專利名稱：具有加強件的曲軸的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于將往復運動轉換為旋轉運動的中空型曲軸，更具體 的說，涉及一種通過在曲軸銷和曲軸軸頸的外表面上形成加強槽部分、然后 將不同種類的剛性金屬插入加強槽部分，然后熔化連接并將其澆鑄在一起制 作而成的中空型曲軸。與傳統的鍛造曲軸相比，本發明的曲軸具有抵抗彎曲載荷、剪切載荷以 及扭轉載荷的改進剛性，以便可以實現各種優點，如可以改進曲軸的一部分 的可靠性，安裝在鑄型處的連接金屬的快速冷卻結構的連接部分的鑄鐵(鑄 鋼以及球墨鑄鐵)結構可以變為致密，可以消除鑄件的表面缺陷，提高生產 率并降低生產成本。
背景技術：
總體上說，傳統的曲軸為重要的零件，其通過設置在曲軸箱中的主軸承 支撐，用于將在各個汽缸的動力沖程中產生的活塞的直線運動通過連桿轉變 為旋轉運動，從而將發動機的輸出傳遞到外部。該曲軸包括將曲軸軸頸與曲 軸銷連接的曲軸腹板；連接到曲軸的大端部分，用于將活塞的往復運動轉換 為旋轉運動的曲軸銷；以及設置在曲軸箱中，用于作為曲軸旋轉的中心軸工 作的曲軸軸頸。然而，傳統的鍛造型曲軸具有的缺點在于，因為當鑄造后，需要經過多 個鍛造步驟，所以加工過程復雜，因為鍛造后很難進行機加工，所以生產率 低且生產成本很高。其次，雖然曲軸可以由設計的球墨鑄鐵整體制作以改進其剛性，但是根 據這種方法，與鍛鋼相比，鑄鐵的剛性很低，而且其抗沖擊能力很弱，且在使用鑄鋼和球墨鑄鐵制作曲軸的情況下，由于在曲軸軸頸和曲軸銷處產生的 鑄造缺陷，所以次品率很高，并且很難進行表面熱處理以加強耐磨性能。因此，本申請者對曲軸進行了反復研究，結果發現可以制作出連接不同 金屬的曲軸，其可以將加強件連接到曲軸的外表面，從而簡化制作過程，并 提高剛性，最終完成本發明。發明內容因此，本發明考慮到現有技術中出現的上述問題，本發明的主要目的在 于提供一種通過在曲軸銷和曲軸軸頸的外表面上形成加強槽部分、然后將不 同種類的金屬插入加強槽部分作為外直徑件，然后熔化連接并將其澆鑄在一 起制作中空型曲軸，以便提高曲軸的剛性和耐摩性能。本發明的另一目的在于提供一種中空型曲軸，其中具有階梯形狀的傾斜 部分形成于加強槽部分的內側，其限定有具有外側部分窄而內側部分寬的傾 斜面的部分，以便加強件可以牢固地固定到曲軸，而不會與其分離。本發明的另一目的在于提供一種中空型曲軸，其中加強件的厚度相對于曲軸的整個外徑為4%到10%的比率。為了實現本發明的以上目的，根據本發明，提供一種在內燃發動機以及 往復型空氣壓縮機中使用的曲軸，其用于將直線運動轉變為往復運動，其包 括用于將曲軸軸頸連接到曲軸銷的曲軸腹板；連接到連桿的大端部分，用于 將活塞的往復運動轉換為旋轉運動的曲軸銷；以及設置在曲軸箱中，用于作 為旋轉運動的中心軸進行工作的曲軸軸頸，其中加強槽部分形成于曲軸銷和 曲軸軸頸的外表面上，傾斜部分以此方式形成于加強槽部分，以便從加強槽 部分的兩個側壁向內傾斜，并將由與曲軸的基本材料不同的金屬制作的加強 件插入、熔化連接并澆鑄在加強槽部分中。此外，根據本發明，傾斜部分形成階梯型部分，其具有外側部分窄而內側部分寬的傾斜表面，而加強件的厚度相對于曲軸銷的整個外徑為4%到12 %的比率。此外，在本發明中，加強件的內角部分加工為圓角以防止出現以前容易 出現的裂紋。
參照相應的附圖對本發明優選實施方式進行具體說明，將使本發明的以 上和其他目的以及優點變得更加清晰和容易理解，其中； 圖1是顯示本發明曲軸的透視圖； 圖2是顯示本發明曲軸的前截面視圖； 圖3是顯示本發明曲軸的截斷透視圖。
具體實施方式
在下文中，將參照附圖具體說明本發明的曲軸。圖1顯示了本發明曲軸的透視圖。如圖所示，本發明的曲軸A包括連 接到連桿的大端部分，用于將活塞的往復運動轉換為旋轉運動的曲軸銷1; 作為在曲軸箱中的旋轉運動的中心軸進行工作的曲軸軸頸2;以及用于將曲 軸軸頸2連接到曲軸銷1的曲軸腹板3。對于設置在曲軸A外側的加強件40，加強件40的曲軸銷1形成為圓形， 而曲軸腹板3形成為橢圓形，以便與曲軸銷1接合的加強件40的上部分和 中心的一部分顯示于外側，而因為其與曲軸腹板的內側接合，所以加強件40 的下部分并未顯示于外側。圖2顯示了本發明曲軸的前截面視圖。如圖2所示，管狀的中空件30 居中設置在內側，而加強件40在曲軸銷1和曲軸軸頸2的外部插入，在鑄 造曲軸A時，在曲軸銷1和曲軸軸頸2的內部形成中空部分31。