JP2010014099A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】従来のエンジンは、カウンター軸や左右一対のカウンタープーリを配置するスペースや、このカウンタープーリを介してクランクプーリおよび入力プーリにベルトを巻回するスペースを確保する必要があるため、車両の小型化を図る上で制約になるという問題があった。また、エンジンを車両への取付後に、ベルトを各プーリに巻回する必要があるため、作業効率が悪いという問題があった。
【解決手段】クランク軸２４の下方で、クランク軸２４に対して平行に配置し、ベルト機構３３を介して前記クランク軸２４からの動力を受ける入力軸３４と、入力軸３４からの動力を出力し、クランク軸２４に対して垂直に配置する第一出力軸３５と、第一出力軸３５に前記入力軸３４の動力を伝達するベベルギヤ３６と、を内装するギヤボックス４１を備え、ギヤボックス４１をエンジン５のシリンダブロック２２にブラケット１６２を介して取り付ける。
【選択図】図６

Description

本発明は、略水平方向にクランク軸を有するエンジンの技術に関し、より詳細には、クランク軸に対して垂直方向に配置された軸にクランク軸の動力を伝達する技術に関する。

従来、クランク軸に対して垂直方向に配置された軸にクランク軸の動力を伝達するエンジンの技術は公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、従来例に係るエンジンを備える車両について、図１０により説明する。
図１０に示すようように、車両９００は、アッカーマン操舵式芝刈機であって、前後水平方向にクランク軸９２４を有するエンジン９０５と、このクランク軸９２４に対して垂直方向に配置された入力軸９０６を有するモア９０７と、を備えている。そして、エンジン９０５のクランク軸９２４には、クランクプーリ９２４ａが固設されているとともに、モア９０７の入力軸９０６には、入力プーリ９０６ａが固設されている。また、エンジン９０５の下方には、左右水平方向にカウンター軸９８０が配置されており、このカウンター軸９８０に左右一対のカウンタープーリ９８０ａが固設されている。そして、クランクプーリ９２４ａ、左右一対のカウンタープーリ９８０ａ、入力プーリ９０６ａにベルト９８１が巻回され、エンジン９０５のクランク軸９２４の動力が、クランクプーリ９２４ａ、ベルト９８１、カウンタープーリ９８０ａ、ベルト９８１、入力プーリ９０６ａ、入力軸９０６に伝達されてモア９０７の回転刃９０７ａが駆動される。
実開昭６０−１０４２７号公報

しかし、前記従来のエンジン９０５は、カウンター軸９８０および左右一対のカウンタープーリ９８０ａを配置するスペースや、このカウンタープーリ９８０ａを介してクランクプーリ９２４ａおよび入力プーリ９０６ａにベルト９８１を巻回するスペースを確保する必要があるため、車両の小型化を図る上で制約になるという問題があった。また、エンジン９０５を車両への取付後に、ベルト９８１を各プーリ９２４ａ・９８０ａ・９０６ａに巻回する必要があるため、作業効率が悪いという問題があった。

本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、略水平方向にクランク軸を有するエンジンであって、前記クランク軸の下方で、該クランク軸に対して平行に配置し、第一動力伝達手段を介して前記クランク軸からの動力を受ける入力軸と、該入力軸からの動力を出力し、前記クランク軸に対して垂直に配置する出力軸と、該出力軸に前記入力軸の動力を伝達する第二動力伝達手段と、を内装する動力伝達ケースを備え、該動力伝達ケースを前記エンジンのシリンダブロックにブラケットを介して取り付けるものである。

請求項２においては、前記動力伝達ケースと前記ブラケットを一体的に成型するものである。

請求項３においては、前記出力軸からの動力を断接するクラッチを備え、該クラッチを前記ブラケットに取付可能とするものである。

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、動力伝達ケースをコンパクトに構成して、エンジンがコンパクトになるため、車両の小型化が容易である。そして、動力伝達ケースを予めエンジンに取り付けて、モジュール化できるため、取付作業の効率性が向上する。また、シリンダブロックを利用することにより、簡易な構成で動力伝達ケースをエンジンに取り付けることができる。さらに、動力伝達ケースを剛性の高いシリンダブロックに取り付けるため、取り付けの確実性が向上する。

