JPS62271910A - ダブルオ−バヘツドカム型エンジンにおけるカムシヤフト駆動装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、ダブルオーバヘッドカム（ＤＯＨＣ）型エン
ジンにおける一対のカムシャフトを駆動するためのカム
シャフト駆動装置に関するもので、特に、タイミングベ
ルトを用いたベルト伝動式のカムシャフト駆動装置に関
するものである。

（従来の技術） 自動車用エンジンには、小型、高性能、高効率化等を図
るために、ＤＯＨＣ型エンジンが採用されることが多く
なってきている。このようなり０ＨＣｆｉエンジンにお
いては、シリンダヘッド上に吸気弁開閉用のカムシャフ
トと排気弁開閉用のカムシャフトとが設けられる。そし
て、これら一対のカムシャフトは、クランクシャフトに
連動して回転駆動される。このカムシャフトの駆動のた
めには、カムシャフトに固着されたカムブーりとクラン
クシャフトに固着されたクランクプーリとの間にタイミ
ングベルトを無端状に掛け渡したベルト伝動機構が用い
られることが多い。

このようなベルト伝動式のカムシャフト駆動装置におい
ては、タイミングベルトが伸びてたるむと、タイミング
位相がずれたり騒音が発生したりする。そこで、タイミ
ングベルトに所定の張力を付与し得るタイミングベルト
緊張装置が設けられている。このタイミングベルト緊張
装置としては、タイミングベルトのゆるみ側を背面側か
ら押圧することにより、タイミングベルトを内側に湾曲
させて緊張させるようにしたベルトテンショナが用いら
れることが多い、一般に、そのようなベルトテンショナ
は、偏心支持されたテンショナプーリによって構成され
ている。

従来は、このようなベルト伝動式カムシャフト駆動装置
におけるベルトテンショナは、例えば特開昭５８−１２
１３４４号公報等に示されているように、クランクプー
リに近い位置、すなわちエンジン本体のシリンダブロッ
クに取り付けられるものとされていた。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、ＤＯＨＣ型エンジンの場合には、カムプーリ
が２個、並べて設けられる。しかも、それらのカムプー
リは、クランクブーりの２倍の径を有する大径のものと
されている。そのために、カムプーリは、シリンダヘッ
ドの両側面より側方にはみ出るものとなっている。

そのようなり０ＨＣｆｉエンジンの場合、従来のように
ベルトテンショナをカムプーリから遠く離れた位置に配
置したものでは、カムプーリの下方においてもタイミン
グベルトのベルトラインがエンジン本体の幅からはみ出
すことになる。したがって、タイミングベルトのために
大きな専有面積が必要となり、そのタイミングベルトを
覆うベルトカバー等も大形のものとしなければならない
という問題がある。

弓形のシューを用いたベルトテンショナの場合には、特
開昭５７−１５９９０４号公報等に示されているように
、その一端をシリンダヘッドに連結するようにしたもの
もあるが、そのような弓形のベルトテンショナでは、タ
イミングベルトを大きく湾曲させることができないので
、その専有面積を大幅に削減することは難しい。

また、従来は、タイミングベルトによってウォータポン
プやオイルポンプ等の補機を駆動する場合には、その補
機駆動用プーリは、例えば特開昭５７−１１１８３０８
号公報に示されているように、タイミングベルトの内面
に接触するようにされていた。そのために、タイミング
ベルトが外側に湾曲することになり、そのタイミングベ
ルトのベルトラインが側方に張り出してしまうという問
題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、ＤＯＨＣ型エンジンにおけるタイミン
グベルトの専有面積を小さくすることができるようにし
、それによってエンジンの小形軽量化を促進させること
である。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、偏心軸によっ
て揺動自在に支持され、タイミングベルトのゆるみ側の
背面に圧接されるテンショナプーリを、シリンダヘッド
に取り付けるようにしている。そして、補機駆動用のプ
ーリを、タイミングベルトの張り側の背面に接触してそ
のタイミングベルトを内側に湾曲させる位置に設けるよ
うにしている。

（作用） このように構成することにより、タイミングベルトのゆ
るみ側は、カムブーりの直下においてテンショナプーリ
により内側に湾曲させられることになる。また、タイミ
ングベルトの張り側も、補機駆動用プーリによって内側
に湾曲させられる。したがって、タイミングベルトは中
央に寄せられることになり、その専有面積が小さくなる
。

