JPH04203638A - エンジンの主機部品駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ベルトあるいはチェーンを介してクランク軸
の駆動力をバランサ軸．カム軸に伝達する主機部品駆動
装置に関する。

［従来技術］ バランサ軸，カム軸及び補ａＸの駆動は、動力源である
クランク軸からの駆動力により、ベルト，チェーンある
いはギア等の伝達手段を介しておこなわれている。

その−例としてＰ４二ば、エンジンのクランクによる駆
動力をバランサスプロケット及びアイドラスプロケット
に各々別途のチェーンを介して伝達し、前記アイトラス
プロゲットと同軸上に一体的に設けられた別のアイドラ
スプロケットより、さらに別途のチェーンを介してカム
スプロケットを駆動しているものく実開昭′６２−６９
０１０号参照）や、クランクの駆動力をカムプーリ、ア
イドラプーリ及びポンプドライブプーリに１本のベルト
と介して伝達すると共に、前記アイドラプーリと同軸上
に一体的に設けられた別のアイドラプーリより、さらに
別途のベルトを介してバランサプーリを駆動しているも
のく特開平１−２６２３２７号参照）などが知られてい
る。

〔本発明が解決しようとする課題コ ー最に、エンジンの圧力番；燃焼行程によって発生され
ることから、出力軸であるクランク軸には瞬間的な回転
運動の変化、いわゆる角速度変動が生じる。この角速度
変動により、クランク軸に設けらｒした回転体とチェー
ンあるい（＝ベルシトとの伊合部において不適切な噌合
いに；るバックラノシ二が３こり騒音が発生したつ、パ
ックラッシニによる応力変化でチェーンあるい；＝ベル
トの破損等による１頭性低下といった支障が発生する。

従って−クランク紺より駆動さ乙るバランア紺、カム勅
及び補撮票にも角速度変動が生じてくる。

実開昭６２−６９０１０号公報においては、クランク軸
にＣ；アイトラスプロゲット及びバランサスプロケット
を各々別途のチェーンにより駆動するための２つのスプ
ロケットが配設されており、このなめエンジン長手方向
の突出量が必然的に大きくなってしまいエンジン全長が
長くなるとともに、クランク軸の軸受部場面からの宍出
量が大きくなり、該突出部に薄型によるたわみが発生し
角Ｍ度変動が助長され、カムスプロケット及びバランサ
スプロゲットとチェーンとの係合部において不適合な喝
合いがおこってしまう。

また、特開平１−２６２３２７号公報においては、カム
プーリチクランクブーりより特殊な両歯ベルトを介し直
接駆動するために、クランクプーリの２倍の径が必要と
なるカムプーリは、クランクプーリの径に規制され大径
となってしまう、このためエンジン全高が大きくなると
ともに、エンジン前面における下半面に主機、補気の配
置が制約され、エンジン下方におけるベルトレイアウト
の自由度が少なくなり横幅が拡がってしまう。

不発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、上記問題
を解決し、クランク軸からの角速度変動による影響を減
少しつつエンジンをよりコンパクトにすることを目的と
している。

［ＩＩＭを解決するための手段］ 本発明は、このような難点を克服したエンジンの主機部
品駆動装置に係り、エンジンのクランク軸より互いに軸
間距離を隔てて配置されたカム軸及びバランサ軸をそれ
ぞれ回転駆動するエンジンの主機部品駆動装置において
、上記エンジン本体の端面に近接して配置されクランク
軸に連結された第一駆動回転体と、上記エンジン本体に
その端面より突出して設けられた１本の中間軸と、この
中間軸にそれぞ几連結された第一被動回転体、第二及び
第三駆動回転体と、上記エンジン本体の端面に近接して
配置されバランサ軸及びカム軸にそれぞれ連結された第
二及び第三被動回転体と、上記第一駆動、被動回転体間
、第二駆動、被動回転体間及び第三駆動、被動回転体間
にそれぞれ巻掛けられた第一、第二及び第三無端帯体と
を有することを特徴とするものである。

上記第一、第二及び第三無端帯体は、タイミングベルト
もしくはタイミングチェーンで構成され、これに対応し
て第一駆動、被動回転体、第二駆動、被動回転体及び第
三駆動、被動回転体はベルトプーリもしくはチェーンス
プロケットにて構成されるものである。

