JP4808103B2

JP4808103B2 - タイミングチェーンドライブシステム

Info

Publication number: JP4808103B2
Application number: JP2006216701A
Authority: JP
Inventors: 義和中野; 幸平國松
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2026-08-09
Also published as: GB0713397D0; JP2008039132A; GB2440805A; DE102007037720A1; KR101133869B1; CN101122320A; US7686718B2; US20080039253A1; DE102007037720B4; GB2440805B; KR20080013812A; CN101122320B

Description

本発明は、内燃エンジンの吸排気弁を駆動するカムシャフトを回転駆動するタイミングチェーンドライブシステムに関し、さらに詳しくは、タイミングチェーンの張力を調整するガイド機構に関するものである。

一般的なＤＯＨＣ型、すなわち、シリンダーヘッドに吸排気弁を駆動する専用のカムシャフトを備え、高回転まで正確な作動が可能な内燃エンジンに用いられるタイミングチェーンドライブシステムは、図７に示すように駆動スプロケットＳ１と従動スプロケットＳ２、従動スプロケットＳ３に掛架されたチェーンＣＨにより動力を伝達するタイミングチェーンドライブシステムが備えられている。このタイミングチェーンドライブシステムには、チェーンＣＨの緩み側の従動スプロケットＳ２と駆動スプロケットＳ１との間にテンショナＴと協動して循環走行するチェーンＣＨに摺接して適切な張力を付与するとともに走行中のチェーンＣＨの振動、横振れを防止するための滑り機能を備えた可動ガイドＧａが配置されている。一方、チェーンＣＨの張り側の従動スプロケットＳ３と駆動スプロケットＳ１との間には、走行軌道を所定のスパン長さ（従動スプロケットＳ３の噛み外れ点〜駆動スプロケットＳ１の噛合い点に至る軌道の長さ）にガイド規制する固定ガイドＧｂからなるガイド機構が用いられている。

この可動ガイドＧａは、エンジンの躯体Ｅの内壁に取付ボルト、取付ピン等の軸支手段Ｐで揺動可能に取り付けられており、テンショナＴにより可動ガイドＧａのシュー部分をチェーンＣＨに向けて付勢されている。一方、固定ガイドＧｂは、躯体Ｅの内壁に取付ボルト、取付ピン等の固定手段Ｑにより固設されており、循環走行するチェーンＣＨの走行軌道をガイド規制している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２１４５０４号公報（第２頁第２段落、第１１図）

このようなタイミングチェーンドライブシステムのレイアウトでは、左右のカムシャフトに連結された吸排気弁の駆動機構を駆動するためのカムシャフトに掛かる負荷トルクの周期変動が、カムシャフト及びクランクシャフトの回転に、ほぼ同期して出現する。さらに、この変動にクランクシャフトの回転速度や速度変動などの要因が関連して、循環走行するチェーンＣＨの張り側に周期的な張力変動が存在する。

例えば、直列４気筒の場合、カムシャフト１回転当たり４周期の張力変動が発生し、直列６気筒の場合、カムシャフト１回転当たり６周期の張力変動が発生する。すなわち、クランクシャフト及びカムシャフトに、吸排気弁駆動による負荷トルク変動に対応した張力変動が生じる。このため、上述したような、循環走行するチェーンＣＨの張り側で走行軌道をガイド規制する固定ガイドＧｂを配置した従来のタイミングチェーンドライブシステムでは、この張力変動のピーク値が過大になる恐れがあるため、その最大張力を許容できる引張り強度の大きなチェーンを採用せねばならない。そのため、タイミングチェーンドライブシステムの重量が重くなるとともに、高張力に起因する騒音も発生し、小型軽量化及び低騒音を望むユーザーニーズに対応できなくなっている。

そこで、本発明の目的は、チェーンの小型軽量化を図ると共に、システムの静粛性を向上させたタイミングチェーンドライブシステムを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、内燃エンジンのクランクシャフトに設けた駆動スプロケットと、吸排気弁を駆動するカムシャフトに設けた従動スプロケットとの間にチェーンを掛架し、前記クランクシャフトの回転力を前記カムシャフトに伝達するタイミングチェーンドライブシステムにおいて、前記チェーンの緩み側の前記従動スプロケットと前記駆動スプロケットとの間に、テンショナと可動ガイドからなる張力調整手段を有し、前記チェーンの張り側の前記従動スプロケットと前記駆動スプロケットとの間に、前記クランクシャフトまたは前記カムシャフトの回転力によって、前記チェーンの走行方向と略垂直な方向に強制揺動される揺動ガイドであって、前記チェーンの張力変動周期中の張力最大値出現時に前記揺動ガイドの後退速度が略最大となり、張力最小値出現時に前記揺動ガイドの前進速度が略最大となるような揺動手段を有することによって、上記の課題を解決するものである。

