JP5966200B2 - 内燃機関の伝動構造 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の伝動構造に関する。

従来、内燃機関において、クランク軸と中間軸の間に第１チェーンを掛け、中間軸と各バンクのカム軸の間に第２チェーン及び第３チェーンを掛けたＶ型４気筒エンジンの伝動構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、各軸間のそれぞれの変速比について開示されていない。通常、Ｖ型内燃機関は、第１チェーンの変速比が第２及び第３チェーンの変速比よりも小さく設定されており、クランク軸と中間軸の間で大きな減速が行われるようになっている。このため、従来のＶ型内燃機関は、クランク軸と中間軸との間の第１チェーンに過大な負荷が加わる構造になっている。

特開平４−７５３６４号公報

しかし、特許文献１に記載された従来の内燃機関のように、変速比が前記したように設定されている場合は、クランク軸の周辺におけるカム駆動のトルクによって発生する伝動帯（チェーン）の張力が過大となるという問題点があった。

そこで、本発明は、前記問題点を解決するために創案されたものであり、クランク軸に発生する全気筒分のカム駆動トルクによって発生する伝動帯張力の合力を低減させることができる内燃機関の伝動構造を提供することを課題とする。

本発明に係る内燃機関の伝動構造は、内燃機関のクランク軸と中間軸との間に掛けられた第１伝動帯と、前記中間軸と一方のバンクのカム軸との間に掛けられた第２伝動帯と、前記中間軸と他方のバンクのカム軸との間に掛けられた第３伝動帯とを有し、前記カム軸が前記クランク軸の１／２の回転速度で回転する内燃機関の伝動構造であって、前記クランク軸と前記中間軸との間の変速比は、前記クランク軸と前記中間軸との間の変速比をｘ、前記中間軸と前記カム軸との間の変速比をｙとすると、
１＞ｘ＞ｙ＞０．５
となるように設定されていることを特徴とする。
ここで、変速比（減速比）とは、原動軸の回転速度に対する従動軸の回転速度の割合であって、クランク軸の回転速度を１とした場合の中間軸の回転速度である。つまり、変速比が大きいとは、変速の値が大きいことであり、駆動軸と被動軸の速度の変化が小さいことをいう。

かかる構成によれば、内燃機関の伝動構造は、クランク軸と中間軸とに掛けられた第１伝動帯と、中間軸と一方のバンクのカム軸に掛けられた第２伝動帯と、中間軸と他方のバンクのカム軸とに掛けられた第３伝動帯とで構成されているので、伝動帯全体にかかる張力を三つ分けることができるため、特に第１伝動帯にかかる張力を従来よりも低減させることができる。また、内燃機関の伝動構造は、クランク軸と中間軸の間の変速比が中間軸とカム軸の間の変速比よりも大きいことにより、中間軸の回転速度が大きく減速されるのを抑制することができる。

また、前記一方のバンクの前記カム軸、及び、前記他方のバンクの前記カム軸は、吸気用カム軸被動輪を備えた吸気用カム軸と、排気用カム軸被動輪を備えた排気用カム軸と、の２組の軸をそれぞれ備えて構成され、前記一方のバンクの前記吸気用カム軸被動輪及び前記排気用カム軸被動輪は、可変バルブタイミング機構と、該可変バルブタイミング機構の外周面におけるカム軸方向の一端側に設けられたカムスプロケットと、を備え、前記他方のバンクの前記吸気用カム軸被動輪及び前記排気用カム軸被動輪は、可変バルブタイミング機構と、該可変バルブタイミング機構の外周面におけるカム軸方向の他端側に設けられたカムスプロケットと、を備え、前記第２伝動帯は、前記第３伝動帯に対して、前記一方及び他方のバンクの前記吸気用カム軸被動輪及び前記排気用カム軸被動輪の位置に合わせて、軸方向にオフセットされて配置されていることが好ましい。
かかる構成によれば、一方のバンクの吸気用カム軸被動輪及び排気用カム軸被動輪の可変バルブタイミング機構の配置方向を、他方のバンクの吸気用カム軸被動輪及び排気用カム軸被動輪の可変バルブタイミング機構の配置方向とは反対の向きにして配置している。このため、内燃機関において、側面視して、一方側のバンクのカム軸にある可変バルブタイミング機構と、他方のバンク側のカム軸にある可変バルブタイミング機構とを軸方向に重なり合うように配置することができるので、その重なり合って配置した分だけ占有スペースを少なくして、内燃機関を軸方向に小型化することができる。

また、前記内燃機関は、前記第１伝動帯、前記第２伝動帯及び前記第３伝動帯を覆うと共に、ホルダ設置孔が形成された伝動帯ケースと、前記ホルダ設置孔に取り付けられたベアリングボルダと、を備え、前記中間軸には、前記第１伝動帯が巻き掛けられたクランク減速輪と、前記第２伝動帯が巻き掛けられたカム軸駆動輪と、前記第３伝動帯が巻き掛けられたカム軸駆動輪と、が一体形成された減速輪が設けられ、前記中間軸において、前記減速輪の一方側が、ベアリングと、当該ベアリングが固定されたウォーターポンプと、を介在してシリンダブロックに軸支持され、前記減速輪の他方側が、ベアリングと、当該ベアリングが固定された前記ベアリングホルダと、を介在して前記伝動帯ケースに軸支されていることが好ましい。
かかる構成によれば、中間軸は、両端部がベアリングによって軸支されているので、安定した状態に保持されている。

