JPH0217726B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0217726B2 JPH0217726B2 JP59110424A JP11042484A JPH0217726B2 JP H0217726 B2 JPH0217726 B2 JP H0217726B2 JP 59110424 A JP59110424 A JP 59110424A JP 11042484 A JP11042484 A JP 11042484A JP H0217726 B2 JPH0217726 B2 JP H0217726B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- web
- crankshaft
- hole
- crank
- crank pin
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
- F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
- F16C3/06—Crankshafts
- F16C3/10—Crankshafts assembled of several parts, e.g. by welding by crimping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Forging (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はクランクシヤフトに係り、特に構成部
品を塑性変形結合するに好適な構成のクランクシ
ヤフトに関する。
品を塑性変形結合するに好適な構成のクランクシ
ヤフトに関する。
機関の出力をクランクシヤフトに伝達し、その
回転力により機関点火電源及び点灯負荷電源用磁
石発電機の回転子あるいは冷却フアン等を駆動す
ることは例えば実開昭56−138787号公報等で広く
知られている。
回転力により機関点火電源及び点灯負荷電源用磁
石発電機の回転子あるいは冷却フアン等を駆動す
ることは例えば実開昭56−138787号公報等で広く
知られている。
ところが前記クランクシヤフトはクランク主軸
とウエブを同一材料から加工成形して形成し、材
質の硬いクランクピンのみを嵌着固定する構造が
とられているが、クランクシヤフトとウエブの成
形がむずかしく生産性の点で不利なものであつ
た。又クランクピンは圧着による嵌着固定である
ため両持ちタイプのクランクシヤフトでは効果を
発揮するが、近年のように小形化のため片持ちに
するタイプでは曲げ応力がかかり非常に信頼性の
点で劣る。
とウエブを同一材料から加工成形して形成し、材
質の硬いクランクピンのみを嵌着固定する構造が
とられているが、クランクシヤフトとウエブの成
形がむずかしく生産性の点で不利なものであつ
た。又クランクピンは圧着による嵌着固定である
ため両持ちタイプのクランクシヤフトでは効果を
発揮するが、近年のように小形化のため片持ちに
するタイプでは曲げ応力がかかり非常に信頼性の
点で劣る。
その他三部品を各々別個に形成し、それらを一
体に組付け固着する構造も提案されているが、い
ずれにしても圧着あるいは溶接固定が用いられて
おり、信頼性、生産性の点で劣る。
体に組付け固着する構造も提案されているが、い
ずれにしても圧着あるいは溶接固定が用いられて
おり、信頼性、生産性の点で劣る。
本発明の目的は、小形軽量で信頼性の高い片持
タイプのクランクシヤフトを提供するにある。
タイプのクランクシヤフトを提供するにある。
本発明はウエブの中心と一体的関係にあるクラ
ンク主軸と、前記ウエブ背面の偏心位置に配置さ
れ、該ウエブと一体関係にあるクランクピンとか
らなるクランクシヤフトであつて、前記ウエブ中
心の一方面に形成された第１の凹穴と、該凹穴よ
り小径でウエブ中心に設けられた貫通孔と、前記
ウエブの反対面の偏心した位置に形成された第２
の凹穴と、前記それぞれの凹穴の内周面に対向す
る周面に環状溝を形成して該凹穴に嵌合され、か
つ前記環状溝に局部的に塑性変形されたウエブ材
により緊迫力と剪断力をもつて結合されているク
ランク主軸とクランクピンとから構成されること
を特徴としたクランクシヤフトにある。
ンク主軸と、前記ウエブ背面の偏心位置に配置さ
れ、該ウエブと一体関係にあるクランクピンとか
らなるクランクシヤフトであつて、前記ウエブ中
心の一方面に形成された第１の凹穴と、該凹穴よ
