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WO2014016875A1 - 型鍛造クランク軸の製造方法 - Google Patents

型鍛造クランク軸の製造方法 Download PDF

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WO2014016875A1
WO2014016875A1 PCT/JP2012/004796 JP2012004796W WO2014016875A1 WO 2014016875 A1 WO2014016875 A1 WO 2014016875A1 JP 2012004796 W JP2012004796 W JP 2012004796W WO 2014016875 A1 WO2014016875 A1 WO 2014016875A1
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WO
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crankshaft
die
cross
billet
forged
Prior art date
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PCT/JP2012/004796
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English (en)
French (fr)
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富彦 福安
伸孝 谷元
潤一 大久保
邦裕 吉田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
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Publication date
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Priority to CN201280074837.XA priority patent/CN104487188B/zh
Priority to IN1595DEN2015 priority patent/IN2015DN01595A/en
Priority to PCT/JP2012/004796 priority patent/WO2014016875A1/ja
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    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • F16C3/08—Crankshafts made in one piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2220/00—Shaping
    • F16C2220/40—Shaping by deformation without removing material
    • F16C2220/46—Shaping by deformation without removing material by forging
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49286—Crankshaft making

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a crankshaft material by hot die forging (hereinafter referred to as “die forged crankshaft”), and in particular, a reciprocating device having two or more cylinders (eg, an automobile reciprocating engine, a reciprocating compressor, a reciprocating pump).
  • the present invention relates to a method for manufacturing a die forged crankshaft to be mounted on a machine.
  • the crankshaft is a main part of a reciprocating engine that obtains power by converting the reciprocating motion of the piston into a rotational motion, and is roughly divided into those manufactured by die forging and those manufactured by casting.
  • Forged automobile engines such as passenger cars, freight cars and special work vehicles, especially multi-cylinder engines with two or more cylinders, require high strength and rigidity for the crankshaft. Yes.
  • Die forging crankshafts are also used in engines such as motorcycles, agricultural machines and ships.
  • a die-forged crankshaft is also used in a reciprocating compressor, reciprocating pump, or the like that converts rotational motion into reciprocating motion, in which power transmission is opposite to that of a reciprocating engine.
  • the die forged crankshaft used in these reciprocating equipment is, as described in Patent Documents 1 and 2, for example, a billet having a round or square cross section and a constant cross-sectional area over the entire length, preformed, Manufactured through the steps of die forging, deburring and shaping in order.
  • the preforming step includes roll forming and bending steps
  • the die forging step includes roughing and finish punching steps.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a manufacturing process of a conventional general die forging crankshaft.
  • the crankshaft 1 illustrated in the figure is mounted on a four-cylinder engine, and includes five journal portions J1 to J5, four pin portions P1 to P4, a front portion Fr, a flange portion Fl, and journal portions J1 to J1. It is composed of eight crank arm portions (hereinafter also simply referred to as “arm portions”) A1 to A8 that connect J5 and pin portions P1 to P4, respectively, and all eight arm portions A1 to A8 have balance weights 4 This is the crankshaft of the cylinder-8 counterweight.
  • arm portions hereinafter also simply referred to as “arm portions”
  • journal portions J1 to J5 the pin portions P1 to P4, and the arm portions A1 to A8 are collectively referred to
  • the reference numerals are “J” for the journal portion, “P” for the pin portion, and “A” for the arm portion. .
  • the billet 2 shown in FIG. 1 (a) cut in advance to a predetermined length is heated by an induction heating furnace or a gas atmosphere heating furnace, and then roll forming is performed.
  • the roll forming step for example, the billet 2 is rolled with a perforated roll and the volume thereof is distributed in the longitudinal direction while being drawn, thereby forming the roll rough ground 103 as an intermediate material (see FIG. 1B).
  • the roll rough ground 103 obtained by roll forming is partially pressed down in a direction perpendicular to the longitudinal direction to distribute the volume, and a bent rough ground 104 as a further intermediate material is formed (FIG. 1 ( c)).
  • the bent rough ground 104 obtained by bending is press-forged using a pair of upper and lower molds to form a forged material 6 in which the approximate shape of the crankshaft (final forged product) is formed ( (Refer FIG.1 (d)).
  • the rough forging material 6 obtained by roughing is press-forged using a pair of upper and lower dies to form a forging material 7 shaped to match the crankshaft (FIG. 1). (See (e)).
  • surplus material flows out as burrs from between the mold split surfaces of the molds facing each other. For this reason, the rough forged material 6 and the finished forged material 7 are provided with burrs 6a and 7a, respectively, around the shaped crankshaft.
  • the burrs 7a are punched and removed by the blade mold while holding the finished forged material 7 with the burrs 7a obtained by finishing punching with the mold from above and below. Thereby, as shown in FIG.1 (f), the die forge crankshaft 1 is obtained.
  • the main part of the die forged crankshaft 1 from which burrs have been removed for example, the shaft part such as the journal part J, the pin part P, the front part Fr, the flange part Fl, etc. Press slightly to correct to the desired size and shape. In this way, a die forged crankshaft is manufactured.
  • the manufacturing process shown in FIG. 1 is not limited to the crankshaft of the four-cylinder-eight-counterweight illustrated, but of the eight arm portions A, the first arm portion A1, the last arm portion A8, and the center two The same applies to the crankshaft of a 4-cylinder / four-counter weight having a balance weight in the arm portions A4 and A5.
  • the manufacturing process is the same for crankshafts mounted on 3-cylinder engines, in-line 6-cylinder engines, V-type 6-cylinder engines, 8-cylinder engines, and the like.
  • a twist process is added after a deburring process.
  • the manufacturing process of the die forging crankshaft includes the steps of preforming (roll forming and bending), die forging (roughing and finishing), deburring, and shaping as described above. It is common to be online, of which pre-molding may be eliminated. This is because the roll equipment used in the roll forming of the pre-forming is a dedicated equipment, the structure is complicated and the scale is large, and enormous costs are required for its installation and management. Incidentally, the bending punching in the preforming can be performed by a press facility for performing die forging (rough punching and finish punching).
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a manufacturing process of a die forged crankshaft when preliminary molding is excluded.
  • the preforming is excluded, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the billet 2 having a constant cross-sectional area over the entire length is directly rough-forged and die forged.
