JP5185903B2

JP5185903B2 - 電子部品のカプラの保護装置

Info

Publication number: JP5185903B2
Application number: JP2009218747A
Authority: JP
Inventors: 満上山; 倫祥坂野; 隆行市川; 寛鍬崎; 博三雲; 貴仁上村
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2029-09-24
Also published as: JP2011070800A

Description

本発明は、電子部品のカプラの保護装置に関し、詳しくは、カプラの保護手段の取り付けが容易であり、保護手段の取り付け部を必要とせず、保護手段の他にワイヤの保持手段を必要としない、電子部品のカプラの保護装置に関する。

従来、電子部品のカプラの保護装置として、電子部品に取り付けたカプラと、このカプラの基端部から導出したワイヤとを保護するものがある(特許文献１の図３参照)。

この電子部品のカプラの保護構造では、カプラとワイヤを金属製の保護カバーで覆っている。
しかし、このエンジンでは、カプラの保護手段に金属製の保護カバーを用いているため、問題がある。

特開２００５−３２０９７２号公報(図３参照)

《問題》カプラの保護手段の取り付けが繁雑である。
カプラの保護手段に金属製の保護カバーを用いているため、ボルト等の締結具を用いて保護カバーをエンジンに取り付ける必要があり、カプラの保護手段の取り付けが繁雑である。

《問題》センサの近くにカプラの保護手段の取り付け部を必要とする。
カプラの保護手段に金属製の保護カバーを用いているため、センサの近くにカプラの保護手段の取り付け部を必要とする。

《問題》カプラの保護手段の他にワイヤの保持手段が必要になる。
カプラの保護手段に金属製の保護カバーを用いているため、カプラの保護手段の他にクランプ等のワイヤの保持手段が必要になる。

本発明の課題は、上記問題点を解決することができる電子部品のカプラの保護装置、すなわち、カプラの保護手段の取り付けが容易であり、保護手段の取り付け部を必要とせず、保護手段の他にワイヤの保持手段を必要としない、電子部品のカプラの保護装置を提供することにある。

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２(Ａ)に例示するように、電子部品に取り付けたカプラ(５１)と、このカプラ(５１)の基端部から導出したワイヤ(５２)とを保護する電子部品のカプラの保護装置において、
図２(Ａ)〜(Ｃ)に例示するように、カプラ(５１)に被せる弾性素材の保護キャップ(５３)の内周に保護キャップ(５３)の軸長方向に向けた複数の突条(５４)と溝(５５)とを設け、この突条(５４)と溝(５５)とを保護キャップ(５３)の周方向に交互に並べ、カプラ(５１)の周方向任意の位置で、軸長方向に向けたワイヤ(５２)をカプラ(５１)の周面に沿わせ、カプラ(５１)に弾性素材の保護キャップ(５３)を被せることにより、この保護キャップ(５３)の弾性復元力でカプラ(５１)の周面に圧接した突条(５４)で保護キャップ(５３)をカプラ(５１)に摩擦固定するとともに、溝(５５)内にワイヤ(５５)を保持し、保護キャップ(５３)の先端開口(５６)からワイヤ(５５)を保護キャップ(５３)の外側に引き出せるようにしたことを特徴とするエンジン。

《効果》カプラの保護手段の取り付けが容易である。
図２(Ａ)に例示するように、カプラ(５１)に弾性素材の保護キャップ(５３)を被せることにより、この保護キャップ(５３)の弾性復元力でカプラ(５１)の周面に圧接した突条(５４)で保護キャップ(５３)をカプラ(５１)に摩擦固定するので、ボルト等の締結具は必要なく、カプラ(５１)の保護手段である保護キャップ(５３)の取り付けが容易である。

《効果》電子部品の近くにカプラの保護手段の取り付け部を必要としない。
図２(Ａ)に例示するように、カプラ(５１)に弾性素材の保護キャップ(５３)を被せることにより、この保護キャップ(５３)の弾性復元力でカプラ(５１)の周面に圧接した突条(５４)で保護キャップ(５３)をカプラ(５１)に摩擦固定するので、電子部品の近くにカプラ(５１)の保護手段である保護キャップ(５３)の取り付け部を必要としない。

《効果》カプラの保護手段の他にワイヤの保持手段を必要としない。
図２(Ａ)に例示するように、溝(５５)内にワイヤ(５５)を保持するので、カプラ(５１)の保護手段である保護キャップ(５３)の他にワイヤ(５５)の保持手段を必要としない。

