JP4351877B2 - 補機駆動アダプタ - Google Patents

Description

本発明は、補機を取付けるための開口が形成された側方フランジを一端に有するエンジンブロックに用いられる補機駆動アダプタに関する。

本発明は、農業用トラクタに用いられるようないわゆる構造エンジンに特に好適に適用されるものである。構造エンジンとその動力伝達装置の歯車列は、車体またはシャーシ上に弾性のあるマウント部材を介して支持されておらず、それら自身が車両のシャーシの一部をなし、バネ下荷重の一部を担っている。この理由から、エンジンブロックは、高い強度と剛性を有するように設計されている必要がある。

構造エンジンのブロックの後端は、通常、その後端から側方に突出するフランジを有している。この側方フランジはクランクシャフトによって駆動される燃料ポンプおよび油圧ポンプのような補機を支持するのに用いられている。この補機は、側方フランジの前面と係合するので、当該側方フランジの前面はエンジンブロックが鋳造によって形成された後、正確に機械加工される必要がある。しかし、構造エンジンの場合は、強度を高める必要があるので、そのエンジンブロックは側方に突出する複数のリブを有し、それらのリブは補機が取付けられる側方フランジに接合されている。その結果、側方フランジの前面の機械加工は、それらのリブによって妨げられることになる。

エンジンの後端の側方フランジの前面を機械加工することなく、補機を側方フランジに取付けるために、補機を取付けるための開口と重なるようにしてアダプタを側方フランジの後端面に取付ける方法が欧州特許出願公開ＥＰ−Ａ−０．９９２．６７２に開示されている。この方法によれば、側方フランジの後端側において開口と向き合うアダプタプレートの面（前面）を機械加工し、その面を側方フランジの反対側（前端側）に配置した補機と開口を挟んで対向させ、次いで、開口を介して補機に固定している。

欧州特許出願公開ＥＰ−Ａ−０．９９２．６７２に開示されたアダプタプレートの改善として、図１に示す駆動アダプタも提案されている。この従来例のアダプタは、側方フランジ１０の端面に開口と重なるように取付けられるケーシング１２を備えている。ケーシング１２は、Ｏリング２８および３０によって開口に対して密閉されている。このケーシング１２は、アダプタを側方フランジ（エンジン）１０の端面に固定するボルトが嵌入する耳部１４を有している。軸受シェル１８によってケーシング１２内に回転自在に支持される駆動シャフト１６は、その一端に嵌合部、例えば、スプライン加工された穴２２を有している。駆動シャフト１６は、このスプライン嵌合部を介して、補機の入力軸に連結されている。フライホイールまたは他のエンジン被駆動ギアに噛合するコグ（嵌め歯）２０は駆動シャフト１６の他端に設けられている。駆動シャフト１６には二段肩部２４が形成され、コグ２０は駆動シャフト１６の減径部に嵌合している。ケーシング１２にねじ込まれた押さえプレート２６が肩部２４とコグ２０に当接し、駆動シャフト１６に作用する軸方向荷重を受け、駆動シャフト１６をケーシング１２内において保持している。

しかし、上述した駆動アダプタは構造が複雑であり、それに伴って製造の工程数が多く、組立も複雑であるという欠点を有している。また、上記の駆動アダプタの場合、Ｏリング３０にオイル漏れが生じた場合、エンジンから駆動アダプタを取り外さない限り、Ｏリング３０を取り替えることができない、という欠点がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、駆動アダプタの部品点数を低減させ、複雑な構造を簡素化させることができる補機駆動アダプタを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、補機を取付けるための開口が形成された側方フランジを一端に有するエンジンブロックに用いられる補機駆動アダプタにおいて、開口に重なるように側方フランジの端面に取付けられるケーシングと、ケーシング内に回転自在に支持される駆動シャフトと、駆動シャフトを補機の入力軸と連結させるために駆動シャフトの一端に形成される嵌合部と、駆動シャフトの他端に一体的に形成されてエンジンの被駆動ギアと噛合するコグとを備え、コグの互いに対向する両面は駆動シャフトに両方向から作用する軸方向力を受ける軸受面として機能していることを特徴とする。

上記の構成において、駆動シャフトに作用する軸方向荷重を受けるコグが設けられているので、好ましくは、駆動シャフトのコグと係合する部分はケーシング内において回転自在に支持される部分と同一の直径を有しているとよい。

