JP4494186B2

JP4494186B2 - タイミングベルトの保護装置

Info

Publication number: JP4494186B2
Application number: JP2004366684A
Authority: JP
Inventors: 彰古屋
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2024-12-17
Also published as: JP2006170144A

Description

本発明はエンジンの動弁カムを駆動するタイミングベルトの保護装置に関する。

発電機や動力噴霧器などの動力源として使用される４サイクルの汎用エンジンは、クランク軸が回転自在に装着されるクランクケースと、クランクケースに一体に設けられピストンが往復動自在に組み込まれるシリンダと、吸気ポートを開閉する吸気弁および排気ポートを開閉する排気弁が設けられ、シリンダを介してクランクケースに取り付けられるシリンダヘッドとを有しており、吸気弁および排気弁を開閉駆動する動弁機構としては、ＯＨＣ（頭上カム軸）が汎用エンジンに広く用いられている。ＯＨＣ型の汎用エンジンはカムシャフトがシリンダヘッドに装着されており、カムシャフトはクランク軸により回転駆動される。

クランク軸の回転をカムシャフトに伝達するための巻掛け伝動装置には、動力伝達要素としてタイミングチェーンを用いるタイプと、タイミングベルトを用いるタイプとがあり、これらの動力伝達要素はシリンダにシリンダボアに対してずらして形成された収容スペース内を通過するようになっている。自動車用のエンジンにおいては、特許文献１に記載されるようにクランク軸により複数のカムシャフトを駆動したり、特許文献２に記載されるようにカムシャフトに加えてオイルポンプを駆動するためにタイミングベルトが使用されている。
特開平１１−１６６４４８号公報特開平１１−１３２２９１号公報

汎用エンジンの多くにはタイミングチェーンが使用されており、タイミングチェーンが使用される場合にはチェーンガイドによりタイミングチェーンの張り側と緩み側とが相互に接近するように狭められている。収容スペースのサイズを大きくすることなく、タイミングチェーンに代えてタイミングベルトを使用すると、クランクケースに収容スペースに連通させて形成された開口部に、動力伝達時のベルト振動によりタイミングベルトの外面が接触する可能性があり、タイミングベルトが開口部のエッジに接触するとベルトが損傷して耐久性を損なうことになる。接触の可能性を回避するには、開口部を大きくすることが考えられるが、開口部を大きくするにはクランクケースおよびシリンダを大きくしなければならず、汎用エンジンの大型化が避けられない。また、タイミングベルトを案内するために、特許文献１に記載されるようにアイドルプーリをエンジンに搭載したり、特許文献２に記載されるようにベルトテンショナをエンジンに搭載したりすると、エンジン構造が複雑となる。

本発明の目的は、タイミングベルトとクランクケースの開口部のエッジとの接触を防止するようにしたタイミングベルトの保護装置を提供することにある。

本発明のタイミングベルトの保護装置は、クランクケースに装着されるクランク軸に固定されて回転駆動される駆動側プーリと、シリンダヘッドに装着されるカムシャフトに固定された従動側プーリとに巻き掛けられて前記駆動側プーリと前記従動側プーリの歯に噛み合う歯が内面に設けられた歯付きのタイミングベルトの保護装置であって、前記クランクケースと前記シリンダヘッドとの間のシリンダに形成されて前記タイミングベルトが組み込まれるベルト室と前記クランクケース内のクランク室とを連通させる開口部に、前記タイミングベルトの外面と前記開口部のエッジとの接触を防止するエッジカバーを、前記外面との間に隙間を介して装着することを特徴とする。

本発明のタイミングベルトの保護装置は、前記エッジカバーは前記開口部に嵌合される枠形に形成されるとともに、前記開口部に嵌合されて前記タイミングベルトを隙間を介して囲む嵌合部と当該嵌合部に対して折り曲げられ前記クランク室に対向するフランジ部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、タイミングベルトが振動してもタイミングベルトが開口部のエッジに直接接触することがなく、開口部のエッジとの接触に伴うタイミングベルトの破損ないし破断を防止することができ、タイミングベルトの寿命を長くすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は汎用エンジンの一例を示す概略図である。この汎用エンジンは、単気筒の４サイクルガソリンエンジンであり、クランク軸１が回転自在に装着されるクランクケース２を有している。クランク軸１にはリコイルプーリ３が回転自在に装着されるとともにエンジン本体４に向けて冷却風を生成するための冷却ファン５が取り付けられている。このリコイルプーリ３に巻き付けられたリコイルロープ６を引き出してリコイルプーリ３を回転させると、クランク軸１に係合部材が係合して手動によりクランク軸１を回転させエンジンを始動させることができる。このような汎用エンジンを用いて発電機を駆動する場合にはクランク軸１には発電機が組み込まれることになり、動力噴霧器を駆動する場合にはクランク軸１には噴霧器のシャフトが連結されることになる。

