(57)【要約】【課題】多気筒用クランクシャフト粗形材を、棒材から割れを生じさせることなく、少ない工程数で成形すること。【解決手段】成形装置１は、棒材3の両端部3a,3bを半径方向に拘束し、棒材3を軸方向へ圧縮する圧縮型4,5と、棒材3の所定部位3c〜3fを特定方向SD1,SD2へ押圧する押圧型6A〜6Dと、隣り合う押圧型6A〜6Dの間にて棒材3を半径方向に拘束し棒材3上を軸方向へ移動する拘束型7A〜7Cと、圧縮型4,5の動きに連動して拘束型7A〜7Cを軸方向へ移動させ、押圧型6A〜6Dを特定方向SD1，SD2及び軸方向へ移動させる連動機構11,12A,12Bとを備える。圧縮型4,5により棒材3を軸方向へ圧縮することで、棒材3を据え込み、その圧縮に同期させて連動機構11,12A,12Bにより拘束型7A〜7Cを軸方向へ移動させ、押圧型6A〜6Dを特定方向SD1,SD2及び軸方向へ移動させ棒材3の所定部位3c〜3fを特定方向SD1,SD2へ押圧して偏芯させる。【選択図】        図１
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【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成形するクランクシャフト粗形材の成形方法であって、
前記棒材の両端部をその半径方向において一対の圧縮型により拘束し、前記棒材の軸方向に沿って並ぶ複数の所定部位に対応して複数の押圧型を配置し、隣り合う押圧型の間にて前記棒材をその半径方向において拘束型により拘束するセッティング工程と、
前記セッティング工程後に、前記一対の圧縮型により前記棒材をその軸方向へ圧縮し、前記圧縮型の動きに同期させて前記拘束型を前記軸方向へ移動させると共に前記複数の押圧型を前記半径方向における特定方向及び前記軸方向へ移動させることにより、前記棒材を据え込み、前記複数の所定部位のそれぞれを前記隣り合う拘束型の間にて前記押圧型により前記特定方向へ押圧して偏芯させる成形工程と
を備えたことを特徴とするクランクシャフト粗形材の成形方法。
【請求項２】
棒材からクランクシャフト粗形材を成形するクランクシャフト粗形材の成形装置であって、
前記棒材の両端部をその半径方向において拘束すると共に、前記棒材をその軸方向へ圧縮するための一対の圧縮型と、
前記棒材の前記軸方向に沿って並ぶ複数の所定部位を前記半径方向における特定方向へ押圧するための複数の押圧型と、
隣り合う押圧型の間にて前記棒材をその半径方向において拘束すると共に、前記棒材の上を前記軸方向へ移動可能に設けられた拘束型と、
前記圧縮型の動きに連動して前記拘束型を前記軸方向へ移動させると共に、前記複数の押圧型を前記特定方向及び前記軸方向へ移動させるための連動機構と
を備え、前記一対の圧縮型により前記棒材をその軸方向へ圧縮することにより、前記棒材を据え込み、前記一対の圧縮型による前記棒材の圧縮に同期させて前記連動機構により前記拘束型を前記軸方向へ移動させると共に、前記複数の押圧型を前記特定方向及び前記軸方向へ移動させて前記棒材の前記複数の所定部位のそれぞれを前記特定方向へ押圧して、前記複数の所定部位をそれぞれ偏芯させることを特徴とするクランクシャフト粗形材の成形装置。
【請求項３】
前記圧縮型、前記押圧型及び前記拘束型は、前記棒材を中心に複数の型片に分割可能に設けられたことを特徴とする請求項２に記載のクランクシャフト粗形材の成形装置。
【請求項４】
前記連動機構は、前記圧縮型及び前記拘束型を前記軸方向へ案内するためのガイドと、前記圧縮型と前記押圧型との間、並びに、前記押圧型と前記拘束型との間に設けられたリンクとを含むことを特徴とする請求項２又は３に記載されたクランクシャフト粗形材の成形装置。
【請求項５】