り小径でウエブ中心に設けられた貫通孔と、前記
ウエブの反対面の偏心した位置に形成された第２
の凹穴と、前記それぞれの凹穴の内周面に対向す
る周面に環状溝を形成して該凹穴に嵌合され、か
つ前記環状溝に局部的に塑性変形されたウエブ材
により緊迫力と剪断力をもつて結合されているク
ランク主軸とクランクピンとから構成されること
を特徴としたクランクシヤフトにある。
以下本発明の一実施例を第１図〜第５図により
説明する。
説明する。
第１図は片持ちタイプのクランクシヤフトの一
部を断面した全体図で、軟鋼（S45C）からなる
クランク主軸１と円板状のウエブ２と、ハダ焼鋼
からなるクランクピン３とから構成され、各々は
金属の塑性変形圧により強固に結合されている。
部を断面した全体図で、軟鋼（S45C）からなる
クランク主軸１と円板状のウエブ２と、ハダ焼鋼
からなるクランクピン３とから構成され、各々は
金属の塑性変形圧により強固に結合されている。
ウエブ２はその一方面中心にクランク主軸を嵌
合する大径の第１の凹穴２１と、反対面の偏心し
た位置に形成されクランクピン３を嵌合する小径
の第２の凹穴２２とを有し、この両穴は端面に垂
直で軸線に平行になる如く切削等により形成され
ている。又、第１の凹穴２１の底面には、該凹穴
径２１の1/3径の貫通孔２３が形成されている。
一方クランク主軸１とクランクピン３はその元部
の各々凹穴２１，２２の内周面と対向する面に環
状の断面Ｗ溝１１，３１を形成し、それによつて
中間に係合突起１２，３２を形成している。
合する大径の第１の凹穴２１と、反対面の偏心し
た位置に形成されクランクピン３を嵌合する小径
の第２の凹穴２２とを有し、この両穴は端面に垂
直で軸線に平行になる如く切削等により形成され
ている。又、第１の凹穴２１の底面には、該凹穴
径２１の1/3径の貫通孔２３が形成されている。
一方クランク主軸１とクランクピン３はその元部
の各々凹穴２１，２２の内周面と対向する面に環
状の断面Ｗ溝１１，３１を形成し、それによつて
中間に係合突起１２，３２を形成している。
上記構成部品は先ず、ウエブ２の凹穴２１にク
ランク主軸１の元部を嵌合した状態で、クランク
主軸の周囲のウエブの材料を端面から金型（図示
せず）で垂直に局部的に押圧する。するとウエブ
材料はＷ溝１１に直角に塑性流動し、Ｗ溝によつ
て生じた係合突起１２によつて局部的に塑性変形
され、そこに発生する高い緊迫力によつて両者間
は強固に結合される。他方クランクピン３も前記
クランク主軸１と同様Ｗ溝３１、係合突起３２を
利用して塑性結合される。ただ前記したクランク
主軸１の場合はウエブ２の中心に固設されるため
金型によりウエブに変形圧を加えると変形応力は
放射状に均等に分布し、規定位置に垂直に結合固
定されるが、クランクピン３の場合は前記したと
おり偏心した位置にあるため、塑性変形圧を加え
た場合は塑性流動バランスがくずれ、第６図鎖線
で示す如く外周方向にピンがμだけ倒れることに
なる。
ランク主軸１の元部を嵌合した状態で、クランク
主軸の周囲のウエブの材料を端面から金型（図示
せず）で垂直に局部的に押圧する。するとウエブ
材料はＷ溝１１に直角に塑性流動し、Ｗ溝によつ
て生じた係合突起１２によつて局部的に塑性変形
され、そこに発生する高い緊迫力によつて両者間
は強固に結合される。他方クランクピン３も前記
クランク主軸１と同様Ｗ溝３１、係合突起３２を
利用して塑性結合される。ただ前記したクランク
主軸１の場合はウエブ２の中心に固設されるため
金型によりウエブに変形圧を加えると変形応力は
放射状に均等に分布し、規定位置に垂直に結合固
定されるが、クランクピン３の場合は前記したと
おり偏心した位置にあるため、塑性変形圧を加え
た場合は塑性流動バランスがくずれ、第６図鎖線
で示す如く外周方向にピンがμだけ倒れることに
なる。
ところで本発明の実施例の場合は、予めウエブ
２の中心に貫通孔２３を設けてある。即ち貫通孔
のない場合は中心方向で塑性変形拘束力が強く、
極力拘束力の小さい外周方向側に材料が塑性流動
しようとするためピン倒れが発生しやすいが、貫
通孔２３を設けることにより中心軸方向も塑性変
形拘束力が弱められ、塑性流動バランスが良くな
るためクランクピン周囲にも均等に塑性変形圧が
加わりピン倒れが減少する。
２の中心に貫通孔２３を設けてある。即ち貫通孔
のない場合は中心方向で塑性変形拘束力が強く、
極力拘束力の小さい外周方向側に材料が塑性流動
しようとするためピン倒れが発生しやすいが、貫
通孔２３を設けることにより中心軸方向も塑性変
