JP2019173585A - engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ギアを用いた動力伝達機構を備えるエンジンに関する。 The present invention relates to an engine including a power transmission mechanism using a gear.
従来から、エンジンにおいて、互いに噛み合う複数のギアによって、複数の回転軸の間で動力を伝達することが行われている。特許文献1から3は、この種のエンジンギア機構を開示する。
Conventionally, in an engine, power is transmitted between a plurality of rotating shafts by a plurality of gears meshing with each other.
特許文献1は、クランク軸の動力をカム軸等へ伝達する複数のギヤを収納したギヤケースを有するエンジンの補機駆動機構を開示する。このエンジンの補機駆動機構においては、シリンダブロックの前面にギヤケースが取り付けられている。ギヤケースには、下方略中央部でクランク軸の前端に固設されるクランクギヤと、正面視で右上方の位置でカム軸の前端に固設されるカムギヤと、クランクギヤ及びカムギヤに噛合した状態で、アイドル軸に軸支されるアイドルギヤと、が収納される。潤滑油ポンプの駆動軸である潤滑油ポンプ軸に固設された潤滑油ポンプ駆動ギヤが、クランクギヤに噛み合っている。
特許文献1のエンジンの補機駆動機構は、クランクギヤ、アイドルギヤ及びカムギヤを介して、クランク軸の回転力をカム軸に伝達することができる。また、クランク軸の回転によって潤滑油ポンプが駆動するので、エンジン内の各潤滑箇所へ潤滑油を導くことができる。
The engine accessory driving mechanism of
特許文献2は、クランク軸の端部に設けられたクランク軸のギアと、クランク軸のギアと噛み合うクラッチハウジングのギアと、クランク軸のギアと噛み合うオイルポンプギアと、を内部空間に有する内燃機関を開示する。クランク軸のギアの真上の位置、及び、オイルポンプギアの真上の位置には、下方に向かって突出する突出部が配置されている。
特許文献2の内燃機関は、突出部に集めた油を落下させることによって、クランク軸のギアとオイルポンプギアの潤滑を行う。
The internal combustion engine of
特許文献3は、2つの各シャフト部に、ブッシュを介して取り付けられた2つのアイドルギアと、各アイドルギアをシリンダボディに固着する共通のスラスト板と、を備え、クランクシャフトの回転力をカムシャフトギア等に伝えるタイミングギア装置を開示する。一のアイドルギアのシャフト部には、オイルギャラリ油路及び当該シャフト部の頭部並びに側壁に通ずる第1の油穴が開けられている。また、他のアイドルギアのシャフト部には、当該シャフト部の頭部並びに側壁に通ずる第2の油穴が開けられている。そして、共通のスラスト板には、第1、第2の油穴に通ずる第3の油穴が開けられている。
特許文献3の構成では、オイルギャラリ油路から取り出した潤滑油を、シャフト部の側壁側で開口する第1、第2の油穴を介してブッシュに供給することができるので、アイドルギアの潤滑機構としてブッシュを使用することができる。
In the configuration of
上記特許文献1から3の構成では、エンジンの回転数が比較的に高いときは、ポンプが潤滑油を送る圧力が高いので、注油穴から勢い良く潤滑油が出る。従って、ギア歯面等が十分に潤滑されるので、ギア音等の騒音があまり発生しない。しかし、エンジンの回転数が比較的に低い場合は、注油穴から潤滑油が出る勢いが弱く、ギアの歯面への注油が不足するので、ギアの噛合い部において騒音が発生するおそれがある。
In the configurations of
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、ギアの噛合い部での騒音の発生を抑制することができるエンジンを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an engine capable of suppressing the generation of noise at the meshing portion of the gear.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems and the effects thereof will be described.
本発明の観点によれば、以下の構成のエンジンが提供される。即ち、このエンジンは、第1ギアと、スラストメタルと、第2ギアと、第3ギアと、を備える。前記第1ギアには、径方向を向く第1油溝が形成されている。前記スラストメタルは、前記第1ギアと軸方向で隣接して配置される。前記スラストメタルには、前記第1ギアと対向する面に、径方向を向く第2油溝が形成されている。前記第2ギアは、前記第1ギアの回転軸線とは一致しない回転軸線を中心として回転する。前記第3ギアは、前記第1ギアの回転軸線とは一致しない回転軸線を中心として回転し、前記第2ギアに噛み合う。前記第1ギアの回転によって、前記第1油溝と前記第2油溝の間の接続及び遮断が切り換えられる。前記第1ギアの回転軸線と平行な方向で見たときに、前記第2油溝の向きは、前記第2ギアと前記第3ギアとの噛合い部に向けられている。 According to an aspect of the present invention, an engine having the following configuration is provided. That is, this engine includes a first gear, a thrust metal, a second gear, and a third gear. The first gear is formed with a first oil groove facing in the radial direction. The thrust metal is disposed adjacent to the first gear in the axial direction. In the thrust metal, a second oil groove facing in the radial direction is formed on a surface facing the first gear. The second gear rotates about a rotation axis that does not coincide with the rotation axis of the first gear. The third gear rotates about a rotation axis that does not coincide with the rotation axis of the first gear, and meshes with the second gear. The connection and disconnection between the first oil groove and the second oil groove are switched by the rotation of the first gear. When viewed in a direction parallel to the rotation axis of the first gear, the direction of the second oil groove is directed to the meshing portion of the second gear and the third gear.
