JP2517425Y2 - Casting crankshaft - Google Patents
Casting crankshaftInfo
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- JP2517425Y2 JP2517425Y2 JP1988016137U JP1613788U JP2517425Y2 JP 2517425 Y2 JP2517425 Y2 JP 2517425Y2 JP 1988016137 U JP1988016137 U JP 1988016137U JP 1613788 U JP1613788 U JP 1613788U JP 2517425 Y2 JP2517425 Y2 JP 2517425Y2
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- Prior art keywords
- casting hole
- web
- crank pin
- crank
- casting
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、小型高速エンジンに採用されて好適な鋳造
クランク軸に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a cast crankshaft suitable for use in a small high-speed engine.
（従来の技術） 従来、自動車等車両用のエンジンにおいて、ダクタイ
ル鋳鉄等を素材とした鋳造クランク軸が広く採用される
ようになった。この種の鋳造クランク軸では、重量を軽
減するため及び回転部分の質量を小さくして固有振動数
をできるだけ大きくするために、クランクピン部及びジ
ャーナル部に屡屡鋳抜穴が設けられている。(Prior Art) Conventionally, cast crankshafts made of ductile cast iron or the like have been widely used in engines for vehicles such as automobiles. In this type of cast crankshaft, in order to reduce the weight and reduce the mass of the rotating portion to increase the natural frequency as much as possible, the crank pin portion and the journal portion are often provided with cast-out holes.
（考案が解決しようとする課題） 先づ、鋳造クランク軸の典型的な構成の一例を、便宜
的に本考案の一実施例を示す第１図を援用して説明す
る。図中符号10はクランクピン、12はクランクジャーナ
ル、14はクランクアーム又はウエブ、16は一方のクラン
クアーム又はウエブ上に一体的に形成された釣合重錘で
ある。上記クランクピン10内に鋳抜穴18が設けられ、こ
の鋳抜穴18は隣接するウエブ14内の鋳抜穴20を経て外部
に開口している。また、上記クランクジャーナル12内に
鋳抜穴22が設けられ、この鋳抜穴22は隣接するウエブ14
内の鋳抜穴24を経て外部に開口している。（なお、上記
各鋳抜穴18,20,22及び24の形状及び関係位置は、本考案
の特徴をなすものであり、従ってここでは単に外部に開
口した鋳抜穴の存在を例示したに過ぎない。） 上記クランク軸において、クランクピン10、クランク
ジャーナル12及びウエブ14の各部分には、シリンダ内の
混合気の爆発及び燃焼ガス圧力に基づく力、ピストン及
びコネクティングロッド等往復質量に基づく慣性力等が
作用するが、特に、クランクジャーナル12とウエブ14と
の接合部、所謂フイレットＲ部のうちクランクピン10の
中心線に最寄りのＡ点、及びクランクピン10とウエブ14
との接合部即ちフイレットＲ部のうちクランクジャーナ
ル12の中心線に最寄りのＢ点を含む平面が所謂危険断面
を形成し、この危険断面において特にＡ点及びＢ点に大
きな応力が発生する。(Problems to be Solved by the Invention) First, an example of a typical structure of a cast crankshaft will be described with reference to FIG. 1 showing an embodiment of the present invention for the sake of convenience. In the figure, reference numeral 10 is a crank pin, 12 is a crank journal, 14 is a crank arm or web, and 16 is a counterweight integrally formed on one crank arm or web. A casting hole 18 is provided in the crank pin 10, and the casting hole 18 is opened to the outside via a casting hole 20 in the adjacent web 14. Further, a casting hole 22 is provided in the crank journal 12, and the casting hole 22 is adjacent to the web 14
It is opened to the outside through the inner cast hole 24. (Note that the shape and the relative position of each of the above-mentioned casting holes 18, 20, 22 and 24 are features of the present invention, and therefore, the existence of the casting holes opened to the outside is merely illustrated here. In the above crankshaft, each part of the crankpin 10, the crank journal 12 and the web 14 has a force based on the explosion of the air-fuel mixture in the cylinder and the combustion gas pressure, and an inertial force based on the reciprocating mass of the piston and the connecting rod. In particular, the junction between the crank journal 12 and the web 14, that is, the point A closest to the center line of the crank pin 10 in the so-called fillet R portion, and the crank pin 10 and the web 14.
