(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの固定壁(21)に従動軸(４)(５)の両端部を軸受(６)で回転自在に支持し、
クランク軸(３)の一端部に固定したはすば歯車(７)を、上記従動軸(４)(５)の一端部に固定したはすば歯車(８)(９)に噛合させたエンジンの従動軸の軸受装置において、
付勢手段(12)によって、上記従動軸(４)(５)を軸方向に付勢するように構成し、
前記付勢手段(12)は、前記クランク軸(３)のはすば歯車(７)の駆動力(F0)によって前記従動軸(４)(５)のはすば歯車(８)(９)が受ける軸方向の分力(F1)と同じ方向へ付勢するように構成した、
ことを特徴とするエンジンの従動軸の軸受装置。
【請求項２】
エンジンの固定壁(21)に従動軸(４)(５)の両端部を軸受(６)で回転自在に支持し、
クランク軸(３)の一端部に固定したはすば歯車(７)を、上記従動軸(４)(５)の一端部に固定したはすば歯車(８)(９)に噛合させたエンジンの従動軸の軸受装置において、
付勢手段(12)によって、上記従動軸(４)(５)を軸方向に付勢するように構成し、
前記軸受(６)を玉軸受で構成し、その玉軸受(６)の外輪部(6a)を前記固定壁(21)に固定するとともに、上記玉軸受(６)の内輪部(6b)を、前記従動軸(４)(５)の軸方向への移動を可能にした状態でその従動軸(４)(５)に外嵌し、
上記付勢手段(12)は、前記はすば歯車(８)(９)と上記玉軸受(６)の内輪部(6b)との間に配置されることにより、上記はすば歯車(８)(９)を介して上記従動軸(４)(５)を軸方向へ付勢するとともに、上記玉軸受(６)の内輪部(6b)を上記玉軸受(６)の外輪部(6a)を介して前記固定壁(21)へ押圧するように構成した、
ことを特徴とするエンジンの従動軸の軸受装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエンジンの従動軸の軸受装置において、
前記軸受(６)を玉軸受で構成し、その玉軸受(６)の外輪部(6a)を前記固定壁(21)に固定するとともに、上記玉軸受(６)の内輪部(6b)を、前記従動軸(４)(５)の軸方向への移動を可能にした状態でその従動軸(４)(５)に外嵌し、
上記付勢手段(12)は、前記はすば歯車(８)(９)と上記玉軸受(６)の内輪部(6b)との間に配置されることにより、上記はすば歯車(８)(９)を介して上記従動軸(４)(５)を軸方向へ付勢するとともに、上記玉軸受(６)の内輪部(6b)を上記玉軸受(６)の外輪部(6a)を介して前記固定壁(21)へ押圧するように構成した、
ことを特徴とするエンジンの従動軸の軸受装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のエンジンの従動軸の軸受装置において、
前記従動軸(４)に、ガバナ装置のガバナウエイト(15)と、そのガバナウエイト(15)の回転をガバナ力に変換するガバナスリーブ(16)とを設けた、
ことを特徴とするエンジンの従動軸の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランク軸と従動軸とをはすば歯車で連結したエンジンの従動軸の軸受装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンにおいて、歯車同士の噛合を滑らかにして、その歯車の噛合の際に生じる騒音を低減するため、クランク軸と、バランサ軸などの従動軸とをはすば歯車によって連結し、それらのはすば歯車によってクランク軸の駆動力を上記従動軸に伝達しているものがある。
ところで、上記エンジンにあっては、従動軸とはすば歯車との間や、従動軸の両端部を支持する軸受と従動軸との間の組付誤差などによってはすば歯車と軸受との間に隙間が生じ、これによって上記従動軸が軸方向へがたついて従動軸の両端部を支持する軸受などに衝突し、騒音を発生させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、上述の従動軸のはすば歯車と軸受との隙間に、その隙間に応じた厚みのシムを介在させて上記がたつきを低減することも考えられる。
