JPH04276020A - 内燃機関におけるクランク軸の製造方法 - Google Patents
内燃機関におけるクランク軸の製造方法Info
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- JPH04276020A JPH04276020A JP6129691A JP6129691A JPH04276020A JP H04276020 A JPH04276020 A JP H04276020A JP 6129691 A JP6129691 A JP 6129691A JP 6129691 A JP6129691 A JP 6129691A JP H04276020 A JPH04276020 A JP H04276020A
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- aluminum alloy
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- crank shaft
- shaft
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 4
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Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のうちそのシ
リンダブロックをアルミ合金製にした内燃機関に使用さ
れるクランク軸を製造する方法に関するものである。
リンダブロックをアルミ合金製にした内燃機関に使用さ
れるクランク軸を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、内燃機関におけるクランク軸は
、シリンダブロックに一体的に造形した複数個の軸受け
部と、該軸受け部に対してボルトにて締結される軸受け
キャップ体とによって軸支される。ところで、最近の内
燃機関では、軽量化及びコストの低減等を図るために、
そのシリンダブロックを、アルミ合金製にする一方、ク
ランク軸を、鋳鉄による鋳造にて製造することが行なわ
れている。
、シリンダブロックに一体的に造形した複数個の軸受け
部と、該軸受け部に対してボルトにて締結される軸受け
キャップ体とによって軸支される。ところで、最近の内
燃機関では、軽量化及びコストの低減等を図るために、
そのシリンダブロックを、アルミ合金製にする一方、ク
ランク軸を、鋳鉄による鋳造にて製造することが行なわ
れている。
【０００３】しかし、アルミ合金の熱膨張率は約２３×
１０−６ｍｍ／℃であるのに対し、鋳鉄の熱膨張率は１
１〜１３−６ｍｍ／℃であるから、前記のように、シリ
ンダブロックをアルミ合金製に、クランク軸を鋳鉄製に
することは、前記アルミ合金製シリンダブロックにおけ
る軸受け部の内周面と、鋳鉄製クランク軸におけるジャ
ーナル軸部の外周面との間のメタルクリアランスが、温
度の上昇に伴って大きくなり、クランク軸における振れ
が増大することになる。
１０−６ｍｍ／℃であるのに対し、鋳鉄の熱膨張率は１
１〜１３−６ｍｍ／℃であるから、前記のように、シリ
ンダブロックをアルミ合金製に、クランク軸を鋳鉄製に
することは、前記アルミ合金製シリンダブロックにおけ
る軸受け部の内周面と、鋳鉄製クランク軸におけるジャ
ーナル軸部の外周面との間のメタルクリアランスが、温
度の上昇に伴って大きくなり、クランク軸における振れ
が増大することになる。
【０００４】そこで、先行技術としての特開昭６３−２
７０９１２号公報は、鋳鉄をオーステンパー処理（オー
ステナイト変態点以上の温度に加熱し、次いで、適宜温
度、つまり、約２５０〜４５０℃の恒温状態に適宜時間
にわたって保持したのち急冷すること）を施すことによ
って、その組織内に残留オーステナイトを形成すると、
当該鋳鉄における熱膨張率が大きくなることに着目して
、アルミ合金製のシリンダブロックに対して適用する鋳
鉄製のクランク軸の全体を、オーステンパー処理するこ
とにより、シリンダブロックにおける軸受け部の内周面
とクランク軸におけるジャーナル軸部の外周面との間の
メタルクリアランスが温度の上昇に比例して大きくなる
のを低減することを提案している。
７０９１２号公報は、鋳鉄をオーステンパー処理（オー
ステナイト変態点以上の温度に加熱し、次いで、適宜温
度、つまり、約２５０〜４５０℃の恒温状態に適宜時間
にわたって保持したのち急冷すること）を施すことによ
って、その組織内に残留オーステナイトを形成すると、
当該鋳鉄における熱膨張率が大きくなることに着目して
、アルミ合金製のシリンダブロックに対して適用する鋳
鉄製のクランク軸の全体を、オーステンパー処理するこ
とにより、シリンダブロックにおける軸受け部の内周面
とクランク軸におけるジャーナル軸部の外周面との間の
メタルクリアランスが温度の上昇に比例して大きくなる
のを低減することを提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、クランク軸
における各クランクピン軸と、各ピストンにおけるピス
