JP5288051B2 - 内燃機関及び内燃機関の組み付け方法 - Google Patents
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Description
本発明は、機関始動用のモータの出力軸に連結されるインナーレース部材と、機関出力軸に連結されるアウターレース部材と、これらインナーレース部材とアウターレース部材との間に設けられる係合部材とを有するワンウェイクラッチを備える内燃機関及び内燃機関の組み付け方法に関する。
例えば特許文献1に記載の内燃機関では、機関始動用のモータ(以下、始動用モータ)の出力軸とクランクシャフトとの間に、ラチェット式のワンウェイクラッチが設けられている。このラチェット式のワンウェイクラッチでは、クランクシャフトに連結されるアウターレース部材の内周面にポケット部が凹設されており、同ポケット部の角部には、爪片が径方向に傾動自在に支持されている。また始動用モータの出力軸に連結されるインナーレース部材には、爪片が係合する係合部が形成されている。また爪片は、ばねにより径方向内側、すなわち係合部に係合する方向に常時付勢されている。
こうしたラチェット式のワンウェイクラッチによれば、機関回転速度が始動用モータによるクランキング回転速度よりも高くなる、すなわち機関始動が完了すると、リングギアからクランクシャフトへのトルク伝達が行なわれなくなるとともに、クランクシャフトからリングギアへのトルク伝達も行なわれなくなる。
ところで、ワンウェイクラッチを備える内燃機関にあっては、その組み付けに際して、次のような不都合が生じるおそれがある。すなわち、ワンウェイクラッチは、インナーレース部材、アウターレース部材、及び爪片等を一体に組み付けた状態で機関本体や機関出力軸に組み付けられる。ここで、アウターレース部材の内周面とこれに対向するインナーレース部材の外周面とによって単に爪片が挟み込まれているだけであるため、ワンウェイクラッチを組み付ける際にインナーレース部材とアウターレース部材とが離間すると、爪片が脱落する。そのため、組み付け性が悪く、ワンウェイクラッチの組み付け工程を慎重に行なう必要が生じる。
尚、こうした問題は、ラチェット式のワンウェイクラッチを備える内燃機関において特に顕著なものであるが、その他のワンウェイクラッチを備える内燃機関においても程度の差こそあれ同様にして生じ得るものである。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インナーレース部材及びアウターレース部材から係合部材が脱落することを回避して、ワンウェイクラッチを機関本体及び機関出力軸に容易に組み付けることのできる内燃機関及び内燃機関の組み付け方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に従う内燃機関は、機関始動用のモータの出力軸に連結されるインナーレース部材と、機関出力軸に連結されるアウターレース部材と、前記インナーレース部材の外周面と同外周面に対向する前記アウターレース部材の内周面との間に設けられる係合部材とを有するワンウェイクラッチを備える内燃機関であって、前記インナーレース部材及び前記アウターレース部材には、これらインナーレース部材とアウターレース部材とを互いに固定する固定部材を取り付けるための取付部がそれぞれ設けられている。
同構成によれば、ワンウェイクラッチを構成するインナーレース部材、アウターレース部材、及び係合部材が一体に組み付けられた状態とされ、インナーレース部材及びアウターレース部材にそれぞれ設けられた取付部に固定部材を取り付けることで、インナーレース部材とアウターレース部材とを互いに固定することができる。これにより、ワンウェイクラッチを機関本体及び機関出力軸に組み付ける際に、インナーレース部材とアウターレース部材とが離間することを回避することができるようになる。従って、インナーレース部材及びアウターレース部材から係合部材が脱落することを回避することができ、ワンウェイクラッチを機関本体及び機関出力軸に容易に組み付けることができるようになる。
この場合、前記ワンウェイクラッチはラチェット式のワンウェイクラッチであり、前記係合部材は爪片であり、前記インナーレース部材の外周面には前記爪片が係合可能な係合部が形成されているといった態様が好ましい。
ラチェット式のワンウェイクラッチを備える内燃機関にあっては、インナーレース部材の外周面と同外周面に対向するアウターレース部材の内周面とによって単に爪片が挟み込まれているだけである。このため、ワンウェイクラッチを機関本体及び機関出力軸に組み付ける際に、インナーレース部材とアウターレース部材とが離間すると、爪片が脱落することとなる。
この点、こうしたラチェット式のワンウェイクラッチを備える内燃機関に対して、本発明を適用すれば、インナーレース部材及びアウターレース部材から爪片が脱落することを回避することができ、ワンウェイクラッチを機関本体及び機関出力軸に容易に組み付けることができるようになる。
また、前記取付部は前記インナーレース部材と前記アウターレース部材とにそれぞれ形成されて前記固定部材が挿通される孔であるといった態様が好ましい。
こうした態様によれば、インナーレース部材及びアウターレース部材にそれぞれ形成された孔に治具を挿通するといった簡易な構成により、これらインナーレース部材とアウターレース部材とを互いに固定することができるようになる。
