JP2012097888A - Method of manufacturing crankshaft - Google Patents

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Koji Nagai
幸司 永井
Osamu Maeda
治 前田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a crankshaft in which a crank web and a counterweight are joined by welding, which can obtain a backup mechanism when a joint part is broken.SOLUTION: The crank web 2 and the counterweight 3 are joined by resistance welding (welding) in a welding process and are connected by plastic fastening in a bending process. Even if the joint part 21 by interference resistance welding is broken, a connection part 22 by the plastic fastening prevents the counterweight 3 from being separated from the crank web 2. Consequently, the connection part 22 by the plastic fastening can back up the joint part 21 by the interference resistance welding.

Description

本発明は、クランクシャフトの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a crankshaft.

自動車用クランクシャフトの製造方法において、クランクシャフト本体とカウンターウェイトとを冷間鍛造により別個に製造して、該クランクシャフト本体のクランクウェッブにカウンターウェイトを接合する手法が知られている。このクランクシャフトの製造方法は、クランクシャフトを熱間鍛造により一体成形する手法と比較して、低コスト化を図ることができる。例えば、特許文献1には、ボルトと該ボルトの両側に配設された一対の位置決めピンとを使用して、カウンターウェイトをクランクウェッブに締結(接合)させる技術が開示されている。   As a method for manufacturing a crankshaft for an automobile, a technique is known in which a crankshaft body and a counterweight are separately manufactured by cold forging, and the counterweight is joined to a crank web of the crankshaft body. This crankshaft manufacturing method can reduce the cost as compared with a method in which the crankshaft is integrally formed by hot forging. For example, Patent Document 1 discloses a technique in which a counterweight is fastened (joined) to a crank web using a bolt and a pair of positioning pins arranged on both sides of the bolt.

ところで、エコロジーに対する社会的関心の高まりから、自動車業界においては、低燃費の車両を低価格で提供することが技術課題になっている。そこで、クランクシャフトにおいては、さらなる軽量化と低コスト化とが要求されている。一般に、クランクシャフトの軽量化には、クランクウェッブの肉厚を削減する手法(肉盗み)が有効であるが、この手法によってクランクシャフトを軽量化した場合、クランクウェッブの断面積が小さくなるため、クランクウェッブとカウンターウェイトとの接合部の面積が小さくなり、例えば、上述した特許文献1に記載された従来技術においては、使用するボルトの呼び径を小さくする必要がある。これに伴い、クランクウェッブとカウンターウェイトとの接合強度が低下することから、使用するボルトの数量を増やすことで接合強度を確保する必要がある。しかしながら、使用するボルトの数量を増やすと、工数および部品点数が増大して生産性の低下および製造コストの増大を招く。   By the way, due to the growing social interest in ecology, in the automobile industry, it has become a technical challenge to provide low fuel consumption vehicles at low prices. Therefore, further weight reduction and cost reduction are required for the crankshaft. Generally, a technique for reducing the thickness of the crank web (thickness stealing) is effective in reducing the weight of the crankshaft. However, if the weight of the crankshaft is reduced by this technique, the cross-sectional area of the crank web becomes smaller. The area of the joint between the crank web and the counterweight is reduced. For example, in the prior art described in Patent Document 1 described above, it is necessary to reduce the nominal diameter of the bolt to be used. Along with this, the joint strength between the crank web and the counterweight is lowered, so it is necessary to secure the joint strength by increasing the number of bolts to be used. However, when the number of bolts to be used is increased, the number of man-hours and the number of parts increase, leading to a decrease in productivity and an increase in manufacturing cost.

そこで、特許文献2には、クランクウェッブとカウンターウェイトとを液相拡散接合によって接合する技術が開示されているが、液相拡散接合は、接合時に、真空あるいはアルゴンガス雰囲気の環境を作る必要があるため、設備コストならびにランニングコストが高くなる。さらに、特許文献2に記載された従来技術においては、液相拡散接合によって高い接合強度を得ることができるが、より信頼性を高めるため、接合部が破壊された場合のバックアップ機構(メカバックアップ)が要求される。   Therefore, Patent Document 2 discloses a technique for joining a crank web and a counterweight by liquid phase diffusion bonding. However, liquid phase diffusion bonding needs to create an environment of a vacuum or an argon gas atmosphere at the time of joining. Therefore, the equipment cost and the running cost are increased. Furthermore, in the prior art described in Patent Document 2, a high bonding strength can be obtained by liquid phase diffusion bonding, but in order to further improve the reliability, a backup mechanism (mechanical backup) when the bonded portion is broken. Is required.

特開2005−140337号公報JP 2005-140337 A 特開2009−085316号公報号公報JP 2009-085316 A

そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、クランクウェッブとカウンターウェイトとが抵抗溶接によって接合されるクランクシャフトにおいて、接合部が破壊された場合のバックアップ機構が得られるクランクシャフトの製造方法を提供することを課題としてなされたものである。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and in a crankshaft in which a crank web and a counterweight are joined by resistance welding, a crankshaft manufacturing method that provides a backup mechanism in the case where the joint is broken It was made as an issue to provide.

上記課題を解決するために、本発明のクランクシャフトの製造方法は、クランクウェッブとカウンターウェイトとを接合してクランクシャフトを製造する方法であって、前記カウンターウェイトの端部に、ジャーナルの軸線方向へ突出して端部が前記クランクウェッブの端部に抵抗溶接される突起部と、該突起部が抵抗溶接された前記クランクウェッブの端部先端を臨む凹部と、を設けておいて、前記クランクウェッブの端部と前記カウンターウェイトの突起部とを抵抗溶接によって接合させる溶接工程と、前記クランクウェッブの端部先端を加圧することで、前記溶接工程で発生したジュール熱によって軟化された状態の前記クランクウェッブの端部を、前記ジャーナルの軸線方向へ曲げて前記カウンターウェイトの凹部に塑性締結させる曲げ工程と、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a crankshaft manufacturing method according to the present invention is a method of manufacturing a crankshaft by joining a crank web and a counterweight, and an axial direction of a journal is provided at an end of the counterweight. A projecting portion whose end is resistance welded to the end of the crank web, and a recess facing the end of the end of the crank web where the projecting portion is resistance welded. The crank in a state of being softened by Joule heat generated in the welding process by pressurizing the end of the end of the crank web by welding a welding process for joining the end of the counterweight and the protrusion of the counterweight by resistance welding The end portion of the web is bent in the axial direction of the journal and is plastically fastened to the concave portion of the counterweight. Characterized in that it comprises a lower step.

また、上記課題を解決するために、本発明のクランクシャフトの製造方法は、クランクウェッブとカウンターウェイトとを接合してクランクシャフトを製造する方法であって、前記カウンターウェイトの端部に、ジャーナルの軸線方向へ突出する突起部を設けておいて、前記クランクウェッブの端部を前記ジャーナルの軸線方向へ曲げる曲げ工程と、前記クランクウェッブの端部と前記カウンターウェイトの端部を前記ジャーナルの軸線方向へ加圧して、前記曲げ工程で前記ジャーナルの軸線方向へ曲げられた前記クランクウェッブの端部と前記カウンターウェイトの突起部とを抵抗溶接によって接合させながら、前記抵抗溶接で発生したジュール熱によって軟化された前記クランクウェッブの端部を前記カウンターウェイトの突起部に塑性締結させる溶接工程と、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above problems, the crankshaft manufacturing method of the present invention is a method of manufacturing a crankshaft by joining a crank web and a counterweight, and a journal is attached to an end of the counterweight. Providing a projecting portion projecting in the axial direction, bending the crank web end in the journal axial direction, and the crank web end and the counterweight end in the journal axial direction. The end of the crank web bent in the axial direction of the journal in the bending step and the protrusion of the counterweight are joined by resistance welding and softened by Joule heat generated by the resistance welding. The end of the crank web is made plastic to the protrusion of the counterweight. Characterized in that it comprises a welding step of sintering, the.

(発明の態様)
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、請求可能発明と称する)の態様を例示し、例示された各態様について説明する。ここでは、各態様を、特許請求の範囲と同様に、項に区分すると共に各項に番号を付し、必要に応じて他の項の記載を引用する形式で記載する。これは、請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得る。
なお、以下の各項において、(1)〜(13)項の各々が、特許請求の範囲に記載した請求項1〜13の各々に相当する。
(Aspect of the Invention)
In the following, aspects of the invention that is recognized as being capable of being claimed in the present application (hereinafter referred to as claimable invention) will be exemplified, and each exemplified aspect will be described. Here, as in the claims, each aspect is divided into paragraphs, numbers are assigned to the respective paragraphs, and the descriptions of other paragraphs are cited as necessary. This is for the purpose of facilitating the understanding of the claimable invention, and is not intended to limit the combination of the constituent elements constituting the claimable invention to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiment, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the aspect of each section. Moreover, the aspect which deleted the component from the aspect of each term can also be one aspect of the claimable invention.
In the following items, each of the items (1) to (13) corresponds to each of claims 1 to 13 described in the claims.

