JP6785814B2 - engine - Google Patents
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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 gears.
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 that mesh 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 auxiliary drive mechanism of the engine 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 of the present invention is to provide an engine capable of suppressing the generation of noise at the meshing portion of a 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 problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem and its effect 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。 From the viewpoint 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. A first oil groove facing in the radial direction is formed in the first gear. The thrust metal is arranged adjacent to the first gear in the axial direction. The thrust metal is formed with a second oil groove facing in the radial direction 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 rotation of the first gear switches the connection and disconnection between the first oil groove and the second oil groove. 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 between 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。 As a result, by rotating the first gear while pumping the lubricating oil to the first oil groove, the meshing portion of the second gear and the third gear is formed at the timing when the first oil groove and the second oil groove are connected. Lubricating oil can be guided in the vicinity of. Therefore, the lubricating oil can be positively supplied between the second gear and the third gear to stably lubricate the tooth surface of the gear, 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 for which the lubricating oil hits is provided on the inner wall of the first gear, the second gear, and the accommodation space accommodating the third gear. The guide portion guides the lubricating oil to the meshing portion by hitting and bouncing at least a part of the lubricating oil that has passed through the second oil groove.
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。 As a result, the lubricating oil can be reliably supplied to the meshing portions 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, the radially outer end of the second oil groove projects outward from the outer edge of the first gear when viewed in a direction parallel to the rotation axis of the first gear. 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。 As a result, 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, lubrication of the meshing portion becomes easy.
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 the cam shaft for opening and closing the valves 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, the noise at the meshing portion between the crank gear and the idle gear can be reduced.
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 the rotation phase of the cam gear in which the torque applied to the cam shaft by the urging member for urging the valve is reversed. Is preferable.
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。 As a result, the lubricating oil can be guided to the vicinity of the meshing portion of the second gear and the third gear at the timing when the torque applied to the cam shaft changes significantly. 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 connecting recess is formed on the surface facing the first gear in a phase different from the phase of the second oil groove. The rotation of the first gear switches the connection and disconnection between the first oil groove and the connecting recess. A plurality of the first oil grooves are provided in the first gear. In the rotation phase of the first gear in which any of the plurality of first oil grooves is connected to the second oil groove, the other first oil groove is blocked from the connecting 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。 As a result, a wide range can be lubricated by the second oil groove and the connecting recess. Further, when the lubricating oil is ejected from the second oil groove, the pressure can be concentrated on the second oil groove, so that even if the pressure at which the lubricating oil is supplied to the first oil groove is low, it can be applied to the meshing portion. 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, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view 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。
The
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 lubricating
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。
As described above, a gear train including a
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。
Further, a gear train including a
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。
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, the configurations 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 radial 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 both 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 radial 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。
Further, as will be described in detail 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。
As described above, 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 in 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。
Further, 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 part 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 positively 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。
The shapes 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, by rotating 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。
As a result, the lubricating oil can be reliably supplied to 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。
Further, 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 including 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。
As a result, 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。
Further, 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。
As a result, 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, the second embodiment will be described. FIG. 6 is a perspective view showing a state of 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, at the end of the
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。
As a result, 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。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be changed 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 of 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。
The above embodiment relates to a 4-cylinder engine, but the number of cylinders in 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, for example, 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 (2nd 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。 The first gear in which the first oil groove facing the radial direction is formed,
Thrust metal, which is arranged adjacent to the first gear in the axial direction and has a second oil groove facing in the radial direction formed on a surface facing the first gear.
A second gear that rotates around a rotation axis that does not match the rotation axis of the first gear,
A third gear that rotates around a rotation axis that does not match the rotation axis of the first gear and meshes with the second gear.
With
The rotation of the first gear switches the connection and disconnection between the first oil groove and the second oil groove.
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 between 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 for the lubricating oil is provided on the inner wall of the accommodation space for accommodating the first gear, the second gear, and the third gear.
The guide portion is an engine characterized in that at least a part of the lubricating oil that has passed through the second oil groove hits and bounces to guide the lubricating oil to the meshing portion.
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 the radially outer end of the second oil groove protrudes outward from the outer edge of the first gear when viewed in a direction parallel to the rotation axis 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 cam shaft for opening and closing valves 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 the rotation phase of the cam gear in which the torque applied to the cam shaft by the urging member for urging 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.
In the thrust metal, a connecting recess is formed on a surface facing the first gear in a phase different from the phase of the second oil groove.
The rotation of the first gear switches the connection and disconnection between the first oil groove and the connecting recess.
A plurality of the first oil grooves are provided in the first gear.
In the rotation phase of the first gear in which any of the plurality of first oil grooves is connected to the second oil groove, the other first oil groove is blocked from the connecting recess. engine.
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