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JP2010203518A - Crankshaft structure - Google Patents

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Publication number
JP2010203518A
JP2010203518A JP2009049381A JP2009049381A JP2010203518A JP 2010203518 A JP2010203518 A JP 2010203518A JP 2009049381 A JP2009049381 A JP 2009049381A JP 2009049381 A JP2009049381 A JP 2009049381A JP 2010203518 A JP2010203518 A JP 2010203518A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crankshaft
crankpin
hollow portion
main journal
crankshaft structure
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2009049381A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsutoshi Nakamura
勝敏 中村
Naoki Takahashi
直樹 高橋
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan 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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2009049381A priority Critical patent/JP2010203518A/en
Publication of JP2010203518A publication Critical patent/JP2010203518A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crankshaft structure for relieving stress concentration generated in a crank pin, while reducing weight. <P>SOLUTION: This crankshaft structure has an overlap part (10) overlapping in the radial direction between the crank pin (3) and a main journal (2), and a hollow part (11) formed so as to extend in the axial direction of the crank pin (3) and the main journal (2) in an overlap area of the crank pin (3), and is characterized in that the hollow part (11) is arranged so that a thickness (D1) of an end part on the main journal center (C2) side of the crank pin (3) becomes thinner than a thickness (D2) of respective both side parts. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、クランクシャフト構造に関する。   The present invention relates to a crankshaft structure.

クランクシャフトは、一端にフライホイールが結合される。スターターは、フライホイールに嵌められるリングギアとかみ合ってフライホイールを回転させる。そしてフライホイールの回転力はコネクティングロッドを介してピストンの往復運動に変換される。フライホイールは一旦回転し始めると、自身の慣性力により回り続けようとするので、クランクシャフトの回転を円滑にする働きをする。このようにクランクシャフトは内燃機関の主運動部品であるので、クランクシャフトの構造が内燃機関の性能に直結する。   The crankshaft is connected to a flywheel at one end. The starter meshes with a ring gear fitted to the flywheel to rotate the flywheel. The rotational force of the flywheel is converted into the reciprocating motion of the piston through the connecting rod. Once the flywheel starts to rotate, it will continue to rotate due to its own inertial force, thus making the crankshaft rotate smoothly. Thus, since the crankshaft is the main moving part of the internal combustion engine, the structure of the crankshaft is directly connected to the performance of the internal combustion engine.

従来、クランクシャフトを軽量化するためにクランクピンやメインジャーナルに中空部を設けたクランクシャフト構造が知られている(特に特許文献1)。   Conventionally, a crankshaft structure in which a hollow portion is provided in a crankpin or a main journal in order to reduce the weight of the crankshaft is known (particularly, Patent Document 1).

特開2005−351452号JP-A-2005-351442

クランクピンとメインジャーナルが径方向に重なり合う領域を有するクランクシャフトにおいて、エンジンブレーキが働いてフライホイールの左右の面振れが生じると、クランクピンの付け根側部に応力集中が生じる。このような応力集中は、クランクピンの劣化を招く虞がある。   In a crankshaft having a region where the crankpin and the main journal overlap in the radial direction, when engine brakes act to cause left and right runout of the flywheel, stress concentration occurs at the base side of the crankpin. Such stress concentration may cause deterioration of the crankpin.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、軽量化しつつ、クランクピンに生じる応力集中を緩和させるクランクシャフト構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a crankshaft structure that can reduce stress concentration while reducing the weight while reducing the weight.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、クランクピン(3)とメインジャーナル(2)とが径方向に重なり合うオーバーラップ部(10)と、前記クランクピン(3)のオーバーラップ領域で前記クランクピン(3)及び前記メインジャーナル(2)の軸方向に延びるように形成される中空部(11)と、を備え、前記中空部(11)は、前記クランクピン(3)のメインジャーナル中心(C2)側の端部の肉厚(D1)がそれぞれその両側部の肉厚(D2)よりも薄肉になるよう設けられる、ことを特徴とする。   The present invention provides an overlap portion (10) in which a crankpin (3) and a main journal (2) overlap in a radial direction, and the crankpin (3) and the main journal in an overlap region of the crankpin (3). A hollow portion (11) formed so as to extend in the axial direction of (2), and the hollow portion (11) is a wall of an end portion of the crank pin (3) on the main journal center (C2) side. The thickness (D1) is provided so as to be thinner than the thickness (D2) on both sides thereof.