ところが、上記シムは、その厚みの種類が限られている。このため、上記従動軸のはすば歯車と軸受との間にはある程度の隙間が生じてしまい、その結果、上記従動軸のがたつきを十分には低減できず、やはり騒音を発生させていた。
【０００４】
本発明は、従動軸が軸受などに衝突して騒音が発生することを低減することを目的とする。また、本発明は、従動軸の軸受に軸方向に加わる力を低減して、その軸受の長寿命化を図ることを目的とする。さらに、本発明は、従動軸に設けたはすば歯車や、その従動軸の軸受などの摩耗を低減することを目的とする。また、本発明は、燃料噴射ポンプの調量ラックが正確に調量制御されるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
[請求項１の発明]
請求項１の発明は、上記の目的を達成するために、例えば図１から図３に示すように、次のように構成したものである。
エンジンの固定壁(21)に従動軸(４)(５)の両端部を軸受(６)で回転自在に支持し、クランク軸(３)の一端部に固定したはすば歯車(７)を、従動軸(４)(５)の一端部に固定したはすば歯車(８)(９)に噛合させたエンジンの従動軸の軸受装置において、
付勢手段(12)によって、従動軸(４)(５)を軸方向に付勢するように構成したものである。
【０００６】
また、請求項１の発明は、上記構成において、さらに次のように構成したものである。
付勢手段(12)は、クランク軸(３)のはすば歯車(７)の駆動力(F0)によって従動軸(４)(５)のはすば歯車(８)(９)が受ける軸方向の分力(F1)と同じ方向へ付勢するように構成したものである。
【０００７】
[請求項２の発明]
請求項２の発明は、次のように構成したものである。
エンジンの固定壁(21)に従動軸(４)(５)の両端部を軸受(６)で回転自在に支持し、クランク軸(３)の一端部に固定したはすば歯車(７)を、従動軸(４)(５)の一端部に固定したはすば歯車(８)(９)に噛合させたエンジンの従動軸の軸受装置において、
付勢手段(12)によって、従動軸(４)(５)を軸方向に付勢するように構成し、
軸受(６)を玉軸受で構成し、玉軸受(６)の外輪部(6a)をエンジンの固定壁(21)に固定するとともに、玉軸受(６)の内輪部(6b)を、従動軸(４)(５)の軸方向への移動を可能にした状態でその従動軸(４)(５)に外嵌し、付勢手段(12)は、はすば歯車(８)(９)と玉軸受(６)の内輪部(6b)との間に配置されることにより、はすば歯車(８)(９)を介して従動軸(４)(５)を軸方向へ付勢するとともに、玉軸受(６)の内輪部(6b)を玉軸受(６)の外輪部(6a)を介して固定壁(21)へ押圧するように構成したものである。
[請求項３の発明]
また、請求項３の発明は、上記請求項１の構成において、さらに次のように構成したものである。
軸受(６)を玉軸受で構成し、玉軸受(６)の外輪部(6a)をエンジンの固定壁(21)に固定するとともに、玉軸受(６)の内輪部(6b)を、従動軸(４)(５)の軸方向への移動を可能にした状態でその従動軸(４)(５)に外嵌し、付勢手段(12)は、はすば歯車(８)(９)と玉軸受(６)の内輪部(6b)との間に配置されることにより、はすば歯車(８)(９)を介して従動軸(４)(５)を軸方向へ付勢するとともに、玉軸受(６)の内輪部(6b)を玉軸受(６)の外輪部(6a)を介して固定壁(21)へ押圧するように構成したものである。
【０００８】
[請求項４の発明]
また、請求項４の発明は、上記請求項１から３の発明の構成において、さらに次のように構成したものである。
従動軸(４)に、ガバナ装置のガバナウエイト(15)と、ガバナウエイト(15)の回転をガバナ力に変換するガバナスリーブ(16)とを設けたものである。
【０００９】
【発明の作用及び効果】
［請求項１］
上記請求項１の発明は、次の作用・効果を奏する。