A plane including the point B closest to the center line of the crank journal 12 in the joint portion of the ridge, ie, the fillet R portion, forms a so-called dangerous section, and particularly large stress is generated at the points A and B in this dangerous section.
本考案は、上記危険断面において特に大きな応力が発
生するＡ点及びＢ点の応力集中を緩和することによって
耐久性が優れた鋳造クランク軸を提供することを目的と
するものである。An object of the present invention is to provide a cast crankshaft having excellent durability by alleviating stress concentration at points A and B where particularly large stress is generated in the dangerous cross section.
（課題を解決するための手段） 本考案は上記目的を達成するために創案されたもの
で、コネクティングロッドに連結されるクランクピン部
に断面形状が略円形をなす鋳抜穴をクランクピンに対し
同心的に設けると共に、上記クランクピン部に隣接する
ウエブ部分に上記鋳抜穴に連通する鋳抜穴を設けたもの
において、上記ウエブ部分の鋳抜穴の断面形状が、クラ
ンクピン及びクランクジャーナルの中心線を含む平面に
沿う方向に短径を有し、かつ長径／短径の比が1.3以上
の楕円形に形成されたことを特徴とする鋳造クランク軸
を要旨とするものである。(Means for Solving the Problems) The present invention was devised in order to achieve the above-mentioned object, and a casting hole having a substantially circular cross-section is formed in the crankpin portion connected to the connecting rod with respect to the crankpin. In addition to being provided concentrically, in a web portion adjacent to the crank pin portion, which is provided with a casting hole communicating with the casting hole, the cross-sectional shape of the casting hole of the web portion is a crank pin and a crank journal. A gist of a cast crankshaft having a minor axis in a direction along a plane including a center line and having an elliptical shape with a major axis / minor axis ratio of 1.3 or more.
（作用） 本考案によれば、クランクピン部に断面形状が円形を
なす鋳抜穴が同心的に設けられると共に、上記クランク
ピン部に隣接するウエブ部分に、上記形状の楕円形断面
の鋳抜穴が設けられ、両方の鋳抜穴は互に連通される。
エンジンの運転中シリンダ内の爆発及び燃焼圧力に基づ
く力及びピストンやコネクティングロッド等の往復質量
の基づく慣性力がクランクピンに作用したとき、上記ク
ランクピン部及びウエブに夫々鋳抜穴が設けられている
ために、力が鋳抜穴外周のピン肉部及びウエブ肉部を経
由し広く分散されてクランクジャーナルに伝達され、更
にクランクケースに伝達される。この際、クランクピン
部の鋳抜穴を円形断面とすることによって、ピン部の剛
性を保持しながら作用力の分散を図ることができ、また
ウエブの鋳抜穴を楕円形断面としかつその短径をクラン
クピン中心線及びクランクジャーナル中心線を含む平面
内に配置すると共に、長径／短径の比を1.3以上とする
ことによって、作用力を前記Ａ点及びＢ点から遠いウエ
ブ肉部に分散させることができるので、結局Ａ点及びＢ
点の応力集中が効果的に緩和される。(Operation) According to the present invention, the crankpin portion is concentrically provided with a die-casting hole having a circular cross-sectional shape, and the web portion adjacent to the crankpin portion is die-cast with an elliptical cross-section. A hole is provided and both casting holes communicate with each other.
