(57)【要約】  【課題】矯正効果を大きくしてカウンタウエイトのいわゆる機械加工レス化を図るべく、必要十分な矯正効果が得られるようにしたカウンタウエイトの形状矯正方法を提供する。  【解決手段】カウンタウエイト３の側面に対向配置した矯正ローラ１０を押し付けた状態で、外周面矯正ローラ１１を併用しつつカウンタウエイト３と正逆転方向に揺動相対回転させて、そのしごき加工をもってカウンタウエイト３の形状を徐々に矯正する。回転方向が反転する度に矯正ローラ１０による矯正代を所定量ずつ段階的に増加させる。  【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍛造成形されたクランクシャフト粗材におけるカウンタウエイトの形状を矯正する方法であって、
カウンタウエイトの側面に矯正ローラを押し付けた上で両者をクランクシャフトの軸心周りに相対回転させて、矯正ローラによるしごき加工をもって矯正することを特徴とするクランクシャフトにおけるカウンタウエイトの形状矯正方法。
【請求項２】
矯正ローラでカウンタウエイトを挟み込むようにカウンタウエイトを挟んでその両側に矯正ローラを対向配置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におけるカウンタウエイトの形状矯正方法。
【請求項３】
両持ち支持したクランクシャフトを正逆転方向に揺動回転させて、その揺動回転に併せて矯正ローラを正逆転方向に追従回転させることにより矯正することを特徴とする請求項２に記載のクランクシャフトにおけるカウンタウエイトの形状矯正方法。
【請求項４】
クランクシャフトの揺動回転範囲をカウンタウエイトの扇形形状内のものとして設定してあ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におけるカウンタウエイトの形状矯正方法。
【請求項５】
クランクシャフトの回転方向が反転する毎に矯正ローラによる矯正代を増加させ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におけるカウンタウエイトの形状矯正方法。
【請求項６】
カウンタウエイトの回転方向に二組の矯正ローラを並設してあることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のクランクシャフトにおけるカウンタウエイトの形状矯正方法。
【請求項７】
カウンタウエイトの円筒外周面に外周面拘束手段を押し付けて、その円筒外周面の矯正を並行して行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のクランクシャフトにおけるカウンタウエイトの形状矯正方法。
【請求項８】
鍛造成形されたクランクシャフト粗材におけるカウンタウエイトの形状を矯正する方法であって、
カウンタウエイトをその両側に対向配置した少なくとも一対の矯正ローラで挟み込むとともに、クランクシャフト粗材を形成しているカウンタウエイト以外の要素との干渉を回避しながら矯正ローラをカウンタウエイトの側面に沿って移動させ、その矯正ローラによるしごき加工をもって矯正することを特徴とするクランクシャフトにおけるカウンタウエイトの形状矯正方法。
【請求項９】
カウンタウエイトの両側に二組の矯正ローラを対向配置し、扇形状をなすカウンタウエイトを側面視にて二分する中央位置からカウンタウエイトの両末端に向けて各一組ずつの矯正ローラを同期移動させ、その矯正ローラによるしごき加工をもって矯正することを特徴とする請求項８に記載のクランクシャフトにおけるカウンタウエイトの形状矯正方法。
【請求項１０】
カウンタウエイトの輪郭形状を矯正する矯正治具を併用す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におけるカウンタウエイトの形状矯正方法。
【請求項１１】
一対の矯正ローラを側面視にて扇形状をなすカウンタウエイトの一方の末端と他方のとの間で往復移動させ、その矯正ローラによるしごき加工をもって矯正することを特徴とする請求項８に記載のクランクシャフトにおけるカウンタウエイトの形状矯正方法。
【請求項１２】
一対の矯正ローラの移動方向が反転する毎に矯正ローラによる矯正代を増加させ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におけるカウンタウエイトの形状矯正方法。
