JP4705889B2 - エンジンの駆動伝達機構 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの駆動伝達機構の技術、特にシリンダブロックの側方に取り付けるギヤケースに内装されるアイドルギヤとアイドル軸の構造の技術に関する。

従来、エンジンの動力を伝えるギヤケース１０４内には、図９に示すように、クランク軸１１０上に固定されるクランクギヤ１１１、アイドル軸１１２上に回転自在に支持されるアイドルギヤ１１３、燃料噴射ポンプのカム軸１１４により駆動される燃料噴射ポンプ用ギヤ１１５、カム軸１１６上に固定されるカムギヤ１１７、及び油圧ポンプ駆動軸１１８上に固定される油圧ポンプギヤ１１９等が収納されている。そして、クランクギヤ１１１とアイドルギヤ１１３が噛合され、該アイドルギヤ１１３に燃料噴射ポンプ用ギヤ１１５及びカムギヤ１１７が噛合され、該カムギヤ１１７に油圧ポンプギヤ１１９が噛合されて、クランク軸１１０から燃料噴射ポンプや弁腕や油圧ポンプ等を駆動できるように構成している。前記アイドルギヤ１１３を回転自在に支持するアイドル軸１１２は、シリンダブロックに２〜３本のボルトで締結されており、該アイドル軸１１２の軸心に潤滑油路が穿設され、該潤滑油路から半径方向に潤滑油路を穿設して、アイドルギヤ１１３の回転部及び歯部を潤滑する構成としていた。
特開２００３−９０２０１号公報

しかし、既存のエンジンのマイナーチェンジ等のためにギヤトレインを見直して燃料噴射ポンプや油圧ポンプ等の配置を変更した場合、アイドル軸の取付位置も変更される場合がある。このとき、アイドル軸の配置はシリンダブロックのギヤケース面内に制限され、もし、シリンダブロック面外にアイドル軸を配置したい場合は、シリンダブロックを変更して面を広げるか、若しくはギヤケースにアイドル軸を締結することとなるが、前者の場合はシリンダブロックの既存機種との兼用性が失われ、コストアップとなる可能性があり、後者の場合はギヤの駆動力がアイドル軸を介してギヤケースに伝わるため、ギヤケースを変形させてしまい、ギヤの挙動が不安定となり歯打ち音が増大し、最悪の場合歯が欠けることが有る。また、ギヤケースが変形することでシリンダブロックとのシールが不十分となり油漏れが発生することがある。また、ギヤケースは低強度のアルミ製であることが多く、変形によってギヤケースが破壊する恐れがある。本発明は、斯かる課題に鑑み、アイドルギヤを支持する際に、ギヤケースを破損することなく、安定して支持することが可能となるエンジンの駆動伝達機構を提供する。

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を説明する。

請求項１においては、シリンダブロック（２）にギヤケース（４）を取り付け、該ギヤケース（４）に収容するアイドルギヤ（１３）をアイドル軸（１２）で回転自在に支持し、該アイドル軸（１２）をギヤケース（４）に取り付ける構造において、前記アイドル軸（１２）を、前記シリンダブロック（２）の外形部近傍に配置し、該アイドル軸（１２）は、該シリンダブロック（２）の外形線を跨ぎ、該シリンダブロック（２）の外形線とアイドル軸（１２）が正面視で重複するように配置し、該アイドル軸（１２）を締結する複数のボルト（２８）のうち、一部のボルト（２８）はシリンダブロック（２）側のギヤケース（４）を介して、シリンダブロック（２）に締結し、他のボルト（２８）は、シリンダブロック（２）ではなく、該シリンダブロック（２）側のギヤケース（４）に締結したものである。

請求項２においては、請求項１記載のエンジンの駆動伝達機構において、前記ギヤケース（４）のシリンダブロック（２）との合わせ面に潤滑油溝（４０）を形成し、該潤滑油溝（４０）の一端をシリンダブロック（２）に設けた潤滑油通路（２２）と連通し、他端をアイドル軸（１２）の軸心部に形成した潤滑油路（３１）と連通したものである。