ここで、「略垂直」、「略最大」とは、厳密に垂直、最大ということではなく、当業者が実施可能な実質的に垂直、最大と見なすことが可能であることを意味するものである。すなわち、「チェーンの張力変動周期中の張力最大値出現時に前記揺動ガイドの後退速度が略最大となり、張力最小値出現時に前記揺動ガイドの前進速度が略最大になる」との文脈の中で「略最大」とは、厳密な最大値に対して張力変動周期の位相に対して±９０°程度の幅を有するものであり、これは当業者であれば、当然に理解し得るものであって、本願発明の技術的範囲を不明瞭にするものではない。

なお、本発明において、「（揺動ガイドの揺動のタイミングが、）チェーンの張力変動周期中の張力最大値出現時に揺動ガイドの後退速度が略最大となり、張力最小値出現時に前記揺動ガイドの前進速度が略最大となる」とは、例えば、エンジンが直列４気筒の場合であって、チェーン張力の周期変動が正弦波で変動する場合、図６に示したように、揺動ガイド位置の後退側ピークが、チェーン張力ピークから１／４周期遅れる位相になることを意味している。同様に、エンジンが直列６気筒の場合には、揺動ガイド位置の後退側ピークが、チェーン張力ピークから１／６周期遅れる位相になる。すなわち、本願発明は、特定の吸排気弁数に限定されるものではない。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記揺動手段が、楕円形状カムを有しており、前記楕円形状カムが前記クランクシャフトに同軸固定されており、前記揺動ガイドの揺動端部から延設された揺動伝達アームが、前記楕円形状カムに摺接することによって、上記の課題を解決するものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記揺動手段が、１回転当たり外接点が半径方向に４回往復する四角形状カムを有しており、前記四角形状カムが、前記カムシャフトに同軸固定されており、前記揺動ガイドの揺動端部から延設された揺動伝達アームが、前記四角形状カムに摺接することによって、上記の課題を解決するものである。

請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の発明の構成に加えて、前記揺動ガイドが、前進方向に予圧するための弾性部材を有していることによって、上記の課題を解決するものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記揺動手段が、前記クランクシャフトに同軸固定されたクランクギヤに噛み合う第１伝達ギヤ、および、前記第１伝達ギヤに噛み合い前記クランクギヤと同方向に回転する第２伝達ギヤを有しており、前記第２伝達ギヤに同軸固定された楕円形状カムを有しており、前記揺動ガイドの揺動端部に前記楕円形状カムが摺接することによって、上記の課題を解決するものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明に構成に加えて、前記揺動手段が、前記カムシャフトに同軸固定されたカムギヤに噛み合う第１伝動ギヤ、および、前記第１伝動ギヤに噛み合い前記カムギヤと同方向に回転する第２伝動ギヤを有しており、前記第２伝動ギヤに同軸固定された楕円形状カムを有しており、前記揺動ガイドの揺動端部に前記楕円形状カムが摺接することによって、上記の課題を解決するものである。

請求項１乃至請求項３に記載のタイミングチェーンドライブシステムに因れば、チェーンの緩み側の従動スプロケットと駆動スプロケットとの間に、テンショナと可動ガイドからなる張力調整手段を有し、チェーンの張り側の従動スプロケットと駆動スプロケットとの間には、クランクシャフトまたはカムシャフトの回転力によって、チェーンの走行方向と略垂直な方向に強制揺動される揺動ガイドであって、チェーンの張力変動周期中の張力最大値出現時に揺動ガイドの後退速度が略最大となり、張力最小値出現時に前記揺動ガイドの前進速度が略最大となるような揺動手段を有している。

そして、その揺動手段として、例えば、エンジンが直列４気筒の場合、楕円形状カムがクランクシャフトに、あるいは、四角形状カムがカムシャフトに同軸固定され、揺動ガイドの揺動端部から延設された揺動伝達アームが、楕円形状カムに、あるいは、四角形状カムに摺接する構成を有していることによって、クランクシャフトあるいはカムシャフトの周期的な張力変動に同期して、チェーンの張り側に配置した揺動ガイドによりスパン長が実質的に増減され、しかも、チェーンの引張り力が最大になる瞬間に最大のスパン短縮効果が得られるので、その結果として、引張り強度の低い小型・軽量チェーンが採用できると共に、チェーン寿命が向上する。さらに、高張力に起因する騒音も低減でき、システムの静粛性が向上する。