また、補機駆動用プーリにはタイミングベルトが強く圧
接されるので、そのブーりは、タイミングベルトの背面
によっても確実に駆動される。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図は、本発明によるＤＯＨＣ型エンジンにおけるカムシ
ャフト駆動装置の一実施例を示すもので、第１図はその
正面図であり、第２図及び第３図はそのカムシャフト駆
動装置に用いられているベルトテンショナの拡大図及び
断面図、第４図は油圧アジャスタの縦断面図である。

第１図から明らかなように、エンジン１のシリンダヘッ
ド２上には、一対のカムシャフト３．４が設けられてい
る。この一方のカムシャフト３は吸気弁を開閉作動する
もので、他方のカムシャフト４は排気弁を開閉作動する
ものとされている。これらのカムシャフト３．４には、
シリンダヘッド２の一端面から突出する端部に、それぞ
れカムプーリ５，６が固着されている。また、エンジン
１のクランクシャフト７には、シリンダブロック８の一
端面から突出する端部に、クランクプーリ９が固着され
ている。そして、これら一対のカムプーリ５，６とクラ
ンクプーリ９との間に、タイミングベルト１０が無端状
に掛け渡されている。こうして、クランクシャフト７の
回転によって、タイミングベルトｌＯが図で左回りに回
転駆動されるようになっている。

タイミングベルト１０の張り側、すなわち排気弁用カム
プーリ６とクランクプーリ９との間には、他のプーリ１
１が設けられている。このプーリ１１はウォータポンプ
等の補機を駆動するもので、シリンダブロック８によっ
て回転−自在に支持されている。また、この補！＃ＪＡ
動用プーリ１１は、タイミングベルト１０の背面に接触
するようにされており、しかも、そのプーリ１１によっ
てタイミングベルト１０が内側に湾曲させられる位置に
配設されている。

タイミングベル）１０のゆるみ側、すなわち吸気弁用カ
ムプーリ５とクランクプーリ９との間には、ベルトテン
ショナ１２が設けられている。このベルトテンショナ１
２は、テンショナプーリ１３、油圧アジャスタ１４、及
びスプリングアジャスタ１５からなるもので、これらは
エンジンｌのシリンダへラド２に取り付けられている。

そのテンショナプーリ１３は、カムプーリ５のほぼ真下
に位置するようにされている。したがって、タイミング
ベルト１０は、ゆるみ側においても内側に湾曲させられ
ている。

第１〜３図から明らかなように、テンショナプーリ１３
は、タイミングベルト１０の背面に圧接される円環状の
外筒１６と、この外筒１６をベアリング１７を介して回
転自在に支持する内筒１８とによって構成されている。

内筒１８は、外筒１６の回転中心から偏心した位置にベ
アリング１９を介して挿通され、固定壁面であるシリン
ダヘッド２の端面にねじ２０ａによって固着される偏心
軸２０により、回転自在に支持されている。こうして、
テンショナプーリ１３は、偏心軸２０を中心として、第
１図で左右方向に揺動させ得るようにされている。

テンショナプーリ１３とシリンダへラド２との間には、
中央部を偏心軸２０が回転自在に貫通する長円形状の駆
動板２１が取り付けられている。この駆動板２１には、
テンショナプーリ１３の内筒１８側に向けて突出する複
数個のボス２２．２２が一体に設けられており、このボ
ス２２．２２に内筒１８側からボルト２３゜２３が締め
付けられ、それによって内筒１８と駆動板２１とが一体
的に結合されている。

駆動板２１の長手方向両端部には、シリンダヘッド２側
の面に、それぞれベアリング２４゜２５がポル）２６．
２６によって取り付けられている。下方のベアリング２
４は、偏心軸２０に対してテンショナプーリ１３の外筒
１６の回転中心とは反対側に位置するようにされている
。また、上方のベアリング２５は、偏心軸２０に対して
外筒１６の回転中心側に位置するようにされている。そ
して、上方のベアリング２５と偏心軸２０との間の距離
は、下方のベアリング２４と偏心軸２０との間の距離よ
り大きくされている。

第２図から明らかなように、下方のベアリング２４の外
周面には、油圧アジャスタ１４の先端が当接するように
なっている。また、上方のベアリング２５の外周には、
スプリングアジャスタ１５の先端部が係止されるように
なっている。すなわち、油圧アジャスタ１４は、偏心軸
２０に対してテンショナプーリ１３の外筒１６の回転中
心とは反対側でテンショナプーリ１３と係合し、スプリ
ングアジャスタ１５は、偏心軸２０に対して外筒１６の
回転中心側でテンショナプーリ１３と係合するようにさ
れている。そして、これら油圧アジャスタ１４及びスプ
リングアジャスタ１５は、テンショナプーリ１３を含む
平面、すなわちタイミングベルト１０が掛け渡される平
面と、シリンダへラド２の端面との間において、タイミ
ングベル）１０によって囲まれる内側に向かってほぼ平
行に延びるように配設されている。

