JP2011163499A - Assembling crankshaft for automotive engine and assembling method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an assembling crankshaft for automotive engine, configured so that processing for supplying lubricating oil to a bearing to be assembled to a journal and a pin can be extremely simplified, and the assembling and combining thereof by shrink fitting can be easily performed with high reliability. <P>SOLUTION: The journal 2 and the pin 3 respectively having connecting shafts 2b, 3b extended to shaft ends thereof, and an arm 10 having fitting shaft holes 15, 16 to which the connecting shafts 2b, 3b are fitted and a balance weight 11 formed as an integrated unit thereto are manufactured respectively as single bodies, and combined and assembled together by shrink fitting. Each of the journal 2 and the pin 3 has a hollowed shaft shape opened at both ends, and includes a vertical hole 2c, 3c allowing a hollow portion 2e, 3e to communicate with the outer periphery and an oil basin 2d, 3d formed on the outer periphery so as to communicate therewith. The connecting shafts 2b, 3b are tapered at 0.5-10°, and the connecting shaft 2b of the journal 2 has a pyramidal shape. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車エンジン用の組立式クランクシャフトに係り、特に軽量で潤滑のための油路の加工が簡単であるとともに組立が簡便かつ確実なクランクシャフトに関するものである。   The present invention relates to an assembly-type crankshaft for an automobile engine, and more particularly to a crankshaft that is lightweight and easy to process an oil passage for lubrication and is easy and reliable to assemble.

自動車エンジン用のクランクシャフトは、シリンダブロックの軸受に支持されるジャーナルと、ピストンのコネクティングロッドに接続されるピンと、ジャーナルとピンとを連結するアームとから構成され、アームにはバランスウエイトが一体に設けられている。
クランクシャフトは、通常、ジャーナル、ピン、及びアームが一体化された鍛造型によって作られているが、製作費が嵩み重量も増加し高価なものとなっている。
A crankshaft for an automobile engine is composed of a journal supported by a bearing of a cylinder block, a pin connected to a connecting rod of a piston, and an arm connecting the journal and the pin, and a balance weight is integrally provided on the arm. It has been.
The crankshaft is usually made of a forging die in which a journal, a pin, and an arm are integrated. However, the manufacturing cost is increased and the weight is increased, which makes the crankshaft expensive.

そこで、出願人は、先に、ジャーナル、ピン、及びアームをそれぞれ別個に製作して、ジャーナルとピンをアームに焼きばめで合体するようにした軽量で安価に製造できるクランクシャフトを開発している(特許文献1)。
このクランクシャフトは、ジャーナル及びピンの軸端にテーパー状の連結軸をそれぞれ延設し、アームには、連結軸が嵌合する円錐面に形成された嵌込用軸孔を設けている。
Therefore, the applicant has previously developed a lightweight and inexpensive crankshaft in which the journal, pin, and arm are separately manufactured, and the journal and pin are joined to the arm by shrink fitting. (Patent Document 1).
In this crankshaft, tapered connecting shafts are respectively extended at the shaft ends of the journal and the pin, and the shaft is provided with a fitting shaft hole formed in a conical surface into which the connecting shaft is fitted.

ところで、ジャーナルおよびピンには軸受(すべり軸受)が設けられており、これに潤滑油を供給するため、潤滑油をオイルポンプでジャーナルに圧送してジャーナル部の軸受の潤滑を行うとともに一部をピンの外周部へ送り込んでいる。
この油路は、一般的には、ジャーナルからピンへドリルで斜めに穿設されている(例えば、特許文献2参照)。
By the way, the journal and the pin are provided with bearings (slide bearings), and in order to supply lubricating oil to the journals and pins, the lubricating oil is pumped to the journal by an oil pump to lubricate the journal bearings and part of them. It is fed to the outer periphery of the pin.
This oil passage is generally drilled obliquely from a journal to a pin with a drill (for example, see Patent Document 2).

実用新案登録第3129273号公報Utility Model Registration No. 3129273 特開2006−200681号公報JP 2006-200681 A

