(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材に焼嵌するスプロケット構造において、
前記スプロケットは歯部と、
前記歯部の径方向の厚みと同等の径方向の厚みを有するつば部と、
前記歯部と前記つば部との間に設けられる溝部とを有し、
前記つば部の軸方向の幅は、前記歯部の軸方向の幅よりも狭く、前記溝部の軸方向の幅よりも広い
ことを特徴とするスプロケット構造。
【請求項２】
請求項１に記載するスプロケット構造において、
前記軸部材は、エンジンのクランクシャフトである
ことを特徴とするスプロケット構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸部材に焼嵌するスプロケットの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンのクランクシャフトには、スプロケットが取り付けられ、このスプロケットに金属製のタイミングチェーンやゴム及びグラスファイバコード等からなるタイミングベルトを掛けてカムシャフト側へ動力を伝達してバルブを駆動する構造が知られている。このような構造の一例が下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６０６０８号公報
【０００４】
上記特許文献１では、クランクシャフトのスプロッケットが取り付けられる部分をスプライン軸とし、ここにスプロケットを嵌入することにより、クランクシャフトとスプロケットを結合している。
【０００５】
また、上記以外の方法として、クランクシャフトとスプロケットとを焼嵌して結合する方法もある。この方法は、クランクシャフトの外径よりも若干小さな内径を有するスプロケットを加熱して膨張させ、この膨張したスプロケットをクランクシャフトに嵌入した上でスプロケットを冷却して収縮させることにより、これらを強固に結合させるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているクランクシャフトとスプロケットとを結合する構造では、スプロケットが取り付けられる部分がスプライン軸であるため、クランクシャフトとスプロケットとの結合強度と、それぞれの部品自体の強度を両立させる場合、スプロケット径方向の厚みが大きくなることにより歯数が増加し、それに従ってカムスプロケットが大型化することによってエンジンが大型化してしまう。
【０００７】
また、従来のスプロケットをクランクシャフトに焼嵌して結合する方法では、スプロケットの径方向の厚みの薄くなっている歯底の部分に応力が集中し、この部分が脆弱部となる傾向があり、より強度を向上させることが望まれている。
【０００８】
これらのことから、本発明は、スプロケット自体の強度を確保しつつ、スプロケットとクランクシャフトとの結合強度も確保できるスプロケット構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための第１の発明に係るスプロケット構造は、軸部材に焼嵌するスプロケット構造において、前記スプロケットは歯部と、前記歯部の径方向の厚みと同等の径方向の厚みを有するつば部と、前記歯部と前記つば部との間に設けられる溝部とを有し、前記つば部の軸方向の幅は、前記歯部の軸方向の幅よりも狭く、前記溝部の軸方向の幅よりも広いことを特徴とする。
【００１１】
上記の課題を解決するための第２の発明に係るスプロケット構造は、第１の発明に係るスプロケット構造において、前記軸部材は、エンジンのクランクシャフトであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明に係るスプロケット構造によれば、スプロケットは、歯部と、歯部の径方向の厚みと同等の径方向の厚みを有するつば部と、歯部とつば部との間に設けられる溝部とを有し、つば部の軸方向の幅は歯部の軸方向の幅よりも狭いことにより、スプロケットを焼嵌した際の締結力が均一化され、歯底の部分への応力集中による破損を防ぐことができるため、スプロケットの強度および取付強度を向上させることができる。また、つば部の軸方向の幅は狭くなっているため、スプロケットの取り付けスペースを容易に確保することができる。
また、つば部の軸方向の幅は、溝部の軸方向の幅よりも広いことにより、スプロケットの歯部とつば部とを近接させ、歯底への応力集中を防ぐことができる。
【００１４】
第２の発明に係るスプロケット構造によれば、クランクシャフトからカムシャフト側へ確実に動力を伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係るスプロケット構造の一実施形態について、図１から図５を用いて説明する。図１は本実施形態に係るクランクシャフトスプロケットの斜視図、図２は取り付け前のクランクシャフトスプロケットの斜視図、図３は取り付け後のクランクシャフトスプロケットの斜視図、図４は本実施形態に係るクランクシャフトスプロケットが設置されるエンジンの斜視図、図５は図４に示すＡ−Ａ断面での断面図、図６は図１に示すＢ−Ｂ断面での断面図である。
【００１６】
図４に示すように、自動車等に搭載されるエンジン１０には、動力の出力軸であるクランクシャフト１１からコンプレッサやオルタネータ等の補器類に動力を伝達するクランクシャフトプーリ１２が設置されている。このクランクシャフトプーリ１２はクランクシャフト１１の端部にクランクプーリボルト１３でボルト締めして結合されている。本実施形態では、クランクシャフト１１が課題を解決するための手段に記載する軸部材である。
【００１７】
