JP4318166B2

JP4318166B2 - エンジン

Info

Publication number: JP4318166B2
Application number: JP2003035862A
Authority: JP
Inventors: 正寛明田; 渉岩永; 裕三梅田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2023-02-14
Also published as: JP2004245132A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに関し、詳しくは、バランサ軸を備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、クランクギヤに動弁カムギヤを噛合させたエンジンがある。この種のエンジンでは、シリンダヘッド側を上、クランク室の張り出し側を横と見て、バランサ軸に取り付けたバランサギヤを動弁カムギヤまたはクランクギヤにその横側方または下方から噛合させ、上記バランサ軸をクランク室内に配置している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術には、次の問題がある。
《問題》バランサ軸の配置によりエンジンが大型化する。
バランサ軸をクランク室内に配置しているため、バランサ軸とクランク軸との干渉を避ける必要上、バランサ軸をクランク軸の横側方または下方に大きく離す必要がある。このため、クランク室が横側方や下方に拡張され、クランク室が大型化し、これがエンジン大型化の要因となっている。
【０００４】
本発明の課題は、上記問題点を解決できるエンジンを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
主要な請求項１の発明特定事項は、次の通りである(図１及び図２参照)。
クランクギヤ(１ａ)に動弁カムギヤ(２ａ)を噛合させたエンジンであって、
シリンダヘッド(３)側を上、クランク室(１１)の張り出し側を横と見て、バランサ軸(４)に取り付けたバランサギヤ(４ａ)を動弁カムギヤ(２ａ)にその上方から噛合させ、上記バランサ軸(４)をシリンダ(５)の横側方に配置し、上記シリンダ(５)と上記バランサ軸(４)との間に動弁装置のプッシュロッド(６)を挿通させたエンジン。
【０００６】
【発明の効果】
（請求項１の発明）
請求項１の発明は、次の効果を奏する(図１参照)。
《効果１》バランサ軸の配置に起因するエンジンの大型化を抑制することができる。
バランサ軸(４)をシリンダ(５)の横側方に配置するため、クランク軸(１)との干渉を避けながら、バランサ軸(４)をクランク室(１１)の上方のデッドスペースを利用して配置することができる。このため、クランク室(１１)を横側方や下方に拡張する必要がなく、バランサ軸(４)の配置に起因するエンジンの大型化を抑制することができる。
【０００７】
《効果２》エンジンの横幅を小さくすることができる。
図６に示すように、本発明では、巻き掛け伝動装置(２０)とギヤトレイン(２２)とを前後に大きく離すため、図８と図９に示すように、巻き掛け伝動装置(２０)のテンショナ(４７)とギヤトレイン(２２)とが横に並ぶことがなく、エンジンの横幅を小さくすることできる。
【０００８】
（請求項７の発明）
《効果３》エンジンの横幅を小さくすることができる。
図６に示すように、本発明では、テンショナ(４７)とポンプ(２３)とを前後に大きく離すため、図８と図９に示すように、これら部品が横に並ぶことがなく、エンジンの横幅を小さくすることができる。
【０００９】
《効果４》搭載機種の制約を少なくすることができる。
図６に示すように、本発明では、メンテナンス頻度が高いテンショナ(４７)とポンプ(２３)とを、シリンダブロック(４１)の横一側方に集めて配置するため、片側からしかメンテナンスが行えない機械であっても、搭載を可能とし、搭載機種の制約を少なくすることができる。
【００１０】
《効果５》メンテナンスの作業能率を高くすることができる。
本発明では、上記のように、メンテナンス頻度が高いテンショナ(４７)とポンプ(２３)とを、シリンダブロック(４１)の横一側方に集めて配置するため、メンテナンスの作業能率を高くすることができる。
【００１１】
（請求項３の発明）
《効果６》部品の横の張り出しを小さくすることができる。
図６に示すように、横幅が比較的大きい発電機(４８)とポンプ(２３)とを、クランク室(１１)の横張り出しがないシリンダブロック(４１)の上寄り部分(４６ａ)の横一側方に配置するため、図８と図９に示すように、部品の横の張り出しを小さくすることができる。
