JP2007093005A - チェーン伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小さな据え付け空間にあっても、チェーンホイールの交換や分解が簡単に行えるようなチェーン伝動装置を提供する。
【解決手段】本発明は、内燃機関に用いられるチェーン伝動装置であって、このチェーン伝動装置が、少なくとも２本のシャフトと、少なくともひとつのチェーンホイールとを備え、少なくともひとつのチェーンホイールは、歯付リングとハブ要素との複数部品から形成され、これらは互いに係脱可能な取付要素を介して結合され、ハブ要素は中心取付装置を介してシャフトに結合されるようなチェーン伝動装置に関する。ハブ要素がシャフトに当接する当接面と、歯付リングとハブ要素との間の取付面とは、軸方向に互いにオフセットして配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関に用いられるチェーン伝動装置であって、このチェーン伝動装置が、少なくとも２本のシャフトと、少なくともひとつのチェーンホイールとを備え、少なくともひとつのチェーンホイールは、歯付リングとハブ要素との複数部品から形成され、これらは互いに係脱可能な取付要素を介して結合され、ハブ要素は中心取付装置を介してシャフトに結合されるようなチェーン伝動装置に関する。

内燃機関のバルブ制御部にあっては、一般に、無端状チェーンを用いたチェーン伝動装置を、クランクシャフトに設けた駆動側チェーンホイールと、関連するカムシャフトに設けた被動側チェーンホイールとの間に掛けている。この用途のためのチェーンホイールには、様々なデザインが存在している。例えば、一体的な円板形で歯付リングから突き出してシャフトの座部へ延びるものとか、あるいは、例えば歯付リングと、ハブを歯付リングに結合する壁部など、複数の部品から構成されているものがある。つい最近には、チェーン伝動装置のチェーンがチェーンホイールに接触することで発生させる、特に振動及び騒音の抑制に関連して、チェーンホイールが開発された。

この文脈において、ＤＥ １０３ １６ ６０８号が開示しているチェーン伝動装置のためのチェーンホイールの構造は、歯付リングとこれに結合されるキャリアシートとの複数の部品から構成されており、キャリアシートはバネ鋼製のシート部材になっている。キャリアシートは、歯付リングに対して平行に形成されていて、張力バネスリーブを介して、歯付リングに結合されている。さらに、シャフトを収容し、シート部材に結合されたハブ部材が、バネ鋼製のシート部材の中央に配置されている。バネ鋼製のキャリアシートは、その弾性的な材料特性によってチェーンを制振するために使用されている。

ＤＥ １０３ １６ ６０８号

チェーン伝動装置の制御に関して頻繁に起こる別の問題は、エンジンの構造、及び、とりわけますます小さくなっている取付空間に関して発生する。ある種のエンジンの用途においては、チェーンホイールのシャフトとハブとを結合する中央のネジ連結器は、取付空間的な理由から、保守作業のために解放することができない。これらの問題点は、エンジンブロックが、チェーンシャフトとシリンダブロックとに直接結合されている場合に生じる。その結果、修理には複雑な再組立作業が必要になり、コストは高騰し、修理時間は長くなる。

