(57)【要約】【課題】有効な軽量化が可能な重量軽減穴を製造方法が鋳造であるか鍛造であるかに拘わらず形成し得ること。【解決手段】少なくともピンジャーナル部３の内部に中空の重量軽減穴６（６ａ，６ｂ）を設けると共に、そのピンジャーナル部３におけるコネクティングロッドの保持位置内方の重量軽減穴６（６ａ，６ｂ）の壁面にピストン荷重入力方向に対応させたピストン荷重支持部７（７ａ，７ｂ）を設け、そのピンジャーナル部３にて当該ピンジャーナル部３と重量軽減穴６（６ａ，６ｂ）とピストン荷重支持部７（７ａ，７ｂ）とを上下に二分する分割構造にすること。【選択図】        図２
2006125446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コネクティングロッドの一端を保持するピンジャーナル部を備えたクランクシャフトにおいて、
少なくとも前記ピンジャーナル部の内部に中空の重量軽減穴を設けると共に、前記ピンジャーナル部における前記コネクティングロッドの保持位置内方の前記重量軽減穴の壁面にピストン荷重入力方向に対応させたピストン荷重支持部を設け、
前記ピンジャーナル部にて当該ピンジャーナル部と前記重量軽減穴と前記ピストン荷重支持部とを上下に二分する分割構造としたことを特徴とするクランクシャフト。
【請求項２】
コネクティングロッドの一端を保持するピンジャーナル部を備えたクランクシャフトにおいて、
少なくとも前記ピンジャーナル部の内部に、１つの頂点が前記ピンジャーナル部の中心軸を通るピストン荷重入力方向の平面上に位置する中空の三角トラス形状の重量軽減穴を設け、
前記ピンジャーナル部にて当該ピンジャーナル部と前記重量軽減穴とを左右に二分する分割構造としたことを特徴とするクランクシャフト。
【請求項３】
コネクティングロッドの一端を保持するピンジャーナル部を備えたクランクシャフトにおいて、
前記ピンジャーナル部にて当該ピンジャーナル部を二分する分割構造とし、
この分割された第１及び第２のクランクシャフト構成部材に夫々溝部を設け、中空の重量軽減穴が形成された重量軽減部材を前記各溝部で挟持するよう配置したことを特徴とするクランクシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の出力軸たるクランクシャフトに係り、重量の軽減構造を有するクランクシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、クランクシャフトは、その軽量化を図ることによって、内燃機関の高回転化や高出力化，燃料消費率の低減等の種々の効果を奏することができる。
【０００３】
これが為、従来、材質や形状の最適化，重量軽減穴等によってクランクシャフトの軽量化を行っている。例えば、下記の特許文献１には、メインジャーナル部又はピンジャーナル部の少なくとも一方に中空穴を形成し、この中空穴内に軸線方向と略平行に延びる補強リブを設けた鋳造クランクシャフトが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】実開昭６３−２０５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたクランクシャフトの中空穴や補強リブは、鋳造で製造される場合であれば鋳抜きにより形成することができるが、今後主流となる鍛造成型の場合には後加工しなければならない。
【０００６】
ここで、そのような中空穴や補強リブを鍛造成型のクランクシャフトに適用するには、後加工する為の工具や冶具等を例えば隣り合うピンジャーナル部の間に入れなければならないが、その間隔が狭い場合には、工具や冶具等が入り難く、所望の重量軽減効果を奏する中空穴や所望の剛性を確保し得る補強リブを形成することができない、又は中空穴や補強リブを形成すること自体不可能なこともある。これが為、かかる場合には、クランクシャフトの重量を有効に軽減させることができず、内燃機関の高回転化や高出力化，燃料消費率の低減等の種々の有用な効果が低下してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、有効な軽量化が可能な重量軽減穴を製造方法が鋳造であるか鍛造であるかに拘わらず形成し得るクランクシャフトを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、少なくともピンジャーナル部の内部に中空の重量軽減穴を設けると共に、そのピンジャーナル部におけるコネクティングロッドの保持位置内方の重量軽減穴の壁面にピストン荷重入力方向に対応させたピストン荷重支持部を設け、そのピンジャーナル部にて当該ピンジャーナル部と重量軽減穴とピストン荷重支持部とを上下に二分する分割構造にしている。
