JP2010053918A - 組立式クランクシャフト及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン爆発力に対する締結部の強度と剛性を高め、締結部の抜けや締結部での異音発生を防止すること。
【解決手段】組立式クランクシャフト１は複数の分割ピース2A〜2Jを締結部3にて互いに組み付けて一体に組み立てられる。各分割ピース2A〜2Jは、カウンタウェイト部4と、カウンタウェイト部4の一端側から突出した小径軸部5と、他端側から突出した大径軸部6と、大径軸部6の中心に設けられた穴部7と、小径軸部5の根本周囲の溝部8とを含む。締結部3は、隣り合う分割ピース2A〜2Jの一方に設けられた大径軸部６及び穴部７と、他方に設けられた小径軸部5及び溝部8とを含む。穴部7に小径軸部5を圧入し、大径軸部6の先端を溝部8に圧入締結することで、隣り合う分割ピース2A〜2Jが互いに組み付けられ、各分割ピース2A〜2Jの間で小径軸部5を覆った大径軸部6によりジャーナル部11又はピン部10が構成される。
【選択図】 図１

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には、複数の構成部品（ジャーナル軸を含む部品、クランクピンを含む部品）を接合部にて一体的に連結させた組立式クランクシャフトが記載されている。この組立式クランクシャフトは、隣り合う構成部品を接合部にてボルトにより締結することで剛性を高めている。

また、下記の特許文献２には、隣り合うクランクウェブのうち一方のクランクウェブのクランクピンが他方のクランクウェブの貫通孔に圧入されて一体的に連結された組立式クランクシャフトが記載されている。同じく、下記の特許文献３には、隣り合うクランクウェブのうち一方のクランクウェブのピン部やジャーナル部が他方のクランクウェブの貫通孔に圧入されて一体的に連結された組立式クランクシャフトが記載されている。

特開２００５−３５１４５２号公報 特開平１１−６２５９９号公報 実案２５７０２８１号公報

ところが、特許文献１に記載の組立式クランクシャフトでは、ボルトによる締結長が比較的短いものとなっていた。このため、エンジン運転時にピストン及びコンロッドを介して作用するエンジンの爆発力に対して、接合部の強度が不十分となるおそれがあった。この結果、場合によっては、接合部で構成部品に抜けが生じる懸念があった。

また、特許文献２及び３に記載の組立式クランクシャフトでは、貫通孔に圧入されるのがクランクピン、ピン部及びジャーナル部の先端部分だけとなっていた。このため、隣り合うクランクウェブの締結長が十分でなく、エンジンの爆発力に対して締結部の強度が不足し、締結部に抜けが生じる懸念があった。あるいは、抜けが生じないまでも、締結部の剛性が不足し、変形により締結部に隙間ができて締結部から異音が発生するおそれがあった。

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、エンジン運転時の爆発力に対する締結部の強度と剛性を高め、締結部の抜けや締結部での異音発生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、各分割ピースは、厚板状のカウンタウェイト部と、カウンタウェイト部の幅方向一端側から突出した小径軸部と、カウンタウェイト部の幅方向他端側から突出した大径軸部と、大径軸部からカウンタウェイト部にかけて大径軸部の軸線を中心に設けられた穴部と、小径軸部の根本周囲に設けられた溝部とを含むことと、締結部は、隣り合う分割ピースのうち一方の分割ピースに設けられた大径軸部及び穴部と、他方の分割ピースに設けられた小径軸部及び溝部とを含むこととを備え、穴部に小径軸部を圧入すると共に大径軸部の先端を溝部に圧入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、小径軸部が大径軸部により覆われ、隣り合う分割ピースの間で小径軸部を覆った大径軸部によりジャーナル部又はピン部が構成されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、隣り合う分割ピースのうち一方の分割ピースに設けられた大径軸部の穴部に、他方の分割ピースに設けられた小径軸部の全体が圧入されるので、小径軸部と穴部による締結部の長さが最大限に確保される。小径軸部と穴部が締結された状態で、大径軸部の先端が小径軸部の根本周囲に設けられた溝部に圧入されるので、小径軸部がその先端と基端の両方にてエンジンの爆発力による反力を受け持つこととなる。また、エンジンの爆発力や慣性力が締結部にかかっても、小径軸部と大径軸部との間に隙間ができ難くなり、締結部の変形が抑えられる。

