JP2002168229A - クランク軸及びその製造方法並びにクランク軸を備えたエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非ウエイトのアームとツイスト用型との間の
相対的な滑りを良好に規制することができ、ピンの位相
精度が高く、エンジンに組み込んだときの回転バランス
を良好にできるようにする。 【解決手段】 バランスウエイトを有しない非ウエイト
のアーム３３，３４，３６，３７の周面に、ツイスト加
工時のツイスト用型との相対的な滑りを規制する凸起４
又は凹みが設けてあり、非ウエイトのアーム３３，３
４，３６，３７とツイスト用型との間の相対的な滑りを
良好に規制することができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はピストンの往復運動
を回転運動に変えるためのクランク軸及びプレス加工工
程とツイスト加工工程とを経てクランク軸を製造する方
法並びに前記クランク軸を用いたエンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】クラン
ク軸はエンジンの部品として広く使用されており、剛性
の観点から主として熱間鍛造により製造されている。ま
た、このクランク軸は、エンジンのタイプに対応して直
列３気筒用、直列４気筒用、直列６気筒用、Ｖ型６気筒
用、Ｖ型８気筒用等がある。

【０００３】図１６は熱間鍛造により製造されたＶ型６
気筒用のクランク軸の正面図である。このクランク軸
は、軸長方向両端側に配置された第１、第４のジャーナ
ル１１ｄ，１４ｄ及び軸長方向中間に離間して配置され
た第２及び第３のジャーナル１２ｄ，１３ｄと、第１及
び第２のジャーナル１１ｄ，１２ｄ間に配置された第
１、第２のピン２１ｄ，２２ｄと、第２及び第３のジャ
ーナル１２ｄ，１３ｄ間に配置された第３、第４のピン
２３ｄ，２４ｄと、第３及び第４のジャーナル１３ｄ，
１４ｄ間に配置された第５、第６のピン２５ｄ，２６ｄ
と、第１のジャーナル１１ｄ及び第１のピン２１ｄを連
結する第１のアーム３１ｄと、第１のピン２１ｄ及び第
２のピン２２ｄを連結する第２のアーム３２ｄと、第２
のピン２２ｄ及び第３のピン２３ｄと第２のジャーナル
１２ｄとを連結する第３及び第４のアーム３３ｄ，３４
ｄと、第３のピン２３ｄ及び第４のピン２４ｄを連結す
る第５のアーム３５ｄと、第４のピン２４ｄ及び第５の
ピン２５ｄと第３のジャーナル１３ｄとを連結する第６
及び第７のアーム３６ｄ，３７ｄと、第５のピン２５ｄ
及び第６のピン２６ｄを連結する第８のアーム３８ｄ
と、第４のジャーナル１４ｄ及び第６のピン２６ｄを連
結する第９のアーム３９ｄとを備えている。

【０００４】第１、第２、第８及び第９のアーム３１
ｄ，３２ｄ，３８ｄ，３９ｄには前記第１及び第６のピ
ン２１ｄ，２６ｄと反対側へと延出された略扇形のバラ
ンスウエイト３０ｄが一体に設けられており、さらに、
第５のアーム３５ｄには第３及び第４のピン２３ｄ，２
４ｄ側から延出された略弧状のバランスウエイト４０ｄ
が一体に設けられている。また、第３、第４、第６及び
第７のアーム３３ｄ，３４ｄ，３６ｄ，３７ｄには前記
バランスウエイト３０ｄ、４０ｄが設けられていない。

【０００５】図１７はクランク軸のツイスト加工後にお
けるピンの位相線図である。上述の如く製造されたクラ
ンク軸のピン２１ｄ〜２６ｄは、クランク軸の回転方向
へ離間して配置されている。

【０００６】このようにピン２１ｄ〜２６ｄが配置され
たクランク軸を熱間鍛造により製造する場合、プレス加
工工程後、プレス加工によって発生したバリを除去する
バリ除去工程及び全体の形状を整える整形加工工程を経
て製造される。

【０００７】図１８はクランク軸の一般的なプレス加工
後におけるピンの位相線図である。Ｖ型６気筒用、Ｖ型
８気筒用等のクランク軸は歩留まり及び軽量化の観点か
ら前記ジャーナル１１ｄ〜１４ｄの回転中心に対して前
記ピン２１ｄ〜２６ｄが図１８の如く対称配置となるよ
うにプレス加工を行い、この後、ツイスト加工工程によ
ってクランク軸に捩じり変形を加え、図１８に示す位相
線図で配列されたピン２１ｄ〜２６ｄを図１７で示す位
相線図の配列となるように修正することがある。

