JP3955161B2 - サブチェーン付きエンジン - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルブカム駆動用チェーンと、他のドリブンシャフトの駆動用サブチェーンとを具備するサブチェーン付きエンジンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、シリンダヘッドのバルブカムを駆動するべく該バルブカムとクランク軸とを連結するタイミングチェーン以外にバランサ装置、オイルポンプ、ウォーターポンプ等を駆動するためのサブチェーンを具備するエンジンが多くある(例えば特開昭62−233423号公報参照)。
【0003】
例えば、バンク挟角が90度の4サイクルV型8気筒エンジンに於いて、全てのクランクピン軸中心が同一平面上に位置する平面クランクを採用すると、両バンク間の作動サイクルが180度毎となって爆発が各バンクで交互に起こる。これによると、片側のバンクでの爆発のタイミングが等間隔となって排気干渉が起こらないため、高出力を得る上に有利である。このような平面クランクのV型8気筒エンジンの場合、往復運動質量の慣性力による二次のアンバランスが生じるが、この時の慣性力の方向は、エンジン全体として見ると直列4気筒エンジンのシリンダを水平にした状況と等しい。従ってこのアンバランスは、従来の直列4気筒エンジン用二次バランサの理論を適用し、バンク狭角を二等分し且つクランク軸の中心を通る水平面を中心として対称な位置に配置した2本のバランス軸を互いに逆回転させることで相殺可能である(特開平8−193648号公報参照)。
【0004】
そして、上記バランサを平面クランクのV型8気筒エンジンに設けようとすると、上記特開平8−193648号公報に示すように、一方のシリンダヘッドの下部に設け、上記したようなサブチェーンで駆動するのが現実的である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バルブカム駆動用タイミングチェーンのガイドとサブチェーンのガイドとは別々に設けられるのが一般的である。その場合、各チェーンガイド同士が互いに干渉しないようにチェーン同士を離間させたり、チェーンガイドの支持部を確保するためにチェーンガイドを必要以上に大きくしなければならず、エンジンが大型化し、かつ重量化するという問題があった。
【0006】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、小型化・軽量化可能なサブチェーン付きエンジンを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明に於いては、例えば、平面クランクを備え、かつバンク狭角が90度である4サイクルV型8気筒エンジンに於ける一方のバランス軸16を駆動するべく該バランス軸16とクランク軸7と連結するバランス軸駆動用サブチェーン19と吸気バルブ或いは排気バルブを開閉するカムの駆動用タイミングチェーン15との張り側の挟み角を鋭角、つまり90°より小さくし、それらのガイド部材28とガイド部材25とを一体化した。これにより、チェーンのガイド部材を少なくでき、その支持部も共用できると共に各チェーンの張り側の挟み角を鋭角とすることでガイド部材の小型化が可能になる。また、バランス軸駆動用サブチェーン19と吸気バルブ或いは排気バルブを開閉するカムの駆動用タイミングチェーン15とをクランク軸7の軸線に直交する同一平面上に配置し、それらのガイド部材28とガイド部材25とを一体化することで、チェーンのガイド部材を少なくでき、その支持部も共用できると共にクランク軸線方向のガイド部材の大型化を防止でき、チェーンからのねじれ荷重がガイド部材に作用しないため、即ちチェーンからの荷重方向が同一平面上にのみ生じるようになるため、ガイド部材の耐久性も向上する。更に、一体化されたガイド部材25、28を、バランス軸駆動用サブチェーン19の上方でシリンダブロックに支持されるバランス軸16a端部にてバランス軸線上に設けること或いはガイド部材28及びその支持部28aをサブチェーン19と該サブチェーンの上方でシリンダブロックに支持されたバランス軸16aとの間に設けることで、バランス軸16aの軸端を臨む位置のデッドスペースを有効利用してガイド部材25、28を設けることが可能となると共に例えばサブチェーン19にバランス軸16a側からこのガイド部材25、28を介してオイルをサブチェーンに供給することも可能となる。尚、サブチェーンはバランサ装置駆動用のみでなく、オイルポンプ、ウォーターポンプ等を駆動するためのものであっても良い。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された一実施の形態を参照して本発明について詳細に説明する。
【0009】
図1は、本発明が適用された4サイクルV型8気筒エンジンのクランクプーリ側立面図である。
【0010】
このエンジンEは、狭角が90度をなす一対のシリンダバンクを備えたアッパブロック1と、アッパブロック1の下面に接合されたロワブロック2と、ロワブロック2の下面に接合されたオイルパン3と、アッパブロック1の両シリンダバンクの各上面に接合されたシリンダヘッド4とからなっている。そして各シリンダヘッド4の上方には、それぞれ2本のカム軸5が設けられている。これらのカム軸5は、シリンダヘッド4の上面に接合されたヘッドカバー6で覆われている。
