(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大端部と小端部と大小両端部間の棹部とを有するコンロッドを、棹部に相当する軸部と、大端部に相当する軸部一端の大端用塊部と、小端部に相当する軸部他端の小端用塊部とを有するプリフォームを素材として成形する鍛造金型装置であって、下ダイと、下ダイに対し相対的に昇降自在な上ダイと、下ダイに対し固定の中間ダイとを備え、中間ダイにコンロッドの輪郭に合致する形状の成形穴を形成し、上ダイと下ダイとによりプリフォームを成形穴内で鍛圧してコンロッドを成形するものにおいて、中間ダイを、コンロッドの大端部の棹部とは反対側の端縁に合致する成形穴の周縁部分を構成する第１分割ダイと、前記端縁の両側の各エッジ部からコンロッドの小端部の最大幅員部の両側の各周面部までの部分に合致する成形穴の周縁部分を構成する１対の第２分割ダイと、前記最大幅員部の両側の各周面部からコンロッドの小端部の棹部とは反対側の頂点部までの部分に合致する成形穴の周縁部分を構成する１対の第３分割ダイとに分割し、これら分割ダイを分割ダイ同士が相互の割面において圧接するようにリング部材で外周から締付け、かつ、全ての分割ダイを下ダイ上に押え付けるとともに上ダイが下降したときに上ダイが嵌合するガイドリングを設けたことを特徴とするコンロッド成形用鍛造金型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大端部と小端部と大小両端部間の棹部とを有するコンロッドを、棹部に相当する軸部と、大端部に相当する軸部一端の大端用塊部と、小端部に相当する軸部他端の小端用塊部とを有するプリフォームを素材として成形する鍛造金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の鍛造金型装置として、下ダイと、下ダイに対し相対的に昇降自在な上ダイと、下ダイに対し固定の中間ダイとを備え、中間ダイにコンロッドの輪郭に合致する形状の成形穴を形成し、上ダイと下ダイとによりプリフォームを成形穴内で鍛圧してコンロッドを成形するようにしたものは知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プリフォームを成形穴内で鍛圧すると、中間ダイに成形穴を幅方向及び長手方向に拡張しようとする力が作用し、成形穴の周縁のうちコンロッドの大端部の棹部とは反対側の端縁の両側のエッジ部に合致する箇所や、コンロッドの小端部の最大幅員部の両側の周面部に合致する箇所や、コンロッドの小端部の棹部とは反対側の頂点部に合致する箇所に応力が集中して、中間ダイにこれら各箇所を起点にして亀裂が入ることがあり、型寿命を伸ばす上で問題になっている。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、中間ダイに亀裂が入ることを防止できるようにしたコンロッド成形用鍛造金型装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、大端部と小端部と大小両端部間の棹部とを有するコンロッドを、棹部に相当する軸部と、大端部に相当する軸部一端の大端用塊部と、小端部に相当する軸部他端の小端用塊部とを有するプリフォームを素材として成形する鍛造金型装置であって、下ダイと、下ダイに対し相対的に昇降自在な上ダイと、下ダイに対し固定の中間ダイとを備え、中間ダイにコンロッドの輪郭に合致する形状の成形穴を形成し、上ダイと下ダイとによりプリフォームを成形穴内で鍛圧してコンロッドを成形するものにおいて、中間ダイを、コンロッドの大端部の棹部とは反対側の端縁に合致する成形穴の周縁部分を構成する第１分割ダイと、前記端縁の両側の各エッジ部からコンロッドの小端部の最大幅員部の両側の各周面部までの部分に合致する成形穴の周縁部分を構成する１対の第２分割ダイと、前記最大幅員部の両側の各周面部からコンロッドの小端部の棹部とは反対側の頂点部までの部分に合致する成形穴の周縁部分を構成する１対の第３分割ダイとに分割し、これら分割ダイを分割ダイ同士が相互の割面において圧接するようにリング部材で外周から締付け、かつ、全ての分割ダイを下ダイ上に押え付けるガイドリングを設け、上ダイが下降したときにガイドリングに上ダイが嵌合するようにしている。
