JPH0796890B2 - 組立式クランク軸 - Google Patents

組立式クランク軸

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JPH0796890B2
JPH0796890B2 JP1285107A JP28510789A JPH0796890B2 JP H0796890 B2 JPH0796890 B2 JP H0796890B2 JP 1285107 A JP1285107 A JP 1285107A JP 28510789 A JP28510789 A JP 28510789A JP H0796890 B2 JPH0796890 B2 JP H0796890B2
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エミテック・ゲゼルシャフト・フュア・エミッシオンス テクノロジー・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、組立て式のクランク軸であって、そのクラン
ク・アームが両側において所属のピン、すなわちクラン
ク・ピン並びにジャーナル・ピン（クランク・ジャーナ
ル）の各構成部分と一体に結合されており、各構成部分
が中空のピンを構成している形式のものに関する。本発
明はまた、部品の構成や配列の点で比較し得る結合範囲
を介して個々の区分から組み立てられるシャフト、例え
ば縦長の区分から組み立てられる伝動シャフト又はカム
シャフトにも適用される。
〔従来の技術〕
冒頭に述べた形式の組立て式のクランク軸は既に提案さ
れており、この場合中空のクランク・ピン分割片がクラ
ンク・アームに結合していて、両方のクランク・ピン分
割片が直径を同じに突き合わされ、挿入されたスリーブ
によって互いに結合される。この場合、挿入されたスリ
ーブの拡張が油圧式の加圧によってか又は機械的手段に
よってなされる。これと並んで、ピン分割片とスリーブ
との間に緊縮結合を生ぜしめるか又はオーバーサイズの
スリーブを軸線方向で両方のピン分割片内へ圧入するこ
とができる。こうした摩擦結合以外に、溶接又はろう接
による素材結合も知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の組立て式のシャフ
ト、特にクランク軸において、簡単な構造にもかかわら
ず、クランク・アームに結合されているピン構成部分相
互間の摩擦接続が改良されるようにすることである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、前記の課題を解決するために、クランク・ア
ーム、クランクピン等からなり、各組立部材は中空軸と
して形成されており、部材同志は圧力接合している組立
式クランク軸において、 クランクピンを構成するピン構成用スリーブ、軸受ピン
を構成するピン構成用スリーブ、内側スリーブ、軸受ス
リーブの内、外側に位置するピン構成用スリーブ、軸受
スリーブの方が内側に位置するピン構成用スリーブ及び
内側スリーブより高い降伏点を有し、 内側に位置するピン構成用スリーブ及び内側スリーブは
弾性限界を超えて変形させられることによって拡張さ
れ、 外側に位置するピン構成用スリーブ及び軸受スリーブは
弾性の範囲内で拡張、変形させられていることを特徴と
する組立式クランク軸を得たものである。
〔作用〕
本発明によるピン構成部分の構成によれば先ず第１に構
造の簡略化が可能になる。というのは、場合によって付
加的な部材等にスリーブを省略することができるからで
ある。従って、あたえられたピン外径の場合に相応に結
合周面の増大が可能である。ピン分割片の突合わせ個所
においてもっぱら内側スリーブがねじり負荷を受ける公
知の結合例と異なり、円すい面が形成されていることに
よって結合面の不安定を避けることが可能になる。
互いに差し嵌められる両方の構成部分の材料性質を相違
させることによって、すなわち、例えば外側の構成部分
が内側の構成部分よりも高い降伏点を有するように選定
することによって、隣り合うクランク・アームそれぞれ
に一体に結合された構成部分自体に、内側の構成部分の
拡張による摩擦結合を生ぜしめることができる。
このような利点にもかからず、有利な実施態様によれば
両方の構成部分内へ内側スリーブが緊密に挿入される。
これによって結合部は三層構造をなし、従って第２の結
合周面が生じ、この第２の結合周面に摩擦結合が生ぜし
められる。内側から拡張することによる結合にとっての
前提は３つの層が外側の層ほど高い降伏点を有している
ことであって、この場合内側スリーブの降伏点は内側の
構成部分の降伏点よりも低い。また、少なくともこの内