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、溝部の内壁が、溝部の底へ向けてテーパに形成されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１記載の発明の作用に加え、溝部の内壁がテーパに形成されることから、冷鍛精度レベルでも大径軸部の先端がテーパに倣って溝部に確実に圧入され、大径軸部の先端と溝部との密着性が増す。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、小径軸部の外周が小径軸部の先端へ向けてテーパに形成され、穴部の内壁が小径軸部に整合するようにテーパに形成されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、小径軸部の外周が小径軸部の先端へ向けてテーパに形成されるので、小径軸部の根本が先端よりも大径化して応力の発生が低減される。また、穴部の内壁が小径軸部に整合するようにテーパに形成されるので、穴部の底側が穴部の口側よりも小径化し、穴部の底側周囲の肉厚が増して応力の発生が低減される。

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１乃至３の何れか一つに記載の発明において、大径軸部の外周、小径軸部の外周及び溝部の内壁がそれぞれ焼き入れされたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の作用に加え、大径軸部の外周、小径軸部の外周及び溝部の内壁のそれぞれが焼き入れにより硬度が増大する。

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、厚板状のカウンタウェイト部と、カウンタウェイト部の幅方向一端側から突出した小径軸部と、カウンタウェイト部の幅方向他端側から突出した大径軸部と、大径軸部からカウンタウェイト部にかけて大径軸部の軸線を中心に設けられた穴部と、小径軸部の根本周囲に設けられた溝部とを含む複数の分割ピースを作製し、隣り合う分割ピースのうち一方の分割ピースに設けられた穴部に、他方の分割ピースに設けられた小径軸部を圧入し、小径軸部を大径軸部で覆うと共に、大径軸部の先端を溝部に圧入して締結することにより隣り合う分割ピースを互いに組み付け、隣り合う分割ピースの間で小径軸部を覆った大径軸部によりジャーナル部又はピン部を構成することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、隣り合う分割ピースの一方に設けられた穴部に、他方の分割ピースに設けられた小径軸部の全体が圧入されるので、小径軸部と穴部による締結部の長さが最大限に確保される。小径軸部と穴部が締結された状態で、大径軸部の先端が小径軸部の根本周囲に設けられた溝部に圧入されるので、小径軸部がその先端と基端の両方にてエンジンの爆発力による反力を支持することとなる。また、エンジンの爆発力や慣性力が締結部にかかっても、小径軸部と大径軸部との間に隙間ができ難くなり、小径軸部と大径軸部の変形が抑えられる。

上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、分割ピースの作製時に、溝部の外径側内壁を溝部の底へ向けてテーパに形成することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項５に記載の発明の作用に加え、溝部の内壁がテーパに形成されることから、冷鍛精度レベルでも大径軸部の先端がテーパに倣って溝部に確実に圧入され、大径軸部の先端と溝部との密着性が増す。

上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の発明において、分割ピースの作製時に、小径軸部の外周を小径軸部の先端へ向けてテーパに形成すると共に、穴部の内壁を小径軸部に整合するようにテーパに形成することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項５又は６に記載の発明の作用に加え、小径軸部の外周が小径軸部の先端へ向けてテーパに形成されるので、小径軸部の根本が先端よりも大径化して応力の発生が低減される。また、穴部の内壁が小径軸部に整合するようにテーパに形成されるので、穴部の底側が穴部の口側よりも小径化し、穴部の底側周囲の肉厚が増して応力の発生が低減される。

