JPH0618680B2

JPH0618680B2 - コンロツドの成形方法

Info

Publication number: JPH0618680B2
Application number: JP61083450A
Authority: JP
Inventors: 智範中村; 晴夫目黒
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1986-04-11
Filing date: 1986-04-11
Publication date: 1994-03-16
Anticipated expiration: 2009-03-16
Also published as: JPS62240129A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はＡｌ粉末材またはTi合金等の難成形材料製のコ
ンロッドを側方押出し成形する方法、特にコンロッド小
端部の膨出成形に関する。

（従来の技術）コンロッドの成形は、従来では熱間クロスロール成形等
により製品形状に見合って適度にボリューム配分された
プリフォーム品を、熱間鍛造プレスまたはハンマーにて
荒成形、仕上成形、トリミングのようにバリ（またはフ
ラッシュ）を多く出しながら単純に上型で押潰す据込み
型打ち成形を行っていた。

そして最近、特に軽量化、燃費・性能向上の目的からＡ
ｌ粉末系複合材料やTi合金等の高強度材または高級、且
つ難成形材料への置換が行われるが、これらの材料は延
性に乏しく、成形可能な温度範囲が極めて狭いことから
従来の製法をそのまま適用したのでは限界がある。

例えば工程数が多いとその間のワークの温度ダウンによ
る伸びの低下という問題があり、据込み時にワーク外周
には引張応力が働くが、据込み比率、即ち外周の拡がり
量が大き過ぎるとクラックが入り欠陥となる。またコー
ナーの隅々まで欠肉なく形をだすためには大きなバリを
必要とするので、歩留りが悪く、高価な材料を無駄にす
ることとなり、得策ではない。

このため、プリフォームまたは荒成形を電気アプセッタ
ーや前方押出しにより作る方法やこれらと仕上成形の密
閉鍛造化との組み合わせも行われるが、最も合理的な方
法の一つとして工程短縮、歩留り向上が図れる側方押出
し成形が考えられる。

（発明が解決しようとする問題点）側方押出し成形は閉塞複動鍛造により行うもので、例え
ばトリポード型等速ジョイント部品のスパイダーの如き
物に適用されるが、コンロッドについてもコンロッド本
体とキャップを一体に成形するか、キャップは別にして
も２個取り成形を行うことで、比較的単純形状のコンロ
ッド素材が側方押出しにより成形できる。

ところで、側方押出し成形は前方押出しや後方押出しと
同じく押出し成形の一種なので、単純な従来の据込み成
形（通常の成形）に比べると材料の成形限界が向上し、
製品の割れ欠陥が少ないことと、小径の丸棒素材からダ
イレクトに成形できること等の長所を有するが、一般的
に押出し成形においては、材料は成形ランドまたはダイ
オリフィスを通過後はそのまま一方向に延びようとする
性質を持っている。通常、鍛造加工においては、材料ボ
リュームのバラツキ吸収や押過ぎによる過負荷を防止す
るために、逃げ空間または材料の開放部を持たせるよう
にしており、当然、押出し成形の場合にも押出された材
料先端は型と干渉することなくフリー端となっている。

ところが、コンロッドの場合には更に小端部の膨出成形
が必要であり、押出された材料先端は金型で流れを阻止
されて膨らみ、小端部を形成することになるが、この膨
出成形に際しては材料の座屈が問題となる。つまり側方
押出しされた材料は成形ランドを通過後はフリクション
低減のための若干のクリアランスを有するか、またはほ
とんど密着状態にて型内を移動するが、小端部において
は非拘束状態となり、この非拘束長さｌと素材直径ｄま
たはそれに相当する素材巾との比の関係により座屈を起
こし、製品としては巻くれ込み欠陥となる。

またこのような膨出成形は通常の据込み成形と同じで外
周には引張応力が働き、据込み率が高いとクラックを発
生し易い。特にこの場合には押出し成形後の据込みであ
り、加工硬化があったり、ファイバーフローが一度形成
された後潰すことや高強度材（難成形材）を使用したり
すれば一層割れ易いという問題があった。

