曲軸、曲軸的制造方法以及曲軸的制造裝置制造方法

曲軸、曲軸的制造方法以及曲軸的制造裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供能夠以簡單的結構來容易且堅固地制造的結構的曲軸。曲軸（100）由連續地構成軸頸部（J）、曲柄臂部（W）和包括配重設置部（S）的銷部（P）的坯件（1）、以及配重部件（cw）構成。配重部件（cw）在其基端部形成有環狀部（50）。將坯件（1）貫穿插入所述環狀部（50），將環狀部（50）配置于配重設置部（S），對坯件（1）或（10）進行偏心鐓鍛，從而形成軸頸部（J）、曲柄臂部（W）和銷部（P）。通過將銷部（P、P）之間的配重設置部（S）和環狀部（50）固定來構成配重（CW）。
【專利說明】曲軸、曲軸的制造方法以及曲軸的制造裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及曲軸、曲軸的制造方法以及曲軸的制造裝置，特別涉及到下述曲軸、用于制造該曲軸的方法以及用于制造該曲軸的裝置，所述曲軸具有:軸頸部，所述軸頸部成為旋轉中心軸；多個銷部，所述多個銷部相對于所述軸頸部以相同相位偏心且彼此相鄰；曲柄臂部，所述曲柄臂部在所述軸頸部與各銷部之間沿徑向延伸；以及配重，所述配重配置在所述彼此相鄰的銷部之間并向與所述銷部相對于所述軸頸部偏心的方向相反的方向延伸。
【背景技術】
[0002]作為與曲軸相關的現有的技術，已知專利文獻I。而且，作為與曲軸相關的其他的現有的技術，已知專利文獻2。
[0003]專利文獻I涉及到通過將配重部件與軸坯件塑性結合來形成組裝式曲軸的技術。
[0004]并且，專利文獻I中公開了一種用軸坯件制造曲軸的曲軸的制造方法，其具有下述等特征:在對所述軸坯件的半徑方向施加變形的浮動夾具或者對所述軸坯件的軸向施加載荷的可動模具、和保持所述軸坯件的固定模具，配置成為所述曲軸的平衡錘的配重部件，并且將所述軸坯件固定于所述可動模具和所述固定模具，一邊利用所述浮動夾具對所述軸坯件的預定部位施加半徑方向的載荷，一邊使所述可動模具接近所述固定模具，由此對所述軸坯件施加軸向的壓縮載荷而對所述軸坯件進行鐓鍛，使所述預定部位向特定方向縱彎曲，并且使所述配重部件與所述軸坯件塑性結合，并且所述配重部件具備供所述軸坯件貫通的貫通孔，在所述貫通孔的內周設有齒形狀。
[0005]而且，在專利文獻I中，公開了一種用軸坯件制造曲軸的曲軸的制造裝置，其具有下述等特征:具備保持所述軸坯件的可動模具和固定模具、浮動夾具、以及在保持所述軸坯件的狀態下使所述可動模具接近所述固定模具的加壓單元，將與所述軸坯件塑性結合的配重部件保持在所述可動模具或者所述浮動部件以及所述固定模具來形成曲軸。
[0006]并且，在專利文獻I中公開了一種組裝式曲軸，具備下述等特征。具備:軸坯件，在其保持于可動模具和固定模具的狀態下，一邊使所述可動模具向所述固定模具接近一邊利用浮動夾具對特定部位施加徑向的載荷而被鐓鍛；以及配重部件，其與形成于所述軸坯件的所述特定部位的兩側的芯骨部塑性結合。
[0007]并且，在專利文獻I的圖2、圖12中示出了在單一的銷部22b的兩端連續形成芯骨部22c與軸部(相當于本申請發明中的軸頸部的一例，因此以下稱作軸頸部)22a的曲軸。而且，在專利文獻I的實施方式中，記載了下述等內容:“對軸坯件21進行鐓鍛加工，并且將形成于軸坯件21的芯骨部21c (相當于本申請發明的曲柄臂部的一例，因此以下稱作曲柄臂部)與配重部件22的貫通孔22a塑性結合。”(0035)。
[0008]在上述專利文獻I中，通過對軸坯件21進行鐓鍛加工，從而在銷部21b的兩端和各軸頸部21a的端部之間成形曲柄臂部21c，在該曲柄臂部21c的鐓鍛成形時，使貫穿插入配重部件22的貫通孔22a的芯骨部21c塑性結合。S卩，在專利文獻I中，與各銷部21b相對于軸頸部21a的偏心相位無關，在按發動機的氣缸數所需的各銷部21b的兩端分別成形曲柄臂部21c，并且在曲軸的兩端和各曲柄臂部21c之間分別形成軸頸部21a。并且，使配重部件22分別與各曲柄臂部21c塑性結合。
[0009]另一方面，在專利文獻2中公開了具有下述等特征的曲柄軸，相鄰地設置至少兩組曲軸曲拐部，所述曲軸曲拐部利用曲柄臂分別支承曲柄銷的兩端，使所述相鄰的兩組曲軸曲拐部的各曲柄銷處于相同相位，在相對的一側的各曲柄臂之間不設置曲柄軸頸而利用連接部連接，并且在遠離的一側的曲柄臂分別設置曲柄軸頸，設置將所述相鄰的兩組曲軸曲拐部的相對的一側的各曲柄臂連接的肋。
[0010]并且，在專利文獻2的實施方式中記載了下述等內容:“所述曲柄軸2相鄰設置有至少兩組利用曲柄臂8、8分別支承曲柄銷6的兩端的曲軸曲拐部4。在圖中，兩組曲軸曲拐部4相鄰設置。所述曲柄銷6軸支承未圖示的連桿的大端部。”(0016)，“所述相鄰的兩組曲軸曲拐部4中，使各曲柄銷6位于相同相位，在相對的一側的各曲柄臂8之間不設置曲柄軸頸而以連接部10連接。”(0017)，“所述相鄰的兩組曲軸曲拐部4中，使各曲軸銷6的銷中心線B相對于各曲柄軸頸12的軸頸中心線A所成的角度為相同角度(0°或者360° )的相位。由此,相鄰的兩組曲軸曲拐部4將各曲柄銷6設置成位于相同相位。”(0018)，“這樣，所述曲柄軸2為:使相鄰的兩組的曲軸曲拐部4的各曲柄銷6位于相同相位，在相對的一側的各曲柄臂8之間不設置曲柄軸頸而利用連接部10連接，并且在遠離的一側的曲柄臂8分別設置曲柄軸頸12，該曲柄軸2設有將相鄰兩組曲軸曲拐部4的相對的一側的各曲柄臂8連接起來的肋20。”(0020)。而且，在圖1中，在曲柄臂8的連接部10設有平衡配重(相當于本發明的配重的一例，因此在以下稱為配重)。并且，在專利文獻2還記載了:“而且，曲柄軸2僅是在相鄰兩組的曲軸曲拐部4的相對的一側的各曲柄臂8之間設有肋20，因此能夠通過一體鍛造容易地進行制造，能夠以低成本實施制造，在實用方面是有利的。”(0025)。
[0011]S卩，在所述專利文獻2中，在曲柄銷6和曲柄銷6之間與曲柄臂8 一體地設有連接部10，在分別與位于曲軸的兩端的曲柄軸頸12連續的曲柄臂8、8以及所述連接部10的與曲柄臂8對應的位置分別安裝有配重16。另外，對于配重16如何安裝于連接部10，在專利文獻I中并未記載。
[0012]在先技術文獻
[0013]專利文獻
[0014]專利文獻1:日本特開2010-65754號公報
[0015]專利文獻2:日本特開平8-105431號公報

【發明內容】

[0016]發明要解決的課題
[0017]曲軸一般要求整體輕量化。在上述專利文獻I中，在各銷部21b的兩端分別形成曲柄臂部21c，在曲軸的兩端和各曲柄臂部21c之間分別形成軸頸部21a，而且，使配重部件22分別與各曲柄臂部21c塑性結合，因此曲軸存在著進一步輕量化的余地。并且，使配重部件22分別與各曲柄臂部21c塑性結合，因而存在著削減工序數量和成本的余地。
