(57)【要約】【課題】  タイミングチェーンを安定して案内するともに、案内時に発生する騒音を低減させたアイドラを提供する。【解決手段】  アイドラ５１は、所定の方向に延びる軸１０１に沿って延在し、シリンダブロック４５に対して固定されるアイドラシャフト５２と、プライマリータイミングチェーンが掛けられ、軸１０１を中心に回転することによってプライマリータイミングチェーンを案内するアイドラスプロケット５４と、アイドラスプロケット５４に接触して設けられ、アイドラスプロケット５４を所定の方向に付勢することにより、その所定の方向におけるアイドラスプロケット５４の移動を規制するスプリング７１と、アイドラスプロケット５４とスプリング７１とが接触する位置に、潤滑油を供給する潤滑油供給路５６とを備える。【選択図】        図３
2006064140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのタイミングチェーンの軌道を規制するアイドラであって、
所定の方向に延びる軸に沿って延在し、エンジン本体に対して固定されるシャフト部材と、
前記タイミングチェーンが掛けられ、前記軸を中心に回転することによって前記タイミングチェーンを案内するスプロケットと、
前記スプロケットに接触して設けられ、前記スプロケットを前記所定の方向に付勢することにより、前記所定の方向における前記スプロケットの移動を規制するばね部材と、
前記スプロケットと前記ばね部材とが接触する位置に、潤滑油を供給する潤滑油供給機構とを備える、アイドラ。
【請求項２】
前記ばね部材には、前記シャフト部材に対する周り止め機構が設けられている、請求項１に記載のアイドラ。
【請求項３】
前記エンジンは、Ｖ型多気筒エンジンであり、
前記エンジンの両バンクの間に位置して設けられ、その両バンクのカムシャフト間に掛け渡された前記タイミングチェーンの軌道を規制している、請求項１または２に記載のアイドラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、エンジンのタイミングチェーンの軌道を規制するアイドラに関し、より特定的には、Ｖ型多気筒エンジンに用いられるアイドラに関する。
【背景技術】
【０００２】
実開平７−３５７０７号公報には、噛み合う歯車の各歯間で打音が発生することを防止し、十分なばね力を確保しつつ装置の小型化を図ることを目的とした内燃機関のバルブタイミング制御装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたバルブタイミング制御装置は、スリーブと、筒状歯車を介してそのスリーブの外周上に配置されたスプロケットと、スプロケットをスリーブの軸方向に付勢する皿ばねとを備える。スリーブと筒状歯車との間、スプロケットの筒状歯車との間は、それぞれ、はす歯形の歯の噛み合いによって回転自在に連結されている。
【０００３】
スリーブは、機関のクランク軸から伝達された駆動力により回転し、回転することによってバルブを開閉作動させるカムシャフトに固定されている。バルブタイミングを変更する場合、油圧により筒状歯車をスリーブの軸方向に移動させ、スプロケットとスリーブとを相対的に回転させる。バルブタイミングの制御を行なっていない時は、スリーブとスプロケットとは、同一の回転速度でカムシャフトとともに回転している。
【特許文献１】実開平７−３５７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クランクシャフトとカムシャフトとの間の駆動力伝達に、チェーン駆動方式が採用されたエンジンがある。このようなエンジンでは、これらのシャフト間にタイミングチェーンが張られるが、エンジンの構造によっては、タイミングチェーンを案内するアイドラ（遊輪）を設け、タイミングチェーンの軌道を規制する場合がある。
【０００５】
しかしながら、カムシャフトには、バルブスプリングのばね力がその大きさを刻々と変化させながら作用しており、タイミングチェーンに負荷する張力が、常に変動している。結果、タイミングチェーンは、クランクシャフトとカムシャフトとの間で大きく波打ちながら高速回転している。このようなタイミングチェーンをアイドラを用いて案内しようとすると、タイミングチェーンからアイドラに大きな変動荷重が加わる。このため、アイドラで大きな騒音が発生するという問題が生じる。