これにより、第1油溝に潤滑油を圧送しながら第1ギアを回転させることで、第1油溝と第2油溝とが接続するタイミングで、第2ギアと第3ギアの噛合い部の近傍に潤滑油を導くことができる。従って、潤滑油を第2ギアと第3ギアの間に積極的に供給して、ギアの歯面を安定して潤滑することができるので、騒音の発生を抑制することができる。 Accordingly, the meshing portion of the second gear and the third gear is rotated at the timing when the first oil groove and the second oil groove are connected by rotating the first gear while feeding the lubricating oil to the first oil groove. The lubricating oil can be guided to the vicinity of Therefore, the lubricating oil can be positively supplied between the second gear and the third gear, and the gear tooth surface can be stably lubricated, so that the generation of noise can be suppressed.
前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第1ギア、前記第2ギア、及び、前記第3ギアを収容する収容空間の内壁に、潤滑油が当たるガイド部が設けられている。前記ガイド部は、前記第2油溝を通過した潤滑油の少なくとも一部が当たって跳ねることによって、前記噛合い部に潤滑油を案内する。 The engine preferably has the following configuration. That is, a guide portion that contacts the lubricating oil is provided on the inner wall of the accommodation space that accommodates the first gear, the second gear, and the third gear. The guide part guides the lubricating oil to the meshing part when at least a part of the lubricating oil that has passed through the second oil groove hits and jumps.
これにより、ガイド部での潤滑油の跳ね返りを利用して、第2ギアと第3ギアの噛合い部に潤滑油を確実に供給することができる。 Thereby, the lubricating oil can be reliably supplied to the meshing portion of the second gear and the third gear by utilizing the rebound of the lubricating oil at the guide portion.
前記のエンジンにおいては、前記第1ギアの回転軸線と平行な方向で見たときに、前記第2油溝の径方向外側の端部が、前記第1ギアの外縁よりも外側へ突出していることが好ましい。 In the engine, when viewed in a direction parallel to the rotation axis of the first gear, the radially outer end of the second oil groove projects outward from the outer edge of the first gear. It is preferable.
これにより、第2ギアと第3ギアの噛合い部の近傍まで、潤滑油を第2油溝に沿って円滑に案内することができる。この結果、噛合い部の潤滑が容易になる。 Accordingly, the lubricating oil can be smoothly guided along the second oil groove to the vicinity of the meshing portion between the second gear and the third gear. As a result, the meshing portion can be easily lubricated.
前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第1ギアは、各気筒のバルブの開閉を行うためのカム軸と一体的に回転するカムギアである。前記第2ギアは、エンジンのクランク軸と一体的に回転するクランクギアである。前記第3ギアは、前記クランクギア及び前記カムギアに噛み合っており、前記クランクギアの回転を前記カムギアに伝達するアイドルギアである。 The engine preferably has the following configuration. That is, the first gear is a cam gear that rotates integrally with a camshaft for opening and closing the valve of each cylinder. The second gear is a crank gear that rotates integrally with the crankshaft of the engine. The third gear is an idle gear that meshes with the crank gear and the cam gear and transmits the rotation of the crank gear to the cam gear.
これにより、エンジンのクランクギア、アイドルギア、カムギアからなるギアトレーンにおいて、クランクギアとアイドルギアとの間の噛合い部における騒音を低減することができる。 Thereby, in the gear train including the crank gear, the idle gear, and the cam gear of the engine, it is possible to reduce the noise at the meshing portion between the crank gear and the idle gear.
前記のエンジンにおいては、前記第1油溝は、前記バルブを付勢する付勢部材が前記カム軸に作用させるトルクが反転する前記カムギアの回転位相において、前記第2油溝と接続されることが好ましい。 In the engine, the first oil groove is connected to the second oil groove in a rotational phase of the cam gear in which a torque applied to the cam shaft is reversed by a biasing member that biases the valve. Is preferred.
これにより、カム軸に加わるトルクが大きく変化するタイミングに合わせて、第2ギアと第3ギアの噛合い部の近傍に潤滑油を導くことができる。従って、騒音の発生を効果的に抑制することができる。 Thus, the lubricating oil can be guided to the vicinity of the meshing portion of the second gear and the third gear in accordance with the timing when the torque applied to the camshaft greatly changes. Therefore, the generation of noise can be effectively suppressed.
前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記スラストメタルには、前記第1ギアと対向する面に、連絡凹部が、前記第2油溝の位相と異なる位相で形成されている。前記第1ギアの回転によって、前記第1油溝と前記連絡凹部の間の接続及び遮断が切り換えられる。前記第1油溝は、前記第1ギアに複数設けられている。複数の前記第1油溝の何れかが前記第2油溝と接続する前記第1ギアの回転位相において、他の前記第1油溝は前記連絡凹部に対して遮断される。 The engine preferably has the following configuration. That is, in the thrust metal, a communication recess is formed on the surface facing the first gear with a phase different from the phase of the second oil groove. The connection and disconnection between the first oil groove and the communication recess are switched by the rotation of the first gear. A plurality of the first oil grooves are provided in the first gear. In the rotational phase of the first gear where any one of the plurality of first oil grooves is connected to the second oil groove, the other first oil grooves are blocked from the communication recess.