本発明によれば、クランクピンに形成する中空部は、クランクピンのメインジャーナル中心側の端部の肉厚がそれぞれその両側部の肉厚よりも薄肉になるように設けられる。これによりフライホイールの左右の面振れによって生じるクランクピンの付け根側部の応力が、両側部よりも薄肉となるメインジャーナル中心側の端部の方に分散される。よってクランクピンの付け根側部の応力集中を緩和することができる。また中空部を設けるので軽量化も可能である。   According to the present invention, the hollow portion formed in the crankpin is provided such that the thickness of the end portion of the crankpin on the center side of the main journal is thinner than the thickness of each side portion thereof. As a result, the stress on the base side portion of the crankpin caused by the left and right surface runout of the flywheel is distributed toward the end portion on the main journal center side that is thinner than both side portions. Therefore, the stress concentration at the base portion of the crankpin can be reduced. Moreover, since a hollow part is provided, weight reduction is also possible.

第1実施形態のクランクシャフト構造を示す図である。It is a figure which shows the crankshaft structure of 1st Embodiment. 第1実施形態のメインジャーナル、クランクピン及び中空部の位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the main journal of 1st Embodiment, a crankpin, and a hollow part. クランクピンの応力分布について説明する図である。It is a figure explaining the stress distribution of a crankpin.

以下では図面等を参照して本発明を実施するための形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、第1実施形態のクランクシャフト構造を示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a crankshaft structure according to a first embodiment.

クランクシャフト1は、直列4気筒エンジン用である。クランクシャフト1は、メインジャーナル2と、クランクピン3と、クランクウェブ4と、フライホイール取付フランジ部5と、クランクシャフトプーリー取付部6と、を有する。クランクシャフト1は、クランクピン3に連結されるコネクティングロッドを介して、回転運動をピストンの往復運動に変換する。またクランクシャフト1は、後述する中空部11を中子で形成し、鋳造で一体成形される。   The crankshaft 1 is for an inline 4-cylinder engine. The crankshaft 1 includes a main journal 2, a crankpin 3, a crank web 4, a flywheel mounting flange portion 5, and a crankshaft pulley mounting portion 6. The crankshaft 1 converts the rotational motion into a reciprocating motion of the piston via a connecting rod connected to the crankpin 3. Further, the crankshaft 1 is formed integrally by casting by forming a hollow portion 11 described later with a core.

エンジンの当業者においては重力方向とは別に上死点/下死点という表現が使用される。水平対向エンジン等においては、必ずしも上死点が重力方向の上、下死点が重力方向の下になるとは限らないし、また仮にエンジンを倒立した場合には、上死点が重力方向の下、下死点が重力方向の上になる。本明細書においては、慣習にしたがい、上死点側を上、下死点側を下、とし、さらにピストンが上死点にあるときの配置を基準にクランクシャフト1の部位を表現する。図1において両端の気筒はピストンが上死点にあるときの配置である。例えばクランクピン3の上部とは、クランクウェブ4のクランクアーム4aの頂点側を示す。そしてクランクピン3の下部とは、クランクウェブ4のカウンターウェイト4b側を示す。ピストンが下死点にあるときは、180度回転するのでクランクピン3の下部が上、クランクピン3の上部が下、となる。また上下方向はクランクウェブ4(クランクアーム4a)の軸方向となるのでクランク腕方向とも表現する。またエンジンの当業者においてはクランクシャフト1のクランクシャフトプーリー取付部6を前端部、フライホイール取付フランジ部5を後端部、と表現される。   Those skilled in the art of engine use the expression top dead center / bottom dead center separately from the direction of gravity. In a horizontally opposed engine, etc., the top dead center is not necessarily above the gravity direction and the bottom dead center is not below the gravity direction. If the engine is inverted, the top dead center is below the gravity direction. The bottom dead center is above the gravity direction. In this specification, according to the custom, the top dead center side is up, the bottom dead center side is down, and the part of the crankshaft 1 is expressed based on the arrangement when the piston is at the top dead center. In FIG. 1, the cylinders at both ends are arranged when the piston is at top dead center. For example, the upper part of the crankpin 3 indicates the apex side of the crank arm 4 a of the crank web 4. The lower part of the crankpin 3 indicates the counterweight 4b side of the crank web 4. When the piston is at bottom dead center, it rotates 180 degrees so that the lower part of the crankpin 3 is up and the upper part of the crankpin 3 is down. Further, since the vertical direction is the axial direction of the crank web 4 (crank arm 4a), it is also expressed as the crank arm direction. Further, those skilled in the art of the engine express the crankshaft pulley mounting portion 6 of the crankshaft 1 as a front end portion and the flywheel mounting flange portion 5 as a rear end portion.

