JP2586521Y2 - 鋳鉄クランク軸 - Google Patents
鋳鉄クランク軸Info
- Publication number
- JP2586521Y2 JP2586521Y2 JP1990044951U JP4495190U JP2586521Y2 JP 2586521 Y2 JP2586521 Y2 JP 2586521Y2 JP 1990044951 U JP1990044951 U JP 1990044951U JP 4495190 U JP4495190 U JP 4495190U JP 2586521 Y2 JP2586521 Y2 JP 2586521Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- web
- plane
- crankshaft
- hole
- cast
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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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、自動車用エンジン等に採用されて好適な鋳
鉄クランク軸に関するものである。
鉄クランク軸に関するものである。
（従来の技術） 例えば、自動車用のエンジンにおいて、製造コストの
低減を図るために、ダクタイル鋳鉄製のクランクシャフ
トが提唱されている。
低減を図るために、ダクタイル鋳鉄製のクランクシャフ
トが提唱されている。
従来のこの種クランク軸の一例を、便宜的に本考案の
一実施例を示す第１図を援用しかつ第４図を参照して説
明すると、図中符号10はダクタイル鋳鉄製のクランク軸
を総括的に示し、同クランク軸は、クランクピン部12
と、ジャーナル部14と、上記ピン部12及びジャーナル部
14を結合するウエブ16とからなり、一部のウエブ16には
バランスウエイト18が一体的に形成されている。上記ピ
ン部12と、同ピン部に隣接するウエブ部分とにわたっ
て、略軸線方向に延在した重量軽減用の鋳抜き孔20が形
成され、また上記ジャーナル部14の端部からウエブ16に
わたって、同じく重量軽減用の鋳抜き孔22が形成されて
いる。
一実施例を示す第１図を援用しかつ第４図を参照して説
明すると、図中符号10はダクタイル鋳鉄製のクランク軸
を総括的に示し、同クランク軸は、クランクピン部12
と、ジャーナル部14と、上記ピン部12及びジャーナル部
14を結合するウエブ16とからなり、一部のウエブ16には
バランスウエイト18が一体的に形成されている。上記ピ
ン部12と、同ピン部に隣接するウエブ部分とにわたっ
て、略軸線方向に延在した重量軽減用の鋳抜き孔20が形
成され、また上記ジャーナル部14の端部からウエブ16に
わたって、同じく重量軽減用の鋳抜き孔22が形成されて
いる。
従来のクランク軸10における上記ウエブ16の鋳抜き孔
20を囲む外周部分の形状は、一例として第４図に示すと
おりであって、上記鋳抜き孔の入口開口20′の外周を囲
む円弧面又は類似のなだらかな曲面をなしている。
20を囲む外周部分の形状は、一例として第４図に示すと
おりであって、上記鋳抜き孔の入口開口20′の外周を囲
む円弧面又は類似のなだらかな曲面をなしている。
この種のクランク軸10では、クランクピン部12及びこ
れに隣接するウエブ部分に鋳抜き孔20が設けられている
ため、同鋳抜き孔の入口開口20′を囲むウエブ部分の捩
り剛性が低下し、エンジンの運転中クランクピン部12
に、第４図において矢印Ｔで示されているような捩り力
が作用したとき、ウエブ16の外周部分に図中二点鎖線26
で示したような捩り変形が発生し、同図中に符号Ａ及び
Ａ′で示した鋳抜き孔入口付近の孔壁部分に最大の応力
が発生し、部分Ａ及びＡ′が捩り疲労の起点となること
が判明した。
れに隣接するウエブ部分に鋳抜き孔20が設けられている
ため、同鋳抜き孔の入口開口20′を囲むウエブ部分の捩
り剛性が低下し、エンジンの運転中クランクピン部12
に、第４図において矢印Ｔで示されているような捩り力
が作用したとき、ウエブ16の外周部分に図中二点鎖線26
で示したような捩り変形が発生し、同図中に符号Ａ及び
Ａ′で示した鋳抜き孔入口付近の孔壁部分に最大の応力
が発生し、部分Ａ及びＡ′が捩り疲労の起点となること
が判明した。
（考案が解決しようとする課題） 本考案は、上記事情に鑑み創案されたもので、上記ク
ランクピン部12の鋳抜き孔20の入口開口20′を囲むウエ
ブ部分の捩り剛性を強化することによって、捩り疲労強
度を増大し、鋳鉄クランク軸の耐久性及び信頼性を向上
することを目的とするものである。
ランクピン部12の鋳抜き孔20の入口開口20′を囲むウエ
ブ部分の捩り剛性を強化することによって、捩り疲労強
度を増大し、鋳鉄クランク軸の耐久性及び信頼性を向上
することを目的とするものである。
（課題を解決するための手段） クランクピン部と同クランクピン部に隣接するウエブ
部分とにわたって略軸線方向に延在する鋳抜き孔を形成
してなるものにおいて、上記ウエブの同鋳抜き孔を囲む
外周部分が、上記鋳抜き孔の入口開口の中心を通りクラ
ンク軸中心線を含む第１の平面内の肉厚をH1とし、上記
鋳抜き孔の入口開口の中心を通り上記第１平面に対し30
〜50度の角度をなす第２平面内の肉厚をH2としたとき、
同第２平面内に頂点を有する突起部を設けることによっ
て、2.5≧H2／H1≧1.5なる外郭形状に形成されたこと （作用） 本考案によれば、第４図に示した最大応力発生部分Ａ
及びＡ′に対応するウエブ部分の肉厚即ち上記第１平面
に30〜50度の角度をなす第２平面内のウエブの肉厚H
2を、第１平面内のウエブの肉厚H1に対して1.5倍以上2.