《効果》カプラの形状が変わっても同じ保護キャップで対応することができる。
図２(Ａ)に例示するように、カプラ(５１)に被せる保護キャップ(５３)は弾性素材であるため、カプラ(５１)の形状が変わっても同じ保護キャップ(５３)で対応することができる。

《効果》保護キャップ内に進入した水が溝を介して先端開口から容易に排出される。
図２(Ｂ)に例示するように、カプラ(５１)に被せる弾性素材の保護キャップ(５３)の内周に保護キャップ(５３)の軸長方向に向けた複数の突条(５４)と溝(５５)とを設け、この突条(５４)と溝(５５)とを保護キャップ(５３)の周方向に交互に並べたので、保護キャップ(５３)内に進入した水が溝(５５)を介して先端開口(５６)から容易に排出される。

本発明の実施形態に係る電子部品のカプラの保護装置を備えた電子制御式産業用エンジンで用いる調時伝動ケースの正面図である。図２(Ａ)は図１のIIＡ−IIＡ線断面図、図２(Ｂ)は保護キャップの底面図、図２(Ｃ)は保護キャップの一部切欠側面図である。図１の調時伝動ケース内に配置される非磁性プレートを説明する図である。本発明の実施形態に係る電子制御式産業用エンジンで用いるロータプレートを説明する図で、図４(Ａ)は正面図、図４(Ｂ)は図４(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の実施形態に係る電子制御式産業用エンジンの正面図である。図５のエンジンの右側面図である。図５のエンジンの左側面図である。本発明の実施形態に係る電子制御式産業用エンジンで用いるロータプレートの第１変更例を説明する図で、図８(Ａ)は正面図、図８(Ｂ)は図８(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の実施形態に係る電子制御式産業用エンジンで用いるロータプレートの第２変更例を説明する図で、図９(Ａ)は正面図、図９(Ｂ)は図９(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。

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９は本発明の実施形態に係る電子部品のカプラの保護装置を備えた電子制御式産業用エンジンを説明する図である。この実施形態では、立形の４サイクル直列４気筒の水冷コモンレール式産業用ディーゼルエンジンについて説明する。

本発明の実施形態に係るエンジンの概要は、次の通りである。
図６に示すように、シリンダブロック(２３)の上部にシリンダヘッド(２４)が組み付けられ、シリンダヘッド(２４)の上部にヘッドカバー(２５)が組み付けられ、シリンダブロック(２３)の下部にオイルパン(２６)が組み付けられている。シリンダブロック(２３)の前部には調時伝動ケース(８)と水ポンプ(４３)が組み付けられ、水ポンプ(４３)の前部にはエンジン冷却ファン(４４)が取り付けられている。シリンダブロック(２３)の後部にはフライホイルハウジング(７)が組み付けられ、フライホイルハウジング(７)内にはフライホイル(６)が収容されている。

図７に示すように、シリンダヘッド(２４)の左側に吸気マニホルド(２８)が組み付けられ、吸気マニホルド(２８)の左側にコモンレール(２９)が配置され、シリンダブロック(２３)の左側に燃料サプライポンプ(３０)が配置されている。コモンレール(２９)には、ヘッドカバー(２５)内のインジェクタ(図外)が接続され、インジェクタの電磁弁がＥＣＵ(エンジン制御ユニット)で開閉制御され、所定の燃料噴射時期に所定量の燃料噴射が行われるようになっている。この燃料噴射時期は、クランク軸(３)のクランク角の検出と気筒判別に基づいて設定される。

図２(Ａ)に示すように、クランク角の検出を行うクランク角センサ(２)に取り付けたカプラ(５１)と、このカプラ(５１)の基端部から導出したワイヤ(５２)とは、次のように保護されている。
図２(Ｂ)に示すように、カプラ(５１)に被せる弾性素材の保護キャップ(５３)の内周に保護キャップ(５３)の軸長方向に向けた複数の突条(５４)と溝(５５)とを設け、この突条(５４)と溝(５５)とを保護キャップ(５３)の周方向に交互に並べ、図２(Ａ)に示すように、カプラ(５１)の周方向任意の位置で、軸長方向に向けたワイヤ(５２)をカプラ(５１)の周面に沿わせ、カプラ(５１)に弾性素材の保護キャップ(５３)を被せることにより、この保護キャップ(５３)の弾性復元力でカプラ(５１)の周面に圧接した突条(５４)で保護キャップ(５３)をカプラ(５１)に摩擦固定するとともに、溝(５５)内にワイヤ(５５)を保持し、保護キャップ(５３)の先端開口(５６)からワイヤ(５５)を保護キャップ(５３)の外側に引き出せるようにしている。保護キャップ(５３)の先端開口(５６)の周壁には切欠き(５７)を設け、この切欠き(５７)からワイヤ(５５)を保護キャップ(５３)の外側に引き出している。
図１、図５、図６に示すように、気筒判別を行う気筒判別センサ(３２)のカプラとワイヤも、同様にして保護キャップ(５３)で保護されている。

