(57)【要約】【課題】分割ピースを相互に締結する塑性締結部を抜けに対して強くすること。【解決手段】組立式クランクシャフト１は、複数の分割ピース２Ａ〜２Ｉを塑性締結部３にて互いに組み付けて一体に組み立てられる。塑性締結部３は、隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｉの一方に形成された組穴部８と、他方に形成された組軸部６とを含み、組穴部８に組軸部６を圧入して組み付けることにより塑性締結される。各分割ピース２Ａ〜２Ｉには、組軸部６の内部にわたって油穴１０，１１が形成される。隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｉの油穴１０，１１の間を連通させるために、組穴部８と組軸部６を貫通して連通孔１４，１５が形成される。連通孔１４，１５には、中空ピン１６，１７が差し込まれる。隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｉの油穴１０，１１の間は、中空ピン１６，１７の中空１６ａ，１７ａ及び横孔１６ｂ，１７ｂを介して連通する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割ピースを塑性締結部にて互いに組み付けて一体に組み立ててなる組立式クランクシャフトであって、
前記塑性締結部は、隣り合う分割ピースの一方に形成された組穴部と、前記隣り合う分割ピースの他方に形成された組軸部とを含み、前記組穴部に前記組軸部を圧入して組み付けることにより塑性締結されることと、
前記分割ピースのそれぞれにて前記組軸部の内部にわたって形成された油穴と、
前記隣り合う分割ピースの前記油穴の間を連通させるために前記塑性締結部の前記組穴部及び前記組軸部を貫通して形成された連通孔と、
前記連通孔に差し込まれた中空ピンと、
前記中空ピンの外周に形成された横孔と
を備え、前記隣り合う分割ピースの前記油穴の間を前記中空ピンの中空及び前記横孔を介して連通させたことを特徴とする組立式クランクシャフト。
【請求項２】
前記連通孔は、前記油穴に対して直角に交わることを特徴とする請求項１に記載の組立式クランクシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンのクランクシャフトに係り、詳しくは、複数の分割ピースを一体に組み立ててなる組立式クランクシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載されるクランクシャフトが挙げられる。このクランクシャフトは、連接棒支持軸、クランク頚軸、基本頚軸及び主支持頚軸が塑性締結部にて互いに嵌合により組み付けられて構成される。クランクシャフトの内部には、一体型のクランクシャフトと同様の潤滑油を流す油穴が形成されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第２８０７７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載のクランクシャフトでは、複数の分割ピースが塑性締結部にて嵌合により組み付けられるだけなので、この塑性締結部の強度不足が問題となる。すなわち、エンジンの運転時にピストンの運動力がクランクシャフトに作用すると、塑性締結部の嵌合が抜ける方向に力がかかり、塑性締結部が抜けに対して弱いものとなっていた。
【０００５】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、分割ピースを相互に締結する塑性締結部を抜けに対して強くすることを可能とした組立式クランクシャフトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の分割ピースを塑性締結部にて互いに組み付けて一体に組み立ててなる組立式クランクシャフトであって、塑性締結部は、隣り合う分割ピースの一方に形成された組穴部と、隣り合う分割ピースの他方に形成された組軸部とを含み、組穴部に組軸部を圧入して組み付けることにより塑性締結されることと、分割ピースのそれぞれにて組軸部の内部にわたって形成された油穴と、隣り合う分割ピースの油穴の間を連通させるために塑性締結部の組穴部及び組軸部を貫通して形成された連通孔と、連通孔に差し込まれた中空ピンと、中空ピンの外周に形成された横孔とを備え、隣り合う分割ピースの油穴の間を中空ピンの中空及び横孔を介して連通させたことを趣旨とする。
【０００７】
上記発明の構成によれば、塑性締結部の組穴部と組軸部を貫通して連通孔が形成され、その連通孔に中空ピンが差し込まれるので、中空ピンが抜け止めとして機能することとなり、組穴部からの組軸部の抜けが抑えられる。また、隣り合う分割ピースの油穴の間は、中空ピンの中空及び横孔を介して互いに連通するので、全ての分割ピースの油穴が相互に通じ合う。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、連通孔は、油穴に対して直角に交わることを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、油穴に対して連通孔を斜めに加工しないので、加工によるバリの発生が抑えられる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、分割ピースを相互に締結する塑性締結部を抜けに対して強くすることができ、これによって塑性締結部の締結強度を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、エンジンでの使用時にバリ異物による組立式クランクシャフトの焼き付きを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の組立式クランクシャフトを具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。この実施形態では、本発明を４気筒エンジン用の組立式クランクシャフトに具体化して説明する。
