(57)【要約】【課題】さらなるクランクシャフトの軽量化を図るために、未接合部の存在に起因する疲労強度の低下を防止することができるインターフェレンス溶接によるクランクシャフトの製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】クランクアーム４の溶接部位６に、凸部１７ａおよび凹部１７ｂを有する第一の凹凸形状である継手部１７を形成し、かつ、カウンターウェイト５の溶接部位６に、凸部１７ａに対応する凹部１８ａおよび凹部１７ｂに対応する凸部１８ｂを有する第二の凹凸形状である継手部１８を形成するとともに、各継手部１７・１８の圧入方向視の形状を、各継手部１７・１８が互いに干渉する干渉部１７ｃ・１８ｃをそれぞれに有する形状とし、各干渉部１７ｃ・１８ｃを干渉させた状態で、継手部１７に継手部１８を圧入しつつ、各継手部１７・１８に通電して、クランクアーム４にカウンターウェイト５を抵抗溶接する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクアームにカウンターウェイトを溶接してクランクシャフトを製造するクランクシャフトの製造方法であって、
前記クランクアームの溶接部位に、凸部および凹部を有する第一の凹凸形状である第一の継手部を形成し、かつ、
前記カウンターウェイトの溶接部位に、前記第一の凹凸形状の凸部に対応する凹部および前記第一の凹凸形状の凹部に対応する凸部を有する第二の凹凸形状である第二の継手部を形成するとともに、
前記第一の継手部および前記第二の継手部の圧入方向視の形状を、前記第一の継手部および前記第二の継手部が互いに干渉する部位である干渉部をそれぞれに有する形状とし、
前記第一の継手部の前記干渉部と前記第二の継手部の前記干渉部を干渉させた状態で、前記第一の継手部に前記第二の継手部を圧入しつつ、前記第一の継手部および前記第二の継手部に通電して、前記クランクアームに前記カウンターウェイトを抵抗溶接する、
ことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
【請求項２】
前記第二の継手部は、
前記第一の継手部に、前記クランクアームに対する前記カウンターウェイトの突設方向に対して垂直に圧入する、
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。
【請求項３】
前記第二の継手部は、
前記第一の継手部に、前記クランクアームに対する前記カウンターウェイトの突設方向に対して垂直な方向のうち、前記クランクシャフトの回転軸に平行な方向に圧入する、
ことを特徴とする請求項２に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項４】
前記クランクアームに対する前記カウンターウェイトの突設方向に平行な方向へ押圧力を付与するとともに、押圧方向変換手段によって、前記クランクアームに対する前記カウンターウェイトの突設方向に平行な方向への押圧力を、前記クランクシャフトの回転軸に平行な方向への押圧力に変換して、
前記第一の継手部に前記第二の継手部を前記クランクシャフトの回転軸に平行な方向へ圧入する、
ことを特徴とする請求項３に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項５】
前記クランクアームの溶接部位および前記カウンターウェイトの溶接部位に、
前記第一の継手部に前記第二の継手部を圧入するときに生じるバリを流入させる空隙部を形成する、
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項６】
前記第一の継手部に前記第二の継手部を圧入するときに生じるバリを除去する工程を有する、
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項７】
前記第一の凹凸形状は、
複数の前記凸部および複数の前記凹部を有し、かつ、
前記第二の凹凸形状は、
前記第一の凹凸形状の複数の前記凸部の対応する複数の前記凹部および前記第一の凹凸形状の複数の前記凹部に対応する複数の前記凸部を有する、
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項８】
前記第一の凹凸形状および第二の凹凸形状における複数の前記凸部の圧入方向視における幅は、
幅方向外側に位置する前記凸部の幅ほど広くする、
ことを特徴とする請求項７に記載のクランクシャフトの製造方法。
【請求項９】
カウンターウェイトおよびクランクシャフトのクランクアームに通電しつつ、前記カウンターウェイトおよびクランクアームの一方を他方に押圧することにより、カウンターウェイトをクランクシャフトのクランクアームに抵抗溶接して前記クランクシャフトを製造するクランクシャフトの製造装置であって、
前記クランクシャフトに対する前記クランクアームの突設方向に平行な方向への押圧力を発生させる押圧力発生手段と、
前記押圧力発生手段により発生させた前記クランクシャフトに対する前記クランクアームの突設方向に平行な方向への押圧力を、前記クランクシャフトの回転軸に平行な方向への押圧力に変換する押圧方向変換手段と、
を有する押圧手段を備える、
ことを特徴とするクランクシャフトの製造装置。
【請求項１０】
前記押圧手段は、
前記カウンターウェイトに通電するための電極部材とは別体で備えられる、
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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトの製造方法および製造装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クランクシャフトの製造方法に係る技術において、クランクアームを有するクランクシャフト本体とカウンターウェイトをそれぞれ別体で製造して、後からクランクアームにカウンターウェイトを取り付けて、クランクシャフトを製造する技術が公知となっている。
クランクアームを有するクランクシャフト本体とカウンターウェイトをそれぞれ別体で製造すれば、各部品を冷間鍛造で製造することが可能になるため、従来の熱間鍛造で一体的に製造されるクランクシャフトに比して、低コスト化および軽量化等を図ることができるという利点がある。
【０００３】
そして、このようなクランクシャフト本体とカウンターウェイトをそれぞれ別体とする場合におけるクランクアームに対するカウンターウェイトの取付方法が種々検討されており、例えば、以下に示す特許文献１および特許文献２にその技術が開示されている。
例えば、特許文献１に記載された従来技術では、クランクアームおよびカウンターウェイトにそれぞれ径方向に対する直角方向に延出する係止部を一体的に形成し、カウンターウェイトの係止部をクランクアームの係止部より径方向内方に配置してクランクアームの係止部とカウンターウェイトの係止部とを径方向に係止させた状態で、クランクアームとカウンターウェイトをボルトで締結する構造としたクランクシャフトが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載された従来技術では、クランクアームに対し、一本のボルトと、その両側に平行状に配置される二本の位置決めピンを介して、カウンターウェイトをボルトによって締結する構造としたクランクシャフトが開示されている。
【０００５】
クランクアームに対するカウンターウェイトの取付部位は、クランクシャフトの回転によって生じる遠心力が作用する部位であるため、その遠心力に抗し得る固着力を確実に確保する必要がある。このため従来、クランクアームに対するカウンターウェイトの取付構造は、特許文献１および２の各従来技術に示すようにボルトによる締結構造を採用するのが一般的であった。
一方、溶接による接合構造は、クランクアームとカウンターウェイトとの溶接部位の接合強度を確実に確保することができる技術が確立されていなかったため、実用的には積極的に採用されることがなかった。
【０００６】
ところで近年、エンジンの高機能化や製造コストのさらなる低減を図るために、クランクシャフトのさらなる軽量化へのニーズが高まっている。
クランクシャフトの軽量化を図るためにはクランクアーム等の肉厚を削減する（肉盗みをする）ことが有効であるが、クランクアームの肉厚を削減した場合、クランクアームの断面積が減少するため、クランクアームとカウンターウェイトの取付部位の面積が小さくならざるを得ない。そして、クランクアームとカウンターウェイトの取付部位の面積が小さくなると、ボルト径を小さくせざるを得なくなり、取付部位における締結強度が低下する。また、ボルトの本数を増やして締結強度を確保しようとすると、生産性が低下し、生産コストも増加する。このため、ボルトによる締結構造を採用する場合には、さらなるクランクシャフトの軽量化を図ることが困難であった。