When the force due to the explosion and combustion pressure in the cylinder and the inertial force due to the reciprocating mass of the piston, connecting rod, etc. act on the crankpin during engine operation, the crankpin section and the web are respectively provided with cast holes. Therefore, the force is widely dispersed and transmitted to the crank journal through the pin meat portion and the web meat portion on the outer periphery of the casting hole, and further transmitted to the crank case. At this time, by making the casting hole of the crank pin part have a circular cross section, it is possible to disperse the working force while maintaining the rigidity of the pin part, and the casting hole of the web has an elliptical cross section and its short section. By arranging the diameter in the plane including the crankpin center line and the crank journal center line and setting the ratio of major axis / minor axis to 1.3 or more, the acting force is distributed to the web meat portion far from the points A and B. It can be done, so after all A point and B
Stress concentration at points is effectively relieved.
（実施例） 以下本考案の実施例を添付図面について具体的に説明
する。（なお、従来の鋳造クランク軸に関し既に説明し
た部材及び部分については、重複説明を省略する。）本
考案においては、クランクピン10内に形成された鋳抜穴
18が、円形断面を有しかつ同クランクピンと略同心的に
設けられている。また鋳抜穴18に連通するウエブ14内の
鋳抜穴20が、クランクピン10及びクランクジャーナル12
の中心線を含む平面Ｃ内に短径を有する楕円形に形成さ
れ、更に後述する理由から長径／短径の比が1.3以上に
なるように設けられていて、クランクジャーナル24の中
心線から遠ざかるように外向きに屈折し又はわん曲して
いる。なお、いうまでもなく上記鋳抜穴18と鋳抜穴20と
は、円形から楕円形になだらかに変化する曲面によって
接続されている。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. (It should be noted that duplicate description is omitted for the members and parts already described for the conventional cast crankshaft.) In the present invention, a casting hole formed in the crankpin 10.
18 has a circular cross section and is provided substantially concentrically with the crank pin. Further, the casting hole 20 in the web 14 communicating with the casting hole 18 is formed by the crank pin 10 and the crank journal 12.
Is formed in an elliptical shape having a minor axis in a plane C including the center line of the crank journal 24, and is provided such that the ratio of major axis / minor axis is 1.3 or more for the reason described later, and is away from the center line of the crank journal 24. So that it is outwardly bent or curved. Needless to say, the casting hole 18 and the casting hole 20 are connected by a curved surface that gently changes from a circular shape to an elliptical shape.
一方、クランクジャーナル12内に、クランクピン中心
線側に僅かに偏心して上記平面Ｃ内に短径を有する楕円
形断面の鋳抜穴22が設けられ、クランクジャーナルに隣
接するウエブ14内に上記鋳抜穴22に連通する鋳抜穴24が
設けられている。上記鋳抜穴24は、鋳抜穴22と同様に、
平面Ｃ内に短径を有する楕円形の断面を有し、更に後述
する理由から長径／短径の比が1.3以上になるように形
成されている。（なお、クランクジャーナル12内の鋳抜
穴22は、ジャーナルに対し同心的に設けてもよく、また
その断面形状は円形でもよい。） 上記構成によれば、クランクピン10及び隣接するウエ
ブ部分に鋳抜穴18及び20が設けられ、鋳抜穴20が平面Ｃ
内に短径を有する楕円形の断面に形成されているので、
ピストン及びコネクティングロッドを介してクランクピ
ン10にシリンダ内の爆発圧力に基づく大きな力や往復質
量に基づく大きな力が作用したとき、作用力が上記鋳抜
穴18外周のピン肉部に広く分散してウエブの鋳抜穴20の
長径外方におけるウエブ肉部に伝達されるので、短径即
ち平面Ｃ上にあるＡ点及びＢ点の応力集中が有効に緩和
される。更に上記実施例では、クランクジャーナル12及
び隣接するウエブ部分にも、鋳抜穴22及び24が設けられ
ているので、作用力がウエブ14からクランクジャーナル
12に流入する際にも上記同様に部分的に集中することな
く広く分散するので、上記Ａ点及びＢ点の応力集中が一
層効果的に緩和されることとなる。On the other hand, the crank journal 12 is provided with a casting hole 22 having an elliptical cross section having a minor axis in the plane C, which is slightly eccentric to the crankpin center line side, and the casting hole 22 is formed in the web 14 adjacent to the crank journal. A casting hole 24 communicating with the hole 22 is provided. The casting hole 24, like the casting hole 22,
It has an elliptical cross section with a minor axis in the plane C, and is formed so that the ratio of major axis / minor axis is 1.3 or more for the reason described later. (Note that the casting hole 22 in the crank journal 12 may be provided concentrically with the journal, and its cross-sectional shape may be circular.) According to the above configuration, the crank pin 10 and the adjacent web portion are The casting holes 18 and 20 are provided, and the casting hole 20 has a flat surface C.
