JP2000197945A - クランク軸鍛造品のバリ抜き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カウンタウェイトの倒れを抑制し、高精度の
クランク軸鍛造品の製造を可能とするクランク軸鍛造品
のバリ抜き装置を提供する。 【解決手段】 バリ抜き装置の刃物型にバリに凹み部を
形成する突起を設ける。好ましくは、突起高さＨがバリ
厚Ｔの０．２〜０．７倍で、刃物型の刃部からの距離Ｘ
がバリ厚Ｔの１．０倍以上、２５ｍｍ以下の範囲の位置
に突起を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間鍛造によって
製造されるクランク軸のバリ抜き加工に用いるバリ抜き
装置に関し、特に、クランク軸の形状不良を抑制するバ
リ抜き装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車や船舶などに使用されるクランク
軸は、鋳造や鍛造によって製造されているが、エンジン
の軽量化や高出力化に伴い、高強度、高靭性のクランク
軸が要求され、クランク軸鍛造品の需要が高まってい
る。

【０００３】クランク軸鍛造品は、型鍛造によって製造
されるため、横断面輪郭形状に沿ってバリが形成され、
このバリの除去が必要となる。通常、クランク軸鍛造品
は、構造用炭素鋼の角ビレットまたは丸ビレットを素材
として、ロール成形、曲げ加工、荒打ち（型鍛造の第１
工程）および仕上げ打ち（型鍛造の第２工程）の各工程
を順次経た後、バリ抜き加工がおこなわれて製造され
る。

【０００４】図１は、仕上げ打ち状況ならびに仕上げ打
ち後のクランク軸鍛造品の形状例を示す模式図で、同図
（ａ）は４気筒８枚カウンターウェイトのクランク軸鍛
造品の平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のイ−イ線断面
部位に対応する仕上げ打ち型の要部断面図とクランク軸
鍛造品の断面図である。符号１は仕上げ打ち型、２はバ
リＡ、３はバリＢ、４はフロント、５はフランジ、６は
ジャーナル、７はクランクピン、８はカウンターウェイ
ト、９はバリ押さえ部、１０は製品型彫り部、１１は仕
上げ打ち後のクランク軸鍛造品（以下、鍛造品という）
である。

【０００５】図１（ａ）、（ｂ）に示すように、仕上げ
打ち型１は、製品型彫り部１０の周囲にバリ押さえ部９
を有し、仕上げ打ちの際、バリＢ３はバリ押さえ部９で
所定の厚Ｔ（この厚を「バリ厚」という）に成形され
る。

【０００６】図２は、従来のバリ抜き加工方法を模式的
に示す断面図である。符号２１はバリ抜き装置、２２は
押し型、２３は抱き型、２４は上刃物型、２５は下刃物
型、２６は刃部で、図１と同じ要素は同一の符号で示
す。

【０００７】図２に示すように、バリ抜き加工は、図１
（ａ）のフロント４、フランジ５、ジャーナル６、クラ
ンクピン７およびカウンターウェイト８などに当接して
鍛造品１１を保持する押し型２２と抱き型２３ならびに
その鍛造品の横断面輪郭形状に対応した刃部２６を有す
る上刃物型２４と下刃物型２５を備えたバリ抜き装置２
１を用い、通常、押し型２２と抱き型２３で鍛造品を保
持し、上下刃物型２４、２５の刃部２６でバリＢ３を挟
持しながら双方の刃物型２４、２５を押し下げることに
よりおこなわれる。

【０００８】ところで、クランク軸鍛造品は高い寸法精
度が要求されるが、上記バリ抜き加工の際、カウンター
ウェイト８（図１参照）が軸方向に倒れ、品質不良を招
くことがある。

【０００９】その対策として、特開平１−２７８９３３
号公報には、クランクピンおよびカウンターウェイトに
対応した刃部を他の刃部より突出させたクランク軸鍛造
品のトリミング装置（バリ抜き装置）が開示されてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平１−２７８
９３３号公報に開示された手段は、トリミング荷重（バ
リ抜き荷重）を小さくしてカウンターウェイトの倒れを
抑制するものであるが、倒れ防止効果が不十分で、高精
度の製品が要求される場合には、形状不良で問題になる
ことがある。

