JPS588818A - クランク軸 - Google Patents
クランク軸Info
- Publication number
- JPS588818A JPS588818A JP11055282A JP11055282A JPS588818A JP S588818 A JPS588818 A JP S588818A JP 11055282 A JP11055282 A JP 11055282A JP 11055282 A JP11055282 A JP 11055282A JP S588818 A JPS588818 A JP S588818A
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- JP
- Japan
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- crankshaft
- crank
- crank arm
- moment
- resistance
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- Pending
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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
- F16C3/20—Shape of crankshafts or eccentric-shafts having regard to balancing
-
- 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
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)
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
【発明の詳細な説明】
本発明はクランク腕により互いtこ結合されたいくつか
のクランクピンと軸ビンを備えたクランク軸に関するも
のであって、より具体的には多シリンダピストン機関、
特にピストン往復内t!A機関のためのクランク軸に関
するもの゛である。
のクランクピンと軸ビンを備えたクランク軸に関するも
のであって、より具体的には多シリンダピストン機関、
特にピストン往復内t!A機関のためのクランク軸に関
するもの゛である。
ピストン機関、特に高速回転するピストン往復内燃機関
のクランク軸は、駆動あるいは従動トルクの他に、高い
曲げ応力およびIR#l応力をうけるため、強固で重く
構成されている。それにもか\わらず材料節減とN量低
減を図るために、たとえばクランクピンと軸ビンの領域
に材料強度を弱くするくり抜き部を設けることが知られ
ている(***公開公報2丁0@ 072 )。これらの
くり抜き部はクランクピンと軸ビンの間にあるクランク
腕が充分な抵抗モーメントを保持するように構成されて
いる。
のクランク軸は、駆動あるいは従動トルクの他に、高い
曲げ応力およびIR#l応力をうけるため、強固で重く
構成されている。それにもか\わらず材料節減とN量低
減を図るために、たとえばクランクピンと軸ビンの領域
に材料強度を弱くするくり抜き部を設けることが知られ
ている(***公開公報2丁0@ 072 )。これらの
くり抜き部はクランクピンと軸ビンの間にあるクランク
腕が充分な抵抗モーメントを保持するように構成されて
いる。
本発明の目的は、充分な強度特性を有しながら重量が公
知のものからより低減されたこの覆のクランク軸を提供
することである。
知のものからより低減されたこの覆のクランク軸を提供
することである。
この目的は、特許請求の範囲第1項に記載の特徴部分の
構成によって達成することがで曇る。すなわち、従来の
クランク軸において、各クランク腕はその抵抗モーメン
トに関【ノては等価に構成されており、仮奮ζ異なる点
があるとしても質量平素に関してのみ不等価に構成され
ているだけなのに対し、本発明では各クランク腕の抵抗
モーメントを動作中(回転中)のクランク軸における対
応位置に発生する負荷にほぼ比例するように構成しであ
る。これらの負荷は生じるトルク、ピストンと連接棒の
働きをうける曲げモーメント、振動負荷から構成されて
いる。これらの負荷は計算で、測的工学的手法や実験に
より算出することができる。
構成によって達成することがで曇る。すなわち、従来の
クランク軸において、各クランク腕はその抵抗モーメン
トに関【ノては等価に構成されており、仮奮ζ異なる点
があるとしても質量平素に関してのみ不等価に構成され
ているだけなのに対し、本発明では各クランク腕の抵抗
モーメントを動作中(回転中)のクランク軸における対
応位置に発生する負荷にほぼ比例するように構成しであ
る。これらの負荷は生じるトルク、ピストンと連接棒の
働きをうける曲げモーメント、振動負荷から構成されて
いる。これらの負荷は計算で、測的工学的手法や実験に
より算出することができる。
そしてこれらの算出された負荷に応じ、クランク腕の抵
抗モーメントがこれらの負荷に少くともはゾ比例するよ