【0011】
アッパブロック1とロワブロック2との接合面には、公知のエンジンと同様に、メインベアリングによってクランク軸7が支持されている。
【0012】
アッパブロック1に於けるクランク軸7の右側方には空調機のコンプレッサ8が取り付けられ、ロワブロック2に於けるクランク軸7の左側方には交流発電機9が取り付けられている。これらコンプレッサ8と交流発電機9とは、図には示されていないベルト/プーリ機構を介してクランク軸7に連動連結されている。
【0013】
クランク軸7に於ける上記クランクプーリの軸方向内側位置には、クランクスプロケット10が嵌着され、そのさらに軸方向内側には、ドライブピニオン11が嵌着されている。
【0014】
ドライブピニオン11には、バンク狭角を二等分し且つクランク軸中心を通る平面に対して左右対称な位置に設けられた2つの減速用ドリブンピニオン12が同時に噛合している。そしてこれら2つのドリブンピニオン12には、それぞれ小スプロケット13が一体的に設けられており、この小スプロケット13と各シリンダバンクの各2本のカム軸5に設けられたカムスプロケット14との間に、それぞれカム軸駆動用タイミングチェーン15が巻き掛けられている。これにより、両バンクの各2本のカム軸5に、クランク軸7の回転力が伝達されるようになっている。
【0015】
アッパブロック1とロワブロック2とは、クランク軸中心が通る水平面から分割され、これらの分割面に対して上下対称な位置に、その軸線をクランク軸7と平行に延在させた2本のバランス軸16a・16bが枢支されている。
【0016】
これら2本のバランス軸16a・16bのうち、ロワブロック側に支持されたバランス軸16bの軸端には、バランス軸スプロケット17が嵌着されている。このバランス軸スプロケット17と、クランクスプロケット10と、ロワブロック2の下面に取り付けられたオイルポンプ(図示せず)に固定されたポンプスプロケット18との間にバランス軸駆動用のサブチェーンとしてのサイレントチェーン19を巻き掛けることにより、下側バランス軸16bおよびオイルポンプがクランク軸7と連動回転するようになっている。
【0017】
2本のバランス軸16a・16b同士は、上記スプロケット17の軸方向内側に嵌着された同一歯数の歯車20a・20b同士の噛み合いにより、互いに逆方向へ同一回転速度で回転するようになっている。
【0018】
バランス軸16は、クランク軸7の回転方向に対してサイレントチェーン19の張り側に配置されている。これにより、クランク軸7とバランス軸16との間の相対位相角誤差を最小化できる。
【0019】
ここで、上記したように各カム軸駆動用タイミングチェーン15は、クランク軸7(ドライブピニオン11)により、減速用ドリブンピニオン12を介して駆動されるようになっているため、クランク軸7とやや離間しており、かつサイレントチェーン19がロワブロック側に支持されたバランス軸16b(バランス軸スプロケット17)側に巻き掛けられていることから、タイミングチェーン15とサイレントチェーン19とが干渉することがない。従って、両チェーンを同一平面上に配置することができ、エンジンEの特にクランク軸7の軸線方向への膨出を抑えることができる。
【0020】
両シリンダバンクに於ける各カム軸5のカムスプロケット14に巻き掛けられたタイミングチェーン15並びにバランス軸スプロケット17及びポンプスプロケット18に巻き掛けられたサイレントチェーン19の各々には、油圧プランジャで押付力が自動調節されるチェーンテンショナ22〜24と、振れ止め用のチェーンガイド(ガイド部材)25〜28とが付設されている。これらのチェーンテンショナ22〜24並びにチェーンガイド25〜28は、アッパブロック1、ロワブロック2、オイルパン3、及びシリンダヘッド4の各クランクプーリ側の端面の適所に、ボルトなどを用いて固定されている。
【0021】
ここで、サイレントチェーン19の張り側のガイド部材としてのチェーンガイド28及びその支持部28aは、該張り側のサイレントチェーン19とアッパブロック側バランス軸16aとの間に設けられている。これにより、これら張り側のサイレントチェーン19とアッパブロック側バランス軸16aとの間のデッドスペースを有効利用でき、不必要にチェーンガイド28が大型化することがない。
【0022】
また、このチェーンガイド28は、バランス軸16が設けられている側のタイミングチェーン15のガイド部材としてのチェーンガイド25と一体をなしている。これにより、部品点数を削減できると共に少なくとも2点必要な支持部を共有でき、組み付け工数を削減できる。また、上記一方のタイミングチェーン15の張り側とサイレントチェーン19の張り側とは互いに対向するように近接配置されている。そのため、一体化したチェーンガイド25、28が小型化されている。尚、ここで言う対向とはタイミングチェーン15の張り側とサイレントチェーン19の張り側とのなす挟み角が、90゜より小さいことを意味する。
【0023】
