JP2015016476A - クランクシャフトの製造方法及びクランクシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】クランクシャフトに複雑な形状の貫通孔を容易に形成することができるクランクシャフトの製造方法、及び、効果的に軽量化が図られたクランクシャフトを提供する。【解決手段】多気筒用のクランクシャフト１０の製造方法では、クランクシャフト１０の軸心ａと平行な直線Ｌ１上に並ぶクランクピン部６１、６４とウエイト部５２、５３とを有するクランクシャフト１０の予備成形品を提供し、パンチを予備成形品に対して軸方向に相対的に移動させることにより、直線Ｌ１上に並ぶすべてのクランクピン部６１、６４及びウエイト部５２、５３にパンチを貫通させてクランクピン部６１、６４及びウエイト部５２、５３に貫通孔２０ａ〜２０ｄを形成する。【選択図】図２

Description

本発明は、クランクシャフトの製造方法及びクランクシャフトに関する。

自動車等の内燃機関において、燃費向上の観点から種々の軽量化が図られている。そのため、ピストンの往復運動を、コネクティングロッドを介して回転運動に変えるためのクランクシャフトに対しても、軽量化が望まれている。クランクシャフトでは、特定の部位に中空部を設けることで軽量化が可能である。例えば、下記特許文献１、２では、クランクシャフトのウエイト部に貫通孔を設けることにより軽量化を図ることが示されている。

特開２００６−３４８９９３号公報 特開２０１０−１６４０７４号公報

ところで、従来技術では、切削加工によりクランクシャフトに貫通孔を設けるのが通常である。しかしながら、複雑な形状の貫通孔を切削加工により形成する場合、種々のドリルと多くの加工時間を要するため、貫通孔の形状には必然的に制約がかかり、形状自由度が悪くなる。このため、効果的に軽量化を図ることができる形状の貫通孔をクランクシャフトに設けることが困難である。

このような課題を考慮し、本発明は、クランクシャフトに複雑な形状の貫通孔を容易に形成することができるクランクシャフトの製造方法、及び、効果的に軽量化が図られたクランクシャフトを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、多気筒用のクランクシャフトの製造方法であって、クランクシャフトの軸心と平行な直線上に並ぶクランクピン部とウエイト部とを有するクランクシャフトの予備成形品を提供し、パンチを前記予備成形品に対してクランク主軸の軸方向に相対的に移動させることにより、前記直線上に並ぶすべての前記クランクピン部及び前記ウエイト部に前記パンチを貫通させて前記クランクピン部及び前記ウエイト部に貫通孔を形成することを特徴とする。

上記のクランクシャフトの製造方法によれば、同一直線上に並ぶすべてのクランクピン部とウエイト部を１つのパンチで打ち抜いて貫通孔を形成するので、切削加工では困難な複雑な形状の貫通孔を容易に形成することができる。また、パンチで打ち抜いて形成される貫通孔はクランクピン部とウエイト部とで同一形状であることから、クランクピン部とウエイト部を打ち抜くパンチの形状は１条件１種類で対応可能である。従って、加工工数の低減を図ることができる。