[0018]而且，在上述專利文獻2中，對于曲柄銷6和曲柄銷6之間的與曲柄臂8 —體設置的連接板10，將配重16分別安裝在與曲柄臂8對應的位置，因此難以使曲軸輕量化。并且，在上述專利文獻2中，需要用于在連接部10的與曲柄臂8對應的位置分別安裝配重16的工序，還存在著耗費勞力、時間和成本等問題。并且，在上述專利文獻2中，由于是通過一體鍛造成形的，因此在該鍛造工序中，在成形用于設置配重16的連接部10的部分處，坯件的體積分配比較困難，因此不需要的鍛造毛刺增大，其結果是，還存在著鍛造材料利用率變差的問題。
[0019]本發明是鑒于上述的問題而完成的，其目的在于提供一種能夠以簡單的結構容易且堅固地制造的結構的曲軸。而且，本發明是鑒于上述的問題而完成的，其目的在于提供一種能夠以簡單的結構容易地制造堅固的曲軸的方法及其裝置。
[0020]用于解決課題的方案
[0021]本發明的曲軸的特征在于，所述曲軸具有:具有:軸頸部，其成為旋轉中心軸；多個銷部，其相對于該軸頸部以相同相位偏心且彼此相鄰；曲柄臂部，其在所述軸頸部與各銷部之間延伸；以及配重，其配置在所述彼此相鄰的銷部之間，并且與所述曲柄臂部平行地越過所述軸頸部的中心軸延長線延伸，所述曲軸由連續構成所述軸頸部、曲柄臂部和銷部的坯件和構成所述配重的配重部件構成，所述配重部件在其基端部具有環狀部，所述坯件在成為所述彼此相鄰的銷部的部分之間具有配重設置部，通過將所述坯件的配重設置部貫穿插入配置于所述配重部件的環狀部并固定從而構成所述配重，通過對所述坯件進行偏心鐓鍛來成形所述軸頸部、曲柄臂部和銷部。
[0022]本發明的曲軸的制造方法，用于制造曲軸，所述曲軸具有:軸頸部，其成為旋轉中心軸；多個銷部，其相對于該軸頸部以相同相位偏心且彼此相鄰；曲柄臂部，其在所述軸頸部與各銷部之間延伸；以及配重，其配置在所述彼此相鄰的銷部之間，并且與所述曲柄臂部平行地越過所述軸頸部的中心軸延長線延伸，所述制造方法的特征在于，準備連續構成所述軸頸部、曲柄臂部和銷部的坯件、以及構成所述配重的配重部件，在所述配重部件的基端部形成環狀部，并且在所述坯件的成為彼此相鄰的銷部的部分之間設定配重設置部，將所述坯件的成為配重設置部的部分貫穿插入配置于所述配重部件的環狀部，將所述配重部件的環狀部固定于所述坯件的成為配重設置部的部分或者所述配重設置部，并且對所述坯件沿軸向加壓來進行偏心鐓鍛成形從而成形所述軸頸部、曲柄臂部和銷部。
[0023]本發明的曲軸的制造裝置，用于制造曲軸，所述曲軸具有:軸頸部，其成為旋轉中心軸；多個銷部，其相對于該軸頸部以相同相位偏心且彼此相鄰；曲柄臂部，其在所述軸頸部與各銷部之間延伸；以及配重，其配置在所述彼此相鄰的銷部之間，并且與所述曲柄臂部平行地越過所述軸頸部的中心軸延長線延伸，所述曲軸由連續構成所述軸頸部、曲柄臂部和銷部的坯件以及構成所述配重的配重部件構成，所述制造裝置的特征在于，具備:保持模具，其分別保持所述坯件的成為所述軸頸部的部分和成為所述銷部的部分；以及軸向加壓單元，其對所述坯件沿軸向加壓來進行偏心鐓鍛，并且將成為曲柄臂部的部分在所述保持模具之間壓扁而成形為預定厚度，保持成為所述銷部的部分的保持模具構成為如下形狀:在所述彼此相鄰的銷部之間的成為配重設置部的部分貫穿插入配置于在配重部件的基端部形成的環狀部的狀態下，能夠保持成為所述銷部的部分。
[0024]發明效果
[0025]根據本申請的曲軸涉及的發明，利用坯件和配重部件構成，配重部件的基端部的環狀部被坯件的成為彼此相鄰的銷部的部分之間的配重設置部貫穿插入，配重部件以與曲柄臂部平行并越過軸頸部的中心軸延長線地延伸的方式配置，在環狀部固定于配重設置部的狀態下對坯件進行偏心鐓鍛，或者在對坯件進行偏心鐓鍛的同時將環狀部固定于配重設置部，通過這樣簡單的結構，能夠提供如下曲軸:由于將配重堅固地僅設于相對于軸頸部相位相同的銷部之間，因此為容易制造的結構，并且實現了輕量化。
[0026]根據本申請的曲軸的制造方法涉及的發明，準備在成為彼此相鄰的銷部的部分之間設定有配重設置部的坯件和形成有環狀部的配重部件，使環狀部貫穿插入配重設置部，將配重部件以與曲柄臂部平行并越過軸頸部的中心軸延長線地延伸的方式配置，在環狀部固定于配重設置部后對坯件進行偏心鐓鍛，或者在對坯件進行偏心鐓鍛的同時將環狀部固定于配重設置部，通過這樣簡單的結構，能夠提供如下方法:能夠容易制造將配重堅固地僅設于相對于軸頸部相位相同的銷部之間且輕量化了的曲軸。
[0027]根據本發明的曲軸的制造裝置涉及的發明，保持坯件的銷部的保持模具形成為下述形狀:在將在配重部件的基端部形成的環狀部被所述坯件的成為相鄰的銷部之間的配重設置部的部分貫穿插入配置的狀態下，能夠保持所述成為銷部的部分，通過這樣簡單的結構，在配重部件的環狀部被坯件的成為配重設置部的部分貫穿插入，并將配重部件以與曲柄臂部平行地越過軸頸部的中心軸延長線延伸的方式配置的狀態下，用保持模具分別保持成為銷部的部分和成為軸頸部的部分，利用軸向加壓單元對坯件向軸向加壓以進行偏心鐓鍛，并且使成為曲柄臂部的部分在所述保持模具之間壓扁而成形為預定的厚度，這樣能夠提供下述裝置方法:能夠容易地制造將配重容易且堅固地僅設于相對于軸頸部的相位相同的銷部之間且輕量化了的曲軸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是示出用于制造本發明的曲軸的坯件和配重部件的一個實施方式的立體圖。
[0029]圖2是示出使圖1所示的配重部件的環狀部被坯件的配重設置部貫穿插入的狀態的立體圖。
[0030]圖3是示出從圖2的狀態將配重部件的環狀部固定于坯件的配重設置部，并且對坯件進行鐓鍛而成形的曲軸的一個實施方式的主視圖。
[0031]圖4是圖3的剖視圖。
[0032]圖5是示出設置了圖2所示的坯件和配重部件的狀態下的、本發明的預備成形裝置的一個實施方式的剖視圖。
[0033]圖6是示出從圖5的狀態完成了坯件的預備成形的狀態的預備成形裝置的剖視圖。
[0034]圖7是示出在本發明的一個實施方式中用于對坯件鐓鍛成形的制造裝置的、成形為對半分開狀的銷部保持模具和殼體的一方、以及軸頸部保持模具的剖面的分解立體圖。
[0035]圖8是示出在圖7所示的制造裝置中設置了插入到配重部件的坯件的狀態下，將成形為對半分開狀的銷部保持模具和殼體打開，并且剖開軸頸部保持模具的說明圖。
[0036]圖9是圖8的橫向剖視圖。
[0037]圖10是示出從圖8的狀態對坯件向軸向加壓來進行鐓鍛成形的狀態的說明圖。
[0038]圖11是圖10的橫向剖視圖。
[0039]圖12是示出在本發明的第二實施方式中在成為配重設置部的部分的兩端形成臺階部的坯件的一個實施方式的主視圖。[0040]圖13是示出設有圖12所示的坯件的狀態下的預備成形裝置的一個實施方式的剖視圖。
[0041]圖14是示出從圖13的狀態完成了坯件的預備成形的狀態的預備成形裝置的剖視圖。
[0042]圖15是示出用于說明通過鉚定臺階部來固定了配重部件的狀態的、圖14的局部放大圖。
[0043]圖16是示出在本發明的第二實施方式中用于對坯件鐓鍛成形的制造裝置的、成形為對半分開狀的銷部保持模具的一方的分解立體圖。
