特許 7242359 内燃機関のクランクギヤ取付構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-10

(45)【発行日】2023-03-20

(54)【発明の名称】内燃機関のクランクギヤ取付構造

(51)【国際特許分類】

   F02B 67/04 20060101AFI20230313BHJP

   F16D 1/06 20060101ALI20230313BHJP

【ＦＩ】

F02B67/04 C

F16D1/06 242

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019049063

(22)【出願日】2019-03-15

(65)【公開番号】P2020148189

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-01-21

(73)【特許権者】

【識別番号】503116899

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ原動機

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】田中 宏昌

(72)【発明者】

【氏名】北嶋 達也

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 忠

(72)【発明者】

【氏名】石井 基紀

【審査官】櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－００３７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０７５８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２８０１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－０７１１１９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭４８－０６７１５２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１２－１１７６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２０３６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２００９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－０９８９１７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｂ ６７／０４

Ｆ１６Ｄ １／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

クランク軸と、
前記クランク軸に形成されていて外周面に沿って複数の溝部が形成されたギヤフランジと、
前記クランク軸に装着されることでリング状のギヤを形成すると共に周方向に沿って複数のボルト穴が形成された分割式のクランクギヤと、
前記ギヤフランジに対して前記クランクギヤと反対側に配設されていて前記クランクギヤのボルト穴に対応する位置にボルト穴が形成された固定部材と、
前記溝部に配置されて前記ギヤフランジを挟んで前記クランクギヤと前記固定部材を締結する締結ボルトと、
を備え、
前記クランク軸は、周方向に配列された複数の挿通孔を有する出力フランジが形成され、
前記ギヤフランジの前記外周面は、前記出力フランジの前記挿通孔のピッチ円直径よりも前記クランク軸の径方向内側に位置する
ことを特徴とする内燃機関のクランクギヤ取付構造。

【請求項2】

前記クランクギヤは前記ギヤフランジとインロー構造に装着されている請求項１に記載された内燃機関のクランクギヤ取付構造。

【請求項3】

前記ギヤフランジに配列された複数の前記溝部は周方向に不等ピッチ部分を有している請求項１または２に記載された内燃機関のクランクギヤ取付構造。

【請求項4】

前記複数のクランクギヤの分割部近傍に締結された前記締結ボルトはリーマボルトである請求項１から３のいずれか１項に記載された内燃機関のクランクギヤ取付構造。

【請求項5】

前記クランクギヤの内周面と前記クランク軸の外周面との間に全周に亘って隙間が形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載された内燃機関のクランクギヤ取付構造。

【請求項6】

前記固定部材は組み合わせることでリング状に形成される分割式の当て板であり、
前記当て板の分割部は前記クランクギヤの分割部と周方向に位置がずれている請求項１から５のいずれか１項に記載された内燃機関のクランクギヤ取付構造。

【請求項7】

クランク軸と、
前記クランク軸に形成されていて外周面に沿って複数の溝部が形成されたギヤフランジと、
前記クランク軸に装着されることでリング状のギヤを形成すると共に周方向に沿って複数のボルト穴が形成された分割式のクランクギヤと、
前記ギヤフランジに対して前記クランクギヤと反対側に配設されていて前記クランクギヤのボルト穴に対応する位置にボルト穴が形成された固定部材と、
前記溝部に配置されて前記ギヤフランジを挟んで前記クランクギヤと前記固定部材を締結する締結ボルトと、
を備え、
前記ギヤフランジに配列された複数の前記溝部は周方向に不等ピッチ部分を有している
ことを特徴とする内燃機関のクランクギヤ取付構造。