《作用効果１》  即ち、クランク軸(３)と従動軸(４)(５)とは、はすば歯車(７)(８)(９)によって連結されるため、クランク軸(３)の駆動力(F0)によって従動軸(４)(５)に軸方向の分力(F1)が加わる[図８参照]。一方、従動軸(４)(５)とはすば歯車(８)(９)との間や従動軸(４)(５)の軸受(６)と従動軸(４)(５)との間の組付誤差などによって、はすば歯車(８)(９)と軸受(６)との間に隙間が生じやすい。このため、エンジンの振動などによって従動軸(４)(５)が軸受(６)などに衝突して騒音を発生させようとする。特に、上記分力(F1)によって従動軸(４)(５)は、上記分力(F1)の方向へ強く衝突して騒音をより発生させようとする。
【００１０】
これに対し、本発明は、付勢手段(12)によって従動軸(４)(５)を軸方向に付勢することで、従動軸(４)(５)の軸方向の移動を抑制する。従って、従動軸(４)(５)が軸受(６)などに衝突することが低減され、これによって騒音が発生することを低減できる。
【００１１】
上記請求項１の発明は、上記作用効果１に加え、さらに次の作用効果２を奏する。
《作用効果２》  従動軸(４)(５)は、上述の分力(F1)で従動軸(４)(５)の一方の端部側[図１中では左側]に付勢される。このため、エンジンの振動などによって、従動軸(４)(５)の他方の端部側[図１中では右側]へ向けて上記分力(F1)と反対方向の力が加わっても、付勢手段(12)は、上記分力(F1)を越える分だけ、その分力(F1)と同じ方向である上記一方の端部側へ従動軸(４)(５)を付勢すれば、その従動軸(４)(５)が上記他方の端部側へ移動することが規制される。つまり、付勢手段(12)は、従動軸(４)(５)を上記一方の端部側へ強く付勢しなくても従動軸(４)(５)の移動を規制できる。従って、付勢手段(12)の付勢力を小さくできる分だけ、付勢手段(12)によって上記一方の端部の軸受(６)に加わる力を小さくできる。その結果、上記一方の端部の軸受(６)が、付勢手段(12)による軸方向[スラスト方向]への力によって早期に摩耗することなどが低減され、その軸受(６)の長寿命化を図れる。
また、上記付勢手段(12)の付勢力は小さくても済む分だけ、付勢手段(12)として簡便な皿バネなどを用いることができ、これによって付勢手段(12)にかかるコストを低減できる。
【００１２】
なお、付勢手段(12)が、上記分力(F1)と反対方向へ付勢するようにした場合には、エンジンの振動などによって上記一方の端部側へ向けて上記分力(F1)と同じ方向の力が加わったときに、付勢手段(12)は、上記分力(F1)と上記エンジンの振動などによる力との合力に抗して、従動軸(４)(５)を上記他方の端部側へ付勢しなければ従動軸(４)(５)の移動を規制できない。このため、その付勢手段(12)は、付勢力を大きくしなければならないことになる。
【００１３】
［請求項２］
上記請求項２の発明は、上記作用効果１に加え、さらに次の作用効果３を奏する。
《作用効果３》  玉軸受(６)の内輪部(6b)とはすば歯車(８)(９)とは、従動軸(４)(５)と同速度で回転し、それらの間での回転ずれが生じない。
従って、その玉軸受(６)の内輪部(6b)と、上記はすば歯車(８)(９)との間に配置された付勢手段(12)も、上記内輪部(6b)及びはすば歯車(８)(９)と同一速度で回転する。これにより、付勢手段(12)と軸受(６)の内輪部(6b)との間、あるいは付勢手段(12)とはすば歯車(８)(９)との間での回転速度の違いで互いに擦り合わされることが防がれる。その結果、付勢手段(12)と、軸受(６)の内輪部(6b)及びはすば歯車(８)(９)との接触面間での摩耗を防止できる。
[請求項３]
上記請求項３の発明は、上記請求項１の作用効果１・２に加え、さらに上記作用効果３を奏する。
【００１４】
［請求項４］
上記請求項４の発明は、上記請求項１から３の発明の作用・効果に加え、さらに次の作用効果４を奏する。
《作用効果４》  従動軸(４)(５)は、付勢手段(12)によって軸方向の振動が抑えられる。従って、フライウエイト(15)の回転によるガバナ力が正確にガバナ装置のガバナレバーに伝達され、そのガバナレバーによって燃料噴射ポンプの調量ラックが正確に調量制御される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるエンジンの従動軸の軸受装置の実施の一形態について図１から図３を用いて説明する。
