(57)【要約】【課題】簡単な構成で、容易に精度よくクランクシャフトを製造することができる方法およびその装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の方法は、回転中心軸となるジャーナル部Ｊと、このジャーナル部Ｊから偏心するピン部Ｐと、ジャーナル部Ｊとピン部Ｐとの間に延びるウエブ部Ｗとを有するクランクシャフト１００を製造するためのものであって、素材１を曲げ加工してピン部およびウエブ部となる部分ｐ，ｗが形成された粗形材１０を成形する予備成形工程と、粗形材１０を軸方向に加圧してそのウエブ部となる部分ｗを所定の厚さに成形するとともに、ウエブ部Ｗを所定のピッチに成形する仕上成形工程とを含み、予備成形工程で、粗形材１０のウエブ部となる部分ｗに肉薄部Ｔを形成する。【選択図】図２
2012035663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心軸となるジャーナル部と、該ジャーナル部から偏心するピン部と、前記ジャーナル部とピン部との間に延びるウエブ部とを有するクランクシャフトを製造する方法であって、
素材を曲げ加工してピン部およびウエブ部となる部分が形成された粗形材を成形する予備成形工程と、
該粗形材を軸方向に加圧してそのウエブ部となる部分を所定の厚さに成形する仕上成形工程とを含み、
前記予備成形工程で、粗形材のウエブ部となる部分に肉薄部を形成することを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
【請求項２】
前記予備成形工程でウエブとなる部分をその軸直交方向に加圧することにより前記肉薄部を形成することを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項３】
前記予備成形工程で、素材のピン部となる部分を軸直交方向に加圧するとともに、該ピン部となる部分とこれに隣接するジャーナル部となる部分との軸方向の位置を互いに寄せるよう軸方向に加圧することを特徴とする請求項１または２に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項４】
前記予備成形工程で、最初に素材のピン部となる部分を軸直交方向に加圧するのを開始し、その後、該ピン部となる部分とこれに隣接するジャーナル部となる部分との軸方向の位置を互いに寄せるよう軸方向に加圧するのを開始することを特徴とする請求項３に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項５】
前記予備成形工程で、素材のピン部となる部分を軸直交方向に加圧するのに伴って、該ピン部となる部分とこれに隣接するジャーナル部となる部分との軸方向の位置を互いに寄せるよう軸方向に加圧することを特徴とする請求項３または４に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項６】
予備成形工程において、素材のピン部となる部分に対する軸直交方向への加圧と、該ピン部となる部分とこれに隣接するジャーナル部となる部分との軸方向の位置を互いに寄せるよう軸方向への加圧とを、それぞれ個別の制御可能な駆動手段によって行うことを特徴とする請求項３または４に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項７】
クランクシャフトに油孔を機械加工によって成形する場合において、
前記予備成形工程で、油孔が開口する部分に前記機械加工のための下孔を成形することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項８】
クランクシャフトが複数のピン部を有しており、ジャーナル部から複数のピン部が同じ方向に偏心したクランクシャフトを製造する場合において、
前記予備成形工程で、ジャーナル部に対して偏心する方向が同じピン部およびウエブ部となる部分毎に順次曲げ加工して粗形材を成形し、
その後、前記仕上成形工程で、ジャーナル部に対して偏心する方向が同じピン部およびウエブ部となる部分毎に粗形材を軸方向に加圧してそのウエブ部となる部分を所定の厚さに成形することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項９】
クランクシャフトが複数のピン部を有するクランクシャフトを製造する場合において、
前記予備成形工程で、素材の一方の端部から他方の端部に向かって順次曲げ加工してそれぞれのピン部およびウエブ部となる部分を形成し、
一方の端部のピン部およびウエブ部となる部分を形成するときに素材の一方の端部を拘束し、
中間部の一のピン部およびウエブ部となる部分を形成するときに、一のピン部およびウエブ部となる部分と隣接して既に形成されたウエブ部となる部分のうちの他方の端部側のウエブ部となる部分と該ウエブ部に連続するジャーナル部とを拘束して、一のウエブ部となる部分のうちの一方の端部側のウエブ部となる部分を他方の端部側のウエブ部となる部分よりも軸方向に多くの長さを寄せるように加圧し、
他方の端部のピン部およびウエブ部となる部分を形成するときに、素材の他方の端部と、該端部のピン部およびウエブ部となる部分と隣接して既に形成されたウエブ部となる部分のうちの他方の端部側のウエブ部となる部分と該ウエブ部に連続するジャーナル部となる部分とを拘束して、端部のウエブ部となる部分のうちの一方の端部側のウエブ部となる部分を他方の端部側のウエブ部となる部分よりも軸方向に多くの長さを寄せるように加圧することを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項１０】
前記仕上工程で、粗形材の中央に位置するジャーナル部となる部分を固定した状態で、粗形材の両端を中央に向かって軸方向に加圧することを特徴とする請求項８または９に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項１１】
回転中心軸となるジャーナル部と、該ジャーナル部から偏心するピン部と、前記ジャーナル部とピン部との間に延びるウエブ部とを有するクランクシャフトを製造する装置であって、
素材を曲げ加工してピン部およびウエブ部となる部分が形成された粗形材を成形する予備成形装置と、
該粗形材を軸方向に加圧してそのウエブ部となる部分を所定の厚さに成形する仕上成形装置とを備え、
前記予備成形装置は、素材のピン部となる部分を把持するパンチと、ジャーナル部となる部分を把持するダイとを備えており、
前記パンチとダイは、素材のウエブ部となる部分に肉薄部を形成するための突部を有することを特徴とするクランクシャフトの製造装置。
【請求項１２】
前記突部は、ウエブとなる部分をその軸直交方向に加圧することにより前記肉薄部を形成するものであることを特徴とする請求項１１に記載のクランクシャフトの製造装置。
【請求項１３】
前記予備成形装置は、前記パンチを素材の軸直交方向に移動させる軸直交方向駆動手段と前記ダイを前記パンチに寄せるよう軸方向に加圧する軸方向駆動手段とを備えていることを特徴とする請求項１１または１２に記載のクランクシャフトの製造装置。
【請求項１４】
前記予備成形装置は、軸直交方向駆動手段が最初に素材のピン部となる部分を軸直交方向に加圧するのを開始し、その後、軸方向駆動手段がピン部となる部分とこれに隣接するジャーナル部となる部分との軸方向の位置を互いに寄せるよう軸方向に加圧するのを開始するよう構成されていることを特徴とする請求項１３に記載のクランクシャフトの製造装置。
【請求項１５】
前記ダイとパンチの、素材のウエブ部となる部分に当接する部位を、素材の材料をその径方向に流動させるよう傾斜させたことを特徴とする請求項１３または１４に記載のクランクシャフトの製造装置。
【請求項１６】
前記予備成形装置は、前記軸方向駆動手段が、前記軸直交方向駆動手段により前記パンチを素材の軸直交方向に移動させるのに伴って、前記ダイを前記パンチに寄せるよう軸方向に加圧するよう構成されていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のクランクシャフトの製造装置。
【請求項１７】
前記予備成形装置は、個別の制御可能な前記軸直交方向駆動手段と軸方向駆動手段によって構成されていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のクランクシャフトの製造装置。
【請求項１８】
クランクシャフトが機械加工によって成形される油孔を有する場合において、
前記予備成形装置のパンチとダイスが、油孔の開口する部分と対応する位置に前記機械加工のための下孔を成形するための突起を有することを特徴とする請求項１１〜１７のいずれか１項に記載のクランクシャフトの製造装置。
【請求項１９】
クランクシャフトが複数のピン部を有しており、ジャーナル部から複数のピン部が同じ方向に偏心したクランクシャフトを製造する場合において、
前記予備成形装置は、ジャーナル部に対して偏心する方向が同じピン部およびウエブ部となる部分毎に順次曲げ加工して粗形材を成形するものであり、
前記仕上成形装置は、ジャーナル部に対して偏心する方向が同じピン部およびウエブ部毎に粗形材を軸方向に加圧してそのウエブ部となる部分を所定の厚さに成形するものであることを特徴とする請求項１１〜１８のいずれか１項に記載のクランクシャフトの製造装置。
【請求項２０】
クランクシャフトが複数のピン部を有するクランクシャフトを製造する場合において、
前記予備成形装置は、素材の一方の端部から他方の端部に向かって順次曲げ加工してそれぞれのピン部およびウエブ部となる部分を形成するものであって、
一方または他方の端部のピン部およびウエブ部となる部分を形成するときに素材の一方の端部を拘束する端部拘束部材と、
一のピン部およびウエブ部となる部分と隣接して既に形成されたウエブ部となる部分のうちの他方の端部側のウエブ部となる部分と該ウエブ部に連続するジャーナル部となる部分とを拘束するウエブ部−ジャーナル部拘束部材とを有しており、
前記軸方向駆動手段は、ウエブ部となる部分のうちの一方の端部側のウエブ部となる部分を他方の端部側のウエブ部となる部分よりも軸方向に多くの長さを寄せるように加圧するよう構成されていることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか１項に記載のクランクシャフトの製造装置。