クランク角検出手段の構成は、次の通りである。
図１、図２に示すように、クランク角検出手段としてロータプレート(１)とクランク角センサ(２)とを備え、ロータプレート(１)はクランク軸(３)と一体に回転されるように取り付けられ、このロータプレート(１)の外周縁部にクランク角と対応する被検出部(４)が設けられ、この被検出部(４)にクランク角センサ(２)の先端の検出部(５)が対向し、検出部(５)の前方を通過する被検出部(４)がクランク角センサ(２)で検出されることに基づいて、クランク軸(３)のクランク角が検出されるようにしている。

図４(Ａ)に示すように、ロータプレート(１)の被検出部(４)は、周方向に所定間隔で多数設けられた歯(４７)と、１箇所に配置された歯欠部(４８)とで構成され、クランク角センサ(２)による歯欠部(４８)の検出により、クランク角の基準位置が検出される。このクランク角の基準位置は、所定気筒のピストン位置とされ、この基準位置を基準とする歯(４７)の検出により、クランク軸(３)のクランク角が検出される。具体的には第１気筒と第４気筒の上死点位置がクランク角の基準位置とされている。

図１、図２に示すように、フライホイル(６)が収容されたフライホイルハウジング(７)とは別に設けられた調時伝動ケース(８)内でクランク軸(３)にロータプレート(１)が外嵌固定され、調時伝動ケース(８)のケース壁(９)にクランク角センサ(２)が取り付けられ、クランク角センサ(２)の検出部(５)が調時伝動ケース(８)内でロータプレート(１)の被検出部(４)と対向している。
調時伝動ケース(８)は外部に開放されないので、外部からの塵埃の進入が防止され、検出部(５)への塵埃の付着に起因するクランク角センサ(２)の検出精度の低下を抑制することができる。

フライホイル(６)が収容されたフライホイルハウジング(７)とは別に設けられた調時伝動ケース(８)内でクランク軸(３)にロータプレート(１)が外嵌固定され、調時伝動ケース(８)のケース壁(９)にクランク角センサ(２)が取り付けられているが、調時伝動ケース(８)や調時伝動装置(２２)はエンジンを搭載する機械の種類が変わっても、構造を変える必要がないため、ロータプレート(１)の形状や、クランク角センサ(２)の取り付け位置や取り付け構造、ロータプレート(１)とクランク角センサ(２)の相対姿勢等も変わらず、クランク角センサ(２)の調整方法を変える必要がない。

このため、搭載する機械が異なる他のエンジンとの間で、クランク角センサ(２)の調整を統一することができ、クランク角センサ(２)の調整が容易になる。
図１、図２に例示するように、フライホイル(６)が収容されたフライホイルハウジング(７)とは別に設けられた調時伝動ケース(８)内でクランク軸(３)にロータプレート(１)が外嵌固定され、調時伝動ケース(８)のケース壁(９)にクランク角センサ(２)が取り付けられているので、ロータプレート(１)やクランク角センサ(２)の取り付け構造を備えていない非電子制御式産業用エンジンのフライホイルとフライホイルハウジングを、電子制御式産業用エンジンにそのまま転用することができる。

この場合、非電子制御式産業用エンジンとは異なり、クランク軸(３)にロータプレート(１)を外嵌固定する必要があるが、例えば、厚さの薄いクランクギヤ(１３)等を用い、クランクギヤ(１３)とクランク軸(３)の受座(１２)との間にロータプレート(１)の内周縁部(１４)を挟み込む等の簡単な構造により、ロータプレート(１)をクランク軸(３)に固定することができるため、厚さの薄いクランクギヤ(１３)等を１種類用意すれば足り、エンジン部品の種類の増加が僅かで済む。

また、非電子制御式産業用エンジンとは異なり、調時伝動ケース(８)にはクランク角センサ(２)の取り付け部が必要になるが、調時伝動ケース(８)はエンジンを搭載する機械の種類が変わっても、構造を変える必要がないため、クランク角センサ(２)の取り付け部を備えた電子制御式産業用エンジン用の調時伝動ケース(８)を、非電子制御式産業用エンジン用の調時伝動ケースとは別に１種類用意すれば足り、エンジン部品の種類の増加が僅かで済む。
このように、エンジン部品の種類の増加が僅かで済むため、エンジン部品の管理が簡易化される。

