(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心となる複数のジャーナル部と、前記ジャーナル部に対して偏心している複数のピン部と、前記複数のピン部と前記複数のジャーナル部とをつなぐ複数のクランクアーム部と、を備える鍛造クランク軸の製造方法であって、
前記複数のクランクアーム部の少なくとも１つはカウンターウエイト部を含み、
前記製造方法は、
前記複数のジャーナル部となる複数の粗ジャーナル部と、前記複数のピン部となる複数の粗ピン部と、前記複数のクランクアーム部となる複数の第１粗クランクアーム部と、を含む中間荒地をビレットから形成する予備成形工程と、
前記中間荒地の前記複数の粗ジャーナル部のそれぞれを一対の保持型によって鉛直方向に圧下して保持した状態で、前記保持型の圧下方向および前記中間荒地の軸方向とは垂直な方向に前記粗ピン部を偏心させるとともに前記中間荒地の軸方向に前記中間荒地を圧下することによって、前記第１粗クランクアーム部よりも前記クランクアーム部の形状に近い第２粗クランクアーム部を含む最終荒地を形成する成形工程と、
前記粗ピン部の偏心方向が水平方向と平行になるように配置された前記最終荒地を、一対のプレス型を用いて鉛直方向に圧下することによって、前記複数のジャーナル部、前記複数のピン部、および前記複数のクランクアーム部を含む仕上げ鍛造材を形成する仕上げ鍛造工程と、を含む鍛造クランク軸の製造方法。
【請求項２】
水平方向に延びる前記保持型の型割面に余材を流出させることによって前記最終荒地にバリが形成されるように前記成形工程を行う、請求項１に記載の鍛造クランク軸の製造方法。
【請求項３】
前記成形工程において、前記粗ピン部の偏心の終了よりも後に、前記軸方向への前記中間荒地の圧下を終了する、請求項１または２に記載の鍛造クランク軸の製造方法。
【請求項４】
前記成形工程において、前記粗ピン部の偏心の終了よりも前に、前記軸方向への前記中間荒地の圧下を終了する、請求項１または２に記載の鍛造クランク軸の製造方法。
【請求項５】
前記成形工程において、前記粗ピン部の偏心の終了と同時に、前記軸方向への前記中間荒地の圧下を終了する、請求項１または２に記載の鍛造クランク軸の製造方法。
【請求項６】
前記成形工程における前記軸方向への前記中間荒地の圧下は、油圧シリンダによって行われ、
前記粗ピン部の偏心は、伸縮機構を介して前記保持型を押すベースに固定された楔を用いて行われる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の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、クランク軸を製造する方法に関し、特に、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、自動二輪車、農業機械または船舶等のレシプロエンジンにおいて、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には、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、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】
図１Ａおよび図１Ｂは、一般的な鍛造クランク軸の形状例を示す模式図である。そのうちの図１Ａは全体図、図１ＢはＩＢ−ＩＢ断面図である。図１Ｂでは、クランク軸の形状の理解を容易にするため、一つのクランクアーム部Ａ７と、そのクランクアーム部Ａ７と一体のカウンターウエイト部Ｗ７と、クランクアーム部Ａ７と繋がるピン部Ｐ４およびジャーナル部Ｊ４とを抽出して示す。【０００４】
図１Ａおよび図１Ｂに例示するクランク軸１１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。そのクランク軸１１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、「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、８枚（全部）のアーム部Ａ１〜Ａ８は、カウンターウエイト部（以下、「ウエイト部」ともいう）Ｗ１〜Ｗ８を一体で有する。クランク軸１１の軸方向の前端にはフロント部Ｆｒが設けられ、後端にはフランジ部Ｆｌが設けられる。フロント部Ｆｒは、先頭の第１ジャーナル部Ｊ１とつながり、フランジ部Ｆｌは、最後尾の第５ジャーナル部Ｊ５とつながる。【０００５】
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。また、アーム部Ａおよびそのアーム部Ａと一体のウエイト部Ｗをまとめて「ウェブ」ともいう。【０００６】
ピン部の先端であるピントップＰＴは、図１Ｂに示すように、ピン部Ｐ４のうちでジャーナル部Ｊ４の中心から最も遠い部位である。【０００７】
このような形状の鍛造クランク軸は、一般に、ビレットを原材料とする。そのビレットでは、ビレット長手方向に垂直な断面、すなわち横断面が丸形または角形であり、断面積が全長にわたって一定である。以下、ビレットや荒地の長手方向、クランク軸の軸方向に垂直な断面を「横断面」、平行な断面を「縦断面」という。また、横断面の断面積を単に「断面積」という。鍛造クランク軸の製造では、予備成形工程、型鍛造工程およびバリ抜き工程がその順に設けられる。また、必要に応じ、整形工程がバリ抜き工程の後に設けられる。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。【０００８】
図２Ａ〜図２Ｆ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。そのうちの図２Ａはビレット、図２Ｂはロール荒地、図２Ｃは曲げ荒地、図２Ｄは荒鍛造材、図２Ｅは仕上げ鍛造材、図２Ｆは鍛造クランク軸をそれぞれ示す。図２Ａ〜図２Ｆは、図１Ａおよび図１Ｂに示す形状のクランク軸の製造工程を示す。【０００９】
図２Ａ〜図２Ｆに示す製造方法では、以下のようにして鍛造クランク軸１１が製造される。まず、図２Ａに示すような所定の長さのビレット１２を加熱炉によって加熱した後、予備成形工程でロール成形および曲げ打ちをその順に行う。ロール成形では、例えば孔型ロールを用いてビレット１２を圧延して絞る。これにより、ビレット１２の体積を軸方向に配分し、中間素材であるロール荒地１３を得る（図２Ｂ参照）。次に、曲げ打ちでは、ロール荒地１３を軸方向と垂直な方向から部分的に圧下する。これにより、ロール荒地１３の体積を配分し、更なる中間素材である曲げ荒地１４を得る（図２Ｃ参照）。【００１０】
