JPH0369970B2 - - Google Patents
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- JPH0369970B2 JPH0369970B2 JP19347883A JP19347883A JPH0369970B2 JP H0369970 B2 JPH0369970 B2 JP H0369970B2 JP 19347883 A JP19347883 A JP 19347883A JP 19347883 A JP19347883 A JP 19347883A JP H0369970 B2 JPH0369970 B2 JP H0369970B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
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- C23C8/24—Nitriding
- C23C8/26—Nitriding of ferrous surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/30—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for crankshafts; for camshafts
-
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- C23C8/42—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions only one element being applied
- C23C8/48—Nitriding
- C23C8/50—Nitriding of ferrous surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、内燃機関のクランク軸に係り、特に
クランク軸の耐摩耗性、耐疲労性を向上させた内
燃機関のクランク軸の製造方法に関するものであ
る。
クランク軸の耐摩耗性、耐疲労性を向上させた内
燃機関のクランク軸の製造方法に関するものであ
る。
［発明の技術的背景とその問題点］
自動車の内燃機関に用いられるクランク軸を第
１図、第２図により説明する。第１図に示したク
ランク軸１は四気筒エンジンのもので、その構造
は、メインベアリングで支えられて回転軸となる
クランクジヤーナル２と、コンロツドのビツクエ
ンドに組み付けられるクランクピン３と、クラン
クジヤーナル２とクランクピン３とをつなぐクラ
ンクアーム４と、回転のバランスをとるバランス
ウエイト５とからなつている。また、クランクジ
ヤーナル２及びクランクピン３などの軸受部に潤
滑油を供給する油穴６が設けられ、その外周に組
み込まれるベアリングメタル（図示せず）とで、
ジヤーナル部やクランクピン部などに油膜を作つ
て焼き付きを防止すると共に摩擦による馬力損失
をできるだけ少なくしている。
１図、第２図により説明する。第１図に示したク
ランク軸１は四気筒エンジンのもので、その構造
は、メインベアリングで支えられて回転軸となる
クランクジヤーナル２と、コンロツドのビツクエ
ンドに組み付けられるクランクピン３と、クラン
クジヤーナル２とクランクピン３とをつなぐクラ
ンクアーム４と、回転のバランスをとるバランス
ウエイト５とからなつている。また、クランクジ
ヤーナル２及びクランクピン３などの軸受部に潤
滑油を供給する油穴６が設けられ、その外周に組
み込まれるベアリングメタル（図示せず）とで、
ジヤーナル部やクランクピン部などに油膜を作つ
て焼き付きを防止すると共に摩擦による馬力損失
をできるだけ少なくしている。
最近のクランク軸１は極限設計がなされてお
り、軽量化のために第２図に示すように軽量化穴
７を設けたり、各部の断面形状を極限近くまで小
さくしている。
り、軽量化のために第２図に示すように軽量化穴
７を設けたり、各部の断面形状を極限近くまで小
さくしている。
従来のクランク軸においては疲労により軸が破
断する危険断面は、クランクジヤーナル２やクラ
ンクピン３などの軸受部９を両側のフイレツトア
ール部８のみであり、そこから疲労して第２図中
ｆで示した線のように亀裂が入り破断し易く、そ
のためフイレツトアール部８を含めたクランクジ
ヤーナル２やクランクピン３の軸受部９を高周波
焼入して耐疲労強度を高めてきた。しかしながら
クランク軸１が極限設計された場合、危険断面は
フイレツトアール部８だけでなく油穴６や軽量化
穴７の個所も危険断面となり、そこから亀裂が入
つて破断してしまう。従つてこの油穴６と軽量化
穴７の内面も耐疲労強度を高めなければならない
が、高周波焼入では油穴６や軽量化穴７の内部ま
で焼入することはできない。
