(57)【要約】【課題】内燃機関クランク軸の軸外周面に軸受部材を介して支持される回転部材に対するシリンダブロック側への移動力を抑制する。【解決手段】クランク軸2の軸直交面8bにボルト締結するためのボルト穴24には玉軸受10の荷重中心位置S以上に深く形成されたカウンタボア24bが設けられている。このボルト穴24にフライホイール16及びアウターレース部材14をボルト締結すると軸外周面8aではカウンタボア24bの底面位置Bを中心とした凸部Pが生じる。この凸部Pは玉軸受10の荷重中心位置Sよりシリンダブロック4側に生じるので玉軸受10にはシリンダブロック4とは反対側への移動力が生じる。したがって玉軸受10上のリングギヤ12に対するシリンダブロック4側への移動力を抑制することができ、リングギヤ12がシリンダブロック4に接触しないので機関運転時振動が玉軸受10に強く作用せず玉軸受10の耐久性を低下させることがない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロックの外側にて軸外周面に軸受部材を介して回転部材を支持するクランク軸に形成されている軸直交面でのボルト締結構造において、
前記軸直交面に形成されたボルト締結用のボルト穴には、前記軸受部材の荷重中心位置からシリンダブロック側の領域に底部を有するカウンタボアを設けたことを特徴とするクランク軸ボルト締結構造。
【請求項２】
内燃機関のシリンダブロックの外側にて軸外周面に軸受部材を介して回転部材を支持するクランク軸に形成されている軸直交面でのボルト締結構造において、
前記軸直交面に形成されたボルト締結用のボルト穴にボルトを締結した状態で、前記軸外周面が仕上げ加工されていることを特徴とするクランク軸ボルト締結構造。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記クランク軸には、
前記クランク軸に連結されたアウターレース部材と、前記軸外周面に前記軸受部材を介して支持され一部が前記アウターレース部材に対向すると共に始動用モータからの回転駆動力が伝達されるリングギヤと、前記アウターレース部材と前記リングギヤとの対向部分に配置されて前記リングギヤから前記アウターレース部材への前記始動用モータによる１方向の回転力を伝達し逆方向の回転力は伝達を阻止するワンウェイクラッチとを備えた内燃機関始動回転力伝達機構が設けられ、
前記リングギヤが前記回転部材に相当することを特徴とするクランク軸ボルト締結構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記軸直交面には、前記ボルト締結用のボルト穴を利用して、フライホイール又はドライブプレートがボルト締結されていることを特徴とするクランク軸ボルト締結構造。
【請求項５】
請求項４において、前記アウターレース部材は、前記フライホイール又はドライブプレートと共にボルト締結されていることを特徴とするクランク軸ボルト締結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダブロックの外側にて軸外周面に軸受部材を介して回転部材を支持するクランク軸に形成されている軸直交面でのボルト締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用などの内燃機関において、始動用モータからの回転力を内燃機関の回転出力軸であるクランク軸に伝達するための内燃機関始動回転力伝達機構として、始動用モータ側のピニオンギヤとリングギヤとを常時噛み合い状態とする構成が知られている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
このような常時噛み合い式の内燃機関始動回転力伝達機構においては、リングギヤとクランク軸（特許文献１では更にフライホイールを介している）との間にワンウェイクラッチを介在させている。このことで始動用モータにて回転される場合のリングギヤの回転力はワンウェイクラッチを介してクランク軸に伝達される。そして内燃機関運転が開始して内燃機関出力によりクランク軸が回転するとワンウェイクラッチが解放されて、クランク軸の回転力はリングギヤ側に伝達されないようにされている。
