(57)【要約】【課題】長尺な棒材から割れを生じさせることなく多気筒用のクランクシャフト粗形材を製造すること。【解決手段】長尺な棒材６を、その軸方向に沿って並ぶ複数の所定部位につき棒材６の上端部側から下端部側へ順次に据え込み鍛造を行うことにより、特定方向ＳＤへ偏芯した複数のクランク部１０ａ，１０ｂを順次に成形すると共に、隣り合うクランク部１０ａ，１０ｂの間にジャーナル１０ｅを成形する複数の工程を含む。ここで、据え込み鍛造は、棒材６の所定部位における半径方向への変形を特定方向ＳＤ以外の方向につき規制しながら棒材６に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材６を据え込み、所定部位を特定方向ＳＤへ座屈させることである。【選択図】        図２６
2010264465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒材からクランクシャフト粗形材を製造する製造方法であって、
前記棒材を、その軸方向に沿って並ぶ複数の所定部位につき前記棒材の第１の端部側から第２の端部側へ順次に据え込み鍛造を行うことにより、特定方向へ偏芯した複数のクランク部を順次に成形すると共に、隣り合う前記クランク部の間にジャーナルを成形する工程を含み、
前記据え込み鍛造は、前記棒材の前記所定部位における半径方向への変形を前記特定方向以外の方向につき規制しながら前記棒材に前記軸方向の圧縮荷重を加えることにより、前記棒材を据え込み、前記所定部位を前記特定方向へ座屈させることである
ことを特徴とするクランクシャフト粗形材の製造方法。
【請求項２】
棒材からクランクシャフト粗形材を製造する製造方法であって、
前記棒材の第１の端部の所定部位に浮動型を保持し、前記棒材の第１の端部を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に抑え、前記棒材の半径方向における前記浮動型の移動を特定方向以外の方向につき規制する第１の工程と、
その後、前記棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、前記棒材の第１の端部を据え込み、前記浮動型を前記特定方向へ移動を許容して前記所定部位を前記特定方向へ座屈させてクランク部を成形する第２の工程と、
その後、前記クランク部の成形に使用した前記浮動型にジャーナル成形型を重ね合わせて前記ジャーナル成形型を前記棒材上に保持し、前記ジャーナル成形型に隣接する前記棒材上の別の所定部位に別の浮動型を保持し、前記棒材につき前記クランク部に隣接する一部分を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に抑え、前記棒材の半径方向における前記別の浮動型の移動を特定方向以外の方向につき規制する第３の工程と、
その後、前記棒材に前記軸方向の圧縮荷重を加えることにより、前記棒材の前記一部分を据え込み、前記別の浮動型を前記特定方向へ移動を許容して前記別の所定部位を前記特定方向へ座屈させて別のクランク部を成形すると共に、前記クランク部と前記別のクランク部の間に前記ジャーナル成形型によりジャーナルを成形する第４の工程と
を備え、前記第３の工程及び前記第４の工程に準ずる工程を必要に応じて繰り返すことにより、複数のクランク部と、隣り合うクランク部の間に位置するジャーナルとを成形することを特徴とするクランクシャフト粗形材の製造方法。
【請求項３】
棒材からクランクシャフト粗形材を製造する製造方法であって、
前記棒材上の２つの所定部位につき同一の特定方向へそれぞれ同時に据え込み鍛造を行うことにより、前記同一の特定方向へ偏芯した２つのクランク部を同時に成形すると共に、前記２つのクランク部の間にジャーナルを成形する工程を含み、
前記据え込み鍛造は、前記棒材の前記所定部位における半径方向への変形を前記特定方向以外の方向につき規制しながら前記棒材に前記軸方向の圧縮荷重を加えることにより、前記棒材を据え込み、前記所定部位を前記特定方向へ座屈させることである
ことを特徴とするクランクシャフト粗形材の製造方法。
【請求項４】
棒材からクランクシャフト粗形材を製造する製造方法であって、
前記棒材を、その中間部分の２つの所定部位につき同一の特定方向へそれぞれ同時に据え込み鍛造を行うことにより、前記同一の特定方向へ偏芯した２つのクランク部を同時に成形すると共に、前記２つのクランク部の間にジャーナルを成形する工程と、
その後、前記棒材を、その両端部分のそれぞれの所定部位につき同一の特定方向へそれぞれ同時に据え込み鍛造を行うことにより、前記同一の特定方向へ偏芯した２つのクランク部を更に同時に成形すると共に、隣り合うクランク部の間にジャーナルを成形する工程と
を備え、前記据え込み鍛造は、前記棒材の前記所定部位における半径方向への変形を前記特定方向以外の方向につき規制しながら前記棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、前記棒材を据え込み、前記所定部位を前記特定方向へ座屈させることである
ことを特徴とするクランクシャフト粗形材の製造方法。
【請求項５】
棒材からクランクシャフト粗形材を製造する製造方法であって、
前記棒材の中間部分の２つの所定部位にそれぞれ浮動型を保持すると共に、前記両浮動型の中間の前記棒材上にジャーナル成形型を保持し、前記棒材の中間部分を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に抑え、前記棒材の半径方向における前記両浮動型の移動を同一の特定方向以外の方向につき規制する第１の工程と、
その後、前記棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、前記棒材の中間部分を据え込み、前記両浮動型を前記同一の特定方向へそれぞれ移動を許容して前記２つの所定部位を前記同一の特定方向へ座屈させて２つのクランク部を同時に成形すると共に、前記２つのクランク部の間に前記ジャーナル成形型によりジャーナルを成形する第２の工程と、
その後、前記２つのクランク部の成形に使用した前記両浮動型のそれぞれにジャーナル成形型を重ね合わせて前記ジャーナル成形型を前記棒材上に保持し、前記棒材の両端部分のそれぞれの所定部位に浮動型を保持し、前記棒材の半径方向における前記両浮動型の移動を同一の特定方向以外の方向につき規制する第３の工程と、
その後、前記棒材に前記軸方向の圧縮荷重を加えることにより、前記棒材の両端部をそれぞれ据え込み、前記両浮動型を前記同一の特定方向へ移動を許容して前記２つの所定部位を前記同一の特定方向へそれぞれ座屈させて２つのクランク部を更に同時に成形すると共に、隣り合うクランク部の間に前記ジャーナル成形型によりジャーナルをそれぞれ成形する第４の工程と
を備えたことを特徴とするクランクシャフト粗形材の製造方法。
【請求項６】
棒材からクランクシャフト粗形材を製造する製造装置において、
前記棒材の軸方向に沿って並ぶ複数の所定部位に対して順次に保持される複数の浮動型と、
前記棒材の半径方向における前記各浮動型の移動を特定方向以外の方向につき規制する移動規制手段と、
隣り合う前記浮動型の間にて前記棒材上に順次に保持される複数のジャーナル成形型と、
前記棒材の成形部分を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に抑える棒材抑え手段と、
前記棒材に軸方向の圧縮荷重を加える荷重供給手段と
を備えたことを特徴とするクランクシャフト粗形材の製造装置。
【請求項７】
前記浮動型は、前記棒材を座屈させる特定方向とは逆方向の部位にて前記逆方向への座屈を規制する座屈規制ストッパを備えると共に、前記特定方向の部位に座屈量を調整するための座屈調整ストッパを備えることを特徴とする請求項６に記載のクランクシャフト粗形材の製造装置。
【請求項８】
前記移動規制手段は、前記浮動型に設けられ、前記特定方向とは逆方向の部位にて前記逆方向への座屈を規制する座屈規制ストッパと、前記浮動型の移動を前記特定方向へ案内する一対の座屈規制ガイドとを備えることを特徴とした請求項６に記載のクランクシャフト粗形材の製造装置。
【請求項９】
前記浮動型は、前記棒材をその径方向から挟む一対の割り型を含み、前記両割り型の外周に浮動リングを圧入することにより、前記浮動型が前記棒材上に保持され、
前記ジャーナル成形型は、前記棒材をその径方向から挟む一対の割り型を含み、前記両割り型の外周に保持リングを圧入することにより、前記ジャーナル成形型が前記棒材上に保持される
ことを特徴とする請求項６乃至８の何れか一つに記載のクランクシャフト粗形材の製造装置。
【請求項１０】
前記浮動型は、前記両割り型の外周がテーパ面をなし、前記浮動リングの内周が前記両割り型のテーパ面に対して一方向から圧入するように構成され、
前記ジャーナル成形型は、前記両割り型の外周がテーパ面をなし、前記保持リングの内周が前記両割り型のテーパ面に対して一方向から圧入するように構成され、
前記浮動型と前記ジャーナル成形型は、互いに前記割り型のテーパ面の向きを同じに揃えて配置される
ことを特徴とする請求項９に記載のクランクシャフト粗形材の製造装置。
【請求項１１】
前記荷重供給手段は、互いに対向して配置される固定型と可動型とを含み、前記固定型及び前記可動型は、前記浮動型との間で前記クランク部の成形に寄与する型面を含み、前記型面とは反対側の面が非型面をなすことを特徴とする請求項６乃至１０の何れか一つに記載のクランクシャフト粗形材の製造装置。
【請求項１２】
前記棒材抑え手段は、前記棒材を挿入する挿入孔を軸線上に有する柱形状の棒材抑え型を備え、前記棒材抑え型は、軸方向に互いに重ね合わされた複数の分割型により構成され、一つの分割型が、１つのクランク部を成形するための前記棒材の１スパン分の長さに相当する長さを有することを特徴とする請求項６乃至１１の何れか一つに記載のクランクシャフト粗形材の製造装置。
【請求項１３】
前記各分割型は、前記棒材を径方向から挟み込む一対の割り型から構成され、前記一対の割り型は前記棒材を挟み込んだ状態で対向する面の間にギャップが生じる寸法に設定され、少なくとも１つの分割型のギャップの方向を他の分割型のギャップの方向と異ならせて配置したことを特徴とする請求項１２に記載のクランクシャフト粗形材の製造装置。
【請求項１４】
前記棒材は、その軸方向に沿って並ぶ複数の成形部分につき前記棒材の第１の端部側から第２の端部側へ順次に据え込み鍛造を行うことにより複数のクランク部が順次に成形されるものであり、前記複数の成形部分の外径が、先に行われる据え込み鍛造により太る分だけ、前記棒材の第１の端部側から第２の端部側へ段階的に小径に設定されたことを特徴とする請求項１３に記載のクランクシャフト粗形材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クランクシャフトの製造に使用されるクランクシャフト粗形材の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、下記の特許文献１には、棒材の中間部を棒材の軸と直交する方向にスライドさせながら棒材を押圧して座屈させる据え込み鍛造により、単気筒用のクランクシャフトを成形する技術が開示されている。ところが、このクランクシャフトそのままでは、多気筒用エンジンへの適用が困難であった。
【０００３】
ここで、多気筒用のクランクシャフトの据え込み鍛造としては、下記の特許文献２に記載の製造方法が知られている。この製造方法は、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を形成する。次に、このビレット材を油圧ベンダで曲げ加工し、各ジャーナル部と各ピン部とを軸直角方向へ所定距離だけオフセットさせたオフセット材料を形成する（曲げ工程）。次に、このオフセット材料を軸方向に加圧することで、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圧縮成形する（据え込み工程）。そして、クランク本体とは別個に冷間鍛造成形されたカウンターウェイトをクランク本体の各連接壁に位置決めさせた状態で加圧して仮圧入する。各カウンターウェイトを各連接壁に仮圧入した後、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る。これにより、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が形成される。
【０００４】
また、クランクシャフトの軸方向への圧縮成形のその他の例として、下記の特許文献３に記載のクランクシャフトの製造方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭４９−１０６９４９号公報
【特許文献２】特開２００５−９５９５号公報
【特許文献３】特開平５−１６９１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献２に記載の技術は、製造されたクランクシャフトを多気筒用エンジンに適用できるものの、事前の曲げ加工時における引っ張り残留応力があるため、据え込み時に割れが生じやすく、また、角度をつけて曲げておくこと自体が難しかった。一方、特許文献３に記載の技術は、事前に素材をクランクシャフト形状に成形しておく必要があり、カウンタウェイト部の変形を抑制しながら軸長の短縮を図るに止まっている。