【０００９】
この請求項１記載の発明によれば、分割された夫々のクランクシャフト構成部材を鋳造又は鍛造成型して接合することにより、ピンジャーナル部の内部に所望の重量軽減穴とピストン荷重支持部を設けることができる。これが為、ピンジャーナル部の間隔の広狭に拘わらず、鋳造又は鍛造の何れの成型方法によってもクランクシャフトに重量軽減穴とピストン荷重支持部を形成することが可能になり、クランクシャフトを有効に軽量化させ、これに伴う剛性の低下を抑えることができる。
【００１０】
また、上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、少なくともピンジャーナル部の内部に、１つの頂点がピンジャーナル部の中心軸を通るピストン荷重入力方向の平面上に位置する中空の三角トラス形状の重量軽減穴を設け、そのピンジャーナル部にて当該ピンジャーナル部と重量軽減穴とを左右に二分する分割構造にしている。
【００１１】
この請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載のクランクシャフトと同様に、ピンジャーナル部の間隔の広狭に拘わらず、鋳造又は鍛造の何れの成型方法によってもクランクシャフトに重量軽減穴を形成することが可能になり、クランクシャフトを有効に軽量化させることができる。また、その重量軽減穴をピストン荷重入力方向に対応させた三角トラス形状にしているので、重量軽減穴の形成に伴う剛性の低下を抑えることができる。
【００１２】
また、上記目的を達成する為、請求項３記載の発明では、ピンジャーナル部にて当該ピンジャーナル部を二分する分割構造とし、この分割された第１及び第２のクランクシャフト構成部材に夫々溝部を設け、中空の重量軽減穴が形成された重量軽減部材を各溝部で挟持するよう配置している。
【００１３】
この請求項３記載の発明によれば、上記請求項１又は２に記載のクランクシャフトと同様に、ピンジャーナル部の間隔の広狭に拘わらず、鋳造又は鍛造の何れの成型方法によってもクランクシャフトに重量軽減穴を形成することが可能になり、クランクシャフトを有効に軽量化させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るクランクシャフトは、その製造方法が鋳造であるか鍛造であるかに拘わらず所望の重量軽減穴を形成することができ、この軽量化により、内燃機関の高回転化や高出力化，燃料消費率の低減等の種々の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係るクランクシャフトの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
本発明に係るクランクシャフトの実施例１を図１から図４に基づいて説明する。
【００１７】
一般に、クランクシャフト１には、その主軸たるメインジャーナル部２と、コネクティングロッド（図示略）の一端を保持するピンジャーナル部３とが設けられている。
【００１８】
そのメインジャーナル部２は、１本のクランクシャフト１において複数箇所に設けられており、その夫々が同一軸上に所定の間隔を設けて配置される。ここで、その夫々のメインジャーナル部２の一端又は両端には、ピンジャーナル部３を保持するピンジャーナル保持部４が外周方向に向けて延設されると共に、そのピンジャーナル保持部４とは反対側の外周方向に向けて重量バランスを調節するカウンターウェイト５が延設されている。
【００１９】
一方、ピンジャーナル部３は、メインジャーナル部２の中心軸から偏心させた位置に中心軸を有しており、対向するピンジャーナル保持部４の間に形成される。
【００２０】
ここで、以下においては、図１に示す状態，即ち、メインジャーナル部２に対してピンジャーナル部３が上方に位置し、そのメインジャーナル部２に対してカウンターウェイト５が下方に位置している状態でクランクシャフト１についての上下方向を定義する。
【００２１】
以下に、本実施例１のクランクシャフト１について詳述する。本実施例１にあっては、１つのピンジャーナル部３に１本のコネクティングロッドが保持されるクランクシャフト１について例示する。
【００２２】
本実施例１のクランクシャフト１は、ピンジャーナル部３側の軽量化と、これに伴うカウンターウェイト５の軽量化によって、全体の重量を軽減させたものである。