上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項５乃至７の何れか一つに記載の発明において、分割ピースの作製時に、大径軸部の外周、小径軸部の外周及び溝部の内壁をそれぞれ焼き入れすることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項５乃至７の何れか一つに記載の発明の作用に加え、大径軸部の外周、小径軸部の外周及び溝部の内壁のそれぞれが焼き入れにより硬度が増大する。

請求項１に記載の発明によれば、エンジン運転時の爆発力に対する締結部の強度と剛性を高めることができ、締結部の抜けや締結部での異音発生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対して締結部の強度と剛性を更に高めることができ、締結部の耐久性を向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に対して締結部の強度と剛性を更に高めることができ、締結部の耐久性を向上させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の効果に対して締結部の強度と剛性を更に高めることができ、締結部の耐久性を向上させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、エンジン運転時の爆発力に対する締結部の強度と剛性を高めることができ、締結部の抜けや締結部での異音発生を防止することができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の効果に対して締結部の強度と剛性を更に高めることができ、締結部の耐久性を向上させることができる。

請求項７に記載の発明によれば、請求項５又は６に記載の発明の効果に対して締結部の強度と剛性を更に高めることができ、締結部の耐久性を向上させることができる。

請求項８に記載の発明によれば、請求項５乃至７の何れか一つに記載の発明の効果に対して締結部の強度と剛性を更に高めることができ、締結部の耐久性を向上させることができる。

［第１実施形態］
以下、本発明の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、１０個の分割ピース２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈ，２Ｉ，２Ｊ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により構成される。各分割ピース２Ａ〜２Ｊとして、例えば、適量のカーボンを含有した「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ている。これら分割ピース２Ｂ，２Ｄ，２Ｆ，２Ｈは、厚板状のカウンタウェイト部４と、そのカウンタウェイト部４の幅方向一端側（図面左側）から突出した小径軸部５と、そのカウンタウェイト部４の幅方向他端側（図面右側）から突出した大径軸部６と、その大径軸部６からカウンタウェイト部４にかけて大径軸部６の軸線を中心に設けられた穴部７と、小径軸部５の根本周囲に設けられた溝部８とを備える。これら分割ピース２Ｂ，２Ｄ，２Ｆ，２Ｈにおいて、小径軸部５は、カウンタウェイト部４のほぼ中央に配置され、大径軸部６及び穴部７は、カウンタウェイト部４の片端寄りに配置される。

図１において、左側から第３分割ピース２Ｃ、第５分割ピース２Ｅ、第７分割ピース２Ｇ及び第９分割ピース２Ｉは、互いに同一形状をなしている。これら分割ピース２Ｃ，２Ｅ，２Ｇ，２Ｉは、厚板状のカウンタウェイト部４と、そのカウンタウェイト部４の幅方向一端側（図面左側）から突出する小径軸部５と、そのカウンタウェイト部４の幅方向他端側（図面右側）から突出する大径軸部６と、その大径軸部６からカウンタウェイト部４にかけて大径軸部６の軸線を中心に設けられた穴部７と、小径軸部５の根本周囲に設けられた溝部８とを備える。これら分割ピース２Ｃ，２Ｅ，２Ｇ，２Ｉにおいて、小径軸部５は、カウンタウェイト部４の片端寄りに配置され、大径軸部６及び穴部７は、カウンタウェイト部４のほぼ中央に配置される。

図１において、左端の第１分割ピース２Ａと右端の第１０分割ピース２Ｊは、他の分割ピース２Ｂ〜２Ｉと異なる形状をなしている。第１分割ピース２Ａは略筒形をなし、その内部に穴部７を含む。第１０分割ピース２Ｊは、小径軸部５と、その小径軸部５の一端に形成されたフランジ部９と、そのフランジ部９にて小径軸部５の根本周囲に設けられた溝部８とを備える。