【請求項8】

クランク軸と、
前記クランク軸に形成されていて外周面に沿って複数の溝部が形成されたギヤフランジと、
前記クランク軸に装着されることでリング状のギヤを形成すると共に周方向に沿って複数のボルト穴が形成された分割式のクランクギヤと、
前記ギヤフランジに対して前記クランクギヤと反対側に配設されていて前記クランクギヤのボルト穴に対応する位置にボルト穴が形成された固定部材と、
前記溝部に配置されて前記ギヤフランジを挟んで前記クランクギヤと前記固定部材を締結する締結ボルトと、
を備え、
前記複数のクランクギヤの分割部近傍に締結された前記締結ボルトはリーマボルトである
ことを特徴とする内燃機関のクランクギヤ取付構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば内燃機関のクランク軸を含む回転軸からカム軸への動力伝達装置に関連して動力伝達を行う、リングギヤ取付構造及び内燃機関のクランクギヤ取付構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１には、蒸気タービン発電機として、回転軸に半割りタイプの二分割されたリングギヤを装着してリング状のギヤを形成してリーマボルト等で固定し、リングギヤと回転軸との間にシム部材を介装して焼き嵌めしたリングギヤ取付構造が提案されている。
ところで、内燃機関において、クランク軸に二分割したクランクギヤを取り付けてカムシャフトに設けたカムギヤに動力を伝達する機構として、例えば下記に示すクランクギヤ取付構造が提案されている。

【0003】

図８及び図９は舶用のエンジン等に用いるコッタ式の第一のクランクギヤ取付構造である。これらの図では記載を省略しているが、クランク軸１００は手前方向に伸びており、後述する図３に示すのと同様にクランク部分と一体をなしている。この取付構造は、クランク軸１００に二分割した半割のクランクギヤ１０１を組み合わせ、クランクギヤ１０１の分割面同士の連結部に隙間を設けている。半割のクランクギヤ１０１の連結部にコッタ１０２を焼嵌めして締結ボルト１０３で固定することで、クランクギヤ１０１がクランク軸１００に押さえつけられる。
これによりクランクギヤ１０１はその内周面とクランク軸１００の外周面との間の摩擦力により動力を伝達可能となる。なお、クランクギヤ１０１は不図示のアイドルギヤまたはタイミングベルトを介してカムシャフトに設けられたカムギヤに連結されて動力を伝達している。そして、シリンダ内の爆発によるクランク軸１００の回転とカムシャフトによる吸排気弁の開閉のタイミングを合わせている。

【0004】

コッタ１０２の取付けによりクランクギヤ１０１の内周面が均等にクランク軸１００の外周面に接触するのが好ましいが、実際にはコッタ１０２の取付け部分が積極的に変形して強当たりとなるため、クランクギヤ１０１の内周面はクランク軸１００の外周面に均等に接触しない。燃料噴射圧力を上昇させる等により高トルクを伝達する必要がある場合には、クランクギヤ１０１の内周面とクランク軸１００の外周面の間でフレッティング摩耗が発生し、損傷が生じる可能性が有る。

【0005】

図１０～図１２に示す第二のクランクギヤ取付構造では、二分割のクランクギヤ１０１においてクランク軸１００の長手方向両側に鍔部１０１ａを形成し、両側の鍔部１０１ａを一対のバンド１０５で締め付けることでクランクギヤ１０１をクランク軸１００に押し付けている。そして、一対のバンド１０５を当接させてボルトとナットで締め込んでいるため、クランク軸１００の外周面とクランクギヤ１０１の内周面が全周に均一に接触され、第一のクランクギヤ取付構造よりも高トルクの伝達に適している。
この取付構造では半割のクランクギヤ１０１の分割面にシム１０６を装着してクランクギヤ１０１の分割位置のマタギ歯厚を調整している。しかしながら， この取付構造では、シム１０６とバンド１０５の装着作業が煩雑でマタギ歯厚の調整作業が困難であり、非常に工数を要するという不具合がある。

