(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１軸部及び第２軸部を有し、且つコネクティングロッドが取り付けられたクランクシャフトの製造方法であって、
前記第１軸部に連なる第１ウェイト部を含む部材と、前記第２軸部に連なる第２ウェイト部を含む部材とを、前記コネクティングロッドが通されたクランクピンで連結してクランクシャフトを組み立てる工程と、
前記第１軸部及び前記第２軸部に対して研削加工を施す工程と、
を有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】
請求項１記載の製造方法において、前記クランクシャフトを回転させることで前記第１軸部及び前記第２軸部を回転させ、この状態で研削加工を施すことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の製造方法において、前記第１ウェイト部を含む前記部材と、前記第２ウェイト部を含む前記部材とを保持して研削加工を施すことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法において、さらに、前記コネクティングロッドを挟持して研削加工を施すことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
【請求項５】
少なくとも第１軸部及び第２軸部を有し、且つコネクティングロッドが取り付けられたクランクシャフトであって、
前記第１軸部に連なる第１ウェイト部を含む部材と、前記第２軸部に連なる第２ウェイト部を含む部材とが、前記コネクティングロッドが通されたクランクピンで連結された状態で、前記第１軸部及び前記第２軸部に対して研削加工が施されたことを特徴とするクランクシャフト。
【請求項６】
請求項５記載のクランクシャフトにおいて、前記第１軸部及び前記第２軸部に対する研削加工が、該第１軸部及び該第２軸部が回転動作する最中に施されたことを特徴とするクランクシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の内燃機関を構成するピストンの上下往復運動に伴って回転動作を行う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】
自動車の内燃機関を運転するに際しては、燃料と空気との混合気が吸気口を介してシリンダに導入及び圧縮され、次に、圧縮された混合気が燃焼されて膨張する。燃焼した混合気は、排気口を介して排出される。
【０００３】
この過程では、シリンダ内をピストンが上下往復運動する。ピストンは、コネクティングロッド（以下、コンロッドともいう）を介してクランクシャフトに連結されており、このため、クランクシャフトは、ピストンの上下往復運動に伴って回転動作を行う。
【０００４】
このような動作を営むクランクシャフトとしては、例えば、特許文献１に示される圧入組立型のものが挙げられる。すなわち、圧入組立型のクランクシャフトは、第１クランク軸半体と、第２クランク軸半体とがクランクピンを介して連結されることで構成され、該クランクピンが、コンロッドの大径端部に形成された挿通孔に通される。
【０００５】
ここで、第１クランク軸半体は、第１軸部と、該第１軸部の一端部に形成された第１フランジ部及び第１ウェイト部とを有し、一方、第２クランク軸半体は、第２軸部と、該第２軸部の一端部に形成された第２フランジ部及び第２ウェイト部とを有し、この中の第２フランジ部及び第１ウェイト部のそれぞれが、第１クランク軸半体の第１フランジ部及び第１ウェイト部と対向する。
【０００６】
第１フランジ部及び第２フランジ部には、前記クランクピンを通すための第１ピン孔、第２ピン孔がそれぞれ貫通形成されている。クランクピンは、通常、第１ピン孔、コンロッドの挿通孔、第２ピン孔の順序で圧入され、これにより、圧入組立型のクランクシャフトが構成される。
【０００７】
なお、クランクシャフトの第１軸部及び第２軸部に対しては、研削加工が施される。この研削加工は、特許文献１〜３に記載されるように、圧入組立型のクランクシャフトとして組み上げられる前の第１クランク軸半体、第２クランク軸半体に対して実施される。換言すれば、研削加工は、第１ピン孔、コンロッドの挿通孔、第２ピン孔へのクランクピンの圧入に先んじて行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１３６３７７号公報
【特許文献２】特開２００３−１３６３７８号公報
【特許文献３】特開２００３−１３６４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