［作用］ クランク軸の駆動力を、クランク軸に設けられた第一駆
動回転体から第一無端帯体により１つの中間軸に伝達し
、この中間軸がらさらに第二及び第三無端帯体を介しバ
ランサ軸及びカム軸が駆動されることにより、クランク
軸上の主機駆動のための０上体を１つに押さえら几るた
め−クランク軸のクランク軸受部からの突出量が小さく
なりこの突出部自体のクランク軸受部を支点とする首振
り運動が抑制され、この首振り運動による角速度変動へ
の助長を阻止することができる。さらに、中間軸上に設
けられるクランク軸から駆動される第一被動回転体、バ
ランサ軸を駆動する第二駆動回転体及びカム軸を駆動す
る第三駆動回転体の各々の径と調整することにより、バ
ランサ軸及びカム軸の第二及び第三被動回転体の径がク
ランク軸の第一駆動回転体の径に規制されない、また、
中間軸上においてエンジン本体から中間軸先端に向かっ
てクランク軸より駆動される第一被動回転体、バランサ
軸を駆動する。第二駆動回転体、カム軸を駆動する第三
駆動回転体の順に配列したことにより、最も高回転とな
るバランサ軸のエンジン前面における突出量が押さえら
れ、この突出部の首振り運動を阻止できる。

また、中間軸を２本のバランサ軸及び２本のカム軸によ
り形成される空間内に配置することで、ゼ然的にクラン
ク軸から中間軸の間隔番＝長くなつ中間軸がちカム軸及
びバランサ軸の間隔は短くなるため一クランク軸から中
間軸までの第一無端帯体の長さにともなう可接性及び収
縮性により、クランク軸の回転における角速度変動を吸
収しつつこの駆動力を中間軸に伝達できる。一方、中育
軸からバランサ軸及びカム軸への第二及び第三無端帯体
の長さを極力短くできるので、無端帯体の伸びによる張
力低下の恐れがなくカム軸及びバランサ軸に−様な回転
を伝達することかできる。さらに、中間軸においてバラ
ンサ軸の第二波動回転体を駆動する第二無端帯体の張力
による下方向への力と、カム軸の第三被動回転体を駆動
する第三ｍ４帯体の張力による上方向への力とが互いに
相殺され、中間軸の突出部における首振り運動分最小限
に抑制できる。

（実施例） 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は、タイミングチェーンカバーを取り外した状ワ
におけるエンジンの正面図、第２図は第１図のニー丁断
面図である。

２本のカム軸をもつ直列式４気筒ツインカムエンジン１
は、シリンダープロ・ツク２上にンリンダーへノド３が
締結され、シリンダ−ブロック２下部にはオイルパン４
がンリンダーヘンド２上にはへ・ノドカバー５がそれぞ
れ装着されている。

エンジン１の出力軸としてのクランク軸６の一端は、／
リンダー１０ｙり２の前面側に突出し、このクランク軸
６には、第一駆動回転体としてのクランクスプロケット
７が一体に固着されている。このクランクスプロケット
７には、中間軸８を駆動する蔦−無端帯体としての第一
タイミングチェーン９が係合される。また、このクラン
クスプロケット７には図示しないオルタネータ、ウォー
ターポンプ等の補機を駆動する伝動ベルトが係合される
ベルトプーリ１０が形成される。（第２図参照） 上記第一タイミングチェーン９が中間軸８に第一被動回
転体として固着された第一中間スズロケノド１１に係合
して、この中間軸８を駆動する。

上記クランクスプロケット７の径に対して＃：闇紺８の
茅−９間スプロケット１１は大きく形成さ几、９間軸８
はクランクＩ８！６の口紅より角速度ζ二減遠しで駆動
される。また、上記シリングブロック２にＣ；、そのク
ランク軸６の細心に対して左右の設定位ｌに、一対のバ
ランサ軸Ｌ２．１３が配設されている。

この左右のバランサ軸１２．１３＋：、クランク軸６の
上方において、せバランサ軸１３が左バランサ軸１２に
対して宮斜め上に位置させ、上下の２次起振力の消去の
みならず往復質量によるモーメントおよび爆発トルクに
ょる起振モーメントを可及的に消去し、さらにクランク
軸６と平行に配設されている。各バランサ軸１２．１３
！；１ｌｌｊ心して形成さけたアンバランス部１４ａ、
Ｌ５ａを備え、各アンバランス部１４ａ、１５ａの重心
位置（＝、基不的には所定気量のピストン（（２ｆｆ示
されていない）が上死点及び下死点にあるときに略最下
点にくるように設定されている。

