JPH01158212A - オイル漏れ防止処置が講じられたシャフト - Google Patents
オイル漏れ防止処置が講じられたシャフトInfo
- Publication number
- JPH01158212A JPH01158212A JP31819687A JP31819687A JPH01158212A JP H01158212 A JPH01158212 A JP H01158212A JP 31819687 A JP31819687 A JP 31819687A JP 31819687 A JP31819687 A JP 31819687A JP H01158212 A JPH01158212 A JP H01158212A
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- Japan
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- sleeve
- oil seal
- nitrided layer
- oil
- shaft
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (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
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野）
本発明は例えばエンジンのクランクシャフトやカムシャ
フトのような、オイル充填室と外空間（非オイル室、大
気空間）の隔壁を貫通する回転シャフトに関するもので
ある。
フトのような、オイル充填室と外空間（非オイル室、大
気空間）の隔壁を貫通する回転シャフトに関するもので
ある。
（従来の技術）
例えば、エンジンでは、第４図に示されるように矢印Ａ
で示される部分において、エンジン本体１の内部８から
外部９へ向ってクランクシャフト２が延びている。とこ
ろでエンジン本体ｌの内部にはオイルが充填されている
ことから矢印Ａで示されている部分は内部８から外部９
へとオイルが漏れださないようにシールしておく必要が
ある。
で示される部分において、エンジン本体１の内部８から
外部９へ向ってクランクシャフト２が延びている。とこ
ろでエンジン本体ｌの内部にはオイルが充填されている
ことから矢印Ａで示されている部分は内部８から外部９
へとオイルが漏れださないようにシールしておく必要が
ある。
そのシール方法として従来は、第５図に示されるように
、ゴム製のオイルシール３を用いてシールするようにし
てい、た、なお図中、５はオイルパン、１４はシリンダ
ブロック、２２はフライホイールである。
、ゴム製のオイルシール３を用いてシールするようにし
てい、た、なお図中、５はオイルパン、１４はシリンダ
ブロック、２２はフライホイールである。
従つて、エンジン本体ｌに固定されたオイルシールで締
め付けられるクランクシャフト２は回転することによっ
てオイルシール３と慴動することとなるが、このような
シール構造においてシャフトの硬さはかたいほど、また
表面粗さは小さいほど良いとされてルλる。
め付けられるクランクシャフト２は回転することによっ
てオイルシール３と慴動することとなるが、このような
シール構造においてシャフトの硬さはかたいほど、また
表面粗さは小さいほど良いとされてルλる。
かかるシール構造においては以下のような欠点がある。
即ち、オイルシール３の片側は、外部９にさろ−される
こととなるため、外部９よりゴミ、砂等が侵さし、オイ
ルシール３はこれらを噛み込むことがあり、その場合、
クランクシャフト２の慴動面６（すなわち、オイルシー
ル３との当接部分）が異常摩耗を起す。
こととなるため、外部９よりゴミ、砂等が侵さし、オイ
ルシール３はこれらを噛み込むことがあり、その場合、
クランクシャフト２の慴動面６（すなわち、オイルシー
ル３との当接部分）が異常摩耗を起す。
この異常摩耗は、オイル中に異物が混入したりオイルが
劣化した場合にも起こり、特にディーゼルエンジンで劣
化したオイルを用いた場合゛カーボンスーツが侵入し、
オイルシールはカーボンスーツな噛み込むためクラクシ
ャフトやカムシャフトの摩耗は甚だしくなる。
劣化した場合にも起こり、特にディーゼルエンジンで劣
化したオイルを用いた場合゛カーボンスーツが侵入し、
オイルシールはカーボンスーツな噛み込むためクラクシ
ャフトやカムシャフトの摩耗は甚だしくなる。
そのような摩耗への対策としては、シャフトの 動部の
硬度（通常Ｈｖ＝２００〜３００）を高周波焼き入れ等
でいままで以上に硬くすることが考えられる。一方、パ
ルスＴＩＧ、レーザビーム等の高密度エネルギー源で再
