JP2009203937A - エンジンにおける調時伝動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数，重量及びバックラッシュの増加を招くことなく，高圧燃料ポンプの配置の自由度を高めることを可能にする，エンジンにおける調時伝動機構を提供する。
【解決手段】エンジンにおける調時伝動機構Ｔ２は，クランク軸４に取り付けられる駆動スプロケット２０，高圧燃料ポンプＰのポンプ入力軸２４に取り付けられる従動スプロケット２５及び，これら駆動スプロケット２０及び従動スプロケット２５間に巻き掛けられるチェーン２２よりなるチェーン伝動装置Ｃと；ポンプ入力軸２４に，従動スプロケット２５と同軸状に取り付けられる駆動ギヤ２６及び，カム軸１３ｂに取り付けられて駆動ギヤ２６に噛合する従動ギヤ２７よりなるギヤ伝動装置Ｇと；で構成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は，クランク軸により動弁用のカム軸を所定のタイミングで駆動すると共に高圧燃料ポンプを駆動するための，エンジンにおける調時伝動機構の改良に関する。

従来，かゝるエンジンにおける調時伝動機構として，クランク軸から高圧燃料ポンプに動力を伝達するギヤ伝動装置と，高圧燃料ポンプからカム軸に動力を伝達するチェーン伝動装置とで構成したものが知られている（特許文献１参照）。
特開２００５−２６４７９４号公報

ところで，上記特許文献１記載のものでは，ギヤ伝動装置に大径の中間ギヤを設けてクランク軸及び高圧燃料ポンプの軸間を大きく広げ，高圧燃料ポンプの配置の自由度を高めているが，ギヤ伝動装置に中間ギヤを設けることは，部品点数及び重量の増加を招くのみならず，中間ギヤが存在することでギヤ伝動装置のバックラッシュが倍増してしまい，クランク軸及びカム軸間の伝動タイミングにずれを生じさせたり，振動を生じさせたりする原因となる。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，部品点数，重量及びバックラッシュの増加を招くことなく，高圧燃料ポンプの配置の自由度を高めることを可能にする，エンジンにおける調時伝動機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，クランク軸により動弁用のカム軸を所定のタイミングで駆動すると共に高圧燃料ポンプを駆動するための，エンジンにおける調時伝動機構において，クランク軸に取り付けられる駆動スプロケット，この駆動スプロケットが存在するエンジン本体の一側方に配設される高圧燃料ポンプのポンプ入力軸に取り付けられる従動スプロケット及び，これら駆動スプロケット及び従動スプロケット間に巻き掛けられるチェーンよりなるチェーン伝動装置と；前記ポンプ入力軸に，前記従動スプロケットと同軸状に取り付けられる駆動ギヤ及び，カム軸に取り付けられて前記駆動ギヤに噛合する従動ギヤよりなるギヤ伝動装置と；で構成されることを第１の特徴とする。尚，前記調時伝動機構は，後述する本発明の実施例中の第２調時伝動機構Ｔ２に対応する。

また本発明は，第１の特徴に加えて，クランク軸及びカム軸を支持するエンジン本体の一側方に，前記チェーン伝動置及びギヤ伝動装置を配設すると共に，エンジン本体及びチェーン伝動装置間にギヤ伝動装置を配置し，前記チェーン伝動装置の外側面に隣接するようにしてエンジン本体に固定されるポンプ支持部材に前記高圧燃料ポンプを取り付けたことを第２の特徴とする。尚，前記ポンプ支持部材は，後述する本発明の実施例中の伝動カバー３０に対応する。

さらに本発明は，第１又は第２の特徴に加えて，クランク軸及びカム軸の軸線間を結ぶ平面の一側方に高圧燃料ポンプをオフセットして配置したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，調時伝動機構では，クランク軸の回転を，先ずチェーン伝動装置を介して高圧燃料ポンプに，次いでギヤ伝動装置を介してカム軸へと伝達するので，カム軸に高圧燃料ポンプの負荷が加わることを回避でき，ギヤ伝動装置及びカム軸の減肉，軽量化を図ることができる。

しかも，ギヤ伝動装置は，ポンプ入力軸及びカム軸にそれぞれ取り付けられる駆動ギヤ及び従動ギヤの二枚のギヤで構成されるので，部品点数が少なく構造が簡単であるのみならず，調時伝動機構で発生するバックラッシュを最小限に抑えることができ，クランク軸からカム軸への伝動タイミングを適正に保持することができる。

また，カム軸は，その動弁作用上，負荷変動を受けるものであるが，その負荷変動は，ギヤ伝動装置を介して負荷の大なる高圧燃料ポンプに吸収されることになるため，カム軸の負荷変動がチェーン伝動装置に加わることを防ぐことができ，その分，チェーン伝動装置の減肉，軽量化，延いてはエンジンの軽量化を図ることができる。

