JP2004255506A

JP2004255506A - クランクシャフトの組付治具

Info

Publication number: JP2004255506A
Application number: JP2003048020A
Authority: JP
Inventors: Noboru Tamagaki; 登玉垣; Makoto Yamashita; 誠山下; Takayuki Horiuchi; 孝行堀内
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-02-25
Also published as: JP4018558B2

Abstract

【解決手段】クランクシャフトの組付治具１４は、オイルパンとの合わせ面に載置するとともにクランクシャフト１６の長手方向に延びる２本の長尺部材６１，７６と、重力作用で倒れるコンロッド１５を支えているときはたわむことなく、位置決め固定し、クランクシャフトを組み付けるときにクランクシャフトの荷重が大端部を介して作用すると弾性的にたわみ始めるように長尺部材から延ばした舌片部材とからなる６３，７７とからなる。
【効果】各部品の構造は簡単で且つ部品点数も少なく、構成を簡素にすることができる。一人でクランクシャフトの組み付け作業を行うことができ、生産コストを削減することができる。組付治具をシリンダブロックの合わせ面に対して着脱するだけでよく、無駄な時間はほとんど発生せず、生産効率の向上を図ることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＶ型複数気筒エンジンのクランクシャフトをシリンダブロックならびにコネクティングロッド（以下「コンロッド」と略記する。）に組み付けるときに用いるクランクシャフトの組付治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のクランクシャフト組付装置は、バックアップ機構２０と、アーム移動機構３０と、コンロッド待機機構４０と、シャフトクランプ機構５０と、コンロッドガイド機構６０をその都度作動させてクランクシャフトを組み付ける（例えば、特許文献１参照。）。
また、クランクシャフトに対してガイド棒を追随させてクランクシャフトを組み付けるものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３３４１６００号公報（第３−７頁、図１）
【特許文献２】
特開昭６３−１６９２３５号公報（第３頁、第１図）
【０００４】
上記特許文献２を、図面を参照の上、詳しく説明する。
図９（ｆ），（ｇ）は従来のクランクシャフト組付装置の説明図である（特許文献２の図１（ｆ），（ｇ）を写したもの。）。
従来のクランクシャフト組付装置は、クランクシャフト９を下降させるクランクシャフト降下手段（クランクシャフト搬送機構他）と、コンロッド１に取り付けるガイド棒１３と、ガイド棒付勢手段（アーム１４、エアシリンダ１５他）を有し、クランクシャフト９を下降させてゆくときに、ガイド棒付勢手段によってガイド棒１３をクランクシャフト９に押し付ける。その結果、クランクシャフト９に対してコンロッド１が角度を変えながら追随し、コンロッド１の取り付け位置が種々の位置にあっても、干渉せず、作業が容易になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１のクランクシャフト組付装置は、バックアップ機構２０と、アーム移動機構３０と、コンロッド待機機構４０と、シャフトクランプ機構５０と、コンロッドガイド機構６０とを必要とし、装置構成が複雑になり、設備費が嵩む。
【０００６】
上記図９に示す特許文献２のクランクシャフト組付装置は、クランクシャフト降下手段（クランクシャフト搬送機構６他）と、ガイド棒１３と、ガイド棒付勢手段（アーム１４、エアシリンダ１５他）とを備える必要があり、部品点数が多く、設備費が嵩む。