本発明の目的は、小さな据え付け空間にあっても、チェーンホイールの交換や分解が簡単に行えるような、チェーン伝動装置を提供することである。

上述の目的を達成するため、本発明による内燃機関に用いられるチェーン伝動装置は、少なくとも２本のシャフトと、少なくともひとつのチェーンホイールとを備え、少なくともひとつのチェーンホイールは、歯付リングとハブ要素との複数部品から形成され、これらは互いに係脱可能な取付要素を介して結合され、ハブ要素は中心取付装置を介してシャフトに結合されるような上記チェーン伝動装置において、ハブ要素がシャフトに当接する当接面と、歯付リングとハブ要素との間の取付面とは、軸方向に互いにオフセットして配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、複雑なエンジンの分解作業を必要とせずに、チェーンホイールを交換することが可能になる。このことを可能にするため、２つの取付部材を互いに別々に離して設け、この取付部材が、一方においては、歯付リングをハブ要素に取り付けるために働き、他方においては、ハブ要素をシャフトの肩部に取り付けるために働くようにする。歯付リングがシャフトの中心に結合されていないため、また、当接面と取付面とが軸方向に互いにオフセットしているため、たとえハブ要素をシャフトの肩部から取り外すことが出来なくても、歯付リングとハブ要素との間の取付要素を簡単に取り外すことができる。歯付リングの設計に応じて、すなわち、特に内側の開口サイズに応じて、歯付リングはシャフトに対してずらして簡単にチェーンを交換することができ、または、歯付リングを交換しなければならない場合には、歯付リングをハブ要素にかぶせて螺着しても良い。組み立てて準備できた部品の形で、多部品のチェーンホイールを供給し、従来のチェーンホイールとしてシャフトに取り付ければ、追加的な据え付け段階は不要になる。

有利には、シャフトの端面は、歯付リング（２）とハブ要素（３）との間の取付面から間隔を隔てていて、この間隔が、ハブ要素（３）とシャフトとの間の当接面に比べてより大きくなっている。この実施形態によれば、当接面と取付面との位置決めは精密に定められる。ハブ要素とシャフトとの間の当接面は、歯付リングとハブ要素との間の取付面に比べて、歯付リングからより離れて配置されるので、据え付け状態においても、歯付リングとハブ要素との間の取付要素を取り外すための充分な空間が提供される。

さらに好ましい実施形態によれば、ハブ要素は、中心部分と、少なくとも２つのスポーク要素とから形成され、スポーク要素は中心部分の両側から外側へ延びている。２つのスポーク要素を備えたハブ要素のデザインによれば、ハブ要素を歯付リングに安全に支持することができ、というのは、スポーク要素によって歯付リングの両側の箇所に、ハブ要素が取り付けられるためである。

スポーク要素は好ましくは、その外側端部に、貫通開口孔が設けられている。組み立てられた状態においては、貫通開口孔を設けられた端部が歯付リングに載置され、それにより、例えばネジやその他の結合手段によって、互いに締め付けられる。
有利には、歯付リングから遠い方に面している中心部分の表面と、ハブ要素に面している歯付リングの表面とは、軸方向に互いにオフセットして配置されている。これにより、ハブ要素の中心部分は、直接には歯付リングに載置されず、両者の要素の間には所定の距離が設けられ、これが歯付リングの分解に必要な空間を形成する。

さらに好ましい実施形態によれば、ハブ要素における中心部分の外周は、歯付リングの内径に比べて小さくなっている。これにより、ずらしたり傾けたりして、歯付リングをハブ要素に重ねてガイドできる。
他の好ましい実施形態によれば、ハブ要素の中心部分は、例えばキー面などのシャフトの肩部を受け入れる、ポジティブなハブ結合を有している。ポジティブなハブ結合を提供することによって、チェーンホイールを取り付けるとき、これをシャフトの肩部に精密に位置決めでき、というのは、ハブ要素は、ハブ結合をポジティブに取り付ける領域に変位するためである。

有利には、スポーク要素は、中心部分から屈曲して、歯付リングから遠い方の側のハブ要素における中心部分の面と、スポーク要素の外側端部とは、互いに平行に配置されている。この実施形態は、ハブ要素の中心部分と歯付リングとの間の距離を得る、特に簡単なやり方を提供して、スポークを簡単に二重に曲げることを意味する。適切にスポークの長さを選ぶことによって、簡単な方法によって歯付リングから異なった距離をハブ要素に提供することが可能である。

さらに好ましい実施形態によれば、ハブ要素における中心部分は丸く形成され、中心部分は軸方向にスポーク要素を越えて、運転中に、歯付リングから遠い方に面する側へと突出している。また、この実施形態は、ハブ要素の中心部分、特に歯付リングから遠い方の側の中心部分の表面を、歯付リングに対して、位置決めするように働く。
有利には、中心部分の外径は、歯付リングの内径に比べて小さくなっている。