本発明は、クランク軸に発生する全気筒分のカム駆動トルクによって発生する伝動帯張力の合力を低減させることができる内燃機関の伝動構造を提供することができる。

本発明の実施形態に係る内燃機関の伝動構造の配置状態を示す要部概略斜視図である。 伝動帯ケースの取り付け状態を示す内燃機関の要部概略正面図である。 伝動帯ケースを取り外した内燃機関の要部概略正面図である。 各伝動帯の張架状態を示す説明図である。 図２のＸ−Ｘ線方向拡大断面図である。 （ａ）は第１バンクの駆動トルクの変化を示すグラフであり、（ｂ）は第２バンクの駆動トルクの変化を示すグラフである。 （ａ）は各バンクの駆動トルクの変化を示すグラフであり、（ｂ）は各バンクの駆動トルクを合成した合成トルクを示すグラフである。

図１〜図７を参照して、本発明の実施形態に係る内燃機関の伝動構造を説明する。本発明に係る内燃機関１の伝動構造は、内燃機関１が横置きでも、縦置きでも対応可能であるが、以下、縦置きの場合を例に挙げて説明する。
本発明の実施形態では、図１に示すクランク軸３、中間軸４及びカム軸５，６の延びている方向を前後方向、これに直交する方向を左右方向、鉛直上方側及び鉛直下方側を上下方向として説明する。

≪内燃機関≫
図１に示すように、内燃機関１は、Ｖ型多気筒（６気筒）の４サイクルのエンジンであり、例えば、車両の車体後部に縦置きに配置されている。内燃機関１は、クランク軸３方向から見て略９０°を成して相互にＶ字状に形成された左右一対の第１バンク２ａ及び第２バンク２ｂを有した内燃機関本体２を有している。その第１バンク２ａ及び第２バンク２ｂには、不図示の動弁機構がそれぞれ設けられている。内燃機関１は、右側の第１バンク２ａに対して左側の第２バンク２ｂが僅かに前側にずれて配置されて、互いに前後方向にオフセットされている。

＜内燃機関本体＞
図２及び図３に示すように、内燃機関本体２は、シリンダブロック２１と、左右のシリンダヘッド２２，２２と、左右のヘッドカバー２３，２３と、クランクケース２４と、伝動帯ケース８と、ベアリングホルダ８４と、クランク軸３と、中間軸４と、カム軸５，６と、オイルポンプ軸ＯＰａと、伝動帯７と、を備えている。
図１に示すように、内燃機関本体２には、クランク軸３と、中間軸４と、カム軸５，６と、オイルポンプ軸ＯＰａとが、前後方向に沿って平行に設けられている。
図３に示すように、内燃機関本体２の前側壁には、４本の伝動帯７を備えて成る伝動帯機構を囲むようにフランジ部２ｃが形成されている。そのフランジ部２ｃには、伝動帯ケース８がボルト締めされている。

＜シリンダブロック＞
図２に示すように、シリンダブロック２１は、上部の左右の第１バンク２ａ及び第２バンク２ｂ（図１参照）の上合面に、シリンダヘッド２２，２２がＶ字を構成するように取り付けられている。図３に示すように、シリンダブロック２１とクランクケース２４との接合面間には、クランク軸駆動輪３１を備えたクランク軸３が軸受を介して回転自在に軸支されている。左右の第１バンク２ａ及び第２バンク２ｂ間（図１参照）のシリンダブロック２１の上側中央部には、中間軸４が軸支されている。シリンダブロック２１は、不図示の燃焼室のシリンダ軸線方向の下方側を形成して、そのシリンダ軸線方向の下方側にカム軸５，６方向に所定間隔でそれぞれ３つの気筒２１ｂ（図１参照）が形成されている。

＜シリンダヘッド＞
図２に示すように、左右の一対のシリンダヘッド２２，２２上には、ヘッドカバー２３，２３が取り付けられている。各シリンダヘッド２２は、不図示の燃焼室のシリンダ軸線方向の上方側を形成して、そのシリンダ軸線方向の上方側にカム軸方向に所定間隔で３つの気筒(図示省略)がそれぞれ形成されている。
シリンダヘッド２２，２２には、内燃機関１の吸排気システム（図示省略）が取り付けられている。つまり、シリンダヘッド２２の左右には、図１に示すように、吸気用カム軸５１，６１及び排気用カム軸５２，６２が配置されている。

