JPH042807B2 - - Google Patents
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- JPH042807B2 JPH042807B2 JP58193479A JP19347983A JPH042807B2 JP H042807 B2 JPH042807 B2 JP H042807B2 JP 58193479 A JP58193479 A JP 58193479A JP 19347983 A JP19347983 A JP 19347983A JP H042807 B2 JPH042807 B2 JP H042807B2
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 8
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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
- F16C3/14—Features relating to lubrication
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/30—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for crankshafts; for camshafts
-
- 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
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- F16C3/06—Crankshafts
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、内燃機関のクランク軸に係り、特に
クランク軸の耐摩耗性、耐疲労強度を向上させた
内燃機関のクランク軸に関するものである。
クランク軸の耐摩耗性、耐疲労強度を向上させた
内燃機関のクランク軸に関するものである。
［発明の技術的背景とその問題点］
自動車の内燃機関に用いられるクランク軸を第
１図、第２図により説明する。第１図に示したク
ランク軸１は四気筒エンジンのもので、その構造
は、メインベアリングで支えられて回転軸となる
クランクジヤーナル２と、コンロツドのビツグエ
ンドに組み付けられるクランクピン３と、クラン
クジヤーナル２とクランクピン３とをつなぐクラ
ンクアーム４と、回転のバランスをとるバランス
ウエイト５とからなつている。またクランクジヤ
ーナル２及びクランクピン３等の軸受部に潤滑油
を供給する油穴６が設けられ、その外周に組み込
まれるベアリングメタル（図示せず）とで、ジヤ
ーナル部やクランクピン部などに油膜を作つて焼
き付きを防止するとともに摩擦による馬力損失を
できるだけ少くしている。
１図、第２図により説明する。第１図に示したク
ランク軸１は四気筒エンジンのもので、その構造
は、メインベアリングで支えられて回転軸となる
クランクジヤーナル２と、コンロツドのビツグエ
ンドに組み付けられるクランクピン３と、クラン
クジヤーナル２とクランクピン３とをつなぐクラ
ンクアーム４と、回転のバランスをとるバランス
ウエイト５とからなつている。またクランクジヤ
ーナル２及びクランクピン３等の軸受部に潤滑油
を供給する油穴６が設けられ、その外周に組み込
まれるベアリングメタル（図示せず）とで、ジヤ
ーナル部やクランクピン部などに油膜を作つて焼
き付きを防止するとともに摩擦による馬力損失を
できるだけ少くしている。
最近のクランク軸１は極限設計がなされてお
り、軽量化のため第２図に示すように軽量化穴７
を設けたり、各部の断面形状を極限近くまで小さ
くしている。
り、軽量化のため第２図に示すように軽量化穴７
を設けたり、各部の断面形状を極限近くまで小さ
くしている。
従来のクランク軸においては疲労により軸が破
断する危険断面は、クランクジヤーナル２やクラ
ンクピン３等の軸受部９の両側のフイレツトアー
ル部８のみであり、そこから疲労して第２図中ｆ
で示した線のように亀裂が入つて破断し易く、そ
のためフイレツトアール部８を含めたクランクジ
ヤーナル２やクランクピン３の軸受部９を高周波
焼入れして耐疲労強度を高めてきた。しかしなが
ら、クランク軸１が極限設計された場合、危険断
面はフイレツトアール部８だけでなく、油穴６や
軽量化穴７の個所も危険断面となり、そこから亀
裂が入つて破断してしまう。従つてこの油穴６と
