JP4026507B2 - タイミングチェーンの歯飛び防止装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイミングチェーンのタイミングチェーンの下側スプロケットからの外れ(歯飛び)を防止する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両等に搭載される内燃機関においては、クランク軸の回転に同期して動弁機構のカム軸を回転させるために、クランク軸スプロケット(下側スプロケット)とカム軸スプロケット(上側スプロケット)とにタイミングチェーンを巻き掛けているものがある。
【0003】
このものでは、上側スプロケットを取り外した際に、タイミングチェーンが下方へ脱落して下側スプロケットとの巻き掛けが外れること(歯飛び)を防止するため、該下側巻き掛け部の下方に位置させて、歯飛び防止ガイドを設けている(特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−86893号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年のタイミングチェーンは、静粛性等のためスプロケットとの係合深さを1〜2mm程度と小さくしており、前記歯飛び防止ガイドとタイミングチェーンとのクリアランスは、歯飛び防止のため前記係合深さよりさらに小さくする必要がある。
【0006】
このため、部品の組み付け性が悪く、寸法精度の要求も厳しくなっており、さらに、このようにクリアランスを小さくすることで運転中はタイミングチェーンと歯飛び防止ガイドとが干渉して異音を発生するという問題があった。
【0007】
すなわち、部品の組み付け性の問題として、スプロケットからタイミングチェーンが外れないようにする歯飛び防止ガイドであるため、スプロケットと歯飛び防止ガイドを取り付けた後にタイミングチェーンを取り付けることができない(組み付け工順の制約)。
【0008】
また、寸法精度要求の問題として、スプロケットからタイミングチェーンが外れないためのクリアランスと、部品の製造バラツキ、組み付けバラツキによって歯飛び防止ガイドがタイミングチェーンに常時接触することがないためのクリアランスを両立させるために、高い部品精度が要求される。
【0009】
さらに、タイミングチェーンと歯飛び防止ガイドとの干渉による異音発生の問題として、エンジン運転時にタイミングチェーン側面を押圧して緩みを無くすスラックガイドへの供給油圧の低下等により、タイミングチェーンがばたつく状態が発生した場合、クリアランスの狭い歯飛び防止ガイドでは、タイミングチェーンが歯飛び防止ガイドと接触してしまい干渉音を発生する。
【0010】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、上記部品の組み付け性の問題、寸法精度要求の問題、異音発生の問題を同時に解消したタイミングチェーンの歯飛び防止装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、歯飛び防止ガイドを、機関運転によって上昇する油圧により駆動されて支軸周りに揺動しタイミングチェーンの側面を押圧して緩みを無くすスラックガイドの下端部に一体に設け、
前記歯飛び防止ガイドの先端部を、前記下側スプロケットの回転中心を通る鉛直線を挟んで、前記スラックガイドの支軸とは反対側に位置するように円弧状に延ばし、
前記スラックガイドが機関停止時は油圧の低下によって運転時と逆方向に揺動し、前記歯飛び防止ガイドとタイミングチェーンとのクリアランスが、タイミングチェーンの下側スプロケットからの外れを防止できる大きさに減少し、機関運転時には前記クリアランスが、機関停止時より大きくする構成とした。
【0012】
このようにすれば、歯飛び防止ガイドとタイミングチェーンとのクリアランスを切り換え可能であるため、大きなクリアランスにしておけば、歯飛び防止ガイドを取り付けた後でもタイミングチェーンをスプロケットに巻き掛けることができ、組み付け工順の制約が解消される。
【0013】
また、クリアランスの設定を、機関停止時におけるタイミングチェーンの下側スプロケットからの外れを防止できる大きさのみを考慮し、歯飛び防止ガイドがタイミングチェーンに常時接触することがないためのクリアランスを考慮する必要がないため、寸法精度の要求度を下げられ、コスト低減を図れる。
【0014】
さらに、エンジン運転時は、スラックガイドが機能してタイミングチェーンに張力が与えられるため、スプロケットにしっかりと巻き掛けられているので、クリアランスを大きくしても歯飛びを生じることはなく、クリアランスを大きくすることで、タイミングチェーンのバタツキによる歯飛び防止ガイドとの干渉が防止されて、異音発生を防止できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1及び図2において、内燃機関1は、シリンダブロック2下部にクランク軸3が軸支して配設されるとともに、シリンダブロック2上方に連結されたシリンダヘッド4に吸気カム軸5及び排気カム軸6が平行に軸支される。
【0016】