【０００６】
本発明によれば、中間ダイが、成形穴の周縁のうち成形穴内でのプリフォームの鍛圧に際して作用する拡張力による応力集中を生ずる各箇所、即ち、コンロッドの大端部の端縁の両側のエッジ部に合致する箇所と、コンロッドの小端部の最大幅員部の両側の周面部に合致する箇所と、コンロッドの小端部の頂点部に合致する箇所とにおいて夫々第１分割ダイと第２分割ダイ、第２分割ダイと第３分割ダイ、両側の１対の第３分割ダイに分割されることになり、そのため応力集中による亀裂の発生が防止される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）は、クランクピンに対する連結部となる大端部Ｗａとピストンピンに対する連結部となる小端部Ｗｂと大小両端部Ｗａ，Ｗｂ間の棹部Ｗｃとを有するエンジン用のコンロッドＷを示している。このコンロッドＷは、図１（Ｂ）に示すプリフォームＷ′を素材とし、図２に示す鍛造金型装置により冷間の閉塞鍛造で成形される。
【０００９】
プリフォームＷ′は、棹部Ｗｃに相当する軸部Ｗ′ｃと、大端部Ｗａに相当する軸部Ｗ′ｃの一端の大端用塊部Ｗ′ａと、小端部Ｗｂに相当する軸部Ｗ′ｃの他端の小端用塊部Ｗ′ｂとを有しており、これら大端用塊部Ｗ′ａと小端用塊部Ｗ′ｂと軸部Ｗ′ｃとの体積比は大端部Ｗａと小端部Ｗｂと棹部Ｗｃとの体積比と略同等に設定されている。
【００１０】
鍛造金型装置は、可動型たる上ダイ１と、固定型たる下ダイ２と、コンロッドＷの輪郭に合致する形状の成形穴３ａを形成した中間ダイ３とを備えており、下ダイ２を囲うダイリング４上に設けた上ダイ１用のガイドリング５により中間ダイ３を下ダイ２上に押え付けている。また、上ダイ１と下ダイ２とに、夫々、大端用パンチ６1，６2と小端用パンチ７1，７2とを上下動自在に挿設している。
【００１１】
コンロッドＷの成形に際しては、先ず、図２（Ａ）に示す如く、下ダイ２上にプリフォームＷ′を中間ダイ３の成形穴３ａに収まるようにセットし、次に、図２（Ｂ）に示す如く、上ダイ１を下降させて型締めし、プリフォームＷ′を上下のダイ１，２により成形穴３ａ内で鍛圧してコンロッド形状に荒成形する第１段階の鍛造を行う。次に、図２（Ｃ）に示す如く、上ダイ１側のパンチ６1，７1を押下げると共に下ダイ２側のパンチ６2，７2を押上げて、第２段階の鍛造を行う。これによれば、コンロッドＷの大端部Ｗａの穴明け部分と小端部Ｗｂの穴明け部分とが鍛圧され、上下のダイ１，２と中間ダイ３とで画定される成形空間に残っている欠肉部に肉が流れて欠肉部が埋められ、上下の各ダイ１，２に合致する側面形状と中間ダイ３に合致する輪郭形状を持つコンロッドＷが成形される。次に、上ダイ１側のパンチ６1，７1の押下げを継続したまま下ダイ２側のパンチ６2、７2の押上げを解除し、図２（Ｄ）に示す如く、大端用のパンチ６1，６2間と小端用のパンチ７1，７2間に残された余肉を打ち抜いて、大端部Ｗａと小端部Ｗｂの穴明けを行う。
【００１２】