[0044]圖17是將在如圖14所示地配重部件被貫穿插入的狀態下預備成形了的坯件設于包括圖16所示的保持模具的制造裝置的狀態的說明圖。
[0045]圖18是示出從圖17所示的狀態對坯件在軸向加壓而進行了鐓鍛成形的狀態的說明圖。
[0046]圖19是示出將圖12所示的坯件設于本發明的第三實施方式中的預備成形裝置的狀態的剖視圖。
[0047]圖20是示出從圖19的狀態完成了坯件的預備成形的狀態的預備成形裝置的剖視圖。
[0048]圖21是為了比較曲軸(a)和曲軸(b)而示出的說明圖，所述曲軸(a)是通過對如圖20所示地預備成形的坯件進行鐓鍛成形而制造的曲軸，所述曲軸(b)是通過對如圖14所示地預備成形的坯件進行鐓鍛成形而制造的曲軸。
[0049]圖22是為了比較通過本發明的第四實施方式將配重的厚度減薄部與銷部一起進行淬火處理的情況(a)和通過現有的技術僅將銷部淬火處理的情況(b)而示出的說明圖。
【具體實施方式】
[0050]首先，基于圖1?圖4說明本發明的曲軸100的第一實施方式。另外，對于該實施方式中的曲軸100以下述情況進行說明:在曲軸100的兩端形成有一對成為旋轉中心軸的軸頸部J、J，形成一對銷部P、P,所述一對銷部P、P相對于軸頸部J以相同相位偏心且彼此相鄰，以在各軸頸部J與各銷部P之間分別延伸的方式形成有一對曲柄臂部w、w，在兩個銷部p、p之間設定配重設置部S，配重CW與曲柄臂部W平行配置且以越過軸頸部J的中心軸延長線C的方式延伸。在以下的記載和附圖中，特別是在對曲軸100進行說明的情況下，如軸頸部J、銷部P、曲柄臂部W、配重設置部S、配重CW地以大寫字母表示，而在對坯件I或預備成形而成的坯件10 (后述)進行說明的情況下，如成為軸頸部的部分j、成為銷部的部分P、成為曲柄臂部的部分W、成為配重設置部的部分S、構成配重的配重部件CW地以小寫字母表示。在圖中，對同樣的部分或者相當的部分標以相同標號。
[0051]本發明的曲軸100大致具有:軸頸部J、J，其成為旋轉中心軸；多個銷部P、P，其相對于軸頸部J以相同相位偏心并彼此相鄰；曲柄臂部w、w，其在各軸頸部J和各銷部P之間延伸；以及配重CW，其配置在銷部P、P之間并且以與曲柄臂部W平行且越過軸頸部J的中心軸延長線C的方式延伸，曲軸100由連續地構成軸頸部J、曲柄臂部W和包含配重設置部S的銷部P的坯件1、以及構成配重CW的配重部件CW構成。通過對坯件I或10進行偏心鐓鍛而成形軸頸部J、曲柄臂部W以及包含配重設置部S的銷部P。并且，在相鄰的銷部P、P之間具有配重設置部S。而且，配重部件CW在其基端部形成有環狀部50。通過將坯件I貫穿插入該環狀部50，并將環狀部50配置并固定在配重設置部S來構成配重CW。
[0052]圖1是示出用于制造本發明的曲軸的坯件I和配重部件cw的立體圖，圖2是示出坯件I貫穿插入在了配重部件cw的環狀部50的狀態的立體圖，圖3是對坯件I或10進行鐓鍛加工而成形的曲軸100的主視圖，圖4是圖3的縱剖側視圖。另外，請注意:圖1、2所示的配重部件cw與圖3、4中的配重CW的朝向是相反配置的狀態。
[0053]如圖1所示，曲軸100由坯件I和配重部件cw構成。在圖1所示的實施方式的情況下，坯件I由整體上剖面為圓形且直徑均勻的棒狀或者線狀(將這些統稱為棒狀)的金屬制材料構成。在坯件I的成為銷部的部分P、P之間設定有成為配重設置部的部分S。另一方面，配重部件cw—體成形有其基端部的環狀部50、其頂端部的重物部51以及連接環狀部50和重物部51的連接部52。環狀部50的內徑成形得比坯件I的成為配重設置部的部分s的外徑稍大，以使所述部分s能夠貫穿插入環狀部50。而且，重物部51基于配重部件cw的質量、連接部52的長度、銷部P相對于軸頸部J的偏心量、或者銷部P承受的慣性矩的大小等而被設定為能夠抵消在曲軸產生的振動的大小。這樣的配重部件cw能夠通過沖裁加工、鍛造加工等容易地成形。
[0054]如圖2所示，如此成形的配重部件cw中，坯件I貫穿插入其環狀部50，并將環狀部50配置在成為配重設置部的部分S。然后，在該狀態下對坯件I進行鐓鍛，使銷部P相對于軸頸部J偏心預定量，并且將曲柄臂部W壓扁而成形為預定的厚度，這樣的話，如圖3和圖4所示，成形如下曲軸100:在兩端形成一對軸頸部J、J，在配重設置部S的兩端連續地形成一對銷部P、P，以在各銷部P、P的端部和各軸頸部J、J之間分別延伸的方式形成一對曲柄臂部W、W，將配重設置部S貫穿插入配置并固定在環狀部50來構成配重CW。另外，為了固定本發明的曲軸100的配重設置部S和環狀部50，例如可以通過激光焊接、鉚接、鍵接合(々一接合，楔接合)等各種方法固定連接。利用鉚接實現的固定連接在后面詳細說明。
[0055]上述的結構的曲軸能夠僅將棒狀的坯件I插入配重部件cw的環狀部50并進行偏心鐓鍛成形就容易地構成，而且，配重設置部S貫穿插入環狀部50，因此配重CW堅固地設置于配重設置部S。而且，上述的結構的曲軸盡管設有相同相位的一對銷部P、P，曲柄臂部和軸頸部仍具有一對即可，并且能夠以單一的配重切實地取得曲軸的旋轉平衡，因此能夠實現曲軸整體的輕量化。
[0056]接下來，對于本發明的曲軸100的制造裝置的第一實施方式，通過制造如上所述構成的曲軸100的情況基于圖5?圖11說明。
[0057]本發明的曲軸100的制造裝置為用于制造曲軸的裝置，所述曲軸大致具有:軸頸部J、J，其成為旋轉中心軸；多個銷部P、P，其相對于所述軸頸部J以相同相位偏心且彼此相鄰；曲柄臂部W、W，其在軸頸部J與各銷部P、P之間延伸；以及配重CW，其配置在銷部P、P之間并且與曲柄臂部W平行地越過軸頸部J的中心軸延長線JC地延伸，所述曲軸由連續構成軸頸部J、曲柄臂部W和銷部P的坯件I或10、以及構成配重CW的配重部件CW構成，所述制造裝置中，具備鐓鍛成形裝置3，所述鐓鍛成形裝置3具備:保持模具30、31，其分別保持坯件I或10的成為軸頸部的部分j、j和成為銷部的部分p、p ;以及軸向加壓單元33，其對坯件I或10沿軸向加壓來進行偏心鐓鍛，并且將成為曲柄臂部的部分w在保持模具30、31之間壓扁而成形為預定厚度，保持成為銷部的部分P的保持模具31構成為能夠在下述狀態下保持成為銷部的部分P、P的形狀，所述狀態是彼此相鄰的銷部P、P之間的成為配重設置部的部分S貫穿插入配置于在配重部件cw的基端部形成的環狀部50的狀態。并且，本發明的曲軸的制造裝置還具備預備成形裝置2，預備成形裝置2，在坯件I的成為配重設置部的部分s貫穿插入配置于配重部件cw的環狀部50的狀態下，對所述坯件I的成為銷部的部分P、P沿與軸向正交的方向加壓，并且以使成為銷部的部分P、P和與其相鄰的成為軸頸部的部分j、j的軸向的位置彼此靠近的方式沿軸向加壓，使坯件的成為銷部的部分P、P相對于成為軸頸部的部分j、j偏移預定量，并且使成為曲柄臂部的部分W、w以預定的厚度相對于成為銷部的部分P、P和成為軸頸部的部分j、j彎曲。
