JP4673536B2 - 狭い間隔で存在する平行な２つの軸を駆動するためのチェーン駆動機構 - Google Patents

Description

【０００１】
駆動ローラチェーン及び対応するチェーンホイールを介して駆動される平行な２つの軸により駆動する際、例えばピストン内燃機関において上方に位置する２つのカム軸を駆動する際は、しばしば、伝達される回転モーメント又は駆動軸チェーンの走行条件によって条件付けられるチェーンホイールの歯末円直径に基づいて、両方の軸が相対的に広く互いに離れるように位置決めされなければならないという問題点が提起される。ピストン内燃機関におけるカム軸の駆動においては、このことが、ガス交換弁の位置に対するカム軸の位置が、常に最適に選択可能ではないということにつながる。両方の軸の間のサイレントチェーン駆動機構の配設はコストがかかり、チェーン横方向駆動機構の配設は、必要な歯末円直径のために、所望の狭い間隔にはならない。
【０００２】
本発明の基本である課題は、チェーン駆動機構により、上で述べた課題を解決することにある。
【０００３】
この解決は、本発明により、狭い間隔で存在する平行な２つの軸を、特にピストン内燃機関において上方に位置する２つのカム軸を駆動するためのチェーン駆動機構において、駆動チェーンを介して、駆動力が、駆動機構から、各軸に配設された少なくとも１つのチェーンホイールに伝達され、チェーンホイールが、互いに軸方向に変位させられ、かつ重ねられて設けられており、一方の軸と他方の軸のチェーンホイールの少なくとも一方に、多角形に形成された又はチェーンホイールとして形成された少なくとも１つの支持ホイールが付設されており、この支持ホイールを介して、駆動チェーンの縁部領域が、案内及び支持されているチェーン駆動機構によって行なわれる。
【０００４】
両方の軸におけるチェーンホイールの変位させられ、かつ重ねられた配設によって、チェーンホイールの備えられた直径よりも小さい軸の間隔を具現することができる。両方の軸それぞれは、共にチェーンを介して駆動され、その際、それぞれチェーンホイールを介して案内されないチェーン部分の縁部領域は、支持ホイールを介して案内される。摩擦損失は、通常のチェーン駆動と一致する。この場合支持ホイールは、その外周において円形に形成されている。しかしながら、支持ホイールが、その外周において多角形を備え、この多角形が、本質的にチェーンの当接する領域の輪郭と一致する場合は有効である。複数列の駆動チェーン（ローラチェーン又はスリーブ型チェーン）を有する実施形においては、リンクプレートが支持ホイール上に位置する。サイレントチェーンを有する実施形においては、サイレントチェーンの縁部が支持ホイール上に載置されており、従って支持ホイールの輪郭は、歯車として形成することができる。
【０００５】
２列又は複数列の駆動チェーンを使用する際の本発明による実施は、請求項２の特徴によって特徴付けられている。
【０００６】
サイレントチェーンを使用する際の本発明による実施は、請求項３並びに請求項４及び５の特徴によって特徴付けられている。
【０００７】
騒音の発生を減少させるためには、両方のチェーンホイールを結合するチェーン車間部分に、特に場所を固定して設けられた、特に僅かな転向を生じさせ、従ってチェーン車間部分の振動と、これによりチェーンホイールへの走入の際のチェーンリンクの「衝撃」とを減少させる摩擦ブロックが作用する場合が有効である。これにより生じる摩擦損失の僅かな増大に、騒音の発生が対峙する。摩擦損失の大きさは、強固にチェーン車間部分が摩擦ブロックによって緊張されることにも依存する。
【０００８】
本発明は、駆動チェーン、特に駆動ローラチェーン又は駆動スリーブ型チェーン又はサイレントチェーンに制限されていない。言葉の意味における「駆動チェーン」以外に、歯付きベルト及び対応して歯付きベルトディスクも、「駆動チェーン」及び「チェーンホイール」の概念によって含まれる。これに応じて本発明の意味における「チェーン駆動機構」の概念は、歯付きベルト駆動機構も含む。
【０００９】