上記のクランクシャフトの製造方法において、前記貫通孔は、前記クランクシャフトの軸心側に底辺を有し、クランクアーム先端側に向かって凸になる形状であってもよい。

これによれば、クランクピン部及びウエイト部に異形断面の貫通孔が形成される。単純な円形断面ではない異形断面の貫通孔を切削加工により形成しようとする場合、円形断面の加工と比較して、多くのマシニングセンタと種々のドリルが必要となるため相当のコストがかかる。これに対し、パンチの打抜きにより貫通孔を形成する場合、異形断面であっても円形断面と加工工数が変わらない。また、貫通孔の形状を、上記の異形断面形状とすることにより、クランクピン部の形状制約を満たしつつ、軽量効果の最大化を図ることができる。すなわち、クランクピン部が設けられるクランクアーム側は、軽量化のためにできるだけ貫通孔の大きさを大きくしたいものの、強度が必要であることから、強度を満たす厚みが必要である。このため、必然的に孔の形状はクランクアーム先端の輪郭形状に沿った形となり、外側に凸となる上記の異形断面形状は最適な形状である。また、ウエイト部は、当該ウエイト部の重みを効率よく使うために、外側の重量が必要で、逆に中心側は軽量化したい。外側に凸となる上記の異形断面形状の場合、軽量化される重量が、ウエイト部の外側が相対的に小さく中心側が相対的に大きいため、すなわち外側の重量を確保しつつ中心側を効果的に軽量化するため、ウエイト部の重みを効率よく使うことができる。逆に、中心側に凸となる異形断面形状の場合、軽量化される重量が、ウエイト部の外側が相対的に大きく中心側が相対的に小さくなるため、ウエイト部の重みを効率よく使うことができない。従って、外側に凸となる上記の異形断面形状は理にかなった形状である。このように、クランクアーム側、ウエイト部側共に最適な形状で貫通孔を設定できるので、クランクピン部の形状制約を満たしつつ、軽量効果の最大化を図ることができる。従って、クランクシャフトの軽量化への貢献が大きく、種々の内燃機関の燃費向上に寄与できる。

上記のクランクシャフトの製造方法において、前記クランクピン部及び前記ウエイト部に前記貫通孔を形成するための前記パンチである第１パンチとは別の第２パンチを、前記クランク主軸に貫通させて、前記クランク主軸に中心貫通孔を形成してもよい。

これによれば、クランク主軸にも貫通孔を形成するため、クランクシャフトの一層の軽量化を図ることができる。

また本発明は、クランク主軸と平行な直線上に並ぶクランクピン部とウエイト部とを有する多気筒用のクランクシャフトであって、前記クランクピン部と前記ウエイト部には前記直線上に同一断面形状の貫通孔が設けられ、前記貫通孔は、前記クランクシャフトの軸心側に底辺を有し、クランクアーム先端側に向かって凸になる形状であることを特徴とする。

上記の構成によれば、クランクピン部とウエイト部に設けられる貫通孔は、クランクピン部とウエイト部をパンチで打ち抜くことによって、容易に形成することができる。従って、異形断面の貫通孔を容易に設けることができ、効果的に軽量化が図られたクランクシャフトを提供することができる。また、貫通孔の形状が、上記のような異形断面形状であるため、クランクピン部の形状制約を満たしつつ、軽量効果の最大化を図ることができる。従って、クランクシャフトの軽量化への貢献が大きく、種々の内燃機関の燃費向上に寄与できる。

本発明のクランクシャフトの製造方法及びクランクシャフトによれば、切削加工では困難な複雑な形状の貫通孔を容易に形成することができる。

本発明の一実施形態に係るクランクシャフトの斜視図である。 図１に示したクランクシャフトの側面図である。 図２において矢印Ａ方向から見たクランクシャフトを示す図である。 クランクシャフトに貫通孔を形成するための加工装置の構成例を示す概略図である。 図４に示した加工装置における下型の斜視図である。 図４に示した加工装置における金型内にクランクシャフトの予備成形品を配置した状態の斜視図である。 図４に示した加工装置を用いてクランクシャフトの予備成形品に貫通孔を形成することを説明するための図である。

以下、本発明に係るクランクシャフトの製造方法及びクランクシャフトについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るクランクシャフト１０の斜視図である。図２は、クランクシャフト１０の側面図である。図３は、図２において矢印Ａ方向から見たクランクシャフト１０を示す図である。

クランクシャフト１０は、自動車等の内燃機関（エンジン）において、ピストンの往復運動を、コネクティングロッドを介して回転運動に変えるための部品である。図示例のクランクシャフト１０は、直列４気筒エンジン用として構成されている。なお、本発明は、クランクシャフトの軸心ａと平行な直線上に並べられたクランクピン部とウエイト部とを有するクランクシャフト１０であれば、クランクシャフト１０の仕様は特に限定されない。