【特許文献１】特開２０００−２７４３３７号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特開２００７−３２４９２号公報（第４−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし特許文献２のごとく、クランク軸の軸直交面にフライホイールがボルト締結されている構成では、ボルト締結の影響により軸外周面に変形を生じる。この変形は特に軸直交面に隣接する位置にて凸部となるような変形を生じる。
【０００５】
この軸外周面の変形により、軸外周面に配置されている軸受部材はシリンダブロック側への移動力を受け、この軸受部材を介して支持されているリングギヤも同時にシリンダブロック側への移動力を受けることになる。このためリングギヤがシリンダブロックに接触するおそれがあり、この接触が生じた場合には、内燃機関運転時の振動を軸受部材が強く受けることになり、軸受部材の耐久性低下などのおそれが生じる。
【０００６】
この移動力に抵抗するために軸受部材の締代を大きくすることが考えられるが、これでは圧入などによるリングギヤ及び軸受部材の嵌合時の荷重が増加して組み付け性の悪化を招いたり、軸受部材の回転抵抗を増加させるおそれがある。
【０００７】
本発明は、クランク軸の軸外周面に軸受部材を介して支持される回転部材に対するシリンダブロック側への移動力を抑制することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載のクランク軸ボルト締結構造は、内燃機関のシリンダブロックの外側にて軸外周面に軸受部材を介して回転部材を支持するクランク軸に形成されている軸直交面でのボルト締結構造において、前記軸直交面に形成されたボルト締結用のボルト穴には、前記軸受部材の荷重中心位置からシリンダブロック側の領域に底部を有するカウンタボアを設けたことを特徴とする。
【０００９】
このように軸直交面に形成されたボルト締結用のボルト穴には、軸受部材の荷重中心位置からシリンダブロック側の領域に底部を有するカウンタボアが形成されている。例えば軸直交面がシリンダブロックと反対側ならば、ボルト穴には軸受部材の荷重中心位置以上に深く形成されたカウンタボアを設けることになる。又、軸直交面がシリンダブロック側に設けられている状態で、ボルト穴にカウンタボアを設ける場合には、軸受部材の荷重中心位置以上に浅く形成されたカウンタボアを設けることになる。
【００１０】
このボルト穴を用いて軸直交面にボルト締結を実行しても、クランク軸の軸外周面に生じる変形は、軸方向においてカウンタボアの底面位置を中心として凸部となるように軸外周面にて変形を生じる。この凸部は軸受部材の荷重中心位置か、あるいはこの荷重中心位置よりもシリンダブロック側に生じることになる。したがってこの凸部は軸受部材に対する移動力を生じず、あるいは生じたとしてもシリンダブロックとは反対側への移動力である。
【００１１】
このようにしてクランク軸の軸外周面に軸受部材を介して支持される回転部材に対するシリンダブロック側への移動力を抑制することができる。
請求項２に記載のクランク軸ボルト締結構造は、内燃機関のシリンダブロックの外側にて軸外周面に軸受部材を介して回転部材を支持するクランク軸に形成されている軸直交面でのボルト締結構造において、前記軸直交面に形成されたボルト締結用のボルト穴にボルトを締結した状態で、前記軸外周面が仕上げ加工されていることを特徴とする。
【００１２】
ボルト締結がなされていない状態で軸外周面が仕上げ加工されると、ボルト締結時に軸外周面に凸部が生じるが、ボルト締結された状態で軸外周面が仕上げ加工されているので凸部は削除されることになり、凸部のない高精度に設計通りの軸外周面となる。したがって軸受部材に対して移動力自体が生じない。
【００１３】
