(57)【要約】      （修正有）【課題】棒状の素材から軸非対称な中間成形品を、良好な材料歩留まりおよび生産性を有しかつ低コストで製造するためのプレス装置を提供する。【解決手段】しごきダイ６０は、素材１０が配置される導入部６３と、中間成形品の断面形状に対応する通り穴６７とを有する開口部６２が形成される。第１パンチ４２の先端端面４３は導入部６３に配置される素材１０の背面１２を押圧する。第２パンチ７４は、中間成形品の他方の端面部の外形形状に対応する先端端面７５を有し、第１パンチ４２によって押圧されてしごきダイ６０の通り穴６７に圧入される素材１０の前面１４を支持する。したがって、しごきダイ６０は、素材１０の側面部１３にしごき加工を施し、第１パンチ４２および第２パンチ７４の先端端面４３，７５は、素材１０の背面１２および前面１４にプレス加工を施すことで、中間成形品の一方および他方の端面部を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の素材から軸非対称な中間成形品を製造するためのプレス装置であって、
素材が配置される導入部と、中間成形品の断面形状に対応する通り穴とを有する開口部が形成されるしごきダイと、
中間成形品の一方の端面部の外形形状に対応する先端端面を有し、前記導入部に配置される素材の背面を押圧するための第１パンチと、
中間成形品の他方の端面部の外形形状に対応する先端端面を有し、前記第１パンチによって押圧されて前記しごきダイの通り穴に圧入される素材の前面を支持するための第２パンチとを有し、
前記しごきダイは、素材の側面部にしごき加工を施すことで、中間成形品の側面部を形成し、
前記第１パンチおよび前記第２パンチの先端端面は、素材の背面および前面にプレス加工を施すことで、中間成形品の一方および他方の端面部を形成する
ことを特徴とするプレス装置。
【請求項２】
前記開口部は、略テーパ形状を有することを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。
【請求項３】
前記開口部の導入部は、素材が載置される突出部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレス装置。
【請求項４】
前記第１パンチの先端端面は、素材の外形形状に対応するロケート面を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項５】
前記第２パンチが配置される受けダイと、前記受けダイに対して前記しごきダイを近接離間自在に支持するための支持機構とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項６】
前記支持機構は、前記受けダイから離間する方向に、前記しごきダイを弾性的に付勢するための弾性手段を有することを特徴とする請求項５に記載のプレス装置。
【請求項７】
前記開口部の導入部は、前記第１パンチと前記しごきダイとの間のクリアランスに、素材肉が入り込むことを防ぐための側壁部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項８】
前記中間成形品は、クランクシャフト素材であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項９】
棒状の素材から軸非対称な中間成形品を製造するためのプレス方法であって、
しごきダイに形成されている開口部の導入部に、素材を配置し、
中間成形品の一方の端面部の外形形状に対応する先端端面を有する第１パンチによって、導入部に配置される素材の背面を押圧することで、前記しごきダイの開口部が有する中間成形品の断面形状に対応する通り穴に、素材を圧入し、
前記しごきダイによって、圧入される素材の側面部にしごき加工を施すことで、中間成形品の側面部を形成し、
前記しごきダイの通り穴に圧入される素材の前面を、中間成形品の他方の端面部の外形形状に対応する先端端面を有する第２パンチによって支持し、前記第１パンチおよび前記第２パンチの先端端面によって、素材の背面および前面にプレス加工を施すことで、中間成形品の一方および他方の端面部を形成する
ことを特徴とするプレス方法。
【請求項１０】
前記開口部は、略テーパ形状を有することを特徴とする請求項９に記載のプレス方法。
【請求項１１】
前記開口部の導入部は、素材が載置される突出部を有することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載のプレス方法。
【請求項１２】
前記第１パンチの先端端面は、素材の外形形状に対応するロケート面を有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載のプレス方法。
【請求項１３】
前記しごきダイは、前記第２パンチが配置される受けダイに対して、近接離間自在に支持されることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載のプレス方法。
【請求項１４】
前記しごきダイは、前記受けダイから離間する方向に弾性的に付勢されることを特徴とする請求項１３に記載のプレス方法。