気筒判別手段の構成は、次の通りである。
図１に示すように、気筒判別手段として、センサプレート(３１)と気筒判別センサ(３２)とを備え、センサプレート(３１)はクランク軸(３)が２回転する間に１回転する動弁カム軸(３３)に取り付けられ、このセンサプレート(３１)の外周縁部に１箇所の被検出部(４９)が設けられ、この被検出部(４９)が気筒判別センサ(３２)で検出されることに基づいて、クランク角センサ(２)で検出されたクランク角の基準位置が、どの気筒のどの行程に対応した基準位置であるのかが判別される。具体的には、クランク角の基準位置が第１気筒の圧縮行程の上死点位置であることが判別されるようになっている。

図１に示すように、フライホイル(６)が収容されたフライホイルハウジング(７)とは別に設けられた調時伝動ケース(８)内で動弁カム軸(３３)にセンサプレート(３１)が外嵌固定され、調時伝動ケース(８)のケース壁(９)に気筒判別センサ(３２)が取り付けられ、気筒判別センサ(３２)の検出部が調時伝動ケース(８)内でセンサプレート(３１)の被検出部と対向している。

図１に示すように、調時伝動ケース(８)は調時伝動ギヤケースであり、内部の調時伝動装置(２２)は調時伝動ギヤトレインであり、クランクギヤ(１３)と第１アイドルギヤ(３４)と動弁カムギヤ(３５)と第２アイドルギヤ(３６)と燃料サプライポンプギヤ(３７)で構成されている。

図２に示すように、クランク角センサ(２)は、クランク軸(３)の軸線に対して傾けられている。このため、クランク軸(３)の軸線方向へもその直交方向へもクランク角センサ(２)の基端部(１１)が調時伝動ケース(８)から大きく突出するのを抑制することができる。
調時伝動ケース(８)内でクランク軸(３)を取り囲むオイルポンプ(１０)が設けられ、このオイルポンプ(１０)の周囲側に配置されるクランク角センサ(２)の基端部(１１)は先端の検出部(５)よりもクランク軸(３)から遠ざけられている。このため、大容量のオイルポンプ(１０)をクランク角センサ(２)の基端部(１１)と干渉させることなく配置することができる。
このオイルポンプ(１０)はトロコイドポンプであり、調時伝動ケース(８)と一体成型されたポンプケース(３８)内にインナロータ(３９)とアウタロータ(４０)とが収容されている。

図２に示すように、クランク軸(３)に設けられた受座(１２)とクランクギヤ(１３)との間にロータプレート(１)の内周縁部(１４)が挟み付けられて、ロータプレート(１)がクランク軸(３)に固定されている。このため、ロータプレート(１)を備えていない非電子制御式産業用エンジンのものよりも厚さの薄いクランクギヤ(１３)を用いることにより、ロータプレート(１)を簡単に固定することができる。
クランク軸(３)の先端にクランクプーリ(１５)が配置され、クランクプーリ(１５)とクランクギヤ(１３)との間にオイルポンプ(１０)のポンプ駆動部(１６)が挟み付けられている。
クランクプーリ(１５)をクランク軸(３)に取り付ける取り付けボルト(１７)で、クランクプーリ(１５)とポンプ駆動部(１６)とクランクギヤ(１３)とロータプレート(１)とがクランク軸(３)に共締め固定されている。このため、ロータプレート(１)等の部品の取り付けが容易になる。
クランクプーリ(１５)はエンジン冷却ファン(４４)のファンベルト(４５)を駆動するプーリである。

図２に示すように、受座(１２)は、クランク軸(３)のジャーナル部(４１)に隣接して設けられ、ロータプレート(１)を受け止めるが、ロータプレート(１)を取り付けない場合には、クランクギヤ(１３)を受け止めるものである。図４(Ａ)(Ｂ)に示すロータプレート(１)の切り欠き(４２)には図２に示すように、クランクギヤ(１３)に取り付けたノックピン(４３)が係合し、ロータプレート(１)が回り止めされている。
クランクギヤ(１３)はロータプレート(１)を取り付けない場合に比べ、ロータプレート(１)の厚さ分だけ厚さを薄くしている。クランクギヤ(１３)はクランク軸(３)に隙間嵌めされている。クランクギヤ(１３)はクランク軸(３)に中間嵌め又は締まり嵌めしてもよい。
ポンプ駆動部(１６)はクランク軸(１)に外嵌固定され、インナロータ(３９)を外嵌固定したポンプ駆動ギヤである。

