JP2006064140A - Idler - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一般的には、エンジンのタイミングチェーンの軌道を規制するアイドラに関し、より特定的には、V型多気筒エンジンに用いられるアイドラに関する。 The present invention relates generally to an idler that regulates the trajectory of an engine timing chain, and more particularly to an idler used in a V-type multi-cylinder engine.
実開平7−35707号公報には、噛み合う歯車の各歯間で打音が発生することを防止し、十分なばね力を確保しつつ装置の小型化を図ることを目的とした内燃機関のバルブタイミング制御装置が開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示されたバルブタイミング制御装置は、スリーブと、筒状歯車を介してそのスリーブの外周上に配置されたスプロケットと、スプロケットをスリーブの軸方向に付勢する皿ばねとを備える。スリーブと筒状歯車との間、スプロケットの筒状歯車との間は、それぞれ、はす歯形の歯の噛み合いによって回転自在に連結されている。 Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-35707 discloses a valve for an internal combustion engine for preventing the occurrence of a hitting sound between the teeth of meshing gears and miniaturizing the device while ensuring sufficient spring force. A timing control device is disclosed (Patent Document 1). The valve timing control device disclosed in Patent Document 1 includes a sleeve, a sprocket disposed on the outer periphery of the sleeve via a cylindrical gear, and a disc spring that biases the sprocket in the axial direction of the sleeve. The sleeve and the cylindrical gear and the cylindrical gear of the sprocket are rotatably connected by meshing the helical teeth.
スリーブは、機関のクランク軸から伝達された駆動力により回転し、回転することによってバルブを開閉作動させるカムシャフトに固定されている。バルブタイミングを変更する場合、油圧により筒状歯車をスリーブの軸方向に移動させ、スプロケットとスリーブとを相対的に回転させる。バルブタイミングの制御を行なっていない時は、スリーブとスプロケットとは、同一の回転速度でカムシャフトとともに回転している。
クランクシャフトとカムシャフトとの間の駆動力伝達に、チェーン駆動方式が採用されたエンジンがある。このようなエンジンでは、これらのシャフト間にタイミングチェーンが張られるが、エンジンの構造によっては、タイミングチェーンを案内するアイドラ(遊輪)を設け、タイミングチェーンの軌道を規制する場合がある。 Some engines employ a chain drive system to transmit drive force between the crankshaft and camshaft. In such an engine, a timing chain is stretched between these shafts, but depending on the structure of the engine, an idler (playwheel) for guiding the timing chain may be provided to regulate the timing chain track.
しかしながら、カムシャフトには、バルブスプリングのばね力がその大きさを刻々と変化させながら作用しており、タイミングチェーンに負荷する張力が、常に変動している。結果、タイミングチェーンは、クランクシャフトとカムシャフトとの間で大きく波打ちながら高速回転している。このようなタイミングチェーンをアイドラを用いて案内しようとすると、タイミングチェーンからアイドラに大きな変動荷重が加わる。このため、アイドラで大きな騒音が発生するという問題が生じる。 However, the spring force of the valve spring acts on the camshaft while changing its magnitude, and the tension applied to the timing chain is constantly changing. As a result, the timing chain rotates at a high speed while undulating between the crankshaft and the camshaft. When trying to guide such a timing chain using an idler, a large fluctuating load is applied from the timing chain to the idler. For this reason, the problem that a loud noise generate | occur | produces with an idler arises.
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、タイミングチェーンを安定して案内するともに、案内時に発生する騒音を低減させたアイドラを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide an idler that can stably guide a timing chain and reduce noise generated during guidance.
