JP2001090809A - プーリーボルトおよびその被締結体の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した高い軸力が得られて、プーリーボル
トのゆるみを防止したプーリーボルトおよびその被締結
体の構造を提供する。 【解決手段】 クランクプーリー３のボス部端面１６
に、プーリー回転軸の回りにシール部材としてのＯリン
グを嵌合するための環状の溝部１８を設けて、プーリー
ボルト７の座面１５に溝部１８の内側のボス部端面１６
に当接する当接部２１を設けると共に、当接部２１の外
側に浮きフランジ部６ａを形成した。このように構成す
ることで、当接部２１がボス部端面１６に接触するの
で、座面１５の外側部分がボス部端面１６に接触してい
る場合と比較して摩擦半径が小さくなり、安定して大き
な軸力を得ることができると共に、Ｏリング１７により
当接部２１へのオイルの侵入を防いで、プーリーボルト
のゆるみを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プーリーボルトお
よびプーリーボルトにより締結される被締結体の構造に
関するもので、特に、安定して大きい軸力が得られるよ
うにすることで、プーリーボルトをゆるみにくくしたプ
ーリーボルトおよびその被締結体の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンのクランク軸の端部に
は、図１０に示すように、カムを駆動するためのクラン
クスプロケット５１と補機を駆動するためのクランクプ
ーリ５２とがプーリーボルト５５により締結されてお
り、これらクランクスプロケット５１およびクランクプ
ーリー５２は、クランク軸５３に嵌合されたキー５４で
回り止めがなされている。また、クランクプーリー５２
のボス部５６の端面５７には、プーリー回転軸の回りに
環状の溝部５８が形成されており、該溝部５８にシール
部材としてのＯリング５９を挿入することで、プーリー
ボルト５５の座面５５ｂとボス部５６の端面５７との接
触面にオイルが侵入するのを阻止して、プーリーボルト
５５がゆるむのを防止することが従来から行われてい
る。

【０００３】しかしながら、プーリーボルト５５は、溝
５８に挿入されたシール部材としてのＯリング５９を押
圧するために座面５５ｂが大きく形成されており、これ
により製造上の問題で、座面５５ｂには図１１の矢印Ａ
方向に０°ないし１°の傾斜角度の誤差を生じている。
このようなプーリーボルト５５をトルク法で締付けした
場合には、座面５５ｂの傾斜角度の誤差が座面５５ｂと
ボス部５６の端面５７との摩擦半径の差異となり、個体
ごとのプーリーボルト５５の軸力が不安定なものになっ
てしまっていた。また、座面５５ｂがＯリング５９を必
要以上につぶしまうことで、Ｏリング５９が溝からはみ
出す等などしてシール性が損なわれてしまい、オイルが
プーリーボルト５５の座面５５ｂとボス部５６の端面５
７との接触面に侵入してすべりを生じることにより、プ
ーリーボルト５５がゆるんでしまうことがあった。さら
に、座面５５ｂの傾斜角度が大きくフランジ部５５ａの
変形量が大きい場合には、プーリーボルト５５をトルク
法により締付けした場合に、曲げ振動およびプーリーボ
ルト５５の軸線方向の振動に対してねじがゆるみ易くな
る傾向があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
事情に鑑みてなされたもので、安定した高い軸力を得る
ことで、プーリーボルトのゆるみを防止したプーリーボ
ルトおよびその被締結体の構造を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、フランジ部
を有するプーリーボルトと、該プーリーボルトによりエ
ンジンのクランク軸に締結されるクランクプーリーなど
の被締結体とからなるプーリーボルトおよびその被締結
体の構造であって、クランクプーリーのボス部端面に、
プーリー回転軸の回りに環状に形成されてシール部材が
嵌合される溝部を設けて、プーリーボルトの座面に、溝
部の内側のボス部端面と当接する当接部を設けると共に
該当接部の外側に浮きフランジ部を設けたことを特徴と
する。

【０００６】このように構成することで、プーリーボル
トをトルク法により締付けした場合には、プーリーボル
トの座面は、当接部がクランクプーリーのボス部端面と
当接されているので、座面とボス部端面との摩擦半径が
小さくなり、安定して大きな軸力を得ることができる。
また、溝部に嵌合されるシール部材は、当接部の外側の
浮きフランジ部により押圧されるので、必要以上につぶ
れてしまいシール性が損なわれてしまうようなことがな
く、オイルが当接部とボス部端面との接触面に侵入する
ことを防ぐことができ、プーリーボルトのゆるみを防止
することができる。さらに、プーリーボルトのフランジ
部に浮きフランジ部を設けたので、浮きフランジ部とボ
ス部端面との間隔を変化させることによりクランクプー
リーの共振周波数を調整することができ、エンジンの騒
音および振動を低減することができる。