(1)クランクウェッブとカウンターウェイトとを接合してクランクシャフトを製造する方法であって、カウンターウェイトの端部に、ジャーナルの軸線方向へ突出してクランクウェッブの端部に溶接される突起部と、該突起部が溶接されたクランクウェッブの端部先端を臨む凹部と、を設けておいて、クランクウェッブの端部とカウンターウェイトの突起部とを溶接によって接合させる溶接工程と、クランクウェッブの端部先端を加圧することで、溶接工程で発生した溶接熱によって軟化された状態のクランクウェッブの端部を、ジャーナルの軸線方向へ曲げてカウンターウェイトの凹部に塑性締結させる曲げ工程と、を含むことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
本項に記載のクランクシャフトの製造方法によれば、クランクウェッブとカウンターウェイトとは、溶接工程で溶接によって接合されるとともに、曲げ工程で塑性締結によって結合されるので、仮に、溶接による接合部が破壊された場合であっても、塑性締結による結合部によってカウンターウェイトがクランクウェッブから分離してしまうことを防ぐことができる。言い換えると、塑性締結による結合部によって、溶接による接合部をバックアップすることができる。これにより、クランクシャフトに要求される高い性能および信頼性を確保することができる。
また、曲げ工程では、溶接工程で発生した溶接熱によって軟化したクランクウェッブの端部を曲げるので、比較的小さい曲げ荷重でクランクウェッブの端部を曲げることができ、より能力が低い設備での加工が可能になる。
以下、説明の便宜上、ジャーナルの軸線方向をZ方向、対象となるクランクウェッブによって支持されるクランクピンの軸線とジャーナルの軸線との双方に直交する軸線の方向をX方向と規定する(Y方向は、Z方向とX方向との双方に対して垂直な方向)。
本項の態様において、例えば、カウンターウェイトの端部には、Y方向へ延びて断面が略コ字形の凹部が形成される。また、カウンターウェイトの突起部は、凹部の一対の対向する壁面のうちの1つの壁面を共有するようにして凹部の底面の位置からZ方向へ延びるようにしてカウンターウェイトの端部先端に形成される。これにより、カウンターウェイトの端部は、Y方向の視線で、略L字形のフック形状に形成される。なお、カウンターウェイトの端部のZ方向寸法は、カウンターウェイトの本体部分(接続体)のZ方向寸法よりも小さく設定されている(例えば、略1/2)。
(1) A method of manufacturing a crankshaft by joining a crank web and a counterweight, wherein a protrusion that protrudes in the axial direction of the journal and is welded to the end of the crank web at the end of the counterweight; A recess for facing the end of the end of the crank web to which the projection is welded, and a welding step for joining the end of the crank web and the projection of the counterweight by welding, and an end of the crank web Bending the end of the crank web softened by the welding heat generated in the welding process by pressurizing the tip to be bent in the axial direction of the journal and plastic fastening to the recess of the counterweight. A method for manufacturing a crankshaft.
According to the method for manufacturing a crankshaft described in this section, the crank web and the counterweight are joined by welding in the welding process and are joined by plastic fastening in the bending process. Even if it is destroyed, it is possible to prevent the counterweight from being separated from the crank web by the joint portion formed by plastic fastening. In other words, the joint by welding can be backed up by the joint by plastic fastening. Thereby, high performance and reliability required for the crankshaft can be ensured.
Also, in the bending process, the end of the crank web that has been softened by the welding heat generated in the welding process is bent, so the end of the crank web can be bent with a relatively small bending load, and processing with equipment with lower capacity is possible. Is possible.
Hereinafter, for convenience of explanation, the axial direction of the journal is defined as the Z direction, and the axial direction perpendicular to both the axial line of the crankpin supported by the target crank web and the journal is defined as the X direction (the Y direction is defined as the Y direction). , A direction perpendicular to both the Z direction and the X direction).
In the aspect of this section, for example, a concave portion having a substantially U-shaped cross section is formed at the end of the counterweight. Further, the protrusion portion of the counterweight is formed at the tip of the end portion of the counterweight so as to extend in the Z direction from the position of the bottom surface of the recess so as to share one wall surface of the pair of opposing wall surfaces of the recess. The Thus, the end portion of the counterweight is formed in a substantially L-shaped hook shape with a line of sight in the Y direction. In addition, the Z direction dimension of the edge part of a counterweight is set smaller than the Z direction dimension of the main-body part (connector) of a counterweight (for example, about 1/2).

(2)クランクウェッブの端部の、カウンターウェイトの突起部が接合される側とは反対側の稜に、ジャーナルの軸直角平面に対して傾斜させた受圧面を設けておいて、曲げ工程では、クランクウェッブの受圧面を、工具の加圧面で加圧することにより、クランクウェッブの端部を、カウンターウェイトの凹部へ向けて塑性流動させることを特徴とする(1)項のクランクシャフトの製造方法。
本項に記載のクランクシャフトの製造方法によれば、クランクウェッブの受圧面を工具の加圧面で加圧することで、クランクウェッブの受圧面には、該受圧面に対して垂直な方向の加圧力の分力が作用し、これにより、溶接による溶接熱によって軟化したクランクウェッブの端部は、カウンターウェイトの凹部へ向けてジャーナルの軸線方向(Z方向)へ塑性流動されてカウンターウェイトの凹部に塑性締結される。
本項の態様において、工具の加圧力の方向は、Z方向あるいはX方向のどちらでもよいが、スペースの制約からZ方向への加圧は困難であることから、X方向に設定することが望ましい。この場合、工具を、例えば、カウンターウェイトとの干渉を避けるような断面略L字形に形成し、その一端に加圧面を形成する。
クランクウェッブの受圧面は、クランクウェッブ単体の成形時に面取り面として形成することができ、特に、成形後に加工して形成する必要はない。また、Y方向の視線におけるジャーナルの軸直角平面(XY平面)に対する受圧面の傾斜角度、すなわち、工具の傾斜角度は、例えば、45°であり、クランクウェッブの端部を円滑に塑性流動させるために、45°以下に設定することが望ましい。
(2) An end of the crank web is provided with a pressure-receiving surface that is inclined with respect to the plane perpendicular to the axis of the journal on the ridge opposite to the side where the protrusion of the counterweight is joined. The method for producing a crankshaft according to (1), characterized in that the pressure receiving surface of the crank web is pressed by the pressing surface of the tool to cause the end of the crank web to plastically flow toward the recess of the counterweight. .
According to the method for manufacturing a crankshaft described in this section, a pressure applied in a direction perpendicular to the pressure receiving surface is applied to the pressure receiving surface of the crank web by pressing the pressure receiving surface of the crank web with the pressing surface of the tool. As a result, the end of the crank web softened by the welding heat generated by welding is plastically flowed in the axial direction (Z direction) of the journal toward the counterweight recess, and plastically forms the counterweight recess. It is concluded.
In the aspect of this section, the direction of the pressing force of the tool may be either the Z direction or the X direction. However, since pressurization in the Z direction is difficult due to space constraints, it is desirable to set the direction in the X direction. . In this case, for example, the tool is formed in a substantially L-shaped cross section so as to avoid interference with the counterweight, and a pressure surface is formed at one end thereof.
The pressure-receiving surface of the crank web can be formed as a chamfered surface when the crank web is molded, and it is not particularly necessary to process and form the crank web after molding. In addition, the inclination angle of the pressure-receiving surface with respect to the journal axis perpendicular plane (XY plane) in the line of sight in the Y direction, that is, the inclination angle of the tool is 45 °, for example, so that the end of the crank web can be smoothly plastically flowed. In addition, it is desirable to set it to 45 ° or less.

(3)クランクウェッブの端部の、カウンターウェイトの突起部が接合される側の面を、ジャーナルの軸直角平面に対して傾斜させて、クランクウェッブの端部をテーパー形状に形成すると共に、カウンターウェイトの凹部に、クランクウェッブの端部先端が突合せされる加圧面を設けておいて、曲げ工程では、クランクウェッブの端部先端を、カウンターウェイトの加圧面によって突合せ方向へ加圧することにより、クランクウェッブの端部を、カウンターウェイトの凹部へ向けて塑性流動させることを特徴とする(1)項のクランクシャフトの製造方法。
本項に記載のクランクシャフトの製造方法によれば、クランクウェッブの端部をテーパー形状に形成する、すなわち、カウンターウェイトの突起部が接合される側の面(ジャーナルが接続されている面とは反対側の面)をXY平面に対して傾斜角度θで傾斜させて、クランクウェッブの端部をY方向の視線で先細りに形成しておいて、曲げ工程で、クランクウェッブの端部をカウンターウェイトの加圧面に突合せて加圧することにより、溶接工程で発生した溶接熱によって軟化したクランクウェッブの端部を、カウンターウェイトの凹部へ向けて塑性流動させてカウンターウェイトの端部に結合(塑性締結)させることができる。
本項の態様と(2)項の態様と比較した場合、本項の態様では、クランクウェッブの端部を曲げるための工具が必要ない、すなわち、溶接工程と曲げ工程との間でワーク(クランクシャフト)を移動させる必要がなく、溶接(溶接工程)後、ワークを移動させることなく引き続き、クランクウェッブの端部先端をカウンターウェイトの加圧面で加圧することで、クランクウェッブの端部を曲げることができるので、生産性を向上させることができる。
本項の態様では、カウンターウェイトの加圧面は、カウンターウェイトをクランクウェッブに対してZ方向へ位置決めさせた状態(溶接時の位置関係)で、カウンターウェイトをクランクウェッブに対してX方向へ移動させることにより、クランクウェッブの端部先端が突合せされる(X方向へ対向した状態で当接される)ように形成される。また、カウンターウェイトの加圧面は、YZ平面に対して平行に配置してもよいし、例えば、曲げ工程時にクランクウェッブの端部がカウンターウェイトの凹部へ向けてより円滑に曲がるように適度な傾斜を設けて構成することもできる。
(3) The end of the crank web is inclined with respect to the plane perpendicular to the axis of the journal, and the end of the crank web is formed into a tapered shape, and the counter web is formed with a tapered shape. In the weight recess, a pressure surface is provided to abut the end of the end of the crank web. In the bending process, the end of the end of the crank web is pressed in the abutting direction by the pressure surface of the counterweight. The method of manufacturing a crankshaft according to (1), wherein an end portion of the web is plastically flowed toward a concave portion of the counterweight.
According to the method for manufacturing a crankshaft described in this section, the end of the crank web is formed into a tapered shape, that is, the surface to which the protrusion of the counterweight is joined (the surface to which the journal is connected) The end of the crank web is tapered with respect to the XY plane at an inclination angle θ, and the end of the crank web is tapered with a line of sight in the Y direction. The end of the crank web softened by the welding heat generated in the welding process is plastically flowed toward the recess of the counterweight by being pressed against the pressurizing surface of the counterweight and joined to the end of the counterweight (plastic fastening) Can be made.
Compared with the embodiment of this section and the embodiment of (2), the embodiment of this section does not require a tool for bending the end of the crank web, that is, the workpiece (crank) between the welding process and the bending process. It is not necessary to move the shaft), and after welding (welding process), the end of the crank web is bent by pressing the end of the crank web with the pressure surface of the counterweight without moving the workpiece. Therefore, productivity can be improved.
In this aspect, the pressure surface of the counterweight moves the counterweight in the X direction with respect to the crank web in a state where the counterweight is positioned in the Z direction with respect to the crank web (positional relationship during welding). Thus, the end of the end of the crank web is abutted (abutted in a state of facing in the X direction). In addition, the pressure surface of the counterweight may be arranged parallel to the YZ plane, for example, at an appropriate inclination so that the end of the crank web bends more smoothly toward the recess of the counterweight during the bending process. It is also possible to provide a configuration.

(4)曲げ工程の完了後、クランクウェッブとカウンターウェイトとの間の加圧力を一定時間保持することを特徴とする(1)〜(3)項のクランクシャフトの製造方法。
上述した(1)〜(3)項のクランクシャフトの製造方法では、曲げが完了した直後にクランクウェッブとカウンターウェイトとの間の加圧力を抜いてしまうと、クランクウェッブのスプリングバックによってクランクウェッブの端部とカウンターウェイトの加圧面との間に隙間が生じて、クランクウェッブの端部の熱の大部分がジャーナルに伝達される。その結果、ジャーナルに熱歪が生じて、ジャーナルの真直度が悪化することになる。本項の態様では、クランクウェッブとカウンターウェイトとの間の加圧力を曲げが完了してから一定時間保持することにより、クランクウェッブのスプリングバックを抑止することを可能にした。これにより、クランクウェッブの端部の熱をカウンターウェイトへ効率的に逃がすことが可能になり、ジャーナルの熱歪に起因する真直度の悪化が抑止される。したがって、高い精度のクランクシャフトを得ることができる。
本項の態様において、ジャーナルの真直度は、加圧力の保持時間が長い程高くなるが、加圧力の保持時間は、要求される精度(ジャーナルの真直度)と生産性とを考慮して適宜設定すればよい。
(4) The method for manufacturing a crankshaft according to any one of (1) to (3), wherein the pressing force between the crank web and the counterweight is maintained for a predetermined time after the bending process is completed.
In the method of manufacturing a crankshaft described in the above items (1) to (3), if the applied pressure between the crank web and the counterweight is released immediately after the bending is completed, the crank web is moved by the spring back of the crank web. A gap is created between the end and the pressure surface of the counterweight, so that most of the heat at the end of the crank web is transferred to the journal. As a result, thermal distortion occurs in the journal, and the straightness of the journal is deteriorated. In the aspect of this section, it is possible to suppress the spring back of the crank web by holding the applied pressure between the crank web and the counterweight for a certain time after the bending is completed. As a result, the heat at the end of the crank web can be efficiently released to the counterweight, and deterioration of straightness due to thermal distortion of the journal is suppressed. Therefore, a highly accurate crankshaft can be obtained.
In the mode of this section, the straightness of the journal becomes higher as the holding time of the pressing force becomes longer, but the holding time of the pressing force is appropriately determined in consideration of required accuracy (journal straightness) and productivity. You only have to set it.

