JP3670124B2 - Crankshaft structure - Google Patents

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JP3670124B2 JP32266497A JP32266497A JP3670124B2 JP 3670124 B2 JP3670124 B2 JP 3670124B2 JP 32266497 A JP32266497 A JP 32266497A JP 32266497 A JP32266497 A JP 32266497A JP 3670124 B2 JP3670124 B2 JP 3670124B2
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crankshaft
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  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用のエンジン等に用いられるクランクシャフトの構造に関し、軽量化と信頼性向上の強度確保との両立を企図したものである。
【0002】
【従来の技術】
車両用のエンジンの高出力化及び高回転に伴い、エンジンの主要運動系部品であるクランクシャフトは、信頼性の向上と共に軽量化の要求があり、形状の最適化が必要となってきている。クランクシャフトの形状の最適化を図るために、従来、特開平9-25925 号公報に示されているように、クランクピンとクランクジャーナルとをクランクウエブにより連設すると共に、クランクウエブに肉抜き部を形成したクランクシャフトが提案されている。従来のクランクシャフトは、クランクウエブによりフィレットR部の耐応力を向上させると共に、肉抜き部により軽量化を図っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のクランクシャフトでは、クランクピン径やクランクジャーナル径に対してクランクウエブの幅や肉抜き部の最適形状が特定されていないため、必ずしも軽量化と信頼性向上の強度確保とが両立しているとはいえないものであった。
【0004】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、軽量化と信頼性向上の強度確保を両立できるクランクシャフト構造を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1では、クランクピンの軸端から軸線と直交する方向にクランクウェブを延設し、前記クランクピンの軸線に沿って延びるクランクジャーナルを前記クランクウェブの外側に連設したクランクシャフトにおいて、前記クランクシャフトは、複数気筒用機関に対応したクランクシャフトであると共に、前記クランクシャフトの軸線方向の両端以外の少なくとも1気筒に対応する前記クランクウェブの最大幅Wを、前記クランクウェブの最大幅Wと前記クランクピンの径D p と前記クランクジャーナルの径D j との関係式
W/{0.5・(D p +D j )}が1.4乃至1.6になるように設定し、
両端の気筒に対応する前記クランクウェブの最大幅Wを、関係式
W/{0.5・(D p +D j )}が1.4未満になるように設定したことを特徴とする。
【0006】
そして、複数気筒に適用されるクランクシャフトのフィレットR部の応力が大きい部位の応力低減効果を図り、フィレットR部の応力が比較的小さい部位で応力低減効果を悪化させることなく重量を低減し、クランクシャフトの更なる軽量化を図る。
【0007】
また、クランクピンとクランクジャーナルとをクランクウェブで連設し、クランクピンに向かってクランクウェブに穴を形成し、穴の径dとクランクピンの径Dp との関係を、d/Dp が0.3以下になるように設定し、曲げ剛性及びねじり剛性を低下させることなくクランクシャフトの軽量化を図る。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1には本発明の第1実施形態例に係るクランクシャフト構造を表す要部の側面、図2には図1中のII-II 線断面、図3にはクランクシャフト構造のウェブ幅に対する応力特性を示してある。
【0009】
図1、図2に示すように、クランクシャフト1にはクランクピン2が備えられており、クランクピン2の軸端には軸線と直交する方向にクランクウェブ3がそれぞれ延設されている。各クランクウェブ3の外側にはクランクピン2の軸線に沿って延びるクランクジャーナル4がそれぞれ連設されている。クランクウェブ3を備えたことで、特に、フィレットR部5a,5b に対する応力が低減されている。
【0010】
クランクウェブ3の幅Wとクランクピン2の径Dp とクランクジャーナル4の径Dj との関係は、(クランクウェブ3の幅W)/(クランクピン2の径Dp とクランクジャーナル4の径Dj の平均)が、即ち、W/{0.5・(Dp +Dj )}が1.4乃至1.6に設定されている。
【0011】
クランクシャフト1の各部の寸法を前述のように設定した理由を図3に基づいて説明する。図3は、応力振幅比と[W/{0.5・(Dp +Dj )}]との関係を示したグラフで、クランクウェブ3の幅Wが応力振幅比にどのように影響するかを示したものである。図中実線はクランクジャーナル4側のフィレットR部5bの応力振幅比を示し、図中点線はクランクピン2側のフィレットR部5aの応力振幅比を示してある。
【0012】
