JP3261953B2 - クランクシャフトのフロントシャフト部構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンにおいて、ク
ランクシャフトのフロントシャフト部構造の改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】クランクシャフトの軸端部に突出したフ
ロントシャフト部を細くして、フロントシャフト部に支
持されるスプロケットやプーリ等の小型化をはかりたい
という要求がある。

【０００３】従来のクランクシャフトのフロントシャフ
ト部構造として、例えば図２に示すようなものがある
(実開平３−１３０４６１号公報、参照)。

【０００４】これについて説明すると、クランクシャフ
ト３１の途中にはジャーナル部４４が形成され、ジャー
ナル部４４は図示しない主軸受に回転可能に支承され
る。

【０００５】クランクシャフト３１の軸端部には、ジャ
ーナル部４４から軸方向に突出するフロントシャフト部
３７オイルポンプドライブが形成される。フロントシャ
フト部３７にタイミングベルトプーリ３２とベルトプー
リ３３が嵌合し、ボルト３４を介して締結される。

【０００６】タイミングベルトプーリ３２は、クランク
シャフト３１と共に回転し、図示しないタイミングベル
トを循環させて、カムシャフト等で構成される動弁系に
動力を伝達する。

【０００７】ベルトプーリ３３は、クランクシャフト３
１と共に回転し、図示しないベルトを循環させて、オル
タネータ等の各種補機に動力を伝達する。

【０００８】主軸受にジャーナル部４４を介して片持ち
支持されるクランクシャフト３１のフロントシャフト部
３７には、タイミングベルトプーリ３２に掛け回される
タイミングベルトから入力される荷重と、ベルトプーリ
３３に掛け回される各補機ベルトから入力される荷重と
が働く。フロントシャフト部３７の径を任意に設定し、
付け根部４３の強度を確保するようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置にあっては、クランクシャフト３１はフロ
ントシャフト部３７が一体形成される構造のため、フロ
ントシャフト部３７の付け根部４３の強度を確保する必
要から、フロントシャフト部３７を細くすることがでオ
イルポンプドライブきず、各プーリ３２，３３の大型化
を招く。

【００１０】本発明は上記の問題点を解消し、クランク
シャフトのフロントシャフト部構造において、軽量化を
はかりつつ、強度を確保することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のクラン
クシャフトのフロントシャフト部構造は、クランクシャ
フトの端部に主軸受を介して回転可能に支持されるジャ
ーナル部を形成し、クランクシャフトの端面に開口する
ネジ穴をジャーナル部と同心に形成する一方、その両端
に雄ネジ部を有するとともに一方の雄ネジ部側にフラン
ジ部を有するフロントシャフトを備え、フランジ部をク
ランクシャフトの端面に接合するようにフランジ部側の
雄ネジ部をクランクシャフトのネジ穴に螺合し、クラン
クシャフトからの動力を伝達する動力伝達部材を備え、
他方の雄ネジ部に螺合するナットを介してフランジ部と
の間に動力伝達部材を締結する。

【００１２】請求項２に記載のクランクシャフトのフロ
ントシャフト部構造は、請求項１に記載の発明におい
て、前記クランクシャフトにフロントシャフトのフラン
ジ部を嵌合させる嵌合穴を形成する。

【００１３】請求項３に記載のクランクシャフトのフロ
ントシャフト部構造は、請求項１または２に記載の発明
において、前記フロントシャフトのフランジ部にクラン
クシャフト側に面して凹状に窪む環状凹部を形成する。

【００１４】請求項４に記載のクランクシャフトのフロ
ントシャフト部構造は、請求項３に記載の発明におい
て、フロントシャフトのフランジ部に動力伝達部材の環
状接合面に対する座面を形成し、環状凹部の外径を動力
伝達部材の環状接合面の外径より小さく形成する。

【００１５】

【作用】請求項１に記載のクランクシャフトのフロント
シャフト部構造において、エンジン本体にクランクシャ
フトを介して片持ち支持されるフロントシャフトには、
タイミングチェーンやプーリに掛け回されるベルト等か
ら入力される荷重が働く。

【００１６】フロントシャフトの雄ネジ部のクランクシ
ャフトへの螺合により、フランジ部がクランクシャフト
の端面に接合し、曲げ荷重に対して高い強度を発揮す
る。

【００１７】フロントシャフトはクランクシャフトと別
体で形成されることにより、その材質に対する設定自由
度が拡がり、フロントシャフトの軸径を小さくしつつ、
強度を確保することができる。