請求項２においては、動力伝達ケースおよびブラケットを一の取付作業でシリンダブロックに取り付けることができるため、取付作業の効率性が向上する。また、一体的に成型することにより、部品点数が少なくなるため、コストダウンが容易である。

請求項３においては、出力軸から駆動対象への動力の伝達・遮断が切替可能となるため、エンジンの利便性が向上する。そして、クラッチを予めエンジンに取り付けて、モジュール化できるため、取付作業の効率性が向上する。また、ブラケットを利用することにより、簡易な構成でクラッチをエンジンに取り付けることができる。

次に、発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は本発明の第一実施例に係るエンジンを備える車両を示した側面図、図２は本発明の第一実施例に係るエンジンを示した側面図、図３は同じく正面図、図４はベルト機構を示した正面図、図５はギヤボックスを示した側面断面図、図６は本発明の第一実施例に係るブラケットを示した正面図、図７は本発明の第二実施例に係るブラケットを示した正面図、図８は本発明の第三実施例に係るブラケットを示した正面図、図９は本発明の変形例に係るブラケットを示した一部拡大正面図、図１０は従来例に係るエンジンを備える車両を示した側面図である。

まず、本発明の第一実施例に係るエンジン５を備える車両１００の全体構成について、図１により説明する。
図１に示すように、車両１００は、アッカーマン操舵式芝刈機であって、車両フレーム２と、車両フレーム２の後部に支持される後車軸駆動装置３と、車両フレーム２の前部に支持される前車軸支持装置４と、後車軸駆動装置３・前車軸支持装置４間にて車両フレーム２によって支持されるエンジン５と、車両フレーム２の下方に昇降可能に吊設されるモア７とを備えている。

そして、後車軸駆動装置３には油圧モータ８が収納されており、油圧モータ８は、油圧ポンプ（図示省略）によって駆動可能に流体接続されている。

エンジン５は、ボンネット１１内に収納され、ボンネット１１直後のダッシュボードから後上方にハンドル１２が延設されているとともに、エンジン５の直前の車両フレーム２には、ラジエータ１４が搭載されている。そして、ボンネット１１内では、油圧シリンダなどに作動油を補給するためのリザーバタンク１７がエンジン５後方に配設されている。

さらに、車両フレーム２の後部にはリアカバー１５が搭載され、リアカバー１５の上面には運転席１６が搭載されている。そして、リアカバー１５内には、後車軸駆動装置３が配設されている。

モア７は、後車軸駆動装置３によって駆動される後輪１８と、前車軸支持装置４によって支持される前輪１９との間にて、車両フレーム２の下方に配設されている。そして、車両フレーム２の左右側板前端部には、左右のモアハンガー２０がそれぞれ連結され、モアハンガー２０は各リンクロッド２０ａを介してモア７の前端に連結されており、これによりモア７が昇降可能に吊設されるようにしている。

次に、本発明の第一実施例に係るエンジン５について、図１から図６により説明する。
図２、図３に示すように、エンジン５は、下部にオイルパン２１を備え、このオイルパン２１の上部にシリンダブロック２２を備え、このシリンダブロック２２の上部にシリンダヘッド２３を備えている。

シリンダブロック２２内には、クランク軸２４が前後水平方向に架設され、このクランク軸２４の前後端部は、シリンダブロック２２の前後面からそれぞれ突出している。クランク軸２４の後端部には、フライホイル２５が固設されているとともに、クランク軸２４の前端部には、前方から順に第一クランクプーリ２４ａ、第二クランクプーリ２４ｂが固設されている。

そして、クランク軸２４の上方には、冷却ファン１３が配置され、この冷却ファン１３のファン軸２６には、プーリ２６ａが固設されているとともに、冷却水ポンプ２７が取り付けられている。冷却ファン１３の右方には、オルタネータ２８が配置され、このオルタネータ２８のオルタネータ軸２９には、プーリ２９ａが固設されている。