上記左右のバランサ１ｌＩｌｌ１２．１３のｖｒ端部は
シリンダ−ブロック２の前面側に突出し、この部分に右
バランサ軸１′３に↓；第二被動回転体としてのチェー
ンスプロケット１５が右バランサ軸１２には第二被動回
転体としての駆動ギア１４がそれぞれ設けられ、前記左
バランサ軸１２の上側位置には左バランサ軸１２の駆動
ギア１４と噛合するアイドルギア１６がアイドルスプロ
ケット１７と同じアイドラ軸１８に一体的に配ヱされて
いる。

一方、前記中間軸８には、上記第一中間スプロケツト１
１の外側即ち２段目に、一体向に第二駆動回転体として
の第二中間スプロケット１つが設けられ、この第二中間
スプロケット１つは第一中間スプロケット１１の径より
も大きく形成されている。そして上記中間軸８の第二中
間スプロケ・ノド１９から右バランサスプロケット１５
と左バランサギア１４を駆動するアイドラ軸１８のアイ
ドルスプロケット１７に対して、第二無端帯体としての
第二タイミングチェーン２０が係合され、上記アイドル
スプロケット１７と同軸に配！されているアイドルギア
１７と左バランス軸１２の駆動ギア１４とが鴫合してい
る。上記のような精成であれば、左右のバランサ軸１２
，１３が互いに反対方向に回転するようになる。また、
左バランサギア１４．菅バランサスプロケツト１５．ア
イドルギア１６及びアイドルスプロケット１７の各々の
径は略同径であり、この径は中間１１ｉＩ８の第１及び
第２中間スプロケット１１．１９の径より小さく設けら
れ、左右のバランサ軸１２．１３が中間軸８の回転より
増速して駆動されている。

上記左バランサギア１４及び菅バランサスプロケット１
５は、クランクスプロケット７から中間軸８の第１中間
スプロケット１１へ減速される一方、この中間軸８上に
第１中間スプロケット１１と一体的に設置された第２中
間スプロケｌト１９から左バランサギア１４及びせバラ
ンサスプロケット１５への増速によって、最終的にはク
ランクスプロケット７の２倍の速度で回転駆動される。

さらに上記シリンダーへラド３には、中間軸８の軸心に
対して左右の設定位置に一対のカム軸２１．２２が配設
されている。この左右のカム軸２１．２２は、中間軸８
の少し上方においてクランク軸６と平行に配設されてい
る。

上記左右のカム軸２１．２２の前端部はシリンダーへラ
ド３の前面側に芙出し、この部分に第三被動回転体とし
ての左右のカムスプロケット２３．２４がそれぞれ設け
られている。一方、中間軸８には上記第一及び第二中間
スプロケット１１．１９の外側すなわち３段目に一体的
に第三駆動回転体としての第三中間スプロケット２５が
設けられ、この第三中間スプロケット２５は第１及び第
２中間スプロケット１１．１９の径より小さく形成され
ている。そして上記中間軸８の第３中間スプロケット２
５から左右のカムスプロケット２３．２４に対して、第
三無端帯体としてタイミングチェーン２６が係合されて
いる。また、この左ものカムスプロケット２３．２４の
径は中間軸８の第１中間スブロケ／ト１１の径より小さ
く、第３中間スプロケット２５の径よりは大きく、クラ
ンクスプロケット７と略同径に形成されている。　この
左右のカムスプロケット２３．２４はクランクスプロケ
ット７から中間軸８の第一中間スプロケット１１への減
速と、この中間軸８上に設置された第一中間ス７０ケッ
ト１１よりも小径の第三中間スプロケット２５から左右
のカムスプロケット２３．２４への２段の減速によって
、最終的にはクランク軸６の１／２　　倍の速度で回転
駆動されている。　従って、前記中間軸８の前端部はシ
リンダーヘッド３の前面側においてバランサ軸１２．１
３とカム軸２１．２２との間におけるエンジン１略中央
部で突出し、この前端部にはエンジン本体から中間軸先
端に向かって、１段目にクランクスプロケット７から第
一タイミングチェーン９を介して駆動される第一中間ス
プロケット１１が、２段目に左バランサギア１４及び右
バランサスプロケット１５を駆動するべく第二タイミン
グチェーン２０が係合されている第二中間スプロケント
１９が、３段目に左右のカムスプロケット２３．２４を
駆動するべく第三タイミングチェーン２６が係合されて
いる第三中間スズロケット２５が一体的に配設されてい
る。