【０００８】図１８では、前記第１及び第５のピン２１
ｄ，２５ｄが同じ位相となり、第２及び第６のピン２２
ｄ，２６ｄが同じ位相となり、前記第１のピン２１ｄ、
第４のピン２４ｄ及び第５のピン２５ｄと、前記第２の
ピン２２ｄ、第３のピン２３ｄ及び第６のピン２６ｄと
がジャーナルの回転中心に対して対称配置となってい
る。

【０００９】ツイスト加工では、図１６の第２及び第３
のジャーナル１２ｄ，１３ｄ部分を捩じることによりピ
ン２１ｄ〜２６ｄの位相が図１７の位相となるように修
正する。ツイスト加工は、第２のジャーナル１２ｄの両
側に配置された非ウエイトの第３のアーム３３ｄと、第
４のアーム３４ｄとを夫々一対のツイスト用型で挟み、
第３のアーム３３ｄ側のツイスト用型を第４のアーム３
４ｄ側のツイスト用型に対して例えば６０度捩じり、さ
らに、第３のジャーナル１３ｄの両側に配置された非ウ
エイトの第６のアーム３６ｄと、第７のアーム３７ｄと
を夫々一対のツイスト用型で挟み、第６のアーム３６ｄ
側のツイスト用型を第５のアーム３５ｄ側のツイスト用
型に対して例えば６０度捩じることにより、夫々のピン
が６０度で離間した位相となる。

【００１０】このようなツイスト加工によって中間素体
は捩じり変形を加えられ、ピン２１ｄ〜２６ｄの位相を
整えることができるが、このツイスト加工時に前記捩じ
り変形量のバラツキが発生する。この捩じり変形量のバ
ラツキによるピン２１ｄ〜２６ｄの位相精度がエンジン
に組込まれた際のクランク軸の回転バランスに大きく影
響する。

【００１１】このため、一般的にはクランク軸をエンジ
ンに組み込む前にクランク軸の回転バランスを修正でき
るようにクランク軸のボリュームを部分的に削除する調
整加工が施される。

【００１２】しかしながら、この調整加工による許容削
除量には制限があるため、この調整加工によっては前記
回転バランスを修正することができないことがあり、こ
の修正ができないクランク軸は不良品となる。

【００１３】また、近年ではクランク軸の前記調整加工
等による加工コストの低減の要望があり、前記ピン２１
ｄ〜２６ｄの位相精度に対する前記回転バランスのバラ
ツキ許容値が厳しくなり、そのバラツキの原因であるツ
イスト加工工程での捩じり精度を高める要望が大きくな
っている。

【００１４】これまでに、特許第２９９８０５８号にて
ツイスト加工工程によりＶ型６気筒エンジン等に使用さ
れるクランク軸の製造技術が開示されている。この特許
は、中間素体を熱間鍛造した後、ツイスト加工工程によ
ってピンの夫々が回転方向へ離間して配置されたクラン
ク軸を製造する方法を開示している。

【００１５】一方、一体形クランク軸は軽量化、回転バ
ランスの観点から図１６の如く第１〜第９のアーム３１
ｄ〜３９ｄを有しているが、特に第２及び第３のジャー
ナル１２ｄ，１３ｄの両側に配置される非ウエイトの第
３、第４、第６及び第７のアーム３３ｄ，３４ｄ，３６
ｄ，３７ｄは、ラジアル方向へ離間した円形のピン及び
円形のジャーナルをラジアル方向の位置でつないだ連続
的な略楕円形状である。

【００１６】図１９は非ウエイトのアームの形状を示す
断面図である。一般的にバランスウエイト３０ｄ、４０
ｄを有しない非ウエイトのアーム３３ｄ，３４ｄ，３６
ｄ，３７ｄの外形形状は、ツイスト加工工程で捩じる方
向に対してその接線方向が前記捩じる方向に近く、該捩
じる方向に沿うようになった略楕円形に形成され、軽量
化が図られている。

【００１７】これに対してバランスウエイト３０ｄを有
するウエイト付の第１、第２、第８及び第９のアーム３
１ｄ，３２ｄ，３８ｄ，３９ｄの外形形状は、略扇形に
近い非楕円形に形成されており、さらに、ウエイト付の
第５のアーム３５ｄも非楕円形に形成されており、回転
バランス化が図られている。

【００１８】図２０はツイスト加工方法の説明図であ
る。この図２０ではツイスターのツイスト用型６１ｄが
非ウエイトの第７のアーム３７ｄをラジアル方向から挟
み込み、第３のジャーナル１３ｄ部分を捩じることがで
きるようにしてある。この状態からツイスターにより第
３のジャーナル１３ｄ部分に捩じり角度が比較的大きな
例えば６０度の捩じり変形を加えるとき、外形寸法が正
確でない鍛造肌の第７のアーム３７ｄと寸法精度が高い
ツイスト用型６１ｄとの間で滑りが発生し易く、さら
に、この滑りによってジャーナル１３ｄの両側に配置さ
れているアームに捩じれ現象が発生し、結果として、ツ
イスト加工工程後のピン２１ｄ〜２６ｄの位相にバラツ
キが発生し易いといった問題があった。