続いて、荒打ち工程では、曲げ荒地１４を上下に一対の金型を用いて鍛造することにより、荒鍛造材１５を得る（図２Ｄ参照）。その荒鍛造材１５には、クランク軸（最終製品）のおおよその形状が造形される。さらに、仕上げ打ち工程では、荒鍛造材１５を上下に一対の金型を用いて鍛造することにより、仕上げ鍛造材１６を得る（図２Ｅ参照）。その仕上げ鍛造材１６には、最終製品のクランク軸と合致する形状が造形される。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流出することにより、バリＢが形成される。このため、荒鍛造材１５および仕上げ鍛造材１６は、いずれも、周囲にバリＢが大きく付いている。【００１１】
バリ抜き工程では、例えば、バリ付きの仕上げ鍛造材１６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を打ち抜く。これにより、仕上げ鍛造材１６からバリＢが除去され、バリ無し鍛造材が得られる。そのバリ無し鍛造材は、図２Ｆに示す鍛造クランク軸１１とほぼ同じ形状である。【００１２】
整形工程では、バリ無し鍛造材の要所を上下から金型でわずかに圧下し、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である。こうして、鍛造クランク軸１１が製造される。【００１３】
図２Ａ〜図２Ｆに示す製造工程は、図１Ａおよび図１Ｂ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。【００１４】
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Ａ１〜Ａ８のうち、一部のアーム部がウエイト部Ｗを一体で有する。例えば先頭の第１アーム部Ａ１、最後尾の第８アーム部Ａ８および中央の２枚のアーム部（第４アーム部Ａ４、第５アーム部Ａ５）がウエイト部Ｗを一体で有する。また、残りのアーム部、具体的には、第２、第３、第６および第７のアーム部（Ａ２、Ａ３、Ａ６、Ａ７）は、ウエイト部を有さず、その形状が長円状となる。【００１５】
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、ねじり工程が追加される。【００１６】
鍛造クランク軸の製造に関する技術は、従来から提案されている。例えば、国際公開第２０１４／０３８１８３号（特許文献１）の図３および図４には、ジャーナル部となる粗ジャーナル部を挟み込んで保持する固定ジャーナル型と、ピン部となる粗ピン部を偏心させるピン型とを含む装置が開示されている。この装置では、固定ジャーナル型とピン型の移動方向が同じである。【００１７】
特開２０００−９４０８７号公報（特許文献２）には、荒打ち加工および仕上げ打ち加工による型鍛造によってクランク軸を製造する方法が開示されている。この方法では、荒打ち加工において、ピン部のピン側の外周にはバリを形成しない。【００１８】
特開２０１２−１６１８１９号公報（特許文献３）には、ジャーナル部となる部位を保持するジャーナル保持型と、ピン部となる部位を保持するピン部保持型とを含む装置が開示されている。ピン部保持型は、軸方向スライドと、径方向スライドとを含む。そのため、ピン保持型は、金型の圧下方向および素材の軸方向に移動可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０３８１８３号
【特許文献２】特開２０００−９４０８７号公報
【特許文献３】特開２０１２−１６１８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上述したように、仕上げ打ち工程では、荒鍛造材を上下に一対の金型を用いて鍛造する。このとき、金型と対向する位置に荒鍛造材のバリが存在すると、バリの部分が疵となる恐れがある。また、仕上げ打ち工程において荒鍛造材をプレス装置にセットする際に、荒鍛造材の配置が安定しないと、疵などの不良が発生しやすくなる。以上のような状況から、疵の発生をより低減できる新たな製造方法が求められていた。【００２１】
本発明の目的の１つは、疵の発生をより低減できる鍛造クランク軸の製造方法を提供することである。
【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、回転中心となる複数のジャーナル部と、ジャーナル部に対して偏心している複数のピン部と、複数のピン部と複数のジャーナル部とをつなぐ複数のクランクアーム部と、を備える鍛造クランク軸の製造方法である。複数のクランクアーム部の少なくとも１つはカウンターウエイト部を含む。製造方法は、
複数のジャーナル部となる複数の粗ジャーナル部と、複数のピン部となる複数の粗ピン部と、複数のクランクアーム部となる複数の第１粗クランクアーム部と、を含む中間荒地をビレットから形成する予備成形工程と、
中間荒地の複数の粗ジャーナル部のそれぞれを一対の保持型によって鉛直方向に圧下して保持した状態で、保持型の圧下方向および中間荒地の軸方向とは垂直な方向に粗ピン部を偏心させるとともに中間荒地の軸方向に中間荒地を圧下することによって、第１粗クランクアーム部よりもクランクアーム部の形状に近い第２粗クランクアーム部を含む最終荒地を形成する成形工程と、
粗ピン部の偏心方向が水平方向と平行になるように配置された最終荒地を、一対のプレス型を用いて鉛直方向に圧下することによって、複数のジャーナル部、複数のピン部、および複数のクランクアーム部を含む仕上げ鍛造材を形成する仕上げ鍛造工程と、を含む。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の鍛造クランク軸の製造方法によれば、疵の発生をより低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】図１Ａは、一般的な鍛造クランク軸の全体形状の一例を示す模式図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、従来の一般的な鍛造クランク軸の製造工程で用いられるビレットを示す模式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、従来の一般的な鍛造クランク軸の製造工程におけるロール荒地を示す模式図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、従来の一般的な鍛造クランク軸の製造工程における曲げ荒地を示す模式図