JP2009287633A - 組立式クランクシャフト及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】締結部の焼きばめによる締結力を増強して締結部の抜けを防止すること。
【解決手段】複数の分割ピース２Ｂ，２Ｃを締結部にて組み付けて一体に組み立ててなることで組立式クランクシャフトを製造される。ここで、締結部は、隣り合う分割ピース２Ｂ，２Ｃの一方に形成された穴部７と、他方に形成された軸部６とを含む。軸部６を先端へ向けて拡径する逆テーパ状に予め形成し、軸部６の付け根周囲が接触する穴部７の開口周縁に隆起部１０を予め形成しておく。締結に際して、穴部７を加熱膨張させ、その膨張した穴部７に軸部６を挿入すると共に軸部６の付け根周囲を穴部７の開口周縁に押し付けて隆起部１０を圧縮変形させる。その変形した隆起部１０の肉の分だけ穴部７を軸部６に倣った逆テーパ状に変形させ、その後冷却により穴部７を収縮させることで、軸部６と穴部７を互いに締結して隣り合う分割ピース２Ｂ，２Ｃを互いに組み付ける。
【選択図】 図２

Description

この発明は、エンジンのクランクシャフトに係り、詳しくは、複数の分割ピースを締結部にて互いに組み付けて一体に組み立ててなる組立式クランクシャフト及びその製造方法に関する。

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１〜４に記載される技術が知られている。特に、特許文献１には、複数の分割ピースを焼きばめにより一体に組み立ててなる焼きばめ式クランクシャフトが開示されている。このクランクシャフトは、主軸の焼きばめ部中心とジャーナル部中心を偏心させ、焼きばめ部中心をジャーナル部中心よりもクランクピン側に配置するように構成される。ここで、「焼きばめ」とは、部材の熱収縮を利用して部品相互を締結する方法であって、外側になる部品を加熱膨張させ、内側になる軸や部品と嵌め合わせることである。外側になる部品には、締めしろがつけてあるので、冷却して常温となったときに締めしろの分に相当する力で収縮ばめをすることができる。

実開昭６３−１７１７１８号公報 特開２０００−１７６７２４号公報 実開昭６２−３２２０５号公報 特開平１１−３３７０２３号公報

ところが、特許文献１に記載のクランクシャフトでは、複数の分割ピースが単に焼きばめにより締結されるだけであったので、この締結部の強度不足が問題となった。すなわち、エンジンの運転時には、クランクシャフトに作用するピストンの運動力が焼きばめ部に作用するが、このとき焼きばめ部の締結力が締結部の抜けに対して必ずしも充分とは言えなかった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、焼きばめによる締結部の締結力を増強して締結部の抜けを防止することを可能とした組立式クランクシャフト及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の分割ピースを締結部にて互いに組み付けて一体に組み立ててなる組立式クランクシャフトであって、締結部は、隣り合う分割ピースの一方に形成された穴部と、隣り合う分割ピースの他方に形成された軸部とを含むことと、穴部に軸部を焼きばめして締結することにより、隣り合う分割ピースが互いに組み付けられたことと、軸部は、先端へ向けて拡径する逆テーパ状をなし、締結状態において穴部が軸部に倣った逆テーパ状をなすこととを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、軸部が穴部に焼きばめして締結されるので、穴部の締めしろの分に相当する収縮ばめにより軸部と穴部が強固に締結される。また、軸部が逆テーパ状をなし、締結状態において穴部が軸部に倣った逆テーパ状をなすので、軸部が穴部に引き掛かって穴部から抜け難くなる。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、軸部は、その付け根側から貫通しない穴加工が行われることで先端へ向けて拡径する逆テーパ状をなすことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、加工された穴を埋栓することにより、軸部の中に密閉空間が形成される。また、穴の分だけ軸部が肉抜きされる。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、複数の分割ピースを締結部にて互いに組み付けて一体に組み立ててなる組立式クランクシャフトの製造方法であって、締結部は、隣り合う分割ピースの一方に形成された穴部と、隣り合う分割ピースの他方に形成された軸部とを含み、軸部を先端へ向けて拡径する逆テーパ状に予め形成しておき、軸部の付け根周囲が接触する穴部の開口周縁に隆起部を予め形成しておき、締結に際して、穴部を加熱膨張させ、その膨張した穴部に軸部を挿入すると共に軸部の付け根周囲を穴部の開口周縁に押し付けて隆起部を圧縮変形させ、その変形した隆起部の肉の分だけ穴部を軸部に倣った逆テーパ状に変形させ、その後冷却により穴部を収縮させることにより、軸部と穴部を互いに締結して隣り合う分割ピースを互いに組み付けることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、軸部と穴部の締結に際して、加熱膨張させた穴部に軸部を挿入するので、逆テーパ状の軸部でも穴部への挿入が容易となる。また、軸部の付け根周囲を穴部の開口周縁に押し付けて隆起部を圧縮変形させ、その変形した隆起部の肉の分だけ穴部を軸部に倣った逆テーパ状に変形させ、その後冷却により穴部を収縮させるので、穴部の締めしろの分に相当する収縮ばめにより軸部と穴部が強固に締結される。また、軸部が逆テーパ状をなし、締結状態において穴部が軸部に倣った逆テーパ状をなすので、軸部が穴部に引き掛かって穴部から抜け難くなる。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、軸部の付け根周囲に半径方向へ延びる少なくとも一つの溝を予め形成しておき、軸部の付け根周囲を穴部の開口周縁に押し付けたときに、隆起部の肉の一部を溝に入り込ませることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項３に記載の発明の作用に加え、軸部の付け根周囲には半径方向へ延びる溝が予め形成され、軸部の付け根周囲を穴部の開口周縁に押し付けたとき、隆起部の肉の一部が溝に入り込むので、締結後に軸部と穴部の相対回転が規制される。