トンピンとを連結するコンロッドは、熱膨張率が鋳鉄に
おける熱膨張率と略等しい鍛造鋼製であるが、鋳鉄製の
クランク軸の全体を、オーステンパー処理することは、
当該クランク軸における各クランクピン軸部も同時にオ
ーステンパー処理され、当該クランクピン軸部における
熱膨張率が、前記鍛造鋼の熱膨張率よりも大きくなる。 従って、前記クランク軸における各クランクピン軸部の
外周面と、前記鍛造鋼製コンロッドにおける大端部の内
周面との間のメタルクリアランスが、温度の上昇に伴っ
て小さくなり、当該部分に焼き付きが発生することにな
る。このため、前記クランクピン軸部の外周面と前記鍛
造鋼製コンロッドにおける大端部の内周面との間のメタ
ルクリアランスは、加工時において、大きい値に設定す
るようにしなければならないから、温度が低い状態にお
いての振動及び騒音が大きくなると言う問題があった。
における各クランクピン軸と、各ピストンにおけるピス
トンピンとを連結するコンロッドは、熱膨張率が鋳鉄に
おける熱膨張率と略等しい鍛造鋼製であるが、鋳鉄製の
クランク軸の全体を、オーステンパー処理することは、
当該クランク軸における各クランクピン軸部も同時にオ
ーステンパー処理され、当該クランクピン軸部における
熱膨張率が、前記鍛造鋼の熱膨張率よりも大きくなる。 従って、前記クランク軸における各クランクピン軸部の
外周面と、前記鍛造鋼製コンロッドにおける大端部の内
周面との間のメタルクリアランスが、温度の上昇に伴っ
て小さくなり、当該部分に焼き付きが発生することにな
る。このため、前記クランクピン軸部の外周面と前記鍛
造鋼製コンロッドにおける大端部の内周面との間のメタ
ルクリアランスは、加工時において、大きい値に設定す
るようにしなければならないから、温度が低い状態にお
いての振動及び騒音が大きくなると言う問題があった。
【０００６】本発明は、アルミ合金製のシリンダブロッ
クに対して適用される鋳鉄製のクランク軸を、前記のよ
うな問題を招来することがない形態にして製造する方法
を提供することを技術的課題とするものである。
クに対して適用される鋳鉄製のクランク軸を、前記のよ
うな問題を招来することがない形態にして製造する方法
を提供することを技術的課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明は、アルミ合金製のシリンダブロックに対
して適用するクランク軸を鋳鉄製にし、その全体をオー
ステンパー処理し、次いで、当該クランク軸のうちクラ
ンクピン軸部を、部分的に適宜温度に加熱したのち徐冷
却することにした。
るため本発明は、アルミ合金製のシリンダブロックに対
して適用するクランク軸を鋳鉄製にし、その全体をオー
ステンパー処理し、次いで、当該クランク軸のうちクラ
ンクピン軸部を、部分的に適宜温度に加熱したのち徐冷
却することにした。
【０００８】
【作用】このように、鋳鉄製クランク軸の全体を、オー
ステンパー処理したのち、当該クランク軸のうちクラン
クピン軸部を部分的に適宜温度に加熱して徐冷却すると
、クランクピン軸部における組織には、前記オーステン
パー処理によって、残留オーステナイトが形成されるも
のの、このクランクピン軸部における残留オーステナイ
トの大部分は、当該クランクピン軸部に対する部分的な
加熱とその後の徐冷却とによって消去されることになる
。すなわち、クランク軸のうちジャーナル軸部における
残留オーステナイトを消失することなく、換言すると、
ジャーナル軸部における熱膨張率を、アルミ合金製シリ
ンダブロックにおける軸受け部における熱膨張率に近付
けた値に保持した状態で、クランクピン軸部における熱
膨張率を、鍛造鋼製のコンロッドにおける熱膨張率に近
付けることができるのである。
ステンパー処理したのち、当該クランク軸のうちクラン
クピン軸部を部分的に適宜温度に加熱して徐冷却すると
、クランクピン軸部における組織には、前記オーステン
パー処理によって、残留オーステナイトが形成されるも
のの、このクランクピン軸部における残留オーステナイ
トの大部分は、当該クランクピン軸部に対する部分的な
加熱とその後の徐冷却とによって消去されることになる
。すなわち、クランク軸のうちジャーナル軸部における
残留オーステナイトを消失することなく、換言すると、
ジャーナル軸部における熱膨張率を、アルミ合金製シリ
ンダブロックにおける軸受け部における熱膨張率に近付
けた値に保持した状態で、クランクピン軸部における熱
膨張率を、鍛造鋼製のコンロッドにおける熱膨張率に近
付けることができるのである。
【０００９】
【発明の効果】従って、本発明によると、鋳鉄製のクラ
ンク軸を、アルミ合金製のシリンダブロックに対して適
合することができるようにオーステンパー処理したもの
でありながら、当該クランク軸におけるクランクピン軸
部における熱膨張率を、鍛造鋼製のコンロッドにおける
熱膨張率に近付けることができることにより、クランク
ピン軸部の外周面と、コンロッドにおける大端部の内周
面とのメタルクリアランスを、温度が低い状態でも小さ
い値に設定することができるから、クランク軸を、振動
及び騒音を確実に低減できる形態にして製造することが
