JP2004316573A - エンジン用カム軸駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クランク軸側スプロケット110からカム軸側大径スプロケット120に捲き掛けられる駆動チェーン130と、前記カム軸側大径スプロケット120と同軸に一体化した第1のカム軸側小径スプロケット140から前記カム軸側大径スプロケット120と別に軸支した第2のカム軸側小径スプロケット150に捲き掛けられる従動チェーン160を備えたエンジン用カム軸駆動装置100において、従動チェーン160のチェーン強度を駆動チェーン130のチェーン強度より小さくしたこと。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のクランク軸からカム軸へ動力を伝達するためのタイミング伝動機構であって、特に、自動車用4サイクルエンジンのクランク軸からカム軸へ動力を伝達するためのエンジン用カム軸駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年の自動車用エンジンは、環境問題から高燃焼効率が要求されているため、エンジンの高出力化となって動弁系駆動チェーンの伝動負荷が増大してきている。
そこで、このようなエンジンの高出力化に伴って増大する動弁系駆動チェーンの伝動負荷に対応する従来のエンジン用カム軸駆動装置は、図3に示すように、クランクスプロケット16とカムスプロケット18との間にアイドラスプロケット12が設けられ、前記クランクスプロケット16と前記アイドラスプロケット12とに巻き掛けられる第1のタイミングチェーン21と、前記アイドラスプロケット12と前記カムスプロケット18とに巻き掛けられる第2のタイミングチェーン22によりカム軸を駆動するようになっており、前記両チェーン21、22の対応するチェーン構成要素を比較したとき、前記第1のタイミングチェーン21のチェーンピッチが前記第2のタイミングチェーン22のチェーンピッチより小さくしている(例えば、特許文献1を参照)。
【0003】
【特許文献1】
実用新案登録第2507161号公報(第1−2頁、第1図−第2図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のエンジン用カム軸駆動装置は、第2のタイミングチェーン22のチェーンピッチを大きくすることでエンジン駆動時の苛酷な伝動負荷に対応してきたが、第2のタイミングチェーン22のチェーンピッチが大きく、しかも、中間軸11を含む4カ所の軸支部が配置されているため、エンジンサイズを小型化することができないというエンジン搭載上の問題があり、また、第2のタイミングチェーン22を2本掛けするようなタイミング伝動機構を形成するような場合には、高負荷対応のタイミングチェーンを使用すると高コストとなり、アイドラスプロケット12などを介在させているために更なる高コストを招くという伝動機構コスト上の問題があった。
【0005】
そこで、本発明の目的は、前述したような従来技術の問題点を解消するものであって、高負荷対応のタイミング伝動機構を創成してエンジンの小型化と低コスト化を実現することができるエンジン用カム軸駆動装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本請求項1に係る発明は、クランク軸側スプロケットからカム軸側大径スプロケットに捲き掛けられる駆動チェーンと、前記カム軸側大径スプロケットと同軸に一体化した第1のカム軸側小径スプロケットから前記カム軸側大径スプロケットと別に軸支した第2のカム軸側小径スプロケットに捲き掛けられる従動チェーンを備えたエンジン用カム軸駆動装置において、前記従動チェーンのチェーン強度を前記駆動チェーンのチェーン強度より小さくしたことによって、上述した課題を解決している。
【0007】
そして、本請求項2に係る発明のエンジン用カム軸駆動装置は、上述した請求項1に係る発明の構成に加えて、前記従動チェーンのチェーンピッチを前記駆動チェーンのチェーンピッチより小さくしたことにより、上述した課題をさらに一段と解決している。
【0008】
ここで、本発明のエンジン用カム軸駆動装置で採用する駆動チェーンと従動チェーンについては、ローラチェーン、サイレントチェーンの何れであっても差し支えないが、サイレントチェーンを採用する場合には、ローラチェーンを採用する場合に比べて、カム軸駆動装置の低騒音化を達成することができる。
【0009】
また、本発明のエンジン用カム軸駆動装置におけるチェーン強度については、チェーン構造、チェーン素材などで適宜決定することができ、特に、チェーン構造については、ピンの外径、リンクプレートの厚みなどで適宜選択することができる。
【0010】
【作用】
