JPH037609Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、内燃機関のクランクシヤフトに関
し、特に、応力集中を避けるために設けられた隅
肉Ｒの形状に係る。

〔従来の技術〕

内燃機関のクランクシヤフトにおいて、シリン
ダブロツクの軸受部に支承されるクランクジヤー
ナルと、コネクテイングロツドが装着されるクラ
ンクピンとはクランクウエブを間に配置している
が、クランクジヤーナル及びクランクピンとクラ
ンクウエブとの接合部分には、隅肉Ｒが設けられ
ており、曲げ応力の緩和が図られている。しか
し、隅肉Ｒが設けられていても、隅肉Ｒ曲面に沿
つた応力分布は、応力を急激に増す最大応力個所
が存在して応力集中特性を示すため、金属疲労を
促進させる心配が残つている。そこで、実開昭56
−151519号に示されているように、隅肉Ｒを二つ
設けて二段形状とし、単一の隅肉Ｒ曲面の場合に
発生する最大応力の部分に、二つの隅肉Ｒを接合
させる考案が成されている。このような隅肉Ｒの
設け方により応力が分散されて、最大応力を減少
できるのが指摘されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、クランクジヤーナル及びクランクピ
ンの周方向に沿つた応力分布も、隅肉Ｒ曲面に沿
つた場合と同様に、応力を急激に増す最大応力個
所が存在して応力集中特性を示す。隅肉Ｒは、周
方向に沿つた最大応力個所に発生する応力レベル
を考慮して、その大きさを検討されているので、
このときに検討された隅肉Ｒを基準にして、前述
のように二段の隅肉Ｒを全周にわたつて一様に設
けることは、単一の隅肉Ｒを設ける場合と比較し
て大きなスペースが必要とされる。このため、ク
ランクシヤフトの軸長を所定の長さに収めなけれ
ばならないことと重なつて、クランクジヤーナル
およびクランクピンの寸法を短くせざるえない問
題がある。

従つて、本考案の技術的課題は、クランクジヤ
ーナル及びクランクピンの周方向に沿つて隅肉Ｒ
の形状に変化を持たせることにより、隅肉Ｒに発
生する最大応力レベルを低くするとともに、クラ
ンクジヤーナル及びクランクピンの軸長寸法を長
く採れるようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記技術的課題を解決するために講じた手段
は、本考案のクランクシヤフトによれば、隅肉Ｒ
が設けられた接合部分のうち、最大応力を発生す
る個所を最大にして前記隅肉Ｒの半径を徐変する
ことにある。

〔作用〕

この手段によれば、最大応力個所で隅肉Ｒによ
る応力分散作用が最大限にもたらされて、接合部
分の全周にわたつてなだらかな応力分布が形成さ
れる。

〔実施例〕

以下、本考案の望ましい実施例を図面に基づい
て説明する。

第１図に示すように、クランクシヤフト１にお
いて、シリンダブロツク５の軸受部に支承される
クランクジヤーナル２と、コネクテイングロツド
６が装着されるクランクピン３との間にクランク
ウエブ４が配置されており、クランクジヤーナル
２とクランクピン３の接合部分には、それぞれ隅
肉Rr₁，r₂が設けられている。この隅肉Rr₁，r₂の
半径は、クランクジヤーナル２及びクランクピン
３の周方向に沿つて徐変しており、一定でない。
なお、７，８は、クランクジヤーナル２及びクラ
ンクピン３の幅に相当する幅を有する軸受メタル
である。