できる効果を有する。
ンク軸を、アルミ合金製のシリンダブロックに対して適
合することができるようにオーステンパー処理したもの
でありながら、当該クランク軸におけるクランクピン軸
部における熱膨張率を、鍛造鋼製のコンロッドにおける
熱膨張率に近付けることができることにより、クランク
ピン軸部の外周面と、コンロッドにおける大端部の内周
面とのメタルクリアランスを、温度が低い状態でも小さ
い値に設定することができるから、クランク軸を、振動
及び騒音を確実に低減できる形態にして製造することが
できる効果を有する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面について説明す
る。図において、符号１は、アルミ合金製のシリンダブ
ロック（図示せず）から一体的に造形した複数個の軸受
け部を示す。符号２は、複数個のジャーナル軸部３と複
数個のクランクピン軸部４とを備えたクランク軸を示し
、該クランク軸２は、前記シリンダブロックにおける各
軸受け部１と、当該各軸受け部１に左右一対のボルト５
にて締結した軸受けキャップ体６とによって回転自在に
軸支され、更に、このクランク軸１における各クランク
ピン軸部４には、当該クランクピン軸部４とピストン（
図示せず）とを連結する鍛造鋼製コンロッド７の大端部
７ａが回転自在に被嵌されている。
る。図において、符号１は、アルミ合金製のシリンダブ
ロック（図示せず）から一体的に造形した複数個の軸受
け部を示す。符号２は、複数個のジャーナル軸部３と複
数個のクランクピン軸部４とを備えたクランク軸を示し
、該クランク軸２は、前記シリンダブロックにおける各
軸受け部１と、当該各軸受け部１に左右一対のボルト５
にて締結した軸受けキャップ体６とによって回転自在に
軸支され、更に、このクランク軸１における各クランク
ピン軸部４には、当該クランクピン軸部４とピストン（
図示せず）とを連結する鍛造鋼製コンロッド７の大端部
７ａが回転自在に被嵌されている。
【００１１】前記クランク軸２を、その各ジャーナル軸
部３及び各クランクピン軸部４を中空状にして鋳鉄の鋳
造にて製作する。この鋳鉄製のクランク軸２の全体を、
予熱炉で適宜温度に予熱したのち、加熱炉に入れ、オー
ステナイト変態点以上である約８５０〜９５０℃の温度
で約４時間にわたって加熱し、次いで、ソルト浴槽に入
れて、約２５０〜４５０℃の温度で適宜時間にわたって
恒温状態に保持したのち、洗浄槽に入れて急冷すると同
時に洗浄すると言うオーステンパー処理を施すことによ
り、クランク軸２の全体の部分に対して残留オーステナ
イトを形成する。
部３及び各クランクピン軸部４を中空状にして鋳鉄の鋳
造にて製作する。この鋳鉄製のクランク軸２の全体を、
予熱炉で適宜温度に予熱したのち、加熱炉に入れ、オー
ステナイト変態点以上である約８５０〜９５０℃の温度
で約４時間にわたって加熱し、次いで、ソルト浴槽に入
れて、約２５０〜４５０℃の温度で適宜時間にわたって
恒温状態に保持したのち、洗浄槽に入れて急冷すると同
時に洗浄すると言うオーステンパー処理を施すことによ
り、クランク軸２の全体の部分に対して残留オーステナ
イトを形成する。
【００１２】そして、前記のオーステンパー処理を完了
すると、各クランクピン軸部４の部分に対して、図３に
示すように、高周波加熱用のコイル８を装着して、当該
各クランクピン軸部４を約８５０℃の温度に適宜時間だ
け部分的に加熱したのち、急冷することなく、自然放冷
等により徐冷却する。この各クランクピン軸部４に対す
る部分的な加熱と徐冷却とにより、当該各クランクピン
軸４における残留オーステナイトの大部分を、クランク
軸２のうち各ジャーナル軸部３における残留オーステナ
イトを消失することなく、消去することができるから、
前記各クランクピン軸４における熱膨張率を、前記鍛造
鋼製コンロッド７の大端部７ａにおける熱膨張率に近付
けることができる。
すると、各クランクピン軸部４の部分に対して、図３に
示すように、高周波加熱用のコイル８を装着して、当該
各クランクピン軸部４を約８５０℃の温度に適宜時間だ
け部分的に加熱したのち、急冷することなく、自然放冷
等により徐冷却する。この各クランクピン軸部４に対す
る部分的な加熱と徐冷却とにより、当該各クランクピン
軸４における残留オーステナイトの大部分を、クランク
軸２のうち各ジャーナル軸部３における残留オーステナ
イトを消失することなく、消去することができるから、
前記各クランクピン軸４における熱膨張率を、前記鍛造
鋼製コンロッド７の大端部７ａにおける熱膨張率に近付
けることができる。
【００１３】なお、前記各クランクピン軸部４を部分的
に加熱するに際しては、クランク軸２における各ジャー
ナル軸部３に、図３に二点鎖線で示すように、水冷式等
の冷却体９を装着することによって、各ジャーナル軸部
３が同時に加熱されることを回避するようにするのが好
ましい。また、前記軸受けキャップ体６は、アルミ合金
製又は鋳鉄製にしても良いが、鋳鉄製にしてこれに前記
と同様なオーステンパー処理を施したものにしても良い
ことは言うまでもない。更にまた、前記各クランクピン
軸部４を、前記のように中空軸に構成すると、当該各ク