第１クランク軸半体と第２クランク軸半体の各々に対して研削加工を施した後にクランクシャフトを組み上げる場合、第１軸部と第２軸部の芯部同士の位置を精度よく合致させることが容易ではない。すなわち、この場合、いわゆる芯ズレを低減することが容易ではない。
【００１０】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、クランクシャフトとして組み立てられた後に研削加工が施され、このために各ウェイト部から延在する各軸部同士の芯位置が精度よく合致したクランクシャフト及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明は、少なくとも第１軸部及び第２軸部を有し、且つコネクティングロッドが取り付けられたクランクシャフトの製造方法であって、
前記第１軸部に連なる第１ウェイト部を含む部材と、前記第２軸部に連なる第２ウェイト部を含む部材とを、前記コネクティングロッドが通されたクランクピンで連結してクランクシャフトを組み立てる工程と、
前記第１軸部及び前記第２軸部に対して研削加工を施す工程と、
を有することを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明においては、クランクシャフトを先ず組み立てた後、このクランクシャフトの第１軸部及び第２軸部に対して研削加工を施す。このため、第１軸部と、第２軸部との芯同士の位置を精度よく合致させることが容易となる。換言すれば、芯同士が略同一直線上に位置する。従って、軸部同士の間に芯ズレが発生することを回避することができる。
【００１３】
その結果、研削加工後に仕上げ加工（芯出し作業）を行う必要がなくなる。すなわち、芯出し作業を別途行わなくとも、軸部同士の芯を容易に合わせることが可能となる。結局、寸法精度に優れたクランクシャフトを効率よく得ることができる。
【００１４】
前記の研削加工は、クランクシャフトを回転させることで第１軸部及び第２軸部を回転させた状態で行うことが好ましい。第１軸部又は第２軸部の外周に沿って砥石を周回動作させる場合、砥石を支持する支持体を何らかの部材や機構に干渉させることなく周回動作させる構成とする必要があるが、クランクシャフトを回転動作させる場合には、このような構成を採用する必要がなく、従って、装置構成が簡素となるからである。
【００１５】
また、第１ウェイト部を含む部材と、第２ウェイト部を含む部材とを保持して研削加工を施すことが好ましい。さらに、研削加工時に、コネクティングロッドを挟持するようにしてもよい。これにより研削加工の最中にクランクシャフトが振動することが抑制されるので、寸法精度が一層良好な第１軸部及び第２軸部を得ることができる。
【００１６】
また、本発明は、少なくとも第１軸部及び第２軸部を有し、且つコネクティングロッドが取り付けられたクランクシャフトであって、
前記第１軸部に連なる第１ウェイト部を含む部材と、前記第２軸部に連なる第２ウェイト部を含む部材とが、前記コネクティングロッドが通されたクランクピンで連結された状態で、前記第１軸部及び前記第２軸部に対して研削加工が施されたことを特徴とする。
【００１７】
このようにして構成されるクランクシャフトは、寸法精度が良好である。従って、仕上げ加工（芯出し作業）が不要となるので、その分、短時間で製造過程が終了する。すなわち、クランクシャフトが効率よく得られる。さらに、歩留まりが向上する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、組み立てられた状態のクランクシャフトの第１軸部及び第２軸部に対して研削加工を施すようにしている。従って、第１軸部と第２軸部との芯同士の位置が精度よく合致する。従って、軸部同士の間に芯ズレが発生することを回避することができるとともに、その後の仕上げ加工（芯出し作業）を行う必要がなくなる。その結果、寸法精度に優れるクランクシャフトを効率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係るクランクシャフトの要部概略断面側面図である。
【図２】第１クランク軸半体のピン孔に圧入されたクランクピンを、コンロッドの挿通孔、第２クランク軸半体のピン孔に圧入する状態を示した要部概略断面側面図である。
【図３】図１のクランクシャフトに対して研削加工を施している状態を示す要部概略断面側面図である。
