JP2000326043A - クランク軸の冷間鍛造方法 - Google Patents
クランク軸の冷間鍛造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クランク軸を成形するにあたり、歩留りを向
上させ、切削加工を不要にする。 【解決手段】 ビレットＢを押出して本体部ｈに連なる
多段軸部ｊを形成する第１工程と、据込み絞りによって
本体部ｈの径を広げると同時に多段軸部ｊの一部を絞る
第２工程と、据込み絞りによって本体部ｈを非対称形状
に荒地加工すると同時に多段軸部ｊの一部を絞る第３工
程と、非対称境界部を加圧して本体部ｈを仕上加工する
と同時に軸中心にセンタ穴ｃを形成する第４工程と、本
体部にピン穴ｐを打抜くと同時に本体部ｈの周囲を打抜
く第５工程からなる連続した冷間鍛造によりクランク軸
１ａを成形する。
上させ、切削加工を不要にする。 【解決手段】 ビレットＢを押出して本体部ｈに連なる
多段軸部ｊを形成する第１工程と、据込み絞りによって
本体部ｈの径を広げると同時に多段軸部ｊの一部を絞る
第２工程と、据込み絞りによって本体部ｈを非対称形状
に荒地加工すると同時に多段軸部ｊの一部を絞る第３工
程と、非対称境界部を加圧して本体部ｈを仕上加工する
と同時に軸中心にセンタ穴ｃを形成する第４工程と、本
体部にピン穴ｐを打抜くと同時に本体部ｈの周囲を打抜
く第５工程からなる連続した冷間鍛造によりクランク軸
１ａを成形する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動二輪車
等のエンジンの分割型クランク軸の成形技術に関する。
等のエンジンの分割型クランク軸の成形技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば自動二輪車等のエンジンの
クランクシャフトは、左右の軸付き円盤状の分割型クラ
ンク軸を成形した後、それぞれの円盤状のウェイト部に
形成されるピン穴にピンを嵌合させて連結するようにし
ており、左右の分割型クランク軸は熱間鍛造で成形する
のが一般的である。
クランクシャフトは、左右の軸付き円盤状の分割型クラ
ンク軸を成形した後、それぞれの円盤状のウェイト部に
形成されるピン穴にピンを嵌合させて連結するようにし
ており、左右の分割型クランク軸は熱間鍛造で成形する
のが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、熱間鍛造に
よる成形は、成形後にスケールが発生する等の表面性状
が劣化するため、後工程でスケールを除去するための切
削加工や、精度確保のための機械加工等を必要とし、加
工効率が必ずしも良くなく、また歩留りも悪かった。ま
た、熱間鍛造では多大な熱エネルギーを必要とし、高コ
スト化を招きやすいという問題もあった。
よる成形は、成形後にスケールが発生する等の表面性状
が劣化するため、後工程でスケールを除去するための切
削加工や、精度確保のための機械加工等を必要とし、加
工効率が必ずしも良くなく、また歩留りも悪かった。ま
た、熱間鍛造では多大な熱エネルギーを必要とし、高コ
スト化を招きやすいという問題もあった。
【０００４】そこで本発明は、スケールを除去するよう
な機械加工の手間を廃止するとともに歩留りを向上さ
せ、大幅はコストダウンを可能にするクランク軸の成形
技術を目的とする。
な機械加工の手間を廃止するとともに歩留りを向上さ
せ、大幅はコストダウンを可能にするクランク軸の成形
技術を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、連続した冷間鍛造によりビレットからクラン
ク軸を成形するようにし、ビレットを押出して、本体部
に連なる少なくとも２段以上の多段軸部を成形する第１
の工程と、この成形品を据込み絞りして本体部の径を広
げると同時に多段軸部の少なくとも一部の径を絞る第２
の工程と、この成形品を据込み絞りして本体部を非対称
形状に荒地加工すると同時に多段軸部の少なくとも一部
の径を絞る第３の工程と、この成形品の本体部の非対称
境界部を加圧して本体部を仕上加工すると同時に軸中心
にセンタ穴を成形する第４の工程と、この成形品の本体
部の所定箇所にピン穴を打抜くと同時に本体部の外周を
整形のため打抜く第５の工程を経て製造するようにし
た。
本発明は、連続した冷間鍛造によりビレットからクラン