この発明に従ったアイドラは、エンジンのタイミングチェーンの軌道を規制するアイドラである。アイドラは、所定の方向(以下、スラスト方向とも呼ぶ)に延びる軸に沿って延在し、エンジン本体に対して固定されるシャフト部材と、タイミングチェーンが掛けられ、前述の軸を中心に回転することによってタイミングチェーンを案内するスプロケットと、スプロケットに接触して設けられ、スプロケットを前述の所定の方向に付勢することにより、その所定の方向におけるスプロケットの移動を規制するばね部材と、スプロケットとばね部材とが接触する位置に、潤滑油を供給する潤滑油供給機構とを備える。 The idler according to the present invention is an idler that regulates the trajectory of the timing chain of the engine. The idler extends along an axis extending in a predetermined direction (hereinafter also referred to as a thrust direction), and a shaft member fixed to the engine body and a timing chain are hung, and the idler rotates around the above-described axis. A sprocket that guides the timing chain, a spring member that is provided in contact with the sprocket and that urges the sprocket in the predetermined direction to restrict movement of the sprocket in the predetermined direction, and the sprocket and the spring A lubricating oil supply mechanism that supplies lubricating oil is provided at a position in contact with the member.
なお、エンジンのタイミングチェーンとは、エンジンから出力された駆動力をカムシャフトに伝達するチェーンを指す。エンジン本体とは、シリンダブロックやシリンダヘッド等、エンジンを構成する部品であってエンジンの運転時に回転または往復運動することのない部品を指す。 The engine timing chain refers to a chain that transmits the driving force output from the engine to the camshaft. The engine body refers to a part that constitutes the engine, such as a cylinder block and a cylinder head, and does not rotate or reciprocate during operation of the engine.
このように構成されたアイドラによれば、ばね部材を設けることによって、回転するスプロケットに、スラスト方向の隙間が常時略ゼロとなるような弾性力を作用させることができる。これにより、スプロケットが、タイミングチェーンから受ける変動荷重によってスラスト方向に振動することを防止できる。また、潤滑油供給機構により、ばね部材と回転するスプロケットとの間には潤滑油が供給される。このため、スプロケットがばね部材と接触しながら回転するにもかかわらず、スプロケットをスムーズに回転させることができる。これらの理由から、本発明によれば、タイミングチェーンを安定して案内するとともに、アイドラで発生する騒音を低減させることができる。 According to the idler configured as described above, by providing the spring member, an elastic force can be applied to the rotating sprocket so that the gap in the thrust direction is always substantially zero. Thereby, it is possible to prevent the sprocket from vibrating in the thrust direction due to the fluctuating load received from the timing chain. Further, the lubricating oil is supplied between the spring member and the rotating sprocket by the lubricating oil supply mechanism. For this reason, although the sprocket rotates while contacting the spring member, the sprocket can be smoothly rotated. For these reasons, according to the present invention, it is possible to stably guide the timing chain and reduce the noise generated by the idler.
また好ましくは、ばね部材には、シャフト部材に対する周り止め機構が設けられている。このように構成されたアイドラによれば、スプロケットの回転時、ばね部材が、スプロケットに引きつれられてシャフト部材に対して回転することを防止できる。これにより、両者の間に潤滑油を供給する必要がなくなり、潤滑に対する負担を低減させることができる。 Preferably, the spring member is provided with a detent mechanism for the shaft member. According to the idler configured as described above, the spring member can be prevented from being pulled with respect to the sprocket and rotating with respect to the shaft member when the sprocket is rotated. Thereby, it becomes unnecessary to supply lubricating oil between both, and the burden with respect to lubrication can be reduced.
また、エンジンは、V型多気筒エンジンである。アイドラは、エンジンの両バンクの間に位置して設けられている。アイドラは、その両バンクのカムシャフト間に掛け渡されたタイミングチェーンの軌道を規制している。このように構成されたアイドラでは、タイミングチェーンが、両バンクに配置されたカムシャフトの双方から変動荷重を受けるため、アイドラで発生する騒音が特に大きな問題となる。このため、本発明をV型多気筒エンジンに適用した場合、上述の効果をより効果的に得ることができる。 The engine is a V-type multi-cylinder engine. The idler is located between the banks of the engine. Idler regulates the orbit of the timing chain spanned between the camshafts of both banks. In the idler configured in this way, the timing chain receives variable loads from both camshafts arranged in both banks, so noise generated by the idler becomes a particularly serious problem. For this reason, when the present invention is applied to a V-type multi-cylinder engine, the above-described effects can be obtained more effectively.