【請求項１３】
カウンタウエイトの輪郭形状を矯正する矯正治具を併用することを特徴とする請求項１２に記載のクランクシャフトにおけるカウンタウエイトの形状矯正方法。
【請求項１４】
矯正治具で矯正する輪郭形状よりもカウンタウエイトそのものの輪郭形状を予め小さく鍛造成形しておくことを特徴とする請求項１０または１３に記載のクランクシャフトにおけるカウンタウエイトの形状矯正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトにおけるカウンタウエイトの形状矯正方法に関し、特に熱間鍛造をもって製造される内燃機関用のクランクシャフト粗材についてカウンタウエイトの倒れ等の形状を矯正する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鍛造成形されたクランクシャフトの曲がり矯正に関する技術として特許文献１に記載のものが提案されている。
【０００３】
これは、例えば直列４気筒エンジンのクランクシャフトについて、鍛造工程の最終工程にて形状精度出しのためのリストライク加工を施すにあたり、クランクシャフトの軸直角方向から下降してきたパンチをもってこれに摺接することになるカムダイをクランクシャフトの長手方向にスライドさせ、もってカウンタウエイトをそれぞれ同方向に矯正して、クランクシャフトの曲がりのほかカウンタウエイトの長手方向での位置ずれや倒れ現象等を矯正するものである。
【特許文献１】特開２００３−１３６１８１号公報（第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の技術では、カウンタウエイトの側面のほぼ全体を同時に矯正することになるため、矯正治具であるカムダイに大きな剛性が必要となる。
【０００５】
その一方、上記特許文献１に記載の技術を例えばＶ型６気筒エンジンのクランクシャフトに適用しようとする場合、かかるＶ型６気筒エンジンのクランクシャフトの特殊性として、直列４気筒タイプのクランクシャフトに比べ隣り合うカウンタウエイト同士のなすピッチが小さくなるため、必然的に隣り合うカウンタウエイト同士に間に入り込むことになるカムダイも薄肉のものとなって剛性不足気味となるだけでなく、カウンタウエイトの幅寸法（肉厚寸法）もそれぞれに異なるために、カウンタウエイトの左右で矯正力に差異が生じて矯正不足となり、特にカウンタウエイトの長手方向での位置のばらつきが大きくなり、一工程での必要十分な矯正効果を期待することは難しい。その結果、カウンタウエイトは黒皮のままでも本来の機能を十分に発揮することができるにもかかわらず、上記の位置のばらつきを解消するために後工程にて機械加工を施す必要があり、工数増加が余儀なくされる。
【０００６】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、上記のようなカウンタウエイトの矯正効果を大きくしてカウンタウエイトのいわゆる機械加工レス化を図るべく、必要十分な矯正効果が得られるようにしたカウンタウエイトの形状矯正方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、鍛造成形されたクランクシャフト粗材におけるカウンタウエイトの形状を矯正する方法であって、カウンタウエイトの側面に矯正ローラを押し付けた上で両者をクランクシャフトの軸心周りに相対回転させて、矯正ローラによるしごき加工をもって矯正することを特徴とする。
【０００８】
この場合、請求項２に記載のように、矯正ローラでカウンタウエイトを挟み込むようにカウンタウエイトを挟んでその両側に矯正ローラを対向配置することが望ましい。
【０００９】
より望ましくは、請求項３に記載のように、両持ち支持したクランクシャフトを正逆転方向に揺動回転させて、その揺動回転に併せて矯正ローラを正逆転方向に追従回転させることにより矯正するものとする。