【０００７】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、長尺な棒材から割れを生じさせることなく多気筒用のクランクシャフト粗形材を製造することを可能としたクランクシャフト粗形材の製造方法及び製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、棒材からクランクシャフト粗形材を製造する製造方法であって、棒材を、その軸方向に沿って並ぶ複数の所定部位につき棒材の第１の端部側から第２の端部側へ順次に据え込み鍛造を行うことにより、特定方向へ偏芯した複数のクランク部を順次に成形すると共に、隣り合うクランク部の間にジャーナルを成形する工程を含み、据え込み鍛造は、棒材の所定部位における半径方向への変形を特定方向以外の方向につき規制しながら棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材を据え込み、所定部位を特定方向へ座屈させることであることを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、軸方向に沿って並ぶ複数の所定部位につき棒材の第１の端部側から第２の端部側へ順次に据え込み鍛造が行われることにより、特定方向へ偏芯した複数のクランク部が順次に成形されると共に、隣り合うクランク部の間にジャーナルが成形される。従って、複数のクランク部と、隣り合うクランク部の間に位置するジャーナルが棒材の第１の端部側から順次に成形されるので、多気筒用のクランクシャフト粗形材を製造するために、事前に棒材を曲げ加工したり、クランクシャフト形状に成形したりする必要がない。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、棒材からクランクシャフト粗形材を製造する製造方法であって、棒材の第１の端部の所定部位に浮動型を保持し、棒材の第１の端部を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に抑え、棒材の半径方向における浮動型の移動を特定方向以外の方向につき規制する第１の工程と、その後、棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材の第１の端部を据え込み、浮動型を特定方向へ移動を許容して所定部位を特定方向へ座屈させてクランク部を成形する第２の工程と、その後、クランク部の成形に使用した浮動型にジャーナル成形型を重ね合わせてジャーナル成形型を棒材上に保持し、ジャーナル成形型に隣接する棒材上の別の所定部位に別の浮動型を保持し、棒材につきクランク部に隣接する一部分を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に抑え、棒材の半径方向における別の浮動型の移動を特定方向以外の方向につき規制する第３の工程と、その後、棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材の一部分を据え込み、別の浮動型を特定方向へ移動を許容して別の所定部位を特定方向へ座屈させて別のクランク部を成形すると共に、クランク部と別のクランク部の間にジャーナル成形型によりジャーナルを成形する第４の工程とを備え、第３の工程及び第４の工程に準ずる工程を必要に応じて繰り返すことにより、複数のクランク部と、隣り合うクランク部の間に位置するジャーナルとを成形することを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、第１の工程では、棒材の第１の端部の所定部位に浮動型が保持され、棒材の第１の端部を除いたその他の部分が半径方向へ変形不能に抑えられ、棒材の半径方向における浮動型の移動が特定方向以外の方向につき規制された状態となる。その後、第２の工程では、棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材の第１の端部が据え込まれ、浮動型が特定方向へ移動を許容されて所定部位が特定方向へ座屈されてクランク部が成形される。その後、第３の工程では、クランク部の成形に使用された浮動型にジャーナル成形型が重ね合わされてジャーナル成形型が棒材上に保持され、ジャーナル成形型に隣接する棒材上の別の所定部位に別の浮動型が保持され、棒材につきクランク部に隣接する一部分を除いたその他の部分が半径方向へ変形不能に抑えられ、棒材の半径方向における別の浮動型の移動が特定方向以外の方向につき規制された状態となる。その後、第４の工程では、棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材の一部分が据え込まれ、別の浮動型が特定方向へ移動を許容されて別の所定部位が特定方向へ座屈されて別のクランク部が成形されると共に、それらクランク部と別のクランク部の間にジャーナル成形型によりジャーナルが成形される。その後、上記した第３の工程及び第４の工程に準ずる工程を必要に応じて繰り返すことにより、複数のクランク部と、隣り合うクランク部の間に位置するジャーナルとが成形される。従って、複数のクランク部と、隣り合うクランク部の間に位置するジャーナルが棒材の第１の端部側から第２の端部側へ順次に成形されるので、多気筒用のクランクシャフト粗形材を製造するために、事前に棒材を曲げ加工したり、クランクシャフト形状に成形したりする必要がない。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、棒材からクランクシャフト粗形材を製造する製造方法であって、棒材上の２つの所定部位につき同一の特定方向へそれぞれ同時に据え込み鍛造を行うことにより、同一の特定方向へ偏芯した２つのクランク部を同時に成形すると共に、２つのクランク部の間にジャーナルを成形する工程を含み、据え込み鍛造は、棒材の所定部位における半径方向への変形を特定方向以外の方向につき規制しながら棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材を据え込み、所定部位を特定方向へ座屈させることであることを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、棒材上の２つの所定部位につき同一の特定方向へそれぞれ同時に据え込み鍛造を行うことにより、同一の特定方向へ偏芯した２つのクランク部が同時に成形されると共に、２つのクランク部の間にジャーナルが成形される。従って、棒材上にて同一の特定方向へ偏芯した２つのクランク部が同時に成形され、隣り合うクランク部の間にジャーナルが成形されるので、多気筒用のクランクシャフト粗形材を製造するために、事前に棒材を曲げ加工したり、クランクシャフト形状に成形したりする必要がない。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、棒材からクランクシャフト粗形材を製造する製造方法であって、棒材を、その中間部分の２つの所定部位につき同一の特定方向へそれぞれ同時に据え込み鍛造を行うことにより、同一の特定方向へ偏芯した２つのクランク部を同時に成形すると共に、２つのクランク部の間にジャーナルを成形する工程と、その後、棒材を、その両端部分のそれぞれの所定部位につき同一の特定方向へそれぞれ同時に据え込み鍛造を行うことにより、同一の特定方向へ偏芯した２つのクランク部を更に同時に成形すると共に、隣り合うクランク部の間にジャーナルを成形する工程とを備え、据え込み鍛造は、棒材の所定部位における半径方向への変形を特定方向以外の方向につき規制しながら棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材を据え込み、所定部位を特定方向へ座屈させることであることを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、最初の工程では、棒材の中間部分の２つの所定部位につき同一の特定方向へそれぞれ同時に据え込み鍛造を行うことにより、同一の特定方向へ偏芯した２つのクランク部が同時に成形されると共に、２つのクランク部の間にジャーナルが成形される。その後、次の工程では、棒材の両端部分のそれぞれの所定部位につき同一の特定方向へそれぞれ同時に据え込み鍛造を行うことにより、同一の特定方向へ偏芯した２つのクランク部が更に同時に成形されると共に、隣り合うクランク部の間にジャーナルが成形される。従って、棒材上にて同じ特定方向へ偏芯したクランク部が２つずつ同時に成形され、２つのクランク部の間にジャーナルが成形されるので、多気筒用のクランクシャフト粗形材を製造するために、工数が減り、事前に棒材を曲げ加工したり、クランクシャフト形状に成形したりする必要がない。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、棒材からクランクシャフト粗形材を製造する製造方法であって、棒材の中間部分の２つの所定部位にそれぞれ浮動型を保持すると共に、両浮動型の中間の棒材上にジャーナル成形型を保持し、棒材の中間部分を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に抑え、棒材の半径方向における両浮動型の移動を同一の特定方向以外の方向につき規制する第１の工程と、その後、棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材の中間部分を据え込み、両浮動型を同一の特定方向へそれぞれ移動を許容して２つの所定部位を同一の特定方向へ座屈させて２つのクランク部を同時に成形すると共に、２つのクランク部の間にジャーナル成形型によりジャーナルを成形する第２の工程と、その後、２つのクランク部の成形に使用した両浮動型のそれぞれにジャーナル成形型を重ね合わせてジャーナル成形型を棒材上に保持し、棒材の両端部分のそれぞれの所定部位に浮動型を保持し、棒材の半径方向における両浮動型の移動を同一の特定方向以外の方向につき規制する第３の工程と、その後、棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材の両端部をそれぞれ据え込み、両浮動型を同一の特定方向へ移動を許容して２つの所定部位を同一の特定方向へそれぞれ座屈させて２つのクランク部を更に同時に成形すると共に、隣り合うクランク部の間にジャーナル成形型によりジャーナルをそれぞれ成形する第４の工程とを備えたことを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、第１の工程では、棒材の中間部分の２つの所定部位にそれぞれ浮動型が保持されると共に、両浮動型の中間の棒材上にジャーナル成形型が保持され、棒材の中間部分を除いたその他の部分が半径方向へ変形不能に抑えられ、棒材の半径方向における両浮動型の移動が同一の特定方向以外の方向につき規制される。その後、第２の工程では、棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材の中間部分が据え込まれ、両浮動型が同一の特定方向へそれぞれ移動が許容されて２つの所定部位が同一の特定方向へ座屈されて２つのクランク部が同時に成形されると共に、２つのクランク部の間にジャーナル成形型によりジャーナルが成形される。その後、第３の工程では、２つのクランク部の成形に使用した両浮動型のそれぞれにジャーナル成形型が重ね合わされてジャーナル成形型が棒材上に保持され、棒材の両端部分のそれぞれの所定部位に浮動型が保持され、棒材の半径方向における両浮動型の移動が同一の特定方向以外の方向につき規制される。その後、第４の工程では、棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材の両端部がそれぞれ据え込まれ、両浮動型が同一の特定方向へ移動を許容されて２つの所定部位が同一の特定方向へそれぞれ座屈されて２つのクランク部が更に同時に成形されると共に、隣り合うクランク部の間にジャーナル成形型によりジャーナルがそれぞれ成形される。従って、棒材の中間部分と両端部の順に、同じ特定方向へ偏芯したクランク部が２つずつ同時に成形され、２つのクランク部の間にジャーナルが成形されるので、多気筒用のクランクシャフト粗形材を製造するために、工数が減り、各浮動型及び各ジャーナル成形型に無理な応力が作用することがなく、事前に棒材を曲げ加工したり、クランクシャフト形状に成形したりする必要がない。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、棒材からクランクシャフト粗形材を製造する製造装置において、棒材の軸方向に沿って並ぶ複数の所定部位に対して順次に保持される複数の浮動型と、棒材の半径方向における各浮動型の移動を特定方向以外の方向につき規制する移動規制手段と、隣り合う浮動型の間にて棒材上に順次に保持される複数のジャーナル成形型と、棒材の成形部分を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に抑える棒材抑え手段と、棒材に軸方向の圧縮荷重を加える荷重供給手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、棒材の少なくとも一つの所定部位に浮動型を保持する。また、棒材の半径方向における浮動型の移動を特定方向以外の方向につき移動規制手段により規制する。そして、棒材の成形部分を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に棒材抑え手段により抑える。この状態で、荷重供給手段により棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材が特定方向へ座屈され、据え込み鍛造により前記浮動型によりクランク部が成形される。その後、クランク部の成形に使用した浮動型にジャーナル成形型を重ね合わせてジャーナル成形型を棒材上に保持し、そのジャーナル成形型に隣接する棒材上の別の所定部位に別の浮動型を保持する。また、棒材の半径方向における別の浮動型の移動を特定方向以外の方向につき移動規制手段により規制する。そして、棒材につき成形されたクランク部に隣接する別の成形部分を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に棒材抑え手段により抑える。この状態で、荷重供給手段により棒材に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材が特定方向へ座屈され、据え込み鍛造により別の浮動型により別のクランク部が成形されると共に、クランク部と別のクランク部との間にジャーナル成形型によりジャーナルが成形される。そして、上記の各工程を必要に応じて繰り返すことにより、複数のクランク部と、隣り合うクランク部の間に位置するジャーナルとが成形される。従って、複数のクランク部と、隣り合うクランク部の間に位置するジャーナルが棒材の適宜な部位に順次に成形されるので、多気筒用のクランクシャフト粗形材を製造するために、事前に棒材を曲げ加工したり、クランクシャフト形状に成形したりする必要がない。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、浮動型は、棒材を座屈させる特定方向とは逆方向の部位にて逆方向への座屈を規制する座屈規制ストッパを備えると共に、特定方向の部位に座屈量を調整するための座屈調整ストッパを備えることを趣旨とする。