【図４】別の実施の形態に係るクランクシャフトの要部概略断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るクランクシャフトにつき、それを得るための製造方法との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態では、圧入組立型のクランクシャフトに対して研削加工を行う場合を例示して説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態に係るクランクシャフト１０の要部概略断面側面図である。このクランクシャフト１０は、第１クランク軸半体１２と、第２クランク軸半体１４とがクランクピン１６を介して連結されることで構成される。なお、クランクピン１６は、コンロッド１８の大径端部に形成された挿通孔２０に通され、且つ第１クランク軸半体１２の第１ピン孔２２、第２クランク軸半体１４の第２ピン孔２４に圧入される。
【００２２】
この場合、第１クランク軸半体１２は、第１フランジ部２６及び第１ウェイト部２８を含む円盤形状部３０と、該円盤形状部３０の一端面から円環状に突出して延在する中空軸部３２（第１軸部）とを有する。この中、中空軸部３２には、その軸船方向に沿って、内孔としての大オイル孔３４と、これに連なる第１センタ穴３６とが形成されている。
【００２３】
円盤形状部３０は、上記したように、第１フランジ部２６及び第１ウェイト部２８を一体的に有する。前記第１ピン孔２２は、この中の第１フランジ部２６に貫通形成される。第１ピン孔２２と大オイル孔３４には連通オイル孔３８が連通しており、該連通オイル孔３８の第１ピン孔２２側の開口には、クランクピン１６の小オイル孔４０が連通する。クランクピン１６が第１ピン孔２２に圧入された際、該小オイル孔４０は、第１ピン孔２２で開口した連通オイル孔３８に連通する。
【００２４】
残余の第２クランク軸半体１４は、第２フランジ部４２及び第２ウェイト部４４を含む円盤形状部４６と、該円盤形状部４６の一端面から円環状に突出して延在する中実軸部４８（第２軸部）とで構成される。なお、第２フランジ部４２には連通オイル孔は形成されていない。
【００２５】
クランクシャフト１０においては、第１クランク軸半体１２の円盤形状部３０と、第２クランク軸半体１４の円盤形状部４６とが対向する。この際、第１フランジ部２６及び第１ウェイト部２８の各々が、第２フランジ部４２及び第２ウェイト部４４の各々に臨む。このとき、第２フランジ部４２に形成された第２ピン孔２４が前記第１ピン孔２２と対向する。上記したように、この第２ピン孔２４には、クランクピン１６が圧入される。
【００２６】
中実軸部４８は、大オイル孔３４が存在しないこと、及び外径が若干大きいことを除いては、中空軸部３２と略同様に構成されている。すなわち、中実軸部４８には、第２センタ穴５０のみが形成される。
【００２７】
次に、このクランクシャフト１０の製造方法につき説明する。
【００２８】
クランクシャフト１０を構成する第１クランク軸半体１２、第２クランク軸半体１４は、例えば、精密鍛造によって個別に作製される。その後、これら第１クランク軸半体１２、第２クランク軸半体１４に対して調質が施される。
【００２９】
上記のようにして得られた第１クランク軸半体１２の第１ピン孔２２に対し、図２に示すように、クランクピン１６を圧入する。さらに、大オイル孔３４に連通する連通オイル孔３８と、該連通オイル孔３８に連通する小オイル孔４０とを、互いが連なるようにして、第１クランク軸半体１２、クランクピン１６の各々に形成する。
【００３０】
次に、第２クランク軸半体１４の第２ピン孔２４に対し、第１クランク軸半体１２の第１ピン孔２２に既に圧入済であるクランクピン１６を圧入する。すなわち、図２に示すように、第１クランク軸半体１２及び第２クランク軸半体１４を、第１フランジ部２６と第２フランジ部４２が対向するようにして配置する。勿論、第１ピン孔２２の位置に対応して第２ピン孔２４を位置させるとともに、クランクピン１６と第２ピン孔２４の間にコンロッド１８の挿通孔２０を介在させる。
【００３１】
そして、クランクピン１６を、コンロッド１８の挿通孔２０、第２ピン孔２４の順序で圧入する。これにより、図１に示す構成のクランクシャフト１０が得られる。
【００３２】
このようにして組み立てられたクランクシャフト１０における中空軸部３２や中実軸部４８に対し、研削加工を施す。
【００３３】
作業者は、上記のようにして組み立てられたクランクシャフト１０のコンロッド１８の位置を、円盤形状部３０、４６同士の間に挟まれるように調整する。次に、クランクシャフト１０を、中空軸部３２及び中実軸部４８を挟持することで保持及び位置決め固定する。このためには、図３に示すように、第１センタ穴３６及び第２センタ穴５０の各々に挟持用のバー６０、６２を挿入すればよい。
