JP2003519313A - 狭い間隔で存在する平行な２つの軸を駆動するためのチェーン駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、狭い間隔で存在する平行な２つの軸（１１，１２）を、特にピストン内燃機関において上方に位置する２つのカム軸を駆動するためのチェーン駆動機構であって、このチェーン駆動機構において、駆動機構（１）を介して、また軸（１１，１２）におけるチェーンホイール（３，４）を介して案内されている駆動チェーン（２）が設けられており、またそれぞれの軸（１１，１２）に少なくとも１つのチェーンホイール（３，４）が設けられており、その際チェーンホイール（３，４）が、互いに軸方向に変位させられ、かつ重ねられて設けられており、そして一方の軸（１１，１２）における、また他方の軸（１１，１２）におけるチェーンホイール（３．２，４．２）それぞれに、少なくとも１つの支持ホイール（１３，１４）が付設されており、この支持ホイールを介して、この軸（１１，１２）においてチェーンホイール（３．２，４．２）とは係合してないチェーン部分（２．３，２．４）の縁部領域（１５）が、案内かつ支持されているチェーン駆動機構に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 駆動ローラチェーン及び対応するチェーンホイールを介して駆動される平行な
２つの軸により駆動する際、例えばピストン内燃機関において上方に位置する２
つのカム軸を駆動する際は、しばしば、伝達される回転モーメント又は駆動軸チ
ェーンの走行条件によって条件付けられるチェーンホイールの歯末円直径に基づ
いて、両方の軸が相対的に広く互いに離れるように位置決めされなければならな
いという問題点が提起される。ピストン内燃機関におけるカム軸の駆動において
は、このことが、ガス交換弁の位置に対するカム軸の位置が、常に最適に選択可
能ではないということにつながる。両方の軸の間のサイレントチェーン駆動機構
の配置はコストがかかり、チェーン横方向駆動機構の配置は、必要な歯末円直径
のために、所望の狭い間隔にはならない。

【０００２】 本発明の基本である課題は、チェーン駆動機構により、上で述べた課題を解決
することにある。

【０００３】 この解決は、本発明により、狭い間隔で存在する平行な２つの軸を、特にピス
トン内燃機関において上方に位置する２つのカム軸を駆動するためのチェーン駆
動機構であって、このチェーン駆動機構において、駆動機構を介して、また軸に
おけるチェーンホイールを介して案内されている駆動チェーンが設けられており
、またそれぞれの軸に少なくとも１つのチェーンホイールが設けられており、そ
の際チェーンホイールが、互いに軸方向に変位させられ、かつ重ねられて設けら
れており、そして一方の軸における、また他方の軸におけるチェーンホイールそ
れぞれに、少なくとも１つの支持ホイールが付設されており、この支持ホイール
を介して、この軸においてチェーンホイールとは係合してないチェーン部分の縁
部領域が、案内かつ支持されているチェーン駆動機構によって行なわれる。

【０００４】 両方の軸におけるチェーンホイールの変位させられ、かつ重ねられた配置によ
って、チェーンホイールの備えられた直径よりも小さい軸の間隔を具現すること
ができる。両方の軸それぞれは、共にチェーンを介して駆動され、その際、それ
ぞれチェーンホイールを介して案内されないチェーン部分の縁部領域は、支持ホ
イールを介して案内される。摩擦損失は、通常のチェーン駆動と一致する。この
場合支持ホイールは、その外周において円形に形成されている。しかしながら、
支持ホイールが、その外周において多角形を備え、この多角形が、本質的にチェ
ーンの当接する領域の輪郭と一致する場合は有効である。複数列の駆動チェーン
（ローラチェーン又はスリーブ型チェーン）を有する実施形においては、リンク
プレートが支持ホイール上に位置する。サイレントチェーンを有する実施形にお
いては、サイレントチェーンの縁部が支持ホイール上に載置されており、従って
支持ホイールの輪郭は、歯車として形成することができる。