図3に示すように、クランクウェブ3の幅Wが相対的に小さい場合、即ち、[W/{0.5・(Dp +Dj )}]の値が小さい場合、応力振幅比が大きく応力低減効果が得られず、クランクウェブ3が応力低減に効果的に寄与していない。クランクウェブ3の幅Wを相対的に大きくした場合、即ち、[W/{0.5・(Dp +Dj )}]の値を大きくすると、応力振幅比が小さくなって応力低減効果が得られるようになり、クランクウェブ3が応力低減に効果的に寄与している。
【0013】
クランクウェブ3の幅Wを相対的に大きくして[W/{0.5・(Dp +Dj )}]の値が1.4になるようにすると、応力振幅比の低下の度合いが少なくなり、[W/{0.5・(Dp +Dj )}]の値が1.6以上になるようにすると、応力振幅比が略一定になる。このため、[W/{0.5・(Dp +Dj )}]の値が1.4以上になるようにクランクウェブ3の幅W、クランクピン2の径Dp 及びクランクジャーナル4の径Dj を設定することにより、応力振幅比が小さくなり応力低減効果が得られるようになる。
【0014】
一方、[W/{0.5・(Dp +Dj )}]の値が1.6以上になると、応力振幅比が略一定になり、クランクウェブ3の幅Wを相対的に大きくして[W/{0.5・(Dp +Dj )}]の値を1.6よりも大きくしても、応力低減効果は変わらない。このため、[W/{0.5・(Dp +Dj )}]の値を1.6よりも大きくしてもクランクシャフト1の重量が増すだけで一層の応力低減効果は得られない。
【0015】
従って、[W/{0.5・(Dp +Dj )}]の値が1.4から1.6になるようにクランクピン2の径Dp 及びクランクジャーナル4の径Dj に対してクランクウェブ3の幅Wを設定することにより、最小限の重量増加で最大限の応力低減効果が得られるようになる。即ち、クランクウェブ3の幅Wを必要以上に増大させることによるクランクシャフト1の重量増を招くことなく、フィレットR部5a,5b の応力低減効果を適切に保ち、クランクシャフト1の軽量化を図ることができる。このため、信頼性向上の強度確保と軽量化の両立が図れる。
【0016】
クランクシャフト1における全てのクランクピン2の径Dp 及びクランクジャーナル4の径Dj に対してクランクウェブ3の幅Wが、上述した[W/{0.5・(Dp +Dj )}]の値を1.4から1.6に設定することも可能であるが、実際のエンジンにおいては、気筒の部位によりクランクシャフト1が受ける曲げ応力の状況は様々である。
【0017】
図4には4気筒エンジンにおけるクランクシャフト1の各クランクピン2及びクランクジャーナル4のフィレットR部5a,5b の応力振幅の状況を示してある。クランクピン2での最大応力位置は、No2 気筒のフロントPF とNo3 気筒のリヤPR である。また、クランクジャーナル4での最大応力位置は、No2 気筒のフロントJF とNo3 気筒のリヤJR である。
【0018】
各クランクピン2及びクランクジャーナル4のフィレットR部5a,5b は、隣接する気筒の爆発による振動の影響を受ける。このため、両側にクランクピン2及びクランクジャーナル4が隣接するNo2 気筒及びNo3 気筒に対応する部位が、片側にしかクランクピン2及びクランクジャーナル4が隣接しない両端の気筒であるNo1 気筒及びNo4 気筒に対応する部位に比べ、応力が大きくなる。
【0019】
このため、4気筒エンジンにおけるクランクシャフト1の場合、No2 気筒及びNo3 気筒(もしくはどちらか一方)に対応するクランクウェブ3の幅Wを、[W/{0.5・(Dp +Dj )}]の値が1.4から1.6になるように設定し、No1 気筒及びNo4 気筒に対応するクランクウェブ3の幅Wを、[W/{0.5・(Dp +Dj )}]が1.4未満になるように設定している。
【0020】
このようにすることにより、4気筒エンジンに適用されるクランクシャフト1のフィレットR部5の応力が大きい部位の応力低減効果が図れ、フィレットR部5の応力が比較的小さい部位では応力低減効果を悪化させることなく重量を低減し、クランクシャフト1の更なる軽量化が図れる。
【0021】
次に、図5、図6に基づいて本発明の第2実施形態例を説明する。図5には本発明の第2実施形態例に係るクランクシャフト構造を表す要部の側面、図6には穴の径d/クランクピンの径Dp に対する剛性と質量の解析状況を示してある。尚、クランクシャフトの構造は図1に示したものと同一であるので、同一部材には同一符号を付してある。
【0022】
図示のクランクシャフト1は、クランクピン2とクランクジャーナル4とがクランクウェブ3で連設され、クランクウェブ3にはクランクピン2に向かって穴6が形成されている。穴6を形成することにより、肉抜きによる軽量化が図られている。肉抜き等を行ってクランクシャフト1の軽量化を図る場合、曲げ剛性の低下によるベアリングインパクト力増大により、クランクケース振動が増大しエンジン騒音が増大することがある。
【0023】
そこで、曲げ剛性の低下を抑えて軽量化を可能とするため、クランクピン2の径Dp と穴6の径dとは、d/Dp が0.3以下となる関係になっている。この関係は、曲げ剛性及びねじり剛性を低下させることなく軽量化を図るためのものであり、d/Dp が0.3を越えると、肉抜きが多過ぎてクランクシャフト1の軽量化が図れるものの剛性が低下してしまう。d/Dp を0.3以下にすると曲げ剛性の低下を抑えて軽量化が可能になる理由を図6に基づいて説明する。
【0024】