一方、第一２纂二及び第三タイミングチェーン８．２０
．２６の！ｏｆｆｌには第一、第二及び第三タイミング
チェーン８．２０．２６に対する鷹堆、水等の付着防止
のためのタイミングチエ−カバー２７が設番すられてい
る。

このタイミングチェーンカバー２７において−この訂端
面の下方ｉ分の前−が段状に凹設されて、これによ一つ
空間部Ｓが設けらｎている。この空間部Ｓには、クラン
ク軸６の前端に設けらｎでいる前記ベルトプーリ１０が
クランクスプロケット７と前記タイミングチェーンカバ
ー２７を挟んで配設され、このベルトプーリ１ｏがタイ
ミングチェーンカバー２７の最も前方に只出した部分よ
り内方に納められている。この中間軸８は、クランク軸
の＃直上に位置してシリンダーブロック２上に左官のカ
ム軸２１．２２と左官のバランサ軸１２．１３との開に
位置するように配設さ几ている。

上記のような実１Ｎ例によれば、クランク軸６に設けら
れる纂−駆動回転体としてのクランクスプロケット７が
１つて′済むため、クランク軸６のエンジン１前面への
突出量を小さくできエンジン全長が小さくなるとともに
、この突出部に発生する首振り運動を抑制することがで
きる。また、クランク軸６のクランクスプロケット７の
さらに外側に設けられる前記ベルトプーリ１０がタイミ
ングベルトチェーンカバー２７の最も前方に突出した部
分の内方に納められるため、ニンジン前面への突出量を
均一化できエンジン全長と小さくできる。

さらに上記実施例では、中間軸８に設けられる第一被動
回転体７第二及び第三駆動回転体としての纂−２第二及
び第三中間スプロケット１１，１９．２５の各々の径を
調整することにより、第三被動回転体としての左右のカ
ムスプロケット２３．２４を小径化できエンジン全高を
小さくできるとと（ｌに、第二被動回転体としての左バ
ランサギア１４及び在スプロケット１５を最適な径にで
き信頼性を確保できる。

また上記実施例では、１つの中間軸８に第一。

第二及び第三中間スプロケット１１．：Ｌ９．２５を設
けこの中間軸８を左右のカム軸２１．２２と左官のバラ
ンサｂ１２．１３との開に配置することにより、エンジ
ン１前面の上半面でベルトレイアフトと納めることがで
き″４機芝の設置巨由度が増すとともに、エンジン１を
よりコンパクトにすることができる。

さらに、上記実施例ではすべての無端帯体を第一、第二
及び第三タイミングチェーン９．２０゜２６を使用して
いるが、これはタイミングベルトを使用するようにして
もよいが、タイミングチェーンの方が幅が狭くエンジン
全長に有利であるとともにタイミングベルトより耐久性
が良く信頼性が高い。

また上記実施例では、左右のカムスプロケット２３．２
４と左バランサギア１４及び右バランサスプロケット１
５が、中間軸８上の寓二及び茅三中間スプロケット１９
．２５と介して駆動されているが、補１１１＠等も中間
軸８を介して駆動されるようにしてもよく、この場合さ
らにエンジン全体の騒音低減が２几るらのである。

また上記実施側番；、２Ｔ−のカム軸をもった直列４気
筒ツインカムエンジンについて説明したが、そのほかの
多気筒エンジンにおいて１本のカム軸をもったシングル
カムエンジンでも適用し、また１次もしく（＝２次の往
復慣性力を打消すための１本もしくは２本のバランサ軸
を等速もしく番；増速駆動するように構成したものにた
いしても、本発明は適用可能である。

