特許 6025512 エンジンのギヤケース装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6025512

(24)【登録日】2016年10月21日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】エンジンのギヤケース装置

(51)【国際特許分類】

   F02F 7/00 20060101AFI20161107BHJP

【ＦＩ】

   F02F7/00 K

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-246652(P2012-246652)

(22)【出願日】2012年11月8日

(65)【公開番号】特開2014-95327(P2014-95327A)

(43)【公開日】2014年5月22日

【審査請求日】2015年11月2日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 三菱重工業株式会社相模原製作所（神奈川県相模原市中央区田名３０００）から取引先へ販売（販売日：平成２４年５月９日）。

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】誠真ＩＰ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】松丸 祥久

【審査官】 二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０４−０４０１３１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−２９３４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２８２９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０６４０７７６（ＥＰ，Ａ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｆ １／００− １／４２

Ｆ０２Ｆ ７／００

Ｆ０２Ｂ ６１／００−７９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンのギヤケース装置において、
少なくとも、クランクシャフトに連結されたクランクシャフトギヤと、該クランクシャフトギヤから動力が伝達される燃料圧送ポンプギヤとを含むタイミングギヤトレーンと、
前記タイミングギヤトレーンを収容するギヤケースと、
前記ギヤケースに開孔して設けられ、該開孔を介して前記ギヤケースの外部より前記燃料圧送ポンプギヤを視認可能に構成された作業窓と、
前記燃料圧送ポンプギヤに設けられたギヤ側マーク、及び前記作業窓の縁部に設けられた窓側マークからなる一対の位置合わせマークと、を備え、
前記作業窓の開孔軸線方向が、前記燃料圧送ポンプギヤの軸心に対してずらされて配向され、
前記ギヤ側マークは、前記燃料圧送ポンプギヤの歯面に形成されており、
前記作業窓は、その開孔を介して前記燃料圧送ポンプギヤの歯面を視認可能なように、前記燃料圧送ポンプギヤ近傍に位置する前記ギヤケースの側面に設けられることを特徴とするエンジンのギヤケース装置。

【請求項2】

前記燃料圧送ポンプギヤは、予め燃料圧送ポンプが連結された状態で、前記ギヤケースの背面側から軸方向に装着されることで、前記ギヤケースに収容されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのギヤケース装置。

【請求項3】

前記ギヤケースの側面の外周側には台座部が設けられており、該台座部の台座面と直交する方向が、前記作業窓の開孔軸線方向と同じ方向となるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンのギヤケース装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はエンジンのギヤケース装置に関し、詳しくは、簡単な装置構成で燃料圧送ポンプギヤの位相合わせを行うことが出来るエンジンのギヤケース装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンのギヤケース装置では、タイミングギヤトレーンを構成する各ギヤが、所定の位相に合わされた状態でギヤケース内に配置されている。そして、クランクシャフトギヤの回転により、その他の各ギヤが回転し、各ギヤとシャフトを介して連結されているバルブ機構の開閉タイミングを制御する各カム機構が所定のタイミングで作動するように構成されている。

【0003】

各ギヤの位相合わせは、図６に示したように、ギヤの軸方向頂面に刻印された合いマーク１００ａ，１１０ａを利用して行われる。一方のギヤ１００には、所定の隣接する２つの歯１０１，１０２にそれぞれ合いマーク１００ａが刻印されている。また、他方のギヤ１１０の所定の歯１１１には、合いマーク１００ａに対応する合いマーク１１０ａが刻印されている。そして、ギヤ１００をギヤケース内に所定の位相で配置し、その後、ギヤ１００の２つの歯１０１，１０２の間に歯１１１を噛み合わせるようにしてギヤ１１０をギヤケース内に配置することで、ギヤ１１０の位相合わせが行われる。

【0004】

タイミングギヤトレーンを構成する各ギヤの内、燃料圧送ポンプギヤは、シャフトを介して燃料圧送ポンプと連結されており、燃料圧送ポンプギヤの位相によって、燃料圧送ポンプにおける噴射タイミングが制御されるようになっている。このため、燃料圧送ポンプギヤは、クランクシャフトギヤに対して所定の位相となるように配置する必要がある。

