(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸長方向へ離間して配置された複数のジャーナルと、該ジャーナルの間に配置された複数のピンと、該ピンと前記ジャーナルとを連結し、バランスウエイトを有するウエイト付のアーム及び前記バランスウエイトを有しない非ウエイトのアームとを備え、前記ピンの夫々が回転方向へ離間して配置されたクランク軸において、
前記非ウエイトのアームの周面に、ツイスト加工時のツイスト用型との相対的な滑りを規制するためのものであり、ツイスト加工時に捩じる方向と対面し当該アームのピン側円周部の第１接線に対して交差する第１面と、ツイスト加工時に捩じる方向と非対面の第２面とを有する凸起が設けられていることを特徴とするクランク軸。
【請求項２】
クランク軸の中間素体を型鍛造するプレス加工工程と、前記中間素体に捩じり変形を加えるツイスト加工工程とを経て請求項１に記載のクランク軸を製造する方法であって、
その内面に前記中間素体との相対的な滑りを規制する滑り止め凹みが設けられたツイスト用型を用いてツイスト加工を行うことを特徴とするクランク軸の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載されたクランク軸と、該クランク軸のジャーナル部分を軸受を介して支持したハウジングと、前記ピンに連接棒を介して連結されたピストンとを備えていることを特徴とするエンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はピストンの往復運動を回転運動に変えるためのクランク軸及びプレス加工工程とツイスト加工工程とを経てクランク軸を製造する方法並びに前記クランク軸を用いたエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
クランク軸はエンジンの部品として広く使用されており、剛性の観点から主として熱間鍛造により製造されている。また、このクランク軸は、エンジンのタイプに対応して直列３気筒用、直列４気筒用、直列６気筒用、Ｖ型６気筒用、Ｖ型８気筒用等がある。
【０００３】
図１６は熱間鍛造により製造されたＶ型６気筒用のクランク軸の正面図である。このクランク軸は、軸長方向両端側に配置された第１、第４のジャーナル１１ｄ，１４ｄ及び軸長方向中間に離間して配置された第２及び第３のジャーナル１２ｄ，１３ｄと、第１及び第２のジャーナル１１ｄ，１２ｄ間に配置された第１、第２のピン２１ｄ，２２ｄと、第２及び第３のジャーナル１２ｄ，１３ｄ間に配置された第３、第４のピン２３ｄ，２４ｄと、第３及び第４のジャーナル１３ｄ，１４ｄ間に配置された第５、第６のピン２５ｄ，２６ｄと、第１のジャーナル１１ｄ及び第１のピン２１ｄを連結する第１のアーム３１ｄと、第１のピン２１ｄ及び第２のピン２２ｄを連結する第２のアーム３２ｄと、第２のピン２２ｄ及び第３のピン２３ｄと第２のジャーナル１２ｄとを連結する第３及び第４のアーム３３ｄ，３４ｄと、第３のピン２３ｄ及び第４のピン２４ｄを連結する第５のアーム３５ｄと、第４のピン２４ｄ及び第５のピン２５ｄと第３のジャーナル１３ｄとを連結する第６及び第７のアーム３６ｄ，３７ｄと、第５のピン２５ｄ及び第６のピン２６ｄを連結する第８のアーム３８ｄと、第４のジャーナル１４ｄ及び第６のピン２６ｄを連結する第９のアーム３９ｄとを備えている。
【０００４】
第１、第２、第８及び第９のアーム３１ｄ，３２ｄ，３８ｄ，３９ｄには前記第１及び第６のピン２１ｄ，２６ｄと反対側へと延出された略扇形のバランスウエイト３０ｄが一体に設けられており、さらに、第５のアーム３５ｄには第３及び第４のピン２３ｄ，２４ｄ側から延出された略弧状のバランスウエイト４０ｄが一体に設けられている。また、第３、第４、第６及び第７のアーム３３ｄ，３４ｄ，３６ｄ，３７ｄには前記バランスウエイト３０ｄ、４０ｄが設けられていない。
【０００５】
図１７はクランク軸のツイスト加工後におけるピンの位相線図である。上述の如く製造されたクランク軸のピン２１ｄ〜２６ｄは、クランク軸の回転方向へ離間して配置されている。
【０００６】