仮に、クランクシャフト搬送機構６を人に替えてクランクシャフトを下降させても、ガイド棒付勢手段（アーム１４、エアシリンダ１５他）が必要で、設備費を削減し難い。さらに、全てを人に替えると、二人作業となり、生産コストを削減し難く、且つ生産効率は低下する。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、構成を簡素にし、生産コストを削減し、生産効率の向上を図るクランクシャフトの組付治具を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１では、コンロッド付きのピストンを各気筒へ挿入したＶ型複数気筒エンジンのシリンダブロックをオイルパンとの合わせ面が上になるようにし、揺動自在のコンロッドを治具で仮受けし、仮受けした複数のコンロッドの大端部にクランクシャフトを嵌合する際に用いる治具において、この治具は、オイルパンとの合わせ面に載置するとともにクランクシャフトの長手方向に延びる２本の長尺部材と、重力作用で倒れるコンロッドを支えているときはたわむことなく、位置決め固定し、クランクシャフトを組み付けるときにクランクシャフトの荷重が大端部を介して作用すると弾性的にたわみ始めるように長尺部材から延ばした舌片部材とからなることを特徴とする。
【０００９】
シリンダブロックの合わせ面に長尺部材を嵌めると、気筒数と同数の舌片部材の各々の位置決めを行うことができ、これらの舌片部材はたわむことなく各コンロッドの位置決めを行う。位置決めした各コンロッドに向けてクランクシャフトを下降させることで、クランクシャフトを組み付けることができる。その際に、クランクシャフトのクランクの位相によって一番上方に位置するコンロッドを押し下げることになるが、その一番上方に位置するコンロッドを支える舌片部材はクランクシャフトの荷重が大端部を介して作用すると弾性的にたわみ始めるので、クランクシャフトをさらに下方に位置する残りのコンロッドに嵌めることができる。
【００１０】
クランクシャフトの組付治具は、２本の長尺部材と、気筒数と同数の舌片部材とからなるので、各部品の構造は簡単で且つ部品点数も少なく、構成は簡素になる。
【００１１】
組付治具では、シリンダブロックの合わせ面に長尺部材をセットすると、クランクシャフトのそれぞれのクランクピンに対応した位置にコンロッドが止まるように舌片部材を配置することができる。その結果、作業者は、コンロッドから手を離してクランクシャフトを下降させるだけでよく、一人でクランクシャフトの組み付け作業を行うことができ、生産コストの削減を図れる。
【００１２】
また、組付治具をシリンダブロックの合わせ面に対して着脱するだけでよく、無駄な時間はほとんど発生せず、生産効率の向上を図れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るクランクシャフトの組付治具の使用状態を示す斜視図である。
Ｖ型６気筒エンジン１１のシリンダブロック１２にクランクシャフトの組付治具１４を取り付け、コンロッド１５・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）に向けてクランクシャフト１６を下降させる。
【００１４】
組付治具１４は、クランクシャフト１６の長手方向に延びる第１治具２１と、第２治具２２とからなり、第１治具２１で３個のコンロッド１５・・・を支持し、第２治具２２で残りの３個のコンロッド１５・・・を支持する。具体的には後述する。
【００１５】
ここで、図下方の軸は、座標軸であり、Ｘは合わせ面３７（図２参照）に平行な水平な軸、ＹはＸに直交する鉛直軸、ＺはＸ，Ｙに直交する軸、ＣはＺ軸の周りの軸である。
【００１６】
図２は本発明に係る組付治具を用いるシリンダブロックの斜視図であり、シリンダブロック１２は、第１〜第６シリンダ（気筒）３１〜３６と、オイルパン（図に示していない）との合わせ面３７，３７と、軸受け部３８，３８を有する。Ｏはクランク受け部３８，３８にクランクシャフトを取り付けたときのクランクシャフトの中心位置、θはＶバンク角を示す。