【０００７】
そこで、さらなるクランクシャフトの軽量化を図るために、ボルトによる締結構造に替わる取付構造として、溶接による接合構造を検討すると、溶接による接合構造は、クランクアームとカウンターウェイトの取付部位の面積が小さくなっても、適切な溶接方法によれば、溶接部位の接合強度を確保し得るため、さらなるクランクシャフトの軽量化を図るための取付構造として有利である。
【０００８】
さらに、具体的な溶接方法について検討すると、クランクアームとカウンターウェイトの溶接方法としては、アーク溶接、抵抗溶接等が考え得る。
まず、アーク溶接について検討すると、クランクアームとカウンターウェイトを溶接する場合、複数のクランクアームおよびカウンターウェイトが隣接しているため、アーク溶接では、クランクアームとカウンターウェイトの接合面の周囲に隈なく均一に、かつ、適切な角度で溶接棒等を宛がうことが困難である。このため、アーク溶接では、均質な溶接部位を形成するのが難しく、カウンターウェイトを溶接する用途には不向きである。
【０００９】
一方、抵抗溶接について検討すると、抵抗溶接では、複数のクランクアームおよびカウンターウェイトが隣接していても、カウンターウェイトおよびクランクアームの各部を押圧する電極部材を配置するスペースが確保でき、カウンターウェイトおよびクランクアームに対して適切な押圧力を付与することができれば、均質な溶接部位を形成し得るためカウンターウェイトを溶接する用途に好適である。
さらに、遠心力に抗し得る固着力を確実に確保するには、抵抗溶接の方法の中でも、干渉溶接（以下、インターフェレンス溶接と呼ぶ）の方法が特に好適である。
【００１０】
ここでインターフェレンス溶接とは、抵抗溶接の方法の一種であって、溶接対象となる各部材に干渉部（接触し合う部位）を設定しておき、各干渉部を干渉（接触）させた状態で、各部材に通電し、干渉部において発生するジュール熱によって、各部材を軟化させるとともに、加圧する（各部材を押圧し合う）ことによって、干渉部の組織を塑性流動させて、金属の拡散反応によって接合する溶接方法である。インターフェレンス溶接では、干渉部に新生面が形成されるため、当該新生面においては、遠心力に抗し得る程度の十分な接合強度が確保できるという特徴を有している。また、インターフェレンス溶接では、各部材を局部的にしか加熱しないため、熱歪みが抑えられる等のメリットもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】実開平１−７７１２１号公報
【特許文献２】特開２００５−１４０３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、インターフェレンス溶接では、接合により新生面化された金属組織の周辺にヒゲ状亀裂として現れる未接合部が残されてしまうことが判明しており、この未接合部の切欠き効果によって、当該未接合部に応力集中が生じ、経年劣化等により溶接部位に破損が生じやすい（即ち、疲労強度が低い）という問題があった。このため、インターフェレンス溶接を、カウンターウェイトを溶接する用途に使用するためには、未接合部を低減あるいは排除等して、溶接部位における疲労強度を高める必要があるという課題があった。
【００１３】
本発明は、係る現状の課題を鑑みて成されたものであり、さらなるクランクシャフトの軽量化を図るために、未接合部の存在に起因する疲労強度の低下を防止することができるインターフェレンス溶接によるクランクシャフトの製造方法および製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１５】
即ち、請求項１においては、クランクアームにカウンターウェイトを溶接してクランクシャフトを製造するクランクシャフトの製造方法であって、前記クランクアームの溶接部位に、凸部および凹部を有する第一の凹凸形状である第一の継手部を形成し、かつ、前記カウンターウェイトの溶接部位に、前記第一の凹凸形状の凸部に対応する凹部および前記第一の凹凸形状の凹部に対応する凸部を有する第二の凹凸形状である第二の継手部を形成するとともに、前記第一の継手部および前記第二の継手部の圧入方向視の形状を、前記第一の継手部および前記第二の継手部が互いに干渉する部位である干渉部をそれぞれに有する形状とし、前記第一の継手部の前記干渉部と前記第二の継手部の前記干渉部を干渉させた状態で、前記第一の継手部に前記第二の継手部を圧入しつつ、前記第一の継手部および前記第二の継手部に通電して、前記クランクアームに前記カウンターウェイトを抵抗溶接するものである。
【００１６】
請求項２においては、前記第二の継手部は、前記第一の継手部に、前記クランクアームに対する前記カウンターウェイトの突設方向に対して垂直に圧入するものである。
【００１７】
請求項３においては、前記第二の継手部は、前記第一の継手部に、前記クランクアームに対する前記カウンターウェイトの突設方向に対して垂直な方向のうち、前記クランクシャフトの回転軸に平行な方向に圧入するものである。
【００１８】
請求項４においては、前記クランクアームに対する前記カウンターウェイトの突設方向に平行な方向へ押圧力を付与するとともに、押圧方向変換手段によって、前記クランクアームに対する前記カウンターウェイトの突設方向に平行な方向への押圧力を、前記クランクシャフトの回転軸に平行な方向への押圧力に変換して、前記第一の継手部に前記第二の継手部を前記クランクシャフトの回転軸に平行な方向へ圧入するものである。
【００１９】
請求項５においては、前記クランクアームの溶接部位および前記カウンターウェイトの溶接部位に、前記第一の継手部に前記第二の継手部を圧入するときに生じるバリを流入させる空隙部を形成するものである。
【００２０】
請求項６においては、前記第一の継手部に前記第二の継手部を圧入するときに生じるバリを除去する工程を有するものである。
【００２１】
請求項７においては、前記第一の凹凸形状は、複数の前記凸部および複数の前記凹部を有し、かつ、前記第二の凹凸形状は、前記第一の凹凸形状の複数の前記凸部の対応する複数の前記凹部および前記第一の凹凸形状の複数の前記凹部に対応する複数の前記凸部を有するものである。
【００２２】
請求項８においては、前記第一の凹凸形状および第二の凹凸形状における複数の前記凸部の圧入方向視における幅は、幅方向外側に位置する前記凸部の幅ほど広くするものである。
【００２３】
請求項９においては、カウンターウェイトおよびクランクシャフトのクランクアームに通電しつつ、前記カウンターウェイトおよびクランクアームの一方を他方に押圧することにより、カウンターウェイトをクランクシャフトのクランクアームに抵抗溶接して前記クランクシャフトを製造するクランクシャフトの製造装置であって、前記クランクシャフトに対する前記クランクアームの突設方向に平行な方向への押圧力を発生させる押圧力発生手段と、前記押圧力発生手段により発生させた前記クランクシャフトに対する前記クランクアームの突設方向に平行な方向への押圧力を、前記クランクシャフトの回転軸に平行な方向への押圧力に変換する押圧方向変換手段と、を有する押圧手段を備えるものである。
【００２４】
請求項１０においては、前記押圧手段は、前記カウンターウェイトに通電するための電極部材とは別体で備えられるものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２６】
請求項１においては、抵抗溶接を採用することにより、溶接部位の面積が小さい場合でも、溶接部位に作用する遠心力に抗し得る接合強度を得ることができる。また、溶接部位を凹凸形状とすることにより、溶接部位における干渉部が干渉し合う部位の面積をさらに増大することができ、クランクシャフトの回転により生じる遠心力に抗し得る十分な接合強度を得ることができる。
【００２７】
請求項２においては、バリを溶接部位の外部へ排出することにより、溶接部位の新生面化率を向上させることができ、これにより、接合強度をさらに高めることができる。
【００２８】
請求項３においては、抵抗溶接装置の設置スペースを容易に確保できる。
【００２９】
請求項４においては、圧入距離が短くなるため、簡易な構成の抵抗溶接装置を用いることができる。また、圧入方向視における溶接部位の幅が広くなるため、接合強度を高めることができる。
