JP2005180571A

JP2005180571A - クランクシャフト

Info

Publication number: JP2005180571A
Application number: JP2003421840A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Mase; 裕昭間瀬; Ayumi Honda; 歩本多; Yoshifumi Nibe; ▲良▼史仁部; Daisuke Etsuno; 大介越野; Isato Onda; 勇人恩田; Tetsuya Asai; 鉄也浅井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】軸方向寸法の基準面を正確且つ簡単に設定できるクランクシャフトを提供する。
【解決手段】軸方向寸法の基準面となるスラスト面２０についてはジャーナル部１に高周波焼入れを施す際にスラスト面２０の全面、ジャーナル部１およびスラスト面２０とジャーナル部１との境界部であるフィレット部２１を同時に焼入れして、スラスト面２０全面を均一な硬度にする。そしてこの後、前記スラスト面２０を旋削し、軸方向寸法の基準面とする。
【選択図】図２

Description

本発明はクランクシャフトに関し、特に高周波焼入れを施したクランクシャフトに関する。

従来から、クランクシャフトの最終製造工程において、ジャーナル部およびピン部に高周波焼入れを施して耐磨耗性と疲労強度の向上を図っている。そして、焼入れ後に研磨加工、切削加工などの機械加工によって最終寸法に仕上げる。この機械加工によって除去できる加工代は決まっているため、前記の高周波焼入れによる曲がりが大きいと機械加工に支障を来たすことになる。

そこで、特許文献１には、ジャーナル部およびピン部の円柱部（フラット部）とフィレット部を高周波誘導加熱し、その後に冷却して焼入れする間に、クランクシャフトの両端をチャック機構に取り付け、冷却中に押えローラ機構によりクランクシャフトの中央位置を径方向に押圧して曲がりを矯正する方法が提案されている。

また、押えローラ機構等の機械的手段を用いずに、焼入れ時の曲がりを少なくすることで上記の不利を解消する提案が特許文献２〜特許文献４になされている。これら先行文献はいずれも焼入れする領域（硬化層）に特徴を持たせている。

即ち、特許文献２にあっては、クランクシャフトを回転させながら、高周波焼入れするに際し、クランクシャフトの回転位置に応じて焼入れのエネルギー量を制御することで、均一な深さの焼入れを行うようにしている。特許文献３にあっては、ジャーナル部またはピン部の焼入れ領域として、クランクシャフトの中心線（軸線）から離れた側を短くし、近い側を長くしている。特許文献４にあっては、クランクシャフトの中心線から離れた側を深くし、近い側を浅くしている。
特開２００２−１９４４３７号公報の段落（０００３）及び（０００８）特開平８−３３７８２２号公報の段落（０００５）特公平５−１５７６６号公報の３頁右欄１６行〜２６行登録実用新案第２５８８６９５号公報の図１及びその関連説明

上述した先行技術はいずれも焼入れ領域がフィレット部に掛かるようにすることで強度を高めるものであり、フィレット部焼入れ時に生じる曲がりが少なくなるようにしている。しかし、クランクシャフトを実際に組み込むにあたっては、曲がりが少なくなったとしても軸方向の伸びがあるために、クランクシャフトの特定のスラスト面（軸方向に直交する面）を基準面とし、この基準面からの軸方向長さが一定の公差内に収まるように研磨加工、切削加工などの機械加工をする必要がある。

また、フィレット部はクランクアームのスラスト面とピン部またはジャーナル部との境界部のアール部分を指すため、フィレット部まで焼入れすることは焼入れ後にスラスト面の硬度が部分的に異なることを意味する。

このような部分的に硬度が異なる面を研磨加工、切削加工などの機械加工をすると、加工治具が破損しやすく工具寿命が短くなってしまう。また、連続した平滑面が得られなくなる虞がある。

本発明は、基準面の加工がスムーズに行えるクランクシャフトを提供することを目的とする。

このため、本発明に係るクランクシャフトは、ジャーナル部とピン部とを連結するクランクアームのうち、特定のクランクアームのクランクシャフト軸線に直交するスラスト面を軸方向寸法の基準面とし、この基準面は隣接するジャーナル部またはピン部とこれらジャーナル部またはピン部と基準面との間のフィレット部とともに全面的に焼入れされた構成とした。