【００１８】また、クランクシャフトに対する要求強度
が低くなり、クランクシャフトを低強度材を用いて鋳造
することが可能となり、生産性を高められる。

【００１９】請求項２に記載のクランクシャフトのフロ
ントシャフト部構造において、クランクシャフトにフロ
ントシャフトのフランジ部を嵌合させる嵌合穴を形成す
る構造により、タイミングチェーンやベルトからの荷重
によりフロントシャフトの曲げ応力が雄ネジ部に働くこ
とを抑えられ、雄ネジ部の強度を十分に確保することが
できる。

【００２０】請求項３に記載のクランクシャフトのフロ
ントシャフト部構造において、フロントシャフトの雄ネ
ジ部がクランクシャフトのネジ穴に螺合した状態で、フ
ランジ部の環状凹部より外側の外周部がクランクシャフ
ト側に押し付けられる構造により、フロントシャフトの
付け根部に圧縮残留応力が働き、タイミングチェーンや
ベルトからの荷重によりフロントシャフトの付け根部に
働く曲げ応力に対する強度を高められる。

【００２１】請求項４に記載のクランクシャフトのフロ
ントシャフト部構造において、フランジ部に動力伝達部
材の環状接合面に対する座面を形成する構造により、動
力伝達部材をクランクシャフトに接合させる構造に比べ
て動力伝達部材の支持強度を高められ、動力伝達部材の
環状接合面の縮径化がはかれる。

【００２２】環状凹部の外径を動力伝達部材の環状接合
面の外径より小さく形成され、環状接合面とクランクシ
ャフトの間にフランジ部の環状凹部より外側の外周部を
挟持する構造により、フロントシャフトに動力伝達部材
を締結するナット等の締め付けによりフランジ部に曲げ
応力が働くことをなくし、フランジ部の小型化をはかり
つつ、十分な強度を確保することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。

【００２４】図１において、１はエンジンに備えられる
クランクシャフトであり、クランクシャフト１は図示し
ないピストンの往復運動をコンロッドを介して回転運動
に変換する。クランクシャフト１の途中にはジャーナル
部１０が形成され、ジャーナル部１０は図示しない主軸
受を介してエンジン本体に回転可能に支承される。

【００２５】クランクシャフト１の軸端部から軸方向に
突出するフロントシャフト７が別体で形成される。クラ
ンクシャフト１は鋳鉄により形成される一方、フロント
シャフト７は高強度材によって形成される。

【００２６】フロントシャフト７にタイミングチェーン
スプロケット２とオイルポンプドライブスペーサ８およ
びベルトプーリ３が嵌合して連結される。

【００２７】タイミングチェーンスプロケット２は、ク
ランクシャフト１と共に回転し、図示しないタイミング
ベルトを循環させて、カムシャフト等で構成される動弁
系に動力を伝達する。

【００２８】オイルポンプドライブスペーサ８は、クラ
ンクシャフト１と共に回転し、図示しないオイルポンプ
を駆動するようになっている。

【００２９】ベルトプーリ３は、クランクシャフト１と
共に回転し、図示しないベルトを循環させて、オルタネ
ータ等の各種補機に動力を伝達する。

【００３０】フロントシャフト７に螺合するナット４が
設けられる。フロントシャフト７の先端部には、ナット
４を螺合させる雄ネジ部１２が形成される。

【００３１】ナット４とベルトプーリ３の間にワッシャ
５が介装される。ナット４はワッシャ５を介してタイミ
ングチェーンスプロケット２とオイルポンプドライブス
ペーサ８およびベルトプーリ３をフロントシャフト７に
締結する。

【００３２】フロントシャフト７に対してタイミングチ
ェーンスプロケット２とオイルポンプドライブスペーサ
８およびベルトプーリ３の回り止めを行う図示しないキ
ーがそれぞれ設けられている。

【００３３】フロントシャフト７の基端部には雄ネジ部
１３が形成される一方、クランクシャフト１の軸端部に
は雄ネジ部１３を螺合させるネジ穴２１が形成される。
すなわち、フロントシャフト７はクランクシャフト１に
対して締結されるスタッドボルトとなる。

