JPS61176461A - クランクシヤフト製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋳鉄製クランクシャフトの製造方法に関する
ものである。

（従来技術） 近時、エンジンの加速、減速性能の向上あるいは車体の
軽量化に関する種々の提案、例えば中空クランクシャフ
ト、除肉等の提案がなされている。

ところで、クランクシャフトに加わる変動荷重、つまり
曲げ荷重は、ねじりモーメントとして作用し、このため
クランクシャフトには、高い曲げ疲労強度とねじり疲労
強度が求められる。特にアーム部において危険断面と称
される箇所には亀裂が入り易く、当該箇所の強度には十
分なる考慮が必要とされる。

これに対して、焼入れによる強度向上が考えられるが、
鋳鉄は含有する炭素成分によって焼入れ効果が僅かであ
り、効果的な対策とはなり得ない、このため、クランク
シャフトの軽量化は限定されたものとならざるを得ない
という問題を有している。

（発明の解決しようとする技術的課題、作用）本発明は
、上述の実情を鑑みてなされたちので、鋳鉄製クランク
シャフトの軽量化対策の前提として必要とされるクラン
クシャフトの強度向上、特に危険断面と称される箇所の
強度を高めるようにしたクランクシャフトの製造方法の
提供を技術的課題とするものである。

（技術的課題を達成するための手段） かかる技術的課題を達成すべく、本発明にあっては、ク
ランクシャフト成形用鋳型内に、クランクシャフトの危
険断面を臨む角肉部に鋼板を配置し、前記鋳型内に鋳鉄
の溶湯を流し込んでクランクシャフトを成形した後、こ
の成形されたクランクシャフトに焼入を施すようにした
ものである。

本製造方法によって得られるクランクシャフトはその危
険断面、すなわちクランクシャフトのアーム部において
、ジャーナル軸部及びピン軸部を結ぶ最短断面を臨み且
つアーム部とジャナル軸部との、またアーム部とピン軸
部との移行領域に延びる角肉部に鋼板が設けられ、この
鋼板は焼入れによって強度が高められているために危険
断面に対する補強部材として作用し、これによって当該
箇所の強度が向上される。

（実施例） 第１図及び第２図は本発明の製造方法によって作られた
クランクシャフトｌを示すもので、クランクシャフトｌ
はジャーナル軸部２）該ジャーナル軸部２に連設された
アーム部３及び一対のアーム部３．３の一端部間に設け
られたピン軸部４を有し、鋳造により一体に形成されて
いる。アーム部３において、ジャーナル軸部２）ピン軸
部４へ移行する夫々の角を結ぶ最短断面は危険断面５と
称され、クランクシャフト１に加わる変動荷重によって
最も亀裂の入り易い箇所とされている。この危険断面５
を臨む角肉部６、つまりジャナル軸部２とアーム部３．
ピン軸部４とアーム部３との移行領域には、補強部材７
が設けられている。

補強部材７は板厚的２ｍ嘗の炭素鋼板から形成され、こ
の炭素鋼板を幅方向中央で折曲させた断面り字形状とさ
れている。補強部材７は、各角肉部６において、アーム
部３とジャーナル軸部２％ピン軸部４に夫々跨設され、
第２図に示すように、ジャーナル軸部２の軸心８及びピ
ン軸部４の軸心９を結ぶ仮想線を中心に角度θ（実施例
では約９０°）にわたって設けられている。この補強部
材７には局部高周波焼入れ処理が施されている。

このようなりランクシャフトｌの製造にあたっては、第
３図に示すように、先ず、鋳型１０内に、クランクシャ
フトの危険断面を臨む角肉部となる箇所に前述の補強部
材７を配置し、各補強部材７をワイヤ１１（３ｍｍ径）
によって連結保持させた状態とした後に、鋳型１０内に
鋳鉄の溶湯を流し込んでクランクシャフトｌを成形しす
る。その後、この成形されたクランクシャフト１の補強
部材７に局部焼入れを行った後、ジャーナル軸部２等の
研磨処理等、後加工を施すこととされている。

このようにして製造されたクランクシャフト１の疲労強
度は、通常の鋳鉄製クランクシャフトに比較して約１３
０％向上することが知られた。これに対して補強部材７
を有しない鋳鉄製クランクシャフトに焼入れを行ったも
のにあっては約２０％程度の強度向上効果しか認められ
ないものであった。また、実施例では焼入れ効果のある
炭素鋼板からなる補強部材７に対して局部焼入れを施す
こととされているため、クランクシャフトｌ全体に焼入
れを行った場合に問題となる酸化スケール、曲がりの問
題もなく、後加工が容易であるという利点を有している
。　以上本発明の一実施例を説明したが本発明はこれに
限定されるものではない。すなわち、補強部材７の板厚
を約２履層としたが、これは高周波焼入れにおいては一
般に表面から約２ｍ厘程度の焼入れが可能であることに
基づくもので、特に限定されるべき要素ではない。また
、補強部材７をθ＝約９０”にわたって設けることとし
たが、この角度は必要とされる強度との関係で設定され
るべき設計上の問題として把握されるもので１例えば、
θ＝１２０°にわたって設けるものであってもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明の製造方法によ
って得られたクランクシャフトは強度的優れ、特に危険
断面における強度向上が図られているため、クランクシ
ャフトの軽量化対策、例えば、中空クランクシャフトの
中空部分の拡大、あるいはアーム部におけるショルダ部
の除肉量を多くすることが可能となり、クランクシャフ
トの軽量化に対する設計上の自由度を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により製造したクランクシャフトの
一部側面図。 第２図は第１図のＩ−Ｉ断面図。 第３図は補強部材を配置したクランクシャフト用鋳型の
上視図である。 １：クランクシャフト ２：ジャーナル軸部 ３：アーム部 ４：ピン軸部 ５：危険断面 ６：角肉部 ７：補強部材（炭素鋼板） ｌＯ：クランクシャフト成形用鋳型 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）クランクシャフト成形用鋳型内に、クランクシャ
   フトの危険断面を臨む角肉部に鋼板を配置し、 前記鋳型内に鋳鉄の溶湯を流し込んでクランクシャフト
   を成形した後、 この成形されたクランクシャフトの少なくとも前記鋼板
   部分に焼入れするようにした、 ことを特徴とするクランクシャフト製造方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、 前記焼入れが前記鋼板に対してのみなされるもの。