前記基準面としては、軸方向を基準として一端側のスラスト面を選定すると他端における誤差が大きくなるので、軸方向において中央寄りのスラスト面が好ましい。

本発明に係るクランクシャフトによれば、軸方向長さの基準面となるスラスト面の硬度が均一なため、基準面とするための加工をスムーズに行え、また加工後の基準面も極めて平滑な面が得られる。

以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るクランクシャフトの生産工程を説明したブロック図、図２は本発明に係るクランク
シャフトの全体図、図３は焼入れた領域を示すクランクシャフトの全体図であり、クランクシャフトはジャーナル部１とピン部２をクランクアーム３にて連結した構造で、全てのジャーナル部１の回転軸Ｘが共通軸となるように設計され、また、所定のクランクアーム３にはカウンターウェイト４を設けている。

上記のクランクシャフトを製造するには、棒材（例えば、Ｓ４０Ｃあるいはこの付近の炭素量を有する機械構造用炭素鋼）を冷間または熱間で鍛造する。この鍛造工程で焼準およびショットを施す。そして、旋盤を用いてピン部およびジャーナル部の旋削を行い、更にオイル穴、ノック穴及びキー溝を形成する。

この後、高周波焼入れを施す。本発明にあっては、軸方向寸法の基準面をカウンターウェイト部４を有しないクランクアーム３のスラスト面で、且つ軸方向において最も中央寄りのスラスト面２０に設定している。

そして、図３に示すように、スラスト面２０についてはジャーナル部１に高周波焼入れを施す際にスラスト面２０の全面、ジャーナル部１およびスラスト面２０とジャーナル部１との境界部であるフィレット部を同時に焼入れする。この焼入れによってスラスト面２０全面の硬度が均一になる。

この後、必要に応じて押圧などによって歪み修正した後、焼入後加工を施す。この焼入後加工において前記スラスト面２０を旋削し、軸方向寸法の基準面とする。スラスト面２０の加工量X（旋削量）は、この基準面から各クランクアームのスラスト面やクランクシャフトの端部までの寸法が所定値の範囲内になるような旋削量とする。具体的には図２に測定箇所を示すように、基準面となるスラスト面（図中０ｍｍの面）から各端面までの距離ｄ１〜ｄ9が公差（例えば、±０．１５ｍｍ）内に収まるように加工量Xを決定し、旋削する。

この後の仕上げ加工では、ジャーナル部１、ピン部２およびフィレット部を研削し、バランス修正を行い、更に各ジャーナル部、ピン部、オイルシール部及びスラスト面にラップ処理を施し製品とする。

図４は別実施例を示す焼入れ後の断面図であり、この実施例にあっては基準面となるスラスト面２０に対向する面２１にも全面焼入れを施している。これは、規定のジャーナル部幅とするために基準面となるスラスト面２０だけでなくその対向面についても加工することを考慮したものである。

本発明に係るクランクシャフトの生産工程を説明したブロック図本発明に係るクランクシャフトの全体図焼入れた領域を示すクランクシャフトの全体図別実施例を示す焼入れ後の断面図

符号の説明

１…ジャーナル部、２…ピン部、３…クランクアーム、４…カウンターウェイト、１０…高周波焼入れ治具の本体、１１…凹部、１２…位置決めピン、１３…コイル、２０…基準面となるスラスト面、２１…基準面となるスラスト面と対向する面。

Claims

ジャーナル部とピン部とをクランクアームで連結したクランクシャフトにおいて、前記クランクアームのうち特定のクランクアームのクランクシャフト軸線に直交するスラスト面が軸方向寸法の基準面とされ、この基準面は隣接するジャーナル部またはピン部とこれらジャーナル部またはピン部と基準面との間のフィレット部とともに全面的に焼入れされていることを特徴とするクランクシャフト。