【請求項２１】
前記仕上装置は、粗形材の中央に位置するジャーナル部となる部分を固定する中央ジャーナル部固定手段と、粗形材の両端を中央に向かって軸方向に加圧する軸方向加圧手段とを備えていることを特徴とする請求項１９または２０に記載のクランクシャフトの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトの製造方法およびクランクシャフトの製造装置に関し、特に、回転中心軸となるジャーナル部と、該ジャーナル部から偏心するピン部と、前記ジャーナル部とピン部との間に延びるウエブ部とを有するクランクシャフトの製造方法およびクランクシャフトの製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クランクシャフトの製造に関する従来の技術として、例えば、特許文献１が知られている。特許文献１には、冷間鍛造用材料からなる丸棒を切断して所定長さのビレット材（本発明では素材の一例にあたる）を形成し、該ビレット材を油圧ベンダで曲げ加工し、本願の図２８に示すように各ジャーナル部となる部分ｊ’と各ピン部となる部分ｐ’とが軸直角方向へオフセットされたオフセット材料１０’を形成し（曲げ工程）、次に、本願の図２９に示すように該オフセット材料１０’を軸方向に加圧して、本願の図３０に示すように連接壁（本発明ではウエブ部の一例にあたる）Ｗ’間のピッチが所定寸法に形成されたクランク本体１００’を圧縮成形（据え込み工程）することが開示されている。さらに特許文献１には、クランク本体とは別個に冷間鍛造成形された各カウンターウェイトをクランク本体の各連接壁に対して位置決めさせた状態で加圧して仮圧入した後に各カウンターウェイトを圧縮して各連接壁に塑性締結させて、クランク本体とカウンターウェイトとが一体化されてクランクシャフトを製造する方法が開示されている（００１７）。【０００３】
据え込み工程では、図２９に示したようにオフセット材料１０’のジャーナル部となる部分ｊ’とピン部となる部分ｐ’をそれぞれ型板３０’，３１’に保持し、これをケース３２’内に摺動可能に収容して拘束した状態で軸方向に圧縮するよう加圧し、オフセット材料１０’の連設壁となる部分ｗ’を潰すように成形して、連接壁Ｗ’間のピッチを所定寸法に形成する。なお、据え込み工程で連設壁となる部分ｗ’を潰すように成形することにより径方向に延ばして、オフセット材料１０’のジャーナル部とピン部となる部分ｊ’、ｐ’の偏心量から、クランクシャフト１００’のジャーナル部Ｊ’とピン部Ｐ’との偏心量に増大させる（連接壁となる部分ｗ’を伸長させる）場合などでは、ピン部となる部分ｐ’を保持する型板３１’は、偏心量の増大に伴ってケース３２’内で伸長させる方向に移動できるように構成されることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１においては、曲げ工程（本発明の予備成形工程と対比される）で、ただ単にビレット材を曲げ加工していたため、本願の図２８にも示したように、オフセット材料（本発明の粗形材と対比される）１０’のウエブ部となる部分ｗ’が全体に曲げ加工によって厚さｔ’を素材の径よりも僅かに薄く成形されるにすぎなかった。そのため、オフセット材１０’の据え込み工程では、ウエブ部となる部分ｗ’の型板３０’，３１’に対する投影面積が大きく、所定の厚さまで潰すように成形するために大きな力が必要であった。そして、上記従来の技術では、図３０に示したようにクランクシャフト１００’のウエブ部Ｗ’の厚さに成形するためには、図２９に示したように、据え込み工程（本発明の仕上工程と対比される）で、オフセット材料１０’のウエブ部となる部分ｗ’を潰す量が多かった。【０００６】
ここで、据え込み工程でオフセット材料１０’のウエブ部となる部分ｗ’を潰すように成形するときには、図３１に矢印Ｆで示すように、その材料がジャーナル部やピン部となる部分ｊ’、ｐ’に流れることとなる。そして、ジャーナル部とピン部となる部分ｊ’、ｐ’に流動した材料は図３１に矢印Ｇで示すようにその径を拡大させようとして、型板３０’，３１’を押し広げて、ケース３２’の内面に対する摺動摩擦抵抗が増大することとなる。その結果、据え込み工程を行う際にケース３２’内で軸方向に加圧するために大きな力を必要とし、また、ウエブ部Ｗ’の厚さやピン部Ｐ’間のピッチなどを精度よく成形することが困難であり、さらに、型板３０’，３１’の端面がケース３２’の内面に押し付けられて摺動摩擦抵抗が増大した状態で無理に軸方向に加圧しようとすると、図３２に示したように型板３０’，３１’が曲がるなど変形したり、型板３０’，３１’のジャーナル部とピン部となる部分ｊ’、ｐ’を把持している部分の周囲に割れが生じたり、破損するなどの問題が発生することとなる。そのため、現実的に据え込み工程に使用する型を含む装置を構成することが困難であった。【０００７】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、容易に精度よくクランクシャフトを製造することができる方法およびその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のクランクシャフトの製造方法は、回転中心軸となるジャーナル部と、該ジャーナル部から偏心するピン部と、前記ジャーナル部とピン部との間に延びるウエブ部とを有するクランクシャフトを製造する方法であって、素材を曲げ加工してピン部およびウエブ部となる部分が形成された粗形材を成形する予備成形工程と、該粗形材を軸方向に加圧してそのウエブ部となる部分を所定の厚さに成形する仕上成形工程とを含み、前記予備成形工程で、粗形材のウエブとなる部分に肉薄部を形成することを特徴とするものである。
また、本発明のクランクシャフトの製造装置は、回転中心軸となるジャーナル部と、該ジャーナル部から偏心するピン部と、前記ジャーナル部とピン部との間に延びるウエブ部とを有するクランクシャフトを製造する装置であって、素材を曲げ加工してピン部およびウエブ部となる部分が形成された粗形材を成形する予備成形装置と、該粗形材を軸方向に加圧してそのウエブ部となる部分を所定の厚さに成形する仕上成形装置とを備え、前記予備成形装置は、素材のピン部となる部分を把持するパンチと、ジャーナル部となる部分を把持するダイとを備えており、前記パンチとダイは、素材のウエブ部となる部分に肉薄部を形成するための突部を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願のクランクシャフトの製造方法に係る発明によれば、予備成形工程で、粗形材のウエブとなる部分に肉薄部を形成することにより、仕上成形工程で粗形材を軸方向に加圧してそのウエブ部となる部分を所定の厚さに成形するときに、かかるウエブ部となる部分の潰し量を低減させることができ、その結果、材料の流動を低減させることができることから、容易に精度よくクランクシャフトを製造することができる。
また、本願のクランクシャフトの製造装置に係る発明によれば、素材のピン部となる部分をパンチで把持するとともにジャーナル部となる部分をダイに把持して曲げ加工し、パンチとダイの突部によって素材のウエブ部となる部分に肉薄部を形成する。これにより、仕上成形装置で粗形材を軸方向に加圧してそのウエブ部となる部分を所定の厚さに成形するときに、かかるウエブ部となる部分の潰し量が低減され、その結果、材料の流動を低減させることができることから、容易に精度よくクランクシャフトを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明により成形される粗形材の実施の一形態を説明するために示した正面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２の状態から仕上成形を行って成形されたクランクシャフトの部分拡大図である。
【図４】本発明の予備成形装置の実施の一形態により予備成形を開始する前（ａ）と予備成形を開始した直後（ｂ）の状態を説明するために示した部分拡大図である。
【図５】本発明のパンチおよびダイの実施の一形態を説明するために示した正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図６】図５に示したパンチおよびダイを採用した予備成形装置を説明するために示した部分拡大図である。
【図７】従来の一般的なパンチおよびダイにより予備成形を行う場合の材料の流動（ａ）と、図５に示した本発明のパンチおよびダイにより予備成形を行う場合の材料の流動（ｂ）とを比較して示した概念図である。
【図８】本発明により製造するクランクシャフトが機械加工によって成形される油孔を有する場合の実施の一形態を説明するために示した正面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】図８および図９に示したクランクシャフトを製造するためのダイまたはパンチの実施の一形態を説明するために示した縦断正面図（ａ）と、側面図（ｂ）である。
【図１１】クランクシャフトに機械加工によって成形する油孔（ａ）と、図１０に示した突起（ｂ）との角度および径の関係を示した説明図である。
【図１２】油孔を有するクランクシャフトを製造するためのダイまたはパンチの別の実施の形態を説明するために示した側面図である。
【図１３】図１２に示したダイまたはパンチによって製造されるクランクシャフトの形状を説明するために示した断面図である。
【図１４】個別の制御可能な軸方向駆動手段（ａ）と軸直交方向駆動手段（ｂ）とを有する場合の予備成形装置を説明するために示した概念図である。
【図１５】粗形材の中央に位置するジャーナル部を固定する中央ジャーナル部固定手段と、粗形材の両端を中央に向かって軸方向に加圧する軸方向加圧手段とを備えている場合の仕上成形装置の、仕上成形工程開始前（ａ）と仕上成形工程完了後（ｂ）の状態を説明するための断面図である。
【図１６】ジャーナル部から複数のピン部が同じ方向に偏心したクランクシャフトを製造する場合に、２番ピン部となる部分を予備成形する実施の一形態を、予備成形前（ａ）と予備成形後（ｂ）の状態で示した説明図である。
【図１７】図１６に示した２番ピン部と同じ方向に偏心する３番ピン部となる部分を予備成形する実施の一形態を、予備成形前（ａ）と予備成形後（ｂ）の状態で示した説明図である。