【請求項１５】
前記開口部の導入部は、前記第１パンチと前記しごきダイとの間のクリアランスに、素材肉が入り込むことを防ぐための側壁部を有することを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載のプレス方法。
【請求項１６】
前記中間成形品は、クランクシャフト素材であることを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１項に記載のプレス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス装置およびプレス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、クランクシャフトの製造方法においては、棒状のビレットに対して予備成形を施すことで、軸方向およびに径方向に体積を分配し、軸非対称なクランクシャフト素材（中間成形品）を得ている。クランクシャフト素材は、プレスがさらに施され、成形品形状に仕上げられる。
【０００３】
従来の予備成形は、軸方向に体積を分配するための（リデュース）ロール成形および径方向に体積を分配するためのプレスによる曲げ加工を含んでいる。
【０００４】
また、しごきダイスの転造作用を利用することで、プレスによる曲げ加工を省いているものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
さらに、クランクシャフト素材のプレス用のプレス装置に、予備成形型を設けることで、ビレットの予備成形とクランクシャフト素材のプレスとを、同一のプレス装置内で連続して実施するものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開昭６２−２４４５４５号公報
【特許文献２】特開平５−２２８５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の方法および特許文献１に記載の方法に係るロール成形は、バリの発生を抑制し、良好な材料歩留まりを達成することが可能であるが、制御が困難であり、成形不良や仕損品が発生し易い問題を有する。また、ロール設備に係る金型が高価かつ型設計が複雑であるため、高額の設備投資を必要とする。さらに、製造ラインが長くなるため、設備停止が一時的であっても、大量の仕損品を生じてしまう。
【０００７】
一方、特許文献２に記載の方法に係るプレス成形においては、ロール設備が不要であり、上記問題は生じないが、バリが比較的大量に発生し、材料歩留まりを向上させることが困難である。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、棒状の素材から軸非対称な中間成形品を、良好な材料歩留まりおよび生産性を有しかつ低コストで製造するためのプレス装置およびプレス方法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】
【０００９】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
棒状の素材から軸非対称な中間成形品を製造するためのプレス装置であって、
素材が配置される導入部と、中間成形品の断面形状に対応する通り穴とを有する開口部が形成されるしごきダイと、
中間成形品の一方の端面部の外形形状に対応する先端端面を有し、前記導入部に配置される素材の背面を押圧するための第１パンチと、
中間成形品の他方の端面部の外形形状に対応する先端端面を有し、前記第１パンチによって押圧されて前記しごきダイの通り穴に圧入される素材の前面を支持するための第２パンチとを有し、
前記しごきダイは、素材の側面部にしごき加工を施すことで、中間成形品の側面部を形成し、
前記第１パンチおよび前記第２パンチの先端端面は、素材の背面および前面にプレス加工を施すことで、中間成形品の一方および他方の端面部を形成する
ことを特徴とするプレス装置である。
【００１０】
上記目的を達成するための請求項９に記載の発明は、
棒状の素材から軸非対称な中間成形品を製造するためのプレス方法であって、
しごきダイに形成されている開口部の導入部に、素材を配置し、
中間成形品の一方の端面部の外形形状に対応する先端端面を有する第１パンチによって、導入部に配置される素材の背面を押圧することで、前記しごきダイの開口部が有する中間成形品の断面形状に対応する通り穴に、素材を圧入し、
前記しごきダイによって、圧入される素材の側面部にしごき加工を施すことで、中間成形品の側面部を形成し、
前記しごきダイの通り穴に圧入される素材の前面を、中間成形品の他方の端面部の外形形状に対応する先端端面を有する第２パンチによって支持し、前記第１パンチおよび前記第２パンチの先端端面によって、素材の背面および前面にプレス加工を施すことで、中間成形品の一方および他方の端面部を形成する