本発明のエンジン用カム軸駆動装置は、クランク軸側スプロケットからカム軸側大径スプロケットに捲き掛けられる駆動チェーンと、前記カム軸側大径スプロケットと同軸に一体化した第1のカム軸側小径スプロケットから前記カム軸側大径スプロケットと別に軸支した第2のカム軸側小径スプロケットに捲き掛けられる従動チェーンを備えているため、クランク軸側スプロケットから出力される回転動力が駆動チェーンを介してカム軸側大径スプロケットに伝達され、このカム軸側大径スプロケットに伝達された回転動力をこれと同軸に一体化されている第1のカム軸側小径スプロケットとの間で径比に相当する減速を行いながら、第1のカム軸側小径スプロケットから出力される回転動力が従動チェーンを介して第2のカム軸側小径スプロケットに伝達され、第1のカム軸側小径スプロケットおよび第2のカム軸側小径スプロケットをそれぞれ軸支しているカム軸を回転させる。
【0011】
この場合、前記駆動チェーンは、カム軸側大径スプロケットの径がクランク軸側スプロケットの径よりも大きいため、高負荷状態で動力伝達する。他方、従動チェーンは、第1のカム軸側小径スプロケットと第2のカム軸側小径スプロケットとが同径であるため、前記駆動チェーンのような高負荷状態を呈することなく動力伝達する。
【0012】
また、本発明のエンジン用カム軸駆動装置では、従動チェーンのチェーン強度を駆動チェーンのチェーン強度より小さくしたことによって、駆動チェーンと従動チェーンの動力伝達時の発生する振動が相互に干渉し合うため、両者を同一のチェーン強度でシステム設計した場合に比較すると、共振現象を生じることなく、回転動力が安定して伝達される。
【0013】
【本発明の実施の形態】
以下、本発明のエンジン用カム軸駆動装置の好ましい実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。ここで、図1は、本発明の第1実施例であるエンジン用カム軸駆動装置の構成図であり、図2は、本発明の第2実施例であるエンジン用カム軸駆動装置の構成図である。
【0014】
まず、本発明の第1実施例であるエンジン用カム軸駆動装置100は、4サイクルエンジンに採用するものであって、図1に示すように、クランク軸側スプロケット110からカム軸側大径スプロケット120に捲き掛けられたローラチェーンからなる駆動チェーン130と、前記カム軸側大径スプロケット120と同軸に一体化した第1のカム軸側小径スプロケット140から前記カム軸側大径スプロケット120と別に軸支した第2のカム軸側小径スプロケット150に捲き掛けられたローラチェーンからなる従動チェーン160を備えている。
【0015】
そして、前記従動チェーン160は、図示しないが、ピンの外径、リンクプレートの厚みなどを適宜選択することによって、駆動チェーン130のチェーン強度より小さくしている。
なお、本実施例では、上述したように、駆動チェーン130と従動チェーン160にローラチェーンを採用したが、サイレントチェーンを採用しても良く、このようなサイレントチェーンを採用した場合には、伝動騒音を軽減することができる。
【0016】
また、前記カム軸側大径スプロケット120は、クランク軸側スプロケット110に比較すると、2倍の歯数を備えており、クランク軸側スプロケット110の回転数を1/2に減速している。
したがって、第1のカム軸側小径スプロケット140および第2のカム軸側小径スプロケット150は、第1のカム軸側小径スプロケット140がカム軸側大径スプロケット120と同軸に一体化されているため、クランク軸側スプロケット110の回転数を1/2に減速された回転動力で回転する。
【0017】
本実施例のエンジン用カム軸駆動装置100は、クランク軸側スプロケット110から出力される回転動力が駆動チェーン130を介してカム軸側大径スプロケット120に伝達され、このカム軸側大径スプロケット120に伝達された回転動力を同軸に一体化した第1のカム軸側小径スプロケット140との間で1/2の減速を行いながら、第1のカム軸側小径スプロケット140から出力される回転動力が従動チェーン160を介して第2のカム軸側小径スプロケット150に伝達され、第1のカム軸側小径スプロケット140および第2のカム軸側小径スプロケット150をそれぞれ軸支しているカム軸を回転させて、図示しない吸気弁や排気弁などからなる動弁システムを作動させることができるようになっている。
【0018】
そこで、本実施例のエンジン用カム軸駆動装置100では、高負荷対応を要しない従動チェーン160のチェーン強度を、高負荷対応を要する駆動チェーン130のチェーン強度より小さくすることによって、動力伝達に支障を来すことのない、それぞれの動力伝達必要トルクに見合ったチェーン配置を行うことができ、エンジンへの組みつけチェーンの低コスト化を実現することができるとともに、従来のような中間軸を削減してエンジンサイズを小型化することができるなど、その効果は甚大である。
【0019】
つぎに、本発明の第2実施例であるエンジン用カム軸駆動装置200は、4サイクルエンジンに採用するものであって、図2に示すように、クランク軸側スプロケット210からカム軸側大径スプロケット220に捲き掛けられたローラチェーンからなる駆動チェーン230と、前記カム軸側大径スプロケット220と同軸に一体化した第1のカム軸側小径スプロケット240から前記カム軸側大径スプロケット220と別に軸支した第2のカム軸側小径スプロケット250に捲き掛けられたローラチェーンからなる従動チェーン260を備えている。
