JPH04231716A - ２サイクルエンジン用組立て式クランク軸 - Google Patents

２サイクルエンジン用組立て式クランク軸

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JPH04231716A
JPH04231716A JP3109266A JP10926691A JPH04231716A JP H04231716 A JPH04231716 A JP H04231716A JP 3109266 A JP3109266 A JP 3109266A JP 10926691 A JP10926691 A JP 10926691A JP H04231716 A JPH04231716 A JP H04231716A
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JP
Japan
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interference fit
axial
crankshaft
space
radial
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JP3109266A
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English (en)
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Ralf-Rainer Kemmler
ラルフ・ライナー　ケムラー
Hans P Stehle
ハンス　ペーター　シュテーレ
Andreas Decool
アンドレアス　デコール
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Andreas Stihl AG and Co KG
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Andreas Stihl AG and Co KG
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • F16C3/10—Crankshafts assembled of several parts, e.g. by welding by crimping
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49286—Crankshaft making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T74/21—Elements
    • Y10T74/2173—Cranks and wrist pins
    • Y10T74/2177—Sectional

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クランクピンとクラン
ク腕とが締まりばめ部により互いに連結され、応力集中
を避けるため、互いに接している締まりばめ面の少なく
とも一方が、締まりばめ部の軸方向の端部に対して、締
まりばめ部の中心長手軸線までの半径方向の間隔が変化
するように構成されている２サイクルエンジン用組立て
式クランク軸、特にパワーチェーンソー、研削切断機等
の手で案内される可搬式作業機械の２サイクルエンジン
用組立て式クランク軸に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】組み立てられたクランク軸の場合、クラ
ンク腕とクランクピンとの間の連結部としての締まりば
め部は応力が生じるために特に大きな荷重を受ける。こ
のため筒状に構成された締まりばめ部が短時間作動した
だけで破損することが頻繁に起こる。応力集中を避ける
ため、締まりばめ部は、連結個所から出ている応力場が
種々の面内にあるように構成されていた。このためクラ
ンクピンが先細りに構成され、それによって直径のオー
バーラップが締まりばめ部の軸方向の長さ方向において
次第に減少する。この種の締まりばめによる連結は、応
力集中を避けるため締まりばめ部の大きさが過大になり
、実際的には満足の行くものではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、締ま
りばめによって生じる応力場が十分に均等になり、クラ
ンク軸の荷重が減少するようにこの種の組立て式クラン
ク軸を構成することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、締まりばめ面の半径方向の間隔が、締まり
ばめ部の軸方向の中心線に対する軸方向の間隔に依存し
て
【０００５】
【数２】
【０００６】なる指数関数に応じて変化し、ここでａと