クランクシャフト１０は、複数のクランク主軸１１〜１５と、複数のクランクウェブ２１〜２８と、複数のクランクピン３１〜３４とを備える。複数のクランク主軸１１〜１５は、エンジンのシリンダブロックに回転可能に支持される部分である。複数のクランク主軸１１〜１５は、同一軸線上に互いに間隔をおいて配置される。

複数のクランクウェブ２１〜２８は、クランクシャフト１０の軸方向に沿って、互いに間隔をおいて配置される。複数のクランクピン３１〜３４は、クランクシャフト１０の軸方向に沿って、互いに間隔をおいて配置される。各クランクピン３１〜３４は、コネクティングロッドの大端部が回転可能に連結される部分である。

本図示例のクランクシャフト１０は、複数のクランクウェブ２１〜２８として第１〜第８ウェブ２１〜２８を有し、複数のクランクピン３１〜３４として第１〜第４ピン３１〜３４を有し、複数のクランク主軸１１〜１５として第１〜第５主軸１１〜１５を有する。

図１及び図２において、第１ウェブ２１と第２ウェブ２２とが第１ピン３１により連結される。第３ウェブ２３と第４ウェブ２４とが第２ピン３２により連結される。第５ウェブ２５と第６ウェブ２６とが第３ピン３３により連結される。第７ウェブ２７と第８ウェブ２８とが第４ピン３４により連結される。

本図示例のクランクシャフト１０では、第１ピン３１と第４ピン３４とがクランクシャフト１０の軸心ａに対して同じ側に設けられ、第２ピン３２と第３ピン３３とがクランクシャフト１０の軸心ａに対して同じ側に設けられる。また、第１ピン３１及び第４ピン３４が設けられる側と、第２ピン３２及び第３ピン３３が設けられる側とは、クランクシャフト１０の軸心ａを基準として互いに反対側である。

また、第２ウェブ２２と第３ウェブ２３とが第２主軸１２により連結される。第４ウェブ２４と第５ウェブ２５とが第３主軸１３により連結される。第６ウェブ２６と第７ウェブ２７とが第４主軸１４により連結される。

第１、第４、第５及び第８ウェブ２１、２４、２５、２８の各々は、クランクシャフト１０の軸心ａを基準として互いに反対方向に突出するクランクアーム４１、４４、４５、４８と、ウエイト部５１〜５４とを有する。第２、第３、第６及び第７ウェブ２２、２３、２６、２７の各々は、軸心ａに対して垂直に突出するクランクアーム４２、４３、４６、４７を有する。

図３に示すように、クランクアーム４１は、アーム先端方向（クランクシャフト１０の軸心ａから離れる方向）に向かうにつれて幅が狭くなり、先端面は弧状に湾曲している。また、クランクアーム４１は、アーム先端方向に向かうにつれて肉厚（軸心ａに沿う方向の寸法）が薄くなっている。他のクランクアーム４２〜４８も、クランクアーム４１と同様に構成されている。

ウエイト部５１〜５４は、クランクアーム４１〜４８よりも幅広に構成されている。このようなウエイト部５１〜５４が設けられることにより、各ウェブ２１〜２８の重心位置が、クランクシャフト１０の軸心ａに対して、各ピン３１〜３４の重心位置とは反対側に偏心した位置にある。これにより、各ウェブ２１〜２８の重心位置と、各ピン３１〜３４の重心位置とのバランスがとられている。

クランクアーム４１〜４８は、クランク主軸１１〜１５から垂直に突出する。第２ウェブ２２のクランクアーム４２が第１ピン３１を介して第１ウェブ２１のクランクアーム４１と連結される。２つのクランクアーム４１、４２と第１ピン３１とにより、クランクピン部６１（以下、「第１ピン部６１」ともいう）が構成される。

