曲轴的填充构件
阅读：1024发布：2020-06-16
专利汇可以提供曲轴的填充构件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种具有配置在 曲轴 臂的旋转方向的两侧的主体部、能够简单地组装在曲轴臂上的曲轴的填充构件。组装在具有曲轴臂(30)的曲轴(10A)上的填充构件(40)，该曲轴臂(30)形成有：臂部(31)，其沿曲轴轴颈(20)的径向延伸； 配重 部(32)，其向臂部的旋转方向的两侧展宽，填充构件(40)包括：嵌合构件(41)，其形成有两个主体部(43、43)；连结构件(45)，其安装在两个主体部上，通过将嵌合构件安装在曲轴臂的外表面(30a)侧，能够将两个主体部配置在臂部的旋转方向的两侧，连结构件在曲轴臂的内表面(30b)侧跨过臂部地安装在两个主体部上。，下面是曲轴的填充构件专利的具体信息内容。
1.一种曲轴的填充构件，其组装在具有曲轴臂的曲轴上，该曲轴臂形成有：
臂部，其沿曲轴轴颈的径向延伸，形成有与连杆相连结的连杆连结部；
配重部，其相对于上述曲轴轴颈的旋转中心配置在与上述连杆连结部相反的一侧，该配重部向上述臂部的旋转方向的两侧展宽，其特征在于，
该曲轴的填充构件包括：
嵌合构件，其在通孔的两侧形成有两个主体部；
连结构件，其安装于上述两个主体部，
通过将上述曲轴轴颈贯穿在上述通孔中，且将上述嵌合构件安装在上述曲轴臂的一侧表面侧，能够将上述两个主体部配置在上述臂部的旋转方向的两侧；
上述连结构件在上述曲轴臂的另一侧表面侧跨过上述臂部地安装于上述两个主体部；
利用上述嵌合构件和上述连结构件夹持上述曲轴臂。
2.根据权利要求1所述的曲轴的填充构件，其特征在于，
以跨过上述曲轴轴颈的旋转中心的方式配置上述连结构件。
3.根据权利要求1或2所述的曲轴的填充构件，其特征在于，
在上述两个主体部上突出设有卡定部；
在上述连结构件上形成有用于与上述两个卡定部的外周卡合的卡合部。
4.根据权利要求1所述的曲轴的填充构件，其特征在于，
在上述两个主体部上突出设有卡定部；
连结上述两个卡定部的中心位置的直线通过上述曲轴轴颈的旋转中心；
在上述连结构件上形成有与上述两个卡定部的外周卡合的卡合部。
5.根据权利要求3或4所述的曲轴的填充构件，其特征在于，
上述连结构件由线状体构成；
上述卡合部是通过使上述线状体的两端部弯曲而形成的。
6.根据权利要求3～5中任意一项所述的曲轴的填充构件，其特征在于，在上述卡定部的前端部形成有比基部的直径大的扩径部；
上述连结构件的上述卡合部与上述卡定部的基部的外周卡合。
曲轴的填充构件
技术领域
背景技术
[0003] 在曲轴室内收容有将活塞的往返运动转换成旋转运动的曲轴。在曲轴上形成有绕轴线旋转的曲轴轴颈、和沿曲轴轴颈的径向突出的曲轴臂。
[0005] 作为以往的曲轴，有如下结构，即，在臂部的旋转方向的两侧配置有主体部，曲轴臂和主体部呈圆板形状。详细而言，将形成有两个主体部的插入构件组装在曲轴臂上，利用环状构件包围曲轴臂和两个主体部的外周，从而将插入构件固定于曲轴臂(例如参照专利文献1)。
[0006] 在该结构中，通过将两个主体部配置在曲轴室内，从而缩小曲轴室内的容积，因此曲轴室内的混合气体的压缩比(一级压缩比)增大。因而，能够提高发动机的输出性能、加速性能，以及能够减少HC(碳氢化合物)等大气污染物质的排出(减少排放)。
[0007] 专利文献1：日本特许第4392224号公报
[0008] 发明要解决的问题
[0009] 在如上述以往的曲轴那样利用环状构件包围曲轴臂和两个主体部的外周的结构中，需要在曲轴臂和两个主体部的外侧表面上形成槽部，使环状构件进入到该槽部内，从而防止环状构件的错位。因而，存在需要加工曲轴臂且环状构件的安装作业变繁杂的问题。