ことを特徴とするプレス方法である。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように構成した本発明は、以下の効果を奏する。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、第１パンチおよび第２パンチによるプレス加工によって、中間成形品の一方および他方の端面部を形成することが可能である。端面部の形成は、従来における軸方向における体積の分配に対応している。そのため、高額の設備投資を必要とするロール設備を適用することなく、バリの発生を抑制し、良好な材料歩留まりを達成することができる。また、プレス加工の制御は、比較的容易であり、成形不良や仕損品の発生を抑制することが可能である。さらに、しごきダイによるしごき加工によって、中間成形品の側面部を形成することが可能である。側面部の形成は、従来の径方向における体積の分配に対応している。そのため、第１パンチおよび第２パンチによるプレス加工およびしごきダイによるしごき加工が一体となることで、軸非対称な中間成形品を製造することが可能である。また、しごきダイは、第１パンチおよび第２パンチに隣接して配置されており、製造ラインが短い。そのため、設備停止による仕損品は、少量しか生じない。つまり、棒状の素材から軸非対称な中間成形品を、良好な材料歩留まりおよび生産性を有しかつ低コストで製造するためのプレス装置を提供することができる。
【００１３】
請求項９に記載の発明によれば、第１パンチおよび第２パンチによるプレス加工によって、中間成形品の一方および他方の端面部が形成される。端面部の形成は、従来における軸方向における体積の分配に対応している。そのため、高額の設備投資を必要とするロール成形を適用することなく、バリの発生は抑制され、良好な材料歩留まりが達成される。また、プレス加工の制御は、比較的容易であり、成形不良や仕損品の発生が抑制される。さらに、しごきダイによるしごき加工によって、中間成形品の側面部が形成される。側面部の形成は、従来の径方向における体積の分配に対応している。そのため、第１パンチおよび第２パンチによるプレス加工およびしごきダイによるしごき加工が一体となることで、軸非対称な中間成形品が製造される。また、しごきダイは、第１パンチおよび第２パンチに隣接して配置されており、端面部の形成と側面部の形成とは、同時かつ連続的に実施されており、１工程となっており、製造工程が短い。そのため、設備停止による仕損品は、少量しか生じない。つまり、棒状の素材から軸非対称な中間成形品を、良好な材料歩留まりおよび生産性を有しかつ低コストで製造するためのプレス方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係るプレス装置を説明するための断面図であり、型開きした状態を示しており、図２は、図１のプレス装置が有する上パンチを説明するための斜視図、図３および図４は、図１のプレス装置が有するしごきダイを説明するための斜視図および底面図である。
【００１６】
プレス装置３０は、軸非対称な中間成形品を製造するために使用され、上型４０、棒状の素材１０が配置される中間型５０、下型７０および支持機構８０を有する。中間成形品は、例えば、クランクシャフト素材に適用される。
【００１７】
上型４０は、中間型５０に向かって近接離間自在に配置され、中間型５０に相対する上パンチ（第１パンチ）４２および貫通孔４６を有する。
【００１８】
上パンチ４２は、素材１０の背面１２を押圧するための先端端面４３を有する。先端端面４３は、中間成形品の一方の端面部の外形形状に対応している。また、先端端面４３は、素材１０の外形形状に対応するロケート面４４を有する（図２参照）。ロケート面４４は、素材１０の押圧面（当接面）に対するキズの発生を抑制すると共に、素材１０の位置決めに利用される。貫通孔４６は、中間型５０の移動を案内するためのガイドピン８６の逃しに使用される。
【００１９】
中間型５０は、貫通孔５２、支持機構８０の取付け部５４およびしごきダイ６０を有する。貫通孔５２は、ガイドピン８６が摺動自在に配置される。ガイドピン８６の先端部８７は、拡径しており、中間型５０の上方へ移動を制止すること可能である。取付け部５４は、貫通孔５２を取り囲むように配置される。
【００２０】
しごきダイ６０は、素材１０の側面部１３に対して、しごき加工を施すための開口部６２を有する。開口部６２は、素材１０が配置される導入部６３と、中間成形品の断面形状に対応する通り穴６７とを有する。したがって、しごきダイ６０によるしごき加工によって、中間成形品の側面部を形成することが可能である。側面部の形成は、従来の径方向における体積の分配に対応している。
【００２１】
導入部６３は、上型４０と相対するしごきダイ６０の上面６１に位置し、素材１０の載置を容易とするための突出部６４を有する（図３参照）。突出部６４の端部は、なだらかな曲面形状を有し、導入部６３の側壁部に連続的に一体化さており、突出部６４との接触によるキズの発生を抑制している。導入部６３の側壁部の高さは、上パンチ４２としごきダイ６０との間のクリアランスに、素材肉が入り込むことを防ぐように設定してあり、キズの発生を抑制することが可能である。
【００２２】
通り穴６７は、下型７０と相対するしごきダイ６０の下面６６に位置し、上パンチ４２によって押圧されて素材１０が圧入される。また、通り穴６７は、上パンチ４２の先端端面４３の外径形状に対応（略一致）しており（図４参照）、上パンチ４２が部分的に挿入される。
