JP2648998B2

JP2648998B2 - はめ合い構造

Info

Publication number: JP2648998B2
Application number: JP4154449A
Authority: JP
Inventors: 晨一丹波; 芳郎山根; 明夫味口
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1992-05-20
Filing date: 1992-05-20
Publication date: 1997-09-03
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JPH05321941A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのクランク軸
にクランクギヤを取り付ける場合をはじめ、軸に対し角
度位置を定めてボス穴を固定するとき実施できるはめ合
い構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】４サイクルエンジンにおいてたとえばク
ランクギヤは、クランク軸に対し所定の角度位置に取り
付けられる。クランクギヤはカムギヤと噛み合ってカム
軸を回転させ、バルブタイミングを規定するが、同タイ
ミングはクランク軸（クランクピン）の角度位置と正確
に対応しなければならないからである。したがって、エ
ンジンの組み立ての際、クランクギヤとカムギヤとは事
前に付けた合わせマークを利用して噛み合わせる（また
歯数比は１：２にする）ものとし、各ギヤは、クランク
軸・カム軸のそれぞれに対しその合わせマークを基準に
角度を定めて取り付けておくのである。なお、関連する
先行技術として実公平３−５０２４３号がある。

【０００３】図２は、上のようにして組み立てられたエ
ンジン内の該当部分を示している。クランクギヤ１０
は、クランクピン６に対する合わせマーク１０ａの角度
位置を定めてクランク軸１上に取り付けられ、同様にし
てカム軸２１上に取り付けられたカムギヤ２０と、図の
ようにそれぞれの合わせマーク１０ａ・２０ａを対応づ
けて噛み合わせられている。

【０００４】クランク軸に対してクランクギヤは、ガタ
つきのないように固定すべく、焼ばめまたは圧入によっ
て取り付けられるのが普通だが、上記のような角度位置
の設定のためには、クランク軸上にピン（位置ぎめピ
ン）が設けられる一方、クランクギヤのボス穴にはその
ピンに合う溝が形成される。図２においては符号７およ
び１４がそのピンと溝である。あらかじめ所定の位置に
設けておいたピン７と溝１４とを合わせてクランクギヤ
１０を取り付けることにより、クランク軸１に対するそ
の角度位置が自ずと正確に定まるようになっている。

【０００５】焼ばめや圧入による締まりばめのためのク
ランク軸上の部分とクランクギヤのボス穴、および上記
のピン・溝についての関係は、従来、図４のようになっ
ている。すなわち、クランクギヤ１０’のボス穴（締ま
りばめ内径部分）１１’を固定すべきクランク軸１’上
の所定の部分４’を、そのボス穴１１’と締まりばめの
関係になる外径（締まりばめ外径）とし、その部分４’
にピン７’を取り付ける。圧入によってクランクギヤ１
０’を付ける場合、一般的には図のように、クランク軸
１’上の締まりばめ外径部分４’の長さをクランクギヤ
１０’の幅（軸長方向寸法）にほぼ等しくして（一端
２’からそれまでの部分３’はやや小径とする）圧入の
距離を減らし、取り付けを容易にしておく。したがっ
て、クランクギヤ１０’は、クランク軸１’の一端２’
から図の位置まで楽に（たとえば手作業で）送り入れ、
その後、ピン７’に対して溝１４’の角度位置を合わ
せ、その角度位置がずれないように所定位置までプレス
機などで圧入する。なお、焼ばめによる場合は、加熱す
ることによりボス穴１１’の内径を広げた状態ではめる
ため、クランクギヤ１０’は、溝１４’の位置をピン
７’に合わせるのと同時に所定位置まで送り入れること
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図４にしたがい圧入に
よってクランクギヤ１０’をクランク軸１’にはめる場
合は、圧入の最中にクランクギヤ１０’の角度位置がず
れないよう注意する必要がある。圧入をはじめる前の図
示の状態から溝１４’がピン７’に係るまでは、まだク
ランクギヤ１０’の角度位置が定まらないからである。
そのため、圧入に使用するプレス機等の機械やそれに携
わる作業者には、必要な力とともに精度、あるいは慎重
さが不可欠である。このことは、はめ付け工程に時間が
かかることをも意味し、エンジンを量産するうえで都合
が悪い。

