(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクギヤ(３)をフライホイル(２)と隣り合う位置に配置した、エンジンの伝動装置において、
クランクギヤ(３)をクランク軸(１)とは別部品で構成し、クランク軸(１)のクランクギヤ嵌合軸部(６)に、クランクギヤ(３)を隙間嵌めし、
クランク軸軸線(５)を中心とする仮想円(７)上に複数の取付ボルト(８)を配置し、これら取付ボルト(８)をフライホイル(２)に貫通させ、これら取付ボルト(８)をクランク軸(１)内のメネジ部(９)にネジ嵌合させ、その締結力でクランク軸(１)にクランクギヤ(３)とフライホイル(２)とを共締めするに当たり、
クランクギヤ(３)に取付ボルト(８)を貫通させ、フライホイル(２)とフライホイル(２)側の端部ジャーナル(４)との間にクランクギヤ(３)を挟み付け、
動弁カム軸(３２)のフライホイル側端部に動弁カムギヤ(２７)と燃料噴射カム連動ギヤ(２８)とを取り付け、燃料噴射カム連動ギヤ(２８)は動弁カムギヤ(２７)よりも小径とし、クランクギヤ(３)に動弁カムギヤ(２７)を噛み合わせ、燃料噴射カム連動ギヤ(２８)にアイドルギヤ(２９)を噛み合わせ、このアイドルギヤ(２９)に燃料噴射カムギヤ(３０)を噛み合わせた、ことを特徴とするエンジンの伝動装置。
【請求項２】
請求項１に記載したエンジンの伝動装置において、
前記端部ジャーナル(４)の外径を、クランク軸(１)の他のジャーナル(１０)の外径よりも大きくし、この端部ジャーナル(４)内にメネジ部(９)を形成した、ことを特徴とするエンジンの伝動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載したエンジンの伝動装置において、
シリンダブロック(１１)とスラスト軸受けメタル(１２)とを、いずれもクランク軸軸線(５)に沿う境界面で分割される分割構造とするに当たり、
前記端部ジャーナル(４)とクランクギヤ嵌合軸部(６)との間にスラストフランジ部(１３)を設け、シリンダブロック(１１)の端部軸受け孔(２２)の開口周縁部に、スラストフランジ部(１３)を受け止めるスラスト軸受けメタル(１２)を取り付けた、ことを特徴とするエンジンの伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの伝動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの伝動装置として、本発明と同様、クランクギヤをフライホイルと隣り合う位置に配置したものがある。
しかし、従来、この種のエンジンでは、クランクギヤとクランク軸とを一体成形品で構成している場合が多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、次の問題がある。
《問題１》  クランクギヤとクランク軸にそれぞれ最適材を用いることができない。
クランクギヤの素材は、一般に強度上の要請から鋼が最適とされ、クランク軸の素材は、コスト上の要請から鋳鉄が最適とされている。このように、クランクギヤとクランク軸とでは、最適材が相違するものとされているため、これらを一体成形品で構成した場合には、クランクギヤとクランク軸にそれぞれ最適材を用いることができない。
【０００４】
上記《問題１》を解決するため、クランクギヤをクランク軸とは別部品で構成し、クランク軸にクランクギヤを焼き嵌めすることが考えられる。
しかし、この場合には、次の新たな問題が生じる。
《問題２》  クランク軸とクランクギヤの製作が困難になる。
クランク軸にクランクギヤを焼き嵌めする場合、クランク軸の外径とクランクギヤの内径とを高い寸法精度で製作する必要があり、クランク軸とクランクギヤの製作が困難になる。
【０００５】
上記《問題１》と《問題２》を解決するため、次のようにすることが考えられる。
図４に示すように、クランク軸(１０１)にクランクギヤ(１０３)を隙間嵌めし、クランク軸軸線(１０５)を中心とする仮想円(１０７)上に複数の取付ボルト(１０８)を配置し、これら取付ボルト(１０８)をフライホイル(１０２)に貫通させて、クランク軸 (１０１)内のメネジ部(１０９)にネジ嵌合させ、その締結力でクランク軸 (１０１)にクランクギヤ(１０３)とフライホイル(１０２)とを共締めするに当たり、