油圧アジャスタ１４は、ポルト２７によってシリンダへ
ラド２のポス２８に固着される先端が開放された中空円
筒状のハウジング２９を有している。第４図に示されて
いるように、このハウジング２９内には、先端が開放さ
れた中空円筒状のシリンダボディ３０が嵌合されている
。このシリンダボディ３０は、ハウジング２９の基端面
に螺合され、ロックナラ）３１によりロックされる調整
ポルト３２によって、そのハウジング２９からの突出量
が調整されるようになっている。

シリンダボディ３０内には、先端部が小径とされたプラ
ンジャ３３が摺動自在に嵌合され′、そのプランジャ３
３によって圧力室３４が区画形成されている。この圧力
室３４内には、プランジャ３３を突出させる方向に付勢
するスプリング３５が圧縮状態で収容されている。プラ
ンジャ３３内には、軸方向に貫通する油路３６が設けら
れている。その油路３６の先端側は、プランジャ３３の
先端に固着されるプランジャキャップ３３ａによって油
密に密封されている。また、油路３６の基端開口３６ａ
は、プランジャ３３の基端面に取り付けられた逆止弁３
７によって開閉されるようになっている。この逆止弁３
７は、油路３６内の油圧より圧力室３４内の油圧の方が
高いときには、その基端開口３６ａを閉じるものとされ
ている。

シリンダボディ３０の先端部とプランジャ３３の先端部
との間は、ゴム等の柔軟な材料からなるダイヤスラム３
８によって、油密に密封されている。こうして、プラン
ジャ３３の先端側の小径部の外周にリザーバ室３９が形
成されている。このリザーバ室３９は、給油孔４ｏを介
してプランジャ３３内の油路３６に連通ずるようにされ
ている。また、プランジャ３３内には、その大径部の外
周面、すなわちシリンダボディ３０との摺合面に開ロレ
、油路３６に連通する排油孔４１が設けられている。

このように構成された油圧アジャスタ１４の圧力室３４
、リザーバ室３９、油路３６、給油孔４０及び排油孔４
１内には、プランジャキャップ３３ａを外して油路３６
から作動油を充填することにより、作動油が充満するよ
うにされている。そして、そのプランジャ３３のキャッ
プ３３ａが、駆動板２１に取り付けられたベアリング２
４の外周面に接触した状態で保持されるようになってい
る。プランジャ３３の最大突出量は、シリンダボディ３
０の先端部内周面に取り付けられたストッパリング４２
によって制限されるようになっている。

一方、スプリングアジャスタ１５は、第２図に示されて
いるように、アイポルト４３とコイルスプリング４４と
によって構成されている。

アイポルト４３は、その先端部が、駆動板２１に取り付
けられたベアリング２５の外周に嵌合されている。そし
て、そのアイポルト４３は、シリンダヘッド２に設けら
れたブラケット４５に十分な遊びをもって挿通されてい
る。アイポルト４３の基端側にはスプリングリテーナ４
６が取り付けられており、そのリテーナ４６とブラケッ
ト４５との間に、コイルスプリング４４が圧縮状態で装
着されている。リテーナ４６の位置は、調整ナツト４７
によって調整されるようになっている。

こうして、スプリングアジャスタ１５によって、テンシ
ョナプーリ１３が第１図で左方向、すなわちタイミング
ベル）１０を緊張させる方向に揺動するように付勢され
ている。

次に、このように構成されたカムシャフト駆動装置の作
用について説明する。

エンジン１の作動時には、クランクシャフト７の回転に
よってクランクプーリ９が回転し、その回転がタイミン
グベルト１０を介してカムプーリ５．６に伝えられるの
で、カムシャフト３．４が回転駆動される。その間にお
いて、タイミングベルトｌＯには、その背面側から補機
駆動用プーリ１１及びテンショナプーリ１３が圧接され
ているので、そのタイミングベルト１０は緊張状態に保
持される。タイミングベルト１０の初期張力は、ベルト
テンショナ１２の油圧アジャスタ１４の調整ポルト３２
及びスプ′　リングアジャスタ１５の調整ナツト４７を
調整することにより、最適に設定される。