隅肉Rr₁，r₂について、徐変のさせ方は定性的
に同じであるので、以後、クランクピン３に設け
られた隅肉Rr₁のみについて説明する。

第２図に、符号A₁〜A₉を記して隅肉Rr₁を設け
た範囲が示されており、クランクピン３の全周の
略1/4がこの範囲にあたる。この範囲には、隅肉
Rr₁が設けられた接合部分に発生する曲げ応力が
最大になるところが含まれており、図中に示され
ているクランクピン３の中心O₁とクランクジヤ
ーナル２の中心O₂とを結ぶ仮想線ｌとクランク
ピン３の外周縁との交点A₅が最大応力点に相当
する。この点A₅を基準にして、中心O₁から等角
度にA₁〜A₄そしてA₆〜A₉がクランクピン３の外
周線に刻まれており、各点の隅肉Rr₁の徐変のさ
せ方は、第３図の線図に示すとおりである。即
ち、点A₅の最大応力点において、隅肉Rr₁の半径
を最大にし、点A₁及び点A₉に向かうに従つて隅
肉Rr₁の半径が小さくなつている。なお、第３図
に示されている一点鎖線は、従来のように一定の
隅肉Rr₁を全周にわたつて設けた場合である。ゆ
えに、点A₅の近傍では、隅肉Rr₁の半径は、従来
より大きくなつているが、点A₁〜A₃及び点A₇〜
A₉においては、隅肉Rr₁の半径は小さくなつてい
る。平均すれば、本実施例における隅肉Rr₁の平
均半径は、従来の一定の隅肉Ｒの半径よりも小さ
くなるようになつている。ここで、徐変した隅肉
Rr₁を設けるには、第４図に示すように、円板状
のローラ９の周縁に、第３図の線図に対応した丸
みが設けられていて、ローラ９が押しつけられ隅
肉Rr₁が設けられている。

以上のようにして、隅肉Rr₁の接合部分に発生
する応力を測定した結果が第５図に示されてお
り、一点鎖線で与えられた従来の応力分布と比較
すると、点A₅における最大応力が軽減されてい
る。従来、点A₅近傍において、急激に大きくな
る応力が、大きな半径を有する隅肉Rr₁が設けら
れることで、他の点に分散されたためである。ゆ
えに、点A₁〜A₃及び点A₇〜A₉において、応力は
従来より若干大きくなつているが、これに対し
て、金属疲労に大きな影響を与える最大応力が大
幅に軽減されるため、疲労強度が向上する。

また、疲労強度を向上させるので、本実施例で
は、隅肉Rr₁の接合部分において最大応力の発生
する近傍を除いて、隅肉Rr₁の半径が小さく設定
され、且つクランクピン３の全周の略1/4のみに
徐変する隅肉Rr₁、又残り略3/4にA₁，Ａ点と同
等の隅肉Ｒが設けられているので、クランクピン
３の実質軸長寸法は大きくできる。これは、軸受
メタル８とクランクピン３との潤滑油面を大きく
確保させる。

〔考案の効果〕

このようにして、本考案によれば、隅肉Ｒが設
けられた接合部分のうち、最大応力を発生する個
所を最大半径にして、隅肉Ｒの半径を徐変するた
め、接合部分の全周にわたつてなだらかな応力分
布を形成し、最大応力のレベルを下げるので、疲
労強度の余裕向上を図れる。また、隅肉Ｒを徐変
させる結果、隅肉Ｒを小さく設けた接合部分を形
成できて、クランクシヤフト及びクランクピンの
軸長寸法を大きく採れる。これは潤滑油面を大き
くし、クランクシヤフト及びクランクピンにおけ
る軸受メタルの摩耗を少なくする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例によるクランクシヤ
フトを備えたエンジンの部分断面図、第２図は、
隅肉Ｒの分布を示すための第１図の−断面
図、第３図は、隅肉Ｒの半径の徐変経過を示す線
図、第４図は、円板状のローラの周縁で徐変隅肉
Ｒを設けることを示す図、第５図は、本考案の実
施例によるクランクシヤフトを用いた場合、隅肉
Ｒの応力分布を示す線図である。 １……クランクシヤフト、２……クランクジヤ
ーナル、３……クランクピン、４……クランクウ
エブ、r₁，r₂……隅肉Ｒ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. クランクジヤーナル及びクランクピンとクラン
   クウエブとが接合する部分に隅肉Ｒが設けられた
   クランクシヤフトにおいて、前記隅肉Ｒが設けら
   れた接合部分のうち、最大応力を発生する個所を
   最大にして前記隅肉Ｒの半径を徐変することを特
   徴とするクランクシヤフト。