JPS5842775B2 - ３気筒エンジン用クランクシヤフトの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、３気筒エンジン用クランクシヤフトをスタッ
クモールド法によって製造する方法に関するものである
。

一般に、３気筒エンジン用クランクシヤフトはそのクラ
ンクピン部の位相が１２０度ずつずれているために、そ
れを鋳造する場合、鋳型の分割面が複雑化するため鋳型
の設計が困難であり、実際問題として作業性が悪くコス
トアップが予測され、実用的でないとされていた。

そこで、従来、上記のような問題を解決するために、３
気筒エンジン用クランクシヤフトを鋳造する方法として
、スタックモールド法の手法を利用したものが提案され
てい探実公昭５３−３９６９１号公報参照）。

すなわち、クランクピン部の位相が１２０度ずつずれた
３気筒エンジン用クランクシヤフトを鋳造するための、
軸方向に積層可能に分割した複数の鋳型を用意し、該各
鋳型を軸（クランクジャーナル部）を中心として回転方
向に所望角度転位させても積層一体化された鋳型の全体
形状が常に一定の形状となるような外形を各鋳型に与え
て、該鋳型を積層一体状態に組立て、この組立鋳型を外
型に納めて注湯することによりクランクシャフト鋳物を
横鋳込み方式で鋳造するようにしたものであり、幾組か
の同一種の鋳型によって積層一体化された組立鋳型を形
成することができ、鋳型の成型が容易となるものである
。

この提案のものにおいては、軸（クランクジャーナル部
）を基準とし、この軸を中心として各鋳型を回転方向に
所望角度転位させても、積層一体化された鋳型の全体形
状が常に一定の形状になるようにしたものであるので、
この鋳型に貫通する湯口を形成することは不可能で、実
際問題として上下型に湯口、湯道等を設けるしかないと
いう欠点がある。

一般にクランクシャフトは縦鋳込み方式による方が横鋳
込みに比べて押湯等が少なくて歩留りがよくノロかみ等
の不良が少ないということからすれば実用上大きな問題
である。

加えて、３気筒エンジン用クランクシヤフトの１本取り
が限度であり、その生産効率性に欠けるという欠点を有
している。

本発明は斯かる点に鑑みてなされた画期的な製造法であ
って、軸方向に積層可能に分割した複数の鋳型のキャビ
ティを、ピッチ円上に６０度間隔に位置させ、かつそれ
ぞれ隣り合うキャビティ同志の位相が鋳型の中心の廻り
に一定の方向に６０度向回転せたときにクランクジャー
ナル部を中心に１２０度ずつずれるような関係で６つ形
成することにより、３気筒エンジン用クランクシヤフト
鋳物を６本取りで製造できる製造方法を提供せんとする
ものである。

すなわち、本発明は、３気筒エンジン用で、クランクピ
ン部の位相が１２０度ずつずれたクランクシャフトを６
本取りするための、軸方向に積層可能に分割した複数の
鋳型を用意し、該各鋳型のキャビティは、ピッチ円上に
６０度間隔に位置し、かつそれぞれ隣り合うキャビティ
同志の位相が鋳型の中心の廻りに一定の方向に６０度向
回転せたときにクランクジャーナル部を中心に１２０度
ずつずれるような関係で６つ形成されているとともに、
上記複数の鋳型は、クランクピン部およびその両側にお
いて半分の肉厚でかつ同じ位相のクランクアーム部のキ
ャビティａをもつ３個の鋳型Ａと、クランクジャーナル
部およびその両側において半分の肉厚でかつ位相が１２
０度ずれたクランクアーム部のキャビティｂをもつ２個
の鋳型Ｂと、軸端側のクランクジャーナル部およびこれ
に隣接する半分の肉厚のクランクアーム部のキャビティ
Ｃまたはｄをもつそれぞれ１個の鋳型ＣおよびＤとから
なり、上記鋳型Ａと鋳型Ｂとを交互に重ね合せ、上記鋳
型ＣとＤとをその両側に配置して組立て、この組立鋳型
のキャビティに注湯することにより６本のクランクシャ
フト鋳物を鋳造することを特徴とするものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明方法の第１実施例に使用する３気筒エン
ジン用クランクシヤフト鋳型Ｓを示す。