【０００６】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、タイミングチェーンを安定して案内するともに、案内時に発生する騒音を低減させたアイドラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に従ったアイドラは、エンジンのタイミングチェーンの軌道を規制するアイドラである。アイドラは、所定の方向（以下、スラスト方向とも呼ぶ）に延びる軸に沿って延在し、エンジン本体に対して固定されるシャフト部材と、タイミングチェーンが掛けられ、前述の軸を中心に回転することによってタイミングチェーンを案内するスプロケットと、スプロケットに接触して設けられ、スプロケットを前述の所定の方向に付勢することにより、その所定の方向におけるスプロケットの移動を規制するばね部材と、スプロケットとばね部材とが接触する位置に、潤滑油を供給する潤滑油供給機構とを備える。
【０００８】
なお、エンジンのタイミングチェーンとは、エンジンから出力された駆動力をカムシャフトに伝達するチェーンを指す。エンジン本体とは、シリンダブロックやシリンダヘッド等、エンジンを構成する部品であってエンジンの運転時に回転または往復運動することのない部品を指す。
【０００９】
このように構成されたアイドラによれば、ばね部材を設けることによって、回転するスプロケットに、スラスト方向の隙間が常時略ゼロとなるような弾性力を作用させることができる。これにより、スプロケットが、タイミングチェーンから受ける変動荷重によってスラスト方向に振動することを防止できる。また、潤滑油供給機構により、ばね部材と回転するスプロケットとの間には潤滑油が供給される。このため、スプロケットがばね部材と接触しながら回転するにもかかわらず、スプロケットをスムーズに回転させることができる。これらの理由から、本発明によれば、タイミングチェーンを安定して案内するとともに、アイドラで発生する騒音を低減させることができる。
【００１０】
また好ましくは、ばね部材には、シャフト部材に対する周り止め機構が設けられている。このように構成されたアイドラによれば、スプロケットの回転時、ばね部材が、スプロケットに引きつれられてシャフト部材に対して回転することを防止できる。これにより、両者の間に潤滑油を供給する必要がなくなり、潤滑に対する負担を低減させることができる。
【００１１】
また、エンジンは、Ｖ型多気筒エンジンである。アイドラは、エンジンの両バンクの間に位置して設けられている。アイドラは、その両バンクのカムシャフト間に掛け渡されたタイミングチェーンの軌道を規制している。このように構成されたアイドラでは、タイミングチェーンが、両バンクに配置されたカムシャフトの双方から変動荷重を受けるため、アイドラで発生する騒音が特に大きな問題となる。このため、本発明をＶ型多気筒エンジンに適用した場合、上述の効果をより効果的に得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、この発明に従えば、タイミングチェーンを安定して案内するともに、案内時に発生する騒音を低減させたアイドラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、この発明の実施の形態におけるアイドラが用いられたエンジンを示す斜視図である。図２は、図１中のエンジンのバルブ系を示す斜視図である。図１および図２を参照して、エンジン１０は、Ｖ字状に配置された左バンク１１および右バンク１２を備えるＶ型多気筒エンジンである。
【００１５】
左バンク１１および右バンク１２の各々には、たとえば４つのシリンダが設けられており、各シリンダには、シリンダ内を往復運動するピストンが装填されている。そのピストンは、コネクティングロッドによって、エンジン１０の出力軸であるクランクシャフトに連結されている。クランクシャフトの端部には、クランクシャフトスプロケット２９が取り付けられている。クランクシャフトスプロケット２９は、エンジン１０を構成するシリンダブロックの側面に位置して取り付けられている。
【００１６】
左バンク１１には、インテークカムシャフト３７およびエキゾーストカムシャフト３６が配設されている。右バンク１２には、インテークカムシャフト３８およびエキゾーストカムシャフト３９が配設されている。これらのカムシャフトには、適当な輪郭曲線を持ったカムが、カムシャフトの軸方向に並んで複数、形成されている。カムシャフトが回転することによって、このカムが、各シリンダに設けられた吸気弁および排気弁を開閉駆動する。
【００１７】
エキゾーストカムシャフト３６の端部には、スプロケット３０が設けられている。エキゾーストカムシャフト３６の端部には、さらに、油圧によりエキゾーストカムシャフト３６をスプロケット３０に対して回転させ、エキゾーストカムシャフト３６のカムタイミングを変化させる可変バルブタイミング機構１６が設けられている。
