KR20080013812A

KR20080013812A - 타이밍 체인 드라이브 시스템

Info

Publication number: KR20080013812A
Application number: KR1020070079474A
Authority: KR
Inventors: 요시카즈 나카노; 고헤이 구니마쓰
Original assignee: 가부시기가이샤쯔바기모도체인
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2008-02-13
Also published as: US7686718B2; US20080039253A1; DE102007037720A1; CN101122320B; CN101122320A; GB0713397D0; KR101133869B1; DE102007037720B4; JP2008039132A; GB2440805A; JP4808103B2; GB2440805B

Abstract

(과제) 체인의 소형 경량화를 도모함과 동시에, 시스템의 정숙성을 향상시킨 타이밍 체인 드라이브 시스템을 제공하는 것에 있다.

(해결 수단) 체인(CH1)의 느슨한 쪽의 종동 스프로켓(S15)와 구동 스프로켓(S12)와의 사이에, 텐쇼너(T1)와 가동 가이드(G11)로 이루어지는 장력 조정수단을 가지며, 체인의 팽팽한 쪽의 종동 스프로켓(S16)과 구동 스프로켓과의 사이에, 크랭크 샤프트(S11)또는 캠샤프트(S13), (S14)의 회전력에 의해서, 체인의 주행 방향과 대략 수직인 방향으로 강제 요동 되는 요동 가이드(G12)로서, 체인의 장력 변동 주기중의 장력 최대값 출현시에 요동 가이드의 후퇴 속도가 대략 최대로 되고, 장력 최소치 출현시에 요동 가이드의 전진 속도가 대략 최대로 되는 요동 수단을 가지는 것에 의하여, 상기 과제를 해결한다.

Description

타이밍 체인 드라이브 시스템{TIMING CHAIN DRIVE SYSTEM}

본 발명은, 내연엔진의 흡배기 밸브를 구동하는 캠샤프트를 회전 구동하는 타이밍 체인 드라이브 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 타이밍 체인의 장력을 조정하는 가이드 기구에 관한 것이다.

일반적인 DOHC형, 즉, 실린더 헤드에 흡배기 밸브를 구동하는 전용의 캠샤프트를 구비하고, 높은 회전까지 정확한 작동이 가능한 내연엔진에 이용되는 타이밍 체인 드라이브 시스템은, 도 7에 나타낸 바와 같이 구동 스프로켓(S1)과, 종동 스프로켓 (S2), 종동 스프로켓(S3)에 걸쳐진 체인(CH)에 의해 동력을 전달하는 타이밍 체인 드라이브 시스템이 구비되어 있다. 이 타이밍 체인 드라이브 시스템에는, 체인(CH)의 느슨한 쪽의 종동 스프로켓(S2)와 구동 스프로켓(S1)과의 사이에 텐쇼너(T)와 협동하여 순환주행하는 체인(CH)에 미끄럼접촉하여 적절한 장력을 부여하는 것과 동시에 주행중의 체인(CH)의 진동, 횡방향 어긋남을 방지하기 위한 미끄러짐 기능을 갖춘 가동 가이드(Ga)가 배치되어 있다. 한편, 체인(CH)의 팽팽한 쪽의 종동 스프로켓(S3)와 구동 스프로켓(S1)과의 사이에는, 주행 궤도를 소정의 스팬길이[종동 스프로켓(S3)의 이맞물림이 없는 지점 ~ 구동 스프로켓(S1)의 이맞물림 지 점에 이르는 궤도의 길이]에 가이드 규제하는 고정 가이드(Gb)로 이루어지는 가이드 기구가 이용되고 있다.

이 가동 가이드(Ga)는, 엔진의 몸체(E)의 내벽에 부착볼트, 부착핀등의 축지지 수단(P)로 요동 가능하게 장착되고 있고, 텐쇼너(T)에 의해 가동 가이드(Ga)의 슈부분을 체인(CH)으로 향해서 힘을 가하고 있다. 한편, 고정 가이드(Gb)는, 몸체(E)의 내벽에 부착볼트, 부착핀등의 고정 수단(Q)에 의해 고정설치 되고 있어 순환 주행하는 체인(CH)의 주행 궤도를 가이드 규제하고 있다 (예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1]일본 특허공개(20)03-214504호 공보(2페이지 2단락, 11도)

이러한 타이밍 체인 드라이브 시스템의 레이아웃에서는, 좌우의 캠샤프트에 연결된 흡배기 밸브의 구동기구를 구동하기 위한 캠샤프트에 걸리는 부하 토크의 주기 변동이, 캠샤프트 및 크랭크 샤프트의 회전에, 거의 동기하여 출현한다. 또한 이 변동에 크랭크 샤프트의 회전 속도나 속도 변동등의 요인이 관련하고, 순환 주행하는 체인(CH)의 팽팽한 쪽에 주기적인 장력 변동이 존재한다.

예를 들면, 직렬 4 기통인 경우, 캠샤프트 1회전당 4주기의 장력 변동이 발생하고, 직렬 6 기통의 경우, 캠샤프트 1회전당 6주기의 장력 변동이 발생한다.즉, 크랭크 샤프트 및 캠샤프트에, 흡배기 밸브 구동에 의한 부하 토크 변동에 대응한 장력 변동이 생긴다. 이 때문에, 상술한 바와 같은, 순환 주행하는 체인(CH)의 팽팽한 쪽에서 주행 궤도를 가이드 규제하는 고정 가이드(Gb)를 배치한 종래의 타이밍 체인 드라이브 시스템에서는, 이 장력 변동의 피크치가 과대하게 될 우려가 있기 때문에, 그 최대 장력을 허용할 수 있는 인장강도가 큰 체인을 채용하지 않으면 안된다. 그 때문에, 타이밍 체인 드라이브 시스템의 중량이 무거워짐과 동시에, 고장력에 기인하는 소음도 발생하여, 소형 경량화 및 저소음을 바라는 사용자의 요구에 대응할 수 없게 되고 있다.

