JPS5842776B2 - 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
ている（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、該鋳型を積層一体伏態に組立て、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（
こ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呵能で、
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１２０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１２０度回紙回転たときにクランクジ
ャーナル部を中心に１２０度ずれるような関係で形成さ
れた３つを一組とし、二組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本堆りで製造でき
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
１２０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１２０
度回紙回転たときにクランクジャーナル部を中心１こ１
２０度ずつずれるような関係で形成された３つを一組と
し、二組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ｔこ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ｌこ
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本増すするためのもの
であって、軸方向に積層可能１こ分割した複数の、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ＸＩ
こ相当する形状のキャビティＱが３つを一組として二組
（計６個）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Ｋ 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のりランクアーム部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１１〜１７のキャビティは、第２図〜第８図に示
すように、ピッチ円上］ζ１２０度間隔に位置し１かっ
それぞれ隣り合うキャビティ同志の位相が鋳型１１〜１
７の中心Ｏの廻りｔコ一定の方向に、例えば時計方向に
１２０度回転させたときにクランクジャーナル部２を中
心にして反時計方向に１２０度ずつずれるような関係で
形成された３つを一組とし、これを異なるピッチ円上で
例えば鋳型中心Ｏに対して１８０度位相がずれた位置関
係でもって二組形成されている。

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ａ４ｙａ４ とからなるキャビティａを計
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ｂ４
．ｂ４とからなるキャビティｂを計６つもつ同一種の鋳
型Ｂ、よりなるものである。

さらに、上記第１の鋳型１１は第２図）コ示すように、
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 とからなるキャビア
Ｃを計６つもつ鋳型Ｃ１よりなり、また、第７の鋳型１
７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を計６つもつ鋳型Ｄ１
よりなるものである。

しかして、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）コ積層され組み立てられたこ
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１こ同一形状である。

加えて、上記鋳型Ａ１（第２．第４．第６の鋳型１２，
１４，１６）には、鋳型中心Ｏのピッチ円上で中心角１
２０度の位置において、表側合せ面１２ａ 、１４ａ
、１６ａに一方が凸で他方が凹の一対の凹凸ダボｅｌ、
ｅ２（図では凸ダボｅ１を◎で、凹ダボｅ２を○で示す
）が、また裏側合せ面１２ｂ、１４ｂ、１６ｂに、鋳型
Ａ１を裏返したときに表側合せ面１２ａ、１４ａ、１６
ａと全く同じになるように上記位置で表側合せ面１２ａ
。

１４ａ、１６ａとは逆の一対の凹凸ダボｅｌ 。

ｅ２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のダボｅ１
．ｅ２ と各開削こ示す裏側合せ面１２ｂ、１４ｂ、１
６ｂのダボｅｌｌｅ２ とは各々中心角１２０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。

また、上記鋳型Ｂ１（第３．第５の鋳型１３゜１５）に
は、表側合せ面１３ａ、１５ａに、上記鋳型Ａ１ と
キャビティが一致するように一対の凹凸ダボｅ１．ｅ２
が設けられている一方、裏側合せ面１３ｂ、１５ｂに、
上記表側合せ面１３ａ。

１５ａの倒れか一方のダボ、例えば凸ダボｅ１を基準と
して、その位置で表側合せ面のダボと同じ凸ダボｅ１が
設けられているととも１こ、上記基準のダボ（凸ダボｅ
ｌ ）を通る直径線ｌを回転軸線として裏返したとき
ｔこ、基準のダボに対して他方のダボ（凹ダボｅ２
）が位置する位置１コ同じダボ（凹ダボｅ２ ）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の凸ダボｅ１ と各回目１こ
示す裏側合せ面ｉ３ｂ、ｉｓｂの凸ダボｅ１ とは表裏
同じ位置１こ設けられているが、表側合せ面１３ａ。