Since it is formed in an elliptical cross section with a minor axis inside,
When a large force based on the explosion pressure in the cylinder or a large force based on the reciprocating mass acts on the crankpin 10 via the piston and the connecting rod, the acting force is widely dispersed to the pin wall portion on the outer periphery of the casting hole 18 described above. Since it is transmitted to the web meat portion outside the major axis of the web casting hole 20, stress concentration at points A and B on the minor axis, that is, on the plane C is effectively alleviated. Further, in the above-mentioned embodiment, since the crank journal 12 and the adjacent web portion are also provided with the casting holes 22 and 24, the acting force is changed from the web 14 to the crank journal.
As in the above case, the stress concentration at points A and B can be more effectively alleviated because it is widely dispersed without concentrating when flowing into 12.
第３図（ア）は、上記Ｂ点の発生応力σbを、クラン
クピンの鋳抜穴18に連通するウエブ14の鋳抜穴20の形状
に関連して調べた結果を示す線図であって、鋳抜穴20の
長径W1と短径W2との比W1／W2が1.3以上で略最小の応力
が発生することが示されている。また、第３図（イ）
は、上記Ａ点の発生応力σaを、クランクジャーナルの
鋳抜穴22に連通するウエブ14の鋳抜穴24の形状に関連し
て調べた結果を示す線図であって、鋳抜穴24の長径W3と
短径W4との比W3／W4が1.3以上で略最小の応力が発生す
ることが示されている。従って、クランクピン側のウエ
ブ内の鋳抜穴20を平面Ｃ方向に短径を有し、かつW1／W2
≧1.3の楕円形とすることによってＡ点及びＢ点の応力
集中を緩和する一次的効果が得られ、次にクランクジャ
ーナル側のウエブ内の鋳抜穴24も、同様に平面Ｃ方向に
短径を有し、かつW3／W4≧1.3の楕円形とすることによ
って、Ａ点及びＢ点の応力集中を一層緩和する追加の効
果が得られるのである。クランク軸の危険断面内で特に
大きな応力が発生する上記Ａ点及びＢ点の応力を低減す
ることによって、疲労強度が向上し耐久性が改善される
と共に、鋳抜穴を設けることによって重量が軽減される
利点がある。FIG. 3 (a) is a diagram showing the results of examining the stress σ b generated at point B in relation to the shape of the casting hole 20 of the web 14 communicating with the casting hole 18 of the crankpin. It is shown that when the ratio W 1 / W 2 of the long diameter W 1 and the short diameter W 2 of the casting hole 20 is 1.3 or more, a substantially minimum stress occurs. Moreover, FIG.
Is a diagram showing the result of examining the stress σ a generated at the point A in relation to the shape of the casting hole 24 of the web 14 communicating with the casting hole 22 of the crank journal. the ratio W 3 / W 4 of the major axis to W 3 and minor axis W 4 of it has been shown that a substantially minimum stress occurring at 1.3 or more. Therefore, having a minor axis cast loophole 20 in the crank pin side webs in the plane direction C, and W 1 / W 2
The elliptical shape of ≧ 1.3 has the primary effect of relieving the stress concentration at points A and B, and then the casting hole 24 in the web on the crank journal side similarly has a minor axis in the plane C direction. And having an elliptical shape with W 3 / W 4 ≧ 1.3, an additional effect of further relaxing the stress concentration at points A and B can be obtained. By reducing the stresses at points A and B where a particularly large stress is generated in the dangerous cross section of the crankshaft, fatigue strength is improved and durability is improved, and weight is reduced by providing a casting hole. There are advantages.