【０００７】一方、焼ばめによってクランクギヤ１０’
をはめる場合には、焼ばめ用の設備が必要なほか、加熱
したのち常温に戻るまでの間、クランクギヤ１０’やク
ランク軸１’が取り扱いにくい−といった不都合がと
もなう。

【０００８】なお、以上の点は、クランク軸へのクラン
クギヤのはめ合いのみには限らず、軸に対してボス穴
が、ピンと溝とで角度位置を定めて締まりばめ状態には
め合わせられる場合に一般的に共通する課題である。

【０００９】本発明の目的は、ボス穴の角度位置のずれ
に配慮することなく容易に、ボス穴を軸に圧入（常温で
の圧入）することができるはめ合い構造を提供すること
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のはめ合い構造
は、以上のように軸の一端から送り入れたボス穴を、そ
の内側の溝を軸周面上のピン（その他の突起物を含む）
に合わせて角度位置を定めるとともに、軸上の締まりば
め外径部分に締まりばめ内径部分をはめ合わせて固定す
るはめ合い構造であるが、上記の送り入れの途中でその
ように締まりばめになる前（つまり圧入をはじめる前）
にも、軸上のピンとボス穴の溝とが係り合うようにした
ものである。

【００１１】具体的には、請求項１に記載したように、
軸上の締まりばめ外径部分のうちに（つまり締まりばめ
外径部分から前後にはみ出さぬように）ピンを設ける一
方、軸に送り入れたボス穴につき締まりばめ内径部分を
締まりばめ外径部分にはめる前にボス穴の溝が上記のピ
ンに係るよう、ボス穴のうち送り先の側に、軸上の締ま
りばめ外径部分のうち上記一端に近い側の端部から上記
ピンのうち上記一端に近い側の端部までの距離を上回る
長さにわたり、締まりばめ外径部分に対し隙間をもって
はまる大径部分を形成する。

【００１２】

【００１３】

【作用】請求項１のはめ合い構造の場合、ボス穴には、
それを軸上にはめる際の送り入れ先の側に大径部分、つ
まり軸上の締まりばめ外径部分に隙間をもってはまる部
分があり、軸上のピンに係るボス穴の溝は当然その部分
にも延びている。そしてボス穴を、軸に対し一端より、
締まりばめ外径部分に締まりばめ内径部分がはまる手前
まで送り入れれば、その段階で、上記大径部分にある溝
の一部が軸上のピンに係る。言いかえればピンと溝と
は、圧入によって軸上の所定位置にボス穴が締まりばめ
にて固定された状態ではもちろんのこと、そうした圧入
の始められる前にも、互いに係り合うことになる。

【００１４】軸に対してボス穴を圧入する前にピンと溝
とが係り合うと、その時点でボス穴と軸との相対的な角
度位置が定まるので、圧入の際にその位置関係がずれな
いよう配慮する必要はない。角度位置が定まっている以
上、あとは圧入に必要な力を加えるだけでよいからであ
る。

【００１５】

【００１６】

【００１７】なお、請求項１のはめ合い構造は、焼ばめ
によって締まりばめを実現するのではないため、はめ合
う直前のボス穴やそれをはめ合った直後の軸の取り扱い
も容易である。

【００１８】

【実施例】図１および図２(ａ)・(ｂ)に本発明の第一実
施例を示す。この例は、図２に示す小型汎用エンジンの
クランク軸１に対し、所定の位置および所定の相対角度
にてクランクギヤ１０をはめ付ける場合に関するもので
ある。

【００１９】図２を引用して先に説明したように、クラ
ンク軸１上のクランクギヤ１０はカム軸２１上のカムギ
ヤ２０と噛み合い、カム軸２１とともにカム２２を回転
させて吸・排気の各バルブ（図示せず）を駆動する。カ
ム２２の回転角度がクランク軸１の回転に対応すべきこ
とから、クランクギヤ１０とカムギヤ２０とはそれぞれ
の合わせマーク１０ａ・２０ａを対応づけて噛み合わせ
られており、クランク軸１に対するクランクギヤ１０の
取り付けおよびカム軸２１に対するカムギヤ２０の取り
付けも、定められたとおりの相対角度位置になされてい
る。そのためクランクギヤ１０は、クランクピン６の角
度に対応づけてあらかじめクランク軸１上に固定された
ピン７に、ボス穴１１の内側の溝１４を合わせて位置ぎ
め（角度位置の設定）されている。なお、図２において
符号３０はクランクケース、同３１はピストンである。

