JP4631720B2 - Sprocket structure - Google Patents

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Description

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。   The present invention relates to a structure of a sprocket that is shrink-fitted to a shaft member.

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。   Conventionally, a sprocket is attached to the crankshaft of the engine, and a structure is used to drive the valve by transmitting power to the camshaft side by hanging a timing belt made of metal timing chain, rubber, glass fiber cord, etc. It has been known. An example of such a structure is disclosed in Patent Document 1 below.

特開２００４−６０６０８号公報JP 2004-60608 A

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。   In Patent Document 1, a portion of a crankshaft to which a sprocket is attached is used as a spline shaft, and the crankshaft and the sprocket are coupled by inserting a sprocket therein.

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。   As another method, there is a method in which the crankshaft and the sprocket are shrink-fitted and coupled. In this method, a sprocket having an inner diameter slightly smaller than the outer diameter of the crankshaft is heated and expanded, and the expanded sprocket is fitted into the crankshaft, and then the sprocket is cooled and contracted to strengthen them. It is to be combined.

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。   However, in the structure for coupling the crankshaft and the sprocket disclosed in Patent Document 1 above, since the portion to which the sprocket is attached is a spline shaft, the coupling strength between the crankshaft and the sprocket and the strength of each component itself In order to achieve both, the number of teeth increases as the thickness in the radial direction of the sprocket increases, and the cam sprocket increases in size accordingly, resulting in an increase in size of the engine.

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。   In addition, in the conventional method of shrink fitting the sprocket to the crankshaft and joining, stress concentrates on the portion of the tooth base where the radial thickness of the sprocket is thin, and this portion tends to be a fragile portion, It is desired to improve the strength.

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。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a sprocket structure that can ensure the strength of the sprocket itself and also ensure the strength of coupling between the sprocket and the crankshaft.

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。 Sprocket structure according to a first inventions for solving the above problems is the sprocket structure fitted baked to the shaft member, the sprocket and the teeth, the radial thickness equal to the radial direction of the teeth a flange portion having a thickness, and a groove provided between the teeth and the flange portion, the axial width of the flange portion, rather narrower than the axial width of the teeth, the than the axial width of the groove, characterized in wide Ikoto.

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。 Sprocket structure according to a second inventions for solving the above problems is the sprocket structure according to the first inventions, wherein the shaft member is characterized by a crankshaft of the engine.

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。 According to the sprocket structure of the first invention, the sprocket is provided between the tooth portion, the collar portion having a radial thickness equivalent to the radial thickness of the tooth portion, and the tooth portion and the collar portion. And the width of the collar in the axial direction is narrower than the width of the tooth in the axial direction, so that the fastening force when shrink-fitting the sprocket is made uniform, and stress concentration on the bottom of the tooth Since damage can be prevented, the strength and mounting strength of the sprocket can be improved. Moreover, since the axial width of the collar portion is narrow, a space for mounting the sprocket can be easily secured.
Further, since the axial width of the collar portion is wider than the axial width of the groove portion, the tooth portion and the collar portion of the sprocket can be brought close to each other, and stress concentration on the tooth bottom can be prevented.

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。 According to the sprocket structure of the second invention, power can be reliably transmitted from the crankshaft to the camshaft side.

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。   An embodiment of a sprocket structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a perspective view of a crankshaft sprocket according to the present embodiment, FIG. 2 is a perspective view of the crankshaft sprocket before being mounted, FIG. 3 is a perspective view of the crankshaft sprocket after being mounted, and FIG. 4 is a crank according to the present embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG.

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。   As shown in FIG. 4, a crankshaft pulley 12 that transmits power from a crankshaft 11 that is a power output shaft to auxiliary devices such as a compressor and an alternator is installed in an engine 10 that is mounted on an automobile or the like. . The crankshaft pulley 12 is coupled to the end of the crankshaft 11 by bolting with a crank pulley bolt 13. In this embodiment, the crankshaft 11 is a shaft member described as means for solving the problem.

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。   As shown in FIG. 5, the crankshaft 11 projects through the engine block 14 of the engine 10. The end portion 11 a of the crankshaft 11 is cylindrical, and the outer diameter is narrower than the intermediate portion 11 b penetrating the engine block 14. A contact portion 15 between the crankshaft 11 and the engine block 14 rotatably supports the crankshaft 11 by means of a journal bearing 16, and a seal member 26 prevents engine oil from leaking outside.

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。   The crankshaft sprocket spacer 18 for installing the crankshaft sprocket 17 at a predetermined position is installed in contact with the side surface 11c of the intermediate portion 11b of the crankshaft 11.

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。   Next to the crankshaft sprocket spacer 18 (left side in FIG. 5), a crankshaft sprocket 17 for installing a timing chain 19 for transmitting power to the camshaft side is installed. In this embodiment, the crankshaft sprocket 17 is a sprocket described in the means for solving the problem.