前記リンクは、端部が前記押圧型、前記圧縮型及び前記拘束型に回動可能に連結された複数のレバーを含み、前記一対の圧縮型による前記棒材の前記軸方向への圧縮の進行における前記押圧型による前記棒材の前記特定方向への押圧開始タイミングを、前記複数のレバーの長さの設定により調整することを特徴とする請求項２乃至４の何れか一つに記載のクランクシャフト粗形材の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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に係り、詳しくは、その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成形方法及び成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、下記の特許文献１には、棒材の中間部をその軸方向と直交する方向へスライドさせながら棒材を軸方向に圧縮して座屈させる据え込み鍛造の技術が開示されている。この技術により、単気筒のエンジンに使用されるクランクシャフトを成形することができる。ところが、このように成形された単気筒用のクランクシャフトのままでは、多気筒エンジンへの適用は困難であった。
【０００３】
ここで、多気筒エンジンに使用されるクランクシャフトの据え込み鍛造につき、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することにより、ピン部をジャーナル部に対して軸方向と直交する方向へ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圧縮することで、連接壁間のピッチを所定寸法に形成し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により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。その後、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製造される。
【０００４】
また、クランクシャフトを軸方向へ圧縮して成形するその他の例として、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
【特許文献４】特公昭４３−１２９９５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に記載の技術では、製造されたクランクシャフトを多気筒エンジンに適用できるものの、ビレット材を事前に曲げ加工しておかなければならなかった。このため、ビレット材に、事前の曲げ加工による引っ張り残留応力があるため、据え込み時に材料に割れが生じる懸念があった。また、ビレット材を角度をつけて事前に曲げておくこと自体が難しかった。更に、特許文献３に記載の技術でも、事前に素材をクランクシャフト形状に成形しておかなければならず、事前加工の分だけ製造工程数が増えることとなった。
【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、多気筒用のクランクシャフト粗形材を、棒材から割れを生じさせることなく、少ない工程数で成形することを可能としたクランクシャフト粗形材の成形方法及び成形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成形するクランクシャフト粗形材の成形方法であって、棒材の両端部をその半径方向において一対の圧縮型により拘束し、棒材の軸方向に沿って並ぶ複数の所定部位に対応して複数の押圧型を配置し、隣り合う押圧型の間にて棒材をその半径方向において拘束型により拘束するセッティング工程と、セッティング工程後に、一対の圧縮型により棒材をその軸方向へ圧縮し、圧縮型の動きに同期させて拘束型を軸方向へ移動させると共に複数の押圧型を半径方向における特定方向及び軸方向へ移動させることにより、棒材を据え込み、複数の所定部位のそれぞれを隣り合う拘束型の間にて押圧型により特定方向へ押圧して偏芯させる成形工程とを備えたことを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、セッティング工程後の成形工程において、棒材の両端部をその半径方向において一対の圧縮型により拘束し、棒材の軸方向に沿って並ぶ複数の所定部位に対応して複数の押圧型を配置し、隣り合う押圧型の間にて棒材をその半径方向において拘束型により拘束した状態で、一対の圧縮型により棒材をその軸方向へ圧縮し、圧縮型の動きに同期させて拘束型を軸方向へ移動させると共に複数の押圧型を半径方向における特定方向及び軸方向へ移動させる。