(57)【要約】【課題】チェーンベルトの噛合いによる騒音を低減できること。【解決手段】動力伝達装置は、クランクシャフトに連結されたクランクスプロケットと、  カムシャフトに連結されたカムスプロケットと、クランクスプロケット及びカムスプロケットに架けられたチェーンベルトと、クランクスプロケット及びカムスプロケットの歯を変位させる変位機構と、チェーンベルトの初期値からの伸び量を算出する伸び量算出部と、伸び量算出部により算出された伸び量が所定値以上となる場合に、クランクスプロケット及びカムスプロケットの隣接する歯において、一方の歯を他方の歯に対して、クランクスプロケット及びカムスプロケットの径方向又は周方向に相対変位するように、変位機構を制御する制御部と、を備える。【選択図】図３
2020106054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトに連結されたクランクスプロケットと、
カムシャフトに連結されたカムスプロケットと、
前記クランクスプロケット及びカムスプロケットに架けられたチェーンベルトと、
前記クランクスプロケット及びカムスプロケットの歯を変位させる変位機構と、
前記チェーンベルトの初期値からの伸び量を算出する伸び量算出部と、
前記伸び量算出部により算出された伸び量が所定値以上となる場合に、前記クランクスプロケット及びカムスプロケットの隣接する歯において、一方の歯を他方の歯に対して、前記クランクスプロケット及びカムスプロケットの径方向又は周方向に相対変位するように、前記変位機構を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力を伝達する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
主動スプロケットと、従動スプロケットと、主動スプロケット及び従動スプロケットに架けられたチェーンベルトと、を備える動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−０９９２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記動力伝達装置においては、摩耗等によってチェーンベルトのチェーンピッチにズレが生じ、噛合いによる大きな騒音が発生する虞がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、チェーンベルトの噛合いによる騒音を低減できる動力伝達装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
クランクシャフトに連結されたクランクスプロケットと、
カムシャフトに連結されたカムスプロケットと、
前記クランクスプロケット及びカムスプロケットに架けられたチェーンベルトと、
前記クランクスプロケット及びカムスプロケットの歯を変位させる変位機構と、
前記チェーンベルトの初期値からの伸び量を算出する伸び量算出部と、
前記伸び量算出部により算出された伸び量が所定値以上となる場合に、前記クランクスプロケット及びカムスプロケットの隣接する歯において、一方の歯を他方の歯に対して、前記クランクスプロケット及びカムスプロケットの径方向又は周方向に相対変位するように、前記変位機構を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする動力伝達装置
である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、チェーンベルトの噛合いによる騒音を低減できる動力伝達装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係る動力伝達装置の構成を示す概略図である。
【図２】チェーンベルトのピンとスプロケットの歯面との間に生じる隙間を示す図である。
【図３】一方の歯を他方の歯に対してスプロケットの径方向外側に相対変位させた状態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る動力伝達装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図５】固定歯及び可動歯を示す図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る変位機構の概略的構成を示す図である。