断する危険断面は、クランクジヤーナル２やクラ
ンクピン３などの軸受部９を両側のフイレツトア
ール部８のみであり、そこから疲労して第２図中
ｆで示した線のように亀裂が入り破断し易く、そ
のためフイレツトアール部８を含めたクランクジ
ヤーナル２やクランクピン３の軸受部９を高周波
焼入して耐疲労強度を高めてきた。しかしながら
クランク軸１が極限設計された場合、危険断面は
フイレツトアール部８だけでなく油穴６や軽量化
穴７の個所も危険断面となり、そこから亀裂が入
つて破断してしまう。従つてこの油穴６と軽量化
穴７の内面も耐疲労強度を高めなければならない
が、高周波焼入では油穴６や軽量化穴７の内部ま
で焼入することはできない。
そこで、高周波焼入の代りにクランク軸全体を
塩浴などに浸漬する軟窒化処理（或いはタフトラ
イド処理）を行なつて表面に窒素の化合物を形成
して表面硬さを高くし耐疲労強度を高めることが
なされている。
塩浴などに浸漬する軟窒化処理（或いはタフトラ
イド処理）を行なつて表面に窒素の化合物を形成
して表面硬さを高くし耐疲労強度を高めることが
なされている。
しかしながら、発展途上国向けの自動車のクラ
ンク軸に軟窒化処理（タフトライド処理）を行な
うと、クランク軸の再研磨仕上げが技術的に困難
であり、輸出できない。
ンク軸に軟窒化処理（タフトライド処理）を行な
うと、クランク軸の再研磨仕上げが技術的に困難
であり、輸出できない。
すなわち、クランク軸のクランクジヤーナル２
やクランクピン３などの軸受部９は摩耗し易く、
そのため、それを再研磨し、上述したベアリング
メタルを研磨した分、厚めのものに変える補修が
必要であるが、軟窒化層の厚さは10ミクロン程度
であり、これを研磨した場合は軟窒化層がなくな
り、それを新たに軟窒化処理することは技術的に
困難であり、軟窒化処理したクランク軸の補修は
不可能となる。途上国においては道路状況、潤滑
油の管理などが充分でないため、クランク軸は摩
耗が著しく、そのため再研磨仕上げは必要であ
る。従来の高周波焼入したクランク軸の補修は、
焼入厚さが数mmであるため途上国内でも再研磨仕
上げが技術的に可能であるが、上述のように極限
設計されたクランク軸は油穴や軽量化穴の強化が
必要であり、高周波焼入れだけでは不充分であ
る。
やクランクピン３などの軸受部９は摩耗し易く、
そのため、それを再研磨し、上述したベアリング
メタルを研磨した分、厚めのものに変える補修が
必要であるが、軟窒化層の厚さは10ミクロン程度
であり、これを研磨した場合は軟窒化層がなくな
り、それを新たに軟窒化処理することは技術的に
困難であり、軟窒化処理したクランク軸の補修は
不可能となる。途上国においては道路状況、潤滑
油の管理などが充分でないため、クランク軸は摩
耗が著しく、そのため再研磨仕上げは必要であ
る。従来の高周波焼入したクランク軸の補修は、
焼入厚さが数mmであるため途上国内でも再研磨仕
上げが技術的に可能であるが、上述のように極限
設計されたクランク軸は油穴や軽量化穴の強化が
必要であり、高周波焼入れだけでは不充分であ
る。
尚、関連する技術としては特開昭56−98421号
公報及び特開昭57−47868号公報がある。
公報及び特開昭57−47868号公報がある。
［発明の目的］
本発明の目的は上述の極限設計されたクランク
軸の補修が発展途上国内でも行なえる内燃機関の
クランク軸の製造方法を提供するものである。
軸の補修が発展途上国内でも行なえる内燃機関の
クランク軸の製造方法を提供するものである。
［発明の概要］
本発明は、油穴、軽量化穴が設けられたクラン
ク軸を軟窒化処理（又はタフトライド処理）した
のち、クランクジヤーナルなどの軸受部に高周波
焼入又は、フイレツトロール加工を施したことを
特徴とするもので、軟窒化処理或いはタフトライ
ド処理したのち高周波焼入れ又はフイレツトロー
ル加工することにより油穴や軽量化穴は軟窒化処
理により穴の内部が強化され、また軸受部は軟窒
化処理がなされても高周波焼入れ、或いはフイレ
ツトロール加工（表面圧延）を行なうため、その
軸受部の再研磨仕上げが可能となる。これにより
発展途上国などでクランク軸の補修が技術的に簡
単に行なうことが可能となる。
ク軸を軟窒化処理（又はタフトライド処理）した
のち、クランクジヤーナルなどの軸受部に高周波
焼入又は、フイレツトロール加工を施したことを
特徴とするもので、軟窒化処理或いはタフトライ
ド処理したのち高周波焼入れ又はフイレツトロー
ル加工することにより油穴や軽量化穴は軟窒化処
理により穴の内部が強化され、また軸受部は軟窒
化処理がなされても高周波焼入れ、或いはフイレ
ツトロール加工（表面圧延）を行なうため、その
軸受部の再研磨仕上げが可能となる。これにより
発展途上国などでクランク軸の補修が技術的に簡
単に行なうことが可能となる。
［発明の実施例］
以下、本発明に係る内燃機関のクランク陣の製