更にある必要な形状に小端部を形成し、型に倣って埋め
ようとすれば密閉状態となり、荷重が増大するため、金
型の破損を招く虞れもある。

このため、割型ダイを用いた前方押出しアンダーカット
（小端部膨出）成形に見られるように押出し部と小端ア
プセット部に金型ダイを２つに分けて２段モーション
（複動作動）させることで、非拘束長さ比ｌ／ｄを徐々
に増加させつつ径を拡げ、再び据込む方法を側方押出し
に採用することも可能ではあるが、この方式は材料の座
屈に対しては有効であるが、小端部外周はフリー端（型
と非拘束）のままであり、形状が一定せず、太鼓状にな
る等、精密なコンロッド素材または予備成形品としては
適当でない。またこの成形過程はやや趣を異にするもの
の外周非拘束の通常据込みと大差なく外周には引張応力
が作用するので、クラックが入り易い。

そして金型作動が複雑で特殊な作動をするプレスまたは
装置を要すること、型構造もより複雑になる等の問題を
有している。

（問題点を解決するための手段）以上の問題点に対処すべく本発明は、金型(11),(21)の
型小端部(13),(23)の外周面または上下面のうち少なく
とも一方にスライド可能なクッションピン(51),(61)、
またはクッションピン(71),(81)等を配設し、型小端部
(13),(23)内に押出された材料をクッションピン(51),(6
1)、またはクッションピン(71),(81)等のいずれか若し
くは両方にて常に拘束保持するとともに、適度なクッシ
ョン圧の設定による背圧を付加したままコンロッド小端
部(4)を膨出形成させる。

（作用）側方押出しにより絞られ、押出された材料は、型小端部
(13),(23)の終端に突当てられて膨出成形を開始する
が、型小端部(13),(23)の外周面、上下面のいずれか一
方または両方よりクッションピン(51),(61)、クッショ
ンピン(71),(81)等が突出しており、これにより材料を
常に保持しながら変形の開始から終了まで自由に移動で
きるようにしたので、座屈することなくキャビティー内
に充満させることができる。

同時に成形中は適度なクッション圧により背圧が材料に
与えられ、材料は静水圧下におかれて延性が向上するの
で、クラックが防止できる。また据込み時における材料
中央の膨らみが規制され、キャビティー形状に材料が倣
い易いので、無理に大きな成形荷重を必要としなくても
コンロッド素材として要求される小端部形状が得られ易
い。更に材料がキャビティーに充満後もクッションピン
(51),(61),(71),(81)等は移動可能であるので、ボリュ
ームのバラツキや押過ぎによる圧力を吸収し、金型(1
1),(21)の保護が図れる。即ちクッションピンが大部分
の荷重を負担し、金型の負荷が少なくて済み、割型構造
であることからも応力が分散されるので、引張応力が少
なくなり、金型が割れ難くなる。

そしてクッションピンを設置するだけで良いため、構造
も簡単である。

（実施例）以下に添付図面を基に実施例を説明する。

第１図及び第２図は第１実施例を示し、(1)は素材、(1
1)は上金型、(21)は下金型、(31)は上パンチ、(41)は下
パンチであり、素材(1)は例えばＡｌ粉末系複合材料か
ら成る丸棒素材である。

上金型(11)及び下金型(21)の合わせ面には成形すべきコ
ンロッド(2)の形状に合わせて型大端部(12),(22)、型小
端部(13),(23)、型連杆部(14),(24)が連続して凹状に形
成され、型大端部(12),(22)には不図示の複動プレス装
置等により作動する上パンチ(31)と下パンチ(41)が上下
摺動自在に組込まれる。