ク軸を成形するようにし、ビレットを押出して、本体部
に連なる少なくとも２段以上の多段軸部を成形する第１
の工程と、この成形品を据込み絞りして本体部の径を広
げると同時に多段軸部の少なくとも一部の径を絞る第２
の工程と、この成形品を据込み絞りして本体部を非対称
形状に荒地加工すると同時に多段軸部の少なくとも一部
の径を絞る第３の工程と、この成形品の本体部の非対称
境界部を加圧して本体部を仕上加工すると同時に軸中心
にセンタ穴を成形する第４の工程と、この成形品の本体
部の所定箇所にピン穴を打抜くと同時に本体部の外周を
整形のため打抜く第５の工程を経て製造するようにし
た。
【０００６】このような冷間鍛造を連続して行うことで
多段軸部については徐々に軸径を絞り、ウェイト部とな
る本体部は徐々に非対称形状に据え込んでゆくが、この
際、変形速度の大きい加工によって素材が発熱して伸び
率が高まり、また割れの起点となる炭化物がフェライト
中に多く固溶している段階では初期変形能力が維持され
ることに着目して連続成形すれば、例えば最大据込み率
を９２％程度まで加工することが出来る。そして連続し
た冷間鍛造により右または左のクランク軸を成形するよ
うにすれば、後加工でスケールを除去したり、精度を確
保するための機械加工を廃止出来、歩留りを向上させる
ことが出来る。
多段軸部については徐々に軸径を絞り、ウェイト部とな
る本体部は徐々に非対称形状に据え込んでゆくが、この
際、変形速度の大きい加工によって素材が発熱して伸び
率が高まり、また割れの起点となる炭化物がフェライト
中に多く固溶している段階では初期変形能力が維持され
ることに着目して連続成形すれば、例えば最大据込み率
を９２％程度まで加工することが出来る。そして連続し
た冷間鍛造により右または左のクランク軸を成形するよ
うにすれば、後加工でスケールを除去したり、精度を確
保するための機械加工を廃止出来、歩留りを向上させる
ことが出来る。
【０００７】因みに、このような冷間鍛造用ビレットと
して、例えばＪＩＳ Ｓ４８Ｃの成分組成を基本にし
て、これから材料割れの原因になりやすい元素であるＳ
ｉ（珪素）やＰ（リン）やＳ（硫黄）の含有量を減らし
た成分組成の炭素鋼等が好適であり、また、このような
材料に対して球状化焼鈍しを行った後引抜き加工し、更
に球状化焼鈍しすれば、冷間鍛造性が良くなって一層好
適である。
して、例えばＪＩＳ Ｓ４８Ｃの成分組成を基本にし
て、これから材料割れの原因になりやすい元素であるＳ
ｉ（珪素）やＰ（リン）やＳ（硫黄）の含有量を減らし
た成分組成の炭素鋼等が好適であり、また、このような
材料に対して球状化焼鈍しを行った後引抜き加工し、更
に球状化焼鈍しすれば、冷間鍛造性が良くなって一層好
適である。
【０００８】また本発明では、前記第４の工程で、多段
軸部の端部にスプライン成形を同時に行うようにした。
軸部の端部にスプライン成形を同時に行うようにした。
【０００９】このようにスプライン成形も同時に行うよ
うにすれば、スプライン成形のための機械加工も廃止出
来る。
うにすれば、スプライン成形のための機械加工も廃止出
来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明する。ここで図１は自動二輪車等
のクランクシャフトの組立図、図２はクランクシャフト
の左側のクランク軸の斜視図、図３乃至図７は本発明に
係るクランク軸の冷間鍛造方法の工程図である。
した図面に基づき説明する。ここで図１は自動二輪車等
のクランクシャフトの組立図、図２はクランクシャフト
の左側のクランク軸の斜視図、図３乃至図７は本発明に
係るクランク軸の冷間鍛造方法の工程図である。
【００１１】本発明は、自動二輪車等のエンジンの分割
型クランク軸の製造方法の改良に関し、従来では熱間鍛
造で成形していたものを、連続した冷間鍛造で行うこと
が出来るようにして、後工程での駄肉除去のための機械
加工や表面仕上を廃止するようにしたものであり、図１
に示すようなクランクシャフト１のうち、一方側（実施
形態では左側）の軸付き円盤状のクランク軸１ａの製造
に適用されている。
型クランク軸の製造方法の改良に関し、従来では熱間鍛
造で成形していたものを、連続した冷間鍛造で行うこと
が出来るようにして、後工程での駄肉除去のための機械
加工や表面仕上を廃止するようにしたものであり、図１
に示すようなクランクシャフト１のうち、一方側（実施