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、従来の一般的な鍛造クランク軸の製造工程における荒鍛造材を示す模式図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、従来の一般的な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模式図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、従来の一般的な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模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本実施形態の製造方法に用いられるビレットの一例を示す模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本実施形態の製造方法で製造される初期荒地の一例を示す模式図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本実施形態の製造方法で製造される中間荒地の一例を示す模式図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本実施形態の製造方法で製造される最終荒地の一例を示す模式図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、本実施形態の製造方法で製造される仕上げ鍛造材の一例を示す模式図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、本実施形態の製造方法で製造される鍛造クランク軸の一例を示す模式図である。
【図４Ａ】図４Ａは、予備成形工程の一工程の一例における圧下前を模式的に示す縦断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、予備成形工程の一工程の一例における圧下終了時を模式的に示す縦断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、予備成形工程の他の工程の一例における圧下開始時を模式的に示す縦断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、予備成形工程の他の工程の一例における圧下終了時を模式的に示す縦断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、成形工程の一例の開始前の状態を模式的に示す縦断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、成形工程の一例の途中の状態を模式的に示す縦断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、成形工程の一例の終了時の状態を模式的に示す縦断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、成形工程の一例の開始前の状態を模式的に示す水平方向の断面の上面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、成形工程の一例の終了時の状態を模式的に示す水平方向の断面の上面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、成形工程の一例の開始前の状態におけるジャーナル部およびその近傍の固定保持型を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、成形工程の一例の終了時の状態におけるジャーナル部およびその近傍の固定保持型を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、成形工程の一例の開始前の状態における粗ピン部およびその近傍のピン偏心型を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、成形工程の一例の終了時の状態における粗ピン部およびその近傍のピン偏心型を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、成形工程の一例の開始前の状態における第１粗アーム部およびその近傍の固定保持型を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、成形工程の一例の終了時の状態における第２粗アーム部およびその近傍の固定保持型を示す図である。
【図１１】図１１は、成形工程における軸方向圧下工程とピン偏心工程との関係を模式的に示すグラフである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、成形工程の開始時の状態における成形装置を模式的に示す縦断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、成形工程の途中の状態における成形装置を模式的に示す縦断面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、成形工程の終了時の状態における成形装置を模式的に示す縦断面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、成形工程の開始時の状態における成形装置を模式的に示す横断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、成形工程の途中の状態における成形装置を模式的に示す横断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、成形工程の終了時の状態における成形装置を模式的に示す横断面図である。
【図１４】図１４は、成形工程における成形装置の各部の動作を模式的に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施形態について、以下に説明する。なお、以下の説明では本発明の実施形態について例を挙げて説明するが、本発明は以下で説明する例に限定されない。
【００２６】
（鍛造クランク軸の製造方法）
本実施形態の製造方法は、回転中心となる複数のジャーナル部（ジャーナル部Ｊ）と、ジャーナル部Ｊに対して偏心している複数のピン部（ピン部Ｐ）と、複数のピン部Ｐと複数のジャーナル部Ｊとをつなぐ複数のクランクアーム部（アーム部Ａ）と、を備える鍛造クランク軸の製造方法である。複数のクランクアーム部の少なくとも１つはカウンターウエイト部Ｗを含む。本実施形態の製造方法は、予備成形工程、成形工程、および仕上げ鍛造工程を含む。