[0058]圖5和圖6是用于說明坯件I的預備成形和該預備成形裝置的結構而示出的圖，圖7?圖11是用于說明預備成形后的坯件10的鐓鍛成形和該鐓鍛成形裝置的結構而示出的圖。即，本實施方式中的曲軸的制造裝置具備:用于使坯件I預備成形的預備成形裝置2和用于對該預備成形后的坯件10進行鐓鍛成形的鐓鍛成形裝置3。另外，在本實施方式中，將預備成形后的還件成為粗形材10。
[0059]在圖5和圖6所示的實施方式的情況下，預備成形裝置2具備:沖頭20，其約束并把持坯件I的成為銷部的部分P ;沖模21、21，其約束并把持坯件I的與由沖頭20把持的成為銷部的部分P相鄰的、成為軸頸部的部分j ;軸向正交方向驅動單元25，其進行驅動以使沖頭20相對于沖模21在與坯件的軸向正交的方向位移；以及軸向驅動單元26 (后述)，其沿坯件I的軸向進行驅動以使沖模21相對于沖頭20接近，預備成形裝置2中，使坯件的成為銷部的部分P相對于成為軸頸部的部分j偏移預定量，并且使成為曲柄臂部的部分w以預定的厚度相對于成為銷部的部分P和成為軸頸部的部分j彎曲成形。并且，沖頭20形成為下述形狀:在坯件I的成為配重設置部的部分s貫穿插入配置于配重部件cw的環狀部50的狀態下，能夠把持與該成為配重設置部的部分s的兩側相鄰的成為銷部的部分P、P。
[0060]沖頭20具有:主體20a，其利用軸向正交方向驅動單元25對坯件I加壓，進行成形以使包括成為配重設置部的部分S的成為銷部的部分P相對于成為軸頸部的部分j偏移，并且將成為曲柄臂部的部分W壓扁；以及沖頭按壓件20b，其設于所述主體20a的下方并且把持坯件I的包括成為配重設置部的部分s的成為銷部的部分P。沖頭20安裝在上盤23的下面。上盤23與軸向正交方向驅動單元25連接。作為軸向正交方向驅動單元25，例如可以采用沿與坯件I的軸向正交的方向進行伸縮驅動的壓力機的活塞(ram)等。沖頭20的主體20a在其大致中央部具有用于收納配重部件cw的空間22。主體20a和沖頭按壓件20b具有與坯件I的成為銷部的部分p、p對應的、把持該部分p、p的部分。并且，沖頭按壓件20b的把持坯件I的成為銷部的部分P、P的部分構成為相互連接、能夠維持為坯件I的成為銷部的部分P、P的間隔在軸向上沒有變動。并且，沖頭按壓件20b能夠相對于主體20a開閉或能夠裝卸地拆下。對于坯件1，在沖頭按壓件20b相對于主體20a打開的狀態或者拆下的狀態下，將環狀部50貫穿插入在了成為配重設置部的部分s的配重部件cw收納于空間22，并以成為銷部的部分與進行把持的部分對應的方式進行配置，然后，將沖頭按壓件20b相對于主體20a關閉或者安裝、利用夾緊件等保持，由此對該成為銷部的部分p、p進行把持。
[0061]沖模21與沖頭20同樣地，具有:主體21a，以在主體21a與沖頭20之間將成為曲柄臂部的部分w壓扁的方式進行成形；以及沖模按壓件21b，其設于所述主體21a的上方并把持坯件I的成為軸頸部j的部分，沖模按壓件21b能夠相對于主體21a開閉或者能夠裝卸地拆下。并且，沖模21以能夠沿軸向移動的方式設于下盤24的上面。
[0062]軸向驅動單元26可以由通過上盤23的下降而以相互靠近的方式移動的凸輪機構構成。構成軸向驅動單元的凸輪機構26由驅動凸輪26a和從動凸輪26b構成。驅動凸輪26a以在軸向上不移動的方式設于上盤23，從動凸輪26b以能夠沿軸向移動的方式設置并與沖模21連接。當驅動凸輪26a伴隨著上盤23的下降而被壓下時，通過從動凸輪26b使一對沖模21、21以彼此靠近的方式沿軸向移動。另外，軸向驅動單元26并不限定于凸輪機構，也可以由沿坯件I的軸向(圖5、圖6中的左右方向)伸長和收縮的液壓缸等其他致動器構成。
[0063]另一方面，本實施方式中的鐓鍛成形裝置3具備以能夠使保持模具30、31沿軸向滑動的方式約束保持模具30、31的殼體32，并且在本實施方式中，至少保持坯件I或10的成為銷部的部分P的保持模具31具備:軸向滑動件41，其以能夠相對于殼體32的內周面沿軸向移動的方式滑動；以及徑向滑動件42，其被保持于所述軸向滑動件41，并且以能夠沿殼體32的徑向移動的方式滑動。
[0064]殼體32由將圓筒沿軸向對半分開得到的一對部件32A、32B構成。殼體32被支承成相對的相互的部件32A、32B能夠開閉且在成形時不會意外打開地以預定的力合模。另夕卜，在圖8和圖10中，示出了殼體32的一個部件32A或32B的端面，不過要注意的是為了容易確定其形狀而標有陰影線。
[0065]保持坯件I或10的成為軸頸部的部分j的保持模具(稱為軸頸部保持模具)30的外周形狀是與殼體32的內周形狀相似形狀，并且比所述殼體32的內周面成形得稍小。各軸頸部保持模具30在其一側形成有保持成為軸頸部的部分j的保持部30a。保持部30a可以通過穿設孔等而容易地形成，所述孔的內徑比成為軸頸部的部分j的直徑稍大，且深度與成為軸頸部的部分j的軸向長度對應。另外，在本實施方式中，由于制造僅在兩端具備軸頸部J、J的曲軸100，軸頸部保持模具30構成有一對。并且,各軸頸部保持模具30也可以不像銷部保持模具31A、31B那樣構成為對半分開狀(對于對半分開狀的銷部保持模具31A、31B的結構，在后面敘述)，而以包括圖7中點劃線所示的部分的方式一體地成形。
[0066]保持坯件I或10的成為銷部的部分P的保持模具(稱為銷部保持模具)31以能夠保持和取出坯件I或粗形材10的方式由形成為對半分開狀的一對部件31A、31B構成。銷部保持模具31的軸向滑動件41成形為板狀，所述板狀的厚度與成形的曲軸100的兩個銷部P、P (包括配重設置部S)的端部之間的軸向長度加上使支承所述銷部P的兩端的兩個曲柄臂部W、W成形的厚度而得到的厚度大致相同，該軸向滑動件41的外周形狀與殼體32的內周形狀為相似形，并且以能夠在殼體32的內部沿軸向滑動的方式形成得比殼體32的內面稍小。并且，銷部保持模具31的軸向滑動件41中，在其兩面以沿厚度方向分別貫通的方式形成開口 43，該開口 43根據成形的曲軸100的曲柄臂部W的形狀和/或大小、以及配重的重物部的大小(寬度和/或長度)等沿徑向延伸，軸向滑動件41由沿所述開口 43的長度方向在中央對半分開的一對部件41A、41B構成。進而，在開口 43的長度方向側壁分別形成有用于以滑動件42的側緣能夠滑動的方式支承徑向滑動件42的側緣的槽44。
[0067]另一方面，銷部保持模具31的徑向滑動件42成形為板狀，所述板狀的厚度為與成形的曲軸100的兩個銷部P、P (包括配重設置部)的端部之間的軸向長度大致相同的厚度，且其寬度為能夠被軸向滑動件41的槽44支承而被沿與移動方向正交的方向約束的寬度，并且所述板狀的長度為:如圖8?圖12所示在環狀部50被坯件I或10的成為配重設置部的部分s貫穿插入配置的配重部件cw的連接部52收納于空間45并且重物部51從空間45突出的狀態下，在槽44內能夠移動從坯件I或10的成為銷部的部分P到成為曲軸的銷部P的偏心長度為止。并且，徑向滑動件42在其厚度方向的大致中央形成有用于收納配重部件cw的環狀部50和連接部52的空間45，而且在所述空間45和徑向滑動件42的表面之間形成有保持成為銷部的部分P的孔46。并且，徑向滑動件42由一對部件42A、42B構成，所述部件42A、42B由沿穿過孔46的中心且在銷部P相對于軸頸部J偏心的方向上延伸的假想線上形成的分割線對半分開。另外，在圖8和圖10中，示出了銷部保持模具31的軸向滑動件41和徑向滑動件42的一個部件41A、42A或41B、42B的端面，不過與殼體32同樣，要注意的是為了容易確定其形狀而標有陰影線。