このようにピン２１ｄ〜２６ｄが配置されたクランク軸を熱間鍛造により製造する場合、プレス加工工程後、プレス加工によって発生したバリを除去するバリ除去工程及び全体の形状を整える整形加工工程を経て製造される。
【０００７】
図１８はクランク軸の一般的なプレス加工後におけるピンの位相線図である。Ｖ型６気筒用、Ｖ型８気筒用等のクランク軸は歩留まり及び軽量化の観点から前記ジャーナル１１ｄ〜１４ｄの回転中心に対して前記ピン２１ｄ〜２６ｄが図１８の如く対称配置となるようにプレス加工を行い、この後、ツイスト加工工程によってクランク軸に捩じり変形を加え、図１８に示す位相線図で配列されたピン２１ｄ〜２６ｄを図１７で示す位相線図の配列となるように修正することがある。
【０００８】
図１８では、前記第１及び第５のピン２１ｄ，２５ｄが同じ位相となり、第２及び第６のピン２２ｄ，２６ｄが同じ位相となり、前記第１のピン２１ｄ、第４のピン２４ｄ及び第５のピン２５ｄと、前記第２のピン２２ｄ、第３のピン２３ｄ及び第６のピン２６ｄとがジャーナルの回転中心に対して対称配置となっている。
【０００９】
ツイスト加工では、図１６の第２及び第３のジャーナル１２ｄ，１３ｄ部分を捩じることによりピン２１ｄ〜２６ｄの位相が図１７の位相となるように修正する。ツイスト加工は、第２のジャーナル１２ｄの両側に配置された非ウエイトの第３のアーム３３ｄと、第４のアーム３４ｄとを夫々一対のツイスト用型で挟み、第３のアーム３３ｄ側のツイスト用型を第４のアーム３４ｄ側のツイスト用型に対して例えば６０度捩じり、さらに、第３のジャーナル１３ｄの両側に配置された非ウエイトの第６のアーム３６ｄと、第７のアーム３７ｄとを夫々一対のツイスト用型で挟み、第６のアーム３６ｄ側のツイスト用型を第５のアーム３５ｄ側のツイスト用型に対して例えば６０度捩じることにより、夫々のピンが６０度で離間した位相となる。
【００１０】
このようなツイスト加工によって中間素体は捩じり変形を加えられ、ピン２１ｄ〜２６ｄの位相を整えることができるが、このツイスト加工時に前記捩じり変形量のバラツキが発生する。この捩じり変形量のバラツキによるピン２１ｄ〜２６ｄの位相精度がエンジンに組込まれた際のクランク軸の回転バランスに大きく影響する。
【００１１】
このため、一般的にはクランク軸をエンジンに組み込む前にクランク軸の回転バランスを修正できるようにクランク軸のボリュームを部分的に削除する調整加工が施される。
【００１２】
しかしながら、この調整加工による許容削除量には制限があるため、この調整加工によっては前記回転バランスを修正することができないことがあり、この修正ができないクランク軸は不良品となる。
【００１３】
また、近年ではクランク軸の前記調整加工等による加工コストの低減の要望があり、前記ピン２１ｄ〜２６ｄの位相精度に対する前記回転バランスのバラツキ許容値が厳しくなり、そのバラツキの原因であるツイスト加工工程での捩じり精度を高める要望が大きくなっている。
【００１４】
これまでに、特許第２９９８０５８号にてツイスト加工工程によりＶ型６気筒エンジン等に使用されるクランク軸の製造技術が開示されている。この特許は、中間素体を熱間鍛造した後、ツイスト加工工程によってピンの夫々が回転方向へ離間して配置されたクランク軸を製造する方法を開示している。
【００１５】
一方、一体形クランク軸は軽量化、回転バランスの観点から図１６の如く第１〜第９のアーム３１ｄ〜３９ｄを有しているが、特に第２及び第３のジャーナル１２ｄ，１３ｄの両側に配置される非ウエイトの第３、第４、第６及び第７のアーム３３ｄ，３４ｄ，３６ｄ，３７ｄは、ラジアル方向へ離間した円形のピン及び円形のジャーナルをラジアル方向の位置でつないだ連続的な略楕円形状である。
【００１６】
図１９は非ウエイトのアームの形状を示す断面図である。一般的にバランスウエイト３０ｄ、４０ｄを有しない非ウエイトのアーム３３ｄ，３４ｄ，３６ｄ，３７ｄの外形形状は、ツイスト加工工程で捩じる方向に対してその接線方向が前記捩じる方向に近く、該捩じる方向に沿うようになった略楕円形に形成され、軽量化が図られている。
【００１７】