特許文献1のクランクシャフトは、ジャーナル及びピンを中空軸状とするとともにアームを型鍛造で精度よく作ることにより、高品質で量産化できるのみならず、大幅に軽量化されたものとなった。しかしながら、軸受への潤滑のための油路の形成については、ジャーナル及びピンが中空軸状であるので、組立後、ピンの外周へ斜めに穿設してチューブを挿嵌する構成を採るなど、加工が複雑になるという難点があり、また、この油路は焼きばめ部を穿孔するので、焼きばめによる固着を損なう場合がないか懸念される。
さらに、ジャーナルおよびピンは焼きばめによって、アームに合体するが、テーパー状であるので軸方向および回転方向が正確な位置となるようにするには、熟練を要するといった問題がある。
The crankshaft disclosed in Patent Document 1 has not only been mass-produced with high quality but also significantly reduced weight by making the journal and the pin into a hollow shaft shape and accurately making the arm by die forging. However, for the formation of the oil passage for lubrication to the bearing, since the journal and the pin are hollow shaft-shaped, after assembly, a configuration is adopted in which the tube is inserted by obliquely drilling the outer periphery of the pin, etc. There is a problem that the processing becomes complicated, and since this oil passage perforates the shrink-fitting portion, there is a concern that there is a possibility that the fixing due to the shrink-fitting may be impaired.
Further, the journal and the pin are joined to the arm by shrink fitting, but since they are tapered, there is a problem that skill is required to make the axial direction and the rotational direction be in the correct positions.

そこで、本発明は、ジャーナルおよびピンに組み付けられる軸受への潤滑油の供給のための加工が極めて簡素で、また、焼きばめによる組立合体が簡便で信頼性の高いものとした自動車エンジン用組立式クランクシャフトおよびその組立方法を提供することを目的としている。   Accordingly, the present invention provides an assembly for an automobile engine in which processing for supplying lubricating oil to a bearing assembled to a journal and a pin is extremely simple, and assembly by shrink fitting is simple and reliable. It is an object of the present invention to provide a crankshaft and an assembling method thereof.

本発明の自動車エンジン用の組立式クランクシャフトは、上記の目的を達成するため、次の手段を採った。すなわち、軸端に連結軸が延設されたジャーナルおよびピンと、該連結軸と嵌合する嵌込用軸孔が形成されるとともにバランスウエイトが一体に形成されたアームとをそれぞれ単体で製作して、該連結軸を該嵌込用軸孔へ焼きばめで合体することにより組立てられる自動車エンジン用の組立式クランクシャフトにおいて、該ジャーナルおよびピンは、両端が開放された中空軸状であって、中空部から外周へ連通する縦孔が穿設されるとともに外周に該縦孔と連通した油溜まりが形成され、該連結軸は0.5〜10度のテーパを有し、ジャーナルの連結軸は角錐であることを特徴としている。   The assembly type crankshaft for an automobile engine of the present invention employs the following means in order to achieve the above object. That is, a journal and a pin with a connecting shaft extending at the shaft end, and an arm with a fitting shaft hole that fits with the connecting shaft and an integrally formed balance weight are manufactured individually. In the assembly type crankshaft for an automobile engine assembled by combining the connecting shaft with the fitting shaft hole by shrink fitting, the journal and the pin are hollow shafts having both ends open and hollow. A vertical hole communicating from the portion to the outer periphery is formed and an oil sump communicating with the vertical hole is formed on the outer periphery. The connecting shaft has a taper of 0.5 to 10 degrees, and the connecting shaft of the journal is a pyramid. It is characterized by being.

本発明は、ジャーナル、ピン、およびアームを個別に製作し、これらを焼きばめで固着して作られる自動車エンジン用の組立式クランクシャフトの改良に係り、特にジャーナルおよびピンに取付けられるすべり軸受の潤滑油の供給路を簡素なものとするとともに、組立(焼きばめ)を信頼性が高く簡便に行えるようにしたものである。   The present invention relates to an improvement of a built-in crankshaft for an automobile engine that is manufactured by separately manufacturing journals, pins, and arms, and fixing them by shrink fitting, and in particular, lubrication of slide bearings attached to the journals and pins. The oil supply path is simplified, and assembly (shrink fitting) is performed with high reliability and simplicity.

すべり軸受への潤滑油の供給のための油路の加工は、ジャーナルおよびピンの中心部を穿設して両端も開放された中空状とし、中空部から外周へ連通する縦孔を穿設するとともに、外周に縦孔と連通した油溜まりを切削するだけである。なお、この加工は当然ながら焼きばめを行う前に行う。   Processing of the oil passage for supplying lubricating oil to the slide bearing is performed by drilling the central part of the journal and the pin so that both ends are open and forming a vertical hole communicating from the hollow part to the outer periphery. At the same time, the oil sump communicating with the vertical hole is only cut on the outer periphery. Of course, this processing is performed before shrink fitting.