形態では左側）の軸付き円盤状のクランク軸１ａの製造
に適用されている。
【００１２】すなわち、クランクシャフト１は、軸付き
円盤状の左右の分割型クランク軸１ａ、１ｂと、これら
クランク軸１ａ、１ｂのウェイト部のピン穴ｐに結合さ
れる結合ピン１ｃを備えており、本発明に係る冷間鍛造
方法は、左右のクランク軸１ａ、１ｂのいずれでも可能
であるが、説明上、軸部にスプラインが形成される左の
クランク軸１ａを代表例として説明する。
円盤状の左右の分割型クランク軸１ａ、１ｂと、これら
クランク軸１ａ、１ｂのウェイト部のピン穴ｐに結合さ
れる結合ピン１ｃを備えており、本発明に係る冷間鍛造
方法は、左右のクランク軸１ａ、１ｂのいずれでも可能
であるが、説明上、軸部にスプラインが形成される左の
クランク軸１ａを代表例として説明する。
【００１３】左側のクランク軸１ａは、図２に示すよう
に、肉厚が非対称で表面側に複雑な凹凸面が形成される
ウェイト部ｗと、径が異なる２段以上の異径部を有する
多段軸部ｊを備えており、この多段軸部ｊの一部にはス
プラインｓが形成されており、このクランク軸１ａは、
図３の右方に示す円柱状のビレットＢから連続冷間鍛造
法により成形されているが、まずこのビレットＢの組成
成分とビレットＢの製造方法について簡単に説明する。
に、肉厚が非対称で表面側に複雑な凹凸面が形成される
ウェイト部ｗと、径が異なる２段以上の異径部を有する
多段軸部ｊを備えており、この多段軸部ｊの一部にはス
プラインｓが形成されており、このクランク軸１ａは、
図３の右方に示す円柱状のビレットＢから連続冷間鍛造
法により成形されているが、まずこのビレットＢの組成
成分とビレットＢの製造方法について簡単に説明する。
【００１４】まず、ビレットＢの組成成分は、Ｃ（炭
素）が０．４６〜０．４９WT％、Ｓｉ（珪素）が０．１
４WT％以下、Ｍｎ（マンガン）が０．５５〜０．６５WT
％、Ｐ（リン）が０．０１５WT％以下、Ｓ（硫黄）が
０．０１５WT％以下、Ｃｕ（銅）が０．１５WT％以下、
Ｎｉ（ニッケル）が０．１５WT％以下、Ｃｒ（クロム）
が０．１０〜０．２０WT％含まれる鋼材（以下、Ｓ４８
ＢＣという。）としている。これは熱間鍛造素材である
ＪＩＳ Ｓ４８Ｃ（以下、Ｓ４８Ｃという。）の成分組
成を基本にし、焼入れ性確保のためＣとＭｎ量を同等に
するとともに、材料割れの要因になりやすいＳｉとＰと
Ｓの量を削減した成分組成にしたものである。
素）が０．４６〜０．４９WT％、Ｓｉ（珪素）が０．１
４WT％以下、Ｍｎ（マンガン）が０．５５〜０．６５WT
％、Ｐ（リン）が０．０１５WT％以下、Ｓ（硫黄）が
０．０１５WT％以下、Ｃｕ（銅）が０．１５WT％以下、
Ｎｉ（ニッケル）が０．１５WT％以下、Ｃｒ（クロム）
が０．１０〜０．２０WT％含まれる鋼材（以下、Ｓ４８
ＢＣという。）としている。これは熱間鍛造素材である
ＪＩＳ Ｓ４８Ｃ（以下、Ｓ４８Ｃという。）の成分組
成を基本にし、焼入れ性確保のためＣとＭｎ量を同等に
するとともに、材料割れの要因になりやすいＳｉとＰと
Ｓの量を削減した成分組成にしたものである。
【００１５】そしてこのような成分組成の鋼材からなる
棒材からビレットＢを製造する方法は、酸洗を行った
後、第１回目の球状化焼鈍しを行い、セメンタイトを球
状化して素材全体の加工性を向上させ、内部まで歪みを
与えることが出来るようにするとともに、パーライトの
微細化を図り、次に、酸洗、ボンデ処理を行って引抜き
加工を行い、限界据込み率の向上を図り、次いで、この
棒材を所望の寸法に切断し、これを酸洗した後、２回目
の球状化焼鈍しを行い、炭化物の分散を図るとともに球
状化率を高めるようにしている。そして２回目の球状化
焼鈍しが終えると、ショットブラスト、ボンデ処理を行
って表面調整を行い、冷間鍛造用ビレットを得るように
している。
棒材からビレットＢを製造する方法は、酸洗を行った
後、第１回目の球状化焼鈍しを行い、セメンタイトを球
状化して素材全体の加工性を向上させ、内部まで歪みを
与えることが出来るようにするとともに、パーライトの
微細化を図り、次に、酸洗、ボンデ処理を行って引抜き
加工を行い、限界据込み率の向上を図り、次いで、この
棒材を所望の寸法に切断し、これを酸洗した後、２回目
の球状化焼鈍しを行い、炭化物の分散を図るとともに球
状化率を高めるようにしている。そして２回目の球状化
焼鈍しが終えると、ショットブラスト、ボンデ処理を行
