JP6813402B2 - 内燃機関における伝動機構のアイドル軸固定構造 - Google Patents

Description

本発明は、クランクシャフトの回転動力をカムシャフトに伝達する伝動機構の一部を構成する少なくとも１つのアイドルギヤが、前記伝動機構を収容するようにして機関本体に形成される伝動機構収容室を横断して前記機関本体に支持されるアイドル軸に回転自在に支持される内燃機関に関し、特に伝動機構のアイドル軸固定構造の改良に関する。

クランクシャフトおよびカムシャフト間に設けられる伝動機構としてのカムギヤトレーンの一部であるアイドルギヤを支持するアイドル軸が、当該アイドル軸に同軸に挿通される締結ボルトで、前記カムギヤトレーンを収容するカムギヤトレーン収容室の内壁に締め付け固定されるようにしたアイドル軸固定構造が、特許文献１で知られている。

特開２００７−２２４８５８号公報

ところで、上記特許文献１で開示されるものでは、前記アイドル軸がカムギヤトレーン収容室の外壁に形成される貫通孔を貫通して前記内壁に固定されており、内壁側だけの片持ち支持によるアイドル軸の振れを抑制するために、アイドル軸の外周を貫通孔の内周に緊密に当接させるようにした隙間設計を行なうようにしている。ところが、高出力化によって高回転で運転させる内燃機関では、カムギヤトレーンのギヤ回転数が増加したり、爆発回数の増加による機関本体の変形量が大きくなったりするため、隙間設計の精度には限界があり、貫通孔の内周での保持に代わって確実に保持剛性を高める構造の実現が望まれている。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、アイドル軸の保持剛性を充分に高め得るようにした内燃機関における伝動機関のアイドル軸固定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に、本発明は、クランクシャフトの回転動力をカムシャフトに伝達する伝動機構の一部を構成する少なくとも１つのアイドルギヤが、前記伝動機構を収容するようにして機関本体に形成される伝動機構収容室を横断して前記機関本体に支持されるアイドル軸に回転自在に支持される内燃機関において、前記伝動機構収容室の外壁に形成される貫通孔を貫通する前記アイドル軸が、当該アイドル軸に同軸に挿通される第１締結部材で前記伝動機構収容室の内壁に締め付け固定され、前記外壁からの前記アイドル軸の突出部に、前記貫通孔よりも半径方向外方に張り出す張り出し部が一体に形成され、その張り出し部が第２締結部材で前記外壁に締め付け固定され、前記第２締結部材が、前記外壁に螺合されるねじ軸部と、当該ねじ軸部よりも大径に形成されて前記ねじ軸部の前記外壁と反対側の端部に同軸に連なる拡径頭部とを有し、前記張り出し部に、前記ねじ軸部を挿通させる挿通孔と、前記拡径頭部を収容するようにしつつ前記挿通孔よりも大径に形成される収容凹部とが同軸に連なって形成され、前記拡径頭部の外周および前記収容凹部の内周間に環状シール部材が介装されることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記第１締結部材よりも小径かつ複数の前記第２締結部材で前記張り出し部が前記外壁に締め付け固定されることを第２の特徴とする。

本発明は、第２の特徴の構成に加えて、前記第２締結部材の中心軸線が、前記アイドル軸の中心軸線を中心とする仮想円上に配置されることを第３の特徴とする。

本発明は、第３の特徴の構成に加えて、前記第２締結部材が、前記仮想円の周方向で等間隔に配置されることを第４の特徴とする。

本発明は、第１〜第４の特徴の構成のいずれかに加えて、前記アイドル軸の前記張り出し部と、前記外壁の外面との間に、シール部材が介装されることを第５の特徴とする。

本発明は、第５の特徴の構成に加えて、前記シール部材が、前記貫通孔を囲繞して環状に形成されることを第６の特徴とする。

本発明は、第５または第６の特徴の構成に加えて、厚みを異ならせた複数種類のシート状の前記シール部材のうちの１つが選択されて前記張り出し部および前記外壁の外面間に介装されることを第７の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、アイドル軸が、そのアイドル軸に同軸に挿通される第１締結部材で伝動機構収容室の内壁に締め付け固定され、伝動機構収容室の外壁の貫通孔よりも半径方向外方に張り出す張り出し部が、外壁からのアイドル軸の突出部に一体に形成され、その張り出し部が第２締結部材で外壁に締め付け固定されるので、従来の外壁の貫通孔での緊密当接による保持に比べて、アイドル軸の確実な両持ち支持が可能となり、アイドル軸の保持剛性を高めてアイドル軸の振れを効果的に抑制することができる。