加えて、この一体化されたチェーンガイド25、28は、その位置からアッパブロック側バランス軸16aを覆うようになるが、そのクランク軸線方向位置が、丁度バランス軸16aの軸端と略一致することから、バランス軸16aのスラスト受けとすることも可能である。この場合、スラストプレートを省略できると共にバランス軸16aから流出するオイルを一体化されたチェーンガイド25、28を介してサイレントチェーン19に供給することができる。
【0024】
一方、チェーンガイド27は、ポンプスプロケット18の上面を覆うような形状をなしている。これにより、ポンプスプロケット18及びサイレントチェーン19により不必要に攪拌され、拡散することを防止することができる。
【0025】
尚、上記実施形態ではサブチェーンはバランサ装置及びオイルポンプ駆動用としたが、これに限らずウォーターポンプ等を駆動するものであっても良い。
【0026】
【発明の効果】
このように本発明によれば、例えば、平面クランクを備え、かつバンク狭角が90度である4サイクルV型8気筒エンジンに於ける一方のバランス軸駆動用サブチェーンと吸気バルブ或いは排気バルブを開閉するカムの駆動用タイミングチェーンとの張り側の挟み角を鋭角とし、それらの各ガイド部材を一体化した。これにより、チェーンのガイド部材を少なくでき、部品点数を削減でき、エンジンを小型化できると共にその支持部も共用でき、組み付け工数も削減できると共に各チェーンの張り側の挟み角を鋭角とすることでガイド部材の小型化が可能になる。また、バランス軸駆動用サブチェーンと上記カムの駆動用タイミングチェーンとをクランク軸の軸線に直交する同一平面上に配置し、それらのガイド部材同士を一体化することで、上記同様チェーンのガイド部材を少なくでき、その支持部も共用できるばかりでなくクランク軸線方向のガイド部材の大型化を防止でき、更に、チェーンからのねじれ荷重がガイド部材に作用しないため、即ちチェーンからの荷重方向が同一平面上にのみ生じるようになるため、ガイド部材の耐久性も向上する。更に、一体化された上記ガイド部材を、バランス軸駆動用サブチェーンの上方でシリンダブロックに支持されるバランス軸端部にてバランス軸線上に設けること或いはガイド部材及びその支持部をサブチェーンと該サブチェーンの上方でシリンダブロックに支持されたバランス軸との間に設けることで、バランス軸の軸端を臨む位置のデッドスペースを有効利用して上記ガイド部材を設けることが可能となると共に例えばサブチェーンにバランス軸側からこのガイド部材を介してオイルをサブチェーンに供給することも可能となり、構造を単純化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されたV型エンジンのクランクプーリ側立面図
【図2】図1の要部拡大図
【符号の説明】
1 アッパブロック
2 ロワブロック
7 クランク軸
10 クランクスプロケット
11 ドライブピニオン
12 減速用ドリブンピニオン(歯車)
15 カム軸駆動用サイレントチェーン
16a・16b バランス軸
17 バランス軸スプロケット
19 バランス軸駆動用サイレントチェーン(サブチェーン)
20a・20b 歯車
25〜28 チェーンガイド(ガイド部材)
Claims (4)
- シリンダヘッド側に設けられて、吸気バルブ或いは排気バルブを開閉するカムを駆動するべく該カムとクランク軸とを連結するカム駆動用タイミングチェーンと、他のドリブンシャフトを駆動するべく該ドリブンシャフトと前記クランク軸とを連結するサブチェーンとを具備するサブチェーン付きエンジンであって、
前記カム駆動用タイミングチェーンの張り側と、前記サブチェーンの張り側との挟み角が鋭角をなすと共に、
前記カム駆動用タイミングチェーンの張り側に設けられたガイド部材と、前記サブチェーンの張り側に設けられたガイド部材とが一体をなしていることを特徴とするサブチェーン付きエンジン。 - シリンダヘッド側に設けられて、吸気バルブ或いは排気バルブを開閉するカムを駆動するべく該カムとクランク軸とを連結するカム駆動用タイミングチェーンと、他のドリブンシャフトを駆動するべく該ドリブンシャフトと前記クランク軸とを連結するサブチェーンとを具備するサブチェーン付きエンジンであって、
前記カム駆動用タイミングチェーンの張り側と、前記サブチェーンの張り側とをクランク軸線と直交する同一平面上に配置すると共に、
前記カム駆動用タイミングチェーンの張り側に設けられたガイド部材と、前記サブチェーンの張り側に設けられたガイド部材とが一体をなしていることを特徴とするサブチェーン付きエンジン。 - 前記ガイド部材は、前記サブチェーンの上方でシリンダブロックに支持されるバランス軸端部のバランス軸線上に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のサブチェーン付きエンジン。
- 前記ガイド部材及びその支持部は、前記サブチェーンと該サブチェーンの上方でシリンダブロックに支持されたバランス軸との間に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載のサブチェーン付きエンジン。
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