JP4915402B2 - 内燃機関始動装置の組付方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に内燃機関始動装置を組付ける内燃機関始動装置の組付方法に関する。

従来、内燃機関のクランクシャフトに内燃機関始動装置を組付ける際には、まず、クランクシャフトに内燃機関始動装置を構成する部材であるベアリングを圧入して組付けた後、該ベアリング上にスタータモータの回転力をクランクシャフトに伝達する部材であるリングギアを組付けており、このような技術は公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来から上記ベアリングをクランクシャフトに圧入する際には、図４に示すように、まず、クランクシャフト２の軸端部にベアリング１６を圧入する工程（図４の（ａ）（ｂ））を経てからシリンダブロック１にクランクシャフト２を組付ける工程（図４の（ｃ））を行っている。
特開２００７−３０１２６号公報

しかし、上述したような工程においては、クランクシャフト２にベアリング１６を圧入した後にクランクシャフト２を組付ける為、クランクシャフト２にベアリング１６を圧入した時に発生する圧入バリ等が、クランクシャフト２を支持する軸受部８或いは、軸受部８に装着されているすべり軸受であるメタルに異物として挟まる虞がある。

すなわち、クランクシャフトが摺動する部位であるため異物を嫌うメタルが装着された軸受部を露出させた状態で、圧入バリが発生しているベアリング等の部品を組みつけていることが異物が入り込む要因となっている。

そこで、本発明は、クランクシャフトにベアリングを圧入する際に発生する異物がクランクシャフトの軸受部に入り込むことを防ぐ内燃機関始動装置の組付方法を提案することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、
内燃機関のクランクシャフトに内燃機関始動装置を組付ける内燃機関始動装置の組付方法であって、
前記内燃機関のシリンダブロックに設けられた軸受部に前記クランクシャフトを配置して、前記クランクシャフトを軸受部材により固定し、その後、前記内燃機関始動装置の構成部材であるベアリングを前記クランクシャフトの軸端部に圧入するものである。

請求項２においては、
前記ベアリングは、該ベアリングの外周に予めリングギアが一体的に固定されているものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、クランクシャフトを軸受部材によりシリンダブロックに固定後、ベアリングを圧入するようにしたことで、圧入時のバリが離脱し、クランクシャフトと軸受部との間に異物として挟まることを回避できる。

請求項２においては、クランクシャフトを軸受部材によりシリンダブロックに固定後、ベアリングを圧入するようにしたことで、圧入時のバリが離脱し、クランクシャフトと軸受部との間に異物として挟まることを回避できる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態である内燃機関始動装置の組付方法を示す図、図２は同じく模式側面図、図３は軸受部とクランクキャップを示す斜視図、図４は従来の内燃機関始動装置の組付方法を示す図である。
また、本実施形態においては、シリンダブロック１内にクランクシャフト２を配置するため、シリンダブロック１を上下逆に配置しており、説明の便宜上、図１、図２に示す矢印Ｘの方向を前方、矢印Ｙの方向を内燃機関組立完了時における上側とする。
なお、同様の用途及び機能を有する部材には同符号を付してその説明を省略する。
本発明に係る実施形態は、内燃機関を組み立てる工程のうち、内燃機関のクランクシャフトに対して内燃機関始動装置を組付ける工程に関するものである。以下に、この工程で使用する部材と、該部材を用いて行う内燃機関始動装置の組付方法について具体的に説明する。

まず、本発明の一実施形態に係る内燃機関始動装置の組付方法を適用する内燃機関及び内燃機関始動装置の構成について図１から図３を用いて説明する。

内燃機関は、４気筒型の自動車用エンジンであり、シリンダブロック１と、該シリンダブロック１に軸支されるクランクシャフト２と、該シリンダブロック１の上部に固定されるシリンダヘッド（図示せず）と、シリンダブロック１の下部に固定されるオイルパン（図示せず）と、後述する内燃機関始動装置等を主に備えている。本実施形態に係る内燃機関始動装置の組付方法においては、シリンダヘッドとオイルパンとを組付けていない状態であるシリンダブロック１に、クランクシャフト２と内燃機関始動装置の構成部材とを組付ける工程に適用した例を示す。

シリンダブロック１は、図２に示すように、その内部に複数の隔壁３・３・・・（本実施形態では５箇所）を有しており、該隔壁３間に複数のシリンダが設けられている。該シリンダ内にはピストン１１・１１・・・が摺動自在に挿入される。また、各ピストン１１・１１・・・は、コネクティングロッド１２・１２・・・を介してクランクシャフト２に連結される。
また、図３に示すように、各隔壁３・３・・・の下部（図３中においては上部）には、断面略Ｕ字形の凹部である軸受部８・８・・・がそれぞれ設けられている。