上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、複数の分割ピースを締結部にて互いに組み付けて一体に組み立ててなる組立式クランクシャフトの製造方法であって、締結部は、隣り合う分割ピースの一方に形成された穴部と、隣り合う分割ピースの他方に形成された軸部とを含み、締結に際して、穴部の周囲を加熱して穴部を膨張させ、その膨張した穴部に軸部を挿入し、その後冷却により穴部を収縮させた後、軸部を軸部の付け根側から穴加工することにより、軸部を先端へ向けて拡径する逆テーパ状に変形させると共に穴部を軸部に倣った逆テーパ状に変形させて、軸部と穴部を互いに締結して隣り合う分割ピースを互いに組み付けることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、軸部と穴部の締結に際して、加熱膨張させた穴部に軸部を挿入するので、穴部への軸部の挿入が容易となる。また、軸部を挿入して冷却により穴部を収縮させた後、軸部を軸部の付け根側から穴加工することにより、軸部を逆テーパ状に変形させると共に穴部を軸部に倣った逆テーパ状に変形させるので、穴部の締めしろの分に相当する収縮ばめにより軸部と穴部が強固に締結される。また、軸部が逆テーパ状をなし、締結状態において穴部が軸部に倣った逆テーパ状をなすので、軸部が穴部に引き掛かって穴部から抜け難くなる。

請求項１に記載の発明によれば、焼きばめによる締結部の締結力を増強して締結部の抜けを防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、加工された穴を潤滑油の通路として活用することができ、軸部の肉抜きの分だけ分割ピースを軽量化することができる。

請求項３に記載の発明によれば、焼きばめによる締結部の締結力を増強して締結部の抜けを防止することができ、焼きばめによる製造方法として、特に工数を増やすことなく、生産性を損なうことなく、締結部の抜けの問題を払拭して低コストで組立式クランクシャフトを製造することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、隣り合う分割ピースの間で回り止め効果を得ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、焼きばめによる締結部の締結力を増強して締結部の抜けを防止することができ、焼きばめによる製造方法として、特に工数を増やすことなく、生産性を損なうことなく、締結部の抜けの問題を払拭して低コストで組立式クランクシャフトを製造することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明における組立式クランクシャフト及びその製造方法を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。この実施形態では、本発明を４気筒エンジン用の組立式クランクシャフトに具体化して説明する。