【００３０】
請求項５においては、空隙部にバリを充満させて、バリに拘束力を付与することにより、ヒゲ状亀裂の発生を抑制する。またこれにより、未接合部における疲労強度の低下を抑制することができる。
【００３１】
請求項６においては、バリを確実に排除することができる。
【００３２】
請求項７においては、溶接部位における干渉部が干渉し合う部位の面積をさらに増大することができ、これにより、接合強度をさらに高めることができる。
【００３３】
請求項８においては、圧入時に継手部が外側方向に開いて干渉部の密着度が低下することが防止できる。これにより、溶接強度を確実に確保することができる。
【００３４】
請求項９においては、抵抗溶接装置の設置スペースを容易に確保できる。
【００３５】
請求項１０においては、抵抗溶接装置を簡易な構成とすることができる。また、電極に特別な加工を施す必要がなくなり、電極の寿命を延ばすことができるとともに、抵抗溶接装置のコスト上昇を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法により製造されるクランクシャフトの全体構成を示す模式図、（ａ）正面図、（ｂ）部分拡大正面図、（ｃ）Ａ−Ａ断面図。
【図２】本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法に用いる抵抗溶接装置を示す模式図、（ａ）全体構成を示す模式図、（ｂ）溶接状況を示す模式図。
【図３】本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法による溶接状況（第一の実施態様に係る溶接方法）を示す正面模式図。
【図４】本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法による溶接状況（第一の実施態様に係る溶接方法）における溶接部位の部分拡大模式図。
【図５】本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法の一連の流れを示すフロー図。
【図６】本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法による溶接状況（第二の実施態様に係る溶接方法）を示す正面模式図。
【図７】本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法（第二の実施態様に係る溶接方法）を適用する第一の実施態様に係る継手部を有するクランクシャフトおよびカウンターウェイトの当該製造方法による溶接状況を示す側面模式図。
【図８】本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法（第二の実施態様に係る溶接方法）を適用する第二の実施態様に係る継手部を有するクランクシャフトおよびカウンターウェイトの当該製造方法による溶接状況を示す側面模式図。
【図９】本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法（第二の実施態様に係る溶接方法）を適用する第三の実施態様に係る継手部を有するクランクシャフトおよびカウンターウェイトの当該製造方法による溶接状況を示す側面模式図。
【図１０】本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法（第二の実施態様に係る溶接方法）を適用する第四の実施態様に係る継手部を有するクランクシャフトおよびカウンターウェイトの当該製造方法による溶接状況を示す正面模式図。
【図１１】図１０におけるＢ−Ｂ断面模式図およびＣ−Ｃ断面模式図。
【図１２】本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法（第二の実施態様に係る溶接方法）におけるバリの除去状況を示す正面模式図。
【図１３】本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法（第二の実施態様に係る溶接方法）におけるバリの除去状況を示す側面模式図。
【図１４】本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法に用いる改良した抵抗溶接装置およびその改良した抵抗溶接装置による溶接状況を示す正面模式図。
【図１５】本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法により製造される改良したクランクシャフトの全体構成を示す正面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法により製造されるクランクシャフトについて、図１を用いて説明をする。
図１（ａ）〜（ｃ）に示す如く、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法により製造されるクランクシャフトの一例であるクランクシャフト１は、ジャーナル（主軸）２・２・・・、ピン３・３・・・、クランクアーム４・４・・・、カウンターウェイト５・５・・・等によって構成される。
尚、本実施例では、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように座標系を規定しており、ジャーナル２に平行な方向にＸ軸を規定し、図１の紙面に垂直な方向（即ち、平面視においてＸ軸と直交する方向）にＹ軸を規定している。また、正面視において、Ｘ軸と直交する方向にＺ軸を規定している。そして、図１以外の各図に示す座標系も、同様に規定している。
また、以下の各説明では、クランクアーム４およびカウンターウェイト５のジャーナル２の軸心に対する回転位相が、Ｚ軸に平行で、かつ、Ｚ軸の負方向向きの回転位相である場合を例示して説明をする。
【００３８】
クランクシャフト１は、自動車等のエンジンに内蔵されるピストンの往復運動を回転運動へ変えるための部品であり、ピン３・３・・・に図示しないコンロッドを介して図示しないピストンが接続されるとともに、ウェッブ状のクランクアーム４・４・・・によってジャーナル２・２・・・とピン３・３・・・とを連結する構成としている。
また、クランクアーム４・４・・・には、該クランクアーム４・４・・・に連結されるピン３・３・・・の軸心と、クランクアーム４・４・・・の回転軸心（即ち、ジャーナル２・２・・・の軸心）に対して１８０°位相が異なる方向にカウンターウェイト５・５・・・が突設されている。
【００３９】
ここで、クランクアーム４とカウンターウェイト５は最終的には一体として構成されるが、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法によって製造するクランクシャフト１では、クランクアーム４・４・・・（より詳しくは、クランクシャフト１を構成するカウンターウェイト５・５・・・以外の部位）とカウンターウェイト５・５・・・は別体の部品として製造して準備され、クランクアーム４・４・・・とカウンターウェイト５・５・・・とを溶接部位６・６・・・において溶接することにより一体化する構成としている。
【００４０】
尚、カウンターウェイト５を別体の部品とすることによって、より複雑な形状のカウンターウェイト５を冷間鍛造で製造することが可能になる。これにより、軽量で回転バランスの良いクランクシャフト１をより容易に、低コストで製造することが可能になる。
【００４１】
尚、本実施例では、４箇所にピン３・３・・・を備え、８箇所にクランクアーム４・４・・・およびカウンターウェイト５・５・・・を備える４気筒エンジン用のクランクシャフト１を例示して説明をしているが、本発明に係るクランクシャフトの製造方法によって製造するクランクシャフトの構成を本実施例の構成に限定するものではなく、クランクアームおよびカウンターウェイトの個数（対応する気筒数）に関わらず本発明を適用することができる。
【００４２】
次に、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法に用いる抵抗溶接装置について、図２を用いて説明をする。
図２（ａ）に示す如く、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法に用いる抵抗溶接装置の一例である抵抗溶接装置１０は、インターフェレンス溶接を行うことができる抵抗溶接装置であって、溶接対象部材に通電するための一対の電極部材１１・１２、トランス１３等を備えている。そして、一対の電極部材１１・１２のうち、一方の電極部材１１は、トランス１３の正極側に電気的に接続され、他方の電極部材１２は、トランス１３の負極側に電気的に接続されている。