【0006】

次に図１３～図１５に示す第三のクランクギヤ取付構造では、クランク軸１００から一体に削り出されたリング状のギヤフランジ１０８に対して二分割された半割のクランクギヤ１０１を装着して、ギヤフランジ１０８に形成した挿通孔を通して固定ボルト１０９でクランクギヤ１０１に締め付け固定する。これにより、固定ボルト１０９の締め付け力によってギヤフランジ１０８とクランクギヤ１０１との間の摩擦力で動力を不図示のカム軸に伝達可能となる。
この取付構造では、固定ボルト１０９でクランクギヤ１０１を取り付ける構造のため、クランクギヤ１０１とギヤフランジ１０８の側面同士の接触面圧が高く且つ均一になり、高い伝達トルクを得られる。クランクギヤ１０１はギヤフランジ１０８の外周面に対してインロー構造で取付けられている(図１４参照)。半割のクランクギヤ１０１同士の分割部近傍の４ヶ所のボルト穴に対して固定ボルト１０９としてリーマボルト１０９ａを使用している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特公平４－４７２５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上述した第三のクランクギヤ取付構造では、ギヤフランジ１０８にボルト穴を加工する際、図１６に示すように、クランク軸１００の一方側(図中左側)には不図示の連接棒やクランクアームが存在するため、そちら側から加工できない。そのため、クランク軸１００の他方側に形成した出力フランジ１１０のボルト穴１１０ａを通してキリ及びリーマ等の加工工具を挿入してギヤフランジ１０８にボルト穴１０８ａを加工している。

【0009】

この場合、ギヤフランジ１０８のボルト穴１０８ａのＰ．Ｃ．Ｄ．（ピッチ円直径）は出力フランジ１１０のボルト穴１１０ａのＰ．Ｃ．Ｄ．及びボルト穴径により制約されてしまい、クランクギヤ１０１の外径も上述した第一及び第二のクランクギヤ取付構造と比較して大径化する。なお，ボルト穴１１０ａのＰ．Ｃ．Ｄ．は船級規則により制約を受ける為，ギヤフランジ１０８のボルト穴１０８ａのＰ．Ｃ．Ｄ．も同様に制約を受けて一定以上は小さく出来ない。
これに伴い、カムシャフトに設けたカムギヤも大径化させるか、またはアイドルギヤを２段化する必要があるためコストアップにつながる。また、ギヤフランジ１０８のリーマボルト用のボルト穴１０８ａは治具による加工を要するため、段取工程が必要になり加工を無人化できず、これもコストアップの要因になる。

【0010】

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、小径化すると共に製造コストを低廉にできるリングギヤ取付構造及び内燃機関のクランクギヤ取付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】

【0011】

本発明によるリングギヤ取付構造は、回転軸と、回転軸に形成されていて外周面に沿って複数の溝部が形成されたフランジと、回転軸に装着されることでリング状のギヤを形成すると共に周方向に沿って複数のボルト穴が形成された分割式のリングギヤと、フランジに対してリングギヤと反対側に配設されていてリングギヤのボルト穴に対応する位置にボルト穴が形成された固定部材と、溝部に配置されてフランジを挟んでリングギヤと前記固定部材を締結する締結ボルトと、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、回転軸に形成したフランジを分割式のリングギヤと例えば分割式の固定部材で挟んで締結ボルトを挿通孔に挿通してフランジの溝部に装着することで位置決めし、固定部材と締結することでリングギヤを回転軸に固定できる。しかも、フランジに締結ボルトを位置決めする溝部を配設したため、フランジの外径寸法を自由に設計できてリングギヤを含む取付構造をコンパクトにできる等、設計の自由度が高まる。