【０００５】 ２列又は複数列の駆動チェーンを使用する際の本発明による実施は、請求項２
の特徴によって特徴付けられている。

【０００６】 サイレントチェーンを使用する際の本発明による実施は、請求項３並びに請求
項４及び５の特徴によって特徴付けられている。

【０００７】 騒音の発生を減少させるためには、両方のチェーンホイールを結合するチェー
ン車間部分に、特に場所を固定して設けられた、特に僅かな転向を生じさせ、従
ってチェーン車間部分の振動と、これによりチェーンホイールへの走入の際のチ
ェーンリンクの「衝撃」とを減少させる摩擦ブロックが作用する場合が有効であ
る。これにより生じる摩擦損失の僅かな増大に、騒音の発生が対峙する。摩擦損
失の大きさは、強固にチェーン車間部分が摩擦ブロックによって緊張されること
にも依存する。

【０００８】 本発明は、駆動チェーン、特に駆動ローラチェーン又は駆動スリーブ型チェー
ン又はサイレントチェーンに制限されていない。言葉の意味における「駆動チェ
ーン」以外に、歯付きベルト及び対応して歯付きベルトディスクも、「駆動チェ
ーン」及び「チェーンホイール」の概念によって含まれる。これに応じて本発明
の意味における「チェーン駆動機構」の概念は、歯付きベルト駆動機構も含む。

【０００９】 本発明を、実施例の概略図により説明する。

【００１０】 図１による従来のカム軸駆動機構においてはクランク軸回転数が、チェーンホ
イール１を介して駆動力として取り出され、ローラチェーン又はスリーブ型チェ
ーンの形態の駆動チェーン２により２つのチェーンホイール３，４に伝達され、
これらのチェーンホイールは、備えられた２：１の変速比ｎ_{クランク軸}：ｎ_カム軸に対 応して、相応に駆動チェーンホイール１の２倍の直径を備える。それぞれここで
は詳細には図示されてないカム軸と結合されている両方の駆動チェーンホイール
３及び４の直径は、両方のカム軸間のできるだけ最小の間隔ａを設定する。

【００１１】 両方のカム軸間の間隔を減少させることができるように、図１において図示さ
れた実施形によってチェーンホイール１の回転は、第１の駆動チェーン２．１、
及び、カム軸の一方と回転結合している変速を設定するチェーンホイール３を介
して、並びにチェーン横方向駆動機構５により、他方のカム軸に伝達される。従
ってチェーンホイール３とチェーンホイール６が結合されており、このチェーン
ホイールは、他方のカム軸におけるチェーンホイール７と、別の駆動チェーン２
．２を介して結合されている。しかしながらこの駆動機構配置は、制御チェーン
に対して、分離された２つの制御チェーンが設けられなければならず、これらの
制御チェーンが、それぞれ自身のチェーン緊張装置を介して案内されなければな
らないという欠点を有する。これにより高められた摩擦並びに高められた騒音発
生が生じる。

【００１２】 このため選択的に、図３において図示された解決策が選択されており、これに
おいてはまた、チェーンホイール１及び駆動チェーン２．１を介してチェーンホ
イール３が駆動され、このチェーンホイールがカム軸と結合している。チェーン
ホイール３には歯車９が付設されており、この歯車は、対応する他方のカム軸に
おける歯車１０と結合しており、横方向駆動機構のために歯車機構を形成する。
この解決策は、確かに両方のカム軸の間隔を減少させることを可能にするが、高
められた製造費及び組立費に結び付く。

【００１３】 本発明は、図１による駆動機構から出発する。図４から明らかなように、ここ
でもまた駆動力が、クランク軸と結合されたチェーンホイール１によって取り出
され、中央の駆動チェーン２を介して第１のチェーンホイール配置３．１及び第
２のチェーンホイール配置４．１に伝達されている。このシステムにおいてはま
た、唯一つの駆動チェーンが設けられており、この駆動チェーンは、両方のチェ
ーンホイール配置３．１及び４．１を介して案内されている。

