JP2000320530A - 内燃機関のクランクシャフト及びそのバランス調整方法 - Google Patents
内燃機関のクランクシャフト及びそのバランス調整方法Info
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- JP2000320530A JP2000320530A JP11132313A JP13231399A JP2000320530A JP 2000320530 A JP2000320530 A JP 2000320530A JP 11132313 A JP11132313 A JP 11132313A JP 13231399 A JP13231399 A JP 13231399A JP 2000320530 A JP2000320530 A JP 2000320530A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クランクシャフトの剛性を高め、またバラン
ス調整にかかわらず所望の剛性を得る。 【解決手段】 クランクジャーナル１とクランクピン２
とをつなぐウェブ３から、クランクピン２の中心部に向
けて斜めに中空孔５を形成する。この中空孔５に、クラ
ンクシャフト本体よりも剛性が高い材料（高剛性鋼）か
ら構成されるパイプ状部材６を圧入して、クランクピン
２の中心部に位置させる。また、前記パイプ状部材６と
して、クランクシャフト本体よりも剛性が高く、互いに
は剛性が等しく、かつ互いに比重が異なる複数の材料か
らそれぞれ構成されるパイプ状部材を用意しておき、選
択的に圧入することで、バランス調整を行う。
ス調整にかかわらず所望の剛性を得る。 【解決手段】 クランクジャーナル１とクランクピン２
とをつなぐウェブ３から、クランクピン２の中心部に向
けて斜めに中空孔５を形成する。この中空孔５に、クラ
ンクシャフト本体よりも剛性が高い材料（高剛性鋼）か
ら構成されるパイプ状部材６を圧入して、クランクピン
２の中心部に位置させる。また、前記パイプ状部材６と
して、クランクシャフト本体よりも剛性が高く、互いに
は剛性が等しく、かつ互いに比重が異なる複数の材料か
らそれぞれ構成されるパイプ状部材を用意しておき、選
択的に圧入することで、バランス調整を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のクラン
クシャフト及びそのバランス調整方法に関する。
クシャフト及びそのバランス調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の内燃機関のクランクシャフトとし
て、例えば特開平４−３４２０９号公報に記載されてい
るように、クランクジャーナル又はクランクピンに軸方
向の貫通孔による中空部を形成すると共に、該中空部に
金属パイプを圧入するようにして、クランクシャフトの
軽量化を図りつつ、該金属パイプの外周側にオイル通路
を形成して潤滑を確実にしたものがある。
て、例えば特開平４−３４２０９号公報に記載されてい
るように、クランクジャーナル又はクランクピンに軸方
向の貫通孔による中空部を形成すると共に、該中空部に
金属パイプを圧入するようにして、クランクシャフトの
軽量化を図りつつ、該金属パイプの外周側にオイル通路
を形成して潤滑を確実にしたものがある。
【０００３】また、クランクシャフトのバランス調整方
法として、特開平４−２７２５４３号公報に記載されて
いるように、クランクシャフトの回転１次アンバランス
の補正のためにのみ必要な加工工程を不要とするため、
クランクピンに潤滑用のオイル通路を形成するために使
用する金属パイプを、質量の異なる複数種類用意し、ク
ランクシャフトの回転１次アンバランス量を求め、該ア
ンバランス量を相殺する質量を有する金属パイプを選択
して、各気筒のクランクピンに穿設した貫通孔に圧入嵌
合することが知られている。
法として、特開平４−２７２５４３号公報に記載されて
いるように、クランクシャフトの回転１次アンバランス
の補正のためにのみ必要な加工工程を不要とするため、
クランクピンに潤滑用のオイル通路を形成するために使
用する金属パイプを、質量の異なる複数種類用意し、ク
ランクシャフトの回転１次アンバランス量を求め、該ア
ンバランス量を相殺する質量を有する金属パイプを選択
して、各気筒のクランクピンに穿設した貫通孔に圧入嵌
合することが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のクランクシャフトにおいては、クランクシャフト本