【００３４】フロントシャフト７の途中にはクランクシ
ャフト１とタイミングチェーンスプロケット２の間に挟
持されるフランジ部１４が環状に突出して形成される。
フランジ部１４はクランクシャフト１の端面に接合す
る。

【００３５】クランクシャフト１の軸端部にはフロント
シャフト７のフランジ部１４を嵌合させる嵌合穴２０が
形成される。嵌合穴２０の開口径はフランジ部１４の外
周面を隙間無く嵌合させる寸法に設定される。フロント
シャフト７はフランジ部１４を嵌合穴２０に嵌合させる
ことにより、クランクシャフト１に対する同心度が確保
される。

【００３６】フランジ部１４は、クランクシャフト１に
接合する外周部１９と、外周部１９の内側に凹状に窪む
環状凹部１７が形成される。すなわち、フランジ部１４
のクランクシャフト１の端面に接合する部位は、環状凹
部１７によってその外周部１９に限定される。

【００３７】フロントシャフト７の基端部には雄ネジ部
１３の不完全ネジ部１３ａがクランクシャフト１のネジ
穴２１に締結された状態で、フランジ部１４の外周部１
９が所定の面圧を持ってクランクシャフト１側に押し付
けられるように、各部の寸法を設定する。

【００３８】フランジ部１４は、タイミングチェーンス
プロケット（動力伝達部材）２に対する座面１５を有す
る。座面１５はタイミングチェーンスプロケット２の環
状接合面２２に対してその全面を接合させる。

【００３９】タイミングチェーンスプロケット２の接合
面２２の外径は、フランジ部１４の環状凹部１７の外径
より大きく形成される。すなわち、タイミングチェーン
スプロケット２の接合面２２とクランクシャフト１の間
に、フランジ部１４の環状凹部１７より外側の外周部１
９が挟持される。

【００４０】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００４１】フロントシャフト７はクランクシャフト１
と別体で形成されることにより、その材質に対する設定
自由度が拡がり、フロントシャフト７の軸径を小さくし
つつ、強度を確保することができる。また、クランクシ
ャフト１の要求強度が低くなり、クランクシャフト１を
低強度材を用いて鋳造することが可能となり、生産性を
高められる。

【００４２】クランクシャフト１の軸端部に螺合するフ
ロントシャフト７には、タイミングチェーンスプロケッ
ト２に掛け回されるタイミングチェーンから入力される
荷重と、ベルトプーリ３に掛け回される各補機ベルトか
ら入力される荷重等が働く。

【００４３】フロントシャフト７の基端部には雄ネジ部
１３の不完全ネジ部１３ａがクランクシャフト１のネジ
穴２１に締結された状態で、フランジ部１４の外周部１
９が所定の面圧を持ってクランクシャフト１側に押し付
けられる構造により、フロントシャフト７の付け根部１
８に圧縮残留応力が働き、タイミングチェーンやベルト
からの荷重によりフロントシャフト７の付け根部１８に
働く曲げ応力に対する強度を高められる。

【００４４】フロントシャフト７はそのフランジ部１４
がクランクシャフト１の嵌合穴２０に嵌合する構造によ
り、タイミングチェーンやベルトからの荷重によりフロ
ントシャフト７の曲げ応力が不完全ネジ部１３ａに働く
ことを抑えられ、雄ネジ部１３の強度を十分に確保する
ことができる。

【００４５】フランジ部１４は、タイミングチェーンス
プロケット２に対する座面１５を有する構造により、タ
イミングチェーンスプロケット２をクランクシャフト１
に接合させる構造に比べてタイミングチェーンスプロケ
ット２の支持強度を高められ、タイミングチェーンスプ
ロケット２の環状接合面２２を縮径化することができ
る。