＜ヘッドカバー＞
図２に示すように、ヘッドカバー２３，２３は、左右のシリンダヘッド２２，２２の上側にそれぞれ取り付けられている。図３に示すように、シリンダヘッド２２，２２とヘッドカバー２３，２３との連結部位には、吸気用カム軸５１，６１及び排気用カム軸５２，６２が軸受を介して配置されている。吸気用カム軸５１，６１及び排気用カム軸５２，６２の前端部には、吸気用カム軸被動輪５３，６３及び排気用カム軸被動輪５４，６４が取り付けられている。吸気用カム軸被動輪５３，６３及び排気用カム軸被動輪５４，６４には、第２伝動帯７２及び第３伝動帯７３が巻き掛けられている。ヘッドカバー２３，２３とシリンダヘッド２２，２２の前側面には、吸気用カム軸被動輪５３，６３及び排気用カム軸被動輪５４，６４を覆う第２伝動帯ケース８２及び第３伝動帯ケース８３が取り付けられている。

＜クランクケース＞
図３に示すように、クランクケース２４は、シリンダブロック２１の下面に取り付けられている。クランクケース２４は、クランク軸駆動輪３１が設けられたクランク軸３と、オイルポンプ(図示省略)を駆動させるオイルポンプ軸被動輪ＯＰｂが設けられたオイルポンプ軸ＯＰａと、が軸支されている。内燃機関本体２の前側壁において、クランクケース２４のフランジ部２ｃ内の下側部位には、フランジ部２ｃの下端部から上側横方向に向けて延設されたリブ２４ａと、このリブ２４ａとフランジ部２ｃとの間に形成されたオイル吸入口２４ｂと、が形成されている。内燃機関１は、下端部にオイルパンがないドライサンプの潤滑方式のものから成る。

＜伝動帯ケース＞
図２に示すように、伝動帯ケース８は、内燃機関本体２の前側壁に配置された図１に示す第１伝動帯７１、第２伝動帯７２、第３伝動帯７３、第４伝動帯７４等を覆うカバー部材である。伝動帯ケース８は、第１伝動帯ケース８１と、第２伝動帯ケース８２と、第３伝動帯ケース８３との三つの部材に分割されて、液体シール剤（図示省略）を介在して内燃機関本体２のフランジ部２ｃにボルト締めされている。伝動帯ケース８は、例えば、アルミニウム製のものから成る。

図２に示す第１伝動帯ケース８１は、主に、シリンダブロック２１とクランクケース２４の前側面で、第１伝動帯７１及び第４伝動帯７４の周辺を覆うカバー部材である。第１伝動帯ケース８１は、ホルダ設置孔８１ａと、覗き窓８１ｂとが形成されている。第１伝動帯ケース８１は、シリンダブロック２１とクランクケース２４とに跨って配置されてそれぞれボルト締めされている。
第１伝動帯ケース８１の前側表面には、ホルダ設置孔８１ａを閉塞するベアリングホルダ８４と、覗き窓８１ｂを閉塞するメンテナンス用カバー部材８５とがボルト締めされている。

＜ベアリングホルダ＞
図５に示すように、ベアリングホルダ８４は、第１伝動帯ケース８１のホルダ設置孔８１ａを閉塞する蓋状のリテーナである。ベアリングホルダ８４には、内輪を中間軸４の前端部に圧入されたベアリングＢＲ１の外輪を保持するベアリング取付部８４ａが一体形成されている。ベアリングホルダ８４は、第１伝動帯ケース８１のホルダ設置孔８１ａにＯリングＯを介してボルト締めされる。その際、ベアリングＢＲ１は、外輪がベアリング取付部８４ａに取り付けられ、内輪が、中間軸４の前端部に圧入された状態で、ベアリングホルダ８４に取り付けられる。ベアリングＢＲ１，ＢＲ２は、それぞれ中間軸４に圧入されている。ベアリングホルダ８４は、ベアリングＢＲ１の前端部側の外周部に被さって取り付けられて、ベアリングＢＲ１を保持している。この場合、ベアリングホルダ８４は、振動の吸収性の優れている鋳鉄によって形成されていることにより、振動減衰効果を有するので、第１伝動帯ケース８１及び内燃機関１外への振動及び音の伝播が抑制される。

図２に示すように、メンテナンス用カバー部材８５は、第１伝動帯ケース８１において、中間軸４及び減速輪４１（図５参照）の前端部側に配置されたベアリングホルダ８４の周辺に形成された覗き窓８１ｂを閉塞するための蓋部材である。覗き窓８１ｂは、特に、第２テンショナーＴ２の伸び代を調整するアジャスタ機構Ｔ２ａ（図３参照）の状態を視認するのに使用される。その他、この覗き窓８１ｂは、図５に示すクランク減速輪４１ａに巻き掛けられた第１伝動帯７１と、カム軸駆動輪４１ｂに巻き掛けられた第２伝動帯７２と、カム軸駆動輪４１ｃに巻き掛けられた第３伝動帯７３と、減速輪４１を保持するチェーン支持アーム９との設置状態を視認するのにも利用可能である。

