(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心となるジャーナル部と、前記ジャーナル部に対して偏心したピン部と、前記ジャーナル部と前記ピン部をつなぐクランクアーム部と、前記クランクアーム部と一体に設けられるカウンターウエイト部と、を有する鍛造クランク軸の製造方法であって、
当該製造方法は、
型鍛造により、前記鍛造クランク軸の形状とともに、前記カウンターウエイト部のうちで前記カウンターウエイト部が出っ張る幅方向の両端部のいずれか一方または両方に、当該端部から前記幅方向に沿って突出する余肉部が成形されたバリ付きの鍛造材を得る型鍛造工程と、
前記バリ付きの鍛造材からバリを除去することにより、バリ無し鍛造材を得るバリ抜き工程と、
前記幅方向を圧下方向にして一対の第１金型で前記バリ無し鍛造材を圧下することにより、前記余肉部を押し潰し、前記余肉部を押し潰すことにより、前記余肉部が突出する前記端部において、前記カウンターウエイト部の前記ピン部側表面および前記ジャーナル部側表面のいずれか一方または両方を張り出させて、前記カウンターウエイト部において前記余肉部が突出する前記端部の厚みを前記両端部の間に位置する内側領域の厚みよりも厚くする押し潰し工程と、を含む、鍛造クランク軸の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の鍛造クランク軸の製造方法において、
前記押し潰し工程では、前記余肉部を押し潰すことにより、前記余肉部が突出する前記端部において、前記カウンターウエイト部の前記ピン部側表面を張り出させる、鍛造クランク軸の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の鍛造クランク軸の製造方法において、
前記押し潰し工程では、前記余肉部を押し潰すことにより、前記余肉部が突出する前記端部において、前記カウンターウエイト部の前記ピン部側表面、および、前記カウンターウエイト部の前記ジャーナル部側表面を張り出させる、鍛造クランク軸の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の鍛造クランク軸の製造方法において、
前記押し潰し工程では、前記余肉部を押し潰すことにより、前記余肉部が突出する前記端部において、前記カウンターウエイト部の前記ジャーナル部側表面を張り出させる、鍛造クランク軸の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の鍛造クランク軸の製造方法において、
前記押し潰し工程では、前記カウンターウエイト部の張り出させる表面のうちで、前記余肉部が突出する前記端部を少なくとも除く領域を、第２金型の押し当てにより保持する、鍛造クランク軸の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の鍛造クランク軸の製造方法において、
前記押し潰し工程では、前記第１金型の圧下に追従して前記第２金型を前記第１金型の圧下方向に移動させ、前記カウンターウエイト部への前記第２金型の押し当て位置を一定の位置に維持する、鍛造クランク軸の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の鍛造クランク軸の製造方法において、
前記押し潰し工程は、金型を用いた圧下によりクランク軸の形状を矯正する整形工程で実施する、鍛造クランク軸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間鍛造によりクランク軸を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や自動二輪車、農業機械、船舶等のレシプロエンジンには、ピストンの往復運動を回転運動に変換して動力を取り出すために、クランク軸が不可欠である。クランク軸は、型鍛造または鋳造によって製造できる。特に、高強度と高剛性がクランク軸に要求される場合、それらの特性に優れることから、型鍛造によって製造されたクランク軸（以下、「鍛造クランク軸」ともいう）が多用される。
【０００３】
一般に、鍛造クランク軸は、ビレットを原材料とし、そのビレットは、横断面が丸形または角形で全長にわたって断面積が一定である。鍛造クランク軸の製造工程では、予備成形工程、型鍛造工程、バリ抜き工程および整形工程がその順に設けられる。通常、予備成形工程は、ロール成形と曲げ打ちの各工程を含み、型鍛造工程は、荒打ちと仕上げ打ちの各工程を含む。
【０００４】
図１Ａ〜図１Ｆは、従来の一般的な鍛造クランク軸の製造工程を説明するための模式図である。図１Ａはビレット、図１Ｂはロール荒地、図１Ｃは曲げ荒地、図１Ｄは荒鍛造材、図１Ｅは仕上げ鍛造材、および、図１Ｆは鍛造クランク軸をそれぞれ示す。
【０００５】
図１Ｆに例示するクランク軸１は、５つのジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５、４つのピン部Ｐ１〜Ｐ４、フロント部Ｆｒ、フランジ部Ｆｌ、および、８枚のクランクアーム部（以下、単に「アーム部」ともいう）Ａ１〜Ａ８から構成される。アーム部Ａ１〜Ａ８は、ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５とピン部Ｐ１〜Ｐ４をそれぞれつなぐ。また、クランク軸１は、８枚の全てのアーム部Ａ１〜Ａ８にカウンターウエイト部（以下、単に「ウエイト部」ともいう）Ｗ１〜Ｗ８を有する。このような図１Ｆに示すクランク軸１は、４気筒エンジンに搭載され、４気筒−８枚カウンターウエイトのクランク軸である。
【０００６】
以下では、ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５、ピン部Ｐ１〜Ｐ４、アーム部Ａ１〜Ａ８およびウエイト部Ｗ１〜Ｗ８のそれぞれを総称するとき、その符号は、ジャーナル部で「Ｊ」、ピン部で「Ｐ」、アーム部で「Ａ」、ウエイト部で「Ｗ」とも記す。
【０００７】
図１Ａ〜図１Ｆに示す製造方法では、以下のようにして鍛造クランク軸１が製造される。先ず、図１Ａに示すような所定の長さのビレット２を加熱炉（例えば誘導加熱炉やガス雰囲気加熱炉）によって加熱した後、ロール成形を行う。ロール成形工程では、例えば孔型ロールを用いてビレット２を圧延して絞ることにより、その体積を長手方向に配分し、中間素材であるロール荒地３を成形する（図１Ｂ参照）。次に、曲げ打ち工程では、ロール荒地３を長手方向と直角な方向から部分的に圧下する。これにより、ロール荒地３の体積を配分し、更なる中間素材である曲げ荒地４を成形する（図１Ｃ参照）。
【０００８】
続いて、荒打ち工程では、曲げ荒地４を上下に一対の金型を用いてプレス鍛造することにより、荒鍛造材５を得る（図１Ｄ参照）。その荒鍛造材５には、クランク軸（最終製品）のおおよその形状が成形されている。さらに、仕上げ打ち工程では、荒鍛造材５を上下に一対の金型を用いてプレス鍛造することにより、仕上げ鍛造材６を得る（図１Ｅ参照）。その仕上げ鍛造材６には、最終製品のクランク軸と合致する形状が成形されている。これら荒打ちおよび仕上げ打ちのとき、互いに対向する金型の型割面の間から、余材がバリとして流出する。このため、荒鍛造材５および仕上げ鍛造材６は、いずれも、成形されたクランク軸の周囲にバリＢが大きく付いている。
【０００９】
バリ抜き工程では、例えばバリ付きの仕上げ鍛造材６を一対の金型によって挟んで保持した状態で、刃物型によってバリＢを打ち抜き除去する。これにより、バリ無し鍛造材が得られ、そのバリ無し鍛造材は、図１Ｆに示す鍛造クランク軸１とほぼ同じ形状である。
【００１０】
整形工程では、バリ無し鍛造材の要所を上下から金型で僅かに圧下し、バリ無し鍛造材を最終製品の寸法形状に矯正する。ここで、バリ無し鍛造材の要所は、例えば、ジャーナル部Ｊ、ピン部Ｐ、フロント部Ｆｒ、フランジ部Ｆｌなどといった軸部、さらにはアーム部Ａおよびウエイト部Ｗが該当する。こうして、鍛造クランク軸１が製造される。