(5)溶接工程では、クランクウェッブの端部とカウンターウェイトの突起部とが抵抗溶接によって接合されて、該抵抗溶接で発生したジュール熱によってクランクウェッブの端部を軟化させることを特徴とする(1)〜(4)項のクランクシャフトの製造方法。
本項に記載のクランクシャフトの製造方法によれば、クランクウェッブの端部とカウンターウェイトの突起部とを溶融溶接によって接合する場合と比較して、溶接工程の工数、延いては製造コストを削減することができる。また、通常、クランクシャフトの熱歪(特に、ジャーナルの真直度の悪化)も抑制することができる。
(5) In the welding process, the end of the crank web and the protrusion of the counterweight are joined by resistance welding, and the end of the crank web is softened by Joule heat generated by the resistance welding ( A method for producing a crankshaft according to any one of items 1) to (4).
According to the method for manufacturing a crankshaft described in this section, the number of welding processes and, hence, the manufacturing cost can be reduced compared to the case where the end of the crank web and the protrusion of the counterweight are joined by fusion welding. can do. In addition, the thermal distortion of the crankshaft (in particular, deterioration of the straightness of the journal) can be suppressed.

(6)溶接工程では、カウンターウェイトが電極によってジャーナルの軸線に対して垂直な方向へ加圧されて、クランクウェッブの端部とカウンターウェイトの突起部とがインターフェレンス抵抗溶接されることを特徴とする(1)〜(5)項のクランクシャフトの製造方法。
本項に記載のクランクシャフトの製造方法によれば、加圧による材料の塑性変形により表面の汚染層が除去されて新生面間が圧接されるので、接合強度を確保することができる。本項の態様では、カウンターウェイトの端部(突起部)が、クランクウェッブの端部にZ方向へ例えば0.3mmだけ重なる位置に、カウンターウェイトをクランクウェッブに対して(X方向へ間隔をあけて)位置決めし、この状態から、溶接装置の電極に溶接電流を供給するとともにカウンターウェイトを電極によってX方向へ移動させることにより、クランクウェッブの端部とカウンターウェイトの端部(突起部)とをインターフェレンス抵抗溶接することができる。
本項の態様では、カウンターウェイトがX方向、すなわち、ジャーナルの軸線に対して垂直な方向へ加圧されるので、特に、上述した(3)項の態様における曲げ工程において、カウンターウェイトを溶接装置の電極によって加圧することができ、装置を簡易化且つ低コスト化することができる。
(6) In the welding process, the counterweight is pressurized in the direction perpendicular to the axis of the journal by the electrode, and the end of the crank web and the protrusion of the counterweight are subjected to interference resistance welding. (1) The manufacturing method of the crankshaft of the (5) term.
According to the method for manufacturing a crankshaft described in this section, the contamination layer on the surface is removed by the plastic deformation of the material by pressurization and the new surfaces are pressed together, so that the joining strength can be ensured. In this aspect, the counterweight is spaced from the crank web (in the X direction) at a position where the end of the counterweight (projection) overlaps the end of the crank web by, for example, 0.3 mm in the Z direction. In this state, by supplying a welding current to the electrode of the welding apparatus and moving the counterweight in the X direction by the electrode, the end of the crank web and the end of the counterweight (protrusion) are Interference resistance welding can be performed.
In the aspect of this section, the counterweight is pressurized in the X direction, that is, in a direction perpendicular to the axis of the journal. The pressure can be applied by the electrode, and the apparatus can be simplified and reduced in cost.

(7)クランクウェッブの端部とカウンターウェイトの突起部とを溶接しながら、クランクウェッブの端部先端を、カウンターウェイトの加圧面によって突合せ方向へ加圧することを特徴とする(3)〜(6)項のクランクシャフトの製造方法。
本項に記載のクランクシャフトの製造方法によれば、溶接工程と曲げ工程とを並行して行うことが可能になり、生産性をより高めることができる。
本項の態様は、カウンターウェイトを電極によってX方向(クランクウェッブの端部先端とカウンターウェイトの端部との突合せ方向)へ移動させてクランクウェッブの端部とカウンターウェイトの端部(突起部)とをインターフェレンス抵抗溶接することで容易に実施することができる。つまり、カウンターウェイトをX方向へ移動させることにより、インターフェレンス抵抗溶接によってクランクウェッブの端部とカウンターウェイトの突起部とを接合しながら、クランクウェッブの端部をカウンターウェイトの加圧面によって加圧してZ方向(ジャーナルの軸線方向)へ塑性流動させることで、インターフェレンス抵抗溶接のジュール熱により軟化されたクランクウェッブの端部をカウンターウェイトの凹部に塑性締結させることができる。
(7) The ends of the crank web are pressed in the butting direction by the pressure surface of the counter weight while welding the end of the crank web and the protrusion of the counter weight. (3) to (6) The method for producing a crankshaft in the item
According to the crankshaft manufacturing method described in this section, the welding process and the bending process can be performed in parallel, and the productivity can be further increased.
In this mode, the counter weight is moved in the X direction (abutting direction between the end of the end of the crank web and the end of the counter weight) by the electrode, and the end of the crank web and the end of the counter weight (protrusion) Can be easily implemented by interference resistance welding. In other words, by moving the counterweight in the X direction, the end of the crank web is pressurized by the pressure surface of the counterweight while joining the end of the crank web and the protrusion of the counterweight by interference resistance welding. Thus, by plastically flowing in the Z direction (journal axis direction), the end of the crank web softened by Joule heat of interference resistance welding can be plastically fastened to the recess of the counterweight.

(8)カウンターウェイトの加圧面にノッチを設けておいて、曲げ工程では、塑性流動させたクランクウェッブの端部をカウンターウェイトのノッチに結合させることを特徴とする(3)〜(7)項のクランクシャフトの製造方法。
本項に記載のクランクシャフトの製造方法によれば、クランクウェッブの塑性流動させた材料をカウンターウェイトのノッチに結合させたので、カウンターウェイトのクランクウェッブに対するY方向およびZ方向の抜けをより確実に防ぐことができる。
本項の態様において、ノッチは、複数個設けることが望ましい。また、ノッチは、例えば、加圧面の2箇所の角部(凹部の底面側とは反対側の角)に設けられた突起により形成することができる。
(8) Item (3) to (7), wherein a notch is provided in the pressure surface of the counterweight, and the end portion of the crank web that is plastically flowed is coupled to the notch of the counterweight in the bending step. Method for manufacturing crankshafts.
According to the method of manufacturing a crankshaft described in this section, since the plastic flow material of the crank web is coupled to the notch of the counterweight, the counterweight can be more reliably detached from the crank web in the Y direction and the Z direction. Can be prevented.
In the aspect of this section, it is desirable to provide a plurality of notches. Further, the notch can be formed by, for example, protrusions provided at two corners of the pressure surface (the corner on the side opposite to the bottom surface side of the recess).

(9)クランクウェッブとカウンターウェイトとを接合してクランクシャフトを製造する方法であって、カウンターウェイトの端部に、ジャーナルの軸線方向へ突出する突起部と、クランクウェッブの端部を臨む凹部とを設けておいて、クランクウェッブの端部をジャーナルの軸線方向へ曲げる曲げ工程と、クランクウェッブの端部とカウンターウェイトの端部をジャーナルの軸線方向へ加圧して、曲げ工程でジャーナルの軸線方向へ曲げられたクランクウェッブの端部とカウンターウェイトの突起部とを溶接によって接合させながら、溶接で発生した溶接熱によって軟化されたクランクウェッブの端部をカウンターウェイトの凹部に塑性締結させる溶接工程と、を含むことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
本項に記載のクランクシャフトによれば、ジャーナルの軸線方向へ曲げられたクランクウェッブの端部とカウンターウェイトの突起部とを溶接によって接合させながら、溶接で発生した溶接熱によって軟化されたクランクウェッブの端部をカウンターウェイトの凹部に塑性締結させるので、仮に、溶接による接合部が破壊された場合であっても、塑性締結による結合部によってカウンターウェイトがクランクウェッブから分離してしまうことを防ぐことができる。言い換えると、塑性締結による結合部によって、溶接による接合部をバックアップすることができる。
本項の態様において、例えば、カウンターウェイトの端部には、Y方向へ延びて断面が略コ字形の凹部が形成される。また、カウンターウェイトの突起部は、凹部の一対の対向する壁面のうちの1つの壁面を共有するようにして凹部の底面の位置からZ方向へ延びるようにしてカウンターウェイトの端部先端に形成される。これにより、カウンターウェイトの端部は、Y方向の視線で、略L字形のフック形状に形成される。なお、カウンターウェイトの端部のZ方向寸法は、カウンターウェイトの本体部分(接続体)のZ方向寸法よりも小さく設定されている(例えば、略1/2)。
(9) A method of manufacturing a crankshaft by joining a crank web and a counterweight, wherein a protrusion projecting in the axial direction of the journal is formed at an end of the counterweight, and a recess facing the end of the crank web A bending process in which the end of the crank web is bent in the axial direction of the journal, and the end of the crank web and the end of the counterweight are pressurized in the axial direction of the journal, and the axial direction of the journal in the bending process A welding process in which the end of the crank web that has been bent to the counterweight and the protrusion of the counterweight are joined by welding, and the end of the crank web that has been softened by welding heat generated by welding is plastically fastened to the recess of the counterweight; The manufacturing method of the crankshaft characterized by including these.
According to the crankshaft described in this section, the crank web softened by the welding heat generated by welding while joining the end of the crank web bent in the axial direction of the journal and the projection of the counterweight by welding. Since the end of the plastic is fastened to the recess of the counterweight, even if the welded joint is destroyed, the counterweight is prevented from being separated from the crank web by the joint by plastic fastening. Can do. In other words, the joint by welding can be backed up by the joint by plastic fastening.
In the aspect of this section, for example, a concave portion having a substantially U-shaped cross section is formed at the end of the counterweight. Further, the protrusion portion of the counterweight is formed at the tip of the end portion of the counterweight so as to extend in the Z direction from the position of the bottom surface of the recess so as to share one wall surface of the pair of opposing wall surfaces of the recess. The Thus, the end portion of the counterweight is formed in a substantially L-shaped hook shape with a line of sight in the Y direction. In addition, the Z direction dimension of the edge part of a counterweight is set smaller than the Z direction dimension of the main-body part (connector) of a counterweight (for example, about 1/2).