メインジャーナル2は、クランクシャフト1の回転軸である。メインジャーナル2は、図示を省略するがベアリング及びベアリングキャップを介してシリンダブロックに固定される。メインジャーナル2は、4気筒エンジンでは各気筒間と両外側との合計5個設けられる。メインジャーナル2の外表面にはオイル通路の入口である油孔2aが設けられ、メインジャーナル2からクランクピン3にオイルを供給する。メインジャーナル2は、クランクピン3と径方向に重なり合うオーバーラップ部10を有する。メインジャーナル2は、第1気筒と第2気筒及び第3気筒と第4気筒との間に位置するオーバーラップ部10に合計4個の中空部11が形成される。中空部11についての詳細は後述する。   The main journal 2 is a rotating shaft of the crankshaft 1. Although not shown, the main journal 2 is fixed to the cylinder block via a bearing and a bearing cap. In a four-cylinder engine, a total of five main journals 2 are provided between the cylinders and on the outer sides. An oil hole 2 a that is an inlet of an oil passage is provided on the outer surface of the main journal 2, and oil is supplied from the main journal 2 to the crankpin 3. The main journal 2 has an overlap portion 10 that overlaps the crankpin 3 in the radial direction. In the main journal 2, a total of four hollow portions 11 are formed in the overlap portion 10 located between the first cylinder and the second cylinder, and the third cylinder and the fourth cylinder. Details of the hollow portion 11 will be described later.

クランクピン3は、単リンク式機構の場合はコネクティングロッドの大端部の大端孔に挿通される軸であり、複リンク式機構の場合はロアリンクのピン孔に挿通される軸である。クランクピン3は、クランクウェブ4を介してクランクシャフト1のメイン軸であるメインジャーナル2同士をつなぐ部材であり、メインジャーナル2に対して上下方向に偏心している。クランクピン3は、各気筒ごとに、4気筒エンジンでは4個設けられる。クランクピン3は、オーバーラップ部10に中空部11が形成される。   The crankpin 3 is a shaft that is inserted into the large end hole of the connecting rod in the case of a single link mechanism, and is a shaft that is inserted into the pin hole of the lower link in the case of a multilink mechanism. The crankpin 3 is a member that connects the main journals 2 that are the main shafts of the crankshaft 1 via the crank web 4, and is eccentric with respect to the main journal 2 in the vertical direction. In the four-cylinder engine, four crankpins 3 are provided for each cylinder. The crankpin 3 has a hollow portion 11 formed in the overlap portion 10.

