JP3743454B2 - Cam drive device for internal combustion engine - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は内燃機関のカム駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関における補機の駆動は、例えば図４に示すように駆動源であるクランクギアから、ウォータポンプとパワーステアリング (以下バワステともいう) 用オイルポンプに対して１本、エアコン用のコンプレッサに対して１本、オルタネータに対して１本の計３本のベルトを掛けて駆動するようになっている。
【０００３】
また、これら補機の駆動とは別に吸・排気弁駆動用のカムシャフトをクランクシャフトに連動して回転駆動させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の装置においては、補機駆動用のベルトが２重，３重となってしまうため、クランクシャフトの軸方向の機関全長が長くなり、更にカムシャフトの駆動系を備えることにより、複雑な構成となっていた。
また、カムシャフトは、カムが吸・排気弁を押し下げるときと吸・排気弁から押し上げられるときとで駆動力が大きく変化するため、カムシャフト回転速度の周期的な変動を発生しやすくなっている。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、カム駆動系の巻掛伝動部材を利用して補機の駆動を行うことで、上記問題点を解決した内燃機関のカム駆動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため請求項１の発明は、機関本体の前面に配置された巻掛伝動部材を介してカムシャフトが巻掛伝動部材を介してクランクシャフトにより回転駆動される内燃機関において、機関本体の慣性主軸位置を挟んで両側にあって、かつ、カムシャフト駆動用のカムギアに対して前記巻掛伝動部材による駆動力伝達方向の上流側と下流側とにある位置に補機を夫々配設し、これら両補機を夫々の駆動用ギアに前記巻掛伝動部材を係合させて回転駆動すると共に、機関本体の前面の前記慣性主軸を通る位置にエンジンマウンティングブラケットの取り付け座を形成したことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、前記カムギアと、前記クランクシャフト駆動用のクランクギアと、前記両補機駆動用の２つのギアと、を菱形の各頂点に位置するように配設したことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明は、前記両補機が、ウォータポンプとパワーステアリング用オイルポンプであることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、カムシャフトには、前記１つのカムギアが設けられて、前記１本の巻掛伝動部材のみによる駆動力伝達が行われ、前記両補機以外の複数の補機が別の巻掛伝動部材を介してクランクシャフトの駆動力を伝達されて回転駆動するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５の発明は、前記両補機以外の複数の補機が、エアコン駆動用のコンプレッサとオルタネータであることを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明によると、１本の巻掛伝動部材で２つの補機とカムシャフトとを同時に駆動することができ、機関全長の増大を抑制することができ、構成も簡易となる。
また、２つの補機を駆動することで全体の負荷が大きくなり、前記カムシャフトの吸・排気弁の開閉時に生じる回転変動を相対的に小さくすることができ、回転が安定する。特に、カムシャフトの上流側と下流側とに分けて補機を配設したことにより、カムシャフトが吸・排気弁を押し下げるときと吸・排気弁から押し上げられるときとで逆向きに生じる駆動力変化に対して、夫々対応する補機の駆動負荷が前記駆動力変化を抑制する方向に作用するので、より回転変動を規制する効果が高められる。
さらに、慣性主軸位置を挟んで両側に補機を配設することにより、前記慣性主軸を通る位置にエンジンマウンティングブラケットの取り付け座を形成して、騒音防止抑制機能を十分に高めることができる。因みに、カムギアのみをクランクシャフトとの間に巻掛伝動部材を掛けて駆動するようにした場合には、巻掛伝動部材が機関本体の慣性主軸近傍を通ることになるため、エンジンマウンティングブラケットを慣性主軸上に取り付けることができないので、騒音防止抑制機能を十分に高めることができない。
【００１１】
請求項２の発明によると、各ギアが菱形の各頂点位置に配置されることにより、各ギアに対する巻掛伝動部材の巻掛角度を十分大きく取ることができ、アイドラが不要となる。
【００１２】
請求項３の発明によると、ウォータポンプとパワーステアリング用オイルポンプは、他の補機に比較して元々信頼性・耐久性共に高く設計される部品であるため、カム駆動系によりこれらを駆動させるようにしても、カム駆動系全体の信頼性を低下させることがない。
請求項４の発明によると、カム駆動系で駆動される補機以外の残りの補機を、１本の巻掛伝動部材でまとめて駆動するようにしたため、全体として補機駆動系のコンパクト化を図れる。
【００１３】
請求項５の発明によると、エアコン駆動用のコンプレッサとオルタネータは比較的部品の調整を行う率が高いため、カム駆動系以外で駆動することにより、調整作業の容易性を図れる。
【００１４】
【実施例】
本発明に係るカム駆動装置の一実施例を図１〜図４に基づいて説明する。
図１において、機関本体１の前面を覆うフロントカバー２には、下部に位置するクランクシャフト３に直結して駆動される潤滑用オイルポンプ４と、向かって右側のウォータポンプ５と、同じく左側のパワステ用オイルポンプ６と、これら両ポンプの間にあって機関本体１の慣性主軸Ｃ近傍に位置するエンジンマウンティングブラケット取付ボス７とが設けられている。
【００１５】
また、前記クランクシャフト３に組付けられたクランクギア８と機関本体１の上部に位置するカムシャフト９に組付けられたカムギア10との途中にはウォータポンプ５を駆動するウォータポンプ用ギア11と、前記パワステ用ポンプ６を駆動するパワステポンプ用ギア12とに、巻掛伝動部材であるカムチェーン13が掛けられ、該カムチェーン13を介してクランクシャフト３の駆動力がカムシャフト９と同時に補機であるウォータポンプ５及びパワステ用ポンプ６に伝達され、これらを一体的に回転駆動させるようになっている。前記カムチェーン13のクランクギア８とパワステ用ポンプ６との間の部分をテンショナガイド14を介して位置規制しつつ内側に押圧して自動的に張力を調整するチェーンテンシェナ15が設けられている。