以上説明したように、この発明に従えば、タイミングチェーンを安定して案内するともに、案内時に発生する騒音を低減させたアイドラを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an idler that can stably guide the timing chain and reduce the noise generated during the guidance.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、この発明の実施の形態におけるアイドラが用いられたエンジンを示す斜視図である。図2は、図1中のエンジンのバルブ系を示す斜視図である。図1および図2を参照して、エンジン10は、V字状に配置された左バンク11および右バンク12を備えるV型多気筒エンジンである。
FIG. 1 is a perspective view showing an engine using an idler according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a valve system of the engine in FIG. Referring to FIGS. 1 and 2,
左バンク11および右バンク12の各々には、たとえば4つのシリンダが設けられており、各シリンダには、シリンダ内を往復運動するピストンが装填されている。そのピストンは、コネクティングロッドによって、エンジン10の出力軸であるクランクシャフトに連結されている。クランクシャフトの端部には、クランクシャフトスプロケット29が取り付けられている。クランクシャフトスプロケット29は、エンジン10を構成するシリンダブロックの側面に位置して取り付けられている。
Each of the
左バンク11には、インテークカムシャフト37およびエキゾーストカムシャフト36が配設されている。右バンク12には、インテークカムシャフト38およびエキゾーストカムシャフト39が配設されている。これらのカムシャフトには、適当な輪郭曲線を持ったカムが、カムシャフトの軸方向に並んで複数、形成されている。カムシャフトが回転することによって、このカムが、各シリンダに設けられた吸気弁および排気弁を開閉駆動する。
The
エキゾーストカムシャフト36の端部には、スプロケット30が設けられている。エキゾーストカムシャフト36の端部には、さらに、油圧によりエキゾーストカムシャフト36をスプロケット30に対して回転させ、エキゾーストカムシャフト36のカムタイミングを変化させる可変バルブタイミング機構16が設けられている。
A
同様に、インテークカムシャフト37の端部には、小径スプロケット32、大径スプロケット31および可変バルブタイミング機構17が、インテークカムシャフト37の軸方向に並んで設けられている。また、インテークカムシャフト38の端部には、小径スプロケット34、大径スプロケット33および可変バルブタイミング機構18が、インテークカムシャフト38の軸方向に並んで設けられている。また、エキゾーストカムシャフト39の端部には、スプロケット35および可変バルブタイミング機構19が、エキゾーストカムシャフト39の軸方向に並んで設けられている。
Similarly, a small-diameter sprocket 32, a large-
スプロケット30、小径スプロケット32、大径スプロケット31、小径スプロケット34、大径スプロケット33およびスプロケット35は、カムシャフトハウジングの側面に位置して、各カムシャフトに設けられている。カムシャフトハウジングは、エンジン10を構成するシリンダヘッドに、その頂面側から締結される部品である。
The
クランクシャフトスプロケット29、大径スプロケット31および大径スプロケット33には、プライマリータイミングチェーン24が掛け渡されている。プライマリータイミングチェーン24は、これら3つのスプロケットが、プライマリータイミングチェーン24の軌道の内側に位置するように掛け渡されている。プライマリータイミングチェーン24は、長尺のチェーンダンパー26により、クランクシャフトスプロケット29と大径スプロケット31との間で案内されている。プライマリータイミングチェーン24は、チェーンテンショナー機構を備える長尺のチェーンスリッパー25により、クランクシャフトスプロケット29と大径スプロケット33との間で案内されている。
A
大径スプロケット31と大径スプロケット33との間には、大径スプロケット31、大径スプロケット33およびクランクシャフトスプロケット29を結ぶ三角形の内側に位置して、アイドラ51が設けられている。アイドラ51は、回転自在に設けられたアイドラスプロケット54を備える。アイドラスプロケット54には、大径スプロケット31と大径スプロケット33との間で延びるプライマリータイミングチェーン24が掛けられている。プライマリータイミングチェーン24は、アイドラ51がプライマリータイミングチェーン24の軌道の外側に位置するように、アイドラスプロケット54に掛けられている。
An