こうした態様によれば、インナーレース部材及びアウターレース部材にそれぞれ形成された孔に治具を挿通するといった簡易な構成により、これらインナーレース部材とアウターレース部材とを互いに固定することができるようになる。
この場合、前記インナーレース部材は機関出力軸の中心軸線方向において前記アウターレース部材とシリンダブロックとの間に設けられ、前記アウターレース部材には機関出力軸の中心軸線に沿って延びる貫通孔が形成され、前記インナーレース部材には機関出力軸の中心軸線に沿って延びるねじ孔が形成され、前記貫通孔及び前記ねじ孔は、機関出力軸の中心軸線から互いに同一の距離だけ径方向に離間しているといった態様が好ましい。
こうした態様によれば、インナーレース部材及びアウターレース部材をねじ形状を有する固定部材により固定した状態で機関本体及び機関出力軸に組み付けた後、この固定部材をアウターレース部材に形成された貫通孔側から容易に取り外すことができる。従って、機関本体及び機関出力軸に対するワンウェイクラッチの組み付け性を一層向上させることができるようになる。
またこの場合、機関出力軸には前記アウターレース部材を挟んで前記インナーレース部材とは反対側にフライホイールが連結され、前記フライホイールには機関出力軸の中心軸線に沿って延びるとともに同中心軸線から前記貫通孔及び前記ねじ孔と同一の距離だけ径方向に離間する貫通孔が形成されているといった態様が好ましい。
こうした態様によれば、ワンウェイクラッチを機関本体及び機関出力軸に組み付けた後、フライホイールを機関出力軸に組み付ける際に、ワンウェイクラッチに取り付けられている固定部材の基端部をフライホイールの貫通孔に挿通させることで、フライホイールの位置決めを行なうことができるようになる。また、フライホイールを機関出力軸に組み付けた後に、固定部材を容易に取り外すことができる。ちなみに、アウターレース部材及びフライホイールを共通のボルトにより機関出力軸に対して固定する構成にあっては、アウターレース部材の貫通孔とフライホイールの貫通孔とを以下のように設けるようにすればよい。すなわち、アウターレース部材及びフライホイールにそれぞれ形成されて上記ボルトの挿通されるボルト孔がアウターレース部材(フライホイール)の周方向において互いに一致した状態において、アウターレース部材の貫通孔とフライホイールの貫通孔とがアウターレース部材(フライホイール)の周方向において一致するようにこれら貫通孔を設けるようにすればよい。
また、上記目的を達成するため、本発明に従う内燃機関の組み付け方法は、機関始動用のモータの出力軸に連結されるインナーレース部材と、機関出力軸に連結されるアウターレース部材と、前記インナーレース部材の外周面と同外周面に対向する前記アウターレース部材の内周面との間に設けられる係合部材とを有するワンウェイクラッチを備える内燃機関の組み付け方法であって、前記係合部材が組み付けられた状態において固定部材によって互いに固定された前記インナーレース部材及び前記アウターレース部材を、機関出力軸に対して組み付ける第1工程と、前記第1工程の後に、前記インナーレース部材及び前記アウターレース部材から前記固定部材を取り外す第2工程と、を備える。
同方法によれば、まずは、第1工程により、係合部材が組み付けられた状態において固定部材によって互いに固定されたインナーレース部材及びアウターレース部材が機関出力軸に対して組み付けられる。次に、第2工程により、インナーレース部材及びアウターレース部材から固定部材が取り外される。これにより、ワンウェイクラッチを内燃機関の本体に組み付ける際に、インナーレース部材とアウターレース部材とが離間することを回避することができるようになる。従って、インナーレース部材及びアウターレース部材から係合部材が脱落することを回避することができ、ワンウェイクラッチを機関本体及び機関出力軸に容易に組み付けることができるようになる。
この場合、前記ワンウェイクラッチはラチェット式のワンウェイクラッチであり、前記係合部材は爪片であり、前記インナーレース部材の外周面には前記爪片が係合可能な係合部が形成されているといった態様が好ましい。
ラチェット式のワンウェイクラッチを備える内燃機関にあっては、アウターレース部材の内周面とこれに対向するインナーレース部材の外周面とによって単に爪片が挟み込まれているだけである。このため、ワンウェイクラッチを機関本体及び機関出力軸に組み付ける際に、インナーレース部材とアウターレース部材とが離間すると、爪片が脱落しやすい。
この点、こうしたラチェット式のワンウェイクラッチを備える内燃機関の組み付け方法に対して、本発明を適用すれば、インナーレース部材及びアウターレース部材から爪片が脱落することを回避することができ、ワンウェイクラッチを機関本体及び機関出力軸に容易に組み付けることができるようになる。
また、前記インナーレース部材が機関出力軸の中心軸線方向において前記アウターレース部材とシリンダブロックとの間に配置されるように、前記インナーレース部材及び前記アウターレース部材は機関出力軸に対して組み付けられ、前記アウターレース部材には機関出力軸の中心軸線に沿って延びる貫通孔が形成され、前記インナーレース部材には機関出力軸の中心軸線に沿って延びるねじ孔が形成され、前記貫通孔及び前記ねじ孔は、機関出力軸の中心軸線から互いに同一の距離だけ径方向に離間しており、前記固定部材は雄ねじ部を有する治具であって、同治具が前記貫通孔に挿通され且つ前記ねじ部が前記ねじ孔に螺合されることによって、前記インナーレース部材及び前記アウターレース部材が互いに固定されるといった態様が好ましい。
