(57)【要約】【課題】短時間で強化することができ、無駄な加工が回避されているのは勿論のこと、広い範囲が強化されたクランクシャフトを提供する。【解決手段】クランクピン１３とジャーナルピン１１のフィレット部１５を備え、フィレット部１５のうち最も大きな曲げ荷重が作用する部分を中心として円周方向の両方向にほぼ等距離の範囲で圧縮残留応力を付与し、圧縮残留応力を付与するための加工深さは、中心の位置が最大で中心の位置から円周方向へ離れるに従って漸次減少してゆく。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクピンとクランクアームとの接続部分および／またはジャーナルピンとクランクアームとの接続部分に部分的に圧縮残留応力を付与したクランクシャフトにおいて、
前記圧縮残留応力は、前記クランクピンおよびジャーナルピンの円形断面のうち最も大きな曲げ荷重が作用する部分を中心として円周方向の両方向にほぼ等距離の範囲で付与され、
前記圧縮残留応力を付与するための加工深さは、前記中心の位置が最大で前記中心の位置から円周方向へ離れるに従って漸次減少してゆくことを特徴とするクランクシャフト。
【請求項２】
前記クランクアームはバランスウェイトを備え、前記最も大きな曲げ荷重が作用する部分は、前記クランクピンとクランクアームとの接続部分のうち前記バランスウェイトが存在する方向と１８０°反対側の部分であり、前記ジャーナルピンと前記クランクアームとの接続部分のうち前記バランスウェイトが存在する方向の部分であ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。
【請求項３】
断面円形の部分を有する軸部材の強化方法であって、
前記軸部材の使用時に前記断面円形の部分の円周方向で曲げ荷重および／またはねじり応力が最大となる部分に、法線方向から押圧部材を押圧し、前記曲げ荷重および／またはねじり応力が最大となる部分に圧縮残留応力を付与することを特徴とする軸部材の強化方法。
【請求項４】
前記押圧部材は、略円筒曲面からなる押圧面を備え、前記押圧面の曲率半径は、前記断面の曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の軸部材の強化方法。
【請求項５】
前記押圧面の円周方向両側に設けられ、前記押圧面が前記断面円形の部分を押圧している状態で該部分から離間している逃げ部を備え、前記逃げ部は、側面視で略円弧状をなしていることを特徴とする請求項４に記載の軸部材の強化方法。
【請求項６】
前記押圧部材は、前記軸部材に対して所定の押圧量を加工する押圧面を備え、前記押圧面は、前記法線方向から円周方向両側に４５°以内の範囲で前記軸部材の断面の曲率半径から前記押圧量を減じた曲率半径を有する略円筒曲面からなる成形区間と、前記成形区間を超え円周方向両側に９０°以内の範囲で前記軸部材の曲率半径に逃げ量を加えた曲率半径まで徐々に拡径する徐変区間とを備えていることを特徴とする請求項３に記載の軸部材の強化方法。
【請求項７】
前記軸部材はクランクシャフトであり、前記断面円形の部分は両隅部に溝を有するクランクピンまたはジャーナルピンであり、前記クランクピンが上下方向を向くように前記クランクシャフトを配置し、前記溝を前記押圧部材によって上下方向から押圧することを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の軸部材の強化方法。
【請求項８】
前記押圧部材は、前記溝のみに接触する形状であることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の軸部材の強化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトおよび軸を有する部材の強化方法に係り、特に、クランクピンやジャーナルピンに作用する曲げ荷重やねじり応力に対して強化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばクランクシャフトは、ジャーナルピンとクランクピンを備え、クランクピンにコネクティングロッドの大端部が回転自在に支持され、ジャーナルピンはエンジンブロックのジャーナル軸受に回転自在に支持される。クランクピンおよびジャーナルピンの隅部には、相手部材との干渉を避けるために断面半円状の溝（フィレット部）が形成されている。フィレット部は強度の低い部分であり、内燃機関の爆発時に大きな曲げモーメントを受けるから、フィレット部のピントップ部（直列４気筒の場合は位相が０°と１８０°の位置）を強化することが望まれる。【０００３】