本発明によれば、駆動シャフトの肩部を機械加工する必要がなくなる以外に、駆動シャフトを適切な位置に保持するための押さえプレートをケーシングにねじ込ませる必要がない。また、コグを駆動シャフトに嵌合させ、次いで、駆動シャフトを簡単にケーシングに挿入できるので、駆動アダプタの組立が一層簡素化される。それに対して、従来技術の構成によれば、最初に、押さえプレート２６とコグ２０を駆動シャフト１６に嵌合させる必要がある。その結果、駆動シャフトをケーシング１２に挿入した後、コグ２０内に押さえプレート２６のねじ込みのために設けたアクセス穴（図示せず）内に工具を貫通させて、押さえプレート２６をケーシング１２にねじ込む必要がある。

なお、説明の都合上、側方フランジが形成されるエンジンブロックの端部はギアボックスのハウジングが接続される後端側としたが、本発明によれば、側方フランジが形成されるエンジンブロックの端部は前端側であってもよい。

本発明によって駆動アダプタの構成が簡素化される理由は、駆動アダプタの配置位置を変えずに、コグをエンジンの端面とフライホイールのカバー（またはエンジンのフロントカバー）との間に嵌入させたことによるものである。ここで、コグの両端面はアキシャルスラスト軸受として機能するので、駆動シャフトの軸方向荷重を受けることができ、その結果、押さえプレートを省略し、かつ駆動シャフトの肩部を機械加工する必要性をなくすことができる。

好ましくは、駆動シャフトは中空シャフトとして形成されているとよい。この構成によって、駆動シャフトの一端にスプライン嵌合部をブローチ加工によって簡単に形成することができ、また、スプライン嵌合部およびコグのアキシャル軸受面に潤滑オイルを送給する好適なオイル通路を得ることができる。

本発明によれば、欧州特許出願公開ＥＰ−Ａ−０．９９２．６７２における構成と同様に、駆動アダプタを側方フランジの後側に取付けることによって、側方フランジの前面を機械加工する必要がなくなる。この場合、補機を側方フランジではなくアダプタに係合させている。この構成によって、補機が係合する相手側（アダプタ）の面をエンジンブロックの他の部品によって妨げられることなく機械加工することができる。アダプタ自身は側方フランジの機械加工された面に取付ける必要があるが、この面は外側を向いているので、ギアボックス（またはエンジンのフロントカバー）と係合するエンジンブロックの端面の他部分と同時にかつ簡単に機械加工することができる。

本発明による他の利点は、アダプタのみを変更することによって、異なる設計による種々の補機を同じエンジンブロックに取付けることができる点にある。さらに、アダプタの一変更例として、補機の駆動シャフトの中心をクランクシャフトの軸心から偏心させるように構成することも可能である。

本発明は以上のように構成されているので、以下の効果を奏する。すなわち、エンジンの端面とフライホイールのカバーとの間に配置されたコグの両端面はアキシャルスラスト軸受として機能するので、駆動シャフトの軸方向荷重を受けることができ、その結果、押さえプレートを省略し、かつ駆動シャフトの肩部を機械加工する必要性をなくすことができる。また、補機側のＯリングは、押さえスリーブのみによって保持されているので、駆動アダプタを動かさずに、Ｏリングを簡単に取り外すことができる。

以下、本発明を添付の図面に示した好適な一実施例に基づいてさらに詳細に説明する。

図２ないし図４に示すように、本発明による駆動アダプタは、エンジンブロックの側方フランジ１０の開口に嵌合するケーシング１１２を備えている。ケーシング１１２は、１対のＯリング１２８および１３０によって開口に対して密封されている。ケーシング１１２は、駆動アダプタを側方フランジ１０の後端面に固定するボルト１１５が嵌入される突起状耳部１１４を有している。駆動シャフト１１６は、２つの軸方向に離間した軸受シェル１１８によってケーシング１１２内に支持されている。

駆動シャフト１１６は一定の外径を有し、コグ（嵌め歯）１２０は駆動シャフト１１６のケーシング１１２から突出した端部に固着されている。なお、コグ１２０は駆動シャフト１１６に一体的に固着され、駆動シャフト１１６に対する相対的な回転および相対的な軸方向の移動が拘束されている。駆動シャフト１１６に対するコグ１２０の固着は、駆動シャフト１１６に対する回転と移動が拘束される限り、どのような方法で行ってもよい。例えば、コグ１２０は、駆動シャフト１１６に締まり嵌め（または焼き嵌め）によって固着されるとよい。あるいは、駆動シャフト１１６の外周部に平坦な箇所を設け、コグ１２０に嵌入した駆動シャフト１１６の平坦な箇所にコグ１２０の外周側からねじ込まれた雌止めネジを係合させることによって固着してもよい。