請求項３においては、請求項１記載のエンジンの駆動伝達機構において、前記ギヤケース（４）と、アイドル軸（１２）およびアイドルギヤ（１３）との間に、スラストメタル（３２）を介装したものである。

請求項４においては、請求項３記載のエンジンの駆動伝達機構において、前記スラストメタル（３２）の複数箇所に凹もしくは凸部（５５）を設け、これに対応する凸もしくは凹部（５４）を、前記ギヤケース（４）に設けたものである。

請求項５においては、請求項４に記載のエンジンの駆動伝達機構において、前記スラストメタル（３２）にアイドル軸（１２）の一部を挿通する挿通孔（５１）を設け、該挿通孔（５１）に対してスラストメタル（３２）を非対称な形状にしたものである。

請求項６においては、請求項４に記載のエンジンの駆動伝達機構において、前記スラストメタル（３２）にアイドル軸（１２）の一部を挿通する挿通孔（５１）を設け、該挿通孔（５１）に対してスラストメタルを対称な形状にしたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、シリンダブロック（２）にギヤケース（４）を取り付け、該ギヤケース（４）に収容するアイドルギヤ（１３）をアイドル軸（１２）で回転自在に支持し、該アイドル軸（１２）をギヤケース（４）に取り付ける構造において、前記アイドル軸（１２）を、前記シリンダブロック（２）の外形部近傍に配置し、該アイドル軸（１２）は、該シリンダブロック（２）の外形線を跨ぎ、該シリンダブロック（２）の外形線とアイドル軸（１２）が正面視で重複するように配置し、該アイドル軸（１２）を締結する複数のボルト（２８）のうち、一部のボルト（２８）はシリンダブロック（２）側のギヤケース（４）を介して、シリンダブロック（２）に締結し、他のボルト（２８）は、シリンダブロック（２）ではなく、該シリンダブロック（２）側のギヤケース（４）に締結したので、アイドル軸の取り付け可能な範囲が広がり、ギヤケースにおけるギヤのレイアウトの自由度を高めることができる。また、アイドル軸をギヤケースだけでなく、シリンダブロックにも取り付けるので、アイドル軸の支持構造の剛性を高めることができる。

請求項２においては、請求項１記載のエンジンの駆動伝達機構において、前記ギヤケース（４）のシリンダブロック（２）との合わせ面に潤滑油溝（４０）を形成し、該潤滑油溝（４０）の一端をシリンダブロック（２）に設けた潤滑油通路（２２）と連通し、他端をアイドル軸（１２）の軸心部に形成した潤滑油路（３１）と連通したので、アイドル軸への潤滑油経路を構成する際の制限が殆どなくなり、ギヤケースにおけるギヤのレイアウトの自由度を高めることができる。また、潤滑油経路を部品点数を増加させることなく構成できるので、コストの上昇を抑制でき、また組み立て性を維持できる。

請求項３においては、請求項１記載のエンジンの駆動伝達機構において、前記ギヤケース（４）と、アイドル軸（１２）およびアイドルギヤ（１３）との間に、スラストメタル（３２）を介装したので、ギヤとギヤケースとが摺接して摩耗するのを防止して、アイドル軸の支持構造の耐久性を向上できる。また、ギヤケースにその材質に関係なくアイドル軸を支持することが可能となり、コストの上昇を抑制することができる。

請求項４においては、請求項３記載のエンジンの駆動伝達機構において、前記スラストメタル（３２）の複数箇所に凹もしくは凸部（５５）を設け、これに対応する凸もしくは凹部（５４）を、前記ギヤケース（４）に設けたので、組み立て時にボルト止め等をしなくても、スラストメタルを正確に取り付けることができ、スラストメタルの取り付けによる組み立て工数の増加を最小限に抑えることができる。

請求項５においては、請求項４に記載のエンジンの駆動伝達機構において、前記スラストメタル（３２）にアイドル軸（１２）の一部を挿通する挿通孔（５１）を設け、該挿通孔（５１）に対してスラストメタル（３２）を非対称な形状にしたので、組み立て時にスラストメタルの向きを容易に判別して取り付けることができる。また、軸孔の位置が対称でない場合に、組み立て間違いを防止できる。

