JPS6088214A - 内燃機関のクランク軸 - Google Patents
内燃機関のクランク軸Info
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- JPS6088214A JPS6088214A JP58193479A JP19347983A JPS6088214A JP S6088214 A JPS6088214 A JP S6088214A JP 58193479 A JP58193479 A JP 58193479A JP 19347983 A JP19347983 A JP 19347983A JP S6088214 A JPS6088214 A JP S6088214A
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- JP
- Japan
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- holes
- crankshaft
- hole
- bearing
- crank
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-
- 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
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
- F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
- F16C3/06—Crankshafts
- F16C3/08—Crankshafts made in one piece
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
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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】
［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。
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図により説明づる。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ャーナル２と、コ
ンロッドのビッグエンドに組み付けられるクランクビン
３と、クランクジャーナル２とクランクビン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
ウェイト５とからなっている。またクランクジャーナル
２及びクランクビン３等の軸受部に潤滑油を供給する油
膜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（図示上ず）とで、ジャーナル部やクランクビン部
などに油膜を作って焼き付きを防止づるとともに摩擦に
よる馬力損失をできるだけ少＜Ｌ’Ｕいる。
２図により説明づる。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ャーナル２と、コ
ンロッドのビッグエンドに組み付けられるクランクビン
３と、クランクジャーナル２とクランクビン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
ウェイト５とからなっている。またクランクジャーナル
２及びクランクビン３等の軸受部に潤滑油を供給する油
膜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（図示上ず）とで、ジャーナル部やクランクビン部
などに油膜を作って焼き付きを防止づるとともに摩擦に
よる馬力損失をできるだけ少＜Ｌ’Ｕいる。
最近のクランク軸１は極限段重がなされており、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。
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、クランクジャーナル２やクランクビン３等の
軸受部９の両側のフィレットアール部８のみであり、そ
こから疲労して第２図中［で示した線のように亀裂が入
って破断し易く、そのためフィレットアール部８を含め
たクランクジャーナル２ヤクランクビン３め軸受部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
ィレットアール部８だけでなく、袖穴６や軽量化穴７の
個所も危険断面となり、そこから亀裂が入って破断して
しまう。従ってこの袖穴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、高周波焼入れでは袖穴
６や軽ｌｉ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１０が形成されるだけで袖穴６の内部まで焼入れでき
ず焼入層１０の焼境部１１から亀裂が入り易くなる。
険断面は、クランクジャーナル２やクランクビン３等の
軸受部９の両側のフィレットアール部８のみであり、そ
こから疲労して第２図中［で示した線のように亀裂が入
って破断し易く、そのためフィレットアール部８を含め
たクランクジャーナル２ヤクランクビン３め軸受部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
ィレットアール部８だけでなく、袖穴６や軽量化穴７の
個所も危険断面となり、そこから亀裂が入って破断して
しまう。従ってこの袖穴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、高周波焼入れでは袖穴
６や軽ｌｉ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１０が形成されるだけで袖穴６の内部まで焼入れでき
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１［コ処理（又はタフト
ライド処理）を行って軸受部９の表面や袖穴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。
合物の塩浴などに浸漬する軟窒１［コ処理（又はタフト
ライド処理）を行って軸受部９の表面や袖穴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１−げが技術的に困難であり、
輸出できない。
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１−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のクランクジャーナル２及びク
ランクビン３などの軸受部９は摩耗し易く、そのため、
その表面を再ｒｉＩ！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っ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−Ｃ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
は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ｍａｎあり、再研磨
しても焼入れ層が残る！〔め、設備が整っていなくとも
補修が技術的に可能であるが、上述のように極限設計さ
れたクランク軸は袖穴や軽量化穴の強化が必要であり、
高周波焼入れだ番ブでは不充分である。
ランクビン３などの軸受部９は摩耗し易く、そのため、
その表面を再ｒｉＩ！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っ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−Ｃ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
は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ｍａｎあり、再研磨
しても焼入れ層が残る！〔め、設備が整っていなくとも
補修が技術的に可能であるが、上述のように極限設計さ
れたクランク軸は袖穴や軽量化穴の強化が必要であり、
高周波焼入れだ番ブでは不充分である。
「発明の目的」
本発明の目的は、極限設到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。
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、クランク軸の袖穴、軽量化穴をボールバニッ
シュ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、しかも袖穴、軽閤
化穴はポールバニッシュ処理がなされているため穴の内
周面１〕耐疲労強度が高くされているため極限設計のク
ノンク軸で充分な耐疲労強度を有づるものとするにとが
できる。
シュ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、しかも袖穴、軽閤
化穴はポールバニッシュ処理がなされているため穴の内
周面１〕耐疲労強度が高くされているため極限設計のク
ノンク軸で充分な耐疲労強度を有づるものとするにとが
できる。
［発明の実施例１
以下本発明に係る内燃機関のクランク軸の好適一実施例
を添付図面に基づいて説明する。１先ずクランク軸１の
構造は、第１図 Ｊ：（１２図で説明したとおりのもの
である。
を添付図面に基づいて説明する。１先ずクランク軸１の
構造は、第１図 Ｊ：（１２図で説明したとおりのもの
である。
始めにクランク軸１の袖穴６及び軽量ＩＬ穴“ｌをポー
ルバニッシュ処理するが、このポールバニッシュ処理は
袖穴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袖穴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図に示り゛よ
うに袖穴６の内周面にポールバニッシュ処理による強化