ジャーナルおよびピンは、丸棒から切削加工するとよい。中心部は貫通してパイプ状とし両端は開放されたままとする。なお、適当な寸法のものが入手可能なら鋼管を使用すればよい。
連結軸は、外側へ漸次小さくなるテーパの円錐または角錐に形成するが、ジャーナルの連結軸は角錐としている。もちろん、ピンの連結軸も角錐にしてもよい。なお、角錐はここでは、幾何学的に正確なものをいうのではなく、例えば、円錐面の一部を平坦に削ったものでも含まれる。
The journal and pin may be cut from a round bar. The central part is penetrated and pipe-shaped and both ends are left open. A steel pipe may be used if an appropriate size is available.
The connecting shaft is formed into a tapered cone or pyramid that gradually decreases outward, and the connecting shaft of the journal is a pyramid. Of course, the connecting shaft of the pin may be a pyramid. Here, the pyramid does not mean a geometrically accurate one, but includes, for example, a shape obtained by cutting a part of a conical surface flat.

ジャーナルの連結軸を角錐にしたのは、組立を簡便確実にするためである。
すなわち、ピンは、クランクシャフトの中心軸に対して垂直な平面内に所定角度回転させて配置されるが、エンジンの形式や気筒数によってその角度は、種々である。ジャーナルの連結軸を角錐にしてアームの嵌込用軸孔を所定の角度回動させて形成することにより連結軸が嵌合することで簡便確実に位置合わせができる。
The reason why the connecting shaft of the journal is a pyramid is to make assembly easy and reliable.
That is, the pin is arranged by being rotated by a predetermined angle in a plane perpendicular to the central axis of the crankshaft, but the angle varies depending on the type of engine and the number of cylinders. By forming the connecting shaft of the journal into a pyramid and rotating the shaft hole for fitting the arm by a predetermined angle, the connecting shaft is fitted, so that the positioning can be performed easily and reliably.

連結軸のテーパ角度は0.5〜10度である。0.5度以下では、嵌込用軸孔と隙間が生じる懸念があり、また、10度以上では、高速回転に伴う振動などによってズレの発生が懸念される。   The taper angle of the connecting shaft is 0.5 to 10 degrees. If it is 0.5 degrees or less, there is a concern that a gap may be formed between the fitting shaft hole, and if it is 10 degrees or more, there is a concern that a deviation may occur due to vibration accompanying high-speed rotation.

潤滑のための縦孔は、複数個設けてもよい。また、ジャーナルおよびピンの外周面に形成する油溜まりは、軸受面の全体に潤滑油を行き渡らせるためのもので、例えば、縦孔部周辺に窪みを設けるなど適宜なものとすることができる。
望ましくは、請求項2に記載のように、ジャーナルおよびピンの縦孔を軸方向の中央部に穿設して、ジャーナルおよびピンの外周に該縦孔に連通させた螺旋状の溝を形成するとよい。
なお、本クランクシャフトのジャーナルおよびピンの軸受への潤滑油の供給は、オイルパンからフィルタを通した潤滑油をオイルポンプで各ジャーナルおよびピンの中空部へ噴射することによっている。ピンはジャーナルを中心として回動するので、軌道の適宜な位置に配置して、タイミングを合わせて潤滑油を噴射させる。
A plurality of vertical holes for lubrication may be provided. Further, the oil reservoir formed on the outer peripheral surfaces of the journal and the pin is for spreading the lubricating oil over the entire bearing surface, and may be appropriate, for example, by providing a recess around the vertical hole portion.
Desirably, as described in claim 2, a longitudinal hole of the journal and the pin is drilled in a central portion in the axial direction, and a spiral groove communicated with the longitudinal hole is formed on the outer periphery of the journal and the pin. Good.
Lubricating oil is supplied to the journals and pin bearings of the crankshaft by injecting lubricating oil from the oil pan through a filter into the hollow portions of the journals and pins. Since the pin rotates around the journal, it is arranged at an appropriate position on the track, and the lubricating oil is jetted in time.

アームは、バランスウエイトを一体に形成しており、材質は鉄またはアルミ合金とし、熱間鍛造後、直ちに圧印加工を施したうえ、トリミング加工を行って製作するとよい。これによれば、寸法精度の高いものができるので、工作機械による切削加工を極力少なくできる。なお、ジャーナルおよびピンが焼きばめされる円錐または角錐の嵌込用軸孔は精度良く加工する。   The arm is integrally formed with a balance weight, and is preferably made of iron or aluminum alloy, and is subjected to imprinting immediately after hot forging and trimming. According to this, since a thing with high dimensional accuracy is made, cutting by a machine tool can be reduced as much as possible. A conical or pyramid fitting shaft hole in which the journal and pin are shrink-fitted is processed with high accuracy.