ところで、上記したコンロッドＷの成形に際し、中間ダイ３には成形穴３ａを長手方向及び幅方向に拡張しようとする力が作用する。そして、中間ダイ３が一体品であると、大端部Ｗａの棹部Ｗｃとは反対側の端縁に合致する成形穴３ａの周縁部分と大端部Ｗａの両側の側縁に合致する成形穴３ａの周縁部分とに作用する成形穴３ａの長手方向と幅方向への拡張力により、大端部Ｗａの端縁の両側のエッジ部に合致する図３に▲１▼で示す成形穴３ａの周縁箇所に引張り応力が集中し、また、小端部Ｗｂの棹部Ｗｃ寄りの周面部分に合致する成形穴３ａの周縁部分に作用する成形穴３ａの長手方向内方を向く拡張力の成分と、小端部Ｗｂの先端側の周面部分に合致する成形穴３ａの周縁部分に作用する成形穴３ａの長手方向外方を向く拡張力の成分とにより、小端部Ｗｂの最大幅員部の両側の周面部に合致する図３に▲２▼で示す成形穴３ａの周縁箇所に引張り応力が集中し、更に、小端部Ｗｂの幅方向一側の半部周面に合致する成形穴３ａの周縁部分と小端部Ｗｂの幅方向他側の半部周面に合致する成形穴３ａの周縁部分とに作用する成形穴３ａの幅方向一側方と他側方への拡張力により、小端部Ｗａの棹部Ｗｃとは反対側の頂点部に合致する図３に▲３▼で示す成形穴３ａの周縁箇所に引張り応力が集中する。
【００１３】
そこで、本実施形態では、中間ダイ３を、大端部Ｗａの端縁に合致する成形穴３ａの周縁部分を構成する第１分割ダイ３１と、成形穴３ａの両側の▲１▼の箇所から▲２▼の箇所までの周縁部分を構成する１対の第２分割ダイ３２，３２と、成形穴３ａの両側の▲２▼の箇所から▲３▼の箇所までの周縁部分を構成する１対の第３分割ダイ３３，３３との計５個の分割ダイに分割している。これによれば、▲１▼▲２▼▲３▼の各箇所に応力集中を生じなくなり、応力集中で中間ダイ３に亀裂が入ることが防止される。
【００１４】
また、第１乃至第３分割ダイ３１，３２，３３の外周面は同一径の円弧状に形成されており、これら分割ダイ３１，３２，３３を円環状のリング部材３４に圧入して、分割ダイ同士が相互の割面３ｂ，３ｃ，３ｄにおいて圧接するようにリング部材３４で外周から締付けている。そして、第１分割ダイ３１と各第２分割ダイ３２との割面３ｂと、各第２分割ダイ３２と各第３分割ダイ３３との割面３ｃを、成形穴３ａの幅方向中心の中心面と各割面３ｂ，３ｃとの成す角度が夫々４５°になるように形成し、１対の第３分割ダイ３３，３３の割面３ｄを前記中心面に合致するように形成している。これによれば、第１分割ダイ３１と第２分割ダイ３２、第２分割ダイ３２と第３分割ダイ３３及び１対の第３分割ダイ３３，３３がリング部材３４による外周からの締付力で各割面３ｂ，３ｃ，３ｄにおいて相互に強く圧接されるようになる。かくて、割面３ｂ，３ｃ，３ｄへの肉の差し込みによるバリの発生が防止され、コンロッドＷを精度良く成形できるようになる。
【００１５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、中間ダイに応力集中で亀裂が入ることを防止でき、型寿命を延ばして生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （Ａ）コンロッドの斜視図、（Ｂ）プリフォームの斜視図
【図２】  （Ａ）本発明金型装置の一例の鍛造開始前の状態を示す断面図、（Ｂ）前記金型装置の第１段階の鍛造完了時点の状態を示す断面図、（Ｃ）前記金型装置の第２段階の鍛造完了時点の状態を示す断面図、（Ｄ）前記金型装置の鍛造終了時点の状態を示す断面図
【図３】  前記金型装置に設ける中間ダイの平面図
【符号の説明】
Ｗ  コンロッド            Ｗａ  大端部
Ｗｂ  小端部                Ｗｃ  棹部
Ｗ′  プリフォーム        Ｗ′ａ  大端用塊部
Ｗ′ｂ  小端用塊部          Ｗ′ｃ  軸部
１  上ダイ                  ２  下ダイ
３  中間ダイ              ３ａ  成形穴
３ｂ，３ｃ，３ｄ  割面                  ３１  第１分割ダイ
３２  第２分割ダイ          ３３  第３分割ダイ
【図１】
0004313473.tif 000002
【図２】
0004313473.tif 000003
【図３】
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