JP2000326044A - 軸付き円盤部品の冷間鍛造方法 - Google Patents
軸付き円盤部品の冷間鍛造方法Info
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- JP2000326044A JP2000326044A JP11139569A JP13956999A JP2000326044A JP 2000326044 A JP2000326044 A JP 2000326044A JP 11139569 A JP11139569 A JP 11139569A JP 13956999 A JP13956999 A JP 13956999A JP 2000326044 A JP2000326044 A JP 2000326044A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非対称の円盤部を有する軸付き円盤部品を製
造するにあたり、異系列の工程を廃止し、また歩留りを
向上させる。 【解決手段】 複数の冷間鍛造工程を経て、本体部ｈと
多段軸部ｊを有する多段形状の中間素材Ｔからクランク
軸１ａのような軸付き円盤部品を成形し、この際、本体
部ｈの体積を左右非対称にして、厚肉部と薄肉部の体積
比を概ね２：１にするにあたり、成形の途中で多段軸部
ｊと本体部ｈが連接する左右の下面ｅ、ｆの傾斜角を異
ならせ、薄肉側の下面ｅの傾斜角を、厚肉側の下面ｆの
傾斜角より深くし、鍛造時の摩擦角を異ならして鍛造す
る。
造するにあたり、異系列の工程を廃止し、また歩留りを
向上させる。 【解決手段】 複数の冷間鍛造工程を経て、本体部ｈと
多段軸部ｊを有する多段形状の中間素材Ｔからクランク
軸１ａのような軸付き円盤部品を成形し、この際、本体
部ｈの体積を左右非対称にして、厚肉部と薄肉部の体積
比を概ね２：１にするにあたり、成形の途中で多段軸部
ｊと本体部ｈが連接する左右の下面ｅ、ｆの傾斜角を異
ならせ、薄肉側の下面ｅの傾斜角を、厚肉側の下面ｆの
傾斜角より深くし、鍛造時の摩擦角を異ならして鍛造す
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
等のエンジンのクランク軸の冷間鍛造において、ウェイ
ト部の体積配分を最適にする技術に関する。
等のエンジンのクランク軸の冷間鍛造において、ウェイ
ト部の体積配分を最適にする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば自動二輪車等のエンジンの
クランクシャフトの製造において、左右の軸付き円盤状
の分割型クランク軸を成形し、これをピンで連結するよ
うな方法が採用されることがあり、このような分割型ク
ランク軸の成形方法として、例えば特開昭５８―２１５
２３７号のような技術が知られている。この技術では、
丸棒素材を鍛造して軸付き円盤状のクランク本体部を成
形するとともに、バランサウェイト部を別体に成形し、
このバランサウェイト部をクランク本体部の円盤部に結
合して一体化するようにしている。
クランクシャフトの製造において、左右の軸付き円盤状
の分割型クランク軸を成形し、これをピンで連結するよ
うな方法が採用されることがあり、このような分割型ク
ランク軸の成形方法として、例えば特開昭５８―２１５
２３７号のような技術が知られている。この技術では、
丸棒素材を鍛造して軸付き円盤状のクランク本体部を成
形するとともに、バランサウェイト部を別体に成形し、
このバランサウェイト部をクランク本体部の円盤部に結
合して一体化するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
にクランク本体部とバランサウェイト部を別体に成形
し、これを結合する方法は、加工工数が増加するという
不具合がある。また結合工程は、それぞれの成形工程と
は工程系列が異なるため、それに伴う段取り換えが発生
するという問題もある。一方、熱間鍛造で成形すると、
後工程でスケール等を除去するための切削加工や、精度
保証のための機械加工を必要とし、加工効率が必ずしも
良くなく、歩留りが悪いという問題がある。
にクランク本体部とバランサウェイト部を別体に成形
し、これを結合する方法は、加工工数が増加するという
不具合がある。また結合工程は、それぞれの成形工程と
は工程系列が異なるため、それに伴う段取り換えが発生
するという問題もある。一方、熱間鍛造で成形すると、
後工程でスケール等を除去するための切削加工や、精度
保証のための機械加工を必要とし、加工効率が必ずしも
良くなく、歩留りが悪いという問題がある。
【０００４】そこで本発明は、体積の異なる円盤部を有
する軸付き円盤部品を製造するにあたり、体積差の部分
を別体に成形して結合するという異系列の工程を廃止
し、段取り換え等の手間を無くすとともに、歩留りを向
上させることを目的とする。
する軸付き円盤部品を製造するにあたり、体積差の部分
を別体に成形して結合するという異系列の工程を廃止
し、段取り換え等の手間を無くすとともに、歩留りを向
上させることを目的とする。
【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、複数の鍛造工程を経て、多段形状の中間素材
から軸付き円盤部品を冷間鍛造するようにし、中間素材
の軸中心に対して、左右の体積が異なる非対称形状の円
盤部を成形するようにした。
本発明は、複数の鍛造工程を経て、多段形状の中間素材
から軸付き円盤部品を冷間鍛造するようにし、中間素材
の軸中心に対して、左右の体積が異なる非対称形状の円
盤部を成形するようにした。
【０００６】このように冷間鍛造により体積が異なる非
対称形状の円盤部を成形すれば、段取り換え等の手間が
省け、工程系列が簡素となり、また熱間鍛造に比べて後
加工のスケール除去等の機械加工が不要となって歩留り
の向上が図れるが、例えば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
Ｓｉ（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。
対称形状の円盤部を成形すれば、段取り換え等の手間が
省け、工程系列が簡素となり、また熱間鍛造に比べて後
加工のスケール除去等の機械加工が不要となって歩留り
の向上が図れるが、例えば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
Ｓｉ（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。
【０００７】また本発明では、円盤部の左右の体積比
を、概略１：２の配分とした。このような配分にすれ
