JP2005030216A

JP2005030216A - エンジン

Info

Publication number: JP2005030216A
Application number: JP2003193149A
Authority: JP
Inventors: Yoshitada Ito; 慶忠伊東
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2023-07-07
Also published as: JP4485762B2

Abstract

【課題】本発明は、オイルポンプからエンジンブロックに冷却水を導く冷却水供給路を簡単に形成することができ、かつクランクシャフト軸方向へ大きくなることを抑えることのできるエンジンを提供する。
【解決手段】クランクシャフト１５の回転力をカムシャフト１９に伝える動力伝達機構２３を覆うチェーンケース１１を備えるエンジン５を前提とする。チェーンケース１１を構成する下部チェーンケース２４は、クランクシャフト１５と平行に配置されるシリンダブロック１３の左側壁３５よりシリンダブロック１３の左方向に突出する凸部３４にポンプシャフト４４が配置されるウォーターポンプ４２を備えるケース部材２５と、ウォーターポンプ４２から吐出される冷却水をシリンダヘッド１４に設けられる冷却水入口１８へ導く冷却水供給路４０をケース部材２５との間に形成する流路形成部材３０とを具備する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランクシャフトの回転をカムシャフトに伝える動力伝達機構を覆うカバー部材にウォーターポンプが設けられたエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンは、エンジンブロックの冷却水系統に冷却水を圧送するために、ウォーターポンプを備える。この場合、ウォーターポンプは、エンジンブロックではなく、クランクシャフトの回転力をカムシャフトに伝達するチェーン（動力伝達機構）を覆うチェーンケース（ケース部材）と一体に形成することがある（例えば、特許文献１参照。）。チェーンケースは、ウォーターポンプの翼車（インペラ）が収容されるポンプ室と、ポンプ室に冷却水を導入する入口通路と、ポンプ室から冷却水が排出される出口通路（冷却水供給路）とを備えている。入口通路は、チェーンケースにおいてクランクシャフトを横切る方向に沿う壁の内部に設けられており、サーモスタットの感温部を収容している。出口通路は、チェーンケースの側壁の一部として設けられており、シリンダブロックの冷却水入口に接続されている。チェーンケースは鋳造により形成されている。
【０００３】
【特許文献１】
実用新案登録番号第２５０５５６６号（第２項右欄第３０行−第２項左欄第２４行，第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の構成のチェーンケースでは、クランクケースを横切る方向に沿う壁部にウォーターポンプの翼車を収容するポンプ室が凹接されているとともに、ポンプ室からシリンダブロックに向いて開口する入口に連通する閉断面形状をなす、入口通路が設けられているので、チェーンケースがウォーターポンプと入口通路の分だけエンジンブロックよりも突出する。特にエンジンブロックに設けられる冷却水入口が、ウォーターポンプから離れている場合では、出口通路が長くなるので、形成することが難しくなる。
【０００５】
また、ウォーターポンプが、入口通路の厚み分エンジンブロックから離れた位置に配置されることにともない、ウォーターポンプを駆動させるための装置もエンジンブロックから離れた位置に配置されることになる。ウォーターポンプを駆動させる装置は、クランクシャフトの回転力を利用することが多いので、エンジンは、クランクシャフトの回転軸に沿う方向に大きくなってしまう。
【０００６】