【００２３】
具体的に、本実施例１のクランクシャフト１においては、図１から図４に示す如く、その円筒状のピンジャーナル部３の内部に当該ピンジャーナル部３と略同心円の円筒状の重量軽減穴６を形成する。尚、図２は、このクランクシャフト１を図１に示すＩ−Ｉ線で切った断面図で、図３は、このクランクシャフト１を図１に示すII−II線で切った断面図で、図４は、このクランクシャフト１を図１に示すIII−III線で切った断面図である。
【００２４】
ここで、その中空の重量軽減穴６は、少なくともピンジャーナル部３の内部に形成するものであるが、本実施例１の如くピンジャーナル保持部４の肉厚が強度上十分に確保されているのであれば、ピンジャーナル部３の内部だけでなくピンジャーナル保持部４側にも穿設することが好ましい。
【００２５】
このように、重量軽減穴６を設けることによってクランクシャフト１の重量を軽減することができる。
【００２６】
一方、本実施例１にあっては、その重量軽減穴６をピンジャーナル部３側に設けているので、このピンジャーナル部３側の軽量化に伴ってカウンターウェイト５を軽量化することができる。これが為、本実施例１の如くピンジャーナル部３側に重量軽減穴６を形成することによって、そのピンジャーナル部３側の軽量化とカウンターウェイト５の軽量化による大幅なクランクシャフト１の重量軽減を図ることができる。
【００２７】
尚、本実施例１のクランクシャフト１においては、そのメインジャーナル部２にオイル通路８が設けられていると共に、そのオイル通路８と連通するオイル通路９がピンジャーナル部３に設けられている。
【００２８】
ところで、コネクティングロッドの他端に保持されているピストン（図示略）は、内燃機関の吸気行程と膨張工程においてシリンダ内を下降し、コネクティングロッドを介してピンジャーナル部３に荷重を掛ける。特に、そのピストン荷重は膨張工程の初期に最大荷重となり、その内燃機関の１サイクルにおける最大のピストン荷重が重量軽減穴６を有するピンジャーナル部３に掛かると、このピンジャーナル部３に潰れ等の変形や破損が生じる虞がある。
【００２９】
これが為、重量軽減穴６の径を小さくすることでピンジャーナル部３に潰れ等の変形や破損が生じないようにすることができるが、これに伴って重量軽減穴６の容積も小さくなりクランクシャフト１の重量軽減代が少なくなってしまう。
【００３０】
そこで、本実施例１にあっては、そのピンジャーナル部３の潰れ等の変形や破損を回避する為に、図１，図２及び図４に示す如くピストン荷重支持部７を重量軽減穴６に形成している。
【００３１】
ここで、本実施例１にあっては、クランクシャフト１が図１に示す状態にあるときにピストンが上死点に位置しているものとし、その上死点において内燃機関の点火が行われるものとする。これが為、最大のピストン荷重は、かかるクランクシャフト１の状態において下方（図２及び図４に示すピストン荷重入力方向）に掛かる。また、本実施例１のクランクシャフト１においては１つのピンジャーナル部３に１本のコネクティングロッドが保持されるので、そのピンジャーナル部３の略中央にピストン荷重が掛かる。
【００３２】
そこで、本実施例１のピストン荷重支持部７は、ピンジャーナル部３におけるコネクティングロッドの保持位置内方の重量軽減穴６の壁面にピストン荷重入力方向に対応させて設ける。具体的に、本実施例１のピストン荷重支持部７は、重量軽減穴６の内部であってピンジャーナル部３の略中央にクランクシャフト１の上下方向に延びる所謂突っ張り棒の如く設けられている。ここでは、そのピストン荷重支持部７として角柱状のものを例示するが、円柱状等、如何様な形状のものであってもよい。
【００３３】
これにより、最大のピストン荷重がピンジャーナル部３に掛かっても、そのピンジャーナル部３には潰れ等の変形や破損が起こらない。
【００３４】
ここで、内燃機関においてはその運転状態等に応じて点火時期を可変させることがあり、その点火時期に応じて、最大のピストン荷重でのピストン荷重入力方向は変化する。しかしながら、一般に、その点火時期の可変によるピストン荷重入力方向の変化は±数度の範囲内でのみ起こるので、本実施例１の如くクランクシャフト１の上下方向に延びるピストン荷重支持部７であっても十分にピンジャーナル部３の潰れ等の変形や破損を回避することができる。
【００３５】
尚、内燃機関の１サイクルにおける最大のピストン荷重が点火時期によって大小変化する場合には、全運転状態を鑑みた上で一番大きな最大のピストン荷重が発生する際のピストン荷重入力方向に合わせて、即ちその方向においてピストン荷重が支持されるようピストン荷重支持部７を設けることが好ましい。
