| 【発明の名称】 |
カムシャフトスプロケットの片当り防止構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】笠原 智
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジンのシリンダブロックにクランク軸を軸支して設け、このクランク軸にクランクスプロケットを設け、前記シリンダブロックに載置したシリンダヘッドには吸気カムハウジングによって吸気カム軸を軸支して設けるとともに排気カムハウジングによって排気カム軸を軸支して設け、前記吸気カム軸の軸端に吸気カムスプロケットを設け、前記排気カム軸の軸端に排気カムスプロケットを設け、前記クランクスプロケットと前記吸気カムスプロケットと前記排気カムスプロケットとにはタイミングチェーンを巻掛けて設けたカムシャフトスプロケットの片当り防止構造において、前記吸気カムスプロケット・前記排気カムスプロケットと前記タイミングチェーンとの片当りを防止するように前記吸気カムスプロケットの歯幅と前記排気カムスプロケットの歯幅とを異ならしめて形成したことを特徴とするカムシャフトスプロケットの片当り防止構造。
【請求項２】 前記吸気カムスプロケットと前記排気カムスプロケットとのいずれか一方のカムスプロケットの歯幅は、前記タイミングチェーンの幅方向の動きを規制するように、他方のカムスプロケットの歯幅よりも大きく形成されたことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフトスプロケットの片当り防止構造。
【請求項３】 前記吸気カムスプロケットと前記排気カムスプロケットとのいずれか一方のカムスプロケットの歯幅は、前記タイミングチェーンとのクリアランスが各部の公差の累積値以上となるように、他方のスプロケットの歯幅よりも小さく形成されたことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフトスプロケットの片当り防止防止構造。
【請求項４】 前記タイミングチェーンの緩み側の一方のカムスプロケットの歯幅は、前記タイミングチェーンの張り側の他方のカムスプロケットの歯幅よりも大きく形成されたことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフトスプロケットの片当り防止構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、カムシャフトスプロケットの片当り防止構造に係り、特にＤＯＨＣエンジンにおけるカムシャフトスプロケットの片当り防止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両のエンジンにおいては、吸気弁と排気弁とを別々の吸気カム軸と排気カム軸とで開閉するＤＯＨＣ（ダブルオーバヘッドカム）エンジンがある。
【０００３】このＤＯＨＣエンジンにおいては、図１４に示す如く、エンジン１０２のシリンダブロック（図示せず）にクランク軸（図示せず）を軸支して設け、このクランク軸にクランクスプロケット（図示せず）を設け、シリンダブロックに載置したシリンダヘッド１０４には第１〜第４吸気カムハウジング１０６−１…によって吸気カム軸１０８を軸支して設けるとともに第１〜第４排気カムハウジング１１０−１…によって排気カム軸１１２を軸支して設け、吸気カム軸１０８の軸端に吸気カムスプロケット１１４を設け、排気カム軸１１２の軸端に排気カムスプロケット１１６を設け、クランクスプロケットと吸気カムスプロケット１１４と排気カムスプロケット１１６とにはタイミングチェーン１１８を巻掛けて設け、クランク軸の回転運動をタイミングチェーン１１８によって吸気カム軸１０８と排気カム軸１１２とに伝達している。
【０００４】この場合に、図１４に示す如く、吸気カム軸１０８のスラスト方向の位置は軸端側の第１吸気カムハウジング１０６−１で決定されるとともに、排気カム軸１１２のスラスト方向の位置は軸端側の第１排気カムハウジング１１０−１で決定されている。
【０００５】ところで、カム軸へのカムスプロケットの取付方法としては、図１５に示す如く、カム軸２０４の軸端には、圧入方式として、カムスプロケット２０４を圧入して取り付けたり、あるいは、図１６に示す如く、ボルト取付方式として、カムスプロケット２０４を取付ボルト２０６で取り付けている。
【０００６】また、このようにタイミングチェーンを備えたエンジンとしては、例えば、実公昭６１−７４０９号公報、実開昭５５−１６６９３９号公報に開示されている。実公昭６１−７４０９号公報に記載のものは、各スプロケットの歯がたを横一側面において歯高の略全長にわたって半径方向の外方に向かって傾斜する面取りを施し、各スプロケットの面取り側を反対として互いにチェーンの長手方向に直交する面側に偏心してチェーンを噛み合わせたものである。実開昭５５−１６６９３９号公報に記載のものは、スプロケット等の貫通孔に挿通したピンをケースのピン孔に挿入してスプロケット等を固定して位置決めをしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、ＤＯＨＣエンジンにあっては、図１４〜１６に示す如く、各カムハウジングの幅（ａ、ｂ）、各カム軸の長さ（ｃ、ｄ）、各カムスプロケットの歯の位置（ｄ、ｈ）、各第１カムハウジングのスラスト面を基準にした各カム軸のスラスト幅（ｅ、ｉ）、各スプロケットの歯幅（ｆ、ｊ）は、全て公差を有している。
