JP4563965B2 - エンジンにおけるポンプ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン本体に取り付けられるポンプのポンプ軸を、エンジン本体に支持される動弁用カム軸により駆動するようにした、エンジンにおけるポンプ駆動装置の改良に関する。

かゝるエンジンにおけるポンプ駆動装置は、特許文献１に開示されているように既に知られている。
実公昭５６−２７３６７号明細書

ところで、従来のかゝるポンプ駆動装置では、カム軸の、エンジン本体の軸受孔に支承されるジャーナル部に、それを横断する駆動ピンを取り付け、この駆動ピンに係合する切欠き溝をポンプのポンプ軸に形成し、これら駆動ピン及び切欠き溝を介して、カム軸の回転をポンプ軸に伝達するようにしているが、カム軸の上記ジャーナル部には、その有効支持面積を極力広く確保するために、駆動ピンの装着孔を大きく形成することができず、したがって大径の駆動ピンの使用が困難であり、したがって負荷が大きい大型のポンプの駆動には不向きである。

本発明は、かゝる点に鑑みてなされたもので、カム軸のジャーナル部の有効支持面を何ら減じることなく、カム軸からポンプ軸に大なる駆動トルクの伝達を可能にする、前記エンジンにおけるポンプ駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、エンジン本体にポンプハウジングがポンプ用ボルトで固定されたポンプのポンプ軸を、エンジン本体に支持される動弁用カム軸により駆動するようにした、エンジンにおけるポンプ駆動装置において、
前記ポンプハウジングには、前記エンジン本体に前記カム軸と同軸に形成されて該エンジン本体の端面に開口する位置決め孔に嵌合させる位置決め円筒部と、この位置決め円筒部に対し同軸上に並んで前記ポンプ軸に回転自在に嵌合する軸受孔とが設けられ、前記位置決め円筒部が前記位置決め孔の肩部と協働して前記カム軸の軸方向移動を規制するように、前記カム軸の外周に設けたフランジが前記位置決め円筒部と前記肩部との間に配置されており、前記カム軸の端面に突設したボスには、外周に突起を有するリング状のパルサロータが相対回転不能に嵌合されると共に、そのパルサロータを前記カム軸に固定すべくパルサロータ用ボルトのねじ軸部が、該ボスの中心部に形成したねじ孔に螺合され、前記パルサロータ用ボルトの頭部の端面にはレンチを嵌合可能な角孔が設けられると共に、前記ポンプ軸の一端部に、前記角孔に相対回転不能に直接嵌合する角軸部が一体に形成され、前記エンジン本体には、前記位置決め円筒部に形成した孔を通して前記パルサロータの外周面に対向するパルサコイルが固着され、このパルサコイルが、該コイルの直前を前記突起が通過する度にパルス信号を発生することを特徴とする。

本発明によれば、ポンプハウジングには、エンジン本体にカム軸と同軸に形成されて該エンジン本体の端面に開口する位置決め孔に嵌合させる位置決め円筒部と、この位置決め円筒部に対し同軸上に並んでポンプ軸に回転自在に嵌合する軸受孔とが設けられ、前記位置決め円筒部が前記位置決め孔の肩部と協働してカム軸の軸方向移動を規制するように、該カム軸の外周に設けたフランジが位置決め円筒部と肩部との間に配置されており、カム軸の端面に突設したボスには、外周に突起を有するリング状のパルサロータが相対回転不能に嵌合されると共に、そのパルサロータをカム軸に固定すべくパルサロータ用ボルトのねじ軸部が、該ボスの中心部に形成したねじ孔に螺合され、パルサロータ用ボルトの頭部の端面にはレンチを嵌合可能な角孔が設けられると共に、ポンプ軸の一端部に、前記角孔に相対回転不能に直接嵌合する角軸部が一体に形成され、これら角孔及び角軸部を介してカム軸からポンプ軸に駆動トルクを伝達するようにしたので、カム軸のジャーナル部の有効支持面を何ら減じることなく、カム軸からポンプ軸を大なる駆動トルクをもって駆動することができ、しかも角孔及び各軸部の嵌合面積は広いので、これら嵌合部の耐久性の向上を図ることができる。さらにポンプ軸を駆動する駆動部材として、レンチ孔を頭部に持つパルサロータ用ボルトを用いると共に、そのレンチ孔を前記角孔に兼用することで、ポンプ駆動装置の構造の簡素化を図り、該装置を安価に提供することができる。