うにクランク腕が設計される。従来のものでは、クラン
ク軸を左右対称に構成した場合、必ず過比例(対応位置
での負荷に比例した抵抗モーメント以上の抵抗モーメン
トを有する)クランク軸が使用されるが、本発明によれ
ばこれが避けられる。より小さい抵抗モーメントを有す
るクランク腕は、より小さい体積をもつことができるた
め、重量および材料を20%まで節減することがでキ、
シかもクランク腕の(動作)強度特性を不利に損うこと
がない。
抗モーメントがこれらの負荷に少くともはゾ比例するよ
うにクランク腕が設計される。従来のものでは、クラン
ク軸を左右対称に構成した場合、必ず過比例(対応位置
での負荷に比例した抵抗モーメント以上の抵抗モーメン
トを有する)クランク軸が使用されるが、本発明によれ
ばこれが避けられる。より小さい抵抗モーメントを有す
るクランク腕は、より小さい体積をもつことができるた
め、重量および材料を20%まで節減することがでキ、
シかもクランク腕の(動作)強度特性を不利に損うこと
がない。
各クランク腕の重量を少なくすればクランク軸の回転部
分の重量も減少するため、場合によってはクランク腕に
取付ける平衡錘をも減らすことができる。
分の重量も減少するため、場合によってはクランク腕に
取付ける平衡錘をも減らすことができる。
意項に従い構成すればよい。すなわち、各クランク腕は
クランク軸の駆動端あるいは従動端から離れるにつれて
目標とする漸次減少す゛る抵抗モーメントを有し、これ
はクランク腕の応力負荷にはシ一致する。この場合駆動
あるいは従動のモーメントも振動負荷もクランク軸駆動
又は従動端から離れるにつれて減少し、一方曲げモーメ
ントは各クランク腕にはゾ均等に働くように考慮されて
いる。
クランク軸の駆動端あるいは従動端から離れるにつれて
目標とする漸次減少す゛る抵抗モーメントを有し、これ
はクランク腕の応力負荷にはシ一致する。この場合駆動
あるいは従動のモーメントも振動負荷もクランク軸駆動
又は従動端から離れるにつれて減少し、一方曲げモーメ
ントは各クランク腕にはゾ均等に働くように考慮されて
いる。
しかしながらクランク軸の構造上の特徴と動作パラメー
タ次第によっては、漸次減少以外の負荷分布も生じるこ
とがあり、したがって各クランク腕の抵抗モーメントの
別な配分が必要となることは当然である。たとえばクラ
ンク軸の駆動端あるいは従動端と反対の端にねじり振動
減衰体を使用する時、この末端部の負荷が再び増加する
ため、中央のクランク腕は外側のクランク腕よゆ少い抵
抗モーメントをもつことがあゆうる。
タ次第によっては、漸次減少以外の負荷分布も生じるこ
とがあり、したがって各クランク腕の抵抗モーメントの
別な配分が必要となることは当然である。たとえばクラ
ンク軸の駆動端あるいは従動端と反対の端にねじり振動
減衰体を使用する時、この末端部の負荷が再び増加する
ため、中央のクランク腕は外側のクランク腕よゆ少い抵
抗モーメントをもつことがあゆうる。
また軸ビンの数と配置、内燃機関の点火順序。
クランクピンの緻およびクランク軸の固有振動特性も決
定的なファクターであり、場合場合に応じて別の負荷、
したがって各クランク腕の抵抗モーメントの別の配分を
必要とする。
定的なファクターであり、場合場合に応じて別の負荷、
したがって各クランク腕の抵抗モーメントの別の配分を
必要とする。
の
クランク腕は特許請も範囲第8項から6項に従い、その
形体を異った構成とし、これにより異った抵抗モーメン
トをもつようにすることができる。
形体を異った構成とし、これにより異った抵抗モーメン
トをもつようにすることができる。
材料および重量の節減が達成できるにもかかわらず、ξ
れによりクランク軸は複雑にはならないため、製造技術
的にほとんど不利益は生じない。
れによりクランク軸は複雑にはならないため、製造技術
的にほとんど不利益は生じない。
本発明の実施例を以下添付図面に基づき詳細に説明する
。
。
第1図に示されたクランク軸(りは主として、5本の軸
ビン(4) (a) ([1) 00(ロ)、4本のク
ランクピン(ロ)曽(至)勾およびそれぞれクランクピ
ンと軸ビンの開音ζあるクランク腕@64m(2)曽(
2)−一から構成されている。クランク腕に)mOIt
I4にはクランク運動の質量平素のため平衡錘(22m
) (28m) (80a) (86m)が付けられて
いる。図面上、クランクピンの間の間隔はそれぞれ異な
っているが、設計上の構成では内燃機−の実際のシリン
ダ間隔に応じて調整されているのは当然である。
ビン(4) (a) ([1) 00(ロ)、4本のク
ランクピン(ロ)曽(至)勾およびそれぞれクランクピ
ンと軸ビンの開音ζあるクランク腕@64m(2)曽(
2)−一から構成されている。クランク腕に)mOIt
I4にはクランク運動の質量平素のため平衡錘(22m
) (28m) (80a) (86m)が付けられて
いる。図面上、クランクピンの間の間隔はそれぞれ異な
っているが、設計上の構成では内燃機−の実際のシリン
ダ間隔に応じて調整されているのは当然である。
クランク軸(2)の一端(至)にははずみ庫゛−が固定
されており、これを通じて作用する駆動−および従動の
モーメントが取入れられあるいは取り出される。。