さらに，高圧燃料ポンプは，チェーン伝動装置の従動側に配置されることから，クランク軸からカム軸側に充分に離してカム軸側に設置することが可能となり，高圧燃料ポンプの配置の自由度を高めることができる。

本発明の第２の特徴によれば，カム軸のエンジン本体からのオーバハング量，並びにポンプ入力軸のポンプ支持部材からのオーバハング量を最小にして，それらの耐久性を図ることができる。

本発明の第３の特徴によれば，エンジンのコンパクト化に寄与し得る。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の調時伝動機構を備える自動車用Ｖ型エンジンの正面図，図２は上記調時伝動機構の斜視図，図３は図１の３−３線断面図である。

先ず，図１及び図２において，エンジンＥは，左右Ｖ字状に配置される第１及び第２バンクＢ１，Ｂ２を有するＶ型のエンジンである。第１及び第２バンクＢ１，Ｂ２がそれぞれ有する複数の気筒２ａ，２ｂは共通のシリンダブロック３に形成され，このシリンダブロック３の下部でクランク軸４が回転自在に支持される。

またシリンダブロック３の上部には，第１及び第２バンクＢ１，Ｂ２の気筒２ａ，２ｂが開口する第１及び第２デッキ面５ａ，５ｂが形成され，第１及び第２デッキ面５ａ，５ｂには，シリンダヘッド６ａ，６ｂがそれぞれ接合される。各シリンダヘッド６ａ，６ｂには，各気筒２ａ，２ｂに対応する吸気ポート７及び排気ポート８が形成されると共に，これら吸気及び排気ポート７，８を開閉する吸気及び排気弁１０，１１と，これら吸気及び排気弁１０，１１を開閉駆動する動弁装置１２とが設けられる。

この動弁装置１２は，クランク軸４と平行にシリンダヘッド６ａ，６ｂに回転自在に支持されるカム軸１３ａ，１３ｂと，このカム軸１３ａ，１３ｂの吸気及び排気カムのリフト動作を開弁動作に変えて吸気及び排気弁１０，１１にそれぞれ伝達する吸気及び排気ロッカアーム１４，１５とで構成される。この動弁装置１２を覆うヘッドカバー１６ａ，１６ｂがシリンダヘッド６ａ，６ｂの上端面に接合される。以上において，シリンダブロック３及びシリンダヘッド６ａ，６ｂにより，エンジン本体１が構成される。以下，第１バンクＢ１側のカム軸１３ａを第１カム軸１３ａ，第２バンクＢ２側のカム軸１３ｂを第２カム軸１３ｂと呼ぶ。

クランク軸４，第１カム軸１３ａ及び第２カム軸１３ｂの各一端部は，エンジン本体１の一側に突出しており，クランク軸４及び第１カム軸１３ａの各一端部間は第１調時伝動機構Ｔ１により連結され，またクランク軸４及び第２カム軸１３ｂの各一端部間は第２調時伝動機構Ｔ２により連結される。

第１調時伝動機構Ｔ１は，クランク軸４の一端部に固着される駆動スプロケット２０と，第１カム軸１３ａの一端部に固着される第１従動スプロケット２１と，これら駆動スプロケット２０及び第１従動スプロケット２１に巻き掛けられるチェーン２２とで構成され，クランク軸４の回転を１／２の減速比をもって伝達するようになっている。

一方，第２調時伝動機構Ｔ２は，各バンクＢ１，Ｂ２の気筒２ａ，２ｂに燃料を直接噴射するための高圧燃料ポンプＰの駆動にも使用される。これを図１〜図３を参照しながら詳述する。

図２及び図３において，高圧燃料ポンプＰは，第１及び第２調時伝動機構Ｔ１，Ｔ２を覆うようエンジン本体１に結合される伝動カバー３０の外側面にボルト４０により取り付けられる。その際，高圧燃料ポンプＰは，そのポンプ入力軸２４が図１に示すように，クランク軸４及び第２カム軸１３ｂ間の中点より第２カム軸１３ｂ寄りに，且つクランク軸４及び第２カム軸１３ｂの両軸線間を結ぶ平面３１より第１バンクＢ１側にオフセットするように配置される。

高圧燃料ポンプＰは，第２カム軸１３ｂと平行にして伝動カバー３０内方に突出するロータ軸３２を有しており，このロータ軸３２にジョイント３３を介して前記ポンプ入力軸２４が連結される。ジョイント３３には，例えばオルダムジョイントが使用される。