図５に示すように、クランクシャフト１１はエンジン１０のエンジンブロック１４を貫通して突出している。クランクシャフト１１の端部１１aは円筒状になっており、外径はエンジンブロック１４を貫通している中間部１１ｂより細くなっている。クランクシャフト１１とエンジンブロック１４との接触部１５はジャーナルベアリング１６によりクランクシャフト１１を回転自在に支持しており、シール部材２６によりエンジンオイルが外部に漏れることを防いでいる。
【００１８】
クランクシャフトスプロケット１７を所定の位置に設置させるクランクシャフトスプロケットスペーサ１８は、クランクシャフト１１の中間部１１ｂの側面１１ｃに接触して設置されている。
【００１９】
クランクシャフトスプロケットスペーサ１８の隣（図５中、左側）には、カムシャフト側に動力を伝達するタイミングチェーン１９を設置するためのクランクシャフトスプロケット１７が設置されている。本実施形態では、クランクシャフトスプロケット１７が課題を解決するための手段に記載するスプロケットである。
【００２０】
エンジンブロック１４の外側（図５中、左側）には、タイミングチェーン１９を保護するチェーンケース２０が設置されている。クランクシャフト１１はチェーンケース２０を貫通して外側に突出している。クランクシャフト１１には軸方向にネジ溝２１が穿孔されている。クランクシャフト１１の最端部１１ｄにクランクシャフトプーリ１２を設置した上で、ねじ溝２１にクランクプーリボルト１３をねじ込んで、クランクシャフトプーリ１２をクランクシャフト１１の最端部１１ｄに結合している。
【００２１】
次に、本実施形態に係るクランクシャフトスプロケットの構造について説明する。図１に示すように、クランクシャフトスプロケット１７は円筒状になっており、表面にはタイミングチェーン１９と噛み合う歯部２２が設けられている。
【００２２】
図６に示すように、歯部２２と隣接して、歯部２２の径方向の厚みが最も厚い頂部２３の径方向の厚みと同じ厚みを有するつば部２４が設けられている。つば部２４の軸方向の幅は歯部２２の軸方向の幅より狭くなっている。
【００２３】
また、歯部２２とつば部２４との間は溝部２５が設けられており、つば部２４の軸方向の幅は溝部２５の軸方向の幅よりも広くなっている。さらに、溝部２５の径方向の厚みは、歯部２２の径方向の厚みが最も薄い歯底２６（図１参照）の厚みよりもわずかに薄くなっている。
【００２４】
次に、本実施形態に係るクランクシャフトスプロケット１７のクランクシャフト１１への取り付け方法について説明する。図２に示すように、クランクシャフト１１の端部１１ａには、クランクシャフトスプロケットスペーサ１８を嵌入し、次にクランクシャフトスプロケット１７を嵌入する。この際、クランクシャフトスプロケット１７は加熱されて熱膨張した状態である。
【００２５】
図３に示すように、クランクシャフトスプロケット１７はクランクシャフトスプロケットスペーサ１８により、クランクシャフト１１の端部１１ａの所定の位置に設置することができる。この位置で熱膨張していたクランクシャフトスプロケット１７が冷却されて収縮し、クランクシャフト１１と強固に結合する。このように、クランクシャフトスプロケット１７は焼嵌によりクランクシャフト１１に結合される。
【００２６】
本実施形態にかかるクランクシャフトスプロケットの構造によれば、クランクシャフトスプロケット１７に歯部２２を設け、クランクシャフトスプロケット１７に歯部２２の径方向の厚みと同等の径方向の厚みを有するつば部２４を設け、歯部とつば部との間に溝部２５を設け、つば部２４の軸方向の幅は歯部２２の軸方向の幅よりも狭くすることにより、クランクシャフトスプロケット１７を焼嵌した際の締結力が均一化され、歯底２６の部分への応力集中による破損を防ぐことができるため、クランクシャフトスプロケット１７の強度および取付強度を向上させることができる。
【００２７】
また、クランクシャフトからカムシャフト側へ確実に動力を伝達することができる。さらに、つば部２４の軸方向の幅は狭くなっているため、クランクシャフトスプロケット１７の取り付けスペースを容易に確保することができる。
【００２８】
また、つば部２４の軸方向の幅は、溝部２５の軸方向の幅よりも広くすることにより、クランクシャフトスプロケット１７の歯部２２とつば部２４とを近接させ、歯底２６への応力集中を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態に係るクランクシャフトスプロケットの斜視図である。
【図２】取り付け前のクランクシャフトスプロケットの斜視図である。
【図３】取り付け後のクランクシャフトスプロケットの斜視図である。
【図４】本実施形態に係るクランクシャフトスプロケットが設置されるエンジンの斜視図である。
【図５】図４に示すＡ−Ａ断面での断面図である。
【図６】図１に示すＢ−Ｂ断面での断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  エンジン
１１  クランクシャフト（軸部材）
１２  クランクシャフトプーリ
１３  クランクプーリボルト
１４  エンジンブロック
１５  接触部
１６  ジャーナルベアリング
１７  クランクシャフトスプロケット（スプロケット）
１８  クランクシャフトスプロケットスペーサ
１９  タイミングチェーン
２０  チェーンケース
２１  ねじ溝
２２  歯部
２３  頂部
２４  つば部
２５  溝部
２６  シール部材
【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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【図６】
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