軽量化穴７の内面も耐疲労強度を高めなければな
らないが、高周波焼入れでは油穴６や軽量化穴７
の内部まで焼入れすることはできず、例えば第３
図に示すように軸受部９の表面にのみ、焼入層１
０が形成されるだけで油穴６の内部まて焼入れで
きず焼入層１０の焼境部１１から亀裂が入り易く
なる。
断する危険断面は、クランクジヤーナル２やクラ
ンクピン３等の軸受部９の両側のフイレツトアー
ル部８のみであり、そこから疲労して第２図中ｆ
で示した線のように亀裂が入つて破断し易く、そ
のためフイレツトアール部８を含めたクランクジ
ヤーナル２やクランクピン３の軸受部９を高周波
焼入れして耐疲労強度を高めてきた。しかしなが
ら、クランク軸１が極限設計された場合、危険断
面はフイレツトアール部８だけでなく、油穴６や
軽量化穴７の個所も危険断面となり、そこから亀
裂が入つて破断してしまう。従つてこの油穴６と
軽量化穴７の内面も耐疲労強度を高めなければな
らないが、高周波焼入れでは油穴６や軽量化穴７
の内部まで焼入れすることはできず、例えば第３
図に示すように軸受部９の表面にのみ、焼入層１
０が形成されるだけで油穴６の内部まて焼入れで
きず焼入層１０の焼境部１１から亀裂が入り易く
なる。
そこで高周波焼入れの代りにクランク軸の全体
を窒素化合物の塩浴などに浸漬する軟窒化処理
（又はタフトライド処理）を行つて軸受部９の表
面や油穴６及び軽量化穴７の内周面に窒素の化合
物を形成して耐疲労強度を向上させることがなさ
れている。
を窒素化合物の塩浴などに浸漬する軟窒化処理
（又はタフトライド処理）を行つて軸受部９の表
面や油穴６及び軽量化穴７の内周面に窒素の化合
物を形成して耐疲労強度を向上させることがなさ
れている。
しかしながら、発展途上国向けの自動車のクラ
ンク軸に軟窒化処理（タフトライド処理）を行う
と、補修のためのクランク軸の再研磨仕上げが技
術的に困難であり、輸出できない。
ンク軸に軟窒化処理（タフトライド処理）を行う
と、補修のためのクランク軸の再研磨仕上げが技
術的に困難であり、輸出できない。
すなわち、クランク軸１のクランクジヤーナル
２及びクランクピン３などの軸受部９は摩耗し易
く、そのため、その表面を再研磨し、上述したベ
アリングメタルを研磨した分、厚めのものに替え
る補修が必要であるが、軟窒化層の厚さは10ミク
ロン程度であり、これを研磨した場合、軟窒化層
がなくなり、耐疲労強度が落ちるため、新たに軟
窒化処理を行わなければならないが、この軟窒化
処理は設備の整つていない国や地域では技術的に
困難であるため、そのクランク軸の補修は不可能
となる。途上国においては、道路状況、潤滑油の
管理などが充分でないため、クランク軸は摩耗が
著しく、途上国ほどその補修は必要である。従来
の高周波焼入れしたクランク軸の補修は、焼入れ
厚さが数mmあり、再研磨しても焼入れ層が残るた
め、設備が整つていなくとも補修が技術的に可能
であるが、上述のように極限設計されたクランク
軸は油穴や軽量化穴の強化が必要であり、高周波
焼入れだけでは不充分である。尚、関連する技術
としては特開昭56−98421号公報及び特開昭57−
47868号公報がある。
２及びクランクピン３などの軸受部９は摩耗し易
く、そのため、その表面を再研磨し、上述したベ
アリングメタルを研磨した分、厚めのものに替え
る補修が必要であるが、軟窒化層の厚さは10ミク
ロン程度であり、これを研磨した場合、軟窒化層
がなくなり、耐疲労強度が落ちるため、新たに軟
窒化処理を行わなければならないが、この軟窒化
処理は設備の整つていない国や地域では技術的に
困難であるため、そのクランク軸の補修は不可能
となる。途上国においては、道路状況、潤滑油の
管理などが充分でないため、クランク軸は摩耗が
著しく、途上国ほどその補修は必要である。従来
の高周波焼入れしたクランク軸の補修は、焼入れ
厚さが数mmあり、再研磨しても焼入れ層が残るた
め、設備が整つていなくとも補修が技術的に可能
であるが、上述のように極限設計されたクランク
軸は油穴や軽量化穴の強化が必要であり、高周波
焼入れだけでは不充分である。尚、関連する技術
としては特開昭56−98421号公報及び特開昭57−
47868号公報がある。
［発明の目的］
本発明の目的は、極限設計されたクランク軸の
補修が容易になしうる内燃機関のクランク軸を提
供するものである。
補修が容易になしうる内燃機関のクランク軸を提
供するものである。
［発明の概要］
本発明は、クランク軸の油穴、軽量化穴をボー
ルバニツシユ処理すると共に軸受部を高周波焼入
れすることを特徴とするもので、軸受部が高周波