【００１９】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、非ウエイトのアームの周面に凸起又は凹みを設
けることにより、非ウエイトのアームとツイスト用型と
の間の相対的な滑りを良好に規制することができるクラ
ンク軸を提供することを目的とする。

【００２０】また、その内面に中間素体との相対的な滑
りを規制する滑り止め凸起又は滑り止め凹みが設けられ
たツイスト用型を用いてツイスト加工を行うことによ
り、中間素体とツイスト用型との間の相対的な滑りを規
制してピンの位相精度を高めることができるクランク軸
の製造方法を提供することを目的とする。

【００２１】また、非ウエイトのアームの周面に設けら
れた凸起又は凹みによってツイスト加工後のピンの位相
精度が高められたクランク軸を組み込むことにより、ク
ランク軸の回転バランスを良好にすることができるエン
ジンを提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】第１発明に係るクランク
軸は、軸長方向へ離間して配置された複数のジャーナル
と、該ジャーナルの間に配置された複数のピンと、該ピ
ンと前記ジャーナルとを連結し、バランスウエイトを有
するウエイト付のアーム及び前記バランスウエイトを有
しない非ウエイトのアームとを備え、前記ピンの夫々が
回転方向へ離間して配置されたクランク軸において、前
記非ウエイトのアームの周面に、ツイスト加工時のツイ
スト用型との相対的な滑りを規制する凸起又は凹みが設
けられていることを特徴とする。

【００２３】この第１発明にあっては、非ウエイトのア
ームの周面に、ツイスト加工時のツイスト用型との相対
的な滑りを規制する凸起又は凹みが設けられているた
め、この凸起又は凹みに係合する凹み又は凸起が設けら
れたツイスト用型を用いて非ウエイトのアームとツイス
ト用型との間の相対的な滑りを良好に規制した状態でツ
イスト加工が行われ、ピンの位相精度が高められたクラ
ンク軸を得ることができる。

【００２４】第２発明に係るクランク軸の製造方法は、
クランク軸の中間素体を型鍛造するプレス加工工程と、
前記中間素体に捩じり変形を加えるツイスト加工工程と
を経てクランク軸を製造する方法において、その内面に
前記中間素体との相対的な滑りを規制する滑り止め凸起
又は滑り止め凹みが設けられたツイスト用型を用いてツ
イスト加工を行うことを特徴とする。

【００２５】この第２発明にあっては、ツイスト用型の
内面に滑り止め凸起又は滑り止め凹みが設けられている
ため、バランスウエイトを有しない非ウエイトのアーム
をツイスト用型が挟み込んでツイスト加工を行うとき、
非ウエイトのアームとツイスト用型との間の相対的な滑
りを良好に規制することができ、ツイスト加工工程後の
ピンの位相精度を高めることができる。

【００２６】第３発明に係るエンジンは、第１発明に係
るクランク軸と、該クランク軸のジャーナル部分を軸受
を介して支持したハウジングと、前記ピンに連接棒を介
して連結されたピストンとを備えていることを特徴とす
る。

【００２７】この第３発明にあっては、ピンの位相精度
が高いクランク軸が組み込まれているため、クランク軸
の回転バランスが良好である。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。実施の形態１図１は本発明
に係るクランク軸の一例の構成を示す正面図である。こ
の実施の形態１のクランク軸は、Ｖ型６気筒用のエンジ
ンに用いられる一体形のクランク軸である。

【００２９】このクランク軸は、熱間鍛造により製造さ
れる。クランク軸は、軸長方向両端側に配置された第
１、第４のジャーナル１１，１４及び軸長方向中間に離
間して配置された第２及び第３のジャーナル１２，１３
と、第１及び第２のジャーナル１１，１２間に配置され
た第１、第２のピン２１，２２と、第２及び第３のジャ
ーナル１２，１３間に配置された第３、第４のピン２
３，２４と、第３及び第４のジャーナル１３，１４間に
配置された第５、第６のピン２５，２６と、第１のジャ
ーナル１１及び第１のピン２１を連結する第１のアーム
３１と、第１のピン２１及び第２のピン２２を連結する
第２のアーム３２と、第２のピン２２及び第３のピン２
３と第２のジャーナル１２とを連結する第３及び第４の
アーム３３，３４と、第３のピン２３及び第４のピン２
４を連結する第５のアーム３５と、第４のピン２４及び
第５のピン２５と第３のジャーナル１３とを連結する第
６及び第７のアーム３６，３７と、第５のピン２５及び
第６のピン２６を連結する第８のアーム３８と、第４の
ジャーナル１４及び第６のピン２６を連結する第９のア
ーム３９とを備えている。