(10)曲げ工程では、クランクウェッブの端部先端を、ジャーナルの軸直角平面に対して傾斜させた工具の加圧面で加圧することにより、クランクウェッブの端部をジャーナルの軸線方向へ曲げることを特徴とする(9)項のクランクシャフトの製造方法。
本項に記載のクランクシャフトの製造方法によれば、クランクウェッブの端部を工具の加圧面で加圧することで、クランクウェッブの端部を、Z方向(ジャーナルの軸線方向)へジャーナルが接続された側とは反対側へ曲げて略L字形に形成することができる。
本項の態様で使用される工具は、例えば、Y方向の視線でXY平面(ジャーナルの軸直角平面)に対して所定角度(例えば45°)で傾斜した第1加圧面と、該第1加圧面に連続してYZ平面上に配置される第2加工面とを備える。このような工具を使用してクランクウェッブの端部を曲げる場合、工具の第1加圧面で、クランクウェッブの端部を、X方向(ジャーナルの軸線に対して直交する方向)へ加圧することにより、第1加圧面に対して垂直な方向の加圧力の分力がクランクウェッブの端部先端に作用し、クランクウェッブの端部は、第1加圧面に沿ってZ方向寄りに曲がる。次に、クランクウェッブの端部先端を工具の第2加圧面によって加圧することにより、クランクウェッブの端部をZ方向へ曲げて略L字形に形成することができる。
(10) In the bending step, the end of the crank web is pressed in the axial direction of the journal by pressing the tip of the end of the crank web with the pressing surface of the tool inclined with respect to the plane perpendicular to the axis of the journal. The crankshaft manufacturing method according to item (9), which is characterized.
According to the method for manufacturing a crankshaft described in this section, the journal is connected in the Z direction (the axial direction of the journal) by pressing the end of the crank web with the pressing surface of the tool. It can be bent in the opposite direction to the opposite side to form a substantially L shape.
The tool used in the aspect of this section includes, for example, a first pressure surface inclined at a predetermined angle (for example, 45 °) with respect to an XY plane (a plane perpendicular to the axis of the journal) in a line of sight in the Y direction, and the first pressurizing surface. And a second machining surface disposed on the YZ plane continuously to the pressure surface. When using such a tool to bend the end of the crank web, press the end of the crank web in the X direction (the direction perpendicular to the axis of the journal) with the first pressure surface of the tool. The component force of the pressing force in the direction perpendicular to the first pressurizing surface acts on the end of the end of the crank web, and the end of the crank web bends in the Z direction along the first pressurizing surface. Next, the end of the crank web is pressed by the second pressurizing surface of the tool, whereby the end of the crank web can be bent in the Z direction to form a substantially L shape.

(11)溶接工程の完了後、クランクウェッブとカウンターウェイトとの間の加圧力を一定時間保持することを特徴とする(9)または(10)項のクランクシャフトの製造方法。
上述した(9)、(10)項のクランクシャフトの製造方法では、溶接が完了した直後にクランクウェッブとカウンターウェイトとの間の加圧力を抜いてしまうと、クランクウェッブの端部の熱の大部分がジャーナルに伝達される。その結果、ジャーナルに熱歪が生じて、ジャーナルの真直度が悪化することになる。本項の態様では、クランクウェッブとカウンターウェイトとの間の加圧力を溶接が完了してから一定時間保持することにより、クランクウェッブの端部の熱をカウンターウェイトへ逃がすことができる。これにより、ジャーナルの熱歪に起因する真直度の悪化が抑止され、高い精度のクランクシャフトを提供することが可能になる。
本項の態様において、ジャーナルの真直度は、加圧力の保持時間が長い程高くなるが、加圧力の保持時間は、要求される精度(ジャーナルの真直度)と生産性とを考慮して適宜設定すればよい。
(11) The method for manufacturing a crankshaft according to (9) or (10), wherein the pressure applied between the crank web and the counterweight is maintained for a predetermined time after the welding process is completed.
In the crankshaft manufacturing method according to the above items (9) and (10), if the applied pressure between the crank web and the counterweight is released immediately after the welding is completed, the heat at the end of the crank web is increased. Part is transmitted to the journal. As a result, thermal distortion occurs in the journal, and the straightness of the journal is deteriorated. In the aspect of this section, the heat applied to the end of the crank web can be released to the counter weight by holding the applied pressure between the crank web and the counter weight for a certain time after the welding is completed. As a result, deterioration of straightness due to thermal distortion of the journal is suppressed, and it becomes possible to provide a highly accurate crankshaft.
In the mode of this section, the straightness of the journal becomes higher as the holding time of the pressing force becomes longer, but the holding time of the pressing force is appropriately determined in consideration of required accuracy (journal straightness) and productivity. You only have to set it.

(12)溶接工程では、クランクウェッブの端部とカウンターウェイトの突起部とが抵抗溶接によって接合されて、該抵抗溶接で発生したジュール熱によってクランクウェッブの端部を軟化させることを特徴とする(9)〜(11)項のクランクシャフトの製造方法。
本項に記載のクランクシャフトの製造方法によれば、クランクウェッブの端部とカウンターウェイトの突起部とを溶融溶接によって接合する場合と比較して、溶接工程の工数、延いては製造コストを削減することができる。また、通常、クランクシャフトの熱歪(特に、ジャーナルの真直度の悪化)も抑制することができる。
(12) In the welding process, the end portion of the crank web is joined to the projection portion of the counterweight by resistance welding, and the end portion of the crank web is softened by Joule heat generated by the resistance welding ( 9. A method for producing a crankshaft according to items 9) to (11).
According to the method for manufacturing a crankshaft described in this section, the number of welding processes and, hence, the manufacturing cost can be reduced compared to the case where the end of the crank web and the protrusion of the counterweight are joined by fusion welding. can do. In addition, the thermal distortion of the crankshaft (in particular, deterioration of the straightness of the journal) can be suppressed.

(13)溶接工程では、カウンターウェイトが電極によってジャーナルの軸線方向へ加圧されて、クランクウェッブの端部とカウンターウェイトの突起部とがインターフェレンス抵抗溶接されることを特徴とする(9)〜(12)項のクランクシャフトの製造方法。
本項に記載のクランクシャフトの製造方法によれば、加圧による材料の塑性変形により表面の汚染層が除去されて新生面間が圧接されるので、接合強度を確保することができる。本項の態様では、カウンターウェイトの端部(突起部)が、クランクウェッブの端部にX方向へ例えば0.3mmだけ重なる位置に、カウンターウェイトをクランクウェッブに対して(Z方向へ間隔をあけて)位置決めし、この状態から、溶接装置の電極に溶接電流を供給するとともにカウンターウェイトを電極によってZ方向へ移動させることにより、クランクウェッブの端部とカウンターウェイトの端部(突起部)とをインターフェレンス抵抗溶接することができる。
本項の態様では、クランクウェッブの略L字形に形成された端部とカウンターウェイトの略L字形に形成された端部(突起部)とがX方向へ重なり合うように係合されるので、クランクシャフト回転時におけるカウンターウェイトの遠心力は、クランクウェッブとカウンターウェイトとの接合部に圧縮方向へ作用することになり、クランクウェッブとカウンターウェイトとの接合部の信頼性を高めることができる。
(13) In the welding process, the counterweight is pressurized in the axial direction of the journal by the electrode, and the end portion of the crank web and the protrusion portion of the counterweight are subjected to interference resistance welding (9) A method for producing a crankshaft according to the item (12).
According to the method for manufacturing a crankshaft described in this section, the contamination layer on the surface is removed by the plastic deformation of the material by pressurization and the new surfaces are pressed together, so that the joining strength can be ensured. In the aspect of this section, the counterweight is spaced from the crank web by a distance of, for example, 0.3 mm in the X direction (for example, 0.3 mm) from the end of the counterweight (projection). In this state, by supplying a welding current to the electrode of the welding apparatus and moving the counterweight in the Z direction by the electrode, the end of the crank web and the end of the counterweight (protrusion) are Interference resistance welding can be performed.
In the aspect of this section, the end portion of the crank web formed in an approximately L shape and the end portion (protrusion portion) of the counterweight formed in an approximately L shape are engaged so as to overlap in the X direction. The centrifugal force of the counterweight at the time of rotating the shaft acts on the joint portion between the crank web and the counterweight in the compression direction, and the reliability of the joint portion between the crank web and the counterweight can be improved.

本発明によれば、クランクウェッブとカウンターウェイトとが抵抗溶接によって接合されるクランクシャフトにおいて、接合部が破壊された場合のバックアップ機構が得られるクランクシャフトの製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the crankshaft manufacturing method with which the back-up mechanism when a junction part is destroyed can be provided in the crankshaft which a crank web and a counterweight are joined by resistance welding.