図１は上記エンジンのクランク室内を示す横断面図、図２は本発明にかかるバランサ軸の要部を示す拡大断面図、図３は上記バランサ軸を軸方向へ付勢する付勢手段の例である皿バネを示すものであり、図３(Ａ)は上記皿バネの正面図、図３(Ｂ)は図３(Ａ)中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【００１６】
上記エンジン(１)の下部にはクランク室(２)を設けてあり、そのクランク室(２)内にクランク軸[駆動軸](３)を架設してある。
上記クランク軸(３)の左右両側[図１中では上下]には、クランク軸(３)と平行に一対のバランサ軸[従動軸](４)(５)を配置してあり、それらのバランサ軸(４)(５)の両端部[図１中では左右]を、上記クランク室(２)の前後の固定壁(21)にそれぞれ設けた玉軸受(６)に回転自在に支持してある。
【００１７】
また、クランク軸(３)とバランサ軸(４)(５)とは、それらの軸(３)(４)(５)の一端部[図１中では右端]にそれぞれ固定したはすば歯車(７)(８)(９)によって連結されている。つまり、クランク軸(３)のはすば歯車(７)に対して、バランサ軸(４)(５)のはすば歯車(８)(９)がそれぞれ噛合している。
そして、エンジンの運転時にはクランク軸(３)の駆動力が、クランク軸(３)のはすば歯車(７)を介して上記バランサ軸(４)(５)のはすば歯車(８)(９)に伝達され、これによってバランサ軸(４)(５)がそれぞれ回転駆動される。
【００１８】
また、バランサ軸(４)(５)の両端の玉軸受(６)のうち、はすば歯車(８)(９)側の玉軸受(６)の内輪部(6b)と、はすば歯車(８)(９)との間には付勢手段(12)を設けてあり[図２参照]、その付勢手段(12)によって上記はすば歯車(８)(９)を介してバランサ軸(４)(５)を軸方向[図２中では左方向]へ付勢してある。上記付勢手段(12)は、例えば図３に示す皿バネで構成してある。
なお、玉軸受(６)の内輪部(6b)は、バランサ軸(４)(５)の軸方向への移動を可能にした状態で、バランサ軸(４)(５)に外嵌してある。そして、上記付勢手段(12)がバランサ軸(４)(５)を軸方向へ付勢することによる反力によって、はすば歯車(８)(９)側の玉軸受(６)の内輪部(6b)が、その玉軸受(６)の外輪部(6a)を介して上記固定壁(21)へ押圧される。
【００１９】
上記付勢手段(12)は、次のように変更可能である。
即ち、上記付勢手段(12)は、図４に示すように、はすば歯車(８)(９)側の玉軸受(６)の外輪部(6a)と、はすば歯車(８)(９)との間に設けてもよい。
また、上記付勢手段(12)は、バランサ軸(４)(５)を軸方向へ付勢できるものであればよく、例えば、図５に示すような形状の皿バネであってもよく、あるいは図６や図７に示すような波型形状の皿バネであってもよい。
【００２０】
また、図１に示すように、上記バランサ軸(４)のはすば歯車(８)側には、フライウエイト(15)と、そのガバナウエイト(15)の回転をガバナ力に変換するガバナスリーブ(16)とを配置してある。そして、エンジンの運転時にはフライウエイト(15)の回転によってガバナ力が生じ、そのガバナ力がガバナスリーブ(16)を介してガバナ装置のガバナレバー[図示せず]に伝達されることにより、ガバナレバーによって燃料噴射ポンプの調量ラック[図示せず]が調量制御される。
【００２１】
上記付勢手段(12)は、次のように作用する。
即ち、クランク軸(３)のはすば歯車(７)及びバランサ軸(４)(５)のはすば歯車(８)(９)の歯が傾斜していることにより、エンジンの運転によってクランク軸(３)のはすば歯車(７)がバランサ軸(４)(５)のはすば歯車(８)(９)を駆動したときには、図８に示すように、クランク軸(３)のはすば歯車(７)の駆動力(F0)によって従動軸(４)(５)のはすば歯車(８)(９)を介してバランサ軸(４)(５)に軸方向の分力(F1)[図８中では左方向]が加わる。一方、上記付勢手段(12)は、上記分力(F1)と同じ方向へバランサ軸(４)(５)を付勢する。
【００２２】