これに対してバランスウエイト３０ｄを有するウエイト付の第１、第２、第８及び第９のアーム３１ｄ，３２ｄ，３８ｄ，３９ｄの外形形状は、略扇形に近い非楕円形に形成されており、さらに、ウエイト付の第５のアーム３５ｄも非楕円形に形成されており、回転バランス化が図られている。
【００１８】
図２０はツイスト加工方法の説明図である。この図２０ではツイスターのツイスト用型６１ｄが非ウエイトの第７のアーム３７ｄをラジアル方向から挟み込み、第３のジャーナル１３ｄ部分を捩じることができるようにしてある。この状態からツイスターにより第３のジャーナル１３ｄ部分に捩じり角度が比較的大きな例えば６０度の捩じり変形を加えるとき、外形寸法が正確でない鍛造肌の第７のアーム３７ｄと寸法精度が高いツイスト用型６１ｄとの間で滑りが発生し易く、さらに、この滑りによってジャーナル１３ｄの両側に配置されているアームに捩じれ現象が発生し、結果として、ツイスト加工工程後のピン２１ｄ〜２６ｄの位相にバラツキが発生し易いといった問題があった。
【００１９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、非ウエイトのアームの周面に凸起を設けることにより、非ウエイトのアームとツイスト用型との間の相対的な滑りを良好に規制することができるクランク軸を提供することを目的とする。
【００２０】
また、その内面に中間素体との相対的な滑りを規制する滑り止め凹みが設けられたツイスト用型を用いてツイスト加工を行うことにより、中間素体とツイスト用型との間の相対的な滑りを規制してピンの位相精度を高めることができるクランク軸の製造方法を提供することを目的とする。
【００２１】
また、非ウエイトのアームの周面に設けられた凸起によってツイスト加工後のピンの位相精度が高められたクランク軸を組み込むことにより、クランク軸の回転バランスを良好にすることができるエンジンを提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るクランク軸は、軸長方向へ離間して配置された複数のジャーナルと、該ジャーナルの間に配置された複数のピンと、該ピンと前記ジャーナルとを連結し、バランスウエイトを有するウエイト付のアーム及び前記バランスウエイトを有しない非ウエイトのアームとを備え、前記ピンの夫々が回転方向へ離間して配置されたクランク軸において、前記非ウエイトのアームの周面に、ツイスト加工時のツイスト用型との相対的な滑りを規制するためのものであり、ツイスト加工時に捩じる方向と対面し当該アームのピン側円周部の第１接線に対して交差する第１面と、ツイスト加工時に捩じる方向と非対面の第２面とを有する凸起が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
この第１発明にあっては、非ウエイトのアームの周面に、ツイスト加工時のツイスト用型との相対的な滑りを規制する凸起が設けられているため、この凸起に係合する凹みが設けられたツイスト用型を用いて非ウエイトのアームとツイスト用型との間の相対的な滑りを良好に規制した状態でツイスト加工が行われ、ピンの位相精度が高められたクランク軸を得ることができる。
【００２４】
第２発明に係るクランク軸の製造方法は、クランク軸の中間素体を型鍛造するプレス加工工程と、前記中間素体に捩じり変形を加えるツイスト加工工程とを経て請求項１に記載のクランク軸を製造する方法であって、その内面に前記中間素体との相対的な滑りを規制する滑り止め凹みが設けられたツイスト用型を用いてツイスト加工を行うことを特徴とする。
【００２５】
この第２発明にあっては、ツイスト用型の内面に滑り止め凹みが設けられているため、バランスウエイトを有しない非ウエイトのアームをツイスト用型が挟み込んでツイスト加工を行うとき、非ウエイトのアームとツイスト用型との間の相対的な滑りを良好に規制することができ、ツイスト加工工程後のピンの位相精度を高めることができる。
【００２６】
第３発明に係るエンジンは、第１発明に係るクランク軸と、該クランク軸のジャーナル部分を軸受を介して支持したハウジングと、前記ピンに連接棒を介して連結されたピストンとを備えていることを特徴とする。
【００２７】