【００３０】第１、第２、第８及び第９のアーム３１，
３２，３８，３９には前記第１及び第６のピン２１，２
６と反対側へと延出された略扇形のバランスウエイト３
０が一体に設けられており、さらに、第５のアーム３５
には第３及び第４のピン２３，２４側から延出された略
弧状のバランスウエイト４０が一体に設けられている。
また、第３、第４、第６及び第７のアーム３３，３４，
３６，３７には前記バランスウエイト３０、４０が設け
られていない。

【００３１】クランク軸の熱間鍛造による製造は、レデ
ュースロール加工等によって予備成形する工程と、この
予備成形された中間素体を荒型打ちする第１の型鍛造及
び仕上型打ちする第２の型鍛造によってプレス加工する
工程と、このプレス加工によって発生したバリを除去す
るバリ除去工程と、ツイスト用型を用いてピン２１〜２
６の位相を整えるツイスト加工工程と、全体の形状を整
える整形加工工程とを経て製造される。

【００３２】図２はクランク軸のプレス加工後における
ピンの位相線図である。プレス加工工程では、前記第１
及び第５のピン２１，２５が同じ位相となり、第２及び
第６のピン２２，２６が同じ位相となり、前記第１のピ
ン２１、第４のピン２４及び第５のピン２５と、前記第
２のピン２２、第３のピン２３及び第６のピン２６とが
ジャーナル１１〜１４の回転中心に対して対称配置とな
るように鍛造される。

【００３３】図３は非ウエイトのアームの形状を示す断
面図、図４は非ウエイトのアームの別の形状を示す断面
図である。第２及び第３のジャーナル１２，１３の両側
に配置され、前記ツイスト用型によって挾着される非ウ
エイトの第３、第４、第６及び第７のアーム３３，３
４，３６，３７は、ラジアル方向へ離間した円形のピン
及び円形のジャーナルをラジアル方向の位置でつないだ
連続的な略楕円形状である。即ち、アーム３３，３４，
３６，３７の外形形状は、ツイスト加工工程で捩じる方
向（図３の矢印Ｘ）に対してその接線方向が前記捩じる
方向に近似し、該捩じる方向に沿うようになった略楕円
形に形成され、軽量化が図られている。尚、アーム３
３，３４，３６，３７の周面は鍛造肌であり、その略楕
円形状の外形寸法は正確でない。

【００３４】さらに、前記プレス加工工程の第２の型鍛
造では、前記ツイスト用型によって挾着される非ウエイ
トの第３、第４、第６及び第７のアーム３３，３４，３
６，３７のジャーナル側の周面に、図３、図４に示す如
くツイスト加工時のツイスト用型との相対的な滑りを規
制する凸起４又は凹み５が設けられる。

【００３５】この凸起４又は凹み５は、その内面に凸起
４に対応する凹みが設けられた鍛造用型を用いるか、又
は、その内面に凹み５に対応する凸起が設けられた鍛造
用型を用いることにより、アーム３３，３４，３６，３
７の型鍛造とともに該アーム３３，３４，３６，３７の
ジャーナル１２，１３側の周面で、アーム３３，３４，
３６，３７の長手方向の中心線Ｙに対して一方側の１か
所に該周面と交差するように突設又は凹設される。

【００３６】また、凸起４はツイスト加工時に捩じる方
向と対面し、捩じり荷重を負担する第１面４１と、非対
面で捩じり荷重を負担しない第２面４２とを有する。第
１面４１はアームのピン側円周部の第１接線ａに対して
交差する面とし、換言すれば、曲率半径が比較的小さい
湾曲面Ｒ１を有する面とし、ツイスト用型との引掛り抵
抗を高くして捩じり荷重を確実に負担することができる
ようにしてある。第２面４２はアームのジャーナル側円
周部の第２接線ｂに沿った面とし、換言すれば、曲率半
径が比較的大きい湾曲面Ｒ２（Ｒ１＜Ｒ２）を有する面
とし、ツイスト用型との引掛り抵抗をなくするか、又は
低減してアームの周面の変形をなくするようにしてあ
る。また、凹み５はツイスト加工時に捩じる方向へ離間
した一対の側面５１，５１をアームの周面に対して逆台
形状に傾斜せしめてある。