クランクギヤ嵌合軸部(１０６)に取付ボルト(１０８)を挿入し、フライホイル(１０２)とフライホイル(１０２)側の端部ジャーナル(１０４)との間にクランクギヤ(１０３)を挟み付ける。
【０００６】
しかし、この場合には、次の新たな問題が生じる。
《問題３》  ギヤトレインが大型になる。
クランク軸(１０１)からクランクギヤ(１０３)への伝達トルクを確保する必要上、仮想円(１０７)の半径(ｒ)を所定長さ以上にする必要がある。このため、クランクギヤ嵌合軸部(１０６)に取付ボルト(１０８)を挿入すると、クランクギヤ嵌合軸部(１０６)の外径が大きくなり、これにつれてクランクギヤ(１０３)の径も大きくなる。このため、図５に示すように、ギヤトレイン(１１４)が大型になる。
【０００７】
本発明の課題は、上記問題点を解決できる、エンジンの伝動装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の内容は、次の通りである。
図１に示すように、クランクギヤ(３)をフライホイル(２)と隣り合う位置に配置した、エンジンの伝動装置において、
クランクギヤ(３)をクランク軸(１)とは別部品で構成し、クランク軸(１)のクランクギヤ嵌合軸部(６)に、クランクギヤ(３)を隙間嵌めし、
クランク軸軸線(５)を中心とする仮想円(７)上に複数の取付ボルト(８)を配置し、これら取付ボルト(８)をフライホイル(２)に貫通させて、クランク軸(１)内のメネジ部(９)にネジ嵌合させ、その締結力でクランク軸(１)にクランクギヤ(３)とフライホイル(２)とを共締めするに当たり、
クランクギヤ(３)に取付ボルト(８)を貫通させ、フライホイル(２)とフライホイル(２)側の端部ジャーナル(４)との間にクランクギヤ(３)を挟み付け、
動弁カム軸(３２)のフライホイル側端部に動弁カムギヤ(２７)と燃料噴射カム連動ギヤ(２８)とを取り付け、燃料噴射カム連動ギヤ(２８)は動弁カムギヤ(２７)よりも小径とし、クランクギヤ(３)に動弁カムギヤ(２７)を噛み合わせ、燃料噴射カム連動ギヤ(２８)にアイドルギヤ(２９)を噛み合わせ、このアイドルギヤ(２９)に燃料噴射カムギヤ(３０)を噛み合わせた、ことを特徴とするエンジンの伝動装置。
【０００９】
【発明の作用及び効果】
（請求項１の発明）
請求項１の発明は、次の効果を奏する。
《効果１》  クランクギヤとクランク軸にそれぞれ最適材を用いることができる。
図１に示すように、本発明では、クランクギヤ(３)をクランク軸(１)とは別部品で構成するため、クランクギヤ(３)とクランク軸(１)にそれぞれ最適材を用いることができる。
【００１０】
《効果２》  クランク軸とクランクギヤの製作が容易になる。
図１に示すように、本発明では、クランク軸(１)にクランクギヤ(３)を隙間嵌めするため、焼き嵌めのように、クランク軸(１)の外径とクランクギヤ(３)の内径とを高い寸法精度で製作する必要がなく、クランク軸(１)とクランクギヤ(３)の製作が容易になる。
【００１１】
《効果３》  クランクギヤ(３)とフライホイル(２)とを共締めする場合でも、ギヤトレインを小型にすることができる。
図１に示すように、クランク軸(１)からクランクギヤ(３)への伝達トルクを確保する必要上、仮想円(７)の半径(ｒ)を所定長さ以上にする必要がある。本発明では、クランクギヤ(３)に取付ボルト(８)を貫通させたため、クランクギヤ嵌合軸部(６)に取付ボルト(８)を挿入する場合に比べ、クランクギヤ嵌合軸部(６)の外径が小さくて済み、クランクギヤ(３)の径も小さくて済む。このため、クランクギヤ(３)とフライホイル(２)とを共締めする場合でも、図２に示すように、ギヤトレイン(１４)を小型にすることができる。
【００１２】
（請求項２の発明）
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果４》  エンジンの全長を短くすることができる。