그래서, 본 발명의 목적은, 체인의 소형 경량화를 도모함과 동시에, 시스템의 정숙성을 향상시킨 타이밍 체인 드라이브 시스템을 제공하는 것에 있다.

청구항 1 기재의 발명은, 내연엔진의 크랭크 샤프트에 설치된 구동 스프로켓과 흡배기 밸브를 구동하는 캠샤프트에 설치된 종동 스프로켓과의 사이에 체인을 걸쳐놓고, 상기 크랭크 샤프트의 회전력을 상기 캠샤프트에 전달하는 타이밍 체인 드라이브 시스템에 있어서, 상기 체인의 느슨한 쪽의 상기 종동 스프로켓과 상기 구동 스프로켓의 사이에, 텐쇼너와 가동 가이드로 이루어지는 장력 조정수단을 가지며, 상기 체인의 팽팽한 쪽의 상기 종동 스프로켓과 상기 구동 스프로켓과의 사이에, 상기 크랭크 샤프트 또는 상기 캠샤프트의 회전력에 의해서, 상기 체인의 주행 방향과 대략 수직인 방향으로 강제 요동되는 요동 가이드로서, 상기 체인의 장력 변동 주기중의 장력 최대치 출현시에 상기 요동 가이드의 후퇴 속도가 대략 최대로 되고, 장력 최소치 출현시에 상기 요동 가이드의 전진 속도가 대략 최대로 되는 요동 수단을 가지는 것에 의해서, 상기의 과제를 해결하는 것이다.

여기서, 「대략 수직」, 「대략 최대」라 함은, 엄밀하게 수직, 최대라고 하는 것은 아니고, 당업자가 실시가능한 실질적으로 수직, 최대라고 보는 것이 가능한 것을 의미하는 것이다.

즉, 「체인의 장력 변동 주기중의 장력 최대치 출현시에 상기 요동 가이드의 후퇴 속도가 대략 최대가 되고, 장력 최소치 출현시에 상기 요동 가이드의 전진 속도가 대략 최대가 된다」고 하는 문맥 중에서 「대략 최대」라 함은, 엄밀한 최대치에 대해서 장력 변동 주기의 위상에 대해서 ±90°정도의 폭을 가지는 것이며, 이것은 당업자라면, 당연히 이해할 수 있는 것이며, 본원발명의 기술적 범위를 불 명료하게 하는 것은 아니다.

또한 본 발명에 있어서,「(요동 가이드의 요동의 타이밍이,) 체인의 장력 변동 주기중의 장력 최대치 출현시에 요동 가이드의 후퇴 속도가 대략 최대로 되고, 장력 최소치 출현시에 상기 요동 가이드의 전진 속도가 대략 최대로 된다」로 하는 것은, 예를 들면, 엔진이 직렬 4 기통인 경우로서, 체인 장력의 주기 변동이 정현파로 변동하는 경우, 도 6에 나타낸 바와 같이, 요동 가이드 위치의 후퇴측 피크가, 체인 장력 피크로부터 1/4주기 늦은 위상으로 되는 것을 의미하고 있다. 마찬가지로, 엔진이 직렬 6 기통인 경우에는, 요동 가이드 위치의 후퇴측 피크가, 체인 장력 피크로부터 1/6주기 늦은 위상으로 된다. 즉, 본원 발명은, 특정의 흡배기 밸브수에 한정되는 것은 아니다.

청구항 2 기재의 발명은, 제 1 항에 기재된 발명의 구성에 더하여, 상기 요동 수단이, 타원형상 캠을 가지며, 상기 타원형상 캠이 상기 크랭크 샤프트에 동축 고정되고 있고, 상기 요동 가이드의 요동 끝단부로부터 연장하여 설치된 요동 전달 아암이, 상기 타원형상 캠에 미끄럼 접촉함으로서 상기의 과제를 해결하는 것이다.

청구항 3 기재의 발명은, 제 1 항에 기재된 발명의 구성에 더하여, 상기 요동 수단이, 1회전당 외접점이 반경 방향으로 4회 왕복하는 사각형상 캠을 가지고 있으며, 상기 사각형상 캠이 상기 캠샤프트에 동축 고정되어 있고, 상기 요동 가이드의 요동 끝단부로부터 연장하여 설치된 상기 요동 전달 아암이, 상기 사각형상 캠에 미끄럼 접촉하는 것에 의해서, 상기의 과제를 해결하는 것이다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 2 또는 청구항 3에 기재된 발명의 구성에 더하여, 상기 요동 가이드가, 전진 방향으로 예압(豫壓)하기 위한 탄성 부재를 가지고 있는 것에 의해서, 상기의 과제를 해결하는 것이다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명의 구성에 더하여, 상기 요동 수단이, 상기 크랭크 샤프트에 동축고정된 크랭크 기어에 이맞물림하는 제1 전달 기어 및, 상기 제 1 전달 기어에 이맞물림하는 상기 크랭크 기어와 같은 방향으로 회전하는 제 2 전달 기어를 가지고 있으며, 상기 제 2 전달 기어에 동축 고정된 타원형상 캠을 가지고 있고, 상기 요동 가이드의 요동 끝단부에 상기 타원형상 캠이 미끄럼 접촉하는 것에 의해서, 상기의 과제를 해결하는 것이다.