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。   A chain case 20 that protects the timing chain 19 is installed outside the engine block 14 (left side in FIG. 5). The crankshaft 11 penetrates the chain case 20 and protrudes outward. A thread groove 21 is formed in the crankshaft 11 in the axial direction. After the crankshaft pulley 12 is installed at the end 11 d of the crankshaft 11, the crank pulley bolt 13 is screwed into the thread groove 21 to couple the crankshaft pulley 12 to the end 11 d of the crankshaft 11.

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。   Next, the structure of the crankshaft sprocket according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the crankshaft sprocket 17 has a cylindrical shape, and a tooth portion 22 that meshes with the timing chain 19 is provided on the surface.

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。   As shown in FIG. 6, a flange portion 24 is provided adjacent to the tooth portion 22 and having the same thickness as the radial thickness of the top portion 23 where the radial thickness of the tooth portion 22 is the thickest. The axial width of the collar portion 24 is narrower than the axial width of the tooth portion 22.

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。   Further, a groove portion 25 is provided between the tooth portion 22 and the collar portion 24, and the axial width of the collar portion 24 is wider than the axial width of the groove portion 25. Furthermore, the radial thickness of the groove portion 25 is slightly thinner than the thickness of the tooth bottom 26 (see FIG. 1) where the radial thickness of the tooth portion 22 is the thinnest.

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。   Next, a method of attaching the crankshaft sprocket 17 according to this embodiment to the crankshaft 11 will be described. As shown in FIG. 2, the crankshaft sprocket spacer 18 is fitted into the end portion 11 a of the crankshaft 11, and then the crankshaft sprocket 17 is fitted. At this time, the crankshaft sprocket 17 is heated and thermally expanded.

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。   As shown in FIG. 3, the crankshaft sprocket 17 can be installed at a predetermined position of the end portion 11 a of the crankshaft 11 by a crankshaft sprocket spacer 18. The crankshaft sprocket 17 that has been thermally expanded at this position is cooled and contracted, and is firmly coupled to the crankshaft 11. Thus, the crankshaft sprocket 17 is coupled to the crankshaft 11 by shrink fitting.

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。   According to the structure of the crankshaft sprocket according to the present embodiment, the teeth 22 are provided on the crankshaft sprocket 17, and the collar 24 having a radial thickness equivalent to the radial thickness of the teeth 22 on the crankshaft sprocket 17. When the crankshaft sprocket 17 is shrink-fitted by providing a groove 25 between the tooth part and the collar part, and making the axial width of the collar part 24 narrower than the axial width of the tooth part 22 The fastening force of the crankshaft sprocket 17 is made uniform and damage due to stress concentration on the tooth bottom 26 portion can be prevented, so that the strength and mounting strength of the crankshaft sprocket 17 can be improved.

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。   Further, power can be reliably transmitted from the crankshaft to the camshaft side. Further, since the axial width of the collar portion 24 is narrow, a space for attaching the crankshaft sprocket 17 can be easily secured.

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。   In addition, by making the axial width of the collar portion 24 wider than the axial width of the groove portion 25, the tooth portion 22 and the flange portion 24 of the crankshaft sprocket 17 are brought close to each other, and stress concentration on the tooth bottom 26 is performed. Can be prevented.

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。It is a perspective view of the crankshaft sprocket which concerns on this embodiment. 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。It is a perspective view of the crankshaft sprocket before attachment. 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。It is a perspective view of the crankshaft sprocket after attachment. 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。It is a perspective view of the engine in which the crankshaft sprocket concerning this embodiment is installed. 図４に示すＡ−Ａ断面での断面図である。It is sectional drawing in the AA cross section shown in FIG. 図１に示すＢ−Ｂ断面での断面図である。It is sectional drawing in the BB cross section shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

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 10 Engine 11 Crankshaft (shaft member)
12 Crankshaft pulley 13 Crank pulley bolt 14 Engine block 15 Contact portion 16 Journal bearing 17 Crankshaft sprocket (sprocket)
18 Crankshaft sprocket spacer 19 Timing chain 20 Chain case 21 Thread groove 22 Tooth portion 23 Top portion 24 Collar portion 25 Groove portion 26 Seal member

Claims (2)

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。 In the sprocket structure that is shrink-fitted to the shaft member,
The sprocket has a tooth portion,
A collar portion having a radial thickness equivalent to the radial thickness of the tooth portion;
A groove portion provided between the tooth portion and the collar portion;
Sprocket structure axial width, the rather narrower than the axial width of the teeth, characterized wide Ikoto than the axial width of the groove of the flange portion. 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。 In the sprocket structure according to claim 1 ,
The sprocket structure is characterized in that the shaft member is an engine crankshaft.
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