第1実施形態の説明図であって、特に、溶接工程を説明するための図である。It is explanatory drawing of 1st Embodiment, Comprising: It is a figure for demonstrating a welding process especially. 第1実施形態の説明図であって、特に、曲げ工程を説明するための図である。It is explanatory drawing of 1st Embodiment, Comprising: It is a figure for demonstrating a bending process especially. 第1実施形態の説明図であって、特に、クランクウェッブにカウンターウェイトが取り付けられた状態を示す図である。It is explanatory drawing of 1st Embodiment, Comprising: It is a figure which shows the state by which the counterweight was attached to the crank web especially. 図3におけるA−A矢視図である。It is an AA arrow line view in FIG. 第2実施形態で使用されるクランクシャフト本体のクランクウェッブの端部に形成されたテーパー形状を示す図である。It is a figure which shows the taper shape formed in the edge part of the crank web of the crankshaft main body used by 2nd Embodiment. 第2実施形態の説明図であって、特に、溶接工程および曲げ工程を説明するための図である。It is explanatory drawing of 2nd Embodiment, Comprising: It is a figure for demonstrating especially a welding process and a bending process. 第2実施形態の説明図であって、特に、クランクウェッブにカウンターウェイトが取り付けられた状態を示す図である。It is explanatory drawing of 2nd Embodiment, Comprising: It is a figure which shows the state by which the counterweight was attached to the crank web especially. 第3実施形態の説明図であって、特に、接合完了後に加圧力が保持されている状態を示す図である。It is explanatory drawing of 3rd Embodiment, Comprising: It is a figure which shows the state by which the applied pressure is hold | maintained especially after completion of joining. 図8におけるB部の拡大図であって、特に、スプリングバックによってクランクウェッブとカウンターウェイトとの間に生じた隙間を示す図である。FIG. 9 is an enlarged view of a portion B in FIG. 8, and particularly shows a gap generated between the crank web and the counterweight due to the springback. 図8におけるB部の拡大図であって、特に、スプリングバックが抑止されている状態を示す図である。It is an enlarged view of the B section in Drawing 8, and is a figure showing the state where spring back is suppressed especially. 第3実施形態の説明図であって、特に、加圧力の保持時間とジャーナルの真直度との関係を示す図である。It is explanatory drawing of 3rd Embodiment, Comprising: It is a figure which shows the relationship between the holding time of pressurization force, and the straightness of a journal especially. 第4実施形態の説明図であって、特に、Z方向からの視線でクランクウェッブとカウンターウェイトとを見た図である。It is explanatory drawing of 4th Embodiment, Comprising: It is the figure which looked at the crank web and the counterweight with the eyes | visual_axis from the Z direction especially. 図12におけるC部の拡大図である。It is an enlarged view of the C section in FIG. 第4実施形態の説明図であって、特に、Y方向からの視線でクランクウェッブとカウンターウェイトとを見た図である。It is explanatory drawing of 4th Embodiment, Comprising: It is the figure which looked at the crank web and the counterweight with the eyes | visual_axis from the Y direction especially. 図14におけるD部の拡大図である。It is an enlarged view of the D section in FIG. 第5実施形態の説明図であって、特に、曲げ工程を説明するための図である。It is explanatory drawing of 5th Embodiment, Comprising: It is a figure for demonstrating especially a bending process. 第5実施形態の説明図であって、特に、曲げ工程による曲げ加工が施されたクランクウェッブを示す図である。It is explanatory drawing of 5th Embodiment, Comprising: It is a figure which shows the crank web especially given the bending process by a bending process. 第5実施形態の説明図であって、特に、溶接工程を説明するための図である。It is explanatory drawing of 5th Embodiment, Comprising: It is a figure for demonstrating a welding process especially.

本発明に係るクランクシャフトの製造方法を添付した図を参照して説明する。ここでは、自動車用直列4気筒エンジンのクランクシャフトの製造方法について説明する。なお、以下の説明において、図1〜図4に示される座標系に基づき方向を規定する。
本発明の製造方法を用いて製造されるクランクシャフトは、冷間鍛造によって成形されたクランクシャフト本体1のクランクウェッブ2(以下、単にクランクウェッブ2という)に、冷間鍛造によって成形されたカウンターウェイト3を、本発明の製造方法によって接合することで得ることができる。カウンターウェイト3は、弓形に形成される重量体4と、一端部がクランクウェッブ2に接続される接続体5と、に大別されている。なお、カウンターウェイト3の端部とは突起部6と凹部7とを備えた接続体5の一端部を指し、カウンターウェイト3の本体部分とは接続体5の一端部を除く部分を指す。また、図1〜図3におけるカウンターウェイト3は本体部分が簡略化されている。
A method for manufacturing a crankshaft according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, a method for manufacturing a crankshaft of an in-line four-cylinder engine for automobiles will be described. In the following description, directions are defined based on the coordinate system shown in FIGS.
A crankshaft manufactured using the manufacturing method of the present invention is a counterweight formed by cold forging on a crank web 2 (hereinafter simply referred to as crank web 2) of a crankshaft body 1 formed by cold forging. 3 can be obtained by bonding by the manufacturing method of the present invention. The counterweight 3 is roughly divided into a weight body 4 formed in an arc shape and a connection body 5 having one end connected to the crank web 2. The end portion of the counterweight 3 refers to one end portion of the connection body 5 provided with the protrusions 6 and the recesses 7, and the main body portion of the counterweight 3 refers to a portion excluding one end portion of the connection body 5. The counterweight 3 in FIGS. 1 to 3 has a simplified main body.

図1〜図3に示されるように、カウンターウェイト3の端部には、突起部6と凹部7とが設けられている。凹部7は、対向する一対の壁面8、9と、XY平面に平行(あるいはジャーナル11の軸線Zに対して垂直)に配置される底面10とを有し、ZX平面における断面が略コ字形に形成される。突起部6は、カウンターウェイト3の端部先端に設けられて、凹部7の底面10に対してZ方向(図1〜図3における左右方向)へ高さhを有している。また、突起部6は、凹部7と壁面8を共有している。これにより、カウンターウェイト3の端部は、図1〜図3に示されるY方向の視線で、略L字形(逆L字形)に形成される。なお、カウンターウェイト3の突起部6の端面6aとクランクウェッブ2の壁面2a(ジャーナル11が接続される側とは反対側の壁面)とを当接させた状態では、クランクウェッブ2の壁面2b(ジャーナル11が接続される側の壁面)とカウンターウェイト3の接続体5の一側面(図1〜図3における左側の側面)とは略同一平面上に位置するように構成されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, a protrusion 6 and a recess 7 are provided at the end of the counterweight 3. The recess 7 has a pair of opposing wall surfaces 8 and 9 and a bottom surface 10 disposed parallel to the XY plane (or perpendicular to the axis Z of the journal 11), and the cross section in the ZX plane is substantially U-shaped. It is formed. The protrusion 6 is provided at the tip end of the counterweight 3 and has a height h in the Z direction (left and right direction in FIGS. 1 to 3) with respect to the bottom surface 10 of the recess 7. The protrusion 6 shares the recess 7 and the wall surface 8. Thereby, the edge part of the counterweight 3 is formed in a substantially L shape (reverse L shape) by the line of sight of the Y direction shown in FIGS. In a state where the end surface 6a of the protrusion 6 of the counterweight 3 and the wall surface 2a of the crank web 2 are in contact with each other (the wall surface opposite to the side to which the journal 11 is connected), the wall surface 2b of the crank web 2 ( The wall surface on the side to which the journal 11 is connected and one side surface (the left side surface in FIGS. 1 to 3) of the connection body 5 of the counterweight 3 are configured to be located on substantially the same plane.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を説明する。第1実施形態では、溶接工程において、クランクウェッブ2の端部(図1〜図3における下端部)にカウンターウェイト3の突起部6を抵抗溶接(溶接)によって接合した後、曲げ工程において、抵抗溶接で発生したジュール熱(溶接熱)によって軟化したクランクウェッブ2の端部を、工具13によって曲げてカウンターウェイト3の凹部7に塑性締結させる。ここで、クランクウェッブ2の端部のジャーナル11が接続される側の稜には、クランクシャフト本体1の成形時に、予め、XY平面(ジャーナル11の軸直角平面)に対して所定角度θ1(例えばθ1=45°)で傾斜させた面取り形状の受圧面14が形成されている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. In 1st Embodiment, after joining the protrusion part 6 of the counterweight 3 by resistance welding (welding) to the edge part (lower end part in FIGS. 1-3) of the crank web 2 in a welding process, it is resistance in a bending process. The end portion of the crank web 2 softened by Joule heat (welding heat) generated by welding is bent by the tool 13 and is plastically fastened to the concave portion 7 of the counterweight 3. Here, at the edge of the crank web 2 on the side to which the journal 11 is connected, when the crankshaft body 1 is formed, a predetermined angle θ1 (for example, a plane perpendicular to the axis of the journal 11) is preliminarily formed with respect to the XY plane. A pressure-receiving surface 14 having a chamfered shape inclined at θ1 = 45 ° is formed.

図2に示されるように、工具13は、プレス装置のラム等に固定される固定部15とXY平面に対して平行に配置される加圧部16とによって構成された略L字形の断面を有する金型である。また、工具13は、加圧部16の端部が固定部15と対向する面を有するようにしてZ方向(図2における右方向)へ僅かに延びており、その端部には、クランクウェッブ2の受圧面14に対して平行に配置された加圧面17が形成されている。次に、第1実施形態を工程別に説明する。   As shown in FIG. 2, the tool 13 has a substantially L-shaped cross section composed of a fixed portion 15 fixed to a ram or the like of a press device and a pressing portion 16 arranged in parallel to the XY plane. It has a mold. Further, the tool 13 extends slightly in the Z direction (right direction in FIG. 2) so that the end portion of the pressurizing portion 16 has a surface facing the fixed portion 15, and the end portion of the tool 13 has a crank web. A pressure surface 17 is formed in parallel with the two pressure receiving surfaces 14. Next, 1st Embodiment is demonstrated according to process.

(溶接工程)
まず、クランクシャフト本体1を固定治具に固定するとともに、カウンターウェイト3をインターフェレンス抵抗溶接装置の可動側電極18に固定する。この状態では、カウンターウェイト3の突起部6とクランクウェッブ2の端部とは、Z方向(図1における左右方向)へ例えば0.3mmだけ重なるとともにX方向(図1における上下方向)へ所定の間隔をあけるようにして相対位置決めされる(図1のカウンターウェイト3が破線で示される位置)。なお、固定側電極19は、例えば、クランクウェッブ2におけるクランクピン20が接続される側に当接されている(図1参照)。この状態から、溶接電源によって電極18、19間へ溶接電流が供給されるとともに、可動側電極18の駆動によってカウンターウェイトがX方向(図1における上方向)へ移動される。これにより、クランクウェッブ2の端部とカウンターウェイト3の突起部6との干渉部分が発熱し、クランクウェッブ2の端部とカウンターウェイト3の突起部6との間にインターフェレンス抵抗溶接による接合部21が形成される。
(Welding process)
First, the crankshaft body 1 is fixed to a fixing jig, and the counterweight 3 is fixed to the movable electrode 18 of the interference resistance welding apparatus. In this state, the protrusion 6 of the counterweight 3 and the end of the crank web 2 overlap each other by, for example, 0.3 mm in the Z direction (left and right direction in FIG. 1), and a predetermined amount in the X direction (up and down direction in FIG. 1). Relative positioning is performed with a gap (a position where the counterweight 3 in FIG. 1 is indicated by a broken line). The fixed electrode 19 is in contact with, for example, the side of the crank web 2 to which the crank pin 20 is connected (see FIG. 1). From this state, a welding current is supplied between the electrodes 18 and 19 by the welding power source, and the counterweight is moved in the X direction (upward in FIG. 1) by driving the movable electrode 18. As a result, the interference portion between the end of the crank web 2 and the protrusion 6 of the counterweight 3 generates heat, and the end of the crank web 2 and the protrusion 6 of the counterweight 3 are joined by interference resistance welding. Part 21 is formed.

