隔をδだけ広げて所定
の開閉量になるように、ピンフィレット部4a,4a
に、フィレット部の疲労強度向上のために用いた冷間加
工ロール5をそのまま用いて、後述する転圧力を付与し
て矯正ロール加工を行い、一方の1個の変位センサ11
に+δ/2が示されたときに冷間加工ロール5による矯
正ロール加工が停止される。次いで、他方のピンフィレ
ット部4aに対しても、これと同様の矯正ロール加工が
行われ、他方の1個の変位センサ11に+δ/2が示さ
れたときに冷間加工ロール5による矯正ロール加工が停
止される。
On the other hand, as a result of measuring the opening and closing amounts of the arms 3 and 3 by the displacement sensors 11 and 11, as shown in FIG. 3A, the opening and closing amounts of the arms 3 and 3 are smaller than a predetermined opening and closing amount. When it is necessary to increase by δ, FIG.
As shown in the figure, the pin fillet portions 4a, 4a
Then, using the cold working roll 5 used for improving the fatigue strength of the fillet portion as it is, a straightening roll working is performed by applying a rolling pressure described later, and one of the displacement sensors 11 is used.
When + δ / 2 is shown in FIG. 5, the straightening roll working by the cold working roll 5 is stopped. Next, the same straightening roll processing is performed on the other pin fillet portion 4a, and when + δ / 2 is indicated on the other one displacement sensor 11, the straightening roll by the cold working roll 5 is used. Processing is stopped.

【0017】なお、この実施の形態においては、変位セ
ンサとしてダイヤルゲージを用いたが、計測の無人化や
加工処理時間の短縮を考えると、例えばレーザ式や渦電
流式の非接触式変位センサを用いるのが好ましい。
In this embodiment, a dial gauge is used as a displacement sensor. However, in consideration of unmanned measurement and shortening of processing time, for example, a non-contact type displacement sensor of a laser type or an eddy current type is used. It is preferably used.

【0018】ところで、図4(a),(b)および図5
(a),(b)に示すように、この冷間加工ロール5の
厚さの中心を半径中心とする転圧ロール面先端半径を
r、クランク軸1のピンフィレット部4aの半径をRと
したとき、比r/Rは0.6〜0.95(r=0.6R
〜0.95R)の範囲になるように設定されている。そ
して、冷間加工ロール5は、その幅方向の中心を通る軸
心と垂直軸となすロール加工角度αが35〜60°にな
るように、これらピンフィレット部に4a,4aセット
されると共に、ピン4の冷間加工ロール5の反対側に
は、図3(b)に示すように、冷間加工ロール5の反力
を受けるバックアップロール6がセットされている。
FIGS. 4A and 4B and FIG.
As shown in (a) and (b), r is the radius of the tip end of the compacting roll surface with the center of the thickness of the cold working roll 5 as the radius, and R is the radius of the pin fillet portion 4a of the crankshaft 1. Then, the ratio r / R is 0.6 to 0.95 (r = 0.6R
0.90.95R). The cold work rolls 5 are set 4a and 4a in these pin fillet portions such that the roll work angle α between the axis passing through the center in the width direction and the vertical axis is 35 to 60 °. As shown in FIG. 3B, a backup roll 6 receiving the reaction force of the cold working roll 5 is set on the opposite side of the pin 4 from the cold working roll 5.

【0019】なお、図4(a),(b)および図5
(a),(b)中に示されている各記号の定義は、それ
ぞれ下記のとおりである。 R :クランク軸のフィレット部の半径 r :冷間加工ロールの転圧面先端半径 α :ロール加工角度 P :冷間加工ロールの加圧力 δ/2:アームの開き量 θ :アームの開き角度 S :アームの開閉開始位置から冷間加工ロールの転
圧面先端までの距離 L :アームの開閉開始位置からアームの先端までの
距離 R1 :ピンの半径 R2 :冷間加工ロールの半径 R1 ′:R1 /cosα d :フィレット部の永久変形量 以下、説明に用いる上記記号は全て上記定義であるとす
る。
FIGS. 4A and 4B and FIG.
The definitions of the symbols shown in (a) and (b) are as follows, respectively. R: radius of the fillet portion of the crankshaft r: tip radius of the rolling surface of the cold working roll α: roll working angle P: pressing force of the cold working roll δ / 2: arm opening amount θ: arm opening angle S: distance from opening and closing start position of the arm to the rolling surfaces tip cold work rolls L: distance from the opening and closing start position of the arm to the tip of the arm R 1: radius of the pin R 2: radius R 1 of the cold-working rolls': R 1 / cosα d: Permanent deformation amount of fillet portion Hereinafter, all the symbols used in the description are defined as above.