【０００７】また、本発明のうち請求項２に記載の発明
は、クランクプーリーのボス部端面に、溝部とボス部の
ボス孔とを連通する連通溝部を形成したことを特徴とす
る。

【０００８】このように構成することで、プーリーボル
トの座面とクランクプーリーのボス部端面との接触面の
面積が小さくなり、プーリーボルトをトルク法で締付け
した場合には、該接触面において面圧が大きくなること
でプーリー回転軸の軸線回りのねじれに対して相対的に
すべりを生じにくくなるので、プーリーボルトをゆるみ
にくくすることができる。

【０００９】また、本発明のうち請求項３に記載の発明
は、溝部の内側に溝部と同心の第二の溝部を形成して、
プーリーボルトのフランジ部座面に、溝部と第二の溝部
との間のボス部端面で当接するよう当接部を形成したこ
とを特徴とする。

【００１０】このように構成することで、溝部と第二の
溝部とにそれぞれシール部材を設けることにより、当接
部の内側と外側とからの当接部へのオイルの侵入を防ぐ
ことができるので、プーリーボルトをゆるみにくくする
ことができる。

【００１１】また、本発明のうち請求項４に記載の発明
は、溝部に断面が略Ｌ形状で弾性を有するシール部材を
設けたことを特徴とする。

【００１２】このように構成することで、シール部材
は、当接部へのオイルの侵入を防ぐと共に、ダンパーと
して機能してプーリーボルトの軸線方向および軸線の曲
げ方向の振動を収束させるので、エンジンの振動および
騒音を低減させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態のプー
リーボルトおよびその被締結体の構造を図１ないし図５
に基づいて説明する。第一の実施の形態のプーリーボル
トおよびその被締結体の構造では、図１に示すように、
クランク軸１の端部に被締結体としてのクランクスプロ
ケット２とクランクプーリー３とを順次嵌合して、クラ
ンク軸の端面４に設けられたねじ孔５にフランジ部６を
有したプーリーボルト７を螺合して締付けすることで、
クランク軸１の端部にクランクスプロケット２とクラン
クプーリー３とが締結されて、クランク軸の回転により
クランクスプロケット２とクランクプーリー３とが回転
して、それぞれに巻回されたカムチェーン８および図示
しないＶベルトが駆動される構造になっている。

【００１４】次に、プーリーボルト７およびその被締結
体の構造の各構成について説明する。まず、クランク軸
１には、図１に示すように、外周面の所定の位置にキー
溝９が形成されており、クランクスプロケット２とクラ
ンクプーリー３との回り止めとしてのキー１０が嵌合さ
れている。また、クランク軸１のキー溝９が形成されて
いる外周面よりも内側の外周面には、段差部１１が形成
されており、段差部１１にはクランク軸端面４に平行で
所定の幅を有する環状の面１２が形成されている。そし
て、該環状の面１２とクランクスプロケット２の端面２
ａとが当接することで、被締結体としてのクランクスプ
ロケット２とクランクプーリー３とがクランク軸１の軸
線方向に位置決めされる構造になっている。

【００１５】次に、クランクプーリー３について説明す
る。クランクプーリー３は、ボス部１３に形成されたボ
ス孔１３ａをクランク軸１に嵌合することでクランク軸
１に軸支されて、プーリー外周面に形成されたＶ溝１４
に図示しないベルトが巻回されることで図示しない補機
を駆動するよう構成されている。また、プーリーボルト
７の座面１５と対向するボス部１３の端面１６には、図
１および図２に示すように、プーリー回転軸の軸線の回
りに環状に形成されて、シール部材としてのＯリング１
７が嵌合される溝部１８が設けられている。なお、ボス
孔１３ａ壁面の軸線方向にはキー１０を嵌合するための
キー溝１３ｂ（図１参照）が形成されている。