されており、これを通じて作用する駆動−および従動の
モーメントが取入れられあるいは取り出される。。
クランク腕は、その抵抗モーメントが第2図に示したお
よその負荷曲線に)に比例し、クランク軸(2)の駆動
端または従動端(末端彎、)から離れるにつれて減少す
るように構成されている。
よその負荷曲線に)に比例し、クランク軸(2)の駆動
端または従動端(末端彎、)から離れるにつれて減少す
るように構成されている。
負荷曲線にはトルク及び曲げモーメントならびに振動負
荷から形成される合成負荷がクランク軸の全長にわたっ
て示されている。したがって末端−個にあるクランク腕
−が最大負荷をうけるため、これが最大抵抗モーメント
を有するはずである。
荷から形成される合成負荷がクランク軸の全長にわたっ
て示されている。したがって末端−個にあるクランク腕
−が最大負荷をうけるため、これが最大抵抗モーメント
を有するはずである。
この最大負荷は一方において、その振動中心点がはゾ軸
ビン斡にあるクランク軸(2)の振動特性の結果であり
、他方夢ζおいてクランクビン(ロ)曽(至)に)をを
通じて加重されるトルクあるいは駆動または従動モーメ
ントに、これらの領域で生じる曲げモーメントを加えた
ものからの結果である。
ビン斡にあるクランク軸(2)の振動特性の結果であり
、他方夢ζおいてクランクビン(ロ)曽(至)に)をを
通じて加重されるトルクあるいは駆動または従動モーメ
ントに、これらの領域で生じる曲げモーメントを加えた
ものからの結果である。
各クランク腕のこのように異る抵抗モーメントは、対応
するクランクビンに向って細くなる領域(テーパ領域)
(22b) (24b) (26b) (28b)
(8Qb)(82b) (84b) (86b)を有す
るクランク腕勾〜曽が、それぞれ異なる厚さくS)、異
なる幅(b)及び異なる体積を備えていることに起因し
ている。
するクランクビンに向って細くなる領域(テーパ領域)
(22b) (24b) (26b) (28b)
(8Qb)(82b) (84b) (86b)を有す
るクランク腕勾〜曽が、それぞれ異なる厚さくS)、異
なる幅(b)及び異なる体積を備えていることに起因し
ている。
wi1図および116図から容易に理解できるように、
クランク腕(至)〜(至)のテーパ領域(22b)〜(
86b)の体積も、その厚さくs)も末端−から鴫れる
につれ連続的に減少するため、クランク腕(至)の領域
C86b)の体積とその厚さくs)が最も大きく、これ
に対しクランク腕(2)の領域(22b)の体積とその
厚さく$)が最も小さい(1115図参照、点線はクラ
ンク腕■を表わす)。
クランク腕(至)〜(至)のテーパ領域(22b)〜(
86b)の体積も、その厚さくs)も末端−から鴫れる
につれ連続的に減少するため、クランク腕(至)の領域
C86b)の体積とその厚さくs)が最も大きく、これ
に対しクランク腕(2)の領域(22b)の体積とその
厚さく$)が最も小さい(1115図参照、点線はクラ
ンク腕■を表わす)。
さらにクランク腕に)〜(至)の幅(b)は(第8.第
4図参照)、クランク軸(2)の端(2)から離れるに
つれ減少するように構成されており、したがってクラン
ク腕の抵抗モーメントもこれに対応して減少する。
4図参照)、クランク軸(2)の端(2)から離れるに
つれ減少するように構成されており、したがってクラン
ク腕の抵抗モーメントもこれに対応して減少する。
これらの処置によりクランク軸の総負荷にほぼ等しい負
荷を、それぞれのクランク腕にて分担してになう際に、
各クランク腕についてほぼ等しい比応力負荷かえられ、
これ番こより材料節約および重量低減ができるにもかか
わらず、クランク軸(りの強度特性を劣化させることは
決してない。さらに、クランク腕の重量が低減できるこ
とにより、回転時の質量平衝のための平衡鍾り012m
’) (!!8a)(Ion) (Jilt)の重量も
減少できる。
荷を、それぞれのクランク腕にて分担してになう際に、
各クランク腕についてほぼ等しい比応力負荷かえられ、
これ番こより材料節約および重量低減ができるにもかか
わらず、クランク軸(りの強度特性を劣化させることは
決してない。さらに、クランク腕の重量が低減できるこ
とにより、回転時の質量平衝のための平衡鍾り012m
’) (!!8a)(Ion) (Jilt)の重量も
減少できる。
本実施例番ζおいては、各クランク腕の抵抗モーメント
が漸次減少するものを示したが、これは第1図のような
漸次減少の負荷分布に対応させたためであって、異なる
負荷分布の場合はそれに対応する抵抗モーメントが生じ
るよう設計する。
が漸次減少するものを示したが、これは第1図のような
漸次減少の負荷分布に対応させたためであって、異なる
負荷分布の場合はそれに対応する抵抗モーメントが生じ
るよう設計する。
また、テーパ領域の輻(b)、厚8(S)及び体積の全
てを必ずしも異な、うせる必要はなく、たとえばテーパ
領域の@ <b> 、厚さく3)あるいは体積のいずれ
かだけが異るように構成することで充分な場合もある。
てを必ずしも異な、うせる必要はなく、たとえばテーパ
領域の@ <b> 、厚さく3)あるいは体積のいずれ
