JPH02180308A - 内燃機関用鋳造クランクシャフト - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関用鋳造クランクシャフトに関するもの
で、特に鋼材製のクランクピン部と、鋼材製のクランク
ジャーナル部と、を別々にしてウェブに鋳込んで一体に
成形したものである。

（従来の技術） クランクシャフトはコネクチングミツドの往復運動を回
転運動に変えるもので、これによりエンジンに働く圧力
がエンジントルクに変換される。

このように、クランクシャフトは大きな荷重を受けなが
ら高速で回転しているために、大きな強度が必要とされ
、またバランスが取れていることも必要である。クラン
クシャフトは、一般に炭素鋼、特殊鋼、特殊鋳鉄鋼等で
つくられており、鍛造や鋳造によってつくられる。

このうち鋳造によるクランクシャフトは、クランクジャ
ーナル部、クランクピン部そしてウェブ部等を鋳造によ
って一体に成形するものである。

しかし、鋳鉄は材料強度が弱いため、クランクシャフト
の軸部とウェブとのフィレット部には破損を防止して、
材料の疲労強度を強めるためにフィレットロール部が施
こされている。

また、クランクジャーナル等の軸部にウェブを鋳込んだ
ものとして、特開昭８０−１９８４２１号公報に開示さ
れているものがある。

ここに開示されているクランクシャフトは、第１０図に
示すように、クランクシャフト１のクランクジャーナル
部２とクランクピン部３とを鍛造により一体に屈曲成形
し、この屈曲成形してできた軸部４を、ウェブ部５を型
取った砂型にセットして、この砂型に鋳鉄を鋳込んでウ
ェブ部５と軸部４とを一体に接合して成形したものであ
る。

なお、組付式クランクシャフトとして、ウェブ部とクラ
ンクピンとを嵌合させ、その嵌合部をビーム溶接したも
のがある（特開昭８０−１４１８号公報）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の鋳鉄クランクシャフトは、軸
部とベアリングメタルとの潤滑性に問題点があった。す
なわち軸部とベアリングメタルとは相性が悪く、そのた
めに軸部のベアリングメタルに対する摩耗性や耐久性が
低下し高速回転化が難しい問題点があった。

また、軸部には破損防止用のフィレットロール部が形成
されているので、そのための加工費がかかることやフィ
レットロール部による加工歪のために仕上げ加工ができ
ない問題点もあった。

なお、特開昭８０−１９１３４２１号公報に開示されて
いるものは、クランクシャフトのクランクジャーナル部
とクランクピン部とからなる軸部を鍛造によて、一体に
屈曲成形されているのでプレス加工をしなければならな
い問題点がある。

オた、特開昭８０−１４１８号公報に開示されているも
のは、′Ｐ１鉄のクランクピン部やクランクジャーナル
部を鋳込むものではないので本発明とは関係ないもので
ある。

本発明は上記従来の問題点を解決することを課題として
なされたものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明に係る鋳造クランク
シャフト６はピストンのコネクチングロッドが回動自在
に連結する鋼材性のクランクピン部７と、回転中心とな
る鋼材性のクランクジャーナル部８と、をウェブｇｌｓ
９に鋳込んで一体に成形した構成したものである。

（作用） 以上のように構成した鋳造クランクシャフト６はクラン
クジャーナル部８とクランクピン部７とからなる各軸部
が鋼材とされてウェブ部９に一体に鋳込まれているので
、これらの各軸部とこの軸部を支持するベアリングメタ
ルとの相性は良くなって、高速回転にも充分耐えること
ができるようになる。

（実施例） 次に本発明の一実施例を第１図にもとづいて説明する。

第１図は本発明に係る鋳造クランクシャフトの一部を示
している０図において、６はクランクシャフトである。

クランクシャフト６はクランクピン部７（以下ビン部と
いさ）と、クランクジャーナル部８（以下ジャーナル部
という）と。

ウェブ部９と、から構成されている。

ビン部７はコネクチングロッド（図示せず）の大端部が
回動自在に連結するもの（第１図では２箇所が示されて
いる）で、材質には鋼材が使用されている。ジャーナル
部８はクランクシャフト６の回転中心となるもので、ク
ランクケース（図示せず）のベアリングに軸支されるも
のである。

（第１図では２箇所が示されている）、このクランクジ
ャーナル部８も材質に鋼材が使用されている。また、ウ
ェブ部９はクランクシャフト６の回転のバランスをとる
もので、ビン部７に連結するコネクティングロッド（図
示せず）を挟むように設けられている。このウェブ部９
は鋳造によって成形されるものである。