これにより、棒材が据え込まれ、複数の所定部位のそれぞれが隣り合う拘束型の間にて押圧型により特定方向へ押圧されて偏芯する。従って、一対の圧縮型により棒材を一度圧縮するだけで、圧縮型により拘束された棒材の両端部、拘束型により拘束された棒材の中間部分がそれぞれジャーナル部に、複数の押圧型により押圧された棒材の所定部位がそれぞれピン部に、隣り合うジャーナル部とピン部とをつなぐ部分がそれぞれアーム部に成形され、多気筒用のクランクシャフト粗形材が成形される。また、クランクシャフト粗形材を成形するために、棒材を事前に曲げ加工したり、事前に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成形するクランクシャフト粗形材の成形装置であって、棒材の両端部をその半径方向において拘束すると共に、棒材をその軸方向へ圧縮するための一対の圧縮型と、棒材の軸方向に沿って並ぶ複数の所定部位を半径方向における特定方向へ押圧するための複数の押圧型と、隣り合う押圧型の間にて棒材をその半径方向において拘束すると共に、棒材の上を軸方向へ移動可能に設けられた拘束型と、圧縮型の動きに連動して拘束型を軸方向へ移動させると共に、複数の押圧型を特定方向及び軸方向へ移動させるための連動機構とを備え、一対の圧縮型により棒材をその軸方向へ圧縮することにより、棒材を据え込み、一対の圧縮型による棒材の圧縮に同期させて連動機構により拘束型を軸方向へ移動させると共に、複数の押圧型を特定方向及び軸方向へ移動させて棒材の複数の所定部位のそれぞれを特定方向へ押圧して、複数の所定部位をそれぞれ偏芯させることを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、棒材の両端部を一対の圧縮型により保持し、それら圧縮型の少なくとも一方に圧縮荷重を供給することにより、棒材の両端部がその半径方向において拘束されながら、棒材がその軸方向へ圧縮される。このとき、棒材の軸方向に沿って並ぶ複数の所定部位に対応して配置された複数の押圧型が、連動機構により圧縮型の動きに連動して特定方向及び軸方向へ移動され、隣り合う押圧型の間に配置された拘束型が、棒材を半径方向において拘束しながら、連動機構により圧縮型の動きに連動して軸方向へ移動される。これにより、棒材が一対の圧縮型により据え込まれ、それら圧縮型による圧縮に同期して棒材の複数の所定部位がそれぞれ特定方向へ押圧されて偏芯する。従って、一対の圧縮型により棒材を一度圧縮するだけで、圧縮型により拘束された棒材の両端部、拘束型により拘束された棒材の中間部分がそれぞれジャーナル部に、複数の押圧型により押圧された棒材の所定部位がそれぞれピン部に、隣り合うジャーナル部とピン部とをつなぐ部分がそれぞれアーム部に成形され、クランクシャフト粗形材が成形される。また、クランクシャフト粗形材を成形するために、棒材を事前に曲げ加工したり、事前にクランクシャフト形状に成形したりする必要がない。更に、押圧型と拘束型が、連動機構により、圧縮型の動きに連動して移動するので、押圧型及び拘束型を動かすための専用の駆動手段が不要となる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、圧縮型、押圧型及び拘束型は、棒材を中心に複数の型片に分割可能に設けられたことを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、クランクシャフト粗形材の成形を完了した後、圧縮型、押圧型及び拘束型をそれぞれ複数の型片に分割することにより、成形されたクランクシャフト粗形材の、圧縮型、押圧型及び拘束型からの離脱が容易となる。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、連動機構は、圧縮型及び拘束型を軸方向へ案内するためのガイドと、圧縮型と押圧型との間、並びに、押圧型と拘束型との間に設けられたリンクとを含むことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項２又は３に記載の発明の作用に加え、連動機構が、簡易なガイドとリンクにより構成される。