このようにしてクランク軸の軸外周面に軸受部材を介して支持される回転部材に対するシリンダブロック側への移動力を抑制することができる。
請求項３に記載のクランク軸ボルト締結構造では、請求項１又は２において、前記クランク軸には、前記クランク軸に連結されたアウターレース部材と、前記軸外周面に前記軸受部材を介して支持され一部が前記アウターレース部材に対向すると共に始動用モータからの回転駆動力が伝達されるリングギヤと、前記アウターレース部材と前記リングギヤとの対向部分に配置されて前記リングギヤから前記アウターレース部材への前記始動用モータによる１方向の回転力を伝達し逆方向の回転力は伝達を阻止するワンウェイクラッチとを備えた内燃機関始動回転力伝達機構が設けられ、前記リングギヤが前記回転部材に相当することを特徴とする。
【００１４】
このような内燃機関始動回転力伝達機構において、クランク軸の軸直交面に対してボルト締結が実行されても、軸外周面に軸受部材を介して支持される回転部材であるリングギヤに対するシリンダブロック側への移動力を抑制することができる。
【００１５】
請求項４に記載のクランク軸ボルト締結構造では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記軸直交面には、前記ボルト締結用のボルト穴を利用して、フライホイール又はドライブプレートがボルト締結されていることを特徴とする。
【００１６】
このように軸直交面にフライホイール又はドライブプレートをボルト締結する構成を採用する場合に、このボルト締結にても、軸外周面に軸受部材を介して支持される回転部材に対するシリンダブロック側への移動力を抑制することができる。
【００１７】
請求項５に記載のクランク軸ボルト締結構造では、請求項４において、前記アウターレース部材は、前記フライホイール又はドライブプレートと共にボルト締結されていることを特徴とする。
【００１８】
このようにアウターレースはフライホイール又はドライブプレートと共にボルト締結されている構成を採用する場合に、フライホイール又はドライブプレートとアウターレースとをボルト締結しても、軸外周面に軸受部材を介して支持される回転部材に対するシリンダブロック側への移動力を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［実施の形態１］
図１の縦断面図は、車両用内燃機関においてクランク軸２の軸末端２ａ近傍に設けられ、クランク軸ボルト締結構造及び内燃機関始動回転力伝達機構を示す。このクランク軸２の軸末端２ａはクラッチあるいはトルクコンバータ側へ内燃機関の回転駆動力を伝達する側である。
【００２０】
シリンダブロック４とラダービーム６とによりジャーナル軸受部が構成されて、クランク軸２はジャーナル２ｂの部分で回転可能にシリンダブロック４に支持されている。このことによりクランク軸２は、軸末端２ａがシリンダブロック４の外側へ突出した状態で配置されている。このクランク軸２の軸末端２ａに形成された大径部８の外周面である軸外周面８ａには、軸受部材であるころがり軸受、ここでは玉軸受１０を介してリングギヤ１２（回転部材に相当）が支持されている。大径部８の後端面、すなわちシリンダブロック４とは反対側に形成された軸直交面８ｂには、アウターレース部材１４、フライホイール（又はドライブプレート）１６がボルト１８により締結されている。このことによりアウターレース部材１４は、フライホイール１６と共にクランク軸２と連動して回転する。
【００２１】
円板状のリングギヤ１２の中心内縁部分にはフランジ状にワンウェイクラッチ２０用のインナーレース２２が設けられ、リングギヤ１２の外周部にはリング状にギヤ部１２ｂが設けられている。リングギヤ１２は、インナーレース２２の部分で、ワンウェイクラッチ２０とは反対側、すなわち中心側（回転軸Ｃ側）にて、前述したごとく玉軸受１０を介してクランク軸２の軸外周面８ａに嵌合されて取り付けられている。尚、玉軸受１０は軸外周面８ａに対して圧入にて取り付けられ、この玉軸受１０の外周にインナーレース２２が嵌合されている。このためワンウェイクラッチ２０が解放状態にある時には、玉軸受１０の存在によりリングギヤ１２はクランク軸２の回転とは独立して自由回転可能である。