図6はd/Dp に対する曲げ剛性、ねじり剛性及び質量の関係を示したグラフで、d/Dp が曲げ剛性、ねじり剛性及び質量にどのように影響するかを示したものである。図中実線はd/Dp に対する曲げ剛性の比を示し、図中点線はd/Dp に対するねじり剛性の比を示し、図中一点鎖線はd/Dp に対する質量の比を示してある。
【0025】
図から判るように、穴6の径dを大きくするにしたがって(d/Dp を大きくするにしたがって)、曲げ剛性及びねじり剛性が共に低下し、特に曲げ剛性は、d/Dp が0.15を越えると低下しはじめ0.3を越えると急激に低下する。また、穴6の径dを大きくするにしたがって質量が少なくなり軽量化が図れる。つまり、軽量化と剛性確保の両立を図るためには、d/Dp が0.3以下にすると最適であることが判る。特に、d/Dp を0.15以下にすると、剛性低下がほとんどない状態で軽量化が図れ、d/Dp を0.3以下にすると、実用可能な範囲の剛性低下で軽量化が図れる。
【0026】
従って、上述したクランクシャフト1は、d/Dp を0.3以下に設定したことにより、曲げ剛性及びねじり剛性を低下させることなくクランクシャフト1の軽量化を図ることが可能となる。このため、信頼性向上の強度確保と軽量化の両立が可能となる。
また、クランクピンとクランクジャーナルとがクランクウェブで連設されたクランクシャフトにおいて、クランクウェブの幅Wとクランクピンの径D p とクランクジャーナルの径D j との関係を、W/{0.5・(D p +D j )}が1.4乃至1.6になるように設定したので、クランクウェブの幅を必要以上に増大させることによる重量増を招くことなく、フィレットR部の応力低減効果を適切に保ち、クランクシャフトの軽量化を図ることができる。この結果、信頼性向上の強度確保と軽量化とを両立させることが可能となる。
【0027】
【発明の効果】
本発明の請求項1では、クランクピンの軸端から軸線と直交する方向にクランクウェブを延設し、前記クランクピンの軸線に沿って延びるクランクジャーナルを前記クランクウェブの外側に連設したクランクシャフトにおいて、前記クランクシャフトは、複数気筒用機関に対応したクランクシャフトであると共に、前記クランクシャフトの軸線方向の両端以外の少なくとも1気筒に対応する前記クランクウェブの最大幅Wを、前記クランクウェブの最大幅Wと前記クランクピンの径D p と前記クランクジャーナルの径D j との関係式W/{0.5・(D p +D j )}が1.4乃至1.6になるように設定し、
両端の気筒に対応する前記クランクウェブの最大幅Wを、関係式
W/{0.5・(D p +D j )}が1.4未満になるように設定したので、
複数気筒に適用されるクランクシャフトのフィレットR部の応力が大きい部位の応力低減効果を図り、フィレットR部の応力が比較的小さい部位で応力低減効果を悪化させることなく重量を低減し、クランクシャフトの更なる軽量化を図ることができる。この結果、信頼性向上の強度確保と軽量化とを高次元で両立させることが可能となる。
【0028】
また、クランクピンとクランクジャーナルとをクランクウェブで連設し、クランクピンに向かってクランクウェブに穴を形成し、穴の径dとクランクピンの径Dp との関係を、d/Dp が0.3以下になるように設定したので、曲げ剛性及びねじり剛性を低下させることなくクランクシャフトの軽量化を図る。この結果、信頼性向上の強度確保と軽量化とを両立させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態例に係るクランクシャフト構造を表す要部の側面図。
【図2】図1中のII-II 線断面図。
【図3】クランクシャフト構造のウェブ幅に対する応力特性を表すグラフ。
【図4】4気筒エンジンのクランクシャフト1の応力振幅の状況を表すグラフ。
【図5】本発明の第2実施形態例に係るクランクシャフト構造を表す要部の側面図。
【図6】穴の径d/クランクピンの径Dp と剛性及び質量との関係を表すグラフ。
【符号の説明】
1 クランクシャフト
2 クランクピン
3 クランクウェブ
4 クランクジャーナル
5a,5b フィレットR部
6 穴
j クランクジャーナル4の径
p クランクピン2の径
d 穴6の径
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a crankshaft used for a vehicle engine or the like, and intends to achieve both reduction in weight and securing strength for improving reliability.
[0002]
[Prior art]
Along with higher output and higher rotation of a vehicle engine, the crankshaft, which is a main motion system component of the engine, is required to be lighter and more lightweight, and the shape must be optimized. Conventionally, in order to optimize the shape of the crankshaft, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 9-25925, a crank pin and a crank journal are continuously connected by a crank web, and a lightening portion is provided on the crank web. A formed crankshaft has been proposed. In the conventional crankshaft, the stress resistance of the fillet R portion is improved by the crank web, and the weight is reduced by the thinned portion.