さらに好ましい実施形態によれば、ハブ要素と歯付リングとは、互いの載置面の領域に、位置決め手段を備えている。有利には、位置決め手段は、ピンと凹部とから形成されている。この実施形態によれば、分解後においても、ハブ要素を歯付リングに正しく取り付けられ、このことは、据え付け状態で見えなかったり視界が制限されたりしても取り付けられることを意味する。ピンと凹部とは、特に簡単なタイプの位置決め手段であるが、もちろんその他のあらゆる公知の位置決め手段を用いることもできる。

さらに好ましい実施形態によれば、歯付リングに設けた貫通開口孔は、ハブ要素のそれぞれに設けた貫通開口孔と関連付けられている。このように、取付手段を介し、これを貫通開口孔に挿入することで、歯付リングにハブ要素を簡単に取り付けることができる。
有利には、歯付リングに設けた貫通開口孔のそれぞれに雌ネジが形成されている。さらに、取付手段はネジから構成される。歯付リングの開口孔は雌ネジを備えているので、歯付リングにおけるハブ要素とは反対側の歯付リングの面には突出しないネジを用いることが可能になって、必要な空間はさらに小さくなる。さらに、空間条件が狭い場合、ネジは容易に再び開いて使用できる取付手段である。

さらに好ましい実施形態によれば、それぞれの貫通開口孔の領域における歯付リングは、内径へ突出した突出部を備えている。従って、突出部の領域の少なくとも一部分に、貫通開口孔を形成することが可能であり、この実施形態は、大きなネジを使用できて良好な座部が得られるため、歯付リングが極めて小さい場合に特に有利である。
他の好ましい実施形態によれば、ネジは、ハブ要素の貫通開口孔を通して、雌ネジが設けられた歯付リングの貫通開口孔に螺入され、歯付リングから遠い方の側に面しているネジの端面と、歯付リングとの間の距離は、最大で、歯付リングから遠い方の側に面しているハブ要素の中心部分の表面と、歯付リングとの間の距離に一致している。歯付リングとハブ要素との間の取付要素がハブ要素を越えて突出しないことから、据え付け条件が極めて狭い場合にも、これを取り外すことができる。

有利には、歯付リングから遠い方の側に面しているネジの端面と、歯付リングから遠い方の側に面しているハブ要素の中心部分の表面との間の距離は、少なくとも歯付リングの厚みに一致している。それぞれの距離が保たれるならば、歯付リングからネジを完全に取り外すことが可能になって、たとえハブ要素自体に直接アクセスできなくても、ハブ要素に対して歯付リングを変位させることができる。

本発明はさらに、一般的な制御伝動装置のための多部品チェーンホイールであって、歯付リングとハブ要素とを備え、これらは互いに係脱可能な取付要素を介して結合され、ハブ要素は中心取付装置を介してシャフトに結合されるような装置において、ハブ要素がシャフトに当接する当接面と、歯付リングとハブ要素との間の取付面とは、軸方向に互いに変位して配置されている。

本発明はさらに、多部品チェーンホイールを分解するための方法であって、この方法は、ハブ要素と歯付リングとの間の取付要素を取り外す段階と、歯付リングをハブ要素に対して、特に半径方向に変位させる段階と、を備えている。
好ましい実施形態によれば、歯付リングは、ハブ要素からネジ外される。
前述したように、取付要素を取り外した後、ハブ要素は、ハブ要素と歯付リングとの間においてシャフト上に残され、歯付リングは容易に変位するが、この歯付リングは依然としてシャフト上に残される。しかしながら、巧みに変位させることで、ハブ要素上にてガイドされるように、歯付リングを置き換えることが可能である。
以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して詳述する。

図１に示したチェーンホイール１は、多部品構造になっていて、歯付リング２とハブ要素３とを互いに結合して構成されている。歯付リング２は、外周に歯４を備えた平坦なリングとして形成されている。
ハブ要素３は、細長い要素として形成されており、中心部分５と、２つのスポーク要素６，６’とを備え、スポーク要素は、中心部分５の両側へとそれぞれ延びている。スポーク要素は、中心部分５の両側の端部７，７’にて歯付リング２に載置され、それぞれに貫通開口孔が設けられ、そこにネジ８を挿入することで、ハブ要素３を歯付リング２に結合させている。