この実施形態において、各分割ピース２Ａ〜２Ｊの締結部３は、それぞれ隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｊのうち一方の分割ピース２Ｂ〜２Ｉに設けられた大径軸部６及び穴部７と、隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｊのうち他方の分割ピース２Ｂ〜２Ｊに設けられた小径軸部５及び溝部８とを含む。そして、各締結部３にて、それぞれ穴部７に小径軸部５を圧入すると共に大径軸部６の先端を溝部８に圧入して締結することにより、隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｊが互いに組み付けられる。

図２，３に、一例として、第２分割ピース２Ｂ、第３分割ピース２Ｃ及び第４分割ピース２Ｄの組み付け工程を側面図により示す。図４に、図３に示す第２〜第４の分割ピース２Ｂ〜Ｄの組み付け状態を断面図により示す。第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃの組み付けは、第２分割ピース２Ｂの大径軸部６に設けた穴部７に、第３分割ピース２Ｃの小径軸部５を圧入すると共に、第２分割ピース２Ｂの大径軸部６の先端を第３分割ピース２Ｃの溝部８に圧入して締結することにより行われる。この圧入により、大径軸部６の穴部７に圧入された小径軸部５が大径軸部６により覆われることとなる。このように第２分割ピース２Ｂの大径軸部６が第３分割ピース２Ｃの小径軸部５を覆った状態で、大径軸部６の先端が小径軸部５の根本周囲の溝部８に圧入されて接続される。このように隣り合う分割ピース２Ｂ，２Ｃの間で小径軸部５を覆った大径軸部６によりピン部１０が構成される。同様に、第３分割ピース２Ｃの大径軸部６の穴部７に、第４分割ピース２Ｄの小径軸部５を圧入すると共に、第３分割ピース２Ｃの大径軸部６の先端を第４分割ピース２Ｄの溝部８に圧入して締結することにより、両分割ピース２Ｃ，２Ｄの組み付けが行われる。この圧入により、大径軸部６の穴部７に圧入された小径軸部５が大径軸部６により覆われることとなり、その状態で第３分割ピース２Ｃの大径軸部６の先端が第４分割ピース２Ｄの小径軸部５５の根本周囲に設けられた溝部８に圧入されて接続される。このように隣り合う分割ピース２Ｃ，２Ｄの間で小径軸部５を覆った大径軸部６によりジャーナル部１１が構成される。第５分割ピース２Ｅ〜第９分割ピース２Ｉの組み付けについても上記と同様である。

この他、第２分割ピース２Ｂの小径軸部５を第１分割ピース２Ａの穴部７に圧入することにより、両分割ピース２Ａ，２Ｂの組み付けが行われる。このように第２分割ピース２Ｂの小径軸部５を覆った第１分割ピース２Ａの外周によりジャーナル部１１が構成される。また、第１０分割ピース２Ｊの小径軸部５を第９分割ピース２Ｉの穴部７に圧入することにより、両分割ピース２Ｉ，２Ｊの組み付けが行われる。このように隣り合う分割ピース２Ｉ，２Ｊの間で小径軸部５を覆った大径軸部６によりジャーナル部１１が構成される。

図５に、締結状態の締結部３を断面図により示す。図６に、分解状態の締結部３を断面図により示す。図５に示すように、締結状態において、大径軸部６が小径軸部５を覆った状態で、大径軸部６の先端が小径軸部５の根本周囲の溝部８に圧入されている。穴部７に圧入された小径軸部５の先端と穴部７の底壁との間には、若干の隙間Ｇ１が設けられる。大径軸部６の先端と溝部７の底壁との間にも若干の隙間Ｇ２が設けられる。ここで、大径軸部６の外周、小径軸部５の外周及び溝部８の内壁は、それぞれ焼き入れ１２，１３が施されている。上記した面取り及び焼き入れ１２，１３は、各分割ピース２Ａ〜２Ｊの作製時に行われる。