これにより、第2油溝と連絡凹部によって、広い範囲を潤滑することができる。また、第2油溝から潤滑油を噴出する場合は圧力を当該第2油溝に集中させることができるので、潤滑油が第1油溝に供給される圧力が低い場合でも、噛合い部に潤滑油を容易に到達させることができる。 Accordingly, a wide range can be lubricated by the second oil groove and the communication recess. Further, when the lubricating oil is ejected from the second oil groove, the pressure can be concentrated on the second oil groove, so even if the pressure at which the lubricating oil is supplied to the first oil groove is low, Lubricating oil can be easily reached.
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、第1実施形態に係るエンジン1が備える動弁機構6及びエンジンギア機構10の全体的な構成を示す模式図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a
図1に示すエンジン1は、例えば車両や船舶等に搭載される多気筒式のディーゼルエンジンとして構成されている。エンジン1は、クランク軸11の回転をカム軸12に伝達するエンジンギア機構10を備える。
An
エンジンギア機構10は、エンジン1が備えるシリンダブロック2の側部に配置されている。シリンダブロック2の上部にはシリンダヘッド4が固定され、シリンダブロック2の下部にはオイルパン5が取り付けられている。
The
エンジンギア機構10は、エンジン1の動弁機構6を駆動するために用いられる。この動弁機構6は、カム41と、タペット42と、プッシュロッド43と、ロッカーアーム44と、バルブ45と、を備える。なお、図1では、複数の気筒のうち1つの気筒の吸気ポート又は排気ポートの開閉に関する構成だけが代表的に示されている。また、図1においては、カム41の周辺の構成をわかり易く示すため、エンジンギア機構10が鎖線で透視的に示されている。
The
カム41は、エンジンギア機構10のカム軸12に設けられている。カム41は、カム軸12と一体的に回転する。
The
タペット42は、往復移動可能に支持され、カム41の周縁部に接触可能に構成されている。タペット42は、カム41の回転に応じて往復運動する。
The
プッシュロッド43は細長い棒状の部材であり、その一端がタペット42に接続され、他端がロッカーアーム44に接続されている。プッシュロッド43は、タペット42がカム41から受ける力をロッカーアーム44に伝達する。
The
ロッカーアーム44は、シリンダヘッド4の上部に取り付けられたヘッドカバー3の内部に配置され、支軸47を中心として回転可能に支持されている。ロッカーアーム44の一端はプッシュロッド43に接続され、他端はバルブ45に接続されている。ロッカーアーム44は、プッシュロッド43により押されると回転し、バルブ45を押して変位させる。
The
バルブ45は、動弁機構6の弁体として機能する。エンジン1のシリンダヘッド4等には図略の燃焼室が形成されており、バルブ45は、この燃焼室に接続されるポート(具体的には、吸気ポート又は排気ポート)を開閉する。
The
バルブ45にはバルブスプリング46が取り付けられており、このバルブスプリング46は、バルブ45を上方(言い換えれば、ポートを閉じる方向)へ付勢している。ロッカーアーム44により押されない状態では、バルブ45は、バルブスプリング46によってポートを閉じている。ロッカーアーム44によりバルブ45が下方に押されると、バルブ45がポートを開く。
A
以上に説明した動弁機構6の構成は一例であり、適宜の変更を加えることができる。例えば、動弁機構6には、ロッカーアーム44に代えてスイングアームが設けられてもよい。また、ロッカーアーム44とスイングアームが組み合わせられてもよい。プッシュロッド43は、タペット42に接続されず、タペット42に近接するように配置されてもよい。
The configuration of the
次に、図2及び図3を参照して、エンジンギア機構10を説明する。図2は、エンジンギア機構10の斜視図である。図3は、エンジンギア機構10をカムギア21の回転軸線と平行な方向で見た図である。
Next, the
図2に示すように、エンジンギア機構10は、複数のギアを収容するギアケース35を備える。このギアケース35は、シリンダブロック2に固定される。
As shown in FIG. 2, the
ギアケース35には、一側を開放した凹部35aが形成されている。この凹部35aの開放側を覆うように、図示しないギアケースカバーが取り付けられる。ギアケース35及びギアケースカバーにより、複数のギアを収容可能な収容空間が形成される。
The
エンジンギア機構10は、カムギア(第1ギア)21と、クランクギア(第2ギア)22と、アイドルギア(第3ギア)23と、潤滑油ポンプギア24と、を備える。また、エンジンギア機構10は、カムギア21のスラスト軸受として機能するスラストメタル25を備える。カムギア21、クランクギア22、アイドルギア23、潤滑油ポンプギア24、及びスラストメタル25は、何れも上記の収容空間に配置されている。
The
カムギア21は、カム軸12の端部に固定されている。従って、カムギア21は、カム軸12と一体的に回転する。なお、図2においては、スラストメタル25等の構成をわかり易く示すため、カムギア21及びカム軸12を鎖線で透視的に示している。
The
クランクギア22は、カム軸12と平行に配置されたクランク軸11の端部に固定されている。クランクギア22は、クランク軸11と一体的に回転する。
The
アイドルギア23は、クランクギア22の近傍に配置されている。アイドルギア23は、アイドル軸14を介して回転可能に支持されている。アイドル軸14に対応する部分において、ギアケース35には図略の開口が形成されている。アイドル軸14は、この開口を通過するように配置され、シリンダブロック2に固定される。アイドルギア23は、カムギア21及びクランクギア22の両方に噛み合っている。