【００１１】
図１Ａ〜図１Ｆに示す製造工程は、図１Ｆに示す４気筒−８枚カウンターウエイトのクランク軸に限らず、様々なクランク軸に適用できる。例えば、４気筒−４枚カウンターウエイトのクランク軸にも適用できる。４気筒−４枚カウンターウエイトのクランク軸の場合、８枚のアーム部Ａのうち、一部のアーム部にウエイト部Ｗが一体で設けられる。その他に、３気筒エンジン、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、８気筒エンジン等に搭載されるクランク軸であっても、製造工程は同様である。なお、ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、バリ抜き工程の後に、捩り工程が追加される。
【００１２】
近年、特に自動車用のレシプロエンジンには、燃費の向上のために軽量化が求められている。このため、レシプロエンジンに搭載されるクランク軸にも、軽量化の要求が著しくなっている。鍛造クランク軸の軽量化に対し、扇形状のウエイト部において、外周部（円弧部）を厚肉化することが有効である。ウエイト部の外周部の厚肉化に関する従来技術として特許文献１および２がある。
【００１３】
図２Ａおよび図２Ｂは、特許文献１に記載されるクランク軸のウエイト部の形状を示す模式図であり、図２Ａはジャーナル部側表面を、図２Ｂは側面をそれぞれ示す。図２Ａおよび図２Ｂでは、クランク軸のうちで、１つのウエイト部と、そのウエイト部と一体であるアーム部を抽出して示しており、残りのクランク軸の形状を省略する。なお、図２Ｂは、図２Ａの破線矢印で示す方向からの投影図である。
【００１４】
図２Ａに示すように、ウエイト部Ｗは、例えば、ジャーナル部Ｊの軸心（回転中心）を中心とする扇形状であり、ジャーナル部Ｊの軸心とピン部Ｐの軸心とを含む面Ｃ（以下、「ウエイト部中心面」ともいう）の両側にそれぞれ所定の角度で広がる。このため、ウエイト部Ｗは、幅方向（図２Ａのハッチングを施した矢印参照）の両側にそれぞれ出っ張る。
【００１５】
このような扇形状のウエイト部Ｗにおいて、特許文献１では、ウエイト部Ｗのジャーナル部側表面の外周に、ウエイト部Ｗの厚さ方向（クランク軸の軸方向）に突出する凸部Ｗｚを設けることが提案されている。このようにウエイト部Ｗの外周側（円弧側）を厚肉化すれば、その外周側はジャーナル部Ｊの軸心（回転中心）と距離があることから、ウエイト部Ｗの重心半径が大きくなる。これに応じ、ウエイト部Ｗのうちでジャーナル部Ｊの軸心（回転中心）に近い部位を薄肉化できる。このため、ウエイト部Ｗの質量を低減でき、その結果、鍛造クランク軸を軽量化できる。
【００１６】
その凸部Ｗｚは、厚みやピン部の偏心方向に沿う長さが、圧下方向（ウエイト部の幅方向）で一定、または、ウエイト部中心面から遠ざかるのに従って小さくなる。これは、型抜き勾配が逆勾配となるのを防止し、鍛造材を金型から取り出し可能とするためである。
【００１７】
特許文献２では、クランク軸を、ウエイト部以外の部分が一体成形された本体と、本体と別個に成形されたウエイト部と、本体とウエイト部とを連結する連結部材とで構成することが提案されている。このような特許文献２に提案されるクランク軸によれば、ウエイト部を別個に成形するので、ウエイト部の設計自由度を向上できるとともに軽量化を図ることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２０１５−１０６４２号公報
【特許文献２】特開２００９−１９７９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
前述の通り、鍛造クランク軸の軽量化に対し、特許文献１に記載されるようにウエイト部の外周部（円弧部）を厚肉化することが有効である。しかしながら、型抜き勾配が逆勾配となるのを防止する必要があるので、ウエイト部の外周部（円弧部）とともに、ウエイト部のジャーナル部側（ジャーナル部Ｊの軸心（回転中心）に近い部位）の一部が厚肉化される。このため、さらなる軽量化を図ることが望まれていた。
【００２０】
また、前述の特許文献２に記載されるクランク軸では、本体以外に別体でウエイト部を製作する必要がある。このため、製作すべき部品点数が増える上に、本体とウエイト部を連結する工程が必要となり、その結果、製造工程が大幅に増加し、製造コストが著しく増加する。
【００２１】
本発明の目的は、ウエイト部を一体で有する鍛造クランク軸において、製造工程を大幅に増加させることなく、軽量化を図ることができる鍛造クランク軸の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の一実施形態による鍛造クランク軸の製造方法は、回転中心となるジャーナル部と、前記ジャーナル部に対して偏心したピン部と、前記ジャーナル部と前記ピン部をつなぐクランクアーム部と、前記クランクアーム部と一体に設けられるカウンターウエイト部と、を有する鍛造クランク軸の製造方法である。
【００２３】
当該製造方法は、型鍛造により、前記鍛造クランク軸の形状とともに、前記カウンターウエイト部のうちで前記カウンターウエイト部が出っ張る幅方向の両端部のいずれか一方または両方に、当該端部から前記幅方向に沿って突出する余肉部が成形されたバリ付きの鍛造材を得る型鍛造工程と、前記バリ付きの鍛造材からバリを除去することにより、バリ無し鍛造材を得るバリ抜き工程と、前記幅方向を圧下方向にして一対の第１金型で前記バリ無し鍛造材を圧下することにより、前記余肉部を押し潰し、前記余肉部が突出する前記端部で厚みを増加させる押し潰し工程と、を含む。
【００２４】
前記押し潰し工程では、前記余肉部を押し潰すことにより、前記余肉部が突出する前記端部において、前記カウンターウエイト部の前記ピン部側の表面を張り出させてもよい。
【００２５】
前記押し潰し工程では、前記余肉部を押し潰すことにより、前記余肉部が突出する前記端部において、前記カウンターウエイト部の前記ピン部側の表面、および、前記カウンターウエイト部の前記ジャーナル部側の表面を張り出させてもよい。
【００２６】
前記押し潰し工程では、前記余肉部を押し潰すことにより、前記余肉部が突出する前記端部において、前記カウンターウエイト部の前記ジャーナル部側の表面を張り出させてもよい。
【００２７】
前記押し潰し工程では、前記カウンターウエイト部の張り出させる表面のうちで、前記余肉部が突出する前記端部を少なくとも除く領域を、第２金型の押し当てにより保持するのが好ましい。この場合、前記押し潰し工程では、前記第１金型の圧下に追従して前記第２金型を前記第１金型の圧下方向に移動させ、前記カウンターウエイト部への前記第２金型の押し当て位置を一定の位置に維持するのが好ましい。
【００２８】
前記押し潰し工程は、金型を用いた圧下によりクランク軸の形状を矯正する整形工程で実施するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の鍛造クランク軸の製造方法は、型鍛造工程でウエイト部の幅方向の端部から突出する余肉部を成形し、押し潰し工程で余肉部を押し潰してウエイト部の端部で厚みを増加させる。これに応じてウエイト部のうちでジャーナル部の軸心に近い部位を薄肉化でき、その結果、鍛造クランク軸を軽量化できる。また、ウエイト部をアーム部と一体に設けるので、ウエイト部を本体と別個に成形し、ウエイト部を本体と連結する必要がない。このため、製造工程が大幅に増加して製造コストが著しく増加するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】図１Ａは、従来の鍛造クランク軸の製造工程におけるビレットを示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、従来の鍛造クランク軸の製造工程におけるロール荒地を示す。
【図１Ｃ】図１Ｃは、従来の鍛造クランク軸の製造工程における曲げ荒地を示す。
【図１Ｄ】図１Ｄは、従来の鍛造クランク軸の製造工程における荒鍛造材を示す。