5倍以下の肉厚とすること、即ち、上記ウエブ部分の外
郭形状を、上記第２平面内に頂点を有する突起部を具え
た形状とすることによって、ウエブの捩り剛性が大巾に
増大し、クランク軸の捩り疲労強度が著しく向上する。
部分とにわたって略軸線方向に延在する鋳抜き孔を形成
してなるものにおいて、上記ウエブの同鋳抜き孔を囲む
外周部分が、上記鋳抜き孔の入口開口の中心を通りクラ
ンク軸中心線を含む第１の平面内の肉厚をH1とし、上記
鋳抜き孔の入口開口の中心を通り上記第１平面に対し30
〜50度の角度をなす第２平面内の肉厚をH2としたとき、
同第２平面内に頂点を有する突起部を設けることによっ
て、2.5≧H2／H1≧1.5なる外郭形状に形成されたこと （作用） 本考案によれば、第４図に示した最大応力発生部分Ａ
及びＡ′に対応するウエブ部分の肉厚即ち上記第１平面
に30〜50度の角度をなす第２平面内のウエブの肉厚H
2を、第１平面内のウエブの肉厚H1に対して1.5倍以上2.
5倍以下の肉厚とすること、即ち、上記ウエブ部分の外
郭形状を、上記第２平面内に頂点を有する突起部を具え
た形状とすることによって、ウエブの捩り剛性が大巾に
増大し、クランク軸の捩り疲労強度が著しく向上する。
（実施例） 以下本考案の実施例を第１図乃至第３図について具体
的に説明する。（なお、従来のクランク軸に関し第１図
を援用して既に説明した事項については、再述を省略す
る。）本考案によれば、特に第２図に良く示されている
ように、ウエブ16のピン部12に隣接する外周部分に、ク
ランク軸中心線Ｏ−Ｏから遠ざかる方向即ち半径方向外
方に張り出した突出部24が設けられている。同突出部24
は、ウエブ16からピン部12にわたって設けられた鋳抜き
孔20の入口開口20′の中心即ち図心ｑを通り上記クラン
ク軸中心線Ｏ−Ｏを含む第１の平面Ｐ−Ｐの両側に略対
称的に形成されている。
的に説明する。（なお、従来のクランク軸に関し第１図
を援用して既に説明した事項については、再述を省略す
る。）本考案によれば、特に第２図に良く示されている
ように、ウエブ16のピン部12に隣接する外周部分に、ク
ランク軸中心線Ｏ−Ｏから遠ざかる方向即ち半径方向外
方に張り出した突出部24が設けられている。同突出部24
は、ウエブ16からピン部12にわたって設けられた鋳抜き
孔20の入口開口20′の中心即ち図心ｑを通り上記クラン
ク軸中心線Ｏ−Ｏを含む第１の平面Ｐ−Ｐの両側に略対
称的に形成されている。
上記突起部24の頂点Ｂと上記中心ｑを通り上記第１平
面Ｐ−Ｐと角度αをなす第２の平面Ｑ−Ｑが、第４図を
参照して前述した最大応力発生領域Ａ及びＡ′を夫々横
切るように構成されている。上記角度αは、ピン部12の
直径及び伝達トルク、リブ16の形状及び寸度等クランク
軸10の諸元によって異るが、一般の自動車用エンジンで
は、30度ないし50度の角度範囲内に含まれることが確認
された。また、上記第１平面Ｐ−Ｐ内のウエブ外周部分
の肉厚（即ち第１平面Ｐ−Ｐ内におけるウエブ外周部分
の外郭線と上記鋳抜き孔入口開口20′との間の距離）を
H1とし、第２平面Ｑ−Ｑ内のウエブ外周部分の肉厚（即
ち第１平面Ｑ−Ｑ内におけるウエブ外周部分の外郭線と
上記鋳抜き孔入口開口20′との間の距離）をH2として、
H2／H1の比を種々変化させ上記Ａ及びＡ′点の最大応力
σmaxを調べた結果が、第３図に示されている。一例を
第４図に示した従来の鋳鉄クランク軸では、上記突起部
24が設けられていないので、一般にH2／H1は１〜1.2程
度であり、図中に曲線Ｓで示されているようにＡ及び
Ａ′部分に発生する最大応力σmaxが可成大きい。H2／H