【００２１】
上記発明の構成によれば、請求項６に記載の発明の作用に加え、座屈規制ストッパにより、浮動型を介して棒材の特定方向とは逆方向への座屈が有効に規制される。また、座屈調整ストッパの長さを必要に応じて変えることにより、浮動型を介して棒材の特定方向への座屈量が調整される。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、移動規制手段は、浮動型に設けられ、特定方向とは逆方向の部位にて逆方向への座屈を規制する座屈規制ストッパと、浮動型の移動を特定方向へ案内する一対の座屈規制ガイドとを備えることを趣旨とする。
【００２３】
上記発明の構成によれば、請求項６に記載の発明の作用に加え、座屈規制ストッパにより、浮動型を介して棒材の特定方向とは逆方向への座屈が有効に規制される。また、座屈規制ガイドにより、浮動型を介して棒材の特定方向への座屈が有効に案内される。
【００２４】
上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項６乃至８の何れか一つに記載の発明において、浮動型は、棒材をその径方向から挟む一対の割り型を含み、両割り型の外周に浮動リングを圧入することにより、浮動型が棒材上に保持され、ジャーナル成形型は、棒材をその径方向から挟む一対の割り型を含み、両割り型の外周に保持リングを圧入することにより、ジャーナル成形型が棒材上に保持されることを趣旨とする。
【００２５】
上記発明の構成によれば、請求項６乃至８の何れか一つに記載の発明の作用に加え、棒材をその径方向から一対の割り型により挟み、両割り型の外周に浮動リングを圧入することで、棒材上に浮動型が容易に保持される。また、クランクシャフト粗形材の成形終了後には、棒材上に保持された浮動型につき、浮動リングを両割り型の外周から圧出して両割り型を分離することで、浮動型が棒材から容易に取り外される。一方、棒材をその径方向から一対の割り型により挟み、両割り型の外周に保持リングを圧入することで、棒材上にジャーナル成形型が容易に保持される。また、クランクシャフト粗形材の成形終了後には、棒材上に保持されたジャーナル成形型につき、保持リングを両割り型の外周から圧出して両割り型を分離することで、ジャーナル成形型が棒材から容易に取り外される。
【００２６】
上記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、浮動型は、両割り型の外周がテーパ面をなし、浮動リングの内周が両割り型のテーパ面に対して一方向から圧入するように構成され、ジャーナル成形型は、両割り型の外周がテーパ面をなし、保持リングの内周が両割り型のテーパ面に対して一方向から圧入するように構成され、浮動型とジャーナル成形型は、互いに割り型のテーパ面の向きを同じに揃えて配置されることを趣旨とする。
【００２７】
上記発明の構成によれば、請求項９に記載の発明の作用に加え、浮動型とジャーナル成形型は、両割り型のテーパ面の向きを同じに揃えて配置される。従って、浮動型とジャーナル成形型を棒材上に保持するには、それぞれ浮動リングと保持リングを両割り型の外周テーパ面に対して同一方向から、例えば上から下へ向けて圧入すればよく、作業を容易にできる。一方、クランクシャフト粗形材の成形完了後には、両割り型のテーパ面の向きを、上記と逆向きに揃えて浮動型とジャーナル成形型を配置する。そして、浮動リングと保持リングを両割り型の外周テーパ面に対して同一方向から、例えば上から下へ向けて圧出することで、浮動型とジャーナル成形型が棒材から容易に取り外される。
【００２８】
上記目的を達成するために、請求項１１に記載の発明は、請求項６乃至１０の何れか一つに記載の発明において、荷重供給手段は、互いに対向して配置される固定型と可動型とを含み、固定型及び可動型は、浮動型との間でクランク部の成形に寄与する型面を含み、型面とは反対側の面が非型面をなすことを趣旨とする。
【００２９】
上記発明の構成によれば、請求項６乃至１０の何れか一つに記載の発明の作用に加え、固定型及び可動型は、棒材に荷重を加えるときに、浮動型に当接することでクランク部の成形に寄与する型面を含み、型面とは反対側の面が非型面をなす。従って、固定型と可動型については、一方の面のみを型面に加工すればよく、他方の面を型面に加工する必要がない。
【００３０】
上記目的を達成するために、請求項１２に記載の発明は、請求項６乃至１１の何れか一つに記載の発明において、棒材抑え手段は、棒材を挿入する挿入孔を軸線上に有する柱形状の棒材抑え型を備え、棒材抑え型は、軸方向に互いに重ね合わされた複数の分割型により構成され、一つの分割型が、１つのクランク部を成形するための棒材の１スパン分の長さに相当する長さを有することを趣旨とする。
【００３１】
上記発明の構成によれば、請求項６乃至１１の何れか一つに記載の発明の作用に加え、棒材抑え型が、軸方向に互いに重ね合わされた複数の分割型により構成される。従って、棒材から１つのクランク部が成形されるたびに一つの分割型を取り外すことで、次のクランク部を成形するために、１スパン分だけ短くなった棒材が残りの分割型により有効に抑えられる。
【００３２】
上記目的を達成するために、請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の発明において、各分割型は、棒材を径方向から挟み込む一対の割り型から構成され、一対の割り型は棒材を挟み込んだ状態で対向する面の間にギャップが生じる寸法に設定され、少なくとも１つの分割型のギャップの方向を他の分割型のギャップの方向と異ならせて配置したことを趣旨とする。
【００３３】
上記発明の構成によれば、請求項１２に記載の発明の作用に加え、各分割型は、棒材を径方向から挟み込む一対の割り型から構成され、棒材を挟み込んだ状態で対向する面の間にギャップが生じるので、必ず棒材が一対の割り型に接触して抑えられる。また、軸方向に互いに重ね合わされた複数の分割型につき、一対の割り型の間にギャップが設定され、そのギャップの方向が他の分割型のギャップの方向と異なるので、ギャップにより一定の方向へのみ座屈が促されることがない。
【００３４】
上記目的を達成するために、請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の発明において、棒材は、その軸方向に沿って並ぶ複数の成形部分につき棒材の第１の端部側から第２の端部側へ順次に据え込み鍛造を行うことにより複数のクランク部が順次に成形されるものであり、複数の成形部分の外径が、先に行われる据え込み鍛造により太る分だけ、棒材の第１の端部側から第２の端部側へ段階的に小径に設定されたことを趣旨とする。
【００３５】
上記発明の構成によれば、請求項１３に記載の発明の作用に加え、複数のクランク部を順次成形するために、棒材に軸方向の圧縮荷重を複数回加えて据え込み鍛造することで、棒材につき最後に据え込み鍛造される部分ほど外径が太る傾向がある。そこで、棒材につき、複数の成形部分の外径が、先に行われる据え込み鍛造により太る分だけ、棒材の第１の端部側から第２の端部側へ段階的に小径に設定されるので、最後に据え込み鍛造されても太りを見込んで所要の外径のジャーナルが成形されることとなる。
【発明の効果】
【００３６】
請求項１に記載の発明によれば、長尺な棒材から割れを生じさせることなく多気筒用のクランクシャフト粗形材を製造することができる。
【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、長尺な棒材から割れを生じさせることなく多気筒用のクランクシャフト粗形材を製造することができる。
【００３８】
請求項３に記載の発明によれば、工数を増やすことなく、棒材の太りの影響を最小化しながら、長尺な棒材から割れを生じさせることなく多気筒用のクランクシャフト粗形材を製造することができる。
【００３９】
請求項４に記載の発明によれば、工数を増やすことなく、棒材の太りの影響を最小化しながら、長尺な棒材から割れを生じさせることなく多気筒用のクランクシャフト粗形材を製造することができる。
【００４０】
請求項５に記載の発明によれば、工数を増やすことなく、棒材の太りの影響を最小化しながら、長尺な棒材から割れを生じさせることなく多気筒用のクランクシャフト粗形材を製造することができ、しかも、浮動型及びジャーナル成形型につき、割れなどの破損を防止することができる。
【００４１】
請求項６に記載の発明によれば、長尺な棒材から割れを生じさせることなく多気筒用のクランクシャフト粗形材を製造することができる。
【００４２】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、成形される各クランク部を所要の特定方向へ確実に偏芯、座屈させることができる。また、クランク部の腕の長さを適宜に容易に調整することができる。
【００４３】
請求項８に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、成形される各クランク部を所要の特定方向へ確実に偏芯、座屈させることができる。
【００４４】
請求項９に記載の発明によれば、請求項６乃至８の何れか一つに記載の発明の効果に加え、棒材に対する各浮動型及び各ジャーナル成形型の着脱作業を容易かつ確実なものにすることができる。
【００４５】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項９に記載の発明の効果に加え、各浮動型に対する浮動リングの圧入作業、各ジャーナル成形型に対する保持リングの圧入作業をそれぞれ容易なものにすることができ、浮動リングを各浮動型に対して確実に圧着することができる。更に、各浮動型と各ジャーナル成形型の棒材からの取り外し作業を容易かつ確実なものにすることができる。
【００４６】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項６乃至１０の何れか一つに記載の発明の効果に加え、固定型及び可動型の製作コストを低減することができる。
【００４７】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項６乃至１１の何れか一つに記載の発明の効果に加え、棒材が多少変形しても、棒材が各分割型の挿入孔の内壁とかじることを少なくして、その棒材を各分割型の挿入孔に対して容易に着脱することができ、作業性を向上させることができる。
【００４８】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項１２に記載の発明の効果に加え、複数の分割型により構成される棒材抑え型につき、それによる棒材の座屈抑制効果を更に向上させることができる。
【００４９】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項１３に記載の発明の効果に加え、複数のクランク部を成形した後に、全てのジャーナルの外径をほぼ同一にすることができ、後工程での機械加工による取り代等を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１実施形態に係り、製造方法の一工程における製造装置の概略構成を示す断面図。
【図２】第１実施形態に係り、製造方法の終盤の工程における製造装置の概略構成を示す断面図。
【図３】第１実施形態に係り、製造装置を示す図１のＡ−Ａ線断面図。
【図４】第１実施形態に係り、装着前の棒材と浮動型の関係を示す平面図。
【図５】第１実施形態に係り、装着前の棒材と浮動型の関係を示す縦断面図。
【図６】第１実施形態に係り、装着時の棒材と浮動型の関係を示す平面図。
【図７】第１実施形態に係り、装着時の棒材、浮動型及び浮動リングの関係を示す縦断面図。
【図８】第１実施形態に係り、保持時の棒材、浮動型及び浮動リングの関係を示す平面図。
【図９】第１実施形態に係り、保持時の棒材、浮動型及び浮動リングの関係を示す縦断面図。
【図１０】第１実施形態に係り、分離前の棒材、浮動型及び浮動リングの関係を示す断面図。
【図１１】第１実施形態に係り、浮動型から浮動リングが脱落した状態を示す断面図。
【図１２】第１実施形態に係り、棒材から浮動型を分離した状態を示す断面図。