  • the billet cross-sectional size (round billet: diameter, square billet: one side length) is the maximum cross-sectional area in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the crankshaft to be manufactured. It is determined on the basis of the cross-sectional area of the arm portion (counterweight) having a balance weight. For this reason, when the crankshaft is manufactured without pre-molding, the yield is extremely reduced at both end portions having a small cross-sectional area of the crankshaft, that is, portions corresponding to the front portion, the flange portion, and the journal portion adjacent thereto. .
  • the actual billet cross-sectional size is classified in stages. For this reason, when manufacturing a crankshaft excluding preforming, if the ideal cross-sectional size of the billet determined from the maximum cross-sectional area of the crankshaft to be manufactured is between classes, the ideal cross-sectional size I have to use a big class billet. For example, if a round billet is used and the next largest class after the 90 mm diameter class is 95 mm, then the ideal cross-sectional size is 93 mm diameter between the classes, then the larger class 95 mm diameter billet Must be adopted. As a result, the yield decreases further.
  • the dimensional shape of the crankshaft varies depending on the type of engine.
  • the cross-sectional size of the billet varies depending on the dimensional shape of the crankshaft to be manufactured, and varies from small to large.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and is a method for producing a die forged crankshaft for a multi-cylinder reciprocating device capable of improving the yield and integrating the cross-sectional size of a billet to be used into a small one.
  • the purpose is to provide.
  • the present inventors made extensive studies by paying attention to the process of forming a wasteland that contributes to the yield in the manufacturing process of the die forged crankshaft.
  • both ends that is, the front part of the crankshaft, the flange part, and the journal part adjacent to these parts
  • the cross-sectional area is enlarged at the other intermediate part, that is, the part from the position corresponding to the first arm part of the crankshaft to the position corresponding to the last arm part
  • the present invention has been completed based on such knowledge, and the gist thereof is the following method for manufacturing a die forged crankshaft. That is, a method for manufacturing a die-forged crankshaft to be mounted on a multi-cylinder reciprocating device, in which a billet having a constant cross-sectional area is installed over its entire length, and the last from the position corresponding to the leading arm portion of the crankshaft.
  • a die forging crankshaft manufacturing method comprising: a die forging step for forming a forging material of the above; and a deburring step for removing burrs from the forging material formed in the die forging step.
  • This method of manufacturing a die forged crankshaft is useful when the crankshaft is for a multi-cylinder engine having two or more cylinders.
  • the crankshaft has a disk-shaped arm portion centered on its own central axis, the cross-sectional area of the wasteland is further enlarged at the position corresponding to the disk-shaped arm portion in the upsetting step. It can be configured.
  • the wasteland prior to the die forging step, is partially crushed according to the shape of the crankshaft, and the volume of the wasteland is set in the longitudinal direction and a direction perpendicular to the longitudinal direction.
  • the billet that is smaller than the ideal cross-sectional size determined from the maximum cross-sectional area of the crankshaft to be manufactured is upset and processed in the crankshaft to be manufactured. While securing a small cross-sectional area at both end portions with a small cross-sectional area, it is possible to form an upset wasteland expanded to an ideal cross-sectional area at an intermediate portion including the maximum cross-sectional area portion of the crankshaft to be manufactured. Since the upset wasteland is die-forged, the yield can be improved over the entire crankshaft, and the billet cross-sectional size to be used can be integrated into a smaller one.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a manufacturing process of a conventional general die forging crankshaft.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the manufacturing process of the die forged crankshaft when the preforming is excluded.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of a manufacturing process according to the method for manufacturing a die forged crankshaft of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the upset waste land and the shapes of the crankshaft when a die forged crankshaft having a disk-like arm portion is manufactured.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a modification of the manufacturing process according to the method of manufacturing a die forged crankshaft of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a manufacturing process of a conventional general die forging crankshaft.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the manufacturing process of the die forged crankshaft when the preforming is excluded.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of a manufacturing
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of upsetting in the method of manufacturing a die forged crankshaft of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing another example of upsetting in the method of manufacturing a die forged crankshaft of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a manufacturing process according to the method for manufacturing a die forged crankshaft of the present invention.
  • the crankshaft illustrated in the figure is a 4-cylinder-8-counterweight crankshaft, and its manufacturing process uses a billet 2 with a round or square cross section and a constant cross-sectional area over its entire length, and upsetting , Die forging (roughing and finishing), deburring and shaping.
  • the billet 2 shown in FIG. 3A cut in advance to a predetermined length is heated by an induction heating furnace or a gas atmosphere heating furnace, and then upsetting is performed.
  • upsetting is performed to compress the billet 2 in the longitudinal direction to form the rough ground 3 as an intermediate material (see FIG. 3B).
  • This upset wasteland 3 maintains the cross-sectional size of the billet 2 as much as possible at both end portions, that is, the front portion Fr and the flange portion Fl of the crankshaft 1 and the portions corresponding to the journal portions J1 and J5 adjacent thereto.
  • the cross-sectional area is enlarged at an intermediate portion other than the above, that is, a portion from a position corresponding to the first arm portion A1 of the crankshaft 1 to a position corresponding to the rearmost arm portion A8.
  • the cross-sectional area of the intermediate portion of the upset wasteland 3 is expanded by upsetting so as to ensure the necessary cross-sectional area of the arm portion A in the crankshaft 1 to be manufactured.
  • the upset waste 3 obtained by upsetting is press-forged using a pair of upper and lower dies, and forged with a burr 6a in which the approximate shape of the crankshaft (final forged product) is formed.
  • the material 6 is formed (see FIG. 3C).
  • the rough forging material 6 obtained by roughing is press-forged using a pair of upper and lower molds, and the forging material 7 with the burr 7a shaped to match the crankshaft is formed. (See FIG. 3D).
  • the burrs 7a are punched and removed by the blade mold while holding the finished forged material 7 with the burrs 7a obtained by finishing punching with the mold from above and below. Thereby, as shown in FIG.3 (e), the die forge crankshaft 1 is obtained.
  • the shaping process the main part of the die forged crankshaft 1 from which burrs have been removed is slightly pressed with a die from above and below to correct the desired dimensional shape. In this way, a die forged crankshaft is manufactured.
