JP2011052733A - エンジン補機のギヤ位置決め構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン補機のギヤ位置決め構造に関し、補機のギヤの位置決めを容易且つ高精度にできるようにしてそのギヤのバックラッシュを小さくすることで、バックラッシュによって生じる騒音を低減することができるようにする。
【解決手段】エンジン側のギヤに噛み合うギヤ１３を有する補機１０をエンジンに対して取り付ける際のギヤ１３の位置決め構造として、ギヤ１３を外周に嵌装したシャフト１４に第１の嵌合部１５を設けるとともに、エンジン側のケース２に第１の嵌合部１５と嵌合する第２の嵌合部３を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジン補機のギヤの位置決めをするための構造に関するものである。

車両にはエンジンの出力で駆動される補機が装備されており、例えばバスやトラック等の大型車両においては、ブレーキ装置の作動媒体として使用される圧縮空気を得るために、補機としてエアコンプレッサが装備されている。
エアコンプレッサは、エンジンの出力がギヤトレーンを介して伝達されて駆動されるようになっている。ギヤトレーンは、エンジンのクランクシャフトに固着されたクランクギヤと、エアコンプレッサのドライブシャフト（以下、コンプレッサシャフトともいう）に固着されたドライブギヤ（以下、コンプレッサギヤともいう）と、クランクギヤとコンプレッサギヤとの間に介装されたアイドラギヤとで構成されている。

なお、特許文献１には、エアコンプレッサのコンプレッサギヤに関する技術が開示されている。

特開平１０−３３１７７５号公報

ところで、特許文献１記載のエアコンプレッサは、コンプレッサギヤの中心がコンプレッサ本体の位置合わせ中心に対して偏心していない構成である。しかしながら、ギヤトレーンのレイアウトの制約により、図５に示すように、エアコンプレッサ１００のコンプレッサギヤ１０１の中心（以下、コンプレッサギヤ中心という）Ｏ_１をコンプレッサ本体１０２の位置合わせ中心（以下、本体位置合わせ中心という）Ｏ_２に対して偏心させる必要がある場合がある。なお、図５中の符号１０３は、エンジンのクランクギヤ（図示略）とコンプレッサギヤ１０１との間に介装されたアイドラギヤであり、符号１０４は、エンジンの正面又は後面に取り付けられたタイミングギヤケースである。

このように、コンプレッサギヤ中心Ｏ_１を本体位置合わせ中心Ｏ_２に対して偏心させる場合、コンプレッサギヤ１０１の位置決めが困難である。
この場合、コンプレッサギヤ中心Ｏ_１は、本体位置合わせ中心Ｏ_２に対して誤差を含んで設置される。つまり、コンプレッサギヤ中心Ｏ_１は、エアコンプレッサ１００の基準点に対し、その偏心分だけ誤差が加わった位置に設置されることになる。エアコンプレッサ１００は、コンプレッサギヤ１０１をアイドラギヤ１０３に適切な歯当たりで噛み合わせることにより、エンジンと接続されて取り付けられる。ところが、コンプレッサギヤ１０１とアイドラギヤ１０３とを噛み合わせる際、コンプレッサギヤ中心Ｏ_１が本体位置合わせ中心Ｏ_２に対して偏心しているので、コンプレッサギヤ１０１が本体位置合わせ中心Ｏ_２を軸として回転してしまい、コンプレッサギヤ１０１の位置が安定して決まらない。

したがって、コンプレッサギヤ１０１とアイドラギヤ１０３との中心間の寸法許容差が存在するためにバックラッシュが大きくなり、バックラッシュによる歯打ち音が生じて、騒音面で課題がある。
本発明はこのような課題に鑑みて案出されたもので、エンジン補機のギヤの位置決めを容易且つ高精度にできるようにしてそのギヤのバックラッシュを小さくすることで、これによって生じる騒音を低減することができるようにした、エンジン補機のギヤ位置決め構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のエンジン補機のギヤ位置決め構造は、エンジン側のギヤに噛み合うギヤを有する補機を前記エンジンに対して取り付ける際に、前記エンジン側のギヤに対する前記補機のギヤの位置決めをするためのエンジン補機のギヤ位置決め構造であって、前記補機のギヤを外周に嵌装したシャフトに第１の嵌合部を設けるとともに、前記エンジン側のケースに前記第１の嵌合部と嵌合する第２の嵌合部を設けたことを特徴としている。