【００２３】
なお、開口部６２は、略テーパ形状を有しており、導入部６３の形状は、通り穴６７の形状より大きい。そのため、しごきダイ６０は、素材１０の側面部１３に対して、しごき加工を容易に施すことが可能である。
【００２４】
下型７０は、ボルスタプレート９０に固定され、受けダイ７２および支持機構８０が配置される。受けダイ７２は、中間成形品の他方の端面部の外形形状に対応する先端端面７５を有する下パンチ（第２パンチ）７４が配置される。下パンチ７４は、上パンチ４２によって押圧されてしごきダイ６０の通り穴６７を通過した素材１０の前面１４を、支持するために使用される。また、下パンチ７４は、中間成形品の取り出しのために、ロッド７８が連結されている。ロッド７８は、例えば、油圧シリンダなどの駆動手段に連結される。
【００２５】
したがって、上パンチ４２および下パンチ７４は、素材１０の背面１２および前面１４にプレス加工を施すことで、中間成形品の一方および他方の端面部を形成することが可能である。端面部の形成は、従来における軸方向における体積の分配に対応している。そのため、上パンチ４２および下パンチ７４によるプレス加工およびしごきダイ６０によるしごき加工が一体となることで、軸非対称な中間成形品を製造することが可能である。
【００２６】
また、高額の設備投資を必要とする（リデュース）ロール設備を適用することなく、バリの発生を抑制し、良好な材料歩留まりを達成することができる。さらに、プレス加工の制御は、比較的容易であり、成形不良や仕損品の発生を抑制することが可能である。なお、しごきダイ６０は、上パンチ４２および下パンチ７４に隣接して配置されており、製造ラインが短い。そのため、設備停止による仕損品は、少量しか生じない。
【００２７】
支持機構８０は、先端部８１、シリンダ部８２、基部８４およびガイドピン８６を有する。先端部８１は、しごきダイ６０が配置される中間型５０の取付け部５４に固定される。先端部８１の下方に延長するシリンダ部８２は、例えば、バネからなる弾性手段８３が配置され、伸縮自在であり、先端部８１を弾性的に支持する。基部８４は、ボルスタプレート９０に固定される。なお、ボルスタプレート９０は、下型７０が固定されており、下型７０は、受けダイ７２が配置されている。
【００２８】
ガイドピン８６は、上方に位置する中間型５０の貫通孔５２を通過し、先端部８１、シリンダ部８２および基部８４の略中央を延長しており、その基端部８８は、ボルスタプレート９０に固定される。なお、ガイドピン８６の拡径した先端部８７は、中間型５０の上方へ移動を制止することが可能である。
【００２９】
以上のように、支持機構８０は、下パンチ７４が配置される受けダイ７２と、受けダイ７２に対してしごきダイ６０を、近接離間自在に支持することが可能であり、また、弾性手段８３は、受けダイ７２から離間する方向に、しごきダイ６０を弾性的に付勢している。したがって、素材１０をしごきダイ６０の導入部６３に投入して配置する場合や、得られる中間成形品を取り出して搬送する場合におけるハンドリングスペースを、容易に確保することが可能である。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態に係るプレス方法を説明する。図５は、材料の投入を説明するための要部斜視図、図６は、図５に続く、材料の成形を説明するための断面図、図７は、図６に続く、成形後における型開きを説明するための断面図である。
【００３１】
まず、棒状の素材１０が、中間型５０に配置されるしごきダイ６０の開口部６２が有する導入部６３に配置される（図１参照）。この際、中間型５０は、支持機構８０の弾性手段８３によって、下型７０から離間する方向に弾性的に付勢され、かつ、ガイドピン８６の先端部８７によって、上方へ移動が制止されている。一方、上パンチ４２が配置される上型４０は、中間型５０の上方に位置している。
【００３２】
なお、中間型５０の位置は、支持機構８０によって適宜調整することが可能であるため、素材１０をしごきダイ６０の導入部６３に投入して配置するためのハンドリングスペースは、容易に確保される。また、素材１０は、導入部６３の突出部６４に載置される。突出部６４の端部は、なだらかな曲面形状を有し、導入部６３の側壁部に連続的に一体化さており、突出部６４との接触によるキズの発生が抑制される。
【００３３】
次に、上型４０が降下し、中間型５０に近接する。上型４０に配置される上パンチ４２の先端端面４３は、素材１０の背面１２を押圧することで、支持機構８０の弾性手段８３の付勢力に逆らい、中間型５０を下型７０に向かって降下させる。
【００３４】
これにより、ガイドピン８６の先端部８７は、中間型５０から突出するが、上型４０の貫通孔４６に挿入されるため、上型４０の降下を妨げることはない。なお、先端端面４３に形成されるロケート面４４は、素材１０の押圧面（当接面）に対するキズの発生を抑制すると共に、素材１０を位置決めする。
【００３５】
中間型５０がさらに降下し、下型７０と当接すると、上パンチ４２の先端端面４３は、しごきダイ６０の開口部６２が有する通り穴６７に、素材１０を圧入する。通り穴６７は、中間成形品２０の断面形状に対応しているため、しごきダイ６０によるしごき加工によって、中間成形品２０の側面部２３が形成される。側面部２３の形成は、従来の径方向における体積の分配に対応している。