溶融硬化した硬化層を形成させることが特開昭６１−５
６２４１号公報、発明協会公開技報第８４−１３０５６
号に開示されている。
硬度（通常Ｈｖ＝２００〜３００）を高周波焼き入れ等
でいままで以上に硬くすることが考えられる。一方、パ
ルスＴＩＧ、レーザビーム等の高密度エネルギー源で再
溶融硬化した硬化層を形成させることが特開昭６１−５
６２４１号公報、発明協会公開技報第８４−１３０５６
号に開示されている。
（発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、上記のような対策方法には次のような問
題点があった。
題点があった。
まず高周波焼き入れによる方法では硬さは得られても表
面が粗くなるため後で表面を滑らかに研磨する必要があ
るが、その研磨作業が非常に大変である。また硬さが上
昇しても耐摩耗性は充分でなく特にディーゼルエンジの
カーボンスーツの多い場合には殆ど効果を示さない。
面が粗くなるため後で表面を滑らかに研磨する必要があ
るが、その研磨作業が非常に大変である。また硬さが上
昇しても耐摩耗性は充分でなく特にディーゼルエンジの
カーボンスーツの多い場合には殆ど効果を示さない。
また、再溶融により慴動面に硬化層を形成する方法は、
硬さがＨｖ６００程度にしか〒らず対摩耗性の効果が充
分でなく、特にディーゼルエンジンのカーボンスーツの
多い場合には−１はとんど効果を示さない。
硬さがＨｖ６００程度にしか〒らず対摩耗性の効果が充
分でなく、特にディーゼルエンジンのカーボンスーツの
多い場合には−１はとんど効果を示さない。
このようにして、シャフトのオイルシール部にひとたび
摩耗が発生すると、シャフト全体を交換しなければなら
ないという問題に発展する。
摩耗が発生すると、シャフト全体を交換しなければなら
ないという問題に発展する。
本発明は、上記従来の問題点を解決するために為された
ものであり、その目的とするところは、オイルシール部
において摩耗を殆ど生じることなくオイル漏れを防ぎえ
るシャフトを提供することである。
ものであり、その目的とするところは、オイルシール部
において摩耗を殆ど生じることなくオイル漏れを防ぎえ
るシャフトを提供することである。
〈問題点を解決するための手段〉
上記目的を達成することのできる本発明のオイル漏れ防
止処置が講じられたシャフトは、オイルシールとの慴動
部分に、窒化層が形成されているか、又は表面に窒化層
を有するスリーブが嵌合されていることを特徴とする。
止処置が講じられたシャフトは、オイルシールとの慴動
部分に、窒化層が形成されているか、又は表面に窒化層
を有するスリーブが嵌合されていることを特徴とする。
シャフトがクランクシャツやカムシャフトである場合、
これらシャフトは通常スチール（ＪＩＳ ５５０Ｃ）
か球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳＦＣＤ７０）でできているが、
この成分ではシャフトに直接窒化処理を行っても所望す
る硬さや深さが得られないので窒化層を形成させたスリ
ーブをシャフトに嵌合させるのがよい。上記の表面に窒
化層を有するスリーブは、Ｃ「を主体とした微細な炭化
物が析出しているマルテンサイト系ステンレス鋼でなる
母材上に硬さＨＶ９００〜１６００の窒化層を形成させ
たものであるのが好ましい。窒化層の硬さがＨｖ９００
以下では耐摩耗性が不充分であり、Ｈｖ１６００以上で
は加工時に割れが入ったり、オイルシールの摩耗が増加
する。窒化層（Ｈｖ７００以上）の厚さは、５ＩＬ以下
では耐久性が充分でなく、一方１ＯＯＩＬ以上となると
処理時間か長くなり、処理コストも増加するので５〜１
００トが良い。
これらシャフトは通常スチール（ＪＩＳ ５５０Ｃ）
か球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳＦＣＤ７０）でできているが、
この成分ではシャフトに直接窒化処理を行っても所望す
る硬さや深さが得られないので窒化層を形成させたスリ
ーブをシャフトに嵌合させるのがよい。上記の表面に窒
化層を有するスリーブは、Ｃ「を主体とした微細な炭化
物が析出しているマルテンサイト系ステンレス鋼でなる
母材上に硬さＨＶ９００〜１６００の窒化層を形成させ
たものであるのが好ましい。窒化層の硬さがＨｖ９００
以下では耐摩耗性が不充分であり、Ｈｖ１６００以上で
は加工時に割れが入ったり、オイルシールの摩耗が増加
する。窒化層（Ｈｖ７００以上）の厚さは、５ＩＬ以下
では耐久性が充分でなく、一方１ＯＯＩＬ以上となると
処理時間か長くなり、処理コストも増加するので５〜１
００トが良い。
スリーブ母材としては、上記窒化層を形成できる材料て