図２に示す左右の第２伝動帯ケース８２及び第３伝動帯ケース８３は、主に、吸気用カム軸５１，６１及び排気用カム軸５２，６２の前側に取り付けられたＶＴＣ機構の周辺を覆うカバー部材である（図３参照）。第２伝動帯ケース８２及び第３伝動帯ケース８３は、内燃機関本体２の前側壁において、左右のシリンダヘッド２２とヘッドカバー２３とに跨って配置されて、それぞれにボルト締めされている。

＜クランク軸＞
図３に示すように、クランク軸３は、シリンダブロック２１と、クランクケース２４との接合面間に軸受を介して回転自在に軸支されている。クランク軸３の前端部には、クランク軸駆動輪３１，３１が取り付けられている。クランク軸駆動輪３１，３１には、第１伝動帯７１と第４伝動帯７４とがそれぞれ巻き掛けられている。クランク軸駆動輪３１は、歯数が２４Ｔのスプロケットから成る。

＜中間軸＞
図５に示すように、中間軸４は、ウォーターポンプＷＰを駆動するための軸であり、ベアリングＢＲ１，ＢＲ２、ウォーターポンプＷＰ等を介在してシリンダブロック２１に軸支されている。中間軸４には、減速輪４１が圧入固定されている。その減速輪４１には、クランク減速輪４１ａと、カム軸駆動輪４１ｂと、カム軸駆動輪４１ｃとの３つのスプロケットが一体形成されている。

図４に示すように、クランク減速輪４１ａは、クランク軸駆動輪３１と、クランク減速輪４１ａと、クランク軸駆動輪３１とクランク減速輪４１ａとに巻き掛けられた第１伝動帯７１とによって、第１段目の減速機構７Ａを構成している。第１段目の減速機構７Ａは、歯数が２４Ｔのスプロケットから成るクランク軸駆動輪３１と、歯数が３２Ｔのスプロケットから成るクランク減速輪４１ａと、第１伝動帯７１と、から構成されていることにより、クランク軸駆動輪３１に対してクランク減速輪４１ａが減速される変速比が０．７５になっている。

かかる構成によれば、クランク減速輪４１ａは、クランク軸駆動輪３１の回転に対して減速させる変速比が０．７５であり、クランク軸３が１回転するときに、中間軸４が０．７５回転する。このように中間軸４は、クランク軸３に対して大きく減速されないので、ウォーターポンプＷＰ（図５参照）を比較的速い回転速度で回転させることが可能である。

カム軸駆動輪４１ｂ及びカム軸駆動輪４１ｃは、歯数が２４Ｔのスプロケットから成る。つまり、中間軸４に設けられたクランク減速輪４１ａ、カム軸駆動輪４１ｂ，４１ｃは、共振するのを抑制するために、同数を避けて、クランク減速輪４１ａの歯数が３２Ｔ、左右のカム軸駆動輪４１ｂ，４１ｃの歯数が２４Ｔになっている。

図５に示すように、ウォーターポンプＷＰは、シリンダブロック２１等に形成されたウォータージャケット２１ａ等に冷却水を供給するためのポンプである。ウォーターポンプＷＰは、中間軸４において、減速輪４１の後側部位にベアリングＢＲ２を介して取り付けられて、中間軸４によって回転駆動される。このウォーターポンプＷＰの外周部は、複数のＯリングＯを介してシリンダブロック２１に取り付けられている。ウォーターポンプＷＰは、水抜き穴ＷＰａを有している。

＜カム軸＞
図３及び図４に示すように、カム軸５，６は、燃焼室内の吸気と排気を行う不図示のバルブ（吸気バルブ、排気バルブ）を開閉する複数のカム駒(図示省略)を有する左右一対の軸である。左右のカム軸５，６は、吸気用カム軸被動輪５３，６３を備えた吸気用カム軸５１，６１と、排気用カム軸被動輪５４，６４を備えた排気用カム軸５２，６２と、の２組の軸によってそれぞれ構成されている。カム軸５，６（吸気用カム軸５１，６１及び排気用カム軸５２，６２）は、このカム軸５，６に沿って予め設定された間隔で配置された複数のカムホルダ(図示省略)を介して、内燃機関本体２に回動自在に軸支されている。

不図示のカムホルダは、互いに平行に配置された吸気用カム軸５１，６１及び排気用カム軸５２，６２を内燃機関本体２に対して軸支するための軸受部材である。カムホルダは、シリンダヘッド２２のシリンダ軸線方向の上方側において、左右の吸気用カム軸５１，６１及び排気用カム軸５２，６２に沿って適宜な間隔で二列に配置されている。

図４に示すように、右側の第１バンク２ａの吸気用カム軸被動輪５３及び排気用カム軸被動輪５４は、この吸気用カム軸被動輪５３と、排気用カム軸被動輪５４と、カム軸駆動輪４１ｂと、それらに巻き掛けられた第２伝動帯７２とによって、第２段目の減速機構７Ｂを構成している。第２段目の減速機構７Ｂは、歯数が２４Ｔのスプロケットのカム軸駆動輪４１ｂと、歯数が３６Ｔのスプロケットの吸気用カム軸被動輪５３及び排気用カム軸被動輪５４と、第２伝動帯７２と、から構成されていることにより、中間軸４のカム軸駆動輪４１ｂの回転に対して減速させる吸気用カム軸被動輪５３及び排気用カム軸被動輪５４の変速比が０．６６６になっている。