かだけが異るように構成することで充分な場合もある。
本実施例1は4@のクランクビンを有す1クランク軸を
用いて記述されているが、それ以上または以下のクラン
クビン畢そO他の負荷曲線をも、うクランク軸にももと
よ塾応用することかで珈る。
用いて記述されているが、それ以上または以下のクラン
クビン畢そO他の負荷曲線をも、うクランク軸にももと
よ塾応用することかで珈る。
以上述べたよう化本発明によれば、各クランク腕に、そ
の対応位置で発生する負荷にほぼ比例する抵抗モーメン
トを有さしめるように設計することにより、クランク軸
の重量低減及び材料節約がで伽、その際にクランク軸の
動作強度特性を劣化させることのない優れたクランク軸
を提供することができる。
の対応位置で発生する負荷にほぼ比例する抵抗モーメン
トを有さしめるように設計することにより、クランク軸
の重量低減及び材料節約がで伽、その際にクランク軸の
動作強度特性を劣化させることのない優れたクランク軸
を提供することができる。
図面は本発明の実施例を示しており、第1図は本発明に
係る4気筒ピストン往復並列内燃機関用クランク軸を示
す概略図、第2図はこのクランク軸の負荷グラフ、第8
図は第1図のl−■断面矢視図、第4図は第1図のW−
N断面矢視図、15図は第4図の1方向矢視側面図であ
る。 (4) (8) (a) DO(ロ)・・・・・・・・
・軸ビン、04α0I・・・・・・・・・クランクビン
、(2)(財)WW(至)■榊■・・・・・・・・・ク
ランク腕、(21!b) (24b) (26b) (
28b) (80b) (82b) (84b)(88
b)・・・・・・・・・テーパ領域、−・・・・・・・
・・駆動端(従動端) 代理人 森本義弘
係る4気筒ピストン往復並列内燃機関用クランク軸を示
す概略図、第2図はこのクランク軸の負荷グラフ、第8
図は第1図のl−■断面矢視図、第4図は第1図のW−
N断面矢視図、15図は第4図の1方向矢視側面図であ
る。 (4) (8) (a) DO(ロ)・・・・・・・・
・軸ビン、04α0I・・・・・・・・・クランクビン
、(2)(財)WW(至)■榊■・・・・・・・・・ク
ランク腕、(21!b) (24b) (26b) (
28b) (80b) (82b) (84b)(88
b)・・・・・・・・・テーパ領域、−・・・・・・・
・・駆動端(従動端) 代理人 森本義弘
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 クランク腕により互に結合されているいくつかの
クランクピンと軸ピンを備えた多シリンダピストン機関
、特にピストン往復゛内燃機関用のクランク軸であって
、各クランク腕の抵抗モーメントが、運転中に生じる各
クランク腕の対応位置における負荷に少くともはゾ比例
していることを特徴とするクランク軸。 2、駆動または従動モーメントをクランク軸の末端から
取出し又は取込みできるようにし、^ 黴とする特許請求の範囲第1項に記載のクランク軸。 載のクランク軸。 4、各クランク腕の媚が異っていることを特徴とする特
許請求の範囲第1または第2項に記載のクランク軸。 6、各クランク腕が軸ピンからクランクピンに延びるに
従一つて、その断面が細くなるようなテーパ領域を備え
ており、各クランクj宛のデーパ領域が異なる体積を有
していることを特徴 とする特許請求A範囲第1または第12項に記載のクラ
ンク軸。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE31255906 | 1981-06-30 | ||
DE19813125590 DE3125590C1 (de) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | Kurbelwelle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS588818A true JPS588818A (ja) | 1983-01-19 |
Family
ID=6135664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11055282A Pending JPS588818A (ja) | 1981-06-30 | 1982-06-25 | クランク軸 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0068114A1 (ja) |
JP (1) | JPS588818A (ja) |
DE (1) | DE3125590C1 (ja) |
Cited By (6)
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---|---|---|---|---|
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JPS6069345A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-20 | Honda Motor Co Ltd | 多気筒内燃エンジンのクランクシャフト構造 |