【００４３】
負極側の電極部材１２は、図示しない変位装置によって、変位可能に支持されており、該変位装置により電極部材１２を変位させることによって、溶接対象部材をその変位方向に押圧することができるものである。
また、正極側の電極部材１１は、変位不能に溶接対象部材に固設される。そして、電極部材１２を電極部材１１側に変位させることによって、各電極部材１１・１２によって溶接対象部材を挟圧することができるものである。
【００４４】
図２（ｂ）に示す如く、インターフェレンス溶接では、第一の溶接対象部材１４に形成される継手部１４ａと、第二の溶接対象部材１５に形成される継手部１５ａとを干渉させるとともに、各継手部１４ａ・１５ａに通電することによって、各継手部１４ａ・１５ａにおいてジュール熱を発生させる。そして、発生させたジュール熱により、各継手部１４ａ・１５ａを加熱して軟化させることができる。
【００４５】
そして、各継手部１４ａ・１５ａを軟化させた状態で、負極側の電極部材１２を正極側の電極部材１１側に変位させることにより、各電極部材１１・１２によって、各継手部１４ａ・１５ａを挟圧することができる。これにより、各継手部１４ａ・１５ａの干渉部分を塑性流動させながら新生面を形成しつつ、第一の溶接対象部材１４に第二の溶接対象部材１５を圧入することができる。
【００４６】
尚、本実施例に示す抵抗溶接装置１０では、負極側の電極部材１２を変位可能な構成とし、正極側の電極部材１１を変位不能な構成としているが、例えば、各電極部材１１・１２の極性を反対にしたり（即ち、負極側の電極部材１２が変位不能で、正極側の電極部材１１が変位可能な構成とする）、あるいは両方の各電極部材１１・１２が変位可能な構成としたりすることも可能であり、本発明に係るクランクシャフトの製造方法において用いる抵抗溶接装置の構成を本実施例の構成に限定するものではない。
【００４７】
次に、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法によるカウンターウェイトの溶接方法について、説明をする。
ここではまず、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法において、第一の実施態様に係る溶接方法を採用する場合について、図３〜図５を用いて説明をする。
【００４８】
本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法における、第一の実施態様に係る溶接方法は、クランクアーム４に対するカウンターウェイト５の圧入方向を、クランクシャフト１（ジャーナル２）の軸心方向に対して直交する方向（即ち、本実施例ではＺ軸に平行な方向）とするインターフェレンス溶接としている。
このため、第一の実施態様に係る溶接方法を採用する場合には、図２（ａ）（ｂ）に示す抵抗溶接装置１０によるインターフェレンス溶接において、第一の溶接対象部材１４をクランクアーム４として、第二の溶接対象部材１５をカウンターウェイト５としている。そしてクランクアーム４およびカウンターウェイト５に形成される各継手部７・８の形状を、図３に示すような形状とするのが好適である。
【００４９】
図３に示す如く、第一の実施態様に係る抵抗溶接方法を採用する場合の、クランクアーム４側の溶接部位６ａに形成される継手部７は、第一の凹凸形状たる一つの凸部７ａとその両側に二つの凹部７ｂ・７ｂを有する形状であり、また、カウンターウェイト５側の溶接部位６ｂに形成される継手部８は、第二の凹凸形状たる一つの凹部８ａとその両側に二つの凸部８ｂ・８ｂを有する形状である。
【００５０】
各継手部７・８の凸部７ａと凹部８ａおよび凹部７ｂ・７ｂと凸部８ｂ・８ｂの形状はそれぞれ互いに対応しており、さらに圧入方向（Ｚ軸に平行な方向）視における投影形状において、凸部７ａと凹部８ａおよび凹部７ｂ・７ｂと凸部８ｂ・８ｂの一部が互いに干渉（オーバーラップ）する形状とすることによって、それぞれの各継手部７・８に干渉部７ｃ・８ｃを設定している（図４参照）。
【００５１】
ここで、各継手部７・８の形状について、さらに詳細に説明をする。
図４に示す如く、クランクアーム４側の溶接部位６ａを形成する部位である継手部７は、凸部７ａを有しており、凸部７ａのＸＹ平面方向に対する断面積をＡ１とし、その高さをＨとしている。また、カウンターウェイト５側の溶接部位６ｂを形成する部位である継手部８は、凹部８ａを有しており、凹部８ａのＸＹ平面方向に対する断面積をＡ２とし、その深さをＤとしている。
【００５２】
高さＨと深さＤは、Ｈ＜Ｄの関係を有しており、また、凸部７ａの断面積Ａ１と凹部８ａの断面積Ａ２は、Ａ１＞Ａ２の関係を有している。
このため、継手部７には、（Ａ１−Ａ２）×Ｈとなる体積分の干渉部７ｃが設定され、また、継手部８には、（Ａ１−Ａ２）×Ｄとなる体積分の干渉部８ｃが設定される。
そして、これらの各干渉部７ｃ・８ｃを干渉させることによって、溶接部位６において各継手部７・８周辺の金属組織の塑性流動を生じさせる。
【００５３】
また、塑性流動した金属組織や発生するバリ等を流入させるための空隙部として、溶接部位６の各継手部７・８の周囲にそれぞれ溝部７ｄ・８ｄを形成している。
各溝部７ｄ・８ｄには、発生したバリ９・９・・・を充満させることができるため、バリ９・９・・・には各溝部７ｄ・８ｄの内壁面によって拘束力が付与される。これにより、溶接部位６におけるバリ９の金属組織に対する密着度が高まり、ヒゲ状亀裂の発生が抑制される。
【００５４】
さらに、凸部７ａの高さＨと凹部８ａの深さＤの差異（Ｄ−Ｈ）によって各継手部７・８を圧入する際に形成される空隙部にも、塑性流動した金属組織等を流入させて、新生面化された部位を増大させる。
【００５５】
ここで、第一の実施態様に係る溶接方法を採用する場合の溶接手順について説明をする。
図５に示す如く、まず始めに、Ｚ軸に平行な方向からの圧入に適した形状の継手部７を有するクランクアーム４を形成したクランクシャフト１と、Ｚ軸に平行な方向からの圧入に適した形状の継手部８を有するカウンターウェイト５を準備しておく（ＳＴＥＰ−１）。
【００５６】
そして、各部品４・５を抵抗溶接装置１０にセットする。
カウンターウェイト５には、負極側の電極部材１２が電気的に接続した状態に密接して固定される。また、クランクアーム４には、正極側の電極部材１１が、電気的に接続した状態に密接して固定される。
【００５７】
次に、図示しない変位装置によって負極側の電極部材１２を変位させてカウンターウェイト５を変位させることにより、各継手部７・８を互いに突き合せて、各干渉部７ｃ・８ｃを干渉させる（ＳＴＥＰ−２）。
本実施例では、各干渉部７ｃ・８ｃにそれぞれテーパ部７ｅ・８ｅを形成しており、このテーパ部７ｅ・８ｅ同士を接触させることによって、容易に各干渉部７ｃ・８ｃの位置決めをすることが可能な構成としている。
【００５８】
そして、カウンターウェイト５の溶接部位６ｂに形成する継手部８と、クランクアーム４の溶接部位６ａに形成する継手部７と、を干渉させた状態で、抵抗溶接装置１０によりクランクアーム４およびカウンターウェイト５に通電する（ＳＴＥＰ−３）。
【００５９】
次に、各継手部７・８においてジュール熱を発生させるとともに、図示しない変位装置によって、カウンターウェイト５をクランクアーム４の方向へさらに変位させて、クランクアーム４の継手部７にカウンターウェイト５の継手部８を圧入する（ＳＴＥＰ−４）。
【００６０】
圧入時に溶接部位６発生するバリ９は、各溝部７ｄ・８ｄに流入し、該各溝部７ｄ・８ｄの内壁面によって拘束力が付与されて、隙間無く集積される。これにより、従来のインターフェレンス溶接で生じていたヒゲ状亀裂の発生を抑制することができる。
【００６１】
そして、各継手部７・８を所定位置まで圧入して、塑性流動の進展が落ち着くまで所定時間通電状態を保持して、インターフェレンス溶接を完了する（ＳＴＥＰ−５）。
【００６２】
即ち、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法は、クランクアーム４およびカウンターウェイト５の溶接部位６（６ａ・６ｂ）に、第一の継手部たる継手部７に第二の継手部たる継手部８を圧入するときに生じるバリ９を流入させる空隙部である溝部７ｄ・８ｄを形成するものである。
このような構成により、溝部７ｄ・８ｄにバリ９を充満させて、バリ９に拘束力を付与することにより、ヒゲ状亀裂の発生を抑制する。またこれにより、インターフェレンス溶接において生じる未接合部における疲労強度の低下を抑制することができる。
【００６３】