【００１６】次に、プーリーボルト７について説明す
る。プーリーボルト７は、図３に示すように、ボルトヘ
ッド１９と、ボルトヘッド１９の下面部に形成されたフ
ランジ部６と、座面１５の中央から座面１５と垂直方向
に延出するねじ部２０とから構成されており、座面１５
には、図２に示すように、クランクプーリー３のボス部
端面１６の溝部１８の内側部分に当接するよう形成され
た当接部２１が設けられると共に、当接部２１より外側
には当接部２１と所定のギャップ（図２のＨ）を有した
浮きフランジ部６ａが設けられている。そして、プーリ
ーボルト７の当接部２１とクランク軸１の段差部１１に
形成された環状の面１２とにより、被締結体としてのク
ランクスプロケット２およびクランクプーリー３を挟持
して、プーリーボルト７を締付けすることで締結させる
構造になっている。また、プーリーボルト７の当接部２
１をクランクプーリー３のボス部端面１６に当接させる
ことで、プーリーボルト７の浮きフランジ部６ａがシー
ル部材としてのＯリング１７を押圧して保持するよう構
成されている。

【００１７】このような構成において、第一の実施の形
態のプーリーボルトおよびその被締結体の構造における
作用について説明する。まず、第一の実施の形態のプー
リーボルト７における軸力について説明する。第一の実
施の形態のプーリーボルト７と従来のプーリーボルト５
５（図１１参照）とで、座面１２（５５ｂ）とボス部端
面１６との接触面を比較すると、第一の実施の形態のプ
ーリーボルト７における接触面（図４（ａ）の斜線部
分）は、従来のプーリーボルト５５における接触面（図
４（ｂ）の斜線部分）より、接触面の半径、つまり、プ
ーリーボルトの座面とクランクプーリーのボス部端面と
の摩擦半径が小さいので、プーリーボルト７を締付けす
る場合の接触面抵抗が小さくなり、プーリーボルトをト
ルク法で締付けした場合には、図５に示すように、第一
の実施の形態のプーリーボルト７を用いた際の軸力（図
５の（ａ））は、従来のプーリーボルト５５を用いた際
の軸力（図５の（ｂ））と比較して、座面１５（５５
ｂ）の図３および図１１における矢印Ａ方向の傾斜角度
による影響も受けずらく安定して大きな軸力を得ること
ができる。

【００１８】次に、プーリーボルト７の浮きフランジ部
６ａの作用について説明する。第一の実施の形態のプー
リーボルト７で被締結体としてのクランクスプロケット
２およびクランクプーリー３を締付けした場合には、図
２に示すように、浮きフランジ部６ａとボス部端面１６
との間に所定間隔（図２のＨ）のギャップが形成される
ので、プーリーボルト７の座面１５でシール部材として
のＯリング１７が必要以上に潰されてしまうことがな
く、Ｏリング１７のシール性を向上させることができ、
さらに、浮きフランジ部６ａとボス部端面１６との間隔
を変化させることにより、クランクプーリー３の共振周
波数を調整してエンジンの振動および騒音を低減するこ
とができ、また、プーリーボルト７の首下への負担が軽
減して耐久性を向上させることができる。

【００１９】したがって、第一の実施の形態のプーリー
ボルトおよびその被締結体の構造により安定した大きな
軸力を得ることができるので、プーリーボルト７は、曲
げ振動およびプーリー軸線方向の振動に対してゆるみに
くくなり、また、プーリーボルト７の座面１５側の締結
面と反対側の締結面、つまり、クランク軸１の段差部１
１に形成された面１２とクランクスプロケット２の端面
２ａとの接触面における接触圧力が向上するので、外部
からのオイルの侵入を防ぐことができ、プーリーボルト
７をゆるみにくくすることができる。また、プーリーボ
ルト７の座面１５でシール部材としてのＯリング１７を
必要以上に潰してしまうようなことがなくＯリング１７
のシール性を向上することができるので、外部からクラ
ンクプーリー３のボス孔１３ａにオイルが侵入するのを
防ぐことができ、プーリーボルト７がゆるむのを防止す
ることができる。さらに、浮きフランジ部６ａにより、
プーリーボルト７の共振周波数を調整することができる
ので、エンジンの振動および騒音を低減させることがで
き、プーリーボルト７の首下への負担が軽減して耐久性
を向上させることができる。

【００２０】次に、第二の実施の形態のプーリーボルト
およびその被締結体の構造について説明する。ここで
は、前述したプーリーボルトおよびその被締結体の構造
と、構造が同一の部分については該説明を省き、同一の
符号を付与する。第二の実施の形態のプーリーボルトお
よびその被締結体の構造は、図６に示すように、クラン
クプーリー３のボス部端面１６に、プーリー回転軸の軸
線に直交する方向に溝部１８とボス孔１３ａとを連通す
る連通溝部２４を設けた構造になっている。なお、連通
溝部２４は、１つであることに限らず、例えば、プーリ
ー回転軸から放射状に延出する方向に形成して複数設け
てもよい。また、連通溝部２４は、プーリー回転軸の軸
線に直交する方向に形成するに限らず、プーリー回転軸
の軸線に直交する方向と所定の角度を有するような方向
に形成してもよい。