こうした方法によれば、インナーレース部材及びアウターレース部材をねじ部を有する治具により互いに固定した状態で機関本体及び機関出力軸に組み付けた後、この治具をアウターレース部材に形成された貫通孔側から容易に取り外すことができる。従って、機関本体及び機関出力軸に対するワンウェイクラッチの組み付け性を一層向上させることができるようになる。
この場合、機関出力軸には前記アウターレース部材を挟んで前記インナーレース部材とは反対側にフライホイールが連結され、前記フライホイールには機関出力軸の中心軸線に沿って延びるとともに同中心軸線から前記貫通孔及び前記ねじ孔と同一の距離だけ径方向に離間する貫通孔が形成され、前記第1工程の後且つ前記第2工程の前に、前記治具の基端部を前記フライホイールの貫通孔に挿通させるように、前記アウターレース部材を挟んで前記インナーレース部材とは反対側からフライホイールを機関出力軸に組み付ける第3工程を備えるといった態様が好ましい。
こうした方法によれば、ワンウェイクラッチを機関本体及び機関出力軸に組み付けた後、フライホイールを機関出力軸に組み付ける際に、ワンウェイクラッチに取り付けられている治具の基端部をフライホイールの貫通孔に挿通させることで、フライホイールの位置決めを行なうことができるようになる。また、フライホイールを機関出力軸に組み付けた後に、治具を容易に取り外すことができる。ちなみに、アウターレース部材及びフライホイールを共通のボルトにより機関出力軸に対して固定する方法にあっては、アウターレース部材の貫通孔とフライホイールの貫通孔とが以下のように設けられるものを採用すればよい。すなわち、アウターレース部材及びフライホイールにそれぞれ形成されて上記ボルトの挿通されるボルト孔がアウターレース部材(フライホイール)の周方向において互いに一致した状態において、アウターレース部材の貫通孔とフライホイールの貫通孔とがアウターレース部材(フライホイール)の周方向において互いに一致するようにこれら貫通孔が設けられるものを採用すればよい。
以下、図1〜図5を参照して、本発明に係る内燃機関及び内燃機関の組み付け方法を具体化した一実施形態について説明する。尚、本実施形態では内燃機関1として直列4気筒式のガソリンエンジンを採用している。
図1に、本実施形態の内燃機関1について、ワンウェイクラッチを中心とした断面構造を示す。
以降において、内燃機関1の前側(図1において右側)を単に「前側」と称し、内燃機関1の後側(図1において左側)を単に「後側」と称する。また、鉛直方向上側(図1において上側)を単に「上側」と称し、鉛直方向下側(図1において下側)を単に「下側」と称する。また、クランクシャフト2の中心軸線Cに近接する側を単に「内側」と称し、中心軸線Cから離間する側を単に「外側」と称する。また、クランクシャフト2の中心軸線Cに沿った方向を単に軸線方向と称する。
以降において、内燃機関1の前側(図1において右側)を単に「前側」と称し、内燃機関1の後側(図1において左側)を単に「後側」と称する。また、鉛直方向上側(図1において上側)を単に「上側」と称し、鉛直方向下側(図1において下側)を単に「下側」と称する。また、クランクシャフト2の中心軸線Cに近接する側を単に「内側」と称し、中心軸線Cから離間する側を単に「外側」と称する。また、クランクシャフト2の中心軸線Cに沿った方向を単に軸線方向と称する。
図1に示すように、内燃機関1の後部には、シリンダブロック4とクランクベアリング6とによって構成されたジャーナル軸受部が設けられ、このジャーナル軸受部によりクランクシャフト2のジャーナル2bが支持されている。このことから、クランクシャフト2は、その後端部2aがシリンダブロック4の後部から後側に突出した状態にて配置されている。
シリンダブロック4の後端には後方に突出した嵌合部4aが形成されている。また、クランクベアリング6の下方にはオイルを貯留するためのオイルパン8が取り付けられており、このオイルパン8の後端には後方に突出した嵌合部8aが形成されている。これら嵌合部4a,8aの内周には、略円筒状のリテーナ10が嵌合されている。
リテーナ10は、軸線方向において前側から後側に向けて外径が3段階にて縮径されるとともに、軸線方向において内径が一定とされる形状を有している。これら外径を構成する部位を、前側から順に、大径部10a、中径部10b、及び小径部10cと称する。尚、上記嵌合部4a,8aにはリテーナ10の大径部10aが嵌合されている。
クランクシャフト2にはその後端部2aよりも前側に、外側に突出した大径部2cが形成されている。また、この大径部2cの外周面と上記リテーナ10の内周面との間には、内燃機関1の内部からのオイルの漏出を抑制するためのオイルシール24が設けられている。
リテーナ10の小径部10cの外周面には、円筒状の第1ブッシュ26が嵌挿されており、この第1ブッシュ26の外周には、略円盤状をなすとともにその中心部に孔が形成されたリングギア16が同第1ブッシュ26の外周面により回転可能に支持されている。リングギア16は、その径方向内側の周縁部において、軸線方向後側に向けて延びた略円筒状のインナーレース18を有している。また、リングギア16には、その外周側の端部にギア部16aが形成されている。
ギア部16aには、始動用モータ40の出力軸42に設けられたピニオンギア44が常時噛み合わせられている。尚、始動用モータ40には図示しない車載バッテリから電力が供給されるようになっている。