【0020】このように、アーム3,3の開閉量が所定
の開閉量よりも大きい場合、小さい場合の何れも、以上
のような冷間加工ロール5による矯正ロール加工によっ
てクランク軸1の曲がりが矯正され、クランク軸1の曲
がりの程度が許容範囲内に納まることを確認した。とこ
ろで、このような冷間加工ロール5を用いる矯正ロール
加工によるクランク軸1の曲がり矯正によって、もしこ
のクランク軸1のジャーナルフッレット部2aやピンフ
ィレット部4aの疲労強度が、冷間ロール加工により確
保された疲労強度よりも低下するようなことがあれば、
このクランク軸の曲がり矯正方法を適用することができ
ない。
As described above, in both cases where the opening and closing amount of the arms 3 and 3 is larger than the predetermined opening and closing amount, the bending of the crankshaft 1 is caused by the straightening roll processing by the cold working roll 5 as described above. It was confirmed that the straightness was corrected and the degree of bending of the crankshaft 1 was within an allowable range. By the way, by correcting the bending of the crankshaft 1 by such straightening roll processing using the cold working roll 5, if the fatigue strength of the journal fret portion 2a and the pin fillet portion 4a of the crankshaft 1 is reduced by the cold roll processing. If something lowers than the secured fatigue strength,
This method of straightening the crankshaft cannot be applied.

【0021】そこで、クランク軸1の各フィレット部2
a,4aの疲労強度を確認するために、クランク軸の母
材(資料1)、冷間ロール加工したクランク軸(資料
2,矯正ロール加工による曲がり矯正は行っていな
い。)、矯正ロール加工により曲がりを矯正したクラン
ク軸(資料3)のそれぞれについて曲げ疲労試験を行っ
て、資料3の疲労強度向上率(クランク軸母材の疲労強
度を1としたときの、クランク軸のフィレット部の破断
強度の指数。)を確認した。その疲労試験結果は、図8
に示すとおりである。なお、図8におけるテストピース
は直径291.5mm、アーム厚さ92mm、引張降伏
点76kgf/mm2 (引張強さ96kgf/mm2
で、材質はJISSCM440相当鋼である。
Therefore, each fillet portion 2 of the crankshaft 1
In order to confirm the fatigue strength of a and 4a, the base material of the crankshaft (document 1), the cold-rolled crankshaft (document 2, bending correction by straightening roll processing is not performed), and straightening roll processing were performed. A bending fatigue test was performed on each of the bent crankshafts (Document 3), and the fatigue strength improvement rate of Material 3 (the fracture strength of the fillet portion of the crankshaft when the fatigue strength of the crankshaft base material was set to 1) Index). The fatigue test results are shown in FIG.
As shown in FIG. The test piece in FIG. 8 has a diameter of 291.5 mm, an arm thickness of 92 mm, and a tensile yield point of 76 kgf / mm 2 (tensile strength of 96 kgf / mm 2 ).
The material is JIS SCM440 equivalent steel.

【0022】同図8によれば、資料3では矯正ロール加
工による曲がり矯正によって、フッレット部の疲労強度
が冷間ロール加工によるフィレット部の疲労強度よりも
向上しており、矯正ロール加工より疲労強度が低下しな
いことが分かる。
According to FIG. 8, in the document 3, the fatigue strength of the fillet portion is improved by the straightening by the straightening roll process, and the fatigue strength of the fillet portion by the cold roll process is higher than that of the straight roll process. Does not decrease.

【0023】ところで、上記のとおり、r/Rは0.6
〜0.95の範囲内になるように設定され、また冷間加
工ロール5のロール加工角度αは35〜60°の範囲に
なるように設定されている。このようにr/Rを0.6
〜0.95の範囲内になるように設定したのは、r/R
が0.6未満であると冷間加工ロール5の厚さが薄過ぎ
て1個所の転圧で矯正することができず、また0.95
を超えると厚さが厚過ぎて強大な加圧装置が必要になる
ばかりでなく、フレット部の半径Rと同等になることで
不安定な転圧面の形成やロール加工効果によってピンや
ジャーナルの外周面に悪影響を及ぼすからである。
Incidentally, as described above, r / R is 0.6.
The roll processing angle α of the cold working roll 5 is set to be in the range of 35 to 60 °. Thus, r / R is 0.6
R / R is set to fall within the range of 0.95.
Is less than 0.6, the thickness of the cold working roll 5 is too thin to be corrected by one compaction, and 0.95
Exceeding the thickness, the thickness is too thick, and a strong pressurizing device is required. In addition, the outer circumference of the pin or the journal is formed due to the formation of the unstable rolling surface and the roll processing effect by being equal to the radius R of the fret portion. This has an adverse effect on the surface.