ば、例えばクランク軸のバランスウェイト部に最適であ
る。
を、概略１：２の配分とした。このような配分にすれ
ば、例えばクランク軸のバランスウェイト部に最適であ
る。
【０００８】また本発明では、体積を配分するため、成
形過程の途中で、素材の軸部から円盤部に連なる左右の
連接部に傾斜角の異なる傾斜面を形成するようにし、ま
たその際、体積の多い側の傾斜角を体積の少ない側の傾
斜角より浅くするようにした。
形過程の途中で、素材の軸部から円盤部に連なる左右の
連接部に傾斜角の異なる傾斜面を形成するようにし、ま
たその際、体積の多い側の傾斜角を体積の少ない側の傾
斜角より浅くするようにした。
【０００９】このように軸部から円盤部に連なる左右の
連接部に傾斜角の異なる傾斜面を形成すれば、例えば軸
方向に据え込んで鍛造する際の左右の摩擦角が異なり、
材料の流れを左右で異ならせることが出来る。そして、
体積の多い側の傾斜角を浅く、体積の少ない側の傾斜角
を深くすれば、傾斜角の深い方向には材料が流れにく
く、傾斜角の浅い方向に材料が流れやすくすることが出
来、材料割れを生じないで、また過大な荷重をかけなく
ても成形することが出来る。このため、所望の体積比に
応じて左右の傾斜角を適切に設定し、据込み等によって
所望の体積差が生じるようにする。
連接部に傾斜角の異なる傾斜面を形成すれば、例えば軸
方向に据え込んで鍛造する際の左右の摩擦角が異なり、
材料の流れを左右で異ならせることが出来る。そして、
体積の多い側の傾斜角を浅く、体積の少ない側の傾斜角
を深くすれば、傾斜角の深い方向には材料が流れにく
く、傾斜角の浅い方向に材料が流れやすくすることが出
来、材料割れを生じないで、また過大な荷重をかけなく
ても成形することが出来る。このため、所望の体積比に
応じて左右の傾斜角を適切に設定し、据込み等によって
所望の体積差が生じるようにする。
【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
の分割型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、図８は
体積配分が不充分でバリが大きく発生する不具合を説明
する説明図である。
した図面に基づき説明する。ここで図１は自動二輪車等
の分割型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、図８は
体積配分が不充分でバリが大きく発生する不具合を説明
する説明図である。
【００１１】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ような軸付き円盤状の部材で、且
つ円盤部の体積配分が、軸中心を基準にして非対称形状
とされるものの製造に適した製造方法に関し、連続した
冷間鍛造で成形することで、工程系列を簡素化して段取
り換えのような手間を省くとともに、歩留りの向上を図
り、更に材料割れ等が生じないで成形出来るようにされ
ており、実施形態では、図１に示すようなクランクシャ
フト１のうち、一方側（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。
の分割型クランク軸のような軸付き円盤状の部材で、且
つ円盤部の体積配分が、軸中心を基準にして非対称形状
とされるものの製造に適した製造方法に関し、連続した
冷間鍛造で成形することで、工程系列を簡素化して段取
り換えのような手間を省くとともに、歩留りの向上を図
り、更に材料割れ等が生じないで成形出来るようにされ
ており、実施形態では、図１に示すようなクランクシャ
フト１のうち、一方側（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、本発明に係る軸付き円
盤部品の冷間鍛造方法は、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、本発明に係る軸付き円
盤部品の冷間鍛造方法は、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、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、第１工程として、下方に
押圧して、ビレットＢの径と略同径の本体部ｈと、この
本体部ｈに連なる異径の多段軸部ｊを備えた多段形状の
中間素材Ｔを成形する。
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、第１工程として、下方に
押圧して、ビレットＢの径と略同径の本体部ｈと、この
本体部ｈに連なる異径の多段軸部ｊを備えた多段形状の
中間素材Ｔを成形する。
【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、本体部ｈと多段軸部ｊが連接する下面の傾斜角を
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、本体部ｈと多段軸部ｊが連接する下面の傾斜角を
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等に
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等に
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】ここで、下面の傾斜角に差を設けないで厚
肉側の体積と薄肉側の体積比を２／３：１／３にしよう
とすると、図８に示すように、本体部ｈの体積をＶとし
た場合に、１／２Ｖ−１／３Ｖ＝１／６Ｖがバリｂとし
て発生することになり、加圧面積の増大により過大荷重
を要求されるようになって金型の破損を招きやすくな
り、また薄肉部の材料割れや精度悪化を招くようにな
る。
肉側の体積と薄肉側の体積比を２／３：１／３にしよう
とすると、図８に示すように、本体部ｈの体積をＶとし
た場合に、１／２Ｖ−１／３Ｖ＝１／６Ｖがバリｂとし
て発生することになり、加圧面積の増大により過大荷重
を要求されるようになって金型の破損を招きやすくな
り、また薄肉部の材料割れや精度悪化を招くようにな
る。
【００２３】また、鍛造時に体積差を形成する方法とし
て、最初に本体部ｈと多段軸部ｊの軸芯をずらして偏芯
軸とし、その後、軸方向に圧縮荷重を加えて鍛造するよ
うな方法も一般的に考えられるが、この方法では、体積
差を１／２：１／３程度の大きなものにしようとする
と、材料割れが生じやすくなり、採用するのが難しい。
て、最初に本体部ｈと多段軸部ｊの軸芯をずらして偏芯
軸とし、その後、軸方向に圧縮荷重を加えて鍛造するよ