【００１８】
同様に、インテークカムシャフト３７の端部には、小径スプロケット３２、大径スプロケット３１および可変バルブタイミング機構１７が、インテークカムシャフト３７の軸方向に並んで設けられている。また、インテークカムシャフト３８の端部には、小径スプロケット３４、大径スプロケット３３および可変バルブタイミング機構１８が、インテークカムシャフト３８の軸方向に並んで設けられている。また、エキゾーストカムシャフト３９の端部には、スプロケット３５および可変バルブタイミング機構１９が、エキゾーストカムシャフト３９の軸方向に並んで設けられている。
【００１９】
スプロケット３０、小径スプロケット３２、大径スプロケット３１、小径スプロケット３４、大径スプロケット３３およびスプロケット３５は、カムシャフトハウジングの側面に位置して、各カムシャフトに設けられている。カムシャフトハウジングは、エンジン１０を構成するシリンダヘッドに、その頂面側から締結される部品である。
【００２０】
クランクシャフトスプロケット２９、大径スプロケット３１および大径スプロケット３３には、プライマリータイミングチェーン２４が掛け渡されている。プライマリータイミングチェーン２４は、これら３つのスプロケットが、プライマリータイミングチェーン２４の軌道の内側に位置するように掛け渡されている。プライマリータイミングチェーン２４は、長尺のチェーンダンパー２６により、クランクシャフトスプロケット２９と大径スプロケット３１との間で案内されている。プライマリータイミングチェーン２４は、チェーンテンショナー機構を備える長尺のチェーンスリッパー２５により、クランクシャフトスプロケット２９と大径スプロケット３３との間で案内されている。
【００２１】
大径スプロケット３１と大径スプロケット３３との間には、大径スプロケット３１、大径スプロケット３３およびクランクシャフトスプロケット２９を結ぶ三角形の内側に位置して、アイドラ５１が設けられている。アイドラ５１は、回転自在に設けられたアイドラスプロケット５４を備える。アイドラスプロケット５４には、大径スプロケット３１と大径スプロケット３３との間で延びるプライマリータイミングチェーン２４が掛けられている。プライマリータイミングチェーン２４は、アイドラ５１がプライマリータイミングチェーン２４の軌道の外側に位置するように、アイドラスプロケット５４に掛けられている。
【００２２】
アイドラ５１によって、プライマリータイミングチェーン２４の軌道は、エンジン１０のＶ型形状に沿わせた経路に調整されており、大径スプロケット３１および大径スプロケット３３に対するプライマリータイミングチェーン２４の巻き付け量が増大するように調整されている。プライマリータイミングチェーン２４は、チェーンダンパー２６およびチェーンスリッパー２５と比較して短尺のチェーンダンパー２７により、大径スプロケット３１および大径スプロケット３３とアイドラスプロケット５４とのそれぞれの間で案内されている。
【００２３】
小径スプロケット３２とスプロケット３０との間には、セカンダリータイミングチェーン２１が掛け渡されている。小径スプロケット３４とスプロケット３５との間には、セカンダリータイミングチェーン２２が掛け渡されている。以上に説明した構成により、クランクシャフトから出力された駆動力は、まず、プライマリータイミングチェーン２４を介して、インテークカムシャフト３７およびインテークカムシャフト３８に伝達され、さらにセカンダリータイミングチェーン２１および２２を介して、エキゾーストカムシャフト３６および３９に伝達される。
【００２４】
図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿ったエンジンの断面図である。図３を参照して、アイドラ５１は、アイドラスプロケット５４に加えて、軸１０１を中心軸とした外周面５２ａを有するアイドラシャフト５２と、外周面５２ａ上に嵌装されたスプリング７１とをさらに備える。
【００２５】
アイドラシャフト５２は、図１中のエンジン１０を構成するシリンダブロック４５の側面４５ｃに締結されている。アイドラシャフト５２は、側面４５ｃから突出し、軸１０１に沿って延びるように形成されており、その延びる先端に位置して、外周面５２ａから半径方向に広がる鍔部５８を有する。アイドラシャフト５２の端面には、六角孔５３が形成されている。六角孔５３は、アイドラシャフト５２をシリンダブロック４５に締結する際に、六角レンチを差し込む孔として用いられる。
【００２６】