この第３発明にあっては、ピンの位相精度が高いクランク軸が組み込まれているため、クランク軸の回転バランスが良好である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１
図１は本発明に係るクランク軸の一例の構成を示す正面図である。
この実施の形態１のクランク軸は、Ｖ型６気筒用のエンジンに用いられる一体形のクランク軸である。
【００２９】
このクランク軸は、熱間鍛造により製造される。クランク軸は、軸長方向両端側に配置された第１、第４のジャーナル１１，１４及び軸長方向中間に離間して配置された第２及び第３のジャーナル１２，１３と、第１及び第２のジャーナル１１，１２間に配置された第１、第２のピン２１，２２と、第２及び第３のジャーナル１２，１３間に配置された第３、第４のピン２３，２４と、第３及び第４のジャーナル１３，１４間に配置された第５、第６のピン２５，２６と、第１のジャーナル１１及び第１のピン２１を連結する第１のアーム３１と、第１のピン２１及び第２のピン２２を連結する第２のアーム３２と、第２のピン２２及び第３のピン２３と第２のジャーナル１２とを連結する第３及び第４のアーム３３，３４と、第３のピン２３及び第４のピン２４を連結する第５のアーム３５と、第４のピン２４及び第５のピン２５と第３のジャーナル１３とを連結する第６及び第７のアーム３６，３７と、第５のピン２５及び第６のピン２６を連結する第８のアーム３８と、第４のジャーナル１４及び第６のピン２６を連結する第９のアーム３９とを備えている。
【００３０】
第１、第２、第８及び第９のアーム３１，３２，３８，３９には前記第１及び第６のピン２１，２６と反対側へと延出された略扇形のバランスウエイト３０が一体に設けられており、さらに、第５のアーム３５には第３及び第４のピン２３，２４側から延出された略弧状のバランスウエイト４０が一体に設けられている。また、第３、第４、第６及び第７のアーム３３，３４，３６，３７には前記バランスウエイト３０、４０が設けられていない。
【００３１】
クランク軸の熱間鍛造による製造は、レデュースロール加工等によって予備成形する工程と、この予備成形された中間素体を荒型打ちする第１の型鍛造及び仕上型打ちする第２の型鍛造によってプレス加工する工程と、このプレス加工によって発生したバリを除去するバリ除去工程と、ツイスト用型を用いてピン２１〜２６の位相を整えるツイスト加工工程と、全体の形状を整える整形加工工程とを経て製造される。
【００３２】
図２はクランク軸のプレス加工後におけるピンの位相線図である。
プレス加工工程では、前記第１及び第５のピン２１，２５が同じ位相となり、第２及び第６のピン２２，２６が同じ位相となり、前記第１のピン２１、第４のピン２４及び第５のピン２５と、前記第２のピン２２、第３のピン２３及び第６のピン２６とがジャーナル１１〜１４の回転中心に対して対称配置となるように鍛造される。
【００３３】
図３は非ウエイトのアームの形状を示す断面図、図４は非ウエイトのアームの別の形状を示す断面図（参考図）である。
第２及び第３のジャーナル１２，１３の両側に配置され、前記ツイスト用型によって挾着される非ウエイトの第３、第４、第６及び第７のアーム３３，３４，３６，３７は、ラジアル方向へ離間した円形のピン及び円形のジャーナルをラジアル方向の位置でつないだ連続的な略楕円形状である。即ち、アーム３３，３４，３６，３７の外形形状は、ツイスト加工工程で捩じる方向（図３の矢印Ｘ）に対してその接線方向が前記捩じる方向に近似し、該捩じる方向に沿うようになった略楕円形に形成され、軽量化が図られている。尚、アーム３３，３４，３６，３７の周面は鍛造肌であり、その略楕円形状の外形寸法は正確でない。
【００３４】
さらに、前記プレス加工工程の第２の型鍛造では、前記ツイスト用型によって挾着される非ウエイトの第３、第４、第６及び第７のアーム３３，３４，３６，３７のジャーナル側の周面に、図３に示す如くツイスト加工時のツイスト用型との相対的な滑りを規制する凸起４又は図４（参考図）のように凹み５が設けられる。
【００３５】
この凸起４は、その内面に凸起４に対応する凹みが設けられた鍛造用型を用いることにより、アーム３３，３４，３６，３７の型鍛造とともに該アーム３３，３４，３６，３７のジャーナル１２，１３側の周面で、アーム３３，３４，３６，３７の長手方向の中心線Ｙに対して一方側の１か所に該周面と交差するように突設される。