【0020】
そして、前記従動チェーン260は、図示しないが、ピンの外径、リンクプレートの厚みなどを適宜選択することによって、駆動チェーン230のチェーン強度より小さくしている。さらに、前記従動チェーン260のチェーンピッチP2は、駆動チェーン230のチェーンピッチP1より小さくしている。
なお、本実施例では、上述したように、駆動チェーン230と従動チェーン260にローラチェーンを採用したが、サイレントチェーンを採用しても良く、このようなサイレントチェーンを採用した場合には、伝動騒音を軽減することができる。
【0021】
また、前記カム軸側大径スプロケット220は、クランク軸側スプロケット210に比較すると、2倍の歯数を備えており、クランク軸側スプロケット210の回転数を1/2に減速している。
したがって、第1のカム軸側小径スプロケット240および第2のカム軸側小径スプロケット250は、第1のカム軸側小径スプロケット240がカム軸側大径スプロケット220と同軸に一体化されているため、クランク軸側スプロケット210の回転数を1/2に減速された回転動力で回転する。
【0022】
本実施例のエンジン用カム軸駆動装置200は、クランク軸側スプロケット210から出力される回転動力が駆動チェーン130を介してカム軸側大径スプロケット220に伝達され、このカム軸側大径スプロケット220に伝達された回転動力を同軸に一体化した第1のカム軸側小径スプロケット240との間で1/2の減速を行いながら、第1のカム軸側小径スプロケット240から出力される回転動力が従動チェーン260を介して第2のカム軸側小径スプロケット250に伝達され、第1のカム軸側小径スプロケット240および第2のカム軸側小径スプロケット250をそれぞれ軸支しているカム軸を回転させて、図示しない吸気弁や排気弁などからなる動弁システムを作動させている。
【0023】
そこで、本実施例のエンジン用カム軸駆動装置200では、高負荷対応を要しない従動チェーン260のチェーン強度を、高負荷対応を要する駆動チェーン230のチェーン強度より小さくすることによって、動力伝達に支障を来すことのない、それぞれの動力伝達必要トルクに見合ったチェーン配置を行うことができ、エンジンへの組みつけチェーンの低コスト化を実現することができるとともに、従来のような中間軸を削減してエンジンサイズを小型化することができる。
しかも、従動チェーン260のチェーンピッチP2を駆動チェーン230のチェーンピッチP1より小さくしたことにより、従動チェーンとカム軸側スプロケットを小型化でき、これらで構成されるエンジンの更なる小型化を達成できるなど、その効果は甚大である。
【0024】
【発明の効果】
本請求項1に係る発明のエンジン用カム軸駆動装置は、従動チェーンのチェーン強度を駆動チェーンのチェーン強度より小さくしたことによって、動力伝達に支障を来すことのない、それぞれの動力伝達必要トルクに見合ったチェーン配置を行うことができ、エンジンへの組みつけチェーンの低コスト化を実現することができるとともに、従来のような中間軸を削減してエンジンサイズを小型化することができる。
【0025】
そして、本請求項2に係る発明のエンジン用カム軸駆動装置は、本請求項1に係る発明のエンジン用カム軸駆動装置が奏する作用に加えて、前記従動チェーンのチェーンピッチを駆動チェーンのチェーンピッチより小さくしたことにより、従動チェーンとカム軸側スプロケットを小型化することができるので、これらで構成されるエンジンの更なる小型化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例であるエンジン用カム軸駆動装置の構成図。
【図2】本発明の第2実施例であるエンジン用カム軸駆動装置の構成図。
【図3】従来例であるエンジン用カム軸駆動装置の構成図。
【符号の説明】
100,200 ・・・ エンジン用カム軸駆動装置
110,210 ・・・ クランク軸側スプロケット
120,220 ・・・ カム軸側大径スプロケット
130,230 ・・・ 駆動チェーン
140,240 ・・・ 第1のカム軸側小径スプロケット
150,250 ・・・ 第2のカム軸側小径スプロケット
160,260 ・・・ 従動チェーン
P1 ・・・ 駆動チェーン230のチェーンピッチ
P2 ・・・ 従動チェーン260のチェーンピッチ
Claims (2)
- クランク軸側スプロケットからカム軸側大径スプロケットに捲き掛けられる駆動チェーンと、前記カム軸側大径スプロケットと同軸に一体化した第1のカム軸側小径スプロケットから前記カム軸側大径スプロケットと別に軸支した第2のカム軸側小径スプロケットに捲き掛けられる従動チェーンを備えたエンジン用カム軸駆動装置において、
前記従動チェーンのチェーン強度を、前記駆動チェーンのチェーン強度より小さくしたことを特徴とするエンジン用カム軸駆動装置。 - 前記従動チェーンのチェーンピッチを、前記駆動チェーンのチェーンピッチより小さくしたことを特徴とする請求項1に記載されたエンジン用カム軸駆動装置。
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