請求項４に記載のタイミングチェーンドライブシステムに因れば、請求項２または請求項３に記載のタイミングチェーンドライブシステムが奏する効果に加えて、揺動ガイドが、前進方向に弾性部材により予圧されていることによって、低速回転時等のチェーン張力が低く、最大張力を低減する必要がない場合に、楕円形状カム、あるいは、四角形状カムと揺動ガイドとの摺動を確実になくすことが出来るので、揺動による振動回避、および、構成部品の長寿命化が可能となる。

請求項５に記載のタイミングチェーンドライブシステムに因れば、請求項１に記載のタイミングチェーンドライブシステムが奏する効果に加えて、揺動手段が、前記クランクシャフトに同軸固定されたクランクギヤに噛み合う第１伝達ギヤ、および、前記第１伝達ギヤに噛み合い前記クランクギヤと同方向に回転する第２伝達ギヤを有しており、前記第２伝達ギヤに同軸固定された楕円形状カムを有しており、前記揺動ガイドの揺動端部に前記楕円形状カムが摺接する構成を採用しているので、レイアウトの関係・設置上の制限等により、チェーンの無端循環軌道内に鍵状の揺動伝達アームを配置することが困難である場合であっても実施可能であると共に、楕円形状カムとクランクシャフトとの間に２つのギヤを介しているため、クランクシャフトの周期変動と楕円形状カムの回転周期の位相の調整をギヤ比を変えることによって簡単に実施することが出来る。

請求項６に記載のタイミングチェーンドライブシステムに因れば、請求項１に記載のタイミングチェーンドライブシステムが奏する効果に加えて、揺動手段が、前記カムシャフトに同軸固定されたカムギヤに噛み合う第１伝動ギヤ、および、前記第１伝動ギヤに噛み合い前記クランクギヤと同方向に回転する第２伝動ギヤを有しており、前記第２伝動ギヤに同軸固定された楕円形状カムを有しており、前記揺動ガイドの揺動端部に前記楕円形状カムが摺接する構成を採用しているので、レイアウトの関係・設置上の制限等により、チェーンの無端循環軌道内に鍵状の揺動伝達アームを配置することが困難である場合であっても実施可能であると共に、楕円形状カムとカムシャフトとの間に２つのギヤを介しているため、カムシャフトの周期変動と楕円形状カムの回転周期の位相の調整をギヤ比を変えることによって簡単に実施することが出来る。

本発明の実施の形態を、実施例１に基づき図１を参照して説明する。この実施例１は、請求項２に記載された発明に相当する。なお、以下の実施例１〜５の説明において、２本のカムシャフトを有するタイミングチェーンドライブシステムについて説明しているが、カムシャフトの数は、２本に限らず、エンジンの構成によって１本、あるいは、３本以上の場合であっても、本発明の技術思想を適用することが可能である。さらに、以下の実施例１〜５では、何れも直列４気筒エンジンを用いて、本発明の技術思想を具現化しているが、本発明の技術思想は、直列４気筒エンジンに限られることなく、直列６気筒エンジン等においても適用可能であることは、言うまでもない。

また、本発明の構成要素の１つであるテンショナの形式は、特に限定されるものではないが、例えば、油圧でプランジャが前進する油圧式テンショナが好適に使用される。

実施例１のタイミングチェーンドライブシステム１０は、内燃エンジンのクランクシャフトＳ１１に設けた駆動スプロケットＳ１２と、吸排気弁を駆動するカムシャフトＳ１３、Ｓ１４に設けた従動スプロケットＳ１５、Ｓ１６との間にチェーンＣＨ１を掛架し、クランクシャフトＳ１１の回転力をカムシャフトＳ１３、Ｓ１４に伝達するものであって、チェーンＣＨ１の緩み側の従動スプロケットＳ１５と駆動スプロケットＳ１２との間には、テンショナＴ１と可動ガイドＧ１１からなる張力調整手段を有し、チェーンＣＨ１の張り側の従動スプロケットＳ１６と駆動スプロケットＳ１２との間には、クランクシャフトＳ１１の回転力によって、チェーンＣＨ１の走行方向と略垂直な方向に強制揺動される揺動ガイドＧ１２であって、チェーンＣＨ１の張力変動周期中の張力最大値出現時に揺動ガイドＧ１２の後退速度が略最大となり、張力最小値出現時に揺動ガイドＧ１２の前進速度が略最大となるような揺動手段を有している。