アイドラ51によって、プライマリータイミングチェーン24の軌道は、エンジン10のV型形状に沿わせた経路に調整されており、大径スプロケット31および大径スプロケット33に対するプライマリータイミングチェーン24の巻き付け量が増大するように調整されている。プライマリータイミングチェーン24は、チェーンダンパー26およびチェーンスリッパー25と比較して短尺のチェーンダンパー27により、大径スプロケット31および大径スプロケット33とアイドラスプロケット54とのそれぞれの間で案内されている。
The
小径スプロケット32とスプロケット30との間には、セカンダリータイミングチェーン21が掛け渡されている。小径スプロケット34とスプロケット35との間には、セカンダリータイミングチェーン22が掛け渡されている。以上に説明した構成により、クランクシャフトから出力された駆動力は、まず、プライマリータイミングチェーン24を介して、インテークカムシャフト37およびインテークカムシャフト38に伝達され、さらにセカンダリータイミングチェーン21および22を介して、エキゾーストカムシャフト36および39に伝達される。
A
図3は、図1中のIII−III線上に沿ったエンジンの断面図である。図3を参照して、アイドラ51は、アイドラスプロケット54に加えて、軸101を中心軸とした外周面52aを有するアイドラシャフト52と、外周面52a上に嵌装されたスプリング71とをさらに備える。
3 is a cross-sectional view of the engine along the line III-III in FIG. Referring to FIG. 3, in addition to
アイドラシャフト52は、図1中のエンジン10を構成するシリンダブロック45の側面45cに締結されている。アイドラシャフト52は、側面45cから突出し、軸101に沿って延びるように形成されており、その延びる先端に位置して、外周面52aから半径方向に広がる鍔部58を有する。アイドラシャフト52の端面には、六角孔53が形成されている。六角孔53は、アイドラシャフト52をシリンダブロック45に締結する際に、六角レンチを差し込む孔として用いられる。
The
アイドラスプロケット54は、軸101方向にスプリング71と並ぶように、外周面52aの周りに嵌装されている。スプリング71は、アイドラスプロケット54と鍔部58との間に挟まれて位置し、アイドラスプロケット54は、スプリング71とシリンダブロック45との間に挟まれて位置する。スプリング71は、アイドラスプロケット54と接触して設けられている。
The
アイドラスプロケット54は、外周面52aに向い合う内周面54dを有する。その内周面54dには、アイドラシャフト52と焼き付きにくい材料から形成されたリング状の軸受け部材55が固着されている。このような構成により、アイドラスプロケット54は、軸受け部材55を介して回転自在に設けられている。つまり、アイドラスプロケット54は、軸101を中心軸として、静止したアイドラシャフト52に対して回転する。
The
アイドラシャフト52には、シリンダブロック45の側面45cに向い合う位置から、外周面52aに向かって延び、さらに、外周面52aの周方向に帯状に延びる潤滑油供給路56が形成されている。シリンダブロック45には、シリンダブロック45内のメインギャラリーから潤滑油供給路56に連通する潤滑油供給路46が形成されている。メインギャラリーを流れる潤滑油は、潤滑油供給路46および56を順に通って、軸受け部材55とアイドラシャフト52との接触面に供給され、その後さらに、スプリング71とアイドラスプロケット54との接触面、およびシリンダブロック45の側面45cとアイドラスプロケット54との接触面に供給される。
The
図4は、図3中のスプリングを示す斜視図である。図3および図4を参照して、図4中の一点鎖線は、図3中の軸101を表わしている。スプリング71は、リング状に延在するベース部72と、軸101方向のベース部72の両端からそれぞれ半径方向に延びて形成された弾性部73および周り止め部74とから構成されている。弾性部73は、ベース部72の周方向に略90°間隔で、4箇所に形成されている。周り止め部74は、隣り合う弾性部73の間に位置して、ベース部72の周方向に略180°間隔で、2箇所に形成されている。
FIG. 4 is a perspective view showing the spring in FIG. Referring to FIGS. 3 and 4, the alternate long and short dash line in FIG. 4 represents
弾性部73は、ベース部72の一方端から延びる先端が、ベース部72から離れるに従ってアイドラスプロケット54から距離を隔てるように形成されている。スプリング71は、外周面52a上に嵌装された状態で、弾性部73がアイドラスプロケット54と鍔部58との間で軸101方向に撓むように設けられる。これにより、アイドラスプロケット54を軸101方向に付勢する弾性力が発生する。アイドラスプロケット54は、スプリング71の弾性力を受けて、軸101方向の移動を規制されたまま、アイドラシャフト52の周りを回転する。なお、アイドラスプロケット54を付勢する力は、アイドラスプロケット54の回転時、アイドラスプロケット54とシリンダブロック45の端面45cとの間の隙間を略ゼロに維持できる程度の大きさであって、アイドラスプロケット54の回転を妨げない程度に小さく設定する。
