JPS6121413A - 内燃機関のクランク軸 - Google Patents
内燃機関のクランク軸Info
- Publication number
- JPS6121413A JPS6121413A JP59141758A JP14175884A JPS6121413A JP S6121413 A JPS6121413 A JP S6121413A JP 59141758 A JP59141758 A JP 59141758A JP 14175884 A JP14175884 A JP 14175884A JP S6121413 A JPS6121413 A JP S6121413A
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- JP
- Japan
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- journal
- crankshaft
- stress
- arm
- output side
- 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.)
- Pending
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002747 voluntary effect Effects 0.000 description 1
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
-
- 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
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/22—Internal combustion engines
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)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (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
【産業上の利用分野１
本発明は、内燃機関のクランク軸に関するものである。
【従来技術】
従来、内燃機関のクランク軸において、フライホイール
を有する出力側のピストンのコンロッドを軸受するビン
と、クランクアームとの接合部には応力集中が生じ、そ
のためクランク軸の形状。 シャフトの材質や処理について多くの提案がなされてい
る。ここで上記の応力集中について、応力集中が生じる
原因を第４図す）、＠を用いて説明すると、第４図（２
）において、クランク軸ａのフライホイールｂを有する
出力側で、ビンジャーナルｆに燃焼圧がコンロッド（図
示せず）を介して矢印へ方向に加わると、クランク軸系
の変形は質量の大きいフライホイールｂ、フライホイー
ルｂｔ近接するジャーナルｄはほとんど変形せず、例え
ば４気筒の場合に、クランク軸ａにおいて、出力側のフ
ライホイールｂに近い第４気筒のアームｅから第４ビン
ジャーナルｆ、アーム１１．第３ビンジャーナルｇ等は
点線（至）で示すように変形する。これを第４図の）に
おいて軸心の）（一点鎖１）に対する曲がり度合ぐ９（
破線）を示すと、クランク軸ａがＢ点付近を起点として
変形していることがわかる。Ｊ”なわち第４ビンジヤー
ナルｆとアームｅとの接合部Ｂにおいて最大応力がかか
る。 この応力集中のため、クランク軸ａが曲りたり。 折れたりする危険が生じるので、上述したように従来種
々の提案がなされ、例えば実開昭５６−４９３１２号公
報あるいは特公昭５９−１６１２６号公報に示されるよ
うに、クランク軸の必要な個所に補強肉を設けて、剛性
１強度向上をはかっているが、質量が大きくなったり、
依然として１個所に応力集中が生じていたり、設計製造
がむずかしい等の問題点があった。
を有する出力側のピストンのコンロッドを軸受するビン
と、クランクアームとの接合部には応力集中が生じ、そ
のためクランク軸の形状。 シャフトの材質や処理について多くの提案がなされてい
る。ここで上記の応力集中について、応力集中が生じる
原因を第４図す）、＠を用いて説明すると、第４図（２
）において、クランク軸ａのフライホイールｂを有する
出力側で、ビンジャーナルｆに燃焼圧がコンロッド（図
示せず）を介して矢印へ方向に加わると、クランク軸系
の変形は質量の大きいフライホイールｂ、フライホイー
ルｂｔ近接するジャーナルｄはほとんど変形せず、例え
ば４気筒の場合に、クランク軸ａにおいて、出力側のフ
ライホイールｂに近い第４気筒のアームｅから第４ビン
ジャーナルｆ、アーム１１．第３ビンジャーナルｇ等は
点線（至）で示すように変形する。これを第４図の）に
おいて軸心の）（一点鎖１）に対する曲がり度合ぐ９（
破線）を示すと、クランク軸ａがＢ点付近を起点として
変形していることがわかる。Ｊ”なわち第４ビンジヤー
ナルｆとアームｅとの接合部Ｂにおいて最大応力がかか
る。 この応力集中のため、クランク軸ａが曲りたり。 折れたりする危険が生じるので、上述したように従来種
々の提案がなされ、例えば実開昭５６−４９３１２号公
報あるいは特公昭５９−１６１２６号公報に示されるよ
うに、クランク軸の必要な個所に補強肉を設けて、剛性