【００１６】
図２に示すように、前記エンジンマウンティングブラケット取付ボス７には、エンジンマウンティングブラケット16が固定され、前記フロントカバー２に結合されるギアハウジング17の孔から外側に突出する部分と車体側に固定されたステー18とを締結することにより機関を車体にマウント支持している。
また、図３及び図４に示すように、前記ギアハウジング17の外側に突出するクランクシャフト３の端部には、クランクプーリ19が連結され、該クランクプーリ19と機関本体１のフロントカバー２外側に配設したエアコン用コンプレッサ20とオルタネータ21とを１本の補機ベルト22によって共掛けして駆動するようになっている。尚、補機ベルト22ではポリＶベルト等のように自動調整が必要な場合は補機テンショナ (図示せず) を設置することは勿論である。
【００１７】
次に、作用を説明する。
機関の運転時は、クランクシャフト３が図１で時計周り方向に回転し、各ギアと噛み合うカムチェーン13を介してパワステ用オイルポンプ６，カムシャフト９，ウォータポンプ５が回転駆動される。
ここで、カムシャフト９に対してカムチェーン13の駆動力伝達方向の上流側と下流側とに夫々安定した駆動負荷を有する補機としてのパワステ用オイルポンプ６とウォータポンプ５とが介在することにより、カムシャフト９の吸・排気弁開閉時に生じる駆動力変化が抑制され、回転変動が抑制される。特に、カムシャフト９は吸・排気弁を押し下げるときは回転に抗する反力を受け、吸・排気弁から押し上げられるときは回転方向の力を貰うため、逆向きの駆動力変化を生じるが、前者は下流側のウォータポンプ５の慣性、後者は上流側の慣性によって各向きの駆動力変化が抑制されるので、カムシャフト９の回転変動を効果的に抑制できる。
【００１８】
また、各ギアが菱形の頂点に相当する位置に配設されるため、各ギアに対するカムチェーン13の巻き掛け角度を十分に取ることができ、アイドラ等が不要となる。
また、エンジンマウンティングブラケット取付ボス７を機関本体１の慣性主軸Ｃを通る位置に配設して、機関本体１の慣性主軸近傍を車体側に支持する構成としたため、騒音振動抑制機能を十分に高めることができる。
【００１９】
一方、クランクプーリ19に掛けられた補機ベルト22を介してエアコン用コンプレッサ20とオルタネータ21とが回転駆動される。即ち、カムチェーン13で駆動されるウォータポンプ５とパワステ用オイルポンプ６以外の補機を１本の補機ベルトで無理無く駆動できるので、機関の全長短縮，部品点数削減を図れ、コンパクトにレイアウトすることができる。
【００２０】
尚、ウォータポンプとパワーステアリング用オイルポンプは、残るエアコン用コンプレッサ20とオルタネータ21とに比較して信頼性が高いため、カム駆動系により駆動させ、比較的部品をサービス調整する頻度が高いエアコン用コンプレッサ20とオルタネータ21は、外側で補機ベルト22により駆動しているので調整作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関のフロントカバーを外した状態での正面図。
【図２】同上機関の車体への支持部を示す概要図。
【図３】同上機関のフロントカバー装着状態での正面図。
【図４】同上機関のフロントカバー装着状態での一部側断面図。
【図５】従来例の補機駆動の構成を示す図。
【符号の説明】
１ 機関本体
２ フロントカバー
３ クランクシャフト
５ ウォータポンプ
６ パワステ用オイルポンプ
７ エンジンマウンティングブラケット取付ボス
８ クランクギア
９ カムシャフト
10 カムギア
11 ウォータポンプ用ギア
12 パワステポンプ用ギア
13 カムチェーン
16 エンジンマウンティングブラケット
19 クランクプーリ
20 エアコン用コンプレッサ
21 オルタネータ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a cam drive device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an auxiliary machine in an internal combustion engine is driven by a crank gear as a drive source, for example, as shown in FIG. 4, for a water pump and an oil pump for power steering (hereinafter also referred to as Bawaste), a compressor for an air conditioner. The belt is driven with three belts in total, one for the alternator and one for the alternator.
[0003]
In addition to the driving of these auxiliary machines, the intake / exhaust valve driving camshaft is driven to rotate in conjunction with the crankshaft.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional apparatus, since the belt for driving the auxiliary machine becomes double or triple, the overall length of the engine in the axial direction of the crankshaft becomes longer, and further, by providing a camshaft drive system, It was a complicated configuration.
In addition, the camshaft is subject to periodic fluctuations in the camshaft rotational speed because the driving force varies greatly between when the cam pushes down the intake / exhaust valve and when the cam is pushed up from the intake / exhaust valve. .