１５ａの凹ダボｅ２と裏側合せ面１３ｂ 、１５ｂの凹
ダボｅ２ とは、上記表側合せ面の凹ダボｅ２（または
裏側合せ面の凹ダボｅ２ ）を、上記凸ダボｅ、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
じ位置と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ＡＩ （第２の鋳型１２）とキャ
ビティが一致するよう１こ一対の凹凸ダボｅｌ、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Ａ１（第６の鋳型１６）
とキャビティが一致するように一対の凹凸ダボｅ１．ｅ
２が設けられている。

したがって、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１１〜１７
は３つの鋳型Ａ１ と２つの鋳型Ｂ０ 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Ａ０〜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ｅ
１．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Ａ１ と鋳型Ｂ１ とを交互
に、各合せ面の凹凸ダボｅ１＋６２を凹凸嵌合させなが
ら重ね合せたのち、その両側に鋳型Ｃ１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・−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１ζ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。

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１こ一定の形状（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１こ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
（こおけるクランクシャフト鋳型を構成する主要なる鋳
型Ａ２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Ａ２Ｂ２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１
２０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１２０度回転させたときにクランクジャーナ
ル部を中心にして時計方向に１２０度ずつずれるような
関係で形成された３つを一組として、これを上記第１実
施例と同じようｔこ異なるピッチ円上で例えば鋳型中心
０１こ対して１８０度位相がずれた位置関係で二組、計
６つ形成されたものである。

その他の構成は第１実施例と同じであり（同一部分につ
いては同一の符号を付す）、同様の作用効果を奏するこ
こができるものである。

また、第１１図および第１２図は本発明の第３実施例の
場合における鋳型Ａ３およびＢ３を示し、同様に、鋳型
Ａ３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Ｂは第３および第５の分割鋳型を構成するもの
である。

この場合、両鋳型Ａ３ 、Ｂ３のキャビティはそれぞれ
、上記第１実施例と同じように形成した３つ一組を、同
じピッチ円上で例えば鋳型中心Ｏに対して１８０度位相
がずれた位置関係で二組形成されたものであり、見方を
変えれば、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時計方向に１２
０度ずつずれるような関係で６つ形成されたものである
。

その他の構成は第１実施例と同じであり、同様の作用効
果を奏するものである。

さらに、第１３図および第１４図は本発明の第４実施例
の場合における鋳型Ａ４およびＢ４を示し、第１実施例
の鋳型Ａ１．Ｂ１ と第３実施例の鋳型Ａ３．Ｂ３ と
の対応関係に対応して、鋳型Ａ４．Ｂ４のキャビティが
、上記第２実施例と同じように形成した３つ一組を、同
ピツチ円上で例えば鋳型中心Ｏに対して１８０度位相が
ずれた位置関係で二組形成されたものであり、つまり、
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度回転させたとさにクラン
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。

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本増すするための、軸方向に積層呵能に
分割した複数の鋳型を用意し、該各部型のキャビティは
、ピッチ円上に１２０度間滴間隔置し、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１２０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形成された
３つを一組とし、二組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
ヤフトの鋳型の底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、第１１図お
よび第１２図はそれぞれ第３実施例を示す第３図および
第４図相当図、第１３図および第１４図それぞれ第４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
ランクピン部、４・・・・・・クランクアーム部、１１
〜１７・・・・・・第１〜第７鋳型、Ｏ・・・・・・鋳
型中心、Ａ１．Ａ２．Ａ３Ａ４ ・Ｂ１ ・Ｂ２．
Ｂ３．Ｂ４ ・Ｃ１・Ｄｌ °°°°°。 鋳型、ａｘｄ・・・・・・キャビティ、ｅｌ ・・・・
・・凸ダボ、Ｃ２・・・・・・凹ダボ、ｌ・・・・・・
直径線。

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、ピッチ田土に１２０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１２０度回紙回転たときに
   クランクジャーナル部を中心に１２０度ずつずれるよう
   な関係で形成された３つを一組とし、二組形成されてい
   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。