従って、本発明の目的は、オイルポンプからエンジンブロックに冷却水を導く冷却水供給路を簡単に形成することができ、かつクランクシャフト軸方向へ大きくなることを抑えることのできるエンジンを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るエンジンは、クランクシャフトの回転力をカムシャフトに伝える動力伝達機構を覆うカバー部材を備える事を前提とする。そして、カバー部材は、エンジンブロックの側壁よりエンジンブロックの外方向に突出する凸部に回転軸が配置されるウォーターポンプを備えるケース部材と、ウォーターポンプから吐出される冷却水をエンジンブロックに設けられる冷却水入口へ導く冷却水供給路をケース部材との間に形成する流路形成部材とを具備する。
【０００８】
また、クランクシャフトの回転軸に沿う方向について、エンジンの大きさが大きくならないようにするために、ターポンプの回転軸に沿って凸部に開口する流入口にエンジンブロックの側壁に沿う方向へ取り付けられる冷却水導入路が取り付ける。
【０００９】
また、ケース部材の剛性を高めるために、流路形成部材をケース部材から離れる方向に膨らませて形成する。また、シリンダヘッド先行冷却式のエンジンの場合にも、冷却水供給路を簡単に構成するために、シリンダブロックとシリンダヘッドとから構成されるエンジンブロックのシリンダヘッドに冷却水入口を形成する。
【００１０】
また、冷却水供給路が、ケース部材として効果的に機能するために、ウォーターポンプをシリンダブロック側に配置する。また、部品点数および冷却水のリークパスを少なくするために、ウォーターポンプの回転軸の軸受を収容するハウジングと流路形成部材とを一体に形成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係るエンジンについて、図１〜図３を参照して説明する。図１は、自動車の往復動型のエンジン５を模式的に示している。エンジン５は、エンジンブロック８、シリンダヘッドカバー１０、チェーンケース１１、およびオイルパン１２を備えている。エンジンブロック８は、シリンダブロック１３とシリンダヘッド１４とから構成されている。シリンダブロック１３は、クランクシャフト１５を備えている。本実施形態において、クランクシャフト１５の回転軸に沿う方向を前後方向とし、シリンダブロック１３とシリンダヘッド１４とが、重ねられる方向を上下方向とする。また、エンジンブロック８に対してチェーンケース１１が取り付けられた側を前側とし、左右方向を定める。
【００１２】
クランクシャフト１５の前端は、シリンダブロック１３の外へ突出しており、クランクシャフトタイミングスプロケット１６が取り付けられている。シリンダヘッド１４は、シリンダブロック１３の上に取り付けられている。シリンダヘッド１４の前壁１４ａには、冷却水入口１８が設けられている。また、シリンダヘッド１４は、クランクシャフト１５と平行に配置された、左右一対のカムシャフト１９を備えている。両カムシャフト１９は、前端がシリンダヘッド１４から突出しており、前端にそれぞれカムシャフトタイミングスプロケット２１が取り付けられている。
【００１３】
クランクシャフトタイミングスプロケット１６とカムシャフトタイミングスプロケット２１とは、タイミングチェーン２２によって連結されており、クランクシャフト１５の回転力がカムシャフト１９に伝えられる。クランクシャフトタイミングスプロケット１６とカムシャフトタイミングスプロケット２１とタイミングチェーン２２とは、クランクシャフト１５の回転力をカムシャフト１９に伝える動力伝達機構２３を構成している。シリンダヘッドカバー１０は、シリンダヘッド１４の上に取り付けられる。
【００１４】
チェーンケース１１は、動力伝達機構２３を覆うように、エンジンブロック８とシリンダヘッドカバー１０の前面に取り付けられている。チェーンケース１１は、下部チェーンケース２４と上部チェーンケース２４ａとから構成されている。図２は下部チェーンケース２４を前側から見た状態を示している。下部チェーンケース２４は、ケース部材２５と流路形成部材３０とを備えている。ケース部材２５は、前壁３１と左壁３２と右壁３３と凸部３４とを有し、動力伝達機構２３を前壁３１、左壁３２、右壁３３で覆っている。凸部３４は、シリンダブロック１３と前後方向に重ならないように、左壁３２からシリンダブロック１３の左側壁３５よりも外側に張り出している。前壁３１においてシリンダヘッド１４の前方に位置する部分には、冷却水入口１８と連通する冷却水供給路４０の出口４１がシリンダヘッド１４に向かって設けられている。流路形成部材３０は、凸部３４から冷却水入口１８までにわたってケース部材２５に前方から取り付けられ、ケース部材２５との間に冷却水供給路４０を形成する。