焼入れされるため、途上国でもその再研磨仕上げ
が行なえ、しかも油穴、軽量化穴はボールバニツ
シユ処理がなされているため穴の内周面も耐疲労
強度が高くされているため極限設計のクランク軸
で充分な耐疲労強度を有するものとすることがで
きる。
ルバニツシユ処理すると共に軸受部を高周波焼入
れすることを特徴とするもので、軸受部が高周波
焼入れされるため、途上国でもその再研磨仕上げ
が行なえ、しかも油穴、軽量化穴はボールバニツ
シユ処理がなされているため穴の内周面も耐疲労
強度が高くされているため極限設計のクランク軸
で充分な耐疲労強度を有するものとすることがで
きる。
［発明の実施例］
以下本発明に係る内燃機関のクランク軸の好適
−実施例を添付図面に基づいて説明する。
−実施例を添付図面に基づいて説明する。
先ずクランク軸１の構造は、第１図、第２図で
説明したとおりのものである。
説明したとおりのものである。
始めにクランク軸１の油穴６及び軽量化穴７を
ボールバニツシユ処理するが、このボールバニツ
シユ処理は油穴６及び軽量化穴７の内周面を粗く
しておき、その各穴径より大きな径のボールを油
穴６及び軽量化穴７に挿入し、そのボールにより
穴の内周面を圧延して硬化させるもので、これに
より内周面を圧縮塑性変形させ、圧縮残留圧力に
より疲れ強さを上昇させ、第４図に示すように油
穴６の内周面にボールバニツシユ処理による強化
層１２を形成する。このボールバニツシユ処理は
穴の表面に残留圧縮圧を存在させる他に面の粗さ
を改善させるもので、第５図の面粗度と疲労強度
のグラフが示すように面粗度を密にして疲労強度
を高める。油穴６及び軽量化穴７へボールバニツ
シユ処理する場合、穴６，７の全長に亘つて行う
必要はなくクランク軸１の形状や油穴６及び軽量
化穴７の径や位置により適宜その処理する深さを
決める。
ボールバニツシユ処理するが、このボールバニツ
シユ処理は油穴６及び軽量化穴７の内周面を粗く
しておき、その各穴径より大きな径のボールを油
穴６及び軽量化穴７に挿入し、そのボールにより
穴の内周面を圧延して硬化させるもので、これに
より内周面を圧縮塑性変形させ、圧縮残留圧力に
より疲れ強さを上昇させ、第４図に示すように油
穴６の内周面にボールバニツシユ処理による強化
層１２を形成する。このボールバニツシユ処理は
穴の表面に残留圧縮圧を存在させる他に面の粗さ
を改善させるもので、第５図の面粗度と疲労強度
のグラフが示すように面粗度を密にして疲労強度
を高める。油穴６及び軽量化穴７へボールバニツ
シユ処理する場合、穴６，７の全長に亘つて行う
必要はなくクランク軸１の形状や油穴６及び軽量
化穴７の径や位置により適宜その処理する深さを
決める。
油穴６及び軽量化穴７をボールバニツシユ処理
したのち、クランクジヤーナル２、クランクピン
３、フイレツトアール部８などの軸受部９に高周
波焼入れを行う。高周波焼入れにより軸受部９に
は、第４図に示すように２〜３mm程度の焼入れ層
１０が形成される。
したのち、クランクジヤーナル２、クランクピン
３、フイレツトアール部８などの軸受部９に高周
波焼入れを行う。高周波焼入れにより軸受部９に
は、第４図に示すように２〜３mm程度の焼入れ層
１０が形成される。
第６図はフイレツトアール部、油穴、軽量化穴
の疲労限界を示すグラフで、図中ａは無処理の場
合の、ｂは本発明による強化処理、すなわちフイ
レツトアール部は高周波焼入れ、油穴および軽量
化穴はボールバニツシユ処理した場合の、ｃは軟
窒化処理（タフトライド処理）した場合の疲労限
界を示している。ａの無処理の場合、目標レベル
まで達しないが、ｂの本発明の場合、目標レベル
以上の疲労限界を有するものとすることができ
る。また油穴、軽量化穴のボールバニツシユ処理
はｃの軟窒化処理（或いはタフトライド処理）の
疲労限界よりやや落るが実用上は全く問題がな
い。
の疲労限界を示すグラフで、図中ａは無処理の場
合の、ｂは本発明による強化処理、すなわちフイ
レツトアール部は高周波焼入れ、油穴および軽量
化穴はボールバニツシユ処理した場合の、ｃは軟
窒化処理（タフトライド処理）した場合の疲労限
界を示している。ａの無処理の場合、目標レベル
まで達しないが、ｂの本発明の場合、目標レベル
以上の疲労限界を有するものとすることができ
る。また油穴、軽量化穴のボールバニツシユ処理
はｃの軟窒化処理（或いはタフトライド処理）の
疲労限界よりやや落るが実用上は全く問題がな
い。
以上において、油穴及び軽量化穴がボールバニ
ツシユ処理がなされ、軸受部が高周波焼入れがな
されるため軸受部の再研磨が可能となり設備が整