The
潤滑油ポンプギア24は、クランクギア22の近傍に配置されている。この潤滑油ポンプギア24は、潤滑油ポンプ31が備える駆動入力ギアとして機能する。潤滑油ポンプギア24は、クランクギア22に噛み合っている。
The
以上により、ギアケース35内には、駆動側から従動側の順で、クランクギア22、アイドルギア23及びカムギア21からなるギアトレーンが形成される。このギアトレーンにより、クランク軸11の回転を1/2に減速してカム軸12に伝達して、クランク軸11の回転に同期したバルブ45の開閉を実現することができる。
Thus, a gear train including the
また、ギアケース35内には、クランクギア22及び潤滑油ポンプギア24からなるギアトレーンが形成される。これにより、クランク軸11の回転に基づいて潤滑油ポンプ31を駆動することができる。
A gear train including the
潤滑油ポンプ31が駆動されると、オイルパン5に貯留された潤滑油を吸引するとともに、エンジン1に形成された油路である図略のオイルギャラリを介してエンジン1内に潤滑油を循環させる。この結果、エンジンの各摺動部分、ギアの噛合い部等に潤滑油を供給することができる。
When the lubricating
クランクギア22、アイドルギア23及び潤滑油ポンプギア24は何れも、カムギア21の回転軸線21cとは一致しない軸線を中心として回転する。即ち、カムギア21の回転軸線21cと平行な方向で図3のように見たときに、クランクギア22の回転軸線22c、アイドルギア23の回転軸線23c及び潤滑油ポンプギア24の回転軸線24cは、何れもカムギア21の回転軸線21cとは異なる場所に位置している。
All of the
スラストメタル25は、板状に構成されている。ギアケース35には、スラストメタル25を収容可能な図略の開口が形成されている。スラストメタル25は、この開口の内部に配置され、シリンダブロック2に固定されている。スラストメタル25には貫通状の軸孔が形成されており、この軸孔にカム軸12が差し込まれている。
The
図2に示すように、スラストメタル25は、カムギア21に対して軸方向一側(言い換えれば、シリンダブロック2に近い側)で隣接するように配置されている。また、スラストメタル25の軸孔の周縁部は、カムギア21に形成されているボス部51の軸方向一側の端面に接触可能に構成されている。これにより、スラストメタル25がカムギア21を軸方向で受け止めることができる。
As shown in FIG. 2, the
次に、図4等に基づいて、カムギア21及びスラストメタル25の構成について具体的に説明する。図4は、カムギア21及びスラストメタル25を詳細に示す斜視図である。
Next, based on FIG. 4 etc., the structure of the
図4に示すように、カムギア21は、ボス部51と、円板部52と、歯部53と、を備える。ボス部51、円板部52及び歯部53は、互いに一体的に形成されている。
As shown in FIG. 4, the
ボス部51は、カムギア21の中心部に配置されている。ボス部51はほぼ円筒状に形成されており、その内部には、当該ボス部51を軸方向に貫通する軸孔が形成されている。この軸孔にカム軸12が差し込まれ、キー結合によりボス部51とカム軸12とが回転不能に固定される。
The
ボス部51の軸方向一端側は、歯部53の軸方向の端部よりも突出している。この突出した部分の端面は、スラストメタル25と接触可能に構成されている。
One end side of the
円板部52は、ボス部51の外周面から径方向外側にフランジ状に突出するように形成されている。円板部52には、軸方向に貫通する孔が周方向に並べて複数形成されている。
The
歯部53は、リング状に形成され、円板部52の外縁に配置されている。この歯部53には、多数のギア歯が周方向に等間隔で並べて形成されている。
The
ボス部51において、スラストメタル25と対向する側の面には、軸孔の縁部から径方向外側へ直線状に延びる第1油溝61が形成されている。この第1油溝61は、カムギア21の周方向に沿って等角度間隔で複数並べて配置されている。複数の第1油溝61は、何れも同一の形状となっている。
In the
ボス部51に形成される第1油溝61の数は、エンジン1の気筒の数と等しくなっている。本実施形態では、エンジン1の気筒の数は4であるので、ボス部51には4つの第1油溝61が、360°を4で除算した角度間隔(90°の角度間隔)で等間隔に並べて配置される。従って、4つの第1油溝61が配置される位相は、何れも互いに異なっている。
The number of
第1油溝61の径方向内側の端部は、円筒状のボス部51の内周面と接続されている。この接続部分には、カム軸12の内部等に形成された図略の油路を通じて、潤滑油が供給される。一方、第1油溝61の径方向外側の端部は、ボス部51の外縁よりも内側に位置している。言い換えれば、第1油溝61の端部は、円筒状のボス部51の外周面と接続していない。
The radially inner end of the
第1油溝61は、カムギア21と一体的に回転する。この回転に伴って、それぞれの第1油溝61は、スラストメタル25に形成される後述の油溝(第2油溝62及び第3油溝63)に対面することで当該油溝に接続する状態と、スラストメタル25の油溝と対面せず閉鎖される状態と、の間で交互に切り換えられる。
The
次に、スラストメタル25の構成について具体的に説明する。
Next, the configuration of the
図4に示すように、スラストメタル25は概ね菱形の板状に形成されている。スラストメタル25において、カムギア21と対向する側の面には、長い直線状の第2油溝62と、短い直線状の第3油溝(連絡凹部)63と、が形成されている。第2油溝62は1つ配置され、第3油溝63は3つ配置されている。第2油溝62及び第3油溝63は、何れもスラストメタル25の軸孔の周囲に配置されている。1つの第2油溝62及び3つの第3油溝63が配置される位相は、何れも互いに異なっている。
As shown in FIG. 4, the
第2油溝62及び第3油溝63の何れにおいても、その径方向内側の端部は、スラストメタル25の軸孔よりも外側に位置している。言い換えれば、第2油溝62及び第3油溝63の端部は、スラストメタル25の軸孔の内周面と接続していない。