可動ガイドＧ１１は、無端循環走行するチェーンＣＨ１と摺接して、走行軌道を規制するとともに、適度な張力をチェーンＣＨ１を付勢するシュー部Ｇ１１ａと取付ボルト・取付ピン等の軸支手段Ｇ１１ｃと軸支手段Ｇ１１ｃが挿通する挿通孔を形成するボス部Ｇ１１ｂからなる。一方、揺動ガイドＧ１２は、無端循環走行するチェーンＣＨ１と摺接して、走行軌道を規制するとともに、適度な張力をチェーンＣＨ１を付勢するシュー部Ｇ１２ａと取付ボルト・取付ピン等の軸支手段Ｇ１２ｃと軸支手段Ｇ１２ｃが挿通する挿通孔を形成するボス部Ｇ１２ｂからなる。

上述した揺動手段は、次のような構成からなる。楕円形状カムＣ１がクランクシャフトＳ１１に同軸固定されており、揺動ガイドＧ１２の揺動端部から延設された鍵形状の揺動伝達アームＧ１３が、楕円形状カムＣ１に摺接することによって、クランクシャフトＳ１１の周期的な張力変動に同期して、チェーンＣＨ１の張り側に配置した揺動ガイドＧ１２によりスパン長さ（従動スプロケットＳ１６の噛み外れ点Ｓ１６ａ〜駆動スプロケットＳ１２の噛合い点Ｓ１２ａ）が増減され、しかも、チェーンＣＨ１の引張り力が最大になる瞬間に最大のスパン短縮効果が得られる。スパン長さの増減の幅は、実際には、１ｍｍ程度の微少量である。

次に本発明の別の実施の形態を、実施例２に基づき図２を参照して説明する。この実施例２は、請求項３に記載された発明に相当する。

実施例２のタイミングチェーンドライブシステム２０は、内燃エンジンのクランクシャフトＳ２１に設けた駆動スプロケットＳ２２と、カムシャフトＳ２３、Ｓ２４に同軸固定した従動スプロケットＳ２５、Ｓ２６との間にチェーンＣＨ２を掛架し、クランクシャフトＳ２１の回転力をカムシャフトＳ２３、Ｓ２４に伝達するものであって、チェーンＣＨ２の緩み側の従動スプロケットＳ２５と駆動スプロケットＳ２２との間には、テンショナＴ２と可動ガイドＧ２１からなる張力調整手段を有し、チェーンＣＨ２の張り側の従動スプロケットＳ２６と駆動スプロケットＳ２２との間には、カムシャフトＳ２４の回転力によってチェーンＣＨ２の走行方向と略垂直な方向に強制揺動される揺動ガイドＧ２２であって、チェーンＣＨ２の張力変動周期中の張力最大値出現時に揺動ガイドＧ２２の後退速度が略最大となり、張力最小値出現時に揺動ガイドＧ２２の前進速度が略最大となるような揺動手段を有している。

可動ガイドＧ２１は、無端循環走行するチェーンＣＨ２と摺接して、走行軌道を規制するとともに、適度な張力をチェーンＣＨ２に付勢するシュー部Ｇ２１ａと取付ボルト・取付ピン等の軸支手段Ｇ２１ｃと軸支手段Ｇ２１ｃが挿通する挿通孔を形成するボス部Ｇ２１ｂからなる。一方、揺動ガイドＧ２２は、無端循環走行するチェーンＣＨ２と摺接して、走行軌道を規制するとともに、適度な張力をチェーンＣＨ２に付勢するシュー部Ｇ２２ａと取付ボルト・取付ピン等の軸支手段Ｇ２２ｃと軸支手段Ｇ２２ｃが挿通する挿通孔を形成するボス部Ｇ２２ｂからなる。