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems. The cam drive of the internal combustion engine solves the above problems by driving the auxiliary machine using the winding transmission member of the cam drive system. An object is to provide an apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Accordingly, the invention of claim 1 is directed to an internal combustion engine in which a camshaft is rotationally driven by a crankshaft via a winding transmission member via a winding transmission member disposed on the front surface of the engine body. Auxiliary machines are disposed on both sides of the position and at positions upstream and downstream in the direction of driving force transmission by the winding transmission member with respect to the camshaft driving cam gear. Both auxiliary machines are driven to rotate by engaging the winding transmission member with respective drive gears, and an attachment seat for the engine mounting bracket is formed at a position passing through the inertia main shaft on the front surface of the engine body. To do.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, the cam gear, the crank gear for driving the crankshaft, and the two gears for driving both auxiliary machines are arranged so as to be positioned at the apexes of the rhombus. Features.
[0008]
The invention of claim 3 is characterized in that the auxiliary machines are a water pump and a power steering oil pump.
According to a fourth aspect of the present invention, the camshaft is provided with the one cam gear, the driving force is transmitted only by the one winding transmission member, and a plurality of auxiliary machines other than the two auxiliary machines are provided. Is rotated by being transmitted with the driving force of the crankshaft via another winding transmission member.
[0009]
The invention of claim 5 is characterized in that the plurality of auxiliary machines other than the two auxiliary machines are a compressor and an alternator for driving an air conditioner.
[0010]
According to the invention of claim 1 can simultaneously drive two accessory and a cam shaft with a single wrapping connector member, it is possible to suppress an increase in the engine total length, construction is also simplified.
Further, by driving the two auxiliary machines, the overall load increases, and the rotational fluctuation that occurs when the intake and exhaust valves of the camshaft are opened and closed can be made relatively small, and the rotation is stabilized. In particular, the driving force generated in the opposite direction between when the camshaft pushes down the intake / exhaust valve and when the camshaft pushes up from the intake / exhaust valve by arranging the auxiliary equipment separately on the upstream side and downstream side of the camshaft Since the driving load of the auxiliary machine corresponding to the change acts in the direction of suppressing the driving force change, the effect of regulating the rotation fluctuation is further enhanced.
