JPS6017663B2 - クランクシャフトの強化圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクランクシャフトの支漆ピボツトの隅Ｒ部（隅
肉部）を強化圧延（バーニツシュ位上）する方法に係る
。

上記の方法を実施する各種の装置は、ドイツ連邦共和国
特許第１０７０９５５号並びに第２１４６９処号の第１
図に依り既知である。

上記の文献によってこの方法を実施するために適した工
具も既知である。この様な工具の改善もドイツ連邦共和
国特許第２６０９７８７号に記載されている。記載され
た袋魔及び工具は上記の方法を実施するために実際に用
いられ好評である。しかしながら、−クランクシャフト
の構造に依り一強化圧延に婦因するクランクシャフトの
側部の湾曲が種々発生し同湾曲はそれぞれの隅Ｒ部に連
結する面によって挟まれる隅角の拡がりとして現われる
。

この隅角の拡がりはクランクシャフトの側部の壁の厚み
が外周方向において一定でないためにいよいよ個々の場
所に於て許容限度を上まわる。本発明の目的は上記の隅
角の拡がりを一方に於て出来るだけ小さく他方に於て外
周方向において出来るだけ一定に保持して予期される広
がりが予備加工の際に既に考慮されることを可能とする
クランクシャフトの圧延（バーニツシュ仕上）方法を提
供することにある。

本発明に依り上記の目的は３６０度のワークピースの回
転角少に亘つて、それぞれの回転角位置に於てそれぞれ
の隅Ｒ部と連結された面に侠される角度はの隅角の拡が
りを一定にしかつ少なくとも疲れ限度を決定する回転角
領域に於て少なくとも所望の疲れ限度の上昇に必要なＳ
Ｆｏｍｌｎを有する異なる圧延力Ｆ２（０）で強化圧延
することに依り蓬せられる。

従ってワークピースの回転角に依存して異なる圧延力で
強化圧延される。この圧延力はそれぞれ圧延箇所に於け
る上記の隅角の拡がりに対するワークピースの変形抵抗
が大きければ大きい程大きい（この変形抵抗はクランク
ピンの外側よりもクランクピンの内側、即ちクランクア
ーム側で大きい）。このことに依り一様な隅角の拡がり
が得られる。しかしながらこの際少なくとも疲れ限度を
決定する隅角＆燈に於て圧延力が少なくとも所望の疲れ
限度の上昇に必要な塁を有することに注意しなければな
らない。上記の手段に依り所望の疲れ限度の上昇が現在
の技術水準で既知のオーダーで達せられ更に外周方向に
見て所望の圧延力を考慮して最小かつ一定な隅角の拡が
りが得られる。本発明の更に他の構成に於て、圧延力Ｆ
２（ぐ）が３０なし、し３００Ｈｚの振動数及び圧延力
の瞬間値の５〜５０％の振幅で脈動しこの際静的負荷の
際生じるであろう最大値に基づく圧延工具の圧痕の最も
深い位置が圧痕の中の２倍よりも大きくない間隔で連続
していることが提案される。

基本圧延力に上記の振動数及び振幅の脈動圧延力（雑誌
「機械技術」ｖｏ１２７，Ｍ．３折込み貢機構図（１３
６）（昭和５ム王３自発行）及び米国特許第３４４４７
１４号明細書等から圧延ロールの脈動的圧延力印力０方
法が公知であり、また本願出願後にか）る方法が持関昭
５５−１５７４７髭公報に開示された。）を重畳させる
ことに依り上記の基本圧延力の作用に対して強化深度及
び微小硬度が上昇し従って疲れ限度が更に上昇する。し
かしながら逆に目標の疲れ限度が蓮さられた場合にも比
較的小さな力則ち比較的４・さな隅角の拡がりで加工す
ることができる。更に本発明の横成に於て圧延力Ｆ２（
Ｊ）の最小値Ｆ２が所望の平滑圧延結果を得る値に相当
することが提案される。

ここに述べた手段に依り更に所望の疲れ限度の上昇に対
して同時に所望の平滑圧延結果別ちワークピースの所望
の表面粗さが得られる。以下本発明を添付の実施例に関
する図面に就き詳細に説明する。

