JPH058023U - クランクシヤフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 コンロッド４に接続されるクランクピン部２
と、シリンダブロックに回転自在に支持されるジャーナ
ル部６と、このジャーナル部６と前記クランクピン部２
とを接続するクランクアーム部７と、平衡錘としてのバ
ランスウェイト部８とを有するクランクシャフトにおい
て、前記クランクピン部２およびジャーナル部６をそれ
ぞれ中空引抜加工により形成された中空軸とし、この中
空軸のクランクピン部２およびジャーナル部６にそれぞ
れ別個に形成された前記クランクアーム部１１およびバ
ランスウェイト部８を組付けた。 【効果】 重量部品であるクランクシャフトが２０〜３
０％も軽量化され、自動車全体としては大いに軽量化が
図られて燃費が向上し、総体的なコストを低させること
ができる。一方、このようにして形成されたクランクシ
ャフトは熱処理を施す必要がなく、また機械加工の工程
も少なくて済み、かつ素材歩留りも良いので製造コスト
の低減化が図られる。さらに、熱処理を施す必要がなく
機械加工の工程も少なくて済むので製造環境を悪化させ
ることもない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関のピストンの受けた圧力をコンロッドを介して受け、往復 運動を回転運動に変えるクランクシャフトに関する。

【０００２】

【従来の技術】

クランクシャフトは鋳造によるものと鍛造によるものとの２種類の製造法によ って製造されている。ここで鋳造品は形状が自由に選べるという利点があり、一 方鍛造品は強度、剛性に優れているという利点がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来のクランクシャフトにあっては、鋳造又は鍛造 によって製造されているが、コンロッドに接続されるクランクピン部やシリンダ ブロックに回転自在に支持されるジャーナル部等は中実となっている。このよう に中実になっているために、クランクシャフトは内燃機関の部品の中で重い部品 であることに変わりはなく、自動車の燃費を向上させることができないという問 題点があった。

【０００４】 また、鋳造又は鍛造によって製造されたクランクシャフトは、その後熱処理や 機械加工等の工程を数多く施す必要があり、かつ素材歩留りも悪いということか ら製造コストが高くなり、さらには熱処理や機械加工の工程を数多く施すことか ら、必然的に生じる高温や騒音等に伴って製造環境が悪化するという問題もあっ た。

【０００５】 本考案は、自動車の燃費を向上させるために軽量化を図り、製造コストを低下 させ、製造環境を向上させるクランクシャフトを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 このような目的を達成するために本考案にあっては、コンロッドに接続される クランクピン部と、シリンダブロックに回転自在に支持されるジャーナル部と、 このジャーナル部と前記クランクピン部とを接続するクランクアーム部と、平衡 錘としてのバランスウェイト部とを有するクランクシャフトにおいて、前記クラ ンクピン部およびジャーナル部をそれぞれ中空引抜加工により形成された中空軸 として、この中空軸のクランクピン部およびジャーナル部にそれぞれ別個に形成 された前記クランクアーム部およびバランスウェイト部を組付けた構成とするも のである。

【０００７】

【作用】

ジャーナル部とクランクピン部は中空引き抜き加工したので、このクランクシ ャフトは全体として２０％程度の重量の軽減化が図られる。このように重量部品 であるクランクシャフトの軽量化効果は２〜３ｋｇともなり大いに軽量化が図れ 燃費が向上する。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案を図面に基づいて説明する。図１ないし図３は本考案に係るクラ ンクシャフトの一実施例を示す図である。

【０００９】 図１および図２において符号１はクランクシャフトであり、このクランクシャ フト１はシリンダブロック（図示せず）にジャーナルベアリング３を介して回転 自在に支持されるジャーナル部２と、コンロッド４の大端部４ａとコンロッドベ アリング５を介して回転自在に連続されたクランクピン部６と、このクランクピ ン部６とジャーナル部２とを接続する部分で強い曲げ応力を受けるクランクアー ム部７と、クランクシャフト１の回転を円滑に保つために取り付けられる平衡錘 としてのバランスウェイト部８とを有している。

【００１０】 ジャーナル部２、クランクピン部６、クランクアーム部７、バランスウェイト 部８は分割されてそれぞれ別個に製造したものであり、これらを組み付けてクラ ンクシャフト１を形成している。すなわち、ジャーナル部２とクランクピン部６ とは鋼材を中空引き抜き加工によってそれぞれ所定の径を有する中空軸状に形成 して、次にそれぞれを所定の寸法に切断する。また、クランクアーム部７とバラ ンスウェイト部８と構造用炭素鋼鋼材を用い、これをプレス加工して形成する。

【００１１】 図３に示すように、バランスウェイト部８にはジャーナル部用およびクランク ピン部用の嵌合孔が形成されているが、それぞれの嵌合孔にジャーナル部２とク ランクピン部６を圧入する。また同様にしてクランクアーム部７のジャーナル部 用およびクランクピン部用の嵌合孔にジャーナル部２とクランクピン部６とを圧 入する。次に、クランクアーム部７、バランスウェイト部８におけるジャーナル 部２、クランクピン部６の圧入接合部位９，１０を電子ビーム溶接等によって溶 融溶接して一体化する。