このようなりランクシャフト６の成形は、ビン部７とな
る鋼材と、ジャナール部８となる鋼材と２をウェブ部９
を型取った鋳型（図示せず、以下同じ）に配置してから
鋳型に鋳鉄を鋳込んで成形する。これによって、ビン部
７、ジャーナル部８、そしてウェブ部９とが一体にされ
たクランクシャフト６が成形させる。最後は、このクラ
ンクシャフト６に仕上げ加工を行なって仕上げる。

なお、鋳込むときのビン部７とジャーナル部８の位置出
しはビン部７及びジャーナル部８に取付けた連結棒１０
によって行なう０例えば第２図に示すように、ビン部重
量士を連結棒１０によって一体に連結し、正確な間隔に
してからｐＪ型に配置している。この連結棒１０の取付
けはビン部７の端面７ａに孔を形成し、その孔に連結棒
１ｏを通すか、あるいはこの連結棒ｌＯを接着させるか
して取付ける。

なお、図示しないがジャーナル部８も同様にして連結す
る。

また、ｐＩ込んだビン部７がウェブ部９内で空回りしな
いようにピン部７の両端部の、ウェブ部９に鋳込まれる
部分に凹凸部１１（第３図及び第４図参照）を形成して
鋳込み成形してもよい、このようにすれば確実に空回り
を回避することができる。この凹凸部１１を第５図及び
第６図に示すよう形にしてもよい、このようにすれ７ｆ
凹凸部１１製作の作業が簡単になる。また、この凹凸部
１１はジャーナル部８に形成してもよい。

また、凹凸部１１を設けたピン部７及びジャーナル部８
を鋳込んだ時、ピン部７とジャーナル部８とが噛合する
ようにすればさらに強固な回止めとすることができる（
第７図参照）。

さらに、第８図及び第９図に示すように、ピン部７に中
空部１２を形成した鋼材を使用すれば、クランクシャフ
ト６の軽量化が実現される。中空部１２には連結棒ｌＯ
を一体に設けたプラグ１３を取付けれるようにする。プ
ラグ１３の取付は方は螺子込み、圧入、溶着のいずれで
もよい、この中空部１２ジヤ一ナル部８に適用してもよ
い。

また、第９図に示すように、ピン部７の外周の形状を変
更し、外周にリング状の突部１４を設け、このようなピ
ン部７をウェブ部９に鋳込んだ時。

フィレット部１５がウェブ部９の外部に出るようにする
。このようにすれば、スラスト側もピン部７と同じ鋼材
となる。このようにして加工すればピン部７に継目がな
くなる。これによって、フィレット部１５の材料強度が
上り信頼性が向上する効果がある。

以上のように構成されたこの鋳造クランクシャフト６は
、ピン部７及びジャーナル部８に鋼材が使用されている
ので、このピン部７及びジャーナル部８の軸部をベアリ
ングメタルに嵌めたとき、軸部とベアリングメタルとの
相性に問題が生じる余地はない、したがって、高速回転
等が可能となる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明に係る鋳造クランクシャフト
は鋼材のピン部と鋼材のジャーナル部とをウェブ部９に
鋳込んで一体に成形したものであるから、回転部となる
ピン部とジャーナル部と、このピン部７とジャーナル部
８を軸支するベアリングメタルとの相性が良くなり、摩
耗性や耐久性も良くなって強度が向上する。

また、ウェブ部に別々にしたピン部とジャーナル部を鋳
込むので、鋳込み部の形状の自由度が高くなり中空化も
可能となって、軽・量化が容易にできるようになる。

さらに、ピン部とジャーナル部をプレスによって一体に
屈曲加工する必要がなく作業性が良くなる等多くの効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はピン
部を連結したところを示す側面図、第３図は端面に凹凸
部を形成したピン部の正面図、第４図は第３図のものの
側面図、第５図及び第６図は別の凹凸部を示すピン部の
側面図、第７図はピン部とジャーナル部との噛合を示す
直面図、第８図は中空化したピン部の側面図、第９図は
外周の形状を変えたピン部の側面図、第１０図は従来の
クランクシャフトの断面正面図である。 ６・・・クランクシャフト ７・・・クランクビン部 ８・・・クランクジャーナル部 ９・・・ウェブ部 特許出願人　　鈴木自動車工業株式会社第 図 牙２ 図 才 ３図 第 第 図 才 図 才 図 才８０ 才９ ワ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ピストンのコネクティグロッドが回動自在に連結
   する鋼材製のクランクピン部と、回転中心となる鋼材製
   のクランクジャーナル部と、をウェブ部に鋳込んで一体
   に成形したことを特徴とする内燃機関用鋳造クランクシ
   ャフト。