図１に示すように、クランク軸(１)内にメネジ部(９)を設ける場合、半径(ｒ)が所定長さ以上の仮想円(７)上にメネジ部(９)を設ける必要がある。このため、本発明と異なり、端部ジャーナル(４)の外径を、クランク軸(１)の他のジャーナル(１０)の外径と同一、或いはこれより小さくした場合には、端部ジャーナル(４)内にメネジ部(９)を形成する余裕がなく、端部ジャーナル(４)とクランクギヤ嵌合軸部(６)との間に、メネジ形成用軸部を設ける必要があり、エンジンの全長が長くなる。
本発明では、端部ジャーナル(４)の外径を、クランク軸(１)の他のジャーナル(１０)の外径よりも大きくし、この端部ジャーナル(４)内にメネジ部(９)を形成するため、端部ジャーナル(４)とクランクギヤ嵌合軸部(６)との間にメネジ形成用軸部を設ける必要がなく、エンジンの全長を短くすることができる。
【００１３】
《効果５》  クランク軸(１)の耐用寿命が長くなる。
図１に示すように、端部ジャーナル(４)の近くにクランクギヤ(３)とフライホイル(２)とを配置した場合、端部ジャーナル(４)には、フライホイル(２)やギヤトレイン(１４)からの反力により、大きな応力が発生する。このため、本発明と異なり、端部ジャーナル(４)の外径を、クランク軸(１)の他のジャーナル(１０)の外径と同一、或いはこれより小さくした場合には、端部ジャーナル(４)が強度不足となり、クランク軸(１)の耐用寿命が短くなる。
本発明では、端部ジャーナル(４)の外径を、クランク軸(１)の他のジャーナル(１０)の外径よりも大きくしているため、端部ジャーナル(４)の強度が確保され、クランク軸(１)の耐用寿命が長くなる。
【００１４】
（請求項３の発明）
請求項３の発明は、請求項１または請求項２のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果６》  分割構造のシリンダブロックの組み立てが容易になる。
図１に示すように、シリンダブロック(１１)とスラスト軸受けメタル(１２)とを、いずれもクランク軸軸線(５)に沿う境界面で分割される分割構造とした場合、各分割メタル部品(１２ａ)(１２ｂ)を各分割ブロック部品(１１ａ)(１１ｂ)にそれぞれグリス等で仮止めし、一方の分割ブロック部品(１１ａ)上にクランク軸(１)を架設し、その上方から他方の分割ブロック部品(１１ｂ)を載せて、シリンダブロック(１１)を組み立てる必要がある。このため、本発明と異なり、中間軸受け孔(２１)の開口周縁部にスラスト軸受けメタル(１２)を取り付けた場合には、分割ブロック部品(１１ｂ)を載せる際に、分割メタル部品(１２ｂ)が分割ブロック部品(１１ｂ)内に隠れ、これを目視することができないため、分割メタル部品(１２ｂ)の位置ずれが起こりやすく、分割構造のシリンダブロック(１１)の組み立てが困難になる。
本発明では、端部ジャーナル(４)とクランクギヤ嵌合軸部(６)との間にスラストフランジ部(１３)を設け、シリンダブロック(１１)の端部軸受け孔(２２)の開口周縁部に、スラストフランジ部(１３)を受け止めるスラスト軸受けメタル(１２)を取り付けたため、分割ブロック部品(１１ｂ)を載せる際に、分割メタル部品(１２ｂ)が分割ブロック部品(１１ｂ)内に隠れることがなく、これを目視することができるため、分割メタル部品(１２ｂ)の位置ずれを回避することができ、分割構造のシリンダブロック(１１)の組み立てが容易になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図３は本発明の実施形態を説明する図で、この実施形態では、縦形の多気筒ディーゼルエンジンを用いる。
このエンジンの構成は、次の通りである。
図３に示すように、このエンジンは、シリンダブロック(１１)とシリンダヘッド(１６)とヘッドカバー(１７)とオイルパン(１８)とクランク軸(１)を備えている。シリンダブロック(１１)の後部には、フライホイル収容ケース(１９)を組み付けている。シリンダブロック(１１)とフライホイル収容ケース(１９)との間には、ギヤトレイン(１４)を収容し、フライホイル収容ケース(１９)内にはフライホイル(２)を収容している。