１強度向上をはかっているが、質量が大きくなったり、
依然として１個所に応力集中が生じていたり、設計製造
がむずかしい等の問題点があった。
本発明は、上述の従来技術の問題点を解決し、内燃機関
のクランク軸におい・て、応力集中を分散して、疲労破
壊限界を向上させ、強度を向上させ、しかも軽量で製造
が簡単なりランク軸を提供することを目的とする。
のクランク軸におい・て、応力集中を分散して、疲労破
壊限界を向上させ、強度を向上させ、しかも軽量で製造
が簡単なりランク軸を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明の構成は、内燃機
関のクランク軸のフライホイールを有する出力側のジャ
ーナルにおいて、ジャーナルの周面に集中応力を分散す
るための溝を設けたことを特徴とするものである。
関のクランク軸のフライホイールを有する出力側のジャ
ーナルにおいて、ジャーナルの周面に集中応力を分散す
るための溝を設けたことを特徴とするものである。
以下、本考案の一実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。 第１図において、本考案が適用される４気筒エンジンの
クランク軸の一例について説明すると、符号１はクラン
ク軸であり、クランク軸１の出力側端部にはフライホイ
ール６が取付けられ、非出力側端部にはファン等を駆動
するプーリ７が取付けられている。クランク軸１は、シ
リンダブロック隔壁８１．８２．８３によって、軸受メ
タル９１．９２゜９３を介し、非出力側から第１ジャー
ナル２１．第２ジャーナル２２．第３ジヤーナル２３で
支持される。 一方、４気筒エンジンにおいて、ピストンのコンロッド
を支持するビンジャーナルが非出力側から第１ビンジャ
ーナル３１．第２ビンジヤーナル３２゜第３ビンジャー
ナル３３．第４ビンジヤーナル３４として、アーム４１
〜４６によってそれぞれ偏心してクランク軸１に設けら
れている。そしてフライホイール６を有するクランク軸
１の出力側の第３ジャーナル２３０局面には、第３図（
へ）に示されるように全周にわたって環状溝５が設けら
れ、環状溝５の内径はそこから破壊しない強度を保つ径
となるように設けられている。 次いで上記構成のクランク軸１の作用について説明する
と、従来技術の項で説明したように、大きな重量のフラ
イホイールを有する出力側のクランク軸においては、第
４図り）のＢ点において大きな応力集中を受けやすく、
本実施例の上記構成の環状溝５によって、この応力集中
を分散する。 この分散の作用を第２図（２）において説明すると、第
４ビンジヤーナル３４に燃焼圧が、ビス１〜ンのコント
ロンド（図示せず）により矢印へ方向に加わると、質量
の大きなフライホイール６はほとんど変形しないが、ク
ランク軸１の第３ジヤーナル２３゜アーム４６．第４ビ
ンジャーナル３４．アーム４５．第３ビンジヤーナル３
３等は点線のように変形する。 そして応力の集中個所は第４ビンジヤーナル３４とアー
ム４Ｇとの接合点Ｂ１および第３ジＶ−ナル２３の周面
の環状溝５の底部Ｃの２個所に分散し、第２図の）の略
図で示すように、クランク軸の軸心（υ（一点鎖線）に
対して、変形量ぐ９く破線）はＣ点から変形する。した
がって従来の環状溝５を有しないクランク軸ではＢ点に
応力が集中していたけれど、環状溝５を設ける。ことに
よって、応力の集中個所を更にＣ点に分散したので、従
来のクランク軸（第４図）に比べてＢ点の応力が小さく
なり、接合点Ｂでの疲労破壊限界が向上する。勿論、環
状溝５を設けたことにより、第３ジャーナル２３部分は
従来よりも強度が弱くなるが、環状溝５の内径はそこか
ら破壊しない強度を保つ径に゛することで強度的には問
題がなく、全体的には強度、剛性は向上することになる
。 なお上記実施例では、第３図Ｑに示すように、環状溝５
を第３ジヤーナル２３の周面の全周にわたって設けたが
、上述の作用を有するものであればよく、第３図の）に
示すように、接合部Ｂの応力分布に対応して複数の弧状
の溝５１．５２を設けてもよい。
する。 第１図において、本考案が適用される４気筒エンジンの
クランク軸の一例について説明すると、符号１はクラン
ク軸であり、クランク軸１の出力側端部にはフライホイ
ール６が取付けられ、非出力側端部にはファン等を駆動
するプーリ７が取付けられている。クランク軸１は、シ
リンダブロック隔壁８１．８２．８３によって、軸受メ
タル９１．９２゜９３を介し、非出力側から第１ジャー
ナル２１．第２ジャーナル２２．第３ジヤーナル２３で
支持される。 一方、４気筒エンジンにおいて、ピストンのコンロッド
を支持するビンジャーナルが非出力側から第１ビンジャ
ーナル３１．第２ビンジヤーナル３２゜第３ビンジャー
ナル３３．第４ビンジヤーナル３４として、アーム４１
〜４６によってそれぞれ偏心してクランク軸１に設けら
れている。そしてフライホイール６を有するクランク軸
１の出力側の第３ジャーナル２３０局面には、第３図（
へ）に示されるように全周にわたって環状溝５が設けら
れ、環状溝５の内径はそこから破壊しない強度を保つ径
となるように設けられている。 次いで上記構成のクランク軸１の作用について説明する
と、従来技術の項で説明したように、大きな重量のフラ
イホイールを有する出力側のクランク軸においては、第
４図り）のＢ点において大きな応力集中を受けやすく、
本実施例の上記構成の環状溝５によって、この応力集中