发明内容
[0010] 本发明的目的在于解决上述问题，提供一种具有在曲轴臂的旋转方向的两侧配置的主体部、且能够简单地组装在曲轴臂上的曲轴的填充构件。
[0011] 用于解决问题的方案
[0012] 为了解决上述问题，本发明的填充构件组装在具有曲轴臂的曲轴上，该曲轴臂形成有：臂部，其沿曲轴轴颈的径向延伸，形成有与连杆相连结的连杆连结部；配重部，其相对于上述曲轴轴颈的旋转中心配置在与上述连杆连结部相反的一侧，该配重部向上述臂部的旋转方向的两侧展宽。上述填充构件包括：嵌合构件，其在通孔的两侧形成有两个主体部；连结构件，其安装于上述两个主体部。并且，通过将上述曲轴轴颈贯穿在上述通孔中，且将上述嵌合构件安装在上述曲轴臂的一侧表面侧，能够将上述两个主体部配置在上述臂部的旋转方向的两侧，上述连结构件在上述曲轴臂的另一侧表面侧跨过上述臂部地安装于上述两个主体部，利用上述嵌合构件和上述连结构件夹持上述曲轴臂。
[0013] 在该结构中，通过利用嵌合构件和连结构件夹持曲轴臂，能够将填充构件固定在曲轴臂上。这样，能够简化填充构件的结构以及安装作业，无需在曲轴臂上加工槽部、螺纹孔等，因此能够将填充构件简单地组装在曲轴臂上。
[0014] 另外，能够将连结构件配置在曲轴轴颈的旋转中心附近，能够在使曲轴旋转时，减小作用于连结构件的离心力，因此能够使连结构件小型化且形成为简单的形状。
[0015] 特别是，在以跨过上述曲轴轴颈的旋转中心的方式配置上述连结构件的情况下，能够有效减小作用于连结构件的离心力。
[0016] 另外，在使曲轴旋转时，作用于两个主体部的离心力欲使两个主体部相对于通孔向曲轴臂的一方侧翘曲。在本发明中，在曲轴臂的另一方侧，利用跨过臂部的连结构件连结两个主体部，因此能够防止两个主体部发生变形。
[0017] 另外，嵌合构件的原料没有限定，但优选使用比重轻、成形性优异的树脂材料，从而能够使填充构件轻型化，并且能够降低生产成本。
[0018] 在上述填充构件中，当在上述两个主体部上突出设有卡定部，在上述连结构件上形成有与上述两个卡定部的外周卡合的卡合部的情况下，通过将卡合部按压到卡定部的外周，能够将连结构件简单地安装于两个主体部。
[0019] 另外，在连结构件具有挠性的情况下，通过使连结构件挠曲，易于将卡合部按压到卡定部的外周。
[0020] 另外，在连结上述两个卡定部的中心位置的直线通过上述曲轴轴颈的旋转中心的情况下，在将连结构件安装到两个主体部上时，必然跨过曲轴轴颈的旋转中心地配置连结构件。
[0021] 在上述填充构件中，利用线状体构成上述连结构件，在通过使上述线状体的两端部弯曲而形成上述卡合部的情况下，能够简单地形成连结构件。
[0022] 另外，连结构件的两端部是弯曲的，因此在将连结构件安装在主体部上时，即使连结构件的端部与主体部接触，也能防止损坏主体部和连结构件，提高填充构件的耐久性。此外，在利用轴向截面为圆形的线状体构成连结构件的情况下，能够可靠地防止因连结构件与主体部接触而损坏主体部。另外，通过使用轴向截面为圆形的线状体，能够使作用于连结构件的外力的应力集中减少。
[0023] 在上述填充构件中，在上述卡定部的前端部形成有比基部的直径大的扩径部，在上述连结构件的上述卡合部与上述卡定部的基部的外周相卡合的情况下，利用扩径部构成卡合部的防脱件，因此能够可靠地将连结构件固定于主体部。
[0024] 发明的效果
[0025] 采用本发明的曲轴的填充构件，能够简化填充构件的结构和安装作业，无需加工曲轴臂，因此能够将填充构件简单地组装在现有的曲轴臂上，提高现有的发动机的输出性能、加速性能，以及能够减少排放。附图说明