コンロッド１５は、大端部４１を有し、ここでは、大端部４１を２分割して形成したキャップを取り外して、コンロッドメタル４２を嵌めた状態である。
【００１７】
図２はまた、Ｖ型６気筒エンジン１１のシリンダブロック１２をオイルパンとの合わせ面３７，３７が上向きになるように配置し、コンロッド１５付きのピストン４３・・・を第１〜第６シリンダ（気筒）３１〜３６にそれぞれ上から挿入し、組付治具１４（図１参照）をセットする状態を示す。
【００１８】
図３は本発明に係る組付治具で組み付けるクランクシャフトの斜視図であり、クランクシャフト１６は、図右から長手方向に第１〜第６クランク部５１〜５６を順に設けたもので、第１〜第６クランク部５１〜５６はそれぞれクランクピン５８を有する。５９・・・はジャーナルを示す。なお、クランクの位相は１２０°である。
【００１９】
図４は本発明に係るクランクシャフトの組付治具の斜視図であり、組付治具１４の第１治具２１および第２治具２２を示す。
第１治具２１は、クランクシャフトの長手方向に延びる長尺部材６１と、長尺部材６１から延ばした舌片部材６２，６３，６４とからなる。
【００２０】
長尺部材６１は、フラットバー７１，７１に内位置決め片７２および外位置決め片７３を形成し、この外位置決め片７３に長手位置決め部７４（図５参照）を形成したものである。
【００２１】
舌片部材６２は、重力作用で倒れるコンロッド１５（図２参照）を支えているときはたわむことなく、コンロッドを位置決め固定し、クランクシャフト１６（図３参照）を組み付けるときにクランクシャフトの荷重が大端部４１（図２参照）を介して作用すると弾性的にたわみ始めるものである。
舌片部材６２の材質は、鋼製であり、板厚を所望の弾性が得られる厚さとし、例えば、板厚は０．５ｍｍ程度が望ましく、０．５ｍｍのすきまゲージを目安にしてもよい。
舌片部材６３，６４は舌片部材６２と同様であり説明を省略する。
舌片部材６３，６４の材質は舌片部材６２と同様である。
【００２２】
第２治具２２は、クランクシャフトの長手方向に延びる長尺部材７６と、長尺部材７６から延ばした舌片部材７７，７８，７９とからなる。
【００２３】
長尺部材７６は、フラットバー８１，８１に内位置決め片８２および外位置決め片８３を形成し、この外位置決め片８３に長手位置決め部８４（図５参照）を形成したものである。
舌片部材７７，７８，７９は舌片部材６２と同様であり説明を省略する。
舌片部材７７，７８，７９の材質は舌片部材６２と同様である。
【００２４】
図５は本発明に係るクランクシャフトの組付治具の平面図であり、第１治具２１の舌片部材６２，６３，６４、第２治具２２の舌片部材７７，７８，７９を示す。
第１治具２１の外位置決め片７３に形成した長手位置決め部７４をシリンダブロック１２に当てて長手方向の基準にしたときに、舌片部材６２は第１シリンダ３１に対応し、舌片部材６３は第２シリンダ３２、舌片部材６４は第４シリンダ３４に対応する。
【００２５】
第２治具２２の外位置決め片８３に形成した長手位置決め部８４をシリンダブロック１２に当てて長手方向の基準にしたときに、舌片部材７７は第３シリンダ３３に対応し、舌片部材７８は第５シリンダ３５、舌片部材７９は第６シリンダ３６に対応する。
【００２６】
以上に述べたクランクシャフトの組付治具の作用を次に説明する。
図１に示すように、シリンダブロック１２の第１〜第６シリンダ３１〜３６にコンロッド１５付きのピストン４３・・・を挿入し、組付治具１４の第１治具２１を第１・第２・第４シリンダ３１，３２，３４に使用し、第２治具２２を第３・第５・第６シリンダ３３，３５，３６に使用する。その次に、クランクシャフト１６をシリンダブロック１２の軸受け部３８，３８を基準にして軸受け部３８，３８の真上から下降させると、まず、第１・第６シリンダ３１，３６側にほぼ同時に嵌合し、さらに下降させると、残りのシリンダ側および軸受け部３８，３８にほぼ同時に嵌合する。具体的に図６〜図８で説明する。