청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명에 구성에 더하여, 상기 요동 수단이, 상기 캠샤프트에 동축 고정된 캠 기어에 이맞물림하는 제1 전동 기어 및, 상기 제 1 전동 기어에 이맞물림하는 상기 캠 기어와 동방향으로 회전하는 제2 전동 기어를 가지고 있고, 상기 제 2 전동 기어에 동축 고정된 타원형상 캠을 가지고 있어, 상기 요동 가이드의 요동 끝단부에 상기 타원형상 캠이 미끄럼 접촉하는 것에 의해서, 상기의 과제를 해결하는 것이다.

청구항 1 내지 청구항 3에 기재의 타이밍 체인 드라이브 시스템에 인하면, 체인의 느슨한 쪽의 종동 스프로켓과 구동 스프로켓과의 사이에, 텐쇼너와 가동 가이드로 이루어지는 장력 조정수단을 가지고, 체인의 팽팽한 쪽의 종동 스프로켓과 구동 스프로켓과의 사이에는, 크랭크 샤프트 또는 캠샤프트의 회전력에 의해서, 체인의 주행 방향과 대략 수직인 방향으로 강제 요동되는 요동 가이드로서, 체인의 장력변동 주기중의 장력 최대치 출현시에 요동 가이드의 후퇴 속도가 대략 최대로 되고, 장력 최소치 출현시에 상기 요동 가이드의 전진 속도가 대략 최대가 되는 요동 수단을 가지고 있다.

그리고, 그 요동 수단으로서, 예를 들면, 엔진이 직렬 4 기통인 경우, 타원형상 캠이 크랭크 샤프트에, 혹은, 사각형상 캠이 캠샤프트에 동축 고정되고, 요동 가이드의 요동 끝단부로부터 연장하여 설치된 요동 전달 아암이, 타원형상 캠에, 혹은, 사각형상 캠에 미끄럼 접촉하는 구성을 가지고 있는 것에 의해서, 크랭크 샤프트 혹은 캠샤프트의 주기적인 장력 변동에 동기하여, 체인의 팽팽한 측에 배치한 요동 가이드에 의해 스팬길이가 실질적으로 증감되며, 또한, 체인의 인장력이 최대로 되는 순간에 최대의 스팬단축 효과를 얻을 수 있으므로, 그 결과로서, 인장강도가 낮은 소형·경량 체인을 채용할 수 있음과 동시에, 체인 수명이 향상한다. 또한, 고장력에 기인하는 소음도 저감할 수 있어 시스템의 정숙성이 향상한다.

청구항 4 기재의 타이밍 체인 드라이브 시스템에 의하면, 청구항 2 또는 청구항 3 기재의 타이밍 체인 드라이브 시스템이 발휘하는 효과에 더하여, 요동 가이드가, 전진 방향으로 탄성 부재에 의해 예압되고 있는 것에 의해서, 저속 회전시등의 체인 장력이 낮고, 최대 장력을 저감할 필요가 없는 경우에, 타원형상 캠, 혹은, 사각형상 캠과 요동 가이드와의 미끄럼 운동을 확실히 없앨 수 있으므로, 요동에 의한 진동회피 및, 구성부품의 장기 수명화가 가능해진다.

청구항 5 기재의 타이밍 체인 드라이브 시스템에 인하면, 청구항 1 기재의 타이밍 체인 드라이브 시스템이 발휘하는 효과에 더하여, 요동 수단이, 상기 크랭 크 샤프트에 동축 고정된 크랭크 기어에 이맞물림하는 제1 전달 기어 및, 상기 제 1 전달 기어에 이맞물림한 상기 크랭크 기어와 동방향으로 회전하는 제2 전달 기어를 가지고 있고, 상기 제 2 전달 기어에 동축 고정된 타원형상 캠을 가지고 있으며, 상기 요동 가이드의 요동 끝단부에 상기 타원형상 캠이 미끄럼 접촉하는 구성을 채용하고 있으므로, 레이아웃의 관계·설치상의 제한등에 의해, 체인의 무단 순환 궤도내에 열쇠형상의 요동 전달 아암을 배치하는 것이 곤란한 경우라도 실시 가능함과 함께, 타원형상 캠과 크랭크 샤프트와의 사이에 2개의 기어를 개입시키고 있기 때문에, 크랭크 샤프트의 주기 변동과 타원형상 캠의 회전 주기의 위상의 조정을 기어비를 바꾸는 것에 의해서 간단하게 실시할 수 있다.

청구항 6 기재의 타이밍 체인 드라이브 시스템에 의하면, 청구항 1 기재의 타이밍 체인 드라이브시스템이 발휘하는 효과에 더하여, 요동 수단이, 상기 캠샤프트에 동축 고정된 캠 기어에 이맞물림하는 제1 전동 기어, 및, 상기 제 1 전동 기어에 이맞물림하는 상기 크랭크 기어와 동방향으로 회전하는 제2 전동 기어를 가지고 있고, 상기 제 2 전동 기어에 동축 고정된 타원형상 캠을 가지고 있으며, 상기 요동 가이드의 요동 끝단부에 상기 타원형상 캠이 미끄럼 접촉하는 구성을 채용하고 있으므로, 레이아웃의 관계·설치상의 제한 등에 의해, 체인의 무단 순환 궤도내에 열쇠형상의 요동 전달 아암을 배치하는 것이 곤란한 경우라도 실시 가능함과 함께, 타원형상 캡과 캠샤프트의 사시에 2개의 기어를 개입시키고 있기 때문에, 캠샤프트의 주기 변동과 타원형상 캠의 회전 주기의 위상의 조정을 기어비를 바꾸는 것에 의해서 간단하게 실시할 수 있다.