【００２０】クランク軸１に対してクランクギヤ１０
は、上記のようにピン７と溝１４との関係で位置ぎめす
るとともに、圧入による締まりばめによって固定してい
る。そのため図１のように、クランク軸１とクランクギ
ヤ１０のボス穴１１とには、互いに締まりばめのはめ合
いとなる締まりばめ外径部分４と締まりばめ内径部分１
２とをそれぞれ設けている。クランクギヤ１０は、軸１
に対して一端２からはめ入れ、図に仮想線で示すとおり
肩５（図示の段付部分）に当たる位置を所定の位置とし
て固定するので、その所定位置まで圧入するのに必要な
距離が短くなるよう、軸１における締まりばめ外径部分
４の長さ（軸長方向の長さ）Ｌ_４はクランクギヤ１０の
幅（同じく軸長方向寸法。Ｌ₁₂＋Ｌ₁₃）とほぼ等しい範
囲のみとしてある。したがってクランクギヤ１０は、軸
１の一端２から図の実線の位置までは作業員の手で送り
入れ、そののち、角度位置を定めて締まりばめ外径部分
４上の所定位置までプレス機（図示せず）で圧入する。

【００２１】この実施例の大きな特徴は、クランク軸１
上の締まりばめ外径部分４に上記のピン７を設けるとと
もに、クランクギヤ１０のボス穴１１のうち上記送り入
れの際の先方となる側（つまり軸１のピン７に近く、一
端２から遠い側）に大径部分１３を形成したことであ
る。このため、ボス穴１１のうちには、締まりばめ内径
部分１２（長さＬ₁₂）と大径部分１３（長さＬ₁₃）とが
図のように並んで存在する。この例では軸１上の締まり
ばめ外径部分４の直径を、ＪＩＳにいうφ３０ｓ６（３
０．０３５〜３０．０４８ｍｍの公差範囲内）としたの
に対し、ボス穴１１の締まりばめ内径部分１２の直径は
φ３０Ｈ７（３０．０〜３０．０２１ｍｍ）、大径部分
１３のそれはφ３０．２±０．１ｍｍとしている。そし
てこの大径部分１３の長さＬ₁₃は、締まりばめとなる上
記の外径部分４と内径部分１２とをはめ合わせる前の図
示の状態で、溝１４の一部（大径部分１３内に延びた部
分）がピン７に係るものとして定めている。

【００２２】クランク軸１上のピン７とボス穴１１の大
径部分１３等との上記のような関係から、このクランク
ギヤ１０の圧入は、その角度位置がずれぬよう配慮する
ことなく容易に行うことができる。なぜなら、締まりば
め外径部分４に対して同内径部分１２を圧入し始める前
の図示実線の状態で、ピン７と溝１４とはすでに係合し
ており、圧入作業の最中にクランクギヤ１０の角度位置
がずれることはないからである。またこのように係合し
た状態は、圧入作業の完了時点（図示仮想線の状態）に
も変わらない。角度のずれを生じぬよう慎重に行う必要
がないため、圧入作業の能率は大幅に向上する。

【００２３】図３は、本発明の第二実施例を示すもので
ある（ただしこの実施例は、請求項１の記載に当てはま
るものではない）。軸４１上の所定位置（図示仮想線の
位置）にギヤ５０を取り付けるこの例でも、やはり軸４
１上のピン４７とギヤ５０のボス穴５１内の溝５４とに
よって角度位置を定め、かつ締まりばめによってギヤ５
０を軸４１に固定する。軸４１上の符号４４の部分が、
その締まりばめのための外径部分、ギヤ５０内の符号５
２が締まりばめ内径部分で、その部分５２はボス穴５１
の幅（軸長方向寸法）全体に及ぶ。軸長方向のギヤ５０
の位置を定める段付部分（肩）４５が図の右方にあるの
で、ギヤ５０は左方の小径部分４３の側から軸４１上に
入れている。

