(57)【要約】【課題】  全体重量が軽量でバランス特性に優れたクランクシャフトを提供する。【解決手段】  クランクシャフトはクランクシャフト本体１とカウンタウエイト部１０とからなり、クランクシャフト本体１はジャーナル軸２、アーム部３及びピン部４から構成され、カウンタウエイト部１０は前記クランクシャフト本体１を構成する材料（Ｆｅ系合金）よりも比重の小さな材料（Ａｌ系合金）からなる連結部１１と、前記クランクシャフト本体１を構成する材料（Ｆｅ系合金）よりも比重の大きな材料（ＷまたはＣｕ系合金）からなる重量部１２とからなる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャーナル軸、アーム部及びピン部にてクランクシャフト本体を構成し、前記アーム部にカウンタウエイト部を取り付けたクランクシャフトにおいて、前記カウンタウエイト部は、ジャーナル軸の回転中心を基準として径方向内側に前記クランクシャフト本体を構成する材料よりも比重の小さな材料からなる連結部を設け、この連結部の径方向外側に前記クランクシャフト本体を構成する材料よりも比重の大きな材料からなる重量部を設けたことを特徴とするクランクシャフト。
【請求項２】
請求項１に記載のクランクシャフトの製造方法において、前記ジャーナル軸、アーム部及びピン部からなるクランクシャフト本体を鋳造または鍛造にて一体成形し、このクランクシャフト本体の成形とは別個に前記カウンタウエイト部を構成する連結部および重量部を成形し、この後、これら連結部および重量部を前記アーム部に取り付けることを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジンなどの内燃機関のクランクシャフト及びその製造方法
に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のクランクシャフトはジャーナル軸とクランクピンとが軸方向から見て偏心しているため、ジャーナル軸を基準としてクランクピンと反対側になるクランクアームにカウンタウエイトを設けて回転中のバランスを保つようにしている。
【０００３】
カウンタウエイトの構造としては、特許文献１〜４にアーム部（カウンタウエイト本体またはバランサウエイト本体）にこれよりも比重の大きな慣性体を設けたものが提案されている。
【０００４】
特許文献１には、アーム部に円形穴を形成し、この円形穴の内周部にアルミニウムからなる緩衝体を介してタングステンからなる慣性体を保持することで、熱膨張率差に起因するガタつきを防止する内容が開示されている。
特許文献２には、アーム部の内部に比重の大きな慣性体を埋設することで、慣性体をボルトで取り付けることをなくし、部品点数を少なくする提案がなされている。
特許文献３には、アーム部の内部に比重の大きな慣性体を埋設する手段として、アーム部に空洞部を形成し、この空洞部に比重の大きな金属材料の溶湯を注入する提案がなされている。
特許文献４には、アーム部の外端部と比重の大きな慣性体の内端部に互いに係合する凹凸部を設け、この凹凸部を介してアーム部の外端部に慣性体を係合するとともに両者をボルトで結合する提案がなされている。  
【特許文献１】実開平４−８８５０号公報
【特許文献２】実開昭５９−４２３３６号公報
【特許文献３】実開昭６３−１６８３４４号公報
【特許文献４】実開平１−７７１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１〜４に開示されるいずれの先行技術も、比重の大きな慣性体をクランクシャフトの一部に組み込んだ結果、クランクシャフトの全体重量がその分だけ増加し、クランクシャフトの回転バランスは向上しても燃費の向上には貢献していない。
【０００６】
特に、特許文献１にあっては、緩衝体として用いるアルミニウムは鋳鉄よりも軽量であるが、薄厚で且つ比重の大きな慣性体の外周を取り囲んでいるので、クランクシャフトの全体重量には影響を及ぼさない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係るクランクシャフトは、クランクシャフト本体をジャーナル軸、アーム部及びピン部にて構成し、前記アーム部に取り付けるカウンタウエイト部を前記クランクシャフト本体を構成する材料よりも比重の小さな材料からなる連結部と前記クランクシャフト本体を構成する材料よりも比重の大きな材料からなる重量部とで構成し、前記連結部をジャーナル軸の回転中心を基準として径方向内側に、前記重量部を径方向外側に配置した。