クランクシャフト2の後端部2aにおいて大径部2cの後側には、略円盤状をなすとともにその中心部に孔が形成されたアウターレース部材12が固定されている。アウターレース部材12は、その内周面がクランクシャフト2の後端部2aに当接するとともに、その前側端面が大径部2cの後側端面に当接している。また、アウターレース部材12には、その外縁部が前側に向けて延びた略円筒状のアウターレース14が形成されている。アウターレース14の内周面とインナーレース18の外周面とは径方向において対向している。
これらアウターレース14及びインナーレース18は、始動用モータ40からクランクシャフト2へトルク伝達する一方、クランクシャフト2から始動用モータ40へのトルク伝達を遮断するラチェット式のワンウェイクラッチ30を構成している。
クランクシャフト2の後端部2aにおいてアウターレース14の後側には、略円盤状をなすとともにその中心部に孔が形成されたフライホイール20が固定されている。
ちなみに、クランクシャフト2の大径部2cには軸線方向に沿って延びるボルト孔2dが、周方向に沿って配列されるように複数形成されるとともに、アウターレース部材12及びフライホイール20にはこれら複数のボルト孔2dに対応して軸線方向に沿って延びる貫通孔12a,20aがそれぞれ形成されている。そして、これらボルト孔2d及び貫通孔12a,20aにボルト22を挿通することにより、クランクシャフト2、アウターレース部材12、及びフライホイール20が一体に連結されている。
ちなみに、クランクシャフト2の大径部2cには軸線方向に沿って延びるボルト孔2dが、周方向に沿って配列されるように複数形成されるとともに、アウターレース部材12及びフライホイール20にはこれら複数のボルト孔2dに対応して軸線方向に沿って延びる貫通孔12a,20aがそれぞれ形成されている。そして、これらボルト孔2d及び貫通孔12a,20aにボルト22を挿通することにより、クランクシャフト2、アウターレース部材12、及びフライホイール20が一体に連結されている。
ここで、図2及び図3を参照して、ワンウェイクラッチ30を中心とした構造について詳細に説明する。
図2及び図3(a),(b)に併せ示すように、ワンウェイクラッチ30はクランクシャフト2と連動して回転する爪片32と始動用モータ40の出力軸42と連動して回転するとともに爪片32が係合する係合部18aとを有している。
図2及び図3(a),(b)に併せ示すように、ワンウェイクラッチ30はクランクシャフト2と連動して回転する爪片32と始動用モータ40の出力軸42と連動して回転するとともに爪片32が係合する係合部18aとを有している。
具体的には、アウターレース14とインナーレース18との間には、周方向において所定角度間隔にて複数の爪片32及びアウターレース14及びインナーレース18の径方向内側に向けて爪片32を傾動付勢するばね33が配置されている。
アウターレース14の内周面には、爪片32を収納する凹部14a及びばね33を収納するばね収納部14bが各爪片32及び各ばね33に対応して形成されている。
この凹部14aにおいて時計方向前方に位置する曲面状の支持部には、爪片32の一端が突き当てられており、爪片32が同支持部を支点としてアウターレース14及びインナーレース18の径方向において傾動自在に設けられている。
この凹部14aにおいて時計方向前方に位置する曲面状の支持部には、爪片32の一端が突き当てられており、爪片32が同支持部を支点としてアウターレース14及びインナーレース18の径方向において傾動自在に設けられている。
インナーレース18の外周面には、周方向全体にわたりに複数の係合部18aが互いに連続して形成されている。
係合部18aは、時計方向前方に向けてその外径が第1所定値から第2所定値まで徐々に大きくされ、第2所定値となると再び第1所定値となるように形成されている。従って、外径が第2所定値から第1所定値となる境界には、爪片32が係合可能な段差が形成される。
係合部18aは、時計方向前方に向けてその外径が第1所定値から第2所定値まで徐々に大きくされ、第2所定値となると再び第1所定値となるように形成されている。従って、外径が第2所定値から第1所定値となる境界には、爪片32が係合可能な段差が形成される。
尚、アウターレース14の内周面とインナーレース18の外周面との間の空間には、潤滑剤としてのグリスが付与されている。また、このグリスの漏出を阻止するためのグリスシール34が設けられている。
ここで、ワンウェイクラッチ30を構成する部材及び部位は、始動用モータ40の出力軸42と連動して回転するグループ(以下、第1グループ)と、クランクシャフト2と連動して回転するグループ(以下、第2グループ)とに大別される。このうち、第1グループは、リングギア16、インナーレース18、係合部18aによって構成される。また、第2グループは、爪片32、アウターレース14、アウターレース部材12によって構成される。
従って、始動用モータ40の出力軸のトルクは、リングギア16、インナーレース18、及び係合部18aの順に伝達される。また、爪片32と係合部18aとが係合すると、上記のように係合部18aに伝達されたトルクは、爪片32、アウターレース14、アウターレース部材12の順に伝達されて、最終的にはクランクシャフト2に伝達される。
また、アウターレース部材12の前側端面において爪片32に対向する部位には、前方に突出して爪片32を支持する突出部14cが形成されている。また、アウターレース部材12の前側端面においてインナーレース18に対向する部位には、凹溝14dが形成されており、この凹溝14dには、軸線方向においてインナーレース18を支持する第2ブッシュ28が取り付けられている。従って、インナーレース18は、軸線方向において、第2ブッシュ28の前端面及びリテーナ10の中径部10bの後端面の双方により支持されている。また、インナーレース18は、径方向において、第1ブッシュ26の外周面により支持されている。