ハブ要素の中心部分５は、長手方向に延びているが、かかる部分は、歯付リングの内側の開口孔に比べて小さくなっている。また、ハブ要素３は、中心部分５に貫通開口孔を有していて、シャフトの肩部を受けるキー面を備え、ハブ要素は、必要に応じて、シャフトの肩部のキー面を介して位置決めされる。
ハブ要素３に面している歯付リング２の表面と、ネジの頭部との間の距離、すなわち、共通する歯付リングに載置されているスポーク要素７，７’の端部の厚みと、ネジの頭部９の断面の厚みとは、ハブ要素に面した歯付リング２の表面に対する、歯付リング２から遠い側の中心部分５の表面の距離に比べて短い。
それぞれの距離を得るために、スポーク要素６，６’は中心部分５から屈曲し、まずは、歯付リング２に向けられて、それから再び屈曲して、中心部分５の表面に対して平行に延び、歯付リング２の表面に対して平行に延びる。歯付リングから中心部分までの距離は、スポーク要素の長さによって定められる。

図２には、他の実施形態による多部品のチェーンホイールを示している。図２において、図１と対応する要素には同一の参照符号を付している。
図１に示した歯付リング２とは逆に、図３に示した歯付リングでは、より小さい、すなわち小さい内径の貫通開口孔が形成されている。さらに、歯付リング２は、リング部分の全体において同一の断面をもたず、歯付リング２は外周の歯４の領域の横断面が小さくなるように形成されており、すなわち、円形の段差９が歯付リング２に形成され、そこから、横断面は外周の歯にわたって絶えず減少している。
さらに、ハブ要素３には、屈曲したスポーク要素は設けられず、むしろ、スポーク要素６，６’は、歯付リング２の表面に対して平行に延びている。歯付リング２はより小さい直径を有しているので、スポーク要素６，６’の大きな部分が歯付リングに載置される。取り付けにはネジが用いられ、ネジはハブ要素を通して歯付リングにまで延びている。

ハブ要素３の中心部分は、図１とは相違していて、細長く形成されるのではなく、丸形に形成されており、中心にはキー面を備えた貫通開口孔が設けられる。円形に形成された中心部分の外径は、歯付リング２の内径に比べて小さくなっている。さらに、中心部分の領域におけるハブ要素の厚みは、スポーク要素の領域に比べて大きくなっている。この実施形態においては、歯付リング２から遠い方の側に面している中心部分５の表面は、歯付リング２から遠い方の側に面したネジの頭部に比べて、より遠くまで歯付リングから間隔を隔てている。

図１は、本発明の第１の実施形態による、制御駆動用の多部品からなるチェーンホイールを示している。 図２は、本発明の他の実施形態による、制御駆動用の多部品からなるチェーンホイールを示している。

Claims (21)