In each of the
第2油溝62及び第3油溝63の径方向内側の端部は、カムギア21に形成された第1油溝61の径方向外側の端部よりも内側に位置している。一方、第2油溝62及び第3油溝63の径方向外側の端部は、カムギア21のボス部51の外縁よりも外側に位置している。従って、カムギア21に形成された第1油溝61が第2油溝62又は第3油溝63と対面する位相となったときは、第1油溝61に供給される潤滑油が第2油溝62又は第3油溝63を通過して径方向外側に噴出することができる。潤滑油は、カムギア21の回転に伴って、第2油溝62及び第3油溝63のそれぞれから間欠的に噴出する。
The radially inner ends of the
カムギア21の回転軸線21cと平行な方向で図3のように見たとき、第2油溝62の径方向外側の端部は、クランクギア22の回転軸線22cと、アイドルギア23の回転軸線23cと、の間を向くように配置されている。また、第2油溝62は、他の向きに潤滑油を噴出する第3油溝63よりも長く形成され、カム軸12から遠くまで潤滑油を円滑に案内できるようになっている。従って、第2油溝62に沿って噴出される潤滑油を、クランクギア22とアイドルギア23との噛合い部E1に積極的に導くことができるので、当該噛合い部E1を集中的に潤滑することができる。
When viewed as shown in FIG. 3 in a direction parallel to the
また、詳細は後述するが、ギアケース35の凹部35aの内壁面には、潤滑油を案内するガイド部71が設けられている。ガイド部71に潤滑油が当たることで、潤滑油は、クランクギア22とアイドルギア23との噛合い部E1に案内される。そして、カムギア21の回転軸線21cと平行な方向で図3のように見たとき、第2油溝62の径方向外側の端部は、当該ガイド部71又はその近傍を向くように形成されている。従って、第2油溝62とガイド部71とにより、多くの潤滑油が上記の噛合い部E1に導かれ、効率的に潤滑することができる。
Although details will be described later, a
3つの第3油溝63は何れも、第2油溝62とは異なる向きに潤滑油を噴出するように形成されている。第3油溝63は、互いに等しい角度間隔で3つ並べて配置されている。図4に示すように、第2油溝62と第3油溝63を合わせた4つの油溝は、概ね等しい角度間隔で放射状に配置されている。これにより、カムギア21の周囲に広範囲で潤滑油を噴出することができる。
All of the three
カムギア21には前述のとおり4つの第1油溝61が形成されているが、そのうち1つの第1油溝61がスラストメタル25の第2油溝62に接続されるとき、他の3つの第1油溝61は第3油溝63に接続されない(遮断される)ように、スラストメタル25における第2油溝62及び第3油溝63の位相が定められている。従って、第1油溝61が第2油溝62に接続されるとき、他の第1油溝61は閉鎖されるので、圧力が分散せず、第2油溝62から潤滑油を強い勢いで噴出することができる。この結果、潤滑油ポンプ31の駆動速度が低いために潤滑油の油圧が比較的小さいエンジン低回転時においても、第2油溝62に沿って飛ぶ潤滑油を噛合い部E1の近傍まで良好に到達させることができる。
The
次に、カムギア21において第1油溝61が配置される位相について説明する。ギア同士の噛合い部E1で生じる騒音(例えば、歯打ち音等)は、カム軸12に加わるトルクが大きく変化するタイミングで生じ易い。この点、本実施形態では、4つのうち何れかの気筒において、カム41が対応するタペット42をリフトして当該タペット42をストローク上限まで変位させたタイミング(図1に示す最大リフト時)で、何れかの第1油溝61が第2油溝62と接続されるように、カムギア21における第1油溝61の位相が定められている。
Next, the phase at which the
バルブスプリング46のバネ力によってカム軸12に作用するトルクの向きは、上記の最大リフト時を境にして反転する。従って、上記のタイミングに連動して第2油溝62から潤滑油を噴出することで、クランクギア22とアイドルギア23との噛合い部E1で生じる騒音を効果的に低減することができる。
The direction of the torque acting on the
次に、ガイド部71について説明する。図2等に示すように、ガイド部71は小さなブロック状に形成されている。ガイド部71は、ギアケース35の凹部35aの内壁面から、前述のギアカバー(図略)に向かって突出するように配置されている。ガイド部71は、スラストメタル25から少し離れて配置されている。
Next, the
具体的には、ガイド部71は、凹部35aの内壁面に形成されている細長いリブ72の中途部に配置されている。このリブ72は、凹部35aの内壁面から、ギアカバーに向かって突出するように構成されている。
Specifically, the
また、図2に示すように、カムギア21の周囲の空間を、当該カムギア21の歯部53を通過するとともにカム軸12に垂直な仮想平面P1によって2つに分けた場合に、ガイド部71は、2つの空間のうち、前記スラストメタル25と同じ側の空間に配置されている。従って、第2油溝62を通過して飛ぶ潤滑油をガイド部71に容易に当てることができる。
In addition, as shown in FIG. 2, when the space around the
ガイド部71の上部には、当て面が形成されている。ガイド部71は、図3の白抜き矢印で示すように、第2油溝62から飛んだ潤滑油を当て面に当てて跳ねさせることによって、クランクギア22とアイドルギア23の間の噛合い部E1に潤滑油を案内する。
A contact surface is formed on the upper portion of the
ガイド部71は、クランクギア22及びアイドルギア23の噛合い部E1よりも、スラストメタル25に近い側に位置している。従って、このガイド部71から噛合い部E1に向けて斜めに飛ぶ潤滑油を多くするために、当て面はカムギア21の回転軸線21cと平行とせず、適宜傾斜させることが好ましい。このことを考慮して、本実施形態では、当て面の一部に、円錐面状に湾曲した部分が形成されている。
The