側スリーブはその弾性限界を越えて変形されていて、外
側の構成部分はたんに弾性限界される。ただし、各層間
に所要のプレストレスをあたえるためには、中間の層が
内側の層と共に弾性限界を越えて変形されていても、或
いは外側の層のように弾性限界のままであっても何ら問
題ではない。壁厚の相応の分布によって結合にとって最
も有利な応力状態を調整することができる。
別の有利な実施態様によれば、互いに差し嵌められた両
方の構成部分上へ１つの軸受スリーブが緊密に差し嵌め
られている。この軸受スリーブの降伏点は外側の構成部
分よりも高く、少なくとも内側の構成部分はその弾性限
界を越えて変形されていて、軸受スリーブは弾性変形さ
れている。この実施態様によっても３つの層内に前述の
ような結合範囲を得ることができ、特別な利点として、
玉軸受鋼又は特に良好な軸受性質を有する材料から成る
軸受スリーブをクランク・アームの材料と無関係に選ぶ
ことができる。最も外側に位置するスリーブが最高の降
伏点を有していることによって全体としてわずかな壁厚
が可能となる。この実施態様はまた結合スリーブと併用
することもでき、この場合は四層構造となり、３つの結
合周面へ摩擦結合部が分配されることになる。
クランク軸の場合、結合範囲はねじり力と並んで曲げ負
荷も受けるので、確実な結合を保証する必要があり、こ
の場合大きな結合範囲は有利であり、表面の入念な加工
および適合によって一層の改良を得ることができ、表面
は特に素材結合のために光沢仕上げにするか又は拡張時
に脈動的な圧縮荷重によってこうした処理を行なうこと
ができる。
別個の軸受スリーブの使用によれば、コスト、重量又は
強度の点で適した材料をクランク・アームおよび所属の
ピンのために選ぶことができ、この場合クランク・アー
ムおよびピンは鍛造、鋳造又は焼結によって製作され
る。
ピン構成部分からクランク・アームへの移行部にも特別
な意味があり、のこの移行部は入念に、かつ大きな半径
での丸みを付けるとよい。付加的な結合スリーブを使用
する場合クランクシャフト内にリング状の潤滑油室を形
成するとよい。
〔実施例〕
次に、図面に示した実施例に従って本発明を説明する： 図面には本発明によるクランクシャフトのクランク・ピ
ン１および軸受ピン（クランク・ジャーナル）2,3の範
囲が縦断面図で示されている。クランク・ピン１と軸受
ピン2,3との間ではクランク・アーム4,5が移行部を形成
している。クランク・アーム５は一体成形されたカウン
ターウエイト12を備えている点でクランク・アーム４と
異なっている。
図示の例では左からクランク形成分割部材51,52,53,54
が示されている。部材51は内側に位置する軸受ピン２構
成用のスリーブ６を有している。部材52は図の左方に、
軸受ピン２を構成するため外側に位置するピン構成用の
スリーブ７を有し、図の右方に、クランクピン１を構成
するために内側に位置するピン構成用スリーブ８を有し
ている。
部材53は図の左方に、クランクピン１を構成するため外
側に位置するピン構成用スリーブ９を有し、図の右方に
軸受ピン３を構成するため内側に位置するピン構成用ス
リーブ10を有している。
部材54は軸受ピン３を構成するため外側に位置している
ピン構成用スリーブ11を有している。
ピン構成用スリーブ6,7は互いに挿入されて軸受ピン２
を構成し、同様にスリーブ8,9はクランクピン１を、ス
リーブ10,11は軸受ピン３を構成している。
さらに軸受ピン２の内部には内側スリーブ13が、クラン
クピン１の内部には内側スリーブ14が、軸受ピン３の内
部には内側スリーブ15が夫々緊密に挿入され、次に軸受
ピン２の外側には軸受スリーブ16が、クランクピン１の
外側には軸受スリーブ17が、軸受ピン３の外側には軸受
スリーブ18が夫々緊密に嵌合している。
ピン構成用スリーブの内、内側に位置するスリーブ6,8,
10は低い降伏点を有し、弾性限界を超えて変形させら
れ、外側に位置するスリーブ7,9,11はそれぞれの内側に
位置するスリーブより高い降伏点を有し、純然たる弾性
変形のみを行う。
内側スリーブ13,14,15は夫々に接するピン構成用スリー
ブ6,8,10よりも低い降伏点を有し、少くとも内側スリー
ブ13,14,15はその弾性限界を超えて変形させられる。
軸受スリーブ16,17,18はピン構成用スリーブ7,9,11より
高い降伏点を有し、純然たる弾性変形のみを行う。
軸受スリーブ16,17,18は出来る限りの高い降伏点を有す
る玉軸受鋼からできている。内側スリーブ13,14,15は低
い降伏点を有する鋼か、非鉄金属又は軽金属でできてい
る。
ピン構成用スリーブ7,8,9,10,11は両端が円すい加工さ
れ、強度が急に変化しないようになっている。
