JP4431063B2 - エンジン - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンに関し、詳しくは、傾斜運転時に、ギヤケース内のオイルをギヤで掻き上げる不具合を解消することができるエンジンに関するものである。
従来のエンジンとして、本発明と同様、シリンダブロックの下部にオイルパンを配置し、クランク軸の架設方向を前後方向として、シリンダブロックの前後端部のうち、いずれか一端部に調時伝動ギヤトレインを配置し、この調時伝動ギヤトレインをギヤケース内に収容したものがある (例えば、特許文献１参照)。
この種のエンジンでは、調時伝動ギヤトレインがギヤケース内に収容されているため、ギヤトレインのギヤでオイルパン内のオイルを掻き上げることがなく、これに起因するオイルの劣化等を防止することができる利点がある。
しかし、上記従来のエンジンでは、ギヤケース内のオイルをオイルパンに戻すため、ギヤケースの底部をオイル流出孔でオイルパンに連通させた場合、問題が生じるおそれがある。
特開２００３−８３０７７号公報(図１参照)
上記従来技術では、次の問題が生じるおそれがある。
《問題》 傾斜運転時に、ギヤケース内のオイルをギヤで掻き上げるおそれがある。
エンジン運転中、シリンダブロックの前後端部のうち、調時伝動ギヤトレインのある端部に向けて、エンジンが大きく下り傾斜すると、オイルパン内のオイルがオイル流出孔からギヤケース内に流入し、調時伝動ギヤトレインの最下ギヤがギヤケース内のオイルに浸漬され、ギヤケース内のオイルをギヤで掻き上げるおそれがある。この場合、オイルに多量の空気が混入し、潤滑部がオイル切れとなる、オイルを掻き上げる抵抗で馬力ロスが大きくなる、オイル温度の上昇によってオイルが劣化する等の問題が生じる。
本発明は、上記問題点を解決することができるエンジン、すなわち、傾斜運転時に、調時伝動ギヤトレインのギヤでオイルを掻き上げる不具合を抑制することができるエンジンを提供することを課題とする。
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図３に例示するように、シリンダブロック(１)の下部にオイルパン(２)を配置し、クランク軸(３)の架設方向を前後方向として、シリンダブロック(１)の前後端部のうち、いずれか一端部に調時伝動ギヤトレイン(４)を配置し、この調時伝動ギヤトレイン(４)をギヤケース(５)内に収容した、エンジンにおいて、
このギヤケース(５)の底部(６)をオイル流出孔(７)でオイルパン(２)に連通させるに当たり、
図１に例示するように、調時伝動ギヤトレイン(４)の構成ギヤのうち、最も低い最下ギヤ(１０)の下方をその周方向に沿うオイル浸漬防止壁(１１)で覆い、
図１に例示するように、クランク軸(３)と平行な向きに見て、クランクギヤ(１２)を最下ギヤ(１０)とし、クランクギヤ(１２)にその左上から連動ギヤ(１３)を噛み合わせた観察状態で、クランクギヤ(１２)を反時計廻り(８)とし、オイル浸漬防止壁(１１)を、クランクギヤ(１２)の下半部に沿う下円弧部(１１ａ)と、クランクギヤ(１２)の右上部に沿う右上円弧部(１１ｂ)とで構成し、右上円弧部(１１ｂ)は下円弧部(１１ａ)の反時計廻り(８)側の終端から反時計廻り(８)方向に導出し、右上円弧部(１１ｂ)の導出端と下円弧部(１１ａ)の始端との間に開口(１４)を設け、この開口(１４)から連動ギヤ(１３)をクランクギヤ(１２)との噛み合い箇所(９)に侵入させた、ことを特徴とするエンジン。
（請求項１に係る発明）
《効果》 大きな傾斜が生じない通常運転時に、ギヤケース内のオイルをギヤで掻き上げる不具合がない。
図３に例示するように、ギヤケース(５)の底部(６)をオイル流出孔(７)でオイルパン(２)に連通させたため、大きな傾斜が生じない通常運転時には、ギヤケース(５)内のオイルは、オイル流出孔(７)からオイルパン(２)に流れ込み、ギヤケース(５)内にオイルが溜まらず、ギヤケース(５)内のオイルをギヤで掻き上げる不具合がない。このため、この不具合に起因する潤滑部のオイル切れ、馬力ロス、オイル劣化等の問題が生じない。