を分散する。 この分散の作用を第２図（２）において説明すると、第
４ビンジヤーナル３４に燃焼圧が、ビス１〜ンのコント
ロンド（図示せず）により矢印へ方向に加わると、質量
の大きなフライホイール６はほとんど変形しないが、ク
ランク軸１の第３ジヤーナル２３゜アーム４６．第４ビ
ンジャーナル３４．アーム４５．第３ビンジヤーナル３
３等は点線のように変形する。 そして応力の集中個所は第４ビンジヤーナル３４とアー
ム４Ｇとの接合点Ｂ１および第３ジＶ−ナル２３の周面
の環状溝５の底部Ｃの２個所に分散し、第２図の）の略
図で示すように、クランク軸の軸心（υ（一点鎖線）に
対して、変形量ぐ９く破線）はＣ点から変形する。した
がって従来の環状溝５を有しないクランク軸ではＢ点に
応力が集中していたけれど、環状溝５を設ける。ことに
よって、応力の集中個所を更にＣ点に分散したので、従
来のクランク軸（第４図）に比べてＢ点の応力が小さく
なり、接合点Ｂでの疲労破壊限界が向上する。勿論、環
状溝５を設けたことにより、第３ジャーナル２３部分は
従来よりも強度が弱くなるが、環状溝５の内径はそこか
ら破壊しない強度を保つ径に゛することで強度的には問
題がなく、全体的には強度、剛性は向上することになる
。 なお上記実施例では、第３図Ｑに示すように、環状溝５
を第３ジヤーナル２３の周面の全周にわたって設けたが
、上述の作用を有するものであればよく、第３図の）に
示すように、接合部Ｂの応力分布に対応して複数の弧状
の溝５１．５２を設けてもよい。
本発明は、上述したように、クランク軸上の出力側にお
ける最も強度的に弱いビンジャーナルとアームとの接合
部での応力集中を出力側ジャーナル部に溝を設けて分散
させたので、クランク軸全体としての疲労破壊限界が向
上し、剛性や強度が向上し、耐久性も向上して、従来に
比して高トルり、高出力のエンジンに適用でき、また同
一のトルク、出力のエンジンにおいてはクランク軸を軒
量にすることができる等の効果が得られる。 さらに、溝をジャーナルに設けただけであるので構造も
簡単であり、製作も容易で製作費も安価であるという効
果も得られる。
ける最も強度的に弱いビンジャーナルとアームとの接合
部での応力集中を出力側ジャーナル部に溝を設けて分散
させたので、クランク軸全体としての疲労破壊限界が向
上し、剛性や強度が向上し、耐久性も向上して、従来に
比して高トルり、高出力のエンジンに適用でき、また同
一のトルク、出力のエンジンにおいてはクランク軸を軒
量にすることができる等の効果が得られる。 さらに、溝をジャーナルに設けただけであるので構造も
簡単であり、製作も容易で製作費も安価であるという効
果も得られる。
第１図は本発明を適用する内燃機関のクランク軸の一実
施例の全体を示す構成図、第２図銭）はクランク軸の出
力側における変形を示した図、第２図の）は第２図銭の
変形状態を示づ一図、第３図り）はクランク軸のジャー
ナル部の一実施例を示した斜視図、第３図の）は第３図
り）とは別の実施例を示した図、第４図銭は従来のクラ
ンク軸を示した図、第４図（ｂ）は第４図銭の変形状態
を示した図である。 １・・・クランク軸、２１．２２．２３・・・ジャーナ
ル、５・・・環状溝、５１．５２・・・溝、６・・・フ
ライホイール。 第２図 第３図 第４図 手続補正書（自発） 昭和５９年 ８月１６日 特許庁長官 志 賀 学殿 昭和５９年特 許 願第１４１７５８号２、発明の名称 内燃機関のクランク軸 ３、補正をする者 事件との関係 特 許 出願人 東京都新宿区西新宿１丁目７番２号 ４、代理人 ５、補正の対象 図面全図 ６、補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし）
施例の全体を示す構成図、第２図銭）はクランク軸の出
力側における変形を示した図、第２図の）は第２図銭の
変形状態を示づ一図、第３図り）はクランク軸のジャー
ナル部の一実施例を示した斜視図、第３図の）は第３図
り）とは別の実施例を示した図、第４図銭は従来のクラ
ンク軸を示した図、第４図（ｂ）は第４図銭の変形状態
を示した図である。 １・・・クランク軸、２１．２２．２３・・・ジャーナ
ル、５・・・環状溝、５１．５２・・・溝、６・・・フ
ライホイール。 第２図 第３図 第４図 手続補正書（自発） 昭和５９年 ８月１６日 特許庁長官 志 賀 学殿 昭和５９年特 許 願第１４１７５８号２、発明の名称 内燃機関のクランク軸 ３、補正をする者 事件との関係 特 許 出願人 東京都新宿区西新宿１丁目７番２号 ４、代理人 ５、補正の対象 図面全図 ６、補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし）
Claims (1)
- クランク軸のフライホィールを有する出力側のジャーナ
ルにおいて、該ジャーナルの周面に集中応力を分散する
ための溝を設けたことを特徴とする内燃機関のクランク
軸。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59141758A JPS6121413A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | 内燃機関のクランク軸 |
| EP85303835A EP0168153A3 (en) | 1984-07-09 | 1985-05-30 | Crankshaft for an internal combustion engine |