【0005】

燃料圧送ポンプギヤは、燃料圧送ポンプを点検整備する度にギヤケースからポンプ取付フランジと一体で取り外される。このため、燃料圧送ポンプギヤを取付けフランジを介してギヤケースから取り外し、またその位相を合わせてギヤケース内に再び配置できるように、ギヤケースの頂面には作業窓が形成されている。そして、この作業窓からギヤの軸方向頂面に刻印された合いマークを視認することで、燃料圧送ポンプギヤの位相合わせを行っていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００３−６５１５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、ギヤケースには、ギヤケース内に潤滑油を供給するための給油孔が形成されている。この給油孔は、給油作業が容易なように、例えばギヤケースの側面などに形成される。したがって、上述したように、ギヤケースに作業窓を設ける場合には、ギヤケースに複数の開孔を設けることとなり、ギヤケースの構造が複雑になるとの問題があった。

【0008】

また、上述したような、隣接する２つのギヤに合いマークを設けてギヤの位相合わせを行う方法は、先に配置したギヤの位相がずれないように順々にギヤを配置する必要があり、大変手間がかかるものであった。燃料圧送ポンプギヤは、バルブ機構の開閉タイミングを制御するカムシャフトギヤよりもその位相合わせ精度を多少ルーズに管理することが出来るため、より手間のかからない簡単な位相合わせ方法が求められていた。

【0009】

なお、特許文献１には、クランクシャフトの位相を単一の作業窓により位相合わせできるようにした位相合わせ構造にかかる発明が開示されている。しかしながら、この特許文献１の発明は、クランクケースに関する発明であり、本願発明とは異なる対象に適用されるものである。

【0010】

本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述したような従来技術の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、燃料圧送ポンプギヤの位相合わせを簡単に行うことが出来、しかも簡素な構成からなるエンジンのギヤケース装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上述した目的を達成するために、本発明のエンジンのギヤケース装置の少なくとも一つの実施形態は、
エンジンのギヤケース装置において、
少なくとも、クランクシャフトに連結されたクランクシャフトギヤと、該クランクシャフトギヤから動力が伝達される燃料圧送ポンプギヤとを含むタイミングギヤトレーンと、
前記タイミングギヤトレーンを収容するギヤケースと、
前記ギヤケースに開孔して設けられ、該開孔を介して前記ギヤケースの外部より前記燃料圧送ポンプギヤを視認可能に構成された作業窓と、
前記燃料圧送ポンプギヤに設けられたギヤ側マーク、及び前記作業窓の縁部に設けられた窓側マークからなる一対の位置合わせマークと、を備え、
前記作業窓の開孔軸線方向が、前記燃料圧送ポンプギヤの軸心に対してずらされて配向されていることを特徴とする。

【0012】

このようなエンジンのギヤケース装置によれば、ギヤケースに開孔して設けられる作業窓の開孔軸線方向が、燃料圧送ポンプギヤの軸心に対してずらされて配向されている。このため、作業窓を利用して燃料圧送ポンプギヤの位相合わせを行うとともに、作業窓にオイルガンを挿入してギヤケース内に潤滑油を供給することも出来るため、ギヤケースに別途給油窓を設ける必要がなく、ギヤケース装置を簡素な構成にすることが出来る。

【0013】

また、燃料圧送ポンプギヤに設けられたギヤ側マークと、作業窓の縁部に設けられた窓側マークとを利用して、燃料圧送ポンプギヤの位相合わせを行うため、他のギヤの位相合わせとは独立して、燃料圧送ポンプギヤの位相合わせを行うことが出来る。このため、燃料圧送ポンプギヤの位相合わせを、従来よりも容易に行うことが出来る。

【0014】

また、本発明の一実施形態では、
前記ギヤ側マークは、前記燃料圧送ポンプギヤの歯面に形成されており、
前記作業窓は、その開孔を介して前記燃料圧送ポンプギヤの歯面を視認可能なように、前記燃料圧送ポンプギヤ近傍に位置する前記ギヤケースの側面に設けられる。

【0015】

このような構成によれば、作業窓がギヤケースの側面に設けられるため、作業窓がギヤケースの頂面に設けられる場合よりも、給油作業が容易である。しかも、ギヤケースの側面側から燃料圧送ポンプギヤの歯面に向かって、直接に潤滑油を供給することが出来るため、潤滑油をギヤの歯面に効果的に供給出来る。

【0016】

また、本発明の一実施形態では、
前記燃料圧送ポンプギヤは、予め燃料圧送ポンプが連結された状態で、前記ギヤケースの背面側から軸方向に装着されることで、前記ギヤケースに収容されるように構成されている。