本発明を、実施例の概略図により説明する。
【００１０】
図１による従来のカム軸駆動機構においてはクランク軸回転数が、チェーンホイール１を介して駆動力として取り出され、ローラチェーン又はスリーブ型チェーンの形態の駆動チェーン２により２つのチェーンホイール３，４に伝達され、これらのチェーンホイールは、備えられた２：１の変速比ｎ_{クランク軸}：ｎ_カム軸に対応して、相応に駆動チェーンホイール１の２倍の直径を備える。それぞれここでは詳細には図示されてないカム軸と結合されている両方の駆動チェーンホイール３及び４の直径は、両方のカム軸間のできるだけ最小の間隔ａを設定する。
【００１１】
両方のカム軸間の間隔を減少させることができるように、図１において図示された実施形によってチェーンホイール１の回転は、第１の駆動チェーン２．１、及び、カム軸の一方と回転結合している変速を設定するチェーンホイール３を介して、並びにチェーン横方向駆動機構５により、他方のカム軸に伝達される。従ってチェーンホイール３とチェーンホイール６が結合されており、このチェーンホイールは、他方のカム軸におけるチェーンホイール７と、別の駆動チェーン２．２を介して結合されている。しかしながらこの駆動機構の配設は、制御チェーンに対して、分離された２つの制御チェーンが設けられなければならず、これらの制御チェーンが、それぞれ自身のチェーン緊張装置を介して案内されなければならないという欠点を有する。これにより高められた摩擦並びに高められた騒音発生が生じる。
【００１２】
このため選択的に、図３において図示された解決策が選択されており、これにおいてはまた、チェーンホイール１及び駆動チェーン２．１を介してチェーンホイール３が駆動され、このチェーンホイールがカム軸と結合している。チェーンホイール３には歯車９が付設されており、この歯車は、対応する他方のカム軸における歯車１０と結合しており、横方向駆動機構のために歯車機構を形成する。この解決策は、確かに両方のカム軸の間隔を減少させることを可能にするが、高められた製造費及び組立費に結び付く。
【００１３】
本発明は、図１による駆動機構から出発する。図４から明らかなように、ここでもまた駆動力が、クランク軸と結合されたチェーンホイール１によって取り出され、中央の駆動チェーン２を介して第１のチェーンホイールユニット３．１及び第２のチェーンホイールユニット４．１に伝達されている。このシステムにおいてはまた、唯一つの駆動チェーンが設けられており、この駆動チェーンは、両方のチェーンホイールユニット３．１及び４．１を介して案内されている。
【００１４】
図４による正面図により、しかしながら特に図５による平面図により明らかなように、両方のチェーンホイールユニット３．１及び４．１は、これらのチェーンホイールユニットが重なるように設けられており、従って両方のカム軸は、互いに狭い間隔ｂで設けることができる。
【００１５】
これを達成するため、図５による平面図が示すように、両方のチェーンホイールユニットのために、それぞれ、１つのチェーンホイール３．２と１つのチェーンホイール４．２が設けられており、これらのチェーンホイールは、それぞれ付属する軸１１及び１２と強固に結合されている。説明したように、両方のチェーンホイール３．２及び４．２は、図５から明らかなように、重ねられて、従ってまた軸方向にも互いに変位されて設けられている。駆動チェーン２は、２列のローラチェーン又はスリーブ型チェーンによって形成される。両方のチェーントラック２．３及び２．４の互いの間隔は、また両方のチェーンホイール３．２及び４．２の互いの軸方向の間隔も設定する。
【００１６】
チェーンホイールユニット３．１及び４．１の両方のチェーンホイール３．２及び４．２のそれぞれには、支持ホイール１３及び１４が付設されている。制御ホイール１３及び１４はまた、軸方向に変位されており、これらの制御ホイールがそれぞれチェーントラックのアウタプレート１５を案内するように互いに設けられており、これらのアウタプレートは、当該チェーンホイールユニット３．１もしくは４．１において、チェーンホイールとは係合してない。両方の支持ホイール１３及び１４は、その外周面が多角形として形成されており、これらの支持ホイールが、当接するアウタプレートによって定義された輪郭と一致するように有効に成形されている。