【００１４】 図４による正面図により、しかしながら特に図５による平面図により明らかな
ように、両方のチェーンホイール配置３．１及び４．１は、これらのチェーンホ
イール配置が重なるように設けられており、従って両方のカム軸は、互いに狭い
間隔ｂで設けることができる。

【００１５】 これを達成するため、図５による平面図が示すように、両方のチェーンホイー
ル配置のために、それぞれ、１つのチェーンホイール３．２と１つのチェーンホ
イール４．２が設けられており、これらのチェーンホイールは、それぞれ付属す
る軸１１及び１２と強固に結合されている。説明したように、両方のチェーンホ
イール３．２及び４．２は、図５から明らかなように、重ねられて、従ってまた
軸方向にも互いに変位されて設けられている。駆動チェーン２は、２列のローラ
チェーン又はスリーブ型チェーンによって形成される。両方のチェーントラック
２．３及び２．４の互いの間隔は、また両方のチェーンホイール３．２及び４．
２の互いの軸方向の間隔も設定する。

【００１６】 チェーン配置３．１及び４．１の両方のチェーンホイール３．２及び４．２の
それぞれには、支持ホイール１３及び１４が付設されている。制御ホイール１３
及び１４はまた、軸方向に変位されており、これらの制御ホイールがそれぞれチ
ェーントラックのアウタプレート１５を案内するように互いに設けられており、
これらのアウタプレートは、当該チェーンホイール配置３．１もしくは４．１に
おいて、チェーンホイールとは係合してない。両方の支持ホイール１３及び１４
は、その外周面が多角形として形成されており、これらの支持ホイールが、当接
するアウタプレートによって定義された輪郭と一致するように有効に成形されて
いる。

【００１７】 付設された駆動チェーンホイール１は、２重チェーンホイールとして形成され
ており、従って両方のチェーントラック２．３及び２．４は、駆動チェーンホイ
ール１によって駆動され、これに応じて両方のチェーントラックのそれぞれが、
それぞれ１つのチェーンホイールを、即ちチェーントラック２．３がチェーンホ
イール３．２を、またチェーントラック２．４がチェーンホイール４．２を駆動
する。駆動チェーン２が、チェーン緊張装置を介して緊張されるので、両方の支
持ホイール１３及び１４の外周面の多角形の構造が、当接するアウタプレート１
５の対応する輪郭と関連して、それぞれ僅かな部分だけ、同様に付設された軸１
１もしくは１２に回転モーメントを伝達するために寄与する。

【００１８】 図５からは、この原理が３列の駆動チェーンによっても実現することができる
ことを容易に導き出すことができる。３列の駆動チェーンを使用する際は、図６
に対応して、軸の内の一方に、例えば軸１１に、唯一つのチェーンホイール３．
２が設けられ、このチェーンホイールには、両側に相応の支持ホイール１３．１
及び１３．２が付設されている。その際チェーンホイール３．２を介して、中央
のチェーントラック２．５が案内される。

【００１９】 その際他方の軸、例えば軸１２には、２つのチェーンホイール９．３及び９．
４が付設されており、これらのチェーンホイールの軸方向の間隔は、駆動チェー
ンの外側の２つのチェーントラック２．６及び２．７を、このチェーンホイール
４．３及び４．４を介して案内することができるように設定されている。その際
この２つの平行なチェーンホイール４．３と４．４との間の支持ホイールの配置
を省略することができる。

【００２０】 この配置によって、一方の軸１２における２つのチェーンホイール４．３及び
４．４に、他方の軸１１における２つの支持ホイール１３．１及び１３．２が付
設されており、これらの支持ホイールは、それぞれ、この軸１１において中央の
チェーンホイール３．２とは係合してないチェーントラック２．６及び２．７の
アウタプレートを案内かつ支持する。２列の駆動チェーンを有する図５による実
施形においては、２つのチェーントラックがある程度の傾倒モーメントの支配下
にあるのに対し、最後に記載した３列の駆動チェーンを有する実施形は、それ自
身モーメントの無い状態にある。