【００３６】
なお、導入部６３の側壁部の高さは、上パンチ４２としごきダイ６０との間のクリアランスに、素材肉が入り込むことを防ぐように設定してあり、キズの発生が抑制される。また、開口部６２は、略テーパ形状を有しており、導入部６３の形状は、通り穴６７の形状より大きい。そのため、しごきダイ６０による素材１０の側面部１３に対するしごき加工は、容易である。
【００３７】
一方、下パンチ７４は、通り穴６７に圧入される素材１０の前面１４を支持する。上パンチ４２および下パンチ７４は、中間成形品２０の端面部（一方および他方の端面部）２２，２４の外形形状に対応する先端端面４３，７５を有するため、素材１０の背面１２および前面に１４にプレス加工を施すことで、中間成形品２０の端面部２２，２４を形成する。端面部２２，２４の形成は、従来における軸方向における体積の分配に対応している。
【００３８】
そのため、上パンチ４２および下パンチ７４によるプレス加工およびしごきダイ６０によるしごき加工が一体となることで、軸非対称な中間成形品が製造される。また、高額の設備投資を必要とするロール成形を適用することなく、バリの発生は抑制され、良好な材料歩留まりが達成される。さらに、プレス加工の制御は、比較的容易であり、成形不良や仕損品の発生が抑制される。
【００３９】
しごきダイ６０は、上パンチ４２および下パンチ７４に隣接して配置されており、中間成形品２０の端面部２２，２４の形成と側面部２３の形成とは、同時かつ連続的に実施されており、１工程となっており、製造工程が短い。そのため、設備停止による仕損品は、少量しか生じない。
【００４０】
中間成形品２０の成形が終了すると（図６参照）、上型４０は上昇し、中間型５０から離間する（図７参照）。中間型５０は、ガイドピン８６の先端部８７によって制止される位置まで、支持機構８０の弾性手段８３によって、下型７０から離間する方向に移動する。下パンチ７４は、先端端面７５に載置されている中間成形品２０を取り出すために、ロッド７８によって駆動され、中間成形品２０を突上げ（ノックアウト）し、離型させて搬送可能位置に移動させる。
【００４１】
中間型５０の位置は、支持機構８０によって適宜調整することが可能であるため、中間成形品を取り出して搬送するためのハンドリングスペースは、容易に確保される。
【００４２】
また、中間成形品２０は、例えば、クランクシャフト素材に適用される場合、型鋳造やトリム工程等を経ることで、クランクシャフト成形品が得られることになる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態は、棒状の素材から軸非対称な中間成形品を、良好な材料歩留まりおよび生産性を有しかつ低コストで製造するためのプレス装置およびプレス方法を提供することができる。
【００４４】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
【００４５】
例えば、中間成形品は、クランクシャフト素材として利用されることに限定されず、コンロッド素材として適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態に係るプレス装置を説明するための断面図であり、型開きした状態を示している。
【図２】図１のプレス装置が有する上パンチを説明するための斜視図である。
【図３】図１のプレス装置が有するしごきダイを説明するための斜視図である。
【図４】図１のプレス装置が有するしごきダイを説明するための底面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るプレス方法を説明するための要部斜視図であり、材料の投入を示している。
【図６】図７に続く、材料の成形を説明するための断面図である。
【図７】図６に続く、成形後における型開きを説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０・・素材、
１２・・背面、
１３・・側面部、
１４・・前面、
２０・・中間成形品、
２２，２４・・端面部、
２３・・側面部、
３０・・プレス装置、
４０・・上型、
４２・・上パンチ、
４３・・先端端面、
４４・・ロケート面、
４６・・貫通孔、
５０・・中間型、
５２・・貫通孔、
５４・・取付け部、
６０・・しごきダイ、
６１・・上面、
６２・・開口部、
６３・・導入部、
６４・・突出部、
６６・・下面、
６７・・通り穴、
７０・・下型、
７２・・受けダイ、
７４・・下パンチ、
７５・・先端端面、
７８・・ロッド、
８０・・支持機構、
８１・・先端部、
８２・・シリンダ部、
８３・・弾性手段、
８４・・基部、
８６・・ガイドピン、
８７・・先端部、
８８・・基端部、
９０・・ボルスタプレート。
【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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