专利名称：正时链驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使驱动链轮和从动链轮的相位以规定的关系同步地旋转驱动的正时
链驱动装置，更详细地说，涉及能够减轻正时链的张力变动的影响、并且能够减轻振动和噪 音的机构。
背景技术：
以往，如图5所示，在一般的D0HC型、即气缸盖上具备用于驱动进气气门和排气气 门的两根凸轮轴的发动机的正时链驱动装置500构成为通过巻挂在驱动链轮550、从动链 轮560以及从动链轮570上的链CH来传递动力，在链CH的松弛侧的从动链轮560和驱动 链轮550之间配置有松弛侧的链引导装置540，该链引导装置540与张紧装置T协作从而与 循环行驶的链CH滑动接触并对该链CH赋予适当的张力，并且，该链引导装置540具备用于 防止行驶中的链CH的振动、横摆的滑行功能(slide function)。 另一方面，在链CH的张紧侧的从动链轮570和驱动链轮550之间使用由张紧侧的 链引导装置510构成的引导机构，该链引导装置510在规定的跨度长度(从动链轮570的脱 离啮合的点 驱动链轮550的开始啮合的点的轨道的长度)中对行驶轨道进行引导限制。
该松弛侧的链引导装置540通过安装螺栓、安装销等轴支承单元P以能够摆动的 方式安装在发动机的主体E的内壁上，通过张紧装置T朝链CH对松弛侧的链引导装置540 的导靴部分施力。另一方面，张紧侧的链引导装置510通过安装螺栓、安装销等固定单元Q 固定设置在主体E的内壁上，对循环行驶的链CH的行驶轨道进行引导限制(例如参照专利 文献1)。 在这种链驱动装置的布局中，施加在用于驱动与左右的凸轮轴连结的进气气门和 排气气门的驱动机构的凸轮轴上的负载转矩与凸轮轴和曲轴的旋转同步地产生周期变动。
进一步，因曲轴的旋转速度的变动，也会在循环行驶的链CH的张紧侧产生周期性 的张力变动。 例如，因施加在用于驱动进气气门和排气气门的驱动机构的凸轮轴上的负载转 矩，在直列四气缸的情况下，凸轮轴每旋转一周产生四个周期的张力变动，在直列六气缸的 情况下，凸轮轴每旋转一周产生六个周期的张力变动。即，在曲轴和凸轮轴上产生与由进气 气门驱动和排气气门驱动产生的负载转矩变动对应的张力变动。因此，在如上所述的在循 环行驶的链CH的张紧侧配置有对行驶轨道进行限制的张紧侧的链引导装置510的现有的 正时链驱动装置500中，由于存在该张力变动的峰值过大的可能性，因此需要采用能够容 许该最大张力的拉伸强度较大的链，而这样正时链驱动装置的重量变重，并且会产生由高 张力引起的噪音，妨碍小型轻量化和低噪音。 为了解决上述问题，公知有与负载转矩的周期变动同步地将链轮形成非圆形、或 者使齿根半径变化以防止张力变动的峰值过大的正时链驱动装置(例如参照专利文献2、 3)。 但是，在使用非圆形的链轮或者齿根半径变化的链轮的情况下，伴随着链轮的旋转，会沿着与行驶方向成直角的方向对链赋予力和变位，因此存在由链的振动产生的噪音 或者链与链弓I导装置之间的接触噪音增加的弊病。[专利文献1]日本专利特开2003-214504号公报(第2页第2段、第11图)
[专利文献2]日本专利特表2007-506043号公报(第6至9页、第1、8、9图)
[专利文献3]日本专利特开2003-184996号公报(第5至6页、第2、3图)
发明内容