【0024】また、ロール加工角度αの範囲は、装置の
制約上(冷間加工ロール収納カセット)での角度偏向可
能範囲であると同時に、クランク軸の最大破断危険部位
は使用条件によるが、フレット部のα=45°±10°
付近であり、この角度範囲を十分に満足する加工ができ
ることから本範囲を設定したものである。また、ヘルツ
面圧はヘルツ面圧換算で300〜600kgf/mm2
の範囲が選ばれる。このヘルツ面圧の範囲は、下記のと
おりの手順により設定されるものである。なお、本実施
の形態にあってはクランク軸の素材として引張降伏点7
6kgf/mm2 のJISSCM440相当鋼を用いた
が、引張降伏点35〜90kgf/mm2 、引張強さ6
0〜105kgf/mm2 の範囲の素材に対して同等の
効果が得られることを確認した。
The range of the roll working angle α is the range in which the angle can be deflected due to the limitations of the apparatus (cold working roll storage cassette). Part α = 45 ° ± 10 °
This range is set in the vicinity because it is possible to perform processing that sufficiently satisfies this angle range. The Hertz surface pressure is 300 to 600 kgf / mm 2 in terms of Hertz surface pressure.
Is selected. The range of the Hertzian surface pressure is set by the following procedure. In the present embodiment, the tensile yield point 7
A steel equivalent to JIS SCM440 of 6 kgf / mm 2 was used, but a tensile yield point of 35 to 90 kgf / mm 2 and a tensile strength of 6
It was confirmed that the same effect can be obtained for a material in the range of 0 to 105 kgf / mm 2 .

【0025】冷間加工ロール5によって様々なロール加
工条件で、ヘルツ面圧換算で300〜600kgf/m
2 の範囲のヘルツ面圧を付与し、アーム開閉両(δ/
2)を矯正するのに必要な加圧力Pは、ヘルツ面圧の考
え方を用いて下記のとおりの手順で決定される。 A=1/2(1/R1 ′−1/R+1/R2 +1/r)‥‥‥‥‥‥‥‥ B=1/2〔(1/R1 ′+1/R)2 +(1/R2 −1/r)2 +2(1/R1 ′+1/R)(1/R2 −1/r)〕1/2 ‥‥ cosψ=B/A‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ であり、ヘルツの接触論におけるロールとの接触による
フィレット部との接触楕円の長半径aと短半径bは、ク
ランク軸およびロール共縦弾性係数が21000kgf
/mm2 、ポアソン比0.3の場合には、 a=0.04m(P/A)1/3 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ b=0.04n(P/A)1/3 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ で示され、そして加圧力Pとヘルツ面圧P0 との関係
は、 P=2P0 πab/3‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ で表される。
The cold working roll 5 is used under various roll working conditions under a Hertzian surface pressure conversion of 300 to 600 kgf / m.
A hertzian surface pressure in the range of m 2 is applied and both arms open and closed (δ /
The pressing force P required to correct 2) is determined by the following procedure using the concept of Hertzian surface pressure. A = 1/2 (1 / R 1 '-1 / R + 1 / R 2 + 1 / r) ‥‥‥‥‥‥‥‥ B = 1/2 [(1 / R 1' + 1 / R) 2 + (1 / R 2 -1 / r) 2 +2 (1 / R 1 '+ 1 / R) (1 / R 2 -1 / r)] 1/2 {cos} = B / A} In the Hertzian contact theory, the major and minor radii “a” and “b” of the contact ellipse with the fillet due to contact with the roll are the same for both the crankshaft and the roll. Longitudinal modulus of elasticity is 21000kgf
/ Mm 2 and a Poisson's ratio of 0.3, a = 0.04 m (P / A) 1/3 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ b = 0. 04n (P / A) 1/3 }, and the relationship between the pressing force P and the Hertzian surface pressure P 0 is P = 2P 0 πab / 3 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥.

【0026】ところで、図4(b)に示すように、アー
ムをδ/2開閉させるためには、 δ/2=dsinα・L/S‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ つまり、ロール加工後のフィレット部のロール加工底に d=δ/2・S/(Lsinα)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ の永久変形を与えなければならない。このフィレット部
のロール加工底に永久変形量dを与える加圧力Pは、 P=〔1/A・(5000d/k)3 +(80πab)2 1/2 ‥‥‥‥ である。上記式によって得られる加圧力Pは、フィレ
ット部のロール加工底に上記式から得られる300〜
600(装置能力上限値)kgf/mm2 のヘルツ面圧
を発生させる加圧力であり、この範囲内の加圧力Pを加
えて矯正ロール加工することが有効であるということを
確認した。また、矯正ロール加工の前段階でフィレット
部に疲労強度向上のための冷間ロール加工を施している
場合には、既に冷間ロール加工によりフィレット部ロー
ル加工底には冷間ロール加工加圧力による永久変形処理
をしているため、その差が必要矯正加圧力として選ばれ
る。
By the way, as shown in FIG. 4B, in order to open and close the arm by δ / 2, δ / 2 = d sin α · L / S ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥. ‥‥‥‥‥ In other words, permanent deformation of d = δ / 2 · S / (L sinα) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ on the roll processing bottom of the fillet after the roll processing Must be given. The pressing force P that gives the permanent deformation amount d to the roll processing bottom of the fillet portion is P = [1 / A · (5000 d / k) 3 + (80πab) 2 ] 1/2 ‥‥‥‥. The pressing force P obtained by the above expression is 300 to 300 obtained from the above expression on the roll processing bottom of the fillet portion.
It is a pressing force for generating a Hertzian surface pressure of 600 (upper limit of the device capacity) kgf / mm 2 , and it has been confirmed that it is effective to apply the pressing force P within this range to perform the straightening roll working. In addition, if the fillet portion has been subjected to cold roll processing for improving fatigue strength at the stage prior to the straightening roll processing, the cold roll processing has already been applied to the fillet roll processing bottom by cold roll processing. Since the permanent deformation processing is performed, the difference is selected as a necessary correction pressing force.