(曲げ工程)
次に、クランクウェッブ2の端部にカウンターウェイト3が接合された状態のワークをプレス装置の固定治具にセットして、図2に示されるように、加工対象となるクランクウェッブ2の受圧面14に工具13の加圧面17を当接させる。この状態から、ラムの駆動によって工具13をX方向(図2における上方向)へ移動させることにより、クランクウェッブの受圧面14に、X方向の加圧力Fの分力F1を作用させる。これにより、溶接工程におけるジュール熱により軟化されたクランクウェッブ2の端部は、Z方向(図2における右方向)へ塑性流動して、図3に示されるように、カウンターウェイト3の凹部7に塑性締結され、クランクウェッブ2とカウンターウェイト3との間に塑性締結による結合部22が形成される。なお、図4は、図3におけるA−A矢視図であって、クランクウェッブ2の端部にカウンターウェイト3が取付けられた状態を示す。
(Bending process)
Next, the workpiece with the counterweight 3 joined to the end of the crank web 2 is set on a fixing jig of a press device, and the pressure receiving surface of the crank web 2 to be machined as shown in FIG. 14 is brought into contact with the pressing surface 17 of the tool 13. From this state, the tool 13 is moved in the X direction (upward in FIG. 2) by driving the ram, so that the component force F1 of the applied pressure F in the X direction is applied to the pressure receiving surface 14 of the crank web. As a result, the end of the crank web 2 softened by Joule heat in the welding process plastically flows in the Z direction (the right direction in FIG. 2), and enters the recess 7 of the counterweight 3 as shown in FIG. The joint portion 22 is formed between the crank web 2 and the counterweight 3 by plastic fastening. 4 is an AA arrow view in FIG. 3 and shows a state in which the counterweight 3 is attached to the end of the crank web 2. FIG.

第1実施形態では以下の効果を奏する。
第1実施形態によれば、クランクウェッブ2とカウンターウェイト3とは、溶接工程でインターフェレンス抵抗溶接によって接合されるとともに、曲げ工程で塑性締結によって結合されるので、仮に、インターフェレンス抵抗溶接による接合部21が破壊された場合であっても、塑性締結による結合部22によってカウンターウェイト3がクランクウェッブ2から分離してしまうことを防ぐことができる。言い換えると、塑性締結による結合部22によって、インターフェレンス抵抗溶接による接合部21をバックアップすることができる。これにより、クランクシャフトに要求される高い性能および信頼性を確保することができる。
また、曲げ工程では、溶接工程で発生したジュール熱によって軟化したクランクウェッブ2の端部を曲げるので、比較的小さい曲げ荷重(加圧力)でクランクウェッブ2の端部を曲げることができ、より能力が低い設備での加工が可能になる。
The first embodiment has the following effects.
According to the first embodiment, the crank web 2 and the counterweight 3 are joined by interference resistance welding in the welding process, and are joined by plastic fastening in the bending process. Even when the joint portion 21 is broken, it is possible to prevent the counterweight 3 from being separated from the crank web 2 by the joint portion 22 by plastic fastening. In other words, the joint portion 21 by interference resistance welding can be backed up by the joint portion 22 by plastic fastening. Thereby, high performance and reliability required for the crankshaft can be ensured.
Further, in the bending process, the end of the crank web 2 softened by the Joule heat generated in the welding process is bent, so that the end of the crank web 2 can be bent with a relatively small bending load (pressing force). It is possible to process with low equipment.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を説明する。なお、上述した第1実施形態と同一あるいは相当する構成については、同一の名称および符号を付与するとともに、その詳細な説明を省略する。第2実施形態は、カウンターウェイト3の加圧面9(第1実施形態における壁面9)によってクランクウェッブ2の端部を曲げることにより、溶接工程と曲げ工程とを並行して行うことができるように構成したものである。
図5に示されるように、クランクウェッブ2の端部は、壁面2a(ジャーナル11が接続される側とは反対側の壁面)がXY平面(ジャーナル11の軸直角平面)に対して傾斜角度θ2で傾斜されることにより、壁面2aと壁面2b(ジャーナル11が接続される側の壁面)とによってテーパー形状に形成される。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the structure which is the same as that of 1st Embodiment mentioned above, or equivalent, while giving the same name and code | symbol, the detailed description is abbreviate | omitted. In the second embodiment, the end of the crank web 2 is bent by the pressure surface 9 of the counterweight 3 (the wall surface 9 in the first embodiment) so that the welding process and the bending process can be performed in parallel. It is composed.
As shown in FIG. 5, the end portion of the crank web 2 has a wall surface 2 a (a wall surface opposite to the side to which the journal 11 is connected) having an inclination angle θ 2 with respect to the XY plane (a plane perpendicular to the axis of the journal 11). Is formed into a tapered shape by the wall surface 2a and the wall surface 2b (the wall surface to which the journal 11 is connected).

(溶接工程)
まず、クランクシャフト本体1を固定治具に固定するとともに、カウンターウェイト3をインターフェレンス抵抗溶接装置の可動側電極18に固定する。この状態では、カウンターウェイト3の突起部6とクランクウェッブ2の端部とは、Z方向へ例えば0.3mmだけ重なるとともにX方向へ所定の間隔をあけるようにして相対位置決めされる(図6のカウンターウェイト3が破線で示される位置)。この状態から、溶接電源によって電極18、19(図1参照)間へ溶接電流が供給されるとともに、可動側電極18の駆動によってカウンターウェイト3がX方向(図6における上方向)へ移動される。これにより、クランクウェッブ2の端部とカウンターウェイト3の突起部6との干渉部分が発熱し、クランクウェッブ2の端部とカウンターウェイト3の突起部6との間にインターフェレンス抵抗溶接による接合部21が形成される。なお、図6では、固定側電極19の図示を省略している。
(Welding process)
First, the crankshaft body 1 is fixed to a fixing jig, and the counterweight 3 is fixed to the movable electrode 18 of the interference resistance welding apparatus. In this state, the protrusion 6 of the counterweight 3 and the end of the crank web 2 are relatively positioned so as to overlap each other by, for example, 0.3 mm in the Z direction and at a predetermined interval in the X direction (see FIG. 6). The position where the counterweight 3 is indicated by a broken line). From this state, a welding current is supplied between the electrodes 18 and 19 (see FIG. 1) by the welding power source, and the counterweight 3 is moved in the X direction (upward in FIG. 6) by driving the movable electrode 18. . As a result, the interference portion between the end of the crank web 2 and the protrusion 6 of the counterweight 3 generates heat, and the end of the crank web 2 and the protrusion 6 of the counterweight 3 are joined by interference resistance welding. Part 21 is formed. In FIG. 6, illustration of the fixed side electrode 19 is omitted.

(曲げ工程)
インターフェレンス抵抗溶接の過程、すなわち、可動側電極18の駆動によってカウンターウェイト3がX方向(図6における上方向)へ所定距離だけ移動された時点で、クランクウェッブ2の端部先端がカウンターウェイト3の加圧面9に突合せされる。すると、クランクウェッブ2の端部は、インターフェレンス抵抗溶接によるジュール熱によって軟化されているのに加えて、壁面2a側が肉盗みされて先細り形状(テーパー形状)に形成されていることにより、図6に示されるように、カウンターウェイト3の凹部7側(図6)へ塑性変形される(曲げられる)。さらに、カウンターウェイト3がX方向(図6における上方向)へ移動されることにより、クランクウェッブ2の端部は、凹部7へ向けて塑性流動し、その結果、図7に示されるように、カウンターウェイト3の凹部7に塑性締結され、クランクウェッブ2とカウンターウェイト3との間に塑性締結による結合部22が形成される。
(Bending process)
In the process of interference resistance welding, that is, when the counterweight 3 is moved by a predetermined distance in the X direction (upward direction in FIG. 6) by driving the movable side electrode 18, the tip end of the crank web 2 is counterweighted. 3 is pressed against the pressure surface 9. Then, the end portion of the crank web 2 is softened by Joule heat by interference resistance welding, and the wall surface 2a side is stealed and formed into a tapered shape (tapered shape). As shown in FIG. 6, the counterweight 3 is plastically deformed (bent) toward the concave portion 7 side (FIG. 6). Further, when the counterweight 3 is moved in the X direction (upward direction in FIG. 6), the end of the crank web 2 plastically flows toward the recess 7, and as a result, as shown in FIG. A joint portion 22 is formed between the crank web 2 and the counterweight 3 by plastic fastening.

第2実施形態では以下の効果を奏する。
第2実施形態によれば、上述した第1実施形態が奏する効果に加えて、可動側電極18がカウンターウェイト3を押圧する力(加圧力)によって曲げ荷重を得ることができるので、溶接工程と曲げ工程とを並行して行うことが可能になる。さらに、溶接工程と曲げ工程との間でワーク(クランクシャフト)を移動させる必要がないので、第1実施形態と比較して、生産性を大幅に向上させることができる。
また、上述した第1実施形態では、スペースの制約から工具13の剛性を確保することが困難であったが、第2実施形態では、カウンターウェイト3に加圧面9を設けたことにより、工具13に関する問題点を解消することができる。
さらに、第2実施形態では、上述した第1実施形態と比較して、カウンターウェイト3の凹部7により多くのクランクウェッブ2の材料を塑性流動させることが可能になり、クランクウェッブ2とカウンターウェイト3との塑性締結による結合力をより向上させることができる。
The second embodiment has the following effects.
According to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment described above, the bending load can be obtained by the force (pressing force) by which the movable electrode 18 presses the counterweight 3, so that the welding process and It is possible to perform the bending process in parallel. Furthermore, since it is not necessary to move the workpiece (crankshaft) between the welding process and the bending process, productivity can be greatly improved compared to the first embodiment.
Further, in the first embodiment described above, it was difficult to ensure the rigidity of the tool 13 due to space restrictions. However, in the second embodiment, the pressing surface 9 is provided on the counterweight 3 so that the tool 13 The problem about can be solved.
Furthermore, in the second embodiment, as compared with the first embodiment described above, it becomes possible to cause more material of the crank web 2 to flow plastically through the recesses 7 of the counterweight 3, and the crank web 2 and the counterweight 3 can be made to flow. It is possible to further improve the coupling force due to plastic fastening.

(第3実施形態)
本発明の第3実施形態を説明する。なお、上述した第1および第2実施形態と同一あるいは相当する構成については、同一の名称および符号を付与するとともに、その詳細な説明を省略する。第3実施形態は、上述した第2実施形態と基本的にその手順(溶接工程および曲げ工程)が同一であるが、クランクウェッブ2の端部の曲げが完了後、図8に示されるように、可動側電極18がカウンターウェイト3を押圧する力(加圧力)を一定時間保持するように構成したものである。なお、図8では、可動側電極18および固定側電極19の図示を省略している。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. In addition, about the structure which is the same as that of the 1st and 2nd embodiment mentioned above, or equivalent, while giving the same name and code | symbol, the detailed description is abbreviate | omitted. In the third embodiment, the procedure (welding process and bending process) is basically the same as that of the second embodiment described above, but as shown in FIG. 8 after the end of bending of the crank web 2 is completed. The movable side electrode 18 is configured to hold the force (pressing force) for pressing the counterweight 3 for a certain period of time. In FIG. 8, illustration of the movable side electrode 18 and the fixed side electrode 19 is omitted.

