JPH0749101Y2

JPH0749101Y2 - エンジンのタイミングベルト装置

Info

Publication number: JPH0749101Y2
Application number: JP1987136945U
Authority: JP
Inventors: 博昭杉浦; 真史岡田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-09-08
Filing date: 1987-09-08
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2002-09-08
Also published as: JPS6441753U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、クランクシャフトの回転をカムシャフトに伝
達してバルブの開閉タイミングをとるエンジンのタイミ
ングベルト装置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の従来のエンジンのタイミングベルト装置には、
例えば、実開昭60-121547号公報に開示されているよう
に、クランクスプロケットとカムスプロケットとの間の
タイミングベルトに、タイミングベルトを外側から押圧
して内側方向へ引っ張るテンショナを設けたものが知ら
れている。このテンショナはタイミングベルトに当接す
るラバーと、このラバーを取り付けたレバーとからな
る。そして、上記テンショナのレバーの背面が押圧ロッ
ドを有するアジャスタ機構にて押圧されるようになって
いる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、上記のタイミングベルトには、動弁系の負荷
変動にて生じるトルク変動により、カムスプロケットか
らクランクスプロケット方向へ移動するタイミングベル
トの復動側、即ちいわゆる引張り側において引張り力の
増減が交互に生じる。これは、エンジンを回転させる各
行程において、シリンダー内への吸気及び排気の為に開
弁可能とされているバルブを、圧縮時及び膨張時には、
シリンダー内を略密閉状態とするために設けられた、バ
ルブを押圧する閉弁手段に抗してカムがバルブを開弁さ
せるために、バルブの開閉に伴って動弁系に負荷の変動
が生じるものである。

例えば、いわゆる、DOHCと呼ばれる、吸気バルブと排気
バルブが異なるカムシャフトにより駆動される形式のエ
ンジンにおいては、そのタイミングベルトにより駆動さ
れるカムシャフトがバルブの開閉を行う気筒数をｎとす
れば、クランクスプロケットの回転数に対して、n/2次
のタイミングで上記の引張り力の増減が生じる。これ
は、４サイクルエンジンを前提として、クランクの２回
転ごとに１回爆発が生じ、また回転を円滑にするために
各気筒の爆発行程が均等間隔で行われることを考えれば
当然である。すなわち、直列３気筒や、Ｖ型６気筒（片
バンク３気筒）のDOHCエンジンの場合には、第８図に示
すように、エンジンの回転数に対して、即ちクランクス
プロケットの回転数に対して1.5次、またはカムスプロ
ケットの回転数に対して３次のタイミングにて周期的に
生じる。この周期的な張力の変動により、特定の回転数
においてタイミングベルトの引張り側に共振が起こり、
異音の発生、テンショナのレバーの変形とラバーの切
れ、アジャスタ機構の破損或いはロック、タイミングベ
ルトの伸びおよび切損等の不都合を招来している。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案のエンジンのタイミングベルト装置は、上記の問
題点を解決するために、外周部に係合歯を有するクラン
クスプロケットとカムスプロケットとの間にタイミング
ベルトとしてのチェーンを張架したエンジンのタイミン
グベルト装置において、上記のカムスプロケットの外周
部に設けられる係合歯は一つ以上の係合歯からなる複数
の係合部に区分され、個々の係合部内においては、カム
スプロケットの中心から各係合歯間の谷部までの径が互
いに同一であるとともに、同一のカムスプロケット上に
形成される異なる複数の係合部のうち、最小径の谷部を
有する最小径係合部が、該カムスプロケットが１回転す
る間のカムの異なるバルブ駆動タイミングと同じ数だけ
設けられる一方、該カムがバルブを押し下げているとき
には、カムスプロケットが最小径係合部において駆動さ
れるように、カムシャフトに対して最小径係合部を設け
る位置が設定されていることを特徴としている。