【０００８】このため、図２０に示す如く、正常状態のようにカムスプロケット３０２の歯３０２ａの側面とタイミングチェーン３０４のリンクプレート３０６の内面とのクリアランスＸが適正にとれていればよいが、吸気カムスプロケットと排気カムスプロケットとのチェーンラインは各カムスプロケットとタイミングチェーンとのクリアランス以上にずれることがあり、例えば、図１７〜１９に示す如く、排気カムスプロケット１１６が吸気カムスプロケット１１４よりも車両の後側に距離Ｙだけずれている場合に、吸気カムスプロケット１１４の歯１１４ａの車両の前側の側面のみがタイミングチェーン１１８と接触する一方、排気カムスプロケット１１６の歯１１６ａの車両の後側の側面のみがタイミングチェーン１１８と接触する。この結果、吸気カムスプロケット１１４・排気カムスプロケット１１６の片当りが生じ、異常摩耗が発生して耐久性が低下する一方、各カムスプロケット１１４、１１６とタイミングチェーン１１８とのクリアランスを大きくとり過ぎると、騒音が大きく発生するという不都合があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、エンジンのシリンダブロックにクランク軸を軸支して設け、このクランク軸にクランクスプロケットを設け、前記シリンダブロックに載置したシリンダヘッドには吸気カムハウジングによって吸気カム軸を軸支して設けるとともに排気カムハウジングによって排気カム軸を軸支して設け、前記吸気カム軸の軸端に吸気カムスプロケットを設け、前記排気カム軸の軸端に排気カムスプロケットを設け、前記クランクスプロケットと前記吸気カムスプロケットと前記排気カムスプロケットとにはタイミングチェーンを巻掛けて設けたカムシャフトスプロケットの片当り防止構造において、前記吸気カムスプロケット・前記排気カムスプロケットと前記タイミングチェーンとの片当りを防止するように前記吸気カムスプロケットの歯幅と前記排気カムスプロケットの歯幅とを異ならしめて形成したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】この発明は、吸気カムスプロケットの歯幅と排気カムスプロケットの歯幅とを異ならしめて形成しているので、吸気カムスプロケット・排気カムスプロケットがチェーンラインの範囲内で動くように規制され、吸気カムスプロケット・排気カムスプロケットの片当りを防止し、よって、吸気カムスプロケット・排気カムスプロケットの異常摩耗を回避させて各カムスプロケットの耐久性を向上し、また、各部の公差によるずれを考慮することなく各カムスプロケットをカム軸に取り付けることができ、その取付性を向上することができる。
【００１１】
【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜８は、この発明の第１実施例を示すものである。図４、５において、２は車両（図示せず）に搭載される多気筒用のエンジン、４はシリンダブロック、６はシリンダヘッド、８はシリンダヘッドカバーである。
【００１２】シリンダブロック４には、クランク軸１０が軸支して設けられている。このクランク軸１０には、第１、第２クランクプーリ１２−１、１２−２が取付けられているとともに、クランクスプロケット１４が固定されている。また、シリンダブロック４には、複数の補機として、パワステポンプ１６とオルタネータ１８とウォータポンプ２０とが取付けられている。第１クランクプーリ１２−１とパワステポンプ１６とには、第１補機駆動用ベルト２２−１が巻掛けられている。第２クランクプーリ１２−２とオルタネータ１８とウォータポンプ２０とには、第２補機駆動用ベルト２２−２が巻掛けられている。
【００１３】シリンダヘッド６の上部位には、吸気、排気カム軸２４、２６が並設されている。吸気カム軸２４は、軸端側からの第１〜第４吸気カムハウジング２８−１…でシリンダヘッド６に軸支されている。また、排気カム軸２６は、軸端側からの第１〜第４排気カムハウジング３０−１…でシリンダヘッド６に軸支されている。
【００１４】吸気カム軸２４の軸端には、複数の歯３２ａを備えた吸気カムスプロケット３２が圧入または取付ボルト（図示せず）で取付蹴られている。排気カム軸２６の軸端には、複数の歯３４ａを備えた排気カムスプロケット３４が圧入または取付ボルト（図示せず）で取付けられている。クランクスプロケット１４と吸気カムスプロケット３２と排気カムスプロケット３４とには、タイミングチェーン３６が巻掛けて設けられている。このタイミングチェーン３６は、複数のローラ３８と複数のローラリンク４０とが連結して構成されている。