ポンプ入力軸２４の，ジョイント３３側の端部にはフランジ２４ａが形成されており，このフランジ２４ａに，ジョイント３３を囲繞する第２従動スプロケット２５がボルト４１で一体的に結合される。この第２従動スプロケット２５と前記駆動スプロケット２０とにチェーン２２が巻き掛けられる。この図示例では，チェーン２２は，第１及び第２調時伝動機構Ｔ１，Ｔ２に共用されるもので，クランク軸４の直上において，チェーン２２の上部経路を，第１バンクＢ１側から第２バンクＢ２側へと規制するガイドロータ３４がエンジン本体１に軸支される。

再び図３において，ポンプ入力軸２４の，第２従動スプロケット２５と反対側の端面に駆動ギヤ２６がボルト４２により一体的に結合され，この駆動ギヤ２６は，第２カム軸１３ｂの一端部にボルト４３で一体的に結合される従動ギヤ２７に噛合する。

前記駆動ギヤ２６は，その両側面より突出する円筒状の第１及び第２ハブ２６ａ，２６ｂを一体に有しており，第１ハブ２６ａはポンプ入力軸２４の外周に嵌合する。これら第１及び第２ハブ２６ａ，２６ｂは，エンジン本体１の一側面にボルト４４で固着される二股状の軸受部材３５により回転自在に支承される。この二股状の軸受部材３５は，軸方向中間部で二分割され，その両部分は，第１及び第２ハブ２６ａ，２６ｂへの嵌合後，ボルト４５で相互に結合される。したがって，駆動ギヤ２６は，軸受部材３５により両持ち式に支持されることになる。

而して，駆動スプロケット２０，第２従動スプロケット２５及びチェーン２２よりなるチェーン伝動装置Ｃが構成され，また駆動ギヤ２６及び従動ギヤ２７よりなるギヤ伝動装置Ｇが構成され，ギヤ伝動装置Ｇは，チェーン伝動装置Ｃの内側，即ちチェーン伝動装置Ｃとエンジン本体１との間に配置される。第２調時伝動機構Ｔ２は，これらチェーン伝動装置Ｃ及びギヤ伝動装置Ｇによって構成され，クランク軸４の回転をポンプ入力軸２４に伝達すると共に，クランク軸４の回転を１／２の減速比をもって第２カム軸１３ｂに伝達するようになっている。

再び，図１において，エンジン本体１には，駆動スプロケット２０及び第１従動スプロケット２１間のチェーン２２の緩み側の外側面に摺接する可動チェーンガイド５０の上端部が枢軸４９を介して揺動自在に軸支され，この可動チェーンガイド５０の下端部をチェーン２２側に押圧するチェーンテンショナ５１がエンジン本体１に取り付けられる。また第２従動スプロケット２５及びガイドロータ３４間のチェーン２２の外側面，ガイドロータ３４及び第２従動スプロケット２５間のチェーン２２の外側面，並びに第２従動スプロケット２５及び駆動スプロケット２０間のチェーン２２の外側面にそれぞれ摺接する固定チェーンガイド５２，５３，５４がエンジン本体１の一側面に固着される。

次に，この実施例の作用について説明する。

エンジンＥの運転中，第１調時伝動機構Ｔ１では，クランク軸４の回転を１／２の減速比に減速して第１カム軸１３ａに伝達して，それを回転駆動する。

一方，第２調時伝動機構Ｔ２では，チェーン伝動装置Ｃがクランク軸４の回転を高圧燃料ポンプＰのポンプ入力軸２４に伝達して，高圧燃料ポンプＰを作動すると共に，チェーン伝動装置Ｃ及びギヤ伝動装置Ｇの協働により，クランク軸４の回転を１／２の減速比に減速して第１カム軸１３ａに伝達して，それを回転駆動する。

ところで，エンジンＥの高圧燃料ポンプＰの負荷は，第２カム軸１３ｂの負荷より大であるが，第２調時伝動機構Ｔ２では，上記のように，クランク軸４の回転を，先ずチェーン伝動装置Ｃを介して高圧燃料ポンプＰに，次いでギヤ伝動装置Ｇを介して第２カム軸１３ｂへと伝達するので，第２カム軸１３ｂに高圧燃料ポンプＰの負荷が加わることを回避でき，ギヤ伝動装置Ｇ及び第２カム軸１３ｂの減肉，軽量化を図ることができる。

しかも，ギヤ伝動装置Ｇは，ポンプ入力軸２４及び第２カム軸１３ｂにそれぞれ取り付けられる駆動ギヤ２６及び従動ギヤ２７の二枚のギヤで構成されるので，部品点数が少なく構造が簡単であるのみならず，第２調時伝動機構Ｔ２で発生するバックラッシュを最小限に抑えることができ，クランク軸４から第２カム軸１３ｂへの伝動タイミングを適正に保持することができる。

また，第２カム軸１３ｂは，その動弁作用上，負荷変動を受けるものであるが，その負荷変動は，ギヤ伝動装置Ｇを介して負荷の大なる高圧燃料ポンプＰに吸収されることになるため，第２カム軸１３ｂの負荷変動がチェーン伝動装置Ｃに加わることを防ぐことができ，その分，チェーン伝動装置Ｃの減肉，軽量化，延いてはエンジンＥの軽量化を図ることができる。