ちなみに、本実施形態では、機関回転速度NEが、始動判定回転速度NC(400rpm程度)以上であり、且つ所定回転速度Nthよりも低い状態においては(NC≦NE<Nth)、ばね33の付勢力が爪片32に作用する遠心力を上回るように爪片32の質量やばね33の付勢力といった特性が設定されている。ここで、所定回転速度Nthは、アイドル回転速度NI(800rpm程度)よりも小さい値(NC≦Nth<NI)である。
こうした構成を備えるワンウェイクラッチ30では、図3(a)に示すように、機関始動時のようにリングギア16の回転速度、すなわち係合部18aの回転速度がクランクシャフト2の回転速度(以下、機関回転速度NE)よりも大きいときには、ばね33の付勢力RFにより爪片32が径方向内側に向けて付勢されることで、爪片32が係合部18aに係合する。これにより、インナーレース18とアウターレース14とが爪片32を介して連結されるようになり、インナーレース18からアウターレース14へトルク伝達が行なわれる。尚、図3(b)に示される力CFは、爪片32に作用する遠心力である。
一方、クランクシャフト2からリングギア16へのトルク伝達は、係合部18aと爪片32とによって構成されるラチェット機構により遮断されるようになっている。
本実施形態の内燃機関1では、始動用モータ40の出力軸42に連結されるピニオンギア44がリングギア16のギア部16aに常時係合されているため、機関始動に際してピニオンギアを変位させてリングギアに係合させる構成に比べて、機関始動を早期に完了させることができる。
本実施形態の内燃機関1では、始動用モータ40の出力軸42に連結されるピニオンギア44がリングギア16のギア部16aに常時係合されているため、機関始動に際してピニオンギアを変位させてリングギアに係合させる構成に比べて、機関始動を早期に完了させることができる。
ところで、前述したように、ワンウェイクラッチ30を備える内燃機関1にあっては、その組み付けに際して、次のような不都合が生じるおそれがある。すなわち、ワンウェイクラッチ30は、リングギア16、アウターレース部材12、爪片32、ばね33等を一体に組み付けた状態で、クランクシャフト2やリテーナ10に組み付けられる。ここで、上述したように、アウターレース14の内周面とこれに対向するインナーレース18の外周面とによって単に爪片32が挟み込まれているだけであるため、ワンウェイクラッチ30を機関本体及びクランクシャフト2に組み付ける際にリングギア16とアウターレース部材12とが離間すると、爪片32が脱落する。そのため、組み付け性が悪く、ワンウェイクラッチ30の組み付け工程を慎重に行なう必要が生じる。
そこで、本実施形態では、図2に示すように、リングギア16及びアウターレース部材12に、これらリングギア16とアウターレース部材12とを互いに固定する治具50を取り付けるためのねじ孔19及び貫通孔15を設けるようにしている。
具体的には、貫通孔15は、軸線方向に沿ってアウターレース部材12を貫通する孔であり、凹溝14dよりも内側に形成されている。また、ねじ孔19は、軸線方向に沿ってインナーレース18の後側端面に開口する孔であって、雌ねじとして機能する。また本実施形態では、フライホイール20に、軸線方向に沿ってフライホイール20を貫通する孔が形成されている。
ねじ孔19はリングギア16の周方向において等角度間隔にて複数配置され、貫通孔15はアウターレース部材12の周方向において等角度間隔にてねじ孔19と同数配置され、貫通孔21はフライホイール20の周方向において等角度間隔にてねじ孔19と同数配置されている。尚、ねじ孔19、貫通孔15、及び貫通孔21を周方向において1つのみ配置するようにしてもよい。
また、クランクシャフト2の中心軸線Cからねじ孔19の中心軸線Pまでの距離、中心軸線Cから貫通孔15の中心軸線Pまでの距離、及び中心軸線Cから貫通孔21の中心軸線Pまでの距離は同一とされている。また、ねじ孔19の内径よりも貫通孔15の内径が大きくされ、貫通孔15の内径よりも貫通孔21の内径が大きくされている。更に、貫通孔15及び貫通孔21は、アウターレース部材12のボルト孔12aとフライホイール20のボルト孔20aとがアウターレース部材12(フライホイール20)の周方向において一致した状態において、互いに一致するように配置されている。
次に、図4及び図5を参照して、機関本体及びクランクシャフト2へのワンウェイクラッチ30及びフライホイール20の組み付け手順について説明する。
図4(a)に示すように、ワンウェイクラッチ30を機関本体(ここではリテーナ10)及びクランクシャフト2に組み付けるに先立ち、リングギア16及びアウターレース部材12の内部に、爪片32、ばね33、及び第2ブッシュ28を組み付けた状態とし、貫通孔15及びねじ孔19に、治具50を挿通させるとともに時計回りに回転させることで、これらリングギア16とアウターレース部材12とを固定する。尚、この時点で、インナーレース18の内周面には第1ブッシュ26が嵌挿されている。ちなみに、本実施形態とは異なり、第1ブッシュをリテーナ10の小径部10cに挿嵌されるものとし、第1ブッシュの外周面とこれに対向するインナーレース18の内周面とを摺動面とするようにしてもよい。