【００２７】
図６は本発明に係るクランクシャフトの組付治具の作用図（その１）であり、組付治具１４の第１治具２１を示す。
第１治具２１は、内位置決め片７２および外位置決め片７３を形成し、この外位置決め片７３に長手位置決め部７４（図５参照）を形成したので、シリンダブロック１２の合わせ面３７に嵌めると、舌片部材６２，６３，６４の３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（図１参照））の位置決めを行うことができる。
【００２８】
舌片部材６２は位置決めされた位置で、第１シリンダ３１にて重力作用で倒れる（矢印▲１▼の方向）コンロッド１５を支えて位置決め固定する。より詳しくは、第１シリンダ３１の下端９１にピストンリングの押圧によってピストン４３を一旦止めた状態とし、このピストン４３に連結したコンロッド１５の大端部４１を座標Ｘ３，Ｙ３の位置で支える。
【００２９】
舌片部材６３は位置決めされた位置で、第２シリンダ３２にて重力作用で倒れる（矢印▲１▼の方向）コンロッド１５を支えて位置決め固定する。より詳しくは、第２シリンダ３２の下端９１にピストンリングの押圧によってピストン４３を一旦止めた状態とし、このピストン４３に連結したコンロッド１５の大端部４１を支える。
【００３０】
舌片部材６４は位置決めされた位置で、第４シリンダ３４にて重力作用で倒れる（矢印▲１▼の方向）コンロッド１５を支えて位置決め固定する。より詳しくは、第４シリンダ３４の中途（舌片部材６３を基準）にピストンリングの押圧によってピストン４３を一旦止めた状態とし、このピストン４３に連結したコンロッド１５の大端部４１（Ｘ１，Ｙ１の位置で）を支える。この結果、作業者はコンロッドから手を離して次の作業に着手することができる。
【００３１】
次に、作業者は、クランクシャフト１６の第１クランク部５１（クランクピン５８）を水平位置（０°位置）にし、第２クランク部５２を上（６０°の位置）にし、第４クランク部５４を下（３００°の位置）にした状態でクランクシャフト１６を矢印▲２▼の如く距離Ｂ１だけ下降させると、第１クランク部５１のクランクピン５８は第１シリンダ３１のコンロッド１５の大端部４１に二点鎖線で示すように嵌る。
【００３２】
引き続き、クランクシャフト１６をさらに下降させつつ、第１シリンダ３１内のピストン４３を矢印▲３▼の如く距離Ｓ１だけ押し下げるとともに、クランクシャフト１６を距離Ｂ２だけ下降させる。その際、クランクシャフト１６を組み付けるときにクランクシャフト１６の荷重が大端部４１を介して作用すると、舌片部材６２は弾性的にたわみ始める。つまり、コンロッド１５はコンロッド１５を支える舌片部材６２を矢印▲４▼の如くたわませ、干渉することなく下がり続ける。
【００３３】
クランクシャフト１６を距離Ｂ２だけ下降させると、クランクシャフト１６は取り付け中心位置Ｏに達し、ほぼ同時に、第２クランク部５２のクランクピン５８は第２シリンダ３２のコンロッド１５の大端部４１に二点鎖線で示すように嵌り、一方、第４クランク部５４のクランクピン５８は第４シリンダ３４のコンロッド１５の大端部４１に二点鎖線で示すように嵌る。
【００３４】
なお、第４シリンダ３４のコンロッド１５の大端部４１を座標Ｘ１，Ｙ１の位置で支えたが、この位置以外で支えてもよい。例えば、Ｘ１，Ｙ２の位置で支えて、第１シリンダ３１と同様に押し下げてもよく、Ｘ１，Ｙ１〜Ｙ２の位置で支えてもよい。
【００３５】
ここでは、クランクピン５８のＸ軸方向の位置と大端部４１のＸ軸方向の位置とが一致する状態でコンロッド１５を支えたが、大端部４１のＸ軸方向の位置がずれた状態で支えられることもある。次にコンロッド１５の位置がずれた場合について説明する。
【００３６】