うな方法も一般的に考えられるが、この方法では、体積
差を１／２：１／３程度の大きなものにしようとする
と、材料割れが生じやすくなり、採用するのが難しい。
【００２４】そこで、上記のように下面の傾斜角に差を
設け、鍛造時の材料の流れを調整して体積差を設けるよ
うにすれば、材料割れが生じるような不具合がなく、ま
た過大荷重をかけなくても成形することが出来る。
設け、鍛造時の材料の流れを調整して体積差を設けるよ
うにすれば、材料割れが生じるような不具合がなく、ま
た過大荷重をかけなくても成形することが出来る。
【００２５】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。
【００２６】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。
【００２７】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。
【００２８】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。以上のような
冷間鍛造方法により、従来のようにウェイト部とクラン
ク本体を別体に作製して結合するような工程系列の複雑
化や、段取り換えのような手間が省かれ、また熱間鍛造
に比べて歩留りの向上を図ることが出来る。
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。以上のような
冷間鍛造方法により、従来のようにウェイト部とクラン
ク本体を別体に作製して結合するような工程系列の複雑
化や、段取り換えのような手間が省かれ、また熱間鍛造
に比べて歩留りの向上を図ることが出来る。
【００２９】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、本
発明に係る軸付き円盤部品はクランク軸以外の部品等に
も適用出来、また体積配分比や、傾斜角の具体的数値等
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、本
発明に係る軸付き円盤部品はクランク軸以外の部品等に
も適用出来、また体積配分比や、傾斜角の具体的数値等
は例示である。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明に係る軸付き円盤部
品の冷間鍛造方法は、複数の鍛造工程を経て、軸中心に
対して、左右の体積が異なる非対称形状の円盤部を有す
る軸付き円盤部品を成形するようにしたため、工程系列
が簡素となり、例えば熱間鍛造等の比べて歩留りの向上
を図ることが出来る。特に、円盤部の体積比が、概略
１：２になるようにすれば、例えばクランク軸のバラン
スウェイト部に好適である。また体積を配分するため、
成形過程の途中で、素材の軸部から円盤部に連なる左右
の連接部に傾斜角の異なる傾斜面を形成するようにし、
またその際、体積の多い側の傾斜角を体積の少ない側の
傾斜角より浅くするようにすれば、材料割れを生じない
で成形することが出来、また鍛造荷重を減らすことが出
来る。
品の冷間鍛造方法は、複数の鍛造工程を経て、軸中心に
対して、左右の体積が異なる非対称形状の円盤部を有す
る軸付き円盤部品を成形するようにしたため、工程系列
が簡素となり、例えば熱間鍛造等の比べて歩留りの向上
を図ることが出来る。特に、円盤部の体積比が、概略
１：２になるようにすれば、例えばクランク軸のバラン
スウェイト部に好適である。また体積を配分するため、
成形過程の途中で、素材の軸部から円盤部に連なる左右
の連接部に傾斜角の異なる傾斜面を形成するようにし、
またその際、体積の多い側の傾斜角を体積の少ない側の
傾斜角より浅くするようにすれば、材料割れを生じない
で成形することが出来、また鍛造荷重を減らすことが出
来る。
【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の工程の
説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側
面図
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の工程の
説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
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の工程の
説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
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の工程の
説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
【図８】体積配分が不充分でバリが大きく発生する不具
合を説明する説明図
合を説明する説明図
─────────────────────────────────────────────────────
【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】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【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の左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の左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。
【手続補正２】
【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３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】また、鍛造時に体積差を形成する方法とし
て、最初に本体部ｈと多段軸部ｊの軸芯をずらして偏芯
軸とし、その後、軸方向に圧縮荷重を加えて鍛造するよ
うな方法も一般的に考えられるが、この方法では、体積
比を２／３：１／３程度の大きなものにしようとする
と、材料割れが生じやすくなり、採用するのが難しい。
て、最初に本体部ｈと多段軸部ｊの軸芯をずらして偏芯
軸とし、その後、軸方向に圧縮荷重を加えて鍛造するよ
うな方法も一般的に考えられるが、この方法では、体積
比を２／３：１／３程度の大きなものにしようとする
と、材料割れが生じやすくなり、採用するのが難しい。