  • a billet with a smaller class diameter of 90 mm or a billet with a smaller class diameter of 85 mm is adopted.
  • the billet cross-sectional size to be used is not limited by the maximum cross-sectional area of the crankshaft to be manufactured, so it can be integrated into a small one. For this reason, when heating a billet with an induction heating furnace, the electromagnetic coil to install can be integrated into a small thing.
  • the manufacturing process shown in FIG. 3 is not limited to the crankshaft of the four-cylinder-eight-counterweight illustrated, but may be a three-cylinder engine or an in-line six-cylinder engine in addition to a four-cylinder-four-counterweight crankshaft.
  • the present invention can also be applied to a crankshaft mounted on a V-type 6-cylinder engine, an 8-cylinder engine, or the like.
  • the manufacturing process can be applied not only to automobile engines, but also to the production of crankshafts installed in all reciprocating equipment such as engines for motorcycles, agricultural machinery and ships, and reciprocating compressors and reciprocating pumps. .
  • a twist process is added after a deburring process.
  • the method of manufacturing a die forged crankshaft of the present invention is useful when the crankshaft is for a multi-cylinder engine having two or more cylinders. Moreover, the manufacturing method of the die forging crankshaft of this invention is suitable when using a round billet. This is because the round billet stably expands the cross-sectional area during upsetting than the square billet.
  • the automobile engine may be provided with a balance shaft in order to prevent vibration and noise.
  • the balance shaft is driven by a ring gear attached to one of the arm portions of the crankshaft.
  • the crankshaft has a disk-like arm portion centered on its own central axis for attaching the ring gear. This disk-shaped arm portion is much larger than the other arm portions, and has a maximum cross-sectional area among the portions of the crankshaft.
  • the manufacturing process shown in FIG. 3 can be used.
  • the cross-sectional area of the intermediate portion of the upset wasteland can be further enlarged at a position corresponding to the disk-shaped arm portion.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing upset wasteland and each shape of the crankshaft when a die forged crankshaft having a disk-shaped arm portion is manufactured.
  • the crankshaft 1 illustrated in the figure has a disk-like second arm portion A2 from the top.
  • the upset wasteland 3 used for die forging of the crankshaft 1 is formed from the position corresponding to the leading arm portion A1 of the crankshaft 1 while maintaining the billet cross-sectional size at both ends by upsetting the billet.
  • the cross-sectional area is enlarged at an intermediate portion up to a position corresponding to the rearmost arm portion A8, and the cross-sectional area is further enlarged at a position corresponding to the disk-shaped arm portion A2 in the intermediate portion. That is, the upset wasteland 3 in this case has a cross-sectional area that is expanded to two steps.
  • the cross-sectional area at the position corresponding to the disk-shaped arm portion A2 in the upset wasteland 3 ensures the necessary cross-sectional area of the disk-shaped arm portion A2 in the crankshaft 1 to be manufactured.
  • the cross-sectional area of the intermediate portion of the upset wasteland 3 other than that secures the necessary cross-sectional area of the arm part A other than the disk-like arm part A2.
  • the manufacturing process shown in FIG. 3 can be applied to the manufacture of a die forged crankshaft to be mounted on any automobile engine.
  • a crankshaft having an oval arm portion without a balance weight specifically, a 4-cylinder / four-counterweight crankshaft, a crankshaft mounted on a V-6 engine, etc. Since the arm portion has a small cross-sectional area, the manufacturing process shown in FIG. 3 cannot sufficiently improve the yield at the portion corresponding to the oval arm portion. Therefore, depending on the shape of the crankshaft to be manufactured, in the manufacturing process shown in FIG. 3, it is possible to perform pre-forming for further plastic working of the upset wasteland before the die forging process.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a modification of the manufacturing process by the method for manufacturing a die forged crankshaft of the present invention.
  • the crankshaft 1 illustrated in the figure is a crankshaft of a 4-cylinder / four-counterweight, and each of the second, third, sixth and seventh arm portions A from the top has an oval shape (see FIG. 5 (g)).
  • the crankshaft 1 manufacturing process includes upsetting, pre-forming, die forging (roughing and finishing), deburring, and shaping, and the manufacturing process upsetting and die forging shown in FIG.
  • a preforming step is added between the steps.
  • the preforming process includes a first preforming process and a second preforming process.
  • a press facility for die forging is shared, and the upset waste land 3 shown in FIG. 5B obtained by upsetting is partially pressed down in a direction perpendicular to the longitudinal direction.
  • the volume is distributed in the longitudinal direction (see FIG. 5C). The reduction at this time is performed on the portion corresponding to the oval arm portion A of the crankshaft.
  • the press equipment for performing die forging is also shared, and the upset waste land 4 shown in FIG. 5C obtained by the first pre-forming step is rotated by 90 ° around its central axis. In the rotated state, it is partially pressed down in the direction perpendicular to the longitudinal direction, and its volume is distributed in the longitudinal direction and in the direction perpendicular to the longitudinal direction (see FIG. 5D). The reduction at this time corresponds to the bending stroke shown in FIG.
  • the crankshaft 1 has a small cross-sectional area, for example, a portion corresponding to the oval arm portion A. Since the cross-sectional area of the wasteland 5 can be reduced, it is possible to sufficiently improve the yield even at that portion.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of upsetting in the method of manufacturing a die forged crankshaft of the present invention.
  • the upset wasteland 3 shown in FIG. 3 having a uniform cross-sectional area is formed.
  • the press equipment used for upsetting includes a lower mold 12 held by a fixed hard plate 11 serving as a base, and an upper mold 22 held by a hard plate 21 movable in the vertical direction. .
  • the lower mold 12 and the upper mold 22 are formed with engraved holes 13 and 23 that face each other.
  • the engraving hole 13 of the lower mold 12 is a stepped hole divided into a bottom side and an opening side.
  • the bottom side of the engraving hole 13 of the lower mold 12 has a cross-section that matches the cross-sectional shape of the billet 2, and the cross-section on the opening side matches the cross-sectional shape of the intermediate portion of the desired upset wasteland 3.