ｂは予め設定可能な定数、ｘは軸方向の間隔、ｆ（ｘ）
は半径方向の間隔であることを特徴とするものである。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて
説明する。
【０００８】図１はクランク軸１の組立て図である。ク
ランク軸１はマグネシウム合金等の軽金属から製造され
ている。クランク軸１は、ジャーナルピン４と５を有し
ているクランク腕２と３を備えている。両クランク腕２
と３はクランクピン６によって互いに連結されている。 クランクピン６の軸線７は、ジャーナルピン４と５のジ
ャーナル軸線８に対して間隔ｋを持って位置している。 ２サイクルエンジンを組み立てた状態では、クランクピ
ン上に、ピストンを担持する連接棒の連接棒眼状部が取
り付けられる。
【０００９】クランクピン６は、軸方向の両端部に嵌合
部分９を有している。嵌合部分９はクランク腕２または
３の対応する締まりばめ穴１１に締まりばめにより嵌合
されている。嵌合部分９は、図１に誇張して示すように
、締まりばめ穴１１の内径ｄに対して締めしろｕを有し
ている。
【００１０】図１では、図の左側に嵌合前の締まりばめ
部１０を示し、右側に嵌合後の締まりばめ部１０を示し
た。
【００１１】締まりばめ部１０の領域での応力荷重を均
等にし、荷重時でも応力集中を避けるため、締まりばめ
穴１１は特にそのクランクピン６側の端部１１ｂにおい
て直径が拡大されている。締まりばめ穴１１は、軸方向
の両端部１１ａと１１ｂにおいて拡大するように構成す
ることができる。
【００１２】締まりばめ穴１１の代わりに、クランクピ
ン６の嵌合部分９の外径をその軸方向の端部９ａの方へ
径が減縮するように構成するのも合目的である。
【００１３】図３は、軸方向の端部１１ａと１１ｂの方
へ内径ｄが拡大している締まりばめ穴１１の拡大軸断面
図である。締まりばめ面１４と締まりばめ部１０の中心
長手軸線１３との半径方向の間隔Ｒは、締まりばめ部ま
たは締まりばめ穴１１の軸方向の中心１２を基準にして
、該軸方向の中心１２と軸方向の端部１１ａまたは１１
ｂとの間隔ｘが増大するにつれて大きくなっている。 この場合半径方向の間隔Ｒは曲線関数ｆ（ｘ）に従って
変化する。ここでｘは締まりばめ穴１１の前記軸方向の
中心１２までの軸方向の間隔である。本発明によれば、
この曲線関数は
【００１４】
【数３】
【００１５】で表わされる指数関数である。ここでａと
ｂは、穴径ｄの大きさと締めしろｕの大きさに基づいて
選定される定数である。２サイクルエンジンの組み立て
られるクランク軸に対しては、定数ａは約０．００７な
いし約０．０５の範囲で変動し、一方定数ｂは約５．０
ないし約５．５の範囲で変動する。クランクピン６の嵌
合部分９の外径と締まりばめ穴１１の収容直径ｄの間の
締めしろｕに依存するこれらの定数の選定は、締めしろ
ｕが小さいときには定数ａとｂが小さく、締めしろｕが
大きいときには定数ａとｂが大きいように行われる。
【００１６】他方、締まりばめ穴１１の中心長手軸線１
３までの軸方向の間隔Ｒは曲線群に属する１つの曲線に
従って著しく変化する。この曲線群は下限を
【００１７
】
【数４】
【００１８】によって特定され（図４）、上限を
【００
１９】
【数５】
【００２０】によって特定される（図４）。この場合関
数ｆ１（ｘ）は穴径ｄが最も小さく且つ締めしろｕが最
小の場合に選定され、一方穴径ｄが最も大きく締めしろ
ｕが最大の場合には関数ｆ２（ｘ）が適している。
【００２１】図４の曲線ｆ１（ｘ）とｆ２（ｘ）の図示
は、クランク腕の幅の半分ｗ（図３）と直径のオーバー
ラップの量の関係において示した。
【００２２】本発明の特殊な実施例では、図３の断面図
において締めしろｕが０．０５ｍｍの場合の曲線は図５
の曲線Ｉに従って変化する。締めしろｕが０．１ｍｍで
あると、曲線は図５の曲線ＩＩに従って変化する。締め
しろｕが０．１５ｍｍであると、曲線はさらに急勾配に
なり、図５の曲線ＩＩＩに従って変化する。
【００２３】次に、本発明の実施態様を列記しておく。
【００２４】（１）定数（ａとｂ）がクランクピン（６
，９）の直径とクランク腕（２，３）に設けた締まりば
め穴（１１）の収容直径（ｄ）との間の締めしろ（ｕ）
に応じて、締めしろ（ｕ）が小さいとき定数（ａとｂ）
が小さく、締めしろ（ｕ）が大きいとき定数（ａとｂ）
が大きいように選定されていることを特徴とする、請求
項１に記載の２サイクルエンジン用組立て式クランク軸
。
【００２５】（２）定数（ａ）が約０．００７ないし約
０．０５０の範囲にあることを特徴とする、請求項１ま
たは上記第１項に記載の２サイクルエンジン用組立て式
クランク軸。
【００２６】（３）定数（ｂ）が約５．０ないし約５．
５の範囲にあることを特徴とする、請求項１、上記第１
項または第２項に記載の２サイクルエンジン用組立て式
クランク軸。
【００２７】（４）締まりばめ穴（１１）の締まりばめ
面（１４）が、締まりばめ部（１０）の中心長手軸線（