[0027] 图2是本实施方式的发动机的扫气行程的从进气通路侧看去的剖视图。
[0028] 图3是表示本实施方式的填充构件和曲轴的立体图。
[0029] 图4是表示本实施方式的填充构件和曲轴的分解立体图。
[0030] 图5是表示本实施方式的嵌合构件的侧视图。
[0031] 图6是表示另一实施方式的嵌合构件的图，是将平板部扩大后得到的结构的侧视图。
[0032] 图7是表示其他实施方式的连结构件的图，(a)是将连结构件形成为8字形的结构的侧视图，(b)是将连结构件形成为长圆形的结构的侧视图，(c)是连结构件为平板状的结构的立体图，(d)是连结构件形成有突起部的结构的立体图。
具体实施方式
[0033] 下面，适当地参照附图来详细地说明本发明的实施方式。
[0034] 图1所示的本实施方式的发动机1是用在链锯、割灌机、鼓风机等小型作业机械中的二冲程发动机。
[0035] 发动机1主要包括：活塞5，其滑动自如地安装在汽缸6内；进气通路7，其与曲轴室2相通；排气通路8，其与汽缸6上部的燃烧室4相通；扫气通路3，其将曲轴室2和燃烧室4连通起来；曲轴10A、10B(参照图2)，它们收容在曲轴室2内。
[0036] 如图2所示，活塞5和曲轴10A、10B借助连杆5a相连结，活塞5的往返运动被转换成曲轴10A、10B的旋转运动。
[0039] 在活塞5下降时，排气通路8处于与燃烧室4相通的状态，燃烧气体被排出到排气通路8中。另外，如图2所示，通过使活塞5下降，将填充在曲轴室2中的混合气体压缩。
[0040] 当活塞5到达下止点时，扫气通路3处于与燃烧室4相通的状态，曲轴室2内的混合气体经过扫气通路3流入到汽缸6内。
[0041] 另外，到达了下止点的活塞5利用曲轴10A、10B的力矩而再次上升，反复进行进气压缩行程。
[0042] 如图2所示，曲轴10A、10B具有旋转自如地轴支承于曲轴箱2a的曲轴轴颈20，曲轴10A、10B绕曲轴轴颈20的轴线旋转自如。
[0043] 在本实施方式中，配置在图2的左侧的曲轴10A和配置在图2的右侧的曲轴10B以组合为一体的状态，收容在曲轴室2内。
[0044] 左右的曲轴10A、10B为大致左右对称的结构，不同之处在于，在右侧的曲轴10B上形成有曲轴销31b，在左侧的曲轴10A上形成有曲轴销31b的安装孔31a。
[0045] 在以下的说明中详细说明左侧的曲轴10A，对于右侧的曲轴10B，省略说明右侧的曲轴10B的与左侧的曲轴10A相同的结构。
[0046] 如图3所示，曲轴10A包括：曲轴轴颈20，其是圆形截面的轴构件；曲轴臂30，其沿曲轴轴颈20的径向突出。曲轴轴颈20和曲轴臂30是一体成形而成的金属制的铸造零件。另外，在曲轴10A的曲轴臂30上组装有填充构件40。
[0047] 如图2所示，曲轴轴颈20贯穿在形成于曲轴箱2a的侧部的通孔2b中，前端部突出到曲轴箱2a的外部。另外，曲轴轴颈20贯穿在内嵌于通孔2b的内周面的轴承2c中，以绕轴线旋转自如的状态被曲轴箱2a支持。
[0049] 如图2所示，曲轴臂30是形成在曲轴轴颈20的基端部(曲轴室2内的端部)的板状的部位。
[0050] 如图4所示，在曲轴臂30上形成有：臂部31，其形成有安装孔31a；配重部32，其以相对于曲轴轴颈20的旋转中心偏置的方式位于与安装孔31a相反的一侧。
[0051] 臂部31是沿曲轴轴颈20的径向(图4的上下方向)延伸的直线状的部位，向图4的上侧突出而成的部位在轴线方向上的长度大于向图4的下侧突出而成的部位在轴线方向上的长度(参照图1)。
[0052] 在图2的左侧的曲轴10A中，在臂部31的前端部(图2的下端部)贯穿有安装孔31a。另外，在图2的右侧的曲轴10B中，在臂部31的前端部(图2的下端部)突出设有曲轴销31b。