クランクシャフト２は、図２に示すように、コネクティングロッド１２・１２・・・の下端のビックエンドが連結されるクランクピン４・４・・・（本実施形態では４箇所）と、該クランクピン４・４・・・を両側から支持するクランクアーム５・５・・・と、クランクアーム５・５・・・より重量が大きいバランスウエイト６・６・・・と、シリンダブロック１の隔壁３・３・・・に軸支されるクランクジャーナル７・７・・・（本実施形態では５箇所）等から主に構成されている。クランクシャフト２は、シリンダブロック１の隔壁３下端（図２中においては上端）に軸支される。すなわち、クランクシャフト２の軸方向複数箇所に存在するクランクジャーナル７・７・・・を、シリンダブロック１の下側の隔壁３下端に設けられた軸受部８・８・・・と、軸受部材である後述するクランクキャップ９・９・・・とで挟んだ状態でボルト１３により締結することで、回転自在に軸支される。また、クランクシャフト２の軸端部（後端）には、クランクシャフト２の主軸よりも大径であるベアリング嵌合部２ａを備えている。該ベアリング嵌合部２ａには、後述する内燃機関始動装置を構成する部材であるベアリング１６が圧入される。

クランクキャップ９（ベアリングキャップとも呼ばれる）は、クランクシャフト２を支持する軸受部材の一例であり、図３に示すように、クランクキャップ９のシリンダブロック１に対向する側に断面略Ｕ字形に凹部１０が設けられている。
また、隔壁３の断面略Ｕ字形の凹部である軸受部８とクランクキャップ９の凹部１０とは対向しており、それぞれにすべり軸受である円弧状のメタル１４・１４が嵌合装着される。そして、軸受部８にクランクシャフト２のクランクジャーナル７・７・・・をメタル１４・１４を介して配置し、軸受部８に対向するようにクランクキャップ９をボルト１３により固定することで、クランクジャーナル７・７・・・を回転自在に軸支することができる。

メタル１４・１４（ベアリングメタルとも呼ばれる）のうち、一方のメタル１４は隔壁３の軸受部８内面に嵌合装着され、他方のメタル１４はクランクキャップ９の凹部１０内面に嵌合装着される。すなわち、クランクシャフト２の各クランクジャーナル７・７・・・の外周面と、隔壁３の凹部である軸受部８内面およびクランクキャップ９の凹部１０内面との対向間に介装される。
また、メタル１４・１４は、円筒体を二つ割りとしたような形状であり、二つ一対で使用される。

また、これら二つのメタル１４・１４のうち、シリンダブロック１の隔壁３の軸受部８側に配置されるメタル１４はアッパーメタル、また、クランクキャップ９の凹部１０側に配置されるメタル１４はロアーメタルと呼ばれている。

つまり、クランクシャフト２のクランクジャーナル７・７・・・は、シリンダブロック１の下側に設けられる断面略Ｕ字形の凹部である軸受部８を有する隔壁３と、それにボルト等で取り付けられる断面略Ｕ字形の凹部１０を有するクランクキャップ９との間に挟まれた状態で回転自在に支持されるようになっている。

内燃機関始動装置は、例えば、スタータモータ（図示せず）と、リングギア１５と、リングギア１５とクランクシャフト２との間に介装されるワンウェイクラッチ（図示せず）と、から主に構成される。また、スタータモータにはピニオンギア（図示せず）が配設されており、該ピニオンギアとクランクシャフト２に固定されたリングギア１５とが常時噛合わされている。

また、内燃機関始動装置は、スタータモータにより発生する回転力を、内燃機関始動時の駆動力としてクランクシャフト２に伝達して内燃機関を始動する装置である。

リングギア１５は、中央部に開口部を有する正面視円形状の部材であり、リングギア１５の内周縁部に配置されるインナーレース部１５ａと、リングギア１５の外周縁部に配置されるギア部１５ｂと、を備えている。リングギア１５は、スタータモータとクランクシャフト２の間に介装されて、前記スタータモータによる回転力をクランクシャフト２に伝達する部材である。

また、前記インナーレース部１５ａの内周にはベアリング１６が予め固定されており、リングギア１５とベアリング１６とによりサブアッシー（ストップアンドスタートサブアッシー）が構成されている。すなわち、リングギア１５とベアリング１６とをサブアッシーとしてクランクシャフト２の軸端部に組付けた際には、リングギア１５のインナーレース部１５ａとクランクシャフト２との間にベアリング１６が配置され、インナーレース部１５ａはクランクシャフト２に対して相対回転可能となる。
そして、後述する本実施形態に係る内燃機関始動装置の組付方法においては、前記サブアッシーをクランクシャフト２に組付ける。