【００２７】
本実施形態で製造される鍛造クランク軸の例には、上述した例が含まれる。複数のクランクアーム部Ａの全てがカウンターウエイト部Ｗを含んでもよいし、複数のクランクアーム部Ａの一部のみがカウンターウエイト部Ｗを含んでもよい。
【００２８】
予備成形工程は、複数のジャーナル部Ｊとなる複数の粗ジャーナル部と、複数のピン部Ｐとなる複数の粗ピン部と、複数のクランクアーム部Ａとなる複数の第１粗クランクアーム部と、を含む中間荒地をビレットから形成する工程である。予備成形工程は、複数の工程を含んでもよい。予備成形工程に限定はなく、公知の方法を用いてもよい。例えば、背景技術の欄で説明した予備成形工程を用いてもよい。
【００２９】
成形工程は、中間荒地の複数の粗ジャーナル部のそれぞれを一対の保持型によって鉛直方向に圧下して保持した状態で、保持型の圧下方向および中間荒地の軸方向とは垂直な方向（水平方向）に粗ピン部を偏心させるとともに中間荒地の軸方向に中間荒地を圧下することによって、第１粗クランクアーム部よりもクランクアーム部Ａ（鍛造クランク軸のクランクアーム部Ａ）の形状に近い第２粗クランクアーム部を含む最終荒地を形成する工程である。以下では、第１粗クランクアーム部および第２粗クランクアーム部をそれぞれ、「第１粗アーム部」および「第２粗アーム部」と称する場合がある。
【００３０】
保持型は、中間荒地の軸方向に移動しない固定保持型と、中間荒地の軸方向に移動する移動保持型とを含む。移動保持型は、粗ジャーナル部を保持した状態で軸方向に移動する。成形工程は、保持型とピン偏心型とを用いて行うことができる。ピン偏心型は、粗ピン部を偏心させる型であり、ピン部の偏心方向に移動可能である。
【００３１】
成形工程において、鍛造クランク軸（最終製品）のピン部の偏心量と同じだけ中間荒地の粗ピン部を偏心させてもよい。あるいは、鍛造クランク軸のピン部の偏心量に近い量だけ中間荒地の粗ピン部を偏心させてもよい。この場合、後の工程（例えば仕上げ鍛造工程）において、粗ピン部をさらに偏心させる。
【００３２】
仕上げ鍛造工程は、粗ピン部の偏心方向が水平方向と平行になるように配置された最終荒地を、一対のプレス型を用いて鉛直方向に圧下することによって、複数のジャーナル部Ｊ、複数のピン部Ｐ、および複数のクランクアーム部Ａを含む仕上げ鍛造材を形成する工程である。そのため、仕上げ鍛造材のジャーナル部、ピン部、およびクランクアーム部の各部の形状は、鍛造クランク軸（最終製品）のそれらの形状と実質的に同じである。なお、仕上げ鍛造材は、必要に応じて、ねじり工程に供してもよい。後にねじり工程を行う場合などでは、仕上げ鍛造材の全体形状は、鍛造クランク軸の全体形状と同じとは限らない。ねじり工程を行わない場合、仕上げ鍛造材の形状は、バリを除いて鍛造クランク軸の形状と実質的に同じであってもよい。
【００３３】
一対のプレス型には、仕上げ鍛造材の形状が型彫りされているプレス型を用いる。仕上げ鍛造工程に特に限定はなく、公知の方法を用いてもよい。
【００３４】
仕上げ鍛造材のバリは、バリを除去するバリ抜き工程を仕上げ鍛造工程の後に行うことによって除去できる。バリ抜き工程に特に限定はなく、公知のバリ抜き方法を用いてもよい。
【００３５】
本実施形態の製造方法は、必要に応じて、仕上げ鍛造工程後（例えばバリ抜き工程後）に、整形工程を行ってもよい。ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、仕上げ鍛造工程後（例えばバリ抜き工程後）に、ねじり工程を行ってもよい。ねじり工程、および上述した予備成形工程、成形工程および仕上げ鍛造工程は、いずれも、熱間で一連に行われる。
【００３６】
本実施形態の製造方法では、水平方向に延びる保持型の型割面に余材を流出させることによって最終荒地にバリが形成されるように成形工程を行ってもよい。本実施形態の製造方法では、成形工程および仕上げ鍛造工程のいずれの場合も、中間荒地または最終荒地は、粗ピン部の偏心方向が水平方向と平行になるように配置された状態で成形される。そのため、バリが形成されるように成形工程が行われたとしても、仕上げ鍛造工程において、ジャーナル部、ピン部とクランクアーム部のように体積差がある部位での巻き込み疵を抑制することができる。
【００３７】
成形工程では、鍛造クランク軸のフロント部Ｆｒとなる粗フロント部、鍛造クランク軸のフランジ部Ｆｌとなる粗フランジ部、および、粗ピン部から選ばれる少なくとも１つの部分にバリが形成されてもよい。
【００３８】
成形工程において、粗ピン部の偏心の終了よりも後に、軸方向への中間荒地の圧下を終了してもよい。この構成によれば、カウンターウエイト部からクランクアーム部のピン側への体積流動を抑制でき、カウンターウエイト部の体積を容易に確保できる。
【００３９】
成形工程において、粗ピン部の偏心の終了よりも前に、軸方向への中間荒地の圧下を終了してもよい。この構成によれば、最終荒地のピンショルダ部分の形状をより仕上げ鍛造材に近い形状に成形することができ、仕上げ鍛造工程での最終荒地のプレス型への座りがより安定する。
【００４０】
成形工程において、粗ピン部の偏心の終了と同時に、軸方向への中間荒地の圧下を終了してもよい。この構成によれば、カウンターウエイト部からクランクアーム部のピン側への体積流動を抑制でき、カウンターウエイト部の体積を容易に確保できる。また、成形工程の時間が短いため、鍛造クランク軸の生産効率が向上する。
【００４１】
成形工程における軸方向への中間荒地の圧下は、油圧シリンダによって行われてもよい。油圧シリンダを用いることによって、軸方向への中間荒地の圧下を、粗ピン部の偏心とは独立に制御することが容易になる。
【００４２】
成形工程における粗ピン部の偏心は、楔機構を用いて行われてもよい。例えば、成形工程における粗ピン部の偏心は、ボルスタベースに固定された楔を用いて行われてもよい。粗ピン部の偏心は、楔機構によって移動するピン偏心型を用いて行うことができる。ピン偏心型の詳細については後述する。
【００４３】
以下に、本実施形態の鍛造クランク軸の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００４４】
１．製造工程例