【００３７】図５はツイスト加工方法の説明図である。
ツイスト加工は、プレス加工後の中間素体の第３のアー
ム３３に対応する内面を有する第１のツイスト用型６１
と、第４及び第６のアーム３４，３６に対応する内面を
有する第２のツイスト用型６２，６２と、第７のアーム
３７に対応する内面を有する第３のツイスト用型６３と
を用いる。これらツイスト用型６１〜６３は、前記アー
ムの中心線Ｙと交差する方向への接離が可能に２分割さ
れており、さらに、その内面には、前記凸起４に対応す
る凹み６０ａ、又は、前記凹み５に対応する凸起が設け
られている。

【００３８】ツイスト用型６１〜６３を用いてツイスト
加工を行う場合、第３のアーム３３を第１のツイスト用
型６１で挟み、第４及び第６のアーム３４，３６を第２
のツイスト用型６２で挟み、該ツイスト用型６１，６２
の凹み６０ａ又は凸起を前記第３、第４及び第６のアー
ム３３，３４，３６の凸起４又は凹み５に挿入して係合
させる。そして、第１のツイスト用型６１を第２のツイ
スト用型６２に対して６０度捩じり、中間素体の第２の
ジャーナル１２部分に捩じり変形を加え、第３及び第４
のピン２３，２４に対する第１及び第２のピン２１，２
２の位相を変える。

【００３９】さらに、第４及び第６のアーム３４，３６
を第２のツイスト用型６２が挟んだ状態で第７のアーム
３７を第３のツイスト用型６３で挟み、該ツイスト用型
６３の凹み６０ａ又は凸起を前記第７のアーム３７の凸
起４又は凹み５に挿入して係合させる。そして、第３の
ツイスト用型６３を第２のツイスト用型６２に対して６
０度捩じり、中間素体の第３のジャーナル１３部分に捩
じり変形を加え、第３及び第４のピン２３，２４に対す
る第５及び第６のピン２５，２６の位相を変える。

【００４０】図６はクランク軸のツイスト加工後におけ
るピンの位相線図である。このツイスト加工により、図
２の如く配列されたピン２１〜２６の位相を図６の如く
等間隔の位相となるように整えることができる。

【００４１】しかも、非ウエイトのアーム３３，３４，
３６，３７の周面には凸起４又は凹み５が設けてあり、
ツイスト用型６１〜６３には、前記凸起４又は凹み５に
挿入して係合される凹み６０ａ又は凸起が設けてあり、
このツイスト用型６１〜６３の凹み６０ａ又は凸起を前
記アーム３３，３４，３６，３７の凸起４又は凹み５に
引掛けた状態でツイスト加工が行われるため、アーム３
３，３４，３６，３７とツイスト用型６１〜６３との間
の相対的な滑りを良好に規制することができ、さらにこ
の滑りによるアーム３３，３４，３６，３７の捩じれ現
象をなくすることができ、ツイスト加工工程後のピン２
１〜２６の位相精度を高めることができる。

【００４２】因に、表１で示すクランク軸の製作条件に
基づいて製造した本発明に係るクランク軸と、図１９で
示すアームを有する従来のクランク軸とのピンの位相精
度を比較した結果、表２の結果が得られた。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】この表２で示すように従来のクランク軸に
あっては、製造本数が３０００本に対してピンの位相精
度による不良品は１５本であるが、本発明によれば、製
造本数が３０００本に対してピンの位相精度による不良
品は零本であり、改善効果が高いことが分かる。

【００４６】また、表３で示すクランク軸の製作条件に
基づいて製造した本発明に係るクランク軸と、図１９で
示すアームを有する従来のクランク軸とのピンの位相精
度を比較した結果、表５の結果が得られた。尚、クラン
ク軸のアームは表４で示すように形成されている。ま
た、表５はピンの位相精度の目標値に対する最大誤差値
を表わす。

【００４７】

【表３】

【００４８】

【表４】

【００４９】

【表５】

【００５０】表５で示すように本発明によれば、従来の
クランク軸に比べてピン２１〜２６の位相精度を良好に
できる。このため、本発明に係るクランク軸が組み込ま
れたエンジンにあっては、クランク軸の回転バランスを
良好にできる。

【００５１】実施の形態２図７、図８はクランク軸の実
施の形態２の非ウエイトのアームの形状を示す断面図で
ある。この実施の形態２のクランク軸は、前記アーム３
３，３４，３６，３７のジャーナル１２，１３側の周面
に設ける前記凸起４又は凹み５を複数としたものであ
る。

【００５２】実施の形態２において、凸起４又は凹み５
はアーム３３，３４，３６，３７の周方向に連続的に設
けてあるが、その他、離間して設けてもよい。また、こ
のように離間して設ける場合、アーム３３，３４，３
６，３７の長手方向の中心線Ｙに対して一方側の周面又
は両方側の周面に設ける。