請求項3に記載の発明は、ジャーナルおよびピンのアームへの組立をより簡便にできるようにしたもので、次のように構成した。すなわち、組立(焼きばめ)は、アームが鉄の場合は200〜600度C、アルミ合金の場合は100〜400度Cに加熱して、テーパの角度を同じくした板状のゲージを該加熱された嵌込用軸孔へ嵌め込んで径が所定の大きさであることを確認した後、常温のジャーナルおよびピンの連結軸を該嵌込用軸孔へ挿嵌して該アームを冷却して合体することを特徴としている。   According to the third aspect of the present invention, the assembly of the journal and the pin to the arm can be made simpler, and it is configured as follows. That is, in assembling (shrink fitting), when the arm is made of iron, it is heated to 200 to 600 degrees C. When the arm is made of aluminum alloy, it is heated to 100 to 400 degrees C, and a plate-like gauge having the same taper angle is heated. After fitting into the inserted shaft hole and confirming that the diameter is a predetermined size, a connecting shaft of a normal temperature journal and pin is inserted into the shaft shaft for insertion to cool the arm. It is characterized by combining.

アームが鉄の場合、200度C以下ではジャーナルおよびピンの外形寸法より大きくできない。また、600度C以上では、組織が変化してしまう。一方、アルミ合金の場合は100度C以下では、必要な大きさにできない。また、400度C以上では、組織が変化するので、望ましくない。   When the arm is made of iron, it cannot be larger than the outer dimensions of the journal and pin at 200 ° C. or less. In addition, at 600 degrees C or higher, the organization changes. On the other hand, in the case of an aluminum alloy, the required size cannot be obtained at 100 ° C. or less. Further, at 400 ° C. or higher, the structure changes, which is not desirable.

本発明による自動車エンジン用の組立式クランクシャフトは、ジャーナルおよびピンを、両端が開放された中空軸状として、中空部から外周へ連通する縦孔を穿設するとともに外周に該縦孔と連通した油溜まりが形成したので、組立前の単品の段階で潤滑油の油路が極めて簡単に形成でき、従来のように、組立てられたクランクシャフトに斜めの油路を穿設するという面倒な加工がなくなる。しかも、焼きばめ部には機械加工を施さないので、焼きばめの信頼性が損なわれることはない。さらに、ジャーナルおよびピンの中空部は両端が開放されているので、軽量化に寄与するのみならず潤滑油が滞留して劣化したり異物を収集するといったことも防止される。
加えて、連結軸は0.5〜10度のテーパを有し、ジャーナルの連結軸を角錐としているので、アームを所定の角度に精度よく簡便に組み付けることができる。しかも、組立てたものは回転方向に対して滑りが皆無である。
The assembly-type crankshaft for an automobile engine according to the present invention has a journal and a pin in the form of a hollow shaft open at both ends, and a vertical hole communicating from the hollow portion to the outer periphery is formed and the outer periphery communicates with the vertical hole. Since the oil reservoir is formed, the oil passage for the lubricating oil can be formed very easily at the stage of the single product before assembly, and the troublesome processing of drilling the oblique oil passage in the assembled crankshaft as in the past is required. Disappear. In addition, since the shrink-fitting portion is not machined, the reliability of the shrink-fitting is not impaired. Further, since both ends of the hollow portion of the journal and the pin are open, not only does it contribute to weight reduction, but it is also possible to prevent the lubricating oil from staying and deteriorating and collecting foreign matter.
In addition, since the connecting shaft has a taper of 0.5 to 10 degrees and the connecting shaft of the journal is a pyramid, the arm can be assembled at a predetermined angle with high accuracy and simply. Moreover, the assembled product has no slip in the rotational direction.

また、請求項2に記載の発明は、ジャーナルおよびピンの外周の油溜まりを、縦孔を軸方向の中央部に穿設するとともにジャーナルおよびピンの外周に該縦孔に連通する螺旋状の溝を形成したので、簡単な加工で軸受面全体へ潤滑油を確実に供給することができる。   The invention according to claim 2 is characterized in that an oil sump on the outer periphery of the journal and the pin is formed in a spiral groove having a vertical hole formed in the central portion in the axial direction and communicating with the vertical hole on the outer periphery of the journal and the pin. Therefore, the lubricating oil can be reliably supplied to the entire bearing surface with a simple process.