って表面調整を行い、冷間鍛造用ビレットを得るように
している。
【００１６】それでは、本発明のクランク軸１ａの冷間
鍛造方法について説明する。図３に示すように、前記要
領で製造したビレットＢを準備すると、これを第１工程
ではビレットＢを下方に押圧して、ビレットＢの径と略
同径の本体部ｈに連なる異径の多段軸部ｊを拘束絞りす
る。
鍛造方法について説明する。図３に示すように、前記要
領で製造したビレットＢを準備すると、これを第１工程
ではビレットＢを下方に押圧して、ビレットＢの径と略
同径の本体部ｈに連なる異径の多段軸部ｊを拘束絞りす
る。
【００１７】この際、多段軸部ｊは、実施形態では断面
積Ａ1の中径部と断面積Ａ2の小径部からなる２段とし、
本体部ｈの断面積（ビレットＢの元の断面積とほぼ一
緒）をＡ0とした場合に、自由端部側の絞り率（Ａ0−Ａ
2）／Ａ0×１００＝７５〜８５％程度になるようにし、
後工程で自由端部側の一部の径を絞るため据え込む際に
座屈や破損等が生じないようにしている。
積Ａ1の中径部と断面積Ａ2の小径部からなる２段とし、
本体部ｈの断面積（ビレットＢの元の断面積とほぼ一
緒）をＡ0とした場合に、自由端部側の絞り率（Ａ0−Ａ
2）／Ａ0×１００＝７５〜８５％程度になるようにし、
後工程で自由端部側の一部の径を絞るため据え込む際に
座屈や破損等が生じないようにしている。
【００１８】次に、第２工程では、図４に示すように、
据込み絞りによって本体部ｈの径を広げるとともに、多
段軸部ｊの自由端部側の径を絞る。ここで、本体部ｈ
は、最終的に左右の厚みを異ならせた非対称体積（例え
ば１：２）に仕上なければならないため、この段階で
は、体積の配分に応じて厚みを若干変化させて据え込む
とともに、厚みが変化する方向に対して図４（ｃ）に示
すように、下面の傾斜角を異ならせるようにしており、
厚みを薄くする方の下面ｅの傾斜角を、厚くする方の下
面ｆの傾斜角より深くしている。そしてこの傾斜角によ
って、後工程の据込み時に材料の流れを調整するように
し、薄肉部側に向けて材料が流れるのを阻止し、厚肉部
側に向けて材料が流れやすくなるようにしている。
据込み絞りによって本体部ｈの径を広げるとともに、多
段軸部ｊの自由端部側の径を絞る。ここで、本体部ｈ
は、最終的に左右の厚みを異ならせた非対称体積（例え
ば１：２）に仕上なければならないため、この段階で
は、体積の配分に応じて厚みを若干変化させて据え込む
とともに、厚みが変化する方向に対して図４（ｃ）に示
すように、下面の傾斜角を異ならせるようにしており、
厚みを薄くする方の下面ｅの傾斜角を、厚くする方の下
面ｆの傾斜角より深くしている。そしてこの傾斜角によ
って、後工程の据込み時に材料の流れを調整するように
し、薄肉部側に向けて材料が流れるのを阻止し、厚肉部
側に向けて材料が流れやすくなるようにしている。
【００１９】そして実施形態では、角度が浅い側の下面
ｆの傾斜角は、図４（ａ）に示すように、傾斜面とフラ
ット面の接合ライン（破線で示す）を多段軸部ｊの中心
から右側の約半周に亘ってほぼ同距離にして、この範囲
を例えば１０〜１２度程度の略同一の傾斜角とし、角度
が深い左側の下面ｅの傾斜角を、両側から中央部に向け
て徐々に角度が深くなるようにして、中央部の最大傾斜
角を２０〜２３度程度としている。また、この角度が深
い側の傾斜面ｅの外側には、余肉部ｙが設けられるとと
もに、この余肉部ｙから９０度位相が異なる両側下面に
も余肉部ｘが設けられている。因みに、これら余肉部
ｙ、ｘは、後工程で表面側の非対称境界部の段差部に欠
肉部が生じるのを防止するためであり、下面側でなく表
面側に設けるようにしても良い。
ｆの傾斜角は、図４（ａ）に示すように、傾斜面とフラ
ット面の接合ライン（破線で示す）を多段軸部ｊの中心
から右側の約半周に亘ってほぼ同距離にして、この範囲
を例えば１０〜１２度程度の略同一の傾斜角とし、角度
が深い左側の下面ｅの傾斜角を、両側から中央部に向け
て徐々に角度が深くなるようにして、中央部の最大傾斜
角を２０〜２３度程度としている。また、この角度が深
い側の傾斜面ｅの外側には、余肉部ｙが設けられるとと
もに、この余肉部ｙから９０度位相が異なる両側下面に
も余肉部ｘが設けられている。因みに、これら余肉部
ｙ、ｘは、後工程で表面側の非対称境界部の段差部に欠
肉部が生じるのを防止するためであり、下面側でなく表
面側に設けるようにしても良い。