〔作用〕

上記の構成によれば、動弁系の負荷変動、すなわち、カ
ムが閉弁手段による押圧力に抗してバルブを開弁するた
めに増大し、逆に閉弁するために減少する周期的なカム
シャフトの駆動抵抗の変動に対して、上記開弁動作時に
おいては、カムスプロケットが必ず最小径係合部におい
て駆動される状態となる。

最小径係合部以外の係合部から、最小径係合部への駆動
に切り替わるとき、すなわち、直前まで駆動していた係
合部における谷部の半径から、より中心に近い位置に谷
部が変わることにより、該最小径係合部による駆動時に
は、チェーンの引張り側における張力が低減する。逆
に、バルブ閉弁時には、前記閉弁手段の押圧力に補助さ
れる形で、駆動抵抗が減少するが、そのときには、最小
径係合部からより谷部の径の大きい係合部へと切り替わ
るために、チェーンの引張り側における張力が増大す
る。

つまり、カムスプロケットの谷部の径の大小により、動
弁系の負荷変動において、相対的にチェーンの張力が高
いときには張力を低減する方向に作用し、相対的にチェ
ーンの張力が低いときには張力を増大させる方向に作用
するので、チェーンに負荷される引張り力の変動が低減
され、チェーンに生じる共振を防止することができる。

〔実施例〕

本考案の一実施例を第１図乃至第７図に基づいて以下に
説明する。

DOHC方式のエンジンには、第２図に示すように、下部
に、クランクシャフトに取り付けられたクランクスプロ
ケット１が設けられ、上部に、２本の各カムシャフトに
取り付けられたカムスプロケット２・３が設けられてい
る。これら各スプロケット１・２・３には無端状のチェ
ーン４が張架されている。このチェーン４におけるクラ
ンクスプロケット１とカムスプロケット３との間、即ち
引張り側4aは、チェーンガイド５にて案内されている。
また、クランクスプロケット１とカムスプロケット２と
の間、即ち緩み側4bのチェーン４は、アジャスタ７にて
押圧されたテンショナ６により、内側方向へ引っ張られ
ている。

上記のカムスプロケット２・３は、第１図に示すよう
に、外周部にチェーン４と係合する係合歯９…を有して
いる。カムスプロケット２・３の外周部は中心角60°毎
に６個の係合部に等分されている。そして、一つの係合
部おきに存在する３つの係合部は、大径係合部12…とな
っており、これら大径係合部12…間に存在する３つの係
合部は小径係合部13…となっている。大径係合部12…
は、第３図に示すように、チェーンのローラ5a…と係合
する各係合歯９・９間の谷部10…が、小径係合部13…の
谷部11…より浅く形成されている。従って、カムスプロ
ケット２の大径係合部12…における谷部10…までの半径
は、小径係合部13…の谷部11…までの半径よりも大きく
なっている。

本実施例においては、カム角度に対し、10°〜70°、13
0°〜190°および250°〜310°の範囲が大径係合部12…
となっており、70°〜130°、190°〜250°および310°
〜10°の範囲が小径係合部13…となっている。従って、
上記のカムスプロケット２・３は、チェーン４の引張り
側4aに引張り力が大きくなる引張り変動が生じたとき
に、チェーン４がカムスプロケット２・３の小径係合部
13…と係合するようになっている。

上記の構成において、エンジンが始動され、クランクシ
ャフトが回転すると、この回転は、クランクスプロケッ
ト１、チェーン４およびカムスプロケット２・３を介し
てカムシャフトに伝達され、各バルブが駆動される。

このとき、動弁系、即ちカムシャフト側の負荷変動によ
って、チェーン４には、第４図の曲線ａに示すように、
エンジン回転数に対して1.5次のタイミングにて引張り
側4aに引張りと緩みとが加わろうとする。これに対し、
チェーン４における引張り時には、カムスプロケット２
・３の小径係合部13…がチェーン４と係合するように設
定されていることにより、カムスプロケット２・３側か
らはチェーン４に対して同図の曲線ｂに示す引張り力の
変動が加わる。従って、動弁系の負荷変動によって加わ
る引張り力の変動と、カムスプロケット２・３から加わ
る引張り力の変動とが相互に打ち消し合い、第５図に示
すように、チェーン４における引張り力の変動が低減さ
れる。