【００２４】この図３の例は、前記第一実施例と同じく
圧入作業を容易にしたものではあるが、締まりばめ外径
部分４４を外れた小径部分４３上にピン４７を取り付け
るとともに、ギヤ５０のボス穴５１の幅を、軸４１上の
締まりばめ外径部分４４の長さを超えるものとしたこと
である。ボス穴５１のこの幅は、図示仮想線のように軸
４１の締まりばめ外径部分４４上の所定位置までギヤ５
０を圧入したとき、ボス穴５１内の溝５４の一部（図示
左方の部分）がピン４７に係る寸法である。ピン４７は
小径部分４３上にあるので、仮想線の状態では、ボス穴
５１のうちピン４７と係合する付近（左方の部分）は、
隙間を介して軸４１の小径部分４３上にかぶさるかたち
になる。なお、この点から、その付近の直径は必ずしも
締まりばめ内径部分５２のそれに一致する必要はない。

【００２５】小径部分４３上にピン４７を設けているの
で、軸４１の一端（小径部分４３の左方。図示せず）か
ら図の実線の位置まで、たとえば手でギヤ５０を送り入
れると、圧入前のこの段階でピン４７に溝５４の一部が
係ることになる。また、図示仮想線の位置までギヤ５０
を圧入し終わった状態でも、その溝５４がピン４７に係
合し続けている。つまりピン４７と溝５４とは、軸４１
（締まりばめ外径部分４４）上にギヤ５０（締まりばめ
内径部分５２）を圧入する作業の開始前から完了後ま
で、互いに係合しあうことになる。圧入する間に軸４１
とギヤ５０との相対角度のずれが生じないため、この例
でも圧入作業の能率が向上する。

【００２６】以上、二つの実施例を紹介したが、本発明
がこれらの例以外にも実施できることは言うまでもな
い。たとえば、クランク軸上にクランクギヤを取り付け
る場合には限らず、カム軸に対してカムギヤを取り付け
るなど、角度位置を定めて軸上にギヤを圧入・固定する
場合（図３の例もこれに該当する）に一般的に実施でき
る。さらに本発明は、軸と一体には成形されていないカ
ムの本体をカム軸に取り付ける場合をはじめ、ギヤ以外
の物のボス穴を、軸に対し角度位置を定めて締まりばめ
状態に圧入する場合の全般に、広く適用することができ
る。エンジン部品のみに限定はされない。

【００２７】

【発明の効果】本発明のはめ合い構造によれば、ボス穴
の角度位置のずれに配慮することなくボス穴を容易に軸
に圧入できるので、たとえば軸へのギヤの取り付け作業
が能率化し、エンジン等を量産するうえで有利である。
圧入のためのプレス機等に、ボス穴の角度位置をずらさ
ないための精度などが必要でないという設備上の利点も
ある。焼ばめするのでないことから、そのための設備が
不要で、また、はめ合う直前のボス穴やそれをはめ合っ
た直後の軸の取り扱いも容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例としてクランク軸１とクラ
ンクギヤ１０とのはめ合い構造を示す側面図である。

【図２】図１のクランク軸１やクランクギヤ１０などを
含む汎用４サイクルエンジンを示す平面図（図２(ａ)。
一部は破断して示す）と側断面図（同(ｂ)）である。

【図３】本発明の第二実施例としてのはめ合い構造を示
す側面図である。

【図４】クランク軸１’とクランクギヤ１０’との従来
のはめ合い構造を示す側面図である。

【符号の説明】

１・４１クランク軸・軸４・４４締まりばめ外径部分７・４７ピン１０・５０クランクギヤ・ギヤ１１・５１ボス穴１２・５２締まりばめ内径部分１３大径部分４３小径部分１４・５４溝

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軸の一端から送り入れたボス穴を、その
内側の溝を軸周面上のピンに合わせて軸に対する角度位
置を定めるとともに、軸上の締まりばめ外径部分に締ま
りばめ内径部分をはめ合わせて固定するはめ合い構造で
あって、上記のピンを軸上の締まりばめ外径部分のうちに設ける
一方、軸に送り入れたボス穴につき締まりばめ内径部分を締ま
りばめ外径部分にはめる前にそのボス穴の溝が上記のピ
ンに係るように、ボス穴のうち送り先の側に、軸上の締
まりばめ外径部分のうち上記一端に近い側の端部から上
記ピンのうち上記一端に近い側の端部までの距離を上回
る長さにわたり、締まりばめ外径部分に対し隙間をもっ
てはまる大径部分を形成したことを特徴とするはめ合い
構造。