前記内燃機関1の前面において、前記クランク軸3には、クランク軸スプロケット7が設けられている。また、前記吸気カム軸5、排気カム軸6には、吸気カム軸スプロケット8、排気カム軸スプロケット9が設けられている。
【0017】
前記クランク軸スプロケット7と吸気カム軸スプロケット8及び排気カム軸スプロケット9には、クランク軸3の回転に同期して吸・排気動弁機構の吸気カム軸5、排気カム軸6を回転させるために、タイミングチェーン10を巻き掛けている。
【0018】
前記タイミングチェーン10の運転時の緩み及び振れを防止するため、タイミングチェーン10の一方の側面(図示右側)を内側に押圧する弓状のチェーンガイド11が、機関1のフロント壁に固定され、タイミングチェーン10の他方の側面を運転時に内側に押圧する弓状のスラックガイド12が、その下部をフロント壁に軸支して配設されている
前記スラックガイド12は、金属製等剛性の高い材質で形成された外側部材12Aの内側に、潤滑性を有した樹脂材で形成された内側部材12Bが固定され、該内側部材12Bの内面がタイミングチェーン10と摺動する。前記外側部材12Aは、下端部が支軸12Cに軸支され、上端部が機関1のフロント壁に固定された油圧アクチュエータ13の伸縮する作動杆に連結されている。
【0019】
そして、機関停止時は図1に示すように、前記油圧アクチュエータ13の作動杆が引き込まれた位置にあるが、機関運転時は図2に示すように、油圧が上昇して油圧アクチュエータ13の作動杆が伸張する。これにより、スラックガイド12が図で時計周りに回動し、内側部材12Bの内面がタイミングチェーン10を内側に押圧し、タイミングチェーン10に所定の張力を与え緩みを防止する。
【0020】
かかる基本的な機能を有したスラックガイド12に、本発明に係る歯飛び防止ガイド14を一体に設ける。
すなわち、前記樹脂材で形成された内側部材12Bの下端部が下方に延長して設けられ、タイミングチェーン10のクランク軸スプロケット7との巻き掛け部の下方に沿って円弧状の歯飛び防止ガイド14が形成される。
【0021】
ここで、機関停止時の図1に示す状態で、前記円弧状の歯飛び防止ガイド14とタイミングチェーン10とのクリアランスc1は、タイミングチェーン10とクランク軸スプロケット7との係合深さより小さく設定してある。
【0022】
これにより、上側の吸気カム軸スプロケット7や排気カム軸スプロケット8を取り外した際に、タイミングチェーン10の下方へ脱落が歯飛び防止ガイド14により阻止され、クランク軸スプロケット7との巻き掛けが外れること(歯飛び)を防止できる。また、機関の始動時など極低速時はまだ油圧が低いため油圧アクチュエータ13の作動杆が引っ込んでタイミングチェーン10に張力が与えられない状態が発生するが、そのような場合も機関停止時と同様、歯飛び防止ガイド14とタイミングチェーン10とのクリアランスc1が小さいので、歯飛びを防止でき支障を来たすことはない。
【0023】
かかる歯飛び防止ガイドの基本的な歯飛び防止機能に加え、本発明にかかる構成として、歯飛び防止ガイド14がスラックガイド12と一体に回動可能に構成されているため、クランク軸スプロケット7にタイミングチェーン10を巻き掛ける際には、手動でスラックガイド12と共に歯飛び防止ガイド14を図で反時計回りに回動させて図2に示すように、歯飛び防止ガイド14とタイミングチェーン10とのクリアランスc2を増大すればよく、これにより、巻き掛けが可能となり、組み付け工順の制約が解消される。
【0024】
また、図1の機関停止状態から機関を始動すると、機関始動後は、回転上昇によって油圧が上昇し、油圧アクチュエータ13の作動杆が伸張してスラックガイド12を図で時計回りに回動させてタイミングチェーン10に張力を与える。同時に、歯飛び防止ガイド14もスラックガイド12と一体に回動し、図2に示すように歯飛び防止ガイド14とタイミングチェーン10とのクリアランスc2が大きくなる。
【0025】
上記のように機関運転中は、スラックガイド12によってタイミングチェーン10に張力が与えられるので、クリアランスc2が大きくとも歯飛びを生じることはない。
【0026】
一方、クリアランスc2が大きいことにより、タイミングチェーン10のバタツキによる歯飛び防止ガイド14との干渉を防止でき、干渉による異音の発生を防止できる。
【0027】
また、上記のようであるから、クリアランスの精度は、歯飛び防止のための最小のクリアランスc1のみを考慮すればよく、歯飛び防止ガイド14とタイミングチェーン10との干渉を考慮する必要がない。すなわち、干渉を考慮するとクリアランスを狭める方向にも制約があるが、干渉を考慮しなくて済むため、製造バラツキ及び組み付けバラツキの範囲内で十分クリアランスを小さくすることができる。したがって、寸法精度要求の問題も解消される。
【0028】
また、本実施形態に係る効果として、従来、専用の歯飛び防止ガイドを設ける必要があったのを、本実施形態ではスラックガイド12と一体に歯飛び防止ガイド14を設けたため、部品点数を削減できる。特に、本発明は、本発明に係る歯飛び防止ガイドをスラックガイドと別体に設けるものも含むが、その場合は、機関停止時と運転時とでクリアランスを可変にする機構を備える必要があり、従来より部品点数が増えることになる。その点、本実施形態では、歯飛び防止ガイド14をスラックガイド12と一体に設けることでクリアランス可変機構(油圧アクチュエータ13)まで共有することができ、部品点数を削減できコストダウンまで図れるのである。
