JPH05302657A - 内燃機関の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クランクシャフトに取付けられるギヤの軽量
化を図りつつ、ギヤ部の変形に起因するガタ打音の発生
を防止する。 【構成】 クランクシャフト１の角速度Ｓの変動が最大
となる時に第２のギヤ部４ａと噛合する第１のギヤ部の
部位を、他のアーム１６よりも剛性の高いアーム１５を
介してボス部１２と連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の動力伝達装
置に関し、とくにクランクシャフトの角速度の変動によ
るギヤのガタ打音を低減するようにした動力伝達装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関においては、ピストンに作用す
る燃焼圧がコネクティングロッドを介してクランクシャ
フトに伝達され、クランクシャフトの回転運動が行なわ
れる。ピストンが嵌装されるシリンダ内の圧力は刻々変
化するので、クランクシャフトの角速度もこれに応じて
変化する。

【０００３】車両に搭載されるエンジンのクランクシャ
フトには、冷却ファンやオルタネータ等の補機類を駆動
するプーリや、カムシャフトを駆動するタイミングベル
ト用のプーリが取付けられている。また、オイルポンプ
やバキュームポンプ等の補機類を駆動するためのギヤが
クランクシャフトに取付けられる場合もある。

【０００４】このような補機等を駆動するためのギヤ
は、軽量化のためボス部とギヤ部とが複数のアームで連
結されている。図５は、たとえばディーゼルエンジンの
バキュームポンプを駆動するために用いられるギヤ５１
を示している。ギヤ５１は、中心部にクランクシャフト
５０に嵌装されるボス部５２が形成されている。ボス部
５２の外周には、他のギヤ５６と噛合されるギヤ部５３
が形成されている。ボス部５２とギヤ部５３は、放射状
に延びる複数のアーム５４を介して連結されている。各
アーム５４は、それぞれ同じ剛性に設定されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クラン
クシャフトの回転力をギヤを介して補機等に伝達する場
合は、つぎのような問題が生じる。図６は、クランクシ
ャフトの角速度の変動とギヤのガタ打音との関係を示し
ている。図６に示すように、クランクシャフトの角速度
は周期的に変化しており、角速度の変化が最も大きい時
にガタ打音が生じている。

【０００６】このガタ打音は、クランクシャフトの角速
度の変動と図７に示すギヤ部５３のバックラッシュＣに
起因するものであるが、角速度の変化が大きい場合は荷
重の変動によってとくにギヤ部５３の変形量が大きくな
り、ガタ打音が助長されると考えられる。

【０００７】なお、本発明に関連する先行技術として実
開平１−６３８４７号公報が知られている。この装置
は、フライホイールによる曲げ振動を低減するため、ク
ランクシャフトのフライホイール取付部の結合剛性をフ
ライホイールに最も近い気筒の燃焼圧が最大になるクラ
ンク角で最大としたものであるが、剛性が小さいと上述
と同様にギヤ部の変形に起因するギヤのガタ打ち音が発
生する。

【０００８】本発明は、上記の問題に着目し、クランク
シャフトに取付けられるギヤの軽量化を図りつつ、ギヤ
のガタ打音の発生を低減することが可能な内燃機関の動
力伝達装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明に
係る内燃機関の動力伝達装置は、クランクシャフトに嵌
合されるボス部と、該ボス部の外周に位置し他のギヤの
第２のギヤに噛合される第１のギヤ部と、を複数のアー
ムを介して連結したギヤを有する内燃機関の動力伝達装
置において、前記クランクシャフトの角速度の変動が最
大となる時に前記第２のギヤ部と噛合する第１のギヤ部
の部位を、他のアームよりも剛性が大であるアームを介
して前記ボス部に連結したものから成る。

【００１０】

【作用】このように構成された内燃機関の動力伝達装置
においては、クランクシャフトの角速度の変動が最大と
なる時に第２のギヤ部と噛合する第１のギヤの部位が、
剛性の大なるアームによってボス部と連結される。その
ため、クランクシャフトの角速度の変動が大であって
も、荷重の変動による第１のギヤの部位の変形量が小と
なり、ギヤ部の変形に起因するガタ打音の発生が低減さ
れる。また、クランク角速度の変動が小である部分につ
いては、アームの剛性を小とすることが可能なため、軽
量化もはかれる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明に係る内燃機関の動力伝達装
置の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。図１
ないし図４は、本発明の一実施例を示しており、とくに
車両に搭載される４気筒ディーゼルエンジンに適用した
場合を示している。図２において、１はクランクシャフ
トを示している。クランクシャフト１の先端部には、図
示されない冷却ファンおよびオルタネータ等を駆動する
ためのＶベルト用プーリ２が取付けられている。クラン
クシャフト１には、Ｖベルト用プーリ２に隣接してタイ
ミングベルト用プーリ３が取付けられている。タイミン
グベルト用プーリ３は、図示されないインジェクション
ポンプ、カムシャフト等を駆動するのに用いられる。

【００１２】クランクシャフト１には、タイミングベル
ト用プーリ３に隣接してギヤ１１が取付けられている。
ギヤ１１には、図示されない補機を駆動するためのギヤ
５が噛合わされている。ギヤ５には、さらにギヤ７が噛
合わされている。

【００１３】図１は、クランクシャフト１に取付けられ
るギヤ１１を示している。ギヤ１１は、たとえば鍛造品
からなる平歯車から構成されている。ギヤ１１の中心部
には、クランクシャフト１が挿入されるボス部１２が形
成されており、ボス部１２の外周には、ギヤ５の第２の
ギヤ部６と噛合わされる第１のギヤ部１３が形成されて
いる。ボス部１２の内面は、クランクシャフト１に圧入
されており、これによりクランクシャフト１に対してギ
ヤ１１が所定の位置に位置決めされている。