【0027】なお、cosψ=B/Aとしたときの上記
m,nおよびkは、下記表1で与えられる周知の値であ
って、例えば日本機械学会編、機械工学便覧等にも記載
されている。
The above-mentioned m, n and k when cosB = B / A are known values given in Table 1 below, and are described in, for example, the Japan Society of Mechanical Engineers, Mechanical Engineering Handbook, etc. I have.

【表1】 [Table 1]

【0028】[0028]

【実施例】ところで、冷間ロール加工後の曲がり矯正に
用いたクランク軸1は、図12に示すような、ピン4が
一個、つまり1気筒用のものであって、いわゆるテスト
ピースである。そこで、このようなテストピースによる
曲がり矯正結果から確認されたクランク軸の曲がり矯正
方法を、例えば多気筒用のクランク軸の側面図の図9
(a)と、図9(a)のA矢視図の図9(b)とに示す
ような構成のクランク軸(このクランク軸の場合は6気
筒用である。)に適用することができるか否かを確認す
ることとした。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A crankshaft 1 used for straightening after cold roll processing has a single pin 4 as shown in FIG. 12, that is, a single cylinder, and is a so-called test piece. Therefore, a method of correcting the bending of the crankshaft confirmed from the bending correction result by such a test piece is described in, for example, a side view of a crankshaft for a multi-cylinder in FIG.
9 (a) and FIG. 9 (b) in the view of the arrow A in FIG. 9 (a) (this crankshaft is used for six cylinders). Or not.

【0029】上記クランク軸の曲がり矯正方法の適用可
否の確認のために用いたクランク軸は、符号J1〜J7
で示すジャーナルの直径が291.5mm、アームの厚
さが92mm,アームのジャーナルセンターからピンセ
ンターまでの距離、つまりピストンストロークが180
mm、符号P1〜P6で示すピンの直径が271.5m
m、全長が4055mmのものであって、かつ各部品の
引張降伏点が76kgf/mm2 (引張強さ96kgf
/mm2 )の鍛造により一体的に形成されてなるもので
ある。そして、P1〜P6で示す各ピンの耐摩耗性向
上、各フィレット部の疲労強度向上処理後のこのクラン
ク軸の曲がり量は、曲がり矯正加工後の多気筒用のクラ
ンク軸のジャーナルの振れ量説明図の図14に示すよう
に、最大で0.56mmであった。
The crankshafts used for confirming the applicability of the above-described method for correcting the bending of the crankshaft are denoted by reference numerals J1 to J7.
The diameter of the journal is 291.5 mm, the thickness of the arm is 92 mm, and the distance from the journal center to the pin center of the arm, that is, the piston stroke is 180 mm.
mm, the diameter of the pins indicated by reference symbols P1 to P6 is 271.5 m
m, the total length is 4055 mm, and the tensile yield point of each part is 76 kgf / mm 2 (tensile strength 96 kgf
/ Mm 2 ). The amount of bending of the crankshaft after the process of improving the wear resistance of each pin indicated by P1 to P6 and the fatigue strength of each fillet portion is described by the description of the amount of runout of the journal of the multi-cylinder crankshaft after the bending correction processing. As shown in FIG. 14 of the drawing, the maximum value was 0.56 mm.

【0030】先ず、図9(a),(b)に示すクランク
軸を、多気筒用のクランク軸のワイヤモデルの構成説明
図の図10に示すように、ワイヤーモデル化し、1スロ
ー当たりの曲がりは、クランク軸のピンおよびアームが
非常に高剛性であるため、ワイヤモデルによるアームの
開き状態説明図の図11に示すように、アーム3はピン
4の端部から曲がり、ジャーナル2とアーム3とは常に
直角であって、かつピン4、ジャーナル2、アーム3の
長さが不変であると仮定し、そしてクランク軸のテスト
ピースの形状説明図の図12に示すような単一スローの
クランク軸(テストピース)を用いて、横軸に冷間加工
ロールの加圧力P(トン)をとり、縦軸にアームの曲が
り量およびアームの開閉角度θをとって示す図13のよ
うに、加圧力に対するアームの曲がり量およびアームの
開閉角度θの関係を求めて、この関係からアームの開閉
量を所定の開閉量にするように矯正ロール加工をした場
合についてワイヤーモデル化したクランク軸の各ジャー
ナルのZ方向の振れ量を計算により求めた。
First, the crankshaft shown in FIGS. 9A and 9B is converted into a wire model as shown in FIG. 10 showing the configuration of a wire model of a crankshaft for a multi-cylinder. The arm 3 is bent from the end of the pin 4 and the journal 2 and the arm 3 as shown in FIG. 11 showing the open state of the arm according to the wire model because the pin and the arm of the crankshaft are extremely rigid. And that the length of the pin 4, the journal 2, the arm 3 is invariable and that the single-throw crank as shown in FIG. Using a shaft (test piece), as shown in FIG. 13, the horizontal axis represents the pressing force P (ton) of the cold working roll, and the vertical axis represents the bending amount of the arm and the opening / closing angle θ of the arm. Against pressure The relationship between the bending amount of the arm and the opening / closing angle θ of the arm is obtained, and from this relationship, the straightening roll processing is performed so that the opening / closing amount of the arm is set to the predetermined opening / closing amount. The amount of shake in the Z direction was determined by calculation.