あればよく、おおむねＣ０１５〜４％、Ｃｒ１２、Ｏ〜
１９．０％、残部鉄からなる鋼が良く、或は更に一般鋼
に含まれる元素を含んでいてもよい。
あればよく、おおむねＣ０１５〜４％、Ｃｒ１２、Ｏ〜
１９．０％、残部鉄からなる鋼が良く、或は更に一般鋼
に含まれる元素を含んでいてもよい。
シャフトがそのような材料でできている場合には、シャ
フト自体に直接窒化層を形成させても良いのは勿論であ
るが、同時に多数を窒化処理し得る点では嵌合させるス
リーブに窒化処理するのが有利である。
フト自体に直接窒化層を形成させても良いのは勿論であ
るが、同時に多数を窒化処理し得る点では嵌合させるス
リーブに窒化処理するのが有利である。
く作用）
以上のように構成してなるシャフトは、硬質の窒化層を
備えているため、オイルシールとの慴動部分に異物が侵
入しても摩耗を生じなくなる。すなわち、窒化層がオイ
ル漏れを防止する。
備えているため、オイルシールとの慴動部分に異物が侵
入しても摩耗を生じなくなる。すなわち、窒化層がオイ
ル漏れを防止する。
特に窒化層を有するスリーブを嵌合してよいとしたこと
は、窒化層を形成できない材質のシャフトにもオイル漏
れ防止を可能にし、窒化処理効率を良くする。
は、窒化層を形成できない材質のシャフトにもオイル漏
れ防止を可能にし、窒化処理効率を良くする。
〈実施例〉
以下に本発明に係るオイル漏れ防止処置が講じられたシ
ャフトの実施例を掲げ本発明を更に詳しく説明する。
ャフトの実施例を掲げ本発明を更に詳しく説明する。
実施例
第１図は、一実施例に係るクランクシャフトか取り付け
られたエンジンのリヤ側のシール部分を示す部分断面図
である。本クランクシャフト２には、オイルシール３と
慴動する部分にスリーブ７が嵌合されている。この図に
おいて、１１はＯ−リング、２２はフライホイール、４
はシリンダブロックのリテーナ・オイルシールである。
られたエンジンのリヤ側のシール部分を示す部分断面図
である。本クランクシャフト２には、オイルシール３と
慴動する部分にスリーブ７が嵌合されている。この図に
おいて、１１はＯ−リング、２２はフライホイール、４
はシリンダブロックのリテーナ・オイルシールである。
オイルシール３と慴動するスリーブ７は第２図に示すよ
うに、表面に窒化層ｌ口を有しており、その母材はマル
テンサイト系ステンレス鋼（Ｃ１，０％、Ｓｉ０．８％
、Ｐｏ、０２％、Ｓｏ、０２％、Ｃｒ１ａ＆、残部Ｆｅ
）である。なおスリーブ７を嵌合しているクランクシャ
フト２は炭素鋼（ＪＩＳ ５５０Ｃ）で出来ている。
うに、表面に窒化層ｌ口を有しており、その母材はマル
テンサイト系ステンレス鋼（Ｃ１，０％、Ｓｉ０．８％
、Ｐｏ、０２％、Ｓｏ、０２％、Ｃｒ１ａ＆、残部Ｆｅ
）である。なおスリーブ７を嵌合しているクランクシャ
フト２は炭素鋼（ＪＩＳ ５５０Ｃ）で出来ている。
スリーブ７の窒化層１０は母材表面粗さを研削により１
．６１ＬＲｚに仕上げ、次いでＮＨユガス中、５５０℃
で１０時間の窒化処理を行い硬質層を形成させた後、研
削（１０ｇ）を行い、１．４１ＬＲｚの表面粗さに仕上
げたものである。該窒化層の表面硬さはＨｖ １２００
”であり、断面の硬さ分布で）Ｉｖ７００以上の硬さを
有する窒化層の厚さが４０ルである。
．６１ＬＲｚに仕上げ、次いでＮＨユガス中、５５０℃
で１０時間の窒化処理を行い硬質層を形成させた後、研
削（１０ｇ）を行い、１．４１ＬＲｚの表面粗さに仕上
げたものである。該窒化層の表面硬さはＨｖ １２００
”であり、断面の硬さ分布で）Ｉｖ７００以上の硬さを
有する窒化層の厚さが４０ルである。
窒化層を形成させた後、内側周溝にＯ−リングを嵌め込
んだ該スリーブをクランクシャフトに圧入し、オイルシ
ールとの慴動部分に窒化層を有するスリーブが嵌合され
たクランクシャフトを得た。
んだ該スリーブをクランクシャフトに圧入し、オイルシ
ールとの慴動部分に窒化層を有するスリーブが嵌合され
たクランクシャフトを得た。
試験例
下記表に示す比較例１〜３及び上記実施例のスリーブを
嵌合したクランクシャフトを実際のエンジンに用いて、
各シャフトの耐久試験を行った。１８００ｃｃの４気筒
４サイクルデイーゼルエンジン、回転数５２０００ｒｐ
ｍ、負荷フルロードにて２００時間の高速耐久試験であ
る。オイルは無交換である。オイルシールはシリコン系
オイルシールな用いた。試験を行ったクランクシャフト
のオイルシールとの慴動部（スリーブ）の材質・性状は
下記表の通りである。
嵌合したクランクシャフトを実際のエンジンに用いて、
各シャフトの耐久試験を行った。１８００ｃｃの４気筒
４サイクルデイーゼルエンジン、回転数５２０００ｒｐ
ｍ、負荷フルロードにて２００時間の高速耐久試験であ