本发明就是为了解决上述的现有技术的问题，S卩、本发明的目的在于提供一种实 现了链的小型轻量化、并且提高了系统的安静性的正时链驱动装置，特别是提供一种能够 减轻与由曲轴的驱动产生的旋转速度变动对应的张力变动的影响、并且能够防止由链的振 动引起的噪音的正时链驱动装置。 第一方面所涉及的发明通过以下方式解决上述课题正时链驱动装置具有驱动链 轮、从动链轮以及巻挂在这两链轮之间以传递旋转力的链，使所述驱动链轮和从动链轮的 相位以规定的关系同步地旋转驱动，其中，所述驱动链轮或者从动链轮中的某一方或者双 方的链轮的链轮齿的节距设定成以与在驱动轴上产生的旋转速度变动同步的相位沿周方 向周期性地增减，在驱动轴的旋转速度最大的旋转角处，驱动链轮的张紧侧链的开始啮合 点处的链轮齿的节距最大，而从动链轮的张紧侧链的脱离啮合点处的链轮齿的节距最小。
第二方面所涉及的发明通过以下方式进一步解决上述课题在第一方面所记载的 正时链驱动装置的结构的基础上，所述驱动链轮设在发动机的曲轴上，所述从动链轮设在 用于驱动发动机的进气气门和排气气门的凸轮轴上，在所述驱动轴上产生的旋转速度变动 是指伴随着所述曲轴的驱动的旋转速度变动。 对于第一方面所涉及的发明的正时链驱动装置，链驱动装置具有驱动链轮、从动
链轮以及巻挂在这两链轮之间以传递旋转力的链，使所述驱动链轮和从动链轮的相位以规
定的关系同步地旋转驱动，其中，所述驱动链轮或者从动链轮中的某一方或者双方的链轮
的链轮齿的节距设定成以与在驱动轴上产生的旋转速度变动同步的相位沿周方向周期性
地增减，在驱动轴的旋转速度最大的旋转角处，驱动链轮的张紧侧链的开始啮合点处的链
轮齿的节距最大，而从动链轮的张紧侧链的脱离啮合点处的链轮齿的节距最小，由此，张紧
侧链开始啮合在链轮齿上的齿位置或者从链轮齿脱离啮合的齿位置变化，从而存在于链轮
之间的链张紧区间内的链的实质长度变化，因此能够以不会对链赋予链的行驶方向以外的
变位或力的方式使张力变化或者吸收旋转速度变动，能够将正时链驱动装置整体形成为可
动部分少、构造简单并且小型轻量的正时链驱动装置，并且能够减轻振动或噪音等。 并且，对于本发明的第二方面所涉及的发明的正时链驱动装置，在第一方面所涉
及的发明的正时链驱动装置所起到的效果的基础上，所述驱动链轮设在发动机的曲轴上，
所述从动链轮设在用于驱动发动机的进气气门和排气气门的凸轮轴上，在所述驱动轴上产
生的旋转速度变动是指伴随着所述曲轴的驱动的旋转速度变动，由此，特别是在小型轻量
化和要求安静性的具备凸轮轴的发动机中，能够高效地排除在驱动轴上产生的旋转速度变
动产生的张力变动的影响，并且能够将正时链驱动装置整体形成为可动部分少、构造简单
并且小型轻量的正时链驱动装置，能够减轻振动或噪音等，能够实现发动机整体的小型轻量化。
图1是作为本发明的一个实施例的正时链驱动装置的链轮的链轮齿的概要图。
图2是图1所示的作为本发明的一个实施例的正时链驱动装置的动作说明图。
图3是示出进行图2所示的动作时的链轮齿的相位和负载之间的关系的图。
图4是图l所示的作为本发明的一个实施例的正时链驱动装置的实验结果的比较 图。 图5是现有的正时链驱动装置的概要图。
标号说明 170…从动链轮(张紧侧);171…链轮齿;500…正时链驱动装置;510…张紧侧 的链引导装置；540…松弛侧的链引导装置；550…驱动链轮；560…从动链轮(松弛侧)；
570…从动链轮(张紧侧);CH…链；K…脱离啮合点；T…张紧装置；Q…固定单元；E…发动
