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JP2010255834A - Crankshaft - Google Patents

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Publication number
JP2010255834A
JP2010255834A JP2009110082A JP2009110082A JP2010255834A JP 2010255834 A JP2010255834 A JP 2010255834A JP 2009110082 A JP2009110082 A JP 2009110082A JP 2009110082 A JP2009110082 A JP 2009110082A JP 2010255834 A JP2010255834 A JP 2010255834A
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JP
Japan
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crank
crank arm
crankshaft
thin
crankpin
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2009110082A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Fujii
健史 藤井
Nobuyuki Ota
信行 大田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2009110082A priority Critical patent/JP2010255834A/en
Publication of JP2010255834A publication Critical patent/JP2010255834A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crankshaft capable of distributing stress based on an explosion load applied to a crank pin constituting an engine. <P>SOLUTION: A virtual line A is assumed which passes an axis line B of a crank journal between a peripheral edge 40a of a thrust receiving portion of a first crank pin 20 and a peripheral edge 42a of a thrust receiving portion of the crank journal. A thin portion 50 is formed in a first crank arm 12 between the axis line B and the virtual line A. This thin portion 50 extends over an entire width of the first crank arm 12 in the direction perpendicular to an axis line C of the first crank pin 20 of the first crank arm 12. The stress applied to the first crank pin 20 causes the first crank arm to be bent 12 due to the presence of thin portion 50, so that the stress is distributed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、クランクシャフトに関し、一層詳細には、内燃機関を構成するピストンの往復動作によって加えられる荷重を局部的に集中させることなく、その応力を分散することを可能にしたクランクシャフトに関する。   The present invention relates to a crankshaft, and more particularly, to a crankshaft that can distribute the stress without locally concentrating a load applied by a reciprocating motion of a piston constituting an internal combustion engine.

内燃機関を構成するクランクシャフトは、コンロッドを介してピストンの往復動作を回転運動に変換する。クランクシャフトは、クランクピンとこのクランクピンの両端部に設けられるクランクアームと、前記クランクピンの軸芯に対して偏芯してクランクアームの外側に設けられるクランクジャーナルとを有する。この場合、クランクアームにはカウンターウエイトが設けられるが、それを備えないものもある。   A crankshaft constituting an internal combustion engine converts a reciprocating motion of a piston into a rotational motion via a connecting rod. The crankshaft includes a crankpin, crank arms provided at both ends of the crankpin, and a crank journal provided eccentrically with respect to the axis of the crankpin and provided outside the crank arm. In this case, the crank arm is provided with a counterweight, but some may not have it.

この種のクランクシャフトを示す従来技術として、特許文献1をここに掲げる。特許文献1は、特公昭60−564号公報であって、「エンジンクランク軸の構造」を開示する。この特許文献1のエンジンクランク軸では、クランク軸芯と同芯状のジャーナル1に2個一対のクランクアーム2、2を連設すると共に、該一対のクランクアーム2、2同士をクランクピン3で連結し、前記クランクアーム2、2のそれぞれにバランスウエイト4を連設し、それらを鋳造によって一体成形してなるものである。特に、この特許文献1の発明では、クランクピン3とクランクアーム2の連結箇所に凹入部7を形成して、その凹入部7によって前記連結箇所近くのクランクアーム2に対する引張り応力の集中を緩和させるようにしている(特許文献1第2欄第14行乃至同第3欄第8行)。   As a prior art showing this type of crankshaft, Patent Document 1 is listed here. Japanese Patent Publication No. 60-564 discloses a “structure of an engine crankshaft”. In the engine crankshaft of this Patent Document 1, two pairs of crank arms 2 and 2 are connected to a journal 1 concentric with the crankshaft core, and the pair of crank arms 2 and 2 are connected to each other by a crankpin 3. The balance arms 4 are connected to each of the crank arms 2 and 2 and are integrally formed by casting. In particular, in the invention of Patent Document 1, a recessed portion 7 is formed at a connecting portion between the crank pin 3 and the crank arm 2, and the concentration of tensile stress on the crank arm 2 near the connecting portion is reduced by the recessed portion 7. (Patent Document 1, second column, line 14 to third column, eighth line).