[0068]接下來，對于本發明的曲軸的制造方法的第一實施方式，通過使用如圖5?圖11所示地構成的制造裝置如圖1?圖4所示地制造曲軸的情況來進行說明，并且也一并說明該制造裝置的動作及其效果。
[0069]本發明的曲軸100的制造方法，其為用于制造曲軸100的方法，所述曲軸100大致具有:軸頸部J、J，其成為旋轉中心軸；多個銷部p、p，其相對于所述軸頸部J以相同相位偏心且彼此相鄰；曲柄臂部W、W，其分別在軸頸部J與各銷部P、P之間延伸；以及配重01，其配置在銷部p、p之間并且與曲柄臂部W平行且越過軸頸部J的中心軸延長線JC地延伸，其中，準備連續構成軸頸部J、曲柄臂部W和銷部P的坯件1、以及構成配重CW的配重部件CW，在配重部件CW的基端部形成環狀部50，并且在坯件I的成為銷部的部分P、P之間設定成為配重設置部的部分S，將坯件I的成為配重設置部的部分s貫穿插入配置于配重部件cw的環狀部50并固定，并且對坯件I或10沿軸向加壓來進行偏心鐓鍛從而成形軸頸部J、J、曲柄臂部W、W和銷部P、P。
[0070]并且，本發明的曲軸的制造方法大致為，在上述鐓鍛成形之前，在坯件I的成為配重設置部的部分S貫穿插入配置于配重部件CW的環狀部50的狀態下，對成為銷部的部分P、P沿與軸向正交的方向加壓，并且沿軸向加壓使得該成為銷部的部分P、P和與其相鄰的成為軸頸部的部分j、j的軸向的位置彼此靠近，實施使坯件I的成為銷部的部分P、P相對于成為軸頸部的部分j、j偏移預定量，并且使成為曲柄臂部的部分W、W以預定的厚度相對于成為銷部的部分P、P和成為軸頸部的部分j、j彎曲的預備成形來形成粗形材10，對該預備成形得到的粗形材10沿軸向加壓來進行偏心鐓鍛。
[0071]在對坯件I進行預備成形時，如圖5所示，首先將棒狀的坯件I貫穿插入配重部件cw的環狀部，以使配重部件的環狀部50位于坯件I的成為配重設置部的部分S，在該狀態下將配重部件cw收納于沖頭20的主體20a的空間22且用沖頭20把持坯件I的成為銷部的部分P、P，并且以沖模21、21分別把持坯件I的成為軸頸部的部分j、j。此時，如圖5所示，配重部件cw由主體20b的空間22定位，而且，貫穿插入環狀部50的坯件I由沖模21把持定位，因此配重部件cw的環狀部50被相對于坯件I的成為配重設置部的部分s準確地定位。
[0072]在該狀態下，如圖6所示，通過使上盤23相對于下盤24下降，使沖頭20沿與坯件I的軸向正交的方向移動來加壓，并且利用軸向驅動單元26使沖模21、21分別以接近沖頭20的方式沿軸向移動來加壓。坯件I的成為銷部的部分P、P相對于成為軸頸部的部分j偏移預定量，與此相伴地，由凸輪機構26a、26b等構成的軸向驅動單元26使沖模21、21以相互接近的方式移動，從而將位于成為銷部的部分P與成為軸頸部的部分j之間的成為曲柄臂部的部分w相對于部分P和部分j彎曲加工成預定的角度。此時，通過沖頭20沿與坯件I的軸向正交的方向移動而實現的加壓和沖模21、21以彼此接近的方式沿軸向移動，從而粗形材10的成為曲柄臂部的部分w在沖頭20的主體20a與沖模21的主體21a之間被加壓并壓扁而成形為預定的厚度，并且相對于成為軸頸部的部分j和成為銷部的部分P彎曲成形為預定的角度。粗形材10中，成為配重設置部的部分s貫穿插入配置于配重部件cw的環狀部50。
[0073]在這樣將棒狀的坯件I預備成形而成為粗形材10的情況下，能夠在以后以較少的成形阻力進行偏心鐓鍛成形，因而能夠容易且可靠地制造高精度的曲軸。而且，在預備成形時使沖模21、21以彼此接近的方式移動，從而對成為銷部的部分P和成為軸頸部的部分j沿與軸向正交的方向加壓的力較小即可，能夠將成為曲柄臂部的部分w容易且高精度地相對于成為銷部的部分P和成為軸頸部的部分j彎曲加工成預定角度。
[0074]接下來，在對預備成形了的粗形材10進行偏心鐓鍛成形時，如圖8和9所示，將預備成形的粗形材10的成為銷部的部分P和成為軸頸部的部分j分別保持在鐓鍛成形裝置3的保持模具30、31。此時，環狀部50被成為配重設置部的部分s貫穿插入配置的配重部件cw收納于銷部保持模具31的徑向滑動件42的空間45中，位于成為配重設置部的部分s的兩側的成為銷部的部分P、P被分別保持在徑向滑動件42的孔46、46中。
[0075]在該狀態下，將保持了粗形材10的保持模具30、31收納在殼體32內，如圖10和圖11中以箭頭示出地利用軸向加壓單元33沿軸向加壓。此時，徑向滑動件42相對于軸向滑動件41的槽44滑動直到與殼體32的內周面抵合(衝合)。因此，粗形材10的成為銷部的部分P相對于成為軸頸部的部分j的偏心量變化為曲軸100的銷部P相對于軸頸部J的偏心量。并且，粗形材10的成為曲柄臂部的部分w、w在軸向滑動件41的開口 43內，在軸頸部保持模具30和銷部保持模具31的徑向滑動件42之間被壓扁地被鐓鍛，成形為相對于銷部P、P隔開預定的間距、且分別為預定的形狀、預定的厚度的曲柄臂部W、W。
[0076]另外，在本實施方式中，可以將配重部件cw的環狀部50與坯件I的成為配重設置部的部分s通過焊接等固定起來，進行預備成形和偏心鐓鍛成形，也可以是，在將坯件I的成為配重設置部的部分s貫穿插入配置于配重部件cw的環狀部50的狀態下進行預備成形，然后將配重部件cw的環狀部50與粗形材10的成為配重設置部的部分s通過焊接等固定起來，接著，進行偏心鐓鍛成形，還可以是，在坯件I的成為配重設置部的部分s貫穿插入配置于配重部件cw的環狀部50的狀態下進行預備成形，接著進行偏心鐓鍛成形，然后將配重部件cw的環狀部50與曲軸的配重設置部S通過焊接等固定起來。
[0077]另外，本發明也可以不進行預備成形，將坯件I的成為配重設置部的部分s貫穿插入配置于配重部件cw的環狀部50，將坯件I的成為軸頸部的部分j和成為銷部的部分P分別保持在保持模具30、31來進行偏心鐓鍛成形。并且，本發明也包括下述情況:在偏心鐓鍛成形時不將保持模具30、31收納在殼體32內地沿軸向加壓。
[0078]在這樣由軸向滑動件41和徑向滑動件42構成鐓鍛成形裝置3的銷部保持模具31的情況下，伴隨著偏心鐓鍛成形，能夠可靠地應對從坯件I或者粗形材10的成為銷部的部分P相對于成為軸頸部的部分j的偏心量變化到曲軸100的銷部P相對于軸頸部J的偏心量，并且能夠使銷部P高精度地偏心。
[0079]而且，鐓鍛成形裝置3的軸頸部保持模具30和銷部保持模具31收納于殼體32內而被約束，由此，能夠可靠且高精度地進行坯件I或粗形材10的偏心鐓鍛成形。