【００１５】図１〜３に示す如く、吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１と排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２とは、異なって形成される。この第１実施例においては、例えば、吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１は、排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２よりも大きく形成されている。この場合に、この吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１は、タイミングチェーン３６のローラリンク４０のリンク内幅Ｗ３よりも少し小さく形成されている。また、排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２は、吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１や各部の公差を考慮して吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１よりも所定に小さく設定される。
【００１６】この吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１と排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２との具体的な数値は、この第１実施例においては、例えば、図６〜８に示す如く、設定される。即ち、図６に示す如く、吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１及び排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２を夫々４ｍｍとし、また、吸気カムスプロケット３２とタイミングチェーン３６とのクリアランス及び排気カムスプロケット３４とタイミングチェーン３６とのクリアランスを夫々０．６ｍｍとし、更に、排気カムスプロケット３４側で生じた各部の公差の累積値を最大１ｍｍ（図示せず）とする。そして、図７に示す如く、この各部の公差の累積値が１ｍｍである場合に、排気カムスプロケット３４が吸気カムスプロケット３２に対して車両の後側に１ｍｍだけずれようとしてしまい、このずれ（１ｍｍ）を排気カムスプロケット３４とタイミングチェーン３６とのクリアランス（０．６ｍｍ）で吸収することができないので、車両の後側で排気カムスプロケット３４とタイミングチェーン３６との片当りが生じてしまうとともに、この片当りによって吸気カムスプロケット３２と排気カムスプロケット３４とのチェーンラインが吸気カムスプロケット３２とタイミングチェーン３６とのクリアランス（０．６ｍｍ）以上にずれようとしてしまい、車両の前側においては吸気カムスプロケット３２とタイミングチェーン３６の片当りが生じてしまう。
【００１７】そこで、図８に示す如く、排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２を、片側で０．４ｍｍだけ小さくして３．２ｍｍとする。これにより、排気カムスプロケット３４側における各部の公差の累積値が１ｍｍである場合でも、排気カムスプロケット３４が車両の後側に１ｍｍだけずれることができるので、各部で生じた公差によるずれをそのクリアランスで吸収することができ、車両の後側で排気カムスプロケット３４とタイミングチェーン３６との片当りが生ずることがなく、もって、車両の前側においても吸気カムスプロケット３２とタイミングチェーン３６との片当りが生ずるのを防止するものである。
【００１８】これにより、吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１を排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２よりも大きく形成することにより、図３に示す如く、歯幅Ｗ１の大きな吸気カムスプロケット３２によってタイミングチェーン３６の幅方向の動きを規制させ、タイミングチェーン３６の前後方向のバタツキの発生を防止させる。
【００１９】よって、排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２が吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１よりも小さく形成されることにより、排気カムスプロケット３４の歯３４ａの側面とタイミングチェーン３６のローラリング４０の内面とのクリアランスＡ（Ａ１＋Ａ２）を各部の公差の累積値以上とし、排気カムスプロケット３４とタイミングチェーン３６との片当りを防止する。