本実施形態の製造方法が対象とする鍛造クランク軸は、回転中心となる複数のジャーナル部Ｊと、そのジャーナル部Ｊに対して偏心した複数のピン部Ｐと、ジャーナル部Ｊとピン部Ｐをつなぐ複数のアーム部Ａ（カウンターアーム部）とを含む。複数のアーム部Ａのうちの少なくとも１つは、ウエイト部Ｗ（カウンターウエイト部）を含む。本実施形態の製造方法の一例では、図１Ａおよび図１Ｂに示す４気筒−８枚カウンターウエイトのクランク軸が製造される。また、他の一例では、前述の４気筒−４枚カウンターウエイトのクランク軸等が製造される。
【００４５】
図３Ａ〜図３Ｆは、本実施形態の鍛造クランク軸の製造工程例を説明するための模式図である。図３Ａ〜図３Ｆで説明する一例では、図１に示した形状のクランク軸が製造される。図３Ａはビレット、図３Ｂは初期荒地、図３Ｃは中間荒地、図３Ｄは最終荒地、図３Ｅは仕上げ鍛造材、図３Ｆは鍛造クランク軸（最終製品）をそれぞれ示す。
【００４６】
まず、被加工材であるビレット２２のうち、ピン部となる部位（以下、「ピン相当部」ともいう）およびジャーナル部となる部位（以下、「ジャーナル相当部」ともいう）の断面積を減少させ、断面積が小さい部分２３ａを形成する。これによって、図３Ｂに示す初期荒地２３を得る。この工程には、例えば、レデュースロールやクロスロールを用いてもよい。
【００４７】
次に、体積をさらに配分するため、一対のプレス型で初期荒地２３を圧下し、中間荒地２４を形成する。この圧下方法に特に限定はなく、公知の方法を適用できる。中間荒地２４は、ジャーナル部Ｊとなる粗ジャーナル部２４ｊと、ピン部Ｐとなる粗ピン部２４ｐと、アーム部Ａとなる第１粗アーム部２４ａ（第１粗クランクアーム部）、フロント部Ｆｒとなる粗フロント部２４ｆｒ、および、フランジ部Ｆｌとなる粗フランジ部２４ｆｌと、を含む。
【００４８】
ビレット２２から中間荒地２４を形成する工程が、予備成形工程である。図３Ｂおよび図３Ｃで説明した工程は一例であり、他の工程によって中間荒地を形成してもよい。予備成形工程の詳細については後述する。
【００４９】
次に、成形工程を行う。成形工程では、中間荒地２４から最終荒地２５を形成する。図３Ｄに示すように、最終荒地２５は、第１粗アーム部２４ａよりもアーム部Ａの形状に近い第２粗アーム部２５ａ（第２粗クランクアーム部）を含む。最終荒地２５は、粗ピン部２５ｐ、粗ジャーナル部２５ｊ、粗フロント部２５ｆｒ、および、粗フランジ部２５ｆｌを含む。成形工程の詳細については後述する。
【００５０】
仕上げ鍛造工程では、従来の仕上げ打ち工程と同様に、型鍛造を行う。仕上げ鍛造工程によって、最終荒地２５から仕上げ鍛造材２６を形成する。図３Ｅに示すように、仕上げ鍛造材２６は、複数のジャーナル部Ｊ、複数のピン部Ｐ、および複数のアーム部Ａを含む（符号の一部を省略する）。図３Ｅでは、仕上げ鍛造材工程においてバリＢが形成される一例を示している。仕上げ鍛造工程の詳細については後述する。
【００５１】
バリ抜き工程では、例えば、バリ付きの仕上げ鍛造材２６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、仕上げ鍛造材２６からバリＢを除去する。これにより、図３Ｆに示す鍛造クランク軸２１（最終製品）が得られる。鍛造クランク軸２１の各部の名称については、図１Ａおよび図１Ｂで説明したため、説明を省略する。
【００５２】
２．予備成形工程の一例
図４Ａ〜図５Ｂは、予備成形工程の一例を示す模式図である。図４Ａおよび図４Ｂは、図３Ｂに示す初期荒地２３を形成する工程を示す。図５Ａおよび図５Ｂは、図３Ｃに示す中間荒地２４を形成する工程を示す。
【００５３】
図４Ａには、横断面が丸形であるビレット２２と、上下で一対のプレス型３０とを示す。プレス型３０は、上型３１と、下型３２とを含む。上型３１および下型３２は、ビレット２２から初期荒地２３を形成するための形状を有する。
【００５４】
まず、図４Ａに示すように、上型３１と下型３２の間にビレット２２を配置する。この状態で、上型３１を下降させてビレット２２を圧下することによって、ピン相当部およびジャーナル相当部の断面積を減少させ、断面積が小さい部分２３ａを形成する。このようにして、初期荒地２３を得る。初期荒地２３において、ピン相当部の断面およびジャーナル相当部の断面はそれぞれ、楕円形である。それらの楕円形の長軸は、図４Ｂの紙面に垂直な方向に延びる。
【００５５】
次に、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、上下で一対のプレス型４０によって、初期荒地２３をプレス成形する。プレス型４０は、上型４１と下型４２とを含む。上型４１および下型４２は、初期荒地２３から中間荒地２４を形成するための形状を有する。
【００５６】
まず、図５Ａに示すように、上型４１と下型４２との間に初期荒地２３を配置する。このとき、ピン相当部およびジャーナル相当部の断面の楕円形の長軸が鉛直方向（圧下方向）と平行になるように配置した状態で行われる。すなわち、楕円形のピン相当部およびジャーナル相当部の断面の長軸は、図５Ａの紙面の上下方向と平行な方向に配置される。換言すれば、プレス型３０により形成された初期荒地２３を、初期荒地２３の軸周りに９０°回転させてプレス型４０に配置する。
【００５７】
次に、上型４１を下降させて初期荒地２３を圧下し、中間荒地２４を形成する。中間荒地２４は、ジャーナル部Ｊとなる粗ジャーナル部２４ｊ、ピン部Ｐとなる粗ピン部２４ｐ、アーム部Ａとなる第１粗アーム部２４ａ（第１粗クランクアーム部）、フロント部Ｆｒとなる粗フロント部２４ｆｒ、および、フランジ部Ｆｌとなる粗フランジ部２４ｆｌを含む（図３Ｃ参照）。粗ピン部２４ｐは、粗ジャーナル部２４ｊに対して、ピン部Ｐの偏心方向にわずかに偏心している。中間荒地２４の軸方向の長さは、最終製品である鍛造クランク軸の軸方向の長さよりも長い。
【００５８】
３．成形工程の一例
図６Ａ〜図６Ｃ、図７Ａおよび図７Ｂは、成形工程の一例を示す模式図である。図６Ａおよび図７Ａは成形工程の開始前の状態を、図６Ｂは成形工程の一例の途中の状態を、図６Ｃおよび図７Ｂは成形工程の終了時の状態を示す模式図である。図６Ａおよび図６Ｂは、図７Ａの線VIＡ−VIＡにおける縦断面図である。具体的には、図７Ａにおいて、中間荒地２４の中心線を結んだ縦断面である。図６Ｃは、図７Ｂの線VIＣ−VIＣにおける縦断面図である。図７Ａは、図６Ａの線VIIＡ−VIIＡにおける水平方向の断面を示す上面図である。図７Ｂは、図６Ｃの線VIIＢ−VIIＢにおける水平方向の断面を示す上面図である。より具体的には、図７Ａおよび図７Ｂは、保持型６０の型割面よりわずかに下方の断面図である。理解を容易にするため、図６Ａ〜図６Ｃ、図７Ａおよび図７Ｂにおいて、中間荒地２４および最終荒地２５の輪郭を太い点線で示す。また、図７Ａおよび図７Ｂには、後述する楔受け部材７２ａの一部の輪郭を細い点線で示す。