[0080]接下來，基于圖12?圖18說明本發明的第二實施方式。另外，在本第二實施方式的說明中，對于與上述的第一實施方式同樣或相當的部分標以相同標號并省略其說明，僅對與第一實施方式不同的部分進行說明。
[0081]本發明的該實施方式中的曲軸100中，通過將配重部件cw的環狀部50和坯件I或10的配重設置部S的至少一方鉚接，從而將配重部件CW的環狀部50固定于配重設置部
S。圖13?圖15用于說明通過在預備成形的工序中使成為配重設置部的部分s的臺階部6 (后述)塑性變形，從而將配重部件cw的環狀部50鉚接固定的情況，圖16?圖18用于說明通過在偏心鐓鍛成形工序中對成為配重設置部的部分s的臺階部6沿軸向壓縮，從而將配重部件cw的環狀部50鉚接固定的情況。
[0082]如圖12所示，本實施方式中的坯件I中，成為配重設置部的部分s的剖面面積成形為比成為銷部的部分P的剖面面積大，并且在成為配重設置部的部分S的成為與各成為銷部的部分P的交界處的兩端形成有臺階部6、6。另外，在圖12所示的實施方式中，坯件I的成為軸頸部的部分j和成為曲柄臂部的部分w成形為與成為配重設置部的部分s為大致相同剖面面積。這樣的坯件I例如通過對整體具有成為軸頸部的部分j、成為曲柄臂部的部分w和成為配重設置部的部分s的剖面面積的棒狀的金屬材料將各成為銷部的部分P切削加工成預定的剖面面積等等而成形。
[0083]預備成形裝置2的沖頭構成為下述形狀:通過沿與軸向正交的方向按壓成為銷部的部分P而使成為配重設置部的部分s塑性變形，能夠將配重部件cw的環狀部50鉚接固定于配重設置部S。S卩，如將圖15放大并以局部剖面示出地，沖頭主體20a的、與從成為配重設置部的部分s的臺階部6到配重部件cw的環狀部50的端面為止對應的部分20c傾斜地形成為錐狀。
[0084]在如此構成的預備成形裝置2中，如圖13所示，將坯件I的成為銷部的部分P、P在沖頭主體和沖頭按壓件之間把持，而且將成為軸頸部的部分j、j由沖模把持，如圖14所示，使上盤23相對于下盤24下降，由此使沖頭20沿與坯件I的軸向正交的方向移動并加壓，并且使沖模21、21以分別接近沖頭20的方式沿軸向移動并加壓。此時，從坯件I的成為配重設置部的部分s的臺階部6到配重部件cw的環狀部50的端面為止的上方部分由沖頭主體20a的形成為錐狀的部分20c按壓，其結果是，以使材料向上方流動的方式塑性變形。由此，如圖15所示，坯件I的成為配重設置部的部分s的臺階部附近的厚度隆起，從而將環狀部50的端面鉚定。該鉚定環狀部50的端面的工序，僅通過將用于使坯件I的成為配重設置部的部分s塑性變形的部分20c設置于沖頭20，就能夠與坯件I的預備成形同時地容易進行。
[0085]另外，在通過該鉚定能夠將環狀部50與成為配重設置部的部分s以充分的強度固定的情況下，可以省略后述的對臺階部6沿軸向壓縮(基于圖18說明)而實現的鉚定，而且，在進行該對臺階部6沿軸向壓縮而實現的鉚定的情況下，能夠作為該沿軸向壓縮而實現的鉚定的前工序而起到臨時固定的作用。[0086]接下來，基于圖16?圖18說明本實施方式中的鐓鍛成形裝置。在本實施方式中，同樣，對使坯件I預備成形而成的粗形材10進行鐓鍛成形的情況進行說明，不過本發明并不限定于對粗形材10進行鐓鍛成形的情況。
[0087]在本實施方式中的鐓鍛成形裝置中，保持成為銷部的部分P的保持模具31構成為下述形狀:沿軸向壓縮并鉚定成為配重設置部的部分S，從而能夠將配重部件CW的環狀部50固定于配重設置部S。
[0088]圖16是分解示出對半分開狀構成的銷部保持模具31A、31B的僅一方的立體圖，本實施方式中的銷部保持模具31的軸向滑動件41A、41B由(圖中的)上部軸向滑動件41a和下部軸向滑動件41b分別構成，徑向滑動件42A、42B由(圖中的)上部徑向滑動件42a和下部徑向滑動件42b分別構成。上部徑向滑動件42a和下部徑向滑動件42b構成為對半分開狀，因此通過與圖16未示出的另一方的上部徑向滑動件和下部徑向滑動件分別對合，能夠以其孔46、46分別保持坯件I或粗形材10的成為銷部的部分p、p。而且，上部軸向滑動件41a和下部軸向滑動件41b也構成為對半分開狀，因此通過與圖16未示出的另一方的上部軸向滑動件和下部軸向滑動件分別對合，能夠以上部徑向滑動件42a和下部徑向滑動件42b分別能滑動的方式保持上部徑向滑動件42a和下部徑向滑動件42b。并且，上部軸向滑動件41a和下部軸向滑動件41b被設定為:將兩者41a、41b合在一起的軸向的厚度比坯件I或粗形材10的成為配重設置部的部分S的臺階部6、6之間的軸向長度稍短。因此，分別將上部徑向滑動件42a和下部徑向滑動件42b安裝于粗形材10 (圖17所示的情況)的成為銷部的部分P、P并使其保持于孔46，將所述上部徑向滑動件42a和下部徑向滑動件42b分別保持于上部軸向滑動件41a和下部軸向滑動件41b的話，在上部軸向滑動件41a和下部軸向滑動件41b之間形成間隙M。而且，構成銷部保持模具31的徑向滑動件42的孔46成形為與成為銷部的部分P的剖面面積對應的直徑。因此，徑向滑動件42的一個表面中的孔46周圍的部分成為與臺階部6接觸的狀態，因而，在對坯件I或粗形材10沿軸向加壓時，能夠使臺階部6沿軸向壓縮。
[0089]在如此構成的鐓鍛成形裝置3中，以保持模具30、31保持粗形材10 (本實施方式的情況)并收納在殼體32內，利用軸向加壓單元33沿軸向加壓，使之間形成有間隙M的上部軸向滑動件41a與下部軸向滑動件41b抵合。由此，如圖18所示，將粗形材10的成為配重設置部的部分s的臺階部6沿軸向壓縮，能夠將被成為配重設置部的部分s貫穿插入配置的環狀部50鉚接固定。該將成為配重設置部的部分s鉚定來固定環狀部50的工序僅通過在坯件I的成為配重設置部的部分s的兩端形成臺階部6，利用鐓鍛成形時沿軸向加壓的力即可實現，能夠與鐓鍛成形工序同時地容易進行。因此，無需用于將成為配重設置部的部分s與環狀部50固定的焊接等工序。
[0090]接下來，基于圖19?圖21說明本發明的第三實施方式。另外，對于與上述的第一和第二實施方式同樣或相當的部分標以相同標號并省略其說明,僅對與第一和第二實施方式不同的部分進行說明。
[0091 ] 預備成形裝置2還具備偏心量限制單元27，所述偏心量限制單元27限制成為配重設置部的部分s相對于成為軸頸部的部分j的偏移，使配重設置部S相對于軸頸部J的偏心量比銷部P相對于軸頸部J的偏心量小。
[0092]在本實施方式的情況下，偏心量限制單元27由在預備成形裝置2的下盤24的上面配設于與成為配重設置部的部分S對應的位置的塊體構成。該塊體27具有預定的高度。而且，本實施方式中的沖頭按壓件20b具有能夠使塊體27通過的通孔28。