【0012】

本発明による内燃機関のクランクギヤ取付構造は、クランク軸と、クランク軸に形成されていて外周面に沿って複数の溝部が形成されたギヤフランジと、クランク軸に装着されることでリング状のギヤを形成すると共に周方向に沿って複数のボルト穴が形成された分割式のクランクギヤと、ギヤフランジに対してクランクギヤと反対側に配設されていてクランクギヤのボルト穴に対応する位置にボルト穴が形成された固定部材と、溝部に配置されてギヤフランジを挟んでクランクギヤと固定部材を締結する締結ボルトと、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、クランク軸に形成したギヤフランジを分割式のクランクギヤと固定部材で挟んで締結ボルトを挿通してギヤフランジの溝部に装着することで位置決めし、固定部材と締結することでクランクギヤをクランク軸に固定できる。しかも、ギヤフランジに締結ボルトを位置決めする溝部を配設したため、ギヤフランジの外径寸法を自由に設計できてクランクギヤを含む取付構造をコンパクトにできる等、設計の自由度が高まる。
なお、クランクギヤのボルト穴はねじ溝を有さない挿通穴とされ、固定部材のボルト穴にはねじ溝が設けられ、締結ボルトはクランクギヤのボルト穴から挿通され溝部を通されて固定部材に締結される構造とすることができる。またこれとは逆に、クランクギヤのボルト穴にはねじ溝が設けられ、固定部材のボルト穴はねじ溝を有さない挿通孔とされ、締結ボルトは固定部材のボルト穴から挿通され溝部を通されてクランクギヤに締結される構造とすることもできる。また、クランクギヤのボルト穴、固定部材のボルト穴は両方ともねじ溝を有さない挿通孔とされて、締結ボルト及びナットにより締結される構造とすることもできる。

【0013】

また、クランクギヤはギヤフランジとインロー構造に装着されていることが好ましい。
クランクギヤをインローでギヤフランジに装着することでクランクギヤのマタギ歯厚は許容値内に納まるため調整が不要であり、組立工数を削減できる。

【0014】

また、ギヤフランジに配列された複数の溝部は周方向に不等ピッチ部分を有していることが好ましい。
ギヤフランジに配列された複数の溝部に不等ピッチ部分を設けることで、クランクギヤの位相を誤って組み付けることがなくなり正しい位置に装着できる。

【0015】

また、複数のクランクギヤの分割部近傍に締結された締結ボルトはリーマボルトであってもよい。
複数のクランクギヤの分割部近傍をリーマボルトで締結固定することで高精度に装着できる。

【0016】

また、クランクギヤの内周面とクランク軸の外周面との間に全周に亘って隙間が形成されていてもよい。
クランク軸の外周面とクランクギヤの内周面が接触しないためフレッティング摩耗を発生させずに駆動力を伝達でき、駆動トルクを上げる必要が有る場合等においても安全性の高い動力伝達を行える。

【0017】

また、固定部材は組み合わせることでリング状に形成される分割式の当て板であり、当て板同士の分割部はクランクギヤの分割部と周方向に位置がずれていることが好ましい。
複数のクランクギヤの連結部と複数の当て板の分割部とを周方向に互いにずらすことで、取付け強度が高くなる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によるリングギヤ取付構造によれば、回転軸に設けたギヤフランジにリングギヤ固定用のボルトを位置決めするための溝部を形成したため、回転軸に設けた出力フランジ部等に関係なく小径のギヤフランジ及びリングギヤを形成できてコンパクト化できる。しかも、ギヤフランジの加工は治具加工が不要となることで段取り工程が省略でき、ＮＣ加工機を用いて外周側から自動加工が可能になるため、製造コストを低廉にできる。

【0019】

本発明による内燃機関のクランクギヤ取付構造によれば、クランク軸に設けたギヤフランジにクランクギヤ固定用の締結ボルトを位置決めするための溝部を外周側から加工可能に形成したため、クランク軸に設けた出力フランジ部等に関係なく小径のギヤフランジ及びクランクギヤを形成できてコンパクト化できる。しかも、製造コストを低廉にできる上にＮＣ加工機を用いて外周側から自動加工が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態による内燃機関のクランクギヤ取付構造を示す要部斜視図である。