【００２１】 本発明は、上で記載した駆動チェーンの使用に限定されていない。特に図６に
よる配置は、歯付きベルトを使用するためにも適している。この場合歯付きベル
トが、対応する歯付きベルトディスクの両方のチェーンホイール４．３と４．４
との間の領域におけるいっぱいの撓みを回避させるか、減少させるために、走行
方向に対して横方向に設けられた増強要素を備えている場合は有効である。

【００２２】 図７においては、大きなスケールで正面図において、カム軸駆動機構が、駆動
チェーンとしてサイレントチェーン２．１１を有する図４による実施形に対応し
て図示されており、この駆動チェーンは、軸１１及び１２と回転固定に結合され
ている２つのチェーンホイール３．１１及び４．１１を介して案内されている。

【００２３】 両方のチェーンホイール３．１１及び４．１１は、図４において概略的に図示
されているように重なり、従って駆動すべき両方の軸１１及び１２は、相応に互
いに僅かな間隔ｂで設けることができる。

【００２４】 サイレントチェーン２．１１を確実に、かつ可能な限り傾倒無く支持すること
ができるようにするために、更にまた、歯車と支持ホイールとの組み合わせが可
能である。しかしながらこの利点は、駆動チェーンとしてサイレントチェーンを
使用する際に、多数から成るフライヤチェーンの様式により変位されかつ重なっ
て、ボルトによって互いに結合されたこのプレートが形成される点にあり、これ
らのプレートは、走行面で歯として成形されており、従ってチェーンは、全体で
一貫した噛み合いを形成する。プレートは、ボルト上の滑り継ぎ手又はローラ継
ぎ手において位置する。隣り合うプレートの密な配置によって、サイレントチェ
ーンは、その転向方向は除いて、それ自身比較的強固な状態にある。これに応じ
て、チェーンホイールと支持ホイールとを互いに付設することは、かなり自由に
選択することができ、その際ここでは、支持ホイールが、その外周の輪郭におい
て、並びにその直径において、チェーンホイールとしての支持ホイールを形成す
ることができるという利点がある。

【００２５】 図８は、幅の広いチェーンホイール３．１１が、それぞれ半分ほどの幅の２つ
のチェーンホイール及び支持ホイールを形成するチェーンホイール４．１１によ
って重ねられている配置を示す。チェーンホイール３．１１に重なる幅の狭いチ
ェーンホイール４．１１の全幅は、組み込まれる、ここでは示唆されているだけ
の駆動チェーン２．１１の幅に一致し、その際チェーンホイール３．１１及び両
方のチェーンホイール４．１１をそれぞれ担持する幅は、共に所望の回転モーメ
ントを伝達するために必要な幅に十分でなければならない。

【００２６】 図９は、逆向きにされた配置を示し、この配置においては、一方では、軸１１
も軸１２も、それぞれ１つの幅の広いチェーンホイール３．１２と幅の狭いチェ
ーンホイール３．１３を、また軸１２．１が、幅の広いチェーンホイール４．１
２と幅の狭いチェーンホイール４．１３を設けられており、これらのチェーンホ
イールは図示されたように重なっており、従って重なった領域における全幅はま
た、サイレントチェーンの幅と一致し、しかしながら他方では、両方の軸のチェ
ーンホイールは、その担持幅においてまた同じ幅であり、従って必要な回転モー
メントを伝達することができる。

【００２７】 図１０は、図９による配置の変形例を示し、この変形例においては、それぞれ
、それぞれの軸に同じ幅の２つのチェーンホイール３．１２、３．１３もしくは
４．１２，４．１３が設けられている。