図4(a)に示すように、ワンウェイクラッチ30を機関本体(ここではリテーナ10)及びクランクシャフト2に組み付けるに先立ち、リングギア16及びアウターレース部材12の内部に、爪片32、ばね33、及び第2ブッシュ28を組み付けた状態とし、貫通孔15及びねじ孔19に、治具50を挿通させるとともに時計回りに回転させることで、これらリングギア16とアウターレース部材12とを固定する。尚、この時点で、インナーレース18の内周面には第1ブッシュ26が嵌挿されている。ちなみに、本実施形態とは異なり、第1ブッシュをリテーナ10の小径部10cに挿嵌されるものとし、第1ブッシュの外周面とこれに対向するインナーレース18の内周面とを摺動面とするようにしてもよい。
ここで、治具50は、略柱状の基端部51と基端部51から延びる先端部52とを有している。先端部52は雄ねじ部として機能するものであり、ねじ孔19に螺合するようになっている。基端部51は先端部52よりも大径である。また、基端部51は貫通孔15よりも大径であり、且つ貫通孔21よりも小径である。
次に、図4(b)に示すように、シリンダブロック4等にリテーナ10が組み付けられ、リテーナ10の内周面とクランクシャフト2の大径部2cとの間にオイルシール24が組み付けられた状態の機関本体及びクランクシャフト2に対して、治具50により固定された状態のワンウェイクラッチ30を後側から組み付ける(第1工程)。
次に、図4(c)に示すように、ワンウェイクラッチ30が組み付けられた状態のクランクシャフト2に対して、フライホイール20を後側から組み付ける(第3工程)。具体的には、治具50の基端部51をフライホイール20の貫通孔21に挿通させながら、フライホイール20を組み付ける。
このように治具50に案内されることで、フライホイール20の貫通孔21が、アウターレース部材12の貫通孔15及びねじ孔19と同軸上に配置される。これにより、周方向において複数設けられたフライホイール20の貫通孔20aが、貫通孔12a及びクランクシャフト2のボルト孔2dとそれぞれ同軸上に配置される。従って、クランクシャフト2のボルト孔2dに対する各貫通孔12a,20aの位置合わせがし易くなる。すなわち、基端部51に貫通孔21を挿通することで、フライホイール20の位置決めを行なうことができる。
次に、図5(a)に示すように、貫通孔20a、貫通孔12a、及びボルト孔2dにボルト22を挿通することで、クランクシャフト2に対してアウターレース部材12及びフライホイール20を固定する。
最後に、図5(b)に示すように、治具50を反時計回りに回転させることで、リングギア16及びアウターレース部材12から治具50を取り外す(第2工程)。
尚、リングギア16が本発明に係るインナーレース部材に相当する。また、治具50が本発明に係る固定部材に相当する。また、ねじ孔19及び貫通孔15が本発明に係る取付部に相当する。また、爪片32が本発明に係る係合部材に相当する。
尚、リングギア16が本発明に係るインナーレース部材に相当する。また、治具50が本発明に係る固定部材に相当する。また、ねじ孔19及び貫通孔15が本発明に係る取付部に相当する。また、爪片32が本発明に係る係合部材に相当する。
以上説明した本実施形態に係る内燃機関及び内燃機関の組み付け方法によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
(1)リングギア16及びアウターレース部材12には、これらリングギア16とアウターレース部材12とを互いに固定する治具50を取り付けるためのねじ孔19及び貫通孔15がそれぞれ設けられているものとした。こうした構成によれば、ワンウェイクラッチ30を構成するリングギア16、アウターレース部材12、及び爪片32が一体に組み付けられた状態とされ、リングギア16及びアウターレース部材12にそれぞれ設けられたねじ孔19及び貫通孔15に治具50を挿通して取り付けることで、リングギア16とアウターレース部材12とを互いに固定することができる。これにより、ワンウェイクラッチ30を機関本体(リテーナ10)及びクランクシャフト2に組み付ける際に、リングギア16とアウターレース部材12とが離間することを回避することができるようになる。従って、リングギア16及びアウターレース部材12から爪片32が脱落することを回避することができ、ワンウェイクラッチ30を機関本体及びクランクシャフト2に容易に組み付けることができるようになる。
(1)リングギア16及びアウターレース部材12には、これらリングギア16とアウターレース部材12とを互いに固定する治具50を取り付けるためのねじ孔19及び貫通孔15がそれぞれ設けられているものとした。こうした構成によれば、ワンウェイクラッチ30を構成するリングギア16、アウターレース部材12、及び爪片32が一体に組み付けられた状態とされ、リングギア16及びアウターレース部材12にそれぞれ設けられたねじ孔19及び貫通孔15に治具50を挿通して取り付けることで、リングギア16とアウターレース部材12とを互いに固定することができる。これにより、ワンウェイクラッチ30を機関本体(リテーナ10)及びクランクシャフト2に組み付ける際に、リングギア16とアウターレース部材12とが離間することを回避することができるようになる。従って、リングギア16及びアウターレース部材12から爪片32が脱落することを回避することができ、ワンウェイクラッチ30を機関本体及びクランクシャフト2に容易に組み付けることができるようになる。