【0031】次いで、図9(a),(b)に示す構成の
多気筒用のクランク軸のそれぞれのアームの開閉量が所
定の開閉量になるように、冷間加工ロールによりピンフ
ッレット部とジャーナルフィレット部とに矯正ロール加
工を行って曲がりを矯正した後に、クランク軸の各ジャ
ーナルのZ方向{図9(a)および図10参照。}の振
れ量を測定した。冷間加工ロールによるピンフィレット
部とジャーナルフィレット部との矯正ロール加工範囲は
ピンとジャーナルとの径方向の中心をとおるアームの中
心線を挟んで、ピンフィレット部では±90度、ジャー
ナルフィレット部では±180度の範囲である。
Next, the pin fret portion and the journal are cold-rolled so that the opening and closing amount of each arm of the multi-cylinder crankshaft having the structure shown in FIGS. 9A and 9B becomes a predetermined opening and closing amount. After correcting the bending by performing a straightening roll process on the fillet portion, the Z direction of each journal of the crankshaft (see FIGS. 9A and 10). The runout of} was measured. The straightening roll processing range between the pin fillet and the journal fillet by the cold working roll is ± 90 degrees at the pin fillet and ± 90 ° at the journal fillet with the center line of the arm passing through the center of the pin and the journal in the radial direction interposed therebetween. The range is 180 degrees.

【0032】即ち、図10に示すようにワイヤーモデル
化したこのクランク軸のジャーナルの振れ量の計算値
(実線と白丸印で示している。)と、クランク軸のジャ
ーナルの振れ量の実測値(実線と黒丸印で示してい
る。)とは、図14に示すとおりである。なお、本図は
横軸にジャーナル番号J1〜J7をとり、縦軸に各ジャ
ーナルのZ方向の振れ量をmm単位で示したものであ
る。この図14によれば、計算値と実測値とが極めて近
似している。そして、矯正ロール加工後のクランク軸の
ジャーナルの振れ量は最大でも0.1mm程度であっ
て、ユーザーを十分満足させ得る0.5mm以内になる
ように矯正されており、以上に述べたクランク軸の曲が
り矯正方法を十分実用に供し得ることを確認することが
できた。
That is, as shown in FIG. 10, a calculated value of the runout of the journal of the crankshaft (shown by a solid line and a white circle) and a measured value of the runout of the journal of the crankshaft (shown as a solid model) The solid lines and black circles are as shown in FIG. In this figure, the horizontal axis indicates journal numbers J1 to J7, and the vertical axis indicates the amount of run-out in the Z direction of each journal in mm. According to FIG. 14, the calculated value and the measured value are extremely similar. Then, the run-out amount of the journal of the crankshaft after the straightening roll processing is about 0.1 mm at the maximum, and is corrected so as to be within 0.5 mm which can sufficiently satisfy the user. It has been confirmed that the method for correcting the curvature can be sufficiently applied to practical use.

【0033】勿論、図示省略しているが、クランク軸の
X方向およびY方向{図9(a)および図10参照。}
の各ジャーナルの振れ量もZ方向の各ジャーナルの振れ
量と同等であり、クランク軸の全ての曲がりがユーザー
を十分満足させ得る0.5mm以内になるように矯正さ
れていることを確認した。このように、本発明に係るク
ランク軸の曲がり矯正方法によれば、フィレット部の耐
久性向上のために用いた冷間加工ロールにより矯正ロー
ル加工を行ってクランク軸の曲がりを短時間のうちに矯
正することができた。
Of course, although not shown, the X and Y directions of the crankshaft (see FIGS. 9A and 10). }
It was confirmed that the run-out amount of each journal was the same as the run-out amount of each journal in the Z direction, and that all the bends of the crankshaft were corrected to be within 0.5 mm that could sufficiently satisfy the user. Thus, according to the method of straightening the crankshaft according to the present invention, the straightening roll working is performed by the cold working roll used for improving the durability of the fillet portion, and the bending of the crankshaft can be reduced in a short time. Could be corrected.