机的主体。
具体实施例方式
本发明的正时链驱动装置具有驱动链轮、从动链轮以及巻挂在这两链轮之间以传
递旋转力的链，使所述驱动链轮和从动链轮的相位以规定的关系同步地旋转驱动，其中，所 述驱动链轮或者从动链轮中的某一方或者双方的链轮的链轮齿的节距设定成以与在驱动 轴上产生的旋转速度变动同步的相位沿周方向周期性地增减，在驱动轴的旋转速度最大的 旋转角处，驱动链轮的张紧侧链的开始啮合点处的链轮齿的节距最大，从动链轮的张紧侧 链的脱离啮合点处的链轮齿的节距最小，只要能够发挥如下的效果即可，具体的实施方式
可以是任意实施方式能够通过张紧装置等以不会对链赋予链的行驶方向以外的力的方式
使张力变化或者吸收旋转速度变动，能够将正时链驱动装置整体形成为可动部分少且构造 简单的小型轻量的正时链驱动装置，并且，能够减轻振动或噪音等。[实施例] 以下，根据附图对本发明的正时链驱动装置进行说明。 图1是作为本发明的一个实施例的正时链驱动装置的链轮的链轮齿的概要图，图 2是图1所示的作为本发明的一个实施例的正时链驱动装置的动作说明图，图3是示出图2 所示的动作时的链轮齿的相位和负载之间的关系的图，图4是图1所示的作为本发明的一 个实施例的正时链驱动装置和现有例的实验结果的比较图。 作为本发明的一个实施例的正时链驱动装置应用于直列四气缸的DOHC发动机 中，驱动轴每旋转一周产生两个周期的旋转速度变动、即从动链轮每旋转一周产生四个周 期的旋转速度变动，除了链的张紧侧的从动链轮的链轮齿的节距以外的结构都与图5所示 的现有例完全相同。 链CH的张紧侧的从动链轮170构成为链轮齿171的齿位置的变化也与每旋转一 周为四个周期的旋转速度变动同步地反复四个周期，如图l所示，链轮齿171的节距以节距 最宽的Pmax部分和节距最窄的Pmin部分以45度的间隔交替的方式周期性地增减。
由此，当链轮170旋转时，与链轮齿的节距相等的链轮相比较，处于链CH的脱离啮 合点的链轮齿171的齿位置周期性地反复前进滞后。
另外，在图1中为了进行说明夸张地示出链轮齿171的节距最宽的Pmax部分和节 距最窄的Pmin部分的节距，但是，作为实际节距，在链CH的张紧侧的从动链轮170和驱动 链轮之间的链张紧区间的距离大约为300mm的普通的直列四气缸的D0HC发动机中，只要相 对于通常的节距宽度存在大约0. 2mm的增减即可，不会因节距的变化对链CH的啮合造成影 响。 使用图2对以上述方式构成的链CH的张紧侧的从动链轮170的链轮齿171与链 轮齿的节距相等的链轮相比较的齿位置及其动作进行说明。 如图2(a)至(d)所示，在张紧侧的从动链轮170上巻挂有链CH从而朝图面上的 顺时针方向传递旋转。链CH在脱离啮合点K从张紧侧的从动链轮170脱离。
另外，对于张紧侧的从动链轮170的链轮齿171，为了进行说明，以空白示意性地 表示节距最宽部分Pmax，以涂黑示意性地表示节距最窄部分Pmin，省略具体的齿形的图 示。并且，在本实施例中，节距呈正弦波曲线状变化。 首先，图2(a)的状态是如下的状态张紧侧的从动链轮170的Pmax越过脱离啮合 点K且随后的Pmin正在到达啮合脱离点K的途中，从图2 (d)的状态开始，位于脱离啮合点 K的齿的节距逐渐变窄、齿位置的延迟速度变慢，与标准的节距相当的链轮齿位于脱离啮合 点K，是节距比标准节距宽的齿全部通过脱离啮合点K，齿位置在脱离啮合点K处滞后最多 的状态。 