专利名称：汽车发动机用曲轴的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车发动机所使用的曲轴。
背景技术：
汽车发动机用曲轴是用于将往复运动转换为旋转运动的部件，包括 主轴颈、通过连杆连4妄活塞的连杆轴颈、连接该主轴颈和该连杆轴颈的曲 柄臂、和与该曲柄臂成一体的平衡块。曲轴是发动机的重要部件，不仅对 质量及耐用性有要求，而且要求重量轻，小型曲轴虽然也通过铸造来制造， 但一般利用将主轴颈、连杆轴颈和曲柄臂制成一体的锻模来制造。
在制成一体结构的曲轴中，外装在主轴颈及连杆轴颈上的轴承不得不 采用分成两部分的结构，不仅制作成本高且重量也增加，而且轴和轴承之 间的滑动面的滑动阻力增大，因而存在易招致走行性能恶化、燃料费增加 的问题。因此，申请人研发出一种曲轴(专利文献1),其中，先单独制造 主轴颈、连杆轴颈及曲柄臂，并且在将环状轴承组装到主轴颈和连杆轴颈 上之后，将它们固定安置在曲柄臂上。
如图4所示，该曲轴的主轴颈1和连杆轴颈2被制成中空轴状，在轴 端分别延伸设有连接轴4、 5。此外，在曲柄臂3与平衡块一体形成的同时， 曲柄臂上设有嵌入用轴孔6、 7，所述轴孔形成有与连接轴4、 5相嵌合的 圓锥面。此外，组装过程如下在将环状轴承外插在主轴颈1和连杆轴颈 2上之后，通过热嵌配合方式将连接轴4、 5紧固到嵌入用轴孔6、 7中。
专利文献1为实用新型授权第3129273号公报。
发明内容
但是，在汽车发动机用曲轴中，因为重量减轻而产生发动机转速高、 输出高、燃料成本降低等效果，所以即使微小，也要求减轻重量。此外， 通过缩小曲柄臂的以主轴颈轴心为中心旋转的外径尺寸，能够得到可实现 发动机本身小型化的效果。专利文献1的曲轴是一种通过使主轴颈1和连杆轴颈2成中空轴状且利用模锻来高精度制造曲柄臂而在实现轻量化的同
时获得优良品质的产品，但是，人们期望进一步减轻重量。
因此，本发明的目的是提供一种汽车发动机用曲轴，其实现与平衡块 为一体的曲柄臂的进一步轻量化。
为了实现上述目的，本发明的汽车发动机用曲轴采用下述手段。即， 一种汽车发动机用曲轴具有下述结构，外嵌有环状轴承的中空轴状的主轴 颈和连杆轴颈被紧固在一体形成有平衡块的曲柄臂上，其特征是，曲柄臂 的平衡块被制成下述扇形，在主轴颈位于连杆轴颈的正上方时，平衡块是 以主轴颈轴心为中心的圆弧并以主轴颈的水平方向的中心线附近作为基 端，平衡块的外缘部制成厚壁并且靠主轴颈侧制成薄壁。
本发明被应用于单独制造主轴颈、连杆轴颈及曲柄臂并将它们紧固的 曲轴。主轴颈和连杆轴颈利用管材来制作即可。此外，在热锻之后，立即 对曲柄臂进行冲压加工，在此基础上进行整缘加工，制成尺寸精度高的产 品，优选的是，极力消除用机床进行的切削加工。
曲柄臂的整体大小被设定成能容纳在以主轴颈轴心为中心的一定的
圓中(技术方案2),该圆优选为尽量小的圆。为此，平衡块的外缘部制成 厚壁并且靠主轴颈侧制成薄壁，从而使平衡块的重心位置尽量远离主轴颈 轴心。这样一来，由于能够增大旋转时的离心力，所以能相应缩小直径。 另外，为了从厚壁至薄壁范围防止应力集中，优选形成连续的曲面或斜面。 不过，平衡块是用于确保曲轴旋转平衡的构件，平衡块的重量被设定 成与连杆轴颈侧的部件的重量相平衡，所以，连杆轴颈以及靠连杆轴颈侧
的曲柄臂的重量越轻，就越能减轻平衡块的重量。
因此，除了将连杆轴颈制成中空之外，优选如技术方案3所述，将连 杆轴颈的背面侧部的曲柄臂制成斜削的形状。
发明效果
在根据本发明的汽车发动机用曲轴中，因为曲柄臂的平衡块被制成下 述扇形，即当主轴颈位于连杆轴颈的正上方时，平衡块是以主轴颈轴心为 中心的圆弧且以主轴颈的水平方向的中心线附近作为基端，平衡块的外缘 部制成厚壁并且靠主轴颈侧制成薄壁，所以，平衡块的重心位置更远离主 轴颈轴心，能够减轻平衡块的重量。此外，能够缩小以主轴颈轴心为中心 的外径。
此外，如果设定能使曲柄臂下端部与以主轴颈轴心为中心的平衡块圓弧的圆相内切的形状(技术方案2)，则能够实现结构紧凑且平衡良好的产 品。而且，如果采用斜削去曲柄臂的连杆轴颈固定设置部的背面部的形状 (技术方案3)，则也能相应减轻平衡块的重量，进而能够进一步减轻曲柄 臂的重量。
图2是详细地表示曲柄臂的主视图。 图3是详细地表示曲柄臂的侧视图。 图4是表示现有技术的曲轴的局部主视图。
附图标记说明