《効果》 傾斜運転時に、ギヤケース内のオイルをギヤで掻き上げる不具合を解消することができる。
エンジン運転中、シリンダブロック(１)の前後端部のうち、調時伝動ギヤトレイン(４)側の端部に向けて、エンジンが大きく下り傾斜すると、オイルパン(２)内のオイル(８)がオイル流出孔(７)からギヤケース(５)内に流入することあるが、本発明では、図１に例示するように、調時伝動ギヤトレイン(４)の構成ギヤのうち、最も低い最下ギヤ(１０)の下方をその周方向に沿うオイル浸漬防止壁(１１)で覆ったため、最下ギヤ(１０)がオイルに浸漬する不具合が解消され、ギヤケース(５)内のオイルを最下ギヤ(１０)で掻き上げる不具合を解消することができる。このため、この不具合に起因する潤滑部のオイル切れ、馬力ロス、オイル劣化等の問題が生じない。
《効果》 クランクギヤと連動ギヤとの噛み合わせ部分の損傷を抑制することができる。
連動ギヤ(１３)の伝動下流側にある連動軸からの駆動反力により、クランクギヤ(１２)と連動ギヤ(１３)との噛み合い箇所(９)には、強い力がかかる。しかし、本発明では、この噛み合い箇所(９)に十分なオイルを供給することにより、この噛み合い箇所(９)の損傷を抑制することができる。すなわち、本発明では、図１に例示するように、オイル浸漬防止壁(１１)を、クランクギヤ(１２)の下半部に沿う下円弧部(１１ａ)と、クランクギヤ(１２)の右上部に沿う右上円弧部(１１ｂ)とで構成し、右上円弧部(１１ｂ)は下円弧部(１１ａ)の反時計廻り(８)方向の終端から反時計廻り(８)方向に導出し、右上円弧部(１１ｂ)の導出端と下円弧部(１１ａ)の始端との間に開口(１４)を設け、この開口(１４)から連動ギヤ(１３)をクランクギヤ(１２)との噛み合い箇所(９)に侵入させた。このため、開口(１４)の上方から落下してくるオイルは、開口(１４)からオイル浸漬防止壁(１１)内に流入し、クランクギヤ(１２)の回転で下円弧部(１１ａ)に沿って掻き上げられ、右上円弧部(１１ｂ)で案内され、噛み合い箇所(９)の回転上手側付近に跳ねかけられる。このため、クランクギヤ(１２)と連動ギヤ(１３)との噛み合い箇所(９)に、十分なオイルが供給され、この噛み合い箇所(９)の損傷を抑制することができる。
（請求項２に係る発明）
請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 クランクギヤと連動ギヤとの噛み合い箇所の損傷を抑制する機能が顕在化する。
図１に例示するように、連動ギヤ(１３)の伝動下手側で動弁カム軸(１５)と燃料噴射カム軸(１６)とを連動する場合、動弁カム軸(１５)と燃料噴射カム軸(１６)の両方からの強い駆動反力により、クランクギヤ(１２)と連動ギヤ(１３)との噛み合い箇所(９)には、特別に強い力がかかる。このため、本発明をこのようなエンジンに適用すると、クランクギヤ(１２)と連動ギヤ(１３)との噛み合い箇所(９)の損傷を抑制する機能が顕在化する。
（請求項３に係る発明）
請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 クランクギヤと連動ギヤとの噛み合い箇所(９)の損傷を抑制する機能が顕在化する。
燃料噴射カム軸(１６)に代えて、コモンレールの燃料サプライポンプの入力軸を連動する場合にも、動弁カム軸(１６)と燃料サプライポンプの入力軸の両方からの強い駆動反力により、クランクギヤ(１２)と連動ギヤ(１３)との噛み合い箇所(９)には、特別に強い力がかかる。このため、本発明をこのようなエンジンに適用すると、クランクギヤ(１２)と連動ギヤ(１３)との噛み合い箇所(９)の損傷を抑制する機能が顕在化する。
（請求項４に係る発明）
請求項２または請求項３に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 クランクギヤと連動ギヤとの噛み合わせ箇所の損傷を抑制する機能がより顕在化する。
図１に例示するように、連動ギヤ(１３)の伝動下手側でバランサ軸(１７)(１８)も連動する場合には、このバランサ軸(１７)(１８)からの駆動反力も加わり、クランクギヤ(１２)と連動ギヤ(１３)との噛み合い箇所(９)には、より強い力がかかる。このため、本発明をこのようなエンジンに適用すると、クランクギヤ(１２)と連動ギヤ(１３)との噛み合い箇所(９)の損傷を抑制する機能がより顕在化する。
