JPS6296705A - Ｏｈｃ式ｖ型エンジンのカム軸駆動構造 - 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〉 本発明はコグドベルトを用いるＯＨＣ式Ｖ型エンジン用
カム軸駆動＠造に関し、特にコグドベルトの縦振動、即
ちコグドベルトの長手方向に沿う引張り圧縮振動を抑制
し得るように改良された上記形式のカム軸駆動構造に関
する。

〈従来の技術〉 従来、ＯＨＣ式エンジンのカム軸を駆動するためにはチ
ェーンが用いられていたが、近年、軽量のコグドベルト
を用いるようになってきた。コグドベルトは軽量の割に
伸縮が極めて小さく、一般にはそのｆｆ１Ｊｉ動が問題
になることはない。しかしながら、■型エンジンに於て
は、プーリ間のコグドベルトのスパン長が長くなりから
であり、エンジンの最高回転速度を高めようとする場合
には、コグドベルトの縦振動が過大となり、プーリに歯
合するコグドベルトの歯元の強度か問題となり得る。

このようなカム軸駆動構造の運動は、待に動弁機構の運
動と連成するものでおるため、極めて複雑なもので、そ
の挙動を予測することが極めて困姐である。一般的には
、プーリの慣性二次モーメントを可及的に小さくするこ
とにより系全体の固有振動数を高めることにより、エン
ジンの最高回転速度以下の領域に於て問題が生じないよ
うにすれば良いと考えられるが、発明者の行なった実験
によれば、ＯＨＣ式Ｖ型エンジンのカム軸構造に於ては
、このような一般的な予測が的中せず、一方のカム軸プ
ーリの慣性二次モーメントを幾分大ぎくした方が良い結
果を生むことを見出した。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような従来技術の欠点及び発明者の知見に基づき、
本発明の主な目的は、コグドベルトの縦撮動を効果的に
抑制し得るようなＯＨＣ式Ｖ型エンジンのカム軸駆動構
造を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、ＯＨＣ式Ｖ型エン
ジンの各シリンダバンクのカム軸プーリと、クランク軸
プーリと、両カム軸プーリ間に位置するアイドルプーリ
とにコグドベルトを懸回してなるカム軸駆動構造に於て
、前記両カム軸プーリについて、緩み側のカム軸プーリ
の慣性二次モーメントよりも張り側のカム軸プーリの慣
性二次モーメントを大きくしてなることを特徴とするカ
ム軸駆動構造を提供することにより達成される。

く作用〉 緩み側のカム軸プーリの慣性二次モーメントを十分小さ
く定め、張り側のカム軸プーリの慣性二次モーメントを
緩み側と同じ値から徐々に増大させると、コグドベルト
に加わる荷重が減少し、張り側のカム軸プーリの慣性二
次モーメントが成る値を越えて初めてコグドベルトに加
わる荷重が増大し始めることが、即ち張り側のカム軸プ
ーリの慣性二次モーメントに対するコグドベルトの荷重
が極小値を有することが見出される。張り側のカム軸プ
ーリの慣性二次モーメントを、このようなコグドベルト
の荷重が極小となる値に設定することによりコグドベル
トの耐久性を大幅に改善することができる。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図は、本発明に基づくＶ型多気筒エンジンを一部切
除して示す正面図である。このエンジン１は、■字形に
配設された二つのバンク２ａ１２ｂからなるシリンダ列
を有するもので、これら両バンクの交点に対応する位置
にクランク軸３を備えている。第１図に示された側のエ
ンジンの軸線方向端部は３分割にされたカバー４ａ〜４
ｃにより覆われており、これらカバーの一つ４ｃから突
出するクランク軸３の端部にクランク軸プーリ５か固設
されている。このプーリ５は少なくとも２本のプーリ溝
を有し、これらプーリ溝に懸回されたＶベルト８により
、両バンク２ａ１２ｂ間のシリンダブロック上面に配設
されたパワーステアリング用油圧ポンプ６及びＡＣジェ
ネレータ７のプーリ６ａ、７ａを回転駆動している。

カバー４ａ、４ｂの内側のカム軸９．１９の端部及びク
ランク軸３の外周にはそれぞれタイミングベルト用のプ
ーリ１０．２０．１１が固設されている。これら３つの
プーリ間には、コグドベルト１４が懸回されており、両
カム軸９．１９のプーリ１０，２０間のコグドベルト１
４が、その裏面にて、冷却水ポンプのプーリ１２に懸回
されており、一方のバンク２ａのカム軸９のプーリ１０
とクランク軸側のプーリ１１との間のコグドベルト１４
が、その裏面にて、ベルトテンショナのアイドラプーリ
１３に懸回されている。