さらに，高圧燃料ポンプＰは，チェーン伝動装置Ｃの従動側に配置されることから，クランク軸４から第２カム軸１３ｂ側に充分に離して，具体的には，クランク軸４及び第２カム軸１３ｂ間の中点より第２カム軸１３ｂ側に設置することが可能となり，高圧燃料ポンプＰの配置の自由度を高めることができる。その際，高圧燃料ポンプＰを，クランク軸４及び第２カム軸１３ｂの両軸線を通る平面３１から第１バンクＢ１側にオフセットして配置することは，Ｖ型エンジンＥのコンパクト化を図る上に有効である。

また，第２調時伝動機構Ｔ２を覆う伝動カバー３０に高圧燃料ポンプＰを取り付け，ギヤ伝動装置Ｇを，エンジン本体１及びチェーン伝動装置Ｃ間に配置したので，第２カム軸１３ｂのエンジン本体１からのオーバハング量，並びにポンプ入力軸２４の伝動カバー３０からのオーバハング量を最小にして，それらの耐久性を図ることができる。

尚，この実施例のエンジンＥでは，第２カム軸１３ｂと高圧燃料ポンプＰとが極めて近接しているので，機種によって高圧燃料ポンプＰを不要とする場合には，チェーン２２を介して第２カム軸１３ｂを駆動するよう，第２カム軸１３ｂの駆動手段を簡単に変更することができ，エンジン本体１を何ら変更することなく，複数機種への対応が簡単でコストメリットが大きい。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，本発明は，Ｖ型エンジンに限らず，直列多気筒エンジンにも適用可能である

本発明の調時伝動機構を備える自動車用Ｖ型エンジンの正面図。 上記調時伝動機構の斜視図。 図３は図１の３−３線断面図。

符号の説明

Ｃ・・・・・・チェーン伝動装置
Ｅ・・・・・・エンジン
Ｇ・・・・・・ギヤ伝動装置
Ｐ・・・・・・高圧燃料ポンプ
Ｔ２・・・・・調時伝動機構（第２調時伝動機構）
１・・・・・・エンジン本体
４・・・・・・クランク軸
１３ｂ・・・・カム軸（第２カム軸）
２０・・・・・駆動スプロケット
２２・・・・・チェーン
２４・・・・・ポンプ入力軸
２５・・・・・従動スプロケット（第２従動スプロケット）
２６・・・・・駆動ギヤ
２７・・・・・従動ギヤ
３０・・・・・ポンプ支持部材（伝動ケース）

Claims (3)

1. クランク軸（４）により動弁用のカム軸（１３ｂ）を所定のタイミングで駆動すると共に高圧燃料ポンプ（Ｐ）を駆動するための，エンジンにおける調時伝動機構において，
   クランク軸（４）に取り付けられる駆動スプロケット（２０），この駆動スプロケット（２０）が存在するエンジン本体（１）の一側方に配設される高圧燃料ポンプ（Ｐ）のポンプ入力軸（２４）に取り付けられる従動スプロケット（２５）及び，これら駆動スプロケット（２０）及び従動スプロケット（２５）間に巻き掛けられるチェーン（２２）よりなるチェーン伝動装置（Ｃ）と；前記ポンプ入力軸（２４）に，前記従動スプロケット（２５）と同軸状に取り付けられる駆動ギヤ（２６）及び，カム軸（１３ｂ）に取り付けられて前記駆動ギヤ（２６）に噛合する従動ギヤ（２７）よりなるギヤ伝動装置（Ｇ）と；で構成されることを特徴とする，エンジンにおける調時伝動機構。
2. 請求項１記載のエンジンにおける調時伝動機構において，
   クランク軸（４）及びカム軸（１３ｂ）を支持するエンジン本体（１）の一側方に，前記チェーン伝動装置（Ｃ）及びギヤ伝動装置（Ｇ）を配設すると共に，エンジン本体（１）及びチェーン伝動装置（Ｃ）間にギヤ伝動装置（Ｇ）を配置し，前記チェーン伝動装置（Ｃ）の外側面に隣接するようにしてエンジン本体（１）に固定されるポンプ支持部材（３０）に前記高圧燃料ポンプ（Ｐ）を取り付けたことを特徴とする，エンジンにおける調時伝動機構。
3. 請求項１又は２記載のエンジンにおける調時伝動機構において，
   クランク軸（４）及びカム軸（１３ｂ）の軸線間を結ぶ平面の一側方に高圧燃料ポンプ（Ｐ）をオフセットして配置したことを特徴とする，エンジンにおける調時伝動機構。

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