JPS5924897B2 - 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鋳造に
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して鋳型の設
計が困難であり、実際問題として、作業性が悪くコスト
アップが予見されるため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、この
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、該鋳型の外形に適合する上下型の凹陥部に上記鋳型
を嵌置して組立て、この組立鋳型のキャビティに注湯す
ることにより１本の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。

また、一般にクランクシャフトが縦鋳込みによる方が、
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３
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３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３
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３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１
２０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、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３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、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１
２０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３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３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、例えば２つ
割であって第１および第７の鋳型１１．１７のキャビテ
ィに連続するクランクシャフト１軸端部のそれぞれ３つ
の空間Ｑ１．Ｑ１．Ｑ１を千鳥形状の割面に形成した外
型１８に横に納めて該外型１８で閉じたのち、縦鋳込み
の姿勢にし、上記組立鋳型のキャビティＱ、Ｑ、Ｑと上
記外型１８の空間Ｑ、、Ｑ、、Ｑ、とに対し、例えば上
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、３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てお
り、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１１〜１
７の中心０の廻りに一定の方向に、例えば時計方向に１
２０度回転させたときにクランクジャーナル部２を中心
にして同方向（時計方向）に１２０度ずつずれるような
関係でもって３つ形成されている。

さらに、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＋３４とからなるキャビティａを３つも
つ同一種の鋳型Ａ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ｂ
２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３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
３つもつ鋳型Ｃ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３つもつ鋳型りよりなるものである
。

そして、上記３つの鋳型Ａと２つの鋳型Ｂとを交互に重
ね合せ、鋳型ＣとＤとをその両側に配置することにより
、第１〜第７鋳型１１〜１γが順に並べられて組立てら
れることになり、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Ａ（第２、第４、第６の鋳
型１２，１４．１６）および鋳型Ｂ（第３、第５の鋳型
１３．１５）はそれぞれ、表裏共に同一形状に形成され
ていることになる。

加えて、上記鋳型Ａ（第２、第４、第６の鋳型１２．１
４．１６）には、鋳型中心０のピッチ円上で中心角１２
０度の位置において、表側の合せ面に一方が凸で他方が
凹の一対の凹凸ダボｅ１゜ｅ２（図で凸ダボｅ１を◎で
、凹ダボｅ２を○で示す）が、また裏側の合せ面に、鋳
型Ａを裏返したときに表側と全く同じになるようにその
位置で表側とは逆の一対の凹凸ダボｅ１．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
イに示す表側の合せ面のダボｅ１．ｅ２と各図酬こ示す
裏側の合せ面のダボｅ１．ｅ２とが中心角１２０度でも
って左右対称の位置にかつ凹凸逆に設けられており、表
裏の形状は同一である。

また、上記鋳型Ｂ（第３、第５の鋳型１３゜１５）には
、表側の合せ面に、上記鋳型Ａ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
、裏側の合せ面に、上記表側の合せ面のいずれか一方の
ダボ、例えば凹ダボｅ２を基準として、その位置で表側
と同じ凹ダボｅ２が設けられているとともに、上記表側
の一方のダボ（凹ダボｅ２）を通る直径線を回転軸線と
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４図および第６図に示す如く、各図イに示す
表側合せ面の凹ダボｅ２と各図田こ示す裏側合せ面の凹
ダボｅ２とは左右対称の位置に設けられているが、表側
合せ面の凸ダボｅ１と裏側合せ面の凸ダボｅ１とは、上
記表側合せ面の凸ダボｅ１（または上記裏側合せ面の凸
ダボｅ、）を、上記凹ダボｅ２を通る直径線に対して線
対称の位置に至らしめたときに左右対称となるように設
けられており、表裏の形状は同一である。

さらにまた、上記鋳型Ｃ（第１の鋳型１１）の片側の合
せ面（第２鋳型１２との合せ面）には第２図に示す如く
、上記鋳型Ａ（第２の鋳型１２）とキャビティが一致す
るように一対の凹凸ダボｅ１゜ｅ２が設けられており、
また、上記鋳型Ｄ（第７の鋳型１７）の片側の合せ面（
第６鋳型１６との合せ面）には第８図に示す如く、上記
鋳型Ａ（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ｅ１１ｅ２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Ａと２つの鋳型Ｂとそれぞれ１つずつの鋳
型ＣおよびＤとの４種類の鋳型に類型化され、しかも上
記鋳型ＡおよびＢはそれぞれ表裏が同一形状で表裏に関
係なく使用できるので、単に鋳型Ａと鋳型Ｂとを交互に
、各合せ面の凹凸ダボｅ１．ｅ２を嵌合させながら重ね
合せたのち、その両側に鋳型ＣとＤとを配置して積層一
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が図示の
如く左右同一形状でよい場合には、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となって、３
種類の鋳型を用意しておけば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３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３本のクランクシャフ
ト鋳物が同時に歩留り良く鋳造され、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、よって上記実施例の如く二つ割の外型１８に
横に納めた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
を答易なものとすることができる。

尚、上記実施例では、各鋳型Ａ−Ｄのピッチ円上に１２
０度間隔で位置する３つのキャビティを、それぞれ隣り
合うキャビティ同志の位相が鋳型中心０の廻りに時計方
向に１２０度回転させたときにクランクジャーナル部２
を中上・とじて同方向（時計方向）に１２０度ずれるよ
うな関係に形成したが、この変形例として、それぞれ隣
り合うキャビティ同志の位相が鋳型中心０の廻りに時計
方向に１２０度回転させたときにクランクジャーナル部
２を中心として逆方向（反時計方向）に１２０度ずれる
ような関係で形成してもよく、第９図および第１０図に
その主要な構成要素である鋳型ＸおよびＢ′を示す。

該鋳型Ｘは第２、第４および第６の鋳型を、また鋳型ビ
は第３および第５の鋳型を構成するものであり、上述の
如きキャビティａ／。

ａ′（またはｂ′、ｂ′）同志の位相関係が異なる以外
は上記実施例と同じ構成であり、上記実施例と同様の作
用効果を奏することができる。

また、クランクシャフトの軸端部分のキャビティを形成
した鋳型をさらに２つ用意して前記実施例の組立鋳型の
両側に組付け、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。

さらに、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、切欠きゃ穴の形で適宜盗んだ形のもので十分
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３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度回転させ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３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、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３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および鋳型の組
立て並びにその鋳造を容易かつ簡便なものとすることが
できるとともに、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、上記鋳型の組立ての簡便化を
一層図ることができる。

また、上記組立鋳型を二つ割の外型に納めて注湯してク
ランクシャフト鋳物を鋳造したり、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の簡便化を一層
図る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図は３
気筒エンジン用クランケ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
よび岨ま第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
岨ま第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図イおよび酬ま
第７鋳型の表面図および裏面図、第９図および第１０図
は変形例を示す第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・・・・・・鋳型、１８・・・・・・外型、Ａ−
Ｄ・・−・・・鋳型、ａ−ｄ・・・・・・キャビティ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クランクビン部の位相が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３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３つ形成されているとともに、上記複数の鋳型は
   、クランクビ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、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３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。