請求項3に記載の発明は、アームが鉄の場合は200〜600度C、アルミ合金の場合は100〜400度Cに加熱して、テーパの角度を同じくした板状のゲージを該加熱された嵌込用軸孔へ嵌め込んで径が所定の大きさであることを確認した後、常温のジャーナルおよびピンの連結軸を該嵌込用軸孔へ挿嵌して該アームを冷却して合体してクランクシャフトを組立てるようにしたので、簡便に組立作業ができ、熟練者でなくても失敗することがなくなる。   According to a third aspect of the present invention, when the arm is made of iron, it is heated to 200 to 600 degrees C. When the arm is made of aluminum alloy, it is heated to 100 to 400 degrees C, and a plate-like gauge having the same taper angle is heated. After fitting into the fitting shaft hole and confirming that the diameter is a predetermined size, the connecting shaft of the normal temperature journal and pin is inserted into the fitting shaft hole, and the arm is cooled. Since the crankshaft is assembled by merging, the assembly work can be easily performed, and even if it is not an expert, it will not fail.

本発明の自動車エンジン用のクランクシャフトの実施の形態を示すもので、4気筒エンジン用の模型斜視図である。1 is a perspective view of a model for a four-cylinder engine, showing an embodiment of a crankshaft for an automobile engine of the present invention. 同、図1の部分(アーム10C,10D)の詳細を示す拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view showing details of the part (arms 10C, 10D) of FIG. 同、ジャーナル2K、2L、2Mを示す平面図、正面図、側面図である。FIG. 3 is a plan view, a front view, and a side view showing the journals 2K, 2L, and 2M. 同、ピン3J、3K、3L、3Mを示す正面図および側面図である。It is the front view and side view which show pins 3J, 3K, 3L, and 3M. 同、アーム10Dの側面図である。It is a side view of the arm 10D. 同、図2のA−A視図である。FIG. 3 is an AA view of FIG. 2. 同、アームの嵌込用軸孔の加熱時の寸法が適正なものであるか確認するための板状ゲージを示す正面図である。It is a front view which shows the plate-shaped gauge for confirming whether the dimension at the time of the heating of the shaft hole for arm fitting is appropriate.

以下に、本発明のクランクシャフトの実施の形態を図1〜図7に基づいて説明する。 図1は、本発明による4気筒エンジン用のクランクシャフトの模式的な構成を示した斜視図であり、図2はその一部であるアーム10C,10D付近の拡大図である。
図3〜図6は、構成部材の詳細を示すもので、図3および図4はジャーナルおよびピンの正面図および側面図、図5および図6は、アームの側面図および正面図である。
Hereinafter, embodiments of the crankshaft of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a crankshaft for a four-cylinder engine according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the arms 10C and 10D which are a part thereof.
3 to 6 show details of the constituent members. FIGS. 3 and 4 are a front view and a side view of the journal and the pin, and FIGS. 5 and 6 are a side view and a front view of the arm.

このクランクシャフト1は、図1に示すように、シリンダブロック(図示してない)に軸受を介して回転自在に支持される5個のジャーナル2J〜2Nと、軸受を介してコンロッド5を連結する4個のピン3J〜3Mとが、8個のアーム10A〜10Hに一体的に連結されている。
この連結は、図2に示すように、ジャーナル2K,2Lと、ピン3Kを、バランスウエイト11を一体にしたアーム10C,10Dを介して夫々の軸線を段違い状に配置して組み立てられている。なお、組み立てに際しては、リング状の軸受をジャーナル2J〜2Nおよびピン3J〜3Mに予め外嵌している。
As shown in FIG. 1, the crankshaft 1 connects five journals 2J to 2N, which are rotatably supported by a cylinder block (not shown) via bearings, and a connecting rod 5 via the bearings. Four pins 3J to 3M are integrally connected to the eight arms 10A to 10H.
As shown in FIG. 2, this connection is assembled by arranging journals 2 </ b> K and 2 </ b> L and a pin 3 </ b> K with arms 10 </ b> C and 10 </ b> D integrated with a balance weight 11 in a stepwise manner. In assembly, ring-shaped bearings are preliminarily fitted onto the journals 2J to 2N and pins 3J to 3M.

次に、各構成部品について説明する。
ジャーナル2K,2L,2Mは、図3に示すように、中空部2eを有する中空軸状であり、その両端は開放されている。そして、ジャーナル部2aの両端には外側へ漸次傾斜する角錐状の連結軸2bがそれぞれ一体に形成されている。また、ジャーナル部2aの軸方向の中央部には中空部2eと連通し軸面まで貫通する縦孔2cが穿設されており、ジャーナル部2aの外周には油溜まりとして、縦孔2cに連通する螺旋状の溝2dが形成されている。この溝2dは、図3において上側の溝2dと下側の溝2dは反対向きの螺旋状に形成され、すべり軸受の全面に潤滑油が行き渡るように機能する。
Next, each component will be described.
As shown in FIG. 3, the journals 2K, 2L, and 2M have a hollow shaft shape having a hollow portion 2e, and both ends thereof are open. Further, pyramid-shaped connecting shafts 2b that are gradually inclined outward are integrally formed at both ends of the journal portion 2a. Further, a vertical hole 2c is formed in the central portion of the journal portion 2a in the axial direction so as to communicate with the hollow portion 2e and penetrate to the shaft surface, and communicates with the vertical hole 2c as an oil reservoir on the outer periphery of the journal portion 2a. A spiral groove 2d is formed. In this groove 2d, the upper groove 2d and the lower groove 2d in FIG. 3 are formed in a spiral shape opposite to each other, and function so that the lubricating oil spreads over the entire surface of the slide bearing.