The
図5は、図3中の矢印Vから見たアイドラシャフトを示す端面図である。図3から図5を参照して、周り止め部74は、ベース部72の一方端から延びる先端が、さらに、軸101方向に曲って形成されている。一方、アイドラシャフト52には、鍔部58の周縁の略180°離れた2個所に位置して、溝部61が形成されている。スプリング71が外周面52a上に嵌装された状態で、周り止め部74の先端は、溝部61に嵌め合わされている。
FIG. 5 is an end view showing the idler shaft as viewed from the arrow V in FIG. With reference to FIGS. 3 to 5, the
このような構成により、アイドラスプロケット54の回転時、スプリング71がアイドラシャフト52に対して回転することを防止できる。これにより、潤滑油供給路56を鍔部58に向けて延在させ、スプリング71とアイドラシャフト52との接触面にまで潤滑油を供給する必要がなくなる。また、スプリング71と他の部材との摺動位置を減らすことで、スプリング71の劣化を防止し、その信頼性を向上させることができる。
With such a configuration, the
この発明の実施の形態におけるアイドラ51は、エンジン10のタイミングチェーンとしてのプライマリータイミングチェーン24の軌道を規制するアイドラである。アイドラ51は、所定の方向に延びる軸101に沿って延在し、エンジン本体としてのシリンダブロック45に対して固定されるシャフト部材としてのアイドラシャフト52と、プライマリータイミングチェーン24が掛けられ、軸101を中心に回転することによってプライマリータイミングチェーン24を案内するスプロケットとしてのアイドラスプロケット54と、アイドラスプロケット54に接触して設けられ、アイドラスプロケット54を所定の方向に付勢することにより、その所定の方向におけるアイドラスプロケット54の移動を規制するばね部材としてのスプリング71と、アイドラスプロケット54とスプリング71とが接触する位置に、潤滑油を供給する潤滑油供給機構としての潤滑油供給路56とを備える。
The idler 51 in the embodiment of the present invention is an idler that regulates the trajectory of the
なお、本実施の形態では、アイドラシャフト52がシリンダブロック45に固定されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。アイドラシャフト52は、エンジン10を構成するシリンダヘッドに固定されていても良いし、シリンダブロック45やシリンダヘッドに締結されたカバー部材やブロック部材に固定されていても良い。
In the present embodiment, the case where the
このように構成された、この発明の実施の形態におけるアイドラ51によれば、スプリング71を設けることによって、アイドラスプロケット54が、回転時に軸101方向に振動することを防止できる。これにより、アイドラスプロケット54が、シリンダブロック45の側面45cやアイドラシャフト52の鍔部58と衝突を繰り返しながら回転することがなくなり、アイドラ51で発生する騒音を低減させることができる。また、スプリング71とアイドラスプロケット54との接触面は、潤滑油供給路56から随時、強制給油されている。これにより、スプリング71とアイドラスプロケット54との間、およびシリンダブロック45の側面45cとアイドラスプロケット54との間の摺動抵抗を低減させ、アイドラスプロケット54をスムーズに回転させることができる。
According to the idler 51 in the embodiment of the present invention configured as described above, by providing the
本実施の形態におけるアイドラ51は、V型多気筒エンジンの両バンクに設けられたインテークカムシャフト37およびインテークカムシャフト38間に配置されており、これらのカムシャフト間に掛けられたプライマリータイミングチェーン24の軌道を規制している。しかしながら、これらのカムシャフトに形成されたカムには、バルブスプリングのばね力が作用し、そのばね力は、カムシャフトの回転とともに変化する。このため、インテークカムシャフト37およびインテークカムシャフト38は、その回転方向にトルク変動を受けながら回転することとなる。また加えて、インテークカムシャフト37およびインテークカムシャフト38は、セカンダリータイミングチェーン21および22を介して、同様にトルク変動を受けながら回転するエキゾーストカムシャフト36および39に連結されている。
