JP2007192379A

JP2007192379A - スプロケット構造

Info

Publication number: JP2007192379A
Application number: JP2006013423A
Authority: JP
Inventors: Sumuto Hori; 澄人堀
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2026-01-23
Also published as: JP4631720B2

Abstract

【課題】スプロケット自体の強度を確保しつつ、スプロケットと軸部材との結合強度も確保できるスプロケット構造を提供する。
【解決手段】軸部材１１に焼嵌するスプロケット構造において、スプロケット１７に歯部２２と、歯部２２の径方向の厚みと同等の径方向の厚みを有するつば部２４と、歯部２２とつば部２４との間に溝部２５とを設け、つば部２４の軸方向の幅は歯部２２の軸方向の幅よりも狭くした。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸部材に焼嵌するスプロケットの構造に関する。

従来、エンジンのクランクシャフトには、スプロケットが取り付けられ、このスプロケットに金属製のタイミングチェーンやゴム及びグラスファイバコード等からなるタイミングベルトを掛けてカムシャフト側へ動力を伝達してバルブを駆動する構造が知られている。このような構造の一例が下記特許文献１に開示されている。

特開２００４−６０６０８号公報

上記特許文献１では、クランクシャフトのスプロッケットが取り付けられる部分をスプライン軸とし、ここにスプロケットを嵌入することにより、クランクシャフトとスプロケットを結合している。

また、上記以外の方法として、クランクシャフトとスプロケットとを焼嵌して結合する方法もある。この方法は、クランクシャフトの外径よりも若干小さな内径を有するスプロケットを加熱して膨張させ、この膨張したスプロケットをクランクシャフトに嵌入した上でスプロケットを冷却して収縮させることにより、これらを強固に結合させるものである。

しかしながら、上記特許文献１に開示されているクランクシャフトとスプロケットとを結合する構造では、スプロケットが取り付けられる部分がスプライン軸であるため、クランクシャフトとスプロケットとの結合強度と、それぞれの部品自体の強度を両立させる場合、スプロケット径方向の厚みが大きくなることにより歯数が増加し、それに従ってカムスプロケットが大型化することによってエンジンが大型化してしまう。

また、従来のスプロケットをクランクシャフトに焼嵌して結合する方法では、スプロケットの径方向の厚みの薄くなっている歯底の部分に応力が集中し、この部分が脆弱部となる傾向があり、より強度を向上させることが望まれている。

これらのことから、本発明は、スプロケット自体の強度を確保しつつ、スプロケットとクランクシャフトとの結合強度も確保できるスプロケット構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明（請求項１に対応）に係るスプロケット構造は、軸部材に焼嵌するスプロケット構造において、前記スプロケットは歯部と、前記歯部の径方向の厚みと同等の径方向の厚みを有するつば部と、前記歯部と前記つば部との間に設けられる溝部とを有し、前記つば部の軸方向の幅は前記歯部の軸方向の幅よりも狭いことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第２の発明（請求項２に対応）に係るスプロケット構造は、第１の発明に係るスプロケット構造において、前記つば部の軸方向の幅は、前記溝部の軸方向の幅よりも広いことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第３の発明（請求項３に対応）に係るスプロケット構造は、第１の発明又は第２の発明に係るスプロケット構造において、前記軸部材は、エンジンのクランクシャフトであることを特徴とする。

第１の発明に係るスプロケット構造によれば、スプロケットは、歯部と、歯部の径方向の厚みと同等の径方向の厚みを有するつば部と、歯部とつば部との間に設けられる溝部とを有し、つば部の軸方向の幅は歯部の軸方向の幅よりも狭いことにより、スプロケットを焼嵌した際の締結力が均一化され、歯底の部分への応力集中による破損を防ぐことができるため、スプロケットの強度および取付強度を向上させることができる。また、つば部の軸方向の幅は狭くなっているため、スプロケットの取り付けスペースを容易に確保することができる。

第２の発明に係るスプロケット構造によれば、つば部の軸方向の幅は、溝部の軸方向の幅よりも広いことにより、スプロケットの歯部とつば部とを近接させ、歯底への応力集中を防ぐことができる。

第３の発明に係るスプロケット構造によれば、クランクシャフトからカムシャフト側へ確実に動力を伝達することができる。

本発明に係るスプロケット構造の一実施形態について、図１から図５を用いて説明する。図１は本実施形態に係るクランクシャフトスプロケットの斜視図、図２は取り付け前のクランクシャフトスプロケットの斜視図、図３は取り付け後のクランクシャフトスプロケットの斜視図、図４は本実施形態に係るクランクシャフトスプロケットが設置されるエンジンの斜視図、図５は図４に示すＡ−Ａ断面での断面図、図６は図１に示すＢ−Ｂ断面での断面図である。

図４に示すように、自動車等に搭載されるエンジン１０には、動力の出力軸であるクランクシャフト１１からコンプレッサやオルタネータ等の補器類に動力を伝達するクランクシャフトプーリ１２が設置されている。このクランクシャフトプーリ１２はクランクシャフト１１の端部にクランクプーリボルト１３でボルト締めして結合されている。本実施形態では、クランクシャフト１１が課題を解決するための手段に記載する軸部材である。

図５に示すように、クランクシャフト１１はエンジン１０のエンジンブロック１４を貫通して突出している。クランクシャフト１１の端部１１aは円筒状になっており、外径はエンジンブロック１４を貫通している中間部１１ｂより細くなっている。クランクシャフト１１とエンジンブロック１４との接触部１５はジャーナルベアリング１６によりクランクシャフト１１を回転自在に支持しており、シール部材２６によりエンジンオイルが外部に漏れることを防いでいる。