しかしながら、この特許文献1に記載のエンジンクランク軸の構造では、ピストンの往復動作がコンロッドを介してクランクピン3に伝達され、クランクピン3にエンジンの爆発荷重が加わると、前記クランクピン3が撓み、そのクランクピン3の付け根に設けられている凹入部7、7に応力が集中するという問題が露呈している。   However, in the structure of the engine crankshaft described in Patent Document 1, when the reciprocating motion of the piston is transmitted to the crankpin 3 via the connecting rod and the engine explosion load is applied to the crankpin 3, the crankpin 3 is bent. The problem that stress concentrates in the recessed portions 7 and 7 provided at the base of the crank pin 3 is exposed.

特公昭60−564号公報Japanese Patent Publication No. 60-564

本発明は、前記の不都合を克服するためになされたものであって、クランクピンの両端部に設けられるクランクアームに薄肉部を形成し、この薄肉部によってピストンの爆発荷重がクランクピンに加わった場合であっても、前記薄肉部の存在によって、クランクアームが撓むことにより応力を分散させ、このためにクランクピンとクランクアームの連結部に曲げ応力と捻り応力の両方の応力集中が発生することを回避することが可能なクランクシャフトを提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to overcome the above-described disadvantages. A thin portion is formed in a crank arm provided at both ends of the crank pin, and an explosion load of a piston is applied to the crank pin by the thin portion. Even in such a case, due to the presence of the thin-walled portion, the crank arm bends to disperse the stress, which causes stress concentration of both bending stress and torsional stress at the connecting portion of the crank pin and the crank arm. An object of the present invention is to provide a crankshaft capable of avoiding the above.

前記の目的を達成するために、本願の請求項1で特定される発明は、コンロッドを軸支するクランクピンと、クランクジャーナルと、前記クランクピンと前記クランクジャーナルの間を連結するクランクアームを有するクランクシャフトであって、前記クランクアームには、前記クランクピンとの連結部に前記クランクピンの外周に沿い、前記クランクピンと同芯円状のスラスト受け部が設けられ、前記クランクアームの前記クランクピン側面に前記クランクジャーナル側へ窪んだ薄肉部が形成され、前記薄肉部は少なくとも前記クランクピンのスラスト受け部外周縁と前記クランクジャーナルのスラスト受け部の外周縁をつなぐ直線内のクランクアーム側に窪んで設けられることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention specified in claim 1 of the present application is a crankshaft having a crankpin that pivotally supports a connecting rod, a crank journal, and a crank arm that connects between the crankpin and the crank journal. The crank arm is provided with a thrust receiving portion concentric with the crank pin along the outer periphery of the crank pin at a connecting portion with the crank pin, and the crank arm side surface of the crank arm includes the crank pin. A thin-walled portion recessed toward the crank journal is formed, and the thin-walled portion is recessed on the crank arm side in a straight line connecting at least the outer periphery of the thrust receiving portion of the crank pin and the outer periphery of the thrust receiving portion of the crank journal. It is characterized by that.

請求項1で特定される発明によれば、ピストンの往復動作によってクランクピンに荷重が加わった際に、クランクアームに設けられた薄肉部によって、クランクアーム自体が撓むことにより応力を分散させることが可能となり、これによってクランクピンとクランクアームの間に発生する曲げ応力と捻り応力の二つの応力の集中を回避することができる。これによって、クランクピンの長寿命化が図れると共に、信頼性の高いクランクシャフトを得ることができる。   According to the invention specified in claim 1, when a load is applied to the crankpin by the reciprocating motion of the piston, the crank arm itself is bent by the thin portion provided in the crank arm to disperse the stress. This makes it possible to avoid concentration of two stresses, bending stress and torsional stress, generated between the crankpin and the crank arm. As a result, the life of the crankpin can be extended and a highly reliable crankshaft can be obtained.

また、請求項2で特定される発明は、請求項1記載のクランクシャフトにおいて、前記薄肉部が前記クランクアームの前記クランクピン軸線と直交する方向の全幅にわたって設けられることを特徴とする。   The invention specified in claim 2 is characterized in that, in the crankshaft according to claim 1, the thin portion is provided over the entire width of the crank arm in a direction orthogonal to the crankpin axis.