その強化方法としては、フィレット部に回転するロールで塑性加工を施すことにより、加工硬化による強化を行う技術が知られている。しかしながら、そのような強化方法では、フィレット部の全周を強化するために加工に時間がかかるばかりでなく、強化する必要のない部分も強化するため無駄が多い。さらに、全てのクランクピンおよびジャーナルピンのフィレット部の全周を同時に塑性加工するため、軸方向に伸びが生じ、クランクシャフトに曲がりが生じるという問題がある。【０００４】
特許文献１には、熱間鍛造で成形されたクランクシャフトを下型に平置きし、上型を下降させてクランクピンを冷間で部分的にコイニングする技術が提案されている。この技術では、クランクピンに対応する下型および上型の凹部に突起を設け、上下型の突起でフィレット部を挟んで塑性加工することにより、短時間で強化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４３３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、突起によってフィレット部を挟んで塑性加工するから、強化できるのは下型および上型のパーティングライン近傍の僅かな部分に限られる。また、塑性加工によって圧縮残留応力を付与した部分に隣接した部分に引張残留応力が発生し、曲げモーメントに対して強度低下した部分が生じるという問題があった。【０００７】
したがって、本発明は、軸部材を短時間で強化することができ、無駄な加工が回避されているのは勿論のこと、広い範囲が強化されたクランクシャフトおよび軸部材の強化方法を提供することを目的としている。また、本発明は、強化が必要な部分から不要な部分まで圧縮残留応力が漸次的に付与されることにより、圧縮残留応力を付与した部分に隣接した部分に発生する引張残留応力を低減することができるクランクシャフトおよび軸部材の強化方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、クランクピンとクランクアームとの接続部分および／またはジャーナルピンとクランクアームとの接続部分に部分的に圧縮残留応力を付与したクランクシャフトにおいて、圧縮残留応力は、クランクピンおよびジャーナルピンの円形断面のうち最も大きな曲げ荷重が作用する部分を中心として円周方向の両方向にほぼ等距離の範囲で付与され、圧縮残留応力を付与するための加工深さは、中心の位置が最大で中心の位置から円周方向へ離れるに従って漸次減少してゆくことを特徴としている。【０００９】
本発明によれば、圧縮残留応力は、クランクピンおよびジャーナルピンの円形断面のうち最も大きな曲げ荷重が作用する部分を中心として付与されているので、当該部分に最大の圧縮残留応力を短時間で広範囲に亘って付与することができる。また、強化が必要な部分だけに圧縮残留応力が付与されているので無駄がない。さらに、クランクピンおよび／またはジャーナルピンが部分的に加工されているので、加工による軸方向への伸びが抑制される。【００１０】
また、本発明においては、圧縮残留応力を付与するための加工深さは、中心の位置が最大で中心の位置から円周方向へ離れるに従って漸次減少してゆく。つまり、加工代が三日月状となるように加工されている。このような加工により、クランクピンおよびジャーナルピンの円形断面のうち最も大きな曲げ荷重が作用する部分で圧縮残留応力の大きさと深さが最大となり、そこから円周方向へ離れるに従って漸次減少し、次いで圧縮残留応力のない部分に至る。したがって、圧縮残留応力を付与した部分に隣接する部分に発生する引張残留応力を低減することができる。【００１１】
ここで、クランクアームはバランスウェイトを備え、最も大きな曲げ荷重が作用する部分は、クランクピンとクランクアームとの接続部分のうち前記バランスウェイトが存在する方向と１８０°反対側の部分であり、ジャーナルピンとクランクアームとの接続部分のうちバランスウェイトが存在する方向の部分である。【００１２】
次に、本発明は、断面円形の部分を有する軸部材の強化方法であって、軸部材の使用時に断面円形の部分の円周方向で曲げ荷重および／またはねじり応力が最大となる部分に、法線方向から押圧部材を押圧し、曲げ荷重および／またはねじり応力が最大となる部分に圧縮残留応力を付与することを特徴としている。【００１３】
本発明によれば、軸部材の曲げ荷重および／またはねじり応力が最大となる部分を押圧部材によって押圧するので、当該部分に最大の圧縮残留応力を短時間で付与することができ、しかも、広範囲に亘って付与することができる。また、強化が必要な部分だけに圧縮残留応力を付与することができるので無駄がない。さらに、軸部材を部分的に塑性加工するので、塑性加工による軸方向への伸びを抑制することができる。【００１４】