【0034】従って、本発明に係るクランク軸の曲がり
矯正方法によれば、アームの間隔が何ら修正されない上
記従来例3に係るクランク軸等の曲がり矯正方法と異な
り、ジャーナルがクランク軸全体の回転中心線に対して
傾くことも少なくなり、ジャーナルやジャーナル軸受が
異常摩耗することは勿論のこと、焼付きを起こす恐れが
なくなるという優れた効果があるのに加えて、気筒数が
多い長尺のクランク軸であっても、その全長寸法精度が
より向上するので、エンジンに容易に組み込むことがで
きる。
Therefore, according to the method for correcting the bending of the crankshaft according to the present invention, unlike the method for correcting the bending of the crankshaft or the like according to the above-described conventional example 3 in which the interval between the arms is not corrected at all, the journal is provided at the center of rotation of the entire crankshaft. Long cranks with a large number of cylinders, in addition to the excellent effect of not only causing the journal and journal bearings to wear abnormally, but also eliminating the risk of seizure, as well as reducing the inclination of the crank with respect to the line. Even if the shaft is used, since the overall dimensional accuracy is further improved, it can be easily incorporated into the engine.

【0035】さらに、アームの開閉量が所定の開閉量に
矯正されるので、アームがコネクティングロッドと干渉
する恐れもなく、また矯正ロール加工を行うに際して、
フッレット部の疲労寿命向上のために用いた冷間加工ロ
ールよりも小径の冷間加工ロールを用いる上記従来例3
に係るクランク軸等の曲がり矯正方法と異なり、冷間加
工ロールをそのまま矯正ロール加工に用いてクランク軸
の曲がりを矯正するのでロールのセット代え工程が不要
になり、矯正作業能率の向上に大いに寄与することがで
きる。
Further, since the opening / closing amount of the arm is corrected to the predetermined opening / closing amount, there is no possibility that the arm will interfere with the connecting rod, and when performing the correction roll processing,
Conventional example 3 using a cold working roll smaller in diameter than the cold working roll used to improve the fatigue life of the fret portion
Unlike the method for straightening a crankshaft or the like according to the above, the straightening of the crankshaft is straightened by using the cold-working roll as it is for straightening roll processing, so that there is no need for a step of changing the set of rolls, greatly contributing to improvement of straightening work efficiency. can do.

【0036】なお、以上では、上記説明並びに添付図面
から良く理解されるように、曲がりが矯正されるクラン
ク軸が鍛造により一体形成されてなる場合を例として説
明したが、例えばジャーナルとアーム、アームとピンと
がそれぞれ焼嵌めされてなる構成のクランク軸に対して
も、本発明に係る技術的思想を適用することができるの
で、上記実施の形態並びに実施例によって、本発明の記
述的思想の適用範囲が限定されるものではない。
In the above, as well understood from the above description and the accompanying drawings, the case where the crankshaft whose bending is corrected is formed integrally by forging has been described as an example. The technical idea according to the present invention can also be applied to a crankshaft having a configuration in which a pin and a pin are shrink-fitted, respectively. The range is not limited.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るクラン
ク軸の曲がり矯正方法によれば、アームの間隔が何ら修
正されることのない上記従来例3に係るクランク軸等の
曲がり矯正方法と異なり、ジャーナルがクランク軸全体
の回転中心線に対して傾くこともなく、ジャーナルやジ
ャーナル軸受が異常摩耗することは勿論、焼付きを起こ
す恐れがなくなると共に、気筒数が多い長尺のクランク
軸であってもその全長寸法精度が向上し、エンジンに容
易に組み込むことができる。さらに、アームの開閉量が
所定の開閉量に矯正されるので、アームがコネクティン
グロッドと干渉する恐れもなく、また矯正ロール加工を
行うに際して、フッレット部の疲労寿命向上のために用
いた冷間加工ロールよりも小径の冷間加工ロールを用い
る上記従来例3に係るクランク軸等の曲がり矯正方法と
異なり、冷間加工ロールをそのまま矯正ロール加工に用
いるのでロールのセット代え工程が不要になり、クラン
ク軸の曲がり矯正作業能率の向上に大いに寄与すること
ができるという極めて優れた効果がある。
As described above, according to the method for correcting the bending of the crankshaft according to the present invention, the method for correcting the bending of the crankshaft and the like according to the above-mentioned conventional example 3 in which the interval between the arms is not corrected at all. In contrast, the journal does not tilt with respect to the rotation center line of the entire crankshaft, not only does the journal and journal bearings wear abnormally, but also there is no danger of seizing, and a long crankshaft with a large number of cylinders is used. Even so, the overall dimensional accuracy is improved, and it can be easily incorporated into the engine. Furthermore, since the opening and closing amount of the arm is corrected to a predetermined opening and closing amount, there is no risk of the arm interfering with the connecting rod, and the cold working used to improve the fatigue life of the fret portion when performing straightening roll processing. Unlike the bending straightening method for a crankshaft or the like according to Conventional Example 3 using a cold working roll having a smaller diameter than a roll, the cold working roll is used for straightening roll working as it is, so that a roll change process is not required, and the crank There is an extremely excellent effect that it can greatly contribute to the improvement of the efficiency of the operation of straightening the shaft.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係るクランク軸の矯正方
法を説明するためのクランク軸の1部分を示す斜視図で
ある。
FIG. 1 is a perspective view showing a part of a crankshaft for describing a method for correcting a crankshaft according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に係り、2(a)はアーム
の開き状態を示すクランク軸の外観図で、図2(b)は
矯正ロール加工に用いた冷間加工ロールの配設状態説明
図である。
2 (a) is an external view of a crankshaft showing an opened state of an arm, and FIG. 2 (b) is an arrangement of a cold working roll used for straightening roll working according to the embodiment of the present invention. It is an explanatory view of a state.

