(57)【要約】【課題】タイミングチェーンを第一ギアの裏側に配置した連動機構の組付け方法、および組付け治具を提供する。【解決手段】主動スプロケットＳ１と従動スプロケットＳ２とにタイミングチェーン５が掛け渡され、かつ従動スプロケットＳ２よりも内燃機関の外方側に第一ギアＧ１が取り付けられた状態とした後、第二カムシャフト４の位相と第二ギアＧ２の位相とが一致するように第二カムシャフト４に第二ギアＧ２を取り付けながら、第一ギアＧ１と第二ギアＧ２とに係合する組付け治具によって第一ギアＧ１の位相に対する第二ギアＧ２の位相を適正な位相に合わせて第一ギアＧ１と第二ギアＧ２とを噛み合わせる。【選択図】図１
2018003661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主動スプロケットを有するクランクシャフトと、
従動スプロケット及び第一ギアを有する第一カムシャフトと、
前記第一ギアに噛み合う第二ギアを有する第二カムシャフトと、
前記主動スプロケットと前記従動スプロケットとに掛け渡されるタイミングチェーンと、を備える内燃機関の連動機構を構築する際、
前記クランクシャフトと前記第一カムシャフトと前記第二カムシャフトとが所定のタイミングで連動するように組付ける連動機構の組付け方法であって、
前記主動スプロケットと前記従動スプロケットとに前記タイミングチェーンが掛け渡され、かつ前記従動スプロケットよりも前記内燃機関の外方側に前記第一ギアが取り付けられた状態とした後、
前記第二カムシャフトの位相と前記第二ギアの位相とが一致するように前記第二カムシャフトに前記第二ギアを取り付けながら、前記第一ギアと前記第二ギアとに係合する組付け治具によって前記第一ギアの位相に対する前記第二ギアの位相を適正な位相に合わせて前記第一ギアと前記第二ギアとを噛み合わせる連動機構の組付け方法。
【請求項２】
主動スプロケットを有するクランクシャフトと、
従動スプロケット及び第一ギアを有する第一カムシャフトと、
前記第一ギアに噛み合う第二ギアを有する第二カムシャフトと、
前記主動スプロケットと前記従動スプロケットとに掛け渡されるタイミングチェーンと、を備える内燃機関の連動機構を構築する際、
前記クランクシャフトと前記第一カムシャフトと前記第二カムシャフトとが所定のタイミングで連動するように組付けることを補助する組付け治具であって、
ケース体と、
前記ケース体の一面側に回転可能に取り付けられた主動ギアと、
前記ケース体の一面側に回転可能に取り付けられ、前記主動ギアに噛合する従動ギアと、
前記主動ギアを回転させる操作部と、を備え、
前記主動ギアは、前記第二ギアに係合する主動側係合部を備え、
前記従動ギアは、前記第一ギアに係合することで前記第一ギアの位相に対する前記第二ギアの位相を適正な位相に合わせる従動側係合部を備える組付け治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定のタイミングで連動するクランクシャフトと二つのカムシャフトとを備える連動機構の組付け方法、および連動機構を組付ける際に用いられる組付け治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダブルオーバーヘッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）を備える内燃機関において、ピストンの往復運動を回転運動に変換するクランクシャフトと、インテークバルブを開閉させるカムシャフトと、エキゾーストバルブを開閉させるカムシャフトと、を所定のタイミングで連動させる連動機構が設けられている。その連動機構の組付け方法の一例として、例えば特許文献１に記載の技術などが挙げられる。特許文献１では、クランクシャフトと各カムシャフトにそれぞれ設けられたスプロケットにタイミングチェーンを掛け渡した連動機構の組付け方法が開示されている。
【０００３】