左側の第２バンク２ｂの吸気用カム軸被動輪６３、排気用カム軸被動輪６４及び第３伝動帯７３は、前記した右側の第１バンク２ａの吸気用カム軸被動輪５３、排気用カム軸被動輪５４及び第２伝動帯７２に対して、カム軸駆動輪４１ｂ，４１ｃを中心として左右対称に配置されて、正面視して同じ時計方向に回転駆動する。左側の第２バンク２ｂの吸気用カム軸被動輪６３と、排気用カム軸被動輪６４と、クランク減速輪４１ａと、それらに巻き掛けられた第２伝動帯７２と、第２段目の減速機構７Ｃを構成している。第２バンク２ｂの第２段目の減速機構７Ｃは、歯数が２４Ｔのスプロケットのカム軸駆動輪４１ｃと、歯数が３６Ｔのスプロケットの吸気用カム軸被動輪５３及び排気用カム軸被動輪５４と、第３伝動帯７３とから構成されていることにより、中間軸４のカム軸駆動輪４１ｃの回転に対して減速回転させる吸気用カム軸被動輪６３及び排気用カム軸被動輪６４の変速比が０．６６６になっている。

このため、吸気用カム軸被動輪５３，６３及び排気用カム軸被動輪５４，６４を備えた左右のカム軸５，６は、第１段目の減速機構７Ａと第２段目の減速機構７Ｂ，７Ｃとによって、クランク軸３の１／２の回転速度で減速回転するように構成されている。また、クランク軸３と中間軸４の間の変速比（０．７５）は、中間軸４とカム軸５，６の間の変速比（０．６６）よりも大きくなっている。内燃機関１に設けられた動弁装置は、クランク軸３の回転を、第１段目の減速機構７Ａと第２段目の減速機構７Ｂ，７Ｃとによって二段減速させて吸気用カム軸５１，６１及び排気用カム軸５２，６２を低速回転させている。

図１に示すように、吸気用カム軸被動輪５３，６３及び排気用カム軸被動輪５４，６４は、円筒形状のＶＴＣ（可変バルブタイミング機構）と、ＶＣＴのハウジングの外周部に設けられたカムスプロケットと、から構成されている。
右側の吸気用カム軸被動輪５３及び排気用カム軸被動輪５４は、カムスプロケットがＶＴＣの外周面の後端側に設けられている。
左側の吸気用カム軸被動輪６３及び排気用カム軸被動輪６４は、カムスプロケットがＶＴＣの外周面の前端側に設けられている。

＜オイルポンプ軸＞
図３に示すオイルポンプ軸ＯＰａは、不図示のオイルポンプを駆動させるための軸である。オイルポンプ軸ＯＰａには、前端部側に第４伝動帯７４が巻き掛けられたオイルポンプ軸被動輪ＯＰｂが設けられ、潤滑油を循環させるためのオイルポンプ(図示省略)が後端部側に設けられている。

＜伝動帯＞
伝動帯７は、無端チェーンあるいは無端ベルトから成る。内燃機関本体２の前壁側には、第１伝動帯７１と、第２伝動帯７２と、第３伝動帯７３と、第４伝動帯７４との４つの伝動帯７が配置されている。以下、伝動帯７がチェーンの場合を例に挙げて説明する。

＜第１伝動帯＞
図４に示すように、第１伝動帯７１は、クランク軸３のクランク軸駆動輪３１と、中間軸４のクランク減速輪４１ａとに掛けられて、クランク軸３の回転の第１段目の減速を行って伝達する減速機構７Ａの一部を構成している。クランク軸３と中間軸４の間において、第１伝動帯７１の左右外側には、第１伝動帯７１をガイドする第１テンショナーＴ１と、第１伝動帯７１のの緩みを取るアジャスタ機構Ｔ２ａを有する第２テンショナーＴ２と、が配置されている。アジャスタ機構Ｔ２ａを有する第２テンショナーＴ２は、第１伝動帯７１をガイドし、また、第１伝動帯７１のたるみを調整する機能を備えている。

＜第２伝動帯＞
第２伝動帯７２は、中間軸４のカム軸駆動輪４１ｂと、第１バンク２ａの各カム軸５の吸気用カム軸被動輪５３及び排気用カム軸被動輪５４とに掛けられて、中間軸４の回転の第２段目の減速を行って伝達する減速機構７Ｂの一部を構成している。第２伝動帯７２の外周部には、第２伝動帯７２の緩みを取るアジャスタ機構Ｔ３ａを有する第３テンショナーＴ３と、第２伝動帯７２をガイドする第４テンショナーＴ４及び第５テンショナーＴ５と、が配置されている。アジャスタ機構Ｔ３ａを有する第３テンショナーＴ３は、第２伝動帯７２をガイドし、また、第２伝動帯７２のたるみを調整する機能を備えている。
図１に示すように、第１バンク２ａ側の第２伝動帯７２は、右側の第１バンク２ａに対して左側の第２バンク２ｂが僅かに前側にずれて配置されていることに伴って、第２バンク２ｂ側の第３伝動帯７３に対して後側にオフセットされて配置されている。