【００３６】
また、内燃機関やこれが搭載される車輌によっては、多用する点火時期が明らかな場合もある。かかる場合には、その多用する点火時期でのピストン荷重入力方向に合わせてピストン荷重支持部７を設けてもよい。
【００３７】
ところで、本実施例１のクランクシャフト１は、その外形を一旦鍛造により成型し、その後にピストン荷重支持部７を残すよう重量軽減穴６を軸線方向に穿設することによって製造してもよい。しかしながら、隣り合うピンジャーナル部３の間隔が狭いクランクシャフト１において鍛造成型する場合には、工具や冶具等が入らずに重量軽減穴６やピストン荷重支持部７を形成することができないことがあり、また、一旦外形を成型した後に重量軽減穴６やピストン荷重支持部７の加工を施すことにより、製造工数の増加や製造原価の上昇が起こり得る。
【００３８】
そこで、本実施例１のクランクシャフト１は、ピンジャーナル部３の中心軸を中心に上下で分割させた分割構造を採ることが好ましい。即ち、本実施例１のクランクシャフト１は、ピンジャーナル部３及びピンジャーナル保持部４の上半分を有する第１クランクシャフト構成部材１ａと、ピンジャーナル部３及びピンジャーナル保持部４の下半分，メインジャーナル部２並びにカウンターウェイト５を有する第２クランクシャフト構成部材１ｂとで構成される。
【００３９】
このような分割構造を採ることにより、第１及び第２のクランクシャフト構成部材１ａ，１ｂの双方において、重量軽減穴６は夫々断面半円の柱状の第１及び第２の溝部６ａ，６ｂに分割され、ピストン荷重支持部７は第１及び第２の溝部６ａ，６ｂの壁面から夫々立設された柱状の第１及び第２のリブ７ａ，７ｂに分割される。
【００４０】
これが為、ピンジャーナル部３及びピンジャーナル保持部４の上半分，第１溝部６ａ並びに第１リブ７ａを有する第１クランクシャフト構成部材１ａについて鋳造や鍛造等により成型する一方、ピンジャーナル部３及びピンジャーナル保持部４の下半分，メインジャーナル部２，カウンターウェイト５，第２溝部６ｂ並びに第２リブ７ｂを有する第２クランクシャフト構成部材１ｂについて鋳造や鍛造等により成型することができる。そして、その第１クランクシャフト構成部材１ａと第２クランクシャフト構成部材１ｂとを分割面ＰＰで合わせた後、溶着等により接合してクランクシャフト１を製造することができる。
【００４１】
これにより、上述した後加工を要する製造方法と比して、生産性が向上すると共に製造原価の上昇を抑制することができる。また、このような分割構造を採ることにより、例えば、異なる仕様の内燃機関同士で第１クランクシャフト構成部材１ａを共用化することができるので、製造原価の低減が可能になる。
【００４２】
以上示した如く、本実施例１のクランクシャフト１によれば、その剛性を低下させることなく重量を軽減することができ、これにより、内燃機関の高回転化や高出力化，燃料消費率の低減等の種々の効果を奏することが可能になる。また、上述したが如き分割構造を採ることによって、鋳造であるか鍛造であるかに拘わらず重量軽減穴６とピストン荷重支持部７を形成することができるので、生産性の向上や製造原価の上昇抑制をも図ることが可能になる。
【００４３】
尚、本実施例１のクランクシャフト１にあってはピンジャーナル部３の中心軸で上下に分割しているが、重量軽減穴６を上下に二分するものであれば何れの場所で分割してもよい。
【００４４】
ここで、その重量軽減穴６は、その断面形状が必ずしも本実施例１のような円形である必要はない。また、その重量軽減穴６は、その両端を閉塞させずともよく、例えばその一端又は両端を外部に開口させてもよい。尚、そのように重量軽減穴６の一端又は両端を外部に開口させる場合で且つ鋳造成型する場合には、あえて分割構造にせずともよい。
【実施例２】
【００４５】
次に、本発明に係るクランクシャフトの実施例２を図５から図１０に基づいて説明する。
【００４６】
図５から図１０の符号１１は、本実施例２のクランクシャフトを示す。本実施例２のクランクシャフト１１は、前述した実施例１のクランクシャフト１と同様にメインジャーナル部１２，ピンジャーナル部１３，ピンジャーナル保持部１４，カウンターウェイト１５，中空の重量軽減穴１６及びオイル通路１８，１９を備えている。その重量軽減穴１６は、少なくともピンジャーナル部１３の内部に形成するものであるが、実施例１と同様にピンジャーナル保持部１４の肉厚が強度上十分に確保されているのであれば、ピンジャーナル部１３の内部だけでなくピンジャーナル保持部１４側にも穿設することが好ましい。