【図１８】図１７に示した状態から、２番、３番ピン部とは偏心方向が異なる１番ピン部となる部分を予備成形する実施の一形態を、予備成形前（ａ）と予備成形後（ｂ）の状態で示した説明図である。
【図１９】図１７に示した１番ピンと同じ方向に偏心する４番ピン部となる部分を予備成形する実施の一形態を、予備成形前（ａ）と予備成形後（ｂ）の状態で示した説明図である。
【図２０】２番ピン、３番ピン部を成形するための仕上工程の実施の一形態を説明するために仕上成形工程前（ａ）と仕上成形工程後（ｂ）の状態を示した断面図である。
【図２１】１番ピン、４番ピン部を成形するための仕上工程の実施の一形態を説明するために示した断面図である。
【図２２】予備成形で材料が流動することにより粗形材に発生する引けを示した説明図である。
【図２３】図２２のＢ−Ｂ拡大断面図である。
【図２４】１番ピン部となる部分の予備成形を示した別の実施の形態の、予備成形前（ａ）と予備成形後（ｂ）の状態と粗形材の説明図である。
【図２５】次に２番ピン部となる部分の予備成形を示した、予備成形前（ａ）と予備成形後（ｂ）の状態と粗形材の説明図である。
【図２６】次に３番ピン部となる部分の予備成形を示した、予備成形前（ａ）と予備成形後（ｂ）の状態と粗形材の説明図である。
【図２７】次に４番ピン部となる部分の予備成形を示した、予備成形前（ａ）と予備成形後（ｂ）の状態と粗形材の説明図である。
【図２８】従来の技術により曲げ工程で曲げ加工されたオフセット材料を説明するために示した部分拡大図である。
【図２９】従来の技術において、オフセット材料を軸方向に加圧して圧縮成形する据え込み工程を説明するために示した断面図である。
【図３０】従来の技術により、連接壁間のピッチが所定寸法に形成されたクランク本体を説明するために示した部分拡大図である。
【図３１】据え込み工程で、オフセット材料を軸方向に加圧して圧縮成形する時の材料の流動を説明するために示した部分拡大断面図である。
【図３２】据え込み工程中の材料の流動によりジャーナル部が拡径してこれを把持している型板が変形した状態を示した説明図である。
【符号の説明】
【００１１】
１：素材、  １０：粗形材、  １００：クランクシャフト、  ２：予備成形装置、  ３：仕上成形装置、  ２０：パンチ、  ２１：ダイ、  ２２：突部、  ２６：カム機構（軸方向駆動手段）、  ２７：突起、  ２８：カム機構（軸方向駆動手段）、  ３０：型板、  ３１：型板、  ３２：ケース、  Ｐ：ピン部、  Ｊ：ジャーナル部、  Ｗ：ウエブ部、  ｐ：ピン部となる部分、  ｊ：ジャーナル部となる部分、  ｗ：ウエブ部となる部分、Ｔ：肉薄部、Ｈ：油孔、
【発明を実施するための形態】
【００１２】
最初に、本発明のクランクシャフトの製造装置の基本的な構成を、主に図１〜図３に示した実施の一形態に基づいて説明する。なお、以下の記載と図面において、特に複数のピン部を有するクランクシャフト１００について説明する場合には、各部のジャーナル部Ｊ、ピン部Ｐ、ウエブ部Ｗとを、また、その粗形材１０と素材１について説明する場合には、各部のジャーナル部となる部分ｊ、ピン部となる部分ｐ、ウエブ部となる部分ｗとをそれぞれ特定するために、それぞれのアルファベット符号の後に続けて番号を付して記載することとし、特に複数のピン部を有することに限定されないクランクシャフト１００、およびその粗形材１０と素材１について説明する場合には、以下の記載においてアルファベット符号の後に番号を付さないで記載することとする。図において、同一符号は同様の部分または相当する部分に付すものとする。
【００１３】
本発明は、概略、図８などに参照されるように、回転中心軸となるジャーナル部Ｊと、このジャーナル部Ｊから偏心するピン部Ｐと、ジャーナル部Ｊとピン部Ｐとの間に延びるウエブ部Ｗとを有するクランクシャフト１００を製造する装置であって、素材１を曲げ加工してピン部およびウエブ部となる部分ｐ、ｊが形成された粗形材１０を成形する予備成形装置２と、粗形材１０を軸方向に加圧してそのウエブ部となる部分ｗを所定の厚さに成形するとともに、ウエブ部Ｗを所定のピッチに成形する仕上成形装置３とを備えており、予備成形装置２は、素材１のピン部となる部分ｐを把持するパンチ２０と、ジャーナル部となる部分ｊを把持するダイ２１とを備えており、パンチ２０とダイ２１は、素材１のウエブ部となる部分ｗに肉薄部Ｔを形成するための突部２２を有している。
【００１４】
この実施の形態における予備成形装置２は、図２に示すように、素材１のピン部となる部分ｐを保持するパンチ２０と、ジャーナル部となる部分ｊを保持する一対のダイ２１，２１と、パンチ２０を軸直交方向に駆動する軸直交方向駆動手段（後述する）と、ダイ２１をパンチ２０に対して軸方向に駆動する軸方向駆動主段２６（後述する）とを備えており、パンチ２０とダイ２１は、そのウエブ部となる部分ｗを成形する部分に、粗形材１０のウエブ部となる部分ｗを部分的に加圧して肉薄部Ｔを成形するための突部２２を有している。
【００１５】
また、この実施の形態における仕上成形装置３は、図３に示すように、粗形材１０のジャーナル部となる部分ｊを保持する型板３０と、ピン部となる部分ｐを保持する型板３１と、この型板３０，３１を径方向（軸直交方向）に拘束した状態で軸方向に移動可能に保持するケース３２と、型板３０，３１をケース３２内で軸方向に移動させて粗形材１０のウエブ部となる部分ｗを型板３０，３１の間で潰し所定のピッチでウエブＷを形成するよう軸方向に圧力を加える軸方向加圧手段２６（後述する）とを備えている。
【００１６】
予備成形装置２のパンチ２０は、素材１を軸直交方向に加圧する本体２０ａと、この本体２０ａの下方に設けられて素材１のピン部となる部分ｐを把持するパンチ押え２０ｂとを有している。パンチ押え２０ｂは、本体２０ａに対して開閉または着脱可能に取外すことができる。素材１は、本体２０ａに対してパンチ押え２０ｂを開いた状態または取外した状態で配置され、その後本体２０ａに対してパンチ押え２０ｂを閉じまたは取付けてクランプなどによってその状態を保持することにより、そのピン部となる部分ｐが把持される。パンチ２０は、上盤２３に取り付けられる。上盤２３は、軸直交方向駆動手段として例えば素材１の軸直交方向に伸長退縮駆動するプレスのラムに接続されている。本体２０ａは、上盤２３を下降させることによって把持した素材１のピン部となる部分ｐを軸直交方向に加圧し、このピン部となる部分ｐに隣接するウエブ部となる部分ｗを後述するダイ２１の本体２１ａとの間で軸方向に部分的に加圧して肉薄部Ｔとなる凹部を形成するための突部２２が形成されている。
【００１７】
ダイ２１は、パンチ２０と同様に、パンチ２０との間でウエブ部となる部分ｗを潰すように成形する本体２１ａと、この本体２１ａの上方に設けられて素材１のジャーナル部ｊとなる部分を把持するダイ押え２１ｂとを有しており、ダイ押え２１ｂは、本体２１ａに対して開閉または着脱可能に取外すことができる。本体２１ａは、ウエブ部となる部分ｗに肉薄部Ｔとなる凹部を形成するための突部２２が形成されている。そして、ダイは、軸方向に移動可能に設けられている。
【００１８】
軸方向駆動手段２６は、例えば図４や図１６〜１９などに参照されるように、上盤２３の下降によって互いに寄せるように移動するカム機構により構成することができる。軸方向駆動手段を構成するカム機構２６は、駆動カム２６ａと、従動カム２６ｂによって構成されている。なお、図４などに示した実施の形態におけるカム機構２６は、一対のダイ２１，２１をそれぞれ軸方向に移動させる両カム機構２６のカム面が同じ角度に設定されており、上盤２３の下降によって両ダイ２１，２１を同様に寄せるように軸方向に移動させるものとなっている。駆動カム２６ａと従動カム２６ｂは、パンチ２０とダイ２１によって把持された素材１と干渉することがないように、素材１の側部（図４などにおいては、紙面に対して手前と奥）に位置し、両カム２６ａ、２６ｂのカム面が対向するように配設される。そのため、図中には駆動カム２６ａと従動カム２６ｂを鎖線で示している。駆動カム２６ａは、軸方向に対して移動することがないように設けられており、従動カム２６ｂは、軸方向に移動可能に設けられてダイ２１と連結されている。上盤２３の下降に伴って駆動カム２６ａが押し下げられると、従動カム２６ｂによって一対のダイ２１，２１が互いに寄るように軸方向に移動する。この実施の形態におけるカム機構２６は、駆動カム２６ａが下降しておらず従動カム２６ｂが互いに寄るように軸方向に移動していない（すなわち、素材１の予備成形が開始されていない）状態で、駆動カム２６ａと従動カム２６ｂのカム面が互いに接するよう設定されている。従って、この実施の形態では、上盤２３の下降による素材の軸直交方向の加圧とカム機構２６による素材の軸方向の加圧とが同時に開始される構造となっている。なお、軸方向駆動手段２６は、カム機構に限定されることはなく、軸方向に伸長・退縮する油圧シリンダなど、他のアクチュエータにより構成することもできる。
【００１９】
仕上成形装置３の型板３０，３１は、それぞれジャーナル部となる部分ｊとピン部となる部分ｐとを保持し、また取外すことができるように開閉または着脱可能に取外すことができるよう分割して構成されている。また、ケース３２は全体がほぼ円筒状に形成されており、且つ、型板３０，３１に保持された粗形材１０を内部に配置するとともに成形後に取り出すことができるように、開閉可能な半割り状に分割成形されており、仕上成形を行う際には半割り状のケース３２が不用意に開くことがないように保持される。軸方向加圧手段３３は、例えば、図２０および図２１に示すようにケース３２の一方端を床面または壁面に当接させるとともに、他方端からプレスのラムなどに接続された押圧部材３７を挿入することにより、または、図１５に示すようにケースの両端からプレスのラムなどに接続された押圧部材３７を挿入することにより、構成することができる。
【００２０】
次に、本発明のクランクシャフトの製造方法の基本的な構成を、上述したように構成された装置２，３を用いる場合により、この装置２，３の作動とともに主に図１〜図３に示した実施の一形態に基づいて説明する。なお、図１は、例えば直列４気筒の内燃機関などに用いるクランクシャフト１００を製造する場合に、素材１を予備成形してなる粗形材１０を示したもので、ジャーナル部となる部分ｊから所定の方向に偏心する４つのピン部となる部分ｐ１〜ｐ４と、ジャーナル部となる部分ｊ０１，ｊ１２，ｊ２３，ｊ３４，ｊ４５から所定の径方向に延びて各ピン部となる部分ｐ１〜ｐ４の両端をそれぞれ支持するウエブ部となる部分ｗ１０，ｗ１２、ｗ２１，ｗ２３、ｗ３２，ｗ３４、ｗ４３，ｗ４５が成形されている。