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional crankshaft, the optimal width of the crank web and the optimum shape of the thinned portion are not specified with respect to the crankpin diameter and the crank journal diameter. It could not be said.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a crankshaft structure capable of achieving both weight reduction and ensuring strength for improving reliability.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention , a crank web is extended from a shaft end of a crank pin in a direction orthogonal to the axis, and a crank journal extending along the axis of the crank pin is provided on the crank web. In the crankshaft connected to the outside, the crankshaft is a crankshaft corresponding to a multi-cylinder engine, and the maximum width W of the crank web corresponding to at least one cylinder other than both ends in the axial direction of the crankshaft. , A relational expression among the maximum width W of the crank web, the diameter D p of the crank pin, and the diameter D j of the crank journal
W / {0.5 · (D p + D j )} is set to 1.4 to 1.6,
The maximum width W of the crank web corresponding to the cylinders at both ends is expressed by a relational expression.
W / {0.5 · (D p + D j )} is set to be less than 1.4.
[0006]
And the stress reduction effect of the part where the stress of the fillet R part of the crankshaft applied to a plurality of cylinders is large is aimed at, the weight is reduced without deteriorating the stress reduction effect in the part where the stress of the fillet R part is relatively small, To further reduce the weight of the crankshaft.
[0007]
Further, the crank pin and the crank journal are connected by a crank web, and a hole is formed in the crank web toward the crank pin. The relationship between the hole diameter d and the crank pin diameter Dp is 0.3 / dp = 0.3. The weight of the crankshaft is reduced without lowering the bending rigidity and torsional rigidity.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a side view of a main part showing a crankshaft structure according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. The characteristics are shown.