第3実施形態では以下の効果を奏する。
上述した第2実施形態では、曲げが完了した直後にクランクウェッブ2とカウンターウェイト3との間の加圧力を抜いてしまうと、図9に示されるように、クランクウェッブ2のスプリングバックによって、クランクウェッブ2の端部とカウンターウェイト3の加圧面9との間に隙間が生じる。その結果、クランクウェッブ2の端部の熱の大部分がジャーナル11に伝達されることに起因して、ジャーナル11に熱歪が生じることにより、ジャーナル11の真直度が悪化する。
第3実施形態では、上述した第2実施形態が奏する効果に加えて、クランクウェッブ2とカウンターウェイト3との間の加圧力を曲げが完了してから一定時間保持することにより、図10に示されるように、クランクウェッブ2の端部のスプリングバックを抑止して、クランクウェッブ2の端部とカウンターウェイト3の凹部7との間に隙間が発生することを防止することができる。これにより、クランクウェッブ2の端部の熱をカウンターウェイト3へ効率的に逃がすことが可能になり、ジャーナル11の熱歪に起因する真直度の悪化が抑止される。その結果、極めて高い精度のクランクシャフトを得ることができる。
なお、図11に示されるように、ジャーナル11の真直度は、クランクウェッブ2とカウンターウェイト3との間の加圧力の保持時間が長い程高くなる。しかしながら、加圧力の保持時間が長くなるとその分工数が増えるので、加圧力の保持時間は、要求される精度(ジャーナル11の真直度)と生産性とを考慮して適宜設定することが望ましい。
The third embodiment has the following effects.
In the second embodiment described above, if the applied pressure between the crank web 2 and the counterweight 3 is released immediately after the bending is completed, the crank web 2 is spring-backed as shown in FIG. A gap is formed between the end of the web 2 and the pressure surface 9 of the counterweight 3. As a result, since most of the heat at the end of the crank web 2 is transferred to the journal 11, thermal distortion occurs in the journal 11, and the straightness of the journal 11 deteriorates.
In the third embodiment, in addition to the effects of the second embodiment described above, the pressure applied between the crank web 2 and the counterweight 3 is maintained for a certain period of time after the bending is completed, as shown in FIG. As described above, the spring back at the end of the crank web 2 can be suppressed to prevent a gap from being generated between the end of the crank web 2 and the recess 7 of the counterweight 3. As a result, the heat at the end of the crank web 2 can be efficiently released to the counterweight 3, and deterioration of straightness due to thermal distortion of the journal 11 is suppressed. As a result, a crankshaft with extremely high accuracy can be obtained.
As shown in FIG. 11, the straightness of the journal 11 increases as the holding time of the pressurizing force between the crank web 2 and the counterweight 3 becomes longer. However, since the man-hour is increased as the holding time of the pressing force becomes longer, it is desirable that the holding time of the pressing force is appropriately set in consideration of required accuracy (straightness of the journal 11) and productivity.

(第4実施形態)
本発明の第4実施形態を説明する。なお、上述した第1〜第3実施形態と同一あるいは相当する構成については、同一の名称および符号を付与するとともに、その詳細な説明を省略する。第4実施形態は、上述した第2および第3実施形態と基本的にその手順(溶接工程および曲げ工程)が同一であるが、図12〜図14に示されるように、壁面(加圧面)9にノッチ23が形成されたカウンターウェイト3を用いる点が相違する。
ノッチ23は、カウンターウェイト3の壁面9のZ方向の一側(図14における左側)に2つの角部、すなわち、Y方向(図12における左右方向)に一対で設けられている。各ノッチ23は、牙のようにX方向(図12および図14における上方向)へ突出させて形成されており、曲げ工程において、塑性流動されたクランクウェッブ2に結合されるように構成されている。
なお、本発明の第4実施形態においても、クランクウェッブ2の端部とカウンターウェイト3の突起部6との間は、インターフェレンス抵抗溶接によって接合部21が形成される。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described. In addition, about the structure which is the same as that of the 1st-3rd embodiment mentioned above, or equivalent, while giving the same name and code | symbol, the detailed description is abbreviate | omitted. In the fourth embodiment, the procedure (welding process and bending process) is basically the same as the second and third embodiments described above, but as shown in FIGS. 9 is different in that a counterweight 3 having a notch 23 formed in 9 is used.
The notches 23 are provided in two corners on one side (left side in FIG. 14) of the wall surface 9 of the counterweight 3, that is, a pair in the Y direction (left and right direction in FIG. 12). Each notch 23 is formed so as to protrude in the X direction (upward direction in FIGS. 12 and 14) like a fang, and is configured to be coupled to the plastic web 2 that is plastically flowed in the bending process. Yes.
Also in the fourth embodiment of the present invention, a joint 21 is formed between the end of the crank web 2 and the protrusion 6 of the counterweight 3 by interference resistance welding.

第4実施形態では以下の効果を奏する。
第4実施形態では、上述した第2および第3実施形態が奏する効果に加えて、塑性流動させたクランクウェッブ2の端部をカウンターウェイト3の各ノッチ23に結合させたことにより、カウンターウェイト3のクランクウェッブ2に対するY方向(図12における左右方向)およびZ方向(図12における左右方向)の抜けをより確実に防ぐことができる。
The fourth embodiment has the following effects.
In the fourth embodiment, in addition to the effects exhibited by the second and third embodiments described above, the end of the plastic web 2 that has been plastically flowed is coupled to each notch 23 of the counterweight 3, so that the counterweight 3 Can be reliably prevented from coming off from the crank web 2 in the Y direction (left-right direction in FIG. 12) and Z direction (left-right direction in FIG. 12).

(第5実施形態)
本発明の第5実施形態を説明する。なお、上述した第1〜第4実施形態と同一あるいは相当する構成については、同一の名称および符号を付与するとともに、その詳細な説明を省略する。第5実施形態は、クランクウェッブ2の端部を工具24によって曲げ加工した後、該クランクウェッブ2の端部とカウンターウェイト3の端部とを接合させるように構成したものである。
図16に示されるように、工具24は、XY平面(ジャーナル11の軸直角平面)に対して所定角度θ3(例えばθ3=45°)で傾斜した第1加圧面24aと、該第1加圧面24aに連続してYZ平面上に配置される第2加工面24bとを備える。また、工具24は、例えばプレス装置の金型ホルダに取り付けられてX方向(図16における上下方向)へ駆動される。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described. In addition, about the structure which is the same as that of the 1st-4th embodiment mentioned above, or equivalent, while giving the same name and code | symbol, the detailed description is abbreviate | omitted. In the fifth embodiment, the end portion of the crank web 2 is bent by the tool 24, and then the end portion of the crank web 2 and the end portion of the counterweight 3 are joined.
As shown in FIG. 16, the tool 24 includes a first pressure surface 24a inclined at a predetermined angle θ3 (for example, θ3 = 45 °) with respect to the XY plane (a plane perpendicular to the axis of the journal 11), and the first pressure surface. And a second processed surface 24b disposed on the YZ plane continuously to 24a. Further, the tool 24 is attached to, for example, a mold holder of a press device and is driven in the X direction (vertical direction in FIG. 16).

(曲げ工程)
まず、クランクシャフト本体1を固定治具(プレス装置側)によって固定する。この状態で、工具24をX方向(図16における上方向)へ移動させると、クランクウェッブ2の端部先端に工具24の第1加圧面24aが突合せされる。そして、工具24の第1加圧面24aで、クランクウェッブ2の端部を、X方向(ジャーナル11の軸線Zに対して直交する方向)へ加圧する。これにより、第1加圧面24aに対して垂直な方向の加圧力F(荷重)の分力F2がクランクウェッブ2の受圧面14に作用し、クランクウェッブ2の端部は、第1加圧面24aに沿ってZ方向側(図16における右側)に曲がる。引き続き、クランクウェッブ2の端部を工具24の第2加圧面24bによって加圧することにより、クランクウェッブ2の端部を第2加圧面24bに沿わせてZ方向へ曲げて、図17に示されるように、略L字形に形成する。
(Bending process)
First, the crankshaft body 1 is fixed by a fixing jig (on the pressing device side). In this state, when the tool 24 is moved in the X direction (upward direction in FIG. 16), the first pressure surface 24 a of the tool 24 is abutted against the end of the end of the crank web 2. Then, the end of the crank web 2 is pressed in the X direction (the direction orthogonal to the axis Z of the journal 11) with the first pressing surface 24 a of the tool 24. As a result, the component force F2 of the applied pressure F (load) in the direction perpendicular to the first pressure surface 24a acts on the pressure receiving surface 14 of the crank web 2, and the end of the crank web 2 is located at the first pressure surface 24a. Along the Z direction (right side in FIG. 16). Subsequently, the end of the crank web 2 is pressed by the second pressurizing surface 24b of the tool 24 to bend the end of the crank web 2 along the second pressurizing surface 24b in the Z direction, as shown in FIG. Thus, it is formed in a substantially L shape.

(溶接工程)
まず、クランクシャフト本体1を固定治具(溶接装置側)に固定するとともに、カウンターウェイト3をインターフェレンス抵抗溶接装置の可動側電極18に固定する。この状態では、カウンターウェイト3の突起部6とクランクウェッブ2の端部(Z方向へ曲げられた先端部分)とは、X方向(図18における上下方向)へ例えば0.3mmだけ重なるとともにZ方向(図18における左右方向)へ所定の間隔をあけるようにして相対位置決めされる(図18のカウンターウェイト3および可動側電極18が破線で示される位置)。なお、固定側電極19は、クランクウェッブ2の端部のジャーナル11が接続された側の壁面2bに当接されている(図18参照)。
(Welding process)
First, the crankshaft body 1 is fixed to a fixing jig (welding apparatus side), and the counterweight 3 is fixed to the movable electrode 18 of the interference resistance welding apparatus. In this state, the protrusion 6 of the counterweight 3 and the end of the crank web 2 (the tip portion bent in the Z direction) overlap each other by, for example, 0.3 mm in the X direction (vertical direction in FIG. 18) and in the Z direction. Relative positioning is performed with a predetermined interval (in the left-right direction in FIG. 18) (position where the counterweight 3 and the movable electrode 18 in FIG. 18 are indicated by broken lines). The fixed electrode 19 is in contact with the wall surface 2b on the side to which the journal 11 at the end of the crank web 2 is connected (see FIG. 18).

この状態から、溶接電源によって電極18、19間へ溶接電流が供給されるとともに、可動側電極18の駆動によってカウンターウェイトがZ方向(図18における左方向)へ移動される。これにより、クランクウェッブ2の端部とカウンターウェイト3の突起部6との干渉部分が発熱し、クランクウェッブ2の端部とカウンターウェイト3の突起部6との間にインターフェレンス抵抗溶接による接合部21が形成される。さらに、カウンターウェイト3とインターフェレンス抵抗溶接で発生したジュール熱によって軟化されたクランクウェッブ2の端部とが、可動側電極18によるZ方向の加圧力によって加圧されることにより、クランクウェッブ2の端部がカウンターウェイト3の凹部7に塑性締結された結合部22が形成される。   From this state, a welding current is supplied between the electrodes 18 and 19 by the welding power source, and the counterweight is moved in the Z direction (left direction in FIG. 18) by driving the movable electrode 18. As a result, the interference portion between the end of the crank web 2 and the protrusion 6 of the counterweight 3 generates heat, and the end of the crank web 2 and the protrusion 6 of the counterweight 3 are joined by interference resistance welding. Part 21 is formed. Further, the counter weight 3 and the end of the crank web 2 softened by Joule heat generated by the interference resistance welding are pressurized by the Z-direction pressurizing force by the movable side electrode 18, whereby the crank web 2 The connecting portion 22 is formed in which the end portion of the counterweight is plastic-fastened to the concave portion 7 of the counterweight 3.