なお、前記補機は、ドライブギヤと、前記ドライブギヤに噛み合うとともに前記エンジン側のギヤに噛み合うアイドラギヤと、前記アイドラギヤを外周に嵌装したアイドラシャフトと、前記アイドラシャフトの先端部に設けられた前記第１の嵌合部とを有していることが好ましい。
あるいは、前記補機は、ドライブギヤと、前記ドライブギヤを外周に嵌装したドライブシャフトと、前記ドライブシャフトの先端部に設けられた前記第１の嵌合部とを有していることが好ましい。

また、前記補機はエアコンプレッサであることが好ましい。

本発明のエンジン補機のギヤ位置決め構造によれば、補機のギヤの位置決めを容易且つ高精度にでき、補機のギヤとエンジン側のギヤとのバックラッシュによって生じる騒音を低減することができる。
また、補機がエアコンプレッサであれば、ギヤトレーンのレイアウト制約が問題になる場合があるエアコンプレッサのギヤの位置決めに良好に対処することができる。

本発明の第１実施形態に係るエンジン補機のギヤ位置決め構造を示す、エアコンプレッサの模式的な平面図である。 本発明の第１実施形態に係るエンジン補機のギヤ位置決め構造を示す模式図であって、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 本発明の第１実施形態に係るエンジン補機のギヤ位置決め構造を示す模式的な側面図である。 本発明の第２実施形態に係るエンジン補機のギヤ位置決め構造を示す模式的な断面図である。 従来技術に係るエンジン補機のギヤ位置決め構造を説明するための模式図である。

以下、図面により本発明のエンジン補機のギヤ位置決め構造の実施の形態について説明する。
［第１実施形態］
＜構成＞
エンジン１（図３参照）は、詳細は図示しないが、トルクを出力するクランクシャフト（駆動軸）と、クランクシャフトの先端に固着されたクランクギヤ（エンジン側のギヤ）と、吸気弁及び排気弁を開閉するためのカムシャフトとを備えている。

また、エンジン１の前面又は後面には図３に示すようにタイミングギヤケース（エンジン側のケース）２が取り付けられ、タイミングギヤケース２に隣接してエアコンプレッサ１０が取り付けられている。
タイミングギヤケース２は、エンジン１のクランクシャフトとカムシャフトとを繋ぎ、吸気弁及び排気弁の開閉タイミングをエンジン回転に同期させるためのタイミングギヤ等を覆うものである。なお、タイミングギヤをタイミングチェーンに替えても良い。

エアコンプレッサ１０は、図１及び図２に示すように、エアコンプレッサ１０駆動用のドライブシャフト１１と、ドライブシャフト１１の回転によって昇降し空気を圧縮するピストン（図示略）と、ドライブシャフト１１の外周に嵌装されたドライブギヤ１２と、ドライブギヤ１２とエンジン１側のギヤ（図５に符号１０３で示すアイドラギヤ）とに噛み合うアイドラギヤ１３と、アイドラギヤ１３をその外周に嵌装しエアコンプレッサ本体１０Ａに固定されたアイドラシャフト１４とを有している。つまり、本実施形態のエアコンプレッサ１０は、図５に示す従来のエアコンプレッサ１００が１つのギヤ（ドライブギヤ）１０１を有しているのに対して、２つのギヤ（ドライブギヤ１２とアイドラギヤ１３）を有している。