【図１３】第１実施形態に係り、製造方法を示すフローチャート。
【図１４】第１実施形態に係り、第１のセッティング工程の製造装置を示す断面図。
【図１５】第１実施形態に係り、第１の加圧工程の製造装置を示す断面図。
【図１６】第１実施形態に係り、第２のセッティング工程の製造装置を示す断面図。
【図１７】第１実施形態に係り、第２のセッティング工程で製造装置から上型を取り外した状態を示す断面図。
【図１８】第１実施形態に係り、第２のセッティング工程で取り出された棒材及び浮動型等を示す断面図。
【図１９】第１実施形態に係り、第２のセッティング工程で保持リングへのジャーナル成形型の圧入過程を示す断面図。
【図２０】第１実施形態に係り、第２のセッティング工程で棒材へジャーナル成形型等を整合させた状態を示す断面図。
【図２１】第１実施形態に係り、第２のセッティング工程で棒材にジャーナル成形型を挿入する過程を示す断面図。
【図２２】第１実施形態に係り、第２のセッティング工程で棒材にジャーナル成形型を挿入した状態を示す断面図。
【図２３】第１実施形態に係り、第２のセッティング工程で棒材に更に第２の浮動型を保持した状態を示す断面図。
【図２４】第１実施形態に係り、第２のセッティング工程で製造装置に上型を装着する状態を示す断面図。
【図２５】第１実施形態に係り、第２の加圧工程の製造装置を示す断面図。
【図２６】第１実施形態に係り、第３のセッティング工程の製造装置を示す断面図。
【図２７】第１実施形態に係り、第４の加圧工程の製造装置を示す断面図。
【図２８】第１実施形態に係り、最終離型工程でケースから取り外された粗形材等を示す断面図。
【図２９】第１実施形態に係り、脱型の工程で脱型治具に粗形材等をセッティングした状態を示す断面図。
【図３０】第１実施形態に係り、脱型の工程で第１の浮動型等を取り外した状態の粗形材等を示す断面図。
【図３１】第１実施形態に係り、脱型の工程で脱型治具に粗形材等をセッティングした状態を示す断面図。
【図３２】第１実施形態に係り、脱型の工程で更に第１のジャーナル成形型等を取り外した状態の粗形材等を示す断面図。
【図３３】第１実施形態に係り、脱型の工程で脱型治具に粗形材等をセッティングした状態を示す断面図。
【図３４】第１実施形態に係り、脱型の工程で浮動リングから第２の浮動型がその他粗形材等と共に脱落する状態を示す断面図。
【図３５】第１実施形態に係り、脱型の工程で第２の浮動型及びその浮動リングを更に外した粗形材等を示す断面図。
【図３６】第１実施形態に係り、浮動型等及びジャーナル成形型等が取り外された状態の粗形材を示す正面図。
【図３７】第１実施形態に係り、第１のセッティング工程の座屈規制機構を含む製造装置を示す図１のＡ−Ａ線断面図に準ずる平断面図。
【図３８】第１実施形態に係り、製造装置を示す図３７のＢ−Ｂ線断面図。
【図３９】第１実施形態に係り、第１の加圧工程の座屈規制機構を含む製造装置を示す図３７に準ずる平断面図。
【図４０】第１実施形態に係り、製造装置を示す図３９のＣ−Ｃ線断面図。
【図４１】第１実施形態に係り、第１の加圧工程完了時の座屈規制機構を含む製造装置を示す図３７に準ずる平断面図。
【図４２】第１実施形態に係り、製造装置を示す図４１のＤ−Ｄ線断面図。
【図４３】第１実施形態に係り、第２のセッティング工程の座屈規制機構を含む製造装置を示す図３８に準ずる断面図。
【図４４】第１実施形態に係り、第２の加圧工程完了時の座屈規制機構を含む製造装置を示す図３８に準ずる断面図。
【図４５】第１実施形態における脱型治具と各浮動型等の関係を示す断面図。
【図４６】第２実施形態に係り、脱型治具と各浮動型等の関係を示す断面図。
【図４７】第２実施形態に係り、浮動リングを示す平面図。
【図４８】第２実施形態に係り、浮動リングを示す図４７のＥ−Ｅ線断面図。
【図４９】第３実施形態に係り、第１のセッティング工程の製造装置を示す断面図。
【図５０】第３実施形態に係り、第１の分割型を示す平断面図。
【図５１】第３実施形態に係り、第２のセッティング工程の製造装置を示す断面図。
【図５２】第３実施形態における第１の分割型を示す平断面図。
【図５３】第４実施形態に係り、第１の分割型を示す平断面図。
【図５４】第５実施形態に係り、第１のセッティング工程の製造装置を示す断面図。
【図５５】第５実施形態に係り、第１の分割型と棒材との関係を示す図５４のＦ−Ｆ線断面図。
【図５６】第５実施形態に係り、第２の分割型と棒材との関係を示す図５４のＧ−Ｇ線断面図。
【図５７】第５実施形態に係り、第３の分割型と棒材との関係を示す図５４のＨ−Ｈ線断面図。
【図５８】第６実施形態に係り、第１のセッティング工程の製造装置を示す断面図。
【図５９】第６実施形態に係り、第１の分割型と棒材との関係を示す図５４のＦ−Ｆ線断面図に準ずる断面図。
【図６０】第６実施形態に係り、ボルトを示す平面図。
【図６１】第７実施形態に係り、棒材を２スパン同時に成形するための最初のセッティング完了状態の製造装置を示す断面図。
【図６２】第７実施形態に係り、図６１からの加圧完了状態の製造装置を示す断面図。
【図６３】第７実施形態に係り、２スパン同時に成形するための最初のセッティング完了状態の製造装置を示す断面図。
【図６４】第７実施形態に係り、加圧完了状態の製造装置を示す断面図。
【図６５】第７実施形態に係り、２スパン同時に成形するための２回目のセッティング完了状態の製造装置を示す断面図。
【図６６】第７実施形態に係り、２回目の加圧工程を負えて最終離型工程でケースから取り出された粗形材等を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
［第１実施形態］
以下、本発明における「クランクシャフト粗形材の製造方法及び製造装置」を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００５２】
図１に、この実施形態におけるクランクシャフト粗形材の製造方法の一工程における製造装置１の概略構成を断面図により示す。図２に、同じく製造方法の終盤の工程における製造装置１の概略構成を断面図により示す。この製造装置１は、円筒形をなすケース２と、ケース２の中に嵌め入れられた棒材抑え型３と、ケース２の中に嵌め入れられると共に棒材抑え型３の上に配置された固定型としての下型４と、下型４に対向してケース２の中を上下動可能に配置された可動型としての上型５とを備える。棒材抑え型３、下型４及び上型５には、それらの中心を軸方向に貫通する挿入孔３ａ，４ａ，５ａが設けられる。これらの挿入孔３ａ〜５ａには、長尺な棒材６が挿入、挿通されて保持されるようになっている。このように保持された棒材６上には、クランクシャフト粗形材（以下、単に「粗形材」という。）１０の製造過程で、図２に示すように、複数の浮動型７Ａ〜７Ｄ及び複数のジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃが順次に保持され、使用されるようになっている。
【００５３】
図１，２に示すように、各浮動型７Ａ〜７Ｄの上下両面は、後述するクランク部１０ａ〜１０ｄを成形するための型面となっている。また、各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃの上下両面は、各浮動型７Ａ〜７Ｄとの協働により各ジャーナル１０ｅ〜１０ｇを成形するための型面となっている。更に、下型４の上面は、各浮動型７Ａ〜７Ｄとの協働によりクランク部１０ａ〜１０ｄを成形するための型面をなし、下型４の下面は、棒材抑え型３と全面接触するために、非型面であり平坦面をなしている。同様に、上型５の下面は、第１の浮動型７Ａとの協働によりクランク部１０ａを成形するための型面をなし、上型５の上面は、スペーサ１４とほぼ全面接触するために、非型面であり平坦面をなしている。
【００５４】
ケース２は、プレス機の上ベース１１と下ベース１２との間に配置される。ケース２は下ベース１２の上にボルト１３で固定される。上型５は、スペーサ１４を介して上ベース１１に取り付けられる。上型５は、スペーサ１４の下端にボルト１３で固定される。上ベース１１は、上型５を上下動させるために、駆動装置（図示略）により上下方向へ往復動可能に設けられる。この製造装置１は、各種の使用態様に対応可能であるが、例えば、図２に示すように、棒材抑え型３を取り除いて下型４を下ベース１２上に配置した状態で、粗形材１０の成形を完了したときに、ケース２と上ベース１１とが干渉しないように、ケース２の上端と上ベース１１の下端との間に所定の隙間αを確保できるようにスペーサ１４の縦寸法が設定されている。
【００５５】
図３に、製造装置１を図１のＡ−Ａ線断面図により示す。浮動型７Ａは、２つの割り型２１ａ，２１ｂにより２分割可能に構成され、中心に棒材６を保持する挿入孔７ａが形成される。２つの割型２１ａ，２１ｂは、型合わせした状態で外周に浮動リング２２を装着することで一体化するようになっている。浮動リング２２の外周には、座屈規制ストッパ２３が突設される。このストッパ２３は、浮動リング２２の半径方向へ突出することで、このストッパ２３が延びる方向への棒材６の座屈を規制するようになっている。同じく、浮動リング２２の外周であって座屈規制ストッパ２３の部位とは反対側の部位には、座屈調整ストッパ２４が突設される。このストッパ２４は、座屈規制ストッパ２３より短く、このストッパ２４が延びる方向へ棒材６が座屈したときに、ケース２の内面に当たって浮動型７Ａ〜７Ｄ及び棒材６等のこれ以上の座屈を制限するようになっている。このため、座屈調整ストッパ２４の突出量を適宜調整して設定することにより、棒材６の座屈量を調整することができるようになっている。
【００５６】
ここで、棒材６に浮動型７Ａを保持するための手順につき、図４〜９を参照して以下に説明する。図４に、装着前の棒材６と浮動型７Ａの関係を平面図により示す。図５に、装着前の棒材６と浮動型７Ａの関係を縦断面図により示す。図６に、装着時の棒材６と浮動型７Ａの関係を平面図により示す。図７に、装着時の棒材６、浮動型７Ａ及び浮動リング２２の関係を縦断面図により示す。図８に、保持時の棒材６、浮動型７Ａ及び浮動リング２２の関係を平面図により示す。図９に、保持時の棒材６、浮動型７Ａ及び浮動リング２２の関係を縦断面図により示す。なお、図５，７，９においては、棒材６の長さは、便宜上短く表されている。その他の浮動型７Ｂ〜７Ｄについても図４〜９に準ずる。
【００５７】
棒材６に浮動型７Ａを保持するには、先ず、図４，５に示すように、浮動型７Ａの２つの割り型２１ａ，２１ｂを開いた状態で、その挿入孔７ａの位置に棒材６を整合させる。次に、図６，７に示すように、浮動型７Ａの２つの割り型２１ａ，２１ｂを互いに型合わせすることで挿入孔７ａにて浮動型７Ａを棒材６上に装着する。図７に示すように、この装着状態で浮動型７Ａを台治具２５の上に載せ、その上に浮動リング２２を整合させる。その後、図８，９に示すように、浮動リング２２を押さえ治具２６により上から押圧して浮動リング２２を浮動型７Ａの外周に圧入することで、浮動型７Ａを浮動リング２２により締め付けて棒材６上に保持する。ここで、図７に示すように、浮動型７Ａの外周は、下方へ拡径したテーパ面７ｂをなし、浮動リング２２の内周も、同様に下方へ拡径したテーパ面２２ａをなす。このため、図９に示すように、浮動リング２２を浮動型７Ａの外周に上から圧入したときは、両者２２，７Ａが互いに圧着することとなる。
【００５８】
次に、棒材６から浮動型７Ａを分離するための手順につき、図１０〜１２を参照して以下に説明する。図１０に、分離前の棒材６、浮動型７Ａ及び浮動リング２２の関係を断面図により示す。図１１に、浮動型７Ａから浮動リング２２が脱落した状態を断面図により示す。図１２に、棒材６から浮動型７Ａを分離した状態を断面図により示す。なお、図１０〜１２においては、棒材６は便宜上、実際よりも短く表されている。その他の浮動型７Ｂ〜７Ｄについても図１０〜１２に準ずる。
【００５９】
先ず、図９に示すように、浮動型７Ａが浮動リング２２と共に棒材６上に保持される状態から、浮動リング２２を浮動型７Ａから取り外すには、図９に示す置き方とは天地を逆向きにして、図１０に示すように、浮動型７Ａ及び浮動リング２２を台治具２５の上に載せる。これにより、浮動型７Ａ及び浮動リング２２のテーパ面７ｂ，２２ａは、それぞれ下方へ縮径する状態に配置される。そして、浮動リング２２を押さえ治具２６により上から押圧する。これにより、図１１に示すように、浮動リング２２が浮動型７Ａから脱落する。その後、図１２に示すように、浮動型７Ａの割り型２１ａ，２１ｂを引き離すことで、棒材６から浮動型７Ａを分離することができる。
【００６０】
次に、上記した製造装置１を使用して行われるクランクシャフト粗形材の製造方法について説明する。図１３に、この製造方法をフローチャートにより示す。図１４〜２８に、この製造方法の各工程等における製造装置１等を断面図により示す。図１４〜２８において、プレス機を構成する上ベース１１、下ベース１２及びスペーサ１４等については図示を省略する。以下、図１３のフローチャートに付した各番号に従って順次説明する。
【００６１】