【図１Ｅ】図１Ｅは、従来の鍛造クランク軸の製造工程における仕上げ鍛造材を示す。
【図１Ｆ】図１Ｆは、従来の鍛造クランク軸の製造工程における鍛造クランク軸を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、特許文献１に記載されるクランク軸のウエイト部の形状を示す模式図であり、ジャーナル部側表面を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａのウエイト部の側面を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第１実施形態が対象とするクランク軸のウエイト部の形状を示す模式図であり、ピン部側表面を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのウエイト部の側面を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１実施形態における押し潰し前のウエイト部の形状を示す模式図であり、ピン部側表面を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａのウエイト部の側面を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４ＡのII−II断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、ウエイト部のピン部側表面を示す模式図であり、第１実施形態の押し潰し工程の加工フロー例における第２金型の押し当て時を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、ウエイト部のピン部側表面を示す模式図であり、第１実施形態の押し潰し工程の加工フロー例における圧下終了時を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、ウエイト部の断面図であり、第１実施形態の押し潰し工程の加工フロー例における第２金型の押し当て時を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、ウエイト部の断面図であり、第１実施形態の押し潰し工程の加工フロー例における圧下終了時を示す。
【図７Ａ】図７Ａは、第２実施形態が対象とするクランク軸のウエイト部の形状を示す模式図であり、ピン部側表面を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａのウエイト部の側面を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ａのウエイト部のジャーナル部側表面を示す図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、図７ＡのIII−III断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、第２実施形態における押し潰し前のウエイト部の形状を示す模式図であり、ピン部側表面を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａのウエイト部の側面を示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８Ａのウエイト部のジャーナル部側表面を示す図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、図８ＡのIV−IV断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、ウエイト部の断面図であり、第２実施形態の押し潰し工程の加工フロー例における第２金型の押し当て時を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、ウエイト部の断面図であり、第２実施形態の押し潰し工程の加工フロー例における圧下終了時を示す。
【図１０Ａ】図１０Ａは、第３実施形態が対象とするクランク軸のウエイト部の形状を示す模式図であり、ジャーナル部側表面を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａのウエイト部の側面を示す図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０ＡのＶ−Ｖ断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、第３実施形態における押し潰し前のウエイト部の形状を示す模式図であり、ジャーナル部側表面を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａのウエイト部の側面を示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、図１１ＡのVI−VI断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、ウエイト部の断面図であり、第３実施形態の押し潰し工程の加工フロー例における第２金型の押し当て時を示す。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、ウエイト部の断面図であり、第３実施形態の押し潰し工程の加工フロー例における圧下終了時を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明が対象とする鍛造クランク軸は、回転中心となるジャーナル部と、そのジャーナル部に対して偏心したピン部と、ジャーナル部とピン部をつなぐアーム部と、アーム部と一体に設けられるウエイト部とを有する。そのウエイト部は、全部のアーム部に設けてもよく、一部のアーム部に設けてもよい。
【００３２】
このような鍛造クランク軸を対象とする本発明は、例えば、第１〜第３の実施形態を採用できる。第１〜３実施形態では、いずれも、ウエイト部のうちで幅方向の端部を厚肉化するが、その厚肉化に伴って張り出す表面（方向）が異なる。以下に、第１〜第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、第２実施形態および第３実施形態の説明では、第１実施形態と共通する部分の説明を適宜省略する。
【００３３】
１．第１実施形態
［クランク軸の形状］
図３Ａ〜図３Ｃは、第１実施形態が対象とするクランク軸のウエイト部の形状を示す模式図であり、図３Ａはピン部側表面を示す図、図３Ｂは側面を示す図、図３ＣはＩ−Ｉ断面図である。図３Ａ〜図３Ｃでは、押し潰し後（最終製品）のクランク軸のうちで、扇形状のウエイト部と、そのウエイト部と一体であるアーム部を抽出して示しており、残りのクランク軸の形状を省略する。なお、図３Ｂは、図３Ａの破線矢印で示す方向からの投影図である。
【００３４】
図３Ａ〜図３Ｃに示すように、第１実施形態が対象とするクランク軸は、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）において、ピン部Ｐ側の表面がウエイト部Ｗの厚さ方向に沿って張り出す。このため、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）は、ウエイト部Ｗのジャーナル部Ｊ周辺の部位と比べ、厚肉である。ウエイト部Ｗの端部（Ｗａ、Ｗｂ）とは、同図に示すように、ウエイト部Ｗのうちで幅が最も大きい頂部、および、その周辺部位からなる。ウエイト部Ｗはウエイト部中心面Ｃの両側に広がるので、２つの端部（Ｗａ、Ｗｂ）はウエイト部中心面Ｃの両側にそれぞれ位置する。また、本発明において、ウエイト部Ｗの幅方向とは、ウエイト部Ｗ（頂部）が出っ張る方向を意味し、例えば、図３Ａにハッチングを施した矢印で示すように、ウエイト部中心面Ｃと略垂直な方向となる。
【００３５】