【００３６】
また、凸起４はツイスト加工時に捩じる方向と対面し、捩じり荷重を負担する第１面４１と、非対面で捩じり荷重を負担しない第２面４２とを有する。第１面４１はアームのピン側円周部の第１接線ａに対して交差する面とし、換言すれば、曲率半径が比較的小さい湾曲面Ｒ１を有する面とし、ツイスト用型との引掛り抵抗を高くして捩じり荷重を確実に負担することができるようにしてある。第２面４２はアームのジャーナル側円周部の第２接線ｂに沿った面とし、換言すれば、図３に示すように曲率半径が比較的大きい湾曲面Ｒ２（Ｒ１＜Ｒ２）を有する面とし、ツイスト用型との引掛り抵抗をなくするか、又は低減してアームの周面の変形をなくするようにしてある。
また、凹み５はツイスト加工時に捩じる方向へ離間した一対の側面５１，５１をアームの周面に対して逆台形状に傾斜せしめてある。
【００３７】
図５はツイスト加工方法の説明図である。
ツイスト加工は、プレス加工後の中間素体の第３のアーム３３に対応する内面を有する第１のツイスト用型６１と、第４及び第６のアーム３４，３６に対応する内面を有する第２のツイスト用型６２，６２と、第７のアーム３７に対応する内面を有する第３のツイスト用型６３とを用いる。これらツイスト用型６１〜６３は、前記アームの中心線Ｙと交差する方向への接離が可能に２分割されており、さらに、その内面には、前記凸起４に対応する凹み６０ａが設けられている。
【００３８】
ツイスト用型６１〜６３を用いてツイスト加工を行う場合、第３のアーム３３を第１のツイスト用型６１で挟み、第４及び第６のアーム３４，３６を第２のツイスト用型６２で挟み、該ツイスト用型６１，６２の凹み６０ａを前記第３、第４及び第６のアーム３３，３４，３６の凸起４に挿入して係合させる。そして、第１のツイスト用型６１を第２のツイスト用型６２に対して６０度捩じり、中間素体の第２のジャーナル１２部分に捩じり変形を加え、第３及び第４のピン２３，２４に対する第１及び第２のピン２１，２２の位相を変える。
【００３９】
さらに、第４及び第６のアーム３４，３６を第２のツイスト用型６２が挟んだ状態で第７のアーム３７を第３のツイスト用型６３で挟み、該ツイスト用型６３の凹み６０ａを前記第７のアーム３７の凸起４に挿入して係合させる。そして、第３のツイスト用型６３を第２のツイスト用型６２に対して６０度捩じり、中間素体の第３のジャーナル１３部分に捩じり変形を加え、第３及び第４のピン２３，２４に対する第５及び第６のピン２５，２６の位相を変える。
【００４０】
図６はクランク軸のツイスト加工後におけるピンの位相線図である。
このツイスト加工により、図２の如く配列されたピン２１〜２６の位相を図６の如く等間隔の位相となるように整えることができる。
【００４１】
しかも、非ウエイトのアーム３３，３４，３６，３７の周面には凸起４が設けてあり、ツイスト用型６１〜６３には、前記凸起４に挿入して係合される凹み６０ａが設けてあり、このツイスト用型６１〜６３の凹み６０ａを前記アーム３３，３４，３６，３７の凸起４に引掛けた状態でツイスト加工が行われるため、アーム３３，３４，３６，３７とツイスト用型６１〜６３との間の相対的な滑りを良好に規制することができ、さらにこの滑りによるアーム３３，３４，３６，３７の捩じれ現象をなくすることができ、ツイスト加工工程後のピン２１〜２６の位相精度を高めることができる。
【００４２】
因に、表１で示すクランク軸の製作条件に基づいて製造した本発明に係るクランク軸と、図１９で示すアームを有する従来のクランク軸とのピンの位相精度を比較した結果、表２の結果が得られた。
【００４３】
【表１】
0004108268.tif 000002
【００４４】
【表２】
0004108268.tif 000003
【００４５】
この表２で示すように従来のクランク軸にあっては、製造本数が３０００本に対してピンの位相精度による不良品は１５本であるが、本発明によれば、製造本数が３０００本に対してピンの位相精度による不良品は零本であり、改善効果が高いことが分かる。
【００４６】