【００１０】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、従来のようにカウンタウエイトの全面に治具を押し当てて矯正する方式と異なり、矯正ローラによるしごき加工であるためにいわゆる逐次成形の形態となり、矯正荷重および矯正ローラに必要な剛性共に小さくて済むことになる。それによって、カウンタウエイトに対する必要十分な矯正効果が得られるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、小さな矯正荷重でカウンタウエイトの広い範囲を確実に矯正することができるため、カウンタウエイトの機械加工レス化とともに加工工数を削減できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１以下の図面は本発明のより具体的な実施の形態を示す図であり、先に述べたようにＶ型６気筒エンジンのクランクシャフトを熱間にて鍛造成形する場合の例を示している。
【００１３】
図１に示すように、クランクシャフト１は４箇所のジャーナル部２のほか７枚のカウンタウエイト３を軸心方向で備えており、各カウンタウエイト３，３相互間にはジャーナル部２から偏心した位置に合計６箇所のクランクピン部４を設定してある。
【００１４】
そして、このようなクランクシャフト１となるべきクランクシャフト粗材５は、大別して図２に示すように、第１荒地、第２荒地、仕上げ、トリム、ツイスト、リストライクの各工程を経て鍛造成形される。上記各工程のうち第１荒地、第２荒地および仕上げの３工程を経ることにより丸棒状の素材からクランクシャフト１の粗形状がクランクシャフト粗材５として仕上げられ、トリム工程にてばり６が打ち抜かれることにより製品形状に近いクランクシャフト粗材５となる。ツイスト工程では長手方向の両端部に６０°のひねりを加え、さらに最後のリストライク工程では再打ちを行って主として曲がり矯正を行うことになる。
【００１５】
このようなクランクシャフト粗材５の鍛造成形過程では、図３に示すように、特にカウンタウエイト３にドラフトアングル（抜き角度または抜け勾配）θを有しているほか、型ずれ、ばり高さ過剰、長手方向位置ずれ、カウンタウエイト３の倒れ等の現象が往々にして発生し、それらの相乗効果として特にカウンタウエイト３の長手方向での位置のばらつきが大きくなる傾向にあることは先に述べた。
【００１６】
そこで、本実施の形態では、図２に示したリストライク工程に続き、熱間鍛造のかたちでカウンタウエイト３の形状矯正を行うものとする。
【００１７】
図４，５は上記カウンタウエイト３の形状矯正工程の概略を示しており、クランシャフト粗材５の両端のギアシャフト部７およびリアフランジ部８（図１参照）を図示しないチャックにて両持ち支持する一方、カウンタウエイト３の両側にそれぞれにローラアーム９に支持させた一対の矯正ローラ１０を位相をずらして対向配置し、カウンタウエイト３を各一対の矯正ローラ１０にて挟持する。そして、クランクシャフト粗材５を正逆転方向に交互に揺動回転さるものとし、それに追従させるように各矯正ローラ１０を正逆転方向に転動させて、カウンタウエイト３の両側面にしごき加工を施し、いわゆる逐次成形の形態で各カウンタウエイト３の形状を矯正もしくは整形する。その際、クランクシャフト粗材５の回転角はカウンタウエイト３の片面につき二つ配置した矯正ローラ１０がそのカウンタウエイト３から外れることがないように予め設定し、最大でもカウンタウエイト３そのものの扇形角αの範囲内のものとする。さらに、カウンタウエイト３の回転方向が反転する毎に各矯正ローラ１０がカウンタウエイト３に及ぼす矯正代を所定量ずつ段階的に増加させるものとし、常に均一な矯正荷重となるように調整する。
【００１８】
また、カウンタウエイト３の両側面に圧接する各矯正ローラ１０とは別に、カウンタウエイト３の円筒外周面３ａを拘束する外周面拘束手段として外周面矯正ローラ１１を併用するものとし、矯正ローラ１０によるしごき加工に伴ってカウンタウエイト３の外周円筒面３ａの形状が崩れないように拘束する。
【００１９】
この場合、図４，５に示した外周面矯正ローラ１１に代えて、図６に示したようないわゆる総形の外周面矯正治具１２を用いてもよい。
【００２０】
このように、各矯正ローラ１０のほか外周面矯正ローラ１１または外周面矯正治具１２を併用してその相対回転によりしごき加工を施すことで、比較的小さな矯正荷重のもとで各カウンタウエイト３の形状を確実に且つ精度良く矯正することが可能となる。
【００２１】
図７，８は本発明の第２の実施の形態を示しており、クランクシャフト粗材５側のカウンタウエイト３を定位置固定式として、そのカウンタウエイト３に対して矯正ローラ１３のみを移動させる場合の例を示している。