体と金属パイプとの材質間で、剛性（ヤング率）に差が
なく、クランクシャフトの剛性改善効果がない。よっ
て、機関の音振改善効果もない。
来のクランクシャフトにおいては、クランクシャフト本
体と金属パイプとの材質間で、剛性（ヤング率）に差が
なく、クランクシャフトの剛性改善効果がない。よっ
て、機関の音振改善効果もない。
【０００５】また、上記従来のクランクシャフトのバラ
ンス調整方法においては、互いに質量が異なる複数の金
属パイプを選択的に圧入しており、具体的には、同じ材
質でパイプの肉厚を変えているだけであるので、バラン
ス調整のための質量の選択により剛性が変わってしま
い、所望の剛性が得られないという問題点があった。
ンス調整方法においては、互いに質量が異なる複数の金
属パイプを選択的に圧入しており、具体的には、同じ材
質でパイプの肉厚を変えているだけであるので、バラン
ス調整のための質量の選択により剛性が変わってしま
い、所望の剛性が得られないという問題点があった。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、クランクシャフトの剛性を高めることができ、また
バランス調整にかかわらず所望の剛性を得ることができ
るようにすることを目的とする。
み、クランクシャフトの剛性を高めることができ、また
バランス調整にかかわらず所望の剛性を得ることができ
るようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る内燃機関の
クランクシャフトでは、クランクシャフト本体の一部に
中空孔を形成し、この中空孔に、クランクシャフト本体
よりも剛性が高い材料から構成されるパイプ状部材を圧
入したことを特徴とする（請求項１）。
クランクシャフトでは、クランクシャフト本体の一部に
中空孔を形成し、この中空孔に、クランクシャフト本体
よりも剛性が高い材料から構成されるパイプ状部材を圧
入したことを特徴とする（請求項１）。
【０００８】ここで、前記中空孔をクランクジャーナル
とクランクピンとをつなぐウェブからクランクピンの中
心部に向けて形成し、前記パイプ状部材をクランクピン
の中心部に圧入するとよい（請求項２）。
とクランクピンとをつなぐウェブからクランクピンの中
心部に向けて形成し、前記パイプ状部材をクランクピン
の中心部に圧入するとよい（請求項２）。
【０００９】更に、クランクシャフト最前端側及び最後
端側の少なくとも一方のクランクピンに圧入するパイプ
状部材を、他のクランクピンに圧入するパイプ状部材よ
り長くして、ウェブからクランクピンに跨がって存在す
るようにするとよい（請求項３）。
端側の少なくとも一方のクランクピンに圧入するパイプ
状部材を、他のクランクピンに圧入するパイプ状部材よ
り長くして、ウェブからクランクピンに跨がって存在す
るようにするとよい（請求項３）。
【００１０】本発明に係る内燃機関のクランクシャフト
のバランス調整方法では、クランクシャフト本体の一部
に複数の中空孔を形成し、各中空孔に、クランクシャフ
ト本体よりも剛性が高く、互いには剛性が等しく、かつ
互いに比重が異なる複数の材料からそれぞれ構成される
パイプ状部材を、選択的に圧入することを特徴とする
（請求項４）。
のバランス調整方法では、クランクシャフト本体の一部
に複数の中空孔を形成し、各中空孔に、クランクシャフ
ト本体よりも剛性が高く、互いには剛性が等しく、かつ
互いに比重が異なる複数の材料からそれぞれ構成される
パイプ状部材を、選択的に圧入することを特徴とする
（請求項４）。
【００１１】
【発明の効果】本発明に係るクランクシャフトによれ
ば、クランクシャフト本体よりも剛性が高い材料から構
成されるパイプ状部材を圧入したことで、クランクシャ
フトの剛性を大幅に向上でき、音振改善を図ることがで
きる。
ば、クランクシャフト本体よりも剛性が高い材料から構
成されるパイプ状部材を圧入したことで、クランクシャ
フトの剛性を大幅に向上でき、音振改善を図ることがで
きる。
【００１２】また、前記パイプ状部材をクランクピンの
中心部に圧入することで、ピストンから爆発力を直接受
けるクランクピンの部分の剛性を大幅に向上でき、クラ
ンクシャフトの変形を抑えることができる。
中心部に圧入することで、ピストンから爆発力を直接受
けるクランクピンの部分の剛性を大幅に向上でき、クラ
ンクシャフトの変形を抑えることができる。
【００１３】更に、クランクシャフト最前端側及び最後
端側の少なくとも一方のクランクピンに圧入するパイプ
状部材を、他のクランクピンに圧入するパイプ状部材よ
り長くして、ウェブからクランクピンに跨がって存在す