また、表３で示すクランク軸の製作条件に基づいて製造した本発明に係るクランク軸と、図１９で示すアームを有する従来のクランク軸とのピンの位相精度を比較した結果、表５の結果が得られた。尚、クランク軸のアームは表４で示すように形成されている。また、表５はピンの位相精度の目標値に対する最大誤差値を表わす。
【００４７】
【表３】
0004108268.tif 000004
【００４８】
【表４】
0004108268.tif 000005
【００４９】
【表５】
0004108268.tif 000006
【００５０】
表５で示すように本発明によれば、従来のクランク軸に比べてピン２１〜２６の位相精度を良好にできる。このため、本発明に係るクランク軸が組み込まれたエンジンにあっては、クランク軸の回転バランスを良好にできる。
【００５１】
実施の形態２
図７はクランク軸の実施の形態２の非ウエイトのアームの形状を示す断面図、図８はクランク軸の非ウエイトのアームの別の形状を示す断面図（参考図）である。この実施の形態２のクランク軸は、前記アーム３３，３４，３６，３７のジャーナル１２，１３側の周面に設ける前記凸起４又は凹み５を複数としたものである。
【００５２】
実施の形態２において、凸起４はアーム３３，３４，３６，３７の周方向に連続的に設けてあるが、その他、離間して設けてもよい。また、このように離間して設ける場合、アーム３３，３４，３６，３７の長手方向の中心線Ｙに対して一方側の周面又は両方側の周面に設ける。
【００５３】
その他の構成及び作用は実施の形態１と同じであるため、同様の部分については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用の説明を省略する。
【００５４】
図９は本発明に係るクランク軸が組み込まれたエンジンの簡略図である。
このエンジンはＶ型６気筒タイプであり、実施の形態１又は実施の形態２の如く製造されたクランク軸Ａと、該クランク軸Ａのジャーナル１１〜１４部を軸受Ｂ…を介して支持したハウジングＣと、前記ピン２１〜２６の夫々に連接棒Ｄ…を介して連結された６個のピストンＥ…とを備えている。
【００５５】
このエンジンにあっては、ピン２１〜２６の位相精度が高いクランク軸Ａが組み込まれているため、クランク軸Ａの回転バランスが良好である。
【００５６】
尚、以上説明した実施の形態では、非ウエイトの第３、第４、第６及び第７のアーム３３，３４，３６，３７のジャーナル１２，１３側の周面の一部に前記ツイスト用型６１〜６３との相対的な滑りを規制する凸起４を設けたが、この凸起４の位置はアーム３３，３４，３６，３７のピン２２，２３，２４，２５側の周面の一部に設けてもよい。
【００５７】
また、以上説明した実施の形態では、Ｖ型６気筒用のエンジンに用いられるクランク軸及びＶ型６気筒エンジンについて説明したが、本発明に係るクランク軸は例えばＶ型８気筒用、直列３気筒用、直列４気筒用、直列６気筒用等のクランク軸及び該クランク軸が組み込まれたエンジンであってもよく、その形式は特に限定されない。
【００５８】
また、以上説明した実施の形態では、軸長方向両側のジャーナル１１、１４の間に配置された全てのジャーナル１２，１３にツイスト加工が施されるＶ型６気筒用のエンジンに用いられるクランク軸及び該クランク軸が用いられたエンジンについて説明したが、その他、本発明に係るクランク軸は軸長方向両側のジャーナル間にツイスト加工が施されるジャーナルと、ツイスト加工が施されないジャーナルとが配置されたクランク軸であってもよく、また、該クランク軸が用いられたエンジンであってもよい。
【００５９】
軸長方向両側のジャーナル間にツイスト加工が施されるジャーナルと、ツイスト加工が施されないジャーナルとが配置されたクランク軸は、例えばＶ型８気筒用、直列６気筒用がある。
【００６０】
図１０はＶ型８気筒用のクランク軸の一例を示す正面図である。
このクランク軸は、両側のジャーナル１１ａ，１５ａ間にツイスト加工が施される２つのジャーナル１２ａ，１４ａと、ツイスト加工が施されない１つのジャーナル１３ａと、前記連接棒の２本が並べて取付けられる２連用の４つのピン２１ａ〜２４ａと、バランスウエイト３０ａを有する４つのアーム３１ａ，３２ａ，３７ａ，３８ａ及びバランスウエイトを有しない４つのアーム３３ａ，３４ａ，３５ａ，３６ａとを備え、該非ウエイトのアーム３３ａ，３４ａ，３５ａ，３６ａに前記凸起４が設けてある。