本発明の実施の形態を、図面に示す本発明の好適な実施例に基づき以下に説明する。

図１は本発明のポンプ駆動装置を備える船外機の側面図、図２は図１の２部（ポンプ駆動装置部）の拡大断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の要部の分解斜視図、図５は図２の５−５線断面図、図６は図２の６−６線断面図である。

先ず、図１において、船外機Ｏのケーシング１の直前には、これにアッパアーム２及びロアアーム３を介して取り付けられる鉛直方向のスイベル軸４が配設され、このスイベル軸４を回転自在に支持するスイベルケース５は、船体のトランサムＢｔにクランプされるスターンブラケット６に水平方向のチルト軸７を介して連結される。したがって、ケーシング１は、スイベル軸４周りに左右操向が可能であり、またチルト軸７周りに上下チルトが可能である。このケーシング１の上部には、着脱可能のエンジンフード８で覆われる水冷４ストローク式のエンジンＥが搭載される。

このエンジンＥは、縦置きのクランク軸１０をスイベル軸５に近接させると共にシリンダヘッド１１を後方に向けて搭載される。ケーシング１内には、クランク軸１０による駆動される縦置きの出力軸１２、この出力軸１２から前後進切換ギヤ装置１３を介して駆動される水平配置のプロペラ軸１４とが配設され、プロペラ軸１４の、ケーシング１から突出した後端部にプロペラ１５が装着する。さらにケーシング１内には、エンジンＥの潤滑のためのオイルを貯留するオイルタンク９が配設される。

エンジンＥのシリンダヘッド１１には、クランク軸１０から調時伝動装置１９を介して１／２の減速比で駆動される動弁用のカム軸２０がクランク軸１０と平行する姿勢で支承されており、このカム軸２０により駆動されるオイルポンプ２１がシリンダヘッド１１の下部に取り付けられる。このオイルポンプ２１は、上記オイルタンク９内のオイルを吸い上げてエンジンＥの潤滑部に供給するものである。

このオイルポンプ２１及びその駆動装置について、図２〜図６を参照しながら説明する。

図２〜図４において、前記カム軸２０の下端には、外周面の所定位置に複数の突起２２ａ，２２ａ…を形成したパルサロータ２２がボルト２３により次のようにして固着される。パルサロータ２２には、その中心部に取り付け孔２２ｂが、またその上面に取り付け孔２２ｂと同心の位置決め凹部２２ｃが設けられ、位置決め凹部２２ｃの内周面からキー２２ｄが一体に突設される。一方、カム軸２０の下端面には、それと同心のボス２０ａが一体に突設され、このボス２０ａには、その中心部にねじ孔２０ｂが、またその外周面にキー溝２０ｃが設けられる。ボルト２３の頭部２３ａには、その下端面の中心部に開口する、レンチ嵌合用の角孔、望ましくは六角孔２３ｃが設けられる。

パルサロータ２２のカム軸２０への固着に当たっては、パルサロータ２２の位置決め凹部２２ｃをカム軸２０のボス２０ａ部に、またキー溝２０ｃにキー２２ｄをそれぞれ嵌合し、取り付け孔２２ｂに挿通したボルト２３のねじ軸部２３ｂをねじ孔２０ｂに螺合、緊締する。このボルト２３の螺合作業は、その頭部２３ａの六角孔２３ｃに嵌合されるレンチにより行われる。

シリンダヘッド１１には、上記パルサロータ２２の外周面に対向するパルサコイル２５（図３参照）がボルト２６により固着される。このパルサコイル２５は、その直前をパルサロータ２２外周の各突起２２ａが通過する度に（即ち、所定のクランク位置もしくはピストン位置で）パルス信号を発生するもので、そのパルサ信号は、エンジンＥの各種制御機器、例えば点火装置、燃料噴射装置等の作動に利用される。