【００１２】 ところで、自動車等においては燃費向上の観点から軽量化の促進ということが 最大の課題となっている。ここで、内燃機関における部品の中でクランクシャフ トは比較的重く約１５ｋｇ程もある。このため、クランクシャフトの軽量化を図 る必要があり、現在においてはジャーナル部、クランクピン部を鋳造中子によっ て中空にしたものも提案されているが、鋳造によっては思うように軽量化が達成 されてはいないのが実状である。ジャーナル部２とクランクピン部６はニッケル クロムモリブデン鋼鋼材を中空引き抜き加工したので、このクランクシャフト１ は全体として２０％位の重量の軽減化が図れる。このように重量部品であるクラ ンクシャフト１の軽量化は、自動車全体として大いに軽量化が図られて燃費が向 上し、且つ総体的なコストを低させることができる。

【００１３】 また、ジャーナル部２とクランクピン部６はベアリング３，５によって回転自 在に支持される部位で耐摩耗性を持たせる必要があり、クランクアーム部７とバ ランスウェイト部８は前記必要性はない。加えてジャーナル部２とクランクピン 部６は回転軸状にクランクアーム部７とバランスウェイト部８は平板状に形成す る。ここで、ジャーナル部２、クランクピン部６、クランクアーム部７、バラン スウェイト部８はそれぞれ別個に製造されている。このため、ジャーナル部２、 クランクピン部６、クランクアーム部７、バランスウェイト部８は使用目的に応 じて最適の材質や製品法を採用することができる。

【００１４】 一方、このようにして形成されたクランクシャフト１は熱処理を施す必要がな く、また機械加工の工程も少くて済み、かつ素材歩留りも良いので製造コストの 低減化が図られる。さらに、熱処理を施す必要がなく機械加工の工程も少なくて 済むので製造環境を悪化させることもない。

【００１５】 ところで、ジャーナル部２やクランクピン部６は軽量化のために中空軸とした のでこれらの剛性が低下する虞が生じ、これに対応するために径を大きくする必 要が生じる。そうすると、ジャーナル部２やクランクピン部６の外径が大きくな ってしまい、摩擦損失が大きくなる。しかし、ジャーナル部２やクランクピン部 ６は独立して別個に製造するので、これらにニードルベアリングを装着すること ができ、前記摩擦損失の増加を抑えることができる。

【００１６】 次に、本考案に係るクランクシャフトの他の実施例を図４ないし図６に示す。 図４に示すこの実施例は、ジャーナル部２、クランクピン部６を中空にして軽量 化をしながらその剛性を向上させたもので、内壁面を部分的に厚くしたものであ る。

【００１７】 図５に示す実施例は、クランクシャフトの剛性を向上させるためにクランクピ ン部６とジャーナル部２との中心線を近接させた構造としたものであり、クラン クアーム部７を２枚の鋼板７ａ，７ｂから構成し（バランスウェイト部８も同様 に）、それぞれの鋼板７ａ，７ｂにクランクピン部６とクランクアーム７を溶融 溶接した後、鋼板７ａ，７ｂ同士を溶融溶接したものである。また、図６に示す 実施例も同様にクランクピン部６とジャーナル部２との中心線を近接させた構造 としたものであり、クランクアーム部７をプレス加工により接合突部７ｃ，７ｄ を形成し（バランスウェイト部８も同様に）、この接合突部７ｃ，７ｄにクラン クピン部６とジャーナル部２を溶融溶接したものである。

【００１８】 なお、自動車の内燃機関に用いられるクランクシャフトに限らず、機械構造体 の駆動伝達機構に用いられるクランクシャフトについても、同様に軽量化が図ら れ、ひいては機械構造体の軽量化が達成され、総体的なコストの低減が図られる 。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、クランクピン部およびジャーナル部をそ れぞれ中空引抜加工により形成された中空軸とし、この中空軸のクランクピン部 およびジャーナル部にそれぞれ別個に形成されたクランクアーム部およびバラン スウェイト部を組付けたので、このクランクシャフトは全体として２０〜３０％ 位の重量の軽減化が図られる。このように重量部品であるクランクシャフトの軽 量化は、自動車全体としては大いに軽量化が図られて燃費が向上し、総体的なコ ストを低させることができる。

【００２０】 一方、このようにして形成されたクランクシャフトは熱処理を施す必要がなく 、また機械加工の工程も少なくて済み、かつ素材歩留りも良いので製造コストの 低減化が図られる。

【００２１】 さらに、熱処理を施す必要がなく機械加工の工程も少なくて済むので製造環境 を悪化させることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るクランクシャフトの一実施例を示
す斜視図

【図２】同断面図

【図３】クランクシャフトの圧入接合部位を示す部分斜
視図

【図４】クランクシャフトの他の実施例を示す斜視図

【図５】クランクシャフトの他の実施例を示す断面図。

【図６】クランクシャフトの他の実施例を示す断面図。

【符号の説明】

１…クランクシャフト、２…ジャーナル部、４…コンロ
ッド、６…クランクピン部、７…クランクアーム部、８
…バランスウェイト部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 コンロッドに接続されるクランクピン部
   と、シリンダブロックに回転自在に支持されるジャーナ
   ル部と、このジャーナル部と前記クランクピン部とを接
   続するクランクアーム部と、平衡錘としてのバランスウ
   ェイト部とを有するクランクシャフトにおいて、前記ク
   ランクピン部およびジャーナル部をそれぞれ中空引抜加
   工により形成された中空軸として、この中空軸のクラン
   クピン部およびジャーナル部にそれぞれ別個に形成され
   た前記クランクアーム部およびバランスウェイト部を組
   付けたことを特徴とするクランクシャフト。