  • the engraved hole 23 of the upper mold 22 is a simple hole whose cross section matches the cross sectional shape of the billet 2. Strictly speaking, each of the engraved holes 13 and 23 is provided with a gradient that slightly expands toward the opening side. This is so as not to hinder the insertion of the billet 2 and the removal of the upset wasteland 3.
  • the billet 2 is inserted into the engraving hole 13 of the lower mold 12 during upsetting, and the one end 2 a of the billet 2 is restrained by the bottom side of the engraving hole 13.
  • the engraved hole 23 of the upper die 22 receives the other end 2 b of the billet 2, and the other end of the billet 2 is received by the engraved hole 23. 2b is restrained.
  • the both ends 2a and 2b of the billet 2 are constrained. Therefore, the portions other than the both ends 2a and 2b are compressed in the longitudinal direction, and gradually in a direction perpendicular to the longitudinal direction. Expanding.
  • the final enlargement amount of the billet 2 and the final length of the enlarged portion are determined by adjusting the bottom dead center of the upper die 22.
  • the expansion amount of the billet 2 is also limited by contact with the opening side of the engraving hole 13 of the lower mold 12.
  • the upset wasteland 3 which expanded the cross-sectional area uniformly in the other intermediate part can be shape
  • FIG. 7 is a view schematically showing another example of upsetting in the method of manufacturing a die forged crankshaft of the present invention.
  • the upsetting process illustrated in the figure is to form the upset wasteland 3 shown in FIG.
  • the engraving hole 23 of the upper mold 22 is also divided into the bottom side and the opening side, like the engraving hole 13 of the lower mold 12. It differs in that it is a stepped hole.
  • one end 2a of the billet 2 is constrained by the bottom side of the engraving hole 13 of the lower mold 12, and the other end 2b of the billet 2 is engraved with the engraving hole 23 of the upper mold 22.
  • the billet 2 is gradually expanded in the longitudinal direction, with the portions other than the constrained ends 2a and 2b being compressed in the longitudinal direction.
  • the amount of enlargement of the billet 2 is first limited by contact with the opening side of the engraving hole 13 of the lower die 12 and contact with the opening side of the engraving hole 23 of the upper die 22. Then, by adjusting the bottom dead center of the upper mold 22, the billet 2 expands from between the mold split surfaces of the lower mold 12 and the upper mold 22 facing each other, and the final enlargement amount of the part and the final length of the enlarged part At the same time, the final length of the entire enlarged portion is determined.
  • the upset wasteland 3 which expanded the cross-sectional area to 2 steps