図２は図１において矢印Ａ−Ａ線方向から見た断面図である。クランクケース２は、図示しない台座に汎用エンジンを搭載するための固定具７が取り付けられる底壁部２ａと、底壁部２ａの両側面から上方に向けて伸びる左右の側壁部２ｂ，２ｃと、側壁部２ｂ，２ｃのそれぞれに連続して底壁部２ａの後端面から上方に向けて伸びる後壁部２ｄとを有し、後壁部２ｄの反対側は開口している。その開口部にはケースカバー８が組み付けられ、クランクケース２内にはクランク室１０が形成され、その底部には潤滑オイル９が貯留されるようになっている。ケースカバー８にはクランク軸１の一端を支持する支持孔８ａが形成されており、ケースカバー８が組み付けられるクランクケース２の側壁部２ｂ，２ｃの合わせ面上にはケースカバー８の取付孔２ｅが複数形成されている。

図１に示されるように、このクランクケース２の上側にはシリンダボア１１が形成されるシリンダ１２が設けられ、クランクケース２とシリンダ１２のそれぞれはアルミニウム合金などにより形成されておりエンジン本体４を構成している。シリンダボア１１の内部には、コネクティングロッド１３を介してクランク軸１に連結されるピストン１４が往復動自在に組み込まれている。

シリンダ１２の上側にはシリンダヘッド１５が取り付けられており、ピストン１４の頂面とシリンダヘッド１５の底壁面との間には燃焼室１６が形成されている。シリンダ１２およびシリンダヘッド１５の外壁面上には、クランク室１０やシリンダヘッド１５の熱を吸収し外部に放熱するための複数枚のリブ１７がクランク軸１にほぼ平行して伸びて設けられている。そのシリンダヘッド１５の上側には板金製若しくは合成樹脂製のロッカカバー１８が取り付けられている。

図３は図１において矢印Ｂ−Ｂ線方向から見た断面図である。シリンダヘッド１５には、シリンダ１２内の燃焼室１６に混合気を供給するための吸気ポート１５ａと、燃焼室１６内の燃焼排ガスを外部に排出するための排気ポート１５ｂとが形成されている。シリンダヘッド１５には吸気ポート１５ａと排気ポート１５ｂとをそれぞれ開閉するための吸気弁１９と排気弁２０とが装着されるとともに、燃焼室１６内に供給された混合気に点火するための点火プラグ２２が取り付けられている。

シリンダヘッド１５内には、クランク軸１と平行にカムシャフト２１が配設されており、そのカムシャフト２１には吸気弁１９と排気弁２０とを開閉するための動弁カム２３が装着されている。また、シリンダヘッド１５内にはカムシャフト２１と平行にロッカシャフト２４が配設されており、そのロッカシャフト２４には所定のタイミングで吸気弁１９を開閉駆動するロッカアーム２５と排気弁２０を開閉駆動するロッカアーム２６とがそれぞれ揺動自在に装着されている。このように、この汎用エンジンの動弁機構はＯＨＣ型となっている。

吸気弁１９と排気弁２０とを開閉駆動させるために、クランク軸１には複数の平歯を備える駆動側プーリ２７が固定され、カムシャフト２１には複数の平歯を備える従動側プーリ２８が固定されており、駆動側プーリ２７と従動側プーリ２８との間にはタイミングベルト２９が巻き掛けられている。タイミングベルト２９は歯付きベルトであり、コードやガラス繊維などの繊維材料により形成される芯材とこれを被覆するゴムなどの弾性材料とを用いて形成されている。タイミングベルト２９は動力伝達要素としてプーリ２７，２８のそれぞれに平行掛けされており、クランク軸１の回転に連動してカムシャフト２１が回転駆動されるようになっている。図２に示される場合には、従動側プーリ２８の歯数は駆動側プーリ２７の歯数の２倍であり、エンジンを駆動させてクランク軸１を２回転させると、これに同期してカムシャフト２１がクランク軸１の２分の１の回転数で１回転駆動されるようになっており、所定のクランク角度で吸気弁１９、排気弁２０が開閉される。このように、駆動側プーリ２７、従動側プーリ２８、およびタイミングベルト２９によりカムシャフト２１にクランク軸１の動力を伝達する巻掛け伝動装置が構成されている。