【００２０】また、図３に示す第１工程後の本体部ｈの
高さをＢ0とし、図４に示す第２工程後の本体部ｈの薄
肉側の厚みをＢ1とした場合、（Ｂ0−Ｂ1）／Ｂ0×１０
０＝７５〜８５％程度になるようにし、また第２工程後
の多段軸部ｊの自由端部側の断面積をＡ3とした場合、
（Ａ0−Ａ3）／Ａ0＝８２〜８８％程度になるようにし
ている。
高さをＢ0とし、図４に示す第２工程後の本体部ｈの薄
肉側の厚みをＢ1とした場合、（Ｂ0−Ｂ1）／Ｂ0×１０
０＝７５〜８５％程度になるようにし、また第２工程後
の多段軸部ｊの自由端部側の断面積をＡ3とした場合、
（Ａ0−Ａ3）／Ａ0＝８２〜８８％程度になるようにし
ている。
【００２１】次に、第３工程では、図５に示すように、
本体部ｈを据え込んで図２のウェイト部ｗの形状に近づ
けるような荒地成形を行うとともに、多段軸部ｊの段差
コーナ部を鋭角に絞り、また自由端部の径を絞る。この
際、本体部ｈを据込むと、下面の傾斜角の違いにより、
傾斜角が深い方向へは材料が流れにくく、逆に傾斜角が
浅い方向に材料が流れやすくなって、傾斜角の深い方向
が薄肉にされ、傾斜角の浅い方向が厚肉にされる。そし
て実施形態では、厚肉側の体積と薄肉側の体積比が、概
ね２／３：１／３になるようにしている
本体部ｈを据え込んで図２のウェイト部ｗの形状に近づ
けるような荒地成形を行うとともに、多段軸部ｊの段差
コーナ部を鋭角に絞り、また自由端部の径を絞る。この
際、本体部ｈを据込むと、下面の傾斜角の違いにより、
傾斜角が深い方向へは材料が流れにくく、逆に傾斜角が
浅い方向に材料が流れやすくなって、傾斜角の深い方向
が薄肉にされ、傾斜角の浅い方向が厚肉にされる。そし
て実施形態では、厚肉側の体積と薄肉側の体積比が、概
ね２／３：１／３になるようにしている
【００２２】また、第３工程後の本体部ｈの薄肉部の厚
みをＢ2とした場合に、（Ｂ0−Ｂ2）／Ｂ0×１００＝９
０〜９２％程度にし、また第３工程後の多段軸部ｊの自
由端部の断面積をＡ4とした場合に、（Ａ0−Ａ4）／Ａ0
×１００＝８８〜９２％程度になるようにしている。
みをＢ2とした場合に、（Ｂ0−Ｂ2）／Ｂ0×１００＝９
０〜９２％程度にし、また第３工程後の多段軸部ｊの自
由端部の断面積をＡ4とした場合に、（Ａ0−Ａ4）／Ａ0
×１００＝８８〜９２％程度になるようにしている。
【００２３】次に第４工程では、図６に示すように、本
体部ｈの非対称境界部を加圧して段差部のアールを減ら
し、ウェイト部ｗの形状に仕上成形する。また、本体部
ｈの表面側中心部と多段軸部ｊの自由端面側中心部にセ
ンタ穴ｃを成形すると同時に、多段軸部ｊの一部にスプ
ラインｓを成形する。
体部ｈの非対称境界部を加圧して段差部のアールを減ら
し、ウェイト部ｗの形状に仕上成形する。また、本体部
ｈの表面側中心部と多段軸部ｊの自由端面側中心部にセ
ンタ穴ｃを成形すると同時に、多段軸部ｊの一部にスプ
ラインｓを成形する。
【００２４】そして最後の第５工程では、図７に示すよ
うに、本体部ｈにピン穴ｐを打抜くと同時に、本体部ｈ
の周縁に発生するバリ等（不図示）を打抜く。そしてこ
のピン穴ｐを打抜いた際、上下面のピン穴ｐ周縁のコー
ナ部が面取り形状になるようにしている。図２に示すよ
うな形状のクランク軸１ａは以上のような成形方法によ
り成形されるが、図１に示す他方側のクランク軸１ｂも
ほぼ同様な要領で成形され、両方のピン穴ｐに結合ピン
１ｃが嵌入されて一体化される。
うに、本体部ｈにピン穴ｐを打抜くと同時に、本体部ｈ
の周縁に発生するバリ等（不図示）を打抜く。そしてこ
のピン穴ｐを打抜いた際、上下面のピン穴ｐ周縁のコー
ナ部が面取り形状になるようにしている。図２に示すよ
うな形状のクランク軸１ａは以上のような成形方法によ
り成形されるが、図１に示す他方側のクランク軸１ｂも
ほぼ同様な要領で成形され、両方のピン穴ｐに結合ピン
１ｃが嵌入されて一体化される。
【００２５】因みに、以上のような一連の冷間鍛造は、
工程間の時間間隔が６分程度以内なら、割れの起点にな
る炭化物がフェライト中に多く固溶し、また加工時の発
熱によって伸び率も向上するため、中間焼鈍しを行うこ
となく、連続して成形することが出来る。
工程間の時間間隔が６分程度以内なら、割れの起点にな
る炭化物がフェライト中に多く固溶し、また加工時の発
熱によって伸び率も向上するため、中間焼鈍しを行うこ
となく、連続して成形することが出来る。