アイドラスプロケット５４は、軸１０１方向にスプリング７１と並ぶように、外周面５２ａの周りに嵌装されている。スプリング７１は、アイドラスプロケット５４と鍔部５８との間に挟まれて位置し、アイドラスプロケット５４は、スプリング７１とシリンダブロック４５との間に挟まれて位置する。スプリング７１は、アイドラスプロケット５４と接触して設けられている。
【００２７】
アイドラスプロケット５４は、外周面５２ａに向い合う内周面５４ｄを有する。その内周面５４ｄには、アイドラシャフト５２と焼き付きにくい材料から形成されたリング状の軸受け部材５５が固着されている。このような構成により、アイドラスプロケット５４は、軸受け部材５５を介して回転自在に設けられている。つまり、アイドラスプロケット５４は、軸１０１を中心軸として、静止したアイドラシャフト５２に対して回転する。
【００２８】
アイドラシャフト５２には、シリンダブロック４５の側面４５ｃに向い合う位置から、外周面５２ａに向かって延び、さらに、外周面５２ａの周方向に帯状に延びる潤滑油供給路５６が形成されている。シリンダブロック４５には、シリンダブロック４５内のメインギャラリーから潤滑油供給路５６に連通する潤滑油供給路４６が形成されている。メインギャラリーを流れる潤滑油は、潤滑油供給路４６および５６を順に通って、軸受け部材５５とアイドラシャフト５２との接触面に供給され、その後さらに、スプリング７１とアイドラスプロケット５４との接触面、およびシリンダブロック４５の側面４５ｃとアイドラスプロケット５４との接触面に供給される。
【００２９】
図４は、図３中のスプリングを示す斜視図である。図３および図４を参照して、図４中の一点鎖線は、図３中の軸１０１を表わしている。スプリング７１は、リング状に延在するベース部７２と、軸１０１方向のベース部７２の両端からそれぞれ半径方向に延びて形成された弾性部７３および周り止め部７４とから構成されている。弾性部７３は、ベース部７２の周方向に略９０°間隔で、４箇所に形成されている。周り止め部７４は、隣り合う弾性部７３の間に位置して、ベース部７２の周方向に略１８０°間隔で、２箇所に形成されている。
【００３０】
弾性部７３は、ベース部７２の一方端から延びる先端が、ベース部７２から離れるに従ってアイドラスプロケット５４から距離を隔てるように形成されている。スプリング７１は、外周面５２ａ上に嵌装された状態で、弾性部７３がアイドラスプロケット５４と鍔部５８との間で軸１０１方向に撓むように設けられる。これにより、アイドラスプロケット５４を軸１０１方向に付勢する弾性力が発生する。アイドラスプロケット５４は、スプリング７１の弾性力を受けて、軸１０１方向の移動を規制されたまま、アイドラシャフト５２の周りを回転する。なお、アイドラスプロケット５４を付勢する力は、アイドラスプロケット５４の回転時、アイドラスプロケット５４とシリンダブロック４５の端面４５ｃとの間の隙間を略ゼロに維持できる程度の大きさであって、アイドラスプロケット５４の回転を妨げない程度に小さく設定する。
【００３１】
図５は、図３中の矢印Ｖから見たアイドラシャフトを示す端面図である。図３から図５を参照して、周り止め部７４は、ベース部７２の一方端から延びる先端が、さらに、軸１０１方向に曲って形成されている。一方、アイドラシャフト５２には、鍔部５８の周縁の略１８０°離れた２個所に位置して、溝部６１が形成されている。スプリング７１が外周面５２ａ上に嵌装された状態で、周り止め部７４の先端は、溝部６１に嵌め合わされている。
【００３２】
このような構成により、アイドラスプロケット５４の回転時、スプリング７１がアイドラシャフト５２に対して回転することを防止できる。これにより、潤滑油供給路５６を鍔部５８に向けて延在させ、スプリング７１とアイドラシャフト５２との接触面にまで潤滑油を供給する必要がなくなる。また、スプリング７１と他の部材との摺動位置を減らすことで、スプリング７１の劣化を防止し、その信頼性を向上させることができる。
【００３３】
この発明の実施の形態におけるアイドラ５１は、エンジン１０のタイミングチェーンとしてのプライマリータイミングチェーン２４の軌道を規制するアイドラである。アイドラ５１は、所定の方向に延びる軸１０１に沿って延在し、エンジン本体としてのシリンダブロック４５に対して固定されるシャフト部材としてのアイドラシャフト５２と、プライマリータイミングチェーン２４が掛けられ、軸１０１を中心に回転することによってプライマリータイミングチェーン２４を案内するスプロケットとしてのアイドラスプロケット５４と、アイドラスプロケット５４に接触して設けられ、アイドラスプロケット５４を所定の方向に付勢することにより、その所定の方向におけるアイドラスプロケット５４の移動を規制するばね部材としてのスプリング７１と、アイドラスプロケット５４とスプリング７１とが接触する位置に、潤滑油を供給する潤滑油供給機構としての潤滑油供給路５６とを備える。