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項２乃至４の何れか一つに記載の発明において、リンクは、端部が押圧型、圧縮型及び拘束型に回動可能に連結された複数のレバーを含み、一対の圧縮型による棒材の軸方向への圧縮の進行における押圧型による棒材の特定方向への押圧開始タイミングを、複数のレバーの長さの設定により調整することを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、請求項２乃至４の何れか一つに記載の発明の作用に加え、リンクを構成する複数のレバーの長さを設定するだけで、一対の圧縮型による棒材の圧縮進行における押圧型による棒材の押圧開始タイミングが調整される。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、多気筒用のクランクシャフト粗形材を、棒材から割れを生じさせることなく、少ない工程数で成形することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の成形方法に使用することでその成形方法による作用効果を有効に発揮させることができる。また、成形装置の構成を簡略化することができる。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、脱型工程に要する時間を短縮することができ、延いては、一つのクランクシャフト粗形材の成形に要する全時間を短縮することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３に記載の発明の効果に加え、成形装置の全体構成を簡易化することができ、棒材の偏芯量が安定化し、その偏芯精度を向上させることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項２乃至４の何れか一つに記載の発明の効果に加え、比較的簡易な調整によりクランクシャフト粗形材の亀裂や欠陥を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】クランクシャフト粗形材を成形する前のセッティング工程における成形装置の概略構成を示す断面図。
【図２】成形工程における成形装置の概略構成を示す断面図。
【図３】脱型工程における成形装置の概略構成を示す断面図。
【図４】上型への圧縮荷重供給と押圧型への押圧荷重供給の挙動を示すタイムチャート。
【図５】成形後のクランクシャフト粗形材を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明におけるクランクシャフト粗形材の成形方法及び成形装置を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１に、クランクシャフト粗形材を成形する前のセッティング工程における成形装置１の概略構成を断面図により示す。図２に、成形工程における成形装置１の概略構成を断面図により示す。図３に、成形されたクランクシャフト粗形材２を脱型する脱型工程における成形装置１の概略構成を断面図により示す。この成形装置１は、長尺丸棒状の金属製の棒材３からクランクシャフト粗形材２を成形するように構成される。この成形装置１は、上下一対をなす圧縮型としての上型４及び下型５と、上型４と下型５との間に配置された複数（この実施形態では４つ）の押圧型６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄと、上下に隣り合う押圧型６Ａ〜６Ｄの間に一つずつ配置された複数（この実施形態では３つ）の拘束型７Ａ，７Ｂ，７Ｃとを備える。
【００２６】
