JP3704313B2 - チェーン伝動装置、特に、自動車用エンジンのカムシャフト／カムシャフト間伝動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、少なくとも２つのチェーン歯車及び駆動チェーンを有するチェーン伝動装置、特に自動車用のカムシャフト／カムシャフト間伝動装置に関する。
【０００２】
特に、内燃機関（本明細書中、「エンジン」という場合がある）の分野において、制御チェーン伝動装置を高信頼度で機能させる必要がある。この点に関し、かかるチェーン伝動装置の低騒音特性についての要望が高く、したがって、不必要な振動並びにこれによって引き起こされる走行騒音の発生を防止する多くの措置がとられている。一般に、チェーン歯車の歯の数が多いと静粛走行が見込まれることが知られており、このことが、小さなチェーン歯車の寸法が快く受け入れられない理由である。他方、コンパクトな内燃機関並びにこれに必要なチェーン伝動装置を提供する技術的努力がますます盛んである。自動車用エンジンのカムシャフト／カムシャフト間伝動装置では、２つのカムシャフト相互間の軸方向距離によりすでに限度が存在しており、これを念頭に置いておく必要がある。
【０００３】
したがって、本発明の目的は、騒音又は摩耗に関する点に注意を払いながら、上述した形式のチェーン伝動装置をそのコンパクトさに関して改良することにある。
【０００４】
本発明によれば、この目的は、少なくとも２つのチェーン歯車が、軸方向に見て互いに横方向にずれており、駆動チェーンは、多軌道チェーンであり、互いにずれたチェーン歯車の各々には、横方向のずれに起因して、多軌道チェーンの別々の軌道が割り当てられており、互いにずれたチェーン歯車の歯先円直径は、互いにオーバーラップしているという技術的特徴により達成される。通常、多軌道チェーンは、これらが大きな力を伝達することができるよう多軌道チェーン歯車と係合している分野で使われているに過ぎない。しかしながら、この場合、互いに横方向にずれたチェーン歯車を同時に駆動するために多軌道チェーンが用いられており、即ち、チェーン歯車が互いにオーバーラップした形態をしている。横方向のずれのない標準型構造では、かかるオーバーラップは当然のことながら採用できない。しかしながら、それと同時に、できるだけ静粛な多軌道チェーンの走行を達成するには軸方向距離がそれ自体短すぎているにもかかわらず、チェーン歯車の歯の数を多く維持することができる。理論的には、かかる構造を用いると、チェーン歯車を、一方のチェーン歯車の取付け部が他方のチェーン歯車の軸線にほぼ接触する程度まで互いにオーバーラップさせることが可能である。軸が突出していなければ、オーバーラップを多くとることができる。しかしながら、２つのチェーン歯車はジョイント軸又はシャフト上に取り付けられるべきではなく、別々の構成要素（例えば、カムシャフト）を駆動する必要がある。互いにずれたチェーン歯車の数は、多軌道チェーンの軌道の数に応じて選択するのがよい。チェーン歯車は、互いに異なる歯の数を備えるのがよい。
【０００５】
用いられる速度及び伝達される力に応じて、傾斜運動を防止するため、互いにオーバーラップしたチェーン歯車の取付け部に隣接した側部には、多軌道チェーンの軌道の支持手段がそれぞれ設けられ、支持手段は、これと関連したチェーン歯車と係合していないことが更に必要である。多軌道チェーンに作用するチェーン歯車の力は、多軌道チェーンの長手方向中心線に関して非対称なので、これに対応した非対称の力がこれに作用するようになる。支持手段は、多軌道チェーンの横方向傾斜運動を防止するのに役立ち、それにより、騒音をもう一度最小限に抑えることができる。というのは、これに対応した振動が抑制されるからである。
【０００６】
軌道は常に、チェーン歯車の隣に横方向に設けられているがこれとは係合していない多軌道チェーンの部分を意味している。かかる軌道は当然のことながら、他方のチェーン歯車とをそれぞれ係合している。
【０００７】
軌道がチェーン歯車それ自体によって支持される場合、かかる構成には限度がある。したがって、一実施形態では、チェーン歯車のオーバーラップ量は、多軌道チェーンのプレートの高さと、歯先円半径とピッチ円半径との差の合計よりも大きいことが好ましい。チェーン歯車に一体化された支持手段が、かかる寸法決め規則の場合、他方のチェーン歯車の取付け部に接触することになる。