図２、図５及び図６において、シリンダヘッド１１の下部には、カム軸２０から上記ボルト２３を介して駆動されるオイルポンプ２１が取り付けられる。このオイルポンプ２１は、シリンダヘッド１１の下端面に複数のボルト２７，２７…により固着されるポンプハウジング２８を有する。このポンプハウジング２８には、位置決め円筒部２８ａと、この位置決め円筒部２８ａと同軸上に並ぶ軸受孔２８ｂと、この軸受孔２８ｂに対して一定距離偏心した円形のポンプ室２８ｃとが設けられており、その位置決め円筒部２８ａは、シリンダヘッド１１の下面に開口する、カム軸２０と同軸の位置決め孔１１ａに嵌合される。したがって、その嵌合状態では、軸受孔２８ｂもカム軸２０と同軸上に並ぶことになる。また位置決め孔１１ａは、カム軸２０の下端部外周に形成されるフランジ２０ｄが当接する肩部１１ｂを有しており、位置決め円筒部２８ａは、その肩部１１ｂと協働してフランジ２０ｄ即ちカム軸２０の軸方向移動を規制する役割をも果たす。また位置決め円筒部２８ａには、パルサコイル２５の先端を突入させる孔２８ａｈが形成されており、この孔２８ａｈを通してパルサコイル２５がパルサロータ２２の外周面に対向している。

ポンプ室２８ｃには、アウタロータ３０が回転自在に嵌合され、このアウタロータ３０の内側に、それと一側部で噛合するインナロータ３１が配置され、このインナロータ３１の軸孔３１ａに嵌合してそれを駆動するポンプ軸３２が軸受孔２８ｂに回転自在に支承される。

このポンプ軸３２の一端部には、前記ボルト２３の頭部２３ａの六角孔２３ｃに嵌合する六角軸部３２ａが一体に形成され、またその他端部には、インナロータ３１の軸孔３１ａに開口する切欠き状のキー溝３１ｂに係合するピン状のキー３３（図４参照）が設けられる。こうしてポンプ軸３２は、ボルト２３を介してカム軸２０に連結されると共にキー３３を介してインナロータ３１に連結される。

ポンプハウジング２８の下面には、ポンプ室２８ｃを閉鎖するポンプカバー３４が複数のボルト３５，３５…で接合される。また前記ボルト２３の、カム軸２０に螺合するねじ軸部２３ｂは、カム軸２０の回転時、オイルポンプ２１の負荷が該ボルト２３に締めつけ方向のトルクとして作用するように形成される。こうしてオイルポンプ２１はトロコイド型に構成される。

図５及び図６に示すように、ポンプハウジング２８には吸入ポート３６及び吐出ポート３７が設けられ、その吸入ポート３６に前記オイルタンク９内の貯留オイル中に浸漬される吸込み管３８（図１参照）が接続され、吐出ポート３７には、エンジンＥの潤滑部に連なる潤滑油路（図示せず）が接続される。したがって、オイルポンプ２１は、インナロータ３１及びアウタロータ３０の協働により吸入ポート３６を通してオイルタンク９内のオイルを吸い上げ、そのオイルを吐出ポート３７を通してエンジンＥの潤滑部に供給することができる。尚、図５中、符号３９はリリーフ弁を示す。

次に、この実施例の作用について説明する。

エンジンＥの運転中、動弁用のカム軸２０の回転は、このカム軸２０の下端部にボルト２３で固着されているパルサロータ２２に伝達されると共に、ボルト２３の頭部２３ａの六角孔２３ｃに六角軸部３２ａを嵌合したポンプ軸３２にも伝達され、それらを回転駆動する。而して、パルサロータ２２の回転によれば、パルサコイル２５が、前述のように所定のクランク位置もしくはピストン位置で各種制御装置の作動のためのパルス信号を発生し、またポンプ軸３２の回転によれば、前述のようにインナロータ３１及びアウタロータ３０の協働によりオイルタンク９のオイルを吸い上げ、それをエンジンＥの潤滑部に供給する。

このように、カム軸２０の端部に螺着されるボルト２３の六角孔２３ｃと、それに嵌合するポンプ軸３２の六角軸部３２ａとを介してカム軸２０からポンプ軸３２に駆動トルクが伝達されるので、カム軸２０のジャーナル部の有効支持面を何ら減じることなく、カム軸２０からポンプ軸３２を大なる駆動トルクをもって駆動することができ、しかも六角孔２３ｃ及び六角軸部の嵌合面積は広いので、これら嵌合部の面圧を低く抑えて、嵌合部の耐久性の向上を図ることができる。

しかも、上記ボルト２３は、カム軸２０の端部にパルサロータ２２を固着する固着部材を兼ねるので、パルサロータ２２を備えるエンジンＥでは、全体としては部品点数が削減され、構造の簡素化、延いてはコストの低減を図ることができる。