＜第３伝動帯＞
図４に示すように、第３伝動帯７３は、中間軸４のカム軸駆動輪４１ｃと、第２バンク２ｂの各カム軸６の吸気用カム軸被動輪６３及び排気用カム軸被動輪６４とに掛けられて、中間軸４の回転の第２段目の減速を行って伝達する減速機構７Ｃを構成している。第２伝動帯７２と第３伝動帯７３とは、同じ長さの無端チェーンから成り、互いに対称に配置されて、正面視して同じ時計方向に駆動する。第３伝動帯７３の外周部には、第３伝動帯７３をガイドする第６テンショナーＴ６及び第７テンショナーＴ７と、第３伝動帯７３の緩みを取るアジャスタ機構Ｔ８ａを有する第８テンショナーＴ８が配置されている。アジャスタ機構Ｔ８ａを有する第８テンショナーＴ８は、第３伝動帯７３をガイドし、また、第３伝動帯７３のたるみを調整する機能を備えている。

＜第４伝動帯＞
図４に示すように、第４伝動帯７４は、クランク軸３のクランク軸駆動輪３１と、オイルポンプ軸ＯＰａのオイルポンプ軸被動輪ＯＰｂとに掛けられて、オイルポンプ(図示省略)を駆動させる動力伝達機構を構成している。第４伝動帯７４の外周部には、第４伝動帯７４の緩みを取るアジャスタ機構Ｔ９ａを有する第９テンショナーＴ９と、第４伝動帯７４をガイドする第１０テンショナーＴ１０と、が配置されている。アジャスタ機構Ｔ９ａを有する第９テンショナーＴ９は、第４伝動帯７４をガイドし、また、第４伝動帯７４のたるみを調整する機能を備えている。

≪作用≫
次に、図１〜図７を参照しながら本発明の実施形態に係る内燃機関１の伝動構造の作用を説明する。

内燃機関１が始動されて、図４に示すクランク軸３が回転すると、この回転は、第１段目の減速機構７Ａのクランク軸駆動輪３１、第１伝動帯７１、クランク減速輪４１ａを介して中間軸４に伝達される。クランク軸３の回転は、クランク軸駆動輪３１の歯数が２４Ｔで、クランク減速輪４１ａの歯数が３２Ｔであることにより、クランク軸駆動輪３１の回転に対して０．７５の変速比でクランク減速輪４１ａが減速されて伝達される。

この場合、クランク軸駆動輪３１が回転させるクランク減速輪４１ａの抵抗トルクは、クランク軸駆動輪３１の歯数２４Ｔに対してクランク減速輪４１ａの歯数が３２Ｔで比較的歯数が大きく、変速比も０．７５であるので、減速される割合が小さい。このため、このときに第１伝動帯７１にかかる負荷を比較的小さくすることができる。なお、変速比（減速比）が大きい場合は、クランク軸３（駆動軸）が中間軸４（被動軸）を動かすために大きな力が必要になる。その大きな力＝伝動帯７の引っ張り（負荷）である。
クランク減速輪４１ａが回転することによって、同じ中間軸４に設けられたウォーターポンプＷＰ（図５参照）及びカム軸駆動輪４１ｂ，４１ｃが、中間軸４と同じ比較的速い回転速度で回転する。

このように、第１段目の減速機構７Ａは、ウォーターポンプＷＰ（図５参照）を高速で駆動させることができるので、ポンプ性能を向上させることができるため、ウォーターポンプＷＰ（図５参照）の小型化を図ることができる。

カム軸駆動輪４１ｂ，４１ｃが回転すると、この回転は、左右の第２段目の減速機構７Ｂ，７Ｃの吸気用カム軸被動輪５３，６３及び排気用カム軸被動輪５４，６４を介して吸気用カム軸５１，６１及び排気用カム軸５２，６２に伝達される。吸気用カム軸５１，６１及び排気用カム軸５２，６２の回転は、カム軸駆動輪４１ｂ，４１ｃの歯数が２４Ｔで、吸気用カム軸被動輪５３，６３及び排気用カム軸被動輪５４，６４の歯数が３６Ｔであることにより、中間軸４の回転に対して０．６６の変速比で、吸気用カム軸被動輪５３，６３及び排気用カム軸被動輪５４，６４が前記第１段目の減速機構７Ａよりも大きく減速回転される。これにより、各カム軸５，６は、低速回転して各バルブを駆動させる。