【００６１】
図１１はＶ型８気筒用のクランク軸のピンの位相線図である。
プレス加工工程では、図１１の(a) の如く第１及び第２のピン２１ａ，２２ａが同じ位相となり、第３及び第４のピン２３ａ，２４ａが同じ位相となるように鍛造される。
【００６２】
ツイスト加工を行う場合、アーム３２ａをその内面に前記バランスウエイト３０ａに対応する凹みが設けられている第１のツイスト用型で挟み、アーム３３ａ，３６ａをその内面に前記凸起４に対応する凹みが設けられている第２のツイスト用型で挟み、アーム３７ａをその内面に前記バランスウエイト３０ａに対応する凹みが設けられている第３のツイスト用型で挟み、第１〜第３のツイスト用型を夫々４５度捩じり、ジャーナル１２ａ，１４ａ部分に捩じり変形を加え、図１１の(b) の如く夫々のピン２１ａ〜２４ａの位相を等間隔の位相となるように変える。
【００６３】
図１２は直列６気筒用のクランク軸の一例を示す正面図である。
このクランク軸は、両側のジャーナル１１ｂ，１７ｂ間にツイスト加工が施される４つのジャーナル１２ｂ，１３ｂ，１５ｂ、１６ｂと、ツイスト加工が施されない１つのジャーナル１４ｂと、６つのピン２１ｂ〜２６ｂと、バランスウエイト３０ｂを有する６つのアーム３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ，３６ｂ，３７ｂ，３９ｂ，４０ｂ，４１ｂ，４２ｂ及びバランスウエイトを有しない２つのアーム３５ｂ，３８ｂとを備え、該非ウエイトのアーム３５ｂ，３８ｂに前記凸起４が設けてある。
【００６４】
図１３は直列６気筒用のクランク軸のピンの位相線図である。
プレス加工工程では、図１３の(a) の如く第２及び第５のピン２２ｂ，２５ｂが同じ位相となり、第１、第３、第４及び第６のピン２１ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２６ｂが同じ位相となるように鍛造される。
【００６５】
ツイスト加工を行う場合、アーム３２ｂをその内面に前記バランスウエイト３０ｂに対応する凹みが設けられている第１のツイスト用型で挟み、アーム３３ｂ，３４ｂをその内面に前記バランスウエイト３０ｂに対応する凹みが設けられている第２のツイスト用型で挟み、アーム３５ｂ，３８ｂをその内面に前記凸起４に対応する凹みが設けられている第３のツイスト用型で挟み、アーム３９ｂ，４０ｂをその内面に前記バランスウエイト３０ｂに対応する凹みが設けられている第４のツイスト用型で挟み、アーム４１ｂ，４２ｂをその内面に前記バランスウエイト３０ｂに対応する凹みが設けられている第５のツイスト用型で挟み、第２及び第４のツイスト用型を固定し、第１、第３及び第５のツイスト用型を夫々６０度捩じり、ジャーナル１２ｂ，１３ｂ，１５ｂ，１６ｂ部分に捩じり変形を加え、図１３の(b) の如く第２及び第５のピン２２ｂ，２５ｂに対する第１、第３、第４及び第６のピン２１ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２６ｂの位相を等間隔の位相となるように変える。
【００６６】
図１４は直列３気筒用のクランク軸の一例を示す正面図である。
このクランク軸は、両側のジャーナル１１ｃ，１４ｃ間にツイスト加工が施される２つのジャーナル１２ｃ，１３ｃと、３つのピン２１ｃ〜２３ｃと、バランスウエイト３０ｃを有する４つのアーム３１ｃ，３２ｃ，３５ｃ，３６ｃ及びバランスウエイトを有しない２つのアーム３３ｃ，３４ｃとを備え、該非ウエイトのアーム３３ｃ，３４ｃに前記凸起４が設けてある。
【００６７】
図１５は直列３気筒用のクランク軸のピンの位相線図である。
プレス加工工程では、図１５の(a) の如く第１及び第３のピン２１ｃ，２３ｃが同じ位相となるように鍛造される。
【００６８】