【００４６】タイミングチェーンスプロケット２の接合
面２２の外径は、フランジ部１４の環状凹部１７の外径
より大きく形成され、タイミングチェーンスプロケット
２の接合面２２とクランクシャフト１の間にフランジ部
１４の環状凹部１７より外側の外周部１９を挟持する構
造により、ナット４によるタイミングチェーンスプロケ
ット２等の締め付けによりフランジ部１４に曲げ応力が
働くことをなくし、フランジ部１４の小型化をはかりつ
つ、十分な強度を確保することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載のク
ランクシャフトのフロントシャフト部構造は、フロント
シャフトの雄ネジ部のクランクシャフトへの螺合によ
り、フランジ部がクランクシャフトの端面に接合し、曲
げ荷重に対して高い強度を確保できる。フロントシャフ
トはクランクシャフトと別体で形成される構造により、
その材質に対する設定自由度が拡がり、フロントシャフ
トの軸径を小さくして軽量化をはかりつつ、十分な強度
を確保することができる。また、クランクシャフトの要
求強度が低くなり、クランクシャフトを低強度材を用い
て鋳造することが可能となり、生産性を高め、製品のコ
ストダウンがはかれる。

【００４８】請求項２に記載のクランクシャフトのフロ
ントシャフト部構造は、クランクシャフトにフロントシ
ャフトのフランジ部を嵌合させる嵌合穴を形成する構造
により、タイミングチェーンやベルトからの荷重により
フロントシャフトの曲げ応力が雄ネジ部に働くことを抑
えられ、フロントシャフトの軸径を小さくして軽量化を
はかりつつ、雄ネジ部の強度を十分に確保することがで
きる。

【００４９】請求項３に記載のクランクシャフトのフロ
ントシャフト部構造は、フロントシャフトの雄ネジ部が
クランクシャフトのネジ穴に螺合した状態で、フランジ
部の環状凹部より外側の外周部が所定の面圧を持ってク
ランクシャフト側に押し付けられる構造により、フロン
トシャフトの付け根部に圧縮残留応力が働き、タイミン
グチェーンやベルトからの荷重によりフロントシャフト
の付け根部に働く曲げ応力に対する強度を高められる。

【００５０】請求項４に記載のクランクシャフトのフロ
ントシャフト部構造は、フランジ部に動力伝達部材の環
状接合面に対する座面を形成する構造により、動力伝達
部材をクランクシャフトに接合させる構造に比べて動力
伝達部材の支持強度を高められ、動力伝達部材の環状接
合面を縮径化がはかれる。また、環状凹部の外径を動力
伝達部材の環状接合面の外径より小さく形成する構造に
より、フロントシャフトに動力伝達部材を締結するナッ
ト等の締め付けによりフランジ部に曲げ応力が働くこと
をなくし、フランジ部の小型化をはかりつつ、十分な強
度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すクランクシャフト等の
断面図。

【図２】従来例を示すクランクシャフト等の断面図。

【符号の説明】

１ クランクシャフト ２ タイミングチェーンスプロケット ３ ベルトプーリ ４ ナット ７ フロントシャフト １２ 雄ネジ部 １３ 雄ネジ部 １４ フランジ部 １５ フランジ部座面 １７ フランジ部環状凹部 １８ フロントシャフト付け根部 １９ 外周部 ２０ 嵌合穴

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランクシャフトの端部に主軸受を介して
   回転可能に支持されるジャーナル部を形成し、 クランクシャフトの端面に開口するネジ穴をジャーナル
   部と同心に形成する一方、 その両端に雄ネジ部を有するとともに一方の雄ネジ部側
   にフランジ部を有するフロントシャフトを備え、 フランジ部をクランクシャフトの端面に接合するように
   フランジ部側の雄ネジ部をクランクシャフトのネジ穴に
   螺合し、 クランクシャフトからの動力を伝達する動力伝達部材を
   備え、 他方の雄ネジ部に螺合するナットを介してフランジ部と
   の間に動力伝達部材を締結したことを特徴とするクラン
   クシャフトのフロントシャフト部構造。
2. 【請求項２】前記クランクシャフトにフロントシャフト
   のフランジ部を嵌合させる嵌合穴を形成したことを特徴
   とする請求項１に記載のクランクシャフトのフロントシ
   ャフト部構造。
3. 【請求項３】前記フロントシャフトのフランジ部にクラ
   ンクシャフト側に面して凹状に窪む環状凹部を形成した
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のクランクシ
   ャフトのフロントシャフト部構造。
4. 【請求項４】前記フロントシャフトのフランジ部に動力
   伝達部材の環状接合面に対する座面を形成し、 環状凹部の外径を動力伝達部材の環状接合面の外径より
   小さく形成したことを特徴とする請求項３に記載のクラ
   ンクシャフトのフロントシャフト部構造。