上型４及び下型５は、棒材３の両端部３ａ，３ｂをその半径方向（図１の水平方向）において拘束すると共に、棒材３をその軸方向（図１の垂直方向）に圧縮するようになっている。上型４の凹み４ａ及び下型５の凹み５ａの中には、それぞれ嵌合穴４ｂ，５ｂが形成される。棒材３の上端部３ａは、上型４の嵌合穴４ｂに嵌合されて半径方向に拘束される。同様に、棒材３の下端部３ｂは、下型５の嵌合穴５ｂに嵌合されて半径方向に拘束される。上型４は、棒材３を中心にして２つの型片４ｘ，４ｙに分割可能に構成される。同様に、下型５も、棒材３を中心にして２つの型片５ｘ，５ｙに分割可能に構成される。
【００２７】
この実施形態では、下型５は固定型として構成され、上型４は可動型として構成される。この成形装置１は、上型４に軸方向の圧縮荷重を供給する荷重供給手段としてのプレス機２１を更に備える。プレス機２１は、油圧の供給により伸縮動作するロッド２２を備える。このロッド２２の先端には、上型４の上面に当接可能なプレート２３が固定される。
【００２８】
第１〜第４の押圧型６Ａ〜６Ｄは、棒材３の軸方向に沿って並ぶ複数（この実施形態では４つ）の所定部位３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆを半径方向における異なる特定方向ＳＤ１，ＳＤ２へ押圧するようになっている。この実施形態で、第１の特定方向ＳＤ１と第２の特定方向ＳＤ２は、互いに反対方向の関係にある。第１〜第４の所定部位３ｃ〜３ｆは、棒材３の軸方向に沿って等間隔に配置される。各押圧型６Ａ〜６Ｄは、棒材３を中心にして２つの型片６ｘ，６ｙに分割可能に構成される。
【００２９】
第１〜第３の拘束型７Ａ〜７Ｃは、それぞれ上下に隣り合う押圧型６Ａ〜６Ｄの間にて棒材３をその半径方向において拘束すると共に、棒材３の上を軸方向へ移動可能に設けられる。各拘束型７Ａ〜７Ｃには、その上下の両凹み７ａを貫通するように拘束孔７ｂが形成される。この拘束孔７ｂに嵌る棒材３の一部が半径方向に拘束されるようになっている。この拘束状態において、各拘束型７Ａ〜７Ｃは、棒材３の上を軸方向に沿って移動可能に設けられる。各拘束型７Ａ〜７Ｃは、棒材３を中心にして２つの型片７ｘ，７ｙに分
割可能に構成される。
【００３０】
下型５の外周部分には、垂直方向に延びる複数のガイドバー１１が互いに平行に立設されて固定される。上型４は、これらガイドバー１１に組み付けられ、ガイドバー１１に沿って垂直方向、すなわち棒材３の軸方向へ案内可能となっている。各拘束型７Ａ〜７Ｃも、ガイドバー１１に組み付けられ、ガイドバー１１に沿って垂直方向、すなわち棒材３の軸方向へ案内可能となっている。また、各押圧型６Ａ〜６Ｄと上型４及び下型５との間、並びに、各押圧型６Ａ〜６Ｄと各拘束型７Ａ〜７Ｃとの間には、複数のリンク１２Ａ，１２Ｂが設けられる。これらガイドバー１１及びリンク１２Ａ，１２Ｂにより、上型４の上下動に連動して各拘束型７Ａ〜７Ｃを軸方向へ移動させると共に、各押圧型６Ａ〜６Ｄを特定方向ＳＤ１，ＳＤ２及び軸方向へ移動させる連動機構が構成される。また、各リンク１２Ａ，１２Ｂは、上型４に供給される軸方向の圧縮荷重を、各押圧型６Ａ〜６Ｄによる特定方向ＳＤ１，ＳＤ２への押圧荷重に変換する荷重変換機構としても機能することとなる。
【００３１】
この実施形態において、各リンク１２Ａ，１２Ｂは、端部が押圧型６Ａ〜６Ｄ、上型４、下型５及び拘束型７Ａ〜７Ｃに回動可能に連結された複数のレバー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを含む。ここで、上型４及び下型５による棒材３の軸方向への圧縮の進行において、各押圧型６Ａ〜６Ｄが棒材３の各所定部位３ｃ〜３ｆを特定方向ＳＤ１，ＳＤ２へ押圧を開始するタイミングは、複数のレバー１２ａ〜１２ｄの長さが所定の関係となるように適宜設定することにより調整されるように構成される。
【００３２】