ピン構成用スリーブ6,7,8,9,10は夫々クランクウエブ4,
5の方向に、一体として結合されている部分と等しい壁
厚を有する強化された基部部分24,25,26,27がつづいて
いる。又基部部分24,25,26,27とクランクウエブ4,5の間
には丸み19,20,21,22が設けられている。さらに内側ス
リーブ14とクランクウエブ５の間には潤滑油室23が設け
られている。
内側に位置するピン構成用スリーブ6,8,10は摩擦結合の
前に焼なましされて降伏点を下げられ、外側に位置する
ピン構成用スリーブ7,9,11は摩擦結合の前に焼入れさ
れ、降伏点を上げられている。
内側スリーブ13,14,15は、互に偏心していて、外方に向
って段階的な直径を有する若干の円筒形部分を有してい
る。
カウンターウエイトを有するクランク・アームを１つの
歯車と仮定した変化形によれば、本発明の対象を伝動シ
ャフトに応用することもでき、その場合両側のピン構成
部分は同軸的に接続されることになる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の組立式クランク軸の縦断面図である。 １……クランク・ピン 2,3……軸受ピン（クランク・ジャーナル） 4,5……クランク・アーム 6,8,10……内側に位置するピン構成用スリーブ 7,9,11……外側に位置するピン構成用スリーブ 12……カウンターウエイト 13,14,15……内側スリーブ 16,17,18……軸受スリーブ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】クランク・アーム、クランクピン等からな
    り、各組立部材は中空軸として形成されており、部材同
    志は圧力接合している組立式クランク軸において、 クランクピン（１）を構成するピン構成用スリーブ（8,
    9）、軸受ピン（2,3）を構成するピン構成用スリーブ
    （6,7;10,11）、内側スリーブ（13,14,15）、軸受スリ
    ーブ（16,17,18）の内、外側に位置するピン構成用スリ
    ーブ（7,9,11）、軸受スリーブ（16,17,18）の方が内側
    に位置するピン構成用スリーブ（6,8,10）及び内側スリ
    ーブ（13,14,15）より高い降伏点を有し、 内側に位置するピン構成用スリーブ（6,8,10）及び内側
    スリーブ（13,14,15）は弾性限界を超えて変形させられ
    ることによって拡張され、 外側に位置するピン構成用スリーブ（7,9,11）及び軸受
    スリーブ（16,17,18）は弾性の範囲内で拡張、変形させ
    られていることを特徴とする組立式クランク軸。
  2. 【請求項２】前記の組立式クランク軸は、軸受ピン構成
    用スリーブ（6,7）からなる軸受ピン（２）に緊密に挿
    入されている内側スリーブ（13）、 クランクピン構成用スリーブ（8,9）からなるクランク
    ピン（１）に緊密に挿入されている内側スリーブ（1
    4）、ならびに、軸受ピン構成用スリーブ（10,11）から
    なる軸受ピン（３）に緊密に挿入されている内側スリー
    ブ（15）を有し、 各内側スリーブ（13,14,15）は内側に位置するピン構成
    用スリーブ（6,8,10）よりは低い降伏点を有し、 少くとも内側スリーブ（13,14,15）はその弾性限界を超
    えて変形させられ、 そして、外側に位置するピン構成用スリーブ（7,9,11）
    は純然たる弾性変形のみを行うことを特徴とする前記特
    許請求の範囲第１項記載の組立式クランク軸。
  3. 【請求項３】前記の組立式クランク軸は、軸受ピン構成
    用スリーブ（6,7）によって構成された軸受ピン（２）
    の外側に緊密に嵌合され、軸受スリーブ（16）、クラン
    クピン構成用スリーブ（8,9）によって構成されたクラ
    ンクピン（１）の外側に緊密に嵌合された軸受スリーブ
    （17）、軸受ピン構成用スリーブ（10,11）によって構
    成された軸受ピン（３）の外側に緊密に嵌合された軸受
    スリーブ（18）を有し、軸受スリーブ（16,17,18）は外
    側に位置するピン構成用スリーブ（7,9,11）より高い降
    伏点を有し、少くとも内側に位置するピン構成用スリー
    ブ（6,8,10）はその弾性限界を超えて変形させられ、軸
    受スリーブ（16,17,18）は純然たる弾性変形のみを行う
    ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の組立
    式クランク軸。