【００２１】
本発明は、概略、図８などに参照されるように、回転中心軸となるジャーナル部Ｊと、このジャーナル部Ｊから偏心するピン部Ｐと、ジャーナル部Ｊとピン部Ｐとの間に延びるウエブ部Ｗとを有するクランクシャフト１００を製造する方法であって、素材１を曲げ加工してピン部およびウエブ部となる部分ｐ，ｗが形成された粗形材１０を成形する予備成形工程と、この粗形材１０を軸方向に加圧してそのウエブ部となる部分ｗを所定の厚さに成形するとともに、ウエブ部Ｗを所定のピッチに成形する仕上成形工程とを含むものであり、予備成形工程で、粗形材１０のウエブ部となる部分ｗに肉薄部Ｔを形成するものである。
【００２２】
素材１は、断面円形の棒状または線状の金属材料からなる。予備成形工程では、素材１は、図２に示したように、素材１のピン部となる部分ｐをパンチ２０に把持し、ジャーナル部となる部分ｊをそれぞれダイ２１，２１に把持する。そして、パンチ２０を素材１の軸直交方向に移動させて加圧するとともに、ダイ２１，２１をパンチ２０に寄せるように軸方向に移動させて加圧する。素材１のピン部となる部分ｐは、ジャーナル部となる部分ｊから偏位し、これに伴って、ダイ２１，２１を互いに寄せるよう移動させることによってピン部となる部分ｐとジャーナル部となる部分ｊの間のウエブ部となる部分ｗをパンチ２０の本体２０ａとダイ２１の本体２１ａの間で軸方向に加圧する。パンチ２０が素材１の軸直交方向に移動することによる加圧と、ダイ２１，２１が互いに寄るように軸方向に移動することによる加圧との合力により、ウエブ部となる部分ｗは、両突部２２によって部分的に軸直交方向に加圧されて凹部が形成され、その結果、ウエブ部となる部分ｗに肉薄部Ｔが形成される。
【００２３】
図２に拡大して示したように、肉薄部Ｔは、従来の技術のようにただ単に素材１’を曲げ加工しただけのオフセット材料１０’（図２の鎖線を参照）と比較して、厚さ方向ａに薄くなっている。また、肉薄部Ｔは、軸方向（図２の左右方向）ｂも、径方向（図２の上下方向）ｃも、従来の技術と比較して薄くなっている。
【００２４】
次いで、図３に示したように、仕上成形工程では、粗形材１０のピン部となる部分ｐとジャーナル部となる部分ｊに型板３０，３１を取り付け保持し、ケース３２内に配置して軸方向に加圧する。粗形材１０のウエブ部となる部分ｗに肉薄部Ｔが形成されているため、図３に示したように、仕上成形工程でジャーナル部とピン部となる部分ｊ，ｐを型板３０，３１で保持してケース３２内で軸方向に圧縮成形するよう加圧して、型板３０，３１間で粗形材１０のウエブ部となる部分ｗを軸方向に潰すときに、粗形材１０のウエブとなる部分ｗの厚さからクランクシャフト１００のウエブ部Ｗの所定の厚さに潰す量が少なくて済み、また、型板３０，３１に接する投影面積が小さくなるため、軸方向の加圧力も小さくて済むこととなる。
【００２５】
さらに、予備成形工程で粗形材１０のウエブ部となる部分ｗに肉薄部Ｔを形成することにより、仕上成形工程で軸方向に潰すよう圧縮成形されたウエブ部Ｗは、その角部に肉盗み形状が成形されることとなり、ジャーナル部Ｊを中心としてクランクシャフト１００を軸回りに回転させたときのモーメントを低減させることができるので、カウンタウエイトを軽量化することができ、その結果、クランクシャフト１００全体を軽量化することができる。
【００２６】
次に、本発明のクランクシャフトの製造装置の別の実施の形態を図４に基づいて説明する。なお、この実施の形態においては、上述した実施の形態と同様または相当する部分について同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明することとする。
この実施の形態における予備成形装置２は、軸直交方向駆動手段が最初に素材１のピン部となる部分ｐを軸直交方向に加圧するのを開始し、その後、軸方向駆動手段２６がピン部となる部分ｐとこれに隣接するジャーナル部となる部分ｊとの軸方向の位置を互いに寄せるよう軸方向に加圧するのを開始するよう構成されている。
【００２７】
図４に示した軸方向駆動手段を構成するカム機構２６は、パンチ２０が素材１のピン部となる部分ｐを軸直交方向に加圧するのを開始する状態で、駆動カム２６ａの上面が上盤２３に対して所定の隙間Ｓを形成するように設定されている。従動カム２６ｂは、下盤２４のベース盤２５上に軸方向に移動可能に支持されている。駆動カム２６ａは、上盤２３の下面に吊下げ且つ上盤２３が下降して駆動カム２６ａの上面に当接したときに素材１の軸方向に移動することがないように設け、または、駆動カム２６ａのカム面を従動カム２６ｂのカム面に対して摺動するよう支持するとともに駆動カム２６ａを上方に付勢する構造とすることができる。また、駆動カム２６ａは、上盤２３の下面に取り付けられ、上盤２３が下降しておらず従動カム２６ｂが互いに寄るように軸方向に移動していない状態で、駆動カム２６ａと従動カム２６ｂの両カム面の間に垂直方向の隙間Ｓが生じるような構造とすることもできる。
【００２８】
次に、本発明のクランクシャフトの製造方法の別の実施の形態を、図４に示したように構成された予備成形装置２を用いる場合により、その作動とともに説明する。なお、この実施の形態においては、上述した実施の形態と同様または相当する部分について同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明することとする。
この実施の形態における製造方法は、予備成形工程で、最初に素材のピン部となる部分ｐを軸直交方向に加圧するのを開始し、その後、該ピン部となる部分ｐとこれに隣接するジャーナル部となる部分ｊとの軸方向の位置を互いに寄せるよう軸方向に加圧するのを開始するものである。
【００２９】
予備成形工程では、図４（ａ）に示したように、上盤２３を上昇させた状態で、所定長さに成形された素材１のジャーナル部となる部分ｊをダイ２１に把持させるとともにピン部となる部分ｐをパンチ２０に把持させ、上盤２３を下降させる。すると、素材１のピン部となる部分ｐは、上盤２３の下降開始に伴って軸直交方向に加圧され、これに従って素材１のウエブ部となる部分ｗとピン部となる部分ｐとの境界部分、および、ウエブ部ｗとなる部分とジャーナル部ｊとなる部分との境界部分が曲げ変形されることとなる。そして、図４（ｂ）に示したように、さらに上盤２３が下降して駆動カム２６ａに当接すると、上盤２３の下降に伴って駆動カム２６ａも降下し、ダイ２１と連結された従動カム２６ｂにカム面が当接して、従動カム２６ｂを互いに寄せる（両ダイ２１，２１をパンチ２０に対してそれぞれ寄せる、と表現することもできる）よう軸方向に移動させ、ウエブ部となる部分ｗを軸方向に加圧する。このとき、素材１のウエブ部となる部分ｗとピン部およびジャーナル部となる部分ｐ、ｊとのそれぞれの境界部が曲げ変形を既に開始しているため、ダイ２１が素材１のジャーナル部となる部分ｊをすべることなく容易に且つ確実に把持して軸方向に加圧することができる。
【００３０】
続いてさらに上盤２３を下降させると、素材１のウエブ部となる部分ｗは、パンチ２０の本体２０ａとダイ２１の本体２１ａの間で軸方向に加圧されて、両本体２０ａ、２１ａに形成された突部２２によって凹部が形成され、その結果、図２に示したように薄肉部Ｔが形成されることとなる。
【００３１】
次に、本発明における予備成形装置２のパンチ２０とダイ２１の異なる実施の形態を図５〜７に基づいて説明する。なお、パンチ２０とダイ２１はほぼ同様の形状であるため、図５〜７にはパンチ２０の場合を示し、パンチ２０と対応するダイ２１の部位の符号については、カッコ付きで示すこととする。また、この実施の形態においては、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
【００３２】
図５の（ａ）は、パンチ２０の正面図を、（ｂ）は、パンチ２０の側面図を示したものである。図６は、この実施の形態におけるパンチ２０とダイ２１を採用した予備成形装置２を示したものである。図７の（ａ）は、予備成形工程で、上述した基本的な構成のパンチ２０とダイ２１による素材１の材料の流動を矢印で示した説明図であり、図７の（ｂ）は、この実施の形態におけるパンチ２０とダイ２１による素材１の材料の流動を矢印で示した説明図である。なお、上述した基本的な構成のパンチ２０とダイ２０の本体２０ａ、２１ａの、素材１のウエブ部となる部分ｗに当接する部位は、この実施の形態と比較するために、図５の（ｂ）に鎖線で示されている。
【００３３】
この実施の形態におけるパンチ２０とダイ２１の本体２０ａ、２１ａは、素材１のウエブ部となる部分ｗに当接する部位が、素材１の材料をその径方向に流動させるよう傾斜した面Ｍが成形されている。図５（ｂ）に示したように、素材１を保持する部分の上方に稜線Ｎが形成されており、稜線Ｎの両側の傾斜した面Ｍは、稜線Ｎから側方に向かって紙面に対して低く、且つ上方に向かって高くなるように傾斜している。
【００３４】
このように構成されたパンチ２０とダイ２１は、図６に示すように予備成形装置２の上盤２３と下盤２４のベース盤２５とにそれぞれ設けられる。そして素材１の所定の位置を把持させて上盤２３を下降し予備成形を開始すると、素材１の材料は、図７（ｂ）に矢印で示したように、稜線Ｎから傾斜した面Ｍの突部２２に押圧されて、素材１の軸方向だけでなく径方向に逃がすことができ、したがって、図７の（ａ）に矢印で示したように材料が軸方向に直接流動して粗形材１０の長さが素材１よりも延びるようなことがなくなり、軸方向の剛性を比較的必要としないウエブ部Ｗの肉を減少させてクランクシャフト１００の軽量化を図ることができる。
【００３５】
次に、パンチ２０とダイ２１のさらに別の変形例を図８〜１１に基づいて説明する。なお、パンチ２０とダイ２１はほぼ同様の構成であるため、図８〜１１にはダイ２１の場合を示し、ダイ２１と対応するパンチ２０の部位の符号については、カッコ付きで示すこととする。また、この実施の形態においても、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