  • the point to be noted in the upsetting described above is the billet buckling. This is because, in the method for manufacturing a die forged crankshaft of the present invention, a long billet is expanded over a wide range in the longitudinal direction, so that buckling may occur. When buckling occurs, it is not possible to obtain upset wasteland having a desired shape and size. For this reason, tests are performed in advance under various conditions. For example, when a round billet is used, as shown in FIG. 6, the billet diameter D 0 and the enlarged portion diameter D after upsetting are used.
  • the upset wasteland is not limited to one in which the cross-sectional area is uniformly increased in the intermediate portion, and may be one in which the cross-sectional area is gently increased in the intermediate portion.
  • the present invention can be effectively used for manufacturing a die forged crankshaft to be mounted on a reciprocating apparatus having two or more cylinders, particularly for manufacturing a die forged crankshaft to be mounted on a multi-cylinder engine for an automobile.

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  • Forging (AREA)
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Description

型鍛造クランク軸の製造方法
　本発明は、熱間型鍛造によるクランク軸素材（以下、「型鍛造クランク軸」という）の製造方法に関し、特に、２気筒以上のレシプロ機器（例：自動車用レシプロエンジン、レシプロコンプレッサー、レシプロポンプ）に搭載される型鍛造クランク軸の製造方法に関する。
　クランク軸は、ピストンの往復運動を回転運動に変換して動力を得るレシプロエンジンの主要部品であり、型鍛造によって製造されるものと、鋳造によって製造されるものとに大別される。乗用車や貨物車や特殊作業車などの自動車のエンジン、特に、気筒数が２以上の多気筒エンジンにおいては、クランク軸に高い強度と剛性が要求されることから、型鍛造クランク軸が多用されている。また、自動二輪車や農機や船舶などのエンジンでも型鍛造クランク軸が用いられる。また、動力の伝達がレシプロエンジンとは逆になる、回転運動を往復運動に変換するレシプロコンプレッサーやレシプロポンプ等でも型鍛造クランク軸が用いられる。
　一般に、これらのレシプロ機器に用いられる型鍛造クランク軸は、例えば特許文献１、２に記載されるように、断面が丸形または角形で全長にわたって断面積が一定のビレットを素材とし、予備成形、型鍛造、バリ抜きおよび整形の各工程を順に経て製造される。予備成形工程は、ロール成形と曲げ打ちの各工程を含み、型鍛造工程は、荒打ちと仕上打ちの各工程を含む。
　図１は、従来の一般的な型鍛造クランク軸の製造工程を模式的に示す図である。同図に例示するクランク軸１は、４気筒エンジンに搭載されるものであり、５つのジャーナル部Ｊ１～Ｊ５、４つのピン部Ｐ１～Ｐ４、フロント部Ｆｒ、フランジ部Ｆｌ、およびジャーナル部Ｊ１～Ｊ５とピン部Ｐ１～Ｐ４をそれぞれつなぐ８枚のクランクアーム部（以下、単に「アーム部」ともいう）Ａ１～Ａ８から構成され、８枚の全てのアーム部Ａ１～Ａ８にバランスウエイトを有する４気筒－８枚カウンターウエイトのクランク軸である。以下、ジャーナル部Ｊ１～Ｊ５、ピン部Ｐ１～Ｐ４、およびアーム部Ａ１～Ａ８それぞれを総称するとき、その符号は、ジャーナル部で「Ｊ」、ピン部で「Ｐ」、アーム部で「Ａ」と記す。
　図１に示す製造方法では、予め所定の長さに切断した図１（ａ）に示すビレット２を誘導加熱炉やガス雰囲気加熱炉によって加熱した後、ロール成形を行う。ロール成形工程では、例えば孔型ロールによりビレット２を圧延して絞りつつその体積を長手方向に配分し、中間素材となるロール荒地１０３を成形する（図１（ｂ）参照）。曲げ打ち工程では、ロール成形によって得られたロール荒地１０３を長手方向と直角な方向に部分的にプレス圧下してその体積を配分し、さらなる中間素材となる曲げ荒地１０４を成形する（図１（ｃ）参照）。
　荒打ち工程では、曲げ打ちによって得られた曲げ荒地１０４を上下に一対の金型を用いてプレス鍛造し、クランク軸（最終鍛造製品）のおおよその形状が造形された鍛造材６を成形する（図１（ｄ）参照）。さらに、仕上打ち工程では、荒打ちによって得られた荒鍛造材６を上下に一対の金型を用いてプレス鍛造し、クランク軸と合致する形状が造形された鍛造材７を成形する（図１（ｅ）参照）。これら荒打ちおよび仕上打ちのとき、互いに対向する金型の型割面の間から、余材がバリとして流出する。このため、荒鍛造材６、仕上鍛造材７は、造形されたクランク軸の周囲にそれぞれバリ６ａ、７ａが付いている。
　バリ抜き工程では、仕上打ちによって得られたバリ７ａ付きの仕上鍛造材７を上下から金型で保持しつつ、刃物型によってバリ７ａを打ち抜き除去する。これにより、図１（ｆ）に示すように、型鍛造クランク軸１が得られる。整形工程では、バリを除去した型鍛造クランク軸１の要所、例えば、ジャーナル部Ｊ、ピン部Ｐ、フロント部Ｆｒ、フランジ部Ｆｌなどといった軸部、場合によってはアーム部Ａを上下から金型で僅かにプレスし、所望の寸法形状に矯正する。こうして、型鍛造クランク軸が製造される。
　図１に示す製造工程は、例示する４気筒－８枚カウンターウエイトのクランク軸に限らず、８枚のアーム部Ａのうち、先頭のアーム部Ａ１、最後尾のアーム部Ａ８、および中央の２枚のアーム部Ａ４、Ａ５にバランスウエイトを有する４気筒－４枚カウンターウエイトのクランク軸であっても、同様である。その他に、３気筒エンジン、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、８気筒エンジンなどに搭載されるクランク軸であっても、製造工程は同様である。なお、ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、バリ抜き工程の後に、捩り工程が追加される。
特開平５－２２８５７４号公報 特開平８－２４９８８号公報
　型鍛造クランク軸の製造工程は、上記の通りに予備成形（ロール成形と曲げ打ち）、型鍛造（荒打ちと仕上打ち）、バリ抜きおよび整形の各工程を含み、これらの工程が一連に進行するオンラインとされるのが一般的であるが、そのうちの予備成形が排除される場合がある。予備成形のうちのロール成形で用いるロール設備は、専用の設備であり、構造が複雑で規模が大きく、その据え付けや管理に莫大なコストを要するからである。ちなみに、予備成形のうちの曲げ打ちは、型鍛造（荒打ちと仕上打ち）を行うプレス設備で実施することが可能である。