るようにすることで、クランクプーリやフライホイール
の面振れの影響を受ける部分の剛性をより向上でき、更
なる音振改善を図ることができる一方、他の部分の高剛
性材料の使用量を少なくして、コスト上昇を抑えること
ができる。
端側の少なくとも一方のクランクピンに圧入するパイプ
状部材を、他のクランクピンに圧入するパイプ状部材よ
り長くして、ウェブからクランクピンに跨がって存在す
るようにすることで、クランクプーリやフライホイール
の面振れの影響を受ける部分の剛性をより向上でき、更
なる音振改善を図ることができる一方、他の部分の高剛
性材料の使用量を少なくして、コスト上昇を抑えること
ができる。
【００１４】本発明に係るクランクシャフトのバランス
調整方法によれば、各中空孔に、クランクシャフト本体
よりも剛性が高く、互いには剛性が等しく、かつ互いに
比重が異なる複数の材料からそれぞれ構成されるパイプ
状部材を、選択的に圧入することで、バランス調整にか
かわらず、所望の剛性を得ることができる。
調整方法によれば、各中空孔に、クランクシャフト本体
よりも剛性が高く、互いには剛性が等しく、かつ互いに
比重が異なる複数の材料からそれぞれ構成されるパイプ
状部材を、選択的に圧入することで、バランス調整にか
かわらず、所望の剛性を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す
クランクシャフトの側面図である。
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す
クランクシャフトの側面図である。
【００１６】図中の符号で、１は軸受部をなすクランク
ジャーナル、２はピストン・コンロッドとの連結部をな
すクランクピン、３はクランクジャーナル１とクランク
ピン２とをつなぐウェブ、４は一方のウェブ３に設けら
れるカウンターウェイトである。
ジャーナル、２はピストン・コンロッドとの連結部をな
すクランクピン、３はクランクジャーナル１とクランク
ピン２とをつなぐウェブ、４は一方のウェブ３に設けら
れるカウンターウェイトである。
【００１７】ここで、各クランクピン２毎に、一方のウ
ェブ３からクランクピン２の中心部に向けて斜めに、中
空孔５を穿設し、各中空孔５に、パイプ状部材６を圧入
して、クランクピン２の中心部に位置させてある。軸方
向に対し斜めにしたのは、加工上の理由からである。
ェブ３からクランクピン２の中心部に向けて斜めに、中
空孔５を穿設し、各中空孔５に、パイプ状部材６を圧入
して、クランクピン２の中心部に位置させてある。軸方
向に対し斜めにしたのは、加工上の理由からである。
【００１８】パイプ状部材６は、クランクシャフト本体
より剛性が高い材料、具体的には、粉末冶金を利用した
高剛性鋼から構成される。ここでいう高剛性鋼とは、粉
末冶金に際して、鉄に比較的多量（数十％）の特定の添
加物、具体的には、バナジウム硼化物（例えばＶ
Ｂ2 ）、モリブデン炭化物（例えばＭｏ7 Ｃ3 ）又はタ
ンタル硼化物（例えばＴａＢ2 ）を添加して、焼結した
もので、クランクシャフト本体（一般的な鋼）の２１０
ＧＰａ程度のヤング率に対し、２６０ＧＰａ程度のヤン
グ率を有するものである。
より剛性が高い材料、具体的には、粉末冶金を利用した
高剛性鋼から構成される。ここでいう高剛性鋼とは、粉
末冶金に際して、鉄に比較的多量（数十％）の特定の添
加物、具体的には、バナジウム硼化物（例えばＶ
Ｂ2 ）、モリブデン炭化物（例えばＭｏ7 Ｃ3 ）又はタ
ンタル硼化物（例えばＴａＢ2 ）を添加して、焼結した
もので、クランクシャフト本体（一般的な鋼）の２１０
ＧＰａ程度のヤング率に対し、２６０ＧＰａ程度のヤン
グ率を有するものである。
【００１９】このような高剛性鋼からなるパイプ状部材
６を圧入することで、クランクシャフトの剛性、特にピ
ストンから爆発力を直接受けるクランクピン２の部分の
剛性を飛躍的に向上させることができ、クランクシャフ
トの変形を抑えて、音振対策上、優れた効果を奏するこ
とができる。
６を圧入することで、クランクシャフトの剛性、特にピ
ストンから爆発力を直接受けるクランクピン２の部分の
剛性を飛躍的に向上させることができ、クランクシャフ
トの変形を抑えて、音振対策上、優れた効果を奏するこ
とができる。
【００２０】次に、本発明に係るクランクシャフトのバ
ランス調整方法について説明する。バランス調整のた
め、前記パイプ状部材６として、クランクシャフト本体
より剛性が高く、互いには剛性（ヤング率）が等しく、
かつ互いに比重が異なる複数の材料からそれぞれ構成さ
れるパイプ状部材を、用意しておく。