【０００８】
したがって、別の実施形態によれば、支持手段として滑りレールが設けられる。一般に、これら滑りレールは、チェーン歯車に対して静止していて、軌道は、これに沿って滑る。滑りレールは、長い期間にわたり非常に異なる目的でチェーン伝動装置に既に採用されており、したがって、これと関連した問題は、従来技術において多くの手法ですでに解決されている。材質及び必要に応じて潤滑油供給方式も又、滑りレールについて容易に用いることができる。また、滑りレールについて多部品から成る構成を選択することもできる。例えば、比較的安定性の高い基体及びこの上に設けられていて、部分的に取り外して交換できる滑り内張りを用いることが知られている。
【０００９】
好ましくは、滑りレールの滑り面の距離は実質的に、プレートの高さの半分又は少なくとも、チェーン歯車のピッチ円に関して関連のチェーン歯車に対する多軌道チェーンの接触角の領域におけるローラ高さの半分に等しい。この場合、プレートが支持手段によって支持されるかどうか、あるいは、多軌道チェーンのローラが支持のために用いられるかどうかは重要なことである。寸法決めルールにより、多軌道チェーンのヒンジ軸線がチェーン歯車の軸線に対してできるだけ平行に差し向けられるようになる。
【００１０】
別の変形実施形態によれば、滑りレールは、互いにオーバーラップしたチェーン歯車相互間の部分において、多軌道チェーンの軌道を支持する移送延長部を有すると非常に有利である。チェーン歯車が互いにオーバーラップしているにもかかわらず、大抵の場合、２つの歯車相互間には、多軌道チェーンが一方のチェーン歯車に係合しておらず、他方のチェーン歯車にも係合していない部分が存在する。一方のチェーン歯車から出る際及び（又は）他方のチェーン歯車に入る際の過度の振動及びこれと関連した騒音を無くすため、この領域にも支持体が設けられる。
【００１１】
有利には、互いにオーバーラップしたチェーン歯車に割り当てられた滑りレールの移送延長部は、互いにオーバーラップしていて、互いにオーバーラップしたチェーン歯車相互間の部分において多軌道チェーンを互いに協働して支持する。両方の滑りレールがかかる移送延長部を備えている場合、多軌道チェーンの傾斜運動も又、チェーン歯車相互間の中間部分では生じない。というのは、多軌道チェーンは、その幅全体にわたって支持されているからである。
【００１２】
多軌道チェーンのスムーズな出入りは、一実施形態によれば、移送延長部の滑り面が滑りレールの隣り合う残りの滑り面内へ接線方向に延びている場合に確保される。
【００１３】
滑りレールに十分に安定性のある形態を与えるため及び移送延長部の剛性をできるだけ高くするため、少なくとも移送延長部を構成する滑りレールの下方側部は、他方のチェーン歯車の外部輪郭に正確に適合している。特定の実施形態では、多軌道チェーンは、第１のチェーン歯車上の入口点と第２のチェーン歯車からの出口点との間で完全に支持されている。移送延長部は、他方のチェーン歯車に比較的近接して案内され、その結果、軌道を支持しないほんの僅かな部分が常に生じることになる。しかしながら、多軌道チェーンは、これら部分において、これに対してずれた関係で配置された移送延長部によって支持される。移送延長部の下方側部は常に、隣のチェーン歯車の外部輪郭に比較的ぴったりとしており、したがって、滑り面の安定性のある支持が、華奢すぎる設計を用いないで実現できるようになっている。
【００１４】
さらに、チェーン歯車は、寸法及び歯の数が互いに同一であれば有利である。ここでは特に、滑りレールに同一の設計を与えると共に各々を互いに対してずれた関係に配置することが可能である。
【００１５】
本発明の実施形態を、図面を参照して以下に詳細に説明する。
図１は、カムシャフト／カムシャフト間伝動装置の上方部分を示している。第１のチェーン歯車１は、第１のカムシャフト２に取り付けられ、第２のチェーン歯車３は、第２のカムシャフト４に取り付けられている。チェーン歯車１，３は、標準の連結方法によってカムシャフト２，４に連結されている。チェーンケース又は閉鎖エンジンチャンネル回路内のチェーン伝動装置の構成については以下において詳細には説明しない。
【００１６】
好ましい実施形態では、チェーン歯車１，３は各々、４０個の歯を持っている。ピッチは、９．５２５ｍｍである。
【００１７】