このような第１実施形態が対象とするクランク軸は、ウエイト部Ｗの端部（Ｗａ、Ｗｂ）が厚肉化され、その端部（Ｗａ、Ｗｂ）は、ジャーナル部Ｊの軸心（回転中心）と距離がある。これにより、ウエイト部Ｗの重心半径が大きくなるので、ウエイト部Ｗのうちでジャーナル部Ｊの軸心（回転中心）に近い部位を薄肉化できる。このため、ウエイト部の質量を低減でき、その結果、鍛造クランク軸を軽量化できる。
【００３６】
［押し潰し前の形状］
図４Ａ〜図４Ｃは、第１実施形態における押し潰し前のウエイト部の形状を示す模式図であり、図４Ａはピン部側表面を示す図、図４Ｂは側面を示す図、図４ＣはII−II断面図である。図４Ａ〜図４Ｃでは、クランク軸の形状のうちで１つのウエイト部と、そのウエイト部と一体であるアーム部とを抽出して示しており、残りのクランク軸の形状を省略する。なお、図４Ｂは、図４Ａの破線矢印で示す方向からの投影図である。
【００３７】
図４Ａ〜４Ｃに示すように、押し潰し前のウエイト部Ｗは、押し潰し後のウエイト部と比べ、両端部（Ｗａ、Ｗｂ）のピン部Ｐ側表面の形状が異なり、加えて余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を有する点でも異なる。すなわち、押し潰し前のウエイト部Ｗは、両端部（Ｗａ、Ｗｂ）のピン部側表面の形状、および、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を除けば、押し潰し後のウエイト部の形状と合致する。両端部（Ｗａ、Ｗｂ）のピン部Ｐ側表面の形状が異なるので、押し潰し前の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の厚さは、両端部の内側領域Ｗｃの厚さ（一方の端部Ｗａと他方の端部Ｗｂの間の厚さ）と同じであるか、あるいは、両端部の内側領域Ｗｃの厚さより薄い。
【００３８】
余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）は、ウエイト部Ｗの幅方向に沿ってウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）からそれぞれ突出する。その余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）は、ウエイト部Ｗの側面のうちで頂部およびその周辺領域、換言すると、両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の側面から突出する。
【００３９】
本発明において、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）は、バリとして流出する部位でなく、押し潰し後のウエイト部の側面位置より突出している部位を意味する。
【００４０】
［製造方法］
第１実施形態は、型鍛造工程と、バリ抜き工程と、押し潰し工程とをその順で含む。型鍛造工程の前工程として、例えば、予備成形工程を設けることができる。また、押し潰し工程の後工程として、例えば、整形工程を設けることができる。また、整形工程において、押し潰し工程を実施することもできる。なお、ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、バリ抜き工程と整形工程の間に、捩り工程が追加される。これらの工程は、いずれも、熱間で一連に行われる。
【００４１】
予備成形工程は、例えば、ロール成形工程と曲げ打ち工程とで構成できる。ロール成形工程および曲げ打ち工程では、ビレット（原材料）の体積を配分し、曲げ荒地を成形する。
【００４２】
型鍛造工程では、クランク軸の形状が成形されたバリ付きの鍛造材を得る。そのバリ付きの鍛造材には、前記図４Ａ〜図４Ｃに示すようなジャーナル部Ｊ、ピン部Ｐおよびアーム部Ａの形状が成形されるとともに、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）が成形される。このようなバリ付きの鍛造材を得る型鍛造工程は、荒打ち工程および仕上げ打ち工程をその順で設けることによって構成できる。
【００４３】
型鍛造工程の型抜き勾配は、両端部（Ｗａ、Ｗｂ）および余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）に対応する部位のいずれでも、逆勾配にならない。このため、荒打ちと仕上げ打ちのいずれの型鍛造も、支障なく行え、バリ付きの鍛造材を得ることができる。
【００４４】
バリ抜き工程では、例えば、バリ付きの鍛造材を一対の金型によって挟んで保持した状態で、その鍛造材からバリを除去する。これにより、バリ無し鍛造材を得ることができる。
【００４５】
押し潰し工程では、得られたバリ無し鍛造材を一対の第１金型で圧下する。その際、余肉部を押し潰し、ウエイト部の両端部において、ピン部側の表面を張り出させることにより、厚みを増加させる。押し潰し工程の加工フローについては、後述する。
【００４６】
整形工程では、バリ無し鍛造材を一対の金型で圧下し、最終製品の寸法形状に矯正する。なお、ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、捩り工程でピン部の配置角度を調整する。このような工程により、本実施形態の鍛造クランク軸の製造方法は、鍛造クランク軸を得る。
【００４７】
［押し潰し工程］
図５Ａ〜図６Ｂは、押し潰し工程の加工フロー例を示す模式図である。そのうちの図５Ａおよび図５Ｂは、ウエイト部のピン部側表面を示し、図５Ａは第２金型の押し当て時、図５Ｂは圧下終了時を示す。図５Ａおよび図５Ｂには、バリ無し鍛造材３０と、上下で一対の第１金型１０とを示し、図面の理解を容易にするため、第２金型２２の図示を省略する。
【００４８】
図６Ａおよび図６Ｂは、ウエイト部の断面図であり、図６Ａは第２金型の押し当て時、図６Ｂは圧下終了時を示す。同図には、バリ無し鍛造材３０と、一対の第１金型１０と、第２金型２２とを示す。
【００４９】
押し潰し工程では、一対の第１金型１０を用いる。第１金型１０は、上型１１と下型１２とで構成され、上型１１および下型１２には、それぞれ型彫刻部が彫り込まれている。その型彫刻部には、クランク軸の最終製品形状のうちの一部が反映されている。具体的には、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を押し潰してウエイト部の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）でピン部Ｐ側の表面を張り出させるため、ウエイト部の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の形状のうちで側面およびジャーナル部Ｊ側表面の形状が型彫刻部に反映される。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第１金型１０の型彫刻部には、ウエイト部の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）におけるピン部Ｐ側表面の形状をさらに反映してもよい。あるいは、第１金型１０では、ウエイト部の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）におけるピン部Ｐ側表面の形状、すなわち、張り出させる表面の形状を型彫刻部に反映することなく、その形状に対応する部位を開放部としてもよい。
【００５０】
ただし、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第１金型１０は、ウエイト部のピン部Ｐ側表面に対応する部位のうちで両端部の内側領域Ｗｃに対応する部位が開放されている。この開放部には、同図に示すように第２金型２２を収容してもよい。第２金型２２には、型彫刻部が彫り込まれており、その型彫刻部には、ウエイト部のピン部Ｐ側表面のうちで両端部の内側領域Ｗｃの形状が反映されている。
【００５１】