[0009]
As shown in FIGS. 1 and 2, the crankshaft 1 is provided with a crankpin 2, and a crank web 3 is extended at a shaft end of the crankpin 2 in a direction perpendicular to the axis. A crank journal 4 extending along the axis of the crankpin 2 is connected to the outside of each crank web 3. Since the crank web 3 is provided, the stress on the fillet R portions 5a and 5b is particularly reduced.
[0010]
Relationship between the diameter D j of the crank diameter of the width W and the crank pin 2 of the web 3 D p and the crank journal 4 has a diameter of (crank width W of the web 3) / (diameter of the crank pin 2 D p and the crank journal 4 D j average), that is, W / {0.5 · (D p + D j )} is set to 1.4 to 1.6.
[0011]
The reason why the dimensions of each part of the crankshaft 1 are set as described above will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the stress amplitude ratio and [W / {0.5 · (D p + D j )}]. How the width W of the crank web 3 affects the stress amplitude ratio. Is shown. The solid line in the figure shows the stress amplitude ratio of the fillet R portion 5b on the crank journal 4 side, and the dotted line in the figure shows the stress amplitude ratio of the fillet R portion 5a on the crankpin 2 side.
[0012]
As shown in FIG. 3, when the width W of the crank web 3 is relatively small, that is, when the value of [W / {0.5 · (D p + D j )}] is small, the stress amplitude ratio is large. The reduction effect is not obtained, and the crank web 3 does not contribute to the stress reduction effectively. When the width W of the crank web 3 is relatively increased, that is, when the value of [W / {0.5 · (D p + D j )}] is increased, the stress amplitude ratio is reduced and a stress reduction effect is obtained. As a result, the crank web 3 effectively contributes to stress reduction.
[0013]
When the width W of the crank web 3 is relatively increased so that the value of [W / {0.5 · (D p + D j )}] is 1.4, the degree of decrease in the stress amplitude ratio is small. Thus, when the value of [W / {0.5 · (D p + D j )}] is 1.6 or more, the stress amplitude ratio becomes substantially constant. For this reason, the width W of the crank web 3, the diameter D p of the crank pin 2 and the diameter of the crank journal 4 are set so that the value of [W / {0.5 · (D p + D j )}] is 1.4 or more. By setting D j , the stress amplitude ratio is reduced and a stress reduction effect can be obtained.
[0014]
On the other hand, when the value of [W / {0.5 · (D p + D j )}] is 1.6 or more, the stress amplitude ratio becomes substantially constant, and the width W of the crank web 3 is relatively increased. Even if the value of [W / {0.5 · (D p + D j )}] is larger than 1.6, the stress reduction effect does not change. For this reason, even if the value of [W / {0.5 · (D p + D j )}] is larger than 1.6, only the weight of the crankshaft 1 is increased and a further stress reduction effect cannot be obtained.
[0015]
Therefore, with respect to the diameter D p of the crank pin 2 and the diameter D j of the crank journal 4 so that the value of [W / {0.5 · (D p + D j )}] is 1.4 to 1.6. By setting the width W of the crank web 3, a maximum stress reduction effect can be obtained with a minimum weight increase. That is, without increasing the weight of the crankshaft 1 by increasing the width W of the crank web 3 more than necessary, the stress reduction effect of the fillet R portions 5a and 5b is appropriately maintained, and the crankshaft 1 is reduced in weight. be able to. For this reason, it is possible to achieve both strength ensuring and weight reduction for improving reliability.
[0016]
Width W of the crank webs 3 for all diameters of the crank pin 2 D p and the diameter D j of the crank journal 4 in the crank shaft 1, the above-described [W / {0.5 · (D p + D j)}] It is possible to set the value of 1.4 to 1.6, but in an actual engine, the situation of the bending stress that the crankshaft 1 receives depending on the part of the cylinder varies.
[0017]
FIG. 4 shows the state of stress amplitude of each crankpin 2 of the crankshaft 1 and fillet R portions 5a and 5b of the crank journal 4 in a four-cylinder engine. Maximum stress position of the crank pin 2 is a rear P R of the front P F and No3 cylinder of No2 cylinder. The maximum stress position of the crank journal 4 is a rear J R of the front J F and No3 cylinder of No2 cylinder.