請求項６においては、請求項４に記載のエンジンの駆動伝達機構において、前記スラストメタル（３２）にアイドル軸（１２）の一部を挿通する挿通孔（５１）を設け、該挿通孔（５１）に対してスラストメタルを対称な形状にしたので、組み立て時にスラストメタルの向きを考慮することなく、容易に取り付けることができる。組み立て工数が減少してコスト低減化が図れる。

次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施例に係るエンジンの全体的な構成を示した側面一部断面図、図２はアイドル軸とアイドルギヤの一部断面図、図３はアイドル軸とアイドルギヤの一部断面図である。図４はアイドル軸とアイドルギヤとスラストメタルの一部断面図、図５はギヤケースとシリンダブロックの配置を示す背面図、図６はスラストメタルの斜視図、図７はスラストメタルの斜視図、図８はスラストメタルとギヤケースの配置を示した斜視図、図９は従来のギヤ配置を示すギヤケースの正面図である。

まず、エンジン１の概略構成について図１を用いて説明する。エンジン１のシリンダブロック２の上端部にはシリンダヘッド３が取り付けられている。

シリンダブロック２の一側面には、クランク軸６０からの駆動力をカム軸や燃料噴射ポンプ等へ伝達するためのギヤや各ギヤと噛合することで動力を伝達するアイドルギヤ１３等が内装されたギヤケース４が連結されており、該ギヤケース４の外側面にはギヤケースカバー５が連結されている。該ギヤケース４とギヤケースカバー５とで構成されるギヤケース部には、図示せぬ潤滑油ポンプが収納されている。

また、シリンダブロック２の下方にはオイルパン７が設けられており、該オイルパン７内には潤滑油が貯溜されている。オイルパン７はシリンダブロック２下面に連結されている。前記シリンダブロック２には、潤滑油通路２２（図３）が形成され、クランク軸６０の回動により潤滑油ポンプを駆動することにより、オイルパン７内へ突出した潤滑油吸入管２３から潤滑油を吸入し、潤滑油通路２２から各ギヤや弁腕等に吐出して潤滑するように構成している。また、前記クランク軸６０には冷却ファン２４に動力を伝達するための冷却ファン駆動プーリ２５が貫設されており、ベルト２６によって冷却ファン入力プーリ２７に動力が伝達される構成となっている。

次に、前記アイドルギヤ１３の配置について説明する。図２に示すように、シリンダブロック２にクランク軸６０が横架して支持され、該クランク軸６０上にクランクギヤ６１が固設されている。該クランク軸６０側方にポンプ軸６２がクランク軸６０と平行に支持され、該ポンプ軸６２上にポンプギヤ６３が固設され、該ポンプギヤ６３と前記クランクギヤ６１が噛合されて、クラッチ軸６０の回動により燃料噴射ポンプを駆動可能としている。また、前記クランク軸６０上方にクランク軸６０と平行に第一アイドル軸６４が支持され、該第一アイドル軸６４上に第一アイドルギヤ６５が回転自在に支持されている。該第一アイドルギヤ６５にカムギヤ６６が噛合され、該カムギヤ６６を固設したカム軸６７を駆動可能としている。該カムギヤ６６より潤滑ポンプ用ギヤに動力を伝えて潤滑油ポンプを駆動可能としている。