ウエイト部Ｗのジャーナル部Ｊ側表面のうちで両端部の内側領域Ｗｄに対応する部位については、図６Ａおよび図６Ｂに示すように開放し、第１金型１０の型彫刻部によって保持しなくてもよい。この場合、開放部に第３金型（図示なし）を収容してもよい。その第３金型は、ウエイト部の張り出させない表面を保持し、より具体的にはウエイト部のジャーナル部Ｊ側表面のうちで両端部の内側領域Ｗｄを保持する。あるいは、第１金型１０の型彫刻部に形状を反映し、第１金型１０の型彫刻部で保持してもよい。
【００５２】
第２金型２２および第３金型（図示なし）は、いずれも、第１金型１０から独立し、ウエイト部のピン部Ｐ側表面に対して接触したり離間したりするように進退移動が可能である。第２金型２２および第３金型の進退移動は、金型に連結された油圧シリンダ等によって実行される。第２金型２２および第３金型は、いずれも、第１金型１０の圧下方向に沿って移動可能とするのが好ましい。第２金型２２および第３金型の圧下方向への移動は、進退移動の駆動源とは別個にスプリングや油圧シリンダ等の適宜手段を用いて実行できる。この場合、第２金型２２および第３金型は、いずれも、金型自体のみが上下可動する構成としてもよいし、金型の進退移動を与える油圧シリンダ等と一体で上下可動する構成としてもよい。
【００５３】
このような第１金型１０および第２金型２２を用いる押し潰し工程の加工フロー例を説明する。先ず、第１金型１０の上型１１と下型１２とを離間させ、その状態でバリ除去後の鍛造材３０を上型１１と下型１２の間に配置する。
【００５４】
次いで、第２金型２２を用いる場合、第２金型２２を進出させ、図６Ａに示すように、ウエイト部Ｗのピン部Ｐ側表面に押し付ける。これにより、ウエイト部Ｗのピン部Ｐ側表面を第２金型２２で保持する。ただし、ウエイト部Ｗのピン部Ｐ側表面のうちで両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の領域については、第２金型２２を押し当てない（図６Ａ参照）。その領域に金型を押し当てて保持すると、ウエイト部の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）でピン部Ｐ側表面を張り出させることが不可能となるからである。なお、余肉部を一方の端部（Ｗａ、Ｗｂ）に設ける場合、余肉部を設けない端部には、第２金型２２を押し当ててもよい。
【００５５】
また、第３金型（図示なし）を用いる場合、第３金型を進出させ、ウエイト部Ｗのジャーナル部Ｊ側表面に押し付ける。これにより、ウエイト部Ｗのジャーナル部Ｊ側表面を保持する。
【００５６】
この状態で、第１金型１０の上型１１と下型１２とが近接するように移動させ、より具体的には、上型１１を下死点まで下降させる。これにより、バリ無し鍛造材３０が第１金型１０によって圧下される。その圧下の際に、図６Ｂに示すように、両方の余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を第１金型１０で押し潰し、第１金型１０の型彫刻部に沿う形状とする。これにより、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）でピン部Ｐ側表面が厚さ方向に沿って張り出し、その結果、ウエイト部の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の厚みが増加する。
【００５７】
続いて、第１金型の上型１１と下型１２とを離間させ、より具体的には、上型１１を上死点まで上昇させる。第２金型２２を用いる場合、上型１１と下型１２とを離間させる前に、第２金型２２を後退させて退避させる。第３金型（図示なし）を用いる場合、上型１１と下型１２とを離間させる前に、第３金型を後退させて退避させる。上型１１と下型１２とを離間させた状態で、押し潰し済みのバリ無し鍛造材を搬出する。
【００５８】
このような第１実施形態は、ウエイト部Ｗの端部（Ｗａ、Ｗｂ）が厚肉化されたクランク軸を得ることができる。これにより、ウエイト部の重心半径が大きくなるので、ウエイト部のうちでジャーナル部Ｊの軸心に近い部位を薄肉化でき、その結果、鍛造クランク軸を軽量化できる。
【００５９】
第１実施形態は、従来の一般的な製造法と同様に、型鍛造工程と、バリ抜き工程とを含む。また、押し潰し工程では、一対の第１金型でバリ無し鍛造材を圧下することにより、余肉部を押し潰し、余肉部が突出する端部で厚みを増加させる。このため、押し潰し工程は、従来から多用されているプレス機を利用できる。したがって、従来の製造設備を利用して簡便に行うことができる。
【００６０】
また、第１実施形態は、押し潰しによってウエイト部の端部を厚肉化するので、ウエイト部を本体と別個に成形し、ウエイト部を本体と連結する必要がない。このため、製造工程が大幅に増加して製造コストが著しく増加するのを防止できる。
【００６１】
２．第２実施形態
［クランク軸の形状］
図７Ａ〜図７Ｄは、第２実施形態が対象とするクランク軸のウエイト部の形状を示す模式図であり、図７Ａはピン部側表面を示す図、図７Ｂは側面を示す図、図７Ｃはジャーナル部側表面を示す図、図７ＤはIII−III断面図である。なお、図７Ｂは、図７Ａの破線矢印で示す方向からの投影図であり、図７Ｃは、図７Ｂの破線矢印で示す方向からの投影図である。
【００６２】
図７Ａ〜図７Ｄに示すように、第２実施形態が対象とするクランク軸は、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）が、前述の第１実施形態と同様に、ウエイト部Ｗのうちでジャーナル部Ｊ周辺の部位と比べ、厚肉である。第２実施形態が対象とするクランク軸は、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）において、前述の第１実施形態と異なり、ピン部Ｐ側表面のみならず、ジャーナル部Ｊ側表面も厚さ方向に沿って張り出す。このような第２実施形態が対象とするクランク軸は、前述の第１実施形態と同様に、ウエイト部Ｗのうちでジャーナル部Ｊの軸心に近い部位を薄肉化でき、鍛造クランク軸を軽量化できる。
【００６３】
［押し潰し前の形状］
図８Ａ〜図８Ｄは、第２実施形態における押し潰し前のウエイト部の形状を示す模式図であり、図８Ａはピン部側表面を示す図、図８Ｂは側面を示す図、図８Ｃはジャーナル部側表面を示す図、図８ＤはIV−IV断面図である。
【００６４】
図８Ａ〜図８Ｄに示すように、第２実施形態の押し潰し前のウエイト部Ｗは、第１実施形態と同様に、押し潰し後のウエイト部と比べ、両端部（Ｗａ、Ｗｂ）のピン部Ｐ側表面の形状が異なり、加えて２つの余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を有する点でも異なる。さらに、第２実施形態の押し潰し前のウエイト部Ｗは、両端部（Ｗａ、Ｗｂ）のジャーナル部Ｊ側表面の形状が異なる。
【００６５】
このような押し潰し前のウエイト部Ｗは、両端部（Ｗａ、Ｗｂ）のピン部Ｐ側表面の形状、両端部（Ｗａ、Ｗｂ）のジャーナル部Ｊ側表面の形状、および、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を除けば、押し潰し後のウエイト部の形状と合致する。押し潰し前の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の厚さは、両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の内側の厚さと同じであるか、あるいは、両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の内側の厚さより薄い。
【００６６】
