(57)【要約】【課題】  端部に軸穴が形成される異形鍛造品の歩留りを向上させることが可能な異形鍛造品の端部成形方法及び端部成形装置を提供する。【解決手段】  粗材をプレス成形させて、連桿４と、凹み成形された大端部２とが設けられたコンロッド１の一次成形品６を形成し、該一次成形品６の大端部２の芯バリを打ち抜いて当該大端部２に軸穴の内径寸法よりも小さい内径寸法の下穴８を形成し、次に、端部成形装置３のローラ型９を一次成形品６の大端部２の下穴８に押圧させつつスクロール運動させて、該下穴８を拡径成形させて大端部２に軸穴を形成する。従って、打ち抜かれる芯バリの外径寸法を小さく設定することが可能になり、芯バリの重量が削減されて歩留りを向上させることができる。【選択図】  図４
2005059050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に軸穴が形成される異形鍛造品の端部成形方法であって、粗材をプレス成形させて前記端部が凹み成形された一次成形品を形成し、該凹み成形された端部の芯バリを打ち抜いて前記端部に下穴を形成し、該下穴を拡径成形させて前記軸穴を形成することを特徴とする異形鍛造品の端部成形方法。
【請求項２】
前記一次成形品の端部の前記下穴をローラ型により該下穴の半径方向へ押圧して拡径成形させることを特徴とする請求項１に記載の異形鍛造品の端部成形方法。
【請求項３】
前記ローラ型を前記下穴に押圧させつつ該下穴に対してスクロール運動させて前記下穴を拡径成形させることを特徴とする請求項１又は２に記載の異形鍛造品の端部成形方法。
【請求項４】
前記一次成形品の端部の前記下穴を拡張成形させつつ、前記一次成形品の端部を拘束成形させて所定形状に形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の異形鍛造品の端部成形方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の異形鍛造品の端部成形方法に用いる異形鍛造品の端部成形装置であって、端部に下穴が形成された前記異形鍛造品を保持する保持機構と、該異形鍛造品の前記端部の外周面を拘束させる拘束型と、前記異形鍛造品の端部に形成された前記下穴の内側に回転軸が前記下穴に対して平行に配置されたローラ型と、該ローラ型を前記下穴に押圧させつつ該下穴に対してスクロール運動させるローラ型駆動機構と、を具備することを特徴とする異形鍛造品の端部成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異形鍛造品の端部成形方法及び端部成形装置に関し、特に、コンロッド、ロアアーム等の端部に軸穴が形成される異形鍛造品の端部成形方法及び端部成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、内燃機関のコンロッド等の、端部に軸穴が形成される異形鍛造品を成形する場合、一対のプレス成形装置の上型と下型とを衝合させて端部が凹み成形された一次成形品を形成し、次に、該一次成形品の端部に形成された芯バリをパンチで打ち抜いて該端部に軸穴を形成することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。このようにして形成される異形鍛造品の歩留りをよくするには、打ち抜かれる芯バリを極力小さくすることが必要である。しかしながら、上記異形鍛造品の成形方法では、軸穴の内径が大きいほど成形時に打ち抜かれる芯バリが大きくなり、これにより歩留りが悪くなって製造コストが増大する。
【特許文献１】特開昭６３−１０１０３６号公報（第２頁右下欄２行目〜第３頁左上欄１０行目、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、第１の目的は、端部に軸穴が形成される異形鍛造品の歩留りを向上させることができる異形鍛造品の端部成形方法を提供することにある。また、第２の目的は、端部に軸穴が形成される異形鍛造品の歩留りを向上させることができる異形鍛造品の端部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】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、端部に軸穴が形成される異形鍛造品の端部成形方法であって、粗材をプレス成形させて端部が凹み成形された一次成形品を形成し、該凹み成形された端部の芯バリを打ち抜いて端部に下穴を形成し、該下穴を拡径成形させて軸穴を形成することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、一次成形品の端部の下穴をローラ型により該下穴の半径方向へ押圧して拡径成形させることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、ローラ型を下穴に押圧させつつ該下穴に対してスクロール運動させて下穴を拡径成形させることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、一次成形品の端部の下穴を拡張成形させつつ、一次成形品の端部を拘束成形させて所定形状に形成することを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の異形鍛造品の端部成形方法に用いる異形鍛造品の端部成形装置であって、端部に下穴が形成された異形鍛造品を保持する保持機構と、該異形鍛造品の端部の外周面を拘束させる拘束型と、異形鍛造品の端部に形成された下穴の内側に回転軸が下穴に対して平行に配置されたローラ型と、該ローラ型を下穴に押圧させつつ該下穴に対してスクロール運動させるローラ型駆動機構と、を具備することを特徴とする。
【０００５】
従って、請求項１に記載の発明では、一次成形品の端部の下穴が拡径成形されて該端部に所定の内径寸法の軸穴が形成される。
請求項２に記載の発明では、ローラ型を下穴に押圧させて下穴を拡径成形させる。
請求項３に記載の発明では、ローラ型を下穴に押圧させつつ該下穴に対してスクロール運動させて下穴を拡径成形させる。
請求項４に記載の発明では、一次成形品の端部の下穴を拡張成形させつつ、該一次成形品の端部を拘束成形させて所定形状に形成する。
請求項５に記載の発明では、端部に下穴が形成された異形鍛造品が保持機構により保持されると共に該異形鍛造品の端部が拘束型により拘束され、ローラ型駆動機構によりローラ型を該異形鍛造品の端部の下穴に押圧させつつ該下穴に対してスクロール運動させ、下穴を拡径成形させて軸穴を形成すると共に端部を拘束成形させて所定形状に形成する。
【発明の効果】
【０００６】
端部に軸穴が形成される異形鍛造品の歩留りを向上させることが可能な異形鍛造品の端部成形方法を提供することができる。また、端部に軸穴が形成される異形鍛造品の歩留りを向上させることが可能な異形鍛造品の端部成形装置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】
【０００７】
本発明の一実施の形態の異形鍛造品の端部成形方法及び端部成形装置を、図１〜図５に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、異形鍛造品として内燃機関のコンロッド１を挙げて、該コンロッド１の大端部２（端部）の成形方法及び該成形方法に用いられる端部成形装置３を説明する。図１に示すように、異形鍛造品としてのコンロッド１は、連桿部４の一端に略円筒状の大端部２が形成され、該大端部２の軸穴５に軸受を介してクランクシャフトが連結されるものである。そして、本異形鍛造品の端部成形方法では、鍛造用材料からなる粗材がプレス成形されて、図２に示すように、連桿４の一端に大端部２を備えるコンロッド１の一次成形品６が形成される構造になっている。なお、上記プレス成形時には、大端部２の軸穴５が形成される部位が凹み成形されて該大端部２に芯バリ７が形成される。
【０００８】
また、図３に示すように、本異形鍛造品の端部成形方法は、上記一次成形品６の大端部２に形成された芯バリ７がパンチ型で打ち抜かれて、該大端部２に軸穴５の内径Ｄ１（図１参照）よりも小さい内径Ｄ２の下穴８が形成される構造になっている。さらに、図４に示すように、本異形鍛造品の端部成形方法は、端部成形装置３のローラ型９を、上記一次成形品６の大端部２に形成された下穴８の内周面８ａに当該下穴８の半径方向へ押圧させつつスクロール運動させることにより、下穴９が拡径成形されて大端部２に内径寸法Ｄ１の軸穴５が形成される構造になっている。なお、本実施の形態におけるローラ型９のスクロール運動とは、ローラ型９が自転しつつ下穴８の内周面８ａを該内周面８ａに沿って当該内周面８ａの周方向へ円運動（走行）することをいう。そして、図４に本端部成形装置３の概略構造を示す。
【０００９】
この図に示されるように、本端部成形装置３は、上記ローラ型９と、上記コンロッド１の一次成形品６の連桿４をクランプさせるクランプ機構１０（保持機構）と、分割して構成されて一次成形品６の大端部２の外周面２ａを拘束させる拘束型１１と、を含んで構成されている。また、図５に示すように、本端部成形装置３は、油圧シリンダ１２の推力によりローラ型９を上記拘束型１１の拘束面１１ａに向けて付勢させつつ、電動モータにより該ローラ型９を拘束型１１の軸線の回りに回転させるローラ型駆動機構１３を具備している。そして、本端部成形装置３は、端部成形装置３のクランプ機構１０でコンロッド１の一次成形品６の連桿４をクランプすると共に型締めされた拘束型１１の拘束面１１ａで大端部２の外周面２ａを拘束し、この状態で、図４に示すように、ローラ型９を下穴８の内周面８ａに押圧させつつスクロール運動させる。