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係るクランクシャフトの組付治具の作用図（その２）であり、コンロッド１５の位置がずれた場合の作用を示す。
（ａ）において、第１シリンダ３１のコンロッド１５の大端部４１を、正規の位置（座標）Ｘ３，Ｙ３に対して、距離Ｅだけ図左側にずれた状態（座標Ｘ２，Ｙ３の位置で）で支えた場合、クランクピン５８を下降させると、クランクピン５８は大端部４１の内角９２に干渉して大端部４１を矢印▲５▼の如く押すと同時に、舌片部材６２を押す。
【００３７】
（ｂ）において、クランクシャフト１６を組み付けるときにクランクシャフト１６の荷重が大端部４１を介して作用すると、舌片部材６２は弾性的にたわみ始める。すなわち、クランクピン５８（大端部４１）で舌片部材６２を矢印▲５▼の如く押すと、舌片部材６２は弾性的に矢印▲６▼の如くたわむので、コンロッド１５を正規の位置（Ｘ３，Ｙ３）まで旋回（矢印▲５▼の方向）させることができ、コンロッド１５の位置がずれていても、自動的に調整されてコンロッド１５にクランクピン５８を組み付けることができる。
【００３８】
クランクシャフト１６を図６（および図８）に示すように組み付けた後、第１治具２１（および第２治具２２（図８参照））をシリンダブロック１２の合わせ面３７から取り外す。その際、舌片部材６３，６４はたわむので、コンロッド１５を支えた状態から干渉することなく第１治具２１を取り外すことができる。従って、一人でクランクシャフトの組み付け作業を行うことができ、生産コストを削減することができる。
【００３９】
また、組付治具１４をシリンダブロック１２の合わせ面３７に対して着脱するだけでよく、無駄な時間はほとんど発生せず、生産効率の向上を図ることができる。
また、クランクシャフト１６を搬送装置など他の装置のところへ運搬する必要がなく無駄な時間が発生しない。従って、生産効率の向上を図ることができる。
次に第２治具２２（図８参照）の作用を説明する。第２治具２２の作用・効果は第１治具２１と同様であり、簡単に説明する。
【００４０】
図８は本発明に係るクランクシャフトの組付治具の作用図（その３）であり、第２治具２２を示す。
第２治具２２は、内位置決め片８２および外位置決め片８３を形成し、この外位置決め片８３に長手位置決め部８４（図５参照）を形成したので、シリンダブロック１２の合わせ面３７に嵌めると、舌片部材７７，７８，７９の３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（図１参照））の位置決めを行うことができる。
【００４１】
舌片部材７７は位置決めされた位置で、第３シリンダ３３にて重力作用で倒れる（矢印▲１▼の方向）コンロッド１５を支えて位置決め固定する。
【００４２】
舌片部材７８は位置決めされた位置で、第５シリンダ３５にて重力作用で倒れる（矢印▲１▼の方向）コンロッド１５を支えて位置決め固定する。
【００４３】
舌片部材７９は位置決めされた位置で、第６シリンダ３６にて重力作用で倒れる（矢印▲１▼の方向）コンロッド１５を支えて位置決め固定する。
【００４４】
次に、クランクシャフト１６を矢印▲２▼の如く距離Ｂ１だけ下降させると、第６クランク部５６のクランクピン５８は第６シリンダ３６のコンロッド１５の大端部４１に二点鎖線で示すように嵌る。
【００４５】
引き続き、クランクシャフト１６をさらに下降させつつ、第６シリンダ３６内のピストン４３を矢印▲３▼の如く距離Ｓ１だけ押し下げるとともに、クランクシャフト１６を距離Ｂ２だけ下降させる。その際、クランクシャフト１６を組み付けるときにクランクシャフト１６の荷重が大端部４１を介して作用すると、舌片部材７９は弾性的にたわみ始める。つまり、コンロッド１５はコンロッド１５を支える舌片部材７９を矢印▲４▼の如くたわませ、干渉することなく下がり続ける。
【００４６】