また、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）は、いずれも、ウエイト部Ｗの幅方向に沿ってウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）からそれぞれ突出する。それらの余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）は、いずれも、ウエイト部Ｗの側面のうちで頂部およびその周辺領域、換言すると、両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の側面から突出する。
【００６７】
［製造方法］
第２実施形態は、前述の第１実施形態と同様の製造工程を採用できる。第２実施形態の型鍛造工程では、クランク軸の形状が成形されたバリ付きの鍛造材を得て、そのバリ付きの鍛造材には、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を成形する。押し潰し工程では、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を押し潰し、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）でピン部Ｐ側表面およびジャーナル部Ｊ側表面を張り出させる。これにより、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の厚みを増加させる。押し潰し工程の加工フローについては、後述する。
【００６８】
［押し潰し工程］
図９Ａおよび図９Ｂは、第２実施形態の押し潰し工程の加工フロー例を模式的に示すウエイト部の断面図であり、図９Ａは第２金型の押し当て時、図９Ｂは圧下終了時をそれぞれ示す。同図には、バリ無し鍛造材３０と、一対の第１金型１０と、ウエイト部Ｗのピン部Ｐ側表面を保持するための第２金型２２と、ウエイト部Ｗのジャーナル部Ｊ側表面を保持するための第２金型２３とを示す。
【００６９】
上型１１および下型１２の型彫刻部には、クランク軸の最終製品形状のうちの一部が反映されている。具体的には、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を押し潰し、ウエイト部の各表面（ピン部側表面およびジャーナル部側表面）をそれぞれ張り出させるため、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の側面形状が型彫刻部に反映されている。また、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、第１金型１０の型彫刻部には、ウエイト部の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）におけるピン部Ｐ側表面およびジャーナル部Ｊ側表面の形状をさらに反映してもよい。あるいは、第１金型１０では、ウエイト部の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）におけるピン部Ｐ側表面およびジャーナル部Ｊ側表面の形状を型彫刻部に反映することなく、それらの形状に対応する部位をいずれも開放部としてもよい。
【００７０】
ただし、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、第２実施形態の第１金型１０は、前述の第１実施形態と同様に、ウエイト部のピン部Ｐ側表面に対応する部位のうちで両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の内側領域Ｗｃに対応する部位が開放されている。この開放部には、第１実施形態と同様に、ウエイト部のピン部Ｐ側表面を保持する第２金型２２を収容してもよい。
【００７１】
また、第２実施形態の第１金型１０は、ウエイト部Ｗのジャーナル部Ｊ側表面に対応する部位のうちで両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の内側領域Ｗｄに対応する部位が開放されている。この開放部には、ウエイト部Ｗのジャーナル部Ｊ側表面を保持する第２金型２３を収容してもよい。その第２金型２３には、型彫刻部が彫り込まれており、その型彫刻部には、ウエイト部Ｗのジャーナル部Ｊ側表面のうちで両端部の内側領域Ｗｄの形状が反映されている。いずれの第２金型（２２、２３）も、第１金型１０からそれぞれ独立し、ウエイト部の各表面に対して接触したり離間したりするように進退移動が可能である。また、第２金型（２２、２３）は、第１金型１０の圧下方向に沿って移動可能とするのが好ましい。
【００７２】
このような第１金型１０および第２金型（２２、２３）を用いる押し潰し工程の加工フロー例を説明する。先ず、第１金型１０の上型１１と下型１２とを離間させ、その状態でバリ除去後の鍛造材３０を上型１１と下型１２の間に配置する。
【００７３】
次いで、第２金型（２２、２３）を用いる場合、第２金型（２２、２３）を進出させ、図９Ａに示すように、ウエイト部Ｗの各表面に押し付けることにより、ウエイト部Ｗの各表面を第２金型（２２、２３）で保持する。ただし、ウエイト部Ｗのピン部Ｐ側表面およびジャーナル部Ｊ側表面のうちで両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の領域については、第２金型を押し当てない（図９Ａ参照）。その領域に第２金型（２２、２３）を押し当てて保持すると、余肉部の押し潰しによってウエイト部の端部（Ｗａ、Ｗｂ）で各表面を張り出させることが不可能となるからである。
【００７４】
この状態で、第１実施形態と同様に、バリ無し鍛造材３０を第１金型１０によって圧下する。その圧下の際に、両方の余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を第１金型１０で押し潰し、第１金型１０の型彫刻部に沿う形状とする。これにより、第２実施形態では、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）において、ピン部Ｐ側表面のみならず、ジャーナル部Ｊ側表面が厚さ方向に沿って張り出す。その結果、ウエイト部の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の厚みが増加する。
【００７５】
続いて、第１金型の上型１１と下型１２とを離間させ、押し潰し済みのバリ無し鍛造材を搬出する。第２金型（２２、２３）を用いる場合、上型１１と下型１２とを離間させる前に、第２金型（２２、２３）を後退させて退避させる。
【００７６】
このような第２実施形態は、第１実施形態と同様に、ウエイト部Ｗの端部（Ｗａ、Ｗｂ）が厚肉化されたクランク軸を得ることができる。これにより、鍛造クランク軸を軽量化できる。また、従来の製造設備を利用して簡便に行うことができる。さらに、製造工程が大幅に増加して製造コストが著しく増加するのを防止できる。
【００７７】
３．第３実施形態
［クランク軸の形状］
図１０Ａ〜図１０Ｃは、第３実施形態が対象とするクランク軸のウエイト部の形状を示す模式図であり、図１０Ａはジャーナル部側表面を示す図、図１０Ｂは側面を示す図、図１０ＣはＶ−Ｖ断面図である。
【００７８】
図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、第３実施形態が対象とするクランク軸は、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）が、前述の第１実施形態と同様に、ウエイト部Ｗのうちでジャーナル部Ｊ周辺の部位と比べ、厚肉である。第３実施形態が対象とするクランク軸は、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）において、第１実施形態の反対側の表面、すなわち、ジャーナル部Ｊ側の表面が厚さ方向に沿って張り出す。このような第３実施形態が対象とするクランク軸は、前述の第１実施形態と同様に、ウエイト部Ｗのうちでジャーナル部Ｊの軸心に近い部位を薄肉化でき、鍛造クランク軸を軽量化できる。
【００７９】
［押し潰し前の形状］