そして、クランク軸２４の第二クランクプーリ２４ｂ、ファン軸２６のプーリ２６ａ、オルタネータ軸２９のプーリ２９ａに、一本のベルト３０が巻回されて補機駆動用ベルト機構５３が構成されており、このベルト３０を介してクランク軸２４からの動力が伝達されて、冷却ファン１３、冷却水ポンプ２７、オルタネータ２８が駆動される。

また、シリンダヘッド２３の前面側には、燃料噴射ポンプ３１やカム軸（図示省略）を駆動するギヤ群（図示省略）を内装するギヤケース３２が配置されている。

また、オイルパン２１の前部下側には、切欠き部２１ａが形成されている。切欠き部２１ａは、オイルパン２１の前下角部が側面視略矩形状に切り欠かれて形成される空間であり、この切欠き部２１ａ内に動力伝達ケースとなるギヤボックス４１が配置されている。

ギヤボックス４１は、オイルパン２１の切欠き部２１ａ内の左右略中央部に配置されている。つまり、ギヤボックス４１は、エンジン５の左右略中央部に配置されている。ギヤボックス４１は、クランク軸２４からの動力がベルト機構３３を介して入力される入力軸３４と、この入力軸３４からの動力を出力する第一出力軸３５と、この第一出力軸３５に入力軸３４の動力を伝達するベベルギヤ３６（図５参照）と、を内装している。

入力軸３４は、クランク軸２４の下方で、クランク軸２４に対して平行（前後水平方向）に配置されている。入力軸３４は、ギヤボックス４１前部から突出するようにギヤボックス４１に内装され、ギヤボックス４１に軸受けを介して回動可能に支持されている（図５参照）。

入力軸３４の前端部には、入力プーリ３４ａが固設されている。入力プーリ３４ａの後側には、冷却ファン４２（図５参照）が取り付けられており、後方に向かって冷却風を送風して、オイルパン２１などを効率良く冷却できる。

図４に示すように、入力軸３４の入力プーリ３４ａとクランク軸２４の第一クランクプーリ２４ａに、ベルト３９が巻回されてベルト機構３３が構成されている。ベルト３９の内周側には、ベルト３９に張力を付与するテンション部材となるテンションプーリ４０が当接されている。テンションプーリ４０は、バネなどの弾性部材（図示省略）によって右方に付勢されて、ベルト３９に張力を付与している。テンションプーリ４０は、ブラケット５５を介してシリンダブロック２２などに取り付けられている。ブラケット５５には、長孔５５ａが左右方向に開口されており、この長孔５５ａ内にテンションプーリ４０のプーリ軸４０ａが摺動自在に配置されている。

図２、図３に示すように、第一出力軸３５は、クランク軸２４に対して垂直（上下方向）に配置されている。つまり、第一出力軸３５は、入力軸３４に対しても垂直に配置されている。第一出力軸３５は、ギヤボックス４１の左右略中央部に配置されているとともに、エンジン５の前後範囲内に配置されている。つまり、第一出力軸３５は、平面視においてエンジン５の投影範囲内に配置されている。第一出力軸３５は、ギヤボックス４１下部から突出するようにギヤボックス４１に内装され、ギヤボックス４１に軸受けを介して回動可能に支持されている（図５参照）。

図５に示すように、ベベルギヤ３６は、入力軸３４の動力を第一出力軸３５に伝達するためのものである。ギヤボックス４１内では、入力軸３４の端部（後端部）に一方のベベルギヤ３６が固設され、このベベルギヤ３６に噛合する他方のベベルギヤ３６が第一出力軸３５の端部（上端部）に固設されている。

第一出力軸３５の下端部には、第一出力部材となる第一出力プーリ３５ａがキー嵌合により固定されているとともに、第一出力軸３５の同軸上に第二出力軸３７が着脱可能に連結されている。