【図2】図１に示すクランクギヤ取付構造の分解斜視図である。

【図3】図２とは反対側から見たクランクギヤ取付構造の分解斜視図である。

【図4】図１に示すクランク軸のＡ－Ａ線断面図である。

【図5】ギヤフランジと出力フランジの正面図である。

【図6】ギヤフランジにＵ溝を切削加工する工程の図である。

【図7】クランクギヤ、アイドルギヤ、カムギヤの配置を説明する図である。

【図8】従来の第一のクランクギヤ取付構造を示す斜視図である。

【図9】図８に示すクランクギヤ取付構造の分解斜視図である。

【図10】従来の第二のクランクギヤ取付構造を示す斜視図である。

【図11】図１０に示すクランクギヤ取付構造の分解斜視図である。

【図12】図１０に示すクランクギヤ取付構造の縦断面図である。

【図13】従来の第三のクランクギヤ取付構造を示す斜視図である。

【図14】図１３に示すクランクギヤ取付構造の分解斜視図である。

【図15】図１３に示すクランクギヤ取付構造の縦断面図である。

【図16】ギヤフランジにボルト穴加工を施す工程の図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態による内燃機関のクランクギヤ取付構造について図１乃至図７により説明する。本実施形態では例えば舶用エンジンに用いるクランクギヤ取付構造１について説明する。
図１乃至図３に示すエンジンのクランクギヤ取付構造１において、図示しないシリンダの連接棒の往復運動を回転運動に変換するクランク軸２が設置されている。クランク軸２の一端部にはリング状の出力フランジ３が一体に形成され、出力フランジ３には周方向に所定間隔で挿通孔３ａが形成されている。出力フランジ３の挿通孔３ａは例えばエンジンから出力を取り出すための弾性継手取付用のボルト穴である。

【0022】

クランク軸２における出力フランジ３の近傍の軸方向位置には、ギヤフランジ５が径方向外側に突出してリング状に一体形成されている。ギヤフランジ５の外周面５ａには径方向内側に向けて例えば略Ｕ字状の溝部６が所定間隔で周方向に複数個形成されている。この溝部６には後述する締結ボルト１１を挿通して位置決めするものである。

【0023】

クランク軸２において、ギヤフランジ５に対して出力フランジ３の反対側には半割状に二分割された略半円の円弧状をなすクランクギヤ７が装着されている。半割のクランクギヤ７をクランク軸２に２個装着することでリング状に形成される。クランクギヤ７はその外周面にギヤ７ａが周方向に沿って配列形成され、ギヤ７ａを挟む両側面には締結ボルト１１を挿通させるための挿通孔７ｃが所定間隔で複数形成されている。

【0024】

図３及び図４に示すように、クランクギヤ７の一方の側面には外周側が突出する段付き部７ｂが全周に形成され、この段付き部７ｂにギヤフランジ５の外周面５ａの肩部が嵌合している。クランクギヤ７の段付き部７ｂとギヤフランジ５とはインロー構造で接合されている。なお、クランクギヤ７の挿通孔７ｃは段付き部７ｂの厚みの小さい領域に形成されている。

【0025】

ギヤフランジ５に対して出力フランジ３側の側面には半割状の二分割された２個の当て板１０が固定部材としてクランク軸２に装着されている。当て板１０はギヤフランジ５と側面同士が当接されているものとする。この当て板１０にはギヤフランジ５側の側面にボルト穴１０ａが周方向に所定間隔で形成されている。半割の当て板１０はクランク軸２に２個装着することでリング状に形成される。しかも、半割の当て板１０の連結位置は半割のクランクギヤ７の端部同士の連結位置に対して周方向に所定角度、例えば９０度ずれた位置で端部同士を連結するものとする。
この取付位置で、当て板１０の側面に形成したボルト穴１０ａはギヤフランジ５の溝部６に対向する位置にそれぞれ形成されている。また、ギヤフランジ５に形成された溝部６はクランクギヤ７の挿通孔７ｃに対向する位置にそれぞれ形成されている。しかも、当て板１０はギヤフランジ５とは異なる方向で二分割されている。