また、第２締結部材が有する拡径頭部の外周と、張り出し部に形成される収容凹部の内周との間に環状シール部材が介装されるので、第２締結部材のねじ軸部を螺合させるようにして外壁に形成されるねじ孔から挿通孔を経て収容凹部側に洩れてくるオイルが収容凹部から外部に洩れるのを抑制することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、第２締結部材が第１の締結部材よりも小径であるので、複数の第２締結部材の配置位置の設定自由度を確保しつつ、伝動機構収容室の外壁でのアイドル軸の保持剛性を確保することができる。

本発明の第３の特徴によれば、複数の第２締結部材が、アイドル軸の中心軸線を中心とする仮想円上に中心軸線が在るように配置されるので、貫通孔の周辺で外壁を均等に補強することができる。

本発明の第４の特徴によれば、仮想円の周方向で等間隔に第２締結部材が配置されることにより、外壁に対するアイドル軸の軸線まわりの組み付け角度規制がなく、組み付け時の位置合わせが容易となる。

本発明の第５の特徴によれば、張り出し部および外壁の外面間にシール部材が介装されることで、第２締結部材による締結力を利用して液密性を高めることができる。

本発明の第６の特徴によれば、シール部材が貫通孔を囲繞するので、貫通孔を液密に閉じるための専用部材を不要としつつ、貫通孔からのオイル等の漏れを確実に防止することができる。

本発明の第７の特徴によれば、厚みの異なる複数種類のシート状のシール部材のうちの１つを選択的に用いることで、アイドル軸や機関本体の製造誤差によって張り出し部および外壁間に生じ得る隙間の発生を抑えるように調整することができる。

さらに本発明の第８の特徴によれば、第２締結部材が有する拡径頭部の外周と、張り出し部に形成される収容凹部の内周との間に環状シール部材が介装されるので、第２締結部材のねじ軸部を螺合させるようにして外壁に形成されるねじ孔から挿通孔を経て収容凹部側に洩れてくるオイルが収容凹部から外部に洩れるのを抑制することができる。

第１の実施の形態の伝動機構の構成を示すための機関本体の簡略化した側面図である。 機関本体の要部を示す斜視図である。 図２の３ー３線断面図である。 図２の４矢視図である。 図２の５矢視図である。

本発明の実施の形態について添付の図１〜図５を参照しながら説明する。なお以下の説明において、上下、左右および前後は自動二輪車に乗車した乗員から見た方向を言うものとする。

先ず図１において、たとえば自動二輪車等の鞍乗り型車両に搭載される内燃機関の機関本体１１は、複数気筒を車幅方向に並べた直列多気筒型に構成される。前記機関本体１１は、鞍乗り型車両の車幅方向に延びるクランクシャフト１２を回転自在に支持するクランクケース１３と、そのクランクケース１３の下部に結合されるオイルパン１４と、前記クランクケース１３の前上部から前上がりに傾斜して上方に延びるシリンダブロック１５と、このシリンダブロック１５の上部に結合されるシリンダヘッド１６と、このシリンダヘッド１６の上部に結合されるヘッドカバー１７とを備える。前記クランクケース１３は、下部ケース半体１３ａおよび上部ケース半体１３ｂが相互に結合されて成り、前記シリンダブロック１５は前記上部ケース半体１３ｂに一体に形成される。

前記クランクシャフト１２の回転動力は、一次減速機構１８、クラッチ１９および複数変速段の変速機構２０を介して図示しない後輪に伝達されるものであり、前記変速機構２０は前記クランクシャフト１２の後方に配置される。

この内燃機関の動弁装置は、前記シリンダヘッド１６および前記ヘッドカバー１７の結合面２１に中心軸線が配置される吸気カムシャフト２２および排気カムシャフト２３を有する。前記吸気カムシャフト２２および前記排気カムシャフト２３には、前記クランクシャフト１２の回転動力が伝動機構２４を介して伝達される。

前記伝動機構２４は、前記クランクシャフト１２に固設される駆動ギヤ２５と、前記排気カムシャフト２３に設けられる第１被動ギヤ２６と、前記気カムシャフト２２に設けられて前記第１被動ギヤ２６に噛合する第２被動ギヤ２７と、前記第１被動ギヤ２６および前記駆動ギヤ２５間に介設される少なくとも１つのアイドルギヤを有するように構成されており、この実施の形態で前記伝動機構２４は、前記第１被動ギヤ２６に噛合する第１アイドルギヤ２８と、この第１アイドルギヤ２８に噛合する第２アイドルギヤ２９と、この第２アイドルギヤ２９および前記駆動ギヤ２５に噛合する第３アイドルギヤ３０とを有する。