【００１７】
付設された駆動チェーンホイール１は、２重チェーンホイールとして形成されており、従って両方のチェーントラック２．３及び２．４は、駆動チェーンホイール１によって駆動され、これに応じて両方のチェーントラックのそれぞれが、それぞれ１つのチェーンホイールを、即ちチェーントラック２．３がチェーンホイール３．２を、またチェーントラック２．４がチェーンホイール４．２を駆動する。駆動チェーン２が、チェーン緊張装置を介して緊張されるので、両方の支持ホイール１３及び１４の外周面の多角形の構造が、当接するアウタプレート１５の対応する輪郭と関連して、それぞれ僅かな部分だけ、同様に付設された軸１１もしくは１２に回転モーメントを伝達するために寄与する。
【００１８】
図５からは、この原理が３列の駆動チェーンによっても実現することができることを容易に導き出すことができる。３列の駆動チェーンを使用する際は、図６に対応して、軸の内の一方に、例えば軸１１に、唯一つのチェーンホイール３．３が設けられ、このチェーンホイールには、両側に相応の支持ホイール１３．１及び１３．２が付設されている。その際チェーンホイール３．３を介して、中央のチェーントラック２．５が案内される。
【００１９】
その際他方の軸、例えば軸１２には、２つのチェーンホイール４．３及び４．４が付設されており、これらのチェーンホイールの軸方向の間隔は、駆動チェーンの外側の２つのチェーントラック２．６及び２．７を、このチェーンホイール４．３及び４．４を介して案内することができるように設定されている。その際この２つの平行なチェーンホイール４．３と４．４との間の支持ホイールの配設を省略することができる。
【００２０】
この配設によって、一方の軸１２における２つのチェーンホイール４．３及び４．４に、他方の軸１１における２つの支持ホイール１３．１及び１３．２が付設されており、これらの支持ホイールは、それぞれ、この軸１１において中央のチェーンホイール３．２とは係合してないチェーントラック２．６及び２．７のアウタプレートを案内かつ支持する。２列の駆動チェーンを有する図５による実施形においては、２つのチェーントラックがある程度の傾倒モーメントの支配下にあるのに対し、最後に記載した３列の駆動チェーンを有する実施形は、それ自身モーメントの無い状態にある。
【００２１】
本発明は、上で記載した駆動チェーンの使用に限定されていない。特に図６による構成は、歯付きベルトを使用するためにも適している。この場合歯付きベルトが、対応する歯付きベルトディスクの両方のチェーンホイール４．３と４．４との間の領域におけるいっぱいの撓みを回避させるか、減少させるために、走行方向に対して横方向に設けられた増強要素を備えている場合は有効である。
【００２２】
図７においては、大きなスケールで正面図において、カム軸駆動機構が、駆動チェーンとしてサイレントチェーン２．１１を有する図４による実施形に対応して図示されており、この駆動チェーンは、軸１１及び１２と回転不能に結合されている２つのチェーンホイール３．１１及び４．１１を介して案内されている。
【００２３】
両方のチェーンホイール３．１１及び４．１１は、図４において概略的に図示されているように重なり、従って駆動すべき両方の軸１１及び１２は、相応に互いに僅かな間隔ｂで設けることができる。
【００２４】