ドライブシャフト１１は、エアコンプレッサ本体１０Ａに固定されたベアリング１６に支持されてドライブギヤ１２と一体に回転自在になっている。
アイドラギヤ１３は、メタルブッシュ１７を介してアイドラシャフト１４に対して回転自在に支持されている。また、アイドラギヤ１３とエアコンプレッサ本体１０Ａとの間にはスラストプレート１８が介装されている。アイドラギヤ１３の歯はアイドラシャフト１４の軸方向に平行ではなく、スラスト力が発生するようになっている。

アイドラシャフト１４は、スラストプレート１８を介してエアコンプレッサ本体１０Ａに固定されている。アイドラシャフト１４の軸方向はドライブシャフト１１の軸方向と同一である。
スラストプレート１８は、上記のアイドラギヤ１３及びアイドラシャフト１４のスラスト力を受けるようになっている。

エンジン１の出力は、アイドラギヤ１３がエンジン１側のアイドラギヤと噛み合って回転することでエアコンプレッサ１０に伝達される。アイドラギヤ１３が回転すると、アイドラギヤ１３に噛み合うドライブギヤ１２がドライブシャフト１１と一体に回転し、ドライブシャフト１１の回転によってピストンが昇降し、圧縮空気が生成されるようになっている。

アイドラシャフト１４の先端部には、シャフト径よりも大径の断面円形状の凸部（第１の嵌合部）１５が設けられている。タイミングギヤケース２には、図２に示すように、凸部１５にぴったりと嵌合する断面円形状の凹部（第２の嵌合部）３が設けられている。凸部１５は円柱状の突出片であり、凹部３は円筒状の穴である。凸部１５の軸心及び凹部３の軸心はアイドラシャフト１４の軸心と同一軸心上にある。

＜作用・効果＞
本発明の第１実施形態に係るエンジン補機のギヤ位置決め構造は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
アイドラシャフト１４の先端部の凸部１５とタイミングギヤケース２の凹部３とを嵌合させてエアコンプレッサ１０を取り付けるので、アイドラギヤ１３の位置が容易且つ高精度に決まる。したがって、エアコンプレッサ１０のアイドラギヤ１３とエンジン１側のアイドラギヤとの噛合精度が向上し、バックラッシュを詰めることができて騒音低減に有効である。

また、エアコンプレッサ１０は、従来はドライブギヤとエンジン側のアイドラギヤとが噛み合うだけで、ドライブシャフトは何ら支持されていなかった。これに対し、本実施形態では新設したアイドラシャフト１４がタイミングギヤケース２に支持されることになるので、エアコンプレッサ１０の支持点が増加し、エアコンプレッサ１０の安定性が増すという利点がある。

また、凸部１５及び凹部３はアイドラシャフト１４の軸心と同一軸心の断面円形状に形成されているので、軸合わせに適しているとともに、部品加工が容易であって加工誤差を少なくすることができる。
［第２実施形態］
本実施形態では、第１実施形態がアイドラシャフト１４の先端部に凸部１５が設けられているのに対し、図４に示すように、ドライブシャフト１１′の先端部に凸部１５′が設けられている点で第１実施形態と相違する。

本実施形態のエンジン１は、第１実施形態と同様に、クランクシャフトとクランクギヤとカムシャフトとを備えており、エンジン１の前面又は後面にはタイミングギヤケース２が取り付けられ、タイミングギヤケース２に隣接してエアコンプレッサ１０が取り付けられている。
また、エアコンプレッサ１０は、ドライブシャフト１１′と、ドライブシャフト１１′の外周に嵌装されたドライブギヤ１２とを有している。このドライブギヤ１２がエンジン１側のアイドラギヤに直に噛み合うようになっている。なお、図４ではエアコンプレッサ１０の構造を簡略化して描いているが、その構造は第１実施形態の図２に示す構造と基本的に同様であり、説明を省略する。

そして、ドライブシャフト１１′の先端部に、シャフト径よりも大径の断面円形状の凸部（第１の嵌合部）１５′が設けられている。この凸部１５′はベアリングによって構成されている。
タイミングギヤケース２には、凸部１５′にぴったりと嵌合する断面円形状の凹部（第２の嵌合部）３′が設けられている。ドライブシャフト１１′の軸心と凸部１５′の軸心と凹部３′の軸心とは全て同一軸心上にある。