其次，图2 (b)的状态是如下的状态从图2 (a)的状态开始，处于脱离啮合点K的 齿的节距逐渐变窄，齿位置的前进速度变快，节距最窄的Pmin位于脱离啮合点K，齿位置的 前进速度在脱离啮合点K最快。 图2 (c)的状态是如下的状态张紧侧的从动链轮170的Pmin越过脱离啮合点K 且随后的Pmax正在到达脱离啮合点K的途中，从图2 (b)的状态开始，位于脱离啮合点K的 齿的节距逐渐变宽、齿位置的前进速度变慢，与标准的节距相当的链轮齿位于脱离啮合点 K，是节距比标准节距窄的齿全部通过脱离啮合点K，齿位置在脱离啮合点K处前进地最多 的状态。 图2(d)的状态是如下的状态从图2(c)的状态开始，位于脱离啮合点K的齿的节 距逐渐变宽，齿位置的延迟速度变快，节距最宽的Pmax位于脱离啮合点K，齿位置的延迟速 度在脱离啮合点K处最慢。 如上所述，重复图2(a)至(d)的状态且周期性地产生齿位置的前进 滞后，存在 于链CH的张紧侧的从动链轮170和驱动链轮之间的链张紧区间中的链CH的实质长度周期 性地变化。 下面，使用图3对链CH的张紧侧的从动链轮170的链轮齿171的齿位置和旋转速 度变动的关系进行说明。 此处，图3的a至d点分别与图2 (a)至(d)的状态对应。 首先，在a点处，形成脱离啮合点K处的齿位置滞后最大的状态且存在于链张紧区 间内的链CH的实质长度最短的状态，随着相位从a点朝向随后的c点前进，存在于链张紧 区间内的链CH的实质长度变长。 该区间是能够通过使链CH的实质长度增大来减轻由旋转速度增大引起的张力的 增大的区间。
进而，b点是齿位置的前进速度在脱离啮合点K处最快的点，链CH的实质长度的 增大速度也最大，通过使旋转速度最大的点在此处同步，能够最有效地减轻因旋转速度增 大引起的张力的增大。 其次，在C点处，形成脱离啮合点K处的齿位置前进最大的状态且存在于链张紧区 间内的链CH的实质长度最长的状态，随着齿位置从c点朝随后的a点滞后，存在于链张紧 区间内的链CH的实质长度变短。 该区间是难以减轻因旋转速度增大引起的张力的增大的区间，特别是d点是齿位 置的滞后速度在脱离啮合点K处最快的点，链CH的实质长度的减少速度也最高，因此最难 减轻张力的增大，使旋转速度最小的点与该d点同步。 如上所述，通过使链CH的张紧侧的从动链轮170的链轮齿171的相位和旋转速度
变动以最佳的相位关系同步，能够提供如下的正时链驱动装置等，其效果极大能够有效地
吸收旋转速度变动而完全不会赋予链的行驶方向以外的变位或力，能够减轻施加在链上的
最大张力、能够使链小型轻量化，并且能够将正时链驱动装置整体形成可动部分少、构造简
单且小型轻量的链驱动装置，进一步，能够防止由链的振动引起的噪音。 图4作为一例用曲线图示出直列四气缸发动机且从动链轮为标准链轮的正时链
驱动装置和从动链轮为作为本发明的实施例的节距周期性增减的链轮的峰值张力(单位