【００１１】本発明の課題は、カウンタウェイトの倒れ
を抑制し、高精度のクランク軸鍛造品の製造を可能とす
るクランク軸鍛造品のバリ抜き装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、４気筒８
枚カウンターウェイトのクランク軸鍛造品を対象に、バ
リ抜き加工のモデル試験をおこない、カウンターウェイ
トの倒れに関し、以下の知見を得た。

【００１３】(a) カウンターウェイトの倒れの原因は、
バリ抜き加工の際、バリ切断面に垂直方向の引張り力が
作用し、クランク軸本体からバリ側への材料流動が生じ
ることによる。

【００１４】(b) 上刃物型と下刃物型の少なくともいず
れか一方に突起を設け、バリ抜き加工に先行してバリ切
断面より外側のバリへその突起を押し込むことにより上
記引張り力が減少し上記材料流動を抑制することができ
る。

【００１５】(c) 突起は、その高さがバリ厚に基づく特
定の範囲で、刃部から特定距離の範囲に設けるのがよ
い。

【００１６】本発明は、上記知見に基づき完成されたも
ので、その要旨は以下の通りである。 (1) クランク軸鍛造品の横断面輪郭形状に対応した刃部
を有する一対の刃物型を備え、鍛造成形によりクランク
軸鍛造品に形成されるバリの打ち抜きに用いるバリ抜き
装置であって、少なくとも上記のいずれか一方の刃物型
は、バリに凹み部を形成する突起を有することを特徴と
するクランク軸バリ抜き装置。

【００１７】(2) 上記突起は、突起高さＨがバリ厚Ｔの
０．２〜０．７倍で、刃部からの距離Ｘがバリ厚Ｔの
１．０倍以上２５ｍｍ以下の範囲に設けることを特徴と
する上記(1) 項に記載のクランク軸バリ抜き装置。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明装置は、図１に示すように
バリＡ２、バリＢ３が形成されたクランク軸鍛造品のバ
リ抜き加工に用いることができる。

【００１９】図３は、本発明装置の一例とそのバリ抜き
状況を示す模式図で、同図（ａ）は上刃物型の下面図、
同図（ｂ）は同図（ａ）のロ−ロ断面におけるバリ抜き
状況を示す縦断面図である。同図において、符号３１は
突起、３２は切断面、Ｈは突起の高さ、Ｘは刃部と突起
間の距離で、図２と同じ要素は同一の符号で示す。

【００２０】図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明
装置の上刃物型２４は、バリ抜き加工時にバリＢ３に凹
み部を形成する突起３１を有する。その突起３１をバリ
Ｂ３へ押し込みながら刃部２６でバリＢ３を切断するこ
とにより、バリ切断面３２に作用するその面に直角方向
の引張り力を減少させることができる。したがって、鍛
造品本体からバリ側への材料流動が減少し、カウンター
ウェイトの軸方向の倒れを抑制することができる。な
お、バリＡ２に凹み部を形成する突起３１を設け、その
突起をバリＡ２へ押し込みながら切断してもよい。

【００２１】図３（ｂ）は、上刃物型に突起を設けた場
合の例であるが、上刃物型と下刃物型の少なくともいず
れか一方に突起を設ければよい。但し、バリ切断の安定
性の観点から、上刃物型にのみ突起を設けるのが好まし
い。なお、図３（ａ）は刃物型の全周に連続して突起を
設けた場合の例であるが、全周に断続して突起を設けて
もよい。

【００２２】本発明の好適態様にあっては、図３（ｂ）
において、突起３１は、その高さＨがバリ厚Ｔの０．２
倍以上、０．７倍以下で、刃部２６からの距離Ｘがバリ
厚Ｔの１．０倍以上、２５ｍｍ以下の範囲の位置に設け
ることを特徴とする。突起高さとその位置を上記範囲と
することによりバリ切断面に作用する引張り力を効果的
に減少させることができる。突起が高すぎると突起でバ
リが破断するといった問題が生じ、また、低すぎると押
し込みが不十分で上記引張り力の減少が少ない。突起の
位置が刃部に近すぎると、突起の押し込みにより引張り
力が作用し、遠すぎると押し込み効果が少ない。なお、
通常、バリ厚Ｔは、１〜１５ｍｍ程度である。