図１に、本実施形態の組立式クランクシャフト１を側面図により示す。この組立式クランクシャフト１は、９個の分割ピース２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈ，２Ｉを締結部３にて互いに組み付けて一体に組み立てることで構成される。図１において、左側から第１分割ピース２Ａ、第３分割ピース２Ｃ、第５分割ピース２Ｅ及び第７分割ピース２Ｇは、互いに同一形状をなし、厚板状のカウンタウェイト部４と、円柱状のジャーナル部５とを備える。ジャーナル部５は、カウンタウェイト部４のほぼ中央部に配置される。ジャーナル部５の先端中央には、軸部６が突設される。軸部６は、先端へ向けて拡径する逆テーパ状をなしている。カウンタウェイト４の片端寄り位置には、穴部７が形成される。各分割ピース２Ａ〜２Ｉとして、例えば、適量のカーボンを含有する「Ｓ４５Ｃ」や「Ｓ３５Ｃ」等の鍛造成形品を使用することができる。

図１において、左側から第２分割ピース２Ｂ、第４分割ピース２Ｄ、第６分割ピース２Ｆ及び第８分割ピース２Ｈは、互いに同一形状をなし、厚板状のカウンタウェイト部４と、ピン部８とを備える。ピン部８は、カウンタウェイト部４の片端寄り位置に配置される。ピン部８の先端中央には軸部６が突設される。軸部６は、上記と同様に逆テーパ状をなしている。カウンタウェイト部４の中央部には、穴部７が形成される。

図１において、右端の第９分割ピース２Ｉは、唯一他の分割ピース２Ａ〜２Ｈと異なる形状を有する。第９分割ピース２Ｉは、ジャーナル部５と、ジャーナル部５の先端中央に形成された軸部６と、ジャーナル部５の基端に形成されたフランジ部９とを備える。軸部６は、上記と同様に逆テーパ状をなしている。

この実施形態において、各締結部３は、それぞれ隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｉの一方に形成された穴部７と、隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｉの他方に形成された軸部６とを含む。各締結部３は、それぞれ穴部７に軸部６を焼きばめして組み付けることにより締結されている。

この組立式クランクシャフト１は、第１分割ピース２Ａから第９分割ピース２Ｉを順次組み付けることにより組み立てることができる。例えば、隣り合う第１分割ピース２Ａと第２分割ピース２Ｂの組み付けは、第１分割ピース２Ａの穴部７に第２分割ピース２Ｂの軸部６を焼きばめすることにより行われる。次に、隣り合う第２分割ピース２Ｂと第３分割ピース２Ｃの組み付けは、第２分割ピース２Ａの穴部７に第３分割ピース２Ｃの軸部６を焼きばめすることにより行われる。その後、第４分割ピース２Ｄから第９分割ピース２Ｉの組み付けについても、上記と同様に行われる。

ここで、隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｉの構成を、第２分割ピース２Ｂと第３分割ピース２Ｃを一例として以下に説明する。図２に、組み付け前の第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃを側断面図により示す。図３に、図２の鎖線楕円Ｓ１の中を拡大断面図により示す。図４に、図２の鎖線楕円Ｓ２の中を拡大断面図により示す。図５，６に、一例として、分割ピース２Ｃの製作過程を側断面図により示す。

図２に示すように、各分割ピース２Ｂ，２Ｃの軸部６は、先端へ向けて拡径する逆テーパ状をなしている。軸部６の逆テーパの角度は、軸部６の基端外径と先端外径との外径差ΔＳｒに置き換えると、「１０〜２０μｍ」程度の大きさであり、実際には視認が困難な大きさである。図２に示すように、軸部６の付け根周囲が接触する穴部７の開口周縁には、隆起した隆起部１０が予め形成される。ここで、図２において、穴部７の内径を「Ｄｈ」とし、隆起部１０の外径を「Ｄｒ」とし、ジャーナル部５及びピン部８の外径を「Ｄｓ」とする。また、図３に示すように、隆起部１０の断面積を「Ａｈ」とし、図４に示すように、逆テーパ状の軸部６と穴部７との容積差が形成する断面積Ａｔとすると、断面積Ａｈと断面積Ａｔが同じとなるように設定される。また、隆起部１０の外径Ｄｒは、各分割ピース２Ｂ，２Ｃを加熱により熱膨張させたときの隆起部１０の外径Ｄｙが、ジャーナル部５及びピン部８の外径Ｄｓと同じになるような大きさに設定される。従って、隆起部１０も、実際には視認が困難な大きさとなっている。

一例として、第３分割ピース２Ｃを製作するには、冷間鍛造により、図５に示すように、穴部７のない分割ピース粗材１１を成形する。この分割ピース粗材１１には、軸部６、ジャーナル部５及びカウンタウェイト部４の原形が形成される。その後、機械加工により、図６に示すように、逆テーパ状の軸部６と、穴部７と、隆起部１０を有する分割ピース２Ｃを得る。その他の分割ピース２Ａ，２Ｂ，２Ｄ〜２Ｈについても同様に製作される。