（１）第１のセッティング工程では、図１４に示すように、棒材６の第１の端部（上端部）寄り位置に第１の浮動型７Ａを装着し、その浮動型７Ａの外周に浮動リング２２を圧入する。また、棒材６の上端を、コマ１５を装着した上型５の挿入孔５ａに嵌め入れ、棒材６の下部を下型４の挿入孔４ａ及び棒材抑え型３の挿入孔３ａに嵌め入れて組み付ける。棒材抑え型３の挿入孔３ａの下端には、コマ１６Ａが装着される。これにより、図１４に示すように、第１の浮動型７Ａを上端部より位置に保持した棒材６を、上型５と、下型４及び棒材抑え型３との間にて垂直に支持する。この第１のセッティングが完了した状態では、棒材６上の上端部寄り位置にて第１の浮動型７Ａが保持される。ここで、次に行われる第１の加圧工程で、棒材６を座屈させる特定方向ＳＤを、図１４の右方向とすると、その特定方向ＳＤ以外の方向への棒材６の座屈が規制される。すなわち、特定方向ＳＤの反対方向（図１４の左方向）への座屈は、座屈規制ストッパ２３の先端がケース２の内壁に当接することで規制される。また、第１の浮動型７Ａの、図１４の手前方向及び後方向への座屈は、浮動リング２２の外周が座屈規制ガイド４１（図３７〜４４参照）に当接することで規制される。この座屈規制ガイド４１を含む座屈規制機構については、後述する。
【００６２】
（２）第１の加圧工程では、図１５に示すように、上型５をプレス機（図示略）により下方へ加圧する。これにより、棒材６に軸方向の圧縮荷重が加えられ、図１５に示すように、棒材６を据え込み、第１の浮動型７Ａを特定方向ＳＤへ移動させて、棒材６の上端部寄り部位を特定方向ＳＤへ座屈させる。このとき、図１５に示すように、第１の浮動型７Ａは、図１４に示す初期状態から特定方向ＳＤ（図１５の右方向）へ移動し、上型５と下型４との間で挟まれる。これにより、棒材６は、上型５、下型４及び第１の浮動型７Ａの間で所定形状に成形される。すなわち、棒材６は、その上端部寄り部位が第１のクランク部１０ａを含む形状に成形される。
【００６３】
（３）第２のセッティング工程では、図１６に示すように、予め外周に保持リング２７を圧着した第１のジャーナル成形型８Ａを、第１の浮動型７Ａの下面に接するように棒材６上に装着する。また、第１のジャーナル成形型８Ａから少し隔てて第２の浮動型７Ｂを棒材６上に保持し、その浮動型７Ｂの外周に浮動リング２２を圧着する。また、棒材６の上端を、コマ１５を装着した上型５の挿入孔５ａに嵌め入れ、棒材６の下部を下型４の挿入孔４ａ及び棒材抑え型３の挿入孔３ａに嵌め入れて組み付ける。棒材抑え型３の挿入孔３ａの下部には、前工程で使用したコマ１６Ａよりも長いコマ１６Ｂが装着される。これにより、図１６に示すように、第１の浮動型７Ａに加えて、第１のジャーナル成形型８Ａ及び第２の浮動型７Ｂを上端部寄り位置に保持した棒材６を、上型５と、下型４及び棒材抑え型３との間にて垂直に支持する。この第２のセッティングが完了した状態では、棒材６上の上端部寄り位置にて第１の浮動型７Ａ、第１のジャーナル成形型８Ａ及び第２の浮動型７Ｂが保持される。ここで、次に行われる第２の加圧工程で、棒材６を座屈させる特定方向ＳＤを、図１６の左方向とすると、その特定方向ＳＤ以外の方向への棒材６の座屈が規制される。すなわち、特定方向ＳＤの反対方向（図１６の右方向）への座屈は、座屈規制ストッパ２３の先端がケース３の内壁に当接することで規制される。また、第２の浮動型７Ｂの、図１６の手前方向及び後方向への座屈は、浮動リング２２の外周が座屈規制ガイド４１（図３７〜４４参照）に当接することで規制される。
【００６４】
ここで、第２のセッティング工程の過程を、図１７〜２３に従って詳しく説明する。最初に、図１７に示すように、上型５をケース２から引き上げる。そして、第１のクランク部１０ａを成形した棒材６を、第１の浮動型７Ａ等と共にケース２から引き上げて、図１８に示すように、取り出して垂直に保持する。
【００６５】
これと共に、図１９に示すように、２分割可能な第１のジャーナル成形型８Ａを、保持リング２７に圧入して一体化する。このとき、保持リング２７は、台治具２８の上に載せられる。図１９において、保持リング２７の内周面は、下方へ縮径するテーパ面２７ａとなっている。また、第１のジャーナル成形型８Ａの外周面は、上記テーパ面２７ａに整合するように、図１９において、下方へ縮径するテーパ面８ａとなっている。第１のジャーナル成形型８Ａは、第１の割り型２９ａと第２の割り型２９ｂにより２分割可能に構成され、中心に挿入孔８ｂが形成される。従って、第１のジャーナル成形型８Ａを保持リング２７に圧入することで、２分割可能な割り型２９ａ，２９ｂが保持リング２７により締め付けられて一体化する。
【００６６】
そこで、図２０に示すように、棒材６を、図１８に示す状態から上下逆に配置すると共に、棒材６の先端に、保持リング２７と一体化した第１のジャーナル成形型８Ａの挿入孔８ｂを整合させる。そして、保持リング２７と一体化させた第１のジャーナル成形型８Ａを下降させて、図２１に示すように、同成形型８Ａ等をその挿入孔８ｂにて棒材６に挿通する。第１のジャーナル成形型８Ａ等は、図２２に示すように、第１の浮動型７Ａ等に接するまで棒材６に挿通する。
【００６７】
その後、図２３に示すように、第１のジャーナル成形型８Ａ等から所定距離だけ隔てた位置にて、第２の浮動型７Ｂを棒材６上に保持する。この浮動型７Ｂの保持の仕方は、既に説明した方法に準ずる。
【００６８】
そして、図２４に示すように、第１のジャーナル成形型８Ａ等及び第２の浮動型７Ｂ等を新たに保持した棒材６をケース２の中に再び装着し、上型５をケース２に嵌め入れることで、第２のセッティング工程が完了する。
【００６９】
（４）第２の加圧工程では、図２５に示すように、上型５をプレス機（図示略）により下方へ加圧する。これにより、棒材６に軸方向の圧縮荷重を加え、図２５に示すように、棒材６を据え込み、第２の浮動型７Ｂを特定方向ＳＤへ移動させて、棒材６の上端部寄り部位を特定方向ＳＤへ座屈させる。このとき、図２５に示すように、第２の浮動型７Ｂは、図１６に示す第２のセッティング工程の状態から特定方向ＳＤ（図２５の左方向）へ移動し、第１のジャーナル成形型８Ａと下型４との間で挟まれる。これにより、棒材６は、第１のジャーナル成形型８Ａ、下型４及び第２の浮動型７Ｂの間で所定形状に成形される。すなわち、棒材６は、第１のクランク部１０ａの下に第２のクランク部１０ｂを有する形状に成形される。また、第１のクランク部１０ａと第２のクランク部１０ｂとの間には、第１のジャーナル成形型８Ａにより第１のジャーナル１０ｅが成形される。
【００７０】
（５）第３のセッティング工程では、図２６に示すように、予め外周に保持リング２７を圧着した第２のジャーナル成形型８Ｂを、第２の浮動型７Ｂに接するように棒材６上に更に装着する。また、第２のジャーナル成形型８Ｂから所定距離だけ隔てた位置にて、第３の浮動型７Ｃを浮動リング２２により棒材６上に保持する。また、棒材６の上端を、コマ１５を装着した上型５の挿入孔５ａに嵌め入れ、棒材６の下部を下型４の挿入孔４ａ及び棒材抑え型３の挿入孔３ａに嵌め入れて組み付ける。棒材抑え型３の挿入孔３ａの下端部には、前工程で使用したコマ１６Ｂより長いコマ１６Ｃが装着される。これにより、図２６に示すように、第１及び第２の浮動型７Ａ，７Ｂ、並びに第１のジャーナル成形型８Ａに加えて、第２のジャーナル成形型８Ｂ及び第３の浮動型７Ｃを更に保持した棒材６を、上型５と、下型４及び棒材抑え型３との間にて垂直に支持する。この第３のセッティングが完了した状態では、棒材６上の所定部位にて第３の浮動型７Ｃが保持される。ここで、次の第３の加圧工程で、棒材６を座屈させる特定方向ＳＤを、図２６の左方向とすると、第３の浮動型７Ｃに係り、その特定方向ＳＤ以外の方向への棒材６の座屈が規制される。すなわち、特定方向ＳＤの反対方向（図２６の右方向）への座屈は、第３の浮動型７Ｃに係る座屈規制ストッパ２３の先端がケース３の内壁に当接することで規制される。また、第３の浮動型７Ｃの図２６の手前方向及び後方向への棒材６の座屈は、第３の浮動型７Ｃの浮動リング２２の外周が座屈規制ガイド４１（図３７〜４４参照）に当接することで規制される。
【００７１】
（６）第３の加圧工程では、上型５をプレス機（図示略）により下方へ加圧する。これにより、棒材６に軸方向の圧縮荷重を加え、棒材６を据え込み、第３の浮動型７Ｃを特定方向ＳＤへ移動させて、棒材６の中間部位を特定方向ＳＤへ座屈させる。このとき、第３の浮動型７Ｃは、第３のセッティング工程の状態から特定方向ＳＤへ移動し、第２のジャーナル成形型８Ｂと下型４との間で挟まれる。これにより、棒材６は、第２のジャーナル成形型８Ｂ、下型４及び第３の浮動型７Ｃの間で所定形状に成形される。すなわち、棒材６は、第２のクランク部１０ｂの下に第３のクランク部１０ｃ（図２７参照）を有する形状に成形される。また、第２のクランク部１０ｂと第３のクランク部１０ｃとの間には、第２のジャーナル成形型８Ｂにより第２のジャーナル１０ｆ（図２７参照）が成形される。
【００７２】
（７）第４のセッティング工程では、予め外周に保持リング２７を圧着した第３のジャーナル成形型８Ｃ（図２７参照）を、第３の浮動型７Ｃに接するように棒材６上に保持する。また、第３のジャーナル成形型８Ｃから所定距離だけ隔てた位置にて、第４の浮動型７Ｄ（図２７参照）を棒材６の第２の端部（下端部）寄り位置に浮動リング２２により保持する。また、棒材６の上端を、コマ１５を装着した上型５の挿入孔５ａに嵌め入れ、棒材６の下部を下型４の挿入孔４ａ及び棒材抑え型３の挿入孔３ａに嵌め入れて組み付ける。棒材抑え型３の挿入孔３ａの下部には、前工程で使用したコマ１６Ｃより長いコマ１６Ｄ（図２７参照）が装着される。これにより、第１〜第３の浮動型７Ａ〜７Ｃ、並びに第１及び第２のジャーナル成形型８Ａ，８Ｂに加え、第４の浮動型７Ｄ及び第３のジャーナル成形型８Ｃを更に保持した棒材６を、上型５と、下型４及び棒材抑え型３との間にて垂直に支持する。この第４のセッティングが完了した状態では、棒材６上の下端部寄りの所定部位にて第４の浮動型７Ｄが保持される。ここで、次の第４の加圧工程で、棒材６を座屈させる特定方向ＳＤを、その特定方向ＳＤ以外の方向への座屈が規制される。すなわち、特定方向ＳＤの反対方向への棒材６の座屈は、座屈規制ストッパ２３の先端がケース３の内壁に当接することで規制される。また、第４の浮動型７Ｄの手前方向及び後方向への棒材６の座屈は、浮動リング２２の外周が座屈規制ガイド４１（図３７〜４４参照）に当接することで規制される。
【００７３】
（８）第４の加圧工程では、図２７に示すように、上型５をプレス機（図示略）により下方へ加圧する。これにより、棒材６に軸方向の圧縮荷重を加え、棒材６を据え込み、第４の浮動型７Ｄを特定方向ＳＤ（図２７の右方向）へ移動させて、棒材６の他端寄り部位を特定方向ＳＤへ座屈させる。このとき、第４の浮動型７Ｄは、第４のセッティング工程の状態から特定方向ＳＤへ移動し、第３のジャーナル成形型８Ｃと下型４との間で挟まれる。これにより、棒材６は、第３のジャーナル成形型８Ｃ、下型４及び第４の浮動型７Ｄの間で所定形状に成形される。すなわち、棒材６は、第３のクランク部１０ｃの下に第３のジャーナル１０ｇと第４のクランク部１０ｄを有する形状に成形される。
【００７４】
（９）最終離型工程では、図２７に示す状態から、上型５をプレス機（図示略）により上昇させ、図２８に示すように、第１〜第４の浮動型７Ａ〜７Ｄ等及び第１〜第３のジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃ等を付けた粗形材１０を、ケース２から取り外して最終離型を行う。その後、その粗形材１０から、第１〜第４の浮動型７Ａ〜７Ｄ等及び第１〜第３のジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃ等を順次に取り外して脱型する。この脱型の手順を以下に説明する。
【００７５】
脱型するには、第１工程で、図２８に示すように各型７Ａ〜７Ｄ，８Ａ〜８Ｃ等を付けた粗形材１０（ワーク）を、図２９に示すように、脱型治具３１にセッティングする。脱型治具３１は、脚３１ａと、脚３１ａの上端に固定された保持板３１ｂとを備える。保持板３１ｂには、各浮動型７Ａ〜７Ｄに圧着される浮動リング２２の外形に整合した開口３１ｃが形成される。各浮動リング２２の外周には段差２２ｂが形成され、保持板３１ｂの開口３１ｃの周縁に、この段差２２ｂが係合するようになっている。そして、図２９に示すように、第１の浮動型７Ａに圧着された浮動リング２２の段差２２ｂを、保持板３１ｂの開口３１ｃの周縁に係合させることで、粗形材１０を保持板３１ｂに掛け止めする。このセッティング状態では、各浮動型７Ａ〜７Ｄ等及び各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃ等のテーパ面７ｂ，８ａが下方へ広がる状態となっている。このとき、第１の浮動型７Ａ及びその浮動リング２２以外の分部は、保持板３１ｂの下側であって各脚３１ａの間の空間に配置される。
【００７６】
そして、脱型の第２工程では、このようにセッティングされた粗形材１０等につき、第１の浮動型７Ａを上から押圧治具３２により下方へ押圧する。これにより、第１の浮動型７Ａに係る浮動リング２２から第１の浮動型７Ａが脱落する形で、その浮動リング２２を除くその他の部分が一体となって脱型治具３１から脱落する。その後、第１の浮動型７Ａを２分割して取り外すことにより、図３０に示すように、第１の浮動型７Ａ及びその浮動リング２２を外した粗形材１０等が得られる。
【００７７】
脱型の第３工程では、図３０に示す粗形材１０と各型７Ｂ〜７Ｄ，８Ａ〜８Ｃを、図３１に示すように、別の脱型治具３３にセッティングする。この脱型治具３３は、脚３３ａと、脚３３ａの上端に固定された保持板３３ｂとを備える。保持板３３ｂには、各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃに装着される保持リング２７の外形に整合した開口３３ｃが形成される。保持板３３ｂの開口３３ｃの周縁には、保持リング２７の周縁が係合するようになっている。そして、図３１に示すように、第１のジャーナル成形型８Ａに圧着された保持リング２７を、保持板３３ｂの開口３３ｃの周縁に係合させることで、粗形材１０等を脱型治具３３に掛け止めする。このとき、第１のジャーナル成形型８Ａ及びその保持リング２７以外の分部は、保持板３３ｂの下側であって各脚３３ａの間に配置される。