【００５９】
図６Ａを参照して、成形工程では、保持型６０およびピン偏心型７１を用いる。保持型６０は、固定保持型６１、可動保持型６２、フロント側保持型６３、およびフランジ側保持型６４を含む。これらの型を移動させる機構については後述する。これらの型はそれぞれ、上型および下型を含む。すなわち、保持型６０は、一対の保持型（下方の保持型６０ａおよび上方の保持型６０ｂ）である。具体的には、固定保持型６１は、下型である固定保持型６１ａと上型である固定保持型６１ｂとを含む。可動保持型６２は、下型である可動保持型６２ａと、上型である可動保持型６２ｂとを含む。フロント側保持型６３は、下型であるフロント側保持型６３ａと上型であるフロント側保持型６３ｂとを含む。フランジ側保持型６４は、下型であるフランジ側保持型６４ａと、上型であるフランジ側保持型６４ｂとを含む。ピン偏心型７１は、下型であるピン偏心型７１ａと、上型であるピン偏心型７１ｂとを含む。
【００６０】
下方の型は、後述するボルスターベース１０２ａの上に配置されている。上方の型は、後述するダイクッションベース１０４によって支持されており、ダイクッションベース１０４の移動に伴って鉛直方向に移動する。
【００６１】
保持型６０は、粗ジャーナル部２４ｊを保持する型である。保持型６０のうち、固定保持型６１は、中間荒地２４の軸方向に移動しない。一方、可動保持型６２、フロント側保持型６３、およびフランジ側保持型６４は、中間荒地２４の軸方向に移動可能である。ピン偏心型７１は、粗ピン部２４ｐを偏心させる型であり、保持型６０の圧下方向および中間荒地２４の軸方向と垂直な方向に移動可能である。各保持型６０とピン偏心型７１とは、第１粗アーム部が形成、配置される空間を構成するための凹部６０ｃおよび凹部７１ｃを有する（図６Ａ）。
【００６２】
まず、図６Ａおよび図７Ａに示すように、下方の型の上に中間荒地２４を載置する。このとき、粗ピン部２４ｐを偏心させる方向が保持型６０の圧下方向および中間荒地２４の軸方向と垂直な方向となるように中間荒地２４を載置する。成形工程の開始前の段階では、それぞれの型は、荒地の軸方向に間隔をおいて配置されている。
【００６３】
次に、ダイクッションベース１０４とともに上方の型を下降させ、一対の保持型６０によって粗ジャーナル部２４ｊのそれぞれを鉛直方向に圧下して保持する。図６Ｂに示すように、粗ジャーナル部２４ｊは保持型６０によって固定される。固定保持型６１によって保持された粗ジャーナル部２４ｊは、水平方向に移動しない。
【００６４】
次に、粗ジャーナル部２４ｊが保持された状態で、粗ピン部２４ｐを偏心させるとともに、中間荒地２４の軸方向に中間荒地２４を圧下する。これらによって、図６Ｃおよび図７Ｂに示すように、最終荒地２５が形成される。以下では、粗ピン部２４ｐを偏心させる工程をピン偏心工程と称する場合があり、軸方向に中間荒地２４を圧下する工程を軸方向圧下工程と称する場合がある。
【００６５】
ピン偏心工程は、保持型６０の圧下方向に対して垂直な方向（すなわち水平方向）で且つ中間荒地２４の軸方向に対して垂直な方向にピン偏心型７１を移動させることによって行う。この実施形態の一例では、両端の２つのピン偏心型７１の移動方向と、中央の２つのピン偏心型７１の移動方向とが逆方向である（図７Ａの矢印参照）。図７Ｂに示すように、ピン偏心型７１ａは、楔受け部材７２ａに押されて移動する。同様に、図６Ｃに示すように、上方に位置するピン偏心型７１ｂも、後述する楔受け部材７２ｂに押されてピン偏心型７１ａと同じ方向に移動する。
【００６６】
成形工程の開始前の状態（図６Ａおよび図７Ａの状態）における、粗ジャーナル部２４ｊおよびその近傍の固定保持型６１の断面を、図８Ａに模式的に示す。成形工程の終了時の状態（図６Ｃおよび図７Ｂの状態）における、粗ジャーナル部２５ｊおよびその近傍の固定保持型６１の断面を、図８Ｂに模式的に示す。これらの図は、中間荒地の軸方向に垂直な断面図であり、固定保持型６１はその一部のみを示す。理解を容易にするため、図８Ａおよび図８Ｂには、粗ジャーナル部２４ｊおよび粗ジャーナル部２５ｊの中心を通る鉛直線である、中心線ＪＣＴを示す。同様に、以下で説明する図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、および図１０Ｂにも、中心線ＪＣＴを示す。ただし、図９Ａ〜図１０Ｂにおける中心線ＪＣＴの位置は、理解を容易にするための模式的な例示に過ぎない。
【００６７】
成形工程の開始前の状態（図６Ａおよび図７Ａの状態）における、粗ピン部２４ｐおよびその近傍のピン偏心型７１の断面を、図９Ａに模式的に示す。成形工程の終了時の状態（図６Ｃおよび図７Ｂの状態）における、粗ピン部２５ｐおよびその近傍のピン偏心型７１の断面を、図９Ｂに模式的に示す。これらの図は、中間荒地の軸方向に垂直な断面図である。図９Ａおよび図９Ｂに示す粗ジャーナル部の中心線ＪＣＴの位置から明らかなように、図９Ｂの粗ピン部２５ｐは偏心されている。図９Ａに示すように、ピン偏心型７１は、粗ピン部２４ｐが配置される空間を有する。
【００６８】
成形工程の開始前の状態（図６Ａおよび図７Ａの状態）における、第１粗アーム部２４ａおよびその近傍の固定保持型６１の断面を、図１０Ａに模式的に示す。成形工程の終了時の状態（図６Ｃおよび図７Ｂの状態）における、第２粗アーム部２５ａおよびその近傍の固定保持型６１の断面を、図１０Ｂに模式的に示す。これらの図は、中間荒地２４の軸方向に垂直な断面図で、且つ、固定保持型６１のうち粗アーム部が形成、配置される空間の部分、すなわち凹部６０ｃの断面を示す図である。図１０Ａに示すように、保持型６０は、第１粗アーム部２４ａが配置される空間を有する。軸方向圧下に伴って材料が当該空間に移動する。その結果、第１粗アーム部２４ａよりもアーム部Ａの形状に近い形状を有する第２粗アーム部２５ａが形成される。図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、第２粗アーム部２５ａの断面積は、第１粗アーム部２４ａの断面積よりも大きくなっている。
【００６９】
図６Ａを参照して、軸方向圧下工程は、フロント側保持型６３およびフランジ側保持型６４を、両者が近づくように移動させることによって行う。このとき、フロント側保持型６３およびフランジ側保持型６４は、中間荒地２４の軸方向に移動する。
【００７０】