上記した組立式クランクシャフト１を製造するには、厚板状のカウンタウェイト部４と、そのカウンタウェイト部４の幅方向一端側から突出する大径軸部６と、そのカウンタウェイト部４の幅方向他端側から突出する小径軸部５と、大径軸部６からカウンタウェイト部４にかけて大径軸部６の軸線を中心に設けられた穴部７と、小径軸部５の根本周囲に設けられた溝部８とを含む各分割ピース２Ｂ〜２Ｉをそれぞれ作製すると共に、両端の分割ピース２Ａ，２Ｊをそれぞれ作製しておく。ここで、各分割ピース２Ａ〜２Ｊの作製時に、溝部８の内壁を湾曲状に面取りすると共に、大径軸部６の外周、小径軸部５の外周及び溝部８の内壁にそれぞれ焼き入れ１１を施す。

次に、隣り合う分割ピース２Ｂ〜２Ｉのうち一方の分割ピース２Ｂ〜２Ｉに設けられた大径軸部６の穴部７に、他方の分割ピース２Ｂ〜２Ｉに設けられた小径軸部５を圧入し、小径軸部５を大径軸部６で覆うと共に、大径軸部６の先端を小径軸部５の根本周囲に設けられた溝部８に圧入して締結することにより隣り合う分割ピース２Ｂ〜２Ｉを互いに組み付ける。また、第１分割ピース２Ａを第２分割ピース２Ｂに組み付けると共に、第１０分割ピース２Ｊを第９分割ピース２Ｉに組み付ける。第２分割ピース２Ｂへの第１分割ピース２Ａ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の小径軸部５を圧入して締結することにより行われる。一方、第９分割ピース２Ｉへの第１０分割ピース２Ｊの組み付けは、第９分割ピース２Ｉの大径軸部６に設けられた穴部７に、第１０分割ピース２Ｊの小径軸部５を圧入すると共に、大径軸部６を小径軸部５の根本周囲に設けられた溝部８に圧入して締結することにより行われる。ここで、隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｊの間で、小径軸部５を覆った大径軸部６によりピン部１０又はジャーナル部１１を構成する。このようにして組立式クランクシャフト１が完成する。

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の構成によれば、隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｊのうち一方に設けられた大径軸部６の穴部７に、他方の分割ピース２Ａ〜２Ｊに設けられた小径軸部５の全体が圧入されるので、小径軸部５と穴部７による締結部３の長さが最大限に確保される。このため、締結部３として最大限の締結力を得ることができる。また、図７に締結部３の作用説明図に示すように、小径軸部３と穴部７が締結された状態で、大径軸部６の先端が小径軸部５の根本周囲の溝部８に圧入されるので、小径軸部５がその先端と基端の両方にてエンジンの爆発力による反力を受け持つこととなる。更に、エンジンの爆発力や慣性力が締結部３にかかっても、小径軸部５と大径軸部６との間に隙間ができ難くなり、締結部３の変形が抑えられる。このため、小径軸部５に抜け力が働き難い構成となり、エンジンの爆発力がピン部１０やジャーナル部１１に作用しても、その爆発力に対する締結部３の強度と剛性を高めることができ、締結部３の抜けを防止することができると共に、締結部３での異音発生を防止することができる。つまり、組立式クランクシャフト１がエンジンに使用され、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の各ピン部１０及び各ジャーナル部１１に作用して、各締結部３の締結が抜ける方向に力が加わっても、各締結部３の強固な締結状態を安定かつ静かな状態で保つことができる。

この実施形態では、大径軸部６の先端が溝部８の面取りされた内壁に当接するので、大径軸部６の先端と溝部８の内壁との当接部分における応力集中が面取りにより分散される。このため、大径軸部６の先端と溝部８の内壁の強度をそれぞれ高めることができ、締結部３の耐久性を向上させることができる。

また、この実施形態では、大径軸部６の外周、小径軸部５の外周及び溝部８の内壁のそれぞれが焼き入れ１２，１３により硬度が増大する。この意味でも、締結部３の強度と剛性を強度を高めることができ、締結部３の耐久性を向上させることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の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、以下に説明する各実施形態では、第１実施形態と同じ構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。