上述した揺動手段は、次のような構成からなる。１回転当たり外接点が半径方向に４回往復する四角形状カムＣ２が張り側のカムシャフトＳ２４に同軸固定されており、揺動ガイドＧ２２の揺動端部から延設された鍵形状の揺動伝達アームＧ２３が四角形状カムＣ２に摺接することによって、カムシャフトＳ２４の周期的な張力変動に同期して、チェーンＣＨ２の張り側に配置した揺動ガイドＧ２２によりスパン長さ（従動スプロケットＳ２６の噛み外れ点Ｓ２６ａ〜駆動スプロケットＳ２２の噛合い点Ｓ２２ａ）が実質的に増減され、しかも、チェーンＣＨ２の引張り力が最大になる瞬間に最大のスパン短縮効果が得られる。スパン長さの増減の幅は、実際には、１ｍｍ程度の微少量である。

さらに、本発明の別の実施の形態を、実施例３に基づき図３を参照して説明する。この実施例３は、請求項４に記載された発明に相当する。

実施例３のタイミングチェーンドライブシステム３０は、内燃エンジンのクランクシャフトＳ３１に設けた駆動スプロケットＳ３２と、カムシャフトＳ３３、Ｓ３４に設けた従動スプロケットＳ３５、Ｓ３６との間にチェーンＣＨ３を掛架し、クランクシャフトＳ３１の回転力をカムシャフトＳ３３、Ｓ３４に伝達するものであって、チェーンＣＨ３の緩み側の従動スプロケットＳ３５と駆動スプロケットＳ３２との間には、テンショナＴ３と可動ガイドＧ３１からなる張力調整手段を有し、チェーンＣＨ３の張り側の従動スプロケットＳ３６と駆動スプロケットＳ３２との間には、クランクシャフトＳ３１の回転力によって、チェーンＣＨ３の走行方向と略垂直な方向に強制揺動される揺動ガイドＧ３２であって、チェーンＣＨ３の張力変動周期中の張力最大値出現時に揺動ガイドＧ３２の後退速度が略最大となり、張力最小値出現時に揺動ガイドＧ３２の前進速度が略最大となるような揺動手段を有している。

可動ガイドＧ３１は、無端循環走行するチェーンＣＨ３と摺接して、走行軌道を規制するとともに、適度な張力をチェーンＣＨ３に付勢するシュー部Ｇ３１ａと取付ボルト・取付ピン等の軸支手段Ｇ３１ｃと軸支手段Ｇ３１ｃが挿通する挿通孔を形成するボス部Ｇ３１ｂからなる。一方、揺動ガイドＧ３２は、無端循環走行するチェーンＣＨ３と摺接して走行軌道を規制するとともに、適度な張力をチェーンＣＨ３を付勢するシュー部Ｇ３２ａと取付ボルト・取付ピン等の軸支手段Ｇ３２ｃと軸支手段Ｇ３２ｃが挿通する挿通孔を形成するボス部Ｇ３２ｂからなる。

上述した揺動手段は、次のような構成からなる。楕円形状カムＣ３がクランクシャフトＳ３１に同軸固定されており、揺動ガイドＧ３２の揺動端部から延設された鍵形状の揺動伝達アームＧ３３が、楕円形状カムＣ３に摺接することによって、クランクシャフトＳ３１の周期的な張力変動に同期して、チェーンＣＨ３の張り側に配置した揺動ガイドＧ３２によりスパン長さ（従動スプロケットＳ３６の噛み外れ点Ｓ３６ａ〜駆動スプロケットＳ３２の噛合い点Ｓ３２ａ）が増減され、しかも、チェーンＣＨ３の引張り力が最大になる瞬間に最大のスパン短縮効果が得られる。スパン長さの増減の幅は、実際には、１ｍｍ程度の微少量である。さらに、揺動ガイドＧ３２は、シュー部Ｇ３２ａの背後から、前進方向にバネやポリウレタンやゴム等の弾性部材Ｂによって予圧されている。これによって、低速回転時等のチェーン張力が低く、最大張力を低減する必要がない場合には、楕円形状カムＣ３と揺動ガイドＧ３２との摺動をなくすことが出来るため、揺動による振動回避、および、構成部品の長寿命化が可能である。

また、実施例３は、先に説明した実施例１（図１参照）の揺動ガイドに弾性部材Ｂを付加した構造になっているが、実施例２（図２参照）の揺動ガイドに弾性部材Ｂを付加した場合であっても、同様の効果を得ることが出来る。