コグ１２０は、カラー１１２ａと当接する前環状面１２０ｂを有している。図３および図４に詳細に示すように、カラー１１２ａは、駆動シャフト１１６の外周を包囲してケーシング１１２から突出している。前環状面１２０ｂは、駆動シャフト１１６を図２において左側に移動させる力を受ける第１アキシャルスラスト軸受面を構成する。また、コグ１２０は、エンジンのフライホイールと嵌合するカバー４０と当接する後環状面１２０ａを有している。後環状面１２０ａは駆動シャフト１１６を図２において右側に付勢する軸方向荷重を受けるようになっている。

駆動シャフト１１６は中空であり、その駆動シャフト１１６のコグ１２０と反対側の端部の内面には、ブローチ加工によって、雌スプライン部１２２が形成されている。この雌スプライン部１２２は、駆動アダプタを介してエンジンによって駆動される補機、例えば、油圧ポンプの入力軸の前端の雄スプライン部が嵌入する嵌合部として機能している。

駆動シャフト１１６の２つの軸受シェル１１８を潤滑するためのオイルは、適切な開口（図示せず）を介して軸受シェル１１８間の空間に送給され、軸受シェル１１８を超えて軸方向に流れるようになっている。また、図２において、右側の軸受シェル１１８を通過したオイルは、アキシャル軸受面１２０ｂの潤滑に用いられている。図２において左側の軸受シェル１１８を通過したオイルはスプライン嵌合部１２２に流入することになる。軸受面１２０ａは、カバー４０に沿って滴下するオイルと、スプライン嵌合部１２２を通過して中空シャフト１１６内を流れるオイルによって潤滑されるようになっている。図２に示すように、軸受面１２０ａはカバー４０の***尾根部と接触している。好ましくは、***尾根部は連続的なリング状ではなく上側を向いた開口を有する三日月状に形成され、カバー４０の表面に沿って排出されるオイルの集油部として機能すべく構成されているとよい。多量のオイルが駆動シャフト内に集油される場合、余分のオイルをフライホイールのハウジング内に滴下することによって戻すための小さい排油穴が設けられているとよい。

オイルは、エンジンから２つのＯリング１２８および１３０間の空間に形成されたオイル通路を介してケーシング１１２に流入するようになっている。もし、オイルがＯリング１２８を通過したとしても、そのオイルはフライホイールのハウジング内に流入するだけであり、エンジンの外部に漏れることはない。しかし、Ｏリング１３０を通過したオイルはエンジンから外部に流出することになり、このようなオイル漏れは好ましくない。

従来例の駆動アダプタの場合、Ｏリング１３０に相当するＯリング３０にオイル漏れが生じた場合、駆動アダプタをエンジンから取り外さない限り、Ｏリング３０を取り替えることができず、駆動アダプタをエンジンから取り外すためには、エンジンをギアボックスから離す必要がある。一方、図２ないし図４に示すように、本発明による実施形態によれば、Ｏリング１３０は押さえスリーブ１３２のみによって保持されている。従って、駆動アダプタを動かさずに、Ｏリング１３０を簡単に取り外すことができるので、Ｏリング１３０の取替えを簡単に行うことができる。すなわち、押さえスリーブ１３２を軸方向に引き出した後、Ｏリング１３０をピンなどによって取り外すことができる。新しいＯリング１３０の取付けは、ケーシング１１２の端部にＯリング１３０を嵌め込み、その背後から取り付けた押さえスリーブ１３２を駆動させて、Ｏリング１３０を適切な位置まで押し込むことによってなされる。Ｏリング１３０は、押さえスリーブ１３２とケーシング１１２の肩部１３１との間において軸方向に締め付けられる。その結果、Ｏリング１３０は径方向に変形し、良好な密封状態を得ることができる。