【００１５】
また、図２に示すように、下部チェーンケース２４には、ウォーターポンプ４２とクランクプーリ４３とが取り付けられている。ウォーターポンプ４２の回転軸は、シリンダブロック１３の左側壁３５より左方向外側に位置するように、凸部３４に配置されている。クランクプーリ４３の回転軸は、クランクシャフト１５の回転軸の前方延長上に配置される。ウォーターポンプ４２は、遠心ポンプであって図３に示すように、冷却水に遠心力を与えて冷却水を加圧するインペラ４５と、インペラ４５が収容されるポンプ室５０と、インペラ４５の回転軸となるポンプシャフト４４と、ポンプシャフト４４の中央部を支持する軸受５１とを備えている。
【００１６】
ポンプ室５０は、ケース部材２５の凸部３４に設けられ、ポンプシャフト４４に沿う方向に凸部３４の後方に向かって開口する流入口５３と連通する。ポンプ室５０は、ポンプシャフト４４を中心とする半径方向に開口する吐出口５５を備えており、ポンプ室５０の冷却水を吐出している。冷却水供給路４０は、吐出口５５からインペラ４５の回転軌道の下流側の接線方向に設けられている。なお、本実施形態において、吐出口５５は、ポンプシャフト４４の中心と冷却水入口１８の中心とを結ぶ線に対して、インペラ４５の回転方向に下流側寄りの位置に設けられている。軸受５１は、凸部３４側の流路形成部材３０の端部に形成された軸受ハウジング５９に挿嵌されている。
【００１７】
軸受５１からポンプ室５０側に向かって延びるポンプシャフト４４の一端には、インペラ４５が固定されている。軸受ハウジング５９より前方に突出するポンプシャフト４４の他端には、ウォーターポンププーリ６０が取り付けられている。ポンプ室５０と軸受ハウジング５９との間には、シール部材６１を備えており、ポンプ室５０内の冷却水が軸受ハウジング５９側へ漏れることを防止している。
【００１８】
流入口５３には、冷却水導入路６２、例えば管部材が接続されている。冷却水導入路６２は、冷却水をウォーターポンプ４２へ導く。これにより、ポンプシャフト４４は、シリンダブロック１３の左側壁３５よりも外側に配置され、冷却水導入路６２も同様にシリンダブロック１３の左側壁３５の外側に配置される。
【００１９】
クランクプーリ４３は、ケース部材２５の前壁３１を貫通して前方および後方に延びるプーリ連結軸の前方端に取り付けられている。プーリ連結軸は、前壁３１に回転自在に保持されており、後方端が、シリンダブロック１３から突出したクランクシャフト１５の前端と係合する。クランクプーリ４３は、図２に示すように、ウォーターポンププーリ６０とベルト６３によって連結されており、クランクシャフト１５の回転力がウォーターポンプ４２へ伝達されている。
【００２０】
流路形成部材３０は、軸受ハウジング５９および第２構成部６５の縁からエンジンブロック８の前壁７０と平行に外方向へ延びるフランジを有している。フランジには、複数のボルト孔Ｙが設けられており、ボルトでケース部材２５に取り付けられる。なお、ボルトをケース部材２５側に設けられるねじ穴と螺合させる以外に、ボルト孔Ｙの延長上の位置のケース部材２５にエンジンブロック８に届く長さのステムを設け、このステムにボルトが通る貫通孔を設け、ボルトをボルト孔Ｙから貫通孔を通して、エンジンブロック８に設けられるねじ穴と螺合させてもよい。この場合、ステムが動力伝達機構２３と干渉しない場所に配置されるように、ボルト孔Ｙは、配置される。
【００２１】
冷却水供給路４０は、ポンプ室５０から冷却水入口１８まで、ケース部材２５側に形成された第１構成部６４と、流路形成部材３０側に形成された第２構成部６５とによって構成される。第１構成部６４は、前方に向かって開放された溝状に形成されており、ポンプ室５０の吐出口５５から冷却水の流れる方向Ｗに沿ってエンジンブロック８の前方に重なる位置まで徐々に浅くなっている。第２構成部６５は、後方に向かって開放された溝状に形成されており、ポンプ室５０の吐出口５５から冷却水の流れる方向Ｗに沿ってエンジンブロック８の前方に重なる位置まで徐々に深くなっている。