【００４７】
ここで、この本実施例２のクランクシャフト１１と実施例１のクランクシャフト１との相違点は、１つのピンジャーナル部１３に複数本（ここでは２本）のコネクティングロッドが保持される点にあり、これが為、そのピンジャーナル部１３の２箇所の保持位置においてピストン荷重が掛かる。
【００４８】
そこで、本実施例２にあっては、重量軽減穴１６の内部における上記ピストン荷重の掛かる２箇所に夫々ピストン荷重支持部１７Ａ，１７Ｂを設ける。これら各ピストン荷重支持部１７Ａ，１７Ｂは、重量軽減穴１６の内部からピストン荷重を支持する実施例１と同様の突っ張り棒の如きものであって、最大のピストン荷重が掛かるピストン荷重入力方向に合わせて延設方向（突っ張り方向）が設定されている。
【００４９】
一方、本実施例２にあっても、このクランクシャフト１１は、ピンジャーナル部１３の中心軸を中心に上下で分割させた分割構造を採っている。
【００５０】
即ち、この本実施例２のクランクシャフト１１は、ピンジャーナル部１３及びピンジャーナル保持部１４の上半分，断面半円の柱状の第１溝部１６ａ並びに柱状の第１リブ１７Ａ1，１７Ｂ1を有する第１クランクシャフト構成部材１１ａと、ピンジャーナル部１３及びピンジャーナル保持部１４の下半分，メインジャーナル部１２，カウンターウェイト１５，断面半円の柱状の第２溝部１６ｂ並びに柱状の第２リブ１７Ａ2，１７Ｂ2を有する第２クランクシャフト構成部材１１ｂとで構成されており、鋳造や鍛造等により成型された第１及び第２のクランクシャフト構成部材１１ａ，１１ｂを分割面ＰＰで合わせた後、溶着等により接合して製造することができる。
【００５１】
以上示した如く、本実施例２のクランクシャフト１１によれば、実施例１と同様に、その剛性を低下させることなく重量を軽減することができ、内燃機関の高回転化や高出力化，燃料消費率の低減等の種々の効果を奏することが可能になる。また、上述したが如き分割構造を採ることによって、鋳造であるか鍛造であるかに拘わらず重量軽減穴１６とピストン荷重支持部１７Ａ，１７Ｂを形成することができるので、生産性の向上や製造原価の上昇抑制をも図ることが可能になる。
【００５２】
尚、本実施例２のクランクシャフト１１にあっても、重量軽減穴１６を上下に二分するものであればピンジャーナル部１３の中心軸以外の場所で上下に分割してもよく、また、重量軽減穴１６の断面形状は必ずしも本実施例２のような円形である必要はない。
【００５３】
また、その重量軽減穴１６については、その両端を閉塞させずともよく、例えばその一端又は両端を外部に開口させてもよい。そのように重量軽減穴１６の一端又は両端を外部に開口させる場合で且つ鋳造成型する場合には、あえて分割構造にせずともよい。
【実施例３】
【００５４】
次に、本発明に係るクランクシャフトの実施例３を図１１及び図１２に基づいて説明する。
【００５５】
図１１及び図１２の符号２１は、本実施例３のクランクシャフトを示す。この本実施例３のクランクシャフト２１は、前述した実施例１，２のクランクシャフト１，１１と同様にメインジャーナル部２２，ピンジャーナル部２３，ピンジャーナル保持部２４，カウンターウェイト２５及びオイル通路２８，２９を備えている。
【００５６】
また、本実施例３のクランクシャフト２１においても、ピンジャーナル部２３側の軽量化と、これに伴うカウンターウェイト２５の軽量化によって、全体の重量を軽減させている。
【００５７】
本実施例３のクランクシャフト２１においては、図１１及び図１２に示す如く、円筒状のピンジャーナル部２３の内部に中空の第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂを形成している。
【００５８】
具体的に、その第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂは、ピンジャーナル部２３の軸線方向と直交する断面が三角トラス形状に形成されたものであって、ピンジャーナル部２３の中心軸からクランクシャフト２１の上下方向に夫々間隔を設けて配置されている。
【００５９】
これにより、ピンジャーナル部２３側の軽量化が図れ、更に、これに伴ってカウンターウェイト２５の軽量化を図ることができるので、クランクシャフト２１の重量を大幅に軽減することができる。
【００６０】