前記伝動機構２４は、前記クランクケース１３、前記シリンダブロック１５、前記シリンダヘッド１６および前記ヘッドカバー１７に形成される伝動機構収容室３１に収容される。

前記第１アイドルギヤ２８は、前記シリンダヘッド１６に固定される第１アイドル軸３２で回転自在に支持され、前記第２アイドルギヤ２９は、前記シリンダブロック１５に固定される第２アイドル軸３３で回転自在に支持される。また前記第３アイドルギヤ３０は、前記クランクケース１３に固定される第３アイドル軸３４で回転自在に支持される。

図２および図３を併せて参照して、前記伝動機構収容室３１の外壁３５には貫通孔３７が形成されており、この貫通孔３７を貫通する前記第１アイドル軸３２が、当該アイドル軸３２に同軸に挿通される第１締結部材３８で前記伝動機構収容室３１の内壁３６に締め付け固定される。

すなわち前記シリンダヘッド１６において、前記伝動機構収容室３１の前記外壁３５を構成する部分には貫通孔３７が形成されており、前記伝動機構収容室３１の内壁３６を構成する部分には、前記貫通孔３７と同軸にして前記外壁３５側に開放した凹部３９と、その凹部３９に同軸に連なる有底の第１のねじ孔４０とが設けられ、前記凹部３９および前記第１のねじ孔４０間には環状の受け座４１が形成される。

前記第１アイドル軸３２は、前記受け座４１に一端部を当接させて前記凹部３９に一端側の一部が収容される小径軸部４２と、この小径軸部４２よりも大径に形成されて当該小径軸部４２の他端に同軸に連なる大径軸部４３と、前記大径軸部４３の他端部から半径方向外方に張り出す張り出し部４４とを一体に有し、前記張り出し部４４は前記貫通孔３７よりも半径方向外方に張り出すように形成される。すなわち前記第１アイドル軸３２の前記貫通孔３７からの突出部に、前記貫通孔３７よりも半径方向外方に張り出す張り出し部４４が一体に形成される。

前記第１アイドルギヤ２８は、前記第１アイドル軸３２にボールベアリング４６を介して回転自在に支持されており、このボールベアリング４６の内輪４６ａは、前記伝動機構収容室３１の前記内壁３６との間に第１のワッシャ４７を挟むように配置され、前記第１アイドル軸３２の前記小径軸部４２および前記大径軸部４３間の環状段部４５と、前記第１のワッシャ４７との間に挟持される。

第１締結部材３８は、前記第１のねじ孔４０に一端部が螺合される第１のねじ軸部３８ａと、当該第１のねじ軸部３８ａよりも大径に形成されて前記第１のねじ軸部３８ａの他端部に同軸に連なる第１の拡径頭部３８ｂを有した六角穴付きボルトであり、前記第１アイドル軸３２には、前記第１のねじ軸部３８ａを挿通させる第１の挿通孔４８と、前記第１の拡径頭部３８ｂを収容するようにしつつ前記第１の挿通孔４８よりも大径に形成される第１の収容凹部４９とが同軸に連なって形成される。前記第１の収容凹部４９には、前記第１アイドル軸３２との間に第２のワッシャ５０を介在させるようにして前記第１の拡径頭部３８ｂが収容され、この第１の拡径頭部３８ｂの外周および前記第１の収容凹部４９の内周間には、前記第１の拡径頭部３８ｂの外周に装着される第１のＯリング５１が介装される。

前記張り出し部４４と、前記外壁３５の外面との間には、シール部材５２が介装されており、このシール部材５２は、前記貫通孔３７を囲繞して環状に形成される。しかも厚みを異ならせた複数種類のシート状の前記シール部材５２が予め準備されており、それらのシール部材５２のうちの１つが選択されて前記張り出し部４４および前記外壁３５の外面間に介装される。

図４を併せて参照して、前記張り出し部４４は、第２締結部材５４で前記伝動機構収容室３１の前記外壁３５に外部から締め付け固定されるものであり、前記第１締結部材３８よりも小径かつ複数たとえば４つの前記第２締結部材５４で前記張り出し部４４が前記外壁３５に締め付け固定される。

また複数の前記第２締結部材５４の中心軸線Ｃ２は、前記第１アイドル軸３２の中心軸線Ｃ２を中心とする仮想円ＶＣ上に配置されるものであり、しかも前記第２締結部材５４は、前記仮想円ＶＣの周方向で等間隔に配置される。