【００２３】次ぎに、本発明装置によるバリ抜き方法の
一例を説明する。図３（ｂ）において、押し型２２と抱
き型２３で鍛造品１１を保持し、下刃物型２５の刃部２
６をバリＢ３に当接する。次いで上刃物型２４を下降
し、上下刃物型２４、２５の刃部２６でバリＢ３を挟持
するとともに上刃物型２４に設けた突起３１をバリＢ３
へ押し込む。続いて、上下刃物型２４、２５をともに下
降させてバリ抜きをおこなう。バリ抜き加工方法は、上
刃物型に突起を有する場合を例にして説明したが、下刃
物型にのみ突起を有する場合、あるいは、上下の刃物型
に突起を有する場合も、上記と同様にしておこなうこと
ができる。

【００２４】また、本発明装置は、上下の刃物型を固定
して押し型と抱き型を可動させてバリ抜きをおこなうバ
リ抜き装置にも適用することができる。

【００２５】

【実施例】Ｓ４５Ｃの角ビレットを素材として、ロール
成形、曲げ加工、荒打ちおよび仕上げ打ちの各工程での
加工を順次おこない、図１に示すように、バリ厚（Ｔ）
８ｍｍのバリＢとその外側にバリＡが形成された４気筒
８枚カウンターウェイトの鍛造品を製造した。

【００２６】次いで、図３（ａ）、（ｂ）に示す基本構
成の上刃物型２４に突起３１を有するバリ抜き装置２１
を用いて、その突起の高さとその位置を変更して、上記
鍛造品を対象に各３０本のバリ抜き加工をおこない、カ
ウンターウェイトの倒れを調査した。表１に突起高さ
（Ｈ）、突起位置（Ｘ）とともに、カウンターウェイト
の倒れ状況を示す。カウンターウェイトの倒れはクラン
ク軸に垂直な面に対するカウンターウェイトの倒れ角で
評価し、３０本の平均値で示した。なお、同表のＮｏ．
４は、突起のない従来例である。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示すように、従来例は、鍛造品３０
本の平均でカウンターウェイト倒れ角は０．６度であっ
た。本発明例は、比較例に比べカウンターウェイトの倒
れ角が減少し、特にＮｏ．２は良好であった。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、カウンターウェイトの
倒れが抑制され、高寸法精度の製品を製造することが可
能となり、良品率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】仕上げ打ち状況ならびに仕上げ打ち後のクラン
ク軸鍛造品の形状例を示す模式図で、同図（ａ）は４気
筒８枚カウンターウェイトのクランク軸鍛造品の平面
図、同図（ｂ）は同図（ａ）のイ−イ線断面部位に対応
する仕上げ打ち型の要部断面図とクランク軸鍛造品の断
面図である。

【図２】従来のバリ抜き加工方法を模式的に示す断面図
である。

【図３】本発明装置の一例とそのバリ抜き状況を示す模
式図で、同図（ａ）は上刃物型の下面図、同図（ｂ）は
同図（ａ）のロ−ロ断面におけるバリ抜き状況を示す縦
断面図である。

【符号の説明】

１：仕上げ打ち型、２：バリＡ、３：バリＢ、４：フロ
ント、５：フランジ、６：ジャーナル、７：クランクピ
ン、８：カウンターウェイト、９：バリ押さえ部、１
０：製品型彫り部、１１：クランク軸鍛造品（鍛造
品）、２１：バリ抜き装置、２２：押し型、２３：抱き
型、２４：上刃物型、２５：下刃物型、２６：刃部、３
１：突起、３２：切断面、Ｈ：突起の高さ、Ｘ：刃部と
突起間の距離、Ｔ：バリ厚。

フロントページの続き (72)発明者 荻田 武司 大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金 属工業株式会社内 (72)発明者 福留 祐樹 大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金 属工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4E087 AA08 AA10 BA11 BA21 CA13 DB02 DB05 DB24 EA11 EC01 EC04 HA32

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク軸鍛造品の横断面輪郭形状に対
   応した刃部を有する一対の刃物型を備え、鍛造成形によ
   りクランク軸鍛造品に形成されるバリの打ち抜きに用い
   るバリ抜き装置であって、少なくとも上記のいずれか一
   方の刃物型は、バリに凹み部を形成する突起を有するこ
   とを特徴とするクランク軸バリ抜き装置。
2. 【請求項２】 上記突起は、突起高さＨがバリ厚Ｔの
   ０．２〜０．７倍で、刃部からの距離Ｘがバリ厚Ｔの
   １．０倍以上２５ｍｍ以下の範囲に設けることを特徴と
   する請求項１に記載のクランク軸バリ抜き装置。