（考案の効果） 以上詳細に説明したように、本考案に係る鋳造クラン
ク軸は、コネクティングロッドに連結されるクランクピ
ン部に断面形状が略円形をなす鋳抜穴をクランクピンに
対し同心的に設けると共に、上記クランクピン部に隣接
するウエブ部分に上記鋳抜穴に連通する鋳抜穴を設けた
ものにおいて、上記ウエブ部分の鋳抜穴の断面形状が、
クランクピン及びクランクジャーナルの中心線を含む平
面に沿う方向に短径を有し、かつ長径／短径の比が1.3
以上の楕円形に形成されたことを特徴とし、軽量でかつ
耐久性が優れた鋳造クランク軸を提供し得る利点があ
る。(Effects of the Invention) As described in detail above, the cast crankshaft according to the present invention is provided with a casting hole having a substantially circular cross-section concentric with the crankpin portion connected to the connecting rod. With the provision of a casting hole communicating with the casting hole in the web portion adjacent to the crank pin portion, the cross-sectional shape of the casting hole of the web portion,
It has a minor axis in the direction along the plane including the center lines of the crank pin and crank journal, and the ratio of major axis / minor axis is 1.3.
It is characterized in that it is formed in the above elliptical shape, and has an advantage that it is possible to provide a cast crankshaft that is lightweight and has excellent durability.
第１図は本考案の一実施例を示す側面図、第２図は第１
図のII-II線に沿い矢印方向に視た断面図、第３図
（ア）（イ）は第１図のＡ点及びＢ点付近に発生する応
力と鋳抜穴20及び24の楕円形状との関係を示した線図で
ある。 10……クランクピン;12……クランクジャーナル;14……
ウエブ;18,20,22及び24……鋳抜穴。FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the present invention, and FIG.
Sectional view taken along the line II-II of the figure in the direction of the arrow. Figure 3 (a) and (a) show the stresses generated near points A and B in Figure 1 and the elliptical shape of the casting holes 20 and 24. It is a diagram showing the relationship with. 10 …… Crank pin; 12 …… Crank journal; 14 ……
Webs; 18, 20, 22 and 24 ... Casting holes.
Claims (1)
クピン部に断面形状が略円形をなす鋳抜穴をクランクピ
ンに対し同心的に設けると共に、上記クランクピン部に
隣接するウエブ部分に上記鋳抜穴に連通する鋳抜穴を設
けたものにおいて、上記ウエブ部分の鋳抜穴の断面形状
が、クランクピン及びクランクジャーナルの中心線を含
む平面に沿う方向に短径を有し、かつ長径／短径の比が
1.3以上の楕円形に形成されたことを特徴とする鋳造ク
ランク軸1. A crank pin portion having a substantially circular cross section is provided concentrically with respect to the crank pin in a crank pin portion connected to a connecting rod, and the cast hole is provided in a web portion adjacent to the crank pin portion. In the case where a casting hole communicating with the above is provided, the cross-sectional shape of the casting hole of the web portion has a minor axis in a direction along a plane including the center lines of the crank pin and the crank journal, and a major axis / minor axis. Ratio of
Cast crankshaft characterized by being formed in an oval shape of 1.3 or more
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988016137U JP2517425Y2 (en) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | Casting crankshaft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988016137U JP2517425Y2 (en) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | Casting crankshaft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01119913U JPH01119913U (en) | 1989-08-14 |
| JP2517425Y2 true JP2517425Y2 (en) | 1996-11-20 |
Family
ID=31228804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988016137U Expired - Lifetime JP2517425Y2 (en) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | Casting crankshaft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517425Y2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6026658B2 (en) * | 1981-08-12 | 1985-06-25 | 東芝機械株式会社 | Machine tool tool changing device |
| JPS59188320U (en) * | 1983-06-02 | 1984-12-13 | マツダ株式会社 | Assembly type hollow crankshaft |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP1988016137U patent/JP2517425Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01119913U (en) | 1989-08-14 |
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