【００７８】
そして、脱型の第４工程では、このようにセッティングされた粗形材１０等につき、第１のジャーナル成形型８Ａを上から押圧治具３４により下方へ押圧する。これにより、第１ジャーナル成形型８Ａの保持リング２７を除くその他の部分が一体となって保持リング２７から脱落する。その後、第１のジャーナル成形型８Ａを２分割して取り外すことにより、図３２に示すように、第１のジャーナル成形型８Ａ及びその保持リング２７を取り外した粗形材１０等が得られる。
【００７９】
脱型の第５工程では、図３２に示す粗形材１０と各型７Ｂ〜７Ｄ，８Ｂ，８Ｃ等を、図３３に示すように、脱型治具３１にセッティングする。すなわち、図３３に示すように、第２の浮動型７Ｂに圧着された浮動リング２２を、保持板３１ｂの開口３１ｃの周縁に係合させることで、粗形材１０等を脱型治具３１に掛け止めする。これにより、第２の浮動型７Ｂ及びその浮動リング２２以外の分部を保持板３１ｂの下側であって各脚３１ａの間に配置する。
【００８０】
そして、脱型の第６工程では、セッティングされた粗形材１０等につき、第２の浮動型７Ｂを上から押圧治具３５により下方へ押圧する。これにより、図３４に示すように、第２の浮動型７Ｂに圧着されていた浮動リング２２を除くその他の部分が一体となってその浮動リング２２から脱落する。その後、第２の浮動型７Ｂを２分割して取り外すことにより、図３５に示すように、第２の浮動型７Ｂ及びその浮動リング２２を更に外した粗形材１０等が得られる。
【００８１】
その後、上記と同等の工程を順次繰り返して残りの第３及び第４の浮動型７Ｃ，７Ｄ等、並びに第２及び第３のジャーナル成形型８Ｂ，８Ｃ等を取り外すことにより、図３６に示すように、両端のジャーナル１０ｈ，１０ｉの間に４つのクランク部１０ａ〜１０ｄと３つのジャーナル１０ｅ〜１０ｇを有するクランクシャフト粗形材１０が得られる。各クランク部１０ａ〜１０ｄには、それぞれコンロッド用のクランクピン１０ｊが成形される。このクランクシャフト粗形材１０は、その後に所要の加工が施されることにより、クランクシャフトの最終製品が得られる。
【００８２】
上記のようにこの実施形態では、長尺な棒材６からクランクシャフト粗形材１０を製造するために、棒材６を、その軸方向に沿って並ぶ複数の所定部位につき棒材６の上端部側から下端部側へ順次に据え込み鍛造を行うことにより、特定方向ＳＤへ偏芯した複数のクランク部１０ａ〜１０ｄを順次に成形すると共に、隣り合うクランク部１０ａ〜１０ｄの間にジャーナル１０ｅ〜１０ｇを成形する工程を含む製造方法を実施している。ここで、据え込み鍛造は、棒材６の所定部位における半径方向への変形を特定方向ＳＤ以外の方向につき規制しながら棒材６に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材６を据え込み、所定部位を特定方向ＳＤへ座屈させることである。
【００８３】
より詳しくは、この実施形態では、長尺な棒材６からクランクシャフト粗形材１０を製造するために、棒材６の上端部の所定部位に第１の浮動型７Ａを保持し、棒材６の上端部を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に抑え、棒材６の半径方向における第１の浮動型７Ａの移動を特定方向ＳＤ以外の方向につき規制する第１の工程（第１のセッティング工程）と、その後、棒材６に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材６の上端部を据え込み、第１の浮動型７Ａを特定方向ＳＤへ移動を許容して所定部位を特定方向ＳＤへ座屈させて第１のクランク部１０ａを成形する第２の工程（第１の加圧工程）と、その後、第１のクランク部１０ａの成形に使用した第１の浮動型７Ａに第１のジャーナル成形型８Ａを重ね合わせてそのジャーナル成形型８Ａを棒材６上に保持し、そのジャーナル成形型８Ａに隣接する棒材６上の別の所定部位に第２の浮動型７Ｂを保持し、棒材６につき第１のクランク部１０ａに隣接する一部分を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に抑え、棒材６の半径方向における第２の浮動型７Ｂの移動を特定方向ＳＤ以外の方向につき規制する第３の工程（第２のセッティング工程）と、その後、棒材６に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材６の一部分を据え込み、第２の浮動型７Ｂを特定方向ＳＤへ移動を許容して別の所定部位を特定方向ＳＤへ座屈させて第２のクランク部１０ｂを成形すると共に、第１のクランク部１０ａと第２のクランク部１０ｂの間に第１のジャーナル成形型８Ａにより第１のジャーナル１０ｅを成形する第４の工程（第２の加圧工程）とを備え、上記した第３の工程（第２のセッティング工程）及び第４の工程（第２の加圧工程）に準ずる工程を必要に応じて繰り返すことにより、複数のクランク部１０ａ〜１０ｄと、隣り合うクランク部１０ａ〜１０ｄの間に位置するジャーナル１０ｅ〜１０ｇとを成形する製造方法を実施している。
【００８４】
次に、先に説明を省略した、座屈規制機構について図３７〜４４を参照して説明する。以下に説明する図３７〜４４に示す構成は、既に説明した図１，２，１４〜１７，２４〜２７の構成に含まれていたものとする。
【００８５】
図３７に、上記した第１のセッティング工程における、座屈規制機構を含む製造装置１を、図１のＡ−Ａ線断面図に準ずる平断面図により示す。図３８に、同じく製造装置１を、図３７のＢ−Ｂ線断面図により示す。図３９に、上記した第１の加圧工程の途中における、座屈規制機構を含む製造装置１を、図３７に準ずる平断面図により示す。図４０に、同じく製造装置１を、図３９のＣ−Ｃ線断面図により示す。図４１に、上記した第１の加圧工程の完了時における、座屈規制機構を含む製造装置１を、図３７に準ずる平断面図により示す。図４２に、同じく製造装置１を、図４１のＤ−Ｄ線断面図により示す。図４３に、上記した第２のセッティング工程における、座屈規制機構を含む製造装置１を、図３８に準ずる断面図により示す。図４４に、上記した第２の加圧工程の完了時における、座屈規制機構を含む製造装置１を、図４４に準ずる断面図により示す。
【００８６】
図３７〜４４に示すように、この座屈規制機構は、ケース２にて上下動可能に水平に支持された一対の平行な座屈規制ガイド４１を備える。円筒形のケース２には、図３７〜図４４の左右両側の周壁に縦長な開口２ａが形成される。２本の座屈規制ガイド４１は、この開口２ａの範囲内で上下へ往復動可能となっている。これら２本の座屈規制ガイド４１は、各浮動型７Ａ〜７Ｄに圧着された浮動リング２２が外接するように並行に配置されると共に、浮動リング２２に設けた座屈規制ストッパ２３と並行に配置される。図３８，４０，４２〜４４に示すように、各座屈規制ガイド４１の両端部に対応して、ケース２に隣接して垂直に延びる一対のポール４２が設けられる。これらポール４２は、各座屈規制ガイド４１の端部が水平方向へ振れるのを防止するために設けられる。これらポール４２に沿って、ガイド保持用のバネ４３がそれぞれ設けられる。このバネ４３の上端にて、各座屈規制ガイド４１が水平に支持される。
【００８７】
従って、第１のセッティング工程完了後に、第１の加圧工程を実施すると、図３７，３９，４０に示すように、第１の浮動型７Ａが座屈規制ガイド４１に沿って図面右方向へ移動することとなる。すなわち、この浮動型７Ａは、座屈規制ストッパ２３及び座屈規制ガイド４１により特定方向ＳＤ以外の方向につき座屈が規制されながら特定方向ＳＤ（図面右方向）へのみ移動が許容され、これに伴って棒材６が、同方向ＳＤへ座屈することとなる。この第１の加圧工程では、上型５が降下する過程で、図４２に示すように、上型５が座屈規制ガイド４１を押圧し、これに伴い同ガイド４１がバネ４３に抗して上型５と共に下降する。また、第２のセッティング工程では、図４３に示すように、座屈規制ガイド４１が、第２の浮動型７Ｂ等と同じ高さに保持され、第２の加圧工程完了後には、図４４に示すように、上型５が座屈規制ガイド４１を押圧し、これに伴い同ガイド４１がバネ４３に抗して上型５と共に更に下降することとなる。
【００８８】
以上説明したこの実施形態におけるクランクシャフト粗形材１０の製造方法によれば、複数のクランク部１０ａ〜１０ｄと、隣り合うクランク部１０ａ〜１０ｄの間に位置するジャーナル１０ｅ〜１０ｇが、棒材６の上端部側から下端部側へ向けて順次に成形されるので、多気筒用のクランクシャフト粗形材１０を製造するために、事前に棒材６を曲げ加工したり、クランクシャフト形状に成形したりする必要がない。このため、長尺な棒材６から割れを生じさせることなく多気筒用のクランクシャフト粗形材１０を製造することができる。
【００８９】
この実施形態におけるクランクシャフト粗形材１０の製造装置１によれば、上記したように、棒材６の上端部寄りの所定部位に第１の浮動型７Ａを保持する。また、棒材６の半径方向における第１の浮動型７Ａの移動を特定方向ＳＤ以外の方向につき座屈規制ストッパ２３及び座屈規制ガイド４１等により規制する。そして、棒材６の成形部分を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に棒材抑え型３により抑える。この状態で、上ベース１１と下ベース１２との間で上型５及び下型４により棒材６に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材６が特定方向ＳＤへ座屈され、据え込み鍛造により第１の浮動型７Ａと上型５及び下型４との間で第１のクランク部１０ａが成形される。その後、第１のクランク部１０ａの成形に使用した第１の浮動型７Ａに、第１のジャーナル成形型８Ａを重ね合わせて同成形型８Ａを棒材６上に保持し、そのジャーナル成形型８Ａに隣接する棒材６上の別の所定部位に第２の浮動型７Ｂを保持する。また、棒材６の半径方向における第２の浮動型７Ｂの移動を特定方向ＳＤ以外の方向につき座屈規制ストッパ２３及び座屈規制ガイド４１等により規制する。そして、棒材６につき成形された第１のクランク部１０ａに隣接する別の成形部分を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に棒材抑え型３により抑える。この状態で、上ベース１１と下ベース１２との間で上型５及び下型４により棒材６に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材６が特定方向ＳＤへ座屈され、据え込み鍛造により第２の浮動型７Ｂにより第２のクランク部１０ｂが成形されると共に、第１のクランク部１０ａと第２のクランク部１０ｂとの間に第１のジャーナル成形型８Ａにより第１のジャーナル１０ｅが成形される。そして、上記の工程を繰り返すことにより、４つのクランク部１０ａ〜１０ｄと、隣り合うクランク部１０ａ〜１０ｄの間に位置するジャーナル１０ｆ，１０ｇとが成形される。従って、上記のように複数のクランク部１０ａ〜１０ｄと、隣り合うクランク部１０ａ〜１０ｄの間に位置するジャーナル１０ｅ〜１０ｇが棒材６の上端部側から下端部側へ順次に成形されるので、多気筒用のクランクシャフト粗形材１０を製造するために、事前に棒材６を曲げ加工したり、クランクシャフト形状に成形したりする必要がない。このため、長尺な棒材６から割れを生じさせることなく多気筒用のクランクシャフト粗形材１０を製造することができる。
【００９０】
この実施形態では、座屈規制ストッパ２３により、各浮動型７Ａ〜７Ｄを介して棒材６の特定方向とは逆方向への座屈が有効に規制される。また、座屈調整ストッパ２４の長さを必要に応じて変えることにより、各浮動型７Ａ〜７Ｄを介して棒材６の特定方向ＳＤへの座屈量が調整される。このため、クランク部１０ａ〜１０ｄの腕の長さを適宜に容易に調整することができる。
【００９１】
この実施形態では、座屈規制ストッパ２３により、各浮動型７Ａ〜７Ｄを介して棒材６の特定方向ＳＤとは逆方向への座屈が有効に規制される。また、座屈規制ガイド４１により、各浮動型７Ａ〜７Ｄを介して棒材６の特定方向ＳＤへの座屈が有効に案内される。このため、成形される各クランク部１０ａ〜１０ｄを所要の特定方向ＳＤへ確実に偏芯、座屈させることができる。
【００９２】
この実施形態では、各浮動型７Ａ〜７Ｄについては、棒材６をその径方向から一対の割り型２１ａ，２１ｂにより挟み、両割り型２１ａ，２１ｂの外周に浮動リング２２を圧入することで、棒材６上に各浮動型７Ａ〜７Ｄが容易に保持される。また、粗形材１０の成形終了後には、棒材６上に保持された各浮動型７Ａ〜７Ｄにつき、浮動リング２２を両割り型２１ａ，２１ｂの外周から圧出して両割り型２１ａ，２１ｂを分離することで、各浮動型７Ａ〜７Ｄが棒材６から容易に取り外される。このため、棒材６に対する各浮動型７Ａ〜７Ｄの着脱作業を容易かつ確実なものにすることができる。
【００９３】
一方、この実施形態では、各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃについては、棒材６をその径方向から一対の割り型２９ａ，２９ｂにより挟み、両割り型２９ａ，２９ｂの外周に保持リング２７を圧入することで、棒材６上に各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃが容易に保持される。また、粗形材１０の成形終了後には、棒材６上に保持された各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃにつき、保持リング２７を両割り型２９ａ，２９ｂの外周から圧出して両割り型２９ａ,２９ｂを分離することで、各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃが棒材６から容易に取り外される。このため、棒材６に対する各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃの着脱作業を容易かつ確実なものにすることができる。