ここで、押圧部材は、略円筒曲面からなる押圧面を備え、押圧面の曲率半径は、断面の曲率半径よりも大きいことが望ましい。このような押圧部材で軸部材の断面円形の部分を押圧すると、押圧面の円周方向中心で断面円形の部分が最も深く塑性加工を受け、そこから円周方向へ離れるに従って塑性加工の深さが浅くなり、次いで塑性加工を受けない部分に至る。つまり、加工代が三日月状となるように加工する。【００１５】
このような塑性加工を行うことにより、断面円形の部分のうち押圧面の円周方向中心に対応する部分で圧縮残留応力の大きさと深さが最大となり、そこから円周方向へ離れるに従って漸次減少し、次いで圧縮残留応力のない部分に至る。したがって、圧縮残留応力を付与した部分に隣接する部分に発生する引張残留応力を低減することができる。【００１６】
本発明においては、押圧面の円周方向両側に設けられ、押圧面が断面円形の部分を押圧している状態で該部分から離間している逃げ部を備え、逃げ部は、側面視で略円弧状をなしていることが望ましい。すなわち、押圧面の両端部に側面視で略円弧状の逃げ部を設けることにより、三日月状の加工代の両端部において円周方向へ向かうに従って逃げ部が被加工材から徐々に離間する。これにより、三日月状の加工代の両端において逃げ部の被加工材に対する押し込み量が減少し、両端側の材料の加工を軽減して圧縮残留応力の発生を抑制することができる。つまり、三日月状の加工代の両端において圧縮残留応力をゼロに近付けることができるので、圧縮残留応力を付与した部分に隣接する部分に発生する引張残留応力を低減することができる。【００１７】
ところで、上記のように押圧面の曲率半径を軸部材の断面の曲率半径よりも大きくする態様では、押圧面が軸部材の断面円形の部分を押圧する範囲が上側の一部に限られる。そこで、押圧面は、法線方向から円周方向両側に４５°以内の範囲で軸部材の曲率半径から押圧量を減じた曲率半径を有する略円筒曲面からなる成形区間と、成形区間を超え円周方向両側に９０°以内の範囲で軸部材の曲率半径に逃げ量を加えた曲率半径まで徐々に拡径する徐変区間とを備えていることが望ましい。この態様では、成形区間の曲率半径が軸部材の曲率半径よりも小さいので、より広い範囲（最大で片側４５°の範囲）を強化することができる。【００１８】
また、軸部材の曲率半径に逃げ量を加えた曲率半径まで徐々に拡径する徐変区間を備えているので、軸部材に加えられる圧縮残留応力が徐変区間で徐々に減少し、圧縮残留応力のない部分に至るので、圧縮残留応力を付与した部分に隣接する部分に発生する引張残留応力を低減することができる。なお、形成区間は円周方向両側に３０〜４５°の範囲が好適である。また、徐変区間は、成形区間を超え円周方向両側に６０〜７５°の範囲が好適である。【００１９】
本発明は、例えばクランクシャフト、プーリシャフト、カムシャフトなど断面円形の部分を有する任意の軸部材に適用することができる。軸部材がクランクシャフトの場合には、断面円形の部分は両隅部に溝を有するクランクピンおよび／またはジャーナルピンであり、クランクピンが上下方向を向くようにクランクシャフトを配置し、溝を押圧部材によって上下方向から押圧する。【００２０】
押圧部材は、溝のみに接触する形状であることが望ましい。これにより、強化を必要とする部分に集中的に塑性加工を行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のクランクシャフトおよびの軸部材の強化方法によれば、短時間で強化することができ、無駄な加工が回避されているのは勿論のこと、広い範囲が強化される。また、本発明によれば、圧縮残留応力が強化が必要な部分から不要な部分まで漸次的に付与されることにより、強化部分に隣接する部分に発生する引張応力を低減することができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態のクランクシャフトを示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のクランクピンを強化している状態を示す側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態においてジャーナルピンを強化している状態を示す側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態においてクランクピンを強化している状態を示す拡大側面図である。