　図２は、予備成形を排除した場合の型鍛造クランク軸の製造工程を模式的に示す図である。予備成形を排除した場合、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、全長にわたって断面積が一定のビレット２を、直接、荒打ちして型鍛造することになる。
　通常、使用するビレットの断面サイズ（丸ビレットの場合：直径、角ビレットの場合：一辺の長さ）は、製造対象のクランク軸における長手方向と直角な方向での最大断面積、具体的にはバランスウエイトを有するアーム部（カウンターウエイト）の断面積を基準にして決定される。このため、予備成形を排除してクランク軸を製造する場合、クランク軸の断面積の小さい両端部分、すなわちフロント部、フランジ部およびこれらに隣接するジャーナル部に対応する部分で歩留りが極端に低下する。
　また、現実のビレットの断面サイズは、段階的にクラス分けされている。このため、予備成形を排除してクランク軸を製造する場合、製造対象のクランク軸の最大断面積から決定されるビレットの理想的な断面サイズがクラス間にあると、その理想的な断面サイズよりも大きいクラスのビレットを使用せざるを得ない。例えば、丸ビレットを使用するとして、直径９０ｍｍのクラスの次に大きいクラスが直径９５ｍｍである場合、理想的な断面サイズがそれらのクラス間の直径９３ｍｍであると、より大きいクラスの直径９５ｍｍのビレットを採用せざるを得ない。そうすると、ますます歩留りが低下する。
　さらに、クランク軸の寸法形状は、エンジンの種別に応じて様々である。このため、ビレットの断面サイズは、製造対象のクランク軸の寸法形状ごとに異なり、小さなものから大きなものまで多岐にわたる。しかも、ビレットの加熱を誘導加熱炉で行う場合、使用するビレットの断面サイズに応じて、都度、適切な大きさの電磁コイルを準備し設置する必要がある。
　本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、歩留りを向上させるとともに、使用するビレットの断面サイズを小さなものに統合することができる多気筒レシプロ機器用の型鍛造クランク軸の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記目的を達成するため、型鍛造クランク軸の製造工程のうち、歩留りに寄与する荒地を成形する工程に注目し、鋭意検討を重ねた。その結果、型鍛造（荒打ちと仕上打ち）の前に、ビレットを長手方向に圧縮する据え込み加工を行うことにより、両端部分、すなわちクランク軸のフロント部、フランジ部およびこれらに隣接するジャーナル部に対応する部分でビレットの断面サイズを維持しつつ、それ以外の中間部分、すなわちクランク軸の先頭のアーム部に対応する位置から最後尾のアーム部に対応する位置までの部分で断面積を拡大させた荒地（以下、「据え込み荒地」ともいう）を成形し、この据え込み荒地を型鍛造するのが有効であることを知見した。
　本発明は、このような知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は下記の型鍛造クランク軸の製造方法にある。すなわち、多気筒レシプロ機器に搭載される型鍛造クランク軸を製造する方法であって、全長にわたって断面積が一定のビレットを据え込み加工し、前記クランク軸の先頭のアーム部に対応する位置から最後尾のアーム部に対応する位置までの部分で断面積を拡大させた荒地を成形する据え込み工程と、据え込み工程で成形した荒地を型鍛造し、前記クランク軸の形状が造形されたバリ付きの鍛造材を成形する型鍛造工程と、型鍛造工程で成形した鍛造材からバリを除去するバリ抜き工程と、を含むことを特徴とする型鍛造クランク軸の製造方法である。
　この型鍛造クランク軸の製造方法は、前記クランク軸が２気筒以上の多気筒エンジン用である場合に有用である。前記クランク軸が自身の中心軸を中心とする円板状のアーム部を有する場合は、前記据え込み工程において、その円板状のアーム部に対応する位置で前記荒地の断面積をさらに拡大させる構成とすることができる。
　これらの型鍛造クランク軸の製造方法は、前記型鍛造工程の前に、前記クランク軸の形状に応じて前記荒地を部分的に圧下し、前記荒地の体積を長手方向および長手方向と直角な方向のうちの少なくとも長手方向に配分する予備成形工程を含む構成とすることができる。
　本発明の型鍛造クランク軸の製造方法によれば、製造対象のクランク軸の最大断面積から決定される理想的な断面サイズよりも小さいビレットを据え込み加工することにより、製造対象のクランク軸における断面積の小さい両端部分で断面積を小さく確保しつつ、製造対象のクランク軸における最大断面積の部分を含む中間部分で理想的な断面積に拡大した据え込み荒地を成形することができ、この据え込み荒地を型鍛造するので、クランク軸の全域にわたって歩留りを向上させることが可能になり、使用するビレットの断面サイズを小さなものに統合することも可能になる。
図１は、従来の一般的な型鍛造クランク軸の製造工程を模式的に示す図である。 図２は、予備成形を排除した場合の型鍛造クランク軸の製造工程を模式的に示す図である。 図３は、本発明の型鍛造クランク軸の製造方法による製造工程の一例を模式的に示す図である。 図４は、円板状のアーム部を有する型鍛造クランク軸を製造する場合の据え込み荒地およびクランク軸の各形状を模式的に示す図である。 図５は、本発明の型鍛造クランク軸の製造方法による製造工程の変形例を模式的に示す図である。 図６は、本発明の型鍛造クランク軸の製造方法における据え込み加工の一例を模式的に示す図である。 図７は、本発明の型鍛造クランク軸の製造方法における据え込み加工の別例を模式的に示す図である。
　以下に、本発明の型鍛造クランク軸の製造方法について、その実施形態を詳述する。
　図３は、本発明の型鍛造クランク軸の製造方法による製造工程の一例を模式的に示す図である。同図に例示するクランク軸は、４気筒－８枚カウンターウエイトのクランク軸であり、その製造工程は、断面が丸形または角形で全長にわたって断面積が一定のビレット２を素材とし、据え込み加工、型鍛造（荒打ちと仕上打ち）、バリ抜きおよび整形の各工程を含む。
　本発明の型鍛造クランク軸の製造方法では、予め所定の長さに切断した図３（ａ）に示すビレット２を誘導加熱炉やガス雰囲気加熱炉によって加熱した後、据え込み加工を行う。据え込み工程では、詳細は後述するが、ビレット２を長手方向に圧縮する据え込み加工を行い、中間素材となる荒地３を成形する（図３（ｂ）参照）。この据え込み荒地３は、両端部分、すなわちクランク軸１のフロント部Ｆｒ、フランジ部Ｆｌおよびこれらに隣接するジャーナル部Ｊ１、Ｊ５に対応する部分でビレット２の断面サイズを出来るだけ維持しつつ、それ以外の中間部分、すなわちクランク軸１の先頭のアーム部Ａ１に対応する位置から最後尾のアーム部Ａ８に対応する位置までの部分で断面積を拡大させたものである。
　据え込み荒地３の中間部分の断面積は、製造対象のクランク軸１におけるアーム部Ａの必要断面積を確保するように据え込み加工で拡大させる。