請求項2で特定される発明によれば、鍛造成形が可能となるために、一層の製造コストの低減が図られる効果を奏する。   According to the invention specified in claim 2, since forging is possible, there is an effect that the manufacturing cost can be further reduced.

また、請求項3で特定される発明は、請求項1又は2記載のクランクシャフトにおいて、前記クランクアームに連設してカウンターウエイトが一体的に設けられ、前記カウンターウエイトに該カウンターウエイトを横断する肉抜き部を設けることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the crankshaft according to the first or second aspect, a counterweight is provided integrally with the crank arm, and the counterweight crosses the counterweight. It is characterized by providing a lightening part.

請求項3で特定される発明によれば、ピストンの往復動作によってクランクピンに荷重が加わった際に、クランクアームに設けられた薄肉部によって応力を分散させるとともにカウンターウエイトも応力の分散に資する。さらに、重量も軽減する。   According to the invention specified in claim 3, when a load is applied to the crankpin by the reciprocating motion of the piston, the stress is dispersed by the thin portion provided in the crank arm, and the counterweight also contributes to the dispersion of the stress. In addition, the weight is reduced.

クランクピンにエンジンの爆発荷重の如き応力が負荷された場合であっても、前記クランクアームに設けられた薄肉部が撓むことによって応力を分散させることができる。すなわち、クランクピンとクランクアームとの連結部に曲げ応力と捻り応力が加わることなく、応力の集中を惹起することを回避できる。   Even when a stress such as an engine explosion load is applied to the crank pin, the stress can be dispersed by the bending of the thin portion provided in the crank arm. That is, it is possible to avoid stress concentration without applying bending stress and torsional stress to the connecting portion between the crankpin and the crank arm.

図1は、本実施の形態に係るクランクシャフトの正面図である。FIG. 1 is a front view of a crankshaft according to the present embodiment. 図2は、図1におけるII−II線断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 図3は、クランクピンとクランクアームのスラスト受け部間で薄肉部が形成される状態の一部省略正面図である。FIG. 3 is a partially omitted front view of a state in which a thin portion is formed between the crank pin and the thrust receiving portion of the crank arm. 図4は、図1のIV−IV線断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 図5は、カウンターウエイトのないクランクアームに薄肉部が形成された状態の一部省略正面図である。FIG. 5 is a partially omitted front view showing a state where a thin wall portion is formed on a crank arm without a counterweight. 図6は、クランクアームに設けられる薄肉部の高さと深さを示す一部省略正面説明図である。FIG. 6 is a partially omitted front view illustrating the height and depth of the thin portion provided in the crank arm. 図7は、薄肉部における高さを基準とする応力比を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a stress ratio based on the height of the thin portion. 図8は、薄肉部における深さを基準とする応力比を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a stress ratio based on the depth in the thin-walled portion. 図9は、薄肉部における幅を基準とする応力比を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the stress ratio based on the width of the thin portion.

次に、本発明に係るクランクシャフトについて、好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。   Next, preferred embodiments of the crankshaft according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施の形態に係るクランクシャフトの正面図、また、図2は図1におけるII−II線断面図である。   FIG. 1 is a front view of a crankshaft according to the present embodiment, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.