タイミングベルト１０に伸びが生ずると、スプリングア
ジャスタ１５によって引張力が加えられているテンショ
ナプーリ１３が、偏心軸２０を中心として第１図で左方
向に揺動する。

それによって、タイミングベルトｌＯがより大きく内側
に湾曲するようになり、その伸びが補償され、緊張状態
に保持される。

そして、テンショナプーリ１３の揺動によって、油圧ア
ジャスタ１４のプランジャ３３に加えられていた押圧力
が除かれると、そのブラ′ンジャ３３は圧力室３４内の
スプリング３５によって押し出され、シリンダボディ３
０から更に突出する。したがって、そのプランジャ３３
の先端のキャップ３３ａは、テンショナプーリ１３の駆
動板２１に取り付けられたベアリング２４に接触した状
態で保持される。この間において、シリンダボディ３０
内の圧力室３４が膨張するので、その圧力室３４内の油
圧が低下する。その結果、逆止弁３７が開き、リザーバ
室３９内の作動油が給油孔４０及び油路３６を通して圧
力室３４に供給される。したがって、圧力室３４内は、
常に作動油が充満した状態に保たれる。

このようにして、タイミングベルト１０にゆるみが生じ
たときには、スプリングアジャスタ１５によって直ちに
テンショナプーリ１３が揺動し、そのゆるみが除去され
る。したがって、応答性に優れたものとなる。

タイミングベルト１０の作動中、カムシャフト３，４あ
るいはクランクシャフト７等に作用するトルクの変動に
よって、タイミングベルト１０のゆるみ側に大きな引張
力が加わると、テンショナプーリ１３には第１図で右方
向に揺動させようとする力が作用することになる。その
力は、スプリングアジャスタ１５のコイルスプリング４
４によっても対抗されるが、その力が大きいときにはコ
イルスプリング４４は圧縮変形してしまう、そのような
ときには、テンショナプーリ１３から駆動板２１のベア
リング２４を介して、油圧アジャスタ１４のプランジャ
３３に押圧力が加えられる。その結果、圧力室３４内の
油圧が上昇して、逆止弁３７が閉じられる。したがって
、圧力室３４内に作動油が閉じ込められることになり、
その油圧によってテンショナプーリ１３の右方向への揺
動が阻止される。

このようにして、タイミングベルトｌＯから大きな荷重
が加えられたときにも、テンショナプーリ１３が逆方向
に揺動することは、油圧アジャスタ１４によって確実に
防止されるようになる。すなわち、大荷重にも耐え得る
ものとなる。

なお、タイミングベルト１０から加えられる荷重によっ
てプランジャ３３が押圧されるとき、実際には、圧力室
３４内の作動油は、シリンダボディ３０とプランジャ３
３との摺合部を通して多少リークする。それによってプ
ランジャ３３が徐々に後退し、タイミングベルト１０の
張力が過大となるのを防止する。そして、そのリークし
た作動油は、排油孔４１を通してリザーバ室３９に戻さ
れる。

タイミングベルト１０のゆるみ側に加えられていた引張
力が除去されると、テンショナプーリ１３にはスプリン
グアジャスタ１５によって第１図で左方向に揺動する力
が加えられ、タイミングベルト１０には所定の張力が付
与される。そして、油圧アジャスタ１４のプランジャ３
３は再び押し出され、駆動板２１のベアリング２４と接
触した状態に保たれる。

このように、テンショナプーリ１３には、常に第１図で
左方向に揺動させようとする強い力が加えられる。した
がって、タイミングベルトｌＯのゆるみ側は、内側に大
きく湾曲させられる。しかも、そのテンショナプーリ１
３はシリンダへラド２に取り付けられているので、タイ
ミングベル）１０はカムプーリ５の直下で内側に湾曲す
ることになる。その結果、タイミングベルト１０のゆる
み側のベルトラインは、カムプーリ５の下方ではシリン
ダヘッド２及びシリンダブロック８の幅の範囲内に収め
られるようになる。

また、タイミングベルト１０の張り側も、補機駆動用プ
ーリ１１によって内側に湾曲させられている。したがっ
て、タイミングベル）１０は、カムプーリ５，６の下方
では中央部に寄せ集められることになり、その専有面積
が縮小する。しかも、テンショナプーリ１３を揺動させ
る油圧アジャスタ１４及びスプリングアジャスタ１５は
タイミングベルト１０の内側に設けられる。その結果、
タイミングベルト１０を覆うベルトカバーも、第１図に
仮想線Ｃで示されているような小形のものでよくなる。