２つのチェーン歯車１，３は、これらの周りに案内される複式チェーン５を有し、この複式チェーンはまた、クランクシャフトの歯車（図示せず）に係合している。複式チェーンは、互いに平行に配置され、中間ピンプレートによって相互に連結された標準構造の２つのプレートタイプのローラチェーンによって構成されている。かかる複式チェーン５は、２列ローラチェーンとも呼ばれている。
【００１８】
２つのチェーン歯車の軸線間の軸方向距離Ａは、２つのチェーン歯車１，３が互いにオーバーラップするように選択されている。しかしながら、図２で分かるように、これらは、軸方向に見て互いに対して横方向にずれるように配置されており、したがって、これらは、オーバーラップ領域６において並置して配置されるようになっている。本実施形態では、チェーン歯車１は、チェーン歯車３の後ろに配置されている（図１で見て）。また、２つのチェーン歯車１，３の相互の中心間距離Ｍは、これらと関連した複式チェーン５の中心間距離Ｍに一致しており、本実施形態では、１０．３４ｍｍである。この中心間距離Ｍは、２つのチェーン歯車１，３のずれ量と呼ぶこともできる。かくして、チェーン歯車１は、複式チェーン５の第１の軌道７に係合し、チェーン歯車３は、第２の軌道８に係合している。これらチェーン歯車１，３の各々には、それ自体の軌道７，８が割り当てられているので、オーバーラップ領域６を生じさせることができる。図２は、２つのチェーン歯車１，３のピッチ円ＴＤ のオーバーラップ量Ｔを示している。この実施形態では、Ｔは、１０ｍｍに等しい。しかしながら、２つのチェーン歯車１，３の歯先円直径ｄＫ を、以下に詳細に説明する支持体に関して考慮に入れる必要がある。
【００１９】
滑りレール９，１０がそれぞれ、チェーン歯車１，３に隣接して横に配置されている。
【００２０】
本実施形態において、チェーンの走行方向Ｌが時計回りであると仮定すると、複式チェーンの接触角αは、入口点１１と出口点１２との間で第１のチェーン歯車１において９０°である。これは、第２のチェーン歯車３についても当てはまり、この場合、９０°の接触角が入口点１３と出口点１４との間に形成される。この領域においては、滑りレール９，１０は、それぞれ弧状滑り面１５，１６を有している。この場合、チェーン歯車１又は３の関連のピッチ円ＴＤ に対する滑り面１５，１６の距離は、複式チェーン５のプレート１７の高さＨの半分に等しい。しかしながら、滑り面１５，１６をそれぞれ備えた滑りレール９，１０を、複式チェーン５のローラ１８に適合させてこれらが滑り面１５又は１６上を転動するようにすることも可能である。ピッチ円ＴＤ は、図１において、各チェーン歯車１，３中に線引きされている。
【００２１】
滑りレール９，１０は、固定部分、例えば、エンジンケーシングに固定され、あるいは、軸受受座部分に取り付けられ、したがってチェーン歯車１，３に対して停止状態にある。本質的には距離Ａの中間部分１９では、複式チェーン５は、チェーン歯車１又は３によっては支持されていない。この領域１９における不必要な振動を無くすため、滑りレール９，１０はそれぞれ、移送延長部２０，２１を有している。移送延長部２０，２１は、ノーズ又は３角形の形をしており、移送延長部２０，２１の滑り面は、滑りレール９，１０のそれぞれの残りの滑り面１５，１６内へ接線方向に延びている。移送延長部２０，２１の滑り面は、実質的に直線に沿って延びている。図１で分かるように、２つの移送延長部２０，２１は互いにオーバーラップしていて、複式チェーン５の両方の軌道７，８は、中間部分１９の領域で支持されるようになっている。
【００２２】
２つの滑りレール９，１０の各々により、複式チェーン５に作用する傾斜運動がなく、その結果、特にチェーン歯車への出入りの際に過度の振動が生じないようになる。滑りレール９，１０は例えば、耐摩耗性プラスチック材料から成るのがよい。しかしながら、レールを例えばアルミニウムで作られた基体から製作し、これらレールを、場合によっては取り外し可能な滑り内張りを備えるよう形成することも可能である。移送延長部２０，２１を構成する滑りレール９，１０の下方側部２２，２３は、隣のチェーン歯車１又は３の外部輪郭に適合していて、この歯車から僅かな距離を置いて配置されている。それにより、移送延長部２０，２１に非常に安定した設計を与えることも可能である。滑りレール９，１０はそれぞれ、入口点１１及び出口点１４の高さ位置まで下方に延びており、移送延長部２０，２１が一方の側部に配置された実質的に弧状の形態をしている。トラス構造により、軽量であっても安定性が増大している。