[0093]在如此構成的預備成形裝置2中，如圖19所示，將坯件I的成為銷部的部分P、P在沖頭主體20a和沖頭按壓件20b之間把持，而且將成為軸頸部的部分j、j由沖模21把持，如圖20所示，通過使上盤23相對于下盤24下降，從而使沖頭20沿與坯件I的軸向正交的方向移動并加壓，并且使沖模21、21以分別接近沖頭20的方式沿軸向移動并加壓。此時，成為銷部的部分P、P由沖頭主體20a沿與軸向正交的方向加壓而相對于成為軸頸部的部分j偏移預定量。然而，由于成為配重設置部的部分s(實際上是被該部分貫穿插入配置的環狀部50)與塊體27抵接，因此阻礙了其與成為銷部的部分p、p同樣地相對于成為軸頸部的部分j偏移預定量，限制了相對于成為軸頸部的部分j的偏移量。因此，成形為:粗形材10的成為配重設置部的部分s相對于成為軸頸部的部分j的偏移量比成為銷部的部分P相對于成為軸頸部的部分j的偏移量小。
[0094]并且，若對如此預備成形的粗形材10進行鐓鍛成形，則如圖21的(a)所示，配重設置部S相對于軸頸部J的偏移量比銷部P相對于軸頸部J的偏移量小。因此，與如圖21的(b)所示，將配重設置部S配置在與銷部P同心延長線上的情況，即，將配重設置部S相對于軸頸部J的偏移量設定成與銷部P相對于軸頸部J的偏移量相同的情況相比，能夠縮短配重CW的連接部52，并且能夠減小重物部51，其結果是，能夠實現曲軸100整體的輕量化。
[0095]接下來，基于圖22說明本發明的第四實施方式。另外，在本實施方式中，對于與上述的第一?第三實施方式同樣或相當的部分標以相同標號并省略其說明，僅對不同的部分進行說明。在圖22中，(a)局部地以剖面示出了本實施方式中的曲軸100，(b)為了與本實施方式的曲軸100比較而局部地以剖面示出了將連接部52在全長范圍形成為大致相同剖面面積的情況的曲軸100’。
[0096]本實施方式中的配重部件cw的連接部52，在從環狀部50側到與軸頸部J的中心軸延長線C對應的部分之間的部分形成有剖面面積減小而成的厚度減薄部分52a，該厚度減薄部分52a經過淬火處理。
[0097]在此，一般來說，曲軸100’的銷部P如圖22的(b)所示為了使其表面以預定的深度硬化而進行了淬火處理。用于該淬火處理的高頻感應加熱線圈7’形成為具有與銷部P相對的寬度的形狀。并且，在進行淬火處理時，使高頻感應加熱線圈7’接近銷部P，以銷部P為中心使曲軸100’旋轉，將銷部P的表面加熱至預定的溫度。該情況下的配重部件cw的連接部52’整體上為大致相同剖面面積，并未形成如圖22的(a)所示的厚度減薄部52a。
[0098]相對于此，在本發明中，如圖22的(a)所示，在配重部件cw的連接部52，在從環狀部50側到與軸頸部J的中心軸延長線C對應的部分之間的部分形成有剖面面積減小而成的厚度減薄部分52a，，實現了輕量化，并且為了確保該厚度減薄部分52a的強度而進行淬火處理。用于該淬火處理的高頻感應加熱線圈7具有與銷部P相對地進行加熱的部分7a和與配重CW的連接部52的厚度減薄部52a相對進行加熱的部分7b。并且，在進行淬火處理時，使高頻感應加熱線圈7的部分7a接近銷部P并且使部分7b接近連接部52的厚度減薄部分52a，使曲軸100以銷部P為中心旋轉，將銷部P和連接部52的厚度減薄部分52a的表面同時加熱至預定的溫度，以預定的深度形成淬火部分Y。這樣，通過與一般進行的銷部P的淬火處理同時地對連接部52的厚度減薄部分52a進行淬火處理，從而不會增加成本、工序、淬火處理耗費的時間等就能夠容易且可靠地設置確保了強度的配重CW，而且能夠實現曲軸100的進一步的輕量化。
[0099]產業上的可利用性
[0100]本發明并不限定于通過具有兩個銷部的曲軸說明的上述實施方式，也可以應用于形成有三個以上銷部、在各銷部之間設有配重的情況的曲軸。并且，本發明也可以應用于制造在內燃機以外的其他設備中使用的曲軸的情況。而且，預備成形工序和鐓鍛成形工序可以根據需要而以預定溫度的熱加工或冷加工進行。
[0101]標號說明[0102]1柸件；10:粗形材；100:曲軸；CW:配重；50:環狀部；51:重物部；52:連接部；52a:厚度減薄部分；P:銷部；J:軸頸部；W:曲柄臂部；S:配重設置部；p:成為銷部的部分；j:成為軸頸部的部分:成為曲柄臂部的部分；s:成為配重設置部的部分；6:臺階部；cw:配重部件；
[0103]2:預備成形裝置；20:沖頭；21:沖模；22:空間(配重部件收納部)；27:塊體(偏心量限制單元);
[0104]3:鐓鍛成形裝置；30:軸頸部保持模具；31:銷部保持模具；32:殼體；33:軸向加壓單元；41:軸向滑動件；42:徑向滑動件；45:空間(配重部件收納部)；
[0105]7:高頻感應線圈；7a:加熱銷部的部分；7b:加熱厚度減薄部分的部分。
【權利要求】
1.一種曲軸，其特征在于，具有:軸頸部，其成為旋轉中心軸；多個銷部，其相對于該軸頸部以相同相位偏心且彼此相鄰；曲柄臂部，其在所述軸頸部與各銷部之間延伸；以及配重，其配置在所述彼此相鄰的銷部之間，并且與所述曲柄臂部平行地越過所述軸頸部的中心軸延長線延伸， 所述曲軸由連續構成所述軸頸部、曲柄臂部和銷部的坯件和構成所述配重的配重部件構成， 所述配重部件在其基端部具有環狀部， 所述坯件在成為所述彼此相鄰的銷部的部分之間具有配重設置部， 通過將所述坯件的配重設置部貫穿插入配置于所述配重部件的環狀部并固定從而構成所述配重， 通過對所述坯件進行偏心鐓鍛來成形所述軸頸部、曲柄臂部和銷部。
2.根據權利要求1所述的曲軸，其特征在于， 通過將所述環狀部和所述坯件的配重設置部的至少一方鉚接，從而所述配重部件的環狀部固定于配重設置部。
3.根據權利要求2所述的曲軸，其特征在于， 所述坯件的配重設置部的截面面積成形為比所述銷部的截面面積大，在成為所述配重設置部的部分的兩端形成臺階部，通過對兩個臺階部沿軸向壓縮來將配重設置部鉚接，從而所述配重部件的環狀部固定于配重設置部。
4.根據權利要求1-3的任意一項所述的曲軸，其特征在于，` 所述配重設置部相對于所述軸頸部的偏心量比所述銷部相對于所述軸頸部的偏心量小。
5.根據權利要求1-4的任意一項所述的曲軸，其特征在于， 所述配重在從其環狀部至與所述軸頸部的中心軸延長線對應的部分之間形成有至少局部地使截面面積減小而成的厚度減薄部分，該厚度減薄部分經過淬火處理。
6.根據權利要求1-5的任意一項所述的曲軸，其特征在于， 在曲軸的兩端形成一對所述軸頸部， 在所述配重設置部的兩端連續地形成一對所述銷部， 在各銷部的端部與所述各軸頸部之間分別延伸形成一對所述曲柄臂部。
7.—種曲軸的制造方法，用于制造曲軸，所述曲軸具有:軸頸部，其成為旋轉中心軸；多個銷部，其相對于該軸頸部以相同相位偏心且彼此相鄰；曲柄臂部，其在所述軸頸部與各銷部之間延伸；以及配重，其配置在所述彼此相鄰的銷部之間，并且與所述曲柄臂部平行地越過所述軸頸部的中心軸延長線延伸，所述制造方法的特征在于， 準備連續構成所述軸頸部、曲柄臂部和銷部的坯件、以及構成所述配重的配重部件， 在所述配重部件的基端部形成環狀部，并且在所述坯件的成為彼此相鄰的銷部的部分之間設定配重設置部， 將所述坯件的成為配重設置部的部分貫穿插入配置于所述配重部件的環狀部，將所述配重部件的環狀部固定于所述坯件的成為配重設置部的部分或者所述配重設置部，并且對所述坯件沿軸向加壓來進行偏心鐓鍛成形從而成形所述軸頸部、曲柄臂部和銷部。