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に係るエンジンを説明する図で、この実施形態では、縦型４気筒の水冷ディーゼルエンジンについて説明する。
本発明の実施形態の概要は、次の通りである。
図３に示すように、シリンダブロック(１)の上部にシリンダヘッド(１９)を組み付け、シリンダヘッド(１９)の上部にヘッドカバー(２０)を組み付けている。シリンダブロック(１)の下部にはオイルパン(２)を配置している。クランク軸(３)の架設方向を前後方向として、シリンダブロック(１)の前後端部のうち、前端部に、冷却ファン(２１)とこれを連動する巻き掛け伝動装置(２２)と水ポンプ(２３)とを配置している。また、シリンダブロック(１)の後端部に、調時伝動ギヤトレイン(４)を配置し、この調時伝動ギヤトレイン(４)をギヤケース(５)内に収容している。この調時伝動ギヤトレイン(４)は、シリンダブロック(１)の前端部に配置してもよい。
ギヤケースの構成は、次の通りである。
図３に示すように、ギヤケース(５)は、シリンダブロック(１)の後端部の窪み(２４)と、フライホイルケース(２５)とで構成されている。窪み(２４)は、シリンダブロック(１)の後端から前方向に凹入され、内部に調時伝動ギヤトレイン(４)を収容している。フライホイルケース(２５)は、後向きに開口した椀型で、内部にフライホイル(２６)を収容するとともに、窪み(２４)をその後方から覆っている。
調時伝動ギヤトレインの構成は、次の通りである。
図１に示すように、クランク軸(３)と平行な向きで、エンジンを後側から見て、クランク軸(３)にクランクギヤ(１２)を取り付け、このクランクギヤ(１２)にその左上から連動ギヤ(１３)を噛み合わせ、この連動ギヤ(１３)を動弁カム軸(１５)に取り付けている。動弁カム軸(１５)には、連動ギヤ(１３)と同芯で、動弁カム軸(１３)の前方に積層させた伝動ギヤ(２７)を取り付けている。伝動ギヤ(２４)にはその右横からアイドルギヤ(２８)を噛み合わせ、このアイドルギヤ(２８)をアイドルギヤ軸(２９)に遊転自在に取り付けている。アイドルギヤ(２８)にはその右上から燃料噴射カムギヤ(３０)を噛み合わせ、この燃料噴射カムギヤ(３０)を燃料噴射カム軸(１６)に取り付けている。
連動ギヤ(１３)には、その左上から油圧ポンプギヤ(３１)を噛み合わせるとともに、連動ギヤ(１３)の上からバランサギヤ(３２)を噛み合わせている。バランサギヤ(３２)はバランサ軸(１７)に取り付けている。アイドルギヤ(２８)には、その右下からバランサギヤ(３３)を組み付けている。このバランサギヤ(３３)はバランサ軸(１８)に取り付けている。一対のバランサ軸(１７)(１８)は２次バランサであり、２次のローリングモーメントに起因する振動を低減させるものである。このように、この実施形態では、連動ギヤ(１３)の伝動下手側で動弁カム軸(１５)と燃料噴射カム軸(１６)とバランサ軸(１７)(１８)等を連動する。
ギヤケース内のオイルをギヤで掻き上げる不具合を解消する工夫は、次の通りである。
ギヤケース(５)の底部(６)をオイル流出孔(７)でオイルパン(２)に連通させるに当たり、図１に示すように、調時伝動ギヤトレイン(４)の構成ギヤのうち、最も低い最下ギヤ(１０)の下方をその周方向に沿うオイル浸漬防止壁(１１)で覆っている。すなわち、クランク軸(３)と平行な向きに見て、クランクギヤ(１２)を最下ギヤ(１０)とし、クランクギヤ(１２)にその左上から連動ギヤ(１３)を噛み合わせた観察状態(この実施形態では、後方からの観察状態)で、クランクギヤ(１２)を反時計廻り(８)とし、オイル浸漬防止壁(１１)を、クランクギヤ(１２)の下半部に沿う下円弧部(１１ａ)と、クランクギヤ(１２)の右上部に沿う右上円弧部(１１ｂ)とで構成し、右上円弧部(１１ｂ)は下円弧部(１１ａ)の反時計廻り(８)側の終端から反時計廻り(８)方向に導出し、右上円弧部(１１ｂ)の導出端と下円弧部(１１ａ)の始端との間に開口(１４)を設け、この開口(１４)から連動ギヤ(１３)をクランクギヤ(１２)との噛み合い箇所(９)に侵入させている。