更に、このようにタイミングベルト１０が内側に湾曲す
ることにより、そのベルト１０とカムプーリ５゜６及び
クランクプーリ９との接触面積が増大する。したがって
、その回転伝達がより確実となる。

そして、補機駆動用プーリ１１には、強く緊張されてい
るタイミングベル）１０の張り側が圧接される。したが
って、タイミングベルト１０とプーリ１１との間には大
きな摩擦力が作用することになり、タイミングベルト１
０の背面に接触しているにもかかわらず、そのプーリ１
１は確実に駆動されるようになる。

なお、上記実施例においては、補機駆動用プーリ１１を
シリンダブロック８に取り付けるものとしているが、シ
リンダへラドｉに余裕のある場合には、そのプーリ１１
をシリンダヘッド２に取り付けるようにすることもでき
る。そのようにすれば、タイミングベルｈｌｏがカムプ
ーリ５，６の直下において中央に集中されるようになり
、その専有面積が一層縮小されるようになる。

また、上記実施例においては、テンショナプーリ１３が
油圧アジャスタ１４及びスプリングアジャスタ１５によ
って揺動されるものとしているが、手動で調整されるも
のであってもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、偏心
軸を中心として揺動自在に支持され、タイミングベルト
のゆるみ側を内側に湾曲させて緊張させるテンショナプ
ーリを、シリンダヘッドに取り付けるようにしているの
で、タイミングベルトのゆるみ側はカムブーりの直下に
おいて内側に湾曲させられるようになる。また、タイミ
ングベルトの張り側には、その背面側に補機駆動用プー
リを設けるようにしているので、タイミングベルトの張
り側も内側に湾曲させられるようになる。したがって、
カムプーリの下方では、タイミングベルトのベルトライ
ンが中央に寄せ集められるようになり、エンジン本体の
側面から張り出すことが防止される。

そして、それによって、タイミングベルトの専有面積が
小さくなり、ベルトカバー等も小形のものとすることが
でき、エンジンの小形軽量化を図ることが可能となる。

しかも、補機駆動用ブーりには、タイミングベルトの張
り側が強く圧接されるので、タイミングベルトの背面に
接触するようにされているにもかかわらず、そのブーり
は確実に駆動されるようになる。更に、タイミングベル
トが内側に湾曲することにより、カムブーり及びクラン
クブーりとの接触面積が犬きくなり、確実な回転伝達が
なされるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるカムシャフト駆動装置の一実施
例を示す正面図、 第２図は、そのカムシャフト駆動装置に用いられている
ベルトテンショナを、テンショナブーりを取り除いた状
態で示す拡大正面図、 第３図は、そのベルトテンショナを、第１図のｍ−■線
によって切断した拡大断面図、第４図は、そのベルトテ
ンショナに用いられている油圧アジャスタの縦断面図で
ある。 １・・・タフルオーバヘッドカム型エンジン２・・・シ
リンダヘッド ３．４・・・カムシャフト ５．６・・・カムプーリ ７・・・クランクシャフト ８・・・シリンダブロック ９・・・クランクプーリ １０・・・タイミングベルト １１・・・補機駆動用プーリ １２・・・ベルトテンショナ １３・・・テンショナプーリ １４・・・油圧アジャスタ １５・・・スプリングアジャスタ ２０・・・偏心軸 出願人　　本田技研工業株式会社 代理人　　弁理士　森　下　端　侑 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シリンダヘッド上に吸・排気弁をそれぞれ作動させる一
   対のカムシャフトが設けられた、ダブルオーバヘッドカ
   ム型エンジンにおいて；前記カムシャフトにそれぞれ固
   着されたカムプーリとクランクシャフトに固着されたク
   ランクプーリとの間にタイミングベルトを無端状に掛け
   渡し、 偏心軸を中心として揺動させることによりそのタイミン
   グベルトのゆるみ側の背面に圧接され、そのタイミング
   ベルトを緊張させ得るテンショナプーリを、前記シリン
   ダヘッドに取り付けるとともに、 補機駆動用のプーリを、前記タイミングベルトの張り側
   の背面に接触してそのタイミングベルトを内側に湾曲さ
   せる位置に設けてなる、ダブルオーバヘッドカム型エン
   ジンにおけるカムシャフト駆動装置。