図４は図２において矢印Ｃ−Ｃ線方向から見た一部省略断面図である。シリンダ１２には、シリンダボア１１に対してオフセットつまりクランク軸１の長手方向にずれた位置に収容スペースとしてのベルト室３０が形成されており、このベルト室３０をタイミングベルト２９が通過するようになっている。ベルト室３０の下側はクランク室１０に開口する開口部３０ａとなっており、エンジンを駆動させピストン１４の往復動などの振動がタイミングベルト２９に伝わると、タイミングベルト２９が振動してタイミングベルト２９の外面が開口部３０ａのエッジに接触するおそれがある。

図４に示されるように、開口部３０ａには、タイミングベルト２９の外面と開口部３０ａのエッジとの接触を防止するエッジカバー３１が装着されている。エッジカバー３１は、ほぼ四辺形の開口部３０ａに対応して四辺形の枠形に形成されており、開口部３０ａのうちベルト室３０に対向するシリンダ１２の内壁面に嵌合してタイミングベルト２９を隙間を介して囲む嵌合部３１ａと、この嵌合部３１ａに対して折り曲げられクランク室１０に対向してクランクケース２の内面に密着するフランジ部３１ｂとを有している。図示される場合にあっては、嵌合部３１ａの枠形は開口部３０ａの形状に合わせて断面四角形状となっており、フランジ部３１ｂは開口部３０ａのエッジに対応させた角度で嵌合部３１ａに対して外向きに折り曲げられている。エッジカバー３１は合成樹脂などにより成形されており、嵌合部３１ａを嵌合させることにより開口部３０ａに固定される。エッジカバー３１の内周面つまり嵌合部３１ａおよびフランジ部３１ｂの内周面は滑らかな曲面形状に形成されており、仮にタイミングベルト２９の外面がエッジカバー３１に接触した場合でも接触時の衝撃が緩和されるようになっている。

このように、開口部３０ａにエッジカバー３１を装着することによって、タイミングベルト２９が振動してもタイミングベルト２９が開口部３０ａのエッジに直接接触することがなく、開口部３０ａのエッジとの接触に伴うタイミングベルト２９の損傷や破断を防止することができ、タイミングベルトの寿命を長くすることができる。

本発明は前記実施の形態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変更可能である。たとえば、シリンダ軸線が天地方向に対して傾斜して配置されるＯＨＣ型の汎用エンジンや、２本のカムシャフトで吸気弁および排気弁のそれぞれを開閉する方式のＤＯＨＣ型のエンジンであっても本発明を適用することができる。

汎用エンジンの一例を示す概略図である。図１において矢印Ａ−Ａ線方向から見た断面図である。図１において矢印Ｂ−Ｂ線方向から見た断面図である。図２において矢印Ｃ−Ｃ線方向から見た一部省略断面図である。

符号の説明

１クランク軸
２クランクケース
１０クランク室
１２シリンダ
１４ピストン
１５シリンダヘッド
２１カムシャフト
２３動弁カム
２４ロッカシャフト
２７駆動側プーリ
２８従動側プーリ
２９タイミングベルト
３０ベルト室
３０ａ開口部
３１エッジカバー
３１ａ嵌合部
３１ｂフランジ部

Claims

クランクケースに装着されるクランク軸に固定されて回転駆動される駆動側プーリと、シリンダヘッドに装着されるカムシャフトに固定された従動側プーリとに巻き掛けられて前記駆動側プーリと前記従動側プーリの歯に噛み合う歯が内面に設けられた歯付きのタイミングベルトの保護装置であって、
前記クランクケースと前記シリンダヘッドとの間のシリンダに形成されて前記タイミングベルトが組み込まれるベルト室と前記クランクケース内のクランク室とを連通させる開口部に、前記タイミングベルトの外面と前記開口部のエッジとの接触を防止するエッジカバーを、前記外面との間に隙間を介して装着することを特徴とするタイミングベルトの保護装置。
請求項１記載のタイミングベルトの保護装置において、前記エッジカバーは前記開口部に嵌合される枠形に形成されるとともに、前記開口部に嵌合されて前記タイミングベルトを隙間を介して囲む嵌合部と当該嵌合部に対して折り曲げられ前記クランク室に対向するフランジ部とを有することを特徴とするタイミングベルトの保護装置。