図１１Ａ〜図１１Ｃは、第３実施形態における押し潰し前のウエイト部の形状を示す模式図であり、図１１Ａはジャーナル部側表面を示す図、図１１Ｂは側面を示す図、図１１ＣはVI−VI断面図である。
【００８０】
図１１Ａ〜図１１Ｃに示すように、第３実施形態の押し潰し前のウエイト部Ｗは、押し潰し後のウエイト部と比べ、両端部（Ｗａ、Ｗｂ）のジャーナル部Ｊ側表面の形状が異なり、加えて２つの余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を有する点でも異なる。
【００８１】
このような押し潰し前のウエイト部Ｗは、両端部（Ｗａ、Ｗｂ）のジャーナル部Ｊ側表面の形状、および、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を除けば、押し潰し後のウエイト部の形状と合致する。押し潰し前の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の厚さは、両端部の内側領域Ｗｄの厚さと同じであるか、あるいは、両端部の内側領域Ｗｄの厚さより薄い。また、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）は、ウエイト部Ｗの幅方向に沿ってウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）からそれぞれ突出する。その余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）は、ウエイト部Ｗの側面のうちで頂部およびその周辺領域、換言すると、両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の側面から突出する。
【００８２】
［製造方法］
第３実施形態は、前述の第１実施形態と同様の製造工程を採用できる。第３実施形態の型鍛造工程では、クランク軸の形状が成形されたバリ付きの鍛造材を得て、そのバリ付きの鍛造材には、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）が成形される。押し潰し工程では、その余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を押し潰し、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）において、前述の第１実施形態の反対側の表面、具体的には、ジャーナル部Ｊ側の表面を張り出させる。これにより、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の厚みを増加させる。押し潰し工程の加工フローについては、後述する。
【００８３】
［押し潰し工程］
図１２Ａおよび図１２Ｂは、第３実施形態の押し潰し工程の加工フロー例を模式的に示すウエイト部の断面図であり、図１２Ａは第２金型の押し当て時、図１２Ｂは圧下終了時をそれぞれ示す。図１２Ａおよび図１２Ｂには、バリ無し鍛造材３０と、一対の第１金型１０と、ウエイト部Ｗのジャーナル部Ｊ側表面を保持するための第２金型２３とを示す。
【００８４】
上型１１および下型１２の型彫刻部には、クランク軸の最終製品形状のうちの一部が反映されている。具体的には、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を押し潰し、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）でジャーナル部Ｊ側表面を張り出させるため、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の形状のうちで側面およびピン部Ｐ側表面の形状が型彫刻部に反映される。図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、第１金型１０の型彫刻部には、ウエイト部の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）におけるジャーナル部Ｊ側表面の形状をさらに反映してもよい。あるいは、第１金型１０では、ウエイト部の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）におけるジャーナル部Ｊ側表面の形状を型彫刻部に反映することなく、その形状に対応する部位を開放部としてもよい。
【００８５】
ただし、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、第３実施形態の第１金型１０は、ウエイト部Ｗのジャーナル部Ｊ側表面に対応する部位のうちで両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の内側領域Ｗｄに対応する部位が開放されている。この開放部には、ウエイト部のジャーナル部Ｊ側表面を保持する第２金型２３を収容してもよい。その第２金型２３には、型彫刻部が彫り込まれており、その型彫刻部には、ウエイト部Ｗのジャーナル部Ｊ側表面のうちで両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の内側領域Ｗｄの形状が反映されている。その第２金型２３は、第１金型１０から独立し、ウエイト部のジャーナル部Ｊ側表面に対して接触したり離間したりするように進退移動が可能である。第２金型２３は、第１金型１０の圧下方向に沿って移動可能とするのが好ましい。
【００８６】
ウエイト部Ｗのピン部Ｐ側表面に対応する部位のうちで両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の内側領域Ｗｃに対応する部位については、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように開放し、第１金型１０の型彫刻部によって保持しなくてもよい。この場合、開放部に第３金型（図示なし）を収容してもよい。その第３金型は、ウエイト部の張り出させない表面を保持し、より具体的にはウエイト部のピン部Ｐ側表面のうちで両端部の内側領域Ｗｃを保持する。あるいは、第１金型１０の型彫刻部に形状を反映し、第１金型１０の型彫刻部で保持してもよい。
【００８７】
このような第１金型１０および第２金型２３を用いる押し潰し工程の加工フロー例を説明する。先ず、第１金型１０の上型１１と下型１２とを離間させ、その状態でバリ除去後の鍛造材３０を上型１１と下型１２の間に配置する。
【００８８】
次いで、第２金型２３を用いる場合、第２金型２３を進出させ、図１２Ａに示すように、ウエイト部Ｗのジャーナル部Ｊ側表面に押し付けることにより、ウエイト部Ｗのジャーナル部Ｊ側表面を第２金型２３で保持する。ただし、ウエイト部Ｗのジャーナル部Ｊ側表面のうちで両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の領域については、第２金型２３を押し当てない（図１２Ａ参照）。その領域に第２金型２３を押し当てて保持すると、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）の押し潰しによってウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）でジャーナル部Ｊ側表面を張り出させることが不可能となるからである。
【００８９】
また、第３金型（図示なし）用いる場合、その第３金型を進出させ、ウエイト部Ｗのピン部Ｐ側表面に押し付ける。これにより、ウエイト部Ｗピン部Ｐ側表面を保持する。
【００９０】
この状態で、バリ無し鍛造材３０を第１金型１０によって圧下し、その際に、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を第１金型１０で押し潰し、第１金型１０の型彫刻部に沿う形状とする。第３実施形態では、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）において、第１実施形態と反対側の表面、具体的には、ジャーナル部Ｊ側表面を厚さ方向に沿って張り出させる。その結果、ウエイト部の両端部（Ｗａ、Ｗｂ）で厚みが増加する。