図８および図９に示すように、クランクシャフト１００には、通常、潤滑を目的とした油孔Ｈが形成されている。油孔Ｈは、ジャーナル部Ｊを径方向に貫通する軸直交方向油孔Ｈ１と、この軸直交方向油孔Ｈ１と連通しピン部Ｐに開口する傾斜油孔Ｈ２とを備えている。このような油孔Ｈは、一般に、クランクシャフト１００を成形した後にドリルなどを用いる機械加工によって形成される。このような油孔Ｈを成形するための機械加工、特に傾斜油孔Ｈ２を成形するための機械加工を行う際には、予め下孔を形成する必要がある。そこで、この実施の形態では、パンチ２０とダイ２１の素材１を把持する部分の内周面に下孔を形成することが可能な突起２７が形成されている。
【００３６】
図１０に示すようにダイ２１とパンチ２０の素材１を把持する部分の内周面には、一対の突起２７が形成されている。突起２７の形状は、円錐状、または、三角錐や四角錐などの多角錐とすることができる。突起２７の底面の角度θ（図１１の（ｂ））は、傾斜油孔Ｈ２の軸直交方向に対する角度θ（図１１の（ａ））とほぼ同じに設定されており、また、突起２７の径ｄ（図１１の（ｂ））は油孔Ｈの径Ｄ（図９）以下に設定されている。
【００３７】
次に、本発明の製造方法の別の実施の形態を、図８〜１１に示したように突起２７が形成されたダイ２１とパンチ２０を用いる場合により、その作動とともに説明する。なお、この実施の形態においても、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
本発明の製造方法は、予備成形工程で、クランクシャフト１００の油孔Ｈが開口する部分に機械加工のための下孔を成形するものである。そして、より具体的には、予備成形装置２の素材１を把持する部分の内周面に突起２７が形成されたパンチ２０とダイ２１を予め用意し、本体２１ａ，２０ａと、ダイ押え２１ｂおよびパンチ押え２０ｂとの間にそれぞれ素材１の所定位置を配置してクランプなどで保持することにより、後の工程でクランクシャフト１００に油孔Ｈを機械加工するための下孔を素材１に形成する。この実施の形態では、クランクシャフト１００を成形した後に油孔Ｈを機械加工するための下孔を形成する工程を省略することができる。また、突起２７を形成することにより、パンチ２０とダイ２１に把持された素材１が予備成形時に相対的に滑るのを防止することができ、その結果、素材１に対する軸直交方向への加圧と同時に軸方向への加圧を開始するよう構成することができる。
【００３８】
次に、パンチ２０とダイ２１に形成する突起２７の別の実施の形態を図１２および図１３に基づいて説明する。なお、この実施の形態においても、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。この実施の形態では、図１２に示すように、パンチ２０とダイ２１の素材１を把持する部分の内周面には、４つの突起２７が周方向に等間隔に形成されている。各突起２７は、これに隣接する一方の突起２７から他方の突起２７に向かって周方向に漸次径方向内側に突出するよう形成されている。
【００３９】
このように突起２７が形成されたダイ２１とパンチ２１は、本体２１ａ，２０ａとダイ押え素材２１ｂおよびパンチ押え２０ｂとの間にそれぞれ素材１の所定位置を配置してクランプで保持することにより、図１３に示すように、周方向に深さが漸次深くなる溝状の下孔が形成されるため、クランクシャフト１００を成形した後に油孔Ｈを機械加工するための下孔を形成する工程を省略することができ、また、パンチ２０とダイ２１に把持された素材１が予備成形時に相対的に滑るのを防止して素材に対する軸直交方向への加圧と同時に軸方向への加圧を開始するよう構成することができる。そして、この実施の形態においては、下孔が周方向に漸次深くなる溝状に形成されているため、クランクシャフト１００として使用する際に、クランクシャフト１００がジャーナル部Ｊを中心として軸回りに回転することによってこの溝状の下孔に潤滑剤が掬われて油孔Ｈ１に効率よく流入し、しかも、ジャーナル部Ｊやピン部Ｐとこれらを支持する軸受部Ｒとの間の接する面積が小さくなるため、軸受部Ｒに供給する潤滑剤の量を低減させることができ、その結果、潤滑剤を圧送するためのポンプの容量を低減して、クランクシャフト１００を内燃機関に使用する場合には燃費を低く抑えることができることとなる。
【００４０】
次に、本発明の予備成形装置２の別の実施の形態を、図１４に基づいて説明する。なお、この実施の形態においても、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
図１４の（ａ）と（ｂ）は、いずれか一方が予備成形装置２の基本的な構成を示す正面図であり、いずれか他方がいずれか一方と直交する方向（紙面に対して垂直方向）から見た平面または底面図である。上述した実施の形態では、素材１のピン部となる部分ｐをパンチ２０で把持して軸直交方向に加圧するのに伴って、カム機構２６により、ジャーナル部となる部分ｊを把持したダイ２１，２１を、軸方向に互いに寄せるよう移動させて軸方向に加圧していたのに対して、この実施の形態における予備成形装置２は、素材１のピン部となる部分ｐをパンチ２１で把持して軸直交方向に加圧するための手段４０（図１４（ｂ））と、ジャーナル部となる部分ｊを把持したダイ２１，２１を、軸方向に互いに寄せるよう移動させて軸方向に加圧するための手段４１（図１４（ａ））とを個別に構成している。より具体的に説明すると、この実施の形態では、素材１のピン部となる部分ｐをパンチ２０で把持して軸直交方向に加圧するための手段４０は、図１４の（ｂ）に示すように、パンチ２０に接続された油圧シリンダなどのアクチュエータ４０により構成されており、素材１のジャーナル部となる部分ｊをダイ２１でそれぞれ把持して軸方向に互いに寄せるよう軸方向に加圧するための手段４１は、図１４の（ａ）に示すように、プレス機のラムなどによる駆動によって可動盤４２が固定盤４３に近付くのに伴ってダイ２１，２１を互いに寄せるように軸方向に移動させるカム機構により構成されている。このようにカム機構４１を採用することにより、上述した実施の形態と同様に、両ダイ２１，２１を軸方向に均等に移動させることができる。しかしながら、本発明はこの実施の形態に限定されることはなく、例えば、ダイ２１を軸方向に互いに寄せるよう軸方向に加圧するための手段４１は、カム機構４１に代えて、軸方向に伸長・退縮するシリンダなどのアクチュエータをダイ２１にそれぞれ接続してもよい。
【００４１】
次に本発明の製造方法の別の実施の形態を、図１４に示したように構成された予備成形装置２を用いる場合により、その作動とともに説明する。
予備成形工程において、素材のピン部となる部分ｐに対する軸直交方向への加圧と、このピン部となる部分ｐとこれに隣接するジャーナル部となる部分ｊとの軸方向の位置を互いに寄せるよう軸方向への加圧とを、それぞれ個別の制御可能な駆動手段４０，４１によって行うものである。
【００４２】
この実施の形態では、軸直交方向に加圧する手段４０と軸方向に加圧する手段４１とを個別に構成したことにより、必要に応じて軸直交方向への加圧と軸方向への加圧とを個別に任意のタイミングで開始させることができ、さらに、パンチ２０とダイ２１が摩耗することにより誤差が生じた場合であっても、その生じた誤差に応じて、カム機構４１を駆動するプレスのラムや油圧シリンダ４０のストロークなどをそれぞれ個別に調整するよう制御することができる。そのため、粗形材１０を精度よく予備成形することができる。
【００４３】
次に、本発明の仕上成形装置３の別の実施の一形態を図１５に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態においても、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
この実施の形態における仕上成形装置３は、粗形材１０の中央に位置するジャーナル部となる部分ｊを固定する中央ジャーナル部固定手段（後述する）と、粗形材１０の両端を中央に向かって軸方向に加圧する軸方向加圧手段３６とを備えている。
【００４４】
図１５の（ａ）は、粗形材１０を軸方向に加圧する前の状態を示したものであり、図１５の（ｂ）は、粗形材１０を軸方向に加圧してクランクシャフト１００を成形した状態を示したものである。この実施の形態における仕上成形装置３は、複数のピン部Ｐ（図１５では４つ）を有するクランクシャフト１００を製造するためのものであって、上述したように粗形材１０のジャーナル部とピン部となる部分ｊ、ｐの一部または全部を保持する型板３０，３１と、この型板３０，３１を径方向（軸直交方向）に拘束した状態で軸方向に移動可能に保持するケース３２と、型板３０，３１をケース３２内で軸方向に移動させて粗形材１０のウエブ部となる部分ｗを潰しウエブＷ間を所定のピッチに形成するよう軸方向に圧力を加える軸方向加圧手段３６とを備えている。そして、この実施の形態では、粗形材１０の中央に位置するジャーナル部となる部分ｊを保持する型板３５が、ケース３２に対して軸方向に移動不能に固定されており、また、軸方向加圧手段が、粗形材１０の中央に位置するジャーナル部となる部分ｊに向かって両端から加圧するカム機構３６、３６によって構成されている。
【００４５】
次に、本発明の製造方法の異なる実施の形態を、図１５に示した仕上成形装置３を用いる場合により、その作動とともに説明する。
この実施の形態における製造方法は、仕上工程で、粗形材１０の中央に位置するジャーナル部となる部分ｊ２３を固定した状態で、粗形材１０の両端を中央に向かって軸方向に加圧するものである。
【００４６】