1を1.5〜2.5の領域Ｒ内に設定する本考案によれば、曲
線Ｓから明らかなように、Ａ及びＡ′部分の最大応力σ
maxが略40〜50％程度低減する。本考案において、H2／H
1の上限を2.5とした理由は、曲線Ｓに示されているよう
にH2／H1＝2.5を超えた領域では最大応力σmaxの低減が
略飽和してしまう一方、突起部24が過度に外方に突出し
て鋳造が困難になるだけでなく無用の付加重量が増大す
るからであり、またH2／H1の下限を1.5とした理由は、H
2／H1＝1.5未満では曲線Ｓから明らかなように、十分な
最大応力低減効果が得られないからである。
面Ｐ−Ｐと角度αをなす第２の平面Ｑ−Ｑが、第４図を
参照して前述した最大応力発生領域Ａ及びＡ′を夫々横
切るように構成されている。上記角度αは、ピン部12の
直径及び伝達トルク、リブ16の形状及び寸度等クランク
軸10の諸元によって異るが、一般の自動車用エンジンで
は、30度ないし50度の角度範囲内に含まれることが確認
された。また、上記第１平面Ｐ−Ｐ内のウエブ外周部分
の肉厚（即ち第１平面Ｐ−Ｐ内におけるウエブ外周部分
の外郭線と上記鋳抜き孔入口開口20′との間の距離）を
H1とし、第２平面Ｑ−Ｑ内のウエブ外周部分の肉厚（即
ち第１平面Ｑ−Ｑ内におけるウエブ外周部分の外郭線と
上記鋳抜き孔入口開口20′との間の距離）をH2として、
H2／H1の比を種々変化させ上記Ａ及びＡ′点の最大応力
σmaxを調べた結果が、第３図に示されている。一例を
第４図に示した従来の鋳鉄クランク軸では、上記突起部
24が設けられていないので、一般にH2／H1は１〜1.2程
度であり、図中に曲線Ｓで示されているようにＡ及び
Ａ′部分に発生する最大応力σmaxが可成大きい。H2／H
1を1.5〜2.5の領域Ｒ内に設定する本考案によれば、曲
線Ｓから明らかなように、Ａ及びＡ′部分の最大応力σ
maxが略40〜50％程度低減する。本考案において、H2／H
1の上限を2.5とした理由は、曲線Ｓに示されているよう
にH2／H1＝2.5を超えた領域では最大応力σmaxの低減が
略飽和してしまう一方、突起部24が過度に外方に突出し
て鋳造が困難になるだけでなく無用の付加重量が増大す
るからであり、またH2／H1の下限を1.5とした理由は、H
2／H1＝1.5未満では曲線Ｓから明らかなように、十分な
最大応力低減効果が得られないからである。
上記のように、ウエブ16の外周部分に突起部24を設け
て、上記H2／H1を1.5以上2.5以下に設定することによ
り、ウエブ外周部分の捩り剛性を増大して高応力部分Ａ
及びＡ′に発生する最大応力σmaxを大巾に低減するこ
とができ、従ってクランク軸10の捩り疲労強度を向上し
その耐久性及び信頼性を改善することができる。
て、上記H2／H1を1.5以上2.5以下に設定することによ
り、ウエブ外周部分の捩り剛性を増大して高応力部分Ａ
及びＡ′に発生する最大応力σmaxを大巾に低減するこ
とができ、従ってクランク軸10の捩り疲労強度を向上し
その耐久性及び信頼性を改善することができる。
（考案の効果） 叙上のように、本考案に係る鋳鉄クランク軸は、クラ
ンクピン部と同クランクピン部に隣接するウエブ部分と
にわたって略軸線方向に延在する鋳抜き孔を形成してな
るものにおいて、上記ウエブの同鋳抜き孔を囲む外周部
分が、上記鋳抜き孔の入口開口の中心を通りクランク軸
中心線を含む第１の平面内の肉厚をH1とし、上記鋳抜き
孔の入口開口の中心を通り上記第１平面に対し30〜50度
の角度をなす第２平面内の肉厚をH2としたとき、同第２
平面内に頂点を有する突起部を設けることによって、2.