Furthermore, by arranging auxiliary machines on both sides of the inertia main shaft position, a mounting seat for the engine mounting bracket can be formed at a position passing through the inertia main shaft, and the noise prevention suppressing function can be sufficiently enhanced. By the way, when only the cam gear is driven with a winding transmission member between the crankshaft and driven, the winding transmission member passes near the inertia main shaft of the engine body, so the engine mounting bracket is inertial. Since it cannot be mounted on the main shaft, the noise prevention and suppression function cannot be sufficiently enhanced.
[0011]
According to the invention of claim 2, by arranging each gear at each vertex position of the rhombus, the winding angle of the winding transmission member with respect to each gear can be taken sufficiently large, and an idler is not required.
[0012]
According to the invention of claim 3 , since the water pump and the oil pump for power steering are originally designed with high reliability and durability compared with other auxiliary machines, they are driven by the cam drive system. Even if it does in this way, the reliability of the whole cam drive system will not be reduced.
According to the invention of claim 4 , since the remaining auxiliary machines other than the auxiliary machine driven by the cam drive system are driven together by a single winding transmission member, the auxiliary drive system is made compact as a whole. Can be planned.
[0013]
According to the invention of claim 5 , since the compressor and alternator for driving the air conditioner have a relatively high rate of adjusting the parts, the adjustment work can be facilitated by driving by means other than the cam drive system.
[0014]
【Example】
An embodiment of a cam drive device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIG. 1, a front cover 2 that covers the front surface of the engine body 1 is provided with a lubricating oil pump 4 that is driven by being directly connected to a crankshaft 3 that is positioned below, a water pump 5 on the right side, A power steering oil pump 6 and an engine mounting bracket mounting boss 7 positioned between the two pumps and in the vicinity of the inertia main shaft C of the engine body 1 are provided.
[0015]
Further, a water pump gear 11 for driving the water pump 5 is provided in the middle of the crank gear 8 assembled to the crankshaft 3 and the cam gear 10 assembled to the camshaft 9 positioned at the upper part of the engine body 1. A cam chain 13 as a winding transmission member is hung on a power steering pump gear 12 that drives the power steering pump 6, and the driving force of the crankshaft 3 is supplemented simultaneously with the camshaft 9 via the cam chain 13. It is transmitted to the water pump 5 and the power steering pump 6 which are machines, and these are integrally rotated. There is provided a chain tensioner 15 for automatically adjusting the tension by pressing the cam chain 13 between the crank gear 8 and the power steering pump 6 via a tensioner guide 14 while regulating the position thereof. .
[0016]
As shown in FIG. 2, an engine mounting bracket 16 is fixed to the engine mounting bracket mounting boss 7, and is fixed to the vehicle body side and a portion protruding outward from a hole of a gear housing 17 coupled to the front cover 2. The engine is mounted and supported on the vehicle body by fastening with the stay 18.
As shown in FIGS. 3 and 4, a crank pulley 19 is connected to an end of the crankshaft 3 projecting outside the gear housing 17, and the crank pulley 19 and the outer front cover 2 of the engine body 1 are connected to each other. The compressor 20 for an air conditioner and the alternator 21 arranged in the above are driven together by a single auxiliary belt 22. Of course, an auxiliary machine tensioner (not shown) is installed in the auxiliary machine belt 22 when automatic adjustment is required, such as a poly V belt.
[0017]
Next, the operation will be described.
During operation of the engine, the crankshaft 3 rotates clockwise in FIG. 1, and the power steering oil pump 6, the camshaft 9, and the water pump 5 are rotationally driven through the cam chain 13 that meshes with each gear.
Here, a power steering oil pump 6 and a water pump 5 as auxiliary machines having stable driving loads on the upstream side and the downstream side in the driving force transmission direction of the cam chain 13 with respect to the camshaft 9 are interposed. As a result, a change in driving force that occurs when the intake and exhaust valves of the camshaft 9 are opened and closed is suppressed, and rotational fluctuations are suppressed. In particular, the camshaft 9 receives a reaction force that resists rotation when the intake / exhaust valve is pushed down, and generates a rotational force when pushed up from the intake / exhaust valve. Since the former suppresses a change in driving force in each direction by the inertia of the downstream water pump 5 and the latter by the upstream inertia, the rotational fluctuation of the camshaft 9 can be effectively suppressed.
[0018]
Further, since each gear is disposed at a position corresponding to the apex of the rhombus, a sufficient winding angle of the cam chain 13 with respect to each gear can be taken, and an idler or the like becomes unnecessary.