またボルト２３の頭部２３ａの六角孔２３ｃは、このボルト２３のカム軸２０への螺着作業に使用するレンチの嵌合孔で構成されるので、ボルト２３に、ポンプ軸３２の六角軸部３２ａを専ら嵌合するための六角孔２３ｃをボルト２３に形成する必要がなく、ポンプ駆動装置の構造の簡素化を一層図ることができる。

またボルト２３の、カム軸２０に螺合するねじ軸部２３ｂは、カム軸２０の回転時、オイルポンプ２１の負荷が該ボルト２３に締めつけ方向のトルクとして作用するように形成されているから、オイルポンプ２１の駆動中、上記ボルト２３には常に締めつけ方向のトルクが働くことになり、このボルト２３の緩みを防ぐことができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、本発明のポンプ駆動装置は、ウォータポンプの駆動に適用することもできる。

本発明のポンプ駆動装置を備える船外機の側面図。 図１の２部（ポンプ駆動装置部）の拡大断面図。 図２の３−３線断面図。 図２の要部の分解斜視図。 図２の５−５線断面図。 図２の６−６線断面図。

Ｅ・・・・・・エンジン
１１・・・・・エンジン本体（シリンダヘッド）
１１ａ・・・・位置決め孔
１１ｂ・・・・肩部
２０・・・・・カム軸
２０ａ・・・・ボス
２０ｂ・・・・ねじ孔
２０ｄ・・・・フランジ
２１・・・・・ポンプ（オイルポンプ）
２２・・・・・パルサロータ
２２ａ・・・・突起
２３・・・・・パルサロータ用ボルト
２３ｂ・・・・ねじ軸部
２３ａ・・・・頭部
２３ｃ・・・・角孔（六角孔）
２５・・・・・パルサコイル
２７・・・・・ポンプ用ボルト
２８・・・・・ポンプハウジング
２８ａ・・・・位置決め円筒部
２８ａｈ・・・孔
２８ｂ・・・・軸受孔
３２・・・・・ポンプ軸
３２ａ・・・・角軸部（六角軸部）

Claims (1)

1. エンジン本体（１１）にポンプハウジング（２８）がポンプ用ボルト（２７）で固定されたポンプ（２１）のポンプ軸（３２）を、エンジン本体（１１）に支持される動弁用カム軸（２０）により駆動するようにした、エンジンにおけるポンプ駆動装置において、
   前記ポンプハウジング（２８）には、前記エンジン本体（１１）に前記カム軸（２０）と同軸に形成されて該エンジン本体（１１）の端面に開口する位置決め孔（１１ａ）に嵌合させる位置決め円筒部（２８ａ）と、この位置決め円筒部（２８ａ）に対し同軸上に並んで前記ポンプ軸（３２）に回転自在に嵌合する軸受孔（２８ｂ）とが設けられ、
   前記位置決め円筒部（２８ａ）が前記位置決め孔（１１ａ）の肩部（１１ｂ）と協働して前記カム軸（２０）の軸方向移動を規制するように、該カム軸（２０）の外周に設けたフランジ（２０ｄ）が前記位置決め円筒部（２８ａ）と前記肩部（１１ｂ）との間に配置されており、
   前記カム軸（２０）の端面に突設したボス（２０ａ）には、外周に突起（２２ａ）を有するリング状のパルサロータ（２２）が相対回転不能に嵌合されると共に、そのパルサロータ（２２）を前記カム軸（２０）に固定すべくパルサロータ用ボルト（２３）のねじ軸部（２３ｂ）が、該ボス（２０ａ）の中心部に形成したねじ孔（２０ｂ）に螺合され、
   前記パルサロータ用ボルト（２３）の頭部（２３ａ）の端面にはレンチを嵌合可能な角孔（２３ｃ）が設けられると共に、前記ポンプ軸（３２）の一端部に、前記角孔（２３ｃ）に相対回転不能に直接嵌合する角軸部（３２ａ）が一体に形成され、
   前記エンジン本体（１１）には、前記位置決め円筒部（２８ａ）に形成した孔（２８ａｈ）を通して前記パルサロータ（２２）の外周面に対向するパルサコイル（２５）が固着され、
   このパルサコイル（２５）は、該コイル（２５）の直前を前記突起（２２ａ）が通過する度にパルス信号を発生することを特徴とする、エンジンにおけるポンプ駆動装置。

Images