図８に、この実施形態の組立式クランクシャフト１における締結状態の締結部３を断面図により示す。図９に、分解状態の締結部３を断面図により示す。この実施形態では、溝部８の形状と、大径軸部６の焼き入れ１２の範囲の点で、第１実施形態と構成が異なる。すなわち、この実施形態では、溝部８の外径側内壁８ａが、溝部８の底壁８ｂへ向けてテーパに形成される。この外径側内壁８ａには、溝部８の底壁８ｂへ向けて徐々に縮径するように所定の角度θ１が付与されている。また、この実施形態では、大径軸部６の先端部分のみ外周に焼き入れ１２が施されていない。つまり、溝部８に圧入される大径軸部６の先端部分のみ外周に焼き入れ１２が施されていない。上記した溝部８のテーパは、各分割ピース２Ａ〜２Ｊの作製時に形成される。その他の構成は、第１実施形態のそれと同じである。

従って、この実施形態では、溝部８の外径側内壁８ａがテーパに形成されることから、冷鍛精度レベルでも大径軸部６の先端が、外径側内壁８ａのテーパに倣って溝部８に確実に圧入され、大径軸部６の先端部と溝部８との密着性が増す。これは、大径軸部６の先端部に焼き入れ１２が施されておらず、これによりその先端部が強度強化されていないことから、その先端部が塑性変形して溝部８のテーパな外径内壁８ａとの密着性を確保できるからである。この意味で、締結部３の強度と剛性を更に高めることができ、締結部３の耐久性を向上させることができる。この実施形態の組立式クランクシャフト１のその他の作用効果は、第１実施形態のそれと同じである。

［第３実施形態］
次に、本発明の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。

図１０に、この実施形態の組立式クランクシャフト１における締結状態の締結部３を断面図により示す。図１１に、分解状態の締結部３を断面図により示す。この実施形態では、小径軸部５と穴部７の形状の点で、第２実施形態と構成が異なる。すなわち、この実施形態では、小径軸部５の外周が小径軸部５の先端へ向けて徐々に縮径するようにテーパに形成され、穴部７の内壁が小径軸部５に整合するようにテーパに形成される。小径軸部５の外周には、その先端へ向けて徐々に縮径するように所定の角度θ２が付与されている。穴部７の内壁にも、その底壁へ向けて徐々に縮径するように所定の角度θ３が付与されている。これら溝部８、小径軸部５及び穴部７のテーパは、各分割ピース２Ａ〜２Ｊの作製時に形成される。その他の構成は、第２実施形態のそれと同じである。

従って、この実施形態では、小径軸部５の外周がその先端へ向けてテーパに形成されるので、小径軸部５の根本が先端よりも大径化して応力の発生が低減される。また、穴部７の内壁が小径軸部５に整合するようにテーパに形成されるので、穴部７の底側が穴部７の口側よりも小径化し、穴部７の底側周囲の肉厚が増して応力の発生が低減される。この意味で、締結部３の強度と剛性を更に高めることができ、締結部３の耐久性を向上させることができる。この実施形態の組立式クランクシャフト１のその他の作用効果は、第２実施形態のそれと同じである。締結部３の剛性を高められるのは、小径軸部５と大径軸部６の歪みを低減できるからである。

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以下のように実施することができる。

（１）前記各実施形態では、単に小径軸部５を大径軸部６の穴部７に圧入するように締結部３を構成したが、小径軸部の外周に、その軸線方向に延び交互に山部と谷部が並ぶセレーションを形成して、その小径軸部を穴部に圧入することにより塑性締結するように構成することもできる。

（２）前記各実施形態では、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。

（３）前記第２実施形態では、溝部８の外径側内壁８ａのみをテーパに形成したが、溝部の内径側内壁のみをテーパに形成したり、溝部の外径側内壁と内径側内壁の両方をテーパに形成したりすることもできる。