kN)的实验测定结果。 图4(a)示出链轮为标准链轮且曲轴的旋转速度不发生变动的状态，张力通过其 他的变动要素(例如凸轮轴的负载变动等)稍稍变动。 图4(b)示出链轮为标准链轮且曲轴的旋转速度周期性地变动的状态，与旋转速 度变动周期同步地产生大的张力变动。 图4(c)示出链轮为作为本发明的实施例的节距周期性地增减的链轮且曲轴的旋 转速度周期性地变动的状态，通过设定成张紧侧的脱离啮合点的链轮齿的节距在旋转速度 最大的旋转角处最小，从而仅形成为与图4(a)相同的因其他的结构要素引起的张力的微 小变动，伴随着旋转速度变动的张力变动大致被吸收。 在该实验例中示出了曲轴的旋转速度(转速)为6000rpm时的效果，表现出显著 的效果的旋转速度根据发动机的形式或大小、其他的结构要素的大小或配置等各种条件的 不同而不同，由于一般情况下在低转速下张力变动一定程度上由其他的张力吸收要素吸 收，因此尤其是转速越高越能够发挥显著的效果。 进而，一般情况下，当提高发动机的性能或者使发动机小型轻量化时，重要的课题 是使该发动机直到高转速为止都具有充分的耐久性地进行使用，根据本发明，尤其是转速 越高越能够发挥显著的效果，其效果极大。 另外，在本实施例中，链轮齿171的齿位置的前进"滞后以及从动链轮的旋转速度
变动都是基于正弦波曲线的周期变动，但是，即便是在实际的旋转速度变动不是正弦波曲
线的情况下，只要以使脱离啮合点K处的齿位置的前进速度在旋转速度最高的旋转角位置
处最快的方式适当地设定链轮齿171的齿位置的前进 滞后的曲线即可。 并且，在本实施例中，节距遍及整周以周期性地增减的方式设定的链轮是从动链
轮，但是，也可以将驱动链轮设定成节距遍及整周周期性地增减，并且，也可以将从动链轮、
驱动链轮都设定成节距遍及整周周期性地增减。
在将驱动链轮设定成节距遍及整周周期性地增减的情况下，链张紧区间成为链的
行进方向后方，相当于从动链轮的脱离啮合点的点即开始啮合点处的齿位置的前进 滞后
和Pmax Pmin的关系设定成与从动链轮的脱离啮合点的关系完全相反。 进一步，对于周期性的旋转速度变动以外的各种振动或噪音，通过遍及链轮的整
周以周期性地增减的方式设定节距、伴随着链轮的旋转使存在于链张紧区间内的链的实质
长度变化、并以不会对链赋予链的行驶方向以外的变位或力的方式使张力变化，能够防止
伴随着共振或共鸣的振动或噪音等。
8
权利要求
一种正时链驱动装置，所述正时链驱动装置具有驱动链轮、从动链轮以及卷挂在这两链轮之间以传递旋转力的链，使所述驱动链轮和从动链轮的相位以规定的关系同步地进行旋转驱动，其特征在于，所述驱动链轮或者从动链轮中的某一方或者双方的链轮的链轮齿的节距设定成以与在驱动轴上产生的旋转速度变动同步的相位沿周方向周期性地增减，进行如下设定在驱动轴的旋转速度呈最大的旋转角时，驱动链轮的张紧侧链的开始啮合点处的链轮齿的节距最大，而从动链轮的张紧侧链的脱离啮合点处的链轮齿的节距最小。
2. 根据权利要求1所述的正时链驱动装置，其特征在于，所述驱动链轮设在发动机的曲轴上，所述从动链轮设在用于驱动发动机的进气气门和 排气气门的凸轮轴上，在所述驱动轴上产生的旋转速度变动是指伴随着所述曲轴的驱动的旋转速度变动。
全文摘要
本发明的课题在于提供一种能够减轻张力变动的影响、实现链的小型轻量化、防止因链的振动引起的噪音从而提高系统的安静性的正时链驱动装置。正时链驱动装置具有驱动链轮、从动链轮以及卷挂在这两链轮之间以传递旋转力的链，其中，链轮(170)的链轮齿(171)遍及该链轮(170)的整周以与旋转速度变动同步的相位设定成不等间隔的节距。
文档编号F01L1/348GK101749383SQ200910246319
公开日2010年6月23日 申请日期2009年11月25日 优先权日2008年12月2日
发明者中野义和, 佐仓俊儿, 国松幸平 申请人:株式会社椿本链索