【００１４】ギヤ１１の第１のギヤ部１３は、大小合わ
せて６本のアーム１５、１６を介してボス部１２と連結
されている。クランクシャフト１の角速度Ｓの変動が最
大となる時にギヤ５の第２のギヤ部６と噛合する第１の
ギヤ部１３の部位Ａ、Ｂは、他のアーム１６よりも剛性
が大であるアーム１５を介してボス部１２と連結されて
いる。アーム１５と連結され軸線Ｘが通る第１のギヤ部
１３の部位Ａ、Ｂは、最も角速度Ｓの変化が大となる部
位、すなわち角速度が最大となる部位であり、各部位
Ａ、Ｂは４気筒の場合は上死点（ＴＤＣ）位置よりもθ
°手前に位置している。本実施例では、θはたとえば３
０°に設定されている。

【００１５】本実施例のように、４気筒エンジンにおい
ては、剛性が大きい２本のアーム１６のうち、一方のア
ーム１６が＃１、４気筒に対応するものであり、他方の
アーム１６が＃２、３気筒に対応するものである。すな
わち、一方のアーム１６は＃１、４気筒の上死点位置Ｔ
₁ から３０°遅れた位置に配置され、他方のアーム１６
は＃２、３気筒の上死点位置Ｔ₂ から３０°遅れた位置
に配置されている。このように、４気筒エンジンの場合
は、クランク角で１８０°対向した位置、つまり爆発１
回に対応する位置に剛性の高いアーム１５がそれぞれ配
置されている。

【００１６】図３は、剛性の大きなアーム１５の断面形
状を示している。アーム１５は、周方向に延びるアーム
部１５ａと、アーム部１５ａに対して直角方向（ギヤ１
１の軸方向）に延びる２つのリブ部１５ｂとから構成さ
れている。これにより、軸線Ｘ上に位置するギヤ部１３
は、ボス部１２に対する周方向およびギヤ１１の軸方向
の剛性が大幅に高められている。

【００１７】図４は、アーム１６の断面形状を示してい
る。アーム１６は、周方向に延びるアーム部１６ａと、
アーム部１６ａに対して直角方向（ギヤ１１の軸方向）
に延びリブ部１６ｂとから構成されている。アーム部１
６ａは、上述のアーム部１５ａよりも短かくなってお
り、アーム１６の軽量化が図られている。

【００１８】つぎに、上記の内燃機関の動力伝達装置に
おける作用について説明する。エンジンが起動される
と、各気筒の爆発荷重によってクランクシャフト１が回
転駆動され、クランクシャフト１の回転力は、ギヤ１１
を介してオイルポンプを駆動するギヤ５に伝達される。

【００１９】この場合、クランクシャフト１の角速度の
変動が最大となる時に、第２のギヤ部６と噛合する第１
のギヤ部１３の部位Ａ、Ｂが剛性の高いアーム１５を介
してボス部１２に連結されているので、クランクシャフ
ト１の角速度の変動が大であっても、荷重の変動による
第１のギヤ部１３の変形量を小とすることができ、ギヤ
部１３の変形に起因するガタ打音の発生が低減される。

【００２０】なお、本実施例では直列４気筒エンジンに
ついて適用した場合を説明したが、Ｖ型エンジン等の６
気筒エンジンでは、クランク角で１２０°ずれた位置に
剛性の高いアームが配置される。この場合も上述の実施
例と同様に、角速度の最大となる位置でのギヤ部の変形
が抑制され、ギヤのガタ打音の発生が低減される。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、クランクシャフトの角
速度の変動が最大となる時に第２のギヤ部と噛合う第１
のギヤ部の部位を、他のアームよりも剛性が大であるア
ームを介してボス部と連結したので、角速度の最大とな
る位置での荷重の変動によるギヤ部の変形を抑制するこ
とができ、ギヤ部の変形に起因するギヤのガタ打音の発
生を低減することができる。

【００２２】また、角速度の変化が小さいギヤ部の部位
と連結されるアームは、剛性の小さな軽量のアームで対
応することができるので、結果的にギヤ全体の軽量化を
達成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関の動力伝達装
置におけるギヤの正面図である。

【図２】図１の装置の断面図である。

【図３】図１のギヤにおける剛性の高いアームの断面図
である。

【図４】図１のギヤにおける他のアームの断面図であ
る。

【図５】従来の内燃機関の動力伝達装置におけるギヤの
正面図である。

【図６】クランクシャフトの角速度の変動とギヤのガタ
打音との関係を示す特性図である。

【図７】図５のギヤにおけるバックラッシュの発生状態
を示す部分拡大正面図である。

【符号の説明】

１ クランクシャフト ５ ギヤ ６ 第２のギヤ部 １１ ギヤ １２ ボス部 １３ 第１のギヤ部 １５ 剛性の大きなアーム １６ アーム Ｔ₁ 、Ｔ₂ 上死点位置 θ 上死点位置と剛性の大きなアームとのなす角度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクシャフトに嵌合されるボス部
   と、該ボス部の外周に位置し他のギヤの第２のギヤに噛
   合される第１のギヤ部と、を複数のアームを介して連結
   したギヤを有する内燃機関の動力伝達装置において、前
   記クランクシャフトの角速度の変動が最大となる時に前
   記第２のギヤ部と噛合する第１のギヤ部の部位を、他の
   アームよりも剛性が大であるアームを介して前記ボス部
   に連結したことを特徴とする内燃機関の動力伝達装置。