図２、図３に示すように、オイル浸漬防止壁(１１)は、シリンダブロック(１)の後端部の窪み(２４)の内底面から後向きに突出させた凸条と、フライホイルケース(２５)から前向きに突出させた凸条とを、前後から突き合わせて形成している。なお、図１に示すように、オイル浸漬防止壁(１１)の開口(１４)の上方にアイドルギヤ(２８)を配置し、アイドルギヤ(２８)とアイドルギヤ軸(２９)との間には、潤滑油路(３４)を介して強制潤滑がなされているため、アイドルギヤ(２８)とアイドルギヤ軸(２９)との間から流出した少量のオイルは、開口(１４)からオイル浸漬防止壁(１１)の内側に流入し、クランクギヤ(１２)で連動ギヤ(１３)をクランクギヤ(１２)との噛み合い箇所(９)の回転上手側付近に跳ね掛けられる。なお、この実施形態では、機械噴射式のエンジンについて説明したが、コモンレール噴射式のエンジンの場合、燃料噴射カム軸(１６)に代えて、連動ギヤ(１３)の伝動下手側でコモンレールの燃料サプライポンプの入力軸を連動することになる。
本発明の実施形態に係るエンジンの背面図で、フライホイルカバーを取り外した図である。 図１のエンジンに用いるフライホイルカバーを説明する図で、図２(Ａ)は正面図、図２(Ｂ)は図２(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。 図１のエンジンの後部縦断面を示す側面図である。
(１) シリンダブロック
(２) オイルパン
(３) クランク軸
(４) 調時伝動ギヤトレイン
(５) ギヤケース
(６) 底部
(７) オイル流出孔
(８) 反時計廻り
(９) 噛み合い箇所
(１０) 最下ギヤ
(１１) オイル浸漬防止壁
(１１ａ) 下円弧部
(１１ｂ) 右上円弧部
(１２) クランクギヤ
(１３) 連動ギヤ
(１４) 開口
(１５) 動弁カム軸
(１６) 燃料噴射カム軸
(１７) バランサ軸
(１８) バランサ軸

Claims (4)

  1. シリンダブロック(１)の下部にオイルパン(２)を配置し、クランク軸(３)の架設方向を前後方向として、シリンダブロック(１)の前後端部のうち、いずれか一端部に調時伝動ギヤトレイン(４)を配置し、この調時伝動ギヤトレイン(４)をギヤケース(５)内に収容した、エンジンにおいて、
    このギヤケース(５)の底部(６)をオイル流出孔(７)でオイルパン(２)に連通させるに当たり、
    調時伝動ギヤトレイン(４)の構成ギヤのうち、最も低い最下ギヤ(１０)の下方をその周方向に沿うオイル浸漬防止壁(１１)で覆い、
    クランク軸(３)と平行な向きに見て、クランクギヤ(１２)を最下ギヤ(１０)とし、クランクギヤ(１２)にその左上から連動ギヤ(１３)を噛み合わせた観察状態で、クランクギヤ(１２)を反時計廻り(８)とし、オイル浸漬防止壁(１１)を、クランクギヤ(１２)の下半部に沿う下円弧部(１１ａ)と、クランクギヤ(１２)の右上部に沿う右上円弧部(１１ｂ)とで構成し、右上円弧部(１１ｂ)は下円弧部(１１ａ)の反時計廻り(８)側の終端から反時計廻り(８)方向に導出し、右上円弧部(１１ｂ)の導出端と下円弧部(１１ａ)の始端との間に開口(１４)を設け、この開口(１４)から連動ギヤ(１３)をクランクギヤ(１２)との噛み合い箇所(９)に侵入させた、ことを特徴とするエンジン。
  2. 請求項１に記載したエンジンにおいて、
    連動ギヤ(１３)の伝動下手側で動弁カム軸(１５)と燃料噴射カム軸(１６)とを連動する、ことを特徴とするエンジン。
  3. 請求項２に記載したエンジンにおいて、
    燃料噴射カム軸(１６)に代えて、コモンレールの燃料サプライポンプの入力軸を連動することを特徴とするエンジン。
  4. 請求項２または請求項３に記載したエンジンにおいて、
    連動ギヤ(１３)の伝動下手側でバランサ軸(１７)(１８)も連動する、ことを特徴とするエンジン。
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