【００１２】
（請求項４の発明）
《効果７》バランサ軸等の配列によるエンジンの小型化を促進することができる。
図１に示すように、バランサ軸(４)と脇水路(７)と動弁カム軸(２)とをシリンダジャケット(８)とシリンダ(５)の壁とに沿って上下に並べたため、これらがコンパクトに配列され、バランサ軸(４)等の配列によるエンジンの小型化を促進することができる。
【００１３】
（請求項５の発明）
《効果８》全シリンダの壁の暖機や冷却が均一化される。
図３に示すように、複数のシリンダ(５)の脇を通過する脇水路(７)にシリンダジャケット(８)に臨む複数の出口(７ａ)を設け、これら複数の出口(７ａ)を脇水路(７)の長手方向の両端部と中間部とに配置したため、全シリンダ(５)(５)の壁に向けて冷却水が均等に分配され、全シリンダ(５)(５)の壁の暖機や冷却が均一化される。
【００１４】
（請求項６の発明）
《効果９》エンジンの横幅を小さくすることができる。
図３に示すように、脇水路(７)の隣り合う出口(７ａ)(７ａ)間の肉壁内に動弁装置のタペットガイド孔(９)を設けたため、出口(７ａ)とタペットガイド孔(９)とを横幅方向に並べて配置する場合に比べ、エンジンの横幅を小さくすることができる。
【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〜図９はいずれも本発明の実施形態に係るエンジンを説明する図で、この実施形態では縦形の水冷多気筒ディーゼルエンジンを例として説明する図である。
【００１６】
このエンジンの概要は、次の通りである。
このエンジンは、図１に示すように、シリンダブロック(１８)の上部にシリンダヘッド(３)を、下部にオイルパン(１９)を取り付けている。シリンダブロック(１８)は、シリンダ(５)の下部にクランク室(１１)を備えている。図５に示すように、シリンダブロック(１８)の前部には巻き掛け伝動装置(２０)を備え、これで冷却ファン(２１)と水ポンプ(２６)とを連動する。シリンダブロック(１８)の後部にはギヤ伝動装置(２２)とフライホイル(２７)とを備え、図４に示すように、このギヤ伝動装置(２２)で燃料噴射ポンプ(２３)と作業装置(１５)とを連動する。この作業装置(１５)は、作業用油圧ポンプである。また、このギヤ伝動装置(２２)で図１に示す動弁カム軸(２)、一対の二次バランサ軸(４)(１３)、一次バランサ軸(１４)を連動する。
【００１７】
各軸の配置は、次の通りである。
図１に示すように、シリンダヘッド(３)側を上、クランク室(１１)の張り出し側を横と見て、一方の二次バランサ(４)と動弁カム軸(２)とをシリンダ(５)の横一側方に配置し、シリンダ(５)の横一側領域を上下三等分した上中下の部分領域を想定し、上部分領域に一方の二次バランサ軸(４)の中心軸線(４ｂ)を位置させ、下部分領域に動弁カム軸(２)の中心軸線(２ｂ)を位置させている。他方の二次バランサ軸(１３)はシリンダ(５)の横他側方の斜め下に位置させている。一次バランサ軸(１４)は動弁カム軸(２)の横一側方の斜め下に位置させている。
【００１８】
軸と他の要素の配置は、次の通りである。
図１に示すように、シリンダ(５)と上部分領域の二次バランサ軸(４)との間に動弁装置のプッシュロッド(６)を挿通させている。上記二次バランサ軸(４)と動弁カム軸(２)との間にクランク軸(１)の架設方向に沿う脇水路(７)を設け、ラジエータからの冷却水を脇水路(７)を介して多気筒シリンダブロック(１８)のシリンダジャケット(８)に導入するに当たり、上記二次バランサ軸(４)と脇水路(７)と動弁カム軸(２)とをシリンダジャケット(８)とシリンダ(５)の壁とに沿って上下に並べている。
【００１９】
脇水路とその周辺部分の構造は、次の通りである。
図１に示すように、動弁カム軸(２)をシリンダジャケット(８)の下方に配置し、脇水路(７)の出口(７ａ)をシリンダジャケット(８)の下部に臨ませている。図３に示すように、複数のシリンダ(５)の脇を通過する脇水路(７)にシリンダジャケット(８)への複数の出口(７ａ)を設け、これら複数の出口(７ａ)を脇水路(７)の両端部と中間部とに配置している。各出口(７ａ)は各シリンダ(５)の横一側頂部に臨ませている。脇水路(７)の隣り合う出口(７ａ)(７ａ)間の肉壁内に動弁装置のタペットガイド孔(９)を設けている。図１に示すように、動弁カム室(１０)をその下方のクランク室(１１)と連通させ、クランク室(１１)から動弁カム室(１０)を介してタペットガイド孔(９)にきのこ形タペット(１２)を挿入できるようにし、ここにきのこ形タペット(１２)を挿入している。