(2)リングギア16はクランクシャフト2の中心軸線方向においてアウターレース部材12とシリンダブロック4との間に設けられるものとした。また、貫通孔15は、アウターレース部材12においてクランクシャフト2の中心軸線Cに沿って延びるものとした。また、ねじ孔19は、リングギア16においてクランクシャフト2の中心軸線Cに沿って延びるものとした。また、貫通孔15及びねじ孔19は中心軸線Cから互いに同一の距離だけ径方向に離間しているものとした。こうした態様によれば、リングギア16及びアウターレース部材12をねじ形状を有する治具50により固定した状態で機関本体(リテーナ10)及びクランクシャフト2に組み付けた後、この治具50をアウターレース部材12に形成された貫通孔15側から容易に取り外すことができる。従って、機関本体及びクランクシャフト2に対するワンウェイクラッチ30の組み付け性を一層向上させることができるようになる。
(3)クランクシャフト2にはアウターレース部材12を挟んでリングギア16とは反対側にフライホイール20が連結されるものとした。また、フライホイール20にはクランクシャフト2の中心軸線Cに沿って延びるとともに中心軸線Cから貫通孔15及びねじ孔19と同一の距離だけ径方向に離間する貫通孔21が形成されるものとした。こうした態様によれば、ワンウェイクラッチ30を機関本体(リテーナ10)及びクランクシャフト2に組み付けた後、フライホイール20をクランクシャフト2に組み付ける際に、ワンウェイクラッチ30に取り付けられている治具50の基端部51をフライホイール20の貫通孔21に挿通させることで、フライホイール20の位置決めを行なうことができるようになる。また、フライホイール20をクランクシャフト2に組み付けた後に、治具50を容易に取り外すことができる。
(4)爪片32が組み付けられた状態において治具50によって互いに固定されたリングギア16及びアウターレース部材12を、クランクシャフト2に対して組み付ける第1工程と、第1工程の後に、リングギア16及びアウターレース部材12から治具50を取り外す第2工程と、を備えるものとした。こうした方法によれば、まずは、第1工程により、爪片32が組み付けられた状態において治具50によって互いに固定されたリングギア16及びアウターレース部材12がクランクシャフト2に対して組み付けられる。次に、第2工程により、リングギア16及びアウターレース部材12から治具50が取り外される。これにより、上記作用効果(1)と同様の作用効果を奏することができるようになる。
(5)クランクシャフト2にはアウターレース部材12を挟んでインナーレース部材16とは反対側にフライホイール20が連結されるものとした。また、フライホイール20にはクランクシャフト2の中心軸線Cに沿って延びるとともに中心軸線Cから貫通孔15及びねじ孔19と同一の距離だけ径方向に離間する貫通孔21が形成されるものとした。また、第1工程の後且つ第2工程の前に、治具50の基端部51をフライホイール20の貫通孔21に挿通させるように、アウターレース部材12を挟んでリングギア16とは反対側からフライホイール20をクランクシャフト2に組み付ける第3工程を備えるものとした。こうした方法によれば、上記作用効果(3)と同様の作用効果を奏することができるようになる。
尚、本発明に係る内燃機関及び内燃機関の組み付け方法は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
・上記各実施形態において例示した構造では、シリンダブロック4の嵌合部4a及びオイルパン8の嵌合部8aにリテーナ10を嵌合させ、このリテーナ10によってオイルシール24が保持されている。これにより、ワンウェイクラッチ30を搭載しない従来一般の内燃機関のシリンダブロック4及びオイルパン8を流用することができる。ただし、ワンウェイクラッチ30が組み付けられるシリンダブロック及びオイルパンの構造は、上記各実施形態において例示したものに限定されるものではなく、他に例えば、シリンダブロックの嵌合部及びオイルパンの嵌合部によってオイルシールを直接保持する構造を採用することもできる。この場合、リテーナを割愛することができる。
・上記実施形態によるように、フライホイール20に貫通孔21を形成することが、フライホイール20の位置決めを行なう上では望ましい。しかしながら、他の手段によってフライホイールの位置決めが行なわれるのであれば、フライホイールに貫通孔を形成しなくともよい。
・上記実施形態では、リングギア16に非貫通孔であるねじ孔19を形成したが、これに代えて、ねじ孔19はリングギア16を貫通する貫通孔でもよい。
・上記実施形態では、ねじ孔19及び貫通孔15に治具50を挿通することでリングギア16とアウターレース部材12とを互いに固定するようにしたが、固定部材の取り付けられる取付部の構成はこれに限られるものではない。要するに、リングギア及びアウターレース部材にそれぞれ設けられて、これらリングギアとアウターレース部材とを互いに固定する固定部材を取り付けるための取付部であればよい。
・上記実施形態では、ねじ孔19及び貫通孔15に治具50を挿通することでリングギア16とアウターレース部材12とを互いに固定するようにしたが、固定部材の取り付けられる取付部の構成はこれに限られるものではない。要するに、リングギア及びアウターレース部材にそれぞれ設けられて、これらリングギアとアウターレース部材とを互いに固定する固定部材を取り付けるための取付部であればよい。
・上記実施形態では、ラチェット式のワンウェイクラッチ30を備える内燃機関1及びその組み付け方法について例示した。しかしながら、本発明に係るワンウェイクラッチはこれに限定されるものではなく、スプラグ式のワンウェイクラッチを備える内燃機関及びその組み付け方法に対して、本発明を適用することができる。