l-主轴颈；2-连杆轴颈；3-曲柄臂；4、 5-连接轴；6、 7 -嵌入用轴 孑L; 10-曲柄臂；10a-曲柄臂体；10b、 10c-轴套；10d-下端部；10e -凸起；11 —平4釺块；lla-外缘部；lib—凹部；llc、 lld、 lie—凸起； 14-连杆轴颈；15-主轴颈。
具体实施例方式
以下，依据图l至图3来说明本发明曲轴的实施方式。图l是表示根 据本发明的曲轴的示意结构的主视图，而图2和图3是曲柄臂的主视图和 侧视图。图1所示，如此组装曲轴将主轴颈15和连杆轴颈14按照各自 的轴线高低落错的方式通过曲柄臂IO来紧固，其中曲柄臂IO与平衡块11 成为一体。另外，在组装时，将环状轴承预先外嵌在主轴颈15和连杆轴 颈14上。主轴颈15和连杆轴颈14通过对钢管进行^I4成加工来制造，能 够简单制作。
如图2和图3所示，曲柄臂10 —体地形成有曲柄臂体10a和平tf块 11，并且在使连杆轴颈14相对主轴颈15位于下方且^f吏平tf块11位于上 部时，形成大致如同结了日本发髫的女性的脸的形状。整体大小是容纳到 以主轴颈15的轴心为中心的直径为R(150mm)的圆中的大小，厚度为 16mm。
平衡块ll形成大致为150度的扇形，扇形的基端位于主轴颈15的水 平方向的中心线上。而且，扇形的外缘部lla的截面被制成大致16mm厚 的角，其内侧(靠主轴颈15侧)被制成内外皆凹陷的5mm的薄壁，由此形成凹部llb。另外，凹部llb从外缘部lla起以大致30。的倾斜角度相接。 曲柄臂体10a成这样的形状，即/人连杆轴颈14的中心起半径为30mm 的圓弧和连至上述扇形平衡块11的基端的曲线所连成的形状，下端部与 平衡块11的外缘部lla的圆弧的150mm圆相内切。而且为了减轻重量， 背面(连杆轴颈14的后背部)的下端部10d形成削掉20mm左右的斜面形 状。而且在固定安置主轴颈15和连杆轴颈14的面上，形成具有3.5mm左 右厚度的轴套10b、 10c。另外在图2中，主轴颈15固定设置在背面侧。
另外，在平衡块11的上端、上端的前表面部、左右端面上，附加i殳 有凸起llc、 lld、 lle，而且在曲柄臂体10a的左右端面，附加设有凸起 10e,这些凸起用于印刻润滑油通路、以及识别等标记。曲柄臂10通过下 述方式制造在热锻之后，立即容纳在密闭模具中进行施压的沖压加工， 在此基础上进行整缘加工。这样一来，由于能够有效正确地进行模具成形 面的凹凸形状的转印，所以能够得到精度尺寸高的产品。在将环状轴承(省 略图示)从其轴端外插装上以后，主轴颈15和连杆轴颈14分别嵌合和焊接 到轴套10b、 10c上。
另外，在上述实施方式的说明中，为了易于理解发明内容起见，对曲 柄臂示出具体尺寸地加以说明，但不言而喻的是，本发明并不限于该尺寸。
权利要求
1.一种汽车发动机用曲轴，具有下述结构，外嵌有环状轴承的中空轴状的主轴颈和连杆轴颈被紧固在一体形成有平衡块的曲柄臂上，其特征是，所述曲柄臂的平衡块被制成如下扇形，在所述主轴颈位于所述连杆轴颈的正上方时，所述平衡块是以所述主轴颈的轴心为中心的圆弧并且以所述主轴颈的水平方向的中心线附近作为基端，所述平衡块的外缘部制成厚壁并且靠主轴颈侧制成薄壁。
2. 根据权利要求1所述的汽车发动机用曲轴，其特征是，所述曲柄臂的下端部与所述平衡块的、以所述主轴颈的轴心为中心的外缘圆弧的圆内切。
3. 根据权利要求1所述的汽车发动机用曲轴，其特征是，所述曲柄臂的下端部成斜削去所述连杆轴颈的背面侧部的形状。
全文摘要
本发明提供一种实现与平衡块一体的曲柄臂的进一步轻量化的汽车发动机用曲轴。本发明的汽车发动机用曲轴的结构如下分别单独制作中空轴状的主轴颈(15)、连杆轴颈(14)、一体形成有平衡块(11)的曲柄臂(10)，在中空轴状的主轴颈(15)和连杆轴颈(14)上，分别安装有环状轴承。而且，曲柄臂(10)的平衡块(11)形成如下扇形，在主轴颈(15)位于连杆轴颈(14)的正上方时，平衡块是以主轴颈(15)的轴心为中心的圆弧并以主轴颈(15)的水平方向的中心线附近作为基端，扇形的外缘部(11a)制成厚壁且靠主轴颈(15)侧制成薄壁，由此形成凹部(11b)，曲柄臂(10)的下端部成与该圆弧的圆相内切的形状。
文档编号F16C3/20GK101680476SQ20078005268
公开日2010年3月24日 申请日期2007年8月7日 优先权日2007年4月26日
发明者近藤吉春 申请人:株式会社近藤工作所