【図７】図６に示す変位機構を直線Ａ−Ａで切断した際の断面図である。
【図８】油路の一変形例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態１に係る動力伝達装置の制御方法のフローを示すフローチャートである。
【図１０】各可動歯を各固定歯に対して周方向に相対変位させる構成を示す図である。
【図１１】チェーンベルトのピンとクランクスプロケットの歯面との間に生じる隙間を示す図である。
【図１２】チェーンベルトのピンとクランクスプロケットの歯面との間に生じる隙間を示す図である。
【図１３】各可動歯を各固定歯に対して周方向に相対変位させた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施形態１
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る動力伝達装置の構成を示す概略図である。本実施形態１に係る動力伝達装置１は、自動車のエンジンなどに搭載されている。動力伝達装置１は、例えば、クランクスプロケット２と、吸気側及び排気側のカムスプロケット３、４と、チェーンベルト５と、テンショナ６と、を備えている。
【００１０】
クランクスプロケット２は、クランク軸に連結されている。吸気側のカムスプロケット３は、吸気側のカム軸に連結されている。排気側のカムスプロケット４は、排気側のカム軸に連結されている。チェーンベルト５は、クランクスプロケット２及び各カムスプロケット３、４に架けられている。テンショナ６は、チェーンベルト５に設けられ、チェーンベルト５の張力を調整する。
【００１１】
ところで、従来の動力伝達装置においては、経年の摩耗やチェーンのばらつき等によって、例えば、図２に示す如く、チェーンベルトのピンとスプロケットの歯面との間に隙間が生じる。これにより、チェーンベルトのチェーンピッチにズレが生じ、噛合いによる大きな騒音が発生する虞がある。
【００１２】
これに対し、本実施形態１に係る動力伝達装置１は、摩耗等によって、チェーンベルト５のピン５１とクランクスプロケット２及びカムスプロケット３、４の歯面との間に隙間が生じ、チェーンベルト５が伸びた場合に、クランクスプロケット２及びカムスプロケット３、４の隣接する歯において、一方の歯を他方の歯に対して、クランクスプロケット２及びカムスプロケット３、４の径方向に相対変位させる。
【００１３】
例えば、図３に示す如く、一方の歯２１、３１、４１を他方の歯２２、３２、４２に対して、クランクスプロケット２及びカムスプロケット３、４の径方向外側に、相対変位させる。
【００１４】
これにより、隣接する歯間のピッチを小さく調整することができ、チェーンベルト５のピン５１と、クランクスプロケット２及びカムスプロケット３、４の歯面との間の隙間を無くすことができる。したがって、チェーンベルト５のチェーンピッチのズレを抑制でき、噛合いによる騒音を低減できる。
【００１５】
図４は、本実施形態１に係る動力伝達装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施形態１に係る動力伝達装置１は、クランクスプロケット２及びカムスプロケット３、４の歯を相対変位させる変位機構２３、３３、４３と、チェーンベルト５の伸び量を算出する伸び量算出部７と、変位機構２３、３３、４３を制御する制御部８と、を備えている。
【００１６】
図５に示す如く、クランクスプロケット２は、固定された複数の固定歯２２と、各固定歯２２に隣接し各固定歯２２間に設けられ、クランクスプロケット２の径方向に移動可能な複数の可動歯２１と、を有している。固定歯２２及び可動歯２１は、交互に設けられている。
【００１７】
変位機構２３は、図５に示す如く、クランクスプロケット２の各可動歯（一方の歯）２１を、各固定歯（他方の歯）２２に対して、クランクスプロケット２の径方向外側に相対変位させる。
【００１８】
