JP2005125343A

JP2005125343A - クランクシャフトとその製造方法及び圧縮機

Info

Publication number: JP2005125343A
Application number: JP2003361707A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nagata; 忠永田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2005-05-19

Abstract

【課題】鋳造後の機械加工による穿孔加工を省略することで、クランクシャフトの機械加工の難易度を軽減し、生産性を大きく高める。
【解決手段】中空のパイプ材２をクランクシャフト本体１に鋳込み溶着させることにより、鋳造後の機械加工による穿孔加工を省略し、機械加工の難易度を軽減し、クランクシャフトの生産性を大きく高めることができる。さらに、中空パイプの材質を、本体より溶解温度が高いものとすることで精度の高いシャフトを製造できる。また、中空パイプの材質を、本体よりも剛性の高いものとすることで、加工性を損なうことなくクランクシャフトの剛性を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関や圧縮機等に用いられるクランクシャフトに関するものである。

従来、この種の内燃機関や圧縮機等に用いられているクランクシャフトは鋳造後機械加工にて穿孔加工しているが、このような機械加工によると専用の加工機械及び工具が必要となり、また極めて困難かつ長時間の加工となる為、クランクシャフトの生産性に影響していた。

これを解消する為、クランクシャフトの鋳造時に鋳型内に中子を入れ、中空鋳抜きを行うものもある（例えば、特許文献１参照）。

図３は、前記特許文献１に記載された従来の中子を示すものである。図３に示すように、鋳型４と、中子５とから構成されている。
特開昭６０−１９９５４５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、中子材としてＲＣＳ（レジンコーティッドサンド）、ケイ砂等を用いているので、中空部分に砂残りが発生しやすいという課題を有していたので、中空部の内径を細くする場合には中子材は使えていない。また、一方でクランクシャフトにはより高い剛性が求められ、ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ）等の高剛性の鋳物素材を使用することとなり、極めて困難かつ時間のかかる機械加工を強いられている。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、クランクシャフトの機械加工の難易度を軽減し生産性を大きく高め、なおかつ高剛性のクランクシャフトを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のクランクシャフトは、鋳型にて製造する際、クランクシャフト軸方向に沿った中心部分に、厚みのある中空のパイプ材を同時に鋳込むことによって、クランクシャフト本体に溶着させることを特徴としたものである。

これによって、あらかじめ鋳物素材が中空構造となるので、鋳造後の機械加工による穿孔加工を省略することができる。また、中子を使用しないので、中空部分に砂残りが発生する心配も無く、中空部の内径を細くすることも可能となる。さらに、より剛性の高い中空のパイプ材をクランクシャフト本体に溶着させることにより、クランクシャフト外径部の加工性を損なうことなく、クランクシャフトの剛性力を高めることができる。

本発明のクランクシャフトは、鋳造後の機械加工による穿孔加工を省略し、クランクシャフトの生産性を大きく高めることができる。また、加工性を損なうことなく、クランクシャフトの剛性力を高めることができる。

第１の発明はクランクシャフトの素材を鋳込む際、クランクシャフト軸方向に沿った中心部分に厚みのある中空のパイプ材を同時に鋳込み、クランクシャフト本体に溶着させる
ことにより、中空構造を構成することで、鋳造後の機械加工による穿孔加工を省略することができる。従って、専用の加工機械及び工具が不要となり、クランクシャフトの機械加工の難易度を軽減し、生産性を大きく高めることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明のクランクシャフトを、鋳込み材料より耐熱温度または溶解温度が高い中空のパイプ材を同時に鋳込み、クランクシャフト本体に溶着させることにより、中空構造を構成することで、鋳込み時に中空のパイプ材が溶けて変形することを防止することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明のクランクシャフトを、クランクシャフト本体より剛性力の高い中空のパイプ材を同時に鋳込み、クランクシャフト本体に溶着させることにより、中空構造を構成することで、クランクシャフト外径部の加工性を損なうことなく、クランクシャフトの剛性力を高めることができる。

第４の発明は、特に、第１から第３のいずれか１つの発明のクランクシャフトを、圧縮機のクランクシャフトとして用い、クランクシャフトの機械加工の難易度を軽減し、圧縮機の生産性を高めることができる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１から第４の実施の形態におけるクランクシャフトの断面図である。

図１において、厚みのある中空のパイプ材２がクランクシャフト本体１に溶着されている。

図２は、本発明の第１から第４の実施の形態におけるクランクシャフトの鋳物素材の製造における鋳型の部分拡大図である。

図２において、鋳型４の中に中空のパイプ材２が固定され、前記鋳型４と中空のパイプ材２との間に形成された空間に溶湯が注入され、シャフト本体１に溶着された中空のパイプ材２をもつクランクシャフトの鋳物素材が生産される。

以上のように、本実施の形態においては、中空のパイプ材をクランクシャフト本体に鋳込み溶着させることにより、鋳造後に機械加工にて穿孔加工する必要が無く、クランクシャフトの生産性を高めることができる。

（実施の形態２）
また、本発明の第２の実施の形態では、クランクシャフト本体より耐熱温度または溶解温度が高い中空のパイプ材を鋳込み溶着させることにより、中空のパイプ材が溶けて変形することを防止でき、精度の高いクランクシャフトを提供することができる。

（実施の形態３）
また、本発明の第３の実施の形態では、クランクシャフト本体より剛性力の高い中空のパイプ材を鋳込み溶着させることにより、特に、クランクシャフト外径部の機械加工性を損なうことなく、クランクシャフトの剛性力を高めることができる。

（実施の形態４）
また、本発明の第４の実施の形態では、本発明の第１から第３のいずれか１つのクランクシャフトを、圧縮機に用いることにより、クランクシャフトの機械加工の難易度を軽減し、圧縮機の生産性を高めることができる。

以上のように、本発明にかかるクランクシャフトは、鋳造後の機械加工による穿孔加工を省略し、クランクシャフトの生産性を大きく高めることができるので、内燃機関や圧縮機のクランクシャフトばかりではなく、長尺鋳物から機械加工にて生産される各種のシャフト等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態におけるクランクシャフトの断面図本発明の実施の形態におけるクランクシャフトの鋳型の部分拡大図従来のクランクシャフトの鋳型の部分拡大図

符号の説明

１クランクシャフト本体
２中空のパイプ材
３中空部
４鋳型
５中子

Claims

クランクシャフト軸方向に沿った中心部分に、厚みのある中空パイプの外周に、鋳造により形成された本体を有するクランクシャフト。
中空パイプが、本体より耐熱温度または溶解温度が高い材質からなることを特徴とする請求項１記載のクランクシャフト。
中空パイプが、本体より剛性力の高い材質からなることを特徴とする請求項１記載のクランクシャフト。
クランクシャフトを鋳型にて製造する際に、クランクシャフト軸方向に沿った中心部分に、厚みのある中空のパイプ材を同時に鋳込むことによって、クランクシャフト本体に溶着させることを特徴としたクランクシャフトの製造方法。
クランクシャフト本体より耐熱温度または溶解温度が高い中空のパイプ材をクランクシャフト本体に溶着させることを特徴とした請求項４記載のクランクシャフトの製造方法。
クランクシャフト本体より剛性力の高い中空のパイプ材をクランクシャフトに溶着させることを特徴とした請求項４記載のクランクシャフトの製造方法。
請求項１乃至３記載のクランクシャフトを用いた圧縮機。