【００２８】 サイレントチェーンの別の利点は、それぞれ、それぞれ２つのプレートパック
において、互いに間隔を置いて設けられたそれぞれ２つのプレートが歯形無く形
成されており、従ってこれらのプレートが、巻き付いた領域において駆動チェー
ンを、それぞれ歯の軸方向の両側に対して案内する点にある。図８による配置に
おいては、この両方の案内プレートの横方向間隔が、チェーンホイール３．１１
の幅に一致すれば、従って巻き付いた領域において、チェーンホイール３．１１
の噛み合いが両側で覆われ、従って駆動チェーンが、このチェーンホイール３．
１１の軸方向に案内される。平行な２つのチェーンホイール４．１１に、駆動チ
ェーンの軸方向の案内が、それぞれこのチェーンホイールの噛み合いの互いに向
けられた側によって行なわれ、従って駆動チェーンが、このチェーンホイールに
も、そのトラックにおいて保持される。

【００２９】 図９及び１０による配置においては、チェーンが、その案内プレートの配置に
関して相応に形成される。

【００３０】 図１１においては、図４において図示された基本配置の変形例が再現されてい
る。この場合、騒音発生を減少させるために摩擦ブロック１７が設けられており
、この摩擦ブロックは、２つのチェーンホイール３．１及び４．１を結合するチ
ェーン車間部分１６に当接する。固定に又は弾性的にも支承することができる摩
擦ブロック１７によって、チェーン車間部分１６は若干転向され、従ってチェー
ンホイール４へのチェーンの走入条件は、矢印１８の方向の走行方向における走
入方向において改善される。同時に接合面におけるチェーン車間部分の振動が阻
止される。これにより摩擦損失は、若干しか高められない。何故なら自身チェー
ンにおける高い張力において、摩擦力の大きさも設定する転向のために必要な垂
直力が、非常に僅かであるからである。この配置は、駆動チェーンの全ての形態
に対して使用することができる。

【００３１】 与えられた空間関係に応じて、ローラチェーン又はスリーブ型チェーンにおけ
る摩擦ブロック１７は、チェーンホイール間にも設けることができ、チェーン車
間部分１６を対置された方向に転向することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 制御チェーンを有する従来のカム軸駆動機構を示す。