【００１６】
クランク軸(１)の軸受け構造は、次の通りである。
図１(Ａ)に示すように、シリンダブロック(１１)に中間軸受け孔(２１)と端部軸受け孔(２２)とを設けている。中間軸受け孔(２１)には中間軸受けメタル(２３)を内嵌し、これでクランク軸(１)の中間ジャーナル(１０)をラジアル軸受けしている。端部軸受け孔(２２)には端部軸受けメタル(２４)を内嵌し、これでクランク軸(１)の端部ジャーナル(４)をラジアル軸受けするとともに、クランク軸(１)をスラスト軸受けしている。端部ジャーナル(４)は中間ジャーナル(１０)よりも径大にしている。
【００１７】
端部軸受けメタル(２４)の構造は、次の通りである。
図１(Ａ)(Ｃ)に示すように、この端部軸受けメタル(２４)は、ラジアル軸受けを受け持つ円筒形のラジアル軸受けメタル(２５)と、スラスト軸受けを受け持つ一対のスラスト軸受けメタル(１２)とからなる。図１(Ａ)に示すように、一対のスラスト軸受けメタル(１２)は、円筒形のラジアル軸受けメタル(２５)の両端にフランジ状に設けられている。このため、端部軸受けメタル(２４)は断面コの字型の円環構造になっている。図１(Ａ)に示すように、前側のスラスト軸受けメタル(１２)は端部軸受け孔(２２)の前側の開口周縁部に沿って配置され、クランク軸(１)のクランクアーム(２６)を受け止めている。後側のスラスト軸受けメタル(１２)は端部軸受け孔(２２)の後側の開口周縁部に沿って配置されている。端部ジャーナル(４)と後述するクランクギヤ嵌合軸部(６)との間にスラストフランジ部(１３)を設け、このスラストフランジ部(１３)を後側のスラスト軸受けメタル(１２)で受け止めている。図１(Ａ)に示すように、シリンダブロック(１１)とスラスト軸受けメタル(１２)とを、いずれもクランク軸軸線(５)に沿う境界面で分割される上下分割構造としている。このため、図１(Ｃ)に示すように、端部軸受けメタル(２４)は、半円環構造の一対の分割メタル部品に分割され、半割状の端部軸受け孔(２２)に嵌め込まれる。
【００１８】
ギヤトレイン(１４)の構成は、次の通りである。
図２に示すように、ギヤトレイン(１４)は、クランクギヤ(３)と動弁カムギヤ(２７)と燃料噴射カム連動ギヤ(２８)とアイドルギヤ(２９)と燃料噴射カムギヤ(３０)とＰＴＯギヤ(３１)とを備えている。クランクギヤ(３)は、図１(Ａ)に示すように、クランク軸(１)のフライホイル側端部に、フライホイル(２)と隣接して設けられている。図２に示すように、動弁カムギヤ(２７)と燃料噴射カム連動ギヤ(２８)とは、動弁カム軸(３２)のフライホイル側端部に同心状に取り付けられている。アイドルギヤ(２９)は、シリンダブロック(１１)の後壁に取り付けられたアイドルギヤ軸(３３)に取り付けられている。燃料噴射カムギヤ(３０)は、燃料噴射カム軸(３４)のフライホイル側端部に取り付けられている。ＰＴＯギヤ(３１)は、シリンダブロック(１１)に取り付けられた作業用油圧ポンプ(図外)のポンプ軸(３５)に取り付けられている。クランクギヤ(３)には動弁カムギヤ(２７)が噛み合わされ、燃料噴射カム連動ギヤ(２８)にはアイドルギヤ(２９)が噛み合わされ、アイドルギヤ(２９)には燃料噴射カムギヤ(３０)が噛み合わされている。また、動弁カムギヤ(２７)にはＰＴＯギヤ(３１)が噛み合わされている。これらのギヤはいずれもハス歯ギヤである。クランクギヤ(３)から燃料噴射カムギヤ(３０)に至るギヤトレインをまとめると次の通りである。すなわち、動弁カム軸(３２)のフライホイル側端部に動弁カムギヤ(２７)と燃料噴射カム連動ギヤ(２８)とを取り付け、燃料噴射カム連動ギヤ(２８)は動弁カムギヤ(２７)よりも小径とし、クランクギヤ(３)に動弁カムギヤ(２７)を噛み合わせ、燃料噴射カム連動ギヤ(２８)にアイドルギヤ(２９)を噛み合わせ、このアイドルギヤ(２９)に燃料噴射カムギヤ(３０)を噛み合わせている。
【００１９】
クランクギヤ(３)の取付構造は、次の通りである。