ピン3Lは、図4に示すように、中空軸状で両端が開放されており、ピン部3aの両端に外側へ漸次傾斜する円錐面の連結軸3bを有している。また、ピン部3aの軸方向の中央部には中空部3eと連通し軸面まで貫通する縦孔3cが穿設されており、ピン部3aの外周には油溜まりとして、縦孔3cに連通する螺旋状の溝3dが形成されている。
この溝3dは、前記図3のジャーナル2aに形成した溝2dと同様のものである。
なお、ここでは、ジャーナル2K〜2Mおよびピン3J〜3Mに形成される縦孔2c、3cは、径が3〜5mmで、溝2d、3dは、幅3mm、深さ1.5mmとしている。
As shown in FIG. 4, the pin 3 </ b> L is hollow and open at both ends, and has conical connecting shafts 3 b that gradually incline outward at both ends of the pin portion 3 a. Further, a vertical hole 3c is formed in the axial center portion of the pin portion 3a so as to communicate with the hollow portion 3e and penetrate to the shaft surface, and communicates with the vertical hole 3c as an oil reservoir on the outer periphery of the pin portion 3a. A spiral groove 3d is formed.
This groove 3d is the same as the groove 2d formed in the journal 2a of FIG.
Here, the vertical holes 2c and 3c formed in the journals 2K to 2M and the pins 3J to 3M have a diameter of 3 to 5 mm, and the grooves 2d and 3d have a width of 3 mm and a depth of 1.5 mm.

アーム10Dは、図5、6に示すように、バランスウエイト11が、一体に形成され、ジャーナル2Lの連結軸2bが嵌合する角錐状の嵌込用軸孔15と、ピン3Kの連結軸3bが嵌合する円錐状の嵌込用軸孔16が設けられている。
全体の大きさは、ここでは、ジャーナル2Lの軸心を中心としたR(約150mm)の円に収まる大きさであり、厚さは約16mmとしている。
そして、ジャーナル2Lが固着される角錐状の嵌込用軸孔15の中心(ジャーナル2Lの軸心)に対してピン3Kの連結軸3bを真下に位置させたとき、上部にバランスウエイト11が位置し、ほぼ、日本髪を結った女性の顔のごとき形状にしている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the arm 10D has a balance weight 11 formed integrally, a pyramid-shaped fitting shaft hole 15 into which the connecting shaft 2b of the journal 2L is fitted, and a connecting shaft 3b of the pin 3K. A conical insertion shaft hole 16 is provided in which the is fitted.
Here, the overall size is a size that fits in a circle of R (about 150 mm) centered on the axis of the journal 2L, and the thickness is about 16 mm.
When the connecting shaft 3b of the pin 3K is positioned directly below the center of the pyramid-shaped fitting shaft hole 15 to which the journal 2L is fixed (axial center of the journal 2L), the balance weight 11 is positioned at the top. The shape is almost like the face of a woman with Japanese hair.

バランスウエイト11は、略150度の扇状に形成され、扇状の基端はジャーナル2Lの水平方向の中心線上にある。そして、扇状の外縁部は、断面が略16mm角に形成され、その内側(ジャーナル2L寄り)は、表裏とも凹んだ5mmの薄肉に形成され、凹部12を形成している。   The balance weight 11 is formed in a fan shape of approximately 150 degrees, and the fan-like base end is on the horizontal center line of the journal 2L. The fan-shaped outer edge portion is formed to have a cross section of approximately 16 mm square, and the inner side (near the journal 2 </ b> L) is formed as a 5 mm thin wall that is recessed on both the front and back sides to form a recess 12.