第３ウェブ２３のクランクアーム４３が第２ピン３２を介して第４ウェブ２４のクランクアーム４４と連結される。２つのクランクアーム４３、４４と第２ピン３２とにより、クランクピン部６２（以下、「第２ピン部６２」ともいう）が構成される。

第６ウェブ２６のクランクアーム４６が第３ピン３３を介して第５ウェブ２５のクランクアーム４５と連結される。２つのクランクアーム４４、４５と第３ピン３３とにより、クランクピン部６３（以下、「第３ピン部６３」ともいう）が構成される。

第７ウェブ２７のクランクアーム４７が第４ピン３４を介して第８ウェブ２８のクランクアーム４８と連結される。２つのクランクアーム４７、４８と第４ピン３４とにより、クランクピン部６４（以下、「第４ピン部６４」ともいう）が構成される。

クランクシャフト１０では、少なくとも１つのクランクピン部と、ウエイト部とが、クランクシャフト１０の軸心ａに平行な直線上に並んでいる。具体的には、第１ピン部６１、第４ウェブ２４のウエイト部５２、第５ウェブ２５のウエイト部５３、及び、第４ピン部６４が、軸心ａに平行な直線Ｌ１上に並んでいる。また、第１ウェブ２１のウエイト部５１、第２ピン部６２、第３ピン部６３、及び、第８ウェブ２８のウエイト部５４が、軸心ａに平行な直線Ｌ２上に並んでいる。

第１ピン部６１、第４ウェブ２４のウエイト部５２、第５ウェブ２５のウエイト部５３、及び、第４ピン部６４には、直線Ｌ１上に同一断面形状の貫通孔２０（２０ａ〜２０ｄ）が設けられる。第１ウェブ２１のウエイト部５１、第２ピン部６２、第３ピン部６３、及び、第８ウェブ２８のウエイト部５４には、直線Ｌ２上に同一形状の貫通孔２０（２０ｅ〜２０ｈ）が設けられる。直線Ｌ１上に設けられる貫通孔２０ａ〜２０ｄの断面形状と、直線Ｌ２上に設けられる貫通孔２０ｅ〜２０ｈの断面形状は、同じである。

図３に示すように、貫通孔２０は、軸心ａ側に底辺を有し、クランクアーム先端側に向かって凸になる形状である。本図示例において、より具体的には、貫通孔２０は、軸心ａ側に設けられた底辺２９（長辺）と、この底辺の両端を円弧状につなぐ円弧部３０とを有する。底辺２９は、クランクアーム４１とウエイト部５１の並び方向（図３で上下方向）に垂直な方向（図３で左右方向）に直線状に延在する。円弧部３０は、クランクアーム４１の先端の湾曲形状に沿って形成される。換言すれば、貫通孔２０は、軸心ａ側の辺を底辺とし、クランクアーム先端側を頂点とする三角形、あるいは、軸心ａの辺を長い底辺とし、クランクアーム先端側の辺を短い底辺とする台形のような形状を有する。

また、第１〜第５主軸１１〜１５には、軸心ａに沿って複数の貫通孔４０（４０ａ〜４０ｅ）（中心貫通孔）が設けられる。貫通孔４０ａ〜４０ｅは、同一直径の断面円形の孔である。

図４は、クランクシャフト１０に貫通孔２０、４０を形成するための加工装置７０の構成例を示す概略図である。図４において、ボルスタ７１上にロアプレート７２が設けられ、ボルスタ７１に対して上下方向に移動可能なプレスラム７３の下面にアッパープレート７４が設けられる。ロアプレート７２上には下型７５が取り付けられ、アッパープレート７４には荷重調整手段（例えば、シリンダ装置等）を介して上型７６が取り付けられる。下型７５と上型７６とにより、クランクシャフト１０の予備成形品８０を収容するとともに固定保持する金型７８が構成される。