【００２２】
リングギヤ１２のギヤ部１２ｂは、クランク軸２よりも下部側にて始動用モータにて回転されるピニオンギヤ２３に常時噛み合わされており、内燃機関始動時にピニオンギヤ２３を介して始動用モータから回転力を受けることによりリングギヤ１２が回転する。
【００２３】
アウターレース部材１４は、中心部が開口部１４ａを形成すると共に、最外周部にはワンウェイクラッチ２０用のアウターレース３０を縁状に設けた円板状をなしている。更にアウターレース部材１４には、開口部１４ａを取り囲むようにクランク軸２の軸直交面８ｂにボルト締結するためのボルト貫通孔１４ｂが等位相間隔に複数、ここでは８つ設けられている。
【００２４】
アウターレース部材１４を、図示したごとくクランク軸２の軸直交面８ｂに取り付けることでリングギヤ１２に対して組み合わせた場合には、アウターレース３０はリングギヤ１２側のインナーレース２２に径方向にて対向して配置される。このアウターレース３０の配置時にスプラグ２０ａをインナーレース２２とアウターレース３０とにより挟持することでワンウェイクラッチ２０が構成される。
【００２５】
このように構成されたワンウェイクラッチ２０は、リングギヤ１２側からアウターレース部材１４へ、始動用モータのトルクを伝達する一方向での回転の場合には、アウターレース部材１４とリングギヤ１２とを係合状態とする。このことにより始動用モータの出力によりクランク軸２を回転させることができる。内燃機関が運転を開始することで内燃機関出力によってクランク軸２に連動するアウターレース部材１４の回転が、始動用モータの出力によるリングギヤ１２の回転よりも速くなると、リングギヤ１２の回転はアウターレース部材１４に対して相対的に逆方向の回転となる。このためワンウェイクラッチ２０は解放状態となり、ピニオンギヤ２３とリングギヤ１２とが常時噛み合い状態でも、内燃機関始動後における始動用モータの停止は可能となる。
【００２６】
ボルト締結部分を図２示す。クランク軸２の大径部８に形成されたボルト穴２４に軸直交面８ｂ側からボルト１８の雄ネジ部１８ａを螺入することにより、アウターレース部材１４とフライホイール１６とが重ねられた状態で軸直交面８ｂにボルト締結されている。ボルト穴２４は全長に雌ネジ部２４ａを形成しているのではなく、シリンダブロック４とは反対側には雌ネジ部２４ａより大径のカウンタボア２４ｂが形成されている。雌ネジ部２４ａとカウンタボア２４ｂとの境界位置であるカウンタボア２４ｂの底面位置Ｂは、大径部８の軸方向において、玉軸受１０により軸外周面８ａにかかる荷重中心位置Ｓよりもシリンダブロック４側に設定されている。尚、この底面位置Ｂは、クランク軸２の軸方向において荷重中心位置Ｓと同一位置であっても良い。すなわちカウンタボア２４ｂは、クランク軸２の軸方向における玉軸受１０の荷重中心位置Ｓ以上に深く形成されている。
【００２７】
このため玉軸受１０を圧入し、かつリングギヤ１２を玉軸受１０上に嵌合した後に、アウターレース部材１４とフライホイール１６とを軸直交面８ｂにボルト締結すると、軸外周面８ａ上には、底面位置Ｂに対応する位置に破線で示すごとく凸部Ｐが軸回りに８カ所生じる。尚、図示している凸部Ｐはその高さを強調して示している。この凸部Ｐのピーク位置は玉軸受１０の荷重中心位置Ｓよりもシリンダブロック４側となる。したがってリングギヤ１２を支持している玉軸受１０をシリンダブロック４とは反対側の軸方向へ移動させる移動力を発生することになる。したがって玉軸受１０とリングギヤ１２とはクランク軸２の軸直交面８ｂ側に移動しようとするが、玉軸受１０がアウターレース部材１４に当接するので、玉軸受１０とリングギヤ１２とは軸方向位置が規定の位置に維持される。
【００２８】
尚、底面位置Ｂと荷重中心位置Ｓとがクランク軸２の軸方向において同一位置である場合には、軸外周面８ａ上には荷重中心位置Ｓに対応する位置に凸部Ｐが生じるが、この場合の凸部Ｐはリングギヤ１２を支持している玉軸受１０に移動力を与えることはない。したがって玉軸受１０とリングギヤ１２とは軸方向位置が規定の位置に維持される。