ここで、隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｉの組み付け方法を、第２分割ピース２Ｂと第３分割ピース２Ｃの組み付けを一例として以下に説明する。その他の分割ピース２Ａ，２Ｄ〜２Ｉの組み付けについても同様に行われる。図７に、第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃの組み付け手順をフローチャートにより示す。図８に、加熱後の第２分割ピース２Ｂを側断面図により示す。図９に、組み付け途中の第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃを側断面図により示す。図１０に、組み付け途中の第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃを側断面図により示す。図１１に、冷却後の第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃを側断面図により示す。以下に、図７のフローチャートに付された各番号に従って順次説明する。

（１）最初に、隣り合う分割ピース２Ｂ，２Ｃの一方を加熱する。すなわち、この場合は、図８に示すように、穴部７を加熱膨張させるために、第２分割ピース２Ｂを「２００〜３００℃」程度の温度で加熱する。

（２）次に、隣り合う分割ピース２Ｂ，２Ｃを互いに組み付ける。すなわち、図９に示すように、第２分割ピース２Ｂの膨張した穴部７に、第３分割ピース２Ｃの軸部６を挿入する。このとき、穴部７は膨張していることから、逆テーパ状の軸部６であっても容易に穴部７に挿入することができる。

（３）次に、隣り合う分割ピース２Ｂ，２Ｃを互いに押し付ける。すなわち、図１０に示すように、挿入側の第３分割ピース２Ｃを被挿入側の第２分割ピース２Ｂに押し付ける。これにより、第３分割ピース２Ｃの軸部６の付け根周囲を、第２分割ピース２Ｂの穴部７の開口周縁に押し付けて隆起部１０を圧縮変形させる。これにより、その変形した隆起部１０の肉の分だけ穴部７を軸部６に倣った逆テーパ状に変形させる。

（４）最後に、隣り合う分割ピース２Ｂ，２Ｃを冷却する。これにより、図１１に示すように、第２分割ピース２Ｂの穴部７を収縮させて、軸部６と穴部７を互いに締結する。つまり、穴部７に軸部６を焼きばめして締結する。これにより、隣り合う分割ピース２Ｂ，２Ｃを互いに組み付ける。このとき、穴部７の肉が逆テーパ状の軸部６の周囲を包み込み、軸部６が穴部７に楔状に係合することとなる。

以上説明したこの実施形態の組立式クランクシャフト１によれば、各締結部３において軸部６が穴部７に焼きばめして締結されるので、穴部７の締めしろの分に相当する収縮ばめにより軸部６と穴部７が強固に締結される。また、軸部６が逆テーパ状をなし、締結状態において穴部７が軸部６に倣った逆テーパ状をなすので、軸部６が穴部７に楔状に引き掛かって穴部７から抜け難くなる。この結果、焼きばめによる締結部３の締結力を増強して締結部３の抜けを防止することができる。このため、組立式クランクシャフト１がエンジンに使用された場合に、エンジン運転時にピストンの運動力が組立式クランクシャフト１の各ジャーナル部５及び各ピン部８に作用して、軸部６が穴部７から抜ける方向に締結部３に力が加わっても、締結部３を強固な締結状態に保つことができる。

また、この実施形態の組立式クランクシャフトの製造方法によれば、軸部６と穴部７の締結に際して、加熱膨張させた穴部７に軸部６を挿入するので、逆テーパ状の軸部６であっても穴部７への挿入が容易となる。また、軸部６の付け根周囲を穴部７の開口周縁に押し付けて隆起部１０を圧縮変形させ、その変形した隆起部１０の肉の分だけ穴部７を軸部６に倣った逆テーパ状に変形させ、その後冷却により穴部７を収縮させるので、穴部７の締めしろの分に相当する収縮ばめにより軸部６と穴部７が強固に締結される。また、軸部６が逆テーパ状をなし、締結状態において穴部７が軸部６に倣った逆テーパ状をなすので、軸部６が穴部７に楔状に引き掛かって穴部７から抜け難くなる。このため、焼きばめによる締結部３の締結力を増強して締結部３の抜けを防止することができる。また、焼きばめによる製造方法として、特に工数を増やすことなく、生産性を損なうことなく、締結部３の抜けの問題を払拭して低コストで組立式クランクシャフト１を製造することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明における組立式クランクシャフト及びその製造方法を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。