つていないところでもクランク軸の補修ができ
る。
ツシユ処理がなされ、軸受部が高周波焼入れがな
されるため軸受部の再研磨が可能となり設備が整
つていないところでもクランク軸の補修ができ
る。
尚、上述の実施例においてはボールバニツシユ
処理したのち高周波焼入れを行う例を示したが、
高周波焼入れしたのちボールバニツシユ処理して
もよい。
処理したのち高周波焼入れを行う例を示したが、
高周波焼入れしたのちボールバニツシユ処理して
もよい。
［発明の効果］
以上詳述してきたことから明らかなように本発
明によれば次の如き優れた効果を発揮する。
明によれば次の如き優れた効果を発揮する。
(1) クランク軸の油穴、軽量化穴をボールバニツ
シユ処理し、軸受部を高周波焼入れすることに
より、軸受部の再研磨が可能であり、しかも油
穴、軽量化穴はボールバニツシユ処理がなされ
ているためクランク軸を極限設計してもその耐
疲労強度を向上できる。
シユ処理し、軸受部を高周波焼入れすることに
より、軸受部の再研磨が可能であり、しかも油
穴、軽量化穴はボールバニツシユ処理がなされ
ているためクランク軸を極限設計してもその耐
疲労強度を向上できる。
(2) 軸受部が再研磨できることにより補修設備が
整つていないところでもクランク軸の補修が技
術的に可能となる。
整つていないところでもクランク軸の補修が技
術的に可能となる。
第１図は内燃機関のクランク軸の全体図、第２
図はクランク軸の軸受部の詳細を示す拡大図、第
３図はクランク軸の軸受部の油穴の周囲を高周波
焼入れした状態を示す図、第４図は本発明に係る
内燃機関のクランク軸の軸受部の拡大図、第５図
はボールバニツシユ処理において、面粗度と疲労
強度の関係を示すグラフ、第６図はフイレツトア
ール部、油穴、軽量化穴の疲労限界を示すグラフ
である。 図中、１はクランク軸、２はクランクジヤーナ
ル、３はクランクピン、６は油穴、７は軽量化
穴、８はフイレツトアール部、９は軸受部、１０
は焼入層、１２は強化層である。
図はクランク軸の軸受部の詳細を示す拡大図、第
３図はクランク軸の軸受部の油穴の周囲を高周波
焼入れした状態を示す図、第４図は本発明に係る
内燃機関のクランク軸の軸受部の拡大図、第５図
はボールバニツシユ処理において、面粗度と疲労
強度の関係を示すグラフ、第６図はフイレツトア
ール部、油穴、軽量化穴の疲労限界を示すグラフ
である。 図中、１はクランク軸、２はクランクジヤーナ
ル、３はクランクピン、６は油穴、７は軽量化
穴、８はフイレツトアール部、９は軸受部、１０
は焼入層、１２は強化層である。
Claims (1)
- １ クランク軸の油穴、軽量化穴をボールバニツ
シユ処理すると共に軸受部を高周波焼入すること
を特徴とする内燃機関のクランク軸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58193479A JPS6088214A (ja) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | 内燃機関のクランク軸 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58193479A JPS6088214A (ja) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | 内燃機関のクランク軸 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6088214A JPS6088214A (ja) | 1985-05-18 |
| JPH042807B2 true JPH042807B2 (ja) | 1992-01-21 |
Family
ID=16308704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58193479A Granted JPS6088214A (ja) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | 内燃機関のクランク軸 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6088214A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11344980B2 (en) * | 2017-06-14 | 2022-05-31 | Maschinenfabrik Alfing Kessler Gmbh | Method and device for work-hardening a crankshaft |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2622685B1 (fr) * | 1987-10-29 | 1990-01-19 | Vicarb Sa | Echangeur de chaleur gaz/liquide avec condensation |