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WO2018122965A1 (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関のクランクシャフト |
DE102010004576B4 (de) | 2009-05-22 | 2020-06-10 | Mitsubishi Electric Corp. | Fahrzeugsteuervorrichtung |
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DE3614722A1 (de) * | 1986-04-30 | 1987-11-05 | Bayerische Motoren Werke Ag | Einteilige kurbelwelle fuer hubkolbenmaschinen, insbesondere mehrzylindrige brennkraftmaschinen |
DE3809789A1 (de) * | 1988-03-23 | 1989-10-05 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Kurbelwelle |
US4901692A (en) * | 1988-12-09 | 1990-02-20 | Saturn Corporation | Engine and low vibration crankshaft therefor |
DE4030671C2 (de) * | 1990-09-28 | 2000-10-12 | Deutz Ag | Kurbelwelle |
DE4034384A1 (de) * | 1990-10-29 | 1992-04-30 | Porsche Ag | Kurbelwelle fuer eine brennkraftmaschine |
DE10101227C1 (de) * | 2001-01-12 | 2002-04-18 | Koro Motorenentwicklung Gmbh | Hubkolbenbrennkraftmaschine und Kurbelwelle hierfür |
JP5841977B2 (ja) * | 2013-07-23 | 2016-01-13 | 本田技研工業株式会社 | クランク軸構造 |
DE102015211297A1 (de) * | 2015-06-19 | 2016-12-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Kurbelwellenrohling |
DE102018125617A1 (de) * | 2018-10-16 | 2020-04-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Kurbelwelle |
RU2766395C1 (ru) * | 2021-07-20 | 2022-03-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина» (ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА) | Способ восстановления шеек коленчатых валов путем приклеивания полукольцевых накладок |
Family Cites Families (3)
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DE2706072A1 (de) * | 1977-02-12 | 1978-08-17 | Daimler Benz Ag | Gegossene kurbelwellen |
-
1981
- 1981-06-30 DE DE19813125590 patent/DE3125590C1/de not_active Expired
-
1982
- 1982-05-07 EP EP82103973A patent/EP0068114A1/de not_active Withdrawn
- 1982-06-25 JP JP11055282A patent/JPS588818A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2018122965A1 (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関のクランクシャフト |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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EP0068114A1 (de) | 1983-01-05 |
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