(57)【要約】【課題】高い支持剛性を得つつシャフトを軽量化できるアイドルギア支持構造を提供する。【解決手段】アイドルギア支持構造は、シャフト４と、シャフト４の外周に回転自在に設けられたアイドルギア１と、シャフト４に軸方向に貫通して形成された第１ボルト挿通孔１１と、第１ボルト挿通孔１１に挿通されシャフト４をシリンダーブロック３に締結するボルト１０と、シャフト４の先端部に形成された空洞部１８とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトの外周に回転自在に設けられたアイドルギアと、
前記シャフトに軸方向に貫通して形成されたボルト挿通孔と、
前記ボルト挿通孔に挿通され前記シャフトを構造物に締結するボルトと、
前記シャフトの先端部に形成された空洞部と、
を備えたことを特徴とするアイドルギア支持構造。
【請求項２】
前記空洞部は、前記シャフトと同軸の環状に形成された
請求項１に記載のアイドルギア支持構造。
【請求項３】
前記空洞部は、前記アイドルギアの歯幅の中心より前記シャフトの先端側に形成された
請求項１又は２に記載のアイドルギア支持構造。
【請求項４】
前記シャフトの先端には、前記空洞部を塞ぐフランジが配置され、前記フランジ及び前記シャフトが前記ボルトにて共締めされる
請求項１から３のいずれか一項に記載のアイドルギア支持構造。
【請求項５】
前記空洞部内には、前記フランジを支持するフランジ支持部が設けられた
請求項４に記載のアイドルギア支持構造。
【請求項６】
前記空洞部より基端側の前記シャフト内には、前記構造物からの潤滑油を前記シャフトの外周面に案内する油路が形成された
請求項１から５のいずれか一項に記載のアイドルギア支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示はアイドルギアを回転自在に支持するアイドルギア支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
アイドルギアの支持構造としては、例えば、シリンダーブロック等の構造物に片持ち支持される円柱状のシャフトの外周に、アイドルギアを回転自在に設けるものが知られている。かかるアイドルギア支持構造には、シャフトにボルトを挿通させ、このボルトで構造物にシャフトを締結するシャフト締結タイプと、シャフトの基端にフランジを設け、フランジを構造物に締結するフランジ締結タイプとがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８５４０７号公報
【特許文献２】実開平０６−００６８０４号公報
【特許文献３】実開平０５−０５２２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、フランジ締結タイプは、一般的に軽量にできるものの、支持剛性が低い。このため、大きな支持剛性が求められるアイドルギアには、支持剛性が高いシャフト締結タイプが用いられる。しかし、シャフト締結タイプは、シャフトに軸方向に貫通するボルト孔を形成し、このボルト孔にボルトを挿通させる。このため、シャフトに一定の直径が必要であり、重量がかさむという課題がある。
【０００５】
そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、高い支持剛性を得つつシャフトを軽量化できるアイドルギア支持構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一の態様によれば、
シャフトと、
前記シャフトの外周に回転自在に設けられたアイドルギアと、
前記シャフトに軸方向に貫通して形成されたボルト挿通孔と、
前記ボルト挿通孔に挿通され前記シャフトを構造物に締結するボルトと、
前記シャフトの先端部に形成された空洞部と、
を備えたことを特徴とするアイドルギア支持構造が提供される。
【０００７】
好ましくは、前記空洞部は、前記シャフトと同軸の環状に形成される。
【０００８】
好ましくは、前記空洞部は、前記アイドルギアの歯幅の中心より前記シャフトの先端側に形成される。
【０００９】
好ましくは、前記シャフトの先端には、前記空洞部を塞ぐフランジが配置され、前記フランジ及び前記シャフトが前記ボルトにて共締めされる。
【００１０】
好ましくは、前記空洞部内には、前記フランジを支持するフランジ支持部が設けられる。
【００１１】
好ましくは、前記空洞部より基端側の前記シャフト内には、前記構造物からの潤滑油を前記シャフトの外周面に案内する油路が形成される。
【発明の効果】
【００１２】
上記の態様によれば、高い支持剛性を得つつシャフトを軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の一実施の形態に係るアイドルギアの斜視図である。
【図２】アイドルギアの支持構造を示す側面断面図である。
【図３】シャフトの斜視図である。
【図４】シャフトの側面図である。
【図５】シャフトの上面図である。
【図６】シャフトの後面図である。