第5実施形態では以下の効果を奏する。
第5実施形態によれば、クランクウェッブ2とカウンターウェイト3とは、溶接工程でインターフェレンス抵抗溶接によって接合されるとともに塑性締結によって結合されるので、仮に、インターフェレンス抵抗溶接による接合部21が破壊された場合であっても、塑性締結による結合部22によってカウンターウェイト3がクランクウェッブ2から分離してしまうことを防ぐことができる。言い換えると、塑性締結による結合部22によって、インターフェレンス抵抗溶接による接合部21をバックアップすることができる。これにより、クランクシャフトに要求される高い性能および信頼性を確保することができる。
The fifth embodiment has the following effects.
According to the fifth embodiment, the crank web 2 and the counterweight 3 are joined by interference resistance welding in the welding process and joined by plastic fastening, so it is assumed that the joint portion 21 by interference resistance welding is used. Can be prevented from being separated from the crank web 2 by the coupling portion 22 by plastic fastening. In other words, the joint portion 21 by interference resistance welding can be backed up by the joint portion 22 by plastic fastening. Thereby, high performance and reliability required for the crankshaft can be ensured.

1 クランクシャフト本体、2 クランクウェッブ、3 カウンターウェイト、6 突起部、7 凹部、11 ジャーナル、21 接合部、22 結合部、23 ノッチ 1 Crankshaft body, 2 Crank web, 3 Counterweight, 6 Projection, 7 Recess, 11 Journal, 21 Joint, 22 Joint, 23 Notch

Claims (13)

クランクウェッブとカウンターウェイトとを接合してクランクシャフトを製造する方法であって、
前記カウンターウェイトの端部に、ジャーナルの軸線方向へ突出して前記クランクウェッブの端部に溶接される突起部と、該突起部が溶接された前記クランクウェッブの端部先端を臨む凹部と、を設けておいて、
前記クランクウェッブの端部と前記カウンターウェイトの突起部とを溶接によって接合させる溶接工程と、
前記クランクウェッブの端部先端を加圧することで、前記溶接工程で発生した溶接熱によって軟化された状態の前記クランクウェッブの端部を、前記ジャーナルの軸線方向へ曲げて前記カウンターウェイトの凹部に塑性締結させる曲げ工程と、
を含むことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
A method of manufacturing a crankshaft by joining a crank web and a counterweight,
Protruding portions that protrude in the axial direction of the journal and are welded to the end portions of the crank web at the end portions of the counterweight, and concave portions that face the tip ends of the crank web to which the protruding portions are welded are provided. Keep
A welding step of joining the end of the crank web and the protrusion of the counterweight by welding;
By pressurizing the tip of the end of the crank web, the end of the crank web that has been softened by the welding heat generated in the welding process is bent in the axial direction of the journal to be plastic in the recess of the counterweight. Bending process for fastening;
A method for manufacturing a crankshaft, comprising:
前記クランクウェッブの端部の、前記カウンターウェイトの突起部が接合される側とは反対側の稜に、前記ジャーナルの軸直角平面に対して傾斜させた受圧面を設けておいて、
前記曲げ工程では、前記クランクウェッブの受圧面を、工具の加圧面で加圧することにより、前記クランクウェッブの端部を、前記カウンターウェイトの凹部へ向けて塑性流動させることを特徴とする請求項1に記載のクランクシャフトの製造方法。
On the edge of the end of the crank web opposite to the side on which the protrusion of the counterweight is joined, a pressure receiving surface inclined with respect to a plane perpendicular to the axis of the journal is provided,
2. The bending step is characterized in that an end portion of the crank web is plastically flowed toward a concave portion of the counterweight by pressing a pressure receiving surface of the crank web with a pressing surface of a tool. The manufacturing method of the crankshaft described in 2.
前記クランクウェッブの端部の、前記カウンターウェイトの突起部が接合される側の面を、前記ジャーナルの軸直角平面に対して傾斜させて、前記クランクウェッブの端部をテーパー形状に形成すると共に、前記カウンターウェイトの凹部に、前記クランクウェッブの端部先端が突合せされる加圧面を設けておいて、
前記曲げ工程では、前記クランクウェッブの端部先端を、前記カウンターウェイトの加圧面によって突合せ方向へ加圧することにより、前記クランクウェッブの端部を、前記カウンターウェイトの凹部へ向けて塑性流動させることを特徴とする請求項1に記載のクランクシャフトの製造方法。
The end of the crank web is inclined with respect to the plane perpendicular to the axis of the journal, and the end of the crank web is formed into a taper shape by inclining the surface to which the protrusion of the counterweight is joined. In the recess of the counterweight, a pressure surface on which the end of the end of the crank web is abutted is provided.
In the bending step, the end of the crank web is pressed in the abutting direction by the pressure surface of the counterweight to plastically flow the end of the crank web toward the recess of the counterweight. The method for manufacturing a crankshaft according to claim 1, wherein:
前記曲げ工程の完了後、前記クランクウェッブと前記カウンターウェイトとの間の加圧力を一定時間保持することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のクランクシャフトの製造方法。 The method of manufacturing a crankshaft according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressure applied between the crank web and the counterweight is maintained for a certain time after the bending step is completed. 前記溶接工程では、前記クランクウェッブの端部と前記カウンターウェイトの突起部とが抵抗溶接によって接合されて、該抵抗溶接で発生したジュール熱によって前記クランクウェッブの端部を軟化させることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のクランクシャフトの製造方法。 In the welding step, the end of the crank web and the protrusion of the counterweight are joined by resistance welding, and the end of the crank web is softened by Joule heat generated by the resistance welding. The manufacturing method of the crankshaft in any one of Claims 1-4. 前記溶接工程では、前記カウンターウェイトが電極によって前記ジャーナルの軸線に対して垂直な方向へ加圧されて、前記クランクウェッブの端部と前記カウンターウェイトの突起部とがインターフェレンス抵抗溶接されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のクランクシャフトの製造方法。 In the welding step, the counterweight is pressurized by an electrode in a direction perpendicular to the axis of the journal, and the end of the crank web and the protrusion of the counterweight are interference resistance welded. The method for manufacturing a crankshaft according to claim 1, wherein: 前記クランクウェッブの端部と前記カウンターウェイトの突起部とを溶接しながら、前記クランクウェッブの端部先端を、前記カウンターウェイトの加圧面によって突合せ方向へ加圧することを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載のクランクシャフトの製造方法。 7. The end of the crank web is pressed in the butting direction by the pressing surface of the counter weight while welding the end of the crank web and the protrusion of the counter weight. The manufacturing method of the crankshaft in any one of. 前記カウンターウェイトの加圧面にノッチを設けておいて、
前記曲げ工程では、塑性流動させた前記クランクウェッブの端部を前記カウンターウェイトのノッチに結合させることを特徴とする請求項3〜7のいずれかに記載のクランクシャフトの製造方法。
A notch is provided on the pressure surface of the counterweight,
The method of manufacturing a crankshaft according to any one of claims 3 to 7, wherein, in the bending step, an end portion of the crank web that has been plastically flowed is coupled to a notch of the counterweight.
クランクウェッブとカウンターウェイトとを接合してクランクシャフトを製造する方法であって、
前記カウンターウェイトの端部に、ジャーナルの軸線方向へ突出する突起部と、前記クランクウェッブの端部を臨む凹部とを設けておいて、
前記クランクウェッブの端部を前記ジャーナルの軸線方向へ曲げる曲げ工程と、
前記クランクウェッブの端部と前記カウンターウェイトの端部を前記ジャーナルの軸線方向へ加圧して、前記曲げ工程で前記ジャーナルの軸線方向へ曲げられた前記クランクウェッブの端部と前記カウンターウェイトの突起部とを溶接によって接合させながら、前記溶接で発生した溶接熱によって軟化された前記クランクウェッブの端部を前記カウンターウェイトの凹部に塑性締結させる溶接工程と、
を含むことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
A method of manufacturing a crankshaft by joining a crank web and a counterweight,
At the end of the counterweight, a protrusion protruding in the axial direction of the journal and a recess facing the end of the crank web are provided,
A bending step of bending an end of the crank web in the axial direction of the journal;
The end of the crank web and the end of the counterweight are pressed in the axial direction of the journal, and the end of the crank web and the protrusion of the counterweight are bent in the axial direction of the journal in the bending process. A welding step in which the end of the crank web softened by the welding heat generated by the welding is plastically fastened to the recess of the counterweight.
A method for manufacturing a crankshaft, comprising:
前記曲げ工程では、前記クランクウェッブの端部先端を、前記ジャーナルの軸直角平面に対して傾斜させた工具の加圧面で加圧することにより、前記クランクウェッブの端部を前記ジャーナルの軸線方向へ曲げることを特徴とする請求項9に記載のクランクシャフトの製造方法。 In the bending step, the end of the crank web is pressed in the axial direction of the journal by pressing the tip of the end of the crank web with a pressing surface of a tool inclined with respect to a plane perpendicular to the axis of the journal. The method for manufacturing a crankshaft according to claim 9. 前記溶接工程の完了後、前記クランクウェッブと前記カウンターウェイトとの間の加圧力を一定時間保持することを特徴とする請求項9または10に記載のクランクシャフトの製造方法。 11. The method for manufacturing a crankshaft according to claim 9, wherein after the welding process is completed, a pressure force between the crank web and the counterweight is maintained for a predetermined time. 前記溶接工程では、前記クランクウェッブの端部と前記カウンターウェイトの突起部とが抵抗溶接によって接合されて、該抵抗溶接で発生したジュール熱によって前記クランクウェッブの端部を軟化させることを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載のクランクシャフトの製造方法。 In the welding step, the end of the crank web and the protrusion of the counterweight are joined by resistance welding, and the end of the crank web is softened by Joule heat generated by the resistance welding. The manufacturing method of the crankshaft in any one of Claims 9-11. 前記溶接工程では、前記カウンターウェイトが電極によって前記ジャーナルの軸線方向へ加圧されて、前記クランクウェッブの端部と前記カウンターウェイトの突起部とがインターフェレンス抵抗溶接されることを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載のクランクシャフトの製造方法。 In the welding step, the counterweight is pressurized in the axial direction of the journal by an electrode, and an end portion of the crank web and a protrusion of the counterweight are subjected to interference resistance welding. Item 15. A method for producing a crankshaft according to any one of Items 9 to 12.
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