【００５３】その他の構成及び作用は実施の形態１と同
じであるため、同様の部分については同じ符号を付し、
その詳細な説明及び作用の説明を省略する。

【００５４】図９は本発明に係るクランク軸が組み込ま
れたエンジンの簡略図である。このエンジンはＶ型６気
筒タイプであり、実施の形態１又は実施の形態２の如く
製造されたクランク軸Ａと、該クランク軸Ａのジャーナ
ル１１〜１４部を軸受Ｂ…を介して支持したハウジング
Ｃと、前記ピン２１〜２６の夫々に連接棒Ｄ…を介して
連結された６個のピストンＥ…とを備えている。

【００５５】このエンジンにあっては、ピン２１〜２６
の位相精度が高いクランク軸Ａが組み込まれているた
め、クランク軸Ａの回転バランスが良好である。

【００５６】尚、以上説明した実施の形態では、非ウエ
イトの第３、第４、第６及び第７のアーム３３，３４，
３６，３７のジャーナル１２，１３側の周面の一部に前
記ツイスト用型６１〜６３との相対的な滑りを規制する
凸起４又は凹み５を設けたが、この凸起４及び凹み５の
位置はアーム３３，３４，３６，３７のピン２２，２
３，２４，２５側の周面の一部に設けてもよい。

【００５７】また、以上説明した実施の形態では、Ｖ型
６気筒用のエンジンに用いられるクランク軸及びＶ型６
気筒エンジンについて説明したが、本発明に係るクラン
ク軸は例えばＶ型８気筒用、直列３気筒用、直列４気筒
用、直列６気筒用等のクランク軸及び該クランク軸が組
み込まれたエンジンであってもよく、その形式は特に限
定されない。

【００５８】また、以上説明した実施の形態では、軸長
方向両側のジャーナル１１、１４の間に配置された全て
のジャーナル１２，１３にツイスト加工が施されるＶ型
６気筒用のエンジンに用いられるクランク軸及び該クラ
ンク軸が用いられたエンジンについて説明したが、その
他、本発明に係るクランク軸は軸長方向両側のジャーナ
ル間にツイスト加工が施されるジャーナルと、ツイスト
加工が施されないジャーナルとが配置されたクランク軸
であってもよく、また、該クランク軸が用いられたエン
ジンであってもよい。

【００５９】軸長方向両側のジャーナル間にツイスト加
工が施されるジャーナルと、ツイスト加工が施されない
ジャーナルとが配置されたクランク軸は、例えばＶ型８
気筒用、直列６気筒用がある。

【００６０】図１０はＶ型８気筒用のクランク軸の一例
を示す正面図である。このクランク軸は、両側のジャー
ナル１１ａ，１５ａ間にツイスト加工が施される２つの
ジャーナル１２ａ，１４ａと、ツイスト加工が施されな
い１つのジャーナル１３ａと、前記連接棒の２本が並べ
て取付けられる２連用の４つのピン２１ａ〜２４ａと、
バランスウエイト３０ａを有する４つのアーム３１ａ，
３２ａ，３７ａ，３８ａ及びバランスウエイトを有しな
い４つのアーム３３ａ，３４ａ，３５ａ，３６ａとを備
え、該非ウエイトのアーム３３ａ，３４ａ，３５ａ，３
６ａに前記凸起４又は凹み５が設けてある。

【００６１】図１１はＶ型８気筒用のクランク軸のピン
の位相線図である。プレス加工工程では、図１１の(a)
の如く第１及び第２のピン２１ａ，２２ａが同じ位相と
なり、第３及び第４のピン２３ａ，２４ａが同じ位相と
なるように鍛造される。

【００６２】ツイスト加工を行う場合、アーム３２ａを
その内面に前記バランスウエイト３０ａに対応する凹み
が設けられている第１のツイスト用型で挟み、アーム３
３ａ，３６ａをその内面に前記凸起４又は凹み５に対応
する凹み又は凸起が設けられている第２のツイスト用型
で挟み、アーム３７ａをその内面に前記バランスウエイ
ト３０ａに対応する凹みが設けられている第３のツイス
ト用型で挟み、第１〜第３のツイスト用型を夫々４５度
捩じり、ジャーナル１２ａ，１４ａ部分に捩じり変形を
加え、図１１の(b) の如く夫々のピン２１ａ〜２４ａの
位相を等間隔の位相となるように変える。