図６は、カム軸５，６のカムのバルブリフトによって発生する１気筒ごとの１サイクル７２０度のカムトルクの変化を示すグラフであり、（ａ）は、第１バンク２ａの駆動トルクの変化を示す、（ｂ）は第２バンク２ｂの駆動トルクの変化を示す。

各カム軸５，６が回転するとき、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、各カムのバルブリフトによってカムトルクが発生される。太波線、細波線、太二点鎖線及び細二点鎖線から成る曲線ｄ，ｆは、１気筒ごとのカムリフト曲線を示す。太実線で示す曲線ｅ，ｇは、各カムリフトのカム波形によるカムトルクを示す。左右の第１バンク２ａ及び第２バンク２ｂには、それぞれ１サイクル７２０度ごとのトルク積分値ａ，ｂ０．８がかかる。左右の第２伝動帯７２及び第３伝動帯７３は、負荷されるトルク積分値ａが０．８ずつ分担されているので、大きな減速比であっても大きな負荷がかからない。

カムトルクによるカム軸５，６側の負荷変動は、第１バンク２ａ及び第２バンク２ｂの第２伝動帯７２及び第３伝動帯７３に伝わる。第２伝動帯７２及び第３伝動帯７３は、カムトルクの曲線ｅ，ｇに示すように、内燃機関１の１サイクル対して３回のタイミングで引張り側に引張りと緩みとが加わる。第２伝動帯７２及び第３伝動帯７３は、第３テンショナーＴ３、第４テンショナーＴ４、第５テンショナーＴ５、第６テンショナーＴ６、第７テンショナーＴ７、及び第８テンショナーＴ８によって移動がガイドされると共に、アジャスタ機構Ｔ３ａ及びアジャスタ機構Ｔ８ａによって引張りと緩みが調整される。

図７（ａ）は、第１バンク２ａの駆動トルクｈの変化と、第２バンク２ｂの駆動トルクｉの変化を示すグラフであり、図７（ｂ）は第１バンク２ａの駆動トルクｈと第２バンク２ｂの駆動トルクｉを合成した合成トルクｊを示すグラフである。

図７（ａ）に示すように、第１バンク２ａの駆動トルクｈと、第２バンク２ｂの駆動トルクｉは、対称的なサイクルで相対的なトルクが発生する。このため、第１バンク２ａの駆動トルクｈと、第２バンク２ｂの駆動トルクｉとの合成トルクｊがかかる中間軸４では、図７（ｂ）に示すように、トルクが互いに打ち消し合うが、中間軸４には、第１バンク２ａの１サイクル７２０度ごとのトルク積分値ａと、第２バンク２ｂの１サイクル７２０度ごとのトルク積分値ｂとを加算したトルク積分値ｃ１．６がかかる。

そのため、クランク軸３と中間軸４の間は、小さな減速比にして、大きな負荷（駆動力）が必要な分、クランク軸３の負荷、つまり、第１伝動帯７１の負荷が低減される。
つまり、左右の第２伝動帯７２及び第３伝動帯７３は、左右のカム軸５，６のカムトルクの変動による第２伝動帯７２及び第３伝動帯７３のトルクピークが互いに打ち消し合うタイミングで中間軸４にかかるが、トルクの絶対値（トルク波形のベース）が縦軸の正の方にずれているために、積分値ｃが発生する。本発明は、その積分値ｃが、伝動帯７に悪影響を及ぼさないようにした。このため、中間軸４に負荷される引張力による変動を低減させることができる。

その結果、図５に示す中間軸４からこの中間軸４の周辺に配置されたベアリングホルダ８４、ウォーターポンプＷＰ等の周辺部材に伝動帯張力の負荷変動による振動が伝達されるのを低減させることができる。特に、ベアリングホルダ８４は、鋳鉄で形成されているので、振動の減衰効果に優れている。これにより、内燃機関１の信頼性を向上させることができる。

また、内燃機関１の伝動構造は、クランク軸３と中間軸４の間の変速比（０．７５）が、中間軸４とカム軸５，６の間の変速比（０．６６）よりも大きいことにより、クランク軸３によって第１伝動帯７１に加わる負荷の比率を第２伝動帯７２及び第３伝動帯７４に加わる負荷の比率よりも小さくすることができる。

また、図５に示すように、中間軸４には、後側からクランク減速輪４１ａ、カム軸駆動輪４１ｂ、カム軸駆動輪４１ｃの順で配置されて、第１伝動帯７１、第２伝動帯７２及び第３伝動帯７３（チェーン）が巻き掛けられている。図１に示すように、第２伝動帯７２が巻き掛けられる右側の吸気用カム軸被動輪５３及び排気用カム軸被動輪５４は、カムスプロケットを後側、ＶＴＣを前側にして配置されている。第３伝動帯７３が巻き掛けられる左側の吸気用カム軸被動輪６３及び排気用カム軸被動輪６４は、カムスプロケットを前側、ＶＴＣを後側にして配置されている。
本発明は、このように、右側の第１バンク２ａの吸気用カム軸被動輪５３及び排気用カム軸被動輪５４のＶＴＣの配置方向を、左側の第２バンク２ｂの吸気用カム軸被動輪６３及び排気用カム軸被動輪６４のＶＴＣの配置方向とは反対の向きにして配置している。このため、内燃機関１において、側面視して、右側のカム軸５にあるＶＴＣと、左側のカム軸にあるＶＴＣとを軸方向に重なり合うように配置することができるので、その重なり合って配置した分だけ占有スペースを少なくして、内燃機関１を軸方向に小型化することができる。
この場合、中間軸４は、第２伝動帯７２及び第３伝動帯７３によって中間軸４の前側を上向きに傾ける力が働くが、中間軸４の両端部がベアリングＢＲ１，ＢＲ２によって軸支されているので、安定した状態に保持されている。