更に、前記第一アイドルギヤ６５には第二アイドルギヤ（以下アイドルギヤ）１３と噛合され、該アイドルギヤ１３は第二アイドル軸（以下アイドル軸）１２に回転自在に支持され、該アイドル軸１２は後述する本発明の取付構造によりギヤケース４に支持されている。該ギヤケース４の上左端部は斜め上方にシリンダブロック２より突出して延設され、この突出部分４ａの裏側に補機またはポンプ、本実施例では発電機６８が固設されている。該発電機６８はシリンダブロック２の左側上下中途部に形成される凹部の空間に位置するように配設される。該発電機６８の入力軸６９がギヤケース４内に突出され、該入力軸６９上に発電機用ギヤ７０が固設され、該発電機用ギヤ７０は前記アイドルギヤ１３と噛合されている。こうして、クランク軸６０からクランクギヤ６１、第一アイドルギヤ６５、アイドルギヤ１３、発電機用ギヤ７０を介して発電機６８が作動されて発電するようにしている。但し、本実施例では前記突出部分４ａに発電機６８を配置しているが、限定するものではなく、配置構成によって発電機６８の代わりに他の補機や油圧ポンプや燃料噴射ポンプやフィードポンプ、冷却用ウォーターポンプ等を配置する構成であっても構わない。そして、前記第一アイドル軸６４上の第一アイドルギヤ６５と発電機用ギヤ７０とは間隔が広いため、直接噛合させることは困難であり、両者の略中間位置にあたるシリンダブロック２の外形部近傍にアイドル軸１２を配置する構成としている。こうして、第一アイドルギヤ６５からアイドルギヤ１３を介して発電機用ギヤ７０に動力を伝えるようにしている。

該アイドルギヤ１３を回転自在に支持するアイドル軸１２が、シリンダブロック２の外形線を跨ぐように、つまり、シリンダブロック２の外形線とアイドル軸１２が正面視で重複ように配置される場合、複数のボルト全てがアイドル軸１２を貫通してシリンダブロックに固定できないことがある。この場合、アイドル軸１２の支持剛性が低下して、歯打ち音が増大したり、シールが不十分となり油漏れが発生したりすることがある。そこで、本発明では図２、図３に示すように、前記アイドル軸１２を固定するために締結するボルト２８のうち一乃至二本はギヤケース４を貫通してシリンダブロック２に締結し、残りの一乃至二本はギヤケース４に締結する。

即ち、アイドル軸１２は円柱状に構成されて、先端（ギヤケースへの固定側）に同一軸心上に小径の円柱状の凸部１２ａが形成され、該凸部１２ａの周囲に等間隔でボルト孔１２ｂが複数（本実施例では３箇所）軸心と平行に貫通開口されている。一方、ギヤケース４のアイドル軸１２の取付位置に前記凸部１２ａの大きさに合わせた円形の凹部（または円形の孔）４ｂが形成され、組立時に凸部１２ａを挿入することにより、容易に位置決めができるようにしている。該凹部４ｂの周囲に前記ボルト孔１２ｂの位置に合わせてボルト孔４ｃとボルト穴４ｄが設けられ、ボルト孔４ｃはギヤケース４を貫通して、シリンダブロック２に形成したボルト穴と一致させてボルト２８により螺装固定できるようにしている。ボルト穴４ｄはシリンダブロック２よりも外側に位置する部分に設けられ、該ボルト穴４ｄが位置するギヤケース４の裏側には凸状の裏ボス４ｅが形成され、ボルト２８の締結長を確保している。このように、締結するボルト２８のうち一部はギヤケース４に裏ボス４ｅにより剛性を高めながら固定し、残りのボルトは剛性の高いシリンダブロック２に締結することにより、より強固に固定することが可能としている。

また、図３、図５に示すようにギヤケース４とアイドルギヤ１３の間に、スラストメタル３２を介装することも可能である。前記アイドルギヤ１３とギヤケース４が直接接触した状態では、摩耗してアルミなど剛性の低い材料で形成されることが多いギヤケース４が変形することがある。そこで、スラストメタル３２を装着することにより、ギヤケース４とアイドルギヤ１３との接触を無くし、摩擦抵抗を減少するとともに変形を防ぐ。この場合、スラストメタル３２にもボルト孔５２が前記ボルト孔１２ｂの位置に合わせて開口されている。