前記第２締結部材５４は、前記外壁３５に螺合される第２のねじ軸部５４ａと、当該第２のねじ軸部５４ａよりも大径に形成されて前記第２のねじ軸部５４ａの前記外壁３５と反対側の端部に同軸に連なる第２の拡径頭部５４ｂとを有した六角穴付きボルトである。また前記第１アイドル軸３２の前記張り出し部４４には、前記第２のねじ軸部５４ａを挿通させる第２の挿通孔５５と、前記第２の拡径頭部５４ｂを収容するようにしつつ前記第２の挿通孔５５よりも大径に形成される第２の収容凹部５６とが同軸に連なって形成されており、前記第２の拡径頭部５４ｂの外周および前記第２の収容凹部３９の内周間には環状シール部材としての第２のＯリング５７が介装され、この第２のＯリング５７は、この実施の形態では，前記第２の拡径頭部５４ｂの外周に装着される。また前記外壁３５の前記第２の挿通孔５５に対応する部分には、前記第２締結部材５４の第２のねじ軸部５４ａを螺合させる第２のねじ孔５８が、前記外壁３５を貫通するように形成される。

前記第２アイドル軸３３は、前記第１アイドル軸３２の固定構造と基本的に同一の構造で、伝動機構収容室３１の内壁３６および外壁３５に固定されており、前記第１アイドル軸３２に対応する部分に同の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。

しかも前記第１アイドル軸３２および前記第２アイドル軸３３がそれぞれ一体に有する前記張り出し部４４は、図４および図５で示すように、それらの張り出し部４４の周囲の部品配置等によって任意に形状を変化させることが可能であり、前記第１アイドル軸３２が有する前記張り出し部４４（図４参照）と、前記第２アイドル軸３３が一体に有する張り出し部４４（図５参照）とは相互に異なる形状に形成される。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、機関本体１１の伝動機構２４の第１アイドル軸３２は、伝動機構収容室３１の外壁３５に形成される貫通孔３７を貫通し、その第１アイドル軸３２が、当該第１アイドル軸３２に同軸に挿通される第１締結部材３８で前記伝動機構収容室３１の内壁３６に締め付け固定され、前記外壁３５からの前記第１アイドル軸３２の突出部に、前記貫通孔３７よりも半径方向外方に張り出す張り出し部４４が一体に形成され、その張り出し部４４が第２締結部材５４で前記外壁３５に締め付け固定されるので、従来の外壁３５の貫通孔３７での緊密当接による保持に比べて、前記第１アイドル軸３２の確実な両持ち支持が可能となり、前記第１アイドル軸３２の保持剛性を高めて前記第１アイドル軸３２の振れを効果的に抑制することができる。

また前記第１締結部材３８よりも小径かつ複数の前記第２締結部材５４で前記張り出し部４４が前記外壁３５に締め付け固定されるので、複数の第２締結部材５４の配置位置の設定自由度を確保しつつ、前記伝動機構収容室３１の外壁３５での前記第１アイドル軸３２Ｒの保持剛性を確保することができる。

また前記第２締結部材５４の中心軸線Ｃ２が、前記第１アイドル軸３２の中心軸線Ｃ１を中心とする仮想円ＶＣ上に配置されるので、貫通孔３７の周辺で外壁３５を均等に補強することができる。

また前記第２締結部材５４が、前記仮想円ＶＣの周方向で等間隔に配置されるので、前記外壁３５に対する前記第１アイドル軸３２の軸線まわりの組み付け角度規制がなく、組み付け時の位置合わせが容易となる。

また前記第１アイドル軸３２の前記張り出し部４４と、前記外壁３５の外面との間に、シール部材５２が介装されるので、第２締結部材５４による締結力を利用して液密性を高めることができる。

また前記シール部材５２が、前記貫通孔３７を囲繞して環状に形成されるので、貫通孔３７を液密に閉じるための専用部材を不要としつつ、貫通孔３７からのオイル等の漏れを確実に防止することができる。

また厚みを異ならせた複数種類のシート状の前記シール部材５２のうちの１つが選択されて前記張り出し部４４および前記外壁３５の外面間に介装されるので、前記第１アイドル軸３２や機関本体１１の製造誤差によって張り出し部４４および外壁３５間に生じ得る隙間の発生を抑えるように調整することができる。