(실시예 1)

본 발명의 실시의 형태를, 실시예 1에 근거해 도 1을 참조해 설명한다. 이 실시예 1은, 청구항 2에 기재된 발명에 상당한다. 또한, 이하의 실시예 1 내지 5의 설명에 있어서, 2개의 캠샤프트를 가지는 타이밍 체인 드라이브 시스템에 대해 설명하고 있지만, 캠샤프트의 수는, 2개에 한정하지 않고, 엔진의 구성에 따라서 1개, 혹은 3개 이상인 경우라도, 본 발명의 기술 사상을 적용하는 것이 가능하다. 또한 이하의 실시예 1 내지 5에서는, 어느 쪽도 직렬 4 기통 엔진을 이용하고, 본 발명의 기술 사상을 구현화하고 있지만, 본 발명의 기술 사상은, 직렬 4 기통 엔진에 한정되는 것이 아니고, 직렬 6 기통 엔진등에 대해도 적용 가능한 것임은, 말할 필요도 없다.

또한, 본 발명의 구성요소의 하나인 텐쇼너의 형식은, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 유압으로 플런져가 전진하는 유압식 텐쇼너가 적합하게 사용된다.

실시예 1의 타이밍 체인 드라이브 시스템(10)은, 내연엔진의 크랭크 샤프트(S11)에 설치된 구동 스프로켓(S12)과, 흡배기 밸브를 구동하는 캠샤프트(S13), (S14)에 설치된 종동 스프로켓(S15),(S16)의 사이에 체인(CH1)를 걸쳐놓고, 크랭크 샤프트(S11)의 회전력을 캠샤프트(S13),(S14)에 전달하는 것으로, 체인(CH1)의 느슨한 쪽의 종동 스프로켓(S15)과 구동 스프로켓(S12)와의 사이에는, 텐쇼너(T1)와 가동 가이드(G11)로 이루어지는 장력 조정수단을 가지며, 체인(CH1)의 팽팽한 쪽의 종동 스프로켓(S16) 과구동 스프로켓(S12)와의 사이에는, 크랭크 샤프트(S11)의 회전력에 의해서, 체인(CH1)의 주행 방향과 대략 수직인 방향으로 강제 요동되는 요동 가이드(G12)로서, 체인(CH1)의 장력 변동 주기중의 장력 최대치 출현시에 요동 가이드(G12)의 후퇴 속도가 대략 최대로 되고, 장력 최소치 출현시에 요동 가이드(G12)의 전진 속도가 대략 최대가 되는 요동 수단을 가지고 있다.

가동 가이드(G11)는, 무단 순환 주행하는 체인(CH1)과 미끄럼 접촉하고, 주행 궤도를 규제하는 것과 동시에, 적당한 장력을 체인(CH1)에 가하는 슈부(G1la)가 부착볼트·부착핀등의 축지지 수단(G11c)과 축지수단(G11c)가 끼워 통하는 삽통공을 형성하는 보스부(G11b)로 이루어진다.한편, 요동 가이드(G12)는, 무단 순환주행하는 체인(CH1)과 미끄럼 접촉하여, 주행 궤도를 규제하는 것과 동시에, 적당한 장력을 체인(CH1)에 가하는 슈부(G12a)와 부착볼트·부착핀등의 축지지 수단(G12c)과 축지지 수단(G12c)이 끼워 통하는 삽통공을 형성하는 보스부(G12b)로 이루어진다.

상술한 요동 수단은, 다음과 같은 구성으로 이루어진다. 타원형상 캠(C1)가 크랭크 샤프트(S11)에 동축고정되고 있고, 요동 가이드(G12)의 요동 끝단부로부터 연장하여 설치된 열쇠 형상의 요동전달 아암(G13)이, 타원형상 캠(C1)에 미끄럼 접촉하는 것에 의해서, 크랭크 샤프트(S11)의 주기적인 장력 변동에 동기하여, 체인(CHI)의 팽팽한 쪽에 배치한 요동 가이드(G12)에 의해 스팬길이[종동 스프로켓(S16)이 이맞물림하지 않는 지점(S16) ~ 구동 스프로켓(S12)의 이맞물림 지점(S12a)]가 증감되고, 또한, 체인(CH1)의 인장력이 최대로 되는 순간에 최대의 스팬 단축효과를 얻을 수 있다.스팬 길이의 증감의 폭은, 실제로는, 1 mm정도의 미소 량이다.

다음에 본 발명의 다른 실시의 형태를, 실시예 2에 근거해 도 2를 참조하여 설명한다. 이 실시예 2는, 청구항 3에 기재된 발명에 상당한다.