【００９４】
この実施形態では、各浮動型７Ａ〜７Ｄの両割り型２１ａ，２１ｂのテーパ面７ｂの向きと、各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃの両割り型２９ａ，２９ｂのテーパ面８ａの向きが同じに揃えられて配置される。従って、各浮動型７Ａ〜７Ｄと各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃを棒材６上に保持するには、それぞれ浮動リング２２と保持リング２７を両割り型２１ａ，２１ｂ，２９ａ，２９ｂの外周テーパ面７ｂ，８ａに対して同一方向から、例えば、上から下へ向けて圧入すればよい。この結果、各浮動型７Ａ〜７Ｄに対する浮動リング２２の圧入作業、各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃに対する保持リング２７の圧入作業をそれぞれ容易なものにすることができる。また、浮動リング２２を各浮動型７Ａ〜７Ｄに対して確実に圧着することができる。
【００９５】
一方、この実施形態では、粗形材１０の成形完了後には、各浮動型７Ａ〜７Ｄの両割り型２１ａ，２１ｂのテーパ面７ｂの向きと、各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃの両割り型２９ａ，２９ｂのテーパ面８ａの向きを、上記と逆向きに揃えて各浮動型７Ａ〜７Ｄと各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃを配置する。そして、各浮動リング２２と各保持リング２７を両割り型２１ａ，２１ｂ，２９ａ，２９ｂの外周テーパ面７ｂ，８ａに対して同一方向から、例えば、上から下へ向けて圧出すればよい。この結果、各浮動型７Ａ〜７Ｄと各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃの棒材６からの取り外し作業を容易かつ確実なものにすることができる。
【００９６】
この実施形態によれば、下型４及び上型５、棒材６に荷重を加えるときに、各浮動型７Ａ〜７Ｄに当接することでクランク部１０ａ〜１０ｄの成形に寄与する型面を含み、その型面とは反対側の面が非型面をなしている。従って、下型４と上型５については、一方の面のみを型面に加工すればよく、他方の面を型面に加工する必要がない。このため、下型４及び上型５の製作コストを低減することができる。
【００９７】
［第２実施形態］
次に、本発明における「クランクシャフト粗形材の製造装置」を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００９８】
なお、以下に説明する各実施形態において第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
【００９９】
図４５に、第１実施形態における脱型治具３１と各浮動型７Ｂ〜７Ｄ等の関係を断面図により示す。図４５は、図３４と同じ状態を示し、第１の浮動型７Ａと第１のジャーナル成形型８Ａを粗形材１０から取り外した後に、第２の浮動型７Ｂを取り外す状態を示す。
図４５に示すように、第１実施形態では、各浮動型７Ａ〜７Ｄの最小外径を「Ｄｎ」、クランクピン１０ｊの偏芯量を「Ｌｈ」、クランク部１０ａ〜１０ｄの偏芯方向における最大寸法を「Ｈmax」とすると、これらパラメータの間に以下のような関係式（１）が成立していた。
Ｄｎ＞２＊（Ｌｈ＋Ｈmax）      ・・・（１）
【０１００】
上記の関係式（１）を成立させる理由は、図４５に示すように、浮動リング２２から浮動型７Ｂ（７Ｄ）を脱落させるときに、浮動リング２２をクランク部１０ａ（１０ｃ）と干渉させないためである。そのために浮動型７Ａ〜７Ｄの最小外径Ｄｎを大きくする必要があり、小型化の要請に反していた。
【０１０１】
そこで、この実施形態では、各浮動型７Ａ〜７Ｄの最小外径Ｄｎを、図４５に示す第１実施形態のそれよりも小さくするために、その最小外径Ｄｎと、上記した偏芯量Ｌｈ及び最大寸法Ｈmaxとの間で以下の関係式（２）が成立するように設定している。
Ｄｎ＜２＊（Ｌｈ＋Ｈmax）      ・・・（２）
【０１０２】
ここで、最小外径Ｄｎを、単に上記関係式（２）のように設定しただけでは、脱型時に、粗形材１０のクランク部１０ａ（１０ｃ）と浮動リング２２が干渉して浮動リング２２が浮動型７Ｂ（７Ｄ）から外れなくなってしまう。そこで、この実施形態では、図４６に示すように、浮動リング２２の上面に、クランク部１０ａ〜１０ｄと浮動リング２２が最初に干渉しないように、凹部２２ｃが形成される。図４６は、第２実施形態における脱型治具３１と各浮動型７Ｂ〜７Ｄ等の関係を断面図により示す。図４７に、第２実施形態の浮動リング２２を平面図により示す。図４８に、この実施形態の浮動リング２２を、図４７のＥ−Ｅ線断面図により示す。脱型治具３１上にて浮動リング２２を浮動型７Ｂ（７Ｄ）から有効に離脱させるためには、図４６に示すように、各浮動型７Ａ〜７Ｄの厚さ「Ｌｆ」と、各ジャーナル１０ｅ〜１０ｇの幅「Ｌｊ」と、浮動リング２２の凹部２２ｃの深さ「Ｌｃ」との間に以下の関係式（３）が成立するように設定している。
Ｌｃ＞（Ｌｆ−Ｌｊ）      ・・・（３）
【０１０３】
従って、この実施形態の構成によれば、各浮動型７Ａ〜７Ｄの最小外径Ｄｎ及び浮動リング２２の外径が第１実施形態のそれよりも小さくなる。このため、各浮動型７Ａ〜７Ｄ及び浮動リング２２を、それぞれ小型化することができる。
【０１０４】
［第３実施形態］
次に、本発明における「クランクシャフト粗形材の製造方法及び製造装置」を具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１０５】
図４９に、この実施形態の第１のセッティング工程における製造装置１を断面図により示す。この実施形態では、棒材抑え型３につき第１実施形態と構成が異なる。第１実施形態では、図１，１４〜１７等に示すように、棒材抑え型３が軸方向に長い円柱一体形をなし、その中心に長尺な挿入孔３ａが形成されていた。このため、棒材６を棒材抑え型３から取り外すときに、棒材６が挿入孔３ａの内壁とかじってしまうおそれがあり、作業性が悪化する懸念がある。そこで、この第３実施形態では、棒材抑え型３が、高さ方向に分割された３つ分割型５１〜５３により構成される。また、第１の分割型５１は、２つの割り型５１ａ，５１ｂにより構成され、第２の分割型５２は、同じく２つの割り型５２ａ，５２ｂにより構成され、第３の分割型５３は、同じく２つの割り型５３ａ，５３ｂにより構成される。図５０に、一例として、第１の分割型５１を平断面図により示す。この分割型５１は、断面半円形をなす２つの割り型５１ａ，５１ｂにより構成される。両割り型５１ａ，５１ｂは、一対のボルト５４の締め付けにより一体化する。この分割型５１の中央には、軸方向に延びる挿入孔５１ｃが形成される。他の分割型５２，５３の構成は、第１の分割型５１のそれに準ずる。
【０１０６】
ここで、図４９に示すように、第１セッティング工程完了時に、第１の浮動型７Ａの厚さを「Ｌｆ」、第１の浮動型７Ａと上型５との間隔、浮動型７Ａと下型４との間隔をそれぞれ「Ｓｔ／２」とすると（「Ｓｔ」は、１つのクランク部１０ａ〜１０ｄを成形するための１スパン分の成形ストロークを意味する。）、各分割型５１〜５３の厚さ「Ｌｓ」と、成形ストローク「Ｓｔ」と、第１の浮動型７Ａの厚さ「Ｌｆ」との間には、以下の関係式（４）が成り立つ。
Ｌｓ＝Ｓｔ＋Ｌｆ      ・・・（４）
【０１０７】
従って、この実施形態によれば、上記関係式（４）により構成されるので、第１の加圧工程の後に、第２のセッティング工程で、ケース２に粗形材１０等をセットする際には、図５１に示すように、第１の分割型５１を一つ抜き取るだけで対応することができる。
【０１０８】
この実施形態では、棒材抑え型３が、軸方向に互いに重ね合わされた複数の分割型５１〜５３により構成される。従って、棒材６から１つのクランク部１０ａ〜１０ｄが成形されるごとに一つの分割型５１〜５３を取り外すことで、次のクランク部１０ａ〜１０ｄを成形するために、１スパン分だけ短くなった棒材６が残りの分割型５１〜５３により有効に抑えられる。例えば、第１のクランク部１０ａが成形された後は、第１の分割型５１を取り外すことで、次のクランク部１０ｂを成形するために、１スパン分だけ短くなった棒材６が残りの分割型５２，５３により有効に抑えられる。このため、棒材６が多少変形しても、各分割型５１〜５３の挿入孔５１ａ，５２ａ，５３ａにて棒材６が挿入孔３ａの内壁とかじることが少なくなり、その棒材６を各分割型５１〜５３の挿入孔５１ｃ，５２ｃ，５３ｃに対して容易に着脱することができ、作業性を向上させることができる。
【０１０９】
［第４実施形態］
次に、本発明における「クランクシャフト粗形材の製造装置」を具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１１０】
図５２に、第３実施形態における第１の分割型５１を平断面図により示す。図５３に、この第４実施形態の第１の分割型５１を平断面図により示す。図５４に、第４実施形態の第１のセッティング工程における製造装置１を断面図により示す。図５５に、第４実施形態の第１の分割型５１と棒材６との関係を、図５４のＦ−Ｆ線断面図により示す。図５６に、第４実施形態の第２の分割型５２と棒材６との関係を、図５４のＧ−Ｇ線断面図により示す。図５７に、第４実施形態の第３の分割型５３と棒材６との関係を、図５４のＨ−Ｈ線断面図により示す。
【０１１１】
この実施形態では、各分割型５１〜５３の構成の点で第３実施形態と異なる。第３実施形態では、図５２に示すように、第１の分割型５１を構成する２つの割り型５１ａ，５１ｂをボルト５４により締め付けることで、互いに割り面５１ｄ，５１ｅを接触させていた。このため、挿入孔５１ｃの内面が棒材６に接するよりも先に、割り面５１ｄ，５１ｅが互いに接触してしまい、棒材６と割り型５１ａ，５１ｂとの間にクリアランスができるおそれがあった。
【０１１２】
そこで、この実施形態では、図５３に示すように、第１の分割型５１については、２つの割り型５１ａ，５１ｂの割り面５１ｄ，５１ｅの間に径方向へ延びるギャップδ１を予め設けておき、２つの割り型５１ａ，５１ｂをボルト５４で締め付けたときに、割り型５１ａ，５１ｂの挿入孔５１ｃの内面が棒材６に必ず接触するようにしている。他の第２及び第３の分割型５２，５３の構成についても上記と同様である。
【０１１３】
また、この実施形態では、棒材抑え型３を構成する３つの分割型５１〜５３につき、最初に第１のクランク部１０ａを成形するときは、割り面５１ｄ，５１ｅ，５２ｄ，５２ｅ，５３ｄ，５３ｅの方向の位相、すなわち、各分割型５１〜５３のギャップδ１〜δ３の延びる方向の位相が互いに「６０度」ずつずれるように配置される。すなわち、図５５に示すように、一番上の第１の分割型５１のギャップδ１の位相を「０度」として、図５６に示すように、その下の第２の分割型５２のギャップδ２は、第１の分割型５１のギャップδ１に対して「６０度」だけ位相がずれた状態で配置される。また、図５７に示すように、一番下の第３の分割型５３のギャップδ３は、第１の分割型５１のギャップδ１に対して「１２０度」だけ位相がずれた状態で配置される。
【０１１４】
その後、第２のクランク部１０ｂを成形するときは、第１の分割型５１をケース２から取り外し、第２及び第３の分割型５２，５３につき、それらのギャップδ２，δ３の位相が互いに「９０度」ずれるように配置される。すなわち、上側の第２の分割型５２のギャップδ２の位相を「０度」として、下側の第３の分割型５３のギャップδ３は、第２の分割型５２のギャップδ２に対して「９０度」だけ位相がずれた状態で配置される。
【０１１５】
従って、この実施形態によれば、各分割型５１〜５３は、棒材６を径方向から挟み込む一対の割り型５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂから構成され、棒材６を挟み込んだ状態で対向する割り面５１ｄ，５１ｅ，５２ｄ，５２ｅ，５３ｄ，５３ｅの間にギャップδ１〜δ３が生じるので、必ず棒材６が各分割型５１〜５３の一対の割り型５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂに接触して抑えられる。また、軸方向に互いに重ね合わされた複数の分割型５１〜５３につき、それらのギャップδ１〜δ３の延びる方向が互いに異なるので、ギャップδ１〜δ３により一定の方向へのみ座屈が促されることがない。このため、複数の分割型５１〜５３により構成される棒材抑え型３につき、それによる棒材６の座屈抑制効果を更に向上させることができる。
【０１１６】
［第５実施形態］
次に、本発明における「クランクシャフト粗形材の製造方法及び製造装置」を具体化した第５実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１１７】