【0017】

このような構成によれば、例えば燃料圧送ポンプの点検整備時において、ケース蓋を付けたままの状態で、燃料圧送ポンプ及び燃料圧送ポンプギヤをギヤケースから取り外し、またその位相を合わせてギヤケース内に再び配置することが出来る。

【0018】

また、本発明の一実施形態では、
前記ギヤケースの側面の外周側には台座部が設けられており、該台座部の台座面と直交する方向が、前記作業窓の開孔軸線方向と同じ方向となるように構成されている。

【0019】

このような構成によれば、台座部の台座面に対して直交する方向に作業窓が開孔されるため、作業窓の視認性にも優れるとともに、オイルフィラキャップの装着性にも優れる。

【発明の効果】

【0020】

本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、燃料圧送ポンプギヤの位相合わせを簡単に行うことが出来、しかも簡素な構成からなるエンジンのギヤケース装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態のギヤケース装置が取り付けられているエンジンの外観を示した斜視図である。

【図2】本実施形態のギヤケース装置の内部を示した平面図である。

【図3】燃料圧送ポンプギヤの周辺を拡大して示した平面図である。

【図4】図２におけるａ〜ｃ部の拡大図である。

【図5】図３においてギヤケースをＡ方向から視認した図である。

【図6】従来のギヤの位相合わせについて説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

【0023】

図１は、本実施形態のギヤケース装置が取り付けられているエンジンの外観を示した斜視図である。なお、図１において、説明の便宜上、図の手前側を「前方側」、奥側を「後方側」と定義するが、この「前方側」「後方側」とは、エンジン１が車両に搭載された時の車両に対する配向方向とは無関係である。

【0024】

本実施形態のギヤケース装置１０は、図１に示したように、エンジン１の前方側において回転可能に軸支されているファン２の背面に配置されている。また、その側面には、後述する作業窓３０が設けられている。また、図中の符号４は、ロッカカバーであり、このロッカカバー４の下方には、複数のシリンダが直列に配置されており、さらにその下方には、エンジン１の前後方向に延在するクランクシャフト１２´が回転可能に支持されている。

【0025】

図２は、本実施形態のギヤケース装置の内部を示した平面図である。図２では、ギヤケース２８のケース蓋が取り外された状態のギヤケース装置１０を、エンジン１の前方側から視認した状態を示している。ギヤケース２８は、不図示のシリンダブロックに固定されるケース本体２８ａと、ケース蓋とからなる二つ割り形状に構成されており、両者は、複数のボルト孔２９においてボルトにより締結される。

【0026】

図２に示したように、ギヤケース２８の内部には、クランクシャフトギヤ１２、カムシャフトギヤ１４、第１アイドラギヤ１６、オイルポンプギヤ１８、燃料圧送ポンプギヤ２０、及び第２アイドラギヤ２２からなるタイミングギヤトレーン１０Ａが収容されている。カムシャフトギヤ１４、オイルポンプギヤ１８、及び第２アイドラギヤ２２は、第１アイドラギヤ１６を介して、クランクシャフトギヤ１２と接続されている。また、燃料圧送ポンプギヤ２０は、第２アイドラギヤ２２及び第１アイドラギヤ１６を介して、クランクシャフトギヤ１２と接続されている。

【0027】

また、クランクシャフトギヤ１２は、クランクシャフト１２´の軸端部に連結されている。そして、タイミングギヤトレーン１０Ａを構成する各ギヤは、クランクシャフトギヤ１２の回転に伴い、クランクシャフトギヤ１２から動力が伝達されて夫々図中の矢印で示した方向に回転するように構成されている。

【0028】

また、図２に示したように、カムシャフトギヤ１４の近傍には、カムシャフトギヤ１４の位相を検出するカムトップセンサ３８がギヤケース２８に嵌設されている。

【0029】

図３は、燃料圧送ポンプギヤの周辺を拡大して示した平面図である。
図３に示したように、ギヤケース２８の燃料圧送ポンプギヤ２０近傍の側面には、その一壁面２８ｃの外周側に、平面視で台形状をなす台座部３４が設けられている。そして、この台座部３４には、その台座面３４ａに対して直交する方向に、作業窓３０が開孔して設けられている。この作業窓３０は、図２に示すように使用時にはオイルフィラキャップ３２によって閉止される。またこの作業窓３０は、オイルフィラキャップ３２を取り外した時に、ギヤケース２８の外部から燃料圧送ポンプギヤ２０の歯先面を視認可能な位置に設けられ、好ましくは、図３に示したように、燃料圧送ポンプギヤ２０近傍の壁面２８ｃや２８ｄに設けられる。