【０００８】
このように、径方向内側に比重の小さな連結部を、径方向外側に比重の大きな重量部を設けることで、クランクシャフト全体の軽量化を図りつつ回転バランスを維持することができる。
【０００９】
また上記のクランクシャフトを製造方法としては、ジャーナル軸、アーム部及びピン部からなるクランクシャフト本体を鋳造または鍛造にて一体成形し、このクランクシャフト本体の成形とは別個に前記カウンタウエイト部を構成する連結部および重量部を成形し、この後、これら連結部および重量部を前記アーム部に取り付ける。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るクランクシャフトは、重量部が設けられる箇所が従来構造のクランクシャフトよりも径方向外側となるので、その分回転モーメントが大きくなり、全体としての重量を軽くしても回転バランスを維持することができる。その結果、エンジンの重量も軽くすることができ、燃費の向上に貢献できる。
【００１１】
具体的には、重量部の材料を銅、連結部の材料をアルミニウムとした場合には、カウンタウエイト部の重量は、従来に比較して１５．５％の軽量化が図れ、重量部の材料を銅、連結部の材料を鋳鉄とした場合には、１３．６％の軽量化が図れ、重量部の材料を銅、連結部の材料を焼結材とした場合には、１３．８％の軽量化が図れた。
【００１２】
また、本発明に係る製造方法によれば、クランクシャフト本体とカウンタウエイト部とを別体で製造し、その後、組付けるようにしたので、カウンタウエイト部を一体的に鍛造していた従来であれば５０００ｔ〜８０００ｔ級の大型プレス機が必要であったが、それ以下のプレス機でも製造が可能になる。
【００１３】
更に、クランクシャフト本体を鋳造によって製造することも可能となり、この場合にはコストが大幅に削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るクランクシャフトのカウンタウエイト部組付け前の状態の全体図、図２は同クランクシャフトのカウンタウエイト部組付け後の拡大端面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００１５】
クランクシャフトはクランクシャフト本体１とカウンタウエイト部１０とからなり、クランクシャフト本体１はジャーナル軸２、アーム部３及びピン部４から構成され、カウンタウエイト部１０は前記クランクシャフト本体１を構成する材料（Ｆｅ系合金）よりも比重の小さな材料（Ａｌ系合金）からなる連結部１１と、前記クランクシャフト本体１を構成する材料（Ｆｅ系合金）よりも比重の大きな材料（ＷまたはＣｕ系合金）からなる重量部１２とからなる。
【００１６】
前記連結部１１は側面視で扇状に広がり、その内端面１１ａはアーム部３の外端形状（円弧）に倣う凹面とされ、外端面１１ｂはフラットな面とされ、また重量部１２の内端面１２ａはフラットな面とされ、外端面１２ｂは円弧状に膨出している。尚、連結部１１及び重量部１２の形状は図示例に限らず任意である。
【００１７】
以上において、クランクシャフトを製造するには、クランクシャフト本体１を鍛造または鋳造にとって製造し、それとは別に鍛造または鋳造、或いはそれ以外の方法、例えば圧粉焼結や切削などによって連結部１１及び重量部１２を製造する。そして、連結部１１及び重量部１２をボルト１３にてクランクシャフト本体１に結合することでクランクシャフトが完成する。尚、ボルト１３を用いずに溶接によって取り付けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明に係るクランクシャフト及びその製造方法は自動車用、自動二輪車用或いは汎用エンジンに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るクランクシャフトのカウンタウエイト部組付け前の状態の全体図
【図２】同クランクシャフトのカウンタウエイト部組付け後の拡大端面図
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図
【符号の説明】
【００２０】
１…クランクシャフト本体
２…ジャーナル軸
３…アーム部
４…ピン部
１０…カウンタウエイト部
１１…連結部
１２…重量部
１３…ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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