【図５】図２の矢印Ｖ−Ｖ線断面図である。
【図６】三日月状の加工部分の端部の詳細を示す拡大図である。
【図７】本発明の第２実施形態の軸部材の強化方法を示す図２における矢印Ｖ−Ｖ線断面図である。
【図８】加工部分の詳細を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
１．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は本実施形態のクランクシャフト１を示す側面図である。クランクシャフト１は、熱間鍛造によって成形されたもので、回転軸となるジャーナルピン１１に、半径方向へ突出するクランクアーム１２を形成し、一対のクランクアーム１２の端部にクランクピン１３を架設し、一対のクランクアーム１２の一方の他端部にバランスウェイト１４を形成したものである。各ジャーナルピン１１およびクランクピン１３の両隅には、断面が略半円形状の溝からなるフィレット部１５が形成されている。
【００２４】
図２は下型２および上型３によってクランクピン１３のフィレット部１５に塑性加工を行っている状態を示し、クランクシャフト１は、クランクピン１３を上下方向に向けて下型２に載置されている。下型２の一側には、上方に伸びる長い一対の第１下パンチ（押圧部材）２１が形成されている。また、下型２の他側には、上方に伸びる短い一対の第２下パンチ（押圧部材）２２が形成されている。同様に、上型３の一側には、下方に伸びる長い一対の第１上パンチ（押圧部材）３１が形成されている。また、上型３の他側には、下方に伸びる短い一対の第２上パンチ（押圧部材）３２が形成されている。
【００２５】
図３は下型４および上型５によってジャーナルピン１１のフィレット部１５に塑性加工を行っている状態を示す。下型４には、上方に伸びる短い一対の下パンチ４１が形成されている。また、上型５には、下方に伸びる短い一対の上パンチ５１が形成されている。
【００２６】
図４は、第２上パンチ３２の詳細を示す断面図である。図４に示すように、第２上パンチ３２の断面は半円状をなし、その曲率半径は、フィレット部１５の曲率半径よりも小さく設定されている。なお、第１上パンチ３１、第１下パンチ２１、第２下パンチ２２、下パンチ４１、および上パンチ５１も第２上パンチ３２と同様に形成されている。
【００２７】
図５は、第１下パンチ２１および第２上パンチ３２の側面視形状を示すものである。第１下パンチ２１の上面には、円筒曲面からなる押圧面２３が形成されている。押圧面２３の曲率半径は、フィレット部１５の曲率半径よりも大きく設定されている。また、押圧面２３の両側には、円筒曲面からなる逃げ部２４が形成されている。同様に、第２上パンチ３２の下面には、円筒曲面からなる押圧面３３が形成されている。
【００２８】
押圧面３３の曲率半径は、フィレット部１５の曲率半径よりも大きく設定されている。また、押圧面３３の両側には、円筒曲面からなる逃げ部３４が形成されている。なお、第１上パンチ３１、第２下パンチ２２、下パンチ４１、および上パンチ５１も第１下パンチ２１および第２上パンチ３２と同様に形成されている。
【００２９】
本実施形態のクランクシャフト１は、常温で塑性加工することにより、フィレット部１５を強化したものである。以下、実施形態のクランクシャフトの強化方法について説明する。まず、クランクシャフト１を下型２に載置する。この場合、図１の右端のクランクピン１３とその左隣のクランクピン１３を上下方向に向けて下型２に載置する。また、クランクシャフト１の左端部の適当な部分をスペーサ等で支持することができる。
【００３０】
その状態で上型３を下降させると、第２上パンチ３２の押圧面３３がクランクピン１３のフィレット部１５に接触し、この押圧面３３と第１下パンチ２１の押圧面２３とでフィレット部１５を圧縮する。この塑性加工により、図４に示すように、フィレット部１５には圧縮残留応力１６が付与される。圧縮残留応力１６は、表面から浅い部分で大きく、深部に向かう程弱くなる。この圧縮残留応力１６により、フィレット部１５に曲げモーメントが印加されたときに発生する引張応力が相殺される。
【００３１】
また、フィレット部１５は、その曲率半径よりも大きな曲率半径を有する押圧面２３，３３により加工されるので、図５に示すように、フィレット部１５は三日月状に塑性加工される。すなわち、圧縮残留応力は、フィレット部１５のうち最も大きな曲げ荷重が作用する部分を中心として円周方向の両方向にほぼ等距離の範囲で付与され、圧縮残留応力を付与するための加工深さは、中心の位置が最大で中心の位置から円周方向へ離れるに従って漸次減少してゆく。