【００３４】
なお、本実施の形態では、アイドラシャフト５２がシリンダブロック４５に固定されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。アイドラシャフト５２は、エンジン１０を構成するシリンダヘッドに固定されていても良いし、シリンダブロック４５やシリンダヘッドに締結されたカバー部材やブロック部材に固定されていても良い。
【００３５】
このように構成された、この発明の実施の形態におけるアイドラ５１によれば、スプリング７１を設けることによって、アイドラスプロケット５４が、回転時に軸１０１方向に振動することを防止できる。これにより、アイドラスプロケット５４が、シリンダブロック４５の側面４５ｃやアイドラシャフト５２の鍔部５８と衝突を繰り返しながら回転することがなくなり、アイドラ５１で発生する騒音を低減させることができる。また、スプリング７１とアイドラスプロケット５４との接触面は、潤滑油供給路５６から随時、強制給油されている。これにより、スプリング７１とアイドラスプロケット５４との間、およびシリンダブロック４５の側面４５ｃとアイドラスプロケット５４との間の摺動抵抗を低減させ、アイドラスプロケット５４をスムーズに回転させることができる。
【００３６】
本実施の形態におけるアイドラ５１は、Ｖ型多気筒エンジンの両バンクに設けられたインテークカムシャフト３７およびインテークカムシャフト３８間に配置されており、これらのカムシャフト間に掛けられたプライマリータイミングチェーン２４の軌道を規制している。しかしながら、これらのカムシャフトに形成されたカムには、バルブスプリングのばね力が作用し、そのばね力は、カムシャフトの回転とともに変化する。このため、インテークカムシャフト３７およびインテークカムシャフト３８は、その回転方向にトルク変動を受けながら回転することとなる。また加えて、インテークカムシャフト３７およびインテークカムシャフト３８は、セカンダリータイミングチェーン２１および２２を介して、同様にトルク変動を受けながら回転するエキゾーストカムシャフト３６および３９に連結されている。
【００３７】
結果、インテークカムシャフト３７とインテークカムシャフト３８との間に掛け渡されたプライマリータイミングチェーン２４は、大きく撓んだり、強く張ったりしながら、両者の間で駆動力の伝達を行なう。また、Ｖ型多気筒エンジンではその構造上、アイドラスプロケット５４と大径スプロケット３１および大径スプロケット３３との間に、チェーンダンパー２６やチェーンスリッパー２５のような長尺の案内を設けることが困難になっている。このことも、プライマリータイミングチェーン２４が大きく波打つ原因の１つとなっている。
【００３８】
アイドラ５１で、このような状態のプライマリータイミングチェーン２４を案内すると、アイドラスプロケット５４に過大な変動荷重が加わることになる。しかし、本実施の形態では、軸１０１方向におけるアイドラスプロケット５４の移動が規制されているため、アイドラ５１で発生する騒音を効果的に抑えることができる。以上説明した理由から、本発明は、Ｖ型多気筒エンジンの両バンク間で実施されるタイミングチェーンの案内に、より有効に利用される。
【００３９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施の形態におけるアイドラが用いられたエンジンを示す斜視図である。
【図２】図１中のエンジンのバルブ系を示す斜視図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿ったエンジンの断面図である。
【図４】図３中のスプリングを示す斜視図である。
【図５】図３中の矢印Ｖから見たアイドラシャフトを示す端面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  エンジン、２４  プライマリータイミングチェーン、３６，３９  エキゾーストカムシャフト、３７，３８  インテークカムシャフト、４５  シリンダブロック、５１  アイドラ、５２  アイドラシャフト、５４  アイドラスプロケット、５６  潤滑油供給路、７１  スプリング、７４  周り止め部、１０１  軸。
【図１】
2006064140.tif 000003
【図２】
2006064140.tif 000004
【図３】
2006064140.tif 000005
【図４】
2006064140.tif 000006
【図５】
2006064140.tif 000007