[0053] 右侧的曲轴10B的曲轴销31b旋转自如地贯穿在通孔5c中，该通孔5c形成在连杆5a的下端部，且该曲轴销31b的前端部插入在左侧的曲轴10A的安装孔31a中并固定安装在该安装孔31a中。
[0055] 如图1所示，配重部32形成在臂部31的基端部(图1的下端部)。该配重部32形成为比臂部31向旋转方向的两侧展宽，是径向外侧的缘部形成为圆弧状的大致扇形。
[0056] 因而，曲轴臂30利用直线状的臂部31和形成在臂部31的基端部的大致扇形的配重部32形成为T字形。
[0057] 如图4所示，填充构件40包括：嵌合构件41，其在通孔42a的左右两侧形成有两个主体部43、43；连结构件45，其安装在两个主体部43、43上。通过将曲轴轴颈20贯穿在通孔42a中，如图3所示地将嵌合构件41安装在曲轴臂30的外表面30a侧。另外，连结构件45在曲轴臂30的内表面30b侧安装在两个主体部43、43上。
[0058] 在嵌合构件41上形成有平板部42、和配置在平板部42的宽度方向的两侧部的两个主体部43、43。嵌合构件41是由平板部42和两个主体部43、43一体地成形而成的树脂零件。这样，通过采用比重轻且成形性优异的树脂材料，能够使嵌合构件41轻型化，并且能够降低生产成本。另外，嵌合构件41由具有耐热性的树脂材料构成。
[0059] 如图5所示，平板部42是在宽度方向的中间部形成有圆形的通孔42a的板状的部位。如图2所示，该平板部42以将曲轴轴颈20贯穿在通孔42a中的状态被夹持在曲轴臂30与轴承2c之间。
[0060] 如图3所示，两个主体部43、43是配置在臂部31的旋转方向的两侧的部位。如图4所示，两个主体部43、43形成在平板部42的宽度方向的两侧部，且比平板部42向曲轴臂
30侧突出。另外，如图3所示，以使两个主体部43、43的前端面43a、43a与曲轴臂30的内表面30b为大致相同高度的方式，设定两个主体部43、43的厚度。
30侧突出。另外，如图3所示，以使两个主体部43、43的前端面43a、43a与曲轴臂30的内表面30b为大致相同高度的方式，设定两个主体部43、43的厚度。
[0061] 另外，两个主体部43、43由于由比重轻的树脂材料构成，因此比曲轴臂30的配重部32轻。
[0062] 如图1所示，主体部43的侧表面中的与曲轴臂30的侧表面相面对的区域形成为沿臂部31和配重部32的形状。另外，在主体部43的侧表面中暴露于曲轴室2内的区域形成为与配重部32的圆弧状的缘部连续的圆弧状。
[0063] 因而，在将两个主体部43、43配置在臂部31的旋转方向的两侧时，曲轴臂30和两个主体部43、43呈圆板形状。
[0064] 如图5所示，在主体部43的前端面43a上突出设有圆形截面的卡定部44。该卡定部44是与后述的连结构件45的卡合部45a卡合的部位(参照图3)。在卡定部44的前端面的外周缘部的一部分形成有沿径向突出的扩径部44a。
[0065] 在本实施方式中，通过两个卡定部44、44的中心的直线通过贯穿在通孔42a中的曲轴轴颈20的旋转中心。
[0066] 如图4所示，连结构件45由钢琴丝等钢丝(线状体)构成。在本实施方式中，使用轴向截面为圆形的钢丝。通过使钢丝的两端部分别反向地呈圆弧状弯曲，将连结构件45形成为形成有卡合部45a、45a的S字形。
[0067] 如图3所示，卡合部45a是按压到主体部43的卡定部44的外周而与卡定部44卡合的部位。另外，通过越过卡定部44的扩径部44a地按压卡合部45a，利用扩径部44a构成卡合部45a的防脱件。
[0068] 这样，通过不用工具地将卡合部45a按压到卡定部44的外周，就能够将连结构件45固定安装在两个主体部43、43上。