第２図は、第１図の実施例に於けるカム軸駆動構造の振
動モデルである。ここで、張り側及び緩み側プーリ２０
．１０の慣性二次モーメントを工１、Ｉ２とし、クラン
ク軸のプーリ１１と張り側のカム軸プーリ２０と緩み側
のカム軸ブー９１０との間のコグドベルト１４のばね定
数をそれぞれに１、ｋ２、ｋ３とし、両カム軸プーリ２
０．１０の半径をｒｌ　、Ｉ２とし、両カム軸プーリの
角変位を６１、θ２とした場合、両カム軸プーリの運動
は以下の式により表される。

Ｉ＝−ｋｒ　　２θ 十に２ｒ１（−ｒ１θ１＋ｒ２θ２） ＋Ａ１　ｓｉｎ　（ｔ）　ｊ ｌ２＝−に３ｒ２−０１ 十に２　Ｉ２　（ｒ２θ２＋ｒ１θ１）＋Ａ２　ｓｉｎ
　（ωｔ＋２／３−π）・・・（１） このとき、冷却水ポンプのプーリ１２及びアイドラプー
リ１３はコグドベルトの背面に当接するものであり、コ
グドベルトの縦振動を解析する場合には無視することが
できる。またＡｌ５ｌｎωｔ１Ａ２　Ｓ！ｎ　　（ωｔ
＋２／３　・π）は、両カム軸プーリ２０．１０に対す
る動弁機構による加娠力を表す。

次に、上記第（１）式を数値計算により解き、以下の式
に代入し、 ｆｌ−に１−０１ ｆ２−に２（−ｒ１θ１＋ｒ２θ２） ｆ＝−に３ｒ２θ２ ・・・（２） コグドベルト１４の各スパンに於ける張力ｆ１、ｆ２、
ｆ３を求めると、最終的に、クランク軸プーリ１１に於
けるタイミングベルトの荷重Ｆ□は以下の式により表さ
れる。

Ｆ工＝ｆ１−ｆ３　　　　　　　・・・（３）発明者の
行った数値解析によれば、張り側カム軸プーリ２０の慣
性二次モーメント■１固定し、緩み側のカム軸プーリ１
０の慣性二次モーメント工２を、可能である最小値から
徐々に増大させると、第３図に示すようにエンジン回転
速度Ｎｅの低速域及び高速域のいずれに於いてもベルト
荷重Ｆ１が増大することが見出された。実際、緩み側の
カム軸ブー９１０の慣性二次モーメントエ２に対してコ
グドベルト１４の最人荷”　ＦＴｍａＸをプロットする
と、第４図に示されるように慣性二次モーメントを可及
的に小さくすると良い結果が得られることが見出された
。

緩み側のカム軸プーリ１０の慣性二次モーメント工２を
前記した最小限の値とし、張り側のカム軸ブー９２０の
慣性二次モーメント■１を前記緩み側のものと同じ値か
ら徐々に増大させると、第５図に示すように、高速域に
於けるベルト荷重Ｆ□が増大するが、低速域に於けるベ
ルト荷重ＦＴが減少することが見出された。張り側のカ
ム軸ブ（−行余白） −リ２０の慣性二次モーメントエ１に対するコグドベル
ト１４の最大荷重ＦＴＩＴｌａｘをプロットしたところ
、第６図に示されるような結果が得られ、張り側のカム
軸プーリ２０の慣性二次モーメント■１を緩み側のカム
軸プーリ１０の慣性二次モーメントエ２よりもやや大き
くすることによりコグドベルト１４の最大荷重ＦＴＩＴ
ｌａｘ！極小化し得ることが見出された。