| DE198585303835T DE168153T1 (de) | 1984-07-09 | 1985-05-30 | Kurbelwelle fuer einen verbrennungsmotor. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59141758A JPS6121413A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | 内燃機関のクランク軸 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6121413A true JPS6121413A (ja) | 1986-01-30 |
Family
ID=15299504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59141758A Pending JPS6121413A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | 内燃機関のクランク軸 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0168153A3 (ja) |
| JP (1) | JPS6121413A (ja) |
| DE (1) | DE168153T1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101483208B1 (ko) * | 2012-11-09 | 2015-01-14 | 맨 디젤 앤드 터보 필리얼 아프 맨 디젤 앤드 터보 에스이 티스크랜드 | 크랭크샤프트, 베어링 어셈블리 및 대형 멀티-실린더 2행정 디젤 엔진 |
| CN106514161A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-03-22 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 发动机曲轴的加工方法及发动机曲轴 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2847314B1 (fr) * | 2002-11-14 | 2005-08-26 | Renault Sa | Vilebrequin de moteur a combustion interne, notamment de vehicule automobile |
| FR2885187B1 (fr) * | 2005-04-28 | 2007-07-27 | Renault Sas | Vilebrequin avec gorge permettant de reduire les contraintes, notamment de vehicule automobile |
| HUE025915T2 (en) * | 2012-09-24 | 2016-04-28 | Thyssenkrupp Metalurgica Campo Limpo Ltda | Weight optimized crankshaft |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR799099A (fr) * | 1935-03-01 | 1936-06-05 | Anciens Etablissements Panhard | Perfectionnement aux arbres manivelles de moteurs à combustion interne |
-
1984
- 1984-07-09 JP JP59141758A patent/JPS6121413A/ja active Pending
-
1985
- 1985-05-30 DE DE198585303835T patent/DE168153T1/de active Pending
- 1985-05-30 EP EP85303835A patent/EP0168153A3/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101483208B1 (ko) * | 2012-11-09 | 2015-01-14 | 맨 디젤 앤드 터보 필리얼 아프 맨 디젤 앤드 터보 에스이 티스크랜드 | 크랭크샤프트, 베어링 어셈블리 및 대형 멀티-실린더 2행정 디젤 엔진 |
| CN106514161A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-03-22 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 发动机曲轴的加工方法及发动机曲轴 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE168153T1 (de) | 1986-04-30 |
| EP0168153A3 (en) | 1986-12-30 |
| EP0168153A2 (en) | 1986-01-15 |
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