在此情況下，加強件40的遠端彎曲以插入內部，以便加強件40不會從 其位置分離，而在其插入之前，加強件40的邊緣部分加工為圓角，以便在 通過澆鑄連接時不會在加強件40的尖角部分在熔化材料中生成枝晶結構。 在這點上，加強件40的厚度優選形成為曲軸銷1和曲軸軸頸2的厚度的4 Q/^到8。^，與它們的直徑成比例。此外，具有不同連接件的曲軸可以由球墨鑄鐵、鑄鋼、以及灰口鑄鐵制 作，然而，特別優選使用球墨鑄鐵或鑄鋼制作。同時，在如圖2所示點劃線表示的放大部分中，加強槽部分4形成在曲 軸A的外表面，以具有從內部到外部方向傾斜的傾斜表面，以便加強件40 可以連接到其中，并防止與其分離。結果，傾斜部分41形成為從加強槽部 分4的兩側壁向內傾斜，以便提供形成為在其內側寬而在其外側窄的傾斜表 面。圖3顯示了本發明曲軸的截斷透視圖。如圖所示，上油通孔形成于中心 的中空部分，且分離的蓋設置在形成于中空部分兩側的槽部分處。如上所述，在本發明的曲軸A中，具有較高剛性的加強件40連接到曲 軸銷1的外側，以形成曲軸的外徑，從而充分提高曲軸A的強度。在下文中， 將具體說明本發明曲軸的操作。總體上說，曲軸A設置在曲軸箱內，將由各個汽缸的動力沖程產生的活 塞的往復運動轉換為旋轉運動后傳遞到外部，并在吸氣、壓縮、爆炸和排氣 沖程時，將運動傳遞到活塞。因此，回顧曲軸的需求，其應該具有保持動力 和靜止平衡的平滑旋轉，具體地說，因為其在高速下經受大載荷和沖擊時旋 轉，所以其需要充分的剛性和大的耐摩性能以延長其耐用性。換言之，由于本發明的曲軸A在其外表面處與不同金屬連接，制作為使 得加強件40插在曲軸軸頸2的外側，所以，與由鑄鋼或球墨鑄鐵制作的曲 軸A相比，其具有更高的剛性和耐摩性能，與由鍛造制作的曲軸A相比，降低了其生產成本。除了在外表面具有連接的不同金屬的基本特征外，在外表面處具有連接不同金屬的本發明曲軸A起到用于將設置在鑄型中的連接金屬冷處理的作 用。此外，與由鑄鋼或球墨鑄鐵整體制作的曲軸相比，本發明的曲軸A構造 成容易對曲軸銷或曲軸軸頸進行表面熱處理。因此，雖然由鍛造制作的傳統曲軸因為較高的鑄型價格而具有產品資源 成本增加的缺點，其很難產生幾種少量的產品，且由于制造過程復雜而生產 成本很高，然而，根據在外表面具有熔化連接不同金屬的曲軸，可以生產幾 種少量的產品，以通過提高生產率，低成本制作高質量可靠性的曲軸。此外，根據本發明，如上所述，產品的穩定性可以通過防止不同金屬熔 化連接出現裂紋得到提高，具體地說，其提供的優點在于，根據選擇的加強 件的材料，當加強件通過壓緊配合結構連接到曲軸時，雖然其長時間使用， 但因為其可以保持長期的耐用性，所以可以產生好的產品。雖然已經參照具體的描述性實施方式說明了本發明，但該實施方式不會 限制本發明，本發明只由附屬權利要求進行限定。本領域技術人員可能在此 實施方式基礎上做出各種改變或變更而不會脫離由權利要求所限定的發明 保護范圍和主題精神。
權利要求
1. 一種在內燃發動機以及往復型空氣壓縮機中使用的中空型曲軸，該曲軸包括用于將曲軸軸頸連接到曲軸銷的曲軸腹板，該曲軸還包括加強槽部分(4)，該加強槽部分(4)形成于曲軸銷(1)和曲軸軸頸(2)的外表面上，并形成有從該加強槽部分(4)的兩個側壁向內傾斜的傾斜部分(41)，以及由與基本材料不同的金屬制作的加強件(40)，該加強件插入、熔化連接并澆鑄在加強槽部分(4)中。
2. 根據權利要求1所述的中空型曲軸，其中所述傾斜部分(41)形成為 階梯型部分，該部分具有外側部分窄、內側部分寬的傾斜表面。
3. 根據權利要求1或2所述的中空型曲軸，其中所述加強件(40)的厚 度相對于曲軸銷(1)的整個外徑為4%到12%的比率。
4. 根據權利要求3所述的中空型曲軸，其中所述加強件(40)的內角部 分加工為圓角。
全文摘要
本發明公開了一種在內燃發動機以及往復型空氣壓縮機中使用的中空型曲軸，包括用于將曲軸軸頸連接到曲軸銷的曲軸腹板，該曲軸包括加強槽部分(4)，形成于曲軸銷(1)和曲軸軸頸(2)外表面上，并形成有從其兩個側壁向內傾斜的傾斜部分(41)；以及由與基本材料不同的金屬制作的加強件(40)，該加強件插入、熔化連接并澆鑄在加強槽部分(4)中。
文檔編號F16C3/04GK101225850SQ20071014760
公開日2008年7月23日 申請日期2007年8月24日 優先權日2007年1月16日
發明者韓今泰 申請人:三英機械株式會社