【００２１】このように構成することで、プーリーボル
ト７をトルク法で締付けした場合には、プーリーボルト
７の当接部２１とボス部端面１６との接触面において、
連通溝部２４により接触面積が小さくなることで接触圧
力が大きくなり、その結果、プーリー回転軸の軸線周り
のねじれに対して、プーリーボルト７の当接部２１とボ
ス部端面１６とが相対的にすべりずらくなるので、プー
リーボルトをゆるみにくくすることができる。

【００２２】次に、第三の実施の形態のプーリーボルト
およびその被締結体の構造について説明する。ここで
は、前述したプーリーボルトおよびその被締結体の構造
と、構造が同一の部分については該説明を省き、同一の
符号を付与する。第三の実施の形態のプーリーボルトお
よびその被締結体の構造は、図７および図８に示すよう
に、クランクプーリー３のボス部端面１６の溝部１８の
内側に、溝部１８と同心で形成した第二の溝部２２を設
けて、プーリーボルト７の座面１５に、ボス部端面１６
の溝部１８と第二の溝部２２との間に当接するように当
接部２１を突出させて形成して、座面１５における当接
部２１の内側の面１５ａと外側の面１５ｂとで溝部１８
および第二の溝部２２のそれぞれに嵌合されたシール部
材としてのＯリング１７を押圧して保持する構造になっ
ている。

【００２３】このように構成することで、ボス部端面１
６の溝部１８に嵌合されたシール部材としてのＯリング
１７と第二の溝部２２に嵌合されたＯリング１７とによ
り、プーリーボルト７の当接部２１へのオイルの侵入を
完全に防ぐことができるので、プーリーボルト７のゆる
みを防止することができる。

【００２４】次に、第四の実施の形態のプーリーボルト
およびその被締結体の構造について説明する。ここで
は、前述したプーリーボルトおよびその被締結体の構造
と、構造が同一の部分については該説明を省き、同一の
符号を付与する。第四の実施の形態のプーリーボルトお
よびその被締結体の構造は、図９に示すように、ボス部
端面１６に形成された溝部１８に、シール部材として断
面が略Ｌ形状のゴムパッキン２３を設けた構造になって
いる。なお、シール部材の材料は、ゴムであることに限
らず、例えば、所定の弾性力を有すると共に耐油性を有
したウレタン等を使用してもよい。

【００２５】このように構成することで、シール部材と
してのゴムパッキン２３により、プーリーボルト７の当
接部２１へのオイルの侵入を防いでプーリーボルト７の
ゆるみを防止することができると共に、ゴムパッキン２
３がダンパーとして機能してプーリーボルト７の曲げ方
向および軸線方向の振動を収束させるので、エンジンの
振動および騒音を低減することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明のうち請求項１に記載の発明によ
れば、プーリーボルトは、座面に形成された当接部がボ
ス部端面と接触するので安定した大きな軸力を得ること
ができ、曲げ振動およびプーリー軸線方向の振動に対し
てゆるみにくくなる。また、プーリーボルトの座面と反
対側の締結面、つまり、クランク軸の段差部に形成され
た面と被締結体の端面との接触面における接触圧力が向
上するので、外部からのオイルの侵入を防ぐことがで
き、プーリーボルトをゆるみにくくすることができる。
さらに、プーリーボルトの座面でシール部材としてのＯ
リングを必要以上に潰してしまうようなことがないの
で、Ｏリングのシール性を向上することができ、プーリ
ーボルトの当接部にオイルが侵入するのを防ぐことがで
き、プーリーボルトがゆるむのを防止することができ
る。また、浮きフランジ部の形状を変えることにより、
プーリーボルトの共振周波数を調整することができるの
で、エンジンの振動および騒音を低減させることができ
ると共に、プーリーボルトの首下への負担が軽減して耐
久性を向上させることができる。