【００６３】図１２は直列６気筒用のクランク軸の一例
を示す正面図である。このクランク軸は、両側のジャー
ナル１１ｂ，１７ｂ間にツイスト加工が施される４つの
ジャーナル１２ｂ，１３ｂ，１５ｂ、１６ｂと、ツイス
ト加工が施されない１つのジャーナル１４ｂと、６つの
ピン２１ｂ〜２６ｂと、バランスウエイト３０ｂを有す
る６つのアーム３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ，３６
ｂ，３７ｂ，３９ｂ，４０ｂ，４１ｂ，４２ｂ及びバラ
ンスウエイトを有しない２つのアーム３５ｂ，３８ｂと
を備え、該非ウエイトのアーム３５ｂ，３８ｂに前記凸
起４又は凹み５が設けてある。

【００６４】図１３は直列６気筒用のクランク軸のピン
の位相線図である。プレス加工工程では、図１３の(a)
の如く第２及び第５のピン２２ｂ，２５ｂが同じ位相と
なり、第１、第３、第４及び第６のピン２１ｂ，２３
ｂ，２４ｂ，２６ｂが同じ位相となるように鍛造され
る。

【００６５】ツイスト加工を行う場合、アーム３２ｂを
その内面に前記バランスウエイト３０ｂに対応する凹み
が設けられている第１のツイスト用型で挟み、アーム３
３ｂ，３４ｂをその内面に前記バランスウエイト３０ｂ
に対応する凹みが設けられている第２のツイスト用型で
挟み、アーム３５ｂ，３８ｂをその内面に前記凸起４又
は凹み５に対応する凹み又は凸起が設けられている第３
のツイスト用型で挟み、アーム３９ｂ，４０ｂをその内
面に前記バランスウエイト３０ｂに対応する凹みが設け
られている第４のツイスト用型で挟み、アーム４１ｂ，
４２ｂをその内面に前記バランスウエイト３０ｂに対応
する凹みが設けられている第５のツイスト用型で挟み、
第２及び第４のツイスト用型を固定し、第１、第３及び
第５のツイスト用型を夫々６０度捩じり、ジャーナル１
２ｂ，１３ｂ，１５ｂ，１６ｂ部分に捩じり変形を加
え、図１３の(b) の如く第２及び第５のピン２２ｂ，２
５ｂに対する第１、第３、第４及び第６のピン２１ｂ，
２３ｂ，２４ｂ，２６ｂの位相を等間隔の位相となるよ
うに変える。

【００６６】図１４は直列３気筒用のクランク軸の一例
を示す正面図である。このクランク軸は、両側のジャー
ナル１１ｃ，１４ｃ間にツイスト加工が施される２つの
ジャーナル１２ｃ，１３ｃと、３つのピン２１ｃ〜２３
ｃと、バランスウエイト３０ｃを有する４つのアーム３
１ｃ，３２ｃ，３５ｃ，３６ｃ及びバランスウエイトを
有しない２つのアーム３３ｃ，３４ｃとを備え、該非ウ
エイトのアーム３３ｃ，３４ｃに前記凸起４又は凹み５
が設けてある。

【００６７】図１５は直列３気筒用のクランク軸のピン
の位相線図である。プレス加工工程では、図１５の(a)
の如く第１及び第３のピン２１ｃ，２３ｃが同じ位相と
なるように鍛造される。

【００６８】ツイスト加工を行う場合、アーム３２ｃを
その内面に前記バランスウエイト３０ｃに対応する凹み
が設けられている第１のツイスト用型で挟み、アーム３
３ｃ，３４ｃをその内面に前記凸起４又は凹み５に対応
する凹み又は凸起が設けられている第２のツイスト用型
で挟み、アーム３５ｃ，３６ｃをその内面に前記バラン
スウエイト３０ｃに対応する凹みが設けられている第３
のツイスト用型で挟み、第２のツイスト用型を固定し、
第１及び第３のツイスト用型を夫々６０度捩じり、ジャ
ーナル１２ｃ，１３ｃ部分に捩じり変形を加え、図１５
の(b) の如く第２のピン２２ｃに対する第１及び第３の
ピン２１ｃ，２３ｃの位相を等間隔の位相となるように
変える。

【００６９】上述したＶ型８気筒用、直列６気筒用、直
列３気筒用のクランク軸において、ジャーナル、ピン、
ウエイト付のアーム、非ウエイトのアーム、凸起、凹
み、ツイスト用型の形状は実施の形態１、２と同じか又
は相似形であり、また、ツイスト工程についても実施の
形態１、２と同じであるため、その詳細な説明及び作用
の説明を省略する。

【００７０】

【発明の効果】第１発明によれば、非ウエイトのアーム
の周面に、ツイスト加工時のツイスト用型との相対的な
滑りを規制する凸起又は凹みが設けられているため、ピ
ンの位相精度が高く、エンジンに組み込んだときの回転
バランスを良好にできる。