尚、本エンジンのタイミングベルト装置は上記の構成に
限定されるものではなく、例えば、第６図に示すよう
に、１個のカムスプロケット２のみを備えたSOHC方式の
エンジン、或いは第７図に示すように、前記第２図に示
す構成をＶ型に一対設けたＶ型のDOHC方式のエンジン等
にも適用することができる。

また、カムスプロケット２・３における大径係合部12と
小径係合部13との径は一律の径のものでなく、例えば、
動弁系の負荷変動に対応して径が徐々に変化している構
成とすることも可能である。

〔考案の効果〕

本考案のエンジンのタイミングベルト装置は、以上のよ
うに、外周部に係合歯を有するクランクスプロケットと
カムスプロケットとの間にタイミングベルトとしてのチ
ェーンを張架したエンジンのタイミングベルト装置にお
いて、上記のカムスプロケットの外周部に設けられる係
合歯は一つ以上の係合歯からなる複数の係合部に区分さ
れ、個々の係合部内においては、カムスプロケットの中
心から各係合歯間の谷部までの径が互いに同一であると
ともに、同一のカムスプロケット上に形成される異なる
複数の係合部のうち、最小径の谷部を有する最小径係合
部が、該カムスプロケットが１回転する間のカムの異な
るバルブ駆動タイミングと同じ数だけ設けられる一方、
該カムがバルブを押し下げているときには、カムスプロ
ケットが最小径係合部において駆動されるように、カム
シャフトに対して最小径係合部を設ける位置が設定され
ている構成である。

それゆえ、動弁系の負荷変動によってチェーンに生じる
共振を防止することができる。これにより、チェーンの
共振によって生じるチェーンの周辺部材の破損および騒
音の発生を低減することができ、エンジンの信頼性を向
上することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本考案の一実施例を示すものであっ
て、第１図はカムスプロケットの正面図、第２図は第１
図のカムスプロケットを備えたDOHC方式のエンジンにお
けるチェーンの張架状態を示す説明図、第３図は第１図
に示したカムスプロケットの要部説明図、第４図は動弁
系の負荷変動によってチェーンに加わる引っ張り力の変
動（曲線ａ）と、カムスプロケットからチェーンに加わ
る引っ張り力の変動（曲線ｂ）との関係を示すグラフ、
第５図はチェーンにおける引っ張り力の減衰状態を示す
グラグ、第６図は本装置をSOHC方式のエンジンに供した
例を示す説明図、第７図は本装置をＶ型のDOHC方式のエ
ンジンに供した例を示す説明図、第８図は従来例を示す
ものであって、カム角度に対する動弁系のトルク変動を
示すグラフである。１はクランクスプロケット、２・３はカムスプロケッ
ト、４はチェーン、６はテンショナ、９は係合歯、10・
11は谷部、12は大径係合部、13は小径係合部（最小径係
合部）である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】外周部に係合歯を有するクランクスプロケ
ットとカムスプロケットとの間にタイミングベルトとし
てのチェーンを張架したエンジンのタイミングベルト装
置において、上記のカムスプロケットの外周部に設けられる係合歯は
一つ以上の係合歯からなる複数の係合部に区分され、個
々の係合部内においては、カムスプロケットの中心から
各係合歯間の谷部までの径が互いに同一であるととも
に、同一のカムスプロケット上に形成される異なる複数
の係合部のうち、最小径の谷部を有する最小径係合部
が、該カムスプロケットが１回転する間のカムの異なる
バルブ駆動タイミングと同じ数だけ設けられる一方、該
カムがバルブを押し下げているときには、カムスプロケ
ットが最小径係合部において駆動されるように、カムシ
ャフトに対して最小径係合部を設ける位置が設定されて
いることを特徴とするエンジンのタイミングベルト装
置。