【００１０】
これにより、上記下穴８が拡径成形されて内径寸法Ｄ１の軸穴９が一次成形品６（コンロッド１）の大端部２に形成され、また、該大端部２が拘束成形されて外径寸法Ｄ３（図１参照）に形成される構造になっている。なお、ローラ型９の外径寸法をＤ４とした場合、軸穴の内径寸法Ｄ１＞下穴８の内径寸法Ｄ２＞Ｄ４が満たされるように構成されている。
【００１１】
以下、本実施の形態の作用を説明する。まず、粗材をプレス成形させて、図２に示すように、連桿４と、軸穴５が形成される部位が凹み成形された大端部２（端部）とを備える、コンロッド１（異形鍛造品）の一次成形品６を形成する。次に、図３に示すように、該一次成形品６の大端部２をパンチ型で打ち抜いて、当該大端部２を凹み成形させた際に形成された芯バリ７を除去する。これにより、ローラ型９の外径寸法Ｄ４よりも大きく、且つ軸穴５の内径寸法Ｄ１よりも小さい内径寸法Ｄ２を有する下穴８が一次成形品６の大端部２に形成される。次に、該下穴８が形成された一次成形品６を端部成形装置３にセットして、図４に示すように、該端部成形装置３のローラ型９を一次成形品６の下穴８内に配置すると共に分割された拘束型１１を型締めさせて一次成形品６の大端部２を当該拘束型１１で拘束させる。
【００１２】
そして、図４に示すように、一次成形品６の連桿４を端部成形装置３のクランプ機構１０（保持機構）でクランプさせて、一次成形品６を端部成形装置３に固定する。次に、ローラ型９を、一次成形品６の大端部２に形成された下穴８の内周面８ａに当該内周面８ａの半径方向へ押圧させつつスクロール運動させて、該下穴８を拡径成形させて大端部２に内径寸法Ｄ１の軸穴５を形成すると共に大端部２を拘束成形させて該大端部２を外径寸法Ｄ３に形成する。
【００１３】
この実施の形態では以下の効果を奏する。
本異形鍛造品の端部成形方法は、粗材をプレス成形させて、連桿４と、軸穴５が形成される部位が凹み成形された大端部２（端部）とが設けられたコンロッド１（異形鍛造品）の一次成形品６を形成し、次に、該一次成形品６の大端部２の芯バリ７をパンチ型で打ち抜いて当該大端部２に軸穴５の内径寸法Ｄ１よりも小さい内径寸法Ｄ２の下穴８を形成し、次に、端部成形装置３のローラ型９を一次成形品６の大端部２に形成された下穴８の内周面８ａに当該内周面８ａの半径方向へ押圧させつつスクロール運動させて、該下穴８を拡径成形させて大端部２に内径寸法Ｄ１の軸穴５を形成すると共に大端部２を拘束成形させて該大端部２の外径寸法をＤ３に形成する。
従って、粗材をプレス成形させた際にコンロッド１の一次成形品６の大端部２の外径を当該大端部２の仕上り寸法Ｄ３に形成しておいて、該大端部２を軸穴５の内径寸法と略等しい外径寸法のパンチ型で打ち抜く場合と比較して、打ち抜かれる芯バリ７の外径寸法を小さく設定することが可能になる。これにより、芯バリ７の重量が削減されて歩留りを向上させることが可能になり、コンロッド１（異形鍛造品）の製造コストを減少させることができる。さらに、軸穴５は、下穴８をローラ型９で拡張成形させて高精度に形成されるので、切削等による仕上げ加工を廃止することが可能になり、生産性を向上させることができる。
【００１４】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本実施の形態では、ローラ型９を一次成形品６の大端部２の下穴８に押圧させつつスクロール運動させ、当該下穴８を拡張成形させて軸穴５を形成すると共に大端部２を拘束型１１で拘束成形させて所定の外径寸法に形成させたが、回転軸の位置が固定されたローラ型９に一次成形品６の下穴８を押付けつつ大端部２を該ローラ型９の回転軸の回りに円運動させ、下穴８を拡張成形させて軸穴５を形成すると共に大端部２を拘束型１１で拘束成形させて所定の外径寸法に形成させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】コンロッド（異形鍛造品）を示す。
【図２】大端部が凹み成形された一次成形品を示す図である。
【図３】大端部の芯バリが打ち抜かれた一次成形品を示す図である。
【図４】端部成形装置の概略構成を示す図である。
【図５】ローラ型駆動機構の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  コンロッド（異形鍛造品）、２  大端部（端部）、３  端部成形装置、５  軸穴、６  一次成形品、７  芯バリ、８  下穴、９  ローラ型、１０  クランプ機構（保持機構）、１１  拘束型、１３  ローラ型駆動機構
【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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