造方法の好適一実施例を添付図面に基づいて説明
する。
造方法の好適一実施例を添付図面に基づいて説明
する。
先ず、クランク軸１の構造は第１図、第２図で
示した通りである。
示した通りである。
油穴６、軽量化穴７が設けられたクランク軸１
を約500〜600℃の窒素化合物の塩浴中に数分間浸
漬するか、或いは500℃程度のアンモニアガス中
に数十分間置いて軟窒化処理（或いはタクトライ
ド処理）を行なう。クランク軸１のクランクジヤ
ーナル２やクランクピン３およびその両端のフイ
レツトアール部８など軸受部９の表面には約10ミ
クロン程度の厚さの窒素化合物層が形成され、硬
さが増すと共に体積膨脹のため圧縮の残応力が生
じる。また同様油穴６及び軽量化穴７にも同様に
窒素化合物層が形成される。
を約500〜600℃の窒素化合物の塩浴中に数分間浸
漬するか、或いは500℃程度のアンモニアガス中
に数十分間置いて軟窒化処理（或いはタクトライ
ド処理）を行なう。クランク軸１のクランクジヤ
ーナル２やクランクピン３およびその両端のフイ
レツトアール部８など軸受部９の表面には約10ミ
クロン程度の厚さの窒素化合物層が形成され、硬
さが増すと共に体積膨脹のため圧縮の残応力が生
じる。また同様油穴６及び軽量化穴７にも同様に
窒素化合物層が形成される。
この軟窒化処理したクランク軸１の軸受部を高
周波焼入或いはフイレツトロール加工を施し、第
３図に示すようにクランクジヤーナル２又はクラ
ンクピン３の軸受部９の表面に強化層１０を形成
する。
周波焼入或いはフイレツトロール加工を施し、第
３図に示すようにクランクジヤーナル２又はクラ
ンクピン３の軸受部９の表面に強化層１０を形成
する。
高周波焼入の場合は、軟窒化処理により軸受部
９の表面に形成された窒素化合物層が高周波によ
る熱で窒素が放出され、厚さ数mmのマルテンサイ
トの強化層１０が形成される。またフイレツトロ
ール加工の場合、化合物層が残るフイレツトロー
ルの圧延により表面が圧縮塑性変形し、圧縮残留
応力により疲れ強さが上昇し、強化層１０が形成
される。
９の表面に形成された窒素化合物層が高周波によ
る熱で窒素が放出され、厚さ数mmのマルテンサイ
トの強化層１０が形成される。またフイレツトロ
ール加工の場合、化合物層が残るフイレツトロー
ルの圧延により表面が圧縮塑性変形し、圧縮残留
応力により疲れ強さが上昇し、強化層１０が形成
される。
高周波焼入及びフイレツトロール加工によつて
得られる強化層１０の厚さは約２〜３mmであり、
この層をある程度まで研磨しても表面の硬さは失
われない。
得られる強化層１０の厚さは約２〜３mmであり、
この層をある程度まで研磨しても表面の硬さは失
われない。
従つて強化層１０は再研磨することが可能とな
りクランク軸１の補修が可能となる。この補修は
再研磨のみであり、発展途上国でも充分行なえ
る。また油穴６及び軽量化穴７は軟窒化処理が施
されたまま残るので耐疲労強度が充分であり問題
は生じない。
りクランク軸１の補修が可能となる。この補修は
再研磨のみであり、発展途上国でも充分行なえ
る。また油穴６及び軽量化穴７は軟窒化処理が施
されたまま残るので耐疲労強度が充分であり問題
は生じない。
尚、クランク軸全体の製造方法は従来と同様
で、例えば素材を鍛造して第１図に示したクラン
ク軸１を形成したのち、ジヤーナル２及びクラン
クピン３などの軸受部９を粗仕上げし、その軸受
部９に油穴６及び軽量化穴７を加工したのち、上
述したようにクランク軸１の全体を軟窒化処理
し、さらに軸受部９に高周波焼入れ又はフイレツ
トロール加工を施す。その後、軸受部９を超仕上
げして製品とする。
で、例えば素材を鍛造して第１図に示したクラン
ク軸１を形成したのち、ジヤーナル２及びクラン
クピン３などの軸受部９を粗仕上げし、その軸受
部９に油穴６及び軽量化穴７を加工したのち、上
述したようにクランク軸１の全体を軟窒化処理
し、さらに軸受部９に高周波焼入れ又はフイレツ
トロール加工を施す。その後、軸受部９を超仕上
げして製品とする。
［発明の効果］
以上詳述してきたことから明らかなように本発
明によれば次のごとき優れた効果を発揮する。
明によれば次のごとき優れた効果を発揮する。
(1) 油穴、軽量化穴が設けられたクランク軸を軟
窒化処理したのち、軸受部を高周波焼入或いは
フイレツトロール加工を施すことにより軸受部
は再研磨仕上げが可能となり、かつ油穴、軽量
化穴も軟窒化処理により耐疲労強度を有するも
のとすることができる。
窒化処理したのち、軸受部を高周波焼入或いは
フイレツトロール加工を施すことにより軸受部
は再研磨仕上げが可能となり、かつ油穴、軽量
化穴も軟窒化処理により耐疲労強度を有するも
のとすることができる。
(2) 軟窒化処理など技術的に不可能の開発途上国
でも軸受部に再研磨が行なえる高周波焼入、フ
イレツトロール加工が施されるためそのクラン
ク軸の補修が容易に行なえる。