台１の中で２つの等しいクランクシャフトが所謂親鞠２
及び３として支承箇所４，亀′及び５，５′に支承され
ている。

両親軸２及び３は駆動側にそれぞれ１つの同蓬の歯車６
及び７を支持し同歯車は台１の中に支承されている歯車
８とかみ合っている。歯車７はモーター１０の鞠上のピ
ニオン９からその駆動力を受けている。親鞠２及び３の
クランクピポット１１及び１２のそれぞれの上に二腕の
レバー１３が支承されており同レバーの片側に円筒状の
支承ロール亀９及び２０が、他の側に油圧シリンダー１
６が固定されている。

同時にそれぞれ二腕のレバー１３のピボツト１７に二腕
のレバー１８が支承されており同レバーは片側に隅Ｒ部
のための強化圧延ロール亀４及び１５を（第１図、第５
図）、他の側にリンク２１を介してピストンロッド２２
及びピストン２３を支持し同ピストンは油圧シリンダー
１６中を糟勤する。それぞれの強化圧延ロール１４及び
１５の回転軸はワ−クピースの麹と例えば４５度の角度
を形成する（第５図）。

強化圧延ロール１４及び１５一方に於てクランクピポッ
ト２４の溝の中に、他方に於てそれぞれ１つの走行リン
グ２５の走行溝の中に支持され同溝は軸２７の上で転勤
べャリングを介して二腕のレバー１８中に支承されてい
る。第１図の実施例に於ては油圧シリンダー１６が導管
５５ないいま５６と結合されており同導管自体は方向制
御弁２８を介して、一方に於て導管４４を介してタンク
４３と、他方に於いて導管４５、同導管の中にある圧力
調整弁３４及び吏の導管５１を介して減圧ポンプ５３と
結合されており同ポンプはモーター５４に依って駆動さ
れる。この油圧系は導管５０、圧力制限弁３５及びリリ
−フ弁３５をタンク４３と結合する導管５２を介して所
望されない圧力の超過に対して保護されている。方向制
御弁２８の接続マグネット５８は制御導体５７を介して
機械制御部４０を結合されている。

圧力調整弁３４の圧力の調整ばね６０を介して行なわれ
る同ばねは一端にラム３８を備え同ラムはカム３６に接
している。カム３６は軸３９に依って支持かつ駆動され
る同軸は支承箇所５の側の親軸３に依って駆動される。
第２図に依る実施例に於ても同じ機成のカム３６を有す
る３９が存在する。

第２図に依る実施例に於て油圧シリンダー１６は導管４
１及び４２を介して方向制御弁３０と結合されおり同弁
は導管４１及び４２を選択的にタンク４３と結合するか
又は導管４７を介して更に他の方向制御弁２９と結合す
る。

この方向制御弁２９の両入力は導管４８ないいょ４６を
介して圧力調節弁３１ないいま３２と結合されてお同弁
自体は集収導管４９を介してモータ５４に依って駆動さ
れる油圧ポンプ５３と結合されている。ここに於ても油
圧ポンプ５３は同様に導管５０、リリ−フ弁３５及び更
に導管５２を介してタンク４３と結合されている。第２
図に依る実施例に於て方向制御弁２９はラム３７に依っ
て操作され同ラムは軸３９に依って騒動されるカム３６
に接している。方向制御弁３０の接続マグネット５９は
制御導体５７を介して同様に機械制御部４０と結合され
ている。

簡単のためにここに於ては油圧系の制御部しか記載しな
い。

等価の制御部が機械の中に存在するそれぞれの油圧シリ
ンダー１６に対して存在しなければならない。このこと
は第３図に示した２つのカム３６を有して同カムにそれ
ぞれ配置されたラム３８が接することを意味する。装置
の作動法は以下の如くである。クランクシャフト２６が
レバー１３中に存在するロール１９及び２０の上に自由
に、クランクシャフト２６のそれぞれのピポットが親軸
２及び３のピボツトに対して平行になる様に置かれる。