成形工程では、最終荒地２５にバリが形成されてもよい。本実施形態の製造方法では、後述するように、仕上げ鍛造工程における最終荒地２５の載置方向が、ピン偏心工程を有する成形工程における中間荒地２４の載置方向と同じである。すなわち、ピン偏心工程および仕上げ鍛造工程のいずれも、粗ピン部２４ｐおよび２５ｐの偏心方向が水平方向に平行になるように配置される。そのため、成形工程において水平方向に延びる保持型６０の型割面（下型と上型との対向面）にバリが出ても、そのバリが仕上げ鍛造工程における疵発生の原因となることが避けられる。
【００７１】
一方、ピン偏心工程における荒地の載置方向と、仕上げ鍛造工程における荒地の載置方向とが９０°異なる従来の製造方法では、ピン偏心工程で金型の型割面にバリが出ると、最終製品における疵の原因となる恐れがある。載置方向が９０°異なる場合、ピン偏心工程において金型の型割面に形成されたバリが、次の仕上げ鍛造工程において、プレス型と対向する位置に配置されるからである。
【００７２】
成形工程におけるピン偏心工程および軸方向圧下工程のタイミングについて、図１１を参照して説明する。図１１の横軸は全工程の進行（時間経過）を表し、縦軸は各工程の進行度を表す。ここで、ピン偏心工程の進行度とは、ピン偏心工程における粗ピン部の最終位置までの移動距離を１００％としたときの、粗ピン部の移動距離の割合を意味する。軸方向圧下工程の進行度とは、軸方向圧下工程における中間荒地の軸方向の最終の圧下量（軸方向に短くなった距離）を１００％としたときの、中間荒地の軸方向の圧下量の割合を意味する。
【００７３】
図１１の実線１は、ピン偏心工程の終了と同時に軸方向圧下工程が終了する場合を示している。図１１の点線２ａおよび点線２ｂはそれぞれ、ピン偏心工程の終了前に軸方向圧下工程が終了する場合を示している。図１１の一点鎖線３は、ピン偏心工程の終了後に軸方向圧下工程が終了する場合を示している。
【００７４】
ピン偏心型の移動方向と保持型の移動方向とが同じ鉛直方向である従来の製造方法では、ピン偏心型の移動は、保持型を型開きさせる力として働く場合がある。すなわち、ジャーナル型割れ部分などで材料の噛み出しが発生するリスクがあった。そのため、従来の製造方法では、材料の噛み出しのリスクを低くするためには、ピン偏心工程が終了する前に軸方向圧下工程を終了させることが重要であった。これに対し、本実施形態の製造方法では、ピン偏心型７１の移動方向は水平方向であり、保持型６０の圧下方向（鉛直方向）および中間荒地２４の軸方向に対して垂直である。そのため、ピン偏心型の移動は保持型を型開きさせる力として働きにくく、ジャーナル型割れ部分などでの材料の噛み出しのリスクが低い。そのため、本実施形態の製造方法では、ピン偏心工程の終了と同時にまたはピン偏心工程の終了よりも後に、軸方向圧下工程を終了させても、噛み出しのリスクが高くなることを抑制できる。
【００７５】
ただし、本実施形態の製造方法は、ピン偏心工程の終了よりも前に軸方向圧下工程を終了させることを排除するものではない。ピン偏心工程の終了よりも前に軸方向圧下工程が終了すれば、ピン偏心工程において中間荒地２４の材料の流動が抑制されにくい。形成される最終荒地２５の粗ピン部２５ｐのピンショルダ部分（図３Ｄ）に欠肉が生じにくいため、粗ピン部２５ｐ近傍の形状を精密に形成しやすい。これにより、最終荒地のピンショルダ部分の形状をより仕上げ鍛造材に近い形状に成形することができ、仕上げ鍛造工程での最終荒地の金型への座りがより安定する。
【００７６】
成形工程で用いられる成形装置の一例として、成形装置１００の構成を、図１２Ａおよび図１３Ａに模式的に示す。理解を容易にするため、説明に不要な箇所は図示を省略または簡略化しており、さらに装置部分のハッチングを省略している。図１２Ａは、中間荒地２４の軸方向に平行な縦断面を示す。図１３Ａは、中間荒地の軸方向に垂直な横断面を示し、具体的には、ピン偏心型７１の部分における横断面を模式的に示す。図１２Ａおよび図１３Ａは、成形工程の開始前の状態を示す。
【００７７】
成形装置１００は、プレート（成形装置本体）１０１、ボルスターベース１０２、ダイクッションシリンダ（伸縮機構）１０３、ダイクッションベース１０４、油圧シリンダ（水平シリンダ）１０５、およびピン偏心用の楔１０６を含む。プレート１０１は、下方のプレート１０１ａと上方のプレート１０１ｂとを含む。ボルスターベース１０２は、下方のボルスターベース１０２ａと上方のボルスターベース１０２ｂ（ベース）とを含む。
【００７８】
ボルスターベース１０２は、プレート１０１によって支持されている。ダイクッションベース１０４は、ダイクッションシリンダ１０３を介してボルスターベース１０２ｂに支持されている。ダイクッションシリンダ１０３は、粗ジャーナル部の圧下および保持に必要な荷重では縮まらず、プレート１０１による全ての荷重が加わったときに縮まるシリンダである。
【００７９】
油圧シリンダ１０５は、軸方向に中間荒地２４を圧下するシリンダである。図１２Ａに示す成形装置１００は、粗フロント部２４ｆｒ側および粗フランジ部２４ｆｌ側の両方に油圧シリンダ１０５を備える。２つの油圧シリンダ１０５によって、中間荒地２４の両端を中間荒地２４の軸方向に圧下する。
【００８０】
下方の保持型６０ａおよび下方のピン偏心型７１ａはそれぞれ、ボルスターベース１０２ａ上に配置されている。上方の保持型６０ｂおよび上方のピン偏心型７１ｂはそれぞれ、ダイクッションベース１０４に支持される。例えば、それらの型は、ダイクッションベース１０４から突き出た金具（Ｌ字金具）によって吊り下げられる。保持型６０のうち、可動保持型６２、フロント側保持型６３、およびフランジ側保持型６４は、荒地の軸方向と平行な方向に移動可能である。
【００８１】
図１３Ａを参照して、ピン偏心用の楔１０６は、ダイクッションベース１０４を貫通している。そのため、楔１０６は、ダイクッションベース１０４とは独立に移動する。楔１０６は、傾斜面を備える。楔１０６は、ボルスターベース１０２ｂに固定されている。プレート１０１ｂは、ダイクッションシリンダ（伸縮機構）１０３を介して保持型６０ｂを押すプレートである。
【００８２】
ピン偏心型７１ａの端部は、楔受け部材７２ａに接続されている。より具体的には、ピン偏心型７１ａは、楔受け部材７２ａに対して中間荒地２４の軸方向に相対的に移動可能なように、ピン偏心型７１ａの端部が楔受け部材７２ａに接続されている（図７Ａおよび図７Ｂ参照）。図１３Ａに示すように、楔受け部材７２ａは、楔１０６の傾斜面と対向する傾斜面を備える。同様に、ピン偏心型７１ｂの端部も、楔受け部材７２ｂに接続されている。より具体的には、楔受け部材７２ｂに対して中間荒地の軸方向に相対的に移動可能なように、ピン偏心型７１ｂの端部が楔受け部材７２ｂに接続されている。楔受け部材７２ｂは、楔１０６の傾斜面と対向する傾斜面を備える。