本発明の第２実施形態に係るエンジン補機のギヤ取付構造は上述のように構成されているので、第１実施形態と同様の作用および効果を奏する。また、ドライブギヤ１２がエンジン１側のアイドラギヤに直に噛み合う構成であるので、エアコンプレッサ１０の部品点数の増加を抑えることができる。
［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。

例えば、上記実施形態では、エンジン１側のアイドラギヤとエアコンプレッサ１０に組み込まれたアイドラギヤ１３とが噛み合うように構成されているが、構造上支障がなければ、エアコンプレッサ１０に組み込まれたアイドラギヤ１３を直にエンジン１のクランクギヤに噛み合わせた構成であっても良い。
このように、エアコンプレッサ１０のギヤ（ドライブギヤ１２又はアイドラギヤ１３）をエンジン１側のギヤ（アイドラギヤ又はクランクギヤ）に噛み合わせてエアコンプレッサ１０を取り付ける場合において、エアコンプレッサ１０のギヤのエンジン１に対する位置を容易且つ高精度に決めることができる嵌め合い構造の嵌合部が、エアコンプレッサ１０のギヤを外周に嵌装するシャフトとエンジン１側のケースとに設けられていれば良い。

また、上記実施形態では、嵌合構造は、エアコンプレッサ１０側に凸部１５，１５′を設けるとともにエンジン１側に凹部３，３′を設けることで形成されているが、エアコンプレッサ１０側に凹部を設けるとともにエンジン１側に凸部を設けた構成であっても良い。また、嵌合構造は、断面円形状の部材同士が嵌め合う構造になっているが、断面角形状の部材同士が嵌め合う構造になっていても良い。

また、上記実施形態では、エンジン補機としてエアコンプレッサ１０を例に挙げて説明したが、ギヤを有する他の補機に本構造を適用しても良い。

１ エンジン
２ タイミングギヤケース（エンジン側のケース）
３，３′ 凹部（第２の嵌合部）
１０ エアコンプレッサ（補機）
１１，１１′ ドライブシャフト
１２ ドライブギヤ
１３ アイドラギヤ
１４ アイドラシャフト
１５，１５′ 凸部（第１の嵌合部）
１６ ベアリング
１７ メタルブッシュ
１８ スラストプレート
１００ エアコンプレッサ
１０１ コンプレッサギヤ
１０２ コンプレッサ本体
１０３ アイドラギヤ
１０４ タイミングギヤケース
Ｏ_１ コンプレッサギヤの中心
Ｏ_２ エアコンプレッサ本体の位置合わせ中心

Claims (4)

1. エンジン側のギヤに噛み合うギヤを有する補機を前記エンジンに対して取り付ける際に、前記エンジン側のギヤに対する前記補機のギヤの位置決めをするためのエンジン補機のギヤ位置決め構造であって、
   前記補機のギヤを外周に嵌装したシャフトに第１の嵌合部を設けるとともに、前記エンジン側のケースに前記第１の嵌合部と嵌合する第２の嵌合部を設けた
   ことを特徴とする、エンジン補機のギヤ位置決め構造。
2. 前記補機は、ドライブギヤと、前記ドライブギヤに噛み合うとともに前記エンジン側のギヤに噛み合うアイドラギヤと、前記アイドラギヤを外周に嵌装したアイドラシャフトと、前記アイドラシャフトの先端部に設けられた前記第１の嵌合部とを有している
   ことを特徴とする、請求項１記載のエンジン補機のギヤ位置決め構造。
3. 前記補機は、ドライブギヤと、前記ドライブギヤを外周に嵌装したドライブシャフトと、前記ドライブシャフトの先端部に設けられた前記第１の嵌合部とを有している
   ことを特徴とする、請求項１記載のエンジン補機のギヤ位置決め構造。
4. 前記補機はエアコンプレッサである
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジン補機のギヤ位置決め構造。

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