第１図において、１は３気筒エンジン用クランクシヤフ
トであって、該クランクシャフト１は、同一軸線上に配
置されるクランクジャーナル部２と、該クランクジャー
ナル部２の周囲に位相を１２０度ずつずらして配置され
た３つのクランクピン部３．３．３と、該クランクピン
部３とクランクジャーナル部２とを連接するクランクア
ーム部４゜４とからなり、該クランクアーム部４にはバ
ランスウェイト部５が設けられている。

そして、上記クランクシャフト鋳型Ｓは、上記３気筒エ
ンジン用クランクシヤフト１を６本取りするためのもの
であって、軸方向に積層可能に分割した複数の、少なく
とも第１〜第７の７個の鋳型１１〜１７を積層一体状態
に組立ててなり、この組立鋳型には軸方向（積層方向）
に連通して上記３気筒エンジン用クランクシヤフト１に
相当する形状のキャビティＱが６つ形成されている。

該組立鋳型（クランクシャフト鋳型Ｓ）を縦鋳込みの姿
勢にした状態でそのまま各キャビティＱに注湯したり、
あるいはこの組立鋳型を二つ割の外型に納めて該外型を
閉じたのち、縦鋳込みの姿勢にし上記組立鋳型の中心部
に設けた湯口を介して注湯することにより、６つのクラ
ンクシャフト鋳物が鋳造される。

すなわち、上記クランクシャフト鋳型Ｓを構成する第１
〜第７鋳型１１〜１７は、それぞれ同一径の円板状に形
成され、クランクシャフト１のクランクアーム部４，４
・・・の中間付近を分割面として軸方向に分割されたも
のである。

各鋳型１１〜１１のキャビティは、第２図〜第８図に示
すように、ピッチ円上に６０度間隔に位置し、かつそれ
ぞれ隣り合うキャビティ同志の位相が鋳型１１〜１７の
中心Ｏの廻りに一定の方向に、例えば時計方向に６０度
回転させたときにクランクジャーナル部２を中心にして
時計方向に１２０度ずつずれるような関係でもって６つ
形成されている。

そして、上記第１〜第７鋳型１１〜１７のうち、第２゜
第４および第６の３つの鋳型１２，１４および１６はそ
れぞれ、第３図、第５図および第７図に示すように、ク
ランクピン部のキャビティａ３ とその両側において半
分の肉厚でかつ同じ位相のクランクアーム部およびバラ
ンスウェイト部（以下、単にクランクアーム部と呼ぶ）
のキャビティ ａ４゜ａ４とからなるキャビティａを合
計６つもつ同一種の鋳型Ａ１よりなり、また、第３およ
び第５の２つの鋳型１３および１５はそれぞれ、第４図
および第６図に示すように、クランクジャーナル部のキ
ャビティｂ２とその両側において半分の肉厚でかつ位相
が１２０度ずれたクランクアーム部のキャビティｔ）４
＋ｂ４とからなるキャビティｂを合計６つもつ同一種の
鋳型Ｂ１よりなるものである。

さらに、上記第１の鋳型１１は第２図に示すように、一
方の軸端側のクランクジャーナル部のキャビティＣ２と
該クランクジャーナル部に隣接する半分の肉厚のクラン
クアーム部のキャビティｃ４とからなるキャビティＣを
合計６つもつ鋳型Ｃ１よりなり、また、第７の鋳型１７
は第８図に示すように、他方の軸端側のクランクジャー
ナル部のキャビティｄ２と該クランクジャーナル部に隣
接する半分の肉厚のクランクアーム部のキャビティｄ４
とからなるキャビティｄを合計６つもつ鋳型Ｄ１よりな
るものである。

しカルで、上記３つの鋳型Ａ１と２つの鋳型Ｂ１とを交
互に重ね合せ、鋳型Ｃ１とＤｌとをその両側（それぞれ
鋳型Ａ）に配置することにより、つまり第１〜第７鋳型
１１〜１７が順に積層されて組み立てられたことになり
、上記組立鋳型（クランクシャフト鋳型Ｓ）が構成され
る。