この実施形態では、軸部６の付け根周囲の構成の点で第１実施形態と異なる。すなわち、図１２に、組み付け前の第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃを側断面図により示す。図１３に、軸部６の付け根周囲を図１２のＢ−Ｂ線断面図により示す。図１４に、組み付け途中の第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃを側断面図により示す。図１５に、冷却後の第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃを側断面図により示す。この実施形態では、図１２，１３に示すように、軸部６の付け根周囲に半径方向へ延びる複数の溝１２が等角度間隔をもって予め形成される。その他の分割ピース２Ａ，２Ｄ〜２Ｈも同様の構成を有する。以上の点で、この実施形態は第１実施形態と構成が異なる。この実施形態における組立式クランクシャフトの製造方法は、図７のフローチャートに示す組み付け手順と同じ手順を採用する。

従って、図７のフローチャートの（３）に示す押し付けの工程では、図１４に示すように、第３分割ピース２Ｃの軸部６の付け根周囲を、第２分割ピース２Ｂの穴部７の開口周縁に押し付けられたときに、隆起部１０の肉の一部を各溝１２に入り込ませるようにしている。

その後、図７のフローチャートの（４）に示す冷却の工程では、図１５に示すように、隆起部１０の肉の一部が各溝１２に係合することとなり、これによって第２分割ピース２Ｂと第３分割ピース２Ｃが軸部６を中心に相対回転することを防止することができる。このため、この実施形態では、第１実施形態の作用効果に加え、隣り合う分割ピース２Ｂ，２Ｃの間で回り止め効果を得ることができる。その他の分割ピース２Ａ，２Ｄ〜２Ｉについても同じである。

［第３実施形態］
次に、本発明における組立式クランクシャフト及びその製造方法を具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

この実施形態では、各分割ピース２Ａ〜２Ｉの構成と、組立式クランクシャフトの製造方法の点で第１及び第２の実施形態と構成が異なる。すなわち、図１６に、組み付け前の第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃを側断面図により示す。この実施形態の各分割ピース２Ｂ，２Ｃは、軸部６が逆テーパ状には形成されず、単なる円柱形状をなしている。また、各分割ピース２Ｂ，２Ｃの穴部７の開口周縁は、隆起部１０が形成されておらず、単に平坦面をなしている。その他の分割ピース２Ａ，２Ｄ〜２Ｈの構成についても上記と同様である。

次に、隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｉの組み付け方法を、第２分割ピース２Ｂと第３分割ピース２Ｃの組み付けを一例として以下に説明する。その他の分割ピース２Ａ、２Ｄ〜２Ｉについても同様に組み付けられる。図１７に、第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃの組み付け手順をフローチャートにより示す。図１８に、加熱後の組み付け状態における第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃを側断面図により示す。図１９に、冷却後の第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃを側断面図により示す。図２０，２１に、穴加工後の第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃを側断面図により示す。以下に、図１７のフローチャートに付された各番号に従って順次説明する。

（１）最初に、隣り合う分割ピース２Ｂ，２Ｃの一方を加熱する。この場合、穴部７を加熱膨張させるために、第２分割ピース２Ｂを「２００〜３００℃」程度の温度で加熱する。

（２）次に、隣り合う分割ピース２Ｂ，２Ｃを互いに組み付ける。すなわち、図１８に示すように、第２分割ピース２Ｂの膨張した穴部７に、第３分割ピース２Ｃの軸部６を挿入する。このとき、膨張した穴部７へは軸部８を容易に挿入することができる。

（３）次に、隣り合う分割ピース２Ｂ，２Ｃを冷却する。これにより、図１９に示すように、第２分割ピース２Ｂの穴部７を収縮させて、軸部６と穴部７を互いに締結する。つまり、穴部７に軸部６を焼きばめして締結する。この状態では、穴部７と軸部６の締結強度は充分とは言えない。