【００２９】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．クランク軸２の軸直交面８ｂにボルト締結するためのボルト穴２４には、玉軸受１０の荷重中心位置Ｓ以上に深く形成されたカウンタボア２４ｂが設けられている。すなわちボルト穴２４には玉軸受１０の荷重中心位置からシリンダブロック４側の領域に底部を有するカウンタボアが形成されている。
【００３０】
このボルト穴２４を用いて軸直交面８ｂにフライホイール１６及びアウターレース部材１４をボルト締結すると、クランク軸２の軸外周面８ａでは、軸直交面８ｂ近傍での凸部Ｑ（図２破線）ではなく、軸方向においてカウンタボア２４ｂの底面位置Ｂを中心とした凸部Ｐが生じる。
【００３１】
この凸部Ｐは玉軸受１０の荷重中心位置Ｓあるいはこれよりもシリンダブロック４側に生じることになるので、この凸部Ｐは玉軸受１０に対する移動力を生じないか、あるいは生じたとしてもシリンダブロック４とは反対側への移動力である。
【００３２】
したがって内燃機関始動回転力伝達機構において、クランク軸２の軸外周面８ａに玉軸受１０を介して支持されるリングギヤ１２に対するシリンダブロック４側への移動力を抑制することができる。この結果、リングギヤ１２がシリンダブロック４に接触することが防止されるので、例えば、内燃機関運転時の振動が玉軸受１０に強く作用することがなく、玉軸受１０の耐久性を低下させることがない。
【００３３】
［実施の形態２］
本実施の形態におけるクランク軸ボルト締結構造及び内燃機関始動回転力伝達機構を図３の縦断面図に示す。本実施の形態では、前記図１に示した実施の形態１の構成とは、クランク軸１０２の大径部１０８の軸方向の長さ及びこの大径部１０８に形成されているボルト穴１２４が異なっている。そしてこの大径部１０８の軸方向長さに対応してシリンダブロック１０４の形状やボルト１１８の長さが異なるのみで、他の構成は前記実施の形態１と同一である。
【００３４】
大径部１０８に形成されているボルト穴１２４にはカウンタボアは形成されておらず、全長が雌ネジ部を形成している。そして軸外周面１０８ａについては次のような加工がなされている。
【００３５】
すなわちクランク軸用の仕上げ加工機によりジャーナル部１０２ａやクランクピン部１０２ｂを仕上げ加工する際に、軸外周面１０８ａについては、図４に示すごとくリング状のボルト締結部材１１５，１１７を、ボルト１１８にて軸直交面１０８ｂ側から８カ所で大径部１０８にボルト締結する。尚、ボルト締結部材１１５，１１７は、実際のアウターレース部材１１４及びフライホイール（又はドライブプレート）１１６の代わりであり、締結部分の周辺のみ実際のアウターレース部材１１４及びフライホイール１１６の形状と同じであり、それ以外の外周部分は省略された形状とされている。
【００３６】
この仮のボルト締結により、前記実施の形態１にて説明したごとく、軸外周面１０８ａ上には、軸直交面１０８ｂ側に破線で示すごとく凸部Ｑが軸回りに８カ所生じる。尚、図４において凸部Ｑはその高さを強調して示している。この凸部Ｑを、前述したクランク軸用の仕上げ加工機により削除して真円に仕上げ加工する。
【００３７】
したがって、この仕上げ加工の後に、ボルト締結部材１１５，１１７及びボルト１１８を大径部１０８から外すと、図４に示した凸部Ｑが存在した部分は凹状態となる。しかし、図３に示したごとく実際に内燃機関始動回転力伝達機構を組み立てると、ボルト１１８により図４の状態と同一の締結力による変形が軸外周面１０８ａに生じるので、軸外周面１０８ａは真円状態に戻る。したがって凸部Ｑが存在しない真円の状態の軸外周面１０８ａに玉軸受１１０及びリングギヤ１１２が取り付けられることになる。