加工装置７０は、さらに、金型７８に対して側方から挿脱可能であるとともに金型７８に保持された予備成形品８０の所定の各部位を打ち抜く複数のパンチ８２（８２ａ〜８２ｃ）と、複数のパンチ８２を駆動するパンチ駆動機構８４とを備える。各パンチ８２は、パンチ駆動機構８４の作用下にプレスラム７３の移動方向（上下方向）に対して直交する方向（水平方向）に移動可能である。

本図示例のパンチ駆動機構８４は、カム機構の形態をとる。すなわち、パンチ駆動機構８４は、アッパープレート７４に支持されアッパープレート７４とともに上下方向に移動するカムドライバ８６と、カムドライバ８６によって金型７８に向かって押し出されるカムブロック８８とを有する。カムブロック８８に、貫通孔２０、４０を形成するための各パンチ８２（８２ａ〜８２ｃ）が固定される。

カムドライバ８６には傾斜部８７が設けられ、カムブロック８８には傾斜部８９が設けられる。プレスラム７３が上死点にあるとき、カムドライバ８６は、カムブロック８８から離間しており、傾斜部８７と傾斜部８９は接触していない。プレスラム７３が下降することに伴ってカムドライバ８６の傾斜部８７とカムブロック８８の傾斜部８９とが接触した後は、傾斜部８７、８９同士の摺動を伴ってカムブロック８８は金型７８に向かって移動する。カムブロック８８の移動に伴って、カムブロック８８に固定されたパンチ８２も同じ方向に移動する。

なお、パンチ駆動機構８４は、カム機構の形態に限らず、例えば、プレスラム７３の上下動とは独立して動作可能なアクチュエータ（例えば、シリンダ装置、リニアモータ等）であってもよい。

本図示例の加工装置７０では、金型７８の一方の側のみに複数のパンチ８２を設け、一方向のみから予備成形品８０を打ち抜くようになっている。加工装置７０の変形例として、図４において仮想線で示すように、金型７８の他方の側にもパンチ８２及びパンチ駆動機構８４を設けてもよい。当該変形例の場合、金型７８の一方の側に設けたパンチ８２と、他方の側に設けたパンチ８２とにより、金型７８の両側方（二方向）から予備成形品８０を打ち抜くようになっている。

図５は、下型７５の斜視図である。図６は、金型７８を構成する下型７５と上型７６とが重なり、金型７８内に予備成形品８０が収容保持された状態の斜視図である。なお、図６では、理解の容易のため、上型７６を仮想線で示している。予備成形品８０は、貫通孔２０、４０が形成される前のクランクシャフト１０である。すなわち、予備成形品８０に貫通孔２０、４０が形成されることにより、図１に示すクランクシャフト１０が製作される。

図６に示すように、複数のパンチ８２には、直線Ｌ１上に並ぶ貫通孔２０ａ〜２０ｄ（図２参照）を形成するためパンチ８２ａ（第１パンチ）と、直線Ｌ２上に並ぶ貫通孔２０ｅ〜２０ｈ（図２参照）を形成するためのパンチ８２ｂ（第１パンチ）と、クランク主軸１１〜１５を貫通する貫通孔４０ａ〜４０ｅ（図２参照）を形成するためのパンチ８２ｃ（第２パンチ）とがある。

パンチ８２ａは、金型７８内に進入して第１ピン部６１、第４ウェブ２４のウエイト部５２、第５ウェブ２５のウエイト部５３、及び、第４ピン部６４を打ち抜くのに必要な長さを有する。パンチ８２ｂは、金型７８内に進入して第１ウェブ２１のウエイト部５１、第２ピン部６２、第３ピン部６３、及び、第８ウェブ２８のウエイト部５４を打ち抜くのに必要な長さを有する。パンチ８２ｃは、金型７８内に進入して第１〜第５主軸１１〜１５を打ち抜くのに必要な長さを有する。