図６は、本実施形態１に係る変位機構の概略的構成を示す図である。図７は、図６に示す変位機構を直線Ａ−Ａで切断した際の断面図である。クランクスプロケット２は、スプロケット本体２４と、スプロケット本体２４に固定された複数の固定歯２２と、スプロケット本体２４に移動可能に設けられた複数の可動歯２１と、スプロケット本体２４に設けられたカバー部材２５と、油路２４１に設けられた制御弁２６と、を有している。
【００１９】
スプロケット本体２４には、可動歯２１に繋がる油路２４１が形成されている。油路２４１は、スプロケット本体２４の中心から、各可動歯２１に向けて放射状に、それぞれ延びている。油路２４１には、開状態及び閉状態となる制御弁２６が設けられている。制御弁２６は、制御部８からの制御信号に応じて、開状態及び閉状態になる。
【００２０】
制御部８は、制御弁２６に対し開信号を送信することで、制御弁２６を開状態にする。これにより、各可動歯２１には油路２４１を介して油圧が付加される。各可動歯２１は、この油圧によって、スプロケット本体２４の外側に押し出される。図７に示す如く、クランクスプロケット２の各可動歯２１が固定歯２２に対して、クランクスプロケット２の径方向外側に相対変位する。なお、各可動歯２１は、空気圧やバネ部材などによって、スプロケット本体２４の外側に押し出される構成であってもよい。
【００２１】
図８に示す如く、各可動歯２１は、複数（例えば、４つ）のグループに分割されていてもよい。各グループの可動歯２１は、円周方向に形成された共通油路２４２によって連通している。スプロケット本体２４には、その中心から各グループ間へ放射状に延びる油路２４３が形成されている。各油路２３４は、各共通油路２４２に接続されている。制御部８は、制御弁２６に対し開信号を送信することで、制御弁２６を開状態にする。これにより、油圧は、スプロケット本体２４の中心から各油路２４３及び各共通油路２４２を介して、各グループの各可動歯２１に付加される。
【００２２】
なお、カムスプロケット３、４の構成及び作用は、上述したクランクスプロケット２の構成及び作用と略同一であることから、その詳細な説明は省略する。
【００２３】
制御部８及び伸び量算出部７は、例えば、制御処理、演算処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）からなるメモリ、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。ＣＰＵ、メモリ、及びインターフェイス部は、データバスなどを介して相互に接続されている。制御部８及び伸び量算出部７は、一体的に構成されていてもよい。
【００２４】
伸び量算出部７は、チェーンベルト５の初期値からの伸び量を算出する。例えば、クランク軸には、クランク軸の回転角を検出するクランク角センサ９が設けられている。チェーンベルト５の初期値には、例えば、設計値あるいは初期時に測定された値が設定されている。チェーンベルト５の初期値は、伸び量算出部７に予め設定されている。吸気側及び排気側のカム軸には、各カム軸の回転角を検出するカム角センサ１０、１１が夫々設けられている。
【００２５】
伸び量算出部７は、カム角センサ１０により検出された吸気側のカム軸の回転角θＣａｍＩＮ_取得と、そのカム軸の回転角の理論値θＣａｍＩＮ_理論と、に基づいて、下記式を用いて、カムスプロケット３に対応するチェーンベルト５の伸び量Δｌ１を算出する。なお、ＤＣａｍＩＮは、吸気側のカムスプロケット３の直径である。
Δｌ１＝πＤＣａｍＩＮ×（θＣａｍＩＮ_取得−θＣａｍＩＮ_理論）
【００２６】
伸び量算出部７は、カム角センサ１１により検出された排気側のカム軸の回転角θＣａｍＥＸ_取得と、そのカム軸の回転角の理論値θＣａｍＥＸ_理論と、に基づいて、下記式を用いて、カムスプロケット４に対応するチェーンベルト５の伸び量Δｌ２を算出する。ＤＣａｍＥＸは、排気側のカムスプロケット４の直径である。
Δｌ２＝πＤＣａｍＥＸ×（θＣａｍＥＸ_取得−θＣａｍＥＸ_理論）
【００２７】
伸び量算出部７は、クランク角センサ９により検出されたクランク軸の回転角θＣｒａｎｋ_取得と、そのクランク軸の回転角の理論値θＣｒａｎｋ_理論と、に基づいて、下記式を用いて、クランクスプロケット２に対応するチェーンベルト５の伸び量Δｌ３を算出する。なお、ＤＣｒａｎｋは、クランクスプロケット２の直径である。