図１５に示した実施の形態における仕上成形装置３では、粗形材１０の図の左方の端部に位置するピン（１番ピンと称する）と右方端部に位置するピン（４番ピンと称する）となる部分ｐ１，ｐ４がジャーナル部から同じ方向に偏心しており、１番ピンと４番ピンとなる部分ｐ１，ｐ４の間の２つのピン（左方を２番ピンと、右方を３番ピンと称する）となる部分ｐ２，ｐ３がジャーナル部となる部分ｊから同じ方向に偏心している。そして、この実施の形態では、後述するように１番ピンと２番ピンとなる部分ｐ１，ｐ２の間と、３番ピンと４番ピンとなる部分ｐ３，ｐ４の間とのジャーナル部となる部分ｊ１２，ｊ３４間を軸方向に加圧して同じ方向に偏心する２番ピン部と３番ピン部となる部分ｐ２，ｐ３に連続するウエブ部となる部分ｗ２１，ｗ２３，ｗ３４，ｗ３４を潰すように成形する場合で説明する。そのため、この実施の形態における仕上成形装置３は、粗形材１０の同じ方向に偏心する２番ピンおよび３番ピンとなる部分ｐ２，ｐ３と、１番ピンと２番ピンとなる部分ｐ１，ｐ２の間および３番ピンと４番ピンとなる部分ｐ３、ｐ４の間のジャーナル部となる部分ｊ１２，ｊ３４を保持する可動型板３１，３０を備えている。これらの可動型板３０，３１は、ケース３２内で軸方向に移動可能となっている。そして、１番ピンと２番ピンとなる部分ｐ１，ｐ２の間および３番ピンと４番ピンとなる部分ｐ３，ｐ４の間のジャーナル部となる部分ｊ１２，ｊ３４を保持する可動型板３０は、ケース３２内でジャーナル部となる部分ｊ１２，ｊ３４を径方向に移動させることなく保持し得るよう成形されており、さらにケース３２の端部に向かってそれぞれ延びている。また、２番ピンおよび３番ピンとなる部分ｐ２，ｐ３を保持する可動型板３１は、軸方向の加圧によってウエブ部となる部分ｗが潰され所定のピッチでウエブ部Ｗが成形されることによりジャーナル部Ｊに対してピン部Ｐが所定の偏心量となるのを許容し得るように、ケース３２内で径方向に所定量移動可能に成形されている。また、粗形材１０の中央部に位置するジャーナル部となる部分ｊ２３を保持する固定型板３５は、ケース３２の内径よりも長くまたは大きく成形されており、ケース３２のほぼ中央には固定型板３５の保持する凹部３２ａが形成されている。固定型板３５とこれを保持するケース３２の凹部３２ａは、中央ジャーナル部固定手段を構成する。ケース３２は、全体がほぼ円筒状に形成されており、且つ、固定型板３５および可動型板３０，３１に保持された粗形材１０を内部に配置するとともに成形後に取り出すことができるように、開閉可能な半割り状に分割成形されている。
【００４７】
この実施の形態における軸方向加圧手段３６はカム機構によって構成されている。カム機構３６は、駆動カム３６ａと従動カム３６ｂとにより構成されており、一対で設けられている。各駆動カム３６ａは、プレス機のラムなどに支持された上盤５３に取り付けられ、各従動カム３６ｂは下盤５４上のベース盤５５に摺動可能に設けられている。両従動カム３６ｂの互いに対向する垂直面には、１番ピンと２番ピンとなる部分ｐ１，ｐ２の間および３番ピンと４番ピンとなる部分ｐ３，ｐ４の間のジャーナル部となる部分ｊ１２，ｊ３４を保持する可動型板３０の、ケース３２の端部に向かって延びた部分の端面を押圧する押圧部材３７がそれぞれ設けられている。
【００４８】
次に、本発明の製造方法の別の実施の形態を、図１５に示したように構成された仕上成形装置３を用いる場合により、その作動とともに説明する。
この実施の形態における製造方法は、仕上工程で、粗形材１０の中央に位置するジャーナル部となる部分ｊ２３を固定した状態で、粗形材１０の両端を中央に向かって軸方向に加圧するものである。
【００４９】
この実施の形態における仕上成形工程は、図１５の（ａ）に示すように、粗形材１０の１番ピンと２番ピンとなる部分ｐ１，ｐ２の間および３番ピンと４番ピンとなる部分ｐ３，ｐ４の間のジャーナル部となる部分ｊ１２，ｊ３４を可動型板３０により保持し、また、２番ピンおよび３番ピンとなる部分ｐ２，ｐ３を可動型板３１により保持し、さらに２番ピンと３番ピンとなる部分ｐ２，ｐ３の間のジャーナル部となる部分ｊ２３を固定型板３５により保持し、反割り状に成形されたケース３２内に配置し、固定型板３５をケース３２の内面の凹部３２ａに係合して、ケース３２を閉じて円筒状とし保持する。そして１番ピンと２番ピンとなる部分ｐ１，ｐ２の間および３番ピンと４番ピンとなる部分ｐ３，ｐ４の間のジャーナル部となる部分ｊ１２，ｊ３４を保持する可動型板３０の端部に従動カム３６ｂの押圧部材３７を当接し、上昇した状態の上盤５３に設けられた一対の駆動カム３６ａの間に従動カム３６ｂを配置する。そして、上盤５３を下降させると、図１５の（ｂ）に示すように、駆動カム３６ａと従動カム３６ｂのカム面が互いに摺動することによって両従動カム３６ｂが互いに寄るように移動することとなる。そのため、粗形材１０の１番ピンと２番ピンとなる部分ｐ１，ｐ２の間のジャーナル部となる部分ｊ１２と、３番ピンと４番ピンとなる部分ｐ３，ｐ４の間のジャーナル部となる部分ｊ３４との間は、それぞれ２番ピンと３番ピンとなる部分ｐ２，ｐ３の間のジャーナル部となる部分ｊ２３に向かって軸方向に均等に加圧され、２番ピンと３番ピンのウエブ部となる部分ｗ２１，ｗ２３，ｗ３２，ｗ３４を各型板３０，３１間で均等に潰するように成形することができる。
【００５０】
ここで、仕上成形工程では、ジャーナル部となる部分ｊをそれぞれ保持する型板３０は、かかるジャーナル部となる部分ｊをケース３２内で径方向に移動させないように拘束した状態で保持した状態で軸方向に移動させるために、ケース３２の内周面よりも僅かに小さく成形されており、型板３０の外周端面がケース３２の内周面に摺動することとなる。ところで、型板３０，３１は、保持するジャーナル部となる部分ｊとピン部となる部分ｐの軸方向長さによってその厚さが決定されることから厚くできないため、強度を増加させることが困難となる傾向にある。従って、一般的な仕上成形工程を行って粗形材１０を一方端から他方端に向かって軸方向に加圧する場合には、材料の流動になどによって、特にこの実施の形態における固定型板３５と対応する中央に位置するジャーナル部となる部分ｊ２３を保持する型板３０が型割れしたり曲がるなどして破損する場合が考えられる。しかしながら、この実施の形態では、中央に位置するジャーナル部となる部分ｊ２３を保持する固定型板３５に対して両側から均等に軸方向に加圧することとしたので、固定型板３５をケース３２内で摺動させる必要がなくなり、したがって強度を増加させることが困難な固定型板３５がケース３２内での摺動による無理な力を受けることがないので、割れたり曲がるなどの破損を抑制することができる。
【００５１】
次に、本発明のクランクシャフトの製造装置の別の実施の形態を図１６〜２１に基づいて説明する。なお、この実施の形態においても、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
この実施の形態における予備成形装置２は、複数のピン部（この実施の形態ではＰ１〜Ｐ４の４つ）を有するクランクシャフトを製造するためのものであって、ジャーナル部Ｊから同じ方向に偏心する２番ピン部および３番ピン部Ｐ２，Ｐ３となる部分ｐ２，ｐ３の予備成形と、１番ピン部および４番ピン部Ｐ１、Ｐ４となる部分ｐ１，ｐ４の予備成形とに分けて、各予備成形を順次行うものである。また、この実施の形態における仕上成形装置３は、粗形材１０のジャーナル部となる部分ｊから同じ方向に偏心する２番ピン部および３番ピン部となる部分ｐ２，ｐ３の仕上成形と、１番ピン部および４番ピン部となる部分ｐ１，ｐ４の仕上成形とに分けて、各仕上成形を行うものである。
【００５２】
図１６は２番ピン部となる部分ｐ２の、図１７は３番ピン部となる部分ｐ３の、図１８は１番ピン部となる部分ｐ１の、図１９は４番ピン部となる部分ｐ４の、それぞれ予備成形を行う前（ａ）と予備成形を行った後（ｂ）を示したものである。また、図２０は粗形材１０のジャーナル部となる部分ｊから同じ方向に偏心する２番ピン部と３番ピン部となる部分ｐ２，ｐ３の、図２１は１番ピン部と４番ピン部となる部分ｐ１，ｐ４の仕上成形を行う前（ａ）と仕上成形を行った後（ｂ）を示したものである。
【００５３】
予備成形装置２は、素材１の各ピン部となる部分ｐを保持するパンチ２０とこのパンチ２０の両側に位置するジャーナル部となる部分ｊをそれぞれ保持するダイ２１とを備えており、ダイ２１は各ジャーナル部となる部分ｊを保持し得るように、クランクシャフト１００のジャーナル部Ｊと対応する数を有している。予備成形装置２は、各ピン部となる部分ｐ１〜ｐ４をそれぞれ予備成形する専用のものとして構成することができ、また、パンチ２０とダイ２１に対して素材１の位置を相対的にずらすか、または、素材１に対してパンチ２０とダイ２１の位置を相対的にずらすなどして、各ピン部となる部分ｐ１〜ｐ４を共通で予備成形するものとして構成することもできる。また、仕上成形装置３は、粗形材１０のジャーナル部とピン部となる部分ｊ１２，ｊ２３，ｊ３４、および、ｐ２、ｐ３を保持する型板３０，３１，３８と、この型板３０，３１，３８を径方向（軸直交方向）に拘束した状態で軸方向に移動可能に保持するケース３２と、型板３０、３１をケース３２内で軸方向に移動させて粗形材１０のウエブ部ｗ２１，２３、および、ｗ３４，ｗ４３となる部分を潰し所定のピッチでウエブＷ２１，Ｗ２３，Ｗ３４，Ｗ４３間を形成するよう軸方向に圧力を加える軸方向加圧手段３３を備えている。
【００５４】
型板３０は、２番ピン部および３番ピン部なる部分ｐ２，ｐ３、または、１番ピン部および４番ピン部なる部分ｐ１，ｐ４を保持するものである。型板３１は、１番ピン部と２番ピン部の間、２番ピン部と３番ピン部の間、および３番ピン部と４番ピン部の間のジャーナル部となる部分ｊ１２，ｊ２３，ｊ３４、または、１番ピン部と４番ピン部の端部側のジャーナル部となる部分ｊ０１、ｊ４５を保持するものであり、ジャーナル部となる部分ｊ１２，ｊ３４およびｊ０１、ｊ４５を保持する型板３１は、ケースの端部方向に延びている。型板３８は、先に仕上成形された１番ピンと２番ピンの間のジャーナル部Ｊ１２から３番ピンと４番ピンの間のジャーナル部Ｊ３４までを保持するものである。ケース３２は、２番ピン部および３番ピン部なる部分ｐ２，ｐ３を保持するための型板３０と、１番ピン部と２番ピン部の間、２番ピン部と３番ピン部の間、３番ピン部と４番ピン部の間のジャーナル部となる部分ｊ１２，ｊ２３，ｊ３４を保持するための型板３１とを収容する専用のものと、１番ピン部および４番ピン部なる部分ｐ１，ｐ４を保持するための型板３０と、１番ピン部と４番ピン部の端部側のジャーナル部となる部分ｊ０１、ｊ４５を保持するための型板３１と、先に仕上成形された１番ピンと２番ピンの間のジャーナル部Ｊ１２から３番ピンと４番ピンの間のジャーナル部Ｊ３４までを保持するための型板３８とを収容するための専用のものとを用意することができる。また、ケース３２は、２番ピン部および３番ピン部なる部分ｐ２，ｐ３を保持するための型板３０と、１番ピン部と２番ピン部の間、２番ピン部と３番ピン部の間、３番ピン部と４番ピン部の間のジャーナル部となる部分ｊ１２，ｊ２３，ｊ３４を保持するための型板３１とを保持するためのものと、１番ピン部および４番ピン部なる部分ｐ１，ｐ４を保持するための型板３０と、１番ピン部と４番ピン部の端部側のジャーナル部となる部分ｊ０１、ｊ４５を保持するための型板３１と、先に仕上成形された１番ピンと２番ピンの間のジャーナル部Ｊ１２から３番ピンと４番ピンの間のジャーナル部Ｊ３４までを保持するための型板３８とを保持するためのものとを、共通で使用することができるのものを用意することもできる。