【００２７】本発明のうち請求項２に記載の発明によれ
ば、ボス部端面に、環状の溝部とボス孔とを連通する連
通溝部を設けたので、プーリーボルトをトルク法で締付
けした場合には、ボス部端面とプーリーボルトの当接部
との接触面の接触面積が小さくなることで該接触面にお
ける面圧が大きくなり、その結果、プーリー回転軸の軸
線周りのねじれに対して相対的にすべりを生じにくくな
るので、プーリーボルトをゆるみにくくすることができ
る。

【００２８】本発明のうち請求項３に記載の発明によれ
ば、ボス部端面の溝部の内側に溝部と同心の第二の溝部
を設けたので、溝部に嵌合されたシール部材としてのＯ
リングと、第二の溝部に嵌合されたＯリングとにより、
プーリーボルトの当接部へのオイルの侵入を完全に防ぐ
ことができるので、プーリーボルトのゆるみを防止する
ことができる。

【００２９】本発明のうち請求項４に記載の発明によれ
ば、ボス部端面に形成された溝部に、シール部材として
断面が略Ｌ形状のゴムパッキンを設けたので、プーリー
ボルトの当接部へのオイルの侵入を防いでプーリーボル
トのゆるみを防止することができると共に、ゴムパッキ
ンがダンパーとして機能してプーリーボルトの曲げ方向
および軸線方向の振動を収束させるので、エンジンの振
動および騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態のプーリーボルトお
よびその被締結体の構造を示す説明図である。

【図２】本発明の第一の実施の形態のプーリーボルトお
よびその被締結体の構造を示すための一部拡大図であ
る。

【図３】本発明の第一の実施の形態のプーリーボルトを
示す説明図である。

【図４】本発明の第一の実施の形態のプーリーボルトの
座面におけるボス部端面との接触面（（ａ）の斜線部）
と、従来のプーリーボルトの座面におけるボス部端面と
の接触面（（ｂ）の斜線部）とを比較するための説明図
である。

【図５】トルク法によりプーリーボルトを締付けした場
合の、本発明の第一の実施の形態のプーリーボルトの軸
力（ａ）と、従来のプーリーボルトの軸力（ｂ）とを示
す図である。

【図６】本発明の第二の実施の形態のプーリーボルトお
よびその被締結体の構造を示す説明図である。

【図７】本発明の第三の実施の形態のプーリーボルトお
よびその被締結体の構造を示す説明図である。

【図８】本発明の第三の実施の形態のプーリーボルトお
よびその被締結体の構造を示すための一部拡大図であ
る。

【図９】本発明の第四の実施の形態のプーリーボルトお
よびその被締結体の構造を示す説明図である。

【図１０】従来のプーリーボルトおよびその被締結体の
構造を示す説明図である。

【図１１】従来のプーリーボルトを示す説明図である。

【符号の説明】

１ クランク軸 ２ クランクスプロケット（被締結体） ３ クランクプーリー（被締結体） ６ フランジ部 ６ａ 浮きフランジ部 ７ プーリーボルト １３ ボス部 １３ａ ボス孔 １５ 座面 １６ ボス部端面 １７ Ｏリング（シール部材） １８ 溝部 ２１ 当接部 ２２ 第二の溝部 ２４ 連通溝部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フランジ部を有するプーリーボルトと、
   該プーリーボルトによりエンジンのクランク軸に締結さ
   れるクランクプーリーなどの被締結体とからなるプーリ
   ーボルトおよびその被締結体の構造であって、 前記クランクプーリーのボス部端面に、プーリー回転軸
   の回りに環状に形成されてシール部材が嵌合される溝部
   を設けて、前記プーリーボルトの座面に、前記溝部の内
   側の前記ボス部端面と当接する当接部を設けると共に該
   当接部の外側に浮きフランジ部を設けたことを特徴とす
   るプーリーボルトおよびその被締結体の構造。
2. 【請求項２】 前記クランクプーリーの前記ボス部端面
   に、前記溝部と前記ボス部のボス孔とを連通する連通溝
   部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のプーリ
   ーボルトおよびその被締結体の構造。
3. 【請求項３】 前記溝部の内側に前記溝部と同心の第二
   の溝部を形成して、前記プーリーボルトの前記フランジ
   部座面に、前記溝部と前記第二の溝部との間の前記ボス
   部端面で当接するよう前記当接部を形成したことを特徴
   とする請求項１に記載のプーリーボルトおよびその被締
   結体の構造。
4. 【請求項４】 前記溝部に断面が略Ｌ形状で弾性を有す
   るシール部材を設けたことを特徴とする請求項１ないし
   ３のいずれかに記載のプーリーボルトおよびその被締結
   体の構造。