(57)【要約】【課題】バランサーと一体のアームのさらなる軽量化を実現した自動車エンジン用のクランクシャフトを提供する。【解決手段】本考案の自動車エンジン用クランクシャフトは、中空軸状のジャーナル１５及びピン１４と、バランサー１１が一体に形成されたアーム１０とが、それぞれ個別に製作され、ジャーナル１５とピン１４にリング状の軸受が夫々組み込まれた構造を有する。そして、アーム１０は、ジャーナル１５をピン１４の真上に位置させたとき、バランサーが１１、ジャーナル１５の軸心を中心とした円弧で、ジャーナル１５の水平方向の中心線付近を基端とした扇状に形成され、その外縁部１１ａを厚肉に形成するとともにジャーナル１５寄りを薄肉として凹部１１ｂを形成し、アーム１０の下端部は、上記円弧の円に内接する形状とした。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
リング状の軸受を外嵌した中空軸状のジャーナルとピンを、バランサーが一体に形成されたアームに固着した構造を有する自動車エンジン用のクランクシャフトにおいて、該アームは、ジャーナルをピンの真上に位置させたとき、バランサーが、ジャーナルの軸心を中心とした円弧で、ジャーナルの水平方向の中心線付近を基端とした扇状に形成され、その外縁部を厚肉に形成するとともにジャーナル寄りを薄肉に形成したことを特徴とする自動車エンジン用のクランクシャフト。
【請求項２】
前記アームの下端部は、前記ジャーナルの軸心を中心としたバランサーの外縁の円弧の円に内接することを特徴とする請求項１記載の自動車エンジン用のクランクシャフト。
【請求項３】
前記アームの下端部は、ピンの背面側部を斜めに削いだ形状としたことを特徴とする請求項１記載の自動車エンジン用のクランクシャフト。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、自動車エンジンに使用されるクランクシャフトに関するものである。  
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジン用のクランクシャフトは、往復運動を回転運動へ変えるための部品であり、ジャーナル（主軸）、コンロッドを介しピストンが接続されるピン、及びジャーナルとピンとを連結するアームと、アームと一体のバランサーとで構成される。
クランクシャフトは、エンジンの重要な部品であり、品質および耐久性は勿論、軽量であることが求められており、小型のものは鋳造で作られるものもあるが、一般には、ジャーナル、ピン、及びアームが一体化された鍛造型によって作られている。
【０００３】
この一体構造に作られるクランクシャフトは、ジャーナル及びピンに外装される軸受は、二分割構造にせざるを得ず、製作費が嵩み重量も増加するのみならず、軸と軸受との滑り面の摺動抵抗が増して走行性能や燃費の悪化を招き易いという問題がある。
そこで、出願人は、先に、ジャーナル、ピン、及びアームを別個に製作して、ジャーナルとピンにリング状の軸受を組み込んでから、アームに固設するようにしたクランクシャフトを開発している（特許文献１）。
【０００４】
このクランクシャフトは、図４に示すように、ジャーナル１及びピン２を中空軸状とし、軸端に連結軸４，５をそれぞれ延設している。そして、アーム３は、バランサーを一体に形成するとともに連結軸４，５が嵌合する円錐面に形成された嵌込用軸孔６，７を設けている。また、組み付けは、ジャーナル１とピン２にリング状の軸受を外挿した後、連結軸４，５を嵌込用軸孔６，７に焼きバメで固着している。
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１２９２７３号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、自動車エンジン用のクランクシャフトは、軽量化を図ることによって、エンジンの高回転化や高出力化，燃料消費率の低減等の効果があるので、僅かでも重量を軽減することが求められている。
また、アームは、ジャーナルの軸心を中心とする回転の外径寸法を小さくすることにより、エンジンそのものを小型にできるという効果が得られる。
特許文献１のクランクシャフトは、ジャーナル１及びピン２を中空軸状とするとともにアームを型鍛造で精度よく作ることにより、軽量化を図るとともに、品質のよいものとしているが、さらなる軽量化が望まれている。
【０００７】
そこで、本考案は、バランサーと一体のアームのさらなる軽量化を実現した自動車エンジン用のクランクシャフトを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案の自動車エンジン用のクランクシャフトは、上記の目的を達成するため、次の手段を採った。すなわち、リング状の軸受を外嵌した中空軸状のジャーナルとピンを、バランサーが一体に形成されたアームに固着した構造を有する自動車エンジン用のクランクシャフトにおいて、該アームは、ジャーナルをピンの真上に位置させたとき、バランサーが、ジャーナルの軸心を中心とした円弧で、ジャーナルの水平方向の中心線付近を基端とした扇状に形成され、その外縁部を厚肉に形成するとともにジャーナル寄りを薄肉に形成したことを特徴としている。
【０００９】
本考案は、ジャーナル、ピン、およびアームを個別に製作し、これらを固着して作られるクランクシャフトに適用される。ジャーナルおよびピンは、パイプ材から製作するとよい。また、アームは、熱間鍛造後、直ちに圧印加工を施したうえ、トリミング加工を行って寸法精度の高いものとし、工作機械による切削加工を極力なくするのが望ましい。
【００１０】