ここで、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法において、第一の実施態様に係る溶接方法を採用する場合における課題を説明する。
本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法において、第一の実施態様に係る溶接方法を採用する場合、各溝部７ｄ・８ｄに集積したバリ９が、クランクシャフト１の溶接部位６にそのまま内在されてしまうという課題が残される。溶接部位６に内在されるバリ９は、応力集中の原因となり得るため、溶接部位６にバリ９を封じ込めると、疲労強度が低下する原因となってしまう。
そこで、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法では、この課題を解決するために、以下において説明する第二の実施態様に係る溶接方法を採用するようにしている。
【００６４】
次に、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法における、第二の実施態様に係る溶接方法について、図５〜図１１を用いて説明をする。
本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法における、第二の実施態様に係る溶接方法は、クランクアーム４に対するカウンターウェイト５の圧入方向を、クランクシャフト１（ジャーナル２）の軸心方向に対して平行な方向（即ち、本実施例ではＸ軸に平行な方向）とするインターフェレンス溶接としている。
【００６５】
また、第二の実施態様に係る溶接方法を採用する場合には、図２（ａ）（ｂ）に示す抵抗溶接装置１０によるインターフェレンス溶接において、第一の溶接対象部材１４をクランクアーム４として、第二の溶接対象部材１５をカウンターウェイト５としている。そしてクランクアーム４およびカウンターウェイト５に形成される各継手部は、図７に示すような第二の実施態様に係る溶接方法を採用する場合における、第一の実施態様に係る継手形状とする各継手部１７・１８とするのが好適である。
【００６６】
図６および図７に示す如く、第二の実施態様に係る抵抗溶接方法を採用する場合における、第一の実施態様に係る継手形状では、クランクアーム４の溶接部位６ａに形成される継手部１７は、第一の凹凸形状たる一つの凸部１７ａおよびその両側の凹部１７ｂ・１７ｂを有する形状であり、また、カウンターウェイト５の溶接部位６ｂに形成される継手部１８は、第二の凹凸形状たる一つの凹部１８ａとその両側の凸部１８ｂ・１８ｂを有する形状である。
【００６７】
各継手部１７・１８の凸部１７ａと凹部１８ａおよび凹部１７ｂ・１７ｂと凸部１８ｂ・１８ｂの形状はそれぞれ互いに対応しており、さらに圧入方向（Ｘ軸に平行な方向）視における投影形状において、凸部１７ａと凹部１８ａおよび凹部１７ｂ・１７ｂと凸部１８ｂ・１８ｂの一部が互いに干渉（オーバーラップ）する形状とすることによって、それぞれの各継手部１７・１８に干渉部１７ｃ・１８ｃを設定している。
【００６８】
ここで、第二の実施態様に係る抵抗溶接方法を採用する場合の、溶接手順について、説明をする。一連の溶接手順の流れは、第一の実施態様に係る抵抗溶接方法を採用する場合の溶接手順と同様であるが、圧入方向が相異している。
図５に示す如く、まず始めに、Ｘ軸に平行な方向からの圧入に適した形状の継手部１７を有するクランクアーム４を形成したクランクシャフト１と、Ｘ軸に平行な方向からの圧入に適した形状の継手部１８を有するカウンターウェイト５を準備しておく（ＳＴＥＰ−１）。
【００６９】
そして、各部品４・５を抵抗溶接装置１０にセットする。
カウンターウェイト５には、負極側の電極部材１２が電気的に接続した状態に密接して固定される。また、クランクアーム４には、正極側の電極部材１１が、電気的に接続した状態に密接して固定される。
【００７０】
次に、図示しない変位装置によって負極側の電極部材１２を変位させてカウンターウェイト５を変位させることにより、各継手部１７・１８を互いに突き合せて、各干渉部１７ｃ・１８ｃを干渉させる（ＳＴＥＰ−２）。
【００７１】
そして、カウンターウェイト５の溶接部位６ｂに形成する継手部１８と、クランクアーム４の溶接部位６に形成する継手部１７と、を干渉させた状態で、抵抗溶接装置１０によりクランクアーム４およびカウンターウェイト５に通電する（ＳＴＥＰ−３）。
【００７２】
次に、各継手部１７・１８においてジュール熱を発生させるとともに、図示しない変位装置によって、カウンターウェイト５をクランクアーム４方向に変位させて、クランクアーム４の継手部１７にカウンターウェイト５の継手部１８を圧入する（ＳＴＥＰ−４）。
【００７３】
圧入時に溶接部位６で発生するバリ１９は、溶接部位６から外部に排出される。これにより、従来のインターフェレンス溶接で生じていた溶接部位６に内在するヒゲ状亀裂が皆無になる。また発生したバリ１９によって、溶接部位６における新生面化が阻害されないため、より均質な溶接部位６を形成することができる。
【００７４】
そして、各継手部１７・１８を所定位置まで圧入して、塑性流動の進展が落ち着くまで所定時間通電状態を保持して、インターフェレンス溶接を完了する（ＳＴＥＰ−５）。
【００７５】
即ち、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法における第二の実施態様に係る溶接方法は、第二の継手部たる継手部１８を、第一の継手部たる継手部１７に、クランクアーム４に対するカウンターウェイト５の突設方向（本実施例では、Ｚ軸に平行な方向）に対して垂直な方向（本実施例では、Ｘ軸に平行な方向）へ圧入するものである。
このような構成で、バリ１９を溶接部位６の外部へ排出することにより、溶接部位６の新生面化率を向上させることができ、これにより、接合強度をさらに高めることができる。
【００７６】
尚、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法における第二の実施態様に係る溶接方法では、第二の継手部たる継手部１８を、第一の継手部たる継手部１７に、クランクアーム４に対するカウンターウェイト５の突設方向（本実施例では、Ｚ軸に平行な方向）に対して垂直なＹ軸に平行な方向に圧入する構成とすることも可能である。
しかしながら、本実施例においては、Ｙ軸に平行な方向に圧入するよりもＸ軸に平行な方向に圧入するほうが、クランクアーム４およびカウンターウェイト５の圧入距離が短くなるため、圧入が容易になり、また圧入方向（本実施例ではＸ軸に平行な方向）視における溶接部位６の幅が広くなるため、接合強度も高くなる。
つまり、クランクアーム４にカウンターウェイト５を抵抗溶接する場合には、圧入方向をクランクシャフト１の回転軸に平行な方向（本実施例ではＸ軸に平行な方向）とするのが好適である。
【００７７】
即ち、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法における第二の実施態様に係る溶接方法では、第二の継手部たる継手部１８は、第一の継手部たる継手部１７に、クランクアーム４に対するカウンターウェイト５の突設方向（本実施例ではＺ軸に平行な方向）に対して垂直な方向のうち、クランクシャフト１の回転軸に平行な方向（本実施例ではＸ軸に平行な方向）に圧入するものである。
このような構成により、溶接対象部材（即ち、クランクアーム４およびカウンターウェイト５）の圧入距離が短くなるため、簡易な構成の抵抗溶接装置１０を用いることができる。また、圧入方向（本実施例ではＸ軸に平行な方向）視における溶接部位６の幅が広くなるため、接合強度を高めることができる。
【００７８】
あるいは、第二の実施態様に係る溶接方法を採用する場合には、溶接対象部材であるクランクアーム４およびカウンターウェイト５に形成される各継手部の形状を、図８に示すような第二の実施態様に係る楔形の継手形状（即ち、以下に説明する各継手部２７・２８の形状）を採用することが可能である。
【００７９】
図８に示す如く、第二の実施態様に係る溶接方法を採用する場合における第二の実施態様に係る継手形状では、クランクアーム４の溶接部位６ａに形成される継手部２７は、第一の凹凸形状たる略台形状の一つの凸部２７ａとその両側の凹部２７ｂ・２７ｂを有する形状である。ここで、第一の凹凸形状は、クランクアーム４に対する基部側を上底側とする略台形形状としている。また、カウンターウェイト５の溶接部位６ｂに形成される継手部２８は、第二の凹凸形状たる略台形状の一つの凹部２８ａとその両側の凸部２８ｂ・２８ｂを有する形状である。ここで、第二の凹凸形状は、凹部２８ａの開放側を上底側とする略台形形状としている。