（４）最後に、一方の分割ピース２Ｃの軸部６に穴１３を加工する。すなわち、図２０に示すように、第３分割ピース２Ｃの軸部６に対しその付け根側から貫通しない穴加工を行う。穴１３の先端は、ドリル形状のように円錐状に角度がついている。この穴１３の加工により、軸部６には、肉厚が大きくて剛性が強い強剛性部分１４と、肉厚が小さくて剛性が弱い弱剛性部分１５ができる。これら強剛性部分１４と弱剛性部分１５との剛性差により、図２１に示すように、軸部６を先端へ向けて拡径する逆テーパ状に変形させると共に、穴部７を軸部６に倣った逆テーパ状に変形させる。このように、穴部７の肉が逆テーパ状の軸部６の周囲を包み込み、軸部６が穴部７に楔状に係合することとなる。これにより、軸部６と穴部７を互いに締結して隣り合う分割ピース２Ｂ，２Ｃを互いに組み付ける。その他の分割ピース２Ａ，２Ｄ〜２Ｉについても上記と同様に組み付けられる。

なお、この実施形態における各分割ピース２Ａ〜２Ｉの軸部６の外径は、穴部７の内径、焼きばめ代、ジャーナル部５又はピン部８の外径等によって変わるが、機械加工後に軸部６と穴部７が充分に変形する大きさにすればよい。

従って、この実施形態の組立式クランクシャフトによっても、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。加えて、この実施形態の組立式クランクシャフトの製造方法によれば、加熱膨張させた穴部７に軸部６を挿入するので、穴部７への軸部６の挿入が容易となる。また、軸部６を挿入して冷却により穴部７を収縮させた後、軸部６を軸部６の付け根側から穴加工することにより、軸部６を逆テーパ状に変形させると共に、穴部７を軸部６に倣った逆テーパ状に変形させるので、穴部７の締めしろの分に相当する収縮ばめにより軸部６と穴部７が強固に締結される。また、軸部６が逆テーパ状をなし、締結状態において穴部７が軸部６に倣った逆テーパ状をなすので、軸部６が穴部７に楔状に引き掛かって穴部７から抜け難くなる。ここで、軸部６の穴加工の工程は、第１実施形態において軸部６を予め逆テーパ状に加工する工程を考慮に入れれば、本実施形態の工数としては、第１実施形態の工数と変わりない。このため、焼きばめによる締結部３の締結力を増強して締結部３の抜けを防止することができる。また、焼きばめによる製造方法として、特に工数を増やすことなく、生産性を損なうことなく、締結部３の抜けの問題を払拭して低コストで組立式クランクシャフトを製造することができる。

また、この実施形態では、機械加工された穴１３を埋栓をすることにより、軸部６の中に密閉空間が形成される。従って、この密閉空間を潤滑油の通路として活用することができる。また、穴１３の分だけ軸部６が肉抜きされるので、軸部６の肉抜きの分だけ各分割ピース２Ａ〜２Ｈを軽量化することができる。

なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して次のように実施することもできる。

前記実施形態では、本発明を４気筒用エンジンのための組立式クランクシャフト１に具体化したが、本発明を４気筒以外の気筒数のエンジンのための組立式クランクシャフトに具体化することもできる。

前記第３実施形態では、図２１に示すように、軸部６に空けた穴１３の先端を単に円錐状に角度を付けただけとしたが、図２２に示すように、穴１３の先端近傍に拡径部１６を設けてもよい。この拡径部１６があることで、軸部６の付け根付近の括れを大きくすることができ、穴部７に対する軸部６の引き掛かり度合いを大きくすることができる。図２２には、軸部６の穴１３の形状を第３分割ピース２Ｃの一部側断面図により示す。

第１実施形態に係り、組立式クランクシャフトを示す側面図。 同じく、組み付け前の第２及び第３の分割ピースを示す側断面図。 同じく、図２の鎖線楕円の中を示す拡大断面図。 同じく、図２の鎖線楕円の中を示す拡大断面図。 同じく、分割ピースの製作過程を示す側断面図。 同じく、分割ピースの製作過程を示す側断面図。 同じく、第２及び第３の分割ピースの組み付け手順を示すフローチャート。 同じく、加熱後の第２分割ピースを示す側断面図。 同じく、組み付け途中の第２及び第３の分割ピースを示す側断面図。 同じく、組み付け途中の第２及び第３の分割ピースを示す側断面図。 同じく、冷却後の第２及び第３の分割ピースを示す側断面図。 第２実施形態に係り、組み付け前の第２及び第３の分割ピースを示す側断面図。 同じく、軸部の付け根周囲を示す図１２のＢ−Ｂ線断面図。 同じく、組み付け途中の第２及び第３の分割ピースを示す側断面図。 同じく、冷却後の第２及び第３の分割ピースを示す側断面図。 第３実施形態に係り、組み付け前の第２及び第３の分割ピースを示す側断面図。 同じく、第２及び第３の分割ピースの組み付け手順を示すフローチャート。 同じく、加熱後の第２及び第３の分割ピースを示す側断面図。 同じく、冷却後の第２及び第３の分割ピースを示す側断面図。 同じく、穴加工後の第２及び第３の分割ピースを示す側断面図。 同じく、穴加工後の第２及び第３の分割ピースを示す側断面図。 別の実施形態に係り、軸部の穴を示す分割ピースの一部側断面図。