【0026】

また、クランクギヤ７の挿通孔７ｃと当て板１０のボルト穴１０ａはギヤフランジ５に形成した溝部６を通して締結ボルト１１によって互いに連結されている。換言すると、クランクギヤ７の挿通孔７ｃと当て板１０のボルト穴１０ａはギヤフランジ５の溝部６によって周方向の位置決めがされている。複数設けられた締結ボルト１１のうち、半割のクランクギヤ７の両端部(分割面)同士の連結部に最も近い位置に装着する４本はリーマボルト１２とされている。ギヤフランジ５をクランクギヤ７と当て板１０で挟んだ状態で締結ボルト１１およびリーマボルト１２を締め付けることで、ギヤフランジ５とクランクギヤ７との間の面圧が確保され、クランクギヤ７に必要なトルクを伝達することができる。
クランクギヤ７の取り付けに際し、図４に示すように、二分割のクランクギヤ７の段付き部７ｂをインローでギヤフランジ５の肩部に乗せて位置決めし、ギヤフランジ５に対してクランクギヤ７と反対側の側面に当て板１０を当接させてクランク軸２に設置する。そして、締結ボルト１１またはリーマボルト１２をクランクギヤ７側の挿通孔７ｃから挿入してギヤフランジ５の溝部６を通して当て板１０のボルト穴１０ａにねじ込み固定する。

【0027】

また、図５に示すギヤフランジ５において、各溝部６は周方向において径方向外側に開口して形成され、その周方向の配列はクランク軸２の中心から放射状に例えば角度θ１の等ピッチ間隔で形成されている。しかも、ギヤフランジ５の周方向に配列された溝部６の一部の間隔は角度θ２（≠θ１）に設定された不等ピッチに設定している。クランクギヤ７の挿通孔７ｃの配列間隔と当て板１０のボルト穴１０ａの配列間隔も溝部６と同様に１か所が角度θ２の不等ピッチに形成されている。
これにより、二分割されたクランクギヤ７と当て板１０はそれぞれ不等ピッチの有無により誤組立を防止できる。なお、溝部６、挿通孔７ｃ、ボルト穴１０ａの不等ピッチは１か所に限定されることなく、複数個所に設定してもよい。
なお，クランクギヤ７の位置がクランク軸２の位置とずれるとシリンダの吸排気弁及び燃料噴射ポンプを作動するためのカムを回転させるタイミングがずれるため、図示しないクランクギヤ，アイドルギヤ，カムギヤには基準となる噛み合い部にアイマークを設けてギヤフランジ５の溝部６と位置決めする。これによって、シリンダ内の爆発による連接棒の往復動と燃料噴射タイミング及び吸排気弁の開閉のタイミングを合わせることができる。

【0028】

しかも、ギヤフランジ５に溝部６を加工する際、図６に示すように、例えばエンドミル１４のような加工工具を用いて外周面５ａから径方向中心側に向けて切り込み切削することで切削加工できる。そのため、例えばＮＣ加工機等を用いてギヤフランジ５の外周面５ａに所定間隔で溝部６を切削加工できる。従来技術のように出力フランジ３の挿通孔３ａを通して穴加工する必要がないため、挿通孔３ａのＰ．Ｃ．Ｄ．及び挿通孔３ａの穴径に制約されない。ギヤフランジ５に形成した溝部６は出力フランジ３の挿通孔３ａよりクランク軸２の中心からの距離を小さくでき、ギヤフランジ５の外周面５ａを小径化できる。
また、組み立て状態で、図４に示すように、クランクギヤ７の内周面とクランク軸２の外周面（ジャーナル）は接触しない様に全周に隙間ｋを設けることで，運転中のフレッティング摩耗による損傷を防止している。隙間ｋがなく、クランクギヤ７の内周面とクランク軸２の外周面（ジャーナル）が接触するとクランクギヤ７に駆動トルクがかかり、フレッティング摩耗が生じてクランク軸２が損傷するおそれがある。