【図７】他の実施の形態を示すシャフトの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお、後述する実施の形態における前後左右上下の各方向は、後述するエンジンが搭載される車両の各方向をいうものとする。ただし、本実施の形態における各方向は、説明の便宜のために用いるものであり、後述する部材間の相対的な位置関係を表す。
【００１５】
［第１実施形態］
図１は、本開示の第１実施形態に係るアイドルギア１の斜視図である。図２は、図１に係るアイドルギア１を左方から視た側面断面図である。図１及び図２に示すように、アイドルギア１は、エンジン（内燃機関）２に具備され、図示しないクランクシャフトからの回転駆動力を補機等に伝達するギアトレインの一部をなす。エンジン２は、多気筒の圧縮着火式内燃機関、すなわちディーゼルエンジンである。エンジン２は、クランクシャフトを後方に突出させる姿勢で図示しない車両に搭載される。アイドルギア１は、図示しない他のギアに噛合される。アイドルギア１は、エンジン２のシリンダーブロック３の背面にシャフト４を介して回転自在に設けられる。
【００１６】
なお、アイドルギア１は、エンジン２の他の部分にシャフト４を介して設けられてもよい。また、エンジン２は、ガソリンエンジン等の他の形式の内燃機関であってもよく、単気筒エンジンであってもよい。そして、エンジン２は車両に搭載されなくてもよい。また、アイドルギア１は、エンジン以外の構造物にシャフト４を介して設けられるものであってもよい。
【００１７】
アイドルギア１は、中心部に形成されるボス部５と、外周部に形成されるリム部６と、ボス部５及びリム部６を接続するウェブ部７とを備える。ボス部５は、前後方向に延びる筒状に形成され、シャフト４の外周に回転自在に設けられる。ボス部５の外径は、ウェブ部７から前方又は後方に離間するにつれて小さくなるように設定される。ウェブ部７は、ボス部５の前後方向の中間位置から径方向外方に延びる。ウェブ部７は、板状に形成される。リム部６は、ボス部５と同軸の筒状に形成される。リム部６の外周には、複数の歯８が周方向に等ピッチに形成される。歯８の前端位置は、ボス部５の前端位置と概ね同じに設定される。歯８の後端位置は、ボス部５の後端位置と概ね同じに設定される。なお、歯８の前端位置および後端位置は、例えばボス部５の前端位置および後端位置と異なる場合でもよい。また、アイドルギア１は、ヘリカルギアで構成される。なお、アイドルギア１は、例えばスパーギア等の他のタイプのギアで構成されてもよい。
【００１８】
シャフト４は、シリンダーブロック３の背面に片持ち支持される。すなわち、シャフト４は、シリンダーブロック３の背面に設けられ、後方に延出する。また、シャフト４は、ボス部５の内径より小径の円柱状に形成され、ボス部５を回転自在に支持する。シャフト４とボス部５との間には、円筒状のすべり軸受９が介在される。
【００１９】
また、シャフト４には、ボルト１０を挿通させるための第１ボルト挿通孔１１が前後方向（軸方向）に貫通して複数（本実施の形態においては２つ：図６参照）形成される。また、シャフト４には、シリンダーブロック３に対する位置合わせを行うための凸部１２が前方に突起して設けられる。凸部１２は、シリンダーブロック３の背面に形成された凹部１３に嵌合される。これにより、シリンダーブロック３に対するシャフト４の上下左右方向の位置決めがなされる。また、凸部１２の前端面には、芯出し用の窪み１２ａが形成される。窪み１２ａは、シャフト４を切削機械で形成するとき用いられる。
【００２０】
また、シャフト４の先端（後端）には、シャフト４より大径の第１フランジ１４が設けられる。シャフト４の基端部外周（前端部外周）には、鍔状の第２フランジ１５が設けられる。また、第２フランジ１５より後方のシャフト４の前後長さは、ボス部５の前後長さと概ね同じに設定される。
【００２１】
第１フランジ１４は、シャフト４と別体に形成される。第１フランジ１４は、シャフト４より大径の円盤状に形成されると共に、シャフト４と同軸に配置される。図２に示すように、第１フランジ１４には、ボルト１０を挿通させるための第２ボルト挿通孔１６が前後方向に貫通して複数（本実施においては２つ）形成される。第２ボルト挿通孔１６は、第１ボルト挿通孔１１と同径に形成され、それぞれ第１ボルト挿通孔１１と同軸に配置される。ボルト１０は、第２ボルト挿通孔１６及び第１ボルト挿通孔１１に挿通され、シリンダーブロック３の背面に形成された雌ネジ１７に螺合される。すなわち、ボルト１０は、雌ネジ１７に螺合されることでシャフト４及び第１フランジ１４をシリンダーブロック３に締結（共締め）する。
【００２２】
第２フランジ１５は、シャフト４に一体に設けられる。ボス部５は、第１フランジ１４と第２フランジ１５に前後から挟まれることで前後方向の移動を規制される。
【００２３】
ところで、従来のアイドルギア支持構造においては、シャフト４に一定の直径が必要であり、重量がかさむという課題がある。
【００２４】
そこで、本実施の形態に係るアイドルギア支持構造においては、図２及び図３に示すように、シャフト４の後端部（先端部）に軽量化のための空洞部１８が形成される。
【００２５】
空洞部１８は、シャフト４の後端面に凹状に形成され、第１フランジ１４によって塞がれる。また、空洞部１８は、シャフト４と同軸の環状に形成される。空洞部１８より内周側のシャフト４には、柱状の第１フランジ支持部１９が形成される。第１フランジ支持部１９は、シャフト４の中心軸Ｏ上に同軸に形成される。また、第１フランジ支持部１９の後端面には、芯出し用の窪み１９ａが形成される。窪み１９ａは、シャフト４を切削機械で形成するとき用いられる。