5≧H2／H1≧1.5なる外郭形状に形成されたことを特徴と
し、この種クランク軸の捩り疲労強度を向上してその耐
久性及び信頼性を改善し得る利点があり、実用上有益で
ある。
ンクピン部と同クランクピン部に隣接するウエブ部分と
にわたって略軸線方向に延在する鋳抜き孔を形成してな
るものにおいて、上記ウエブの同鋳抜き孔を囲む外周部
分が、上記鋳抜き孔の入口開口の中心を通りクランク軸
中心線を含む第１の平面内の肉厚をH1とし、上記鋳抜き
孔の入口開口の中心を通り上記第１平面に対し30〜50度
の角度をなす第２平面内の肉厚をH2としたとき、同第２
平面内に頂点を有する突起部を設けることによって、2.
5≧H2／H1≧1.5なる外郭形状に形成されたことを特徴と
し、この種クランク軸の捩り疲労強度を向上してその耐
久性及び信頼性を改善し得る利点があり、実用上有益で
ある。
第１図は本考案の一実施例を示す要部側面図、第２図は
第１図の矢印II方向から視た正面図、第３図はウエブ16
の鋳抜き孔入口部分に発生する最大応力σmaxとウエブ
外周形状との関係を示した線図、第４図はクランクピン
部に捩り力が作用した場合のウエブ外周部分の変形態様
を示した部分的正面図である。 10……クランク軸、12……クランクピン部、14……ジャ
ーナル部、16……ウエブ、20……鋳抜き孔、20′……鋳
抜き孔入口開口、24……突起部。
第１図の矢印II方向から視た正面図、第３図はウエブ16
の鋳抜き孔入口部分に発生する最大応力σmaxとウエブ
外周形状との関係を示した線図、第４図はクランクピン
部に捩り力が作用した場合のウエブ外周部分の変形態様
を示した部分的正面図である。 10……クランク軸、12……クランクピン部、14……ジャ
ーナル部、16……ウエブ、20……鋳抜き孔、20′……鋳
抜き孔入口開口、24……突起部。
Claims (1)
- 【請求項１】クランクピン部と同クランクピン部に隣接
するウエブ部分とにわたって略軸線方向に延在する鋳抜
き孔を形成してなるものにおいて、上記ウエブの同鋳抜
き孔を囲む外周部分が、上記鋳抜き孔の入口開口の中心
を通りクランク軸中心線を含む第１の平面内の肉厚をH1
とし、上記鋳抜き孔の入口開口の中心を通り上記第１平
面に対し30〜50度の角度をなす第２平面内の肉厚をH2と
したとき、同第２平面内に頂点を有する突起部を設ける
ことによって、2.5≧H2／H1≧1.5なる外郭形状に形成さ
れたことを特徴とする鋳鉄クランク軸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990044951U JP2586521Y2 (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 鋳鉄クランク軸 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990044951U JP2586521Y2 (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 鋳鉄クランク軸 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH044518U JPH044518U (ja) | 1992-01-16 |
| JP2586521Y2 true JP2586521Y2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=31558705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990044951U Expired - Lifetime JP2586521Y2 (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 鋳鉄クランク軸 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2586521Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3309417B1 (en) * | 2015-06-12 | 2019-09-04 | Nippon Steel Corporation | Crankshaft for reciprocating engine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0736181Y2 (ja) * | 1988-06-20 | 1995-08-16 | 三菱自動車工業株式会社 | 鋳鉄クランク軸 |
-
1990
- 1990-04-26 JP JP1990044951U patent/JP2586521Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH044518U (ja) | 1992-01-16 |
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