【００２０】更に、吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１を排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２よりも大きく形成したのは、吸気カムスプロケット３２がタイミングチェーン３６の緩み側に位置するとともに、排気カムスプロケット３４がタイミングチェーン３６の張り側に位置し、タイミングチェーン３６の前後方向のバタツキの発生を歯幅Ｗ１の大きな吸気カムスプロケット３２で抑制させる。
【００２１】次に、この第１実施例の作用を説明する。
【００２２】クランク軸１０の回転運動は、タイミングチェーン３６によって吸気カム軸２４と排気カム軸２６とに伝達される。
【００２３】このとき、吸気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ１と排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２とが異なって形成されているので、つまり、吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１が排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２よりも大きく形成されているので、吸気カムスプロケット３２をチェーンラインの範囲Ｂ内で動くように規制させ、排気カムスプロケット３４がタイミングチェーン３６と片当りしなくなり、もって、吸気カムスプロケット３２もタイミングチェーン３６と片当りしなくなる。従って、吸気カムスプロケット３２及び排気カムスプロケット３４の異常摩耗を防止し、吸気カムスプロケット３４及び排気カムスプロケット３４の耐久性を向上し、また、各部の公差によるずれを考慮することなく、吸気カムスプロケット３２、排気カムスプロケット３４を吸気カム軸２４、排気カム軸２６に取り付けることができ、その取付性を向上することができる。
【００２４】また、通常、吸気カムスプロケット３２がタイミングチェーン３６の緩み側に存在するので、吸気カムスプロケット３２にバタツキが生じようとするが、この吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１がタイミングチェーン３６の張り側に存在する排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２よりも大きく形成されていることから、吸気カムスプロケット３２がタイミングチェーン３６の位置決めを行い、吸気カムスプロケット３２によってタイミングチェーン３６の幅方向の動きを規制するので、タイミングチェーン３６の前後方向のバタツキを抑制し、吸気カムスプロケット３２・排気カムスプロケット３４とタイミングチェーン３６とのクリアランスを大きくする必要もなく、振動・騒音の低減を図ることができる。
【００２５】更に、排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２が吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ２よりも小さく形成され、排気カムスプロケット３４の歯３４ａの側面とタイミングチェーン３６のローラリンク４０の内面とのクリアランスＡを各部の公差の累積値以上とすることができるので、吸気、排気カムスプロケット３２、３４の吸気、排気カム軸２４、２６への取付時に、吸気カムスプロケット３２と排気カムスプロケット３４との取付位置が車両の前後方向にずれても、歯幅Ｗ２の小さい排気カムスプロケット３４の歯３４ａの側面とタイミングチェーン３６のローラリンク４０の内面とのクリアランスＡが各部の公差の累積値以上に存在するので、排気カムスプロケット３４とタイミングチェーン３６との片当りを防止することができる。
【００２６】また、通常、タイミングチェーン３６の緩み側に位置する吸気カムスプロケット３２にバタツキが生じやすいが、このタイミングチェーン３６の緩み側に位置する吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１をタイミングチェーン３６の張り側に位置する排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２よりも大きく形成しているので、タイミングチェーン３６の前後方向のバタツキを抑制し、振動・騒音の低減を図ることができ、また、その取付性を向上することができる。
【００２７】更に、吸気カムスプロケット３４の車両の前側の側面及び車両の後側の側面がタイミングチェーン３６のローラリンク４０の内面にほとんど接触しないので、摩耗が減少し、耐久性を向上することができる。
【００２８】なお、この第１実施例においては、吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１を排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２よりも大きく形成したが、排気カムスプロケット３４の歯幅Ｗ２を吸気カムスプロケット３２の歯幅Ｗ１よりも大きく形成することも可能である。