ここで、本実施例３にあっても、クランクシャフト２１が図１１に示す状態にあるときに最大のピストン荷重が下方（図１１及び図１２に示すピストン荷重入力方向）に掛かるものとする。これが為、第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂは、その三角トラス形状の１つの頂点がピンジャーナル部２３の中心軸を通るピストン荷重入力方向の平面上に位置し、その平面と他の２つの頂点間を結ぶ線とが直交するよう配置する。本実施例３にあっては、第１重量軽減穴２６Ａの１つの頂点をクランクシャフト２１の上方に向けて配置し、第２重量軽減穴２６Ｂの１つの頂点をクランクシャフト２１の下方に向けて配置している。
【００６１】
その第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂは、少なくともピンジャーナル部２３の内部に形成するものであるが、実施例１，２と同様にピンジャーナル保持部２４の肉厚が強度上十分に確保されているのであれば、ピンジャーナル部２３の内部だけでなくピンジャーナル保持部２４側にも穿設することが好ましい。
【００６２】
このように、本実施例３にあっては、断面が三角トラス形状の第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂを設けているので、ピンジャーナル部２３の剛性を確保することができる。
【００６３】
ところで、このクランクシャフト２１は、その外形を一旦鍛造により成型し、その後に第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂを軸線方向に穿設することによって製造してもよいが、本実施例３にあっても、隣り合うピンジャーナル部２３の間が狭く鍛造成型する場合には、工具や冶具等が入らないので第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂを形成することができないことがある。また、一旦外形を成型した後に第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂの加工を施すことにより、製造工数の増加や製造原価の上昇が起こり得る。
【００６４】
一方、隣り合うピンジャーナル部２３の間が狭いクランクシャフト２１において実施例１，２と同様にピンジャーナル部２３の中心軸で上下に分割させたとしても、第１重量軽減穴２６Ａを形成することはできるが、第２重量軽減穴２６Ｂを形成することはできない。
【００６５】
そこで、本実施例３の如き第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂを有するクランクシャフト２１においては、図１２に示す如く、ピンジャーナル部３の中心軸とメインジャーナル部２２の中心軸とを通る平面で左右に分割させた分割構造を採ることが好ましい。尚、ここでは、図１２に示す状態，即ち、メインジャーナル部２２に対してピンジャーナル部２３が上方に位置し、そのメインジャーナル部２２に対してカウンターウェイト２５が下方に位置している状態で、紙面左側をクランクシャフト２１の左方、紙面右側をクランクシャフト２１の右方と定義する。
【００６６】
このような分割構造を採ることにより、本実施例３のクランクシャフト２１は、メインジャーナル部２２，ピンジャーナル部２３，ピンジャーナル保持部２４，カウンターウェイト２５並びに第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂの左半分を有する第１クランクシャフト構成部材２１ａと、これらの右半分を有する第２クランクシャフト構成部材２１ｂとで構成される。
【００６７】
これが為、その第１及び第２のクランクシャフト構成部材２１ａ，２１ｂを鋳造や鍛造等により成型し、これらを分割面ＰＰで合わせることによって、第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂを形成することができる。ここで、この本実施例３のクランクシャフト２１は、その鋳造や鍛造等により成型された第１及び第２のクランクシャフト構成部材２１ａ，２１ｂを分割面ＰＰで合わせた後、溶着等により接合して製造することができる。
【００６８】
これにより、上述した後加工を要する製造方法と比して、生産性が向上すると共に製造原価の上昇を抑制することができる。
【００６９】