ここで図2を参照して、中空部11について説明する。図2は、メインジャーナル2、クランクピン3及び中空部11の位置関係を示す図である。メインジャーナル2と、クランクピン3とは、軸方向から見て径方向に重なり合うオーバーラップ部10(オーバーラップ領域=斜線部)を有する。オーバーラップ部10は、メインジャーナル2の上側とクランクピン3の下側とが重なり合って形成される。オーバーラップ部10には、中空部11が設けられる。中空部11は断面が真円で円筒状である。これにより中空部11の周りで応力集中が生じるのを抑制する効果がある。中空部11はクランクウェブ4の端面からメインジャーナル2を通ってクランクピン3まで軸方向に貫通する。すなわち、中空部11は、クランクピン3、クランクウェブ4(クランクアーム4a側)、メインジャーナル2、及びメインジャーナル2を挟んで反対側にあるもう一方のクランクウェブ4(カウンターウェイト4b側)に貫通して形成され、その奥側の端部はクランクピン3とクランクウェブ4(クランクアーム4a側)の境界付近を底面とし、クランクウェブ4の外表面(カウンターウェイト4b側)に開口する有底形状である。中空部11の中心C11は、メインジャーナル2の中心C2から下方向に偏心して設けられ、メインジャーナル2の中心C2とクランクピン3の中心C3との間に位置する。このような位置関係にあるので、図2において、クランクピン3の下端の肉厚D1は、クランクピン3のそれぞれ両側端の互いに均等な肉厚D2よりも薄肉となる。   Here, the hollow part 11 is demonstrated with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a positional relationship among the main journal 2, the crankpin 3, and the hollow portion 11. The main journal 2 and the crankpin 3 have an overlap portion 10 (overlap region = hatched portion) overlapping in the radial direction when viewed from the axial direction. The overlap portion 10 is formed by overlapping the upper side of the main journal 2 and the lower side of the crank pin 3. The overlap portion 10 is provided with a hollow portion 11. The hollow part 11 has a circular cross section and a cylindrical shape. This has the effect of suppressing stress concentration around the hollow portion 11. The hollow portion 11 extends in the axial direction from the end surface of the crank web 4 to the crank pin 3 through the main journal 2. That is, the hollow portion 11 penetrates the crank pin 3, the crank web 4 (crank arm 4 a side), the main journal 2, and the other crank web 4 (counter weight 4 b side) on the opposite side across the main journal 2. The bottom end has a bottomed shape with the bottom near the boundary between the crankpin 3 and the crank web 4 (crank arm 4a side) and opens to the outer surface (counterweight 4b side) of the crank web 4 It is. The center C11 of the hollow portion 11 is provided eccentrically downward from the center C2 of the main journal 2, and is located between the center C2 of the main journal 2 and the center C3 of the crankpin 3. Because of this positional relationship, in FIG. 2, the thickness D1 at the lower end of the crankpin 3 is thinner than the thickness D2 that is equal to each other at both ends of the crankpin 3.

再び図1に戻る。   Returning again to FIG.

クランクウェブ4は、クランクアーム4aと、カウンターウェイト4bと、からなる。クランクウェブ4は、それぞれクランクピン3の両側に、合計8個設けられる。クランクアーム4aは、メインジャーナル2とクランクピン3とをつなぐ部材である。カウンターウェイト4bは、バランスウェイトとも呼ばれ、クランクピン3側に偏る重心をバランスよくするためにクランクピン3と反対側に設けられる。第1気筒と第2気筒及び第3気筒と第4気筒との間に位置するメインジャーナル2の両側のクランクアーム4a及びカウンターウェイト4bには、中空部11が形成される。   The crank web 4 includes a crank arm 4a and a counterweight 4b. A total of eight crank webs 4 are provided on each side of the crank pin 3. The crank arm 4 a is a member that connects the main journal 2 and the crank pin 3. The counterweight 4b is also called a balance weight, and is provided on the opposite side of the crankpin 3 in order to improve the balance of the center of gravity that is biased toward the crankpin 3 side. A hollow portion 11 is formed in the crank arm 4a and the counterweight 4b on both sides of the main journal 2 located between the first cylinder and the second cylinder and between the third cylinder and the fourth cylinder.

フライホイール取付フランジ部5は、クランクシャフト1の後端部に設けられる。フライホイール取付フランジ部5には、円板で回転慣性質量であるフライホイールが取り付けられる。フライホイールは、各気筒の筒内燃焼圧の間欠的な発生による回転ムラを小さくする。   The flywheel mounting flange portion 5 is provided at the rear end portion of the crankshaft 1. The flywheel mounting flange portion 5 is mounted with a flywheel which is a disc and has a rotational inertial mass. The flywheel reduces rotation unevenness due to intermittent generation of in-cylinder combustion pressure of each cylinder.

クランクシャフトプーリー取付部6は、フライホイール取付フランジ部5とは反対側のクランクシャフト1の前端部に設けられる。クランクシャフトプーリー取付部6には、クランクシャフトプーリーが取り付けられる。クランクシャフトプーリーは、補機類を駆動させる。   The crankshaft pulley mounting portion 6 is provided at the front end portion of the crankshaft 1 on the side opposite to the flywheel mounting flange portion 5. A crankshaft pulley is attached to the crankshaft pulley attaching portion 6. The crankshaft pulley drives auxiliary machinery.