(실시예 2)

실시예 2의 타이밍 체인 드라이브 시스템(20)은, 내연엔진의 크랭크 샤프트(S21)에 설치된 구동 스프로켓(S22)와, 캠샤프트(S23),(S24)에 동축 고정한 종동 스프로켓(S25),(S26)와의 사이에 체인(CH2)를 걸쳐놓고, 크랭크 샤프트(S21)의 회전력을 캠샤프트(S23),(S24)에 전달하는 것으로, 체인(CH2)의 느슨한 쪽의 종동 스프켓(S25)와 구동 스프로켓(S22)와의 사이에는, 텐쇼너(T2)와 가동 가이드(G21)로 이루어지는 장력 조정수단을 가지고, 체인(CH2)의 팽팽한 쪽의 종동 스프로켓(S26)과 구동 스프로켓(S22)와의 사이에는, 캠샤프트(S24)의 회전력에 의해서 체인(CH2)의 주행 방향과 대략 수직인 방향으로 강제 요동되는 요동 가이드(G22)로서, 체인(CH2)의 장력 변동 주기중의 장력 최대치 출현시에 요동 가이드(G22)의 후퇴 속도가 대략 최대로 되고, 장력 최소치 출현시에 요동 가이드(G22)의 전진 속도가 대략 최대로 되는 요동 수단을 가지고 있다.

가동 가이드(G21)는, 무단순환 주행하는 체인(CH2)와 미끄럼 접촉하고, 주행 궤도를 규제하는 것과 동시에, 적당한 장력을 체인(CH2)에 가하는 슈부(G21a)와 부착볼트·부착핀등의 축지지 수단(G21c)와 축지지 수단(G21c)가 끼워 통하는 삽통공을 형성하는 보스부(G21b)로 이루어진다. 한편, 요동 가이드(G22)는, 무단순환 주행하는 체인(CH2)와 미끄럼 접촉하고, 주행 궤도를 규제하는 것과 동시에, 적당한 장력을 체인(CH2)에 가하는 슈부(G22a)와 부착볼트·부착핀등의 축지지 수단(G22c)와 축지지 수단(G22c)가 끼워 통하는 삽통공을 형성하는 보스부(G22b)로 이루어진다.

상술한 요동 수단은, 다음과 같은 구성으로 이루어진다. 1회전당 외접점이 반경 방향으로 4회 왕복하는 사각형상 캠(C2)가 팽팽한 쪽의 캠샤프트(S24)에 동축 고정되고 있고, 요동 가이드(G22)의 요동 끝단부로부터 연장하여 설치된 열쇠 형상의 요동 전달아암(G23)이 사각형상 캠(C2)에 미끄럼 접촉하는 것에 의해서, 캠샤프트(S24)의 주기적인 장력 변동에 동기하여, 체인(CH2)의 팽팽한 쪽에 배치한 요동 가이드(G22)에 의해 스팬길이[종동 스프로켓(S26)의 이맞물림하지 않는 지점(S26a) ~ 구동 스프로켓(S22)의 이맞물림 지점(S22a)]가 실질적으로 증감되며, 또한, 체인(CH2)의 인장력이 최대로 되는 순간에 최대의 스팬 단축효과를 얻을 수 있다. 스팬길이의 증감의 폭은, 실제로는, 1 mm정도의 미소량이다.

다음에, 본 발명의 다른 실시의 형태를, 실시예 3에 근거해 도 3을 참조해 설명한다. 이 실시예 3은, 청구항 4에 기재된 발명에 상당한다.

(실시예 3)

실시예 3의 타이밍 체인 드라이브 시스템(30)은, 내연엔진의 크랭크 샤프트(S31)에 설치된 구동 스프로켓(S32)와, 캠샤프트(S33),(S34)에 설치된 종동 스프로켓(S35),(S36)와의 사이에 체인(CH3)을 걸쳐놓고, 크랭크 샤프트(S31)의 회전력을 캠샤프트(S33),(S34)에 전달하는 것으로, 체인(CH3)의 느슨한 쪽의 종동 스프켓(S35)와 구동 스프로켓(S32)와의 사이에는, 텐쇼너(T3)와 가동 가이드(G31)로 이 루어지는 장력 조정수단을 가지고, 체인(CH3)의 팽팽한 쪽의 종동 스프로켓(S36)과 구동 스프로켓(S32)와의 사이에는, 크랭크샤프트(S31)의 회전력에 의하여, 체인(CH3)의 주행 방향과 대략 수직인 방향으로 강제 요동되는 요동 가이드(G32)로서, 체인(CH3)의 장력 변동 주기중의 장력 최대치 출현시에 요동 가이드(G32)의 후퇴 속도가 대략 최대로 되고, 장력 최소치 출현시에 요동 가이드(G32)의 전진 속도가 대략 최대로 되는 요동 수단을 가지고 있다.

가동 가이드(G31)는, 무단순환 주행하는 체인(CH3)와 미끄럼 접촉하고, 주행 궤도를 규제하는 것과 동시에, 적당한 장력을 체인(CH3)에 가하는 슈부(G31a)와 부착볼트·부착핀등의 축지지 수단(G31c)와 축지지 수단(G31c)가 끼워 통하는 삽통공을 형성하는 보스부(G31b)로 이루어진다. 한편, 요동 가이드(G32)는, 무단순환 주행하는 체인(CH3)과 미끄럼 접촉하여 주행 궤도를 규제하는 것과 동시에, 적당한 장력을 체인(CH3)에 가하는 슈부(G32a)와 부착볼트·부착핀등의 축지지 수단(G32c)와 축지지 수단(G32c)가 끼워 통하는 삽통공을 형성하는 보스부(G32b)로 이루어진다.