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） Ｆ１６Ｃ 13/02 Ｆ１６Ｃ 13/02 (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） 3J103 AA02 AA09 AA71 EA20 FA15 GA01 GA52 4E087 AA02 AA08 AA09 AA10 BA17 CA13 CA22 CA33 CB03 DA05 DB05 DB11 DB23 DB24 EC02 EC22 HA32 HB13 HB15
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の鍛造工程を経て、多段形状の中間
素材から軸付き円盤部品を冷間鍛造する方法であって、
前記中間素材の軸中心に対して、左右の体積が異なる非
対称形状の円盤部を成形することを特徴とする軸付き円
盤部品の冷間鍛造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の軸付き円盤部品の冷間
鍛造方法において、前記円盤部の左右の体積比は、概略
１：２の配分であることを特徴とする軸付き円盤部品の
冷間鍛造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の軸付き円
盤部品の冷間鍛造方法において、前記体積を配分するた
め、成形過程の途中で、素材の軸部から円盤部に連なる
左右の連接部に傾斜角の異なる傾斜面を形成することを
特徴とする軸付き円盤部品の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の軸付き円盤部品の冷間
鍛造方法において、前記傾斜角は、体積の多い側の傾斜
角を体積の少ない側の傾斜角より浅くすることを特徴と
する軸付き円盤部品の冷間鍛造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13956999A JP3674756B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 軸付き円盤部品の冷間鍛造方法 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP13956999A JP3674756B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 軸付き円盤部品の冷間鍛造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000326044A true JP2000326044A (ja) | 2000-11-28 |
| JP3674756B2 JP3674756B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=15248332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13956999A Expired - Fee Related JP3674756B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 軸付き円盤部品の冷間鍛造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3674756B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102343413A (zh) * | 2011-07-21 | 2012-02-08 | 南京迪威尔重型锻造股份有限公司 | 一种自由锻中台阶轴的锻造方法 |
| CN102500732A (zh) * | 2011-10-17 | 2012-06-20 | 浙江裕泰汽车配件有限公司 | 汽车车门限位器的多工位冷镦成型工艺 |
| JP2019217532A (ja) * | 2018-06-20 | 2019-12-26 | 日本製鉄株式会社 | 据込み加工部品とその製造方法および製造装置 |
| CN117505767A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-02-06 | 中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司 | 大尺寸厚截面风扇盘锻件制作方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JPH05104191A (ja) * | 1991-10-15 | 1993-04-27 | Suzuhide Kogyo Kk | フランジ付き軸体の圧造成形法 |
| 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 JP13956999A patent/JP3674756B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102343413A (zh) * | 2011-07-21 | 2012-02-08 | 南京迪威尔重型锻造股份有限公司 | 一种自由锻中台阶轴的锻造方法 |
| CN102343413B (zh) * | 2011-07-21 | 2012-11-14 | 南京迪威尔高端制造股份有限公司 | 一种自由锻中台阶轴的锻造方法 |
| CN102500732A (zh) * | 2011-10-17 | 2012-06-20 | 浙江裕泰汽车配件有限公司 | 汽车车门限位器的多工位冷镦成型工艺 |
| JP2019217532A (ja) * | 2018-06-20 | 2019-12-26 | 日本製鉄株式会社 | 据込み加工部品とその製造方法および製造装置 |
| JP7081329B2 (ja) | 2018-06-20 | 2022-06-07 | 日本製鉄株式会社 | 据込み加工部品とその製造方法および製造装置 |
| CN117505767A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-02-06 | 中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司 | 大尺寸厚截面风扇盘锻件制作方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3674756B2 (ja) | 2005-07-20 |
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