さらに、本発明の別の実施の形態を、実施例４に基づき図４を参照して説明する。この実施例４は、請求項５に記載された発明に相当する。

実施例４のタイミングチェーンドライブシステム４０は、内燃エンジンのクランクシャフトＳ４１に同軸固定した駆動スプロケットＳ４２（図面では、クランクギアＫ４の背後にあるため点線で示している）と、カムシャフトＳ４３、Ｓ４４に同軸固定した従動スプロケットＳ４５、Ｓ４６との間にチェーンＣＨ４を掛架し、クランクシャフトＳ４１の回転力をカムシャフトＳ４３、Ｓ４４に伝達するものであって、チェーンＣＨ４の緩み側の従動スプロケットＳ４５と駆動スプロケットＳ４２との間には、テンショナＴ４と可動ガイドＧ４１からなる張力調整手段を有し、チェーンＣＨ４の張り側の従動スプロケットＳ４６と駆動スプロケットＳ４２との間には、クランクシャフトＳ４１の回転力によって、チェーンＣＨ４の走行方向と略垂直な方向に強制揺動される揺動ガイドＧ４２であって、チェーンＣＨ４の張力変動周期中の張力最大値出現時に揺動ガイドＧ４２の後退速度が略最大となり、張力最小値出現時に揺動ガイドＧ４２の前進速度が略最大となるような揺動手段を有している。

可動ガイドＧ４１は、無端循環走行するチェーンＣＨ４と摺接して、走行軌道を規制するとともに、適度な張力をチェーンＣＨ４を付勢するシュー部Ｇ４１ａと取付ボルト・取付ピン等の軸支手段Ｇ４１ｃと軸支手段Ｇ４１ｃが挿通する挿通孔を形成するボス部Ｇ４１ｂからなる。一方、揺動ガイドＧ４２は、無端循環走行するチェーンＣＨ４と摺接して、走行軌道を規制するとともに、適度な張力をチェーンＣＨ４を付勢するシュー部Ｇ４２ａと取付ボルト・取付ピン等の軸支手段Ｇ４２ｃと軸支手段Ｇ４２ｃが挿通する挿通孔を形成するボス部Ｇ４２ｂからなる。

上述した揺動手段は、次のような構成からなる。クランクシャフトＳ４１に同軸固定されたクランクギヤＫ４に、噛み合う第１伝達ギヤＧ４３、および、それに歯車結合してクランクギヤＫ４と同方向に回転する回転する第２伝達ギヤＧ４４を有している。そして、第２伝達ギヤＧ４４と同軸固定した楕円形状カムＣ４を有しており、その楕円形状カムＣ４が揺動ガイドＧ４２の揺動端部のシュー部Ｇ４２ａの裏面側に摺接している。そのため、レイアウトの関係・設置上の制限等により、チェーンの無端循環軌道内に鍵状の揺動伝達アームを配置することが困難である場合であっても実施可能であると共に、楕円形状カムＣ４とクランクシャフトＳ４１との間に２つのギヤ、すなわち、第１伝達ギヤＧ４３、および、第２伝達ギヤＧ４４を介しているため、クランクシャフトＳ４１の周期変動と楕円形状カムＣ４の回転周期の位相の調整を簡単に実施することが出来る。

さらに、本発明の別の実施の形態を、実施例５に基づき図５を参照して説明する。この実施例５は、請求項６に記載された発明に相当する。

実施例５のタイミングチェーンドライブシステム５０は、内燃エンジンの張り側カムシャフトＳ５４に同軸固定した従動スプロケットＳ５６（図面では、カムギヤＫ５の背後にあるため点線で示している）と、緩み側カムシャフトＳ５３に同軸固定した従動スプロケットＳ５５と、クランクシャフトＳ５１に同軸固定した駆動スプロケットＳ５２との間にチェーンＣＨ５を掛架し、クランクシャフトＳ５１の回転力をカムシャフトＳ５３、Ｓ５４に伝達する。そして、チェーンＣＨ５の緩み側の従動スプロケットＳ５５と駆動スプロケットＳ５２との間には、テンショナＴ５と可動ガイドＧ５１からなる張力調整手段を有し、チェーンＣＨ５の張り側の従動スプロケットＳ５６と駆動スプロケットＳ５２との間には、カムシャフトＳ５４の回転力によって、チェーンＣＨ５の走行方向と略垂直な方向に強制揺動される揺動ガイドＧ５２であって、チェーンＣＨ５の張力変動周期中の張力最大値出現時に揺動ガイドＧ５２の後退速度が略最大となり、張力最小値出現時に揺動ガイドＧ５２の前進速度が略最大となるような揺動手段を有している。