サイレントチェーン２．１１を確実に、かつ可能な限り傾倒無く支持することができるようにするために、更にまた、歯車と支持ホイールとの組み合わせが可能である。しかしながらこの利点は、駆動チェーンとしてサイレントチェーンを使用する際に、多数から成るフライヤチェーンの様式により変位されかつ重なって、ボルトによって互いに結合されたこのプレートが形成される点にあり、これらのプレートは、走行面で歯として成形されており、従ってチェーンは、全体で一貫した噛み合いを形成する。プレートは、ボルト上の滑り継ぎ手又はローラ継ぎ手において位置する。隣り合うプレートの密な配設によって、サイレントチェーンは、その転向方向は除いて、それ自身比較的強固な状態にある。これに応じて、チェーンホイールと支持ホイールとを互いに付設することは、かなり自由に選択することができ、その際ここでは、支持ホイールが、その外周の輪郭において、並びにその直径において、チェーンホイールとして支持ホイールを形成することができるという利点がある。
【００２５】
図８は、幅の広いチェーンホイール３．１１が、それぞれ半分ほどの幅の２つのチェーンホイール及び支持ホイールを形成するチェーンホイール４．１１によって重ねられている構成を示す。チェーンホイール３．１１に重なる幅の狭いチェーンホイール４．１１の全幅は、組み込まれる、ここでは示唆されているだけの駆動チェーン２．１１の幅に一致し、その際チェーンホイール３．１１及び両方のチェーンホイール４．１１をそれぞれ担持する幅は、共に所望の回転モーメントを伝達するために必要な幅に十分でなければならない。
【００２６】
図９は、逆向きにされた構成を示し、この構成においては、一方では、軸１１も軸１２も、それぞれ１つの幅の広いチェーンホイール３．１２と幅の狭いチェーンホイール３．１３を、また軸１２．１が、幅の広いチェーンホイール４．１２と幅の狭いチェーンホイール４．１３を設けられており、これらのチェーンホイールは図示されたように重なっており、従って重なった領域における全幅はまた、サイレントチェーンの幅と一致し、しかしながら他方では、両方の軸のチェーンホイールは、その担持幅においてまた同じ幅であり、従って必要な回転モーメントを伝達することができる。
【００２７】
図１０は、図９による構成の変形例を示し、この変形例においては、それぞれ、それぞれの軸に同じ幅の２つのチェーンホイール３．１２、３．１３もしくは４．１２，４．１３が設けられている。
【００２８】
サイレントチェーンの別の利点は、それぞれ、それぞれ２つのプレートパックにおいて、互いに間隔を置いて設けられたそれぞれ２つのプレートが歯形無く形成されており、従ってこれらのプレートが、巻き付いた領域において駆動チェーンを、それぞれ歯の軸方向の両側に対して案内する点にある。図８による構成においては、この両方の案内プレートの横方向間隔が、チェーンホイール３．１１の幅に一致すれば、従って巻き付いた領域において、チェーンホイール３．１１の噛み合いが両側で覆われ、従って駆動チェーンが、このチェーンホイール３．１１の軸方向に案内される。平行な２つのチェーンホイール４．１１に、駆動チェーンの軸方向の案内が、それぞれこのチェーンホイールの噛み合いの互いに向けられた側によって行なわれ、従って駆動チェーンが、このチェーンホイールにも、そのトラックにおいて保持される。
【００２９】
図９及び１０による構成においては、チェーンが、その案内プレートの配設に関して相応に形成される。
【００３０】
図１１においては、図４において図示された基本構成の変形例が再現されている。この場合、騒音発生を減少させるために摩擦ブロック１７が設けられており、この摩擦ブロックは、２つのチェーンホイール３．１及び４．１を結合するチェーン車間部分１６に当接する。固定に又は弾性的にも支承することができる摩擦ブロック１７によって、チェーン車間部分１６は若干転向され、従ってチェーンホイール４へのチェーンの走入条件は、矢印１８の方向の走行方向における走入方向において改善される。同時に接合面におけるチェーン車間部分の振動が阻止される。これにより摩擦損失は、若干しか高められない。何故なら、チェーンにおける張力が高い場合であっても、摩擦力の大きさも設定する転向のために必要な垂直力が、非常に僅かであるからである。この構成は、駆動チェーンの全ての形態に対して使用することができる。
【００３１】
与えられた空間関係に応じて、ローラチェーン又はスリーブ型チェーンにおける摩擦ブロック１７は、チェーンホイール間にも設けることができ、チェーン車間部分１６を対置された方向に転向することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 制御チェーンを有する従来のカム軸駆動機構を示す。