【００２６】以上のような連続した冷間鍛造法により製
造されたクランク軸１ａと、従来のような熱間鍛造法で
製造されたクランク軸の素材歩留りの程度を比較する
と、図８の通りである。
造されたクランク軸１ａと、従来のような熱間鍛造法で
製造されたクランク軸の素材歩留りの程度を比較する
と、図８の通りである。
【００２７】すなわち、熱間鍛造の場合は、図８（ｂ）
に示すように、完成重量８８７ｇのクランク軸を製造す
るため１５３０ｇの仕込重量、１２４５ｇの素材重量を
必要とし、素材重量からの切削重量が３５８ｇで、完成
歩留り５８％、素材歩留り８１％であったが、本発明に
係る連続冷間鍛造の場合は、図８（ａ）に示すように、
完成重量８８７ｇのクランク軸を製造するため１１１２
ｇの仕込重量、１０３５ｇの素材重量で済み、切削重量
が１４８ｇで、完成歩留り８０％、素材歩留り９３％が
確保されるようになった。
に示すように、完成重量８８７ｇのクランク軸を製造す
るため１５３０ｇの仕込重量、１２４５ｇの素材重量を
必要とし、素材重量からの切削重量が３５８ｇで、完成
歩留り５８％、素材歩留り８１％であったが、本発明に
係る連続冷間鍛造の場合は、図８（ａ）に示すように、
完成重量８８７ｇのクランク軸を製造するため１１１２
ｇの仕込重量、１０３５ｇの素材重量で済み、切削重量
が１４８ｇで、完成歩留り８０％、素材歩留り９３％が
確保されるようになった。
【００２８】尚、本発明は以上のような実施形態に限定
されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載し
た事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を
奏するものは本発明の技術的範囲に属する。例えば他方
側のクランク軸１ｂを成形する際は、スプラインｓ加工
を行わないこともある。また、各工程の軸径の絞り率等
は例示である。
されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載し
た事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を
奏するものは本発明の技術的範囲に属する。例えば他方
側のクランク軸１ｂを成形する際は、スプラインｓ加工
を行わないこともある。また、各工程の軸径の絞り率等
は例示である。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明に係るクランク軸の
冷間鍛造方法は、第１の工程から第５の工程を経て、連
続して冷間鍛造を行うことによってクランク軸を成形す
るようにしたため、従来の熱間鍛造法のように、後加工
でスケールを除去したり、精度確保のための機械加工を
廃止出来、歩留りを向上させることが出来る。また第４
の工程で、多段軸部の端部にスプライン成形を同時に行
うようにすれば、スプライン成形のための機械加工も廃
止出来、一層好適である。
冷間鍛造方法は、第１の工程から第５の工程を経て、連
続して冷間鍛造を行うことによってクランク軸を成形す
るようにしたため、従来の熱間鍛造法のように、後加工
でスケールを除去したり、精度確保のための機械加工を
廃止出来、歩留りを向上させることが出来る。また第４
の工程で、多段軸部の端部にスプライン成形を同時に行
うようにすれば、スプライン成形のための機械加工も廃
止出来、一層好適である。
【図１】自動二輪車等のクランクシャフトの組立図
【図２】クランクシャフトの左側のクランク軸の斜視図
【図３】クランク軸の冷間鍛造工程のうち第１の工程の
説明図で（ａ）はビレット、（ｂ）は第１工程終了後の
形状
説明図で（ａ）はビレット、（ｂ）は第１工程終了後の
形状
【図４】クランク軸の冷間鍛造工程のうち第２の工程後
の説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は
側面図
の説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は
側面図
【図５】クランク軸の冷間鍛造工程のうち第３の工程後
の説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
の説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