形拘束力が弱められ、塑性流動バランスが良くな
るためクランクピン周囲にも均等に塑性変形圧が
加わりピン倒れが減少する。
上記貫通孔２３とクランクピン倒れ（μ）との
関係を考察してみると、第６図にその結果を示し
てあるとおり、孔なしでは塑性流動のアンバラン
スから約30（μ）あつたに対し、1/4Ｄの孔では10
（μ）、更に1/2Ｄでは５（μ）以下となり非常に効
果的であることが解つた。しかし逆に孔径が大き
く、余りにクランクピン３に接近すると中心側が
逆に弱くなつて塑性流動バランスがくずれ反対方
向に倒れやすくなり好ましくない。
関係を考察してみると、第６図にその結果を示し
てあるとおり、孔なしでは塑性流動のアンバラン
スから約30（μ）あつたに対し、1/4Ｄの孔では10
（μ）、更に1/2Ｄでは５（μ）以下となり非常に効
果的であることが解つた。しかし逆に孔径が大き
く、余りにクランクピン３に接近すると中心側が
逆に弱くなつて塑性流動バランスがくずれ反対方
向に倒れやすくなり好ましくない。
第２図、第３図はクランク主軸１の各々断面図
で径の異なる部分にそれぞれ係合突起１３，１４
を形成していることを示してある。
で径の異なる部分にそれぞれ係合突起１３，１４
を形成していることを示してある。
上記係合突起は、第３図を例にとつて説明する
ならばd1なる径の主軸の外周に直角面を有する金
型を押圧することによつて形成された巾l1の大な
る突起１３と、巾l2の小なる突起１４とが対称位
置に形成されている。一方第４図は前記係合突起
１３，１４に係合される被係合物（回転子ボス
等）４で、前記係合突起１３，１４に適合する寸
法関係の溝４１と４２が形成されている。
ならばd1なる径の主軸の外周に直角面を有する金
型を押圧することによつて形成された巾l1の大な
る突起１３と、巾l2の小なる突起１４とが対称位
置に形成されている。一方第４図は前記係合突起
１３，１４に係合される被係合物（回転子ボス
等）４で、前記係合突起１３，１４に適合する寸
法関係の溝４１と４２が形成されている。
即ち、l1＞l2 L1＞L2の突起巾を備えていると
共に、 l1L1，l2L2 の寸法関係となつている。
共に、 l1L1，l2L2 の寸法関係となつている。
上記寸法関係は、被係合物４を規定位置に配置
すると共に回転方向の係合を満足する。もちろん
係合溝４１，４２は係合突起１３，１４の高さよ
り大きくしてあり、挿入時に引掛らないようにし
てある。
すると共に回転方向の係合を満足する。もちろん
係合溝４１，４２は係合突起１３，１４の高さよ
り大きくしてあり、挿入時に引掛らないようにし
てある。
上記実施例によれば、ウエブ２にクランク主軸
及びクランクピン３を垂直に精度よく固定するこ
とができると共に、ウエブ材料を環状係合突起１
２，３２によつて局部的に塑性させ、そこに高い
緊迫力を発生させる構造となつているため結合強
度に優れ、加熱などの必要もないため熱影響もな
く信頼性の高いものとなる。又、各々部品はそれ
ぞれ単純形状なものからなるため、小形軽量で生
産性に優れ、コスト的にも有利である。特にクラ
ンクピン３は耐摩耗性の材料を選んでも塑性変形
結合により強固に結合でき、片持ちタイプのクラ
ンクシヤフトに有効となる。
及びクランクピン３を垂直に精度よく固定するこ
とができると共に、ウエブ材料を環状係合突起１
２，３２によつて局部的に塑性させ、そこに高い
緊迫力を発生させる構造となつているため結合強
度に優れ、加熱などの必要もないため熱影響もな
く信頼性の高いものとなる。又、各々部品はそれ
ぞれ単純形状なものからなるため、小形軽量で生
産性に優れ、コスト的にも有利である。特にクラ
ンクピン３は耐摩耗性の材料を選んでも塑性変形
結合により強固に結合でき、片持ちタイプのクラ
ンクシヤフトに有効となる。
更にクランクピン結合精度に効果を発揮する貫
通孔２３は、その後クランクピンのバランス測定
にも利用することができ、その効果は大きい。
通孔２３は、その後クランクピンのバランス測定
にも利用することができ、その効果は大きい。
尚、クランク主軸とウエブを予め一体に形成し
たものにクランクピンのみを塑性結合する場合で
も塑性流動バランスは有効で、バランス孔は必要
である。
たものにクランクピンのみを塑性結合する場合で
も塑性流動バランスは有効で、バランス孔は必要
である。
又、環状係合突起１２，３２に細かい凹凸を設
けることによつて更に結合力を増すことができ
る。
けることによつて更に結合力を増すことができ
る。