상술한 요동 수단은, 다음과 같은 구성으로 이루어진다. 타원형 캠(C3)가 크랭크샤프트(31)에 동축 고정되고 있고, 요동 가이드(G32)의 요동 끝단부로부터 연장하여 설치된 열쇠 형상의 요동 전달아암(G33)이, 타원형상 캠(C3)에 미끄럼 접촉하는 것에 의해서, 크랭크 샤프트(S31)의 주기적인 장력 변동에 동기하여, 체인(CH3)의 팽팽한 쪽에 배치한 요동 가이드(G32)에 의해 스팬길이[종동 스프로켓(S36)의 이맞물림하지 않는 지점(S36a) ~ 구동 스프로켓(S22)의 이맞물림 지 점(S32a)]가 증감되며, 또한, 체인(CH3)의 인장력이 최대로 되는 순간에 최대의 스팬 단축효과를 얻을 수 있다. 스팬길이의 증감의 폭은, 실제로는, 1 mm정도의 미소량이다. 또한, 요동가이드(G32)는, 슈부(G32a)의 배후로부터 저진방향으로 스프링이나 폴리우레탄이나 고무등의 탄성부재(B)에 의하여 예압되어 있다. 이것에 의하여, 저속회전시등의 체인장력이 낮고, 최대장력을 저감할 필요가 없는 경우에는, 타원형상 캠(C3)와 요동가이드(G32)의 미끄럼 운동을 없게 하는 것이 가능하므로 요동에 의한 진동회피 및 구성부품의 장수명화가 가능하다.

또한, 실시예 3은, 앞서 설명한 실시예 1 (도 1 참조)의 요동가이드에 탄성부재(B)를 부가한 구조로 되어 있으나, 실시예 2 (도 2 참조)의 요동가이드에 탄성부재(B)를 부가한 경우라도, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시의 형태를, 실시예 4에 근거한 도 4를 참조해 설명한다. 이 실시예 4는, 청구항 5에 기재된 발명에 상당한다.

(실시예 4)

실시예 4의 타이밍 체인 드라이브 시스템(40)은, 내연엔진의 크랭크 샤프트(S41)에 동축고정한 구동 스프로켓(S42)(도면에서는, 크랭크기어 K4의 배후에 있기 때문에 점선으로 보임)와, 캠샤프트(S43),(S44)에 동축고정한 종동 스프로켓(S45),(S46)와의 사이에 체인(CH4)를 걸쳐놓고, 크랭크 샤프트(S41)의 회전력을 캠샤프트(S43),(S44)에 전달하는 것으로, 체인(CH4)의 느슨한 쪽의 종동 스프켓(S45)와 구동 스프로켓(S42)와의 사이에는, 텐쇼너(T4)와 가동 가이드(G41)로 이루어지는 장력 조정수단을 가지고, 체인(CH4)의 팽팽한 쪽의 종동 스프로켓(S46)과 구동 스프로켓(S42)와의 사이에는, 크랭크 샤프트(S41)의 회전력에 의해서, 체인(CH4)의 주행 방향과 대략 수직인 방향으로 강제 요동되는 요동 가이드(G42)로서, 체인(CH4)의 장력 변동 주기중의 장력 최대치 출현시에 요동 가이드(G42)의 후퇴 속도가 대략 최대로 되고, 장력 최소치 출현시에 요동 가이드(G42)의 전진 속도가 대략 최대로 되는 요동 수단을 가지고 있다.

가동 가이드(G41)는, 무단순환 주행하는 체인(CH4)와 미끄럼 접촉하여, 주행 궤도를 규제하는 것과 동시에, 적당한 장력을 체인(CH4)에 가하는 슈부(G41a)와 부착볼트·부착핀등의 축지지 수단(G41c)와 축지지 수단(G41c)가 끼워 통하는 삽통공을 형성하는 보스부(G41b)로 이루어진다. 한편, 요동 가이드(G42)는, 무단순환 주행하는 체인(CH4)와 미끄럼 접촉하고, 주행 궤도를 규제하는 것과 동시에, 적당한 장력을 체인(CH4)에 가하는 슈부(G42a)와 부착볼트·부착핀등의 축지지 수단(G42c)와 축지지 수단(G42c)가 끼워 통하는 삽통공을 형성하는 보스부(G42b)로 이루어진다.

상술한 요동 수단은, 다음과 같은 구성으로 이루어진다. 크랭프샤프트(S41)에 동축고정된 크랭크 기어(K4)에, 이맞물림하는 제 1 전달기어(G43) 및, 그것에 톱니결합하여 크랭크 기어(K4)와 같은 방향으로 회전하는 제 2 전달기어(G44)를 가지고 있다. 그리고, 제 2 전달기어(G44)와 동축고정한 타원형상캠(C4)을 가지고 있으며, 그 타원형상 캠(C4)이 요동가이드(G42)의 요동 끝단부의 슈부(G42a)의 뒷면쪽에 미끄럼접촉하고 있다. 그 때문에, 레이아웃의 관계·설치상의 제한등에 의해, 체인의 무단 순환 궤도내에 열쇠형상의 요동 전달 아암을 배치하는 것이 곤란 한 경우라도 실시 가능함과 함께, 타원형상 캠(C4)과 크랭크 샤프트(S41)와의 사이에 2개의 기어, 즉 제 1 전달기어(G43) 및 제 2 전달기어(G44)를 개입시키고 있기 때문에, 크랭크 샤프트(S41)의 주기 변동과 타원형상 캠의 회전 주기의 위상의 조정을 기어비를 바꾸는 것에 의해서 간단하게 실시할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시의 형태를, 실시예 5에 근거한 도 5를 참조하여 설명한다. 이 실시예 5는, 청구항 6에 기재된 발명에 상당한다.