図１(Ａ)に示すように、クランク軸(１)のフライホイル(２)側の端部ジャーナル(４)から、クランク軸線(５)方向にクランクギヤ嵌合軸部(６)を突出させ、このギヤ嵌合軸部(６)にクランクギヤ(３)を隙間嵌めで外嵌している。図１(Ｂ)に示すように、クランク軸線(５)と平行な向きに見て、クランク軸線(５)から所定半径(ｒ)の仮想円(７)上に７本の取付ボルト(８)を等間隔で配置している。図１(Ａ)に示すように、これら取付ボルト(８)をフライホイル(２)とクランクギヤ(３)とに貫通させて、端部ジャーナル(４)内のメネジ部(９)にネジ嵌合させ、これら取付ボルト(８)の締結力で、フライホイル(２)と上記端部ジャーナル(４)との間に、クランクギヤ(３)を挟み付けて固定している。クランク軸(１)の素材には鋳鉄を用い、クランクギヤ(３)の素材には鋼を用いている。
【００２０】
上記クランクギヤ(３)の取付構造に基づく利点は、次の通りである。
クランク軸(１)とクランクギヤ(３)とが別部品であるため、クランク軸(１)に安価な鋳鉄を用いるとともに、クランクギヤ(３)に強度の高い鋼を用いることができる。このため、製造コストを低くすることができるとともに、クランクギヤ(３)の強度を確保することができる。また、ギヤ嵌合軸部(６)にクランクギヤ(３)を隙間嵌めするため、クランク軸(１)の外径とクランクギヤ(３)の内径とを高い寸法精度で製作する必要がなく、これらの製作が容易になる。また、クランクギヤ(３)に取付ボルト(８)を貫通させるため、クランクギヤ(３)の径が小さくて済み、図２に示すように、ギヤトレイン(１４)を小型化することができる。
【００２１】
この実施形態には、次の他の利点もある。
端部ジャーナル(４)をクランク軸(１)の他のジャーナル(１０)よりも径大にし、端部ジャーナル(４)にメネジ部(９)を内設したため、端部ジャーナル(４)とクランクギヤ嵌合軸部(６)との間にメネジ形成用軸部を設ける必要がなく、エンジンの全長を短くすることができる。また、端部ジャーナル(４)が径大化され、その強度が高められるため、クランク軸(１)の耐用寿命が長くなる。また、シリンダブロック(１１)の端部軸受け孔(２２)の開口周縁部に、スラストフランジ部(１３)を受け止めるスラスト軸受けメタル(１２)を取り付けたため、シリンダブロック(１１)の組立中に分割ブロック部品(１１ｂ)に分割メタル部品(１２ｂ)が隠れることがなく、分割構造のシリンダブロック(１１)の組み立てが容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの要部を説明する図で、図１(Ａ)はクランクギヤとその周辺部分の縦断側面図、図１(Ｂ)は図１(Ａ)のＢ−Ｂ線断面におけるギヤ嵌合軸部とクランクギヤの組付け状態の説明図、図１(Ｃ)は端部軸受けメタルの分解図である。
【図２】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンのギヤトレインの模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの後部縦断側面図である。
【図４】思案例に係るディーゼルエンジンの要部を説明する図で、図４(Ａ)はクランクギヤとその周辺部分の縦断側面図、図４(Ｂ)は図４(Ａ)のＢ−Ｂ線断面におけるギヤ嵌合軸部とクランクギヤの組付け状態の説明図である。
【図５】思案例に係るディーゼルエンジンのギヤトレインの模式図である。
【符号の説明】
(１)…クランク軸、(２)…フライホイル、(３)…クランクギヤ、(４)…端部ジャーナル、(５)…クランク軸線、(６)…クランクギヤ嵌合軸部、(ｒ)…所定半径、(７)…仮想円、(８)…取付ボルト、(９)…メネジ部、(１０)…中間ジャーナル、(１１)…シリンダブロック、(１１ａ)(１１ｂ)…各分割ブロック部品、(１２)…スラスト軸受けメタル、(１２ａ)(１２ｂ)…各分割メタル部品、(１３)…スラストフランジ部、(２２)…端部軸受け孔。
【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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