　荒打ち工程では、据え込み加工によって得られた据え込み荒地３を上下に一対の金型を用いてプレス鍛造し、クランク軸（最終鍛造製品）のおおよその形状が造形されたバリ６ａ付きの鍛造材６を成形する（図３（ｃ）参照）。さらに、仕上打ち工程では、荒打ちによって得られた荒鍛造材６を上下に一対の金型を用いてプレス鍛造し、クランク軸と合致する形状が造形されたバリ７ａ付きの鍛造材７を成形する（図３（ｄ）参照）。
　バリ抜き工程では、仕上打ちによって得られたバリ７ａ付きの仕上鍛造材７を上下から金型で保持しつつ、刃物型によってバリ７ａを打ち抜き除去する。これにより、図３（ｅ）に示すように、型鍛造クランク軸１が得られる。整形工程では、バリを除去した型鍛造クランク軸１の要所を上下から金型で僅かにプレスし、所望の寸法形状に矯正する。こうして、型鍛造クランク軸が製造される。
　このような本発明の型鍛造クランク軸の製造方法によれば、例えば、丸ビレットを使用するとして、直径９０ｍｍのクラスの次に大きいクラスが直径９５ｍｍである場合、製造対象のクランク軸の最大断面積から決定される理想的な断面サイズがそれらのクラス間の直径９３ｍｍであっても、より小さいクラスの直径９０ｍｍのビレットを採用したり、さらに小さいクラスの直径８５ｍｍのビレットを採用し、この断面サイズの小さいビレットを据え込み加工することにより、製造対象のクランク軸における断面積の小さい両端部分で断面積を小さく確保しつつ、製造対象のクランク軸における最大断面積の部分を含む中間部分で理想的な断面積に拡大した据え込み荒地を成形することができる。この据え込み荒地を型鍛造するので、クランク軸の全域にわたって歩留りを向上させることが可能になる。
　また、使用するビレットの断面サイズは、製造対象のクランク軸の最大断面積に制約されないので、小さなものに統合することも可能になる。このため、ビレットの加熱を誘導加熱炉で行う場合、設置する電磁コイルも小さいものに統合することができる。
　図３に示す製造工程は、例示する４気筒－８枚カウンターウエイトのクランク軸に限らず、４気筒－４枚カウンターウエイトのクランク軸であっても、その他に、３気筒エンジン、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、８気筒エンジンなどに搭載されるクランク軸であっても、適用できる。また、同製造工程は、自動車用エンジンのみならず、自動二輪車や農機や船舶などのエンジン、さらにはレシプロコンプレッサーやレシプロポンプなどといったように、あらゆるレシプロ機器に搭載されるクランク軸の製造に適用できる。なお、ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、バリ抜き工程の後に、捩り工程が追加される。
　本発明の型鍛造クランク軸の製造方法は、クランク軸が２気筒以上の多気筒エンジン用である場合に有用である。また、本発明の型鍛造クランク軸の製造方法は、丸ビレットを使用する場合に好適である。丸ビレットの方が、角ビレットよりも、据え込み加工時に安定して断面積が拡大するからである。
　ここで、自動車用エンジンには、振動および騒音を防止するために、バランスシャフトが設けられることがある。このバランスシャフトは、クランク軸のアーム部の１つに取り付けられたリングギヤによって駆動する。この場合、クランク軸は、リングギヤを取り付けるために、自身の中心軸を中心とする円板状のアーム部を有する。この円板状のアーム部は、他のアーム部と比べてはるかに大きく、クランク軸の各部のうちで最大断面積となる。
　このような円板状のアーム部を有する型鍛造クランク軸を製造する場合も、前記図３に示す製造工程で対応できる。もっとも、この場合は、その製造工程のうちの据え込み工程において、据え込み荒地の中間部分の断面積を円板状のアーム部に対応する位置でさらに拡大させることができる。
　図４は、円板状のアーム部を有する型鍛造クランク軸を製造する場合の据え込み荒地およびクランク軸の各形状を模式的に示す図である。同図に例示するクランク軸１は、先頭から２番目のアーム部Ａ２が円板状となっている。このクランク軸１の型鍛造に用いる据え込み荒地３は、ビレットを据え込み加工することにより、両端部分でビレットの断面サイズを維持しつつ、クランク軸１の先頭のアーム部Ａ１に対応する位置から最後尾のアーム部Ａ８に対応する位置までの中間部分で断面積を拡大させるとともに、その中間部分のうち円板状のアーム部Ａ２に対応する位置でさらに断面積を拡大させたものである。すなわち、この場合の据え込み荒地３は、断面積が２段に拡大している。
　据え込み荒地３における円板状のアーム部Ａ２に対応する位置の断面積は、製造対象のクランク軸１における円板状アーム部Ａ２の必要断面積を確保する。それを除く据え込み荒地３の中間部分の断面積は、円板状アーム部Ａ２以外のアーム部Ａの必要断面積を確保する。
　この据え込み荒地３を型鍛造すれば、円板状のアーム部Ａ２を有するクランク軸であっても、全域にわたって歩留りを向上させて製造することができる。
　上述の通り、前記図３に示す製造工程は、あらゆる自動車用エンジンに搭載される型鍛造クランク軸の製造に適用できる。ただし、バランスウエイトのない小判状のアーム部を備えるクランク軸、具体的には、４気筒－４枚カウンターウエイトのクランク軸、Ｖ型６気筒エンジンに搭載されるクランク軸などの場合、小判状のアーム部は断面積が小さいため、前記図３に示す製造工程では、小判状のアーム部に対応する部分で十分に歩留りの向上が図れない。そこで、製造対象のクランク軸の形状によっては、前記図３に示す製造工程において、型鍛造工程の前に、据え込み荒地をさらに塑性加工する予備成形を行うことができる。
　図５は、本発明の型鍛造クランク軸の製造方法による製造工程の変形例を模式的に示す図である。同図に例示するクランク軸１は、４気筒－４枚カウンターウエイトのクランク軸であり、先頭から２番目、３番目、６番目および７番目の各アーム部Ａが小判状となっている（図５（ｇ）参照）。このクランク軸１の製造工程は、据え込み加工、予備成形、型鍛造（荒打ちと仕上打ち）、バリ抜きおよび整形の各工程を含み、前記図３に示す製造工程の据え込み工程と型鍛造工程の間に予備成形工程を追加したものである。予備成形工程は、第１の予備成形と第２の予備成形の各工程を含む。
　第１の予備成形工程では、型鍛造を行うプレス設備を共用し、据え込み加工によって得られた図５（ｂ）に示す据え込み荒地３を長手方向と直角な方向に部分的にプレス圧下し、その体積を長手方向に配分する（図５（ｃ）参照）。このときの圧下は、クランク軸の小判状アーム部Ａに対応する部分に行う。
　続く第２の予備成形工程では、同じく型鍛造を行うプレス設備を共用し、第１の予備成形工程によって得られた図５（ｃ）に示す据え込み荒地４を自身の中心軸周りに９０°回転させた状態で、長手方向と直角な方向に部分的にプレス圧下し、その体積を長手方向および長手方向と直角な方向に配分する（図５（ｄ）参照）。このときの圧下は、前記図１（ｃ）に示す曲げ打ちに相当する。
　そして、第２の予備成形工程によって得られた図５（ｄ）に示す据え込み荒地５を型鍛造する。