【００３２】
ここで、上記クランクシャフト１は直列４気筒用であり、この場合は位相が０°と１８０°の位置、つまり、図５におけるフィレット部１５の頂点と最下点で内燃機関の爆発時に最も大きな曲げモーメントを受ける。具体的には、クランクピン１３の場合は、バランスウェイト１３の方向と１８０°反対側に位置するフィレット部１５の部分である。また、ジャーナルピン１１の場合は、バランスウェイト１３の方向に位置するフィレット部１５の部分である。
【００３３】
上記クランクシャフト１では、フィレット部１５の曲げモーメントが最大となる部分を第２上パンチ３２と第１下パンチ２１によって押圧するので、当該部分に最大の圧縮残留応力を短時間で付与することができ、しかも、広範囲に亘って付与することができる。また、強化が必要な部分だけに圧縮残留応力を付与することができるので無駄がない。さらに、フィレット部１５を部分的に塑性加工するので、塑性加工による軸方向への伸びを抑制することができる。
【００３４】
特に、上記実施形態では、図５に示すように、フィレット部１５の頂点と最下点を中心として三日月状に塑性加工が行われているから、最も大きな曲げモーメントが印加される部分に最も大きな圧縮残留応力が付与され、その部分から円周方向へ離れるに従って圧縮残留応力は減少し、次いで圧縮残留応力のない部分に至る。したがって、圧縮残留応力を付与した部分に隣接する部分に発生する引張残留応力を低減することができる。このような効果は、第１下パンチ２１および第２上パンチ３２に円筒曲面からなる逃げ部２４，３４を形成したもので加工しているために、より確実に得ることができる。
【００３５】
すなわち、本実施形態では、押圧面２３，３３の両端部に円筒曲面からなる逃げ部２４，３４を設けているので、三日月状の加工代の両端部において円周方向へ向かうに従って逃げ部２４，３４がフィレット部１５から徐々に離間する。これにより、三日月状の加工代の両端（図６中点Ｐで示す）において逃げ部２４，３４のフィレット部１５に対する押し込み量が減少し、両端側の部分の加工を軽減して圧縮残留応力を付与した部分に隣接する部分に発生する引張残留応力を低減することができる。
【００３６】
図６に示すように、三日月状の加工代の端部Ｐは半径方向外方に反っており、この反った分だけフィレット部１５に対する加工が軽減されている。つまり、三日月状の加工代の両端Ｐにおいて圧縮残留応力をゼロに近付けることができるので、圧縮残留応力を付与した部分に隣接する部分に発生する引張残留応力を低減することができる。
【００３７】
次に、クランクシャフト１の上下を反転させ、左端のクランクピン１３とその右隣のクランクピン１３を上下方向に向けて下型２に載置し、上記と同様にしてフィレット部１５の塑性加工を行う。また、図３に示す下型４および上型５によってジャーナルピン１１のフィレット部１５に塑性加工を行う。こうして塑性加工されたクランクピン１３およびジャーナルピン１１のフィレット部１５においても上記と同等の作用、効果を得ることができる。
【００３８】
上記実施形態は、本発明をフィレット部を有するクランクシャフトに適用したものであるが、フィレット部を有しないクランクシャフトに適用しても上記と同等の作用、効果を得ることができる。また、上記のような直列型エンジンのクランクシャフト１に限定されるものではなく、Ｖ型エンジンのクランクシャフトなどにも適用することができる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、図２に示すように複数の上下パンチ２１，２２，３１，３３で２つのクランクピン１３の強化を行っているが、一対の上下パンチでクランクピン１３を１つずつ強化してもよい。あるいは、総型を用いて全てのクランクピン１３および全てのジャーナルピン１１を一度に強化してもよい。ただし、上下パンチでクランクピン１３およびジャーナルピン１１を加工すると、軸方向への伸びが生じる。このため、クランクピン１３およびジャーナルピン１１の複数箇所あるいは全ての箇所を一度に加工すると、軸方向への伸びによってピンに曲がりが生じたりバランスウェイト１３が傾くなどクランクシャフトに変形が生じる可能性がある。したがって、そのような不都合の発生を回避するために、クランクピン１３およびジャーナルピン１１は１箇所づつ加工することが望ましい。
【００４０】
上記実施形態は本発明をクランクシャフトに適用した例であるが、その他にプーリーシャフト、カムシャフトなど断面円形の部分を有するあらゆる軸部材に適用することができる。
【００４１】
２．第２実施形態
図７および図８を参照して本発明の第２実施形態を説明する。