ランス調整方法について説明する。バランス調整のた
め、前記パイプ状部材６として、クランクシャフト本体
より剛性が高く、互いには剛性（ヤング率）が等しく、
かつ互いに比重が異なる複数の材料からそれぞれ構成さ
れるパイプ状部材を、用意しておく。
【００２１】具体的には、以下の（１）〜（３）のよう
に、材料（添加物）を変えて比重を異ならせた３種類の
高剛性鋼からそれぞれ構成されるパイプ状部材を用意し
ておく。
に、材料（添加物）を変えて比重を異ならせた３種類の
高剛性鋼からそれぞれ構成されるパイプ状部材を用意し
ておく。
【００２２】 （１）バナジウム硼化物（例えばＶＢ2 ） 比重 5.0g/cm3 （２）モリブデン炭化物（例えばＭｏ7 Ｃ3 ） 比重 7.8g/cm3 （３）タンタル硼化物 （例えばＴａＢ2 ） 比重12.6g/cm3 上記（１）〜（３）の高剛性鋼のヤング率は、いずれ
も、２６０ＧＰａとする。尚、クランクシャフト本体の
比重は 7.8g/cm3 、ヤング率は２１０ＧＰａである。
も、２６０ＧＰａとする。尚、クランクシャフト本体の
比重は 7.8g/cm3 、ヤング率は２１０ＧＰａである。
【００２３】上記のような３種類のパイプ状部材を用意
した上で、回転バランスのテストを行い、バランス的に
重量が大きいとされたクランクピンの部分には、上記
（１）の比重 5.0g/cm3 のバナジウム硼化物（例えばＶ
Ｂ2 ）添加の高剛性鋼からなるパイプ状部材を圧入す
る。バランス的に重量が小さいとされたクランクピンの
部分には、上記（３）の比重12.6g/cm3 のタンタル硼化
物（例えばＴａＢ2 ）添加の高剛性鋼からなるパイプ状
部材を圧入する。バランス的に重量の過不足のないクラ
ンクピンの部分には、上記（２）の比重 7.8g/cm3 のモ
リブデン炭化物（例えばＭｏ7 Ｃ3 ）添加の高剛性鋼か
らなるパイプ状部材を圧入する。
した上で、回転バランスのテストを行い、バランス的に
重量が大きいとされたクランクピンの部分には、上記
（１）の比重 5.0g/cm3 のバナジウム硼化物（例えばＶ
Ｂ2 ）添加の高剛性鋼からなるパイプ状部材を圧入す
る。バランス的に重量が小さいとされたクランクピンの
部分には、上記（３）の比重12.6g/cm3 のタンタル硼化
物（例えばＴａＢ2 ）添加の高剛性鋼からなるパイプ状
部材を圧入する。バランス的に重量の過不足のないクラ
ンクピンの部分には、上記（２）の比重 7.8g/cm3 のモ
リブデン炭化物（例えばＭｏ7 Ｃ3 ）添加の高剛性鋼か
らなるパイプ状部材を圧入する。
【００２４】このようにして、バランス調整を行うこと
で、後加工で、カウンターウェイト４に設けるバランス
修正孔７の加工量を極めて小さいものとすることができ
る。よって、修正量減少分、駄肉を減らして、軽量なカ
ウンターウェイト３を設定することで、クランクシャフ
トの最終重量を軽減し、軽量化を図ることができる。
で、後加工で、カウンターウェイト４に設けるバランス
修正孔７の加工量を極めて小さいものとすることができ
る。よって、修正量減少分、駄肉を減らして、軽量なカ
ウンターウェイト３を設定することで、クランクシャフ
トの最終重量を軽減し、軽量化を図ることができる。
【００２５】また、このようにして、バランス調整を行
っても、選択的に圧入する複数のパイプ状部材６の剛性
（ヤング率）は同一であるので、剛性が変化することは
ない。
っても、選択的に圧入する複数のパイプ状部材６の剛性
（ヤング率）は同一であるので、剛性が変化することは
ない。
【００２６】図２は本発明の他の実施形態を示すクラン
クシャフトの側面図である。本実施形態では、クランク
シャフト最前端側又は最後端側のクランクピン２（図中
左側のクランクピン２）に圧入するパイプ状部材６Ａ
は、他のクランクピン２（図中右側のクランクピン２）
に圧入するパイプ状部材６Ｂより長くして、ウェブ３か
らクランクピン２に跨がって存在するようにしてある。
クシャフトの側面図である。本実施形態では、クランク
シャフト最前端側又は最後端側のクランクピン２（図中
左側のクランクピン２）に圧入するパイプ状部材６Ａ
は、他のクランクピン２（図中右側のクランクピン２）
に圧入するパイプ状部材６Ｂより長くして、ウェブ３か
らクランクピン２に跨がって存在するようにしてある。
【００２７】これにより、クランクプーリやフライホイ
ールの面振れの影響を受ける部分の剛性をより向上で
き、更なる音振改善を図ることができる一方、他の部分
の高剛性材料の使用量を少なくして、コスト上昇を抑え
ることができる。
ールの面振れの影響を受ける部分の剛性をより向上で