【図６】クランク軸の冷間鍛造工程のうち第４の工程後
の説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
の説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
【図７】クランク軸の冷間鍛造工程のうち第５の工程後
の説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
の説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
【図８】材料の歩留りの説明図で、（ａ）は本発明の冷
間鍛造法、（ｂ）は従来の熱間鍛造法
間鍛造法、（ｂ）は従来の熱間鍛造法
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年４月１９日（２０００．４．１
９）
９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】また、図３に示す第１工程後の本体部ｈの
高さをＢ0とし、図４に示す第２工程後の本体部ｈの薄
肉側の厚みをＢ1とした場合、（Ｂ0−Ｂ1）／Ｂ0×１０
０＝７５〜８５％程度になるようにし、また第２工程後
の多段軸部ｊの自由端部側の断面積をＡ3とした場合、
（Ａ0−Ａ3）／Ａ0 ×１００＝８２〜８８％程度になる
ようにしている。
高さをＢ0とし、図４に示す第２工程後の本体部ｈの薄
肉側の厚みをＢ1とした場合、（Ｂ0−Ｂ1）／Ｂ0×１０
０＝７５〜８５％程度になるようにし、また第２工程後
の多段軸部ｊの自由端部側の断面積をＡ3とした場合、
（Ａ0−Ａ3）／Ａ0 ×１００＝８２〜８８％程度になる
ようにしている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｍ 15/00 Ｂ６２Ｍ 15/00 Ｆ１６Ｃ 3/06 Ｆ１６Ｃ 3/06 (72)発明者 小林 正 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 上川 満 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 福田 文男 熊本県菊池郡大津町平川1500 本田技研工 業株式会社熊本製作所内 (72)発明者 松浦 英樹 熊本県菊池郡大津町平川1500 本田技研工 業株式会社熊本製作所内 Ｆターム(参考） 3J033 AA02 AC01 CA10 4E087 BA14 CA21 CA31 CB03 DB05 HA32
Claims (2)
- 【請求項１】 連続した冷間鍛造によりビレットからク
ランク軸を成形する方法であって、前記ビレットを押出
して、本体部に連なる少なくとも２段以上の多段軸部を
成形する第１の工程と、この成形品を据込み絞りして本
体部の径を広げると同時に多段軸部の少なくとも一部の
径を絞る第２の工程と、この成形品を据込み絞りして本
体部を非対称形状に荒地加工すると同時に前記多段軸部
の少なくとも一部の径を絞る第３の工程と、この成形品
の本体部の非対称境界部を加圧して本体部を仕上加工す
ると同時に軸中心にセンタ穴を成形する第４の工程と、
この成形品の本体部の所定箇所にピン穴を打抜くと同時
に本体部の外周を整形のため打抜く第５の工程からなる
ことを特徴とするクランク軸の冷間鍛造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のクランク軸の冷間鍛造
方法において、前記第４の工程では、前記多段軸部の端
部にスプライン成形を同時に行うことを特徴とするクラ
ンク軸の冷間鍛造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13956899A JP3583310B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | クランク軸の冷間鍛造方法 |
| US10/789,322 US20040261918A1 (en) | 1999-05-20 | 2004-02-26 | Billet for cold forging, method of manufacturing billet for cold forging, method of continuously cold-forging billet, method of cold-forging |