下型７５には、予備成形品８０の軸心ａ（図３参照）を基準として一方側（図６で予備成形品８０の下半分）に対応する形状の保持溝９０が形成されている。詳細は図示しないが、上型７６には、予備成形品８０の軸心ａを基準として他方側（図６で予備成形品８０の上半分）に対応する形状の保持溝９１（図７参照）が形成されている。下型７５と上型７６とが重なった状態で、下型７５の保持溝９０と、上型７６の保持溝９１とにより、予備成形品８０を収容し保持するためのキャビティが形成される。

上型７６と下型７５には、それぞれ、パンチ８２ａ〜８２ｃの通路を確保するためのパンチ溝９２ａ〜９２ｃが互いに平行に形成される。パンチ８２ａ用のパンチ溝９２ａは、保持溝９０のうち第１ピン部６１、第４ウェブ２４のウエイト部５２、第５ウェブ２５のウエイト部５３、及び、第４ピン部６４に対応する各溝部分９０ａ〜９０ｄと交差する。

パンチ８２ｂ用のパンチ溝９２ｂは、保持溝９０のうち第１ウェブ２１のウエイト部５１、第２ピン部６２、第３ピン部６３、及び、第８ウェブ２８のウエイト部５４に対応する溝部分９０ｅ〜９０ｈと交差する。パンチ８２ｃ用のパンチ溝９２ｃは、保持溝９０のうち第１〜第５主軸１１〜１５に対応する各溝部分９０ｉ〜９０ｍと交差する。

金型７８に挿入されたパンチ８２ａ〜８２ｃは、パンチ溝９２ａ〜９２ｃにガイドされつつ摺動することで、パンチ溝９２ａ〜９２ｃ内を進み、予備成形品８０の各部位を打ち抜く。

下型７５には、さらに、パンチ８２ａ〜８２ｃによって打ち抜かれた材料（ブランク）を排出するための複数の排出孔９４が、パンチ溝９２ａ〜９２ｃ毎に設けられる。排出孔９４は、パンチ溝９２ａ〜９２ｃにおいて、予備成形品８０が打ち抜かれる部位の、パンチ進行方向前方側の各位置に設けられる。

図示例の下型７５において、具体的には、保持溝９０のうち第１ピン部６１、第４ウェブ２４のウエイト部５２、第５ウェブ２５のウエイト部５３、及び、第４ピン部６４に対応する各溝部分９０ａ〜９０ｄのパンチ進行方向前方位置に、パンチ溝９２ａに連通して排出孔９４が設けられる。

保持溝９０のうち第１ウェブ２１のウエイト部５１、第２ピン部６２、第３ピン部６３、及び、第８ウェブ２８のウエイト部５４に対応する各溝部分９０ｅ〜９０ｈのパンチ進行方向前方位置に、パンチ溝９２ｂに連通して排出孔９４が設けられる。

保持溝９０のうち第１主軸１１、第２主軸１２、第３主軸１３、第４主軸１４、第５主軸１５に対応する各溝部分９０ｉ〜９０ｍのパンチ進行方向前方位置に、パンチ溝９２ｃに連通して排出孔９４が設けられる。

次に、本発明の一実施形態に係るクランクシャフト１０の製造方法について、上記のように構成された加工装置７０を用いて実施する例を説明する。

まず、図６に示すように、金型７８のキャビティ内に予備成形品８０（貫通孔２０が形成される前のクランクシャフト１０）を配置する。予備成形品８０は、従来公知の方法、例えば、熱間鍛造、鋳造等により製作することができる。

次に、図４に示した加工装置７０のプレスラム７３が上死点から下方に移動することに伴ってカムドライバ８６が下方に移動し、カムドライバ８６の傾斜部８７が、カムブロック８８の傾斜部８９に接触する。そして、カムドライバ８６がさらに下方に移動することに伴って、カムブロック８８及びパンチ８２ａ〜８２ｃが金型７８に向かって移動していく。