【００２０】
ギヤ伝動装置の構成は、次の通りである。
図４に示すように、作業装置(１５)への動力取出し軸(１６)を一対の軸受け(１６ａ)(１６ａ)複数個所で軸受けし、この動力取出し軸(１６)に取り付けた動力取出しギヤ(１６ａ)を動弁カムギヤ(２ａ)に噛合させている。図２に示すように、動弁カム軸(２)に動弁カムギヤ(２ａ)とこれよりも小径の出力ギヤ(２ｂ)とを同心状に配置し、大径の動弁カムギヤ(２ａ)に上部分領域の二次バランサ軸(４)に取り付けた二次バランサギヤ(４ａ)を噛合させ、小径の出力ギヤ(２ｂ)に一次バランサ軸(１４)に取り付けた一次バランサギヤ(１４ａ)を噛合させている。出力ギヤ(２ｃ)にアイドルギヤ(２４)を噛合させ、このアイドルギヤ(２４)に上記二次バランサ軸(４)と対になる他の二次バランサ軸(１３)に取り付けたバランサギヤ(１３ａ)を噛合させ、出力ギヤ(２ｃ)のモジュールを動弁カムギヤ(２ａ)のそれよりも小さくしている。また、アイドルギヤ(２４)に燃料噴射ポンプ(２３)の燃料噴射カム軸(２５)に取り付けた噴射カムギヤ(２５ａ)を噛合させている。
【００２１】
エンジン左側面での主要な部品配置は、次の通りである。
図６に示すように、巻き掛け伝動装置(２０)のテンショナ(４７)と燃料噴射ポンプ(２３)(コモンレール仕様の場合は、「燃料供給ポンプ」である。以下、同じ。)とを、シリンダブロック(４１)の左方で前後に振り分けて配置している。テンショナ(４７)が前で、燃料噴射ポンプ(２３)が後である。巻き掛け伝動装置(２０)にはベルト伝動装置を、テンショナ(４７)には発電機(４８)をそれぞれ用いている。発電機(４８)と燃料噴射ポンプ(２３)とは、シリンダブロック(４１)の上寄り部分(４６ａ)の左方で略同じ高さに位置させている。シリンダブロック(４１)の上下方向中央部分(４６ｂ)の左方で、オイルクーラ(４９)とスタータモータ(４５)とを前後に振り分けて配置している。オイルクーラ(４９)が前でスタータモータ(４５)が後である。オイルクーラ(４９)とスタータモータ(４５)とは略同じ高さに位置させている。シリンダブロック(４１)の左方から見て、オイルクーラ(４９)の後部に取り付けたオイルフィルタ(５２)とスタータモータ(４５)との間に、オイルレベルゲージ(５６)のハンドルを配置している。
【００２２】
エンジン左側面での他の部品配置の共通点は、次の通りである。
図６に示すように、燃料噴射ポンプ(２３)の前端部にガバナ(５９)を組み付けている。シリンダヘッド(１６)の左方で発電機(４８)の上方に燃料フィルタ(６０)を配置している。ガバナ(５９)の下方から、シリンダブロック(４１)とオイルフィルタ(５２)との間の空間にかけて、オイルクーラ(４９)の冷却水配管(６１)を配置している。シリンダヘッド(３)の左方で、燃料フィルタ(６０)の前方で、かつ発電機(４８)の上方に排気還流量を制御するＥＧＲソレノイド弁(６２)を配置している。エンジン左方から見て、燃料噴射ポンプ(２３)とスタータモータ(４５)との間に、油圧低下を検出するオイルスイッチ(６３)を配置し、シリンダヘッド(３)に取り付けた水温センサ(６４)を燃料噴射ポンプ(２３)の後方で露出させている。スタータモータ(４５)の後方で、フライホイル収容ケース(６６)にタイミング確認窓(６５)を設けている。このタイミング確認窓(６５)でギヤトレイン(２２)のギヤの合いマークを確認する。エンジンの左方から見て、燃料噴射ポンプ(２３)の下方で、スタータモータ(４５)のオイルレベルゲージ(５６)寄りの端部の上方に、給油口(６７)を配置している。なお、燃料噴射ポンプ(２３)が左方に位置するため、燃料配管も当然に左方に配置される。リザーブタンクやエアクリーナやオイルドレイン孔を設ける場合には、メンテナンス側である左方に配置する。
【００２３】
エンジンの右側面での部品配置は、次の通りである。
図７に示すように、シリンダブロック(４１)の上寄り部分(４６ａ)の右方で、一対の作業装置(５０)(３６)を前後に振り分けて配置している。前の作業装置(５０)は作業用エアコンプレッサであり、後の作業装置(３６)は前述の作業用油圧ポンプである。これらは略同じ高さに配置されている。
【００２４】
エンジンの正面での部品配置の共通点は、次の通りである。