【００７１】第２発明によれば、ツイスト用型の内面に
滑り止め凸起又は滑り止め凹みが設けられているため、
バランスウエイトを有しない非ウエイトのアームをツイ
スト用型が挟み込んでツイスト加工を行うとき、非ウエ
イトのアームとツイスト用型との間の相対的な滑りを良
好に規制することができ、ツイスト加工工程後のピンの
位相精度を高めることができる。

【００７２】第３発明によれば、ピンの位相精度が高い
クランク軸が組み込まれているため、クランク軸の回転
バランスが良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクランク軸の構成を示す正面図で
ある。

【図２】本発明に係るクランク軸のプレス加工後におけ
るピンの位相線図である。

【図３】本発明に係るクランク軸の非ウエイトのアーム
の形状を示す断面図である。

【図４】本発明に係るクランク軸の非ウエイトのアーム
の別の形状を示す断面図である。

【図５】本発明に係るクランク軸のツイスト加工方法の
説明図である。

【図６】本発明に係るクランク軸のツイスト加工後にお
けるピンの位相線図である。

【図７】本発明に係るクランク軸の実施の形態２の非ウ
エイトのアームの形状を示す断面図である。

【図８】本発明に係るクランク軸の実施の形態２の非ウ
エイトのアームの形状を示す断面図である。

【図９】本発明に係るクランク軸が組み込まれたエンジ
ンの簡略図である。

【図１０】本発明に係るＶ型８気筒用のクランク軸の一
例を示す正面図である。

【図１１】本発明に係るＶ型８気筒用のクランク軸のピ
ンの位相線図である。

【図１２】本発明に係る直列６気筒用のクランク軸の一
例を示す正面図である。

【図１３】本発明に係る直列６気筒用のクランク軸のピ
ンの位相線図である。

【図１４】本発明に係る直列３気筒用のクランク軸の一
例を示す正面図である。

【図１５】本発明に係る直列３気筒用のクランク軸のピ
ンの位相線図である。

【図１６】従来の熱間鍛造により製造されたＶ型６気筒
用のクランク軸の正面図である。

【図１７】従来のクランク軸のツイスト加工後における
ピンの位相線図である。

【図１８】従来のクランク軸の一般的なプレス加工後に
おけるピンの位相線図である。

【図１９】従来のクランク軸の非ウエイトのアームの形
状を示す断面図である。

【図２０】従来のクランク軸のツイスト加工方法の説明
図である。

【符号の説明】

１１〜１４ ジャーナル １１ａ〜１４ａ ジャーナル １１ｂ〜１７ｂ ジャーナル １１ｃ〜１４ｃ ジャーナル ２１〜２６ ピン ２１ａ〜２４ａ ピン ２１ｂ〜２６ｂ ピン ２１ｃ〜２３ｃ ピン ３１〜３９ アーム ３１ａ〜３８ｃ アーム ３１ｂ〜４２ｂ アーム ３１ｃ〜３６ｃ アーム ４ 凸起 ５ 凹み ６１〜６３ ツイスト用型 Ａ クランク軸 Ｂ 軸受 Ｃ ハウジング Ｄ 連接棒 Ｅ ピストン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 禎 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109号 住友金属工業株式会社関西製造所製鋼品 事業所内 Ｆターム(参考） 3J033 AA02 AB03 AC01 BA01 BB01 4E087 HA32

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸長方向へ離間して配置された複数のジ
   ャーナルと、該ジャーナルの間に配置された複数のピン
   と、該ピンと前記ジャーナルとを連結し、バランスウエ
   イトを有するウエイト付のアーム及び前記バランスウエ
   イトを有しない非ウエイトのアームとを備え、前記ピン
   の夫々が回転方向へ離間して配置されたクランク軸にお
   いて、前記非ウエイトのアームの周面に、ツイスト加工
   時のツイスト用型との相対的な滑りを規制する凸起又は
   凹みが設けられていることを特徴とするクランク軸。
2. 【請求項２】 クランク軸の中間素体を型鍛造するプレ
   ス加工工程と、前記中間素体に捩じり変形を加えるツイ
   スト加工工程とを経てクランク軸を製造する方法におい
   て、その内面に前記中間素体との相対的な滑りを規制す
   る滑り止め凸起又は滑り止め凹みが設けられたツイスト
   用型を用いてツイスト加工を行うことを特徴とするクラ
   ンク軸の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載されたクランク軸と、該
   クランク軸のジャーナル部分を軸受を介して支持したハ
   ウジングと、前記ピンに連接棒を介して連結されたピス
   トンとを備えていることを特徴とするエンジン。