以上示した如く、本実施例３のクランクシャフト２１によれば、その剛性を低下させることなく重量を軽減することができ、これにより、内燃機関の高回転化や高出力化，燃料消費率の低減等の種々の効果を奏することが可能になる。また、上述したが如き分割構造を採ることによって、鋳造であるか鍛造であるかに拘わらず第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂを形成することができるので、生産性の向上や製造原価の上昇抑制をも図ることが可能になる。
【００７０】
尚、本実施例３のクランクシャフト２１にあってはピンジャーナル部２３の中心軸を中心にして左右に分割しているが、第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂを左右に二分するものであれば何れの場所で分割してもよい。
【００７１】
ここで、その第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂは、その両端を閉塞させずともよく、例えばその一端又は両端を外部に開口させてもよい。尚、そのように第１及び第２の重量軽減穴２６Ａ，２６Ｂの一端又は両端を外部に開口させる場合で且つ鋳造成型する場合には、あえて分割構造にせずともよい。
【実施例４】
【００７２】
次に、本発明に係るクランクシャフトの実施例４を図１３から図１６に基づいて説明する。
【００７３】
図１３から図１６の符号３１は、本実施例４のクランクシャフトを示す。本実施例４のクランクシャフト３１は、前述した実施例１のクランクシャフト１と同様にメインジャーナル部３２，ピンジャーナル部３３，ピンジャーナル保持部３４，カウンターウェイト３５，重量軽減穴３６及びオイル通路３８，３９を備えており、ピンジャーナル部３３の中心軸を中心に上下で分割させた分割構造を採っている。
【００７４】
これが為、この本実施例４のクランクシャフト３１は、ピンジャーナル部３３及びピンジャーナル保持部３４の上半分を有する第１クランクシャフト構成部材３１ａと、ピンジャーナル部３３及びピンジャーナル保持部３４の下半分，メインジャーナル部３２並びにカウンターウェイト３５を有する第２クランクシャフト構成部材３１ｂとを備えている。
【００７５】
ここで、本実施例４のクランクシャフト３１においては、その第１クランクシャフト構成部材３１ａと第２クランクシャフト構成部材３１ｂとの夫々の分割面ＰＰに断面半円の柱状の溝部３１ａ1，３１ｂ1が形成されている。
【００７６】
一方、本実施例４にあっては、円筒内の略中央に柱状の突っ張り棒が設けられた重量軽減部材４０が別途用意されている。この重量軽減部材４０は、その外周面の半径が上述した柱状の溝部３１ａ1，３１ｂ1の半径と略同等に形成されたものであって、その内部空間が中空の重量軽減穴３６となる一方、その内部空間に形成された突っ張り棒がピストン荷重支持部３７となるものである。
【００７７】
これが為、このクランクシャフト３１においては、その第１クランクシャフト構成部材３１ａと第２クランクシャフト構成部材３１ｂとを分割面ＰＰで合わせることで形成された円柱状の空間に上記重量軽減部材４０を配置することによって、ピンジャーナル部３３側に重量軽減穴３６とピストン荷重支持部３７を設けることができる。
【００７８】
即ち、この本実施例４のクランクシャフト３１は、上述した第１及び第２のクランクシャフト構成部材３１ａ，３１ｂと重量軽減部材４０とによって構成されており、鋳造や鍛造等により成型された第１及び第２のクランクシャフト構成部材３１ａ，３１ｂの間の円柱状の空間に上記重量軽減部材４０を挟持して分割面ＰＰで合わせた後、溶着等により接合して製造することができる。
【００７９】
ここで、その重量軽減部材４０については、鋳造成型したものであってもよく、一旦外形を鍛造成型した後で重量軽減穴３６とピストン荷重支持部３７を後加工したものであってもよい。
【００８０】
このように、本実施例４のクランクシャフト３１においても、ピンジャーナル部３３側の剛性を確保しつつ軽量化が図れ、更に、その軽量化に伴ってカウンターウェイト３５も軽量化することができるので、剛性を低下させることなく重量を大幅に軽減することができる。そして、これが為、内燃機関の高回転化や高出力化，燃料消費率の低減等の種々の効果を奏することができる。
【００８１】
更に、この本実施例４のクランクシャフト３１は、重量軽減穴３６とピストン荷重支持部３７とを上述した重量軽減部材４０で別途構成しているので、その重量軽減部材４０を円柱状の空間へと配置する際にピストン荷重支持部３７の延設方向（突っ張り方向）を任意に設定することができる。これが為、その延設方向を最大のピストン荷重が掛かるピストン荷重入力方向に合わせた最適な位置に設定することができる。
【００８２】
また、この本実施例４のクランクシャフト３１は、第１及び第２のクランクシャフト構成部材３１ａ，３１ｂと重量軽減部材４０とによって構成しているので、鋳造であるか鍛造であるかに拘わらず重量軽減穴３６とピストン荷重支持部３７を設けることができ、更に、例えばピストン荷重入力方向の異なる内燃機関同士で第１クランクシャフト構成部材３１ａや重量軽減部材４０を共用することもできるので、生産性の向上と製造原価の上昇の抑制をも図ることができる。
【００８３】
尚、本実施例４にあってはピストン荷重支持部３７を１つ設けた重量軽減部材４０について例示したが、前述した実施例２と同様に、その重量軽減部材４０に複数のピストン荷重支持部３７を設けてもよい。また、その重量軽減部材４０は、その重量軽減穴の断面形状が必ずしも円形である必要はない。更にまた、その重量軽減部材４０は、前述した実施例３と同様の２つの三角トラス形状の重量軽減穴を有するものであってもよい。
【００８４】
更に、第１クランクシャフト構成部材３１ａと第２クランクシャフト構成部材３１ｂとは、実施例３と同様に左右の分割構造にしてもよい。
【００８５】
ここで、本実施例４の重量軽減部材４０は、その中心軸で例えば油圧アクチュエータや電動モータ等を駆動源として回転し得るよう構成してもよい。これによれば、例えば、様々なピストン荷重入力方向に合わせてピストン荷重支持部３７の延設方向又は三角トラス形状の頂点位置を移動させることができるので、より好適に剛性を確保することができる。
【００８６】
尚、上述した各実施例１〜４においてはピンジャーナル部３，１３，２３，３３にのみ中空の重量軽減穴６，１６，２６，３６を設けたものとして例示しているが、メインジャーナル部２，１２，２２，３２にも同様の中空の重量軽減穴を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
以上のように、本発明に係るクランクシャフトは、その製造方法が鋳造であるか鍛造であるかに拘わらず重量軽減穴を設けることが可能な技術として有用であり、特に、剛性を確保しつつ重量の軽減を図るのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係るクランクシャフトの実施例１の構成を示す側面図である。
【図２】図１に示すＩ−Ｉ線で切った断面図である。
【図３】図１に示すII−II線で切った断面図である。
【図４】図１に示すIII−III線で切った断面図である。
【図５】本発明に係るクランクシャフトの実施例２の構成を示す側面図である。
【図６】図５に示すＩ−Ｉ線で切った断面図である。
【図７】図５に示すII−II線で切った断面図である。
【図８】図５に示すIII−III線で切った断面図である。
【図９】図５に示すIV−IV線で切った断面図である。
【図１０】図５に示すＶ−Ｖ線で切った断面図である。
【図１１】本発明に係るクランクシャフトの実施例３の構成を示す側面図である。
【図１２】図１１に示すＩ−Ｉ線で切った断面図である。
【図１３】本発明に係るクランクシャフトの実施例４の構成を示す側面図である。
【図１４】図１３に示すＩ−Ｉ線で切った断面図である。
【図１５】図１３に示すII−II線で切った断面図である。
【図１６】図１３に示すIII−III線で切った断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１，１１，２１，３１  クランクシャフト
１ａ，１１ａ，２１ａ，３１ａ  第１クランクシャフト構成部材
１ｂ，１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ  第２クランクシャフト構成部材
２，１２，２２，３２  メインジャーナル部
３，１３，２３，３３  ピンジャーナル部
５，１５，２５，３５  カウンターウェイト
６，１６，３６  重量軽減穴
６ａ，１６ａ  第１溝部
６ｂ，１６ｂ  第２溝部
７，１７Ａ，１７Ｂ，３７  ピストン荷重支持部
７ａ，１７Ａ1，１７Ｂ1  第１リブ
７ｂ，１７Ａ2，１７Ｂ2  第２リブ
２６Ａ  第１重量軽減穴
２６Ｂ  第２重量軽減穴
３１ａ1，３１ｂ1  溝部
４０  重量軽減部材
ＰＰ  分割面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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