さらに前記第２締結部材５４が、前記外壁３５に螺合される第２のねじ軸部５４ａと、当該第２のねじ軸部５４ａよりも大径に形成されて前記第２のねじ軸部５４ａの前記外壁３５と反対側の端部に同軸に連なる第２の拡径頭部５４ｂとを有し、前記張り出し部４４に、前記第２のねじ軸部５４ａを挿通させる第２の挿通孔５５と、前記第２の拡径頭部５４ｂを収容するようにしつつ前記第２の挿通孔５５よりも大径に形成される第２の収容凹部５６とが同軸に連なって形成され、前記第２の拡径頭部５４ｂの外周および前記第２の収容凹部５６の内周間に第２のＯリング５７が介装されるので、第２締結部材５４の第２のねじ軸部５４ａを螺合させるようにして外壁３５に形成される第２のねじ孔５８から第２の挿通孔５５を経て第２の収容凹部５６側に洩れてくるオイルが第２の収容凹部５６から外部に洩れるのを抑制することができる。

なお前記第２アイドル軸３３の固定構造は、前記第１アイドル軸３２の固定構造と基本的には同一であり、前記第１アイドル軸３２の固定構造と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

１１・・・機関本体
１２・・・クランクシャフト
２２，２３・・・カムシャフト
２４・・・伝動機構
２８，２９・・・アイドルギヤ
３１・・・伝動機構収容室
３２，３３・・・アイドル軸
３５・・・外壁
３６・・・内壁
３７・・・貫通孔
３８・・・第１締結部材
４４・・・張り出し部
５２・・・シール部材
５４・・・第２締結部材
５４ａ・・・ねじ軸部
５４ｂ・・・拡径頭部
５５・・・挿通孔
５６・・・収容凹部
５７・・・環状シール部材
Ｃ１・・・アイドル軸の中心軸線
Ｃ２・・・第２締結部材の中心軸線
ＶＣ・・・仮想円

Claims (7)

1. クランクシャフト（１２）の回転動力をカムシャフト（２２，２３）に伝達する伝動機構（２４）の一部を構成する少なくとも１つのアイドルギヤ（２８，２９）が、前記伝動機構（２４）を収容するようにして機関本体（１１）に形成される伝動機構収容室（３１）を横断して前記機関本体（１１）に支持されるアイドル軸（３２，３３）に回転自在に支持される内燃機関において、
   前記伝動機構収容室（３１）の外壁（３５）に形成される貫通孔（３７）を貫通する前記アイドル軸（３２，３３）が、当該アイドル軸（３２，３３）に同軸に挿通される第１締結部材（３８）で前記伝動機構収容室（３１）の内壁（３６）に締め付け固定され、前記外壁（３５）からの前記アイドル軸（３２，３３）の突出部に、前記貫通孔（３７）よりも半径方向外方に張り出す張り出し部（４４）が一体に形成され、その張り出し部（４４）が第２締結部材（５４）で前記外壁（３５）に締め付け固定され、
   前記第２締結部材（５４）が、前記外壁（３５）に螺合されるねじ軸部（５４ａ）と、当該ねじ軸部（５４ａ）よりも大径に形成されて前記ねじ軸部（５４ａ）の前記外壁（３５）と反対側の端部に同軸に連なる拡径頭部（５４ｂ）とを有し、前記張り出し部（４４）に、前記ねじ軸部（５４ａ）を挿通させる挿通孔（５５）と、前記拡径頭部（５４ｂ）を収容するようにしつつ前記挿通孔（５５）よりも大径に形成される収容凹部（５６）とが同軸に連なって形成され、前記拡径頭部（５４ｂ）の外周および前記収容凹部（５６）の内周間に環状シール部材（５７）が介装されることを特徴とする内燃機関における伝動機構のアイドル軸固定構造。
2. 前記第１締結部材（３８）よりも小径かつ複数の前記第２締結部材（５４）で前記張り出し部（４４）が前記外壁（３５）に締め付け固定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関における伝動機構のアイドル軸固定構造。
3. 前記第２締結部材（５４）の中心軸線（Ｃ２）が、前記アイドル軸（３２，３３）の中心軸線（Ｃ１）を中心とする仮想円（ＶＣ）上に配置されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関における伝動機構のアイドル軸固定構造。
4. 前記第２締結部材（５４）が、前記仮想円（ＶＣ）の周方向で等間隔に配置されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関における伝動機構のアイドル軸固定構造。
5. 前記アイドル軸（３２，３３）の前記張り出し部（４４）と、前記外壁（３５）の外面との間に、シール部材（５２）が介装されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関における伝動機構のアイドル軸固定構造。
6. 前記シール部材（５２）が、前記貫通孔（３７）を囲繞して環状に形成されることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関における伝動機構のアイドル軸固定構造。
7. 厚みを異ならせた複数種類のシート状の前記シール部材（５２）のうちの１つが選択されて前記張り出し部（４４）および前記外壁（３５）の外面間に介装されることを特徴とする請求項５または６に記載の内燃機関における伝動機構のアイドル軸固定構造。