［効果］ クランク軸の駆動力を、クランク軸に設けられた１つの
第一駆動回転体から第一無端帯体より１本の中間軸に伝
達し、この中間軸がらさらに第二及び第三無端帯体を介
しバランサ軸及びカム軸が駆動されるようにしたことに
より、クランク軸上の主機駆動のための回転体を１つに
おさえられるため、クランク軸のクランク軸受部からの
突出量が小さくなり、この突出部自体のクランク軸受部
を支点とする首振り運動が抑制され角速度変動の助長を
阻止することができるとともに、エンジン全長を小さく
てきる。さらに、＝開動上に設；アられるクランク軸か
ら駆動さ几る第一被動回転体バランサ軸を駆動する第二
駆動回転体及びカム軸を駆動する第三駆動回転体の各々
の径を調整することにより、バランサ軸及びカム軸の第
二及び第三駆動回転体の径がクランク軸の第一駆動回ｌ
ｉ：体の径に規制されないため　カム軸の第三被動回転
体を小径化によりニンジン全高が小さくできるとともに
、バランサ軸の第二被動回転体の径も最適な径とするこ
とができ信頼性を確保することができる。また、１つの
中間軸上においてエンジン本体から突出端に向かって順
にクランク軸より駆動される第一被動回転体、バランサ
軸を駆動する第二駆動回転体、カム軸を駆動する第三駆
動回転体を配設したことにより、最も高回転となるバラ
ンサ軸のエンジン前面における突出量が押さえられるた
め、この突出部の首振り運動を阻止できエンジンの騒音
及びこれに伴う振動を抑制することができるとともに、
エンジン前面における使用面頂がおさえられ、エンジン
全高及び横幅を小さくすることができる。

さらに、中間軸をカム軸とバランサ軸との間におけるエ
ンジンの略中夫に配置することで必然的にクランク軸か
ら中間軸の間隔は長くなり、中間軸からカム軸及びバラ
ンサ軸の間隔は短くなるため、クランク軸から中間軸ま
での第一無端ｆ体の長さにともなう可視性及び収縮性に
より、中間軸に角速度変動のない回転を伝達できる。一
方、中間軸からバランサ軸及びカム軸への第二及び第三
無端帯体の長さを極力短くできるので、無端帯体の伸び
による張力低下の恐れがなく、カム軸及びバランサ軸に
一様に伝達することができエンジン自体の信頼性を高め
るとともに、ベルトレイアウトがエンジン前面の上半面
で可能となり、エンジン前面の下半面に補機類の設置面
積を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はタイミングチェーンカバーを取り外した状態に
おけるエンジン正面図、第２図は第１図のＩ−■線に沿
ってとられた一部切り欠き断面図である。 １・−・エンジン、２・・・シリンダーブロック、３・
、・シリンダーヘッド、６・・・クランク軸、７・・−
中間軸、８・・・第一タイミングチェーン、９−・クラ
ンクスプロケット、１１・・・第一中間スプロケット、
１２゜１３・・・バランサ軸、１４・−・左バランサギ
ア、１５・・・吉バランサスプロゲット、１６・・・ア
イドラギア、１７・・・アイドラスプロケット、１８・
・・アイドラ軸、１９・・・第二中間スプロケット、２
０・・・第二タイミングチェーン、２１．２２・・・カ
ム軸、２３．２４・・・カムスプロケット、２５・・・
第三中間スプロケット、２６・・・第三タイミングチェ
ーン。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンのクランク軸より互いに軸間距離を隔て
   て配置されたバランサ軸及びカム軸をそれぞれ回転駆動
   するエンジンの主機部品駆動装置において、上記エンジ
   ン本体の端面に近接して配置されクランク軸に連結され
   た第一駆動回転体と、上記エンジン本体にその端面より
   突出して設けられた１本の中間軸と、この中間軸にそれ
   ぞれ連結された第一被動回転体、第二及び第三駆動回転
   体と、上記エンジン本体の端面に近接して配置されバラ
   ンサ軸及びカム軸にそれぞれ連結された第二及び第三被
   動回転体と、上記第一駆動、被動回転体間、第二駆動、
   被動回転体間及び第三駆動、被動回転体間にそれぞれ巻
   掛けられた第一、第二及び第三無端帯体とを有すること
   を特徴とするエンジンの主機部品駆動装置。
2. （２）第一被動回転体、第二及び第三駆動回転体は、上
   記エンジン本体から中間軸先端に向かって、同心状に一
   体的に、第一被動回転体、第二駆動回転体、第三駆動回
   転体の順に配列されていることを特徴とする前記特許請
   求の範囲第１項記載のエンジンの主機部品駆動装置。
3. （３）バランサ軸及びカム軸はそれぞれ２本設けられて
   おり、前記中間軸がこの２本のバランサ軸及び２本のカ
   ム軸により形成される空間内に設けられることを特徴と
   する前記特許請求の範囲第１項記載のエンジンの主機部
   品駆動装置。