図２に示すように、クランク角センサ(２)の検出部(５)の前方にある被検出部(４)の更に前方に磁性体(１８)があり、ロータプレート(１)の被検出部(４)の磁性に基づいて、クランク角センサ(２)が被検出部(４)の検出を行うに当たり、上記磁性体(１８)が非磁性プレート(１９)で覆われている。このため、クランク角センサ(２)の検出不備が起こりにくい。これは、被検出部(４)の前方にある磁性体(１８)で発生する磁力が非磁性体プレート(１９)によって遮蔽されるためと考えられる。
図４(Ａ)(Ｂ)に示すように、被検出部(４)は磁性体である円環状の鉄板の外周縁部に周方向に所定間隔を保持して多数設けられた歯(４７)(４７)と歯欠部(４８)である。図２に示すように、磁性体(１８)は鋳鉄製のシリンダブロック(２３)の壁である。非磁性プレート(１９)は、アルミ合金製のプレートであり、図３に示すように、検出部(５)の前方の小さい領域のみを覆っている。図３の符号(４６)はエンドプレートであり、シリンダブロック(２３)の端面に取り付けられ、シリンダブロック(２３)の端面とともに調時伝動ケース(８)の端壁を構成している。

図８(Ａ)(Ｂ)に示すロータプレートの第１変更例では、図２に示すように、クランク角センサ(２)の検出部(５)の前方にある被検出部(４)の更に前方に磁性体(１８)があり、ロータプレート(１)の被検出部(４)の磁性に基づいて、クランク角センサ(２)が被検出部(４)の検出を行うに当たり、図８(Ａ)(Ｂ)に示すように、ロータプレート(１)の外周縁部のうち、クランク角センサ(２)の検出部(５)とは反対側にある面に沿って、周方向に連続する非磁性円環プレート(２０)が取り付けられているものが用いられている。このため、クランク角センサ(２)の検出不備が起こりにくい。これは、被検出部(４)の前方にある磁性体(１８)で発生する磁力が非磁性円環プレート(２０)によって遮蔽されるためと考えられる。非磁性円環プレート(２０)はアルミ合金製のプレートである。

図９(Ａ)(Ｂ)に示すロータプレートの第２変更例では、図２に示すように、クランク角センサ(２)の検出部(５)の前方にある被検出部(４)の更に前方に磁性体(１８)があり、ロータプレート(１)の被検出部(４)の磁性に基づいて、クランク角センサ(２)が被検出部(４)の検出を行うに当たり、図９(Ａ)(Ｂ)に示すように、被検出部(４)を構成する多数の歯(４７)(４７)の間が非磁性片(２１)で埋められているものが用いられている。このため、クランク角センサ(２)の検出不備が起こりにくい。これは、被検出部(４)の前方にある磁性体(１８)で発生する磁力が非磁性片(２１)によって遮蔽されるためと考えられる。非磁性片(２１)はアルミ合金製である。
これらロータプレートの第１変更例と第２変更例のものでは、クランク軸(３)のジャーナル部(４１)に強制給油されたエンジンオイルが、ロータプレート(１)の裏面に付着し、遠心力で被検出部(４)側に押し出されても、非磁性円環プレート(２０)や非磁性片(２１)があるため、エンジンオイルがクランク角センサ(２)の検出部(５)に付着しにくく、エンジンオイルに含まれる金属粉等の付着による検出精度の低下が抑制される利点がある。

(２) クランク角センサ
(３２) 気筒判別センサ
(５１) カプラ
(５２) ワイヤ
(５３) 保護キャップ
(５４) 突条
(５５) 溝
(５６) 先端開口

Claims

電子部品に取り付けたカプラ(５１)と、このカプラ(５１)の基端部から導出したワイヤ(５２)とを保護する電子部品のカプラの保護装置において、
カプラ(５１)に被せる弾性素材の保護キャップ(５３)の内周に保護キャップ(５３)の軸長方向に向けた複数の突条(５４)と溝(５５)とを設け、この突条(５４)と溝(５５)とを保護キャップ(５３)の周方向に交互に並べ、カプラ(５１)の周方向任意の位置で、軸長方向に向けたワイヤ(５２)をカプラ(５１)の周面に沿わせ、カプラ(５１)に弾性素材の保護キャップ(５３)を被せることにより、この保護キャップ(５３)の弾性復元力でカプラ(５１)の周面に圧接した突条(５４)で保護キャップ(５３)をカプラ(５１)に摩擦固定するとともに、溝(５５)内にワイヤ(５５)を保持し、保護キャップ(５３)の先端開口(５６)からワイヤ(５５)を保護キャップ(５３)の外側に引き出せるようにした、ことを特徴とする電子部品のカプラの保護構造。