【００８０】
各継手部２７・２８の凸部２７ａと凹部２８ａおよび凹部２７ｂ・２７ｂと凸部２８ｂ・２８ｂの形状はそれぞれ互いに対応しており、さらに圧入方向（Ｚ軸に平行な方向）視における投影形状において、凸部２７ａと凹部２８ａおよび凹部２７ｂ・２７ｂと凸部２８ｂ・２８ｂの一部が互いに干渉（オーバーラップ）する形状とすることによって、それぞれの各継手部２７・２８に干渉部２７ｃ・２８ｃを設定している。
そして、このような第二実施態様に係る継手形状を採用した場合であっても、図５に示す溶接手順に沿って、同様に抵抗溶接を行うことができる。
【００８１】
そして、各継手部２７・２８の凸部２７ａと凹部２８ａの形状を略台形状とする第二実施態様に係る継手形状を採用することによって、各継手部２７・２８が機械的に係止し合う構造となるため、溶接部位６における接合力の他に、係止力を期待することができるようになる。これにより、クランクアーム４およびカウンターウェイト５の溶接部位６に作用する遠心力に抗する接合力をより確実に得られるようになる。
【００８２】
さらに、第二の実施態様に係る溶接方法を採用する場合には、溶接対象部材であるクランクアーム４およびカウンターウェイト５に形成される各継手部の形状を、図９に示すような第三の実施態様に係る複数の凹凸部を有する継手形状（即ち、以下に説明する各継手部３７・３８の形状）とすることが可能である。
【００８３】
図９に示す如く、第二の実施態様に係る抵抗溶接方法を採用する場合における、第三の実施態様に係る継手形状では、クランクアーム４の溶接部位６ａに形成される継手部３７は、第一の凹凸形状たる複数の凸部３７ａ・３７ａ・・・と該複数の凸部３７ａ・３７ａ・・・に隣接する複数の凹部３７ｂ・３７ｂ・・・を有する形状であり、また、カウンターウェイト５の溶接部位６ｂに形成される継手部３８は、第二の凹凸形状たる複数の凹部３８ａ・３８ａ・・・と該複数の凹部３８ａ・３８ａ・・・に隣接する複数の凸部３８ｂ・３８ｂ・・・を有する形状である。
【００８４】
各継手部３７・３８の各凸部３７ａ・３７ａ・・・と各凹部３８ａ・３８ａ・・・および各凹部３７ｂ・３７ｂ・・・と各凸部３８ｂ・３８ｂ・・・の形状はそれぞれ互いに対応しており、さらに圧入方向（Ｘ軸に平行な方向）視における投影形状において、各凸部３７ａ・３７ａ・・・と各凹部３８ａ・３８ａ・・・および各凹部３７ｂ・３７ｂ・・・と各凸部３８ｂ・３８ｂ・・・の一部が互いに干渉（オーバーラップ）する形状とすることによって、それぞれの各継手部３７・３８に干渉部３７ｃ・３８ｃを設定している。
そして、このような第三実施態様に係る継手形状を採用した場合であっても、図５に示す溶接手順に沿って、同様に抵抗溶接を行うことができる。
【００８５】
そして、各継手部３７・３８において、複数の凸部３７ａ・３７ａ・・・と複数の凹部３８ａ・３８ａ・・・および複数の凹部３７ｂ・３７ｂ・・・と複数の凸部３８ｂ・３８ｂ・・・を有する第三実施態様に係る継手形状を採用することによって、溶接部位６における各干渉部３７ｃ・３８ｃが干渉し合う部位の面積をさらに増大することができるため、クランクアーム４とカウンターウェイト５との溶接部位６に作用する遠心力に抗する接合力をより確実に得られるようになる。
尚、図示等は割愛するが、第二および第三の実施態様に係る継手形状を組合せて、複数の凸部３７ａ・３７ａ・・・および複数の凹部３８ａ・３８ａ・・・を略台形状にして、さらに確実に接合力を高める構成とすることも可能である。
【００８６】
即ち、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法において、第一の凹凸形状である継手部３７の形状は、複数の凸部３７ａ・３７ａ・・・および複数の凹部３７ｂ・３７ｂ・・・を有し、かつ、第二の凹凸形状である継手部３７の形状は、継手部３７の複数の凸部３７ａ・３７ａ・・・に対応する複数の凹部３８ａ・３８ａ・・・および継手部３７の複数の凹部３７ｂ・３７ｂ・・・に対応する複数の凸部３８ｂ・３８ｂ・・・を有するものである。
このような構成により、溶接部位６において各干渉部３７ｃ・３８ｃが干渉し合う部位の面積をさらに増大することができ、これにより、接合強度をさらに高めることができる。
【００８７】
また、各継手部３７・３８において、複数の凸部３７ａ・３７ａ・・・と複数の凹部３８ａ・３８ａ・・・および複数の凹部３７ｂ・３７ｂ・・・と複数の凸部３８ｂ・３８ｂ・・・を有する構成とするとき、各凸部３７ａ・３７ａ・・・の圧入方向視における幅が小さくなりすぎると、圧入時の応力による継手部３７の変形が懸念される。
【００８８】
そこで、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法では、図９に示すように、凸部３７ａ・３７ａ・・・および凸部３８ｂ・３８ｂ・・・の各幅が、ａ＜ｂ＜ｃの関係となるように凸部３７ａ・３７ａ・・・および凸部３８ｂ・３８ｂ・・・の幅を設定している。つまり、圧入方向視において、より外側に位置する凸部３８ｂ・３８ｂの幅ｃを、より内側に位置する凸部３８ｂの幅ａおよび凸部３７ａの幅ｂに比して広くする構成としている。
【００８９】
即ち、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法において、第一の凹凸形状である継手部３７の形状における複数の凸部３７ａ・３７ａ・・・の圧入方向（Ｘ軸に平行な方向）視における幅ｂおよび第二の凹凸形状である継手部３８の形状における複数の凸部３８ｂ・３８ｂ・・・の圧入方向（Ｘ軸に平行な方向）視における幅ａ・ｃは、幅方向外側に位置する凸部３７ａ・３８ｂの幅ほど広くする（即ち、ａ＜ｂ＜ｃとする）ものである。
このような構成により、圧入時に各継手部３７・３８が幅方向外側に開いて各干渉部３７ｃ・３８ｃの密着度が低下することが防止できる。これにより、溶接強度を確実に確保することができる。
【００９０】
ここで、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法において、第二の実施態様に係る溶接方法を採用する場合における課題を説明する。
ここで、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法において、第二の実施態様に係る溶接方法を採用して、図７〜図９に示すような第一〜第三の実施態様に係る継手形状を有する各継手部１７・１８、２７・２８および各継手部３７・３８とする場合、溶接部位６から排出されたバリ１９・２９・３９が露出している。この露出したバリ１９・２９・３９がエンジン内部で脱落すると焼き付き等の原因となり得るものであるため、バリ１９・２９・３９は露出させないことが望ましい。
そこで、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法では、この課題を解決するために、以下において説明するように、第二の実施態様に係る溶接方法において、図１１に示すような第四の実施態様に係る継手形状を有する各継手部４７・４８を採用するようにしている。
【００９１】
次に、第二の実施態様に係る溶接方法における第四の実施態様に係る継手形状について、図１０および図１１を用いて説明をする。
【００９２】
図１０および図１１に示す如く、第二の実施態様に係る抵抗溶接方法を採用する場合における、第四の実施態様に係る継手形状は、クランクアーム４の溶接部位６ａに形成される継手部４７は、第一の凹凸形状たる一つの凸部４７ａとその両側に二つの凹部４７ｂ・４７ｂを有する形状であり、また、カウンターウェイト５の溶接部位６ｂに形成される継手部４８は、第二の凹凸形状たる一つの凹部４８ａとその両側に二つの凸部４８ｂ・４８ｂを有する形状である。
各継手部４７・４８の凸部４７ａと凹部４８ａおよび凹部４７ｂ・４７ｂと凸部４８ｂ・４８ｂの形状は互いに対応しており、さらに圧入方向（Ｘ軸に平行な方向）視における投影形状において、凸部４７ａと凹部４８ａおよび凹部４７ｂ・４７ｂと凸部４８ｂ・４８ｂの一部が互いに干渉（オーバーラップ）する形状とすることによって、それぞれの各継手部４７・４８に干渉部４７ｃ・４８ｃを設定している。
そして、このような第四の実施態様に係る継手形状を採用した場合であっても、図５に示す溶接手順に沿って、同様に抵抗溶接を行うことができる。
【００９３】
図１１に示す如く、圧入時に始端側となる凸部４７ａの先端部に溝部４７ｄを形成している。また、圧入時に始端側となる凹部４８ａの先端部にも溝部４８ｄを形成している。