尚、ここにおいて、上記鋳型Ａ１およびＢ１はそれぞれ
、表裏の合せ面が共に同一形状である。

加えて、上記鋳型Ａ１（第２．第４および第６の鋳型１
２，１４，１６）には、表側合せ面１２ａ。

１４ａ、１６ａに、鋳型中心Ｏのピッチ円上で中心角６
０度の位置において一方が凸で他方が凹の一対の凹凸ダ
ボｅ１．ｅ２（図では凸ダボｅ１を◎で、凹ダボｅ２を
○で表わす）が設けられている一方、裏側合せ面１２ｂ
、１４ｂ、１６ｂに、上記表側合せ面１２ａ、１４ａ、
１６ａの伺れか一方のダボ、例えば凹ダボｅ２を基準と
して、その位置で表側合せ面のダボと同じ凹ダボｅ２が
設けられているとともに、上記基準のダボ（凹ダボｅ２
）を通る直径線ｌを中心軸線として裏返したときに他方
のダボ（凸ダボｅ１）が位置する位置に同じダボ（凸ダ
ボｅｌ）が設けられている。

つまり、第３図、第５図および第７図に示す如く、各図
イに示す表側合せ面１２ａ、１４ａ。

１６ａの凹ダボｅ２と各開口に示す裏側合せ面１２ｂ、
１４ｂ、１６ｂの凹ダボｅ２とは表裏同じ位置に設けら
れている一方、各図イに示す表側合せ面１２ａ 、１４
ａ 、１６ａの凸ダボｅ１と各開口に示す裏側合せ面１
２ｂ 、 １４ｂ 、 １６ｂの凸ダボｅ１とは、上記
表側合せ面の凸ダボｅ１（または裏側合せ面の凸ダボｅ
１）を、上記凹ダボｅ２を通る直径線ｌに対して線対称
の位置に移したときに表裏同じ位置になるように設けら
れており、ダボｅ１．ｅ２を含む表裏合せ面の形状は同
一である。

さらに、上記表裏合せ面１２ａ、１４ａ、１６ａおよび
１２ｂ 、１４ｂ 、１６ｂには、各キャビティａが鋳
型中心Ｏに対して点対称に形成されているので、それぞ
れ、破線で示すように、鋳型中心Ｏに対して上記一対の
凹凸ダボｅ１．ｅ２と点対称に更に一対の凹凸ダボｅ１
． ｅ２が設けられている。

また、上記鋳型Ｂ□（第３および第５の鋳型１３゜１５
）には、表側合せ面１３ａ 、 １５ａに、上記鋳型Ａ
１とキャビティが一致するように実線と破線とで示す二
対の凹凸ダボｅｔ ｔ ｅ２が設けられている一方、裏
側合せ面１３ｂ、１５ｂに、鋳型坊を裏返したときに表
側合せ面１３ａ、１５ａと全く同じになるように表側合
せ面のダボ位置と同じ位置で表側合せ面とは逆の二対の
凹凸ダボｅｌ＋６２が設けられている。

つまり、第４図および第６図に示す如く、各図イに示す
表側合せ面１３ａ。

１５ａのダボｅ１．ｅ２と各開田こ示す裏側合せ面ｌ
３ｂ 、 １５ｂのダボｅ１．ｅ２とは各対で中心角６
０度でもって、表裏同じ位置でかつ凹凸が逆に設けられ
ており、ダボｅ１．ｅ２を含む表裏合せ面の形状は同一
である。

さらにまた、上記鋳型Ｃ１（第１の鋳型１１）の片側の
合せ面（第２鋳型１２との合せ面１１ｂ）には第２図に
示す如く、上記鋳型Ａ１（第２鋳型１２）とキャビティ
が一致するように実線と破線とで示す二対の凹凸ダボｅ
１．ｅ２が設けられており、また、上記鋳型Ｄ１（第７
の鋳型１７）の片側の合せ面（第６鋳型１６との合せ面
１７ａ）には第８図に示す如く、上記鋳型Ａ、（第６鋳
型１６）とキャビティが一致するように実線と破線とで
示す二対の凹凸ダボｅ１．ｅ２が設けられている。