【0029】

本実施形態によるエンジンのクランクギヤ取付構造１は上述の構成を有しており、次にその組み立て方法を説明する。
クランクギヤ取付構造１の組み立てに先立って、図６に示すようにクランク軸２のギヤフランジ５の外周面５ａに例えばＮＣ加工機を用いてエンドミル１４によって溝部６を所定間隔で周方向に切削加工する。その際、溝部６の加工間隔は角度θ１に設定するとし、一部の溝部６の間隔を不等ピッチの角度θ２に設定する。

【0030】

次に、クランク軸２の外周面に二分割された半割のクランクギヤ７を装着する。その際、クランクギヤ７の一方の側面の段付き部７ｂをギヤフランジ５の一方の肩部に載せてインローで位置決めする。ギヤフランジ５の他方の側面には二分割された半割の当て板１０をそれぞれ装着する。このとき、クランクギヤ７の周方向端部と当て板１０の周方向端部とを周方向に所定角度、例えば９０度位相をずらせてクランク軸２に装着する。しかも、ギヤフランジ５の溝部６に対してクランクギヤ７の挿通孔７ｃと当て板１０のボルト穴１０ａとが軸方向に一致するように位置決めする。
クランクギヤ７の挿通孔７ｃとギヤフランジ５の溝部６と当て板１０のボルト穴１０ａとは少なくとも１か所不等ピッチに形成されているため、溝部６に対して二分割のクランクギヤ７の挿通孔７ｃと二分割の当て板１０のボルト穴１０ａとを一致させることで、クランクギヤ７と当て板１０を誤り無く位置決めできる。

【0031】

そして、クランクギヤ７の各挿通孔７ｃに締結ボルト１１を挿入して、ギヤフランジ５の溝部６を通して当て板１０のボルト穴１０ａに順次捻じ込み、固定する。しかも、２個のクランクギヤ７の各連結部近傍では、締結ボルト１１に代えて４本のリーマボルト１２を挿通して固定することで回転方向の位置決めを行う。こうして、二分割されたクランクギヤ７をクランク軸２の外周面にリング状に位置決め固定する。この状態で、クランクギヤ７の内周面とクランク軸２の外周面（ジャーナル）との間に隙間ｋが形成されて全周に非接触になる。
エンジンの運転時に、シリンダブロック内のピストンの往復運動を連接棒を介して伝達されて回転するクランク軸２から、クランクギヤ７を介して不図示のアイドルギヤを介してカムギヤ及びカムシャフトに回転を伝達する。その際、クランクギヤ７の内周面とクランク軸２の外周面（ジャーナル）とは隙間ｋによって非接触であるため、フレッティング摩耗によるクランク軸２の損傷や折損を防止できる。

【0032】

上述したように本実施形態によるクランクギヤ取付構造１は、ギヤフランジ５に貫通孔に代えて溝部６を半径方向内側に形成したため、ギヤフランジ５の外径寸法は出力フランジ３の挿通孔３ａのＰ．Ｃ．Ｄ．及び穴径に制約されず、クランクギヤ７の外径寸法の設計自由度が広くなる。しかも、ギヤフランジ５を小径化することでクランクギヤ７も小径化できる。これにより、従来技術よりコンパクトなクランクギヤ取付構造１を有するエンジンを設計することが可能になる。