る。オイルは無交換である。オイルシールはシリコン系
オイルシールな用いた。試験を行ったクランクシャフト
のオイルシールとの慴動部（スリーブ）の材質・性状は
下記表の通りである。
表ニスリーブの材質・性状
耐久試験後の各シャフトのオイルシールとの慴動部の摩
耗量を第５図に示す。図より、劣化したカーボンスーツ
の多いオイルを使用した試験においても実施例の窒化層
形成品は比較例１〜３のシャフトよりも摩耗が著しく少
な−く良好であることが判かる。比較例１の焼き入れ焼
き戻し品は摩耗が非常に多く、試験終了時にはオイル漏
れが見られた。また本試験条件では比較例２に見られる
ように高周波焼き入れを行っても摩耗低減効果が少ない
ことが判かる。
耗量を第５図に示す。図より、劣化したカーボンスーツ
の多いオイルを使用した試験においても実施例の窒化層
形成品は比較例１〜３のシャフトよりも摩耗が著しく少
な−く良好であることが判かる。比較例１の焼き入れ焼
き戻し品は摩耗が非常に多く、試験終了時にはオイル漏
れが見られた。また本試験条件では比較例２に見られる
ように高周波焼き入れを行っても摩耗低減効果が少ない
ことが判かる。
〈発明の効果〉
以上の説明から明らかなように、本発明のオイル漏れ防
止処置が講じられたシャフトは、オイルシールとの慴動
部に硬質の窒化層を形成したことにより摩耗がきわめて
少なくなり、長期に互って優れたオイル漏れ防止効果を
奏する。
止処置が講じられたシャフトは、オイルシールとの慴動
部に硬質の窒化層を形成したことにより摩耗がきわめて
少なくなり、長期に互って優れたオイル漏れ防止効果を
奏する。
また、シャフト自体に直接窒化層を形成させることが困
難な場合には、上記硬質窒化処理を施したスリーブを嵌
合し、それとオイルシールが慴動するようにしてもよい
ため、クランクシャフトやカムシャフトにも適用でき、
また製造コストを低減できるという効果もある。
難な場合には、上記硬質窒化処理を施したスリーブを嵌
合し、それとオイルシールが慴動するようにしてもよい
ため、クランクシャフトやカムシャフトにも適用でき、
また製造コストを低減できるという効果もある。
第１図は、一実施例に係るオイル漏れ防止処置が講じら
れたクランクシャフトのオイルシールとの接触部位を示
す要部断面図。 第２図は一実施例のシャフトに嵌合されたスリーブの要
部拡大断面図、 第３図は各実施例及び比較例のクランクシャフトの耐久
試験結果を示すグラフ、 第４図はエンジンの部分断面図、 第５図は第４図矢印Ａ部の拡大断面図である。 図中： ２・・・クランクシャフト ３・・・オイルシール７
・・・スリーブ ｌ Ｏ−・・窒化層特許出願
人 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 萼 優美（ばか２名）第１図 第３図 第４図
れたクランクシャフトのオイルシールとの接触部位を示
す要部断面図。 第２図は一実施例のシャフトに嵌合されたスリーブの要
部拡大断面図、 第３図は各実施例及び比較例のクランクシャフトの耐久
試験結果を示すグラフ、 第４図はエンジンの部分断面図、 第５図は第４図矢印Ａ部の拡大断面図である。 図中： ２・・・クランクシャフト ３・・・オイルシール７
・・・スリーブ ｌ Ｏ−・・窒化層特許出願
人 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 萼 優美（ばか２名）第１図 第３図 第４図
Claims (2)
- （１）オイルシールとの慴動部分に、窒化層が形成され
ているか、又は表面に窒化層を有するスリーブが嵌合さ
れていることを特徴とするオイル漏れ防止処置が講じら
れたシャフト。 - （２）表面に窒化層を有するスリーブが、Ｃｒを主体と
した微細な炭化物の析出したマルテンサイト系ステンレ
ス鋼でなる母材上に硬さ Ｈｖ９００〜１６００の窒化層を形成させたものである
特許請求の範囲第１項記載のシャフト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31819687A JPH01158212A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | オイル漏れ防止処置が講じられたシャフト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31819687A JPH01158212A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | オイル漏れ防止処置が講じられたシャフト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01158212A true JPH01158212A (ja) | 1989-06-21 |