つまり、上記バランサ軸(４)(５)は、上記分力(F1)でバランサ軸(４)(５)の一方の端部側[図１中では左側]の玉軸受(６)へ向けて付勢される。このため、エンジンの振動などによって、バランサ軸(４)(５)の他方の端部側[図１中では右側]へ向けて上記分力(F1)と反対方向の力が加わっても、付勢手段(12)は、上記分力(F1)を越える分だけ、その分力(F1)と同じ方向である上記一方の端部側へバランサ軸(４)(５)を付勢すれば、そのバランサ軸(４)(５)が上記他方の端部側へ移動することが規制されることになる。その結果、上記付勢手段(12)の付勢力を小さくできる。
なお、エンジンの振動などによって、上記バランサ軸(４)(５)は、上記バランサ軸(４)(５)の一方の端部側へ移動しようとすることもあるが、このバランサ軸(４)(５)の一方の端部側への力は、上記分力(F1)と比して小さいために上記付勢手段(12)の付勢力か小さくても、バランサ軸(４)(５)のがたつきも十分に抑えることができる。
【００２３】
上述の実施の形態は、次のように変更可能である。
即ち、上記説明では、はすば歯車(７)(８)(９)の歯は、バランサ軸(４)(５)に図８中の左方向の分力(F1)が加わるように傾斜しているが、これに限られるものではなく、バランサ軸(４)(５)に図８中の右方向の分力が加わるように傾斜させてもよい。この場合、バランサ軸(４)(５)の他方の端部側の玉軸受(６)と、クランク室(２)との間に上記付勢手段(12)を設けることになる。
また、バランサ軸(４)(５)の両端に付勢手段(12)をそれぞれ設けてもよい。
【００２４】
さらに、上記説明では、従動軸としてバランサ軸(４)(５)を例にしたが、これに限られるものではなく、本発明が適用される従動軸としてはクランク軸(３)とはすば歯車によって連結されるものであればよい。即ち、動弁カム軸や、クランク軸(３)と上記動弁カム軸との間に介在するアイドル歯車を支持する支持軸などであってもよい。また、フライウエイト(15)とガバナスリーブ(16)とを上記バランサ軸(４)と独立したガバナ用軸に取り付けて、そのガバナ用軸とクランク軸(３)とをはすば歯車によって連結したうえで、そのガバナ用軸に上述の付勢手段(12)を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかるエンジンの実施の一形態を示すものであり、上記エンジンのクランク室内を示す横断面図である。
【図２】  本発明にかかるバランサ軸の要部を示す拡大断面図である。
【図３】  上記バランサ軸を軸方向へ付勢する付勢手段の例である皿バネを示すものであり、図３(Ａ)は上記皿バネの正面図、図３(Ｂ)は図３(Ａ)中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図４】  上記付勢手段の他の例を示す図２相当図である。
【図５】  上記付勢手段の他の例の皿バネを示すものであり、図５(Ａ)は上記他の例の皿バネの正面図、図５(Ｂ)は図５(Ａ)中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図６】  上記付勢手段の他の例の皿バネを示すものであり、図６(Ａ)は上記他の例の皿バネの正面図、図６(Ｂ)は上記他の例の皿バネの側面図である。
【図７】  上記付勢手段の他の例の皿バネを示すものであり、図７(Ａ)は上記他の例の皿バネの正面図、図７(Ｂ)は上記他の例の皿バネの側面図である。
【図８】  クランク軸の駆動力によって、バランサ軸の軸方向へ加わる分力を説明するための模式図である。
【符号の説明】
３…クランク軸、４・５…バランサ軸[従動軸]、６…玉軸受、6a…玉軸受の外輪部、6b…玉軸受の内輪部、７・８・９…はすば歯車、12…付勢手段、15…フライウエイト、16…ガバナスリーブ、21…固定壁。
【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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【図８】
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