ツイスト加工を行う場合、アーム３２ｃをその内面に前記バランスウエイト３０ｃに対応する凹みが設けられている第１のツイスト用型で挟み、アーム３３ｃ，３４ｃをその内面に前記凸起４に対応する凹みが設けられている第２のツイスト用型で挟み、アーム３５ｃ，３６ｃをその内面に前記バランスウエイト３０ｃに対応する凹みが設けられている第３のツイスト用型で挟み、第２のツイスト用型を固定し、第１及び第３のツイスト用型を夫々６０度捩じり、ジャーナル１２ｃ，１３ｃ部分に捩じり変形を加え、図１５の(b) の如く第２のピン２２ｃに対する第１及び第３のピン２１ｃ，２３ｃの位相を等間隔の位相となるように変える。
【００６９】
上述したＶ型８気筒用、直列６気筒用、直列３気筒用のクランク軸において、ジャーナル、ピン、ウエイト付のアーム、非ウエイトのアーム、凸起、凹み、ツイスト用型の形状は実施の形態１、２と同じか又は相似形であり、また、ツイスト工程についても実施の形態１、２と同じであるため、その詳細な説明及び作用の説明を省略する。
【００７０】
【発明の効果】
第１発明によれば、非ウエイトのアームの周面に、ツイスト加工時のツイスト用型との相対的な滑りを規制する凸起が設けられているため、ピンの位相精度が高く、エンジンに組み込んだときの回転バランスを良好にできる。
【００７１】
第２発明によれば、ツイスト用型の内面に滑り止め凹みが設けられているため、バランスウエイトを有しない非ウエイトのアームをツイスト用型が挟み込んでツイスト加工を行うとき、非ウエイトのアームとツイスト用型との間の相対的な滑りを良好に規制することができ、ツイスト加工工程後のピンの位相精度を高めることができる。
【００７２】
第３発明によれば、ピンの位相精度が高いクランク軸が組み込まれているため、クランク軸の回転バランスが良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクランク軸の構成を示す正面図である。
【図２】本発明に係るクランク軸のプレス加工後におけるピンの位相線図である。
【図３】本発明に係るクランク軸の非ウエイトのアームの形状を示す断面図である。
【図４】  本発明に係るクランク軸の非ウエイトのアームの別の形状を示す断面図（参考図）である。
【図５】本発明に係るクランク軸のツイスト加工方法の説明図である。
【図６】本発明に係るクランク軸のツイスト加工後におけるピンの位相線図である。
【図７】本発明に係るクランク軸の実施の形態２の非ウエイトのアームの形状を示す断面図である。
【図８】  本発明に係るクランク軸の非ウエイトのアームの別の形状を示す断面図（参考図）である。
【図９】本発明に係るクランク軸が組み込まれたエンジンの簡略図である。
【図１０】本発明に係るＶ型８気筒用のクランク軸の一例を示す正面図である。
【図１１】本発明に係るＶ型８気筒用のクランク軸のピンの位相線図である。
【図１２】本発明に係る直列６気筒用のクランク軸の一例を示す正面図である。
【図１３】本発明に係る直列６気筒用のクランク軸のピンの位相線図である。
【図１４】本発明に係る直列３気筒用のクランク軸の一例を示す正面図である。
【図１５】本発明に係る直列３気筒用のクランク軸のピンの位相線図である。
【図１６】従来の熱間鍛造により製造されたＶ型６気筒用のクランク軸の正面図である。
【図１７】従来のクランク軸のツイスト加工後におけるピンの位相線図である。
【図１８】従来のクランク軸の一般的なプレス加工後におけるピンの位相線図である。
【図１９】従来のクランク軸の非ウエイトのアームの形状を示す断面図である。
【図２０】従来のクランク軸のツイスト加工方法の説明図である。
【符号の説明】
１１〜１４  ジャーナル
１１ａ〜１４ａ  ジャーナル
１１ｂ〜１７ｂ  ジャーナル
１１ｃ〜１４ｃ  ジャーナル
２１〜２６  ピン
２１ａ〜２４ａ  ピン
２１ｂ〜２６ｂ  ピン
２１ｃ〜２３ｃ  ピン
３１〜３９  アーム
３１ａ〜３８ｃ  アーム
３１ｂ〜４２ｂ  アーム
３１ｃ〜３６ｃ  アーム
４    凸起
５    凹み
６１〜６３  ツイスト用型
Ａ    クランク軸
Ｂ    軸受
Ｃ    ハウジング
Ｄ    連接棒
Ｅ    ピストン
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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