[0069] 另外，为了易于将连结构件45的卡合部45a按压到卡定部44的外周，连结构件45的各部分具有适度的挠性。
[0070] 固定安装在两个主体部43、43上的连结构件45如图1所示，跨过曲轴臂30的臂部31地配置。另外，由于通过两个卡定部44、44的中心的直线通过曲轴轴颈20的旋转中心(参照图5)，因此在将连结构件45的两端部安装在两个卡定部44、44上时，连结构件45的中间部必然处于斜着跨过曲轴轴颈20的旋转中心的状态。
[0071] 这样，通过利用嵌合构件41和连结构件45夹持曲轴臂30，能够将填充构件40固定在曲轴臂30上，在臂部31的旋转方向的两侧配置两个主体部43、43。
[0072] 当图2所示的活塞5在汽缸6内往返移动时，连杆5a与活塞5联动地升降，利用连杆5a上提或下压曲轴销31b，从而使上述曲轴10A、10B绕曲轴轴颈20的轴线旋转。
[0073] 利用由曲轴10A、10B的配重部32、32的旋转而产生的离心力，将活塞5在上止点和下止点翻转时产生的一级振动抵消。
[0074] 另外，本实施方式的曲轴10A、10B构成为，两个主体部43、43比配重部32轻，即使在将填充构件40组装在曲轴臂30上的状态下，曲轴臂30的重量平衡也不会变化。
[0075] 组装有上述那样的本实施方式的填充构件40的曲轴10A和使用了曲轴10A的发动机1具有以下的作用效果。
[0076] 在本实施方式的发动机1中，如图1所示，曲轴臂30和两个主体部43、43呈圆板形状。并且，通过将两个主体部43、43配置在曲轴室2内，能够缩小曲轴室2内的容积，因此能够增大曲轴室2内的混合气体的一级压缩比。因而，能够提高发动机1的输出性能、加速性能，以及能够减少排放。
[0077] 如图3所示，通过用嵌合构件41和连结构件45夹持曲轴臂30，能够将本实施方式的填充构件40固定在曲轴臂30上。
[0078] 这样，能够简化填充构件40的结构和安装作业，无需加工曲轴臂30，因此能够将填充构件40简单地组装到现有的曲轴臂30上。
[0079] 另外，在使曲轴10A旋转时，作用于两个主体部43、43的离心力欲使两个主体部43、43相对于平板部42(参照图4)向曲轴臂30的外表面30a侧翘曲。在本实施方式中，在曲轴臂30的内表面30b侧，利用跨过臂部31的连结构件45连结两个主体部43、43，因此能够防止两个主体部43、43发生变形。
[0080] 另外，如图1所示，连结构件45跨过曲轴轴颈20的旋转中心地配置，因此在使曲轴10A旋转时，能够有效减小作用于连结构件45的离心力。
[0081] 此外，在本实施方式中，以斜着跨过曲轴轴颈20的旋转中心的方式配置连结构件45的中间部，且相对于作为离心力的作用方向的曲轴轴颈20的径向，倾斜配置连结构件45的中间部，因此能够增大连结构件45的对离心力的耐力。
[0082] 因而，如图4所示，能够使连结构件45小型化且形成为简单的形状，因此能够降低连结构件45的生产成本。
[0083] 另外，通过将连结构件45的卡合部45a按压主体部43的卡定部44的外周，能够将连结构件45简单地安装在两个主体部43、43上。此外，连结构件45具有挠性，能够使连结构件45的各部分挠曲，因此易于将两个卡合部45a、45a按压到各卡定部44、44的外周。
[0084] 另外，连结构件45由线状体构成，通过使线状体的两端部弯曲，形成卡合部45a、45a，因此能够简单地形成连结构件45。
[0085] 另外，连结构件45的两端部呈圆弧状弯曲，并且连结构件45的轴向截面为圆形，因此在将连结构件45安装到主体部43、43上时，即使连结构件45的端部与主体部43接触，也能防止主体部43和连结构件45受损，能够提高填充构件40的耐久性。此外，通过将连结构件45的轴向截面形成为圆形，能够减小自卡定部44作用于连结构件45的外力的应力集中。