本実施の形態に係るクランクシャフト10は、第1クランクアーム12と、この第1クランクアーム12に所定間隔離間して対向配設される第2クランクアーム14とを有し、第1クランクアーム12には、第1カウンターウエイト16が一体的に形成され、また、第2クランクアーム14には、第2カウンターウエイト18が一体的に形成される。第1クランクアーム12と第2クランクアーム14の間に第1クランクピン20が設けられる。前記第1クランクピン20の軸芯に変位して、クランクジャーナル22が設けられ、クランクジャーナル22には第3クランクアーム24が連設されると共に、第4クランクアーム26との間で、第2クランクピン28が設けられている。以下同様にして、エンジンの気筒数に応じてクランクジャーナル、クランクアーム、クランクピンの順でフロント側からミッション側へと延在し、クランクシャフト10が構成されることになる。   The crankshaft 10 according to the present embodiment includes a first crank arm 12 and a second crank arm 14 that is disposed opposite to the first crank arm 12 with a predetermined distance therebetween. The first counterweight 16 is integrally formed, and the second counterweight 18 is integrally formed on the second crank arm 14. A first crank pin 20 is provided between the first crank arm 12 and the second crank arm 14. A crank journal 22 is provided by displacing the shaft center of the first crankpin 20, and a third crank arm 24 is connected to the crank journal 22, and a second crank arm 26 is connected to the second crank arm 26. A crankpin 28 is provided. In the same manner, the crankshaft 10 is configured by extending from the front side to the transmission side in the order of the crank journal, the crank arm, and the crankpin in accordance with the number of cylinders of the engine.

ところで、前記のような構成において、第1クランクアーム12と第1クランクピン20との間、及び該第1クランクピン20と第2クランクアーム14との間に第1スラスト受け部40が形成される。図1から容易に了解されるように、前記第1スラスト受け部40は、第1クランクピン20の軸芯と直交する平面状に形成される。この第1スラスト受け部40は、図示しないコンロッドの大径部のスラスト方向の変位を受容するものであって、図2に示されるとおり、第1クランクピン20の軸芯と同芯状の略真円状である。   By the way, in the configuration as described above, the first thrust receiving portion 40 is formed between the first crank arm 12 and the first crank pin 20 and between the first crank pin 20 and the second crank arm 14. The As can be easily understood from FIG. 1, the first thrust receiving portion 40 is formed in a planar shape perpendicular to the axis of the first crankpin 20. The first thrust receiving portion 40 receives a displacement in the thrust direction of a large diameter portion of a connecting rod (not shown), and is substantially concentric with the axial center of the first crankpin 20 as shown in FIG. It is a perfect circle.

一方、前記第1クランクアーム12の外側面には、クランクジャーナル22と同芯で第2スラスト受け部42が形成される。図示しないジャーナル軸受を受容するためのものである。前記第2スラスト受け部42は、クランクジャーナル22の軸芯と直交する平面状に形成される。第2スラスト受け部42は、クランクジャーナル22と同芯の略真円状である。   On the other hand, a second thrust receiving portion 42 is formed on the outer surface of the first crank arm 12 so as to be concentric with the crank journal 22. This is for receiving a journal bearing (not shown). The second thrust receiving portion 42 is formed in a planar shape orthogonal to the axis of the crank journal 22. The second thrust receiving portion 42 has a substantially perfect circle shape concentric with the crank journal 22.

以上のような構成において、第1スラスト受け部40の外周縁40aと第2スラスト受け部42の外周縁42aとの間に仮想線Aを引く(図3参照)。そして、この仮想線Aとクランクジャーナル22の軸線Bの中にあって、前記第1クランクアーム12側に薄肉部50を設ける。薄肉部50は、前記外周縁40aが終端して軸線Bに直交する平面40bの端縁から前記第1クランクアーム12側に湾曲して窪み、前記平面40bと平行な平面12bに連なっている。前記薄肉部50は、図2から容易に了解されるように、第1スラスト受け部40の外周縁40aにその直線状の上端部50aが限りなく近く、場合によっては、前記第1スラスト受け部40の外周縁40aの接線であってもよい。以上の構成からすれば、前記平面40b、薄肉部50、平面12bによって、後述するように応力分散のための断面階段状の形状が形成される。   In the above configuration, an imaginary line A is drawn between the outer peripheral edge 40a of the first thrust receiving part 40 and the outer peripheral edge 42a of the second thrust receiving part 42 (see FIG. 3). A thin portion 50 is provided on the first crank arm 12 side in the imaginary line A and the axis B of the crank journal 22. The thin-walled portion 50 is curved from the end of the flat surface 40b that is perpendicular to the axis B after the outer peripheral edge 40a terminates, and is recessed toward the first crank arm 12, and is continuous with the flat surface 12b that is parallel to the flat surface 40b. As can be easily understood from FIG. 2, the thin-walled portion 50 has its linear upper end 50 a as close as possible to the outer peripheral edge 40 a of the first thrust receiving portion 40, and in some cases, the first thrust receiving portion It may be a tangent line of 40 outer peripheral edges 40a. If comprised from the above structure, the shape of the cross-sectional step shape for stress distribution will be formed by the said plane 40b, the thin part 50, and the plane 12b so that it may mention later.