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。 第１実施形態に係り、一部の分割ピースの組み付け工程を示す側面図。 第１実施形態に係り、一部の分割ピースの組み付け工程を示す側面図。 第１実施形態に係り、一部の分割ピースの組み付け状態を示す断面図。 第１実施形態に係り、締結状態の締結部を示す断面図。 第１実施形態に係り、分解状態の締結部を示す断面図。 第１実施形態に係り、締結部の作用説明図。 第２実施形態に係り、締結状態の締結部を示す断面図。 第２実施形態に係り、分解状態の締結部を示す断面図。 第３実施形態に係り、締結状態の締結部を示す断面図。 第３実施形態に係り、分解状態の締結部を示す断面図。

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
２Ｊ 第１０分割ピース
３ 締結部
４ カウンタウェイト部
５ 小径軸部
６ 大径軸部
７ 穴部
８ 溝部
１０ ピン部
１１ ジャーナル部
１２ 焼き入れ
１３ 焼き入れ

Claims (8)

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、
   前記各分割ピースは、厚板状のカウンタウェイト部と、前記カウンタウェイト部の幅方向一端側から突出した小径軸部と、前記カウンタウェイト部の幅方向他端側から突出した大径軸部と、前記大径軸部から前記カウンタウェイト部にかけて前記大径軸部の軸線を中心に設けられた穴部と、前記小径軸部の根本周囲に設けられた溝部とを含むことと、
   前記締結部は、隣り合う分割ピースのうち一方の分割ピースに設けられた前記大径軸部及び前記穴部と、他方の分割ピースに設けられた前記小径軸部及び前記溝部とを含むことと
   を備え、前記穴部に前記小径軸部を圧入すると共に前記大径軸部の先端を前記溝部に圧入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、前記小径軸部が前記大径軸部により覆われ、前記隣り合う分割ピースの間で前記小径軸部を覆った前記大径軸部によりジャーナル部又はピン部が構成されたことを特徴とする組立式クランクシャフト。
2. 前記溝部の内壁が、前記溝部の底へ向けてテーパに形成された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. 前記小径軸部の外周が前記小径軸部の先端へ向けてテーパに形成され、前記穴部の内壁が前記小径軸部に整合するようにテーパに形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の組立式クランクシャフト。
4. 前記大径軸部の外周、前記小径軸部の外周及び前記溝部の内壁がそれぞれ焼き入れされたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の組立式クランクシャフト。
5. 複数の分割ピースを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、
   厚板状のカウンタウェイト部と、前記カウンタウェイト部の幅方向一端側から突出した小径軸部と、前記カウンタウェイト部の幅方向他端側から突出した大径軸部と、前記大径軸部から前記カウンタウェイト部にかけて前記大径軸部の軸線を中心に設けられた穴部と、前記小径軸部の根本周囲に設けられた溝部とを含む複数の分割ピースを作製し、
   隣り合う分割ピースのうち一方の分割ピースに設けられた前記穴部に、他方の分割ピースに設けられた前記小径軸部を圧入し、前記小径軸部を前記大径軸部で覆うと共に、前記大径軸部の先端を前記溝部に圧入して締結することにより前記隣り合う分割ピースを互いに組み付け、
   前記隣り合う分割ピースの間で前記小径軸部を覆った前記大径軸部によりジャーナル部又はピン部を構成する
   ことを特徴とする組立式クランクシャフトの製造方法。
6. 前記分割ピースの作製時に、前記溝部の内壁を前記溝部の底へ向けてテーパに形成することを特徴とする請求項５に記載の組立式クランクシャフトの製造方法。
7. 前記分割ピースの作製時に、前記小径軸部の外周を前記小径軸部の先端へ向けてテーパに形成すると共に、前記穴部の内壁を前記小径軸部に整合するようにテーパに形成することを特徴とする請求項５又は６に記載の組立式クランクシャフトの製造方法。
8. 前記分割ピースの作製時に、前記大径軸部の外周、前記小径軸部の外周及び前記溝部の内壁をそれぞれ焼き入れすることを特徴とする請求項５乃至７の何れか一つに記載の組立式クランクシャフトの製造方法。

Images