第二出力軸３７には、第二出力部材となる第二出力プーリ３７ａが電磁クラッチ３８を介して設けられている。電磁クラッチ３８は、第二出力軸３７から第二出力プーリ３７ａへの動力の伝達・遮断を切り替えるクラッチとなるものである。なお、クラッチは、電磁クラッチ３８に限定するものではなく、例えば、油圧クラッチなどでもよい。

このような構成で、エンジン５のクランク軸２４の動力は、図１から図３に示すように、第一クランクプーリ２４ａ、ベルト３９、入力プーリ３４ａ、入力軸３４、ベベルギヤ３６、第一出力軸３５に伝達される。そして、第一出力軸３５の動力は、第一出力プーリ３５ａ、ベルト８２、プーリ８３ａ、入力軸８３に伝達されて前記油圧ポンプ（図示省略）が駆動される。また、第一出力軸３５の動力は、第二出力軸３７、第二出力プーリ３７ａ、ベルト８１、入力プーリ６ａ、入力軸６に伝達されてモア７の回転刃７ａが駆動される。

図６に示すように、ギヤボックス４１は、左右一対のブラケット１６２を介してシリンダブロック２２に取り付けられている。なお、左右一対のブラケット１６２は、左右略対象に構成されているため、以下、特に断りのない限り、一方のブラケット１６２について説明する。

ブラケット１６２は、ギヤボックス４１をシリンダブロック２２に取り付けるものである。ブラケット１６２は、ギヤボックス４１の左右両側から上方に延出されている。ブラケット１６２は、正面視略クランク状に形成された板状部材によって構成されている。具体的には、ブラケット１６２の形状は、ギヤボックス４１の側面に沿って上方（垂直方向）に延出し、その後、切欠き部２１ａ内のオイルパン２１下面に沿って略垂直に折曲して外方（水平方向）に延出し、その後、シリンダブロック２２の側面に沿って略垂直に折曲して上方（垂直方向）に延出している。

ブラケット１６２には、複数（本実施例では４つ）のボルト孔６３が上下方向に適宜間隔で穿設されている。このボルト孔６３は、ブラケット１６２の外方（水平方向）延出部を挟んで上下に２つずつ穿設されている。つまり、ボルト孔６３は、シリンダブロック２２側とギヤボックス４１側とに２つずつ穿設されている。

一方、シリンダブロック２２の側面には、ブラケット１６２上側２つのボルト孔６３と側面視において重なる位置に、２つのボルト孔２２ａが穿設されている。また、ギヤボックス４１の側面には、ブラケット１６２下側２つのボルト孔６３と側面視において重なる位置に、２つのボルト孔４１ａが穿設されている。

このような構成で、次のようにしてギヤボックス４１がシリンダブロック２２にブラケット１６２を介して取り付けられる。すなわち、ブラケット１６２上側２つのボルト孔６３と、シリンダブロック２２のボルト孔２２ａとを一致させた状態で、ボルト６４を外方から螺挿することにより、ブラケット１６２をシリンダブロック２２に取り付けることができる。そして、ブラケット１６２下側２つのボルト孔６３と、ギヤボックス４１のボルト孔４１ａとを一致させた状態で、ボルト６５を外方から螺挿することにより、ブラケット１６２をギヤボックス４１に取り付けることができる。

なお、ブラケット１６２の形状は、本実施例に限定するものではない。例えば、ブラケット１６２を正面視略Ｕ字状に折り曲げて形成し、両側板をシリンダブロック２２に取り付けるとともに、底板をギヤボックス４１の上面（または下面）に取り付ける構成も可能である。また、ボルト６４およびボルト孔２２ａ、４１ａ、６３の個数も、本実施例に限定するものではない。