したがって１．上記のように、３気筒エンジン用クラン
クシヤフト鋳型Ｓを構成する第１〜第７の鋳型１１〜１
７は３つの鋳型Ａ１と２つの鋳型Ｂ１とそれぞれ１つず
つの鋳型Ｃ１およびＤｌとの４種類の鋳型に類型化され
るので、単に４種類の鋳型Ａ１〜Ｄ１を用意すれば済み
、しかも上記鋳型Ａ１およびＢ１はそれぞれダボｅ１．
ｅ２を含む表裏合せ面の形状が同一であるので、表裏に
関係なく使用することができる。

その結果、単に、鋳型Ａ０と鋳型Ｂ１とを交互に、各合
せ面の凹凸ダボｅ１゜ｅ２を凹凸嵌合させながら重ね合
せたのち、その両側に鋳型Ｃ０とＤｌとを、ダボ合せし
て配置し積層一体化することにより、上記クランクシャ
フト鋳型Ｓを簡単にかつ正確に組立てることができる。

特に、両軸端側のクランクジャーナル部２，２が左右同
一形状でよい場合には、上記鋳型Ｃ１とＤｌとが同じ形
状のキャビティをもった共通のものとなって、３種類の
鋳型で済むようになるので、上記クランクシャフト鋳型
Ｓの組立てを一層簡便なものとすることができる。

また、上記鋳型Ａ１Ｂ１のそれぞれ６つのキャビティａ
・・・またはｂ・・・は鋳型中心Ｏに対して点対称とな
るので、上記実施例の如く、鋳型Ａ１．Ｂ１の表裏合せ
面に各々鋳型中心Ｏに対して点対称な二対の凹凸ダボｅ
１．ｅ２を設ければ、その分鋳型Ａ１．Ｂ１の方向性が
倍加されることになり、上記鋳型の積層一体化（組立て
）の作業をより一層簡易に行うことができる。

そして、このように組立てられた組立鋳型（クランクシ
ャフト鋳型Ｓ）には６つのクランクシャフト用キャビテ
ィ並びに湯口が形成されているので、この湯口から各キ
ャビティに注湯することによって６本のクランクシャフ
ト鋳物が一度に歩留りよく鋳造され、３気筒エンジン用
クランクシヤフトを効率良く製造することができる。

なお、この組立て鋳型で横鋳込みする場合、各鋳型の湯
口部分は湯道としてそのまま利用できる。

しかも、上記組立鋳型は、組立てられた際、その外形が
常に一定の形状（円柱状）となるので、鋳型の取扱いが
簡便となるとともに、二つ割の外型１８に簡単に納める
ことができこの状態で縦鋳込みすることができること等
、鋳造を最も簡便な方法で行うことができ、また鋳型の
成型を容易なものとすることができる。

さらに、組立て鋳型の両側に軸端部分のキャビティを形
成した鋳型を組み付け、全体を立てて縦鋳込みの姿勢に
し、上から重し等で押えるようにすれば外型を用いなく
ても鋳造は可能である。

また、鋳型は円板状のものについて説明したが、要はキ
ャビティやダボを形成するのに必要な形状が保持できれ
ばよく、切欠きゃ穴の形で肉を適宜盗んだ形のものでも
充分である。

第９図および第１０図は上記第１実施例における鋳型Ａ
１およびＢ１に対応して、本発明の第２実施例の場合に
おけるクランクシャフト鋳型を構成する主要なる鋳型Ａ
２およびＢ２を示し、鋳型Ａ２は第２．第４および第６
の分割鋳型を構成するもので、鋳型Ｂ２は第３および第
５の各分割鋳型を構成するものである。

この場合、両鋳型Ａ２．Ｂ２のキャビティはそれぞれ、
クランクシャフトを６本取りするために、ピッチ円上に
６０度間隔に位置し、かつそれぞれ隣り合うキャビティ
同志の位相が鋳型中心Ｏの廻りに一定の方向に、例えば
時計方向に６０度回転させたときにクランクジャーナル
部を中心にして反時計方向に１２０度ずつずれるような
関係で６つ形成されたものである。