特許文献１の連動機構の他に、クランクシャフトと一方のカムシャフト（第一カムシャフト）とをタイミングチェーンで連動させ、一方のカムシャフトと他方のカムシャフト（第二カムシャフト）とをギアの噛合で連動させる連動機構が挙げられる。このような連動機構は、二つのカムシャフトの間隔が狭く、各カムシャフトにスプロケットを設けることができない場合に有効な連動機構である。この連動機構の組付けでは、第一カムシャフトに設けられる第一ギアと、第二カムシャフトに設けられる第二ギアとを噛み合わせた後、第一カムシャフトの第一ギアの表側（内燃機関から離れる側）に設けられるスプロケットと、クランクシャフトに設けられる主動スプロケットとにタイミングチェーンを掛け渡す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２２８７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、連動機構において、タイミングチェーンを第一ギアの裏側（内燃機関のシリンダブロックがある側）に配置することが検討されている。このような配置とすることで、内燃機関の外方側にタイミングチェーンが張り出さないので、内燃機関の近傍にある部材を内燃機関に近い位置に配置することができる。即ち、上述した配置には、内燃機関の搭載スペースを低減できるという利点がある。しかし、このような連動機構の組付け方法は現在のところ検討されていない。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、タイミングチェーンを第一ギアの裏側に配置した連動機構の組付け方法を提供することを目的の一つとする。また、本発明は、タイミングチェーンを第一ギアの裏側に配置した連動機構の組付けに適した組付け治具を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る連動機構の組付け方法は、主動スプロケットを有するクランクシャフトと、従動スプロケット及び第一ギアを有する第一カムシャフトと、前記第一ギアに噛み合う第二ギアを有する第二カムシャフトと、前記主動スプロケットと前記従動スプロケットとに掛け渡されるタイミングチェーンと、を備える内燃機関の連動機構を構築する際、前記クランクシャフトと前記第一カムシャフトと前記第二カムシャフトとが所定のタイミングで連動するように組付ける連動機構の組付け方法である。この連動機構の組付け方法では、前記主動スプロケットと前記従動スプロケットとに前記タイミングチェーンが掛け渡され、かつ前記従動スプロケットよりも前記内燃機関の外方側に前記第一ギアが取り付けられた状態とした後、前記第二カムシャフトの位相と前記第二ギアの位相とが一致するように前記第二カムシャフトに前記第二ギアを取り付けながら、前記第一ギアと前記第二ギアとに係合する組付け治具によって前記第一ギアの位相に対する前記第二ギアの位相を適正な位相に合わせて前記第一ギアと前記第二ギアとを噛み合わせる。
【０００８】
本発明の一態様に係る組付け治具は、主動スプロケットを有するクランクシャフトと、従動スプロケット及び第一ギアを有する第一カムシャフトと、前記第一ギアに噛み合う第二ギアを有する第二カムシャフトと、前記主動スプロケットと前記従動スプロケットとに掛け渡されるタイミングチェーンと、を備える内燃機関の連動機構を構築する際、前記クランクシャフトと前記第一カムシャフトと前記第二カムシャフトとが所定のタイミングで連動するように組付けることを補助する組付け治具である。この組付け治具は、ケース体と、前記ケース体の一面側に回転可能に取り付けられた主動ギアと、前記ケース体の一面側に回転可能に取り付けられ、前記主動ギアに噛合する従動ギアと、前記主動ギアを回転させる操作部と、を備える。前記主動ギアは、前記第二ギアに係合する主動側係合部を備え、前記従動ギアは、前記第一ギアに係合することで前記第一ギアの位相に対する前記第二ギアの位相を適正な位相に合わせる従動側係合部を備える。
【発明の効果】
【０００９】
上記連動機構の組付け方法によれば、従動スプロケットが第一ギアの裏面にある連動機構であっても、その組付けを容易に行なうことができる。それは、第一ギアと第二ギアに係合する組付け治具を用いることで、第一ギアの位相に対する第二ギアの位相を適切な位相に合わせることが容易になり、第二カムシャフトへの第二ギアの取り付けを迅速に行なえるからである。
【００１０】