Δｌ３＝πＤＣｒａｎｋ×（θＣｒａｎｋ_取得−θＣｒａｎｋ_理論）
【００２８】
また、単位量当たりのチェーンベルト５の伸び量をそれぞれ算出することで検出精度を向上させてもよい。伸び量算出部７は、算出したチェーンベルト５の伸び量Δｌ１、Δｌ２、Δｌ３を制御部８に出力する。
【００２９】
制御部８は、伸び量算出部７からのチェーンベルト５の伸び量Δｌ１が第１所定値以上となる場合に、変位機構３３を制御して、吸気側のカムスプロケット３の各可動歯３１を、各固定歯３２に対して径方向外側に相対変位させる。制御部８は、伸び量算出部７からのチェーンベルト５の伸び量Δｌ２が第２所定値以上となる場合に、変位機構４３を制御して、排気側のカムスプロケット４の各可動歯４１を、各固定歯４２に対して径方向外側に相対変位させる。制御部８は、伸び量算出部７からのチェーンベルト５の伸び量Δｌ３が第３所定値以上となる場合に、変位機構２３を制御して、クランクスプロケット２の各可動歯２１を、各固定歯２２に対して径方向外側に相対変位させる。
【００３０】
なお、第１乃至第３所定値には、例えば、クランクスプロケット２及び各カムスプロケット３、４が摩耗したときの値が実験的に求められ、その求めた値が夫々設定されている。第１乃至第３所定値は、制御部８に予め設定されている。また、各可動歯２１、３１、４１の変位量は、例えば、各可動歯２１、３１、４１に形成されたストッパー部により機械的に規制され、決定される。
【００３１】
制御部８は、伸び量算出部７からのチェーンベルト５の伸び量Δｌ１、Δｌ２、Δｌ３に基づいて、変位機構２３、３３、４３の制御弁２６を制御して、クランクスプロケット２及び各カムスプロケット３、４の各可動歯２１、３１、４１に供給される油圧を夫々調整してもよい。例えば、制御部８は、伸び量算出部７からのチェーンベルト５の伸び量Δｌ１、Δｌ２、Δｌ３が増加するに従がって、変位機構２３、３３、４３の制御弁２６を制御して、クランクスプロケット２及び各カムスプロケット３、４の各可動歯２１、３１、４１に供給される油圧を増加させてもよい。
【００３２】
図９は、本実施形態１に係る動力伝達装置の制御方法のフローを示すフローチャートである。なお、図９に示す制御処理は、所定時間毎に繰返し実行される。
吸気側及び排気側のカム角センサ１０、１１は、吸気側及び排気側のカム軸の回転角を検出し、検出した回転角を伸び量算出部７に出力する。クランク角センサ９は、クランク軸の回転角を検出し、検出した回転角を伸び量算出部７に出力する（ステップＳ１０１）。
【００３３】
伸び量算出部７は、吸気側及び排気側カム角センサ１０、１１とクランク角センサ９により検出された回転角に基づいて、チェーンベルト５の伸び量Δｌ１、Δｌ２、Δｌ３を夫々算出し、算出した伸び量Δｌ１、Δｌ２、Δｌ３を制御部８に出力する（ステップＳ１０２）。
【００３４】
制御部８は、伸び量算出部７からのチェーンベルト５の伸び量Δｌ１、Δｌ２、Δｌ３が第１乃至第３所定値Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３以上であるか否かを夫々判断する（ステップＳ１０３、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５）。
【００３５】
制御部８は、伸び量算出部７からのチェーンベルト５の伸び量Δｌ１が第１所定値以上であると判断した場合（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、変位機構３３を制御して、吸気側のカムスプロケット３の各可動歯３１を、各固定歯３２に対して径方向外側に相対変位させる（ステップＳ１０６）。
【００３６】
制御部８は、伸び量算出部７からのチェーンベルト５の伸び量Δｌ２が第２所定値以上であると判断した場合（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、変位機構４３を制御して、排気側のカムスプロケット４の各可動歯４１を、各固定歯４２に対して径方向外側に相対変位させる（ステップＳ１０７）。
【００３７】