でも軸受部に再研磨が行なえる高周波焼入、フ
イレツトロール加工が施されるためそのクラン
ク軸の補修が容易に行なえる。
第１図は内燃機関のクランク軸の全体を示す正
面図、第２図はクランク軸の軸受部の詳細を示す
図、第３図は本発明に係る内燃機関のクランク軸
の製造方法より得られたクラクン軸の軸受部を示
す図である。 図中、１はクランク軸、２はクランクジヤーナ
ル、３はクランクピン、６は油穴、７は軽量化
穴、９は軸受部、１０は強化層である。
面図、第２図はクランク軸の軸受部の詳細を示す
図、第３図は本発明に係る内燃機関のクランク軸
の製造方法より得られたクラクン軸の軸受部を示
す図である。 図中、１はクランク軸、２はクランクジヤーナ
ル、３はクランクピン、６は油穴、７は軽量化
穴、９は軸受部、１０は強化層である。
Claims (1)
- １ 油穴、軽量化穴が設けられたクランク軸を軟
窒化処理したのち、軸受部に高周波焼入又はフイ
レツトロール加工を施したことを特徴とする内燃
機関のクランク軸の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19347883A JPS6086213A (ja) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | 内燃機関のクランク軸の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19347883A JPS6086213A (ja) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | 内燃機関のクランク軸の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6086213A JPS6086213A (ja) | 1985-05-15 |
| JPH0369970B2 true JPH0369970B2 (ja) | 1991-11-06 |
Family
ID=16308685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19347883A Granted JPS6086213A (ja) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | 内燃機関のクランク軸の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6086213A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006500230A (ja) * | 2002-08-06 | 2006-01-05 | ヘゲンシャイト−エムエフデー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディト ゲゼルシャフト | 自動車用のクランク軸を仕上げ加工する方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03125915U (ja) * | 1990-03-31 | 1991-12-19 | ||
| JP2590116Y2 (ja) * | 1990-07-03 | 1999-02-10 | 三菱自動車工業株式会社 | クランク軸 |
| JP3026596B2 (ja) * | 1990-11-20 | 2000-03-27 | 大同ほくさん株式会社 | クランクシヤフトおよびその製法 |
| JP2905144B2 (ja) * | 1995-09-14 | 1999-06-14 | 有限会社野々川商事 | 棒状化粧料容器 |
| JP7364895B2 (ja) * | 2020-01-16 | 2023-10-19 | 日本製鉄株式会社 | 鋼部品及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-10-18 JP JP19347883A patent/JPS6086213A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006500230A (ja) * | 2002-08-06 | 2006-01-05 | ヘゲンシャイト−エムエフデー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディト ゲゼルシャフト | 自動車用のクランク軸を仕上げ加工する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6086213A (ja) | 1985-05-15 |
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