【0033】

ここで、図７（ａ）、（ｂ）により、クランクギヤ７の小径化の効果を説明する。４ストロークの内燃機関ではクランクギヤが２回転する間にカムギヤを１回転させるため、クランクギヤとカムギヤの歯数の比率を１：２とする必要がある。
図７（ａ）で示す例は本願のクランクギヤ取付構造を用いた実施例であり、シリンダブロック１２０にクランクギヤ１２１、アイドルギヤ１２２、カムギヤ１２３が配置されている。この例では、クランクギヤ１２１、アイドルギヤ１２２、カムギヤ１２３の歯数は、例えばそれぞれ４６、８５、９２である。カムギヤ１２３はクランクギヤ１２１の２倍の直径となり、この例ではシリンダブロック１２０からカムギヤ１２３がはみ出るものの、カムギヤを覆う為の図示しないギヤケースを必要最小限のサイズとすることができる。なお、アイドルギヤ１２２はクランクギヤ１２１からカムギヤ１２３に回転を伝えるためのものであり、ギヤの配置に応じた適切な歯数とされる。
図７（ｂ）に示す例は従来の第三のクランクギヤ取付構造を用いた比較例である。この比較例では、クランクギヤ１３１、アイドルギヤ１３２、カムギヤ１３３の歯数は、例えばそれぞれ６４、５７、１２８である。上述した実施例に比べて比較例ではクランクギヤ１３１の径が大きくなり、それと同じ比率でカムギヤ１３３の径も大きくなるため、シリンダブロック１３０から大きくはみ出す。同様にギヤケースが肥大化して機関側面側に大きく張り出す為，機関室空間をいたずらに圧迫する原因となる。

【0034】

また、ギヤフランジ５の溝部６の加工はＮＣ加工機で加工可能であるため治具の脱着を必要とせず自動加工することができ、人件費を含む製造コストを低廉にすることができる。
しかも、クランク軸２の外周面（ジャーナル）とクランクギヤ７の内周面が隙間ｋによって非接触に保持されるため駆動力伝達の際にフレッティング摩耗が発生しない。そのため、カム軸の駆動トルクを上げる必要が有る場合等においても安全性の高い製品を提供可能である。
また、クランクギヤ７の伝達トルクについてもギヤフランジ５をクランクギヤ７と当て板１０で挟み込む形で固定したため、上述した第三のクランクギヤ取付構造と同等レベルの高い許容伝達トルクが得られる。
しかも、二分割したクランクギヤ７の連結部におけるギヤ７ａのマタギ歯厚は、クランクギヤ７の段付き部７ｂをインローでギヤフランジ５の外周面５ａに載置させて連結することで、自ずと許容値内に納まるため調整が不要で組立工数を削減できる。

【0035】

なお、本発明による内燃機関のクランクギヤ取付構造１は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置換等が可能である。以下に、本発明の変形例等について説明するが、上述した実施形態で説明した部品や部材等と同一または同様なものについては同一の符号を用いて説明を省略する。

【0036】

例えば、上述した実施形態では、クランクギヤ７を固定するために締結ボルト１１やリーマボルト１２をギヤフランジ５の溝部６に挿通させて当て板１０のボルト穴１０ａに捻じ込み固定したが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、当て板１０に代えてナットを用い、締結ボルト１１やリーマボルト１２をナットに締め込んで固定してもよい。これら当て板１０やナットは固定部材に含まれる。
また、上述の実施形態では、クランクギヤ７を段付き部７ｂでギヤフランジ５の外周面５ａにインローで装着したが、インロー構造でなくてもよい。例えば、クランクギヤ７の側面をギヤフランジ５の側面に当接させて、その内周面をクランク軸２の外周面に装着してもよい。

【0037】

なお、上述の実施形態では、クランクギヤ７と当て板１０を二分割して各２個設けたが、３個以上の複数に分割してもよい。
上述した実施形態では、舶用のエンジンに用いる内燃機関のクランクギヤ取付構造１について説明したが、これに代えて発電用エンジンやその他の種類のリングギヤ取付機構に用いてもよい。この場合、クランク軸２に代えて回転軸に二分割のリングギヤ（クランクギヤ７）を装着する。その際、ギヤフランジに代えてフランジにリングギヤを装着する。

【符号の説明】

【0038】

１ クランクギヤ取付構造
２ クランク軸
５ ギヤフランジ
６ 溝部
７ クランクギヤ
７ａ ギヤ
７ｂ 段付き部
７ｃ 挿通孔
１０ 当て板
１０ａ ボルト穴
１１ 締結ボルト
１２ リーマボルト
１４ エンドミル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】