ここで、上型４と、第１の拘束型７Ａと、上型４及び第１の拘束型７Ａとの間に配置された第１の押圧型６Ａと、各リンク１２Ａ，１２Ｂとの構成を、一例として詳しく説明する。第１の押圧型６Ａを構成する二つの型片６ｘ，６ｙには、それぞれリンク１２Ａ，１２Ｂが設けられる。ここで、図１に示すセッティング状態において、第１の型片６ｘは、棒材３の第１の所定部位３ｃに当接して配置され、第２の型片６ｙは、棒材３の第１の所定部位３ｃから離間して配置される。このとき、第１のリンク１２Ａは、第１の型片６ｘの当接状態を保持し、第２のリンク１２Ｂは、第２の型片６ｙを離間状態に保持する。第１のリンク１２Ａを構成する２つのレバー１２ａ，１２ｂのうち、一方のレバー１２ａの一端部は、上型４の所定位置にて回動可能に連結され、他端部は第１の型片６ｘの所定位置にて回動可能に連結される。他方のレバー１２ｂの一端部は、第１の拘束型７Ａの所定位置にて回動可能に連結され、他端部は第１の型片６ｘの所定位置にて回動可能に連結される。第２のリンク１２Ｂを構成する２つのレバー１２ｃ，１２ｄのうち、一方のレバー１２ｃの一端部は、上型４に対して回動可能に連結され、他端部は第２の型片６ｙの所定位置にて回動可能に連結される。ただし、上型４には、長溝４ｃが形成され、一方のレバー１２ｃの一端部は、この長溝４ｃに沿って移動可能に構成される。つまり、一方のレバー１２ｃの一端部は、上型４において特定方向ＳＤ１へ移動可能かつ回動可能に連結される。他方のレバー１２ｄの一端部は、第１の拘束型７Ａの所定位置にて回動可能に連結され、他端部は第２の型片６ｙの所定位置にて回動可能に連結される。第２〜第４の押圧型６Ｂ〜６Ｄに係るリンク１２Ａ，１２Ｂの構成は、第１の押圧型６Ａに係るリンク１２Ａ，１２Ｂの構成に準ずる。各拘束型７Ａ〜７Ｃには、上型４の長溝４ｃに準ずる長溝７ｃが形成され、一方のレバー１２ｃの一端部は、この長溝７ｃに沿って移動可能かつ回動可能に構成される。
【００３３】
次に、上記した成形装置１を使用して行われるクランクシャフト粗形材２の成形方法について説明する。
【００３４】
先ず、図１に示すセッティング工程では、棒材３の上下両端部３ａ，３ｂをその半径方向において上型４と下型５により拘束し、棒材３の軸方向に沿って並ぶ第１〜第４の所定部位３ｃ〜３ｆに対応して第１〜第４の押圧型６Ａ〜６Ｄを配置し、隣り合う押圧型６Ａ〜６Ｄの間にて棒材３の半径方向において第１〜第３の拘束型７Ａ〜７Ｃにより拘束する。このセッティング状態では、各押圧型６Ａ〜６Ｄは、２つの型片６ｘ，６ｙに分かれており、その一方が棒材３の各所定部位３ｃ〜３ｆに当接して配置される。
【００３５】
次に、セッティング工程の後の成形工程では、プレス機２１のロッド２２及びプレート２３により上型４に圧縮荷重を供給することにより、上型４と下型５により棒材３をその軸方向へ圧縮する。また、連動機構を構成するガイドバー１１及びリンク１２Ａ，１２Ｂにより、上型４の動きに連動して同期させて第１〜第３の拘束型７Ａ〜７Ｃを棒材３の軸方向へ移動させると共に第１〜第４の押圧型６Ａ〜６Ｄを棒材３の半径方向における特定方向ＳＤ１，ＳＤ２及び軸方向へ移動させる。これにより、最終的に、図２に示すように、棒材３を据え込み、各所定部位３ｃ〜３ｆのそれぞれを隣り合う拘束型７Ａ〜７Ｃの間にて各押圧型６Ａ〜６ｄにより特定方向ＳＤ１，ＳＤ２へ押圧して偏芯させる。この状態では、上型４及び下型５により拘束された棒材３の上下両端部３ａ，３ｂと、各拘束型７Ａ〜７Ｃにより拘束された棒材３の中間部分のそれぞれが棒材３の軸線上に配置され、各押圧型６Ａ〜６Ｄにより押圧された棒材３の各所定部位３ｃ〜３ｆのそれぞれが、棒材３の軸線から偏芯して配置される。
【００３６】
図４に、プレス機２１による上型４への圧縮荷重供給と、ガイドバー１１及びリンク１２Ａ，１２Ｂによる各押圧型６Ａ〜６Ｄへの押圧荷重供給の挙動をタイムチャートにより示す。図４に示すように、時刻ｔ０で、上型４への圧縮荷重供給が開始されると、少し置いて時刻ｔ１で、各押圧型６Ａ〜６Ｄへの押圧荷重供給が開始される。その後、上型４への圧縮荷重供給及び各押圧型６Ａ〜６Ｄへの押圧荷重供給が並行して続けられ、時刻ｔ２で、上型４への圧縮荷重供給が停止されると同時に各押圧型６Ａ〜６Ｄへの押圧荷重供給が停止される。このような上型４への圧縮加重供給と各押圧型６Ａ〜６Ｄへの押圧加重供給との関係は、上記したようにリンク１２Ａ，１２Ｂを構成する複数のレバー１２ａ〜１２ｄの長さの設定により達成される。
【００３７】