また、本実施形態の減速設定によれば、第１伝動帯７１が伸びて１度のずれが発生したとしたときに、カム軸５，６は、０．６６度のずれに抑えることができる。
また、クランク軸３と中間軸４の間の変速比は、中間軸４とカム軸５，６の間の変速比よりも大きいので、両者の変速比の大小を逆にした場合に比べて、第１伝動帯７１の負荷（伸び）を小さくすることができる。これにより、カム軸５，６のずれを一層抑制することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。

前記実施形態では、内燃機関１の伝動構造の一例として、チェーンから成る各伝動帯７と、スプロケットから成るクランク軸駆動輪３１、減速輪４１、吸気用カム軸被動輪５３，６３、及び排気用カム軸被動輪５４，６４と、から構成されるをチェーン伝達機構を例に挙げて説明したが、Ｖベルト、歯付ベルト等のベルト類と、これらが巻き掛けられるプーリや歯車とで構成したベルト伝達機構であっても構わない。
この場合は、前記実施形態で説明したスプロケットの歯数に合わせて、歯車の歯数を形成するか、または、それに合わせてプーリの径を形成すればよい。

また、内燃機関１の一例として、車体後部に縦置きに配置される場合を例に挙げて説明したが、内燃機関１の車体の配置位置及び向きは適宜変更しても構わない。例えば、内燃機関１は、車体の前部側に横置きしても構わない。

１ 内燃機関
３ クランク軸
４ 中間軸
５ 一方のバンクのカム軸
６ 他方のバンクのカム軸
７１ 第１伝動帯
７２ 第２伝動帯
７３ 第３伝動帯
ＷＰ ウォーターポンプ

Claims (3)

1. 内燃機関のクランク軸と中間軸との間に掛けられた第１伝動帯と、前記中間軸と一方のバンクのカム軸との間に掛けられた第２伝動帯と、前記中間軸と他方のバンクのカム軸との間に掛けられた第３伝動帯とを有し、前記カム軸が前記クランク軸の１／２の回転速度で回転する内燃機関の伝動構造であって、
   前記クランク軸と前記中間軸との間の変速比は、前記クランク軸と前記中間軸との間の変速比をｘ、前記中間軸と前記カム軸との間の変速比をｙとすると、
   １＞ｘ＞ｙ＞０．５
   となるように設定されていることを特徴とする内燃機関の伝動構造。
2. 前記一方のバンクの前記カム軸、及び、前記他方のバンクの前記カム軸は、吸気用カム軸被動輪を備えた吸気用カム軸と、排気用カム軸被動輪を備えた排気用カム軸と、の２組の軸をそれぞれ備えて構成され、
   前記一方のバンクの前記吸気用カム軸被動輪及び前記排気用カム軸被動輪は、可変バルブタイミング機構と、該可変バルブタイミング機構の外周面におけるカム軸方向の一端側に設けられたカムスプロケットと、を備え、
   前記他方のバンクの前記吸気用カム軸被動輪及び前記排気用カム軸被動輪は、可変バルブタイミング機構と、該可変バルブタイミング機構の外周面におけるカム軸方向の他端側に設けられたカムスプロケットと、を備え、
   前記第２伝動帯は、前記第３伝動帯に対して、前記一方及び他方のバンクの前記吸気用カム軸被動輪及び前記排気用カム軸被動輪の位置に合わせて、軸方向にオフセットされて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の伝動構造。
3. 前記内燃機関は、前記第１伝動帯、前記第２伝動帯及び前記第３伝動帯を覆うと共に、ホルダ設置孔が形成された伝動帯ケースと、
   前記ホルダ設置孔に取り付けられたベアリングボルダと、を備え、
   前記中間軸には、前記第１伝動帯が巻き掛けられたクランク減速輪と、前記第２伝動帯が巻き掛けられたカム軸駆動輪と、前記第３伝動帯が巻き掛けられたカム軸駆動輪と、が一体形成された減速輪が設けられ、
   前記中間軸において、前記減速輪の一方側が、ベアリングと、当該ベアリングが固定されたウォーターポンプと、を介在してシリンダブロックに軸支持され、
   前記減速輪の他方側が、ベアリングと、当該ベアリングが固定された前記ベアリングホルダと、を介在して前記伝動帯ケースに軸支されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の伝動構造。

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