１３）に対して半径方向の間隔（Ｒ）が変化するように
構成されていることを特徴とする、請求項１または上記
第１項から第３項までのいずれか１つに記載の２サイク
ルエンジン用組立て式クランク軸。
【００２８】（５）締まりばめ穴（１１）の締まりばめ
面（１４）が、クランクピン（６）側の端部において、
締まりばめ部（１０）の中心長手軸線（１３）に対して
半径方向の間隔（Ｒ）が変化するように構成されている
ことを特徴とする、上記第４項に記載の２サイクルエン
ジン用組立て式クランク軸。
【００２９】（６）締まりばめ穴（１１）の締まりばめ
面（１４）が、軸方向の両端部（１１ａ，１１ｂ）にお
いて、締まりばめ部（１０）の中心長手軸線（１３）に
対して半径方向の間隔（Ｒ）が変化するように構成され
ていることを特徴とする、上記第４項に記載の２サイク
ルエンジン用組立て式クランク軸。
【００３０】（７）締めしろ（ｕ）が０．０５ｍｍのと
き、締まりばめ面（１４）の半径方向の間隔（Ｒ）が、
締まりばめ部の軸方向の中心線（１２）までの軸方向の
間隔に依存して図５の曲線Ｉに応じて変化することを特
徴とする、請求項１または上記第１項から第６項までの
いずれか１つに記載の２サイクルエンジン用組立て式ク
ランク軸。
【００３１】（８）締めしろ（ｕ）が０．１ｍｍのとき
、締まりばめ面（１４）の半径方向の間隔（Ｒ）が、締
まりばめ部の軸方向の中心線（１２）までの軸方向の間
隔に依存して図５の曲線ＩＩに応じて変化することを特
徴とする、請求項１または上記第１項から第６項までの
いずれか１つに記載の２サイクルエンジン用組立て式ク
ランク軸。
【００３２】（９）締めしろ（ｕ）が０．１５ｍｍのと
き、締まりばめ面（１４）の半径方向の間隔（Ｒ）が、
締まりばめ部の軸方向の中心線（１２）までの軸方向の
間隔に依存して図５の曲線ＩＩＩに応じて変化すること
を特徴とする、請求項１または上記第１項から第６項ま
でのいずれか１つに記載の２サイクルエンジン用組立て
式クランク軸。
【００３３】（１０）マグネシウム合金等の軽金属から
成っていることを特徴とする、請求項１または上記第１
項から第９項までのいずれか１つに記載の２サイクルエ
ンジン用組立て式クランク軸。
【００３４】
【発明の効果】本発明により提案された指数関数に基づ
いて直径のオーバーラップを減少させることにより、従
来の締まりばめ連結の場合よりも何倍も寿命を長くさせ
ることができる。この著しい効果は、本発明にしたがっ
て提案された指数関数に応じて締まりばめ連結部を構成
することにより得られる。従って公知のクランク軸の場
合に安全上の理由から必要であった締まりばめ部分の過
大なサイズは必要なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】単シリンダ２サイクルエンジン用の組立て式ク
ランク軸の部分断面図である。
【図２】本発明にしたがって構成された締まりばめ部を
備えるクランク軸の平面図である。
【図３】締まりばめ穴の拡大軸断面図である。
【図４】クランク腕の幅の半分に規格化した締まりばめ
部の軸方向の中心線までの軸方向の間隔と締まりばめ部
の直径のオーバーラップとの関係を示すグラフである。
【図５】特定の締まりばめに対する曲線の変化を示す図
４に対応する図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　クランク軸 ２，３　　　　　　クランク腕 ６　　　　　　　　　　クランクピン １０　　　　　　　　締まりばめ部 １４，１５　　締まりばめ面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　クランクピン（６）とクランク腕（２
    ，３）とが締まりばめ部（１０）により互いに連結され
    、応力集中を避けるため、互いに接している締まりばめ
    面（１４，１５）の少なくとも一方が、締まりばめ部（
    １０）の軸方向の端部（１１ａ，１１ｂ）に対して、締
    まりばめ部（１０）の中心長手軸線（１３）までの半径
    方向の間隔（Ｒ）が変化するように構成されている２サ
    イクルエンジン用組立て式クランク軸において、締まり
    ばめ面（１４，１５）の半径方向の間隔（Ｒ）が、締ま
    りばめ部（１０）の軸方向の中心線（１２）に対する軸
    方向の間隔（ｘ）に依存して 【数１】 なる指数関数に応じて変化し、ここでａとｂは予め設定
    可能な定数、ｘは軸方向の間隔、ｆ（ｘ）は半径方向の
    間隔（Ｒ）であることを特徴とする２サイクルエンジン
    用組立て式クランク軸。
JP3109266A 1990-06-09 1991-05-14 ２サイクルエンジン用組立て式クランク軸 Pending JPH04231716A (ja)

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