8.根據權利要求7所述的曲軸的制造方法，其特征在于，在所述坯件的成為配重設置部的部分貫穿插入配置于所述配重部件的環狀部的狀態下，分別用保持模具保持所述坯件的成為銷部的部分和成為軸頸部的部分， 通過對所述坯件沿軸向加壓，從而將成為曲柄臂部的部分在所述軸頸部保持模具和銷部保持模具之間壓扁而鐓鍛成形為預定的厚度，并且將所述坯件的成為配重設置部的部分沿軸向鉚接來將被貫穿插入配置了該部分的環狀部固定。
9.根據權利要求8所述的曲軸的制造方法，其特征在于， 所述坯件的成為配重設置部的部分的截面面積成形為比成為所述銷部的部分的截面面積大，在該成為配重設置部的部分的兩端形成臺階部，通過對兩個臺階部沿軸向壓縮來將成為配重設置部的部分鉚接，從而將被貫穿插入配置了該部分的環狀部固定。
10.根據權利要求7-9的任意一項所述的曲軸的制造方法，其特征在于， 將所述配重設置部相對于軸頸部的偏心量成形得比銷部相對于軸頸部的偏心量小。
11.根據權利要求7-10的任意一項所述的曲軸的制造方法，其特征在于， 在所述坯件的成為配重設置部的部分貫穿插入配置于所述配重部件的環狀部的狀態下，實施預備成形:對成為銷部的部分沿軸正交方向加壓，并且以該成為銷部的部分和與其相鄰的成為軸頸部的部分 在軸向上的位置彼此靠近的方式沿軸向加壓，使所述坯件的成為銷部的部分相對于成為軸頸部的部分偏移預定量，并且使成為曲柄臂部的部分以預定的厚度相對于成為銷部的部分和成為軸頸部的部分彎曲， 對該預備成形后的坯件沿軸向加壓進行偏心鐓鍛。
12.根據權利要求11所述的曲軸的制造方法，其特征在于， 在所述預備成形中，將所述配重部件的環狀部和所述坯件的配重設置部的至少一方鉚接，將所述配重部件的環狀部固定于配重設置部。
13.根據權利要求11或12所述的曲軸的制造方法，其特征在于， 在所述預備成形中，限制成為所述配重設置部的部分向軸正交方向的移動，對成為銷部的部分沿軸正交方向加壓。
14.根據權利要求7-13的任意一項所述的曲軸的制造方法，其特征在于， 在從所述配重部件的環狀部至與所述軸頸部的中心軸延長線對應的部分之間形成至少局部地使截面面積減小而成的厚度減薄部分， 對固定于所述配重設置部的配重的厚度減薄部分進行淬火處理。
15.根據權利要求7-14的任意一項所述的曲軸的制造方法，其特征在于， 在曲軸的兩端形成一對所述軸頸部， 在所述配重設置部的兩端連續地形成一對所述銷部， 在各銷部的端部與所述各軸頸部之間分別延伸形成一對所述曲柄臂部。
16.一種曲軸的制造裝置，用于制造曲軸，所述曲軸具有:軸頸部，其成為旋轉中心軸；多個銷部，其相對于該軸頸部以相同相位偏心且彼此相鄰；曲柄臂部，其在所述軸頸部與各銷部之間延伸；以及配重，其配置在所述彼此相鄰的銷部之間，并且與所述曲柄臂部平行地越過所述軸頸部的中心軸延長線延伸，所述曲軸由連續構成所述軸頸部、曲柄臂部和銷部的坯件以及構成所述配重的配重部件構成，所述制造裝置的特征在于，具備: 保持模具，其分別保持所述坯件的成為所述軸頸部的部分和成為所述銷部的部分；以及軸向加壓單元，其對所述坯件沿軸向加壓來進行偏心鐓鍛，并且將成為曲柄臂部的部分在所述保持模具之間壓扁而成形為預定厚度， 保持成為所述銷部的部分的保持模具構成為如下形狀:在所述彼此相鄰的銷部之間的成為配重設置部的部分貫穿插入配置于在配重部件的基端部形成的環狀部的狀態下，能夠保持成為所述銷部的部分。
17.根據權利要求15所述的曲軸的制造裝置，其特征在于， 保持成為所述銷部的部分的保持模具構成為如下形狀:能夠將成為所述配重設置部的部分沿軸向壓縮鉚接而將所述配重部件的環狀部固定于所述配重設置部。
18.根據權利要求17所述的曲軸的制造裝置，其特征在于， 在所述坯件的成為配重設置部的部分的截面面積成形為比成為所述銷部的部分的截面面積大，在該成為配重設置部的部分的兩端形成有臺階部的情況下， 保持成為所述銷部的部分的保持模具構成為如下形狀:能夠對所述兩個臺階部沿軸向壓縮鉚接而將所述配重部件的環狀部固定于所述配重設置部。
19.根據權利要求16-18的任意一項所述的曲軸的制造裝置，其特征在于， 還具備殼體，所述殼體以所述各保持模具能夠沿軸向滑動的方式收納并約束所述各保持模具。
20.根據權利要求16-19的任意一項所述的曲軸的制造裝置，其特征在于， 至少保持成為所述銷部的部分的保持模具具備軸向滑動件和徑向滑動件，所述軸向滑動件以能夠相對于所述殼 體的內周面沿軸向移動的方式滑動，所述徑向滑動件被保持于該軸向滑動件并且以能夠沿殼體的徑向移動的方式滑動。
21.根據權利要求16-20的任意一項所述的曲軸的制造裝置，其特征在于， 還具備預備成形裝置，所述預備成形裝置在所述坯件的成為配重設置部的部分貫穿插入配置于所述配重部件的環狀部的狀態下，對該坯件的成為銷部的部分沿軸正交方向加壓，并且以該成為銷部的部分和與其相鄰的成為軸頸部的部分在軸向上的位置彼此靠近的方式沿軸向加壓，使所述坯件的成為銷部的部分相對于成為軸頸部的部分偏移預定量，并且使成為曲柄臂部的部分以預定的厚度相對于成為銷部的部分和成為軸頸部的部分彎曲。
22.根據權利要求21所述的曲軸的制造裝置，其特征在于， 所述預備成形裝置具備:沖頭，其把持所述坯件的成為銷部的部分；沖模，其把持與該成為銷部的部分的兩端相鄰的成為軸頸部的部分；軸正交方向加壓單元，其使所述沖頭沿坯件的軸正交方向移動；以及軸向加壓單元，其沿軸向加壓以使所述沖模靠近所述沖頭，所述沖頭成形為如下形狀:在所述彼此相鄰的銷部之間的成為配重設置部的部分貫穿插入配置于在配重部件的基端部形成的環狀部的狀態下，能夠把持與該成為配重設置部的部分的兩側相鄰的成為銷部的部分。
23.根據權利要求22所述的曲軸的制造裝置，其特征在于， 所述沖頭構成為如下形狀:能夠通過對所述成為配重設置部的部分沿軸正交方向按壓來使其塑性變形，而將所述配重部件的環狀部鉚接固定于所述配重設置部。
24.根據權利要求21-23的任意一項所述的曲軸的制造裝置，其特征在于， 所述預備成形裝置還具備偏心量限制單元，所述偏心量限制單元限制所述成為配重設置部的部分相對于成為軸頸部的部分的偏移，使所述配重設置部相對于所述軸頸部的偏心量比所述銷部相對于所述軸頸部的偏心量小。
25.根據權利要求16-24的任意一項所述的曲軸的制造裝置，其特征在于， 還具有淬火裝置，所述淬火裝置在從所述配重部件的環狀部至與所述軸頸部的中心軸延長線對應的部分之間形成有至少局部地使截面面積減小而成的厚度減薄部分的情況下，對所述配重的厚度減薄部分進行淬火處理。
26.根據權利要求25所述的曲軸的制造裝置，其特征在于， 所述淬火裝置構成為能夠同時對所述配重的厚度減薄部分和所述銷部進行淬火處理的形狀。
【文檔編號】F16C3/10GK103459863SQ201180070042
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2011年4月12日 優先權日:2011年4月12日
【發明者】前田治 申請人:豐田自動車株式會社