可動ガイドＧ５１は、無端循環走行するチェーンＣＨ５と摺接して、走行軌道を規制するとともに、適度な張力をチェーンＣＨ５を付勢するシュー部Ｇ５１ａと取付ボルト・取付ピン等の軸支手段Ｇ５１ｃと軸支手段Ｇ５１ｃが挿通する挿通孔を形成するボス部Ｇ５１ｂからなる。一方、揺動ガイドＧ５２は、無端循環走行するチェーンＣＨ５と摺接して、走行軌道を規制するとともに、適度な張力をチェーンＣＨ５を付勢するシュー部Ｇ５２ａと取付ボルト・取付ピン等の軸支手段Ｇ５２ｃと軸支手段Ｇ５２ｃが挿通する挿通孔を形成するボス部Ｇ５２ｂからなる。

上述した揺動手段は、次のような構成からなる。クランクシャフトＳ５１に同軸固定されたカムギヤＫ５に、噛み合う第１伝動ギヤＧ５３、および、それに歯車結合してカムギヤＫ５と同方向に回転する回転する第２伝動ギヤＧ４４を有している。そして、第２伝達ギヤＧ５４と同軸結合した楕円形状カムＣ５を有しており、その楕円形状カムＣ５が揺動ガイドＧ５２の揺動端部のシュー部Ｇ５２ａの裏面側に摺接している。そのため、レイアウトの関係・設置上の制限等により、チェーンの無端循環軌道内に鍵状の揺動伝達アームを配置することが困難である場合であっても実施可能であると共に、楕円形状カムＣ５とクランクシャフトＳ５１との間に２つのギヤ、すなわち、第１伝達ギヤＧ５３、および、第２伝達ギヤＧ５４を介しているため、クランクシャフトＳ５１の周期変動と楕円形状カムＣ５の回転周期の位相の調整を簡単に実施することが出来る。

また、上記実施例１乃至実施例５において、可動ガイド（Ｇ１１〜Ｇ５１）、揺動ガイド（Ｇ１２〜Ｇ５２）を構成する材質は、格別限定されるものではないが、シュー部が直接、走行するチェーンに摺接するため、耐摩耗性、潤滑性に優れたポリアミド系樹脂等のいわゆる、エンジニアリングプラスチックが好ましい。具体的には、ナイロン６、ナイロン６６、全芳香族ナイロンなどが挙げられる。

本発明は、これまでタイミングドライブチェーンシステムでは、可動ガイドと固定ガイドによって、チェーンの走行を規制し、張力を調整することが一般的であったところ、本発明者らが、「走行するチェーンは、張力変動が周期的に発生し、この張力変動を平準化して、張力最大値を引き下げることができ、チェーンの小型軽量化、システムの静粛性を実現することが出来る」という新規な知見に基づき、しかも、既存部品であるチェーンガイドを微小量揺動させる方式のため、製造原価の低減、効果の安定性、動力伝達性能への影響の各点において先行例に対する優位性を持っており、さらに、試行錯誤の結果、「張力変動を平準化させるための駆動源を張力変動の発生源であるクランクシャフト、あるいは、カムシャフトから、機械的に直接得る」という独創的な技術的思想により完成したものであって、その産業上の利用可能性は、きわめて高い。

実施例１のタイミングドライブチェーンシステムの概念図。実施例２のタイミングドライブチェーンシステムの概念図。実施例３のタイミングドライブチェーンシステムの概念図。実施例４のタイミングドライブチェーンシステムの概念図。実施例５のタイミングドライブチェーンシステムの概念図。エンジンが直列４気筒の場合のときのチェーン張力の周期変動を示すグラフ。従来のエンジン内のタイミングドライブチェーンシステムの配置図。