ここで、上述した内燃機関及び内燃機関始動装置を構成する部材について、以下で説明する本発明に係る内燃機関始動装置の組付方法により組付けを行う。

次に、内燃機関のクランクシャフト２に内燃機関始動装置を構成する部材を組付ける組付方法について図１から図３を用いて説明する。

内燃機関始動装置を内燃機関に組付ける場合において、全体の工程としては、まず、クランクシャフト２をシリンダブロック１に配置する工程と、クランクキャップ９をシリンダブロック２に締結する締結工程と、内燃機関始動装置を構成する部材であるリングギア１５とベアリング１６とが予め一体的に固定している部材であるサブアッシーをクランクシャフト２の軸端部に圧入する圧入工程と、とを有している。以下に各工程について具体的に説明する。

まず、図１（ａ）に示す配置工程では、クランクシャフト２をシリンダブロック１に設けられた軸受部８に配置する。具体的には、クランクシャフト２の各クランクジャーナル７・７・・・をメタル１４を介して各隔壁３・３・・・の下部に設けられ、予めメタル１４（アッパーメタル）が嵌合装着されている各軸受部８・８・・・に配置する。

次に、図１（ｂ）に示す締結工程では、シリンダブロック１の各隔壁３・３・・・の下端に各クランクキャップ９・９・・・を組付け、ボルト１３により締結固定し、クランクシャフト２をすべり軸受であるメタル１４・１４を介してシリンダブロック１に回転自在に軸支する。

続いて、図１（ｃ）に示す圧入工程では、クランクシャフト２の軸端部にベアリング１６の外周に予めリングギア１５が一体的に固定されているサブアッシーを圧入する。すなわち、予め一体化しているサブアッシーのベアリング１６の内周をクランクシャフト２の軸端部に設けたベアリング嵌合部２ａの外周に嵌合すべく圧入する。
こうして、本実施形態によれば、内燃機関始動装置の構成部材であるベアリング１６を圧入する前に、シリンダブロック１にクランクシャフト２をクランクキャップ９・９・・・により固定するという工程を行うことで、異物の混入を嫌う部位である軸受部８、クランクキャップ９の凹部１０及びそれぞれに装着されるメタル１４・１４とクランクシャフト２との間にベアリング１６圧入時に発生する異物が入ることを防止できる。つまり、クランクシャフト２が摺動する部位に予めクランクキャップ９にて蓋をしている為、圧入時のバリや異物がメタル１４・１４摺動面に入らないのである。

このように、内燃機関のクランクシャフト２に内燃機関始動装置を組付ける内燃機関始動装置の組付方法であって、前記内燃機関のシリンダブロック１に設けられた軸受部８に前記クランクシャフト２を配置して、前記クランクシャフト２を軸受部材であるクランクキャップ９により固定し、その後、前記内燃機関始動装置の構成部材であるベアリング１６を前記クランクシャフト２の軸端部に設けたベアリング嵌合部２ａに圧入するという内燃機関始動装置の組付方法を適用することにより、圧入時のバリが離脱し、クランクシャフト２と軸受部８との間に異物として挟まることを回避できる。

なお、本実施形態においては、前記ベアリング１６を、該ベアリング１６の外周に予めリングギア１５が一体的に固定されているサブアッシー内に構成された状態で用いたが、特に限定するものではなく、内燃機関始動装置を構成するベアリング１６を、まず単独でクランクシャフト２の軸端部に設けたベアリング嵌合部２ａに圧入するという場合においても同様の作用効果を得ることが可能である。すなわち、クランクキャップ９・９・・・によりクランクシャフト２をシリンダブロック１の軸受部８に固定し、その後、ベアリング１６のみをクランクシャフト２のベアリング嵌合部２ａに圧入してから、リングギア１５をベアリング１６の外周に固定するように構成することも可能である。

また、本実施形態では、軸受部材としてクランクキャップ９を用いてクランクシャフト２が備える複数のクランクジャーナル７・７・・・のそれぞれに、個別のクランクキャップ９・９・・・を締結固定する例を挙げたが、特に限定するものではなく、軸受部材として各クランクキャップ９・９・・・を一体的に連結したような、いわゆるラダービーム構造のクランクキャップを適用することも可能である。

本発明の一実施形態である内燃機関始動装置の組付方法を示す図。 同じく模式側面図。 軸受部とクランクキャップを示す斜視図。 従来の内燃機関始動装置の組付方法を示す図。

符号の説明

１ シリンダブロック
２ クランクシャフト
８ 軸受部
９ クランクキャップ
１５ リングギア
１６ ベアリング

Claims (2)

1. 内燃機関のクランクシャフトに内燃機関始動装置を組付ける内燃機関始動装置の組付方法であって、
   前記内燃機関のシリンダブロックに設けられた軸受部に前記クランクシャフトを配置して、前記クランクシャフトを軸受部材により固定し、その後、前記内燃機関始動装置の構成部材であるベアリングを前記クランクシャフトの軸端部に圧入することを特徴とする内燃機関始動装置の組付方法。
2. 前記ベアリングは、該ベアリングの外周に予めリングギアが一体的に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関始動装置の組付方法。

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