このような構成とすることにより、図１０に示す如く、圧入の進行に伴って生じるバリ４９を、各溝部４７ｄ・４８ｄに流入させることができ、バリ４９に各溝部４７ｄ・４８ｄ内において拘束力を付与して、確実に保持することができるため、圧入完了時にバリ４９が溶接部位６から外部に露出することがない。
これにより、バリ４９が、溶接部位６に電極部材１１を当接させて固設するときに邪魔にならないため、電極部材１１にバリ４９を入り込ませるための盗み等の加工を施す必要がなくなり、加工を施した特殊な電極部材１１を用いる必要がなくなる。
【００９４】
尚、本実施例では、凸部４７ａおよび凹部４８ａの圧入時に始端側となる先端部に各溝部４７ｄ・４８ｄを形成する構成を例示しているが、例えば、凸部４７ａおよび凹部４８ｂの圧入時に終端側となる後端部に各溝部４７ｄ・４８ｄを形成する構成等とすることも可能であり、Ｘ軸に平行な方向に圧入する際に生じるバリ４９を集積できる溝部を設ける位置を本実施例の位置に限定するものではない。
【００９５】
即ち、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法は、クランクアーム４にカウンターウェイト５を溶接してクランクシャフト１を製造するクランクシャフトの製造方法であって、クランクアーム４の溶接部位６ａに、凸部（即ち、各凸部１７ａ・２７ａ・３７ａ・４７ａ）および凹部（即ち、各凹部１７ｂ・２７ｂ・３７ｂ・４７ｂ）を有する第一の凹凸形状である第一の継手部（即ち、各継手部１７・２７・３７・４７）を形成し、かつ、カウンターウェイト５の溶接部位６ｂに、第一の凹凸形状の凸部（即ち、各凸部１７ａ・２７ａ・３７ａ・４７ａ）に対応する凹部（即ち、各凹部１８ａ・２８ａ・３８ａ・４８ａ）および第一の凹凸形状の凹部（即ち、各凹部１７ｂ・２７ｂ・３７ｂ・４７ｂ）に対応する凸部（即ち、各凸部１８ｂ・２８ｂ・３８ｂ・４８ｂ）を有する第二の凹凸形状である第二の継手部（即ち、各継手部１８・２８・３８・４８）を形成するとともに、第一の継手部および第二の継手部の圧入方向（本実施例では、Ｘ軸に平行な方向）視の形状を、第一の継手部および第二の継手部が互いに干渉する部位である干渉部（即ち、各干渉部１７ｃ・２７ｃ・３７ｃ・４７ｃおよび各干渉部１８ｃ・２８ｃ・３８ｃ・４８ｃ）をそれぞれに有する形状とし、第一の継手部の干渉部（即ち、各干渉部１７ｃ・２７ｃ・３７ｃ・４７ｃ）と第二の継手部の干渉部（即ち、各干渉部１８ｃ・２８ｃ・３８ｃ・４８ｃ）を干渉させて、第一の継手部に第二の継手部を圧入しつつ、第一の継手部および第二の継手部に通電して、クランクアーム４にカウンターウェイト５を抵抗溶接するものである。
このような構成により、抵抗溶接を採用することにより、溶接部位６の面積が小さい場合でも、溶接部位６に作用する遠心力に抗し得る接合強度を得ることができる。また、溶接部位６を凹凸形状とすることにより、溶接部位６における各干渉部（即ち、各干渉部１７ｃ・２７ｃ・３７ｃ・４７ｃおよび各干渉部１８ｃ・２８ｃ・３８ｃ・４８ｃ）が干渉し合う部位の面積をさらに増大することができ、クランクシャフト１の回転により生じる遠心力に抗し得る十分な接合強度を得ることができる。
【００９６】
ここで、上記で説明した本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法における、インターフェレンス溶接が完了した時点（ＳＴＥＰ−５）での課題を説明する。
本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法において、第一の実施態様に係る溶接方法を採用したり、あるいは、第二の実施態様に係る溶接方法を採用して、各継手部１７・２７・３７・４７および各継手部１８・２８・３８・４８の形状を図７に示すような第一〜第三の実施態様に係る継手形状とする場合、バリ９・１９・２９・３９・４９が溶接部位６に残存した状態となっている。
この溶接部位６から露出したバリ１９・２９・３９は、溶接部位６から脱落するとエンジンの焼き付き等の原因となり得る。また、溶接部位６に内在するバリ９・４９は、応力集中の原因となり得る。このため、インターフェレンス溶接によって生じた全てのバリ９・１９・２９・３９・４９は、溶接部位６から残さず除去することが望ましい。
そこで、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法では、この課題を解決するために、インターフェレンス溶接の完了後に、以下において説明するバリを除去する工程を追加するようにしている。
【００９７】
次に、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法におけるバリの除去方法について、図５、図１２および図１３を用いて説明をする。
図５に示す如く、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法では、インターフェレンス溶接が完了（ＳＴＥＰ−５）した後に、バリを除去する工程（ＳＴＥＰ−６）を追加する構成としている。
【００９８】
ここでは、第二の実施態様に係る溶接方法において第一の実施態様に係る継手形状を採用した場合（図６、図７参照）に生じるバリ１９を除去する方法を例示して説明をする。
図１２および図１３に示す如く、溶接部位６において、バリ１９が露出している部位を、Ｙ軸に平行な方向に沿ってドリル３０により切削して、溶接部位６から露出したバリ１９を除去するようにしている。
尚、ここでの機械加工方法は、図１３に示すようなドリル３０によって、バリ１９の存在する部位を除去する方法だけでなく、その他にもフライス加工、放電加工、ワイヤカット放電加工等の種々の機械加工方法を採用し得る。
【００９９】
またここでは、第二の実施態様に係る溶接方法において第一の実施態様に係る継手形状を採用した場合に生じるバリ１９を除去する方法を例示して説明をしたが、その他の態様のバリ（例えば、前述した各バリ９・２９・３９・４９等）であっても同様の機械加工方法により除去することができる。
即ち、図４に示すような溶接部位６に内在するバリ９や、図８および図９に示すような溶接部位６から外部に露出している各バリ２９・３９、あるいは、図１１に示すような溶接部位６に内在するバリ４９等、どのような態様のバリであっても、機械加工により確実に除去することが可能である。
【０１００】
そして、バリを全て確実に除去することによって、溶接部位６において疲労強度が低下するという課題を解消することができ、これによりインターフェレンス溶接による接合強度を確実に確保することが可能になるとともに、インターフェレンス溶接によるカウンターウェイトの溶接方法の信頼性を高めることができる。
【０１０１】
即ち、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法は、第一の継手部たる各継手部７・１７・２７・３７・４７に第二の継手部たる各継手部８・１８・２８・３８・４８を圧入するときに生じる各バリ９・１９・２９・３９・４９を除去する工程を有するものである。
このような構成により、各バリ９・１９・２９・３９・４９を確実に排除することができる。
【０１０２】
ここで、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法において、第二の実施態様に係る溶接方法を採用する場合における課題を説明する。
ここで、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法において、第二の実施態様に係る溶接方法を採用する場合、各継手部１７・２７・３７・４７および各継手部１８・２８・３８・４８の圧入方向がＸ軸に平行な方向となっている。
【０１０３】
クランクシャフト１では、複数のクランクアーム４・４・・・および複数のカウンターウェイト５・５・・・が隣接して配設されているため、カウンターウェイト５の側方部にカウンターウェイト５をＸ軸に平行な方向に押圧するための変位装置等を配置するスペースを確保するのが困難である。
そこで、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法では、この課題を解決するために、以下において説明するように、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法に用いる抵抗溶接装置の改良を行っている。
【０１０４】
次に、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法に用いる抵抗溶接装置を改良した別実施態様について、図１４を用いて説明をする。