パンチ８２ａ〜８２ｃは金型７８内に挿入され、それらに対応して設けられた各パンチ溝９２ａ〜９２ｃにガイドされつつ摺動して前進し、予備成形品８０の各部位を打ち抜く。

本実施形態の場合、具体的には、パンチ８２ａは、金型７８内を前進する過程で、第１ピン部６１、第４ウェブ２４のウエイト部５２、第５ウェブ２５のウエイト部５３、及び、第４ピン部６４を、順次打ち抜く。これにより貫通孔２０ａ〜２０ｄが１回の打ち抜き動作で形成される。

パンチ８２ｂは、金型７８内を前進する過程で、第１ウェブ２１のウエイト部５１、第２ピン部６２、第３ピン部６３、及び、第８ウェブ２８のウエイト部５４を、順次打ち抜く。これにより貫通孔２０ｅ〜２０ｈが１回の打ち抜き動作で形成される。

中央のパンチ８２ｃは、金型７８内を前進する過程で、第１主軸１１、第２主軸１２、第３主軸１３、第４主軸１４、第５主軸１５を、順次打ち抜く。これにより貫通孔４０ａ〜４０ｅが１回の打ち抜き動作で形成される。

なお、図６に示すパンチ８２ａの位置とは反対側にパンチ８２ａが設けられる場合には、当該反対側に設けられたパンチ８２ａは、上記とは逆の順序で予備成形品８０の各部位を打ち抜く。他のパンチ８２ｂ、８２ｃについても同様である。

パンチ８２ａ〜８２ｃが予備成形品８０の各部位を打ち抜いていく過程で、打ち抜かれた材料９７（ブランク）は、パンチ溝９２ａ〜９２ｃに連通する各排出孔９４を介して金型７８の外へと排出される。例えば、パンチ８２ｃで第１主軸１１を打ち抜く場合を例に説明すると、図７のように、パンチ８２ｃで第１主軸１１から打ち抜かれた材料９７は、排出孔９４へと入って自重で落下し、金型７８の外へと排出される。

このように、第１主軸１１から打ち抜かれた材料９７は、パンチ８２ｃが第２主軸１２に到達する前にパンチ８２ｃの進行方向前方から取り除かれる。これにより、第２主軸１２を確実に打ち抜くことができる。同様に、第２〜第５主軸１２〜１５から打ち抜かれた材料も、それらのパンチ進行方向前方側に設けられた各排出孔９４から排出される。

パンチ溝９２ａでは、パンチ８２ａによって第１ピン部６１、第４ウェブ２４のウエイト部５２、第５ウェブ２５のウエイト部５３、及び、第４ピン部６４から打ち抜かれた材料が、それらのパンチ進行方向前方側に設けられた各排出孔９４から排出される。また、パンチ溝９２ｂでは、パンチ８２ｂによって第１ウェブ２１のウエイト部５１、第２ピン部６２、第３ピン部６３、及び、第８ウェブ２８のウエイト部５４から打ち抜かれた材料が、それらのパンチ進行方向前方側に設けられた各排出孔９４から排出される。

以上のように、パンチ８２ａ〜８２ｃにより打ち抜かれた各部位に貫通孔２０、４０が形成されることで、図１に示したクランクシャフト１０が製作される。

以上説明したように本実施形態に係るクランクシャフト１０の製造方法によれば、同一の直線Ｌ１上に並ぶクランクピン部６１、６４とウエイト部５２、５３をパンチ８２ａで打ち抜いて貫通孔２０（２０ａ〜２０ｄ）を形成する。また、同一の直線Ｌ２上に並ぶクランクピン部６２、６３とウエイト部５１、５４をパンチ８２ｂで打ち抜いて貫通孔２０（２０ｅ〜２０ｈ）を形成する。従って、切削加工では困難な複雑な形状の貫通孔２０を容易に形成することができる。