| US10/789,347 US7093526B2 (en) | 1999-05-20 | 2004-02-26 | Forming die apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13956899A JP3583310B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | クランク軸の冷間鍛造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000326043A true JP2000326043A (ja) | 2000-11-28 |
| JP3583310B2 JP3583310B2 (ja) | 2004-11-04 |
Family
ID=15248308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13956899A Expired - Fee Related JP3583310B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | クランク軸の冷間鍛造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3583310B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007055073A1 (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-18 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | 鍛造用素形材、鍛造品、鍛造用素形材の成形装置及び鍛造用素形材の成形方法 |
| WO2009120397A1 (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-01 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Method of producing a stepped shaft |
| CN105987124A (zh) * | 2015-03-19 | 2016-10-05 | 福特全球技术公司 | 用于曲轴的冲压钢摆和摆支架 |
Citations (6)
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| JPS60102245A (ja) * | 1983-11-09 | 1985-06-06 | Musashi Seimitsu Kogyo Kk | 分割クランクシヤフトのスプライン鍛造成形金型 |
| JPH0259136A (ja) * | 1988-08-23 | 1990-02-28 | Suzuhide Kogyo Kk | フランジ付き軸体の圧造成形法 |
| JPH0318445A (ja) * | 1990-02-09 | 1991-01-28 | Maruyoshi Kogyo Kk | ホース用中間金具のヘッダー成形方法 |
| JPH05277617A (ja) * | 1991-06-20 | 1993-10-26 | Aichi Steel Works Ltd | 長軸段付きフランジ品の鍛造加工方法 |
| JPH07116767A (ja) * | 1993-10-22 | 1995-05-09 | Nippon Seiko Kk | シートベルト用巻取軸の製造方法 |
-
1999
- 1999-05-20 JP JP13956899A patent/JP3583310B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN105987124A (zh) * | 2015-03-19 | 2016-10-05 | 福特全球技术公司 | 用于曲轴的冲压钢摆和摆支架 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3583310B2 (ja) | 2004-11-04 |
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