　このような図５に示す製造工程を経る製造方法では、製造対象のクランク軸１の形状に応じ、クランク軸１における断面積の小さい部分、例えば、小判状アーム部Ａに対応する部分で据え込み荒地５の断面積を減少させることができるので、その部分でも十分に歩留りの向上を図ることが可能になる。
　図６は、本発明の型鍛造クランク軸の製造方法における据え込み加工の一例を模式的に示す図である。同図に例示する据え込み加工は、断面積が一律に拡大した前記図３に示す据え込み荒地３を成形するものである。
　据え込み加工は、専用のプレス設備を用いて行う場合、そのプレス設備としては、スクリュープレス、油圧プレス、クランクプレスなどを適用できる。ただし、据え込み加工は、他の工程と一連のオンラインの中で行われ、長尺のビレットを長手方向に圧縮する加工であることから、そのプレス設備には、高速化およびストロークの長尺化に対応可能であることが要求される。
　図６に示すように、据え込み加工に用いるプレス設備は、基礎となる固定のハードプレート１１に保持された下型１２と、上下方向に可動するハードプレート２１に保持された上型２２を備える。下型１２および上型２２には、互いに対向する彫り込み穴１３、２３がそれぞれ形成されている。
　下型１２の彫り込み穴１３は、底側と開口側に区分された段付き穴とされる。この下型１２の彫り込み穴１３の底側は、断面がビレット２の断面形状と一致し、開口側の断面は、所望する据え込み荒地３の中間部分の断面形状と一致する。一方、上型２２の彫り込み穴２３は、断面がビレット２の断面形状と一致する単純な穴とされる。なお、厳密には、これらの彫り込み穴１３、２３のいずれにも、開口側に向けて僅かに拡大する勾配が設けられている。ビレット２の挿入と据え込み荒地３の取り出しに支障を来たさないようにするためである。
　図６（ａ）に示すように、据え込み加工に際し、下型１２の彫り込み穴１３にビレット２が挿入され、その彫り込み穴１３の底側によってビレット２の一端部２ａが拘束される。次に、図６（ｂ）に示すように、上型２２を下降させると、上型２２の彫り込み穴２３がビレット２の他端部２ｂを受け入れ、その彫り込み穴２３によってビレット２の他端部２ｂが拘束される。引き続き上型２２を下降させると、ビレット２は、その両端部２ａ、２ｂが拘束されているため、その両端部２ａ、２ｂ以外の部分が長手方向に圧縮され、長手方向と直角な方向に次第に拡大する。
　このとき、上型２２の下死点の調整により、ビレット２の最終拡大量およびその拡大部分の最終長さが決まる。もっとも、ビレット２の拡大量は、下型１２の彫り込み穴１３の開口側との接触によっても制限される。これにより、図６（ｃ）に示すように、両端部分でビレット２の断面サイズを維持しつつ、それ以外の中間部分で断面積を一律に拡大させた据え込み荒地３を成形できる。
　図７は、本発明の型鍛造クランク軸の製造方法における据え込み加工の別例を模式的に示す図である。同図に例示する据え込み加工は、断面積が２段に拡大した前記図４に示す据え込み荒地３を成形するものである。
　図７に示す据え込み加工では、前記図６に示す据え込み加工と比較し、上型２２の彫り込み穴２３も、下型１２の彫り込み穴１３と同様に、底側と開口側に区分された段付き穴とされる点で相違する。この場合、図７（ｂ）に示すように、ビレット２の一端部２ａを下型１２の彫り込み穴１３の底側によって拘束するとともに、ビレット２の他端部２ｂを上型２２の彫り込み穴２３の底側によって拘束し、引き続き上型２２を下降させると、ビレット２は、拘束された両端部２ａ、２ｂ以外の部分が長手方向に圧縮され次第に拡大する。
　このとき、ビレット２の拡大量は、先ず、下型１２の彫り込み穴１３の開口側との接触、および上型２２の彫り込み穴２３の開口側との接触によって制限される。そして、上型２２の下死点の調整により、ビレット２は、互いに対向する下型１２と上型２２の型割面の間から拡大し、その部分の最終拡大量およびその拡大部分の最終長さが決まり、これと同時に、拡大部分全体の最終長さが決まる。これにより、図７（ｃ）に示すように、両端部分でビレット２の断面サイズを維持しつつ、それ以外の中間部分で断面積を２段に拡大させた据え込み荒地３を成形できる。
　以上説明した据え込み加工で留意すべき点としては、ビレットの座屈がある。本発明の型鍛造クランク軸の製造方法では、長尺なビレットを長手方向の広範囲にわたり拡大させるため、座屈が発生するおそれがあるからである。座屈が発生すると、所望する形状寸法の据え込み荒地を得ることができない。このため、予め、種々の条件で試験を行い、例えば、丸ビレットを使用する場合にあっては、前記図６に示すように、ビレットの直径Ｄ０と据え込み加工後の拡大部分の直径Ｄ１との比で表される拡径率「Ｄ０／Ｄ１」、およびビレットの自由長さＬｆとビレットの直径Ｄ０との比で表される細長比「Ｌｆ／Ｄ０」の関係から座屈の発生限界の条件を把握しておき、その関係を踏まえて据え込み加工の条件設定を行うことが好ましい。
　その他本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、据え込み荒地は、中間部分で断面積が一律に拡大したものに限らず、中間部分で断面積がなだらかに拡大したものでも構わない。
　本発明は、２気筒以上のレシプロ機器に搭載される型鍛造クランク軸の製造、特に自動車用多気筒エンジンに搭載される型鍛造クランク軸の製造に有効に利用できる。
　　１：型鍛造クランク軸、　　Ｊ１～Ｊ５：ジャーナル部、
　　Ｐ１～Ｐ４：ピン部、　　Ｆｒ：フロント部、　　Ｆｌ：フランジ部、
　　Ａ１～Ａ８：クランクアーム部、　　２：ビレット、
　　２ａ：一端部、　　２ｂ：他端部、　　３，４，５：据え込み荒地、
　　６：荒鍛造材、　　６ａ：バリ、
　　７：仕上鍛造材、　　７ａ：バリ、
　　１１：ハードプレート、　　１２：下型、　　１３：彫り込み穴、
　　２１：ハードプレート、　　２２：上型、　　２３：彫り込み穴

Claims (3)

  1. 　２気筒以上のレシプロ機器に搭載される型鍛造クランク軸を製造する方法であって、
    　全長にわたって断面積が一定のビレットを据え込み加工し、前記クランク軸の先頭のクランクアーム部に対応する位置から最後尾のクランクアーム部に対応する位置までの部分で断面積を拡大させた荒地を成形する据え込み工程と、
    　据え込み工程で成形した荒地を型鍛造し、前記クランク軸の形状が造形されたバリ付きの鍛造材を成形する型鍛造工程と、
    　型鍛造工程で成形した鍛造材からバリを除去するバリ抜き工程と、を含むことを特徴とする型鍛造クランク軸の製造方法。
  2. 　前記クランク軸が自身の中心軸を中心とする円板状のクランクアーム部を有しており、
    　前記据え込み工程において、その円板状のクランクアーム部に対応する位置で前記荒地の断面積をさらに拡大させることを特徴とする請求項１に記載の型鍛造クランク軸の製造方法。
  3. 　前記型鍛造工程の前に、前記クランク軸の形状に応じて前記荒地を部分的に圧下し、前記荒地の体積を長手方向および長手方向と直角な方向のうちの少なくとも長手方向に配分する予備成形工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の型鍛造クランク軸の製造方法。
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