【００２６】
また、空洞部１８より外周側のシャフト４には、円筒状の第２フランジ支持部２０が形成される。第２フランジ支持部２０は、前端から後端まで内径及び外径を一定に形成される。また、第１フランジ支持部１９及び第２フランジ支持部２０は、前後方向における後端の位置を同じに設定される。これにより、第１フランジ支持部１９及び第２フランジ支持部２０は、第１フランジ１４を前方から受けて支持する。なお、第１フランジ支持部１９及び第２フランジ支持部２０の後端位置は、同じでなくともよい。この場合、第１フランジ１４には、第１フランジ支持部１９及び第２フランジ支持部２０の後端位置の差を吸収する凹凸（図示せず）が形成されるとよい。
【００２７】
また、空洞部１８、第１フランジ支持部１９及び第２フランジ支持部２０は、シャフト４の軸方向において、アイドルギア１の歯幅ｂの中心Ｏbより後側（先端側）に形成される。シャフト４には、アイドルギア１の回転駆動時に曲げモーメントが作用する。この曲げモーメントの基となる力は、アイドルギア１の歯８の歯幅ｂの全体に均等に作用する。このため、前記力は、強度計算上、歯８の歯幅ｂの中心Ｏbの位置に集中的に作用すると考えることができる。よって、シャフト４に求められる支持剛性は、歯幅ｂの中心Ｏbより基端側で大きく、歯幅ｂの中心Ｏbより先端側で小さいと言える。ただし、空洞部１８が歯幅ｂの中心Ｏbより基端側に多少はみ出して形成された場合であってもシャフト４の支持強度が極端に下がることはない。このため、少なくとも空洞部１８をシャフト４の前後方向の中心より先端側に配置することにより、支持剛性の低下を小さく抑えつつ軽量化を図ることができる。
【００２８】
また、図４及び図５に示すように、空洞部１８より前側（基端側）のシャフト４内には、シリンダーブロック３からの潤滑油をシャフト４の外周面に案内するためのシャフト内油路２１が形成される。シャフト内油路２１は、シャフト４の前端から後方に延びて形成される第１油穴２２と、第１油穴２２の後端から径方向に延びて形成される第２油穴２３とを備えて構成される。第１油穴２２は、シャフト４の中心軸Ｏに対して偏心して形成され、シャフト４の前端面で開口される。第１油穴２２は、シリンダーブロック３に形成された図示しないエンジン油路と接続され、このエンジン油路から供給される潤滑油を第２油穴２３に供給する。第２油穴２３は、シャフト４に径方向に貫通して形成され、両端をシャフト４の外周面で開口させる。第２油穴２３は、第１油穴２２から供給される潤滑油をシャフト４の外周面に供給する。
【００２９】
第１ボルト挿通孔１１は、空洞部１８の前端位置（底面位置）からシャフト４の前端面までシャフト４を貫通して形成される。
【００３０】
次に本実施の形態の作用について述べる。
【００３１】
アイドルギア１と噛合される他のギアからアイドルギア１に回転駆動力が伝達された場合、シャフト４には、接線方向の力Ｆが作用する。しかし、空洞部１８はシャフト４の先端部に配置される。シャフト４を片持ち梁として考えた場合、シャフト４の基端部に求められる支持剛性は高く、シャフト４の先端部に求められる支持剛性は低い。このため、空洞部１８が及ぼす支持剛性への影響を小さく抑えることができ、高い支持剛性を得つつシャフト４を軽量化できる。
【００３２】
以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示は以下のような他の実施形態も可能である。
【００３３】
（１）図７に示すように、第２フランジ支持部２０は、後端から前端に向かうにつれて内径が小さくなって径方向の肉厚が厚くなるように形成されてもよい。この場合、第２フランジ支持部２０の後端から前端に向かうにつれて第２フランジ支持部２０の支持剛性を高くすることができる。
【００３４】
（２）第１フランジ支持部１９は、シャフト４の中心軸Ｏ上に同軸に形成されるものとしたが、これに限られない。第１フランジ支持部１９は、第１フランジ１４を支持できればよく、上述とは異なる位置、異なる形状に形成されてもよい。また、第１フランジ支持部１９は、シャフト４とは別体に形成されてもよい。この場合、第１フランジ支持部１９は、シャフト４又は第１フランジ１４のいずれか一方に設けられるとよい。すなわち、第１フランジ支持部１９は、空洞部１８内に設けられるとよい。また、第１フランジ支持部１９は省略されてもよい。
【００３５】
前述の各実施形態の構成は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１    アイドルギア
３    シリンダーブロック（構造物）
４    シャフト
１０  ボルト
１１  第１ボルト挿通孔（ボルト挿通孔）
１４  第１フランジ（フランジ）
１８  空洞部
２１  シャフト内油路（油路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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