また１上記第１実施例と異なり、上記鋳型Ａ２には、鋳
型中心Ｏのピッチ円で中心角１２０度の位置において、
表側合せ面に一対の凹凸ダボｅ１．ｅ２が設けられてい
るとともに、破線で示す如く該凹凸ダボｅ１．ｅ２と鋳
型中心Ｏに対して点対称に更にもう一対の凹凸ダボｅ１
．ｅ２が設けられている一方、裏側合せ面に、鋳型Ａ２
を裏返したときに表側合せ面と全く同じになるように上
記位置で表側合せ面とは逆の、実線と破線とで示す二対
の凹凸ダボｅ１．ｅ２が設けられている。

つまり、第９図に示す如く、図イに示す表側合せ面のダ
ボｅ１．ｅ２と開田こ示す裏側合せ面のダボｅｌ 、ｅ
２とは表裏同じ位置でかつ凹凸が逆に設けられている。

さらに、鋳型Ｂ２には、表側合せ面に、上記鋳型Ａ２と
キャビティが一致するように実線と破線とで示す二対の
凹凸タボｅ１．ｅ２が設けられている一方、裏側合せ面
に、上記表側合せ面の各対の何れか一方のダボ、例えば
凹ダボｅ２を基準として、その位置で表側合せ面のダボ
と同じ凹ダボｅ２が設けられているとともに、上記基準
のダボ（凹ダボｅ２）を通る直径線ｌを中心軸線として
裏返したときに他方のダボ（凸ダボｅ１）が位置する位
置に同じダボ（凸ダボｅ１）が設けられている。

つまり、第１０図に示す如く、図イに示す表側合せ面の
凹ダボｅ２と開口に示す裏側合せ面の凹ダボｅ２とは表
裏同じ位置に設けられている一方、図イの表側合せ面の
凸ダボｅ１と開口の裏側合せ面の凸ダボｅ１とは、上記
表側合せ面の各対の凸ダボｅ１（または裏側合せ面の各
対の凸ダボｅ１）を、上記凹ダボｅ２を通る直径線ｌに
対して線対称の位置に移したときに表裏同じ位置になる
ように設けられている。

その他の構成は第１実施例と同じであり、第１実施例と
同様の作用効果を奏することができるものである。

尚、以上の説明で、鋳型Ａ、Ｂの表側合せ面と裏側合せ
面とは相対的な意味を表現するものである。

また、上記実施例では、鋳型Ａ、Ｈの表裏合せ面にそれ
ぞれ二対の凹凸ダボを設けたが、一対の凹凸ダボを設け
るだけでも本来の目的を十分達し得ることは言うまでも
ない。

以上説明したように、本発明によれば、クランクピン部
の位相が１２０度ずつずれた３気筒エンジン用のクラン
クシャフトを６本取りするための、軸方向に積層可能に
分割した複数の鋳型を用意し、該各鋳型のキャビティは
、ピッチ円上に６０度間隔に位置し、かつそれぞれ隣り
合うキャビティ同志の位相が鋳型の中心の廻りに一定の
方向に６０度回転させたときにクランクジャーナル部を
中心に１２０度ずつずれるような関係で６つ形成されて
いるとともに、上記複数の鋳型は、クランクピン部およ
びその両側において半分の肉厚でかつ同じ位相のクラン
クアーム部のキャビティａをもつ３個の鋳型Ａと、クラ
ンクジャーナル部およびその両側において半分の肉厚で
かつ位相が１２０度ずれたクランクアーム部のキャビテ
ィｂをもつ２個の鋳型Ｂと、軸端側のクランクジャーナ
ル部およびこれに隣接する半分の肉厚のクランクアーム
部のキャビティＣまたはｄをもつそれぞれ１個の鋳型Ｃ
およびＤとからなり、上記鋳型Ａと鋳型Ｂとを交互に重
ね合せ、上記鋳型ＣとＤとをその両側に配置して組立て
、この組立鋳型のキャビティに注湯することにより６本
のクランクシャフト鋳物を鋳造するものであるので、３
気筒エンジン用クランクシヤフトの鋳型の成型を容易な
ものとし、かつ各鋳型の積層組立て並びにその鋳造を簡
単に行うことができることと併せて、３気筒エンジン用
クランクシヤフトを効率良く製造することができ、よっ
て生産性の著しい向上を図ることができるものである。