次に図3を参照して、作用について説明する。図3はクランクピンの応力分布について説明する図で、(A)は本実施形態の応力分布であり、(B)は従来の応力分布である。従来のクランクシャフト構造では、図3(B)に示すように中空部11がクランクピン3と同心かつ真円で設けられるので、クランクピンの肉厚D1,D2は均等である。そしてクランクピン3の付け根にはフライホイールの左右の面振れによる曲げモードが発生する。このときの応力分布はクランクピン3の側端部に高応力が生じて応力集中している(図面右側部の図示は省略)。本実施形態では、図3(A)に示すように、クランクピン3の側端部から下端部にかけて滑らかな応力分布となる。   Next, the operation will be described with reference to FIG. 3A and 3B are diagrams for explaining the stress distribution of the crankpin. FIG. 3A shows the stress distribution of this embodiment, and FIG. 3B shows the conventional stress distribution. In the conventional crankshaft structure, as shown in FIG. 3 (B), the hollow portion 11 is provided concentrically and in a perfect circle with the crankpin 3, so that the wall thicknesses D1 and D2 of the crankpin are equal. A bending mode is generated at the base of the crankpin 3 due to left and right runout of the flywheel. The stress distribution at this time is concentrated due to high stress generated at the side end of the crankpin 3 (illustration of the right side of the drawing is omitted). In this embodiment, as shown in FIG. 3A, the stress distribution is smooth from the side end portion to the lower end portion of the crankpin 3.

本実施形態によれば、クランクピン3に真円断面の中空部11を偏心させて設ける。そして中空部11の中心C11をクランクピン3の中心C3からクランク腕方向の下向きに偏心させる。このためクランクピン3の下部の肉厚D1は両側部の肉厚D2よりも薄肉になる。これによりフライホイールの左右の面振れによって生じるクランクピン3の付け根の応力は、クランクピン3の側端部から下端部に分散して生じる。よってクランクピン3の付け根側端部の応力集中を緩和することができ、側端部から劣化する心配はない。   According to the present embodiment, the hollow portion 11 having a perfect circular cross section is eccentrically provided on the crank pin 3. The center C11 of the hollow portion 11 is decentered downward from the center C3 of the crankpin 3 in the crank arm direction. For this reason, the thickness D1 of the lower part of the crankpin 3 becomes thinner than the thickness D2 of both sides. As a result, the stress at the base of the crankpin 3 generated by the left and right surface runout of the flywheel is generated by being distributed from the side end portion to the lower end portion of the crankpin 3. Therefore, the stress concentration at the base end portion of the crankpin 3 can be relaxed, and there is no fear of deterioration from the side end portion.

特に可変圧縮比エンジンを構成する複リンク機構の場合は、ロアリンクがレバーのように回転してストローク量を変動させるので、クランクピン3とメインジャーナル2との偏心量が単リンク機構に比べて小さい。よってクランクピン3とメインジャーナル2とのオーバーラップ部10が大きい。さらに、フライホイールの面振れモードは、クランクピン3への入力荷重の影響を受ける。複リンク機構の場合、ピストンピンと結合されるアッパーリンクとクランクピン3とはロアリンクを介して連動する。筒内燃焼圧及び慣性力によるクランクピン3への入力荷重は、てこ比の関係が成り立つので単リンク機構に比べて大きくなる。そのためフライホイールの面振れが大きく、クランクピン3に生じる応力が大きくなる。このような場合にも、本実施形態では確実に応力集中を緩和してクランクピン3の付け根に生じる最大応力値を下げることが可能である。   In particular, in the case of a multi-link mechanism that constitutes a variable compression ratio engine, the lower link rotates like a lever and varies the stroke amount. small. Therefore, the overlap portion 10 between the crankpin 3 and the main journal 2 is large. Further, the runout mode of the flywheel is affected by the input load applied to the crankpin 3. In the case of a multi-link mechanism, the upper link coupled to the piston pin and the crank pin 3 are linked via a lower link. The input load to the crankpin 3 due to the in-cylinder combustion pressure and the inertial force is larger than that of the single link mechanism because of the lever ratio relationship. Therefore, the runout of the flywheel is large and the stress generated in the crankpin 3 is large. Even in such a case, in this embodiment, it is possible to reduce the maximum stress value generated at the root of the crankpin 3 by reliably relaxing the stress concentration.