また、前記潤滑油通路２２はアイドル軸１２とアイドルギヤ１３との間にまで延設されて、両者の間の接触面に潤滑油を送油するようにしている。即ち、図４、図５に示すように、アイドル軸１２の前記凸部１２ａの外側端面から軸心方向と平行に油路３１が中途部まで穿設され、一方、アイドル軸１２の中途部の外周から前記油路３１に向かって油路が穿設されて連通されている。また、シリンダブロック２に形成した前記潤滑油通路２２の端部とアイドル軸１２に設けた油路３１を連通するために、両者間の最短距離をつなぐ方向にギヤケース４の裏面に溝４０と、前記油路３１の延長上に縦孔４０ｂが形成されている。こうして、シリンダブロック２の潤滑油通路２２からアイドル軸１２の油路３１まで潤滑油が導かれるのである。そして、前記溝４０はシリンダブロック２の合わせ面により蓋されており、該溝４０が油路として形成される。

前記スラストメタル３２は鉄などの剛性の高い材質によって形成された薄い板状の部材で構成され、図５、図６に示すように、その略中央付近にはアイドル軸１２の凸部１２ａが貫通するための軸孔５１が穿設されており、該軸孔５１の周囲には前記ボルト２８が貫通するボルト孔５２が複数箇所穿設され、前記軸孔付近でアイドル軸１２の油路３１とギヤケース４の縦溝４０ｂに対応する位置に油孔５３が穿設されている。図５に示すように、前記油孔は前記アイドル軸１２の油路３１とギヤケース４の溝４０を連通させる。前記スラストメタル３２はボルト止めするのではなく、図８に示すように、ギヤケース４の表面側（ギヤを収納する内側）に突出した突起５４により位置決めできるようにしている。即ち、突起５４は略円筒形状に形成して二箇所以上設け、スラストメタル３２に設けた固定用孔５５をこの突起に嵌め込んで位置を合わせる構造とする。このように構成することにより、ボルト止めの必要が無く、簡単に組み付けることが可能となる。なお、前記固定用孔は単に凹部に形成してもよく、また、スラストメタルに凸部を設け、ギヤケースに凹部を設ける構成とすることもできる。

また、前述のアイドル軸１２を固定するためのボルト穴がスラストメタル３２に配置されるが、スラストメタル３２の向きや裏表が一致しない時は、その向きに合わせる必要があり、図６に示すように、スラストメタル３２を非対称形状とすることにより、組み立て時にスラストメタル３２の向きを間違えずに容易に判別できるようにしている。

一方、図７に示すように裏表が同じ構成で、１８０°回転しても組み付け可能である場合は、逆に対称形状とすることにより、組み立て時にスラストメタル３２の方向を考慮する必要が無く容易に組み付けることができる。

以上から、シリンダブロック２にギヤケース４を取り付け、該ギヤケース４に収容するアイドルギヤ１３をアイドル軸１２で回転自在に支持し、該アイドル軸１２をギヤケース４に取り付ける構造において、前記アイドル軸１２を、シリンダブロック２の外形部近傍に配置し、該アイドル軸１２を少なくとも１本のボルトによりギヤケース４介してシリンダブロック２に締結固定するとともに、少なくとも１本のボルト２８によりアイドル軸１２をギヤケース４に締結固定した。このように構成することにより、アイドル軸の取り付け可能な範囲が広がり、ギヤケースにおけるギヤのレイアウトの自由度を高めることができる。また、アイドル軸をギヤケースだけでなく、シリンダブロックにも取り付けるので、アイドル軸の支持構造の剛性を高めることができる。

また、前記ギヤケース４のシリンダブロック２との合わせ面に潤滑油溝４０を形成し、該潤滑油溝４０の一端をシリンダブロックに設けた潤滑油孔２２と連通し、他端をアイドル軸１２の軸心部に形成した潤滑油孔３１と連通した。このように構成することにより、アイドル軸への潤滑油経路を構成する際の制限が殆どなくなり、ギヤケースにおけるギヤのレイアウトの自由度を高めることができる。また、潤滑油経路を部品点数を増加させることなく構成できるので、コストの上昇を抑制でき、また組み立て性を維持できる。また、前記ギヤケース４と、アイドル軸１２およびアイドルギヤ１３との間に、スラストメタル３２を介装した。このように構成することにより、ギヤとギヤケースとが摺接して摩耗するのを防止して、アイドル軸の支持構造の耐久性を向上できる。また、ギヤケースにその材質に関係なくアイドル軸を支持することが可能となり、コストの上昇を抑制することができる。