符号の説明

１ 組立式クランクシャフト
２Ａ 第１分割ピース
２Ｂ 第２分割ピース
２Ｃ 第３分割ピース
２Ｄ 第４分割ピース
２Ｅ 第５分割ピース
２Ｆ 第６分割ピース
２Ｇ 第７分割ピース
２Ｈ 第８分割ピース
２Ｉ 第９分割ピース
３ 締結部
６ 軸部
７ 穴部
１０ 隆起部
１２ 溝
１３ 穴

Claims (5)

1. 複数の分割ピースを締結部にて互いに組み付けて一体に組み立ててなる組立式クランクシャフトであって、
   前記締結部は、隣り合う分割ピースの一方に形成された穴部と、前記隣り合う分割ピースの他方に形成された軸部とを含むことと、
   前記穴部に前記軸部を焼きばめして締結することにより、前記隣り合う分割ピースが互いに組み付けられたことと、
   前記軸部は、先端へ向けて拡径する逆テーパ状をなし、締結状態において前記穴部が前記軸部に倣った逆テーパ状をなすことと
   を備えたことを特徴とする組立式クランクシャフト。
2. 前記軸部は、その付け根側から貫通しない穴加工が行われることで先端へ向けて拡径する逆テーパ状をなすことを特徴とする請求項１に記載の組立式クランクシャフト。
3. 複数の分割ピースを締結部にて互いに組み付けて一体に組み立ててなる組立式クランクシャフトの製造方法であって、
   前記締結部は、隣り合う分割ピースの一方に形成された穴部と、前記隣り合う分割ピースの他方に形成された軸部とを含み、前記軸部を先端へ向けて拡径する逆テーパ状に予め形成しておき、前記軸部の付け根周囲が接触する前記穴部の開口周縁に隆起部を予め形成しておき、
   締結に際して、前記穴部を加熱膨張させ、その膨張した穴部に前記軸部を挿入すると共に前記軸部の付け根周囲を前記穴部の開口周縁に押し付けて前記隆起部を圧縮変形させ、その変形した隆起部の肉の分だけ前記穴部を前記軸部に倣った逆テーパ状に変形させ、その後冷却により前記穴部を収縮させることにより、前記軸部と前記穴部を互いに締結して前記隣り合う分割ピースを互いに組み付ける
   ことを特徴とする組立式クランクシャフトの製造方法。
4. 前記軸部の付け根周囲に半径方向へ延びる少なくとも一つの溝を予め形成しておき、前記軸部の付け根周囲を前記穴部の開口周縁に押し付けたときに、前記隆起部の肉の一部を前記溝に入り込ませることを特徴とする請求項３に記載の組立式クランクシャフトの製造方法。
5. 複数の分割ピースを締結部にて互いに組み付けて一体に組み立ててなる組立式クランクシャフトの製造方法であって、
   前記締結部は、隣り合う分割ピースの一方に形成された穴部と、前記隣り合う分割ピースの他方に形成された軸部とを含み、
   締結に際して、前記穴部の周囲を加熱して前記穴部を膨張させ、その膨張した穴部に前記軸部を挿入し、その後冷却により前記穴部を収縮させた後、前記軸部を前記軸部の付け根側から穴加工することにより、前記軸部を先端へ向けて拡径する逆テーパ状に変形させると共に前記穴部を前記軸部に倣った逆テーパ状に変形させて、前記軸部と前記穴部を互いに締結して前記隣り合う分割ピースを互いに組み付ける
   ことを特徴とする組立式クランクシャフトの製造方法。

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