また、中空部11はクランクピン3だけでなくクランクウェブ4及びメインジャーナル2にも貫通して設けられる。これによりクランクシャフト1の大幅な軽量化ができる。さらに中空部11は、クランクウェブ4のカウンターウェイト4bに開口する。よって中空部11は中子を用いて形成し鋳造で一体成形した後、中子をカウンターウェイト4bの開口から取り出せばよいので製造しやすい。   Further, the hollow portion 11 is provided not only through the crankpin 3 but also through the crank web 4 and the main journal 2. Thereby, the weight of the crankshaft 1 can be significantly reduced. Further, the hollow portion 11 opens into the counterweight 4 b of the crank web 4. Therefore, the hollow portion 11 is easy to manufacture because it is formed using a core and integrally formed by casting, and then the core is taken out from the opening of the counterweight 4b.

さらに、中空部11はクランクシャフト1の軸に対してクランクピン3側を軽量化する。その結果、クランクピン3及びクランクアーム4aの反対側に設けているカウンターウェイト4bも軽量化することができる。   Further, the hollow portion 11 reduces the weight of the crankpin 3 with respect to the axis of the crankshaft 1. As a result, the weight of the counterweight 4b provided on the opposite side of the crankpin 3 and the crank arm 4a can also be reduced.

また中空部11は部材間を貫通していることから、クランクシャフト1のオイル通路としての役割を果たすことも可能である。   Moreover, since the hollow part 11 has penetrated between members, it can also serve as an oil passage of the crankshaft 1.

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。   Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are also included in the technical scope of the present invention.

例えば実施形態において、中空部は真円を偏心させて設けたが、これに限らない。クランクピンの下部の肉厚が両側部の肉厚よりも薄肉になるような形状であればよい。また中空部はクランクピン、クランクウェブ及びメインジャーナルに貫通させて設けたが、クランクピンのみに設けてもクランクピンの応力集中を緩和させることは可能である。またさらなる軽量化、応力集中の緩和のためにクランクピンに追加して中空部を設けてもよい。例えば実施形態の場合は中空部を下部に設けたので、さらに上部に第2の中空部を設ける。これによりクランクピンの上部の肉厚が薄肉となり上部にも応力が分散されるので、さらに応力集中が緩和され、軽量化も図れる。   For example, in the embodiment, the hollow portion is provided by decentering a perfect circle, but this is not a limitation. Any shape may be used as long as the thickness of the lower portion of the crankpin is thinner than the thickness of both sides. Further, although the hollow portion is provided so as to penetrate the crankpin, the crank web, and the main journal, the stress concentration of the crankpin can be reduced even if it is provided only on the crankpin. Further, in order to further reduce the weight and relieve stress concentration, a hollow portion may be provided in addition to the crank pin. For example, in the case of the embodiment, since the hollow portion is provided at the lower portion, the second hollow portion is further provided at the upper portion. As a result, the thickness of the upper portion of the crankpin is reduced and the stress is distributed to the upper portion, so that the stress concentration is further relaxed and the weight can be reduced.

また、本実施形態では、中空部を全気筒のクランクピンに設けたが、フライホイールの面振れの影響を最も受ける最後端のクランクピンにのみ設けてもよいし、後端複数気筒のクランクピンに対して設けてもよい。   Further, in this embodiment, the hollow portion is provided in the crankpins of all cylinders, but it may be provided only in the rearmost crankpin that is most affected by flywheel runout, or the crankpins of the rear end multiple cylinders May be provided.

また、本実施形態では、中空部に中子を用いて鋳造で一体成形するクランクシャフト構造を前提としたが、これに限らない。各部材を個別に成形してボルト等で締結する組み立て式クランクシャフト構造でもよいし、高電流によって溶着させる接合式クランクシャフト構造でもよい。   Moreover, in this embodiment, although the crankshaft structure integrally formed by casting using a core in a hollow part was assumed, it is not restricted to this. An assembled crankshaft structure in which each member is individually molded and fastened with bolts or the like may be used, or a joined crankshaft structure in which welding is performed with a high current may be used.