カムギア21の回転軸線21cと平行な方向で見たとき、第2油溝62から斜め下向きに噴射される潤滑油は、第2油溝62の端部から放物線を描いて飛ぶ。その軌跡は、潤滑油ポンプ31によって圧送される潤滑油が噴射される勢い(言い換えれば、エンジン1の回転数)に応じて異なる。この点、本実施形態では、エンジン1の回転数が低い場合は第2油溝62から噴射される潤滑油の殆どがガイド部71に当たるが、回転数が高い場合は潤滑油の大部分がガイド部71に当たらずに通過するように、ガイド部71の配置及び形状が定められている。
When viewed in a direction parallel to the
これにより、エンジンの回転数が低いときは、図5(a)のガイド部71を介して噛合い部E1に潤滑油を積極的に案内することができるので、ギアの歯面の潤滑が不十分になることを防止することができる。また、エンジンの回転数が高いときは、図5(b)に示すように噛合い部E1に潤滑油が積極的に導かれないので、噛合い部E1で発生する熱等によって潤滑油の品質が劣化することを抑制することができる。
As a result, when the engine speed is low, the lubricating oil can be actively guided to the meshing portion E1 via the
なお、ガイド部71及び当て面の形状等は適宜変更することができる。ガイド部71は、例えば、3角形状のブロック状に形成されてもよい。
In addition, the shape of the
以上に説明したように、本実施形態のエンジン1は、カムギア21と、スラストメタル25と、クランクギア22と、アイドルギア23と、を備える。カムギア21には、径方向を向く第1油溝61が形成されている。スラストメタル25は、カムギア21と軸方向で隣接して配置される。スラストメタル25には、カムギア21と対向する面に、径方向を向く第2油溝62が形成されている。クランクギア22は、カムギア21の回転軸線21cとは一致しない回転軸線22cを中心として回転する。アイドルギア23は、カムギア21の回転軸線21cとは一致しない回転軸線23cを中心として回転し、クランクギア22に噛み合う。カムギア21の回転によって、第1油溝61と第2油溝62の間の接続及び遮断が切り換えられる。カムギア21の回転軸線21cと平行な方向で見たときに、第2油溝62の向きは、クランクギア22とアイドルギア23との噛合い部E1に向けられている。
As described above, the
これにより、第1油溝に潤滑油を圧送しながらカムギア21を回転させることで、第1油溝61と第2油溝62とが接続するタイミングで、クランクギア22とアイドルギア23の噛合い部E1の近傍に潤滑油を導くことができる。従って、潤滑油をクランクギア22とアイドルギア23の噛合い部E1に積極的に供給して、ギアの歯面を安定して潤滑することができるので、騒音の発生を抑制することができる。
As a result, the
また、本実施形態のエンジン1において、カムギア21、クランクギア22、及び、アイドルギア23を収容する凹部35aの内壁に、潤滑油が当たるガイド部71が設けられている。ガイド部71は、第2油溝62を通過した潤滑油の少なくとも一部が当たって跳ねることによって、噛合い部E1に潤滑油を案内する。
Further, in the
これにより、ガイド部71での潤滑油の跳ね返りを利用して、クランクギア22とアイドルギア23の噛合い部E1に潤滑油を確実に供給することができる。
Thereby, the lubricating oil can be reliably supplied to the meshing portion E <b> 1 of the
また、本実施形態のエンジン1において、スラストメタル25と軸方向で隣接して配置されるギアは、各気筒のバルブ45の開閉を行うためのカム軸12と一体的に回転するカムギア21である。噛合い部E1は、クランクギア22と、アイドルギア23と、が噛み合う部分である。クランクギア22は、エンジン1のクランク軸11と一体的に回転する。アイドルギア23は、クランクギア22及びカムギア21に噛み合っており、クランクギア22の回転をカムギア21に伝達する。
In the
これにより、エンジン1のクランクギア22、アイドルギア23、カムギア21からなるギアトレーンにおいて、クランクギア22とアイドルギア23との間の噛合い部E1における騒音を低減することができる。
Thereby, in the gear train composed of the
また、本実施形態のエンジン1において、第1油溝61は、バルブ45を付勢するバルブスプリング46がカム軸12に作用させるトルクが反転するカムギア21の回転位相において、第2油溝62と接続される。
Further, in the
これにより、カム軸12に加わるトルクが大きく変化するタイミングに合わせて、クランクギア22とアイドルギア23の噛合い部E1の近傍に潤滑油を導くことができる。従って、騒音の発生を効果的に抑制することができる。
Thereby, the lubricating oil can be guided to the vicinity of the meshing portion E1 of the
また、本実施形態のエンジン1において、スラストメタル25には、カムギア21と対向する面に、第3油溝63が、第2油溝62の位相と異なる位相で形成されている。カムギア21の回転によって、第1油溝61と第3油溝63の間の接続及び遮断が切り換えられる。第1油溝61は、カムギア21に複数設けられている。複数の第1油溝61の何れかが第2油溝62と接続するカムギア21の回転位相において、他の第1油溝61は第3油溝63に対して遮断される。
In the
これにより、第2油溝62と第3油溝63によって、広い範囲を潤滑することができる。また、第2油溝62から潤滑油を噴出する場合は圧力を当該第2油溝62に集中させることができるので、潤滑油ポンプ31の駆動速度が低く、潤滑油が第1油溝61に供給される圧力が低いエンジン低回転時においても、噛合い部E1に潤滑油を容易に到達させることができる。
Thereby, a wide range can be lubricated by the