アーム10Dの下部は、ピン3Kの中心から半径約30mmの円弧と前記扇状のバランスウエイト11の基端へ曲線で結んだ形状としており、下端部はバランスウエイト11の外縁部の円弧の約150mmの円に内接している。
そして、ジャーナル2Lとピン3Kが固設される面は3.5mmほど厚みを持ったボス部13、14が形成されている。
The lower part of the arm 10D has a shape in which a circular arc having a radius of about 30 mm and a base end of the fan-shaped balance weight 11 are connected with a curve from the center of the pin 3K, and the lower end portion is about 150 mm of the circular arc of the outer edge portion of the balance weight 11. Inscribed in a circle.
Boss portions 13 and 14 having a thickness of about 3.5 mm are formed on the surface on which the journal 2L and the pin 3K are fixed.

アーム10Dは、熱間鍛造後、直ちに密閉型に納めてプレスする圧印加工を施したうえ、トリミング加工を行って作っている。これによれば、型の形成面の凹凸形状を、能率的に正確に転写できるので、寸法精度の高いものができる。その後、嵌込用軸孔15,16を機械加工する。   The arm 10D is made by performing a coining process in which the arm 10D is immediately placed in a closed mold and pressed after hot forging and then trimmed. According to this, the concavo-convex shape of the mold forming surface can be efficiently and accurately transferred, so that a high dimensional accuracy can be achieved. Thereafter, the fitting shaft holes 15 and 16 are machined.

クランクシャフトの組付は、ジャーナル2Lおよびピン3Kは、リング状の軸受(図示略)を、その軸端から外挿させてから、それぞれ、アーム10Dの嵌込用軸孔15,16へ焼きばめで合体する。
焼きばめは、アーム10Dの表(ここではジャーナルが取付けられる側とする)と裏(コンロッドが取付けられる側とする)にジャーナル2Lおよびピン3Kの連結軸2b、3bを短時間に精度良く取付けることが必要である。
As for the assembly of the crankshaft, the journal 2L and the pin 3K are obtained by inserting a ring-shaped bearing (not shown) from the shaft end and then burning it into the fitting shaft holes 15 and 16 of the arm 10D, respectively. Merge together.
In shrink fitting, the journal 2L and the connecting shafts 2b and 3b of the pin 3K are accurately attached in a short time to the front (here, the side where the journal is attached) and the back (the side where the connecting rod is attached) of the arm 10D. It is necessary.

まず、アーム10Dを高周波で200〜600度Cに加熱して嵌込用軸孔15,16を所定の大きさに拡開させる。
次に、嵌込用軸孔15,16が所定の大きさ(連結軸2b、3bが所定の位置まで挿嵌できる寸法で予め設定する)であるかを確認する。
この作業は、図7に示すゲージ20を用いて簡便に行われる。
First, the arm 10D is heated to 200 to 600 degrees C at high frequency to expand the fitting shaft holes 15 and 16 to a predetermined size.
Next, it is confirmed whether the fitting shaft holes 15 and 16 have a predetermined size (preset with dimensions that allow the connecting shafts 2b and 3b to be inserted to a predetermined position).
This operation is easily performed using the gauge 20 shown in FIG.

このゲージ20は、嵌込用軸孔15用と嵌込用軸孔16用の2種類があり、それぞれ、嵌込用軸孔15,16のテーパと角度が同じのテーパ部23を前方に備えており、テーパの根元部には当接面21が形成されている。テーパ部23の根元部間の長さは、アームの嵌込用軸孔15,16が加熱されて拡開して所定の大きさになったときの基準値の大きさとしている。   There are two types of gauges 20 for the fitting shaft hole 15 and the fitting shaft hole 16, and each of the gauges 20 is provided with a tapered portion 23 at the same angle as the taper of the fitting shaft holes 15 and 16. The contact surface 21 is formed at the base of the taper. The length between the root portions of the taper portion 23 is set to a reference value when the arm fitting shaft holes 15 and 16 are heated to expand to a predetermined size.

作業は、ゲージ20の把手22を持って加熱されたアーム10Dの嵌込用軸孔15,16へ前方側を挿嵌して、嵌込用軸孔15,16の上端部が当接面21に当接するか否かをみる。当接すれば嵌込用軸孔15,16が基準値に達していることが確認される。
嵌込用軸孔15,16が基準値を超える大きさであることが確認されたら、ジャーナル2Lとピン3Kの連結軸2b、3bを嵌込用軸孔15,16へ挿嵌する。そして、アーム10Dを急冷する。
これにより、ジャーナル2Lとピン3Kを、ほぼ同時にアーム10Dに合体組立することができる。
The work is performed by inserting the front side into the fitting shaft holes 15 and 16 of the arm 10D heated with the handle 22 of the gauge 20 so that the upper ends of the fitting shaft holes 15 and 16 are in contact with the contact surface 21. To see if it touches. If contact is made, it is confirmed that the fitting shaft holes 15 and 16 have reached the reference value.
When it is confirmed that the fitting shaft holes 15 and 16 have a size exceeding the reference value, the connecting shafts 2b and 3b of the journal 2L and the pin 3K are inserted into the fitting shaft holes 15 and 16. Then, the arm 10D is rapidly cooled.
As a result, the journal 2L and the pin 3K can be assembled and assembled to the arm 10D almost simultaneously.