【００２２】
そして、図３に示すように本実施形態では、冷却水供給路４０の流路断面積が一定になるように第１構成部６４および第２構成部６５が形成されている。エンジンブロック８の前方に位置する部分の冷却水供給路４０は、出口４１までエンジンブロック８の前壁７０と平行に設けられている。しがたって、第２構成部６５は、前側に向かって膨らんだ形になる。冷却水供給路４０の流路断面積は、エンジンブロック８の前方に位置する部分において、第１構成部６４側よりも第２構成部６５側の割合の方が大きくなっている。つまり、流路形成部材３０側の第２構成部６５によって冷却水供給路４０の大部分が形成されている。
【００２３】
図２に示すように、ケース部材２５の前壁３１の左右両縁には、複数のボルト孔Ｘが左右壁３２，３３に沿って設けられている。上部チェーンケース２４ａは、前壁７１と左壁７２と右壁７３と上壁７４とを有しており、下部チェーンケース２４と同様に前壁の左右両縁に複数のボルト孔が設けられている。上部チェーンケース２４ａと下部チェーンケース２４とは、それぞれボルト孔Ｘに挿通されるボルトによってエンジンブロック８に締結される。
【００２４】
オイルパン１２は、下部チェーンケース２４とシリンダブロック１３のそれぞれの下面に取り付けられている。なお、オイルパン１２の前壁７５は、下部チェーンケース２４のケース部材２５の前壁３１と面一になるように接合される。
【００２５】
このように構成されるエンジン５は、ウォーターポンプ４２によって、冷却水をポンプ室５０から、冷却水供給路４０を通してシリンダブロック１３よりも先にシリンダヘッド１４へ供給する、シリンダヘッド先行冷却を行っている。
【００２６】
また、冷却水供給路４０は、下部チェーンケース２４のケース部材２５に設けられた第１構成部６４と流路形成部材３０に設けられた第２構成部６５との２つの部品で形成されている。このようにすることで、下部チェーンケース２４を簡単な形状に割けることができ、それぞれを容易に作ることができるようになる。特に、ケース部材２５と流路形成部材３０とを鋳造でそれぞれ一体成形する場合に型の形状が簡単なるので鋳造欠陥も減り、製造性が向上する。また、寸法精度も向上する。
【００２７】
さらに、下部チェーンケース２４に凸部３４を設け、この凸部３４にウォーターポンプ４２のポンプシャフト４４を配置している。したがって、このウォーターポンプ４２の流入口５３に冷却水を導く冷却水導入路６２をエンジンブロック８の前方にまわり込ませる必要がないとともに、ウォーターポンプ４２を後方に寄せて配置することができるので、クランクシャフト１５の回転軸に沿う方向にエンジン５の大きさを小さくすることができる。
【００２８】
また、冷却水供給路４０がケース部材２５に設けられた第１構成部６４と流路形成部材３０に設けられた第２構成部６５との間に形成されており、流路形成部材３０が前側に膨らんで形成されている。したがって、下部チェーンケース２４のケース部材２５および流路形成部材３０の板厚を大きくしたり、リブを設けたりすることなく下部チェーンケース２４の前壁の曲げ剛性に寄与する実効断面積を大きくすることができる。つまり、冷却水供給路４０を構成する第１構成部６４と第２構成部６５とが補強材として機能するので、下部チェーンケース２４の剛性を高めることができる。
【００２９】
また、冷却水入口１８がシリンダヘッド１４に設けられたシリンダヘッド先行冷却式のエンジンの場合にも、冷却水供給路４０がケース部材２５と流路形成部材３０とで分割構成されていることにより、冷却水供給路４０を簡単に構成することができる。また、ウォーターポンプ４２がシリンダブロック１３寄りに形成され、冷却水供給路４０がシリンダブロック１３側からシリンダヘッド１４側までにわたって形成されているので、冷却水供給路４０が下部チェーンケース２４の補強材として効果的に機能する。
【００３０】
また、ウォーターポンプ４２の軸受ハウジング５９と第２構成部６５とを流路形成部材３０として一体に形成している。したがって、部品点数を減らすことができるとともに、