次に、第2実施形態を説明する。図6は、第2実施形態に係るエンジンギア機構10xにおいて、カムギア21の回転軸線21cと平行な向きで見た様子を示す斜視図である。図7は、スラストメタル25の斜視図である。図8は、第2実施形態において、エンジン回転数が低い場合と高い場合における潤滑油の飛散の様子を示す概念図である。なお、第2実施形態の説明においては、前述の第一実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
Next, a second embodiment will be described. FIG. 6 is a perspective view showing the
第2実施形態のエンジンギア機構10xは、前述の第1実施形態と比較して、ガイド部71が省略されており、スラストメタル25xの形状に変更が加えられている点で異なる。
The
図6及び図7に示すように、第2実施形態のスラストメタル25xには、軸孔から遠ざかる向きに突出する突出部75が形成されている。この突出部75は3角形状に形成されており、クランクギア22とアイドルギア23との噛合い部E1に軸方向で対面する位置の近傍まで突出している。図7に示すようにスラストメタル25xはクランク状に折り曲げられており、この折り曲げた部分には段差76が形成されている。これにより、突出部75が前述のリブ72と干渉しないようにすることができる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
カムギア21の回転軸線21cと平行な向きで図6のように見たときに、突出部75は、カムギア21の外縁よりも外側に突出している。
When viewed as shown in FIG. 6 in a direction parallel to the
スラストメタル25xにおいて、第2油溝62は、前述の第1実施形態よりも延長され、その一部が突出部75に配置されている。また、図6に示すように、第2油溝62における径方向外側の端部は、カムギア21の外縁よりも外側に配置されている。
In the
第2実施形態においては、第1油溝61と第2油溝62とが接続された場合に噴出される潤滑油を、長い第2油溝62に沿って案内し、クランクギア22とアイドルギア23の間の噛合い部E1に良好に到達させることができる。
In the second embodiment, the lubricating oil ejected when the
図8に示すように、第2油溝62の端部には、スラストメタル25xの軸孔から遠ざかるにつれて深さが小さくなる傾斜面62aが形成されている。エンジン回転数が低い場合は、潤滑油が第2油溝62に沿って噴射される勢いが弱いので、図8(a)に示すように傾斜面62aによって潤滑油の経路が良好に曲げられ、噛合い部E1に対して積極的に潤滑油を導くことができる。一方、エンジン回転数が高い場合は、潤滑油が強く噴射されるので、図8(b)に示すように傾斜面62aによって潤滑油の経路が大きくは曲がらず、噛合い部E1にはあまり潤滑油が供給されない。従って、前述の第1実施形態と同様に、エンジン回転数が低い場合の良好な潤滑と、エンジン回転数が高い場合の潤滑油の劣化防止を両立させることができる。
As shown in FIG. 8, an
以上に説明したように、本実施形態のエンジン1において、カムギア21の回転軸線21cと平行な方向で見たときに、第2油溝62の径方向外側の端部が、カムギア21の外縁よりも外側に位置している。
As described above, in the
これにより、クランクギア22とアイドルギア23との噛合い部E1の近傍まで、潤滑油を第2油溝62に沿って円滑に案内することができる。従って、噛合い部E1の潤滑が容易になる。
Accordingly, the lubricating oil can be smoothly guided along the
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the above configuration can be modified as follows, for example.
第1実施形態において、スラストメタル25に形成される第2油溝62及び第3油溝63の数は、任意に変更することができる。細長い第3油溝63に代えて、例えば円形の凹部がスラストメタル25に形成されても良い。また、第3油溝63を省略しても良い。第2実施形態においても、スラストメタル25xの構成を同様に変更することができる。
In the first embodiment, the number of the
油溝に沿って潤滑油を噴射する構成は、カムギア21以外のギアと、当該ギアに軸方向で対面するスラストメタルと、の間に形成されても良い。また、カムギア21とアイドルギア23が噛み合っていなくても良い。
The configuration for injecting the lubricating oil along the oil groove may be formed between a gear other than the
潤滑する対象の噛合い部は、クランクギア22とアイドルギア23の噛合い部に限定されず、他の噛合い部を潤滑するために本発明の構成を適用することもできる。
The meshing portion to be lubricated is not limited to the meshing portion between the
上記の実施形態は4気筒のエンジンに係るものであるが、エンジンの気筒数は、特に限定されない。例えば3気筒のエンジンの場合、カムギア21のボス部51に3つの第1油溝61を、360°を3で除算した角度間隔(120°の角度間隔)で等間隔に並べて配置することができる。
Although the above embodiment relates to a four-cylinder engine, the number of cylinders of the engine is not particularly limited. For example, in the case of a three-cylinder engine, three
本発明は、ディーゼルエンジンと異なるエンジン、例えば、ガソリンエンジン又はガスエンジン等に用いることもできる。 The present invention can also be used for an engine different from a diesel engine, such as a gasoline engine or a gas engine.