なお、上記の実施の形態の説明では、発明の内容がよく解るように、アームについて具体的な寸法を示して説明したが、本発明は、この寸法に限定されるものでないことはいうまでもない。   In the above description of the embodiment, the arm is shown with specific dimensions so that the contents of the invention can be understood well. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this dimension. Absent.

1 クランクシャフト
2a ジャーナル部
2b 連結軸
2c 縦孔
2d 溝
2e 中空部
2J,2K,2L,2M,2N ジャーナル
3a ピン部
3b 連結軸
3d 溝
3e 中空部
3J,3K,3L,3M ピン
5 コンロッド
10A,10B,10C,10D アーム
10E,10F,10G,10H アーム
11 バランスウエイト
12 凹部
13,14 ボス部
15 角錐孔
16 円錐孔
20 ゲージ
21 当接面
22 把手
23 テーパ部
1 crankshaft 2a journal portion 2b connecting shaft 2c vertical hole 2d groove 2e hollow portion 2J, 2K, 2L, 2M, 2N journal 3a pin portion 3b connecting shaft 3d groove 3e hollow portion 3J, 3K, 3L, 3M pin 5 connecting rod
10A, 10B, 10C, 10D Arm 10E, 10F, 10G, 10H Arm 11 Balance weight 12 Concave portion 13, 14 Boss portion 15 Pyramid hole 16 Conical hole 20 Gauge 21 Contact surface 22 Handle 23 Tapered portion

Claims (3)

軸端に連結軸が延設されたジャーナルおよびピンと、該連結軸と嵌合する嵌込用軸孔が形成されるとともにバランスウエイトが一体に形成されたアームとをそれぞれ単体で製作して、該連結軸を該嵌込用軸孔へ焼きばめで合体することにより組立てられる自動車エンジン用の組立式クランクシャフトにおいて、該ジャーナルおよびピンは、両端が開放された中空軸状であって、中空部から外周へ連通する縦孔が穿設されるとともに外周に該縦孔と連通した油溜まりが形成され、該連結軸は0.5〜10度のテーパを有し、ジャーナルの連結軸は角錐であることを特徴とする自動車エンジン用組立式クランクシャフト。   A journal and a pin having a connecting shaft extending at the shaft end, and an arm having a fitting shaft hole that fits with the connecting shaft and an integrally formed balance weight, are manufactured individually. In an assembling type crankshaft for an automobile engine assembled by combining the connecting shaft into the fitting shaft hole by shrink fitting, the journal and the pin have a hollow shaft shape whose both ends are open, and from the hollow portion A vertical hole communicating with the outer periphery is formed and an oil sump communicating with the vertical hole is formed on the outer periphery. The connecting shaft has a taper of 0.5 to 10 degrees, and the connecting shaft of the journal is a pyramid. An assembly type crankshaft for an automobile engine. 前記ジャーナルおよびピンの外周の油溜まりは、軸方向の中央部に穿設した前記縦孔に連通する螺旋状の溝を形成したことを特徴とする請求項1記載の自動車エンジン用の組立式クランクシャフト。   2. The assembly type crank for an automobile engine according to claim 1, wherein the oil sump on the outer periphery of the journal and the pin is formed with a spiral groove communicating with the vertical hole formed in a central portion in the axial direction. shaft. 前記組立は、アームが鉄の場合は200〜600度C、アルミ合金の場合は100〜400度Cに加熱して、テーパの角度を同じくした板状のゲージを該加熱された嵌込用軸孔へ嵌め込んで径が所定の大きさであることを確認した後、常温のジャーナルおよびピンの連結軸を該嵌込用軸孔へ挿嵌して該アームを冷却して合体することを特徴とする請求項1または請求項2記載の自動車エンジン用の組立式クランクシャフトの組立方法。   In the assembly, when the arm is made of iron, it is heated to 200 to 600 degrees C. When the arm is made of aluminum alloy, it is heated to 100 to 400 degrees C, and a plate-like gauge having the same taper angle is heated. After fitting into the hole and confirming that the diameter is a predetermined size, the connecting shaft of the normal temperature journal and pin is inserted into the fitting shaft hole, and the arm is cooled and united. The assembly method of the assembly-type crankshaft for motor vehicle engines of Claim 1 or Claim 2.
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