上記組付け治具によれば、第一ギアと第二ギアを噛み合わせる際、第一ギアの位相に対する第二ギアの位相を容易に適正な位相に合わせることができる。組付け治具に備わる二つの係合部をそれぞれ、第一ギアと第二ギアに係合させるだけで、第一ギアの位相に対する第二ギアの位相が適正な位相になるように、二つの係合部が設けられているからである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る連動機構の概略構成図である。
【図２】実施形態に係る連動機構の組付け途中の状態を示す概略図である。
【図３】（Ａ）は、実施形態に係る組付け治具の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の反対側から見た組付け治具の斜視図である。
【図４】実施形態に係る組付け治具の使用手順を説明する説明図である。
【図５】実施形態に係る組付け治具を用いた第一ギアと第二ギアの噛合の手順を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、実施形態に係る連動機構の組付け方法および組付け治具を具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１３】
＜実施形態１＞
本実施形態では、まず組付けを行なう連動機構の全体構成を説明し、次いで連動機構の組付け方法を説明する。
【００１４】
≪連動機構の全体構成≫
図１は、連動機構１の概略図である。紙面奥側に内燃機関のシリンダブロック（図示せず）がある。連動機構１は、クランクシャフト２、第一カムシャフト３、第二カムシャフト４、およびタイミングチェーン５を備える。クランクシャフト２と第一カムシャフト３とはタイミングチェーン５で連動され、第一カムシャフト３と第二カムシャフト４とはギアＧ１，Ｇ２の噛合で連動される。以下、各構成を詳細に説明する。
【００１５】
≪クランクシャフト≫
クランクシャフト２は、シリンダブロック内のピストンの往復運動に伴って回転する。クランクシャフト２には、主動スプロケットＳ１が設けられている。なお、図１を含む全ての図面上で、主動スプロケットＳ１と後述する従動スプロケットＳ２の歯の図示を省略する。
【００１６】
≪第一カムシャフト≫
第一カムシャフト３は、クランクシャフト２の回転に連動し、インテークバルブ（またはエキゾーストバルブ）を開閉させる。第一カムシャフト３には、従動スプロケットＳ２と第一ギアＧ１とが同軸に設けられている。従動スプロケットＳ２は、第一ギアＧ１の裏側（シリンダブロック側）に配置されている。言い換えれば、第一ギアＧ１は、従動スプロケットＳ２よりも内燃機関の外方側（内燃機関から離れる側）に配置されている。
【００１７】
従動スプロケットＳ２は、第一ギアＧ１よりも大径で、その歯数は、主動スプロケットＳ１の歯数の二倍となっている。一方、第一ギアＧ１は、その表面（内燃機関の外方側の面）に係合孔ｈ１を備える。係合孔ｈ１は、後述する組付け治具７（図３参照）の係合突起ｐ１が係合する孔である。ここで、図示される第一ギアＧ１の歯数と形状は、単なる一例に過ぎず、実際とは異なる。
【００１８】
≪第二カムシャフト≫
第二カムシャフト４は、第一カムシャフト３の回転に連動し、エキゾーストバルブ（またはインテークバルブ）を開閉させる。第二カムシャフト４には、第一ギアＧ１に噛み合う第二ギアＧ２が設けられている。第二ギアＧ２の径、歯数、および歯形状は、第一ギアＧ１のそれと同じである。
【００１９】
第二ギアＧ２の位相は、エキゾーストバルブが適切なタイミングで開閉するように、第一ギアＧ１の位相に対して適正な位相に合わせられている。この第二ギアＧ２の表面には、後述する組付け治具７（図３参照）の係合突起ｐ２が係合する二つの係合孔ｈ２が設けられている。この第二ギアＧ２の係合孔ｈ２と、第一ギアＧ１の係合孔ｈ１は、第一ギアＧ１と第二ギアＧ２とが適正な位相で噛合したときに、所定の配置となるように設けられている。
【００２０】
≪タイミングチェーン≫
タイミングチェーン５は、主動スプロケットＳ１と従動スプロケットＳ２とに掛け渡され、主動スプロケットＳ１の回転（即ちクランクシャフト２の回転）に伴い、従動スプロケットＳ２（即ち第一カムシャフト３）を回転させる。このタイミングチェーン５は、主動スプロケットＳ１の位相に対する従動スプロケットＳ２の位相が適正な位相となるように、両スプロケットＳ１，Ｓ２に掛け渡され、テンショナアーム６の押圧によって所定の張力が作用した状態になっている。タイミングチェーン５は、所定の強度と耐久性を有するタイミングベルトでも構わない。