【００５５】
次に、本発明の予備成形工程の別の実施の形態を、図１６〜１９に示した予備成形装置を用いる場合により、その作動とともに説明する。なお、この実施の形態においても、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
この実施の形態における予備成形工程は、概略、クランクシャフトが複数（この実施の形態ではＰ１〜Ｐ４の４つ）のピン部を有しており、ジャーナル部Ｊから複数のピン部Ｐが同じ方向に偏心したクランクシャフトを製造する場合において、ジャーナル部Ｊから同じ方向に偏心する２番ピン部および３番ピン部となる部分ｐ２，ｐ３ならびにそれらのウエブ部となる部分ｗ２１、ｗ２３、ｗ３４、ｗ３４の予備成形と、１番ピン部および４番ピン部となる部分ｐ１，ｐ４ならびにそれらのウエブ部ｗ１０，ｗ１２，ｗ４３，ｗ４５となる部分の予備成形とに分けて、各予備成形を順次行うものである。そして、この実施の形態における仕上成形工程は、ジャーナル部Ｊから同じ方向に偏心する２番ピン部Ｐ２および３番ピン部Ｐ３ならびにそれらのウエブ部Ｗ２１，Ｗ２３，Ｗ３４，Ｗ３４の仕上成形と、１番ピン部Ｐ１および４番ピン部Ｐ４ならびにそれらのウエブ部Ｗ１０，Ｗ１２，Ｗ４３，Ｗ４５の仕上成形とに分けて、各仕上成形を行うものである。
【００５６】
４つのピン部Ｐ１〜Ｐ４を有するクランクシャフトを製造するに際して、最初に図１６（ａ）に示すように、棒状の素材１の、２番ピン部となる部分ｐ２をパンチ２０に保持させるとともに、２番ピン部に隣接するジャーナル部となる部分ｊ１２，ｊ２３をダイ２１，２１にそれぞれ保持させ、図１６（ｂ）に示すように、上盤２３を下降させ、２番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ２，ｗ２１，ｗ２３を予備成形する。このとき、ウエブ部となる部分ｗ２１，ｗ２３を軸方向に加圧して肉薄部Ｔを形成するための、パンチ２０に対して両ダイ２１，２１を寄せるよう軸方向に移動させる量は、同じに設定されている。
【００５７】
次いで、図１７（ａ）に示すように、２番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ２，ｗ１２，ｗ２３が予備成形された素材１の、３番ピン部となる部分ｐ３をパンチ２０に保持させるとともに、３番ピン部に隣接するジャーナル部となる部分ｊ２３，ｊ３４をダイ２１，２１に保持させる。このとき、２番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ２，ｗ１２，ｗ２３を予備成形した状態から素材１を軸回りに回転させる必要がない。続いて、図１７（ｂ）に示すように、上盤２３を下降させ、３番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ３，ｗ２３，ｗ３４を予備成形する。ウエブ部となる部分ｗ２３，ｗ３４を軸方向に加圧して肉薄部Ｔを形成するための、パンチ２０に対して両ダイ２１，２１を寄せるよう軸方向に移動させる量は、同じに設定されている。
【００５８】
次いで、図１８（ａ）に示すように、２番ピン部および３番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ２，ｗ１２，ｗ２３、ｐ３，ｗ２３，ｗ３４が予備成形された素材１の、１番ピン部となる部分ｐ１をパンチ２１に保持させるとともに、１番ピン部に隣接するジャーナル部となる部分ｊ０１、ｊ１２をダイ２１，２１に保持させる。このとき、２番ピン部および３番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ２，ｗ１２，ｗ２３、ｐ３，ｗ２３，ｗ３４を予備成形した状態から素材１を軸回りに回転させる。続いて、図１８（ｂ）に示すように、上盤を２３下降させ、１番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ１，ｗ０１，ｗ１２を予備成形する。ウエブ部となる部分ｗ０１，ｗ１２を軸方向に加圧して肉薄部Ｔを形成するための、パンチ２０に対して両ダイ２１，２１を寄せるよう軸方向に移動させる量は、同じに設定されている。
【００５９】
その後、図１９（ａ）に示すように、２番ピン部、３番ピン部、および１番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ２，ｗ１２，ｗ２３、ｐ３，ｗ２３，ｗ３４、ｐ１，ｗ０１，ｗ１２が予備成形された素材１の、４番ピン部となる部分ｐ４をパンチ２０に保持させるとともに、４番ピン部に隣接するジャーナル部となる部分ｗ４３，ｗ４５をダイ２１，２１に保持させる。このとき、２番ピン部、３番ピン部、および１番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ２，ｗ１２，ｗ２３、ｐ３，ｗ２３，ｗ３４、ｐ１，ｗ０１，ｗ１２を予備成形した状態から素材１を軸回りに回転させる必要がない。続いて、図１９（ｂ）に示すように、上盤２３を下降させ、４番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ４，ｗ４３，ｗ４５を予備成形する。ウエブ部となる部分ｗ４３，ｗ４５を軸方向に加圧して肉薄部Ｔを形成するための、パンチ２０に対して両ダイ２１，２１を寄せるよう軸方向に移動させる量は、同じに設定されている。成形された粗形材１０は、図１に示したように各ウエブ部ｗ１０，ｗ１２，ｗ２１，ｗ２３，ｗ３４，ｗ３４，ｗ４３，ｗ４５となる部分に肉薄部Ｔが形成されている。
【００６０】
その後、図２０（ａ）に示すように、粗形材１０の２番ピンおよび３番ピンとなる部分ｐ２，ｐ３と、１番ピンと２番ピンの間、２番ピンと３番ピンの間、および３番ピンと４番ピンの間のジャーナル部となる部分ｊ１２，ｊ２３，ｊ３４に対して型板３０，３１をそれぞれ装着し、ケース３２内に配置して図２０の（ｂ）に示すように押圧部材３７により軸方向に加圧する。粗形材１０の２番ピン部と３番ピン部に隣接するウエブ部ｗ２１，ｗ２３，ｗ３４，ｗ３４となる部分は、図３に示したように所定の厚さに潰されるよう仕上成形されて、所定のピッチのウエブ部Ｗ２１，Ｗ２３，Ｗ３４，Ｗ３４となる。続いて、この半粗形材１０／半クランクシャフト１００の状態のものをケース３２から取り出して、図２１に（ａ）に示すように、仕上成形された１番ピンと２番ピンの間のジャーナル部Ｊ１２から３番ピンと４番ピンの間のジャーナル部Ｊ３４までを型板３８で保持するとともに、１番ピンおよび４番ピンとなる部分ｐ１、ｐ４と、１番ピンおよび４番ピンにそれぞれ隣接する両端部に位置するジャーナル部となる部分ｊ０１、ｊ４５を型板３０，３１で保持し、ケース３２内に配置して、軸方向に加圧する。粗形材１０の１番ピン部と４番ピン部に隣接するウエブ部となる部分ｗ１０，ｗ１２，ｗ４３，ｗ４５は、図３に示したように所定の厚さに潰されるよう仕上成形されて、所定のピッチのウエブ部Ｗ１０，Ｗ１２，Ｗ４３，Ｗ４５となる。
【００６１】
次に、本発明のクランクシャフトの製造装置とこの装置を用いた場合の製造方法の、さらに別の実施の形態を図２２〜２７に基づいて説明する。なお、この実施の形態においても、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
上述した実施の形態における予備成形装置２は、ジャーナル部Ｊから同じ方向に偏心する２番ピン部および３番ピン部となる部分ｐ２，ｐ３の予備成形と、１番ピン部および４番ピン部となる部分ｐ１、ｐ４の予備成形とに分けて、各予備成形を順次行うものであったのに対して、この実施の形態における予備成形装置２は、概略、一方の端部に位置する１番ピン部となる部分ｐ１から他方の端部に位置する４番ピン部となる部分ｐ４に向かって、順次予備成形するものである。また、この実施の形態における予備成形装置２は、素材１の端部を拘束する端部拘束部材６０と、一のピン部およびウエブ部となる部分ｐ２，ｗ２１，ｗ２３またはｐ３，ｗ３２，ｗ３４と隣接して既に形成されたウエブ部ｗ１０，ｗ１２またはｗ２１，ｗ２３となる部分のうちの他方の端部側のウエブ部となる部分ｗ１２またはｗ２３とこのウエブ部に連続するジャーナル部となる部分ｊ１２またはｊ２３を拘束するウエブ部−ジャーナル部拘束部材６１とを有しており、予備成形装置２の軸方向駆動手段２８は、ウエブ部となる部分ｗ１０，ｗ１２、ｗ２１，ｗ２３、ｗ３２，ｗ３４、ｗ４３，ｗ４５のうちの一方の端部側のウエブ部となる部分ｗ２１、ｗ３２、ｗ４３を他方の端部側のウエブ部となる部分ｗ２３、ｗ３４、ｗ４５よりも軸方向に多く（Ｌ１＞Ｌ２）寄せるように加圧する構成とされている。
【００６２】
また、上述した実施の形態における予備成形工程では、予備成形工程で、ジャーナル部Ｊから同じ方向に偏心する２番ピン部および３番ピン部となる部分ｐ２，ｐ３と、１番ピン部および４番ピン部となる部分ｐ１，ｐ４とに分けて予備成形を順次行い、このとき、パンチ２０に対して両ダイ２１，２１をそれぞれ同じ量で寄せるよう軸方向に移動させ、さらに、仕上成形工程で、ジャーナル部から同じ方向に偏心する２番ピン部および３番ピン部Ｐ２，Ｐ３と、１番ピン部および４番ピン部Ｐ１，Ｐ４とに分けて、各仕上成形を行うものであった。これに対して、この実施の形態では、予備成形工程で、１番ピン部となる部分ｐ１から４番ピン部となる部分ｐ４に向かって順次予備成形し、このとき、１番ピン部となる部分ｐ１を予備形成するときに素材１の一方の端部を拘束した状態とし、次いで、既に成形された１番ピン部となる部分ｐ１に隣接するウエブ部ｗ１０，ｗ１２となる部分のうちの、２番ピン部側のウエブ部となる部分ｗ１２とこのウエブ部となる部分に連続するジャーナル部となる部分ｊ１２とを拘束した状態で、この拘束した側（１番ピン部となる部分ｐ１側）のウエブ部となる部分ｗ２１の成形のために２番ピン部となる部分ｐ２に寄せる軸方向長さＬ１を、反対側（３番ピン部となる部分ｐ３側）のウエブ部となる部分ｗ２３の成形のために２番ピン部となる部分ｐ２に寄せる軸方向長さ長さＬ２よりも多く（Ｌ１＞Ｌ２）移動させて、２番ピン部およびこれに隣接するウエブ部となる部分ｐ２、ｗ２１、ｗ２３を成形し、続いて、２番ピン部となる部分ｐ２と同様に、既に成形された２番ピン部に隣接するウエブ部となる部分ｗ２１、ｗ２３のうちの、３番ピン部側のウエブ部となる部分ｗ２３とこのウエブ部となる部分に連続するジャーナル部となる部分ｊ２３とを拘束した状態で、この拘束した側（２番ピン部となる部分ｐ２側）のウエブ部となる部分ｗ３２の成形のために３番ピン部となる部分ｐ３に寄せる軸方向長さＬ１を、反対側（４番ピン部となる部分ｐ４側）のウエブ部となる部分ｗ３４の成形のために３番ピン部となる部分ｐ３に寄せる軸方向長さ長さＬ２よりも多く（Ｌ１＞Ｌ２）移動させて、３番ピン部およびこれに隣接するウエブ部となる部分ｐ３、ｗ３４、ｗ３４を成形し、その後、４番ピン部およびウエブ部となる部分ｐ４，ｗ４３，ｗ４５を形成するときに素材１の他方の端部を拘束した状態で、既に成形された側（３番ピン部となる部分ｐ３側）のウエブ部となる部分ｗ４３の成形のために４番ピン部となる部分ｐ４に寄せる軸方向長さＬ１を、反対側（他端部側）のウエブ部となる部分ｗ４５の成形のために４番ピン部となる部分ｐ４に寄せる軸方向長さＬ２よりもよりも多く（Ｌ１＞Ｌ２）移動させて、４番ピン部およびこれに隣接するウエブ部となる部分ｐ４、ｗ４３、ｗ４５を成形する。