【００２３】
滑りレール９，１０を用いることにより、比較的広いオーバーラップ領域６を形成することができる。というのは、オーバーラップの境界はまさに、カムシャフト２，４の寸法で決まるからである。
【００２４】
特別に成形された滑りレール９，１０を除き、本発明の構造には標準の機械要素だけが用いられるので、数箇所の設計変更を施すだけで本発明の装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 カムシャフト／カムシャフト間チェーン伝動装置の上方部分の概略正面図である。
【図２】 分かりやすくするために滑りチェーンを省いた状態で示す図１のチェーン伝動装置の概略平面図である。

Claims (8)

1. チェーン伝動装置、特に自動車エンジン用のカムシャフトとカムシャフトとの間のチェーン伝動装置であって、
   少なくとも２つのチェーン歯車(１、３)と、駆動チェーン(５)とを有し、前記少なくとも２つのチェーン歯車(１、３)が軸線方向において互いに横方向にずれた関係に配置され、前記駆動チェーン(５)が多軌道チェーンであり、前記互いにずれたチェーン歯車(１、３)の各々には、横方向のずれに起因して、前記多軌道チェーン(５)の別々の軌道(７、８)が割り当てられ、前記互いにずれたチェーン歯車(１、３)の歯先円直径(dk)が互いにオーバーラップし、
   互いにオーバーラップしたチェーン歯車(１、３)の取付け部に隣接した側部には、前記多軌道チェーン(５)の軌道の支持手段(９、１０)がそれぞれ設けられ、前記支持手段は、これと関連したチェーン歯車(１、３)と係合せず、
   滑りレール ( ９、１０ ) が支持手段として設けられ、
   前記滑りレール ( ９、１０ ) は、前記互いにオーバーラップしたチェーン歯車 ( １、３ ) 相互間の部分 ( １９ ) において、前記多軌道チェーン ( ５ ) の軌道 ( ７、８ ) を支持する移送延長部 ( ２０、２１ ) を有する、
   チェーン伝動装置。
2. 前記チェーン歯車(１、３)のオーバーラップ量(dk-Ａ)が、前記多軌道チェーン(５)のプレート(１７)の高さ(Ｈ)と、歯先円半径(dk／２)とピッチ円半径(d_D／２)との差の合計よりも大きい、請求項１記載のチェーン伝動装置。
3. 前記滑りレール(９、１０)の滑り面(１５、１６)の距離は、プレートの高さの半分(Ｈ／２)、又は、少なくとも、前記チェーン歯車(１、３)のピッチ円(Ｔ_D)に関して関連のチェーン歯車(１、３)に対する前記多軌道チェーン(５)の接触角(α)の領域におけるローラ高さの半分、に実質的に相当する、請求項１又は請求項２記載のチェーン伝動装置。
4. 前記互いにオーバーラップしたチェーン歯車(１、３)に割り当てられた前記滑りレール(９、１０)の前記移送延長部(２０、２１)は、互いにオーバーラップしていて、前記互いにオーバーラップしたチェーン歯車(１、３)相互間の前記部分(１９)において前記多軌道チェーン(５)を互いに協働して支持している、請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載のチェーン伝動装置。
5. 前記移送延長部(２０、２１)の滑り面は、前記滑りレール(９、１０)の隣り合う残りの滑り面(１５、１６)内へ接線方向に延びている、請求項１乃至請求項４のいずれか一項記載のチェーン伝動装置。
6. 少なくとも前記移送延長部(２０、２１)を構成する前記滑りレール(９、１０)の下方側部(２２、２３)は、前記他方のチェーン歯車(１、３)の外部輪郭に正確に適合している、請求項１乃至請求項５のいずれか一項記載のチェーン伝動装置。
7. 前記多軌道チェーン(５)は、前記第１のチェーン歯車(１)上の入口点(１１)と前記第２のチェーン歯車(３)からの出口点(１４)との間で完全に支持されている、請求項１乃至請求項６のいずれか一項記載のチェーン伝動装置。
8. 前記チェーン歯車(１、３)は、寸法及び歯の数が互いに同一である、請求項１乃至請求項７のいずれか一項記載のチェーン伝動装置。

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