【図２】 チェーン横方向駆動機構を有するカム軸駆動機構を示す。

【図３】 歯車機構を有するカム軸駆動機構を示す。

【図４】 ローラチェーンを有する本発明によるカム軸駆動機構を示す。

【図５】 図４による駆動機構の平面図を示す。

【図６】 ３列の制御チェーンを有する図５に対応した平面図を示す。

【図７】 サイレントチェーンを有するカム軸駆動機構を示す。

【図８】 サイレントチェーンを有する実施形のための図４による平面図を示す。

【図９】 図８による実施形に対する変形例を示す。

【図１０】 図８による実施形に対する変形例を示す。

【図１１】 転向させる摩擦ブロックを有する図４による実施形を示す。

【符号の説明】

１ 駆動チェーンホイール ２ 駆動チェーン ２．１ 駆動チェーン ２．１１ サイレントチェーン ２．２ 駆動チェーン ２．３〜２．７ チェーントラック ３，４ チェーンホイール ３．１ チェーンホイール配置 ３．１１〜３．１３ チェーンホイール ３．２ チェーンホイール ４．１ チェーンホイール配置 ４．１１〜４．１３ チェーンホイール ４．２〜４．４ チェーンホイール ５ チェーン横方向駆動機構 ６，７ チェーンホイール ９ 歯車 ９．３ チェーンホイール ９．４ チェーンホイール １１，１２ 軸 １２．１ 軸 １３，１４ 支持ホイール １３．１ 支持ホイール １３．２ 支持ホイール １５ アウタプレート １６ チェーン車間部分 １７ 摩擦ブロック １８ 矢印 ａ，ｂ 間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 １００ ４２ ０４１．９ (32)優先日 平成12年８月26日(2000．8．26) (33)優先権主張国 ドイツ（ＤＥ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＪＰ，Ｕ Ｓ (72)発明者 デュスマン・マルクス ドイツ連邦共和国、シュトルベルク、ヘル ツォークストラーセ、26 (72)発明者 ヴァーゲナー・ルーカス ドイツ連邦共和国、コールシャイト、ア ン・デア・ヴィントクンスト、８ (72)発明者 ラッハ・ライナー ドイツ連邦共和国、ヴュルゼレン、ヴィル ヘルムストラーセ、39 (72)発明者 ブック・ユルゲン スイス国、ヴァルト／チューリヒ、シュッ セルヴィーゼ、１ Ｆターム(参考） 3G016 AA08 AA19 BA23 BA28 BA30 CA16 GA00 GA01 GA04 3J049 AA08 BE02 BH07 CA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 狭い間隔で存在する平行な２つの軸（１１，１２）を、特に
   ピストン内燃機関において上方に位置する２つのカム軸を駆動するためのチェー
   ン駆動機構であって、このチェーン駆動機構において、駆動機構（１）を介して
   、また軸（１１，１２）におけるチェーンホイール（３，４）を介して案内され
   ている駆動チェーン（２）が設けられており、またそれぞれの軸（１１，１２）
   に少なくとも１つのチェーンホイール（３，４）が設けられており、その際チェ
   ーンホイール（３，４）が、互いに軸方向に変位させられ、かつ重ねられて設け
   られており、そして一方の軸（１１，１２）における、また他方の軸（１１，１
   ２）におけるチェーンホイール（３．２，４．２）それぞれに、少なくとも１つ
   の支持ホイール（１３，１４）が付設されており、この支持ホイールを介して、
   この軸（１１，１２）においてチェーンホイール（３．２，４．２）とは係合し
   てないチェーン部分（２．３，２．４）の縁部領域（１５）が、案内かつ支持さ
   れているチェーン駆動機構。
2. 【請求項２】 少なくとも２列の駆動チェーン（２）が設けられており、こ
   の駆動チェーンが、駆動機構（１）を介して、また軸（１１，１２）におけるチ
   ェーンホイール（３，４）を介して案内されていること、それぞれの軸（１１，
   １２）に設けられ、重ねられたチェーンホイール（３，４）が、ほぼチェーント
   ラックの間隔だけ互いに軸方向に変位させられていること、そして、それぞれの
   支持ホイール（１３，１４）が、この軸（１１，１２）においてチェーンホイー
   ル（３．２，４．２）とは係合してないチェーントラック（２．３，２．４）の
   アウタプレート（１５）を案内かつ支持するように構成されていることを特徴と
   する請求項１に記載のチェーン駆動機構。
3. 【請求項３】 駆動チェーンとしてサイレントチェーン（２．１）が設けら
   れており、このサイレントチェーンが、駆動機構を介して、また間隔を置いて互
   いに軸方向に変位させられ、かつ重ねられた軸（１１，１２）におけるチェーン
   ホイール（３，４）を介して案内されていること、そして、それぞれ一方の軸（
   １１，１２）における、また他方の軸（１１，１２）におけるチェーンホイール
   （３．１１，４．１１）に付設され、かつサイレントチェーンの縁部領域をこの
   軸において支持する支持ホイールが、同様にチェーンホイール（１３．１，１４
   ．１）として形成されていることを特徴とする請求項１に記載のチェーン駆動機
   構。
4. 【請求項４】 付設された支持ホイールを有するチェーンホイール（３，４
   ）の全幅が、重なった領域において、サイレントチェーン（２．１１）の幅に一
   致するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のチェーン駆動機
   構。
5. 【請求項５】 それぞれ、一方の軸におけるチェーンホイール及び支持ホイ
   ールを担持する全幅が、他方の軸において担持する全幅と一致するように構成さ
   れていることを特徴とする請求項３又は４に記載のチェーン駆動機構。
6. 【請求項６】 両方のチェーンホイール（３，４）を結合するチェーン車間
   部分（１６）に、転向させる摩擦ブロック（１７）が付設されていることを特徴
   とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のチェーン駆動機構。