Further, since the engine mounting bracket mounting boss 7 is disposed at a position passing through the inertia main shaft C of the engine body 1 and the vicinity of the inertia main shaft of the engine body 1 is supported on the vehicle body side, the noise vibration suppressing function is sufficiently enhanced. be able to.
[0019]
On the other hand, the air conditioner compressor 20 and the alternator 21 are rotationally driven via an auxiliary belt 22 hung on the crank pulley 19. In other words, the auxiliary pumps other than the water pump 5 and the power steering oil pump 6 driven by the cam chain 13 can be driven by a single auxiliary belt, so the overall length of the engine and the number of parts can be reduced, resulting in a compact layout. can do.
[0020]
The water pump and power steering oil pump are more reliable than the remaining air conditioner compressor 20 and alternator 21, so they are driven by the cam drive system, and the frequency of service adjustment of parts is relatively high. Since the compressor 20 and the alternator 21 are driven by the auxiliary belt 22 on the outside, adjustment work can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention with a front cover removed.
FIG. 2 is a schematic view showing a support portion for a vehicle body of the engine.
FIG. 3 is a front view of the engine with the front cover mounted.
FIG. 4 is a partial side sectional view of the engine with the front cover mounted.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an auxiliary machine drive of a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Engine body 2 Front cover 3 Crankshaft 5 Water pump 6 Power pump oil pump 7 Engine mounting bracket mounting boss 8 Crank gear 9 Camshaft
10 Cam gear
11 Water pump gear
12 Power steering pump gear
13 Cam chain
16 Engine mounting bracket
19 Crank pulley
20 Air conditioner compressor
21 Alternator

Claims (5)

機関本体の前面に配置された巻掛伝動部材を介してカムシャフトが巻掛伝動部材を介してクランクシャフトにより回転駆動される内燃機関において、
機関本体の慣性主軸位置を挟んで両側にあって、かつ、カムシャフト駆動用のカムギアに対して前記巻掛伝動部材による駆動力伝達方向の上流側と下流側とにある位置に補機を夫々配設し、これら両補機を夫々の駆動用ギアに前記巻掛伝動部材を係合させて回転駆動すると共に、機関本体の前面の前記慣性主軸を通る位置にエンジンマウンティングブラケットの取り付け座を形成したことを特徴とする内燃機関のカム駆動装置。 In the internal combustion engine in which the camshaft is rotationally driven by the crankshaft via the winding transmission member via the winding transmission member disposed on the front surface of the engine body ,
Auxiliary machines are located on both sides of the inertia main shaft position of the engine body and on the upstream side and the downstream side in the driving force transmission direction by the winding transmission member with respect to the cam gear for driving the camshaft. These auxiliary machines are driven to rotate by engaging the winding transmission members with their respective drive gears, and an installation seat for the engine mounting bracket is formed at a position passing through the inertia main shaft on the front surface of the engine body. A cam drive device for an internal combustion engine, characterized by comprising: 前記カムギアと、前記クランクシャフト駆動用のクランクギアと、前記両補機駆動用の２つのギアと、を菱形の各頂点に位置するように配設したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のカム駆動装置。The cam gear, the crank gear for driving the crankshaft, and the two gears for driving the auxiliary machines are arranged so as to be positioned at the apexes of the rhombus. A cam drive device for an internal combustion engine. 前記両補機は、ウォータポンプとパワーステアリング用オイルポンプであ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カム駆動装置。The cam drive apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the auxiliary machines are a water pump and a power steering oil pump. カムシャフトには、前記１つのカムギアが設けられて、前記１本の巻掛伝動部材のみによる駆動力伝達が行われ、前記両補機以外の複数の補機が別の巻掛伝動部材を介してクランクシャフトの駆動力を伝達されて回転駆動するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関のカム駆動装置。The camshaft is provided with the one cam gear so that driving force is transmitted only by the one winding transmission member, and a plurality of auxiliary machines other than the two auxiliary machines are connected via another winding transmission member. 4. The cam driving device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the driving force of the crankshaft is transmitted to rotate the camshaft. 前記両補機以外の複数の補機は、エアコン駆動用のコンプレッサとオルタネータであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の内燃機関のカム駆動装置。5. The internal combustion engine cam drive apparatus according to claim 1, wherein the plurality of auxiliary machines other than the two auxiliary machines are a compressor and an alternator for driving an air conditioner.

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