今度はピストンの下側に圧力油が加えられる。これは第
１図に依る実施例に於ては、油圧ポンプ５３が回転して
いる場合機械制御部４０が制御導体５７を介して接続マ
グネット５８を消磁することに依り行なわれるので方向
制御弁２８は接続位直ａに入る。この接続位置に於て圧
力油は油圧ポンプから導管５１、圧力調節弁、導管４５
、方向制御弁２８及び導管５５を介してピストン２３の
下側に入る。油圧シリンダー１６のピストン２３の上側
のシリンダー室は導管５６及び４４及び方向制御弁２８
を介してタンク４３と結合されている。強化圧延ロール
１４及び１５は従って加工されるクランクシャフトのピ
ボツト２４上で移動し作業位置に、油圧シリンダー１６
中のピストン２３の下側に生じる油圧に依存する力で保
持される。この油圧は圧力調整弁３４に依って調節され
同弁‘まね６０及びラム３８を介してカム３６に依って
その調節が変更される。強化圧延ロール１４及び１５が
加工されるクランクシャフトのピポツト２４にのる力は
従ってカム３６の回転位置に依存する。カム３６は親藤
２及び３に対して常に同じ角位魔をとる。加工されるク
ランクシャフト２６も親鞠２及び３に対して同じ角位置
をとる。従ってクランクシャフト２６の所定の角位置に
対して常にカム３６に依って制御される所定の油圧が配
置される。装置を確実に作動させるためには、油圧シリ
ンダー１６に加えられるべき所望の最大圧力が常に、圧
力制限弁３５で調節される装置の最大圧力よりも低いこ
とが必要である。

第２図の実施例に於てピストン２３の下側に圧油を加え
るために機械制御部４０が制御導体５７を介して方向制
御弁３０の接続マグネット５９を落して方向制御弁を接
続位置ａに接続する。

このことに依り導管４２はタンク４３と結合され導管４
１は方向制御弁３０及び導管４７を介して方向制御弁２
９と結合される。ここに記載の初期位置に於ては軸３９
の上に設けられたカムは、カム３６に接している方向制
御弁２９のラム３７が同弁を接続位置ａに切換える様に
なっている。このことに依りモーター５４に依って駆動
される油圧ポンプ５３に依り圧油が導管４９、圧力調節
弁３２、導管４６、方向制御弁２９、導管４７従って方
向制御弁３０を介して油圧シリンダー１６と結合されて
いる導管４１に達する。強化圧延ロール１４及び１５が
今度は加工されるクランクシャフトのピポツト２４に、
油圧シリンダー１６の油圧に相当する力でのる。この油
圧は同様に記載の接続位贋に於て圧力調節弁３２の調節
に依り定まる。強化圧延ロール１４及び１５が加工され
るクランクシャフトのピボツト２４にのった後でモータ
ー１０が投入される。

モーター１０の駆動力はピニョン９及び歯車７，６，８
を介して両親軸２及び３に作用し同親軸は二腕のレバー
１．３，１８に円運動を与え更に同時に軸３９をカム３
６と共に同じ角速度で駆動する。第１図の実施例に於て
は親軸２及び３の回転連動に依りカム３６が回転し、ラ
ム３８及びばね６０を介して圧力調節弁３・４の圧力調
節が適当に変更される。

この様に簡単にクランクシャフト２６ ５の回転角位置
に依存して強化圧延ロール１４及び１５の強化延力が変
更されこの際変更量はカムの形状に依り定まる。特に簡
単な場合に於てはクランクシャフト２６の３６０度の回
転角度に亘つて適当な異なる２つのＺ強化圧延力の間で
しか選択されない。

このことは更に第２図の実施例に依る接続位置に依って
も蓮せられる。ここに於てはカム３６からラム３７を介
してカム３６回転連動の間に方向制御弁２９が初期接続
位置ａから接続位置ｂに切換えられこれＺに依りピスト
ン２３の下側に油圧が加わり同圧力は圧力調節弁３１の
圧力調節に相当する。強化圧延作業が終了するとモータ
ー１０が遮断される。

モーター１０が静止した後今度は強化圧延ロール１４及
び１５がクランクシャフト２６か２ら再び取りはずされ
同クランクシャフトは機械から取り出される。ワークピ
ースからの強化圧延ロール１４及び１５の取りはずし‘
ょ第１図の実施例に於て以下の様にして則ち機械制御部
４０から制御導体５７を介して接続マグネット５８が操
作されて方向制御弁２８が接続位置ｂに競競されること
に依り行なわれる。この接続位贋に於ては導管５５はタ
ンク４３、導管５６は圧力導管４５と結合される。この
ことに依りピストン２３は油圧シリンダー１６の中に走
入し従って二腕のしバー竃８を介して強化圧延ロール１
４及び１６が所望の運動を行なう。第２図の実施例に依
る菱魔に於ても類似の作動が行なわれる。