  4. 【請求項４】前記の組立式クランク軸において、内側に
    位置するピン構成用スリーブ（6,8,10）は摩擦接合前に
    焼なましされていることを特徴とする前記特許請求の範
    囲第１項記載の組立式クランク軸。
  5. 【請求項５】前記の組立式クランク軸において、外側に
    位置するピン構成用スリーブ（7,9,11）は摩擦接合前に
    焼入れされていることを特徴とする前記特許請求の範囲
    第１項記載の組立式クランク軸。
  6. 【請求項６】前記の組立式クランク軸において、互いに
    挿入されているピン構成用スリーブ（8,9;6,7;10,11）
    は直径に段階を有する円筒状スリーブであることを特徴
    とする前記特許請求の範囲第１項記載の組立式クランク
    軸。
  7. 【請求項７】前記の組立式クランク軸において、互いに
    挿入されているピン構成用スリーブ（8,9;6,7;10,11）
    は互いに円すい面を介して係合していることを特徴とす
    る前記特許請求の範囲第１項記載の組立式クランク軸。
  8. 【請求項８】前記の組立式クランク軸において、クラン
    クピン（１）、軸受ピン（2,3）を夫々構成するピン構
    成用スリーブ（8,9;6,7;10,11）はクランクウエブ（4,
    5）の方向において、一体に結合されている部分と同じ
    壁厚を有する基部部分（24,25,26,27）がつづいている
    ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の組立
    式クランク軸。
  9. 【請求項９】前記の基部部分（24,25,26,27）はその内
    側及び外側の少くとも１つにおいて基部部分（24,25,2
    6,27）は丸み（19,20,21,22）を介してクランクウエブ
    （4,5）に移行することを特徴とする前記特許請求の範
    囲第８項記載の組立式クランク軸。
  10. 【請求項１０】前記の組立式クランク軸において、内側
    スリーブ（13,14,15）は降伏点の低い鋼、又は非鉄金属
    もしくは軽金属から構成されていることを特徴とする前
    記特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の組立式クラ
    ンク軸。
  11. 【請求項１１】前記の内側スリーブ（13,14,15）は互い
    に偏心していて、外方に向って直径に段階を有する若干
    の円筒状部分を有していることを特徴とする前記特許請
    求の範囲第１項又は第２項記載の組立式クランク軸。
  12. 【請求項１２】前記の軸受スリーブ（16,17,18）は出来
    る限り最高の降伏点を有する玉軸受鋼からなることを特
    徴とする前記特許請求の範囲第１項又は第３項記載の組
    立式クランク軸。
JP1285107A 1988-11-03 1989-11-02 組立式クランク軸 Expired - Lifetime JPH0796890B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3837294.0 1988-11-03
DE3837294A DE3837294A1 (de) 1988-11-03 1988-11-03 Aufgebaute kurbelwelle

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JPH02176210A JPH02176210A (ja) 1990-07-09
JPH0796890B2 true JPH0796890B2 (ja) 1995-10-18

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1285107A Expired - Lifetime JPH0796890B2 (ja) 1988-11-03 1989-11-02 組立式クランク軸

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US (1) US5014572A (ja)
EP (1) EP0366910B1 (ja)
JP (1) JPH0796890B2 (ja)
KR (1) KR920006662B1 (ja)
BR (1) BR8905557A (ja)
CA (1) CA2001985C (ja)
DE (2) DE3837294A1 (ja)
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