【００８３】
楔受け部材７２ａおよび７２ｂは、ピンの偏心方向にのみ移動可能である。一方、ピン偏心型７１ａは、ピンの偏心方向に加え、中間荒地の軸方向にも移動可能である。同様に、ピン偏心型７１ｂは、ピンの偏心方向に加え、中間荒地の軸方向にも移動可能である。ピン偏心型７１は中間荒地の軸方向に移動するため、楔受け部材７２ａ（および楔受け部材７２ｂ）は、図７Ａに示すように、中間荒地の軸方向に延びた形状を有する。
【００８４】
図１２Ａおよび図１３Ａの状態にある成形装置１００の下型と上型との間に、中間荒地２４を配置する。中間荒地２４は、粗ピン部２４ｐの偏心方向が、水平方向と平行になるように配置される。このように配置することによって、水平方向に質量が配分され、水平方向の質量バランスがとりやすくなる。その結果、配置された中間荒地２４の姿勢が安定し、成形工程における成形不良の発生を抑制できる。
【００８５】
成形工程では、プレート１０１を下降させることによって、粗ジャーナル部２４ｊの保持と、ピン偏心工程とを行う。さらに、成形工程では、油圧シリンダ１０５を駆動することによって軸方向圧下工程を行う。
【００８６】
図１２Ａを参照して、プレート１０１ｂの下降に伴って、ボルスターベース１０２ｂおよびそれに支持された上方の型も鉛直方向に下降する。保持型６０ａと保持型６０ｂとが当接するまで保持型６０ｂが下降することによって、粗ジャーナル部２４ｊが圧下されて保持型６０に保持される。この成形工程の途中の状態を図１２Ｂおよび図１３Ｂに示す。図１２Ｂおよび図１３Ｂはそれぞれ、図１２Ａおよび図１３Ａと同じ部分の断面図である。
【００８７】
保持型６０ａと保持型６０ｂとが当接した状態でさらにプレート１０１ｂを下降させると、ダイクッションシリンダ１０３が縮む。ダイクッションシリンダ１０３には、プレート１０１ｂによる荷重によって縮むシリンダが用いられる。ダイクッションシリンダ１０３が縮むことによって、ダイクッションベース１０４の位置は変わらずに、ピン偏心用の楔１０６が下降を続ける。
【００８８】
図１３Ｂを参照して、楔１０６が下降すると、楔１０６の傾斜面が楔受け部材７２ａおよび７２ｂの傾斜面を押す。その結果、楔受け部材７２ａおよび７２ｂは、ピン偏心方向に移動する。それに伴い、ピン偏心型７１ａおよび７１ｂは、ピン偏心方向に移動する。
【００８９】
図１２Ｂを参照して、２つの油圧シリンダ１０５は、フロント側保持型６３とフランジ側保持型６４とが近づくように両者を圧下する。それに伴い、移動保持型６２およびピン偏心型７１も、中央の固定保持型６１に近づくように中間荒地の軸方向に移動する。以上の動作により、ピン偏心型７１は、保持型６０の圧下方向および中間荒地の軸方向とは垂直な方向の両方の方向に移動する。
【００９０】
図１２Ｃおよび図１３Ｃに、成形工程の終了時における成形装置１００の状態を示す。図１２Ｃおよび図１３Ｃはそれぞれ、図１２Ａおよび図１３Ａと同じ部分の断面図である。
【００９１】
図１２Ｃおよび図１３Ｃの状態では、楔１０６の下降およびそれに伴う粗ピン部２４ｐの偏心が完了している。また、油圧シリンダ１０５による、軸方向への中間荒地２４の圧下が完了している。この状態では、最終荒地２５の軸方向に隣接する型（保持型６０を構成する各型、および、ピン偏心型７１）は、接触している。
【００９２】
ピン偏心方向が鉛直方向である場合、そのための機構を、型の上方および下方に配置することが必要になる。そのような場合、装置の高さが高くなる。一方、本実施形態の方法は、ピン偏心方向が水平であるため、そのような問題を回避できる。そのため、本実施形態の方法は、高さが低くコンパクトな装置で実施することが可能である。
【００９３】
図１４は、上側のプレート１０１ｂの移動、ダイクッションベース１０４の移動、ピン偏心、および軸方向圧下について、それぞれのタイミングの一例を模式的に示す図である。横軸は、全工程の進行（時間経過）を示す。図１４は、ピン偏心と軸方向圧下とが同時に始まり、ピン偏心が終了する前に軸方向圧下が終了する一例について示している。なお、ピン偏心の開始と終了のタイミングは、楔１０６、楔受け部材７２ａおよび７２ｂの形状などを変更することによって変更が可能である。あるいは、ピン偏心型７１を油圧シリンダなどのアクチュエータによって移動させることも可能である。この場合、ピン偏心型７１の移動のタイミングを、他の工程のタイミングとは独立に自由に設定できる。そのため、成形工程の自由度が高くなり、より品質が高い最終荒地２５を形成することが可能となる。
【００９４】
以上のようにして、最終荒地２５（図３Ｄ参照）が形成される。最終荒地２５の粗ジャーナル部２５ｊ、粗ピン部２５ｐ、および第２粗アーム部２５ａは、中間荒地２４のそれらに比べて、最終製品のジャーナル部Ｊ、ピン部Ｐ、およびアーム部Ａに近い形状を有する。
【００９５】
４．仕上げ鍛造工程の一例
仕上げ鍛造工程では、一対のプレス型を用いて、粗ピン部２５ｐの偏心方向および最終荒地２５の軸方向とは垂直な方向に最終荒地２５を圧下する。この圧下によって、複数のジャーナル部Ｊ、複数のピン部Ｐ、および複数のクランクアーム部Ａを含む仕上げ鍛造材２６（図３Ｅ参照）を形成する。仕上げ鍛造工程は、公知の装置を用いて行うことができる。この場合に用いられるプレス型には、一般的なプレス型を用いることができる。
【００９６】
本実施形態の製造方法では、仕上げ鍛造工程における最終荒地２５の載置方向が、成形工程における中間荒地２４および最終荒地２５の載置方向と同じである。すなわち、成形工程および仕上げ鍛造工程のいずれの場合も、中間荒地または最終荒地は、粗ピン部の偏心方向が水平方向と平行になるように配置された状態で成形される。そのため、成形工程において保持型の型割面にバリが出ても、そのバリが、仕上げ鍛造工程において巻き込み疵を発生させることを抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、鍛造クランク軸の製造に利用できる。
【符号の説明】
【００９８】
２１：鍛造クランク軸
２２：ビレット
２４：中間荒地
２５：最終荒地
２６：仕上げ鍛造材
６０：保持型、７１：ピン偏心型
Ａ、Ａ１〜Ａ８：クランクアーム部、  Ｂ：バリ、
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、
Ｗ、Ｗ１〜Ｗ８：カウンターウエイト部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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