【００９１】
続いて、第１金型の上型１１と下型１２とを離間させ、押し潰し済みのバリ無し鍛造材を搬出する。第２金型２３を用いる場合、上型１１と下型１２とを離間させる前に、第２金型２３を後退させて退避させる。また、第３金型（図示なし）を用いる場合、上型１１と下型１２とを離間させる前に、第３金型を後退させて退避させる。
【００９２】
このような第３実施形態は、第１実施形態と同様に、ウエイト部Ｗの端部（Ｗａ、Ｗｂ）が厚肉化されたクランク軸を得ることができる。これにより、鍛造クランク軸を軽量化できる。また、従来の製造設備を利用して簡便に行うことができる。さらに、製造工程が大幅に増加して製造コストが著しく増加するのを防止できる。
【００９３】
本発明の鍛造クランク軸の製造方法は、ウエイト部の端部でピン部側表面およびジャーナル部側表面のいずれか一方が張り出してもよく、両方が張り出してもよい。すなわち、第１〜第３実施形態のいずれも採用できる。また、両端部で異なる表面が張り出してもよい。例えば、一方の端部ではピン部側表面が張り出し、他方の端部ではジャーナル部側表面が張り出す形態を採用できる。クランク軸のバランスを向上させる観点では、第１実施形態のように、ウエイト部の端部（Ｗａ、Ｗｂ）でピン部側表面が張り出すのが好ましい。これにより、ピン部の重心からウエイト部の重心までのクランク軸の軸心方向の距離が短くなり、クランク軸のバランスが向上する。
【００９４】
クランク軸の軽量化の観点では、第２実施形態のように、ウエイト部の端部（Ｗａ、Ｗｂ）でピン部側表面およびジャーナル部側表面の両方が張り出すのが好ましい。これにより、端部（Ｗａ、Ｗｂ）をより厚肉化できるとともに、ウエイト部のうちでジャーナル部Ｊの軸心に近い部位をより薄肉化できる。その結果、鍛造クランク軸をさらに軽量化できる。
【００９５】
第１〜第３実施形態では、いずれも、ウエイト部の張り出させる表面のうちで、余肉部が突出する端部を少なくとも除く領域を、第２金型の押し当てにより保持するのが好ましい。これにより、ウエイト部の表面形状を精密に仕上げることができる。なお、第２金型は、ウエイト部の表面を保持するのみで、押し込むことがないので、第２金型の押し当てに要する力は小さくて済む。また、ウエイト部の張り出させる表面とは、ウエイト部の端部において、押し潰しに伴って張り出させる表面を意味する。ウエイト部の張り出させる表面は、第１実施形態ではピン部側表面が該当し、第２実施形態ではピン部側表面およびジャーナル側表面の両方が該当し、第３実施形態ではジャーナル側表面が該当する。
【００９６】
押し潰し工程で第２金型を用いる場合、第１金型の圧下に追従して第２金型を第１金型の圧下方向に移動させ、ウエイト部への第２金型の押し当て位置を一定の位置に維持するのが好ましい。これにより、ウエイト部の表面形状をさらに精密に仕上げることができる。
【００９７】
第１〜第３実施形態では、いずれも、押し潰し工程を、金型を用いた圧下によりクランク軸の形状を矯正する整形工程で実施するのが好ましい。これにより、従来と同様の製造工程を採用できる。この場合、一対の第１金型の型彫刻部には、アーム部やジャーナル部、ピン部の形状も反映される。また、第１金型でバリ無し鍛造材を圧下する際に、余肉部を押し潰すとともに、クランク軸の形状を矯正して最終製品形状とする。
【００９８】
第１〜第３実施形態では、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の両方に余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を設け、両端部の両方を厚肉化したが、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）の一方に余肉部を設け、余肉部が突出する端部のみを厚肉化してもよい。また、例えばＶ６エンジンに搭載されるクランク軸では、アーム部Ａ（ウエイト部Ｗを含む）の形状がウエイト部中心面Ｃに対して非対称となる。このような場合には、ウエイト部Ｗの両端部（Ｗａ、Ｗｂ）で形状や範囲を非対称としてもよい。
【００９９】
第１〜第３実施形態では、押し潰し工程でバリ無し鍛造材を圧下する際に、バリ無し鍛造材３０のピン部Ｐおよびジャーナル部Ｊのうちの一部または全部を保持することにより、ウエイト部の幅方向が圧下方向となる姿勢とするのが好ましい。これにより、余肉部（Ｅａ、Ｅｂ）を安定して押し潰すことができる。この場合、一対の第１金型１０には、バリ無し鍛造材３０を保持する保持型（図示なし）を収容するために開放部が設けられる。その保持型は、第１金型によるバリ無し鍛造材３０の圧下を支障なく行うため、バリ無し鍛造材３０を圧下方向に移動可能に保持する。その移動は例えばコイルばねや油圧シリンダ等によって実現される。
【０１００】
第１および第２実施形態のようにウエイト部Ｗの端部（Ｗａ、Ｗｂ）でピン部Ｐ側表面が張り出す場合、ウエイト部Ｗの端部（Ｗａ、Ｗｂ）の厚さｔｐ（ｍｍ）を厚くし、端部のピン部側表面がピンスラスト面（図示なし）の位置を超えると、使用時に他の部材と干渉するおそれがある。このため、ウエイト部Ｗの端部（Ｗａ、Ｗｂ）の厚さｔｐ（ｍｍ）は、端部のピン部側表面がピンスラスト面の位置を超えないように設定するのが好ましい。ここで、ピンスラスト面とは、アーム部のピン部側表面に設けられ、コネクティングロッドのスラスト方向の移動を制限する部位である。
【０１０１】
また、第２および第３実施形態のようにウエイト部Ｗの端部（Ｗａ、Ｗｂ）でジャーナルＪ部側表面が張り出す場合、ウエイト部Ｗの端部（Ｗａ、Ｗｂ）の厚さｔｐ（ｍｍ）を厚くし、端部のジャーナル部側表面がジャーナルスラスト面（図示なし）の位置を超えると、使用時に他の部材と干渉するおそれがある。このため、ウエイト部Ｗの端部（Ｗａ、Ｗｂ）の厚さｔｐ（ｍｍ）は、端部のジャーナル部側表面がジャーナルスラスト面の位置を超えないように設定するのが好ましい。ここで、ジャーナルスラスト面とは、アーム部のジャーナル部側表面に設けられ、エンジン本体に対してクランク軸がスラスト方向に移動するのを制限する。
【０１０２】
厚肉化する端部（Ｗａ、Ｗｂ）の幅ｂｐ（ｍｍ、図３Ａ参照）は、ウエイト部Ｗの幅ｂａ（ｍｍ、図３Ａ参照）に対する割合（ｂｐ／ｂａ）で、２５％以下とするのが好ましい。ウエイト部Ｗの幅ｂａが２５％を超えると、軽量化の効果が薄れるおそれがあることによる。より好ましくは、１５％以下である。一方、厚肉化した端部（Ｗａ、Ｗｂ）をより有意に機能させるため、ウエイト部Ｗの幅ｂａの下限は２％以上とするのが好ましい。
【０１０３】
第１〜第３実施形態では、ウエイト部の外周部（円弧部）を厚肉化する技術を組み合わせてもよい。具体的には、前記図２Ａおよび図２Ｂに示すクランク軸において、ウエイト部の端部をさらに厚肉化してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、レシプロエンジンに搭載される鍛造クランク軸の製造に有効に利用できる。
【符号の説明】
【０１０５】
１：鍛造クランク軸、  Ｊ、Ｊ１〜Ｊ５：ジャーナル部、  Ｐ、Ｐ１〜Ｐ４：ピン部、
Ｆｒ：フロント部、  Ｆｌ：フランジ部、  Ａ、Ａ１〜Ａ８：クランクアーム部、
Ｗ、Ｗ１〜Ｗ８：カウンターウエイト部、  Ｗａ、Ｗｂ：ウエイト部の幅方向の端部、
Ｗｃ：ウエイト部のピン部側表面のうちで両端部の内側領域、
Ｗｄ：ウエイト部のジャーナル部側表面のうちで両端部の内側領域、
Ｅａ、Ｅｂ：余肉部、  １０：第１金型、  １１：上型、  １２：下型、
２２、２３：第２金型、  ３０：バリ無し鍛造材
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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