【図3】本発明の実施の形態に係り、図3(a)はアー
ムの狭まり状態を示すクランク軸の外観図で、図3
(b)は矯正ロール加工に用いた冷間加工ロールの配設
状態説明図である。
FIG. 3A is an external view of a crankshaft showing a narrowed state of an arm according to the embodiment of the present invention.
(B) is an explanatory view of an arrangement state of a cold working roll used for straightening roll working.

【図4】本発明の実施の形態に係り、図4(a),
(b)は共に、矯正ロール加工説明図である。
FIG. 4 relates to the embodiment of the present invention, and FIG.
(B) is an explanatory view of straightening roll processing.

【図5】本発明の実施の形態に係り、図5(a),
(b)は共に、矯正ロール加工説明図である。
FIG. 5 relates to the embodiment of the present invention, and FIG.
(B) is an explanatory view of straightening roll processing.

【図6】本発明の実施の形態に係り、アームの開閉開始
位置説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of an opening / closing start position of an arm according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態に係り、図7(a),
(b)は共に、アームの開閉開始位置説明図である。
7A and 7B according to an embodiment of the present invention.
(B) is an explanatory diagram of the opening / closing start position of the arm.

【図8】本発明の実施の形態に係り、疲労強度向上率を
示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a fatigue strength improvement rate according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例に係り、図9(a)は多気筒用
のクランク軸の構成説明図で、図9(b)は図9(a)
のA矢視図である。
9 (a) is an explanatory diagram of a configuration of a multi-cylinder crankshaft, and FIG. 9 (b) is a diagram of FIG. 9 (a) according to the embodiment of the present invention.
FIG.

【図10】本発明の実施例に係り、多気筒用のクランク
軸のワイヤモデルの構成説明図である。
FIG. 10 is a configuration explanatory diagram of a wire model of a multi-cylinder crankshaft according to the embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例に係り、ワイヤモデルによる
アームの開き状態説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of an open state of an arm based on a wire model according to the embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施例に係り、クランク軸のテスト
ピースの構成説明図である。
FIG. 12 is a configuration explanatory view of a test piece of a crankshaft according to the embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施例に係り、冷間加工ロールの加
圧力とアームの曲がり量との関係説明図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship between a pressing force of a cold working roll and a bending amount of an arm according to the embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施例に係り、曲がり矯正加工後の
多気筒用のクランク軸のジャーナルの振れ量説明図であ
る。
FIG. 14 is a diagram illustrating a run-out amount of a journal of a multi-cylinder crankshaft after a straightening process according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1…クランク軸 2…ジャーナル,2a…ジャーナルフィレット部 3…アーム 4…ピン,4a…ピンフィレット部 5…冷間加工ロール 6…バックアップロール 10…支柱 11…変位センサ[Description of Signs] 1 ... Crankshaft 2 ... Journal, 2a ... Journal fillet 3 ... Arm 4 ... Pin, 4a ... Pin fillet 5

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長坂 英明 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目3番1号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hideaki Nagasaka 2-3-1, Shinhama, Arai-machi, Takasago-shi, Hyogo Inside Kobe Steel, Ltd. Takasago Works