以上のように、第一実施例に係るエンジン５は、略水平方向にクランク軸２４を有するエンジン５であって、前記クランク軸２４の下方で、該クランク軸２４に対して平行に配置し、ベルト機構３３を介して前記クランク軸２４からの動力を受ける入力軸３４と、該入力軸３４からの動力を出力し、前記クランク軸２４に対して垂直に配置する第一出力軸３５と、該第一出力軸３５に前記入力軸３４の動力を伝達するベベルギヤ３６と、を内装するギヤボックス４１を備え、該ギヤボックス４１を前記エンジン５のシリンダブロック２２にブラケット１６２を介して取り付けるものである。このような構成により、ギヤボックス４１をコンパクトに構成して、エンジン５がコンパクトになるため、車両の小型化が容易である。そして、ギヤボックス４１を予めエンジン５に取り付けて、モジュール化できるため、取付作業の効率性が向上する。また、シリンダブロック２２を利用することにより、簡易な構成でギヤボックス４１をエンジン５に取り付けることができる。さらに、ギヤボックス４１を剛性の高いシリンダブロック２２に取り付けるため、取り付けの確実性が向上する。そして、ギヤボックス４１がエンジン５と同一振動系となることにより、防振対策を簡素化できるため、コストダウンが容易である。

次に、本発明の第二実施例に係るエンジン５について、図７により説明する。なお、図７において、第一実施例と同一符号の部材は第一実施例と同一構成であるため詳細な説明は省略する。

第二実施例に係るエンジン５は、第一実施例に係るエンジン５に対して以下の点で相違する。すなわち、図７に示すように、第二実施例に係るエンジン５では、ギヤボックス４１が左右一対のブラケット２６２を介してシリンダブロック２２に取り付けられており、このブラケット２６２は、ギヤボックス４１に一体的に成型されている。なお、左右一対のブラケット２６２は、左右略対象に構成されているため、以下、特に断りのない限り、一方のブラケット２６２について説明する。

ブラケット２６２は、ギヤボックス４１の左右両側から上方に延出されている。ブラケット２６２は、ギヤボックス４１を鋳造等で成型するときに一体的に成型される。ブラケット２６２は、正面視略Ｊ字状（あるいは略Ｌ字状）に形成された板状部材によって構成されている。具体的には、ブラケット２６２の形状は、ギヤボックス４１上部から切欠き部２１ａ内のオイルパン２１下面に沿って外方（水平方向）に延出し、その後、シリンダブロック２２の側面に沿って略垂直に折曲して上方（垂直方向）に延出している。

ブラケット２６２には、複数（本実施例では２つ）のボルト孔６３が上下方向に適宜間隔で穿設されている。このボルト孔６３は、シリンダブロック２２側に穿設されている。

このような構成で、ブラケット２６２のボルト孔６３と、シリンダブロック２２のボルト孔２２ａとを一致させた状態で、ボルト６４を外方から螺挿することにより、ギヤボックス４１がシリンダブロック２２にブラケット２６２を介して取り付けられる。

以上のように、第二実施例に係るエンジン５は、前記ギヤボックス４１と前記ブラケット２６２を一体的に成型するものである。このような構成により、ギヤボックス４１およびブラケット２６２を一の取付作業でシリンダブロック２２に取り付けることができるため、取付作業の効率性が向上する。また、一体的に成型することにより、部品点数が少なくなるため、コストダウンが容易である。

次に、本発明の第三実施例に係るエンジン５について、図８により説明する。なお、図８において、第一実施例と同一符号の部材は第一実施例と同一構成であるため詳細な説明は省略する。

第三実施例に係るエンジン５は、第一実施例に係るエンジン５に対して以下の点で相違する。すなわち、図８に示すように、第三実施例に係るエンジン５では、ギヤボックス４１が左右一対のブラケット３６２を介してシリンダブロック２２に取り付けられており、この左右一対のブラケット３６２は、ギヤボックス４１を取り付ける左右一対のブラケット１６２と、電磁クラッチ３８を取り付ける左右一対のブラケット６６と、を備えている。なお、左右一対のブラケット３６２は、左右略対象に構成されているため、以下、特に断りのない限り、一方のブラケット３６２について説明する。