[0018]
The fillet R portions 5a and 5b of each crankpin 2 and crank journal 4 are affected by vibrations caused by explosion of adjacent cylinders. For this reason, the parts corresponding to the No. 2 cylinder and No. 3 cylinder with the crank pin 2 and the crank journal 4 adjacent to each other are the No. 1 cylinder and No. 4 cylinder which are the cylinders at both ends where the crank pin 2 and the crank journal 4 are not adjacent to each other only. The stress is larger than the corresponding part.
[0019]
Therefore, in the case of the crankshaft 1 in a four-cylinder engine, the width W of the crank web 3 corresponding to the No. 2 cylinder and the No. 3 cylinder (or either one) is set to [W / {0.5 · (D p + D j )}. ] Is set to 1.4 to 1.6, and the width W of the crank web 3 corresponding to the No. 1 cylinder and No. 4 cylinder is set to [W / {0.5 · (D p + D j )}]. Is set to be less than 1.4.
[0020]
By doing in this way, the stress reduction effect of the part where the stress of the fillet R part 5 of the crankshaft 1 applied to the four-cylinder engine is large can be achieved, and the stress reduction effect is provided at the part where the stress of the fillet R part 5 is relatively small. The weight can be reduced without deteriorating, and the crankshaft 1 can be further reduced in weight.
[0021]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Side of the main part representing the crank shaft structure according to the second embodiment, in FIG. 6 is shows the analysis conditions of the stiffness and mass to the diameter D p of diameter d / crank pin hole of the present invention in FIG. 5 . Since the structure of the crankshaft is the same as that shown in FIG. 1, the same reference numerals are assigned to the same members.
[0022]
In the illustrated crankshaft 1, a crankpin 2 and a crank journal 4 are connected by a crank web 3, and a hole 6 is formed in the crank web 3 toward the crankpin 2. By forming the hole 6, the weight is reduced by removing the meat. When reducing the weight of the crankshaft 1 by removing the thickness or the like, an increase in bearing impact force due to a decrease in bending rigidity may increase crankcase vibration and increase engine noise.
[0023]
In order to enable weight reduction by suppressing a reduction in bending rigidity, the diameter d of the diameter D p and the hole 6 of the crank pin 2, which is the relationship d / D p is 0.3 or less. This relationship, bending is for weight reduction without reducing the rigidity and torsional rigidity, the d / D p exceeds 0.3, thereby the weight of the crank shaft 1 lightening too many The rigidity of things will decrease. The reason why the weight can be reduced by suppressing the decrease in bending rigidity when d / Dp is 0.3 or less will be described with reference to FIG.
[0024]
FIG. 6 shows bending rigidity for d / D p, a graph showing the torsional stiffness and mass relationship, d / D p is the bending stiffness, how to influence the torsional stiffness and mass. Solid line in the figure represents the ratio of the bending rigidity with respect to d / D p, dotted line in the figure indicates the ratio of torsional rigidity for the d / D p, a one-dot chain line in the drawing are shown the mass of ratio d / D p.
[0025]
As can be seen, according to increasing the diameter d of the hole 6 (in accordance with increasing the d / D p), reduced bending stiffness and torsional stiffness are both particularly bending stiffness, d / D p is 0. When it exceeds 15, it begins to decrease, and when it exceeds 0.3, it decreases rapidly. Further, as the diameter d of the hole 6 is increased, the mass is reduced and the weight can be reduced. In other words, it can be seen that it is optimal that d / Dp is 0.3 or less in order to achieve both weight reduction and securing of rigidity. In particular, when d / D p is set to 0.15 or less, weight can be reduced with almost no reduction in rigidity, and when d / D p is set to 0.3 or less, weight can be reduced with a practical reduction in rigidity. .
[0026]
Therefore, the crankshaft 1 described above can reduce the weight of the crankshaft 1 without reducing bending rigidity and torsional rigidity by setting d / Dp to 0.3 or less. For this reason, it is possible to achieve both the securing of strength for improving reliability and weight reduction.