以上において、型小端部(13),(23)の上下面に上下のク
ッションピン(51),(61)を上下摺動自在に組込むととも
に、同じく型小端部(13),(23)の左右面にも左右のクッ
ションピン(71),(81)を左右摺動自在に組込む。これら
のクッションピン(51),(61),(71),(81)は図中にバネ材
の如く示すクッション装置(52),(62),(72),(82)にて突
出方向にそれぞれ付勢されており、且つ型小端部(13),
(23)内に押出された材料に対して最も効果的な背圧を付
与するように適度なクッション圧をもって設定されてい
る。

而して上下のパンチ(31),(41)により素材(1)を側方へ押
出すと、型連杆部(14),(24)を経て型小端部(13),(23)内
に材料が押出される。そして型小端部(13),(23)の型連
杆部(14),(24)と対向する終端に突当たって材料が膨出
成形される。この時、型小端部(13),(23)の上下面には
上下のクッションピン(51),(61)が、また左右面にも左
右のクッションピン(71),(81)が突出しているため、こ
れら上下及び左右の計４本のクッションピン(51),(61),
(71),(81)により材料は拘束保持されながら変形を開始
し、適度なクッション圧により上下及び左右に背圧を付
与されて膨出し、型小端部(13),(23)内の形状に倣って
材料が充満される。

斯くして得られたコンロッド(2)は大端部(3)及び小端部
(4)に軸穴を加工し、更に大端部(3)を分離してキャップ
を作る。

次に第２実施例を説明する。

第３図及び第４図に示すように上下のクッションピン(5
1),(61)及び左右のクッションピン(71),(81)に加え、更
に型小端部(13),(23)の後端面にも後方のクッションピ
ン(91)を前後摺動自在に組込む。このクッションピン(9
1)も同様に材料に対して最も効果的な背圧を付与すべく
適度なクッション圧に設定されたクッション装置(92)に
て突出方向に付勢されている。尚、図中、前記第１実施
例と同様の部分には同一符号を付し、その説明を省略し
た。

このように型小端部(13),(23)の後端面にもクッション
ピン(91)を設置すれば、型小端部(13),(23)内に押出さ
れた材料の先端をこのクッションピン(91)の突出端にて
先行して拘束保持することができ、これにより背圧を付
与しながら次の膨出成形へ進行させることができ、効果
的な膨出成形が行える。

ところで、素材(1)としては丸棒に限らず、予め大端部
形状をなすものを使用しても良く、またいずれの実施例
においてもコンロッド(2)の１個取り成形を例示した
が、型大端部を中央としてその両側に型連杆部及び型小
端部をそれぞれ形成して２個取り成形することも可能で
ある。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、クッションピンによる材
料の拘束保持及び背圧付与によってコンロッド小端部の
膨出成形が効果的に行え、複雑なモーションを必要とせ
ずに比較的簡単な構成により材料の座屈による巻き込み
欠陥、外周のクラックを防止し、コンロッド素材として
必要な小端部形状が得られ、且つ材料のボリュームのバ
ラツキ吸収と押過ぎによる荷重増大の回避が行え、金型
の保護も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は第１実施例を示す金型の平面図と縦
断面図、第３図及び第４図は第２実施例を示す金型の平
面図と縦断面図である。尚、図面中、(1)は素材、(2)はコンロッド、(3)は大端
部、(4)は小端部、(11),(21)は金型、(12),(22)は型大
端部、(13),(23)は型小端部、(14),(24)は型連杆部、(3
1),(41)はパンチ、(51),(61),(71),(81),(91)はクッシ
ョンピンである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大端部、小端部、連杆部から成るコンロッ
ド用の成形金型の型大端部に丸棒または大端部形状をな
す素材を配設し、該素材を上下のパンチにより押圧し、該パンチと直角方向の型連杆部及び型小端部に前記素材
を押出すようにした側方押出し成形方法において、前記型小端部の外周面または上下面のうち少なくとも一
方にスライド可能なクッションピンを配設し、前記型小端部内に押出された材料を該クッションピンに
て常に拘束保持し、且つ背圧を付加したままコンロッド
小端部を膨出成形することを特徴とするコンロッドの成
形方法。