【００３４】
この状態で研削加工を行うようにしてもよいが、コンロッド１８、円盤形状部３０、４６を保持し、その後に研削加工を施すことが好ましい。この場合、クランクシャフト１０が振動することが抑制されるので、研削加工を精度よく実施することができるようになるからである。
【００３５】
このようにして保持されたクランクシャフト１０を、次に、回転動作させる。なお、クランクシャフト１０は、例えば、第１センタ穴３６及び第２センタ穴５０に挿入されたバー６０、６２が回転動作されることに追従して回転動作する。又は、円盤形状部３０、４６を保持した保持機構を回転動作させることによってクランクシャフト１０を回転動作させるようにしてもよい。
【００３６】
いずれの場合においても、クランクシャフト１０が回転動作するために円盤形状部３０、４６、及びこれらに連なる中空軸部３２、中実軸部４８が回転動作する。
【００３７】
このようにして回転動作したクランクシャフト１０の中空軸部３２、中実軸部４８の基端部や本体等に対し、砥石６４、６６による研削加工が施される。
【００３８】
このように、本実施の形態においては、第１クランク軸半体１２及び第２クランク軸半体１４から組み立てられたクランクシャフト１０の中空軸部３２及び中実軸部４８に対して研削加工を施すようにしている。従って、クランクシャフト１０として組み立てられる以前の中空軸部３２、中実軸部４８の各々に対して個別に研削加工を施す場合に比して、中空軸部３２と中実軸部４８との間で芯同士の位置を合致させることが容易となる。すなわち、中空軸部３２と中実軸部４８との間に芯ズレが発生することを容易に回避することができる。
【００３９】
結局、本実施の形態によれば、クランクシャフト１０の加工精度が向上する。換言すれば、寸法精度に優れるクランクシャフト１０が得られる。このため、研削加工時の研削量が僅かとなるとともに、その後に仕上げ加工を別途行って中空軸部３２と中実軸部４８の芯出しを行う必要がなくなる。その結果、加工工程数が低減するので、クランクシャフト１０の生産効率が向上する。さらに、クランクシャフト１０の歩留まりが向上する。
【００４０】
研削加工が終了した後は、上記とは逆の過程を経ることで、クランクシャフト１０が全ての拘束から解放された状態となる。
【００４１】
なお、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００４２】
例えば、上記した実施の形態では、クランクシャフト１０を回転動作させるようにしているが、クランクシャフト１０を回転動作させることなく、砥石６４、６６をクランクシャフト１０の外周に沿って周回動作させるようにしてもよい。
【００４３】
また、この実施の形態では、円盤形状部３０と中空軸部３２が一体的に形成された単一部材としての第１クランク軸半体１２と、円盤形状部４６と中実軸部４８が一体的に形成された単一部材としての第２クランク軸半体１４とでクランクシャフト１０を構成し、該クランクシャフト１０に対して研削加工を行うようにしているが、図４に示すように、第１フランジ部材７０に対して中空軸部材７２を接合して得られた第１クランク軸半体７４と、第２フランジ部材７６に対して中実軸部材７８を接合して得られた第２クランク軸半体８０とでクランクシャフト８２を構成し、該クランクシャフト８２の中空軸部材７２、中実軸部材７８に対して研削加工を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０、８２…クランクシャフト            １２、７４…第１クランク軸半体
１４、８０…第２クランク軸半体          １６…クランクピン
１８…コンロッド                        ２２…第１ピン孔
２４…第２ピン孔                        ２６…第１フランジ部
２８…第１ウェイト部                    ３０、４６…円盤形状部
４２…第２フランジ部                    ４４…第２ウェイト部
４８…中実軸部                          ６０、６２…バー
６４、６６…砥石                        ７０…第１フランジ部材
７２…中空軸部材                        ７６…第２フランジ部材
７８…中実軸部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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