【００２９】図９、１０は、この発明の特別構成であり、第２実施例を示すものである。
【００３０】以下の実施例においては、上述の第１実施例と同一機能を果す箇所には同一符号を付して説明する。
【００３１】この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、カムスプロケット５２には、例えば、小さな歯幅Ｗ４の歯５２ａの２つ毎に大きな歯幅Ｗ５の歯５２ｂを一つ配置して、これら歯を順次に形成する。
【００３２】この第２実施例の構成によれば、カムスプロケット５２の大きな歯５２ｂによってカムスプロケット５２全体の剛性を向上するとともに、カムスプロケット５２の大きな歯５２ｂがタイミングチェーン３６に当接したとしても、その当接が間引きされる形になるので、カムスプロケット５２の耐久性を向上することができる。
【００３３】図１１、１２は、この発明の特別構成であり、第３実施例を示すものである。
【００３４】この第３実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、カムスプロケット６２の歯６２ａは、タイミングチェーン３６に噛み合い始める側の噛み合い開始部位６２ａ−１が先細りの幅Ｗ６に形成されているとともに、その後にタイミングチェーン３６に噛み合う噛み合い終了部位６２ａ−２が噛み合い開始部位６２ａ−１の幅Ｗ６よりも大きな幅Ｗ７に形成されている。
【００３５】この第３実施例の構成によれば、この歯６２ａがタイミングチェーン３６に噛み合うときに、幅Ｗ６の先細りの噛み合い開始部位６２ａの１からタイミングチェーン３６に噛み合い、そして、幅Ｗ７の噛み合い終了部位６２ａ−２がタイミングチェーン３６に噛み合うことから、その噛み合わせを円滑にするとともに、噛み合い後に、カムスプロケット６２にバタツキが発生するのを防止し、騒音等を低減することができる。
【００３６】図１３は、この発明の特別構成であり、第４実施例を示すものである。
【００３７】この第４実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、第３実施例における歯６２ａの歯先側には、噛み合い開始部位６２ａ−１から噛み合い終了部位６２ａ−２側に角度θで傾斜する切欠き面６４を形成した。よって、噛み合い開始部位６２ａ−１の歯たけは、噛み合い終了部位６２ａ−２の歯たけよりも高くなる。
【００３８】この第４実施例の構成によれば、この歯６２ａがタイミングチェーン３６に噛み合うときに、歯たけの高い噛み合い開示部位６２ａ−１がタイミングチェーン３６に早めに噛み合ってカムスプロケット６２の位置を早期に確定させ、そして、このようにカムスプロケット６２の位置を早期に確定させてから歯たけの低い噛み合い終了部位６２ａ−２を噛み合わせていくので、カムスプロケット６２にバタツキが発生するのを防止し、騒音等を低減することができる。
【００３９】なお、この発明においては、カムスプロケットの歯幅を２以上の複数の種類の大きさに形成したり、または、タイミングチェーンのローラリンクの内面に当たる箇所の部分の歯の形状を変更したりして、ローラリンクとの当接状態を良好にすることができる。
【００４０】
【発明の効果】以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、吸気カムスプロケット・排気カムスプロケットとタイミングチェーンとの片当りを防止するように吸気カムスプロケットの歯幅と排気カムスプロケットの歯幅とを異ならしめて形成したことにより、吸気カムスプロケット・排気カムスプロケットをチェーンラインの範囲内で動くように規制し、吸気カムスプロケット・排気カムスプロケットの片当りを防止し、よって、吸気カムスプロケット・排気カムスプロケットの異常摩耗を回避させて各カムスプロケットの耐久性を向上し、また、各部の公差によるずれを考慮することなく各カムスプロケットをカム軸に取り付けることができ、その取付性を向上し得る。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２０８２
【氏名又は名称】スズキ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年５月２１日（１９９９．５．２１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８００５６
【弁理士】
【氏名又は名称】西郷 義美
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３２９２１８（Ｐ２０００−３２９２１８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月３０日（２０００．１１．３０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１４２１４９ |
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