| JP2766488B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1998-06-18 | マツダ株式会社 | エンジンのクランクシャフト及びその強化処理方法 |
| JP2590116Y2 (ja) * | 1990-07-03 | 1999-02-10 | 三菱自動車工業株式会社 | クランク軸 |
| JP4362210B2 (ja) * | 2000-06-07 | 2009-11-11 | 本田技研工業株式会社 | 孔部を有するワークの焼き入れ方法および焼き入れ用補助具 |
| US20100107808A1 (en) * | 2008-08-01 | 2010-05-06 | Cummins Inc. | Method for increasing torsional fatigue strength in crankshafts |
| JP5215223B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2013-06-19 | 株式会社クボタ | エンジンのメカニカルガバナ |
| DE102011014310A1 (de) | 2011-03-18 | 2012-09-20 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Leichtbau-Kurbelwelle |
| DE102012003476B4 (de) * | 2012-02-16 | 2017-06-08 | Hegenscheidt-Mfd Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Werkzeug zum Erhöhen der Festigkeit von tragenden zylindrischen Flächen an Kurbelwellen |
| MX395315B (es) * | 2012-06-27 | 2025-03-11 | Sintokogio Ltd | Metodo de granallado, metodo de evaluacion de granallado y estructura de montaje de evaluacion de granallado |
| US20140260787A1 (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-18 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Selectively strengthened crankshaft |
| SE1750715A2 (en) * | 2017-06-07 | 2020-05-12 | Scania Cv Ab | Crankshaft and method of manufacturing a crankshaft |
| WO2019150465A1 (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 日産自動車株式会社 | 油穴を有するリンク部品 |
-
1983
- 1983-10-18 JP JP58193479A patent/JPS6088214A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11344980B2 (en) * | 2017-06-14 | 2022-05-31 | Maschinenfabrik Alfing Kessler Gmbh | Method and device for work-hardening a crankshaft |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6088214A (ja) | 1985-05-18 |
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