JPS5820698B2 - エンジン用クランク軸の鋳造方法 - Google Patents

エンジン用クランク軸の鋳造方法

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JPS5820698B2
JPS5820698B2 JP54067337A JP6733779A JPS5820698B2 JP S5820698 B2 JPS5820698 B2 JP S5820698B2 JP 54067337 A JP54067337 A JP 54067337A JP 6733779 A JP6733779 A JP 6733779A JP S5820698 B2 JPS5820698 B2 JP S5820698B2
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JP
Japan
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core
casting
crankshaft
hollow part
metal
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JP54067337A
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English (en)
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JPS55158871A (en
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吉野彰一
福田繁三
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06Crankshafts
    • F16C3/08Crankshafts made in one piece
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2220/00Shaping
    • F16C2220/02Shaping by casting

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ピン部及びジャーナル部に中空部を有スるエ
ンジン用クランク軸の製造方法に関する。
ピン部及びジャーナル部に中空部を設ける事によって、
中実構造に比べてその部分の捩れの疲労耐力を大巾に強
化でき、その中空部を形成するに、従来は砂型の中子を
用〜・ていたが、中子砂の取出しに手間がかかると共に
、その鋳砂のために中空部内面が微細切欠の連続した状
態となっており、それが疲労強度を低下させる欠点があ
った。
或は、その中空部を潤滑油の油溜めに利用するに、その
内部の残留砂塵による軸受面の傷付きを避けるための中
空内部に対する仕上げにも手間がかかり、製作性に劣る
ものであった。
本発明は、上述の実情に鑑みて、簡単な鋳造手段の改良
並びに中子構造の簡単な改良でもって、上述の欠点を一
挙に解消し、その上、中子を製作面で簡単に得られるよ
うにしながら所定の中空部を形成できるようにする事を
目的とする。
次に、本発明の実施の態様を例示図に基いて詳述する。
エンジン用のクランク軸は、クランクジャーナル部1・
・・・・・とそれに連設のアーム2・・・・・・、及び
一対のアーム2,2の一端どうしを連結するクランクピ
ン部3,3を主体として成り、ダクタイル鋳鉄の鋳造に
よって一体成型しである。
クランク軸の軸芯P方向視において、前記アーム2は、
第2図に示すように、ジャーナル部1とピン部3に外接
すると共にその外接点aybを結ぶ線上に中心P1 を
位置させたコルネリウスの円に相当する直径りの円弧部
分2aをそなえ、更にクランク軸芯Pを中心にすると共
にその軸芯Pから前記外接点すの距離に相当する半径r
の円弧部2bを、前記直径りに相当する巾Wにわたって
、かつ前記外接点a側に位置する状態で備えており、も
ってアーム2を円弧部分2bと前記コルネリウスの円と
の間に位置する部分をバランスウェイトとして円滑に回
転するように、かつ全体の軽量化を図りながら強度を高
くするように構成しである。
クランク軸を一体鋳造するに際して、フライホイール取
付部と中間部のジャーナル部1,1及びピン部3,3の
夫々に密閉された環状の中空部Aを形成して、その部分
に対する捩れ疲労の耐力強化を図ると共に、その中空部
Aに潤滑油を内蔵して、ジャーナル部1とそれに対する
軸受、並びにピン部3とそれに対するコンロッドの夫々
の軸支部における潤滑を図るようにしである。
前記中空部Aを形成するに、第8図に示すように、太径
筒部4aとその長手方向両端に連通する小径筒部4b、
4bを備えた全体がマユ形を呈する金属中子4を、その
厚味が1,5〜2.0朋程度の一般構造用圧延鋼材など
によって形成し、同じく圧延横材などから成る中空の或
は中実の金属棒状体5を、前記中子4の小径筒部4b
t 4bを蓋する状態で内装すると共に、その小径筒部
4b。
4bに対するプレス加工によって小径筒部4bの内面を
金属棒状体5に密着させ、その小径筒部4b 、4bを
鋳型に対する保持部とする中子主体Bを形成する。
そして、クランク軸鋳型1に対して、そのフライホイー
ル側Xの鋳込み空間に、湯道8に連通する堰9を形成し
て、この堰9に最も近い箇所のジャーナル部1に位置さ
せる中子主体Bを、その外表面に30〜100μ程度の
クロム被覆を施してその軸芯P2 をクランク軸芯Pに
同芯状にして鋳型1にセットし、他の箇所に位置させる
中子主体B・・・・・・に対しては、その外表面に30
〜1ooμ程度の銅被覆を施して、それらをジャーナル
部1に対してはその軸芯P2をクランク軸芯Pに、かつ
クランクピン部3,3に対してはその軸芯P2をピン軸
芯P3に、夫々同芯状にして鋳型1にセットし、かつ前
記堰9に連ねて、そこからの溶湯なその近くの中子4に