図７は、第１下パンチ１２１および第２上パンチ１３２の側面視形状を示すものである。第２上パンチ１３２の下面には、押圧面１３３が形成されている。押圧面１３３は、法線ｌの方向（曲率中心Ｏから第２上パンチ１３２の中心線へ向かう方向）から円周方向両側に４５°以内の範囲でフィレット部１５の断面の曲率半径から押圧量を減じた曲率半径を有する略円筒曲面からなる成形区間Ａを有する。ここで、「押圧量」とは、押圧面１３３がフィレット部１５を法線ｌに沿って加工する厚さである。成形区間Ａにおいては、押圧面１３３によってほぼ均等に加工が行われる。
【００４２】
図８に示すように、成形区間Ａを超え円周方向両側に９０°以内の範囲でフィレット部１５の曲率半径に逃げ量を加えた逃げ径Ｎまで徐々に拡径する徐変区間Ｂが設けられている。図８において実線はフィレット部１５の径Ｒ、破線は成形後の成形径Ｓ（フィレット部１５の径−押圧量）、一点鎖線は逃げ径Ｎ（フィレット部１５の径＋逃げ量）である。徐変区間Ｂでは、曲率中心Ｏ周りにカムプロフィールを行うようにして角度毎のポイントで曲率中心Ｏからの距離を設定して形状が設定される。
【００４３】
具体的には、成形区間Ａと徐変区間Ｂの角度を決め、成形区間Ａの端点から１０°ごとに径を設定してポイントを決める。この場合、徐変区間Ｂの角度を１０°で割ってポイント数を算出し、逃げ径Ｎと成形径Ｓの差を算出する。そして、その径の差をポイント数で割って求めた値で１０°おきに径を拡げる。このようにして、成形区間Ａを超えて円周方向へ向かうに従って曲率中心Ｏからの距離が徐々に増加し、点Ｐにおいてフィレット部１５の径Ｒと一致し、さらに円周方向へ向かうと成形区間Ａとは逆方向に凸となって逃げ径Ｎに達する。
【００４４】
第１下パンチ１２１も上記第２上パンチ１３２と同様に構成されている。すなわち、第１下パンチ１２１の上面には押圧面１２３が形成され、押圧面１２３には、法線ｌの方向から円周方向両側に４５°以内の範囲でフィレット部１５の断面の曲率半径から押圧量を減じた曲率半径を有する略円筒曲面からなる成形区間Ａを有する。また、成形区間Ａを超え円周方向両側に９０°以内の範囲でフィレット部１５の曲率半径に逃げ量を加えた曲率半径まで徐々に拡径する徐変区間Ｂが設けられている。
【００４５】
上記構成の第１下パンチ１２１および第２上パンチ１３２によりフィレット部１５を強化する方法について説明する。上型３を下降させると、第２上パンチ１３２の押圧面１３３のうち成形区間Ａがクランクピン１３のフィレット部１５に接触し、この成形区間Ａと第１下パンチ１２１の押圧面１２３の成形区間Ａとでフィレット部１５を加工する。この加工により、フィレット部１５には圧縮残留応力が付与される。フィレット部１５の成形区間Ａは、そのほぼ全体に亘って押圧量だけ上下方向に成形されるので、圧縮残留応力は成形区間Ａにおいてほぼ均一である。そして、この圧縮残留応力により、フィレット部１５に曲げモーメントが印加されたときに発生する引張応力が相殺される。
【００４６】
一方、徐変区間Ｂでは、円周方向へ向かうに従って加工量が漸次減少し、次いで加工されない部分に至る。したがって、フィレット部１５加えられる圧縮残留応力が徐変区間Ｂで徐々に減少し、圧縮残留応力のない部分に至るので、圧縮残留応力を付与した部分に隣接する部分に発生する引張残留応力を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、例えばクランクシャフト、プーリシャフト、カムシャフトなど断面円形の部分を有する任意の軸部材の強化に利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１…クランクシャフト、２…下型、３…上型、４…下型、５…上型、１１…ジャーナルピン、１２…クランクアーム、１３…クランクピン、１４…バランスウェイト、１５…フィレット部、２１…第１下パンチ（押圧部材）、２２…第２下パンチ（押圧部材）、２３…押圧面、２４…逃げ部、３１…第１上パンチ（押圧部材）、３２…第２上パンチ（押圧部材）、３３…押圧面、３４…逃げ部、４１…下パンチ、５１…上パンチ、１２１…第１下パンチ（押圧部材）、１２３…押圧面、１３２…第２上パンチ（押圧部材）、１３３…押圧面。
【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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【国際調査報告】
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