また、前記スラストメタル３２の複数箇所に凹もしくは凸部５５を設け、これに対応する凸もしくは凹部５４をギヤケース４に設けた。このように構成することにより、組み立て時にボルト止め等をしなくても、スラストメタルを正確に取り付けることができ、スラストメタルの取り付けによる組み立て工数の増加を最小限に抑えることができる。

また、前記スラストメタル３２にアイドル軸１２の一部を挿通する挿通孔５１を設け、該挿通孔５１に対してスラストメタル３２を非対称な形状にした。このように構成することにより、組み立て時にスラストメタルの向きを容易に判別して取り付けることができる。また、軸孔の位置が対称でない場合に、組み立て間違いを防止できる。また、前記スラストメタル３２にアイドル軸１２の一部を挿通する挿通孔５１を設け、該挿通孔５１に対してスラストメタルを対称な形状にした。このように構成することにより、組み立て時にスラストメタルの向きを考慮することなく、容易に取り付けることができる。組み立て工数が減少してコスト低減化が図れる。

本発明の一実施例に係るエンジンの全体的な構成を示した側面一部断面図。 ギヤケースとシリンダブロックの配置を示す背面図。 アイドル軸とアイドルギヤとスラストメタルの一部断面図。 アイドル軸とアイドルギヤの一部断面図。 アイドル軸とアイドルギヤとスラストメタルの一部断面図。 スラストメタルの斜視図。 スラストメタルの斜視図。 スラストメタルとギヤケースの配置を示した斜視図。 従来のギヤ配置を示すギヤケースの正面図。

１ エンジン
２ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
４ ギヤケース
１０ クランク軸
１２ アイドル軸
１３ アイドルギヤ
２２ 潤滑油通路
３２ スラストメタル
４０ 溝
５１ 挿通孔
５３ 油孔
５４ 突起
５５ 固定孔

Claims (6)

1. シリンダブロック（２）にギヤケース（４）を取り付け、該ギヤケース（４）に収容するアイドルギヤ（１３）をアイドル軸（１２）で回転自在に支持し、該アイドル軸（１２）をギヤケース（４）に取り付ける構造において、前記アイドル軸（１２）を、前記シリンダブロック（２）の外形部近傍に配置し、該アイドル軸（１２）は、該シリンダブロック（２）の外形線を跨ぎ、該シリンダブロック（２）の外形線とアイドル軸（１２）が正面視で重複するように配置し、該アイドル軸（１２）を締結する複数のボルト（２８）のうち、一部のボルト（２８）はシリンダブロック（２）側のギヤケース（４）を介して、シリンダブロック（２）に締結し、他のボルト（２８）は、シリンダブロック（２）ではなく、該シリンダブロック（２）側のギヤケース（４）に締結したことを特徴とするエンジンの駆動伝達機構。
2. 前記ギヤケース（４）のシリンダブロック（２）との合わせ面に潤滑油溝（４０）を形成し、該潤滑油溝（４０）の一端をシリンダブロック（２）に設けた潤滑油通路（２２）と連通し、他端をアイドル軸（１２）の軸心部に形成した潤滑油路（３１）と連通したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの駆動伝達機構。
3. 前記ギヤケース（４）と、アイドル軸（１２）およびアイドルギヤ（１３）との間に、スラストメタル（３２）を介装したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの駆動伝達機構。
4. 前記スラストメタル（３２）の複数箇所に凹もしくは凸部（５５）を設け、これに対応する凸もしくは凹部（５４）を、前記ギヤケース（４）に設けたことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの駆動伝達機構。
5. 前記スラストメタル（３２）にアイドル軸（１２）の一部を挿通する挿通孔（５１）を設け、該挿通孔（５１）に対してスラストメタル（３２）を非対称な形状にしたことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの駆動伝達機構。
6. 前記スラストメタル（３２）にアイドル軸（１２）の一部を挿通する挿通孔（５１）を設け、該挿通孔（５１）に対してスラストメタルを対称な形状にしたことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの駆動伝達機構。