1 クランクシャフト
2 メインジャーナル
3 クランクピン
4 クランクウェブ
4a クランクアーム
4b カウンターウェイト
10 オーバーラップ部
11 中空部
C2 メインジャーナル中心
C3 クランクピン中心
C11中空部中心
D1 クランクピンの下部の肉厚
D2 クランクピンの側部の肉厚
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crankshaft 2 Main journal 3 Crankpin 4 Crank web 4a Crank arm 4b Counterweight 10 Overlap part 11 Hollow part C2 Main journal center C3 Crankpin center C11 Hollow part center D1 Thickness D2 of crankpin lower part D2 Crankpin side Wall thickness

Claims (11)

クランクピンとメインジャーナルとが径方向に重なり合うオーバーラップ部と、
前記クランクピンのオーバーラップ領域で前記クランクピン及び前記メインジャーナルの軸方向に延びるように形成される中空部と、
を備え、
前記中空部は、前記クランクピンのメインジャーナル中心側の端部の肉厚がそれぞれその両側部の肉厚よりも薄肉になるよう設けられる、
ことを特徴とするクランクシャフト構造。
An overlap portion in which the crankpin and the main journal overlap in the radial direction;
A hollow portion formed so as to extend in the axial direction of the crankpin and the main journal in an overlap region of the crankpin;
With
The hollow portion is provided so that the thickness of the end portion of the crankpin on the center side of the main journal is thinner than the thickness of each side portion thereof,
A crankshaft structure characterized by that.
前記中空部の断面は、前記クランクピンに対してその中心から前記メインジャーナルの中心に向けて偏心された真円である、
ことを特徴とする請求項1に記載のクランクシャフト構造。
The cross section of the hollow portion is a perfect circle eccentric from the center of the hollow portion toward the center of the main journal.
The crankshaft structure according to claim 1, wherein:
前記中空部は、前記クランクピン、クランクアーム、前記メインジャーナル及びカウンターウェイトに貫通して形成され、その端部は前記クランクピンを底面とし、前記カウンターウェイトに開口する有底形状である、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のクランクシャフト構造。
The hollow portion is formed so as to penetrate the crank pin, the crank arm, the main journal, and the counterweight, and its end has a bottomed shape with the crankpin as a bottom surface and opening to the counterweight.
The crankshaft structure according to claim 1 or 2, characterized in that
前記中空部は、異なる位相の隣り合う気筒間に位置するメインジャーナルに複数設けられる、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のクランクシャフト構造。
A plurality of the hollow portions are provided in a main journal located between adjacent cylinders having different phases.
The crankshaft structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the crankshaft structure is provided.
前記クランクピンに、追加で設けられる第2の中空部、
を備えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のクランクシャフト構造。
A second hollow portion additionally provided in the crankpin;
The crankshaft structure according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
前記中空部は、フライホイールに最も近い最後端のクランクピンに設けられる、
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のクランクシャフト構造。
The hollow portion is provided on the crank pin at the end closest to the flywheel,
The crankshaft structure according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
前記中空部は、フライホイール側の後端複数気筒のクランクピンに設けられる、
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のクランクシャフト構造。
The hollow portion is provided in the crank pin of the rear end multiple cylinders on the flywheel side,
The crankshaft structure according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
前記中空部は、クランクシャフト油穴構造の一部である、
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のクランクシャフト構造。
The hollow portion is a part of a crankshaft oil hole structure,
The crankshaft structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the structure is a crankshaft structure.
クランクシャフトは、前記中空部に中子を用いて鋳造によって一体成形される、
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のクランクシャフト構造。
The crankshaft is integrally formed by casting using a core in the hollow portion.
The crankshaft structure according to any one of claims 1 to 8, wherein the structure is a crankshaft structure.
クランクシャフトは、組み立て式クランクシャフトである、
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のクランクシャフト構造。
The crankshaft is an assembled crankshaft,
The crankshaft structure according to any one of claims 1 to 8, wherein the structure is a crankshaft structure.
クランクシャフトは、接合式クランクシャフトである、
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のクランクシャフト構造。
The crankshaft is a joined crankshaft,
The crankshaft structure according to any one of claims 1 to 8, wherein the structure is a crankshaft structure.
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