【図２】 チェーン横方向駆動機構を有するカム軸駆動機構を示す。
【図３】 歯車機構を有するカム軸駆動機構を示す。
【図４】 ローラチェーンを有する本発明によるカム軸駆動機構を示す。
【図５】 図４による駆動機構の平面図を示す。
【図６】 ３列の制御チェーンを有する図５に対応した平面図を示す。
【図７】 サイレントチェーンを有するカム軸駆動機構を示す。
【図８】 サイレントチェーンを有する実施形のための図４による平面図を示す。
【図９】 図８による実施形に対する変形例を示す。
【図１０】 図８による実施形に対する変形例を示す。
【図１１】 転向させる摩擦ブロックを有する図４による実施形を示す。
【符号の説明】
１ 駆動チェーンホイール
２ 駆動チェーン
２．１ 駆動チェーン
２．１１ サイレントチェーン
２．２ 駆動チェーン
２．３〜２．７ チェーントラック
３，４ チェーンホイール
３．１ チェーンホイールユニット
３．１１〜３．１３ チェーンホイール
３．２ チェーンホイール
４．１ チェーンホイールユニット
４．１１〜４．１３ チェーンホイール
４．２〜４．４ チェーンホイール
５ チェーン横方向駆動機構
６，７ チェーンホイール
９ 歯車
９．３ チェーンホイール
９．４ チェーンホイール
１１，１２ 軸
１２．１ 軸
１３，１４ 支持ホイール
１３．１ 支持ホイール
１３．２ 支持ホイール
１５ アウタプレート
１６ チェーン車間部分
１７ 摩擦ブロック
１８ 矢印
ａ，ｂ 間隔

Claims (6)

1. 狭い間隔で存在する平行な２つの軸（１１，１２）を駆動するためのチェーン駆動機構において、駆動チェーン（２）を介して、駆動力が、駆動機構（１）から、各軸（１１，１２）に配設された少なくとも１つのチェーンホイール（３，４）に伝達され、チェーンホイール（３，４）が、互いに軸方向に変位させられ、かつ重ねられて設けられており、一方の軸（１１，１２）と他方の軸（１１，１２）のチェーンホイール（３．２，４．２）の少なくとも一方に、多角形に形成された又はチェーンホイールとして形成された少なくとも１つの支持ホイール（１３，１４）が付設されており、この支持ホイールを介して、駆動チェーン（２）の縁部領域（１５）が、案内及び支持されていることを特徴とするチェーン駆動機構。
2. 駆動チェーンが、少なくとも２列の駆動チェーン（２）であり、チェーンホイール（３，４）が、隣接するチェーントラックの間隔だけ互いに軸方向に変位させられていること、多角形に形成された支持ホイール（１３，１４）が、駆動チェーンの縁部領域（１５）内の、チェーンホイール（３．２，４．２）とは係合してないチェーントラック（２．３，２．４）のアウタプレートを案内及び支持することを特徴とする請求項１に記載のチェーン駆動機構。
3. 駆動チェーンが、サイレントチェーン（２．１１）であること、チェーンホイール（３．１１，４．１１）として形成された支持ホイールが、サイレントチェーンの縁部領域（１５）を案内及び支持することを特徴とする請求項１に記載のチェーン駆動機構。
4. 付設された支持ホイールを有するチェーンホイール（３，４）の全幅が、重なった領域において、サイレントチェーン（２．１１）の幅に一致することを特徴とする請求項３に記載のチェーン駆動機構。
5. それぞれ、一方の軸におけるチェーンホイール及び支持ホイールを担持する全幅が、他方の軸において担持する全幅と一致することを特徴とする請求項３又は４に記載のチェーン駆動機構。
6. 両方のチェーンホイール（３，４）を結合するチェーン車間部分（１６）に、転向させる摩擦ブロック（１７）が付設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のチェーン駆動機構。

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