符号の説明

１０、２０、３０、４０、５０・・・タイミングドライブチェーンシステム
Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１、Ｓ５１・・・クランクシャフト
Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ３２、Ｓ４２、Ｓ５２・・・駆動側スプロケット
Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ３３、Ｓ４３、Ｓ５３・・・（左側）カムシャフト
Ｓ１４、Ｓ２４、Ｓ３４、Ｓ４４、Ｓ５４・・・（右側）カムシャフト
Ｇ１１、Ｇ２１、Ｇ３１、Ｇ４１、Ｇ５１・・・可動ガイド
Ｇ１１ａ、Ｇ２１ａ、Ｇ３１ａ、Ｇ４１ａ、Ｇ５１ａ・・・（可動ガイドの）シュー部
Ｇ１１ｂ、Ｇ２１ｂ、Ｇ３１ｂ、Ｇ４１ｂ、Ｇ５１ｂ・・・（可動ガイドの）ボス部
Ｇ１１ｃ、Ｇ２１ｃ、Ｇ３１ｃ、Ｇ４１ｃ、Ｇ５１ｃ・・・（可動ガイドの）軸支手段
Ｇ１２、Ｇ２２、Ｇ３２、Ｇ４２、Ｇ５２・・・揺動ガイド
Ｇ１２ａ、Ｇ２２ａ、Ｇ３２ａ、Ｇ４２ａ、Ｇ５２ａ・・・（揺動ガイドの）シュー部
Ｇ１２ｂ、Ｇ２２ｂ、Ｇ３２ｂ、Ｇ４２ｂ、Ｇ５２ｂ・・・（揺動ガイドの）ボス部
Ｇ１２ｃ、Ｇ２２ｃ、Ｇ３２ｃ、Ｇ４２ｃ、Ｇ５２ｃ・・・（揺動ガイドの）軸支手段
Ｇ１３、Ｇ２３、Ｇ３３・・・揺動伝達アーム
Ｇ４３・・・第１伝達ギヤ
Ｇ４４・・・第２伝達ギヤ
Ｇ５３・・・第１伝動ギヤ
Ｇ５４・・・第１伝動ギヤ
Ｃ１、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５・・・楕円形状カム
Ｃ２・・・四角形状カム
ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、ＣＨ５・・・（タイミング）チェーン
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５・・・テンショナ
Ｂ・・・弾性部材
Ｋ４・・・クランクギヤ
Ｋ５・・・カムギヤ

Claims

内燃エンジンのクランクシャフトに設けた駆動スプロケットと、吸排気弁を駆動するカムシャフトに設けた従動スプロケットとの間にチェーンを掛架し、前記クランクシャフトの回転力を前記カムシャフトに伝達するタイミングチェーンドライブシステムにおいて、
前記チェーンの緩み側の前記従動スプロケットと前記駆動スプロケットとの間に、テンショナと可動ガイドからなる張力調整手段を有し、
前記チェーンの張り側の前記従動スプロケットと前記駆動スプロケットとの間に、前記クランクシャフトまたは前記カムシャフトの回転力によって、前記チェーンの走行方向と略垂直な方向に強制揺動される揺動ガイドであって、前記チェーンの張力変動周期中の張力最大値出現時に前記揺動ガイドの後退速度が略最大となり、張力最小値出現時に前記揺動ガイドの前進速度が略最大となるような揺動手段を有すること
を特徴とするタイミングチェーンドライブシステム。
前記揺動手段が、楕円形状カムを有しており、前記楕円形状カムが前記クランクシャフトに同軸固定されており、前記揺動ガイドの揺動端部から延設された揺動伝達アームが、前記楕円形状カムに摺接すること
を特徴とする請求項１に記載のタイミングチェーンドライブシステム。
前記揺動手段が、１回転当たり外接点が半径方向に４回往復する四角形状カムを有しており、前記四角形状カムが前記カムシャフトに同軸固定されており、前記揺動ガイドの揺動端部から延設された前記揺動伝達アームが、前記四角形状カムに摺接すること
を特徴とする請求項１に記載のタイミングチェーンドライブシステム。
前記揺動ガイドが、前進方向に弾性部材により予圧されていること
を特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載のタイミングチェーンドライブシステム。
前記揺動手段が、前記クランクシャフトに同軸固定されたクランクギヤに噛み合う第１伝達ギヤ、および、前記第１伝達ギヤに噛み合い前記クランクギヤと同方向に回転する第２伝達ギヤを有しており、前記第２伝達ギヤに同軸固定された楕円形状カムを有しており、前記揺動ガイドの揺動端部に前記楕円形状カムが摺接すること
を特徴とする請求項１に記載のタイミングチェーンドライブシステム。
前記揺動手段が、前記カムシャフトに同軸固定されたカムギヤに噛み合う第１伝動ギヤ、および、前記第１伝動ギヤに噛み合い前記カムギヤと同方向に回転する第２伝動ギヤを有しており、前記第２伝動ギヤに同軸固定された楕円形状カムを有しており、前記揺動ガイドの揺動端部に前記楕円形状カムが摺接すること
を特徴とする請求項１に記載のタイミングチェーンドライブシステム。