1…内燃機関、2…クランクシャフト、2a…後端部、2b…ジャーナル、2c…大径部、2d…ボルト孔、4…シリンダブロック、4a…嵌合部、6…クランクベアリングキャップ、7…クランクベアリング、8…オイルパン、8a…嵌合部、10…リテーナ、10a…大径部、10b…中径部、10c…小径部、12…アウターレース部材、12a…貫通孔、14…アウターレース、14a…凹部、14b…ばね収納部、14c…突出部、14d…凹溝、15…貫通孔、16…リングギア、16a…ギア部、18…インナーレース、18a…係合部、19…ねじ孔、20…フライホイール、20a…貫通孔、21…貫通孔、22…ボルト、24…オイルシール、26…第1ブッシュ、28…第2ブッシュ、30…ワンウェイクラッチ、32…爪片、33…ばね、34…グリスシール、40…始動用モータ、42…出力軸、44…ピニオンギア、50…治具、51…基端部、52…先端部、C…中心軸線。
Claims (9)
- 機関始動用のモータの出力軸に連結されるインナーレース部材と、機関出力軸に連結されるアウターレース部材と、前記インナーレース部材の外周面と同外周面に対向する前記アウターレース部材の内周面との間に設けられる係合部材とを有するワンウェイクラッチを備える内燃機関であって、
前記インナーレース部材及び前記アウターレース部材には、これらインナーレース部材とアウターレース部材とを互いに固定する固定部材を取り付けるための取付部がそれぞれ設けられている
内燃機関。 - 請求項1に記載の内燃機関において、
前記ワンウェイクラッチはラチェット式のワンウェイクラッチであり、
前記係合部材は爪片であり、
前記インナーレース部材の外周面には前記爪片が係合可能な係合部が形成されている
ことを特徴とする内燃機関。 - 請求項1又は請求項2に記載の内燃機関において、
前記取付部は前記インナーレース部材と前記アウターレース部材とにそれぞれ形成されて前記固定部材が挿通される孔である
ことを特徴とする内燃機関。 - 請求項3に記載の内燃機関において、
前記インナーレース部材は機関出力軸の中心軸線方向において前記アウターレース部材とシリンダブロックとの間に設けられ、
前記アウターレース部材には機関出力軸の中心軸線に沿って延びる貫通孔が形成され、
前記インナーレース部材には機関出力軸の中心軸線に沿って延びるねじ孔が形成され、
前記貫通孔及び前記ねじ孔は、機関出力軸の中心軸線から互いに同一の距離だけ径方向に離間している
ことを特徴とする内燃機関。 - 請求項4に記載の内燃機関において、
機関出力軸には前記アウターレース部材を挟んで前記インナーレース部材とは反対側にフライホイールが連結され、
前記フライホイールには機関出力軸の中心軸線に沿って延びるとともに同中心軸線から前記貫通孔及び前記ねじ孔と同一の距離だけ径方向に離間する貫通孔が形成されている
ことを特徴とする内燃機関。 - 機関始動用のモータの出力軸に連結されるインナーレース部材と、機関出力軸に連結されるアウターレース部材と、前記インナーレース部材の外周面と同外周面に対向する前記アウターレース部材の内周面との間に設けられる係合部材とを有するワンウェイクラッチを備える内燃機関の組み付け方法であって、
前記係合部材が組み付けられた状態において固定部材によって互いに固定された前記インナーレース部材及び前記アウターレース部材を、機関出力軸に対して組み付ける第1工程と、
前記第1工程の後に、前記インナーレース部材及び前記アウターレース部材から前記固定部材を取り外す第2工程と、
を備える内燃機関の組み付け方法。 - 請求項6に記載の内燃機関の組み付け方法において、
前記ワンウェイクラッチはラチェット式のワンウェイクラッチであり、
前記係合部材は爪片であり、
前記インナーレース部材の外周面には前記爪片が係合可能な係合部が形成されている
ことを特徴とする内燃機関の組み付け方法。 - 請求項6又は請求項7に記載の内燃機関の組み付け方法において、
前記インナーレース部材が機関出力軸の中心軸線方向において前記アウターレース部材とシリンダブロックとの間に配置されるように、前記インナーレース部材及び前記アウターレース部材は機関出力軸に対して組み付けられ、
前記アウターレース部材には機関出力軸の中心軸線に沿って延びる貫通孔が形成され、
前記インナーレース部材には機関出力軸の中心軸線に沿って延びるねじ孔が形成され、
前記貫通孔及び前記ねじ孔は、機関出力軸の中心軸線から互いに同一の距離だけ径方向に離間しており、
前記固定部材は雄ねじ部を有する治具であって、同治具が前記貫通孔に挿通され且つ前記ねじ部が前記ねじ孔に螺合されることによって、前記インナーレース部材及び前記アウターレース部材が互いに固定される
ことを特徴とする内燃機関の組み付け方法。 - 請求項8に記載の内燃機関の組み付け方法において、
機関出力軸には前記アウターレース部材を挟んで前記インナーレース部材とは反対側にフライホイールが連結され、
前記フライホイールには機関出力軸の中心軸線に沿って延びるとともに同中心軸線から前記貫通孔及び前記ねじ孔と同一の距離だけ径方向に離間する貫通孔が形成され、
前記第1工程の後且つ前記第2工程の前に、前記治具の基端部を前記フライホイールの貫通孔に挿通させるように、前記アウターレース部材を挟んで前記インナーレース部材とは反対側からフライホイールを機関出力軸に組み付ける第3工程を備える
ことを特徴とする内燃機関の組み付け方法。
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