1. 内燃機関に用いられるチェーン伝動装置であって、このチェーン伝動装置が、少なくとも２本のシャフトと、少なくともひとつのチェーンホイールとを備え、少なくともひとつのチェーンホイール（１）は、歯付リング（２）とハブ要素（３）との複数部品から形成され、これらは互いに係脱可能な取付要素を介して結合され、ハブ要素（３）は中心取付装置を介してシャフトに結合されるような上記チェーン伝動装置において、ハブ要素（３）がシャフトに当接する当接面と、歯付リング（２）とハブ要素（３）との間の取付面とは、軸方向に互いにオフセットして配置されていることを特徴とするチェーン伝動装置。
2. シャフトの端面は、歯付リング（２）とハブ要素（３）との間の取付面から間隔を隔てていて、この間隔が、ハブ要素（３）とシャフトとの間の当接面に比べてより大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載のチェーン伝動装置。
3. ハブ要素（３）は、中心部分（５）と、少なくとも２つのスポーク要素（６，６’）とから形成され、スポーク要素は中心部分（５）の両側から外側へ延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載のチェーン伝動装置。
4. スポーク要素（６，６’）における外側端部（７，７’）には、貫通開口孔が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のチェーン伝動装置。
5. 歯付リング（２）から遠い方に面している中心部分（５）の表面と、ハブ要素（３）に面している歯付リング（２）の表面とは、軸方向に互いにオフセットして配置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のチェーン伝動装置。
6. ハブ要素（３）における中心部分（５）の外周は、歯付リング（２）の内径に比べて小さくなっていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載のチェーン伝動装置。
7. ハブ要素（３）の中心部分（５）は、例えば特にキー面などのシャフトの肩部を受け入れる、ポジティブなハブ結合を有していることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一項に記載のチェーン伝動装置。
8. スポーク要素（６，６’）は、中心部分（５）から屈曲して、歯付リング（２）に対して屈曲したハブ要素（３）における中心部分（５）の面と、スポーク要素（６，６’）の外側端部（７，７’）とは、互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項３乃至７のいずれか一項に記載のチェーン伝動装置。
9. ハブ要素（３）における中心部分（５）は丸く形成され、中心部分（５）は軸方向にスポーク要素を越えて、運転中に、歯付リング（２）から遠い方に面する側へと突出していることを特徴とする請求項３乃至８のいずれか一項に記載のチェーン伝動装置。
10. 中心部分（５）の外径は、歯付リング（２）の内径に比べて小さくなっていることを特徴とする請求項９に記載のチェーン伝動装置。
11. ハブ要素（３）と歯付リング（２）とは、互いの載置面の領域に、位置決め手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のチェーン伝動装置。
12. 位置決め手段は、ピンと凹部とから形成されていることを特徴とする請求項１に記載のチェーン伝動装置。
13. 歯付リング（２）に設けた貫通開口孔は、スポーク要素（６，６’）のそれぞれに設けた貫通開口孔と関連付けられていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のチェーン伝動装置。
14. 歯付リング（２）に設けた貫通開口孔のそれぞれに雌ネジが形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のチェーン伝動装置。
15. 歯付リング（２）は、それぞれの貫通開口孔の領域から内径へ突出した突出部を備えていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のチェーン伝動装置。
16. 取付要素はネジ（８，８’）から構成されていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載のチェーン伝動装置。
17. ネジ（８，８’）は、スポーク要素（６，６’）の貫通開口孔を通して、雌ネジが設けられた歯付リング（２）の貫通開口孔に螺入され、歯付リング（２）から遠い方の側に面しているネジ（８，８’）の端面と、歯付リング（２）との間の距離は、最大で、歯付リング（２）から遠い方の側に面しているハブ要素（３）の中心部分の表面と、歯付リング（２）との間の距離に一致していることを特徴とする請求項１６に記載のチェーン伝動装置。
18. 歯付リング（２）から遠い方の側に面しているネジ（８，８’）の端面と、歯付リング（２）から遠い方の側に面しているハブ要素（３）の中心部分（５）の表面との間の距離は、少なくとも歯付リング（２）の厚みに一致していることを特徴とする請求項１７に記載のチェーン伝動装置。
19. 歯付リング（２）とハブ要素（３）とを備え、これらは互いに係脱可能な取付要素を介して結合され、ハブ要素（３）は中心取付装置を介してシャフトに結合されるような装置において、ハブ要素がシャフトに当接する当接面と、歯付リング（２）とハブ要素（３）との間の取付面とは、軸方向に互いにオフセットして配置されていることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載のチェーン伝動装置のための多部品チェーンホイール。
20. 多部品チェーンホイールを分解するための方法であって、この方法が、
    ハブ要素（３）と歯付リング（２）との間の取付要素を取り外す段階と、
    歯付リング（２）をハブ要素（３）に対して、特に半径方向に変位させる段階と、
    を備えていることを特徴とする多部品チェーンホイールを分解するための方法。
21. 歯付リング（２）は、ハブ要素（３）からネジ外されることを特徴とする請求項２０に記載の多部品チェーンホイールを分解するための方法。

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