また、パンチ８２ａ、８２ｂで打ち抜いて形成される貫通孔２０はクランクピン部６１〜６４とウエイト部５１〜５４とで同一形状であることから、クランクピン部６１〜６４とウエイト部５１〜５４を打ち抜くパンチ８２ａ、８２ｂの形状は１条件１種類で対応可能である。従って、加工工数の低減を図ることができる。

本実施形態の場合、クランクピン部６１〜６４とウエイト部５１〜５４に形成される貫通孔２０は、クランクシャフト１０の軸心ａ側に底辺を有し、クランクアーム先端側に向かって凸になる形状である。これによれば、クランクピン部６１〜６４及びウエイト部５１〜５４に異形断面の貫通孔２０が形成される。すなわち、単純な円形断面ではない異形断面の貫通孔２０を切削加工により形成しようとする場合、円形断面の加工と比較して、多くのマシニングセンタと種々のドリルが必要となるため相当のコストがかかる。これに対し、パンチ８２の打抜きにより貫通孔２０を形成する場合、異形断面と円形断面とで加工工数が変わらない。

クランクアーム４１〜４８は、クランクピン３１〜３４とクランク主軸１１〜１５とをつなぐ部分であり、十分な強度が確保される必要があるため、アーム先端の輪郭から貫通孔２０の間には必要最低限の肉厚が規定される。本実施形態のように、貫通孔２０の形状を、アーム先端側に頂点を有する三角形、あるいはアーム先端側に短い底辺を有する台形のような形状とすると、規定量ぎりぎりの肉厚を確保して貫通孔２０を形成できる。従って、クランクピン部６１〜６４の形状制約を満たしつつ、軽量効果を最大化することができる。従って、クランクシャフト１０の軽量化への貢献が大きく、種々の内燃機関の燃費向上に寄与できる。

また、本実施形態の場合、パンチ８２ｃでクランク主軸１１〜１５を打ち抜くことにより、クランクピン部６１〜６４とウエイト部５１〜５４に貫通孔２０を形成するだけでなく、クランク主軸１１〜１５にも貫通孔４０を形成するため、クランクシャフト１０の一層の軽量化を図ることができる。

上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

１０…クランクシャフト
２０、２０ａ〜２０ｈ、４０、４０ａ〜４０ｅ…貫通孔
５１〜５４…ウエイト部 ６１…第１ピン部
６２…第２ピン部 ６３…第３ピン部
６４…第４ピン部 ８０…予備成形品
８２、８２ａ〜８２ｃ…パンチ

Claims (4)

1. 多気筒用のクランクシャフトの製造方法であって、
   クランクシャフトの軸心と平行な直線上に並ぶクランクピン部とウエイト部とを有するクランクシャフトの予備成形品を提供し、
   パンチを前記予備成形品に対してクランク主軸の軸方向に相対的に移動させることにより、前記直線上に並ぶすべての前記クランクピン部及び前記ウエイト部に前記パンチを貫通させて前記クランクピン部及び前記ウエイト部に貫通孔を形成する、
   ことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
2. 請求項１記載のクランクシャフトの製造方法において、
   前記貫通孔は、前記クランクシャフトの軸心側に底辺を有し、クランクアーム先端側に向かって凸になる形状である、
   ことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
3. 請求項１又は２記載のクランクシャフトの製造方法において、
   前記クランクピン部及び前記ウエイト部に前記貫通孔を形成するための前記パンチである第１パンチとは別の第２パンチを、前記クランク主軸に貫通させて、前記クランク主軸に中心貫通孔を形成する、
   ことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
4. クランク主軸と平行な直線上に並ぶクランクピン部とウエイト部とを有する多気筒用のクランクシャフトであって、
   前記クランクピン部と前記ウエイト部には前記直線上に同一断面形状の貫通孔が設けられ、
   前記貫通孔は、前記クランクシャフトの軸心側に底辺を有し、クランクアーム先端側に向かって凸になる形状である、
   ことを特徴とするクランクシャフト。

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