The idler 51 in the present embodiment is disposed between
結果、インテークカムシャフト37とインテークカムシャフト38との間に掛け渡されたプライマリータイミングチェーン24は、大きく撓んだり、強く張ったりしながら、両者の間で駆動力の伝達を行なう。また、V型多気筒エンジンではその構造上、アイドラスプロケット54と大径スプロケット31および大径スプロケット33との間に、チェーンダンパー26やチェーンスリッパー25のような長尺の案内を設けることが困難になっている。このことも、プライマリータイミングチェーン24が大きく波打つ原因の1つとなっている。
As a result, the
アイドラ51で、このような状態のプライマリータイミングチェーン24を案内すると、アイドラスプロケット54に過大な変動荷重が加わることになる。しかし、本実施の形態では、軸101方向におけるアイドラスプロケット54の移動が規制されているため、アイドラ51で発生する騒音を効果的に抑えることができる。以上説明した理由から、本発明は、V型多気筒エンジンの両バンク間で実施されるタイミングチェーンの案内に、より有効に利用される。
When the idler 51 guides the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 エンジン、24 プライマリータイミングチェーン、36,39 エキゾーストカムシャフト、37,38 インテークカムシャフト、45 シリンダブロック、51 アイドラ、52 アイドラシャフト、54 アイドラスプロケット、56 潤滑油供給路、71 スプリング、74 周り止め部、101 軸。 10 Engine, 24 Primary timing chain, 36, 39 Exhaust cam shaft, 37, 38 Intake cam shaft, 45 Cylinder block, 51 idler, 52 idler shaft, 54 Idler sprocket, 56 Lubricating oil supply path, 71 Spring, 74 Non-rotating part , 101 axis.
Claims (3)
所定の方向に延びる軸に沿って延在し、エンジン本体に対して固定されるシャフト部材と、
前記タイミングチェーンが掛けられ、前記軸を中心に回転することによって前記タイミングチェーンを案内するスプロケットと、
前記スプロケットに接触して設けられ、前記スプロケットを前記所定の方向に付勢することにより、前記所定の方向における前記スプロケットの移動を規制するばね部材と、
前記スプロケットと前記ばね部材とが接触する位置に、潤滑油を供給する潤滑油供給機構とを備える、アイドラ。 An idler that regulates the trajectory of the engine timing chain,
A shaft member extending along an axis extending in a predetermined direction and fixed to the engine body;
A sprocket on which the timing chain is hung and guides the timing chain by rotating about the axis;
A spring member that is provided in contact with the sprocket and regulates movement of the sprocket in the predetermined direction by biasing the sprocket in the predetermined direction;
An idler comprising a lubricating oil supply mechanism that supplies lubricating oil at a position where the sprocket and the spring member are in contact with each other.
前記エンジンの両バンクの間に位置して設けられ、その両バンクのカムシャフト間に掛け渡された前記タイミングチェーンの軌道を規制している、請求項1または2に記載のアイドラ。 The engine is a V-type multi-cylinder engine,
The idler according to claim 1 or 2, wherein the idler is provided between both banks of the engine and regulates a track of the timing chain spanned between camshafts of the banks.
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