ここで、棒材３が上型４と下型５の間で圧縮により縮小する軸方向の全長さに対する、圧縮により縮小しつつある軸方向の長さの割合を「圧縮進行率」とすると、各押圧型６Ａ〜６Ｄへの押圧荷重供給が開始されるタイミングを、「圧縮進行率」に置き換えて表すことができる。この「圧縮進行率」として、「０．１５」以下の正の値を当てはめることができる。つまり、上型４と下型５による棒材３の圧縮が、全体の１割５分進行するまでの範囲内で各押圧型６Ａ〜６Ｄによる棒材３の押圧を開始するように設定することが望ましい。例えば、この「圧縮進行率」を、「０」にしたり、「０．１」にしたり、「０．１５」に設定したりすることができる。
【００３８】
その後、図３に示す脱型工程では、上型４、下型５、各押圧型６Ａ〜６Ｄ及び各拘束型７Ａ〜７Ｃを同時に左右へ分離させることにより、これらの型４，５，６Ａ〜６Ｄ，７Ａ〜７Ｃの間から、成形されたクランクシャフト粗形材２が離脱して取り出される。
【００３９】
図５に、成形後のクランクシャフト粗形材２を平面図により示す。上記した成形方法によれば、図５に示すように、上型４及び下型５により拘束された棒材３の両端部３ａ，３ｂと、３つの拘束型７Ａ〜７Ｃにより拘束された棒材３の中間部分のそれぞれがジャーナル部２ａに、４つの押圧型６Ａ〜７Ｄにより押圧された棒材３の４つの所定部位３ｃ〜３ｆのそれぞれがピン部２ｂに、隣り合うジャーナル部２ａとピン部２ｂとをつなぐ部分がそれぞれアーム部２ｃに成形される。この実施形態では、上記のように各押圧型６Ａ〜６Ｄへの押圧荷重供給の開始タイミングを、上型４への圧縮荷重供給の進行に応じて、すなわち圧縮進行率に応じて制御するので、図５に示すように、ジャーナル部２ａからのアーム部３ｃの張出し量ＨＲと、ジャーナル部２ａに対するピン部２ｂの偏芯量ＨＳを所要の寸法に設定することができる。張出し量ＨＲを所要の寸法にするのは、ジャーナル部２ａにスラストベアリングを装着できるようにするためである。偏芯量ＨＳを所要の寸法にするのは、ピン部２ｂに組み付けられるコンロッド（図示略）のストローク量を確保するためである。
【００４０】
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の成形方法によれば、先ず、セッティング工程において、棒材３の両端部３ａ，３ｂをその半径方向において上型４及び下型５により拘束し、棒材３の軸方向に沿って並ぶ４つの所定部位３ｃ〜３ｆに対応して４つの押圧型６Ａ〜６Ｄを配置し、隣り合う押圧型６Ａ〜６Ｄの間にて棒材３をその半径方向において拘束型７Ａ〜７Ｃにより拘束する。その後、成形工程において、上記拘束状態で、上型４及び下型５により棒材３をその軸方向へ圧縮し、上型４の動きに同期させて各拘束型７Ａ〜７Ｃを軸方向へ移動させると共に各押圧型６Ａ〜６Ｄを特定方向ＳＤ１，ＳＤ２及び軸方向へ移動させる。これにより、棒材３が据え込まれ、４つの所定部位３ｃ〜３ｆのそれぞれが隣り合う拘束型７Ａ〜７Ｃの間にて各押圧型６Ａ〜６Ｄにより特定方向ＳＤ１，ＳＤ２へ押圧されて偏芯する。
【００４１】
従って、上型４及び下型５により棒材３を一度圧縮するだけで、上型４及び下型５により拘束された棒材３の両端部３ａ，３ｂ、３つの拘束型７Ａ〜７Ｃにより拘束された棒材３の中間部分のそれぞれがジャーナル部２ａに、４つの押圧型６Ａ〜６Ｄにより押圧された棒材３の４つの所定部位３ｃ〜３ｆのそれぞれがピン部２ｂに、隣り合うジャーナル部２ａとピン部２ｂとをつなぐ部分のそれぞれがアーム部２ｃに成形されて、多気筒用のクランクシャフト粗形材２が成形される。また、このようにクランクシャフト粗形材２を成形するために、棒材３を事前に曲げ加工したり、事前に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、多気筒用のクランクシャフト粗形材２を、棒材３から割れを生じさせることなく、少ない工程数で成形することができる。
【００４２】
この実施形態では、セッティング工程と脱型工程を含めても、成形工程を含む３つの工程数でクランクシャフト粗形材２を成形することができる。成形されたクランクシャフト粗形材２は、精度出しのための切削及び研磨等の必要な加工を更に施すことにより、最終製品としてのクランクシャフトを完成することができる。
【００４３】