【００２１】
≪組付け方法≫
図１の連動機構１を組付けるには、まず図２に示すように、主動スプロケットＳ１と従動スプロケットＳ２とにタイミングチェーン５が掛け渡され、かつ従動スプロケットＳ２よりも内燃機関の外方側に第一ギアＧ１が取り付けられた状態とする。この時点では、第二カムシャフト４には第二ギアＧ２（図１参照）は未だ取り付けられていない。第二カムシャフト４の外周には、径方向外方に突出する突起である一対のキー４０が設けられている。このキー４０は、後述するように、第二カムシャフト４に第二ギアＧ２（図１参照）を取り付けたときに、第二カムシャフト４の位相と第二ギアＧ２の位相を合わせるためのものである。キー４０の数は、一つでも良いし、三つ以上でも構わない。
【００２２】
タイミングチェーン５を掛け渡す際、タイミングチェーン５に形成される位置合わせマーク（図示せず）を、両スプロケットＳ１，Ｓ２に形成される位置合わせマーク（図示せず）に合わせる。そうすることで、主動スプロケットＳ１の位相に対する従動スプロケットＳ２の位相が適正な位相となる。
【００２３】
ここで、第一ギアＧ１の取り付けのタイミングは、タイミングチェーン５の設置前でも良いし、設置後でも構わない。第一ギアＧ１の取り付けのタイミングが限定されないのは、第一ギアＧ１が従動スプロケットＳ２よりも小さいため、たとえ従動スプロケットＳ２の表側に第一ギアＧ１があったとしても第一ギアＧ１がタイミングチェーン５の設置の邪魔とならないからである。第一ギアＧ１を第一カムシャフト３に取り付ける際は、第一ギアＧ１の位相と第一カムシャフト３の位相とが一致するようにする。
【００２４】
図２の状態から、第二カムシャフト４に第二ギアＧ２（図１）を取り付ける。その第二ギアＧ２の取り付けには、図３の組付け治具７を用いる。取り付け手順の説明の前に、図３を参照して組付け治具７を説明する。
【００２５】
組付け治具７は、ケース体７０と、主動ギア７２と、主動ギア７２に噛合する従動ギア７１と、主動ギア７２を回転させるツマミ状の操作部７３（図３（Ｂ）参照）と、を備える。主動ギア７２は、図１の第二ギアＧ２を模したギアであって、第二ギアＧ２と同数の歯を備える。一方、従動ギア７１は、図１の第一ギアＧ１を模したギアであって、第一ギアＧ１と同数の歯を備える。つまり、主動ギア７２と従動ギア７１は、径、歯数、歯形状が同じギアである。操作部７３を回転させて主動ギア７２を回転させれば、その主動ギア７２の回転に従動して、従動ギア７１は主動ギア７２と反対方向に回転する。
【００２６】
主動ギア７２は、ケース体７０の一面側に設けられる凹部に収納され、回転軸部ｃ２を中心にして回転する。この主動ギア７２は、第二ギアＧ２（図１参照）に係合する二つの係合突起（主動側係合部）ｐ２を備える。本例では、一方の係合突起ｐ２と他方の係合突起ｐ２が、主動ギア７２の中心を挟んで点対象の位置にある。係合突起ｐ２の数は一つでも構わないが、複数とすることが好ましい。複数の係合突起ｐ２の配置は特に限定されないが、周方向に均等な間隔を開けて各係合突起ｐ２を配置することが好ましい。係合突起ｐ２の長さは、第二ギアＧ２の係合孔ｈ２にしっかりと嵌まり込む長さであれば特に限定されない。
【００２７】
一方、従動ギア７１は、ケース体７０の一面側に設けられる凹部に収納され、回転軸部ｃ１を中心に回転する。この従動ギア７１は、第一ギアＧ１（図１参照）に係合することで第一ギアＧ１の位相に対する第二ギアＧ２（図１参照）の位相を適正な位相に合わせる係合突起（従動側係合部）ｐ１を備える。係合突起ｐ１の数は、一つで十分であるが、複数であっても構わない。係合突起ｐ１の長さは、必要に応じて適宜選択することができる。本例の係合突起ｐ１は、主動ギア７２の係合突起ｐ２よりも長い。
【００２８】
上記構成を備える組付け治具７を用意したら、図４に示すように、主動ギア７２に第二ギアＧ２を取り付ける。第二ギアＧ２は、その中心に円筒部ｄ２を備えており、その円筒部ｄ２の内径は、回転軸部ｃ２の外径よりも大きくなっている。また、円筒部ｄ２の内周面には、第二カムシャフト４のキー４０（図２参照）に係合する一対のキー溝４１が設けられている。
【００２９】