Family
ID=18096516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31819687A Pending JPH01158212A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | オイル漏れ防止処置が講じられたシャフト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01158212A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992008819A1 (fr) * | 1990-11-20 | 1992-05-29 | Daidousanso Co., Ltd. | Arbre rotatif de moteur et procede de production |
| WO1992008820A1 (fr) * | 1990-11-20 | 1992-05-29 | Daidousanso Co., Ltd. | Vilebrequin et procede de production |
| US5426998A (en) * | 1990-11-20 | 1995-06-27 | Daidousanso Co., Ltd. | Crank shaft and method of manufacturing the same |
| US6020025A (en) * | 1990-11-20 | 2000-02-01 | Daidousanso Co., Ltd. | Method of manufacturing a crank shaft |
| JP2012067710A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Kubota Corp | エンジンの伝動ケースの密封装置 |
| JP2012067652A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Kubota Corp | エンジンの回転部の密封装置 |
| JP2012067887A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Kubota Corp | エンジンの伝動ケースの密封装置 |
-
1987
- 1987-12-16 JP JP31819687A patent/JPH01158212A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992008819A1 (fr) * | 1990-11-20 | 1992-05-29 | Daidousanso Co., Ltd. | Arbre rotatif de moteur et procede de production |
| WO1992008820A1 (fr) * | 1990-11-20 | 1992-05-29 | Daidousanso Co., Ltd. | Vilebrequin et procede de production |
| US5426998A (en) * | 1990-11-20 | 1995-06-27 | Daidousanso Co., Ltd. | Crank shaft and method of manufacturing the same |
| US6020025A (en) * | 1990-11-20 | 2000-02-01 | Daidousanso Co., Ltd. | Method of manufacturing a crank shaft |
| JP2012067652A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Kubota Corp | エンジンの回転部の密封装置 |
| JP2012067710A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Kubota Corp | エンジンの伝動ケースの密封装置 |
| JP2012067887A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Kubota Corp | エンジンの伝動ケースの密封装置 |
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