【0030】

また、図３に示したように、作業窓３０の開孔軸線方向Ｘは、燃料圧送ポンプギヤ２０の軸心２０ａに対してずらされて配向されている。これにより、ギヤケース２８の内部に、潤滑油を供給するためのオイルガンを挿入可能な給油スペース４０が確保される。

【0031】

また、燃料圧送ポンプギヤ２０の所定の歯４２の先端面には、燃料圧送ポンプギヤ２０の位置合わせマークとして、ギヤ側マーク４２ａが設けられている。またこのギヤ側マーク４２ａと対応して、作業窓３０の縁部には窓側マーク４４ａが設けられている。この窓側マーク４４ａは、平面視において、開孔軸線方向Ｘに沿った位置に設けられている。

【0032】

そして、図３に示したように、開孔軸線方向Ｘの延長線上にギヤ側マーク４４ａが位置するように燃料圧送ポンプギヤ２０を配置した時に、後述するように、燃料圧送ポンプギヤ２０が所定の位相に合わされた状態となるように構成されている。

【0033】

上述した構成において、タイミングギヤトレーン１０Ａは、次のようにしてギヤケース２８内に配置される。
先ず、クランクシャフト１２´が所定のピストン位相（例えば、第１ピストンが上死点となる位相）となるようにクランクシャフトギヤ１２を配置する。また、カムシャフトギヤ１４及びオイルポンプギヤ１８をギヤケース２８内に配置する。

【0034】

そして、先に配置したクランクシャフトギヤ１２、カムシャフトギヤ１４、オイルポンプギヤ１８と噛み合わせるように、第１アイドラギヤ１６を配置する。この際、クランクシャフトギヤ１２、カムシャフトギヤ１４、及び第１アイドラギヤ１６の所定の歯には、図４（ａ）（ｂ）に示すような合いマーク１２ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂが刻印されている。そして、これらの合いマークを目印にして、第１アイドラギヤ１６を配置することで、カムシャフトギヤ１４がクランクシャフトギヤ１２に対して所定の位相となる。

【0035】

なお、オイルポンプギヤ１８は、バルブ機構の開閉タイミングを制御するカムシャフトギヤ１４とは異なり、クランクシャフトギヤ１２に対して特定の位相に合わせて配置する必要はない。このため、図４（ｃ）に示したように、オイルポンプギヤ１８には、合いマークは刻印されていない。

【0036】

そして次に、燃料圧送ポンプギヤ２０及び第２アイドラギヤ２２をギヤケース２８内に配置する。燃料圧送ポンプギヤ２０、第２アイドラギヤ２２、燃料圧送ポンプ２４、及び取付フランジ２６は、予め連結されて１つのアセンブリを構成している。そして、この燃料圧送ポンプギヤ２０を含むアセンブリをギヤケース２８（ケース本体２８ａ）の背面側から軸方向に挿入し、燃料圧送ポンプギヤ２０を所定の位相を合わせた後、取付フランジ２６とケース本体２８ａとを不図示のボルト孔によって締結することで、燃料圧送ポンプギヤ２０及び第２アイドラギヤ２２がギヤケース２８内に所定の位相で配置される。

【0037】

この際、燃料圧送ポンプギヤ２０の位相合わせは、次のように行われる。ここで図５は、図３においてギヤケースをＡ方向から視認した図である。

【0038】

図５に示したように、ギヤ側マーク４２ａは、例えば、所定の歯４２の先端面にペイントを塗布することで形成されている。また窓側マーク４４ａは、例えば、円形に開孔された作業窓３０の中央上部に設けられた突起４４ａとして形成されている。そして、ギヤケース２８の外側から作業窓３０を開孔軸線方向Ｘに沿って視認し、突起４４ａの真下にギヤ側マーク４２ａのペイントが位置するように燃料圧送ポンプギヤ２０の位置を調整することで、燃料圧送ポンプギヤ２０の位相合わせが行われる。また、このようにする事によって、第２アイドラギヤ２２、燃料圧送ポンプギヤ２０の合いマークが必要無くなり、部品製作コストの低減が可能となる。

【0039】

なお、本実施形態のギヤ側マーク４２ａは、図５に示したように、連続する３つの歯４２，４２，４２の夫々先端面に設けられている。そして、この３つのギヤ側マーク４２ａのいずれかが窓側マーク４４ａの真下に位置するように、燃料圧送ポンプギヤ２０の位置を調整することで、燃料圧送ポンプギヤ２０が所定の位相に合わされるようになっている。このように、要求される燃料圧送ポンプギヤ２０の位相合わせ精度に応じて、ギヤ側マーク４２ａを設ける範囲を設定することが可能である。