一方、薄肉部50の下端部50bは、直線状であって、クランクジャーナル22の軸線Bよりも若干第1クランクピン20側に偏移している。すなわち、上端部50aから下端部50bに至る薄肉部50は、第1クランクアーム12を第1クランクピン20の軸線と直交する方向で横断していることが容易に了解されよう。なお、前記第1クランクアーム12において、薄肉部50を構成する上端部50aの両側に切欠部52a、52bを設けておく。軽量化のためである。   On the other hand, the lower end portion 50b of the thin portion 50 is linear and slightly shifted from the axis B of the crank journal 22 to the first crank pin 20 side. That is, it will be easily understood that the thin portion 50 extending from the upper end portion 50a to the lower end portion 50b crosses the first crank arm 12 in a direction orthogonal to the axis of the first crankpin 20. In the first crank arm 12, notches 52 a and 52 b are provided on both sides of the upper end 50 a constituting the thin portion 50. This is for weight reduction.

この場合、第1クランクアーム12には、第1カウンターウエイト16が一体的に形成されている。従って、本実施の形態では、この第1クランクアーム12の薄肉部50を形成する下端部50bから、図2において下方へと延在する肉抜き部60を形成する。実際、肉抜き部60は第1クランクアーム12の一部からクランクジャーナル22の軸線Bを通過して、さらに第1カウンターウエイト16の上部側へと大きく抉られた形状を備える。第2クランクアーム14にも第1クランクアーム12と同様に薄肉部50を形成するとともに、この薄肉部50に連設されて、肉抜き部60が形成される。肉抜き部60の下端部60bは、前記薄肉部50の下端部50bと平行である。なお、肉抜き部60の上端部60aは、薄肉部50の下端部50bと重複している。   In this case, a first counterweight 16 is formed integrally with the first crank arm 12. Therefore, in the present embodiment, the thinned portion 60 extending downward in FIG. 2 is formed from the lower end portion 50b forming the thin portion 50 of the first crank arm 12. Actually, the lightening portion 60 has a shape that passes through the axis B of the crank journal 22 from a part of the first crank arm 12 and is further bent toward the upper side of the first counterweight 16. Similarly to the first crank arm 12, a thin portion 50 is formed on the second crank arm 14, and a thinned portion 60 is formed continuously with the thin portion 50. A lower end portion 60 b of the thinned portion 60 is parallel to the lower end portion 50 b of the thin portion 50. Note that the upper end portion 60 a of the thinned portion 60 overlaps with the lower end portion 50 b of the thin portion 50.

ここで、図1に示すように、第3クランクアーム24や、第4クランクアーム26には、前記のような第1カウンターウエイト16や第2カウンターウエイト18が設けられていない。従って、これらには、肉抜き部60を設けてはいない。すなわち、薄肉部50のみが設けられる。これを図4に示す。   Here, as shown in FIG. 1, the first counterweight 16 and the second counterweight 18 as described above are not provided in the third crank arm 24 and the fourth crank arm 26. Therefore, these are not provided with the thinned portion 60. That is, only the thin portion 50 is provided. This is shown in FIG.

図4において、図1、図2の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略し、他の図においても以下同様とする。なお、参照符号Cは第1クランクピン20の軸線を示す。   4, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and the same applies to other drawings. Reference symbol C indicates the axis of the first crankpin 20.

本実施の形態に係るクランクシャフト10は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。   The crankshaft 10 according to the present embodiment is basically configured as described above. Next, the operation and effects thereof will be described.