〈発明の効果〉 本発明によれば、コグドベルトの縦振動を効果的に抑制
することができ、コグドベルトの耐久性を向上させるこ
とができるため、その効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づくカム軸駆動構造を有するＯＨ
Ｃ式Ｖ型エンジンを一部破断して示す正面図である。 第２図は、第１図のカム軸駆動＠造の振動モデルである
。 第３図は、エンジンの回転速度に対するタイミングベル
トの荷重ＦＴの、緩み側のカム軸プーリの″層性二次モ
ーメントエ、の変化に対する変化を示すグラフである。 第４図は、緩み側のカム軸プーリの・間性二次モーメン
トエ、の変化に対するベルト最大荷重Ｆ１ｍａＸの変化
を示すグラフである。 第５図は、エンジンの回転速度に対するタイミングベル
トの荷重ＦＴの、張り側のカム軸プーリの慣性二次モー
メントエ、の変化に対する変化を示すグラフである。 第６図は、張り側のカム軸プーリの慣性二次モーメント
エ、の変化に対するベルト最大荷重ＦＴｍａＸの変化を
示すグラフでのる。 １・・・エンジン　　　　２・・・シリンダブロック２
ａ、２ｂ・・・バンク　３・・・クランク軸４ａ、４　
ｂ、　４　ｃ・・・カバー ５・・・クランク軸プーリ６・・・油圧ポンプ７・・・
ＡＣジェネレータ６ａ、７ａ・・・プーリ８・・・Ｖベ
ルト　　　　９・・・カム軸１０．１１．１２・・・プ
ーリ １３・・・アイドラプーリ１４・・・コグドベルト１９
・・・カム軸　　　　２０・・・プーリ特　許　出　願
　人　本田技研工業株式会社代　　　理　　　人　　弁
理士　大　島　陽　−第２図 にλ 第３図　　　　　　　第４ｒＩＪ 第５図　　　　　　　第６図 ＝　１−ゾ＞回転走Ａ〔喝　　　　　　　　　　　　　
　　　　　、　　　　彊リイ則　１１手続補正書（自発
） １、事件の表示 昭和６０年特許願第２３５０５０号 ２、発明の名称 ＯＨＣ式Ｖ型エンジンのカム軸駆動構造３、補正をする
者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　　（５３２）本田技研工業株式会社４、代理
人 居　所　　〒１０２　　東京都千代田区飯田橋’１−８
−６６、補正により増加する発明の数　　０７、補正の
対象　明細占の発明の詳細な説明の欄、図面の簡単な説
明の欄及び図面 ８、補正の内容　別紙の通り （１）明細書第６頁第３行の「ここで、」と「張り側」
との間に、「クランク軸プーリ１１の回転方向を矢印Ａ
により示したように時計回り方向とし、」を挿入する。 （２）同第６頁第１２行〜第１７行の式を以下の如く補
正する。 Ｎ　　？ｌ　　＝−に１ｒ１−θ１ 十に２　ｒｌ　　（ｒ１θ１＋ｒ２θ２）＋Ａ１５ｉｎ
　ωｔ １　　ｇ　　＝　　ｋ３ｒ２−０１ 十に２　ｒ２　（ｒ２θ２＋ｒ１θ１）＋Ａ２　ｓｉｎ
　　（ωｉ＋２／３　・１・・・（１）」 （３）同第８頁第２行の「・面性二次モーメント１１」
と「固定し、」との間に「を」を７１０人する。 （４）明細書中の「ベルト荷重時」を「ベルト荷重の最
大値ＦＴｌｌｌａｘ」と補正する（３箇所）。 第８頁第６行〜第７行、 同頁第７７Ｔ〜第１８行、 同頁第１８行〜第１９行 （５）明細書中の「コグドベルト１４の最大荷重ＦＴｍ
ａＸＪを、「コグドベルト１４の荷重の最大値Ｆ細ａＸ
ｊと補正する（３箇所）。 第８頁第９行、 第９頁第１行〜第２行、 同頁第６行〜第７行 （−６）明細書中の［ベルト最大荷重”ＴｍａＸＪを「
ベルトの荷重の最大値ＦＴｍａｘ」と補正する（２箇所
）。 第１０頁第５行〜第６行、 同頁第１２行〜第１３行 （７）明細書中の「タイミングベルトの荷重時」を「コ
グドベルトの荷重の最大値ＦＴｍａｘｊと補正する（２
箇所）。 第９頁第２０行〜第１０頁第１行、 第１０頁第７行〜第８行 （８）図面の第２図〜第６図を添付の図面の如く補正す
る。 （以　上） ｓ３図 （３５図 一一エンジン回転速度Ｎε 第４図 第６図 一一一−−−今張り＊Ｉ＋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＯＨＣ式Ｖ型エンジンの各シリンダバンクのカム軸プー
   リと、クランク軸プーリと、両カム軸プーリ間に位置す
   るアイドラプーリとにコグドベルトを懸回してなるカム
   軸駆動構造に於て、 前記両カム軸プーリについて、緩み側のカム軸プーリの
   慣性二次モーメントよりも張り側のカム軸プーリの慣性
   二次モーメントを大きくしてなることを特徴とするカム
   軸駆動構造。