ブラケット３６２は、ギヤボックス４１の左右両側に配置されている。ブラケット１６２の下端部には、ブラケット６６が固定（あるいはブラケット１６２と一体的に成型）されている。ブラケット６６は、ギヤボックス４１の左右両側から下方に延出されている。ブラケット６６は、正面視略逆Ｌ字状（あるいは略Ｊ字状）に形成された板状部材によって構成されている。具体的には、ブラケット６６の形状は、ブラケット１６２の下端部から外方（水平方向）に延出し、その後、略垂直に折曲して下方（垂直方向）に延出している。この延出先端部は、電磁クラッチ３８の下部に位置している。つまり、ブラケット３６２は、ギヤボックス４１を挟んで上下に略対称に形成されている。

そして、左右一対のブラケット６６の左右間には、電磁クラッチ３８が配置されている。電磁クラッチ３８は、取付座６７に取り付けられている。この取付座６７の左右端部は、下方に略垂直に折曲されており、この折曲部には、ボルト孔６７ａが穿設されている。一方、ブラケット６６の下部には、取付座６７のボルト孔６７ａと側面視において重なる位置に、ボルト孔６８が穿設されている。

このような構成で、電磁クラッチ３８の取付座６７のボルト孔６７ａと、ブラケット６６のボルト孔６８とを一致させた状態で、ボルト６９を外方から螺挿することにより、電磁クラッチ３８をブラケット３６２に取り付けることができる。

以上のように、第三実施例に係るエンジン５は、前記第一出力軸３５からの動力を断接する電磁クラッチ３８を備え、該電磁クラッチ３８を前記ブラケット３６２に取付可能とするものである。このような構成により、第一出力軸３５から駆動対象への動力の伝達・遮断が切替可能となるため、エンジン５の利便性が向上する。そして、電磁クラッチ３８を予めエンジン５に取り付けて、モジュール化できるため、取付作業の効率性が向上する。また、ブラケット３６２を利用することにより、簡易な構成で電磁クラッチ３８をエンジン５に取り付けることができる。さらに、電磁クラッチ３８がエンジン５と同一振動系となることにより、防振対策を簡素化できるため、コストダウンが容易である。

なお、上記実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように変更してもよい。
図９に示すように、ブラケット１６２（２６２）とエンジン５を支持する機関脚７０を一体的に成型することもできる。これにより、一の取付作業で機関脚７０およびブラケット１６２（２６２）をシリンダブロック２２に取り付けることができるため、取付作業の効率性が向上するとともに、部品点数が少なくなるため、コストダウンが容易である。

本発明の第一実施例に係るエンジンを備える車両を示した側面図。 本発明の第一実施例に係るエンジンを示した側面図。 同じく正面図。 ベルト機構を示した正面図。 ギヤボックスを示した側面断面図。 本発明の第一実施例に係るブラケットを示した正面図。 本発明の第二実施例に係るブラケットを示した正面図。 本発明の第三実施例に係るブラケットを示した正面図。 本発明の変形例に係るブラケットを示した一部拡大正面図。 従来例に係るエンジンを備える車両を示した側面図。

符号の説明

５ エンジン
２２ シリンダブロック
２４ クランク軸
３３ ベルト機構（第一動力伝達手段）
３４ 入力軸
３５ 第一出力軸（出力軸）
３６ ベベルギヤ（第二動力伝達手段）
３８ 電磁クラッチ
４１ ギヤボックス（動力伝達ケース）
１６２ ブラケット
２６２ ブラケット
３６２ ブラケット

Claims (3)

1. 略水平方向にクランク軸を有するエンジンであって、前記クランク軸の下方で、該クランク軸に対して平行に配置し、第一動力伝達手段を介して前記クランク軸からの動力を受ける入力軸と、該入力軸からの動力を出力し、前記クランク軸に対して垂直に配置する出力軸と、該出力軸に前記入力軸の動力を伝達する第二動力伝達手段と、を内装する動力伝達ケースを備え、該動力伝達ケースを前記エンジンのシリンダブロックにブラケットを介して取り付けることを特徴とするエンジン。
2. 前記動力伝達ケースと前記ブラケットを一体的に成型することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
3. 前記出力軸からの動力を断接するクラッチを備え、該クラッチを前記ブラケットに取付可能とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジン。

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