(실시예 5)

실시예 5의 타이밍 체인 드라이브 시스템(50)은, 내연엔진의 팽팽한 쪽 캠샤프트(S54)에 동축고정한 구동 스프로켓(S56)(도면에서는, 크랭크기어 K5의 배후에 있기 때문에 점선으로 보임)와, 느슨한 쪽 캠샤프트(S53)에 동축고정한 종동 스프로켓(S55)과, 크랭크샤프트(51)에 동축고정한 구동 스프로켓(S52)와의 사이에 체인을 걸쳐놓고, 크랭크 샤프트(S51)의 회전력을 캠샤프트(S53),(S54)로 전달한다. 그리고, 체인(CH5)의 느슨한 쪽의 종동스ㅍ로켓(S55)과 구동 스프로켓(S52)의 사이에는, 텐쇼너(T5)와 가동가이드(G51)로 이루어지는 장력조정수단을 가지며, 캠샤프트(S54)의 회전력에 의해서, 체인(CH5)의 주행 방향과 대략 수직인 방향으로 강제 요동되는 요동 가이드(G52)로서, 체인(CH5)의 장력 변동 주기중의 장력 최대치 출현시에 요동 가이드(G52)의 후퇴 속도가 대략 최대로 되고, 장력 최소치 출현시에 요동 가이드(G52)의 전진 속도가 대략 최대로 되는 요동 수단을 가지고 있다.

가동 가이드(51)는, 무단순환 주행하는 체인(CH5)와 미끄럼 접촉하여, 주행 궤도를 규제하는 것과 동시에, 적당한 장력을 체인(CH5)에 가하는 슈부(G51a)와 부 착볼트·부착핀등의 축지지 수단(G51c)와 축지지 수단(G51c)가 끼워 통하는 삽통공을 형성하는 보스부(G51b)로 이루어진다. 한편, 요동 가이드(G52)는, 무단순환 주행하는 체인(CH5)와 미끄럼 접촉하고, 주행 궤도를 규제하는 것과 동시에, 적당한 장력을 체인(CH5)에 가하는 슈부(G52a)와 부착볼트·부착핀등의 축지지 수단(G52c)와 축지지 수단(G52c)가 끼워 통하는 삽통공을 형성하는 보스부(G52b)로 이루어진다.

상술한 요동 수단은, 다음과 같은 구성으로 이루어진다. 크랭프샤프트(S51)에 동축고정된 크랭크 기어(K5)에, 이맞물림하는 제 1 전달기어(G53) 및, 그것에 톱니결합하여 크랭크 기어(K5)와 같은 방향으로 회전하는 제 2 전달기어(G54)를 가지고 있다. 그리고, 제 2 전동기어(G54)와 동축결합한 타원형상캠(C5)을 가지고 있으며, 그 타원형상 캠(C5)이 요동가이드(G52)의 요동 끝단부의 슈부(G52a)의 뒷면쪽에 미끄럼접촉하고 있다. 그 때문에, 레이아웃의 관계·설치상의 제한등에 의해, 체인의 무단 순환 궤도내에 열쇠형상의 요동 전달 아암을 배치하는 것이 곤란한 경우라도 실시 가능함과 함께, 타원형상 캠(C5)과 크랭크 샤프트(S51)와의 사이에 2개의 기어, 즉 제 1 전동기어(G53) 및 제 2 전동기어(G54)를 개입시키고 있기 때문에, 크랭크 샤프트(S51)의 주기 변동과 타원형상 캠의 회전 주기의 위상의 조정을 기어비를 바꾸는 것에 의해서 간단하게 실시할 수 있다.

또한, 상기 실시예 1 내지 실시예 5에 있어서, 가동 가이드(G11 ~ G51), 요동 가이드(G12 ~ G52)를 구성하는 재질은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 슈부가 직접, 주행하는 체인에 미끄럼 접촉하기 때문에, 내마모성, 윤활성이 뛰어난 폴 리아미드계 수지등의 이른바, 엔지니어링 플라스틱이 바람직하다.구체적으로는, 나일론 6, 나일론 66, 전방향족 나일론등을 들 수 있다.

본 발명은, 지금까지의 타이밍 드라이브 체인 시스템에서는, 가동 가이드와 고정 가이드에 의해서, 체인의 주행을 규제하고, 장력을 조정하는 것이 일반적이었으나, 본 발명자등은, 「주행하는 체인은, 장력 변동이 주기적으로 발생하고, 이 장력 변동을 평준화하여, 장력 최대치를 끌어내릴 수 있어 체인의 소형 경량화, 시스템의 정숙성을 실현할 수 있다」라고 하는 신규한 발견에 근거한 것이며, 또한, 기존 부품인 체인 가이드를 미소량 요동 시키는 방식 이므로, 제조원가의 저감, 효과의 안정성, 동력 전달 성능으로의 영향등 각 점에 대해 선행예에 대한 우위성을 가지고 있으며, 또한 시행 착오의 결과, 「장력 변동을 평준화시키기 위한 구동원을 장력 변동의 발생원인 크랭크 샤프트, 혹은, 캠샤프트로부터, 기계적으로 직접 얻는다」라는 독창적인 기술적 사상 에 의해 완성한 것이며, 그 산업상의 이용 가능성은, 극히 높다.