補機を駆動アダプタに取付ける前に、一時カバープレート１３４によってケーシング１１２の端部を閉鎖すると同時に、押さえスリーブ１３２を適切な位置に保持している。カバープレート１３４は補機の取付け穴に嵌入するボルト１３６によって保持されている。また、ガスケット１３８を用いて、補機を適切な位置に取付けずにエンジンを作動した場合のオイル漏れを防いでいる。

ギアボックスをエンジンに嵌合する前に、駆動アダプタはエンジンに取付けられる。が、このとき、エンジンの軸方向における端面は露出しているので、ケーシング１１２は３本のボルト１１５によって適切な位置に固定されることになる。駆動シャフト１１６とコグ１２０は、ケーシング１１２内に挿入され、次いで、フライホイールのカバー４０がエンジンに取付けられる。この状態では、コグ１２０がエンジンとフライホイールのカバー４０との間に嵌め込まれた状態で保持され、駆動シャフト１１６の軸方向における移動が阻止されることになる。

補機をエンジンに取付けるためには、カバープレート１３４を取り外し、補機をボルト１３６によって駆動アダプタの適切な位置に固定する。トルクは、コグ１２０と噛合しているエンジンの被駆動ギアから駆動シャフト１１６に伝達され、さらにスプライン嵌合部１１２を介して補機の入力軸に伝達されるようになっている。

従来の駆動アダプタを示す断面図である。 本発明による駆動アダプタを示す断面図である。 図２の駆動アダプタの一部を分解して示す斜視図である。 図２および図３に示す駆動アダプタのケーシングの分解斜視図である。

符号の説明

１０：側方フランジ
４０：カバー
１１２：ケーシング
１１２ａ：カラー
１１４：突起状耳部
１１５：ボルト
１１６：駆動シャフト
１１８：軸受シェル
１２０：コグ
１２０ａ：前環状面（アキシャル軸受面）
１２０ｂ：後環状面（アキシャル軸受面）
１２２：スプライン嵌合部（雌スプライン部）
１２８，１３０：Ｏリング
１３２：押さえスリーブ
１３４：一時カバープレート
１３６：ボルト
１３８：ガスケット

Claims (8)

1. 補機を取付けるための開口が形成された側方フランジと、前記開口に重なるように前記側方フランジの端面に取付けられるケーシングを備え、前記側方フランジの内周面と前記ケーシングの外周面との間に２つのＯリングが軸方向に間隔を置いて設けられ、前記側方フランジを一端に有するエンジンブロックに用いられる補機駆動アダプタにおいて、前記ケーシング内に回転自在に支持される駆動シャフトと、前記駆動シャフトを補機の入力軸と連結させるために前記駆動シャフトの一端に形成される嵌合部と、前記駆動シャフトの他端に一体的に形成されてエンジンの被駆動ギアと噛合するコグとを備え、前記コグの互いに対向する両面は前記駆動シャフトに両方向から作用する軸方向力を受ける軸受面として機能し、前記２つのＯリング間の空間に形成されたオイル通路を介してオイルがエンジンから前記ケーシングに流入し、補機側の前記Ｏリングが押さえスリーブのみによって保持されていることを特徴とする駆動アダプタ。
2. 前記駆動シャフトの前記コグと係合する部分は、前記ケーシング内において回転自在に支持されている部分と同一の直径を有していることを特徴とする請求項１に記載の駆動アダプタ。
3. 前記駆動シャフトは、中空シャフトとして形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動アダプタ。
4. 前記嵌合部は、前記駆動シャフトの一端をブローチ加工することによって形成された雌スプライン嵌合部であることを特徴とする請求項３に記載の駆動アダプタ。
5. 前記中空シャフト内に集油したオイルを使用時において前記エンジンのフライホイールのハウジング内に排出する排油穴が設けられていることを特徴とする請求項３または4に記載の駆動アダプタ。
6. 前記駆動シャフトは、前記ケーシング内に偏心して取付けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の駆動アダプタ。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の駆動アダプタと嵌合するエンジンにおいて、前記エンジンの端面を密閉するカバーをさらに備え、前記カバーには前記コグの前記軸受面と接触して前記駆動シャフトの軸方向変位を制限する***尾根部が形成されていることを特徴とするエンジン。
8. 前記尾根部は、前記カバーから下方に排出するオイルを集油する集油部として機能する上向き開口を有する三日月状の形状に形成され、集油されたオイルは、前記尾根部と接触する前記コグの前記軸受面を潤滑するのに用いられることを特徴とする請求項７に記載のエンジン。

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