主動ギア７２に第二ギアＧ２を取り付ける際、主動ギア７２の係合突起ｐ２を第二ギアＧ２の係合孔ｈ２に嵌め込む。係合突起ｐ２が二つあることで、操作部７３（図３参照）を回したときに、第二ギアＧ２が振れることなく、第二ギアＧ２を主動ギア７２と同軸に回転させることができる。
【００３０】
次に、第二ギアＧ２を主動ギア７２に取り付けた組付け治具７を、図２の第一カムシャフト３と第二カムシャフト４の位置に持っていく。そして、第二カムシャフト４の位相と第二ギアＧ２（図４参照）の位相とが一致するように第二カムシャフト４に第二ギアＧ２を取り付けながら、第一ギアＧ１と第二ギアＧ２とに係合する組付け治具７（図４参照）によって第一ギアＧ１の位相に対する第二ギアＧ２の位相を適正な位相に合わせて第一ギアＧ１と第二ギアＧ２とを噛み合わせる。その具体的な手順を図５に基づいて説明する。
【００３１】
図５は、図２のカムシャフト３，４近傍を上方から見た図である。この図５では、タイミングチェーン５を仮想線で示している。図５に示すように、操作部７３を操作して主動ギア７２を回しながら、組付け治具７を第二カムシャフト４に近づけると、第二カムシャフト４の外周面にあるキー４０が円筒部ｄ２のキー溝４１（図４参照）に浅く嵌まり込み、第二カムシャフト４の位相と第二ギアＧ２の位相が一致する。ここで、従動ギア７１の係合突起ｐ１と第一ギアＧ１の係合孔ｈ１（図２）とが係合する前に、第二カムシャフト４のキー４０と第二ギアＧ２のキー溝４１（図３）とが係合するように、係合突起ｐ１の長さが調整されている。このとき、従動ギア７１の係合突起ｐ１は、主動ギア７２に取り付けた第二ギアＧ２の円筒部ｄ２よりも突出し、第一ギアＧ１の表面に接触する直前の位置にある。この状態から、操作部７３を左右に回して従動ギア７１を回転させ、従動ギア７１の係合突起ｐ１の先端で第一ギアＧ１の表面を探り、係合突起ｐ１を第一ギアＧ１の係合孔ｈ１（図２参照）に浅く嵌め込む。係合突起ｐ１が係合孔ｈ１に嵌まり込んだら、組付け治具７をシリンダブロック側（紙面上側）に押し込む、あるいは第二ギアＧ２のみをシリンダブロック側に押し込んで、第一ギアＧ１と第二ギアＧ２とを噛合させる。第二カムシャフト４への第二ギアＧ２の固定は、ボルト止めや圧入によって行なうことができる。
【００３２】
以上説明したように、第一ギアＧ１の位相に対する第二ギアＧ２の位相を適切な位相に合わせる組付け治具７を用いることで、第一ギアＧ１と第二ギアＧ２とを迅速に噛合させることができる。そのため、第二カムシャフト４への第二ギアＧ２の取り付けを迅速に行なえるので、連動機構１の組付けを容易にできる。
【００３３】
＜変形例＞
図３の組付け治具７に設ける係合部は、係合突起ｐ１，ｐ２ではなく係合孔であっても構わない。その場合、図１の第一ギアＧ１と第二ギアＧ２には、係合孔ｈ１，ｈ２ではなく係合突起を設けると良い。
【００３４】
＜実施形態２＞
本発明の連動機構の組付け方法および組付け治具は、ピストンの配列がＶ型となった内燃機関の連動機構の組付けにも適用できる。Ｖ型配列の内燃機関では、クランクシャフトが１本、第一カムシャフトと第二カムシャフトがそれぞれ２本ずつ設けられる。この場合、クランクシャフトと二つの第一カムシャフトにタイミングチェーンを掛け渡した後、実施形態１の組付け治具を用いて各第二カムシャフトに第二ギアを取り付ければ良い。その他、水平対向型の内燃機関の連動機構にも、本発明の連動機構の組付け方法および組付け治具を適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１  連動機構
２  クランクシャフト  Ｓ１  主動スプロケット
３  第一カムシャフト  Ｇ１  第一ギア  Ｓ２  従動スプロケット  ｈ１  係合孔
４  第二カムシャフト  Ｇ２  第二ギア  ｄ２  円筒部  ｈ２  係合孔
４０  キー  ４１  キー溝
５  タイミングチェーン
６  テンショナアーム
７  組付け治具
７０  ケース体  ７１  従動ギア  ７２  主動ギア  ７３  操作部
ｃ１，ｃ２  回転軸部
ｐ１  係合突起（従動側係合部）  ｐ２  係合突起（主動側係合部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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