この実施形態における成形装置１によれば、上記した成形方法に使用できる。そして、この成形装置１を上記成形方法に使用することで、上記成形方法による作用効果を有効に発揮させることができる。加えて、この成形装置１では、各押圧型６Ａ〜６Ｄと各拘束型７Ａ〜７Ｃが、連動機構を構成するガイドバー１１及びリンク１２Ａ，１２Ｂにより、上型４の動きに連動して移動するので、各押圧型６Ａ〜６Ｄ及び各拘束型７Ａ〜７Ｃを動かすための専用のアクチュエータ等の駆動手段が不要となる。この意味で、成形装置１の構成を簡略化することができる。
【００４４】
この実施形態の成形装置１によれば、クランクシャフト粗形材２の成形を完了した後、上型４及び下型５、各押圧型６Ａ〜６Ｄ及び各拘束型７Ａ〜７Ｃをそれぞれ２つの型片４ｘ，４ｙ，５ｘ，５ｙ，６ｘ，６ｙ，７ｘ，７ｙに分割することにより、成形されたクランクシャフト粗形材２の、上型４及び下型５、各押圧型６Ａ〜６Ｄ及び各拘束型７Ａ〜７Ｃからの離脱が容易となる。この結果、脱型工程に要する時間を短縮することができ、延いては、一つのクランクシャフト粗形材２の成形に要する全時間を短縮することができる。
【００４５】
この実施形態の成形装置１によれば、連動機構がガイドバー１１及びリンク１２Ａ，１２Ｂにより構成されるので、成形装置１の全体構成を簡易化することができる。また、各押圧型６Ａ〜６Ｄの偏芯方向の位置が、ガイドバー１１とリンク１２Ａ，１２Ｂの組み合わせにより機械的に決定されるので、棒材３の偏芯量が安定化し、その偏芯精度を向上させることができる。
【００４６】
この実施形態の成形装置１によれば、リンク１２Ａ，１２Ｂを構成する複数のレバー１２ａ〜１２ｄの長さを設定するだけで、上型４及び下型５による棒材３の圧縮進行における各押圧型６Ａ〜６Ｄによる棒材３の押圧開始タイミングが調整される。この押圧開始タイミングは、成形されるクランクシャフト粗形材２の亀裂や欠陥に影響する。このため、リンク１２Ａ，１２Ｂを構成する各レバー１２ａ〜１２ｄの長さを調整するだけで比較的簡易な調整により、クランクシャフト粗形材２の亀裂や欠陥を抑制することができる。
【００４７】
なお、この発明は前記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。
【００４８】
（１）前記実施形態では、上型４及び下型５のうち、上型４のみにプレス機２１により圧縮荷重を供給するように構成した。これに対し、上型と下型の両方にプレス機等により圧縮荷重を供給するように構成することもできる。
【００４９】
（２）前記実施形態では、４気筒用のクランクシャフト粗形材２を成形するように構成したが、２気筒用、３気筒用、５気筒用及び６気筒用等のクランクシャフト粗形材を成形するように成形装置を構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
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】
【００５１】
１  成形装置
２  クランクシャフト粗形材
３  棒材
３ａ  端部
３ｂ  端部
３ｃ  第１の所定部位
３ｄ  第２の所定部位
３ｅ  第３の所定部位
３ｆ  第４の所定部位
４  上型（圧縮型）
４ｘ  第１の型片
４ｙ  第２の型片
５  下型（圧縮型）
５ｘ  第１の型片
５ｙ  第２の型片
６Ａ  第１の押圧型
６Ｂ  第２の押圧型
６Ｃ  第３の押圧型
６Ｄ  第４の押圧型
６ｘ  第１の型片
６ｙ  第２の型片
７Ａ  第１の拘束型
７Ｂ  第２の拘束型
７Ｃ  第３の拘束型
７ｘ  第１の型片
７ｙ  第２の型片
１１  ガイドバー（連動機構）
１２Ａ  第１のリンク（連動機構）
１２Ｂ  第２のリンク（連動機構）
１２ａ  レバー
１２ｂ  レバー
１２ｃ  レバー
１２ｄ  レバー
２１  プレス機（荷重供給手段）
ＳＤ１  第１の特定方向
ＳＤ２  第２の特定方向
【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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