도 1은, 실시예 1의 타이밍 드라이브 체인 시스템의 개념도.

도 2는, 실시예 2의 타이밍 드라이브 체인 시스템의 개념도.

도 3은, 실시예 3의 타이밍 드라이브 체인 시스템의 개념도.

도 4는, 실시예 4의 타이밍 드라이브 체인 시스템의 개념도.

도 5는, 실시예 5의 타이밍 드라이브 체인 시스템의 개념도.

도 6은, 엔진이 직렬 4 기통인 경우의 체인 장력의 주기 변동을 나타내는 그래프이다.

도 7은, 종래의 엔진내 타이밍 드라이브 체인 시스템의 배치도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 20, 30, 40, 50: 타이밍 드라이브 체인 시스템

S11, S21, S31, S41, S51: 크랭크 샤프트

S12, S22, S32, S42, S52: 구동측 스프로켓

S13, S23, S33, S43, S53: (좌측) 캠샤프트

S14, S24, S34, S44, S54: (우측) 캠샤프트

G11, G21, G31, G41, G51: 가동 가이드

G11a, G21a, G31a, G41a, G51a: (가동 가이드의) 슈부

Gl1b, G21b, G31b, G41b, G51b: (가동 가이드의) 보스부

Gl1c, G21c, G31c, G41c, G51c: (가동 가이드의) 축지지 수단

G12, G22, G32, G42, G52: 요동 가이드

G12a, G22a, G32a, G42a, G52a: (요동 가이드의) 슈부

G12b, G22b, G32b, G42b, G52b: (요동 가이드의) 보스부

G12c, G22c, G32c, G42c, G52c: (요동 가이드의) 축지지 수단

G13, G23, G33: 요동 전달 아암

G43: 제1 전달 기어

G44: 제2 전달 기어

G53: 제1 전동 기어

G54: 제2 전동 기어

C1, C3, C4, C5: 타원형상 캠

C2: 사각형상 캠

CH1, CH2, CH3, CH4, CH5: 타이밍 체인

T1, T2, T3, T4, T5: 텐쇼너

B: 탄성 부재

K4: 크랭크 기어

K5: 캠 기어

Claims

내연엔진의 크랭크 샤프트에 설치된 구동 스프로켓과 흡배기 밸브를 구동하는 캠샤프트에 설치된 종동 스프로켓과의 사이에 체인을 걸쳐놓고, 상기 크랭크 샤프트의 회전력을 상기 캠샤프트에 전달하는 타이밍 체인 드라이브 시스템에 있어서,

상기 체인의 느슨한 쪽의 상기 종동 스프로켓과 상기 구동 스프로켓의 사이에, 텐쇼너와 가동 가이드로 이루어지는 장력 조정수단을 가지며,

상기 체인의 팽팽한 쪽의 상기 종동 스프로켓과 상기 구동 스프로켓과의 사이에, 상기 크랭크 샤프트 또는 상기 캠샤프트의 회전력에 의해서, 상기 체인의 주행 방향과 대략 수직인 방향으로 강제 요동되는 요동 가이드로서, 상기 체인의 장력 변동 주기중의 장력 최대치 출현시에 상기 요동 가이드의 후퇴 속도가 대략 최대로 되고, 장력 최소치 출현시에 상기 요동 가이드의 전진 속도가 대략 최대로 되는 요동 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 타이밍 체인 드라이브 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 요동 수단이, 타원형상 캠을 가지며, 상기 타원형상 캠이 상기 크랭크 샤프트에 동축 고정되고 있고, 상기 요동 가이드의 요동 끝단부로부터 연장하여 설치된 요동 전달 아암이, 상기 타원형상 캠에 미끄럼 접촉하는 것을 특징으로 하는 타이밍 체인 드라이브 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 요동 수단이, 1회전당 외접점이 반경 방향으로 4회 왕복하는 사각형상 캠을 가지고 있으며, 상기 사각형상 캠이 상기 캠샤프트에 동축 고정되어 있고, 상기 요동 가이드의 요동 끝단부로부터 연장하여 설치된 상기 요동 전달 아암이, 상기 사각형상 캠에 미끄럼 접촉하는 것을 특징으로 하는 타이밍 체인 드라이브 시스템.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 요동 가이드가, 전진 방향으로 탄성 부재에 의해 예압되어 있는 것을 특징으로 하는 타이밍 체인 드라이브 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 요동 수단이, 상기 크랭크 샤프트에 동축고정된 크랭크 기어에 이맞물림하는 제1 전달 기어 및, 상기 제 1 전달 기어에 이맞물림하는 상기 크랭크 기어와 같은 방향으로 회전하는 제 2 전달 기어를 가지고 있으며, 상기 제 2 전달 기어에 동축 고정된 타원형상 캠을 가지고 있고, 상기 요동 가이드의 요동 끝단부에 상기 타원형상 캠이 미끄럼 접촉하는 것을 특징으로 하는 타이밍 체인 드라이브 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 요동 수단이, 상기 캠샤프트에 동축 고정된 캠 기어에 이맞물림하는 제1 전동 기어 및, 상기 제 1 전동 기어에 이맞물림하는 상기 캠 기어와 동방향으로 회전하는 제2 전동 기어를 가지고 있고, 상기 제 2 전동 기어에 동축 고정된 타원형상 캠을 가지고 있어, 상기 요동 가이드의 요동 끝단부에 상기 타원형상 캠이 미끄럼 접촉하는 것을 특징으로 하는 타이밍 체인 드라이브 시스템.