直接的に流動接触させないようにする金属製ジャマ板1
0を設げ、そしてこれらの中子4・・・・・・を鋳ぐる
ませる状態でダクタイル鋳鉄による鋳造を行ない、もっ
て中実構造に比べて捩れの疲労耐力を大巾に強化できる
マユ状の密閉された環状の中空部A・・・・・・を、そ
のジャーナル部1,1とピン部3,3に備えさせるよう
にしである。
この鋳造完了後において凝固鋳造品を鋳型から取出し、
端面から突出する保持用の金属棒状体部分5aや層部分
を切除すると共に、ジャーナル部1やピン部3の軸受部
に対する機械加工、並びにその軸受部周面から中空部A
にわたる油路6・・・・・・を穿設してクランク軸を形
成し、そして前記中空部Aに潤滑油を内蔵して後に、そ
のジャーナル1ニ軸受をかつピン部3にコンロッドを取
付けて、それらをエンジン本体に組付け、潤滑油封入の
軸支構造を備えたエンジンの組立てを行なう。
上述の鋳造方法によれば、クランク軸の鋳造時に金属製
の中子主体な鋳ぐるませる事により、凝固鋳造品自体の
中空部内面を中子4の外面に沿う円滑面にする事ができ
、従来の砂型中子によるような強度劣化を伴う事なく、
しかも潤滑面における中空部Aに対する内部仕上げが全
(不要になる。
このように、金属中子4によって中空部Aを形成するに
、単に圧延鋼材などによる金属中子そのものな鋳ぐるま
せる事もできるが、それが薄肉の中子構造であれば、堰
9に最も近〜・ものが、その溶湯熱と溶湯の流動接触な
どによって溶融あるいはそれに近い状態となり、中空部
の形状が崩れて軸のアンバランスなどの不都合を招来す
る。
かと言って厚肉の中子構造にすると、それのプレス成形
にとって犬なるプレス圧が必要になると共に、それに伴
ってプレス用金型の剛性を高くすることが必要となり、
製作コストのアップに繋ると共に、更に中子鋳ぐるみ境
界部における融着が不完全になる問題を生じる。
この点にあって、堰9に最も近い中子外表面にクロム被
覆を施して耐熱性を高める事により、中子4の厚みを薄
くしても熱変形に耐えさせる事ができ、換言すれば、製
作図で有利なように中子4ヲ1.5〜2.0龍程度の薄
肉構造にしながらもその熱的強度を高くする事ができる
勿論、堰9から離れた箇所に位置させる中子4について
もクロム被覆を施すも良いが、好ましくは、前述したよ
うに銅被覆を施す事により、それの鋳造凝固状態での硬
ろう化によって中子4と凝固鋳造品との溶着な良好に行
なわせられる。
伺、鋳型Iに対する堰9の配置として、それを第4図に
仮想線で示すように、ギア側Yや中間部のアーム部分側
Zに配置するなど、その設計によって配置を任意に設定
でき、そのように、ギア側Yやアーム部分側Z或はその
両者Y t Zから注湯鋳造を行なうに、少なくともそ
の堰9に近〜・ピン部3とジャーナル部1の中子4に、
その外表面に対してクロム被覆を施せばよい。
また、クランク軸の鋳造材料として、普通鋳鉄や特殊鋳
鉄、普通鋳鋼や特殊鋳鋼など各種のものを選択できる。
以上要するに本発明は、冒記したエンジン用クランク軸
の鋳造方法において、中子主体Bを大径筒部及びその両
端に連通連設の小径筒部を有する金属中子と前記小径筒
部に圧着内嵌された金属棒状体で構成し、該中子主体を
、前記中空部の形成のために鋳ぐるませると共に、少な
くとも堰に近い中子に、その外表面を被覆するクロム被
覆を備えさせておく事を特徴とする。
即ち、金属中子の鋳ぐるみによって密閉された環状の中
空部を形成させる事により、その凝固鋳造品自体の中空
部内面を金属中子そのものの表面状態にでき、砂型中子
を用いるに比べて極めて滑らかな中空鋳肌を得る事がで
きて、疲労強度の低下を伴わせないで捩れの耐力強化を
図れる。
その上、密閉された環状の中空部を潤滑油溜りにする場
合であっても、その中空部に対する内部仕上げが全く不
要で製作性の向上を図れる。
そして、堰に近くて最も熱影響を受けやすい金属中子に
対してクロム被覆による耐熱の処理を施すと共に、中子
の小径筒部に圧着内嵌された金属棒状体はその全体の熱
容量を犬にさせる事にそのまま利用できる相乗的な効果
によって、その中子を製作上有利な薄肉構造にしながら
も熱的強度の高いものにする事ができ、それによって所
定形状の中空部を所定の箇所に備えさせる事ができ、全
体として、鋳造手段の簡単な改良並びに中子構造の簡単
な改良でもって、強度劣化を伴わせないで捩れ耐力の強
化を図れると共に、製作性の面にとっても有利な鋳造方
法を提供するに至った。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係るエンジン用クランク軸の鋳造方法の
実施の態様を例示し、第1図は要部を破断したクランク
軸の全体図、第2図は第1図の■線断面図であり、第3
図はピン部の詳細断面図である。 第4図は金属中子をセットした状態の下側鋳型の平面図
である。 1・・・・・・ジャーナル部、3・・・・・・ピン部、
4・・・・・・金属中子、4a・・・・・・大径筒部、
4b・・・・・・小径筒部、5・・・・・・金属棒状体
、9・・・・・・堰。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ピン部3及びジャーナル部1に密閉された環状の中
    空部Aを有するエンジン用クランク軸の鋳造方法であっ
    て、中子主体Bを大径筒部4a及びその両端に連通連設
    の小径筒部4b 、4bを有する金属中子4と前記小径
    筒部4b 、4bに圧着内嵌された金属棒状体5で構成
    し、該中子主体Bを、前記中空部Aの形成のために鋳ぐ
    るませると共に、少なくとも堰9に近い中子4に、その
    外表面を被覆スるクロム被覆を備えさせておくことを特
    徴とするエンジン用クランク軸の鋳造方法。
JP54067337A 1979-05-30 1979-05-30 エンジン用クランク軸の鋳造方法 Expired JPS5820698B2 (ja)

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