図示しないエンジンに組み込まれるクランクシャフト10において、前記エンジンが燃焼工程を営むと、図示しないピストンの往復動作は、図示しないコンロッドを介して第1クランクピン20に伝達される。クランクジャーナル22と第1クランクピン20とは互いに異なる位置に偏芯しているために、当該ピストンの往復動作は前記第1クランクピン20により回転運動に変換され、これがクランクシャフト10のフロント側、ミッション側に伝わって、例えば、それぞれ走行に供せられたり、或いは冷却水の冷却に利用される如く、該回転運動は多様な用途に活用されることになる。   In the crankshaft 10 incorporated in an engine (not shown), when the engine performs a combustion process, a reciprocating motion of a piston (not shown) is transmitted to the first crankpin 20 via a connecting rod (not shown). Since the crank journal 22 and the first crankpin 20 are eccentric to each other, the reciprocating motion of the piston is converted into rotational motion by the first crankpin 20, which is the front side of the crankshaft 10, The rotary motion is transmitted to the mission side, and is used for various purposes, for example, for use in traveling or cooling water for cooling.

ところで、本発明者によれば、前記のような第1クランクピン20の周囲隅角部において、エンジンの爆発荷重によってもたらされる動作により最も応力の集中が発生する恐れのある箇所は第1クランクピン20の第1スラスト受け部40の外周縁40aとクランクジャーナル22の第2スラスト受け部42の外周縁42aを結ぶ仮想線Aの領域内であり、その領域内で所定範囲にわたって応力の集中が発生する。従って、この応力が集中される箇所を薄肉にすることによって、エンジンの爆発荷重がコンロッドを介して第1クランクピン20に加わったとき、この薄肉の部位が撓み、その結果、応力分散を図ることが可能であると知見した。   By the way, according to the present inventor, in the peripheral corner portion of the first crankpin 20 as described above, the place where the stress concentration is most likely to occur due to the operation caused by the explosion load of the engine is the first crankpin. 20 is within the region of the phantom line A connecting the outer peripheral edge 40a of the first thrust receiving portion 40 and the outer peripheral edge 42a of the second thrust receiving portion 42 of the crank journal 22, and stress concentration occurs over a predetermined range within that region. To do. Therefore, by thinning the portion where the stress is concentrated, when an engine explosion load is applied to the first crank pin 20 via the connecting rod, the thin portion is bent, and as a result, the stress is distributed. It was found that this is possible.

一方、特許文献1に記載の従来技術によれば、最も応力の集中が発生するジャーナル1の軸芯近傍のバランスウエイト4は相当大きい肉厚に形成されているために、クランクピン3の隅角部に対する応力の集中は低減できない。   On the other hand, according to the prior art described in Patent Document 1, the balance weight 4 in the vicinity of the axial center of the journal 1 where the stress concentration occurs most is formed with a considerably large thickness. The stress concentration on the part cannot be reduced.

本発明によれば、まず第1クランクピン20に伝達される爆発荷重は、クランクシャフト10が回転体であるために、ピストンの往復動作による曲げ応力と捻り応力として第1クランクピン20側へと負荷されるに至るが、この場合、第1クランクアーム12に横断して設けられた薄肉部50とともに平面12bがクランクジャーナル22の軸線Bの近傍まで延在しているために十分に応力分散が図られ、すなわち、薄肉部50が撓むことによって、その応力が分散され、一箇所に集中することはない。従って、前記薄肉部50の存在によって従来技術が欠点とされる応力の分散という課題が解決されるに至った。   According to the present invention, since the crankshaft 10 is a rotating body, the explosion load transmitted to the first crankpin 20 is first bent toward the first crankpin 20 as bending stress and torsional stress due to the reciprocating motion of the piston. In this case, since the flat surface 12b extends to the vicinity of the axis B of the crank journal 22 together with the thin wall portion 50 provided across the first crank arm 12, the stress distribution is sufficiently achieved. That is, as the thin portion 50 is bent, the stress is dispersed and does not concentrate in one place. Therefore, the presence of the thin-walled portion 50 has solved the problem of stress dispersion, which is a disadvantage of the prior art.