図８に示すように、冷却ファンプーリ(４１ａ)の左方にベルトテンショナ(４７)のテンションプーリ(４７ａ)を、右方に作業装置(５０)の従動プーリ(５０ａ)を振り分けて配置し、冷却ファンプーリ(４１ａ)の下方にクランク軸(１)に取り付けた駆動プーリ(１１ａ)を配置している。駆動プーリ(１１ａ)とテンションプーリ(４７ａ)と従動プーリ(５０ａ)とにファンベルト(４１ｂ)をその内周面が接するように巻き掛け、冷却ファンプーリ(４１ａ)には上記ファンベルト(４１ｂ)をその外周面が接するように巻き掛けている。従動プーリ(５０ａ)と駆動プーリ(１１ａ)との間に水ポンプ(５４)の冷却水導入パイプ(５４ａ)を配置している。従動プーリ(５０ａ)と駆動プーリ(１１ａ)との間で、ファンベルト(４１ｂ)の一部を冷却ファンプーリ(４１ａ)に向けて折り返し、この折り返し部分(４１ｃ)を冷却ファンプーリ(４１ａ)に巻き掛けている。冷却ファンプーリ(４１ａ)の上方には、遊転プーリ(６８)を配置し、テンションプーリ(４７ａ)と従動プーリ(５０ａ)との間で、ファンベルト(４１ｂ)の一部を持ち上げ、その内周面が遊転プーリ(６８)に接するように巻き掛け、この部分が冷却ファンプーリ(４１ａ)に接しないようにしている。ファンベルト(４１ｂ)には、内周面に長手方向に沿う山型突条を複数本備えたポリＶベルトを用いている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの縦断正面図である。
【図２】図１のエンジンのギヤ伝動装置の正面図である。
【図３】図１のエンジンの横断平面図で、脇水路の高さ位置でのシリンダブロック横断平面と、これよりも高位置での燃料噴射ポンプ平面とを含む図である。
【図４】図１のエンジンの横断平面図で、動弁カム軸の高さでのシリンダブロック横断平面と、これよりも高位置での燃料噴射ポンプ平面及び作業装置平面とを含む図である。
【図５】図１のエンジンの縦断側面図である。
【図６】図１のエンジンの左側面図である。
【図７】図１のエンジンの右側面図である。
【図８】図１のエンジンの正面図である。
【図９】図１のエンジンの平面図である。
【符号の説明】
(１)…クランク軸、(１ａ)…クランクギヤ、(２ａ)…動弁カムギヤ、 (３)…シリンダヘッド、(４)…バランサ軸(二次バランサ軸)、 (５)…シリンダ、 (７)…脇水路、(７ａ)…出口、(８)…シリンダジャケット、 (１１)…クランク室、(２０)…巻き掛け伝動装置、(２３)…燃料噴射ポンプ、(４１)…シリンダブロック、(４６ａ)…上寄り部分、(４７)…テンショナ、(４８)…発電機。

Claims

クランクギヤ(１ａ)に動弁カムギヤ(２ａ)を噛合させたエンジンであって、
シリンダヘッド(３)側を上、クランク室(１１)の張り出し側を横と見て、バランサ軸(４)に取り付けたバランサギヤ(４ａ)を動弁カムギヤ(２ａ)にその上方から噛合させ、上記バランサ軸(４)をシリンダ(５)の横側方に配置し、
巻き掛け伝動装置(２０)を設けるに当たり、
シリンダブロック(４１)の前後端部に、巻き掛け伝動装置(２０)とギヤトレイン(２２)とを振り分けて配置し、
上記シリンダ(５)と上記バランサ軸(４)との間に動弁装置のプッシュロッド(６)を挿通させたエンジン。
請求項１に記載したエンジンであって、
巻き掛け伝動装置(２０)のテンショナ(４７)と、燃料を圧送するためのポンプ(２３)とを、シリンダブロック(４１)の横一側方で、前後に振り分けて配置したエンジン。
請求項２に記載したエンジンであって、
テンショナ(４７)に発電機(４８)を用いるに当たり、
発電機(４８)と前記ポンプ(２３)とを、同じ高さで、シリンダブロック(４１)の上寄り部分(４６ａ)の横一側方に配置したエンジン。
請求項１から請求項３のいずれかに記載したエンジンであって、バランサ軸(４)と動弁カム軸(２)との間にクランク軸(１)の架設方向に沿う脇水路(７)を設け、ラジエータからの冷却水を脇水路(７)を介して多気筒シリンダブロックのシリンダジャケット(８)に導入するに当たり、
バランサ軸(４)と脇水路(７)と動弁カム軸(２)とをシリンダジャケット(８)とシリンダ(５)の壁とに沿って上下に並べたエンジン。
請求項１から請求項４のいずれかに記載したエンジンであって、クランク軸(１)の架設方向に沿う脇水路(７)を設け、ラジエータからの冷却水を脇水路(７)を介して多気筒シリンダブロックのシリンダジャケット(８)に導入するに当たり、
複数のシリンダ(５)の脇を通過する脇水路(７)にシリンダジャケット(８)に臨む複数の出口(７ａ)を設け、これら複数の出口(７ａ)を脇水路(７)の長手方向の両端部と中間部とに配置したエンジン。
請求項５に記載したエンジンであって、
脇水路(７)の隣り合う出口(７ａ)(７ａ)間の肉壁内に動弁装置のタペットガイド孔(９)を設けたエンジン。