【００１３】
図１に、本実施形態の組立式クランクシャフト１を側面図により示す。この組立式クランクシャフト１は、９個の分割ピース２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈ，２Ｉを塑性締結部３にて互いに組み付けて一体に組み立てることで構成される。図１において、左側から第１分割ピース２Ａ、第３分割ピース２Ｃ、第５分割ピース２Ｅ及び第７分割ピース２Ｇは、互いに同一形状をなし、厚板状のカウンタウェイト部４と、円柱状のジャーナル部５とを備える。ジャーナル部５はカウンタウェイト部４のほぼ中央部に対応して配置される。ジャーナル部５の先端中央には、組軸部６が突設される。組軸部６の外周には、セレーション７が形成される。セレーション７は、組軸部６の軸線方向に延び、交互に並ぶ山部と谷部より構成される。カウンタウェイト４の片端寄り位置には、組穴部８が形成される。
【００１４】
図１において、左側から第２分割ピース２Ｂ、第４分割ピース２Ｄ、第６分割ピース２Ｆ及び第８分割ピース２Ｈは、互いに同一形状をなし、厚板状のカウンタウェイト部４と、ピン部２０とを備える。ピン部２０はカウンタウェイト部４の片端寄り位置に対応して配置される。ピン部２０の先端中央には組軸部６が突設される。組軸部６の外周には、上記と同様にセレーション（図示略）が形成される。カウンタウェイト部４の中央部には、組穴部８が形成される。
【００１５】
図１において、右端の第９分割ピース２Ｉは、唯一他の分割ピース２Ａ〜２Ｈと異なる形状を有する。第９分割ピース２Ｉは、ジャーナル部５と、ジャーナル部５の先端中央に形成された組軸部６と、ジャーナル部５の他端に形成されたフランジ部９とを備える。組軸部６の外周には、上記と同様にセレーション（図示略）が形成される。
【００１６】
この実施形態において、各塑性締結部３は、それぞれ隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｈの一方に形成された組穴部８と、隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｉの他方に形成された組軸部６とを含む。各塑性締結部３は、それぞれ組穴部８に組軸部６を圧入して組み付けることにより塑性締結されている。
【００１７】
図２，３に、一例として、第１分割ピース２Ａと第２分割ピース２Ｂの組み付け工程を側面図により示す。両分割ピース２Ａ，２Ｂの組み付けは、第１分割ピース２Ａの組穴部８に第２分割ピース２Ｂの組軸部６を圧入することにより行われる。この圧入時に、組穴部８の内壁の肉が、組軸部６のセレーション７の山部により押し縮められ、セレーション７の谷部に入り込む。このように組穴部８の内壁の肉を塑性流動により変形させ、組軸部６のセレーション７に係合させることにより、組穴部８と組軸部６を強固に塑性締結させるようになっている。第３分割ピース２Ｃ〜第９分割ピース２Ｉの組み付けについても、上記と同様である。
【００１８】
この組立式クランクシャフト１は、各ジャーナル部５及び各ピン部２０に潤滑油を供給するための油通路を有する。図４に、組み付け直後の第１〜第３の分割ピース２Ａ〜２Ｃを断面図により示す。各分割ピース２Ａ〜２Ｃのそれぞれには、組軸部６とジャーナル部５又はピン部２０の内部にわたって油穴１０，１１が予め形成される。各油穴１０，１１の一端は閉塞し、他端は外部へ開口している。この開口部分は埋栓１２により封鎖されている。各ジャーナル部５及び各ピン部２０には、油穴１０，１１から分岐する分岐穴１３が形成される。油穴１０，１１に供給される潤滑油は、分岐穴１３を通じてジャーナル部５及びピン部２０の外周に供給される。隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｃの油穴１０，１１の間を互いに連通させるために、各分割ピース２Ａ〜２Ｃのカウンタウェイト部４には、塑性締結部３の組穴部８及び組軸部６を貫通する連通孔１４，１５が形成される。各連通孔１４，１５は、カウンタウェイト部４に形成された孔と、組軸部６に形成された孔とを一直線上に整合させることで構成される。各連通孔１４，１５は、各油穴１０，１１に対して直角に交わるように形成される。
【００１９】