なお、前記第1クランクアーム12に連設される第1カウンターウエイト16の肉抜き部60は、軽量化に資するとともに、薄肉部50から伝達される応力をさらに拡散させることができる効果が得られる。   In addition, the thickness reduction part 60 of the 1st counterweight 16 provided in a row by the said 1st crank arm 12 contributes to weight reduction, and the effect which can further diffuse the stress transmitted from the thin part 50 is acquired. .

ここで、薄肉部50は第1クランクアーム12を横断する円弧状の溝にすることによって、互いにこの薄肉部50の両側から金型を差し込み鍛造する際に好適である。従って、この観点からすれば、図2において、薄肉部50の上端部50aの両側が互いに上方へと緩やかに傾斜する形状であれば鍛造用金型の型抜きに好適である。これと同様に薄肉部50の下端部50bの両側が互いに下方へと緩やかに傾斜する形状であってもよく、また前記両側の緩やかな傾斜形状を前記上端部50aと下端部50bの両者に設け、互いに離間するようにしてもよい。   Here, the thin-walled portion 50 is formed into an arc-shaped groove that crosses the first crank arm 12, so that it is suitable when a die is inserted and forged from both sides of the thin-walled portion 50. Therefore, from this point of view, in FIG. 2, if both sides of the upper end portion 50a of the thin-walled portion 50 are gently inclined upward, it is suitable for die cutting of a forging die. Similarly, both sides of the lower end portion 50b of the thin wall portion 50 may be gently inclined downward from each other, and the gently inclined shapes on both sides are provided on both the upper end portion 50a and the lower end portion 50b. , They may be separated from each other.

なお、図5は、第1クランクアーム12がカウンターウエイトを備えていない点で異なるのみである。この場合、前記第1の実施形態と同様に、薄肉部50によって、ピストンの爆発による応力を分散している。   FIG. 5 is different only in that the first crank arm 12 does not include a counterweight. In this case, similarly to the first embodiment, the stress due to the explosion of the piston is dispersed by the thin portion 50.

一方、図2や図4に示す構造に関連して、図示はしていないが、第1クランクアーム12を横断する薄肉部50に代えて、第1クランクピン20の軸線Cとクランクジャーナル22の軸線Bとを結ぶ直線上に該第1クランクアーム12に応力分散用の薄肉部50を部分的に設けてもよい。爆発応力が局部的に印加される箇所での応力分散に効果的である。   On the other hand, although not shown in relation to the structure shown in FIGS. 2 and 4, the axis C of the first crankpin 20 and the crank journal 22 are replaced by the thin portion 50 crossing the first crank arm 12. A thin portion 50 for stress distribution may be partially provided on the first crank arm 12 on a straight line connecting the axis B. This is effective for stress distribution at locations where explosive stress is applied locally.

図6は、薄肉部50についてその高さH及び深さDの関係を示す一部省略正面説明図である。   FIG. 6 is a partially omitted front view illustrating the relationship between the height H and the depth D of the thin portion 50.

図7は、クランクジャーナル22の軸線Bから薄肉部50の上端部50aに至るまでの高さHを示す。この図7において、該グラフの右端は第1スラスト受け部40の外周縁40aに薄肉部50の上端部50aが接する位置にあることを示す。この高さHは小さくなるに従って、曲げ応力が一端上昇した後大きくなる一方、捻り応力は安定して分散した後、急激に小さくなることを示している。前記上端部50aが第1スラスト受け部40の外周縁40aに接すると最適である。   FIG. 7 shows a height H from the axis B of the crank journal 22 to the upper end 50a of the thin portion 50. In FIG. 7, the right end of the graph indicates that the upper end portion 50 a of the thin portion 50 is in contact with the outer peripheral edge 40 a of the first thrust receiving portion 40. As the height H decreases, the bending stress increases after increasing once, while the torsional stress decreases rapidly after being stably dispersed. It is optimal that the upper end portion 50 a is in contact with the outer peripheral edge 40 a of the first thrust receiving portion 40.