ここに於ては機械制御部４０及び制御導体５７を介して
接続マグネット５９が操作されこのことに被り方向制御
弁３Ｑが接続位魔ｂに接続される。この接続位魔に於て
は導管亀２が圧力導管４７と〜導管４１がタンク４３と
結合される。このことに依りピストン２３が油圧シリン
ダー１６の中に走入し従って同様に両腕のレバー貴８を
介して強化圧延ロール亀４及び１５が所望の運動を行な
う。圧延力の経過Ｆ（ぐ）が未知の場合には例えば以下
の様にして求められる。

先ず圧延されるロットの１つのクランクシャフトを記載
の方法で圧延菱魔の中に入れて、所望の疲れ限度を得る
ため最低圧延力Ｆｏ一，Ｎのほぼ３分の１に相当する一
定の力Ｆｏで圧延する。こののちにクランクシャフトを
取り出し隅Ｒ部の角度の拡がりの経過及び量が測定され
る。続いて適当に機械を調節（カム、圧力調節弁）して
、その経過に於て回転角０に亘つて技大の隅角の拡がり
の部分的の隅角の拡がりに対する比にほぼ比例する力Ｆ
，（ぐ）で圧延する。技小の隅角の拡がりの領域の中に
一般に疲れ限度が危険な角領域ふＤも存在するのでこの
領域に於て少なくとも耐久力の所望の上昇に対して必要
な力Ｆ肌・Ｎで圧延しなければならない。これを蓬成す
るためには圧力調節弁３４なし、し３１及び５３２の基
本の調節を変更して力Ｆ，（ぐ）を、角◇Ｄの始点に於
て力ＦｏＭＩＮが得られる迄平行に移動する（第４図参
照）。クランクシャフトは次にＦ，（Ｊ）より大きい力
Ｆ２（ぐ）（Ｆ，（０）の平行移動により得られる）で
圧延される。この調節に０依りこのロットの総てのクラ
ンクシャフトが圧延される。３６０度に亘り一定な強化
圧延力に依る強化圧延作業に於てクランクシャフトの側
壁３３とピボット２４とに依り形成される角度は異なる
回転角位タ蝿に於て異なって拡げられる。

提案した手段に依り外周方向に一様な隅角の拡がりが得
られ同時にこの隅角の拡がりが比較的小さく維持される
。一様な隅角の拡がりが得られるのでこの拡がり‘まク
ランクシャフトに於て既に予備加工に段階で考慮０する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第ｉ図は第３図の強化圧延装置の１−１断面図に、油圧
制御部の制御ブロック図を付したものである。 第２図は第３図の強化圧延装置の１一Ｚ断タ面図にト別
の油圧制御部の制御ブロック図を付したものである。第
３図は強化圧延装置の上面図である。第亀図は強化圧延
力の経過を、ワークピースの回転角材こ依存して示した
ものであり、そして第６図は強化圧延ロール量亀及び】
５の作用状ひ機を示す第１図のＶ一Ｖ線に沿う部分断面
図である。亀……回転角、Ｆ２（め）……回転角◇の函
数として表わされる圧延力「 ぴ・・・・・・それぞれ
隅Ｒ部と連結する面によって挟まれる角、ぐＤ・・・…
疲れ限度を決定する回転角領域、ＦｏＮＩＮ・・・・・
・所望の疲れ限度を得るための最小力。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支承ピボツトの隅Ｒ部に於てクランクシヤフトを強
   化圧延する方法に於て、３６０度のワークピースの回転
   角φに亘つて、それぞれの回転角位置に於てそれぞれ隅
   Ｒ部と連結された面に挾まれる角度αの隅角の拡がりを
   一定にしかつ少なくとも疲れ限度を決定する回転角領域
   に於て少なくとも所望の疲れ限度の上昇に必要な量Ｆ＿
   Ｄｍｉｎを有する異なる圧延力Ｆ＿２（φ）で強化圧延
   することを特徴とする方法。 ２ 圧延力Ｆ＿２（φ）がそれ自体公知の振動発生手段
   によつて３０ないし３００Ｈｚの振動数かつ圧延力の瞬
   間値の５〜５０％の振幅で脈動しこの際静的負荷の際生
   じるであろう最大値に基づく圧延工具の圧痕の最も深い
   位置が圧痕の巾の２倍よりも大きくない間隔で連続して
   いることを特徴としている特許請求の範囲の１に記載の
   強化圧延方法。 ３ 圧延力Ｆ＿２（φ）の最小値Ｆ＿２が所望の平滑圧
   延結果を得るための値に相当することを特徴とする特許
   請求の範囲の１又は２に記載の強化圧延方法。