制御部８は、伸び量算出部７からのチェーンベルト５の伸び量Δｌ３が第３所定値以上であると判断した場合（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、変位機構２３を制御して、クランクスプロケット２の各可動歯２１を、各固定歯２２に対して径方向外側に相対変位させる（ステップＳ１０８）。
【００３８】
制御部８は、伸び量算出部７からのチェーンベルト５の伸び量Δｌ１、Δｌ２、Δｌ３が第１乃至第３所定値以上でないと判断した場合（ステップＳ１０３のＮＯ、ステップＳ１０４のＮＯ、ステップＳ１０５のＮＯ）、本制御処理を終了する。
【００３９】
以上、本実施形態１に係る動力伝達装置１は、伸び量算出部７により算出された伸び量が所定値以上となる場合に、クランクスプロケット２及びカムスプロケット３、４の隣接する歯において、一方の歯２１、３１、４１を他方の歯２２、３２、４２に対して、クランクスプロケット２及びカムスプロケット３、４の径方向に相対変位させる。これにより、チェーンベルト５のピン５１と、クランクスプロケット２及びカムスプロケット３、４の歯面との間の隙間を無くすことができ、チェーンベルト５のチェーンピッチのズレを抑制できるため、噛合いによる騒音を低減できる。
【００４０】
実施形態２
上記実施形態１において、制御部８は、伸び量算出部７からのチェーンベルト５の伸び量が所定値以上となる場合に、変位機構２３、３３、４３を制御して、クランクスプロケット２及び各カムスプロケット３、４の各可動歯２１、３１、４１を、各固定歯２２、３２、４２に対して径方向外側に夫々相対変位させる。
【００４１】
これに対し、本実施形態２において、制御部８は、伸び量算出部７からのチェーンベルト５の伸び量Δｌが所定値以上となる場合に、図１０に示す如く、変位機構を制御して、クランクスプロケット２０及び各カムスプロケット３０、４０の各可動歯５０を、各固定歯６０に対して周方向に相対変位させる。各可動歯５０と各固定歯６０は、クランクスプロケット２０及び各カムスプロケット３０、４０の軸方向に重なるように隣接して配置されている。そして、各可動歯５０が各固定歯６０に対して周方向に相対変位することで、図１０に示す如く、各可動歯５０が各固定歯６０に対して周方向にずれる。
【００４２】
なお、クランクスプロケット２及び各カムスプロケット３、４の各可動歯５０を、各固定歯６０に対して周方向に相対変位させる構成については、例えば、上記径方向に相対変位させる構成と同様にスプロケット本体に油路を形成し各可動歯５０に対し油圧を付加することで相対変位させる構成であってもよく、空気圧やバネを用いて相対変位させる構成であってもよい。
【００４３】
例えば、図１１の状態から、チェーンベルト５のピン５１の摩耗等によって、図１２に示す如く、チェーンベルト５のピン５１とクランクスプロケット２及び各カムスプロケット３、４の各可動歯５０及び各固定歯６０の歯面との間に隙間が生じる。
【００４４】
この場合、制御部８は、伸び量算出部７からのチェーンベルト５の伸び量Δｌが所定値以上と判断し、図１３に示す如く、変位機構を制御して、クランクスプロケット２及びカムスプロケットの各可動歯５０を、各固定歯６０に対して周方向に相対変位させる。これにより、チェーンベルト５のピン５１とクランクスプロケット２の歯面との間の隙間を無くすことができる。したがって、チェーンベルト５のチェーンピッチのズレを抑制でき、噛合いによる騒音を低減できる。
【００４５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１  動力伝達装置、２  クランクスプロケット、３  カムスプロケット、４  カムスプロケット、５  チェーンベルト、６  テンショナ、７  伸び量算出部、８  制御部、９  クランク角センサ、１０  カム角センサ、１１  カム角センサ、２０  クランクスプロケット、２１  可動歯、２２  固定歯、２４  スプロケット本体、２５  カバー部材、２６  制御弁、３１  可動歯、３２  固定歯、３３  変位機構、４１  可動歯、４２  固定歯、４３  変位機構、５１  ピン、２４１  油路、２４２  共通油路
【図１】
2020106054.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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