図8は、第1スラスト受け部40の外周縁40aの平面40bと薄肉部50の下端部50bとの平面12bの距離、すなわち、互いに平行な平面間の距離を深さDとして計測した結果である。深さDが小であるほど捻り応力が大となるため、両方の応力が低下する値が好ましく、このために第1クランクアーム12、第2クランクアーム14の厚さに対し30%程度の深さであることが最適である。   FIG. 8 is a result of measuring the distance of the plane 12b between the plane 40b of the outer peripheral edge 40a of the first thrust receiving portion 40 and the lower end 50b of the thin portion 50, that is, the distance between planes parallel to each other as the depth D. is there. Since the torsional stress increases as the depth D decreases, a value that reduces both stresses is preferable. For this reason, a depth of about 30% of the thickness of the first crank arm 12 and the second crank arm 14 is preferred. It is optimal that it is.

図9は、薄肉部50の幅Wに関係する(図2参照)。図9において、グラフの左端は薄肉部50のない場合を示し、その右端はクランクアームの全幅にわたって薄肉部50のある場合を示している。クランクアームの全幅にわたって薄肉部50を形成すると最適である。   FIG. 9 relates to the width W of the thin portion 50 (see FIG. 2). In FIG. 9, the left end of the graph shows the case where there is no thin portion 50, and the right end shows the case where the thin portion 50 is present over the entire width of the crank arm. It is optimal to form the thin portion 50 over the entire width of the crank arm.

以上、本発明について好適な実施の形態を挙げて説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能なことは言うまでもない。   The present invention has been described with reference to the preferred embodiment, but the present invention is not limited to this embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Yes.

10…クランクシャフト 12…第1クランクアーム
14…第2クランクアーム 16…第1カウンターウエイト
18…第2カウンターウエイト 20…第1クランクピン
22…クランクジャーナル 40…第1スラスト受け部
42…第2スラスト受け部 50…薄肉部
60…肉抜き部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Crankshaft 12 ... 1st crank arm 14 ... 2nd crank arm 16 ... 1st counterweight 18 ... 2nd counterweight 20 ... 1st crankpin 22 ... Crank journal 40 ... 1st thrust receiving part 42 ... 2nd thrust Receiving part 50 ... Thin part 60 ... Meat extraction part

Claims (3)

コンロッドを軸支するクランクピンと、クランクジャーナルと、前記クランクピンと前記クランクジャーナルの間を連結するクランクアームを有するクランクシャフトであって、
前記クランクアームには、前記クランクピンとの連結部に前記クランクピンの外周に沿い、前記クランクピンと同芯円状のスラスト受け部が設けられ、
前記クランクアームの前記クランクピン側面に前記クランクジャーナル側へ窪んだ薄肉部が形成され、
前記薄肉部は少なくとも前記クランクピンのスラスト受け部外周縁と前記クランクジャーナルのスラスト受け部の外周縁をつなぐ直線内のクランクアーム側に窪んで設けられることを特徴とするクランクシャフト。
A crankshaft having a crankpin that supports a connecting rod, a crank journal, and a crank arm that connects between the crankpin and the crank journal;
The crank arm is provided with a thrust receiving portion concentric with the crank pin along the outer periphery of the crank pin at a connecting portion with the crank pin,
A thin portion recessed toward the crank journal side is formed on the side of the crank pin of the crank arm,
The crankshaft is characterized in that the thin-walled portion is provided so as to be recessed toward the crank arm side in a straight line connecting at least the outer peripheral edge of the thrust receiving portion of the crank pin and the outer peripheral edge of the thrust receiving portion of the crank journal.
請求項1記載のクランクシャフトにおいて、
前記薄肉部が前記クランクアームの前記クランクピン軸線と直交する方向の全幅にわたって設けられることを特徴とするクランクシャフト。
The crankshaft according to claim 1, wherein
The crankshaft characterized in that the thin-walled portion is provided over the entire width of the crank arm in a direction orthogonal to the crankpin axis.
請求項1又は2記載のクランクシャフトにおいて、
前記クランクアームに連設してカウンターウエイトが一体的に設けられ、前記カウンターウエイトに該カウンターウエイトを横断する肉抜き部を設けることを特徴とするクランクシャフト。
The crankshaft according to claim 1 or 2,
A crankshaft characterized in that a counterweight is provided integrally with the crank arm, and a thinning portion that crosses the counterweight is provided in the counterweight.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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