ランクピン軸部４を部分的に加熱するに際して、このク
ランクピン軸部４の全体を所定温度まで短い時間で加熱
することができるから、この部分的な加熱によって、前
記各ジャーナル軸部３における残留オーステナイトを消
失することを低減できる利点を有する。
に加熱するに際しては、クランク軸２における各ジャー
ナル軸部３に、図３に二点鎖線で示すように、水冷式等
の冷却体９を装着することによって、各ジャーナル軸部
３が同時に加熱されることを回避するようにするのが好
ましい。また、前記軸受けキャップ体６は、アルミ合金
製又は鋳鉄製にしても良いが、鋳鉄製にしてこれに前記
と同様なオーステンパー処理を施したものにしても良い
ことは言うまでもない。更にまた、前記各クランクピン
軸部４を、前記のように中空軸に構成すると、当該各ク
ランクピン軸部４を部分的に加熱するに際して、このク
ランクピン軸部４の全体を所定温度まで短い時間で加熱
することができるから、この部分的な加熱によって、前
記各ジャーナル軸部３における残留オーステナイトを消
失することを低減できる利点を有する。
【図１】一部切欠き縦断正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ視断面図である。
【図３】クランク軸の各クランクピン軸部を部分的に加
熱している状態を示す図である。
熱している状態を示す図である。
１ 軸受け部
２ クランク軸
３ ジャーナル軸部４
クランクピン軸部６ 軸受
けキャップ体７ コンロッド ８ 高周波加熱用のコイル９
冷却体
クランクピン軸部６ 軸受
けキャップ体７ コンロッド ８ 高周波加熱用のコイル９
冷却体
Claims (1)
- 【請求項１】アルミ合金製のシリンダブロックに対して
使用するクランク軸を鋳鉄製にし、その全体をオーステ
ンパー処理し、次いで、当該クランク軸のうちクランク
ピン軸部を、部分的に適宜温度に加熱したのち徐冷却す
ることを特徴とする内燃機関におけるクランク軸の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6129691A JPH04276020A (ja) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | 内燃機関におけるクランク軸の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6129691A JPH04276020A (ja) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | 内燃機関におけるクランク軸の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04276020A true JPH04276020A (ja) | 1992-10-01 |
Family
ID=13167093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6129691A Pending JPH04276020A (ja) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | 内燃機関におけるクランク軸の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04276020A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190066235A (ko) | 2017-12-05 | 2019-06-13 | 현대자동차주식회사 | 알루미늄 실린더블록의 열처리 방법 및 알루미늄 실린더블록용 열처리 코일 부재 |
| US20230304529A1 (en) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | GM Global Technology Operations LLC | Lightweight nodular iron crankshaft for heavy duty engine |
-
1991
- 1991-03-01 JP JP6129691A patent/JPH04276020A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190066235A (ko) | 2017-12-05 | 2019-06-13 | 현대자동차주식회사 | 알루미늄 실린더블록의 열처리 방법 및 알루미늄 실린더블록용 열처리 코일 부재 |
| US20230304529A1 (en) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | GM Global Technology Operations LLC | Lightweight nodular iron crankshaft for heavy duty engine |
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