加えて、上記鋳型ＣとＤとが同じ形状のキャビティをも
った共通のものであれば、上記鋳型の組立てを一層簡単
に行うことができる利点を有し、また、上記組立鋳型を
二つ割の外型に納めて注湯すれば、あるいは上記鋳型Ａ
−Ｄの中心部に湯口を備えてクランクシャフトを縦鋳込
みすれば、上記クランクシャフトの鋳造を一層簡便に行
うことができる利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示するもので、第１図ない
し第８図は第１実施例を示し、第１図は３気筒エンジン
用クランクシヤフト鋳型の断面図、第２図イおよび口は
第１鋳型の表面図および裏面図、第３図イおよび口は第
２鋳型の表面図および裏面図、第４図イおよび口は第３
鋳型の表面図および裏面図、第５図イおよび口は第４鋳
型の表面図および裏面図、第６図イおよび口は第５鋳型
の表面図および裏面図、第７図イおよび口は第６鋳型の
表面図および裏面図、第８図イおよび口は第７鋳型の表
面図および裏面図、第９図および第１０図はそれぞれ第
２実施例を示す第３図および第４図相当図である。 １・・・・・・３気筒エンジン用クランクシヤフト、２
・・・・・・クランクジャーナル部、３・・・・・・ク
ランクピン音入 ４・・・・・・クランクアーム部、１
１〜１７・・・・・・第１〜第７鋳型、Ｏ・・・・・・
鋳型中心、Ａｌ ） Ａ２１ Ｂ１２Ｂ２．Ｃ１，Ｄｌ
・・・・・・鋳型、３％ ｄ・・・・・・キャビティ
、ｅｌ・・・・・・凸ダボ、Ｃ２・・・・・・凹ダボ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クランクピン部の位相が１２０度ずつずれた３気筒
   エンジン用のクランクシャフトを６本取りするための、
   軸方向に積層可能に分割した複数の鋳型を用意し、該各
   鋳型のキャビティは、ピッチ円上に６０度間隔に位置し
   、かつそれぞれ隣り合うキャビティ同志の位相が鋳型の
   中心の廻りに一定の方向に６０度回転させたときにクラ
   ンクジャーナル部を中心に１２０度ずつずれるような関
   係で６つ形成されているとともに、上記複数の鋳型は、
   クランクピン部およびその両側において半分の肉厚でか
   つ同じ位相のクランクアーム部のキャビティａをもつ３
   個の鋳型Ａと、クランクジャーナル部およびその両側に
   おいて半分の肉厚でかつ位相が１２０度ずれたクランク
   アーム部のキャビティｂをもつ２個の鋳型Ｂと、軸端側
   のクランクジャーナル部およびこれに隣接する半分の肉
   厚のクランクアーム部のキャビティＣまたはｄをもつそ
   れぞれ１個の鋳型ＣおよびＤとからなり、上記鋳型Ａと
   鋳型Ｂとを交互に重ね合せ、その両側に上記鋳型ＣとＤ
   とを配置して組立て、この組立鋳型のキャビティに注湯
   することにより６本のクランクシャフト鋳物を鋳造する
   ことを特徴とする３気筒エンジン用クランクシヤフトの
   製造方法。 ２ 鋳型ＣとＤとが同じ形状のキャビティをもった共通
   のものである特許請求の範囲第１項記載の３気筒エンジ
   ン用クランクシヤフトの製造方法。 ３ 組立鋳型は二つ割の外型に納めて注湯されるもので
   ある特許請求の範囲第１項または第２項記載の３気筒エ
   ンジン用クランクシヤフトの製造方法。 ４ 鋳型Ａ−Ｄは中心部に湯口を備えてクランクシャフ
   トを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項または第
   ３項記載の３気筒エンジン用クランクシヤフトの製造方
   法。