クランクシャフトスプロケット１７を所定の位置に設置させるクランクシャフトスプロケットスペーサ１８は、クランクシャフト１１の中間部１１ｂの側面１１ｃに接触して設置されている。

クランクシャフトスプロケットスペーサ１８の隣（図５中、左側）には、カムシャフト側に動力を伝達するタイミングチェーン１９を設置するためのクランクシャフトスプロケット１７が設置されている。本実施形態では、クランクシャフトスプロケット１７が課題を解決するための手段に記載するスプロケットである。

エンジンブロック１４の外側（図５中、左側）には、タイミングチェーン１９を保護するチェーンケース２０が設置されている。クランクシャフト１１はチェーンケース２０を貫通して外側に突出している。クランクシャフト１１には軸方向にネジ溝２１が穿孔されている。クランクシャフト１１の最端部１１ｄにクランクシャフトプーリ１２を設置した上で、ねじ溝２１にクランクプーリボルト１３をねじ込んで、クランクシャフトプーリ１２をクランクシャフト１１の最端部１１ｄに結合している。

次に、本実施形態に係るクランクシャフトスプロケットの構造について説明する。図１に示すように、クランクシャフトスプロケット１７は円筒状になっており、表面にはタイミングチェーン１９と噛み合う歯部２２が設けられている。

図６に示すように、歯部２２と隣接して、歯部２２の径方向の厚みが最も厚い頂部２３の径方向の厚みと同じ厚みを有するつば部２４が設けられている。つば部２４の軸方向の幅は歯部２２の軸方向の幅より狭くなっている。

また、歯部２２とつば部２４との間は溝部２５が設けられており、つば部２４の軸方向の幅は溝部２５の軸方向の幅よりも広くなっている。さらに、溝部２５の径方向の厚みは、歯部２２の径方向の厚みが最も薄い歯底２６（図１参照）の厚みよりもわずかに薄くなっている。

次に、本実施形態に係るクランクシャフトスプロケット１７のクランクシャフト１１への取り付け方法について説明する。図２に示すように、クランクシャフト１１の端部１１ａには、クランクシャフトスプロケットスペーサ１８を嵌入し、次にクランクシャフトスプロケット１７を嵌入する。この際、クランクシャフトスプロケット１７は加熱されて熱膨張した状態である。

図３に示すように、クランクシャフトスプロケット１７はクランクシャフトスプロケットスペーサ１８により、クランクシャフト１１の端部１１ａの所定の位置に設置することができる。この位置で熱膨張していたクランクシャフトスプロケット１７が冷却されて収縮し、クランクシャフト１１と強固に結合する。このように、クランクシャフトスプロケット１７は焼嵌によりクランクシャフト１１に結合される。

本実施形態にかかるクランクシャフトスプロケットの構造によれば、クランクシャフトスプロケット１７に歯部２２を設け、クランクシャフトスプロケット１７に歯部２２の径方向の厚みと同等の径方向の厚みを有するつば部２４を設け、歯部とつば部との間に溝部２５を設け、つば部２４の軸方向の幅は歯部２２の軸方向の幅よりも狭くすることにより、クランクシャフトスプロケット１７を焼嵌した際の締結力が均一化され、歯底２６の部分への応力集中による破損を防ぐことができるため、クランクシャフトスプロケット１７の強度および取付強度を向上させることができる。

また、クランクシャフトからカムシャフト側へ確実に動力を伝達することができる。さらに、つば部２４の軸方向の幅は狭くなっているため、クランクシャフトスプロケット１７の取り付けスペースを容易に確保することができる。

また、つば部２４の軸方向の幅は、溝部２５の軸方向の幅よりも広くすることにより、クランクシャフトスプロケット１７の歯部２２とつば部２４とを近接させ、歯底２６への応力集中を防ぐことができる。

本実施形態に係るクランクシャフトスプロケットの斜視図である。取り付け前のクランクシャフトスプロケットの斜視図である。取り付け後のクランクシャフトスプロケットの斜視図である。本実施形態に係るクランクシャフトスプロケットが設置されるエンジンの斜視図である。図４に示すＡ−Ａ断面での断面図である。図１に示すＢ−Ｂ断面での断面図である。

符号の説明

１０エンジン
１１クランクシャフト（軸部材）
１２クランクシャフトプーリ
１３クランクプーリボルト
１４エンジンブロック
１５接触部
１６ジャーナルベアリング
１７クランクシャフトスプロケット（スプロケット）
１８クランクシャフトスプロケットスペーサ
１９タイミングチェーン
２０チェーンケース
２１ねじ溝
２２歯部
２３頂部
２４つば部
２５溝部
２６シール部材

Claims

軸部材に焼嵌するスプロケット構造において、
前記スプロケットは歯部と、
前記歯部の径方向の厚みと同等の径方向の厚みを有するつば部と、
前記歯部と前記つば部との間に設けられる溝部とを有し、
前記つば部の軸方向の幅は前記歯部の軸方向の幅よりも狭い
ことを特徴とするスプロケット構造。
請求項１に記載するスプロケット構造において、
前記つば部の軸方向の幅は、前記溝部の軸方向の幅よりも広い
ことを特徴とするスプロケット構造。
請求項１又は請求項２に係るスプロケット構造において、
前記軸部材は、エンジンのクランクシャフトである
ことを特徴とするスプロケット構造。