1 エンジン
21 カムギア(第1ギア)
22 クランクギア(第2ギア)
23 アイドルギア(第3ギア)
25 スラストメタル
61 第1油溝
62 第2油溝
63 第3油溝(連絡凹部)
E1 噛合い部
1
22 Crank gear (second gear)
23 Idle gear (3rd gear)
25
E1 meshing part
Claims (6)
前記第1ギアと軸方向で隣接して配置され、前記第1ギアと対向する面に、径方向を向く第2油溝が形成されているスラストメタルと、
前記第1ギアの回転軸線とは一致しない回転軸線を中心として回転する第2ギアと、
前記第1ギアの回転軸線とは一致しない回転軸線を中心として回転し、前記第2ギアに噛み合う第3ギアと、
を備え、
前記第1ギアの回転によって、前記第1油溝と前記第2油溝の間の接続及び遮断が切り換えられ、
前記第1ギアの回転軸線と平行な方向で見たときに、前記第2油溝の向きは、前記第2ギアと前記第3ギアとの噛合い部に向けられていることを特徴とするエンジン。 A first gear in which a first oil groove facing the radial direction is formed;
A thrust metal that is arranged adjacent to the first gear in the axial direction and has a second oil groove formed in a radial direction on a surface facing the first gear;
A second gear that rotates about a rotation axis that does not coincide with the rotation axis of the first gear;
A third gear that rotates about a rotation axis that does not coincide with the rotation axis of the first gear and meshes with the second gear;
With
By rotation of the first gear, connection and disconnection between the first oil groove and the second oil groove are switched,
When viewed in a direction parallel to the rotation axis of the first gear, the direction of the second oil groove is directed to the meshing portion of the second gear and the third gear. engine.
前記第1ギア、前記第2ギア、及び、前記第3ギアを収容する収容空間の内壁に、潤滑油が当たるガイド部が設けられており、
前記ガイド部は、前記第2油溝を通過した潤滑油の少なくとも一部が当たって跳ねることによって、前記噛合い部に潤滑油を案内することを特徴とするエンジン。 The engine according to claim 1,
A guide portion is provided on the inner wall of the housing space for housing the first gear, the second gear, and the third gear, and the lubricating oil hits the inner wall.
The engine is characterized in that the guide portion guides the lubricating oil to the meshing portion by bouncing at least a part of the lubricating oil that has passed through the second oil groove.
前記第1ギアの回転軸線と平行な方向で見たときに、前記第2油溝の径方向外側の端部が、前記第1ギアの外縁よりも外側へ突出していることを特徴とするエンジン。 The engine according to claim 1,
An engine characterized in that, when viewed in a direction parallel to the rotation axis of the first gear, the radially outer end of the second oil groove projects outward from the outer edge of the first gear. .
前記第1ギアは、各気筒のバルブの開閉を行うためのカム軸と一体的に回転するカムギアであり、
前記第2ギアは、エンジンのクランク軸と一体的に回転するクランクギアであり、
前記第3ギアは、前記クランクギア及び前記カムギアに噛み合っており、前記クランクギアの回転を前記カムギアに伝達するアイドルギアであることを特徴とするエンジン。 The engine according to any one of claims 1 to 3,
The first gear is a cam gear that rotates integrally with a camshaft for opening and closing a valve of each cylinder,
The second gear is a crank gear that rotates integrally with the crankshaft of the engine,
The engine is characterized in that the third gear is an idle gear that meshes with the crank gear and the cam gear and transmits the rotation of the crank gear to the cam gear.
前記第1油溝は、前記バルブを付勢する付勢部材が前記カム軸に作用させるトルクが反転する前記カムギアの回転位相において、前記第2油溝と接続されることを特徴とするエンジン。 The engine according to claim 4,
The engine is characterized in that the first oil groove is connected to the second oil groove in a rotational phase of the cam gear in which a torque applied to the cam shaft by a biasing member that biases the valve is reversed.
前記スラストメタルには、前記第1ギアと対向する面に、連絡凹部が、前記第2油溝の位相と異なる位相で形成されており、
前記第1ギアの回転によって、前記第1油溝と前記連絡凹部の間の接続及び遮断が切り換えられ、
前記第1油溝は、前記第1ギアに複数設けられており、
複数の前記第1油溝の何れかが前記第2油溝と接続する前記第1ギアの回転位相において、他の前記第1油溝は前記連絡凹部に対して遮断されることを特徴とするエンジン。 The engine according to claim 4 or 5, wherein
In the thrust metal, a communication recess is formed on the surface facing the first gear with a phase different from the phase of the second oil groove,
By rotation of the first gear, connection and disconnection between the first oil groove and the communication recess are switched,
A plurality of the first oil grooves are provided in the first gear;
In the rotational phase of the first gear where any one of the plurality of first oil grooves is connected to the second oil groove, the other first oil grooves are blocked from the communication recess. engine.
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