【0040】

このように構成される本実施形態のエンジン１のギヤケース装置１０によれば、ギヤケース２８に開孔して設けられる作業窓３０の開孔軸線方向Ｘが、燃料圧送ポンプギヤ２０の軸心２０ａに対してずらされて配向されている。このため、作業窓３０を利用して燃料圧送ポンプギヤ２０の位相合わせを行うとともに、作業窓３０にオイルガンを挿入してギヤケース２８内に潤滑油を供給することも出来るため、ギヤケース２８に別途給油窓を設ける必要がなく、ギヤケース装置１０を簡素な構成にすることが出来、部品作成コストの低減が可能となる。

【0041】

また、燃料圧送ポンプギヤ２０に設けられたギヤ側マーク４２ａと、作業窓３０の縁部に設けられた窓側マーク４４ａとを利用して、燃料圧送ポンプギヤ２０の位相合わせを行うため、カムシャフトギヤ１４の位相合わせとは独立して、燃料圧送ポンプギヤ２０の位相合わせを行うことが出来る。このため、燃料圧送ポンプギヤ２０の位相合わせを、従来よりも容易に行うことが可能である。

【0042】

また上述したように、作業窓３０がギヤケース２８の側面に設けられており、図１に示したように、その作業窓３０がエンジン１の側方に配置されるようにレイアウトすることが出来る。このため、作業窓３０がギヤケース２８の頂面に設けられる場合よりも、給油作業が容易となる。しかも、ギヤケース２８の側面側から燃料圧送ポンプギヤ２０の歯面に向かって、直接に潤滑油を供給することが出来るため、潤滑油を歯面に効果的に供給することが出来る。

【0043】

また上述したように、燃料圧送ポンプギヤ２０は、予め燃料圧送ポンプ２４が連結された状態で、ギヤケース２８の背面側から軸方向に装着されるように構成されている。よって、例えば燃料圧送ポンプ２４の点検整備時において、ケース蓋を付けたままの状態で、燃料圧送ポンプ２４及び燃料圧送ポンプギヤ２０をギヤケース２８から取り外し、またその位相を合わせてギヤケース２８内に再び配置することが可能である。

【0044】

また上述したように、ギヤケース２８の側面の外周側には台座部３４が設けられており、作業窓３０はこの台座部３４の台座面３４ａと直交する方向に開孔して設けられている。このため、台座部３４の台座面３４ａに対して直交する方向に作業窓３０が開孔されるため、作業窓３０の視認性にも優れるとともに、作業窓３０を閉止するオイルフィラキャップ３２の装着性にも優れる。

【0045】

以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。

【0046】

例えば、上述した実施形態では、作業窓３０はギヤケース２８の側面に形成されていた。しかしながら、本発明のギヤケース装置１０はこれに限定されず、例えば、ギヤケース２８の頂面（ケース蓋）に開孔されていてもよいものである。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明の少なくとも一つの実施形態は、簡単な装置構成で燃料圧送ポンプギヤの位相合わせを行うことが出来るエンジンのギヤケース装置として、特に、産業用車両に搭載されるディーゼルエンジン等に好適に用いられる。

【符号の説明】

【0048】

１ エンジン
２ ファン
４ ロッカカバー
１０ ギヤケース装置
１０Ａ タイミングギヤトレーン
１２ クランクシャフトギヤ
１２´ クランクシャフト
１２ａ 合いマーク（クランク側）
１４ カムシャフトギヤ
１４ａ 合いマーク（カム側）
１６ 第１アイドラギヤ
１６ａ、１６ｂ 合いマーク（アイドラ側）
１８ オイルポンプギヤ
２０ 燃料圧送ポンプギヤ
２０ａ 燃料圧送ポンプギヤの軸心
２２ 第２アイドラギヤ
２４ 燃料圧送ポンプ
２６ 取付フランジ
２８ ギヤケース
２８ａ ケース本体
２８ｃ，２８ｃ 壁面
２９ ボルト孔
３０ 作業窓
３２ オイルフィラキャップ
３４ 台座部
３４ａ 台座面
３８ カムトップセンサ
４０ 給油スペース
４２ 歯
４２ａ ギヤ側マーク
４４ａ 窓側マーク（突起）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】