き、更なる音振改善を図ることができる一方、他の部分
の高剛性材料の使用量を少なくして、コスト上昇を抑え
ることができる。
【図１】 本発明の一実施形態を示すクランクシャフト
の側面図
の側面図
【図２】 本発明の他の実施形態を示すクランクシャフ
トの側面図
トの側面図
１ クランクジャーナル ２ クランクピン ３ ウェブ ４ カウンターウェイト ５ 中空孔 ６，６Ａ，６Ｂ パイプ状部材（高剛性鋼） ７ バランス修正孔
Claims (4)
- 【請求項１】内燃機関のクランクシャフトにおいて、ク
ランクシャフト本体の一部に中空孔を形成し、この中空
孔に、クランクシャフト本体よりも剛性が高い材料から
構成されるパイプ状部材を圧入したことを特徴とする内
燃機関のクランクシャフト。 - 【請求項２】前記中空孔をクランクジャーナルとクラン
クピンとをつなぐウェブからクランクピンの中心部に向
けて形成し、前記パイプ状部材をクランクピンの中心部
に圧入したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の
クランクシャフト。 - 【請求項３】クランクシャフト最前端側及び最後端側の
少なくとも一方のクランクピンに圧入するパイプ状部材
を、他のクランクピンに圧入するパイプ状部材より長く
して、ウェブからクランクピンに跨がって存在するよう
にしたことを特徴とする請求項２記載の内燃機関のクラ
ンクシャフト。 - 【請求項４】内燃機関のクランクシャフトのバランス調
整に際し、クランクシャフト本体の一部に複数の中空孔
を形成し、各中空孔に、クランクシャフト本体よりも剛
性が高く、互いには剛性が等しく、かつ互いに比重が異
なる複数の材料からそれぞれ構成されるパイプ状部材
を、選択的に圧入することを特徴とする内燃機関のクラ
ンクシャフトのバランス調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11132313A JP2000320530A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 内燃機関のクランクシャフト及びそのバランス調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11132313A JP2000320530A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 内燃機関のクランクシャフト及びそのバランス調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000320530A true JP2000320530A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=15078406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11132313A Pending JP2000320530A (ja) | 1999-05-13 | 1999-05-13 | 内燃機関のクランクシャフト及びそのバランス調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000320530A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104314966A (zh) * | 2014-09-18 | 2015-01-28 | 浙江太阳股份有限公司 | 一种减重孔曲轴及减重孔的加工方法 |
| CN111656028A (zh) * | 2018-01-30 | 2020-09-11 | 日本制铁株式会社 | 曲轴 |
-
1999
- 1999-05-13 JP JP11132313A patent/JP2000320530A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104314966A (zh) * | 2014-09-18 | 2015-01-28 | 浙江太阳股份有限公司 | 一种减重孔曲轴及减重孔的加工方法 |
| CN111656028A (zh) * | 2018-01-30 | 2020-09-11 | 日本制铁株式会社 | 曲轴 |
| CN111656028B (zh) * | 2018-01-30 | 2022-04-26 | 日本制铁株式会社 | 曲轴 |
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