図１４に示す如く、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造方法に用いる抵抗溶接装置１０を改良した実施態様である抵抗溶接装置２０は、インターフェレンス溶接を行うことができる抵抗溶接装置であって、溶接対象部材に通電するための一対の電極部材２１・２２、トランス２３、押圧装置２４等を備えている。
【０１０５】
そして、一対の電極部材２１・２２のうち、一方の電極部材２１は、トランス２３の負極側に電気的に接続され、他方の電極部材２２は、トランス２３の正極側に電気的に接続されている。つまり、改良した抵抗溶接装置２０は、押圧装置２４を電極部材２１と別体で備えている点で、先に述べた抵抗溶接装置１０とは異なっており、この点に特徴を有するものである。
【０１０６】
押圧装置２４は、押圧力を発生させるための変位装置２４ａと該変位装置２４ａが発生させた押圧力の押圧方向を変換する押圧方向変換機構２４ｂ等を備えている。
押圧方向変換機構２４ｂは、それぞれ楔型である第一部材２５および第二部材２６を有している。
【０１０７】
第一部材２５には、変位装置２４ａによって押圧される被押圧面２５ａが形成されており、被押圧面２５ａは変位装置２４ａによってその面に対して垂直な方向に押圧され、第一部材２５を被押圧面２５ａに対して垂直な方向（図１４ではＺ軸に平行な方向）に変位させることができるものである。さらに第一部材２５には、前記被押圧面２５ａに対して傾斜しているスライド面２５ｂが形成されている。
【０１０８】
第二部材２６には、第一部材２５のスライド面２５ｂに対応するスライド面２６ｂが形成されており、各スライド面２５ｂ・２６ｂの当接させることにより、各スライド面２５ｂ・２６ｂの当接面に沿って、第二部材２６をスライドさせることができる構成としている。
さらに第二部材２６には、スライド面２６ｂに対して傾斜しており、かつ、各スライド面２５ｂ・２６ｂを当接させた状態において、第一部材２５の被押圧面２５ａに対して垂直な面である押圧面２６ａが形成されている。
【０１０９】
このような構成により、第一部材２５を被押圧面２５ａに対して垂直な方向（図１４ではＺ軸に平行な方向）に押圧して変位させることによって、第二部材２６を第一部材２５の変位方向に対して垂直な方向（図１４ではＸ軸に平行な方向）に変位させることができる。そして、押圧面２６ａによって、溶接対象部品をＸ軸に平行な方向に押圧することができる。
尚、本実施例では、略楔状の第一部材２５および第二部材２６を有する構成の押圧方向変換機構２４ｂを例示しているが、本発明に係るクランクシャフトの製造装置が備える押圧方向変換機構の構成をこれに限定するものではなく、押圧力の方向を９０°異なる方向（例えば、Ｚ軸に平行な方向からＸ軸に平行な方向）に変換することができる機構であればよく、例えば、リンク機構を用いて押圧方向を変換する構成の機構等であってもよく、その他種々の機構を採用し得る。
【０１１０】
また、改良した抵抗溶接装置２０において、負極側の電極部材２２は、溶接対象部材たるカウンターウェイト５に固定されるとともに、カウンターウェイト５の変位に伴って変位することができる構成としている。また、正極側の電極部材２１は、変位不能に溶接対象部材たるクランクアーム４に固設される。そして、第二部材２６と電極部材２１によって溶接対象部材たるカウンターウェイト５およびクランクアーム４をＸ軸に平行な方向に挟圧することができるものである。
【０１１１】
このように、改良した抵抗溶接装置２０を用いることによって、クランクアーム４およびカウンターウェイト５の周囲のスペースが限られているような場合にも、適切に抵抗溶接を行うことが可能になる。
【０１１２】
即ち、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造装置は、カウンターウェイト５およびクランクシャフト１のクランクアーム４に通電しつつ、カウンターウェイト５およびクランクアーム４の一方を他方に押圧することにより、カウンターウェイト５をクランクシャフト１のクランクアーム４に抵抗溶接してクランクシャフト１を製造するクランクシャフトの製造装置であって、クランクシャフト１に対するクランクアーム４の突設方向（本実施例では、Ｚ軸に平行な方向）に押圧力を発生させる押圧力発生手段である変位装置２４ａと、変位装置２４ａにより発生させたクランクシャフト１に対するクランクアーム４の突設方向（本実施例では、Ｚ軸に平行な方向）への押圧力を、クランクシャフト１の回転軸（即ち、ジャーナル２）に平行な方向への押圧力に変換する押圧方向変換手段である押圧方向変換機構２４ｂと、を有する押圧手段である押圧装置２４を備えるものである。
【０１１３】
また、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造装置である改良した抵抗溶接装置２０による製造方法は、クランクアーム４に対するカウンターウェイト５の突設方向（本実施例では、図１４におけるＺ軸に平行な方向）に押圧力を付与するとともに、押圧方向変換手段である押圧方向変換機構２４ｂによって、クランクアーム４に対するカウンターウェイト５の突設方向（本実施例では、図１４におけるＺ軸に平行な方向）への押圧力を、クランクシャフト１の回転軸（即ち、ジャーナル２）に平行な方向（本実施例では、図１４におけるＸ軸に平行な方向）への押圧力に変換して、第一の継手部である継手部４７に第二の継手部である継手部４８をクランクシャフト１の回転軸（即ち、ジャーナル２）に平行な方向へ圧入するものである。
このような構成により、抵抗溶接装置２０の設置スペースを容易に確保できる。
【０１１４】
また、本発明の一実施例に係るクランクシャフトの製造装置は、押圧装置２４は、カウンターウェイト５に通電するための電極部材２１とは別体で備えられるものである。
このような構成により、抵抗溶接装置２０を簡易な構成とすることができる。また、電極部材２１に特別な加工を施す必要がなくなり、電極部材２１の寿命を延ばすことができるとともに、抵抗溶接装置２０のコスト上昇を防止できる。
【０１１５】
さらに、例えば、クランクアーム４およびカウンターウェイト５の周辺のスペースを増大させることができれば、改良した抵抗溶接装置２０を用いずに、改良前の抵抗溶接装置１０等を用いて、適切に抵抗溶接することが可能になる。例えば、クランクシャフト１の構成を変更することによって、カウンターウェイト５を回転軸（即ち、ジャーナル２）に平行な方向に押圧するためのスペースを確保することが可能である。
【０１１６】
即ち、図１５に示す如く、図１（ａ）に示すようなクランクシャフト１では、全て（本実施例では８箇所）のクランクアーム４・４・・・にカウンターウェイト５・５・・・が付設される構成であるため、クランクアーム４・４・・・の回転軸に平行な方向に対する側部の空きスペースが少なかった。
【０１１７】
一方、図１５に示すようなクランクシャフト５１では、８箇所のクランクアーム４・４・・・のうち４箇所だけカウンターウェイト５・５・・・を付設する構成としている。このような構成のクランクシャフト５１では、クランクアーム４・４・・・の回転軸に平行な方向に対する側部の空きスペースを拡大することができるため、付設される４箇所のカウンターウェイト５・５・・・について、本発明の第二の実施態様に係る溶接方法（即ち、圧入方向をＸ軸に平行な方向とする溶接方法）を、容易に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１    クランクシャフト
２    ジャーナル
４    クランクアーム
５    カウンターウェイト
６    溶接部位
６ａ  溶接部位（クランクアーム側）
６ｂ  溶接部位（カウンターウェイト側）
７    継手部
７ａ  凸部
７ｂ  凹部
７ｃ  干渉部
７ｄ  溝部
８    継手部
８ａ  凹部
８ｂ  凸部
８ｃ  干渉部
８ｄ  溝部
１０  抵抗溶接装置
１１  電極部材
１２  電極部材
１７  継手部（第一の実施態様）
１８  継手部（第一の実施態様）
２０  抵抗溶接装置（改良した別実施態様）
２７  継手部（第二の実施態様）
２８  継手部（第二の実施態様）
３７  継手部（第三の実施態様）
３８  継手部（第三の実施態様）
５１  クランクシャフト（別実施態様）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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