図５８に、この実施形態の第１のセッティング工程における製造装置１を断面図により示す。図５９に、第１の分割型５１と棒材６との関係を、図５３の断面図に準ずる断面図により示す。図６０に、ボルト５４を平面図により示す。この実施形態では、棒材６が段階的に小径化する段付き形状をなす点で第４実施形態と構成が異なる。このように棒材６の外径を段階的に小径化するのは、第１〜第４の加圧工程で成形されるジャーナル１０ｅ〜１０ｇの外径を同一にするためである。この実施形態では、各分割型５１〜５３を構成する割り型の間にギャップδ１〜δ３を設けてボルト５４で締め付ける点では、第４実施形態の構成と同じである。ここで、図６０に示すように、ボルト５４の弾性変形分を「Δδ」とし、図５８に示すように、棒材６の各段の外径を、上から順に「Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５」とすると、一番上の段の外径Ｄ１は、以下の式（５）により示すことができる。
Ｄ１＝Ｄ２＋Δδ＝Ｄ３＋２Δδ＝Ｄ４＋３Δδ＝Ｄ５＋４Δδ      ・・・（５）
【０１１８】
すなわち、この実施形態では、棒材６は、その軸方向に沿って並ぶ複数の成形部分につき、棒材６の上端部側から下端部側へ順次に据え込み鍛造を行うことにより複数のクランク部１０ａ〜１０ｄが順次に成形されるものである。ここで、複数の成形部分の外径Ｄ１〜Ｄ５が、先に行われる据え込み鍛造により太る分だけ、棒材６の上端部側から下端部側へ段階的に小径に設定されている。この棒材６の段階的な外形に合わせて、各分割型５１〜５３の挿入孔５１ｃ，５２ｃ，５３ｃの内径も段階的に異なっている。
【０１１９】
従って、この実施形態では、４つのクランク部１０ａ〜１０ｄを順次に成形するために、棒材６に軸方向の圧縮荷重を複数回加えて据え込み鍛造することで、棒材６につき最後に据え込み鍛造される部分ほど外径が太る傾向がある。そこで、棒材６の複数の成形部分の外径Ｄ１〜Ｄ５が、先に行われる据え込み鍛造により太る分だけ、棒材６の上端部側から下端部側へ段階的に小径に設定される。従って、棒材６の下端部側の成形部分が最後に据え込み鍛造されても、太りを見込んで所要の外径を有するジャーナル１０ｅ〜１０ｇが成形されることとなる。このため、４つのクランク部１０ａ〜１０ｄを成形した後に、全てのジャーナル１０ｅ〜１０ｇの外径をほぼ同一にすることができ、後工程での機械加工による取り代等を低減することができる。
【０１２０】
［第６実施形態］
次に、本発明における「クランクシャフト粗形材の製造方法及び製造装置」を具体化した第６実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１２１】
この実施形態では、２スパン同時に成形する、すなわち４つのクランク部１０ａ〜１０ｄのうち２つを同時に成形する点で、前記各実施形態の製造方法と異なる。図６１に、棒材６を２スパン同時に成形するための最初のセッティング完了状態の製造装置１を断面図により示す。図６２に、図６１からの加圧完了状態における製造装置１を断面図により示す。第１実施形態と同じ形状の粗形材１０を成形するには、第１のクランク部１０ａと第２のクランク部１０ｂを成形するために、棒材６を互いに逆方向へ偏芯させる必要がある。そのために、図６１に示すように、第１の浮動型７Ａと第２の浮動型７Ｂの偏芯方向が、第１のジャーナル成形型８Ａを挟んで互いに逆向きとなる。このため、図６１に示す状態から上型５を加工させることで２スパン同時に成形しようとすると、第１のジャーナル成形型８Ａに矢印Ｍで示す方向にモーメントがかかる。この結果、加圧完了時には、図６２に示すように、第１のジャーナル成形型８Ａに無理な応力が作用して型割れＣＲが発生するおそれがある。
【０１２２】
そこで、この実施形態の製造方法では、以下のように２スパン同時の成形を順次行うようにしている。図６３に、２スパン同時に成形するための最初のセッティング完了状態における製造装置１を断面図により示す。図６４に、図６３からの加圧完了状態における製造装置１を断面図により示す。図６５に、２スパン同時に成形するための２回目のセッティング完了状態における製造装置１を断面図により示す。図６６に、２回目の加圧工程を負えて最終離型工程でケース２から取り出された粗形材１０等を断面図により示す。
【０１２３】
図６３に示すように、最初のセッティング工程では、ケース２の下部に棒材抑え型としての第２の分割型５２と下型４を積み上げて配置し、ケース２の上部に同じく上型５と棒材抑え型としての第１の分割型５１を積み上げて配置する。下型４と上型５との間には、２スパン分の間隔を空ける。そこに、２つの浮動型７Ａ，７Ｂと一つのジャーナル成形型８Ａを保持した棒材６をセッティングする。ここで、ジャーナル成形型８は、ちょうど棒材６の長手方向の中間にて保持リング２７により締め付けて保持する。２つの浮動型７Ａ，７Ｂのうち一方は、ジャーナル成形型８Ａより上の棒材６上にて浮動リング２２により締め付けて保持する。他方の浮動型７Ｂは、ジャーナル成形型８Ａより下の棒材６上にて浮動リング２２により締め付けて保持する。２つの浮動型７Ａ，７Ｂに圧着した浮動リング２２の座屈規制ストッパ２３は、それぞれ図６３の右方向へ向けて配置され、ケース２の内壁に接する。つまり、両浮動型７Ａ，７Ｂの偏芯方向（特定方向ＳＤ）は、互いに同じ向き（図６３の左向き）に設定される。
【０１２４】
従って、最初の加圧工程で、図６３の状態から上型５及び上側の分割型５１を下降させて棒材６の軸方向に圧縮荷重を加えることにより、図６４に示すように、棒材６の中間部分の２箇所を同一方向へ偏芯させて座屈させ、同じ方向へ向いた２つのクランク部１０ａ，１０ｂを同時に成形することができる。
【０１２５】
その後、２回目のセッティング工程では、図６５に示すように、ケース２から上下の分割型５１，５２を取り除き、上型５と下型４との間で成形途中の棒材６の上下両端を保持する。また、先の加圧工程で使用した上下２つの浮動型７Ａ，７Ｂの上面と下面のそれぞれに別のジャーナル成形型８Ｂ，８Ｃを保持リング２７により締め付けて保持し、その上側のジャーナル成形型８Ｂと上型５との間の空間に別の浮動型７Ｃを浮動リング２２により締め付けて保持する。同様に、下側のジャーナル成形型８Ｃと下型４との間の空間に別の浮動型７Ｄを浮動リング２２により締め付けて保持する。上下２つの浮動型７Ｃ，７Ｄに圧着された浮動リング２２の座屈規制ストッパ２３は、それぞれ図６５の左方向へ向けて配置され、ケース２２の内壁に接する。つまり、両浮動型７Ｃ，７Ｄの偏芯方向（特定方向ＳＤ）は互いに同じ向き（図６５の右向き）に設定される。
【０１２６】
従って、２回目の加圧工程で、図６５の状態から上型５を下降させて棒材６に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材６の両端部分の２箇所を同一方向へ偏芯させて同時に座屈させることができる。これにより、最終的には、図６６に示すように、中間の第１及び第２のクランク部１０ａ，１０ｂは、互い図面左方向へ偏芯し、両端部の第３及び第４のクランク部１０ｃ，１０ｄは、互いに図面右方向へ偏芯し、複数の浮動型７Ａ〜７Ｄ及び複数のジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃと一緒になった粗形材１０が得られる。
【０１２７】
上記のようにこの実施形態では、長尺な棒材６からクランクシャフト粗形材１０を製造するために、棒材６上の２つの所定部位につき同一の特定方向ＳＤへそれぞれ同時に据え込み鍛造を行うことにより、同一の特定方向ＳＤへ偏芯した２つのクランク部１０ａ，１０ｂを同時に成形すると共に、２つのクランク部１０ａ，１０ｂの間にジャーナル１０ｅを成形する製造方法を実施している。
【０１２８】
より詳しくは、この実施形態では、長尺な棒材６からクランクシャフト粗形材１０を製造するために、棒材６を、その中間部分の２つの所定部位につき同一の特定方向ＳＤへそれぞれ同時に据え込み鍛造を行うことにより、同一の特定方向ＳＤへ偏芯した２つのクランク部１０ａ，１０ｂを成形すると共に、２つのクランク部１０ａ，１０ｂの間にジャーナル１０ｅ成形する工程と、その後、棒材６を、その両端部分のそれぞれの所定部位につき同一の特定方向ＳＤへそれぞれ同時に据え込み鍛造を行うことにより、同一の特定方向ＳＤへ偏芯した２つのクランク部１０ｃ，１０ｄを更に同時に成形すると共に、隣り合うクランク部１０ａ〜１０ｄの間にジャーナル１０ｆ，１０ｇを成形する工程とを備えた製造方法を実施するようにしている。
【０１２９】
更に詳しくは、この実施形態では、長尺な棒材６からクランクシャフト粗形材１０を製造するために、棒材６の中間部分の２つの所定部位にそれぞれ浮動型７Ａ，７Ｂを保持すると共に、両浮動型７Ａ，７Ｂの中間の棒材６上にジャーナル成形型８Ａを保持し、棒材６の中間部分を除いたその他の部分を半径方向へ変形不能に抑え、棒材６の半径方向における両浮動型７Ａ，７Ｂの移動を同一の特定方向ＳＤ以外の方向につき規制する第１の工程と、その後、棒材６に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材６の中間部分を据え込み、両浮動型７Ａ，７Ｂを同一の特定方向ＳＤへそれぞれ移動を許容して２つの所定部位を同一の特定方向ＳＤへ座屈させて２つのクランク部１０ａ，１０ｂを同時に成形すると共に、２つのクランク部１０ａ，１０ｂの間にジャーナル成形型８Ａによりジャーナル１０ｅを成形する第２の工程と、その後、２つのクランク部１０ａ，１０ｂの成形に使用した両浮動型７Ａ，７Ｂのそれぞれにジャーナル成形型８Ｂ，８Ｃを重ね合わせてジャーナル成形型８Ｂ，８Ｃを棒材６上に保持し、棒材６の両端部分のそれぞれの所定部位に浮動型７Ｃ，７Ｄを保持し、棒材６の半径方向における両浮動型７Ｃ，７Ｄの移動を同一の特定方向ＳＤ以外の方向につき規制する第３の工程と、その後、棒材６に軸方向の圧縮荷重を加えることにより、棒材６の両端部をそれぞれ据え込み、両浮動型７Ｃ，７Ｄを同一の特定方向ＳＤへ移動を許容して２つの所定部位を同一の特定方向ＳＤへそれぞれ座屈させて２つのクランク部１０ｃ，１０ｄを更に同時に成形すると共に、隣り合うクランク部１０ａ〜１０ｄの間にジャーナル成形型８Ｂ，８Ｃによりジャーナル１０ｆ，１０ｇをそれぞれ成形する第４の工程とを備えた製造方法を実施するようにしている。
【０１３０】
この実施形態によれば、棒材６の中間部分と両端部の順に、同じ特定方向ＳＤへ偏芯したクランク部１０ａ〜１０ｄが２つずつ同時に成形され、２つのクランク部１０ａ〜１０ｄの間にジャーナル１０ｅ〜１０ｇが成形される。従って、多気筒用のクランクシャフト粗形材１０を製造するために、工数が減り、各浮動型７Ａ〜７Ｄ及び各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃに無理な応力が作用することがなく、事前に棒材６を曲げ加工したり、クランクシャフト形状に成形したりする必要がない。このため、工数を増やすことなく、棒材６の太りの影響を最小化しながら、長尺な棒材６から割れを生じさせることなく多気筒用のクランクシャフト粗形材１０を製造することができる。しかも、各浮動型７Ａ〜７Ｄ及び各ジャーナル成形型８Ａ〜８Ｃにつき、割れなどの破損を防止することができる。
【０１３１】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することができる。
【０１３２】
例えば、前記各実施形態では、４気筒用のクランクシャフト粗形材１０を製造する場合に具体化したが、多気筒用であれば何気筒でもよく、４気筒用に限られることはない。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
この発明は、多気筒エンジンに使用されるクランクシャフトの製造に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３４】
１  製造装置
２  ケース
２ａ  開口
３  棒材抑え型
３ａ  挿入孔
４  下型（固定型）
４ａ  挿入孔
５  上型（可動型）
５ａ  挿入孔
６  棒材
７Ａ  第１の浮動型
７Ｂ  第２の浮動型
７Ｃ  第３の浮動型
７Ｄ  第４の浮動型
７ａ  挿入孔
７ｂ  テーパ面
８Ａ  第１のジャーナル成形型
８Ｂ  第２のジャーナル成形型
８Ｃ  第３のジャーナル成形型
８ａ  テーパ面
８ｂ  挿入孔
１０  クランクシャフト粗形材
１０ａ  第１のクランク部
１０ｂ  第２のクランク部
１０ｃ  第３のクランク部
１０ｄ  第４のクランク部
１０ｅ  第１のジャーナル
１０ｆ  第２のジャーナル
１０ｇ  第３のジャーナル
１０ｈ  端のジャーナル
１０ｉ  端のジャーナル
１０ｊ  クランクピン
２１ａ  第１の割り型
２１ｂ  第２の割り型
２２  浮動リング
２２ａ  テーパ面
２３  座屈規制ストッパ
２４  座屈調整ストッパ
２７  保持リング
２７a  テーパ面
２９ａ  第１の割り型
２９ｂ  第２の割り型
４１  座屈規制ガイド
５１  第１の分割型
５１ａ  割り型
５１ｂ  割り型
５１ｃ  挿入孔
５１ｄ  割り面
５１ｅ  割り面
５２  第２の分割型
５２ａ  割り型
５２ｂ  割り型
５２ｃ  挿入孔
５２ｄ  割り面
５２ｅ  割り面
５３  第３の分割型
５３ａ  割り型
５３ｂ  割り型
５３ｃ  挿入孔
５３ｄ  割り面
５３ｅ  割り面
５４  ボルト
ＳＤ  特定方向
δ１  ギャップ
δ２  ギャップ
δ３  ギャップ
Ｄ１  外径
Ｄ２  外径
Ｄ３  外径
Ｄ４  外径
Ｄ５  外径
【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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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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