【0029】
また、特に、歯飛び防止ガイド14を、スラックガイド12の樹脂材で形成された内側部材12Bと一体に成形したため、機関の運転不具合でタイミングチェーン10のバタツキが大きく歯飛び防止ガイド14と干渉した場合でも、アルミ等で形成した歯飛び防止ガイドに比較して干渉音レベルが小さくなる。
【0030】
なお、既述した特許文献1では、チェーンカバーに歯飛び防止ガイドを設けているが、その場合、チェーンカバー組み付け時には歯飛び防止ガイド側は見えなくなること、さらに、タイミングチェーンと歯飛び防止ガイドの位置がその目的上非常に近いということから、チェーンカバー組み付け時に歯飛び防止ガイドがタイミングチェーンに当たってしまい損傷する可能性がある。その点、本実施形態では、タイミングチェーン組みつけ時に、歯飛び防止ガイドを見ることができるため、かかる事態も回避できる。
【0031】
図3,図4は、第2の実施形態を示す。
このものも歯飛び防止ガイド14’を、スラックガイド12の内側部材12Bを下方に延長して一体成形することは同様であるが、歯飛び防止ガイド14’を上端開放の袋状に形成してタイミングチェーン10とクランク軸スプロケット7との巻き掛け部が漬かるオイル溜りを備えた構造とした。
【0032】
すなわち、タイミングチェーンによる伝達機構では、タイミングチェーンとスプロケットとの噛み合い音や摩耗を低減し、また、前記スラックガイドやチェーンガイドとタイミングチェーンとの摺動による摩耗を低減する必要がある。このため従来より、オイルジェットを設けてタイミングチェーンにオイルを吹き付けて、強制潤滑するようにしている。
【0033】
これに対し、上記のように、歯飛び防止ガイド14’にオイル溜り13aを設ければ、機関運転中に落下してくるオイルがオイル溜り13aに溜まる。したがって、タイミングチェーン10及びクランク軸スプロケット7の巻き掛け部が常時オイルに浸されるので、タイミングチェーン10と吸気カム軸スプロケット7、排気カム軸スプロケット8及びクランク軸スプロケット7との噛み合い音や摩耗を低減し、また、前記スラックガイド12やチェーンガイド10とタイミングチェーン10との摺動による摩耗を低減することができる。これにより、従来のオイルジェットが不要となり、コスト低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す全体構成図であり、機関停止時の状態を示す。
【図2】同上実施形態の機関運転時の状態を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施形態を示す全体構成図であり、機関運転時の状態を示す。
【図4】図3のA−A断面図。
【符号の説明】
1 … 内燃機関
7 … クランク軸スプロケット
8 … 吸気カム軸スプロケット
9 … 排気カム軸スプロケット
10 … タイミングチェーン
12 … スラックガイド
12A… 外側部材
12B… 内側部材
12C… 支軸
13 … 油圧アクチュエータ
14 … 歯飛び防止ガイド
14’… 歯飛び防止ガイド
14a… オイル溜り
Claims (4)
- 内燃機関の上側スプロケットと下側スプロケットに巻き掛けられるタイミングチェーンの前記下側スプロケットとの巻き掛け部下方に設けられる歯飛び防止ガイドを、機関運転によって上昇する油圧により駆動されて支軸周りに揺動し前記タイミングチェーンの側面を押圧して緩みを無くすスラックガイドの下端部に一体に設け、
前記歯飛び防止ガイドの先端部を、前記下側スプロケットの回転中心を通る鉛直線を挟んで、前記スラックガイドの支軸とは反対側に位置するように円弧状に延ばし、
前記スラックガイドが機関停止時は油圧の低下によって運転時と逆方向に揺動し、前記歯飛び防止ガイドとタイミングチェーンとのクリアランスが、タイミングチェーンの下側スプロケットからの外れを防止できる大きさに減少し、機関運転時には前記クリアランスが、機関停止時より大きくするようにしたことを特徴とするタイミングチェーンの歯飛び防止装置。 - 前記歯飛び防止ガイドは、前記スラックガイドのタイミングチェーンと摺動する部材と同一材質で一体成型されることを特徴とする請求項1に記載のタイミングチェーンの歯飛び防止装置。
- 前記歯飛び防止ガイドを、上端開放の袋状に形成してタイミングチェーンと下側スプロケットとの巻き掛け部が漬かるオイル溜り構造としたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のタイミングチェーンの歯飛び防止装置。
- 前記上側スプロケットは、カム軸スプロケットであり、下側スプロケットは、クランク軸スプロケットであることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載のタイミングチェーンの歯飛び防止装置。
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