【００６３】
この実施の形態における予備成形装置２は、軸方向駆動手段を構成する一方のカム機構２８が上述した実施の形態のカム機構２６と相違している。すなわちこの実施の形態においては、２番ピン部〜４番ピン部とそのウエブ部となる部分ｐ２〜ｐ４、およびｗ２１，ｗ２３、ｗ３２，ｗ３４、ｗ４３，ｗ４５を成形する予備成形装置２は、図２５〜図２７に示したように、上盤２３の下降に伴うダイ２１の軸方向移動量が、ぞれぞれ図の左方に位置するダイ２１の方が、図の右方に位置するダイ２１よりも多くなるように異なって設定されている。そして、図２５〜２７に示した実施の形態においては、各図の左方のカム機構２８の駆動カム２８ａと従動カム２８ｂのカム面の角度が、各図の右方のカム機構２６の駆動カムと２６ａと従動カム２６ｂのカム面の角度と比較して、水平に近付くようになっており、左右のカム機構２８，２６で異なった設定となっている。
【００６４】
ここで、素材１のピン部となる部分ｐを軸直交方向に加圧するとともにこれに隣接するジャーナル部となる部分ｊを軸方向に互いに寄せるよう加圧してウエブ部となる部分ｗに肉薄部Ｔを成形する予備成形においては、ウエブ部となる部分ｗの材料が隣接するジャーナル部となる部分ｊに流動し、その結果、図２２および図２３に矢印で示すように素材１が軸方向に延びることとなる。そして素材１の温度や材質、加圧する速度などの条件によっては、この材料の流動により、特に、ウエブ部となる部分ｗとジャーナル部となる部分ｊの境界付近に引けＫが生じる場合がある。そこで、この実施の形態においては、一のピン部となる部分ｐの予備成形で材料が流動することにより発生した引けＫを、次のピン部となる部分ｐの予備成形で材料を逆に流動させて補充し、発生した引けＫを補修するよう構成している。以下、図２４〜図２７に示した実施の形態に基づいて、より具体的に説明する。
【００６５】
上述したように構成されたこの実施の形態における予備成形装置を用いて、粗形材１０を成形するに際しては、最初に図２４（ａ）に示すように、棒状の素材１の、１番ピン部となる部分ｐ１をパンチ２０に保持させるとともに、一方の端部を端部拘束部材６０に挿入して軸方向延びたり拡径しないように拘束し、１番ピン部となる部分ｐ１に隣接するジャーナル部ｊ０１、ｊ１２となる部分をダイ２１，２１に保持させ、図２４（ｂ）に示すように、上盤２３を下降させ、１番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ１，ｗ１０，ｗ１２を予備成形する。このとき、ウエブ部となる部分ｗ１０，ｗ１２を軸方向に加圧して肉薄部Ｔを形成するために、カム機構２６，２８によりパンチ２０に対して両ダイ２１，２１を寄せるよう軸方向に移動させる量は、同じに設定されている。これにより成形された１番ピン部となる部分ｐ１の他方端側に位置するウエブ部となる部分ｗ１２の材料が軸方向に流動して引けＫがけ生じることとなる。
【００６６】
次いで、図２５（ａ）に示すように、１番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ１，ｗ１０，ｗ１２を予備成形した状態から素材１を軸回りに回転させて、２番ピン部となる部分ｐ２をパンチ２０に保持させるとともに、２番ピン部に隣接するジャーナル部となる部分ｊ１２，ｊ２３をダイ２１，２１に保持させる。図２５の左方に位置するダイ２１には、１番ピン部に隣接するウエブ部ｗ１０，ｗ１２となる部分のうちの、２番ピン部側のウエブ部となる部分ｗ１２とこのウエブ部に連続するジャーナル部となる部分ｊ１２とを拘束するウエブ部−ジャーナル部拘束部材６１が一体に成形されている。そして、この状態では、図の左方（一方の側）のダイ２１は右方（他方の側）のダイ２１と比較してパンチ２０の延長線上からより離れて配置されている（Ｌ１＞Ｌ２）。続いて、図２５（ｂ）に示すように、上盤２３を下降させ、２番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ２，ｗ２１，ｗ２３を予備成形する。このとき、両ダイ２１，２１はパンチ２０に対して同じ距離となるまで軸方向に移動される。すなわち、左方のダイ２１の軸方向移動量Ｌ１が右方のダイ２１の軸方向移動量Ｌ２よりも大きい（Ｌ１＞Ｌ２）こととなる。そのため、図２５（ｃ）に示すように、２番ピン部に隣接するウエブ部となる部分ｗ２１，ｗ２３のうち、１番ピン部側のウエブ部となる部分ｗ２１の材料が１番ピン部となる部分ｐ１側に流動し、１番ピンの他方端側に位置するウエブ部となる部分ｗ１２に発生した引けＫを修復することとなる。また、２番ピン部に隣接するウエブ部となる部分ｗ２１，ｗ２３のうち、他方の端部側のウエブ部となる部分ｗ２３の材料が他方の端部側に流動し、２番ピンの他方端側に位置するウエブ部となる部分ｗ２３に引けＫが発生することとなる。
【００６７】
次いで、図２６（ａ）に示すように、１番ピン部および２番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ１，ｗ１０，ｗ１２、ｐ２，ｗ２１，ｗ２３が予備成形された素材１の、３番ピン部となる部分ｐ３をパンチ２０に保持させるとともに、３番ピン部に隣接するジャーナル部となる部分ｊ２３，ｊ３４をダイ２１，２１に保持させる。図の左方に位置するダイ２１には、２番ピン部に隣接するウエブ部となる部分ｗ２１，ｗ２３のうちの、３番ピン部側のウエブ部となる部分ｗ２３とこのウエブ部に連続するジャーナル部ｊ２３とを拘束するウエブ部−ジャーナル部拘束部材６１が一体に成形されている。そして、この状態では、図の左方（一方の側）のダイ２１は右方（他方の側）のダイ２１と比較してパンチ２０の延長線上からより離れて配置されている（Ｌ１＞Ｌ２）。続いて、図２６（ｂ）に示すように、上盤２３を下降させ、３番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ３，ｗ３２，ｗ３４を予備成形する。このとき、両ダイ２１，２１はパンチ２０に対して同じ距離となるまで軸方向に移動される。すなわち、左方のダイ２１の軸方向移動量Ｌ１が右方のダイ２１の軸方向移動量Ｌ２よりも大きい（Ｌ１＞Ｌ２）こととなる。そのため、図２６（ｃ）に示すように、３番ピン部に隣接するウエブ部となる部分ｗ３２，ｗ３４のうち、２番ピン部側のウエブ部となる部分ｗ３２の材料が２番ピン部となる部分ｐ２側に流動し、２番ピンの他方端側に位置するウエブ部となる部分ｗ２３に発生した引けＫを修復することとなる。また、３番ピン部に隣接するウエブ部となる部分ｗ３２，ｗ３４のうち、他方の端部側のウエブ部となる部分ｗ３４の材料が他方の端部側に流動し、３番ピンの他方端側に位置するウエブ部となる部分ｗ３４に引けＫが発生することとなる。
【００６８】
その後、図２７（ａ）に示すように、１番ピン部、２番ピン部、および３番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ１，ｗ１０，ｗ１２、ｐ２，ｗ２１，ｗ２３、ｐ３，ｗ３４，ｗ３４が予備成形された素材１を軸回りに回転させて、４番ピン部となる部分ｐ４をパンチ４０に保持させるとともに、他方の端部を端部拘束部材６０に挿入して軸方向延びたり拡径しないように拘束し、４番ピン部に隣接するジャーナル部となる部分ｊ３４，ｊ４５をダイ２１，２１に保持させる。そして、この状態では、図の左方（一方の側）のダイ２１は右方（他方の側）のダイ２１と比較してパンチ２０の延長線上からより離れて配置されている（Ｌ１＞Ｌ２）。続いて、図２７（ｂ）に示すように、上盤２３を下降させ、４番ピン部とその両側に位置するウエブ部となる部分ｐ４，ｗ４３，ｗ４５を予備成形する。このとき、両ダイ２１，２１はパンチ２０に対して同じ距離となるまで軸方向に移動される。すなわち、左方のダイ２１の軸方向移動量Ｌ１が右方のダイ２１の軸方向移動量Ｌ２よりも大きい（Ｌ１＞Ｌ２）こととなる。そのため、図２７（ｃ）に示すように、４番ピン部に隣接するウエブ部となる部分ｗ４３，ｗ４５のうち、３番ピン部側のウエブ部となる部分ｗ４３の材料が３番ピン部となる部分ｐ３側に流動し、３番ピンの他方端側に位置するウエブ部となる部分ｗ３４に発生した引けＫを修復することとなる。これに対して、４番ピン部に隣接するウエブ部となる部分ｗ４３，ｗ４５のうち、他方の端部側のウエブ部となる部分ｗ４５の材料は、端部拘束部材６０によって他方の端部側が拘束されているため、材料が他方の端部側に流動することがないために引けＫが発生することはない。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、上記に限定されることはなく、単気筒あるいは４気筒以外の複数の気筒の内燃機関、さらには、直列以外の複数の気筒数を有する内燃機関、または、内燃機関以外の他の機関に使用されるクランクシャフトを製造する場合にも適用することができる。また、予備成形工程と仕上成形工程は、必要に応じて所定温度の熱間または冷間で行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【国際調査報告】
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