アームは全体の大きさをジャーナルの軸心を中心とする一定の円内に収まるように設定し（請求項２）、一定の円は、できるだけ小さなものとするのが望ましい。このためには、バランサーの外縁部を厚肉とするとともに、ジャーナル寄りを薄肉に形成して、バランサーの重心位置をジャーナルの軸心から、できるだけ離れるようにする。これにより、回転時の遠心力を大きくできるので、その分径を小さくできる。なお、厚肉から薄肉へは応力の集中を防止するため、連続した曲面または傾斜とするのがよい。
【００１１】
ところで、バランサーはクランクシャフトの回転バランスを保つためのものであり、その重量は、ピン側の部材の重量とつり合うように設定されるので、ピンおよびピン寄りのアームの重量を小さくするほど、バランサーの重量も軽減できる。
このため、ピンを中空にする他、請求項３に記載のように、ピンの背面側部のアームを斜めに削いだ形状にするとよい。
【考案の効果】
【００１２】
本考案による自動車エンジン用のクランクシャフトは、アームが、ジャーナルをピンの真上に位置させたとき、バランサーが、ジャーナルの軸心を中心とした円弧で、ジャーナルの水平方向の中心線付近を基端とした扇状に形成され、その外縁部を厚肉に形成するとともにジャーナル寄りを薄肉に形成したので、バランサーの重心位置がジャーナルの軸心からより離れることになり、バランサーの重量を軽減できる。また、ジャーナルの軸心を中心とする外径を小さくすることができる。
【００１３】
また、アームの下端部をジャーナルの軸心を中心としたバランサーの円弧の円に内接するように形状を設定する（請求項２）と、コンパクトでバランスのよいものにできる。
また、アームのピン固設部の背面部を斜めに削いだ形状（請求項３）とすれば、対応してバランサーの重量も軽減できるので、アームの重量をさらに軽減できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本考案のクランクシャフトの実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。  図１は、本考案によるクランクシャフトの模式的な構成を示した、正面図であり、図２および図３は、アームの正面図および側面図である。
クランクシャフトは、図１に示すように、ジャーナル（主軸）１５と、ピン１４とを、バランサー部分１１を一体にしたアーム１０を介して夫々の軸線を段違い状に配置して固着して組み立てられている。なお、組み立てに際しては、リング状の軸受をジャーナル１５およびピン１４に予め外嵌している。
ジャーナル１５、およびピン１４は、鋼管を機械加工して製作しており、簡便に製作できる。
【００１５】
アーム１０は、図２、３に示すように、アーム体１０ａとバランサー１１とが、一体に形成され、ジャーナル１５に対してピン１４を下方に位置させ、上部にバランサー１１を位置させたとき、ほぼ、日本髪を結った女性の顔のごとき形状としている。
全体の大きさは、ジャーナル１５の軸心を中心としたＲ（１５０ｍｍ）の円に収まる大きさであり、厚さは１６ｍｍである。
【００１６】
バランサー１１は、略１５０度の扇状に形成され、扇状の基端はジャーナル１５の水平方向の中心線上にある。そして、扇状の外縁部１１ａは、断面が略１６ｍｍ角に形成され、その内側（ジャーナル１５寄り）は、表裏とも凹んだ５ｍｍの薄肉に形成され、凹部１１ｂを形成している。なお、凹部１１ｂは、外縁部１１ａからは略３０度の傾斜で接続されている。
【００１７】
アーム体１０ａは、ピン１４の中心から半径３０ｍｍの円弧と前記扇状のバランサー１１の基端へ曲線で結んだ形状としており、下端部はバランサー１１の外縁部１１ａの円弧の１５０ｍｍの円に内接している。
そして、裏面（ピン１４の背中側）の下端部１０ｄは、軽量化するため、２０ｍｍほど斜めに削った形状としている。
そして、ジャーナル１５とピン１４が固設される面は３．５ｍｍほど厚みを持ったボス部１０ｂ、１０ｃが形成されている。なお、ジャーナル１５は、図２において裏面側に固設される。
【００１８】
なお、バランサー１１の上端部、上端の前面部、左右端部には、ボス１１ｃ、１１ｄ、１１ｅが、また、アーム体１０ａの左右端にはボス１０ｅが付設されているが、これは、潤滑用オイル通路や、識別などの刻印を打刻するためのものである。
アーム１０は、熱間鍛造後、直ちに密閉型に納めてプレスする圧印加工を施したうえ、トリミング加工を行って作っている。これによれば、型の形成面の凹凸形状を、能率的に正確に転写できるので、寸法精度の高いものができる。
ジャーナル１５及びピン１４は、リング状の軸受（図示略）を、その軸端から外挿させてから、それぞれ、ボス１０ｂ、１０ｃへ嵌合して溶着する。
【００１９】
なお、上記の実施の形態の説明では、考案の内容がよく解るように、アームについて具体的な寸法を示して説明したが、本考案は、この寸法に限定されるものでないことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本考案の自動車エンジン用のクランクシャフトの実施の形態を示す、部分正面図である。
【図２】同、アームの詳細を示す正面図である。
【図３】同、側面図である。
【図４】従来のクランクシャフトを示す部分正面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  ジャーナル
２  ピン
３  アーム
４，５  連結軸
６，７  嵌込用軸孔
１０  アーム
１０ａ  アーム体
１０ｂ、１０ｃ  ボス部
１０ｄ  下端部
１０ｅ  ボス
１１  バランサー
１１ａ  外縁部
１１ｂ  凹部
１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ  ボス
１４  ピン
１５  ジャーナル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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