【００２２】
図７，８に示すように、カウンタウエイト３を挟んでその両側に二つで一組とする矯正ローラ１３を二組対向配置してカウンタウエイト３を挟み込む。各矯正ローラ１３はローラアーム１４に支持させてあり、側面視にて扇形状をなすカウンタウエイト３を二分する中心線Ｃの近傍からカウンタウエイト３の末端側に向けて（図７，８の上下方向）移動させることで、同図の上下方向にカウンタウエイト３を伸ばすようにしてしごき加工を施す。ただし、クランクシャフト３のうちカウンタウエイト３の以外のジャーナル部２等の要素と矯正ローラ１３との干渉を回避するために、図７に実線Ｍで示すように各矯正ローラ１３の移動軌跡を積極的に制御しながら加工を行う。
【００２３】
一度しごき加工を終えたらそれぞれの矯正ローラ１３を元の位置に戻し、その都度、矯正代を所定量ずつ且つ段階的に増加させながら、上記のような動作を複数回繰り返す。
【００２４】
また、上記矯正ローラ１３以外に半割り状の一対の外周面矯正治具１５を併用するものとし、カウンタウエイト３の外周面形状もしくは輪郭形状を矯正または整形しながらしごき加工を施すものとする。この場合、上記のしごき加工に伴って輪郭形状が増大する分の粗材肉体積を予め見越してカウンタウエイト３の形状を小さめ目に成形しておくことにより、材料歩留まりの向上にも寄与できるできるようになる。
【００２５】
図９，１０は図７，８の変形例を示し、同図と比較すると明らかなように、ローラアーム１４に支持させた一対の矯正ローラ２３のみをもって、カウンタウエイト３の一方の末端から他方の末端までをいわゆるフルストロークさせるべく図９，１０上下方向に往復移動させてしごき加工を施すようにしたものである。
【００２６】
この場合にも矯正ローラ２３の移動方法が反転する毎に矯正代を所定量ずつ且つ段階的に増加させるものとし、図３に示したようないわゆるドラフトアングルθの解消に特に有効なものとなる。
【００２７】
このように各実施の形態によれば、矯正ローラ１０，１３，２３によるしごき加工をもってカウンタウエイト３の形状を矯正するようにしたことにより、比較的小さな矯正代をもって図３に示したようなドラフトアングルθ、型ずれ、ばり高さ過剰、長手方向位置ずれ、カウンタウエイト３の倒れ等を確実に矯正することが可能となる。
【００２８】
特に、外周面矯正ローラ１１もしくは外周面矯正治具１２，１５を併用することにより、矯正効果の向上によってカウンタウエイト３の外周円筒面もしくは輪郭形状までも高精度に仕上げることができる。
【００２９】
また、図７，９に示したように矯正ローラ１３，２３の移動軌跡Ｍを積極的に制御することにより、カウンタウエイト３のより広い範囲を矯正することが可能となる。
【００３０】
さらに、図７，９に示したように外周面矯正治具１２，１５で矯正する輪郭形状よりもカウンタウエイト３そのものの輪郭形状を予め小さく鍛造成形しておくことにより、材料投入量の削減により材料歩留まりの向上を図ることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】Ｖ型６気筒エンジン用のクランクシャフトの一例を示す斜視図。
【図２】図１に示したクランクシャフトの鍛造成形工程の工程説明図。
【図３】図２に示した鍛造成形工程で発生するカウンタウエイトの不具合の説明図。
【図４】本発明の実施の形態としてカウンタウエイト形状矯正工程の概略を示す説明図。
【図５】図４の要部平面説明図。
【図６】図４，５の変形例を示す説明図。
【図７】本発明の第２の実施の形態としてカウンタウエイト形状矯正工程の概略を示す説明図。
【図８】図７の垂直断面説明図。
【図９】本発明の第３の実施の形態としてカウンタウエイト形状矯正工程の概略を示す説明図。
【図１０】図９の垂直断面説明図。
【符号の説明】
【００３２】
１…クランクシャフト
３…カウンタウエイト
３ａ…円筒外周面
５…クランクシャフト粗材
１０…矯正ローラ
１１…外周面矯正ローラ（外周面拘束手段）
１２…外周面矯正治具
１３…矯正ローラ
１５…外周面矯正治具
２３…矯正ローラ
【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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