【００３８】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．このようにクランク軸１０２は、軸直交面１０８ｂに形成されたボルト締結用のボルト穴１２４にボルトを締結した状態で軸外周面１０８ａが仕上げ加工されているので、内燃機関始動回転力伝達機構の実際の組立時にボルト締結がなされると、軸外周面１０８ａには凸部Ｑは存在しない。
【００３９】
こうして、組み立て後の内燃機関始動回転力伝達機構において、クランク軸１０２の軸外周面１０８ａに玉軸受１１０を介して支持されているリングギヤ１１２に対するシリンダブロック１０４側への移動力を抑制することができる。
【００４０】
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態１においては、軸直交面８ｂはシリンダブロック４とは反対側に存在した。これとは異なり、大径部８において軸直交面８ｂとは反対側の軸直交面、すなわちシリンダブロック４側の軸直交面に何らかの部材をボルト締結する場合にボルト穴にカウンタボアを設ける必要がある場合には、玉軸受１０の荷重中心位置Ｓ以上に浅く形成されたカウンタボアを設ける。
【００４１】
このような軸直交面におけるボルト穴を用いてボルト締結を実行しても、クランク軸２の軸外周面に生じる変形は、軸方向においてカウンタボアの底面位置を中心として凸部となるように軸外周面にて変形を生じ、この凸部は玉軸受１０の荷重中心位置Ｓか、あるいはこの荷重中心位置Ｓよりもシリンダブロック４側に生じることになる。したがってこの場合の凸部についても玉軸受１０に対する移動力を生じず、あるいは生じたとしてもシリンダブロック４とは反対側への移動力である。
【００４２】
このようにしてクランク軸の軸外周面に玉軸受１０を介して支持される回転部材に対するシリンダブロック４側への移動力を抑制することができる。
（ｂ）．前記各実施の形態において、アウターレース部材は独立して設けるのではなく、フライホイール（又はドライブプレート）にて代用しても良い。すなわちフライホイール（又はドライブプレート）にワンウェイクラッチのアウターレースを一体に設けることで、フライホイール（又はドライブプレート）とアウターレース部材とを一体化した構成としても良い。
【００４３】
（ｃ）．前記各実施の形態におけるボルト締結用のボルト穴は、クランク軸の大径部にて軸方向に貫通状態に形成されていたが、貫通していないものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施の形態１におけるクランク軸ボルト締結構造及び内燃機関始動回転力伝達機構の縦断面図。
【図２】実施の形態１におけるボルト締結部分の拡大図。
【図３】実施の形態２におけるクランク軸ボルト締結構造及び内燃機関始動回転力伝達機構の縦断面図。
【図４】実施の形態２におけるクランクシャフト仕上げ加工時のボルト締結部分の拡大図。
【符号の説明】
【００４５】
２…クランク軸、２ａ…軸末端、２ｂ…ジャーナル、４…シリンダブロック、６…ラダービーム、８…大径部、８ａ…軸外周面、８ｂ…軸直交面、１０…玉軸受、１２…リングギヤ、１２ｂ…ギヤ部、１４…アウターレース部材、１４ａ…開口部、１４ｂ…ボルト貫通孔、１６…フライホイール（ドライブプレート）、１８…ボルト、１８ａ…雄ネジ部、２０…ワンウェイクラッチ、２０ａ…スプラグ、２２…インナーレース、２３…ピニオンギヤ、２４…ボルト穴、２４ａ…雌ネジ部、２４ｂ…カウンタボア、３０…アウターレース、１０２…クランク軸、１０２ａ…ジャーナル部、１０２ｂ…クランクピン部、１０４…シリンダブロック、１０８…大径部、１０８ａ…軸外周面、１０８ｂ…軸直交面、１１０…玉軸受、１１２…リングギヤ、１１４…アウターレース部材、１１５，１１７…ボルト締結部材、１１６…フライホイール（ドライブプレート）、１１８…ボルト、１２４…ボルト穴、Ｂ…底面位置、Ｃ…回転軸、Ｐ，Ｑ…凸部、Ｓ…荷重中心位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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