以上本発明によれば、小形軽量で信頼性の高い
片持タイプのクランクシヤフトが提供できる。
片持タイプのクランクシヤフトが提供できる。
図面は本発明クランクシヤフトの実施例を示す
もので、第１図は要部を断面したクランクシヤフ
トの側面図、第２図は第１図の−断面図、第
３図は第１図の−断面図、第４図は被係合物
の断面図、第５図はウエブの正面図、第６図は第
１図の要部拡大図、第７図は貫通孔とクランクピ
ン倒れとの関係を示すグラフである。 １……クランク主軸、２……ウエブ、３……ク
ランクピン、２１，２２……凹穴、１１，３１…
…環状溝、２３……貫通孔。
もので、第１図は要部を断面したクランクシヤフ
トの側面図、第２図は第１図の−断面図、第
３図は第１図の−断面図、第４図は被係合物
の断面図、第５図はウエブの正面図、第６図は第
１図の要部拡大図、第７図は貫通孔とクランクピ
ン倒れとの関係を示すグラフである。 １……クランク主軸、２……ウエブ、３……ク
ランクピン、２１，２２……凹穴、１１，３１…
…環状溝、２３……貫通孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ウエブの中心と一体的関係にあるクランク主
軸と、前記ウエブ背面の偏心位置に配置され、該
ウエブと一体関係にあるクランクピンとからなる
クランクシヤフトであつて、前記ウエブ中心の一
方面に形成された第１の凹穴と、該凹穴より小径
でウエブ中心に設けられた貫通孔と、前記ウエブ
の反対面の偏心した位置に形成された第２の凹穴
と、前記それぞれの凹穴の内周面に対向する周面
に環状溝を形成して該凹穴に嵌合され、かつ前記
環状溝に局部的に塑性変形されたウエブ材により
緊迫力と剪断力をもつて結合されているクランク
主軸とクランクピンとから構成されることを特徴
としたクランクシヤフト。 ２ 特許請求の範囲第１項記載において、貫通孔
はクランク主軸直径の1/4〜1/2倍であることを特
徴としたクランクシヤフト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11042484A JPS60256614A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | クランクシヤフト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11042484A JPS60256614A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | クランクシヤフト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60256614A JPS60256614A (ja) | 1985-12-18 |
| JPH0217726B2 true JPH0217726B2 (ja) | 1990-04-23 |
Family
ID=14535402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11042484A Granted JPS60256614A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | クランクシヤフト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60256614A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017000129A1 (zh) * | 2015-06-29 | 2017-01-05 | 安徽美芝制冷设备有限公司 | 用于往复式压缩机的曲轴及具有其的往复式压缩机 |
| WO2018040351A1 (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 安徽美芝制冷设备有限公司 | 用于往复式压缩机的曲轴和往复式压缩机 |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP11042484A patent/JPS60256614A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60256614A (ja) | 1985-12-18 |
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