クランクシャフト１６を距離Ｂ２だけ下降させると、クランクシャフト１６は取り付け中心位置Ｏに達し、ほぼ同時に、第３クランク部５３のクランクピン５８は第３シリンダ３３のコンロッド１５の大端部４１に二点鎖線で示すように嵌り、一方、第５クランク部５５のクランクピン５８は第５シリンダ３５のコンロッド１５の大端部４１に二点鎖線で示すように嵌る。従って、コンロッド１５およびシリンダブロック１２にクランクシャフト１６を組み付けることができる。
【００４７】
このように、クランクシャフト１６を取り付けることができるクランクシャフトの組付治具１４は、２本の長尺部材と、６枚の舌片部材とからなるので、各部品の構造は簡単で且つ部品点数も少なく、構成を簡素にすることができる。
【００４８】
尚、本発明の実施の形態に示した長尺部材の形状は一例であり、合わせ面の形状によって変更してもよい。
舌片部材自身をたわませるようにしたが、舌片部材をたわませる構成は任意であり、例えば、ヒンジを組み合わせることも可能である。
Ｖバンク角θの値は任意である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、組付治具は、シリンダブロックのオイルパンとの合わせ面に載置するとともにクランクシャフトの長手方向に延びる２本の長尺部材と、重力作用で倒れるコンロッドを支えているときはたわむことなく、位置決め固定し、クランクシャフトを組み付けるときにクランクシャフトの荷重が大端部を介して作用すると弾性的にたわみ始めるように長尺部材から延ばした舌片部材とからなるので、各部品の構造は簡単で且つ部品点数も少なく、構成を簡素にすることができる。
【００５０】
組付治具では、シリンダブロックの合わせ面に長尺部材をセットすると、クランクシャフトのそれぞれのクランクピンに対応した位置にコンロッドが止まるように舌片部材を配置することができる。その結果、作業者は、コンロッドから手を離してクランクシャフトを下降させるだけでよく、一人でクランクシャフトの組み付け作業を行うことができ、生産コストを削減することができる。
【００５１】
また、組付治具をシリンダブロックの合わせ面に対して着脱するだけでよく、無駄な時間はほとんど発生せず、生産効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクランクシャフトの組付治具の使用状態を示す斜視図
【図２】本発明に係る組付治具を用いるシリンダブロックの斜視図
【図３】本発明に係る組付治具で組み付けるクランクシャフトの斜視図
【図４】本発明に係るクランクシャフトの組付治具の斜視図
【図５】本発明に係るクランクシャフトの組付治具の平面図
【図６】本発明に係るクランクシャフトの組付治具の作用図（その１）
【図７】本発明に係るクランクシャフトの組付治具の作用図（その２）
【図８】本発明に係るクランクシャフトの組付治具の作用図（その３）
【図９】従来のクランクシャフト組付装置の説明図
【符号の説明】
１１…Ｖ型複数気筒エンジン（Ｖ型６気筒エンジン）、１２…シリンダブロック、１５…コンロッド、１６…クランクシャフト、３１〜３６…気筒（第１〜第６シリンダ）、３７…合わせ面、４１…大端部、４３…ピストン、６１，７６…長尺部材、６２〜６４，７７〜７９…舌片部材。

Claims

コンロッド付きのピストンを各気筒へ挿入したＶ型複数気筒エンジンのシリンダブロックをオイルパンとの合わせ面が上になるようにし、揺動自在のコンロッドを治具で仮受けし、仮受けした複数のコンロッドの大端部にクランクシャフトを嵌合する際に用いる前記治具において、
この治具は、オイルパンとの合わせ面に載置するとともにクランクシャフトの長手方向に延びる２本の長尺部材と、重力作用で倒れるコンロッドを支えているときはたわむことなく、位置決め固定し、クランクシャフトを組み付けるときにクランクシャフトの荷重が大端部を介して作用すると弾性的にたわみ始めるように前記長尺部材から延ばした舌片部材とからなることを特徴とするクランクシャフトの組付治具。