層１２を形成する。このポールバニッシュ処理は穴の表
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。袖穴６及び軽量
化穴７１＼ボールバニッシュ処理づる場合、穴６，７の
全長に亘って行う必要はなくクランク軸１の形状ヤ油膜
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。
ルバニッシュ処理するが、このポールバニッシュ処理は
袖穴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袖穴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図に示り゛よ
うに袖穴６の内周面にポールバニッシュ処理による強化
層１２を形成する。このポールバニッシュ処理は穴の表
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。袖穴６及び軽量
化穴７１＼ボールバニッシュ処理づる場合、穴６，７の
全長に亘って行う必要はなくクランク軸１の形状ヤ油膜
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。
袖穴６及び軽量化穴７をポールバニッシュ処理したのち
、クランクジャーナル２．クランクビン３、フィレット
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図に示ブように２〜
３１１Ｉｆｆ１程度の焼入れ層１０が形成される。
、クランクジャーナル２．クランクビン３、フィレット
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図に示ブように２〜
３１１Ｉｆｆ１程度の焼入れ層１０が形成される。
第６図はフィレットアール部、油入、軽量化穴の疲労限
界を示タグラフで、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１）ちノイレットアール部は高
周波焼入れ、袖穴および軽量化穴はポールバニッシュ処
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。
界を示タグラフで、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１）ちノイレットアール部は高
周波焼入れ、袖穴および軽量化穴はポールバニッシュ処
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。
また油入、軽量化穴のポールバニッシュ処理は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。
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、袖穴及び軽量化穴がボールバニ ４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っていないところ
でもクランク軸の補修ができる。
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っていないところ
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ポールパーツシュ処理した
のち高周波焼入れを行う例を示したが、高周波焼入れし
たのちポールバニッシュ処理してもよい。
のち高周波焼入れを行う例を示したが、高周波焼入れし
たのちポールバニッシュ処理してもよい。
し発明の効果１
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づる。
ば次の如き優れた効果を発揮づる。
（１〕 クランク軸の袖穴、軽聞化穴をポールバニッシ
ュ処理し、軸受部を高周波焼入れ覆ることにより、軸受
部の再ω１磨が可能ぐあり、しかも袖穴、軽量化穴はポ
ールバニッシュ処理がなされているためクランク軸を極
限設ｈ１シてもその耐疲労強度を向上できる。
ュ処理し、軸受部を高周波焼入れ覆ることにより、軸受
部の再ω１磨が可能ぐあり、しかも袖穴、軽量化穴はポ
ールバニッシュ処理がなされているためクランク軸を極
限設ｈ１シ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
っ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。
っ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１拡大図、第３図はクランク
軸の軸受部の袖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図はポールバニッシュ処理において、
面粗瓜と疲労強度の関係を示すグラフ、第〔５図はフィ
レットアール部、袖穴、軽量化穴の疲労限界を示１グラ
フひある。 図中、１はクランク軸、２はクランクジｐ −ナル、３
はクランクビン、６は袖穴、７は軽量化穴、８はフィレ
ットアール部、９は４１１１受部。 １０は焼入層、１２は強化層である。 特許出願人 いすず自動中株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄
ンク軸の軸受部の詳細を示１拡大図、第３図はクランク
軸の軸受部の袖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図はポールバニッシュ処理において、
面粗瓜と疲労強度の関係を示すグラフ、第〔５図はフィ
レットアール部、袖穴、軽量化穴の疲労限界を示１グラ
フひある。 図中、１はクランク軸、２はクランクジｐ −ナル、３
はクランクビン、６は袖穴、７は軽量化穴、８はフィレ
ットアール部、９は４１１１受部。 １０は焼入層、１２は強化層である。 特許出願人 いすず自動中株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄
Claims (1)
- クランク軸の袖穴、軽量化穴をボールバニッシュ処理す
ると共に軸受部を高周波焼入づる口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 true JPS6088214A (ja) | 1985-05-18 |
| JPH042807B2 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 (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01266490A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-10-24 | Vicarb Sa | 気体／液体熱交換器 |
| JPH02120506A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-05-08 | Mazda Motor Corp | エンジンのクランクシャフト及びその強化処理方法 |
| JPH0428212U (ja) * | 1990-07-03 | 1992-03-06 | ||
| FR2810050A1 (fr) * | 2000-06-07 | 2001-12-14 | Honda Motor Co Ltd | Procede et outils de trempe de pieces ayant un trou, et vilebrequin de moteur |
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| JP2010236511A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Kubota Corp | 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 |
| US20140260787A1 (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-18 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Selectively strengthened crankshaft |
| JP2015512790A (ja) * | 2012-02-16 | 2015-04-30 | ヘゲンシャイト−エムエフデー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディト ゲゼルシャフト | 軸、特にクランク軸の強度を高めるための方法及び工具 |
| WO2018228841A1 (de) * | 2017-06-14 | 2018-12-20 | Maschinenfabrik Alfing Kessler Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum kaltverfestigen einer kurbelwelle |
| CN110741170A (zh) * | 2017-06-07 | 2020-01-31 | 斯堪尼亚商用车有限公司 | 曲轴和制造曲轴的方法 |
| CN111670309A (zh) * | 2018-01-31 | 2020-09-15 | 日产自动车株式会社 | 具有油孔的连杆部件 |
-
1983
- 1983-10-18 JP JP58193479A patent/JPS6088214A/ja active Granted
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10927884B2 (en) | 2017-06-07 | 2021-02-23 | Scania Cv Ab | Crankshaft and method of manufacturing a crankshaft |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH042807B2 (ja) | 1992-01-21 |
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