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ピンの外周面に高周波焼き入れを施して
耐摩耗性を向上させると共に、冷間加工ロールによりピ
ンフィレット部およびジャーナルフィレット部に冷間ロ
ール加工を施して、これらフィレット部の疲労強度を向
上させた後に生じるひずみに起因するクランク軸の曲が
りを矯正するクランク軸の曲がり矯正方法において、前
記高周波焼き入れおよび冷間ロール加工後に、2個の変
位センサでアームの開閉量を計測し、このアームの開閉
量が所定の開閉量よりも大きくて、狭める方向に矯正す
るときには冷間ロール加工に用いた冷間加工ロールによ
りジャーナルフィレット部を前記冷間ロール加工よりも
高いヘルツ面圧で転圧し、またこのアームの開閉量が所
定の開閉量よりも小さくて、広げる方向に矯正するとき
には冷間ロール加工に用いた冷間加工ロールによりピン
フィレット部を前記冷間ロール加工よりも高いヘルツ面
圧で転圧して矯正ロール加工を行うことを特徴とするク
ランク軸の曲がり矯正方法。
An outer peripheral surface of a pin is subjected to induction hardening to improve abrasion resistance, and a cold roll is applied to a pin fillet portion and a journal fillet portion by a cold roll process, so that the fatigue of the fillet portion is reduced. In the crankshaft bending correcting method for correcting the bending of the crankshaft caused by the strain generated after improving the strength, the opening and closing amount of the arm is measured by two displacement sensors after the high frequency quenching and the cold roll processing. When the opening / closing amount of the arm is larger than a predetermined opening / closing amount and straightening is performed in a narrowing direction, the journal fillet portion is formed by the cold working roll used for the cold roll working at a higher Hertzian surface pressure than the cold roll working. Rolling, and when the opening / closing amount of this arm is smaller than the specified opening / closing amount, and cold-rolling when straightening in the expanding direction A straightening roll process by rolling the pin fillet portion with a higher Hertzian surface pressure than the cold roll process using the cold working roll used in (1).
【請求項2】 ピンの外周面に高周波焼き入れを施して
耐摩耗性を向上させると共に、冷間加工ロールによりピ
ンフィレット部およびジャーナルフィレット部に冷間ロ
ール加工を施して、これらフィレット部の疲労強度を向
上させた後に生じるひずみに起因するクランク軸の曲が
りを矯正するクランク軸の曲がり矯正方法において、前
記高周波焼き入れおよび冷間ロール加工後に、2個の変
位センサでアームの開閉量を計測し、このアームの開閉
量が所定の開閉量よりも大きくて、δだけ狭める方向に
矯正するときには冷間ロール加工に用いた冷間加工ロー
ルによりジャーナルフィレット部を前記冷間ロール加工
よりも高いヘルツ面圧で転圧して矯正ロール加工を行う
と共に1個の変位センサに−δ/2が示されたときに矯
正ロール加工を停止し、またこのアームの開閉量が所定
の開閉量よりも小さくて、δだけ広げる方向に矯正する
ときには冷間ロール加工に用いた冷間加工ロールにより
ピンフィレット部を前記冷間ロール加工よりも高いヘル
ツ面圧で転圧して矯正ロール加工を行うと共に1個の変
位センサにδ/2が示されたときに矯正ロール加工を停
止することを特徴とするクランク軸の曲がり矯正方法。
2. An outer peripheral surface of a pin is subjected to induction hardening to improve abrasion resistance, and a pin work portion and a journal fillet portion are cold-rolled by a cold working roll, so that the fatigue of these fillet portions is reduced. In the crankshaft bending correcting method for correcting the bending of the crankshaft caused by the strain generated after improving the strength, the opening and closing amount of the arm is measured by two displacement sensors after the high frequency quenching and the cold roll processing. When the opening / closing amount of the arm is larger than a predetermined opening / closing amount and is corrected in the direction of narrowing by δ, the journal fillet portion is formed by the cold working roll used for the cold roll working so that the hertz surface is higher than that of the cold roll working. Rolling is performed by pressing with pressure, and when one displacement sensor indicates -δ / 2, the straightening roll processing is stopped. Also, when the opening and closing amount of the arm is smaller than a predetermined opening and closing amount and is corrected in the direction of expanding by δ, the pin fillet portion is higher in hertz than the cold roll working by the cold working roll used for the cold roll working. A straightening method of a crankshaft, characterized in that a straightening roll is performed by rolling with a surface pressure and the straightening roll is stopped when δ / 2 is indicated by one displacement sensor.
【請求項3】 前記クランク軸のピンまたはジャーナル
のフィレット部の半径をRとしたとき、厚さの中心を半
径中心とする転圧ロール面先端半径rが0.6R〜0.
95Rの冷間加工ロールを用いて矯正ロール加工を行う
ことを特徴とする請求項1または2のうちの何れか1つ
の項に記載のクランク軸の曲がり矯正方法。
3. When the radius of the fillet portion of the pin or journal of the crankshaft is R, the tip radius r of the compacting roll surface centered on the center of the thickness is 0.6R-0.
The straightening process of a crankshaft according to any one of claims 1 and 2, wherein straightening roll working is performed using a 95R cold working roll.
【請求項4】 前記クランク軸が35〜90kgf/m
2 の引張降伏点を有する素材から構成されていると
き、このクランク軸のピンまたはジャーナルのフィレッ
ト部を、このフィレット部に300〜600kgf/m
2 のヘルツ面圧を発生させる加圧力で押圧して矯正ロ
ール加工を行うことを特徴とする請求項1,2または3
のうちの何れか1つの項に記載のクランク軸の曲がり矯
正方法。
4. The engine according to claim 1, wherein said crankshaft is 35 to 90 kgf / m.
When made of a material having a tensile yield point of m 2 , the fillet portion of the pin or journal of the crankshaft is attached to the fillet portion at 300 to 600 kgf / m.
Claim is pressed under a pressure which generates a hertz surface pressure m 2 and performing straightening rolled 1, 2 or 3
The method of straightening a crankshaft according to any one of the above items.
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