[0086] 以上，说明了本发明的实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内，进行适当的变更。
[0087] 在图4所示的填充构件40中，利用树脂材料构成嵌合构件41，利用钢丝构成连结构件45，但嵌合构件41和连结构件45的原料没有限定，也可以利用金属材料构成嵌合构件41，利用树脂材料构成连结构件45。
[0088] 嵌合构件41的形状没有限定，如图6所示，在向下方扩大平板部42而使平板部42与整个配重部32(参照图4)叠合的情况下，能够提高填充构件40的稳定性。
[0089] 另外，也可以在平板部42的缘部立起设置壁部而使平板部42的缘部与配重部32的外侧表面接触，或使两个主体部43、43在臂部31的外侧连续，从而能够提高填充构件40的稳定性。
[0090] 图3所示的主体部43的形状没有限定，也可以形成为中空的形状，或形成槽部、孔部，从而使主体部43轻型化。此外，曲轴臂30和两个主体部43、43也可以不是圆板形状，只要在臂部31的旋转方向的两侧配置主体部43、43即可。
[0091] 在本实施方式中，如图4所示，连结构件45由S字形的钢丝构成，但连结构件45的形状没有限定。
[0092] 例如也可以像图7的(a)所示的连结构件46那样，将钢丝形成为8字形，使形成在两端部的环状部46a、46a与卡定部44(参照图5)的外周卡合。
[0093] 另外，也可以像图7的(b)所示的连结构件47那样，将钢丝形成为长圆形，将内周部47a勾挂于两个卡定部44、44(参照图5)。
[0094] 另外，也可以像图7的(c)所示的连结构件48那样，在平板的长度方向的两端部形成孔部48a、48a，使该孔部48a、48a与卡定部44的外周卡合。
[0095] 另外，也可以将连结构件在左右方向上分开，在使两个连结构件分别与卡定部44、44卡合后，连结这两个连结构件。例如，也可以将长圆形的连结构件在左右方向上分开，使两个U字形的连结构件自图3所示的两个主体部43、43的左右侧分别滑动，以使两个U字形的连结构件与卡定部44、44的外周卡合，然后在臂部32的内表面30b侧连结两个连结构件。另外，连结两个连结构件的结构没有限定，可以使形成于一连结构件的突起部与形成于另一连结构件的槽部卡合，从而连结两个连结构件。
[0096] 如上所述，在将连结构件分开的结构中，分开的各连结构件为简单的形状，因此能够提高加工精度。
[0097] 另外，也可以像图7的(d)所示的连结构件49那样，在平板的长度方向的两端部形成突起部49a、49a，在形成于主体部的孔部中插入突起部49a、49a并固定安装突起部49a、49a。
[0098] 在本实施方式中，如图1所示，连结构件45跨过曲轴轴颈20的旋转中心地配置，但连结构件45的位置没有限定。另外，也可以将多个连结构件45安装在两个主体部43、43上。
[0099] 附图标记说明
[0100] 1、发动机；2、曲轴室；2c、轴承；3、扫气通路；4、燃烧室；5、活塞；6、汽缸；7、进气通路；8、排气通路；10A、曲轴；10B、曲轴；20、曲轴轴颈；30、曲轴臂；31、臂部；31a、安装孔(连杆连结部)；31b、曲轴销(连杆连结部)；32、配重部；40、填充构件；41、嵌合构件；42、平板部；42a、通孔；43、主体部；44、卡定部；45、连结构件；45a、卡合部。
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