Further, in the crankshaft in which the crankpin and the crank journal are connected by the crank web, the relationship between the crank web width W, the crankpin diameter Dp, and the crank journal diameter Dj is expressed as W / {0.5 · Since (D p + D j )} is set to 1.4 to 1.6, the stress reduction effect of the fillet R portion can be reduced without causing an increase in weight due to an unnecessarily increased width of the crank web. The crankshaft can be made lighter by keeping it appropriate. As a result, it is possible to achieve both strength ensuring and weight reduction for improving reliability.
[0027]
【The invention's effect】
According to a first aspect of the present invention, a crankshaft is formed by extending a crank web in a direction perpendicular to the axis from the shaft end of the crankpin, and connecting a crank journal extending along the axis of the crankpin to the outside of the crankweb. The crankshaft is a crankshaft corresponding to a multi-cylinder engine, and has a maximum width W of the crank web corresponding to at least one cylinder other than both ends of the crankshaft in the axial direction. The relational expression W / {0.5 · (D p + D j )} between the large W, the crank pin diameter D p and the crank journal diameter D j is set to 1.4 to 1.6. ,
The maximum width W of the crank web corresponding to the cylinders at both ends is expressed by a relational expression.
Since W / {0.5 · (D p + D j )} is set to be less than 1.4 ,
Crankshaft applied to a plurality of cylinders is designed to reduce the stress at a portion where the stress of the fillet R portion of the crankshaft is large, and to reduce the weight without deteriorating the stress reduction effect at a portion where the stress of the fillet R portion is relatively small. Can be further reduced in weight. As a result, it is possible to achieve both strength securing and weight reduction for improving reliability at a high level.
[0028]
Further, the crank pin and the crank journal are connected by a crank web, and a hole is formed in the crank web toward the crank pin. The relationship between the hole diameter d and the crank pin diameter Dp is 0.3 / dp = 0.3. Since it is set to be as follows, the weight of the crankshaft is reduced without lowering the bending rigidity and torsional rigidity. As a result, it is possible to achieve both strength ensuring and weight reduction for improving reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a main part showing a crankshaft structure according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a graph showing stress characteristics with respect to web width of a crankshaft structure.
FIG. 4 is a graph showing the state of stress amplitude of the crankshaft 1 of a four-cylinder engine.
FIG. 5 is a side view of a main part showing a crankshaft structure according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between hole diameter d / crank pin diameter Dp , rigidity, and mass.
[Explanation of symbols]
1 Crankshaft 2 Crankpin 3 Crank web 4 Crank journal
5a, 5b Fillet R section 6 Hole D j Crank journal 4 diameter D p Crank pin 2 diameter d Hole 6 diameter

Claims (1)

クランクピンの軸端から軸線と直交する方向にクランクウェブを延設し、前記クランクピンの軸線に沿って延びるクランクジャーナルを前記クランクウェブの外側に連設したクランクシャフトにおいて、
前記クランクシャフトは、複数気筒用機関に対応したクランクシャフトであると共に、
前記クランクシャフトの軸線方向の両端以外の少なくとも1気筒に対応する前記クランクウェブの最大幅Wを、前記クランクウェブの最大幅Wと前記クランクピンの径Dp と前記クランクジャーナルの径Dj との関係式
W/{0.5・(Dp +Dj )}が1.4乃至1.6になるように設定し、
両端の気筒に対応する前記クランクウェブの最大幅Wを、関係式
W/{0.5・(Dp +Dj )}が1.4未満になるように設定したことを特徴とするクランクシャフト構造。
In a crankshaft in which a crank web is extended from a shaft end of the crankpin in a direction orthogonal to the axis, and a crank journal extending along the axis of the crankpin is connected to the outside of the crank web.
The crankshaft is a crankshaft corresponding to a multi-cylinder engine,
The maximum width W of the crank web corresponding to at least one cylinder other than both ends in the axial direction of the crankshaft is a relational expression between the maximum width W of the crank web, the diameter Dp of the crank pin, and the diameter Dj of the crank journal. W / {0.5 · (Dp + Dj)} is set to 1.4 to 1.6,
A crankshaft structure in which the maximum width W of the crank web corresponding to the cylinders at both ends is set so that the relational expression W / {0.5 · (Dp + Dj)} is less than 1.4.
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