この実施形態では、各連通孔１４，１５に中空ピンが配置される。図５に、各連通孔１４，１５に中空ピン１６，１７を配置した状態につき、第１〜第３の分割ピース２Ａ〜２Ｃを断面図により示す。各連通孔１４，１５には、中空ピン１６，１７が、カウンタウェイト部４の外側から差し込まれて配置される。すなわち、第１及び第２の分割ピース２Ａ，２Ｂの間の連通孔１４には、第１中空ピン１６が差し込まれて配置され、第２及び第３の分割ピース２Ｂ，２Ｃの間の連通孔１５には、第２中空ピン１７が差し込まれて配置される。一例として、図６に、第１中空ピン１６を斜視図により示す。図５，６に示すように、各中空ピン１６，１７は、中空１６ａ，１７ａを有し、各中空ピン１６，１７の外周には、中空１６ａ，１７ａに連通する横孔１６ｂ，１７ｂが形成される。中空１６ａ，１７ａは、中空ピン１６，１７の両端に開口する。横孔１６ｂ，１７ｂは、中空ピン１６，１７が連通孔１４，１５に配置された状態で、対応する油穴１０，１１の中に開口するように位置設定される。これにより、図５に示すように、隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｃの油穴１０，１１の間が、各中空ピン１６，１７の中空１６ａ，１７ａ及び横孔１６ｂ，１７ｂを介して互いに連通している。各中空ピン１６，１７のうち、外部に開口する開口部分は、埋栓１８により閉鎖されている。その他の第３〜第９の分割ピース２Ｃ〜２Ｉについても、油穴、連通孔及び中空ピンに関する構成については、上記と同様であり、説明を省略する。
【００２０】
なお、各分割ピース２Ａ〜２Ｉには、一例として、適量のカーボンを含有するＳ４５ＣやＳ３５Ｃ等の鍛造成形品を使用することができる。また、中空ピン１６，１７には、一例として、硬度の高いＳ４５ＣやＳ３５Ｃ等の焼き入れ品を使用することができる。
【００２１】
以上説明したこの実施形態の組立式クランクシャフト１の構成によれば、各分割ピース２Ａ〜２Ｉが、外周にセレーション７を有する組軸部６と組穴部８からなる塑性締結部３により締結されるので、各塑性締結部３の捩り荷重に対する締結強度を向上させることができる。加えて、各塑性締結部３の組穴部８と組軸部６を貫通して連通孔１４，１５が形成され、その連通孔１４，１５に中空ピン１６，１７が差し込まれて配置される。従って、中空ピン１６，１７が抜け止めとして機能することとなり、組穴部８からの組軸部６の抜けが抑えられる。この結果、各分割ピース２Ａ〜２Ｉを相互に締結する塑性締結部３を抜けに対して強くすることができ、これによって塑性締結部３の締結強度を向上させることができる。このため、組立式クランクシャフト１がエンジンに使用された場合に、エンジンの運転時にピストンの運動力が組立式クランクシャフト１の各ジャーナル部５及び各ピン部２０に作用して、各塑性締結部３の締結が抜ける方向に力が加わっても、各塑性締結部３の強固な締結状態を保つことができる。
【００２２】
この実施形態では、隣り合う分割ピース２Ａ〜２Ｉの油穴１０，１１の間は、中空ピン１６，１７の中空１６ａ，１７ａ及び横孔１６ｂ，１７ｂを介して互いに連通する。従って、全ての分割ピース２Ａ〜２Ｉの油穴１０，１１が相互に通じ合うこととなり、全ての油穴１０，１１の間で潤滑油を行き渡らせることができる。この結果、各ジャーナル部５及び各ピン部２０に潤滑油を供給することができ、各ジャーナル部５及び各ピン部２０に要求される潤滑性能を確保することができる。
【００２３】
この実施形態では、連通孔１４，１５が、油穴１０，１１に対して直角に交わるように形成される。従って、油穴１０，１１に対して連通孔１４，１５を斜めに加工しないので、加工によるバリの発生が抑えられる。このため、組立式クランクシャフト１がエンジンに使用された場合に、バリ異物が潤滑油に混じってジャーナル部５及びピン部２０に流れることがなく、バリ異物によるジャーナル部５及びピン部２０の焼き付きを防止することができる。
【００２４】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
【００２５】
例えば、前記実施形態では、本発明を４気筒用エンジンのための組立式クランクシャフト１に具体化したが、本発明を４気筒以外の気筒数のエンジンのための組立式クランクシャフトに具体化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】組立式クランクシャフトを示す側面図。
【図２】第１分割ピースと第２分割ピースの組み付け工程を示す側面図。
【図３】第１分割ピースと第２分割ピースの組み付け工程を示す側面図。
【図４】組み付け直後の第１〜第３の分割ピースを示す断面図。
【図５】連通孔に中空ピンを配置した第１〜第３の分割ピースを示す断面図。
【図６】第１中空ピンを示す斜視図。
【符号の説明】
【００２７】
１    組立式クランクシャフト
２Ａ    第１分割ピース
２Ｂ    第２分割ピース
２Ｃ    第３分割ピース
２Ｄ    第４分割ピース
２Ｅ    第５分割ピース
２Ｆ    第６分割ピース
２Ｇ    第７分割ピース
２Ｈ    第８分割ピース
２Ｉ    第９分割ピース
３    塑性締結部
６    組軸部
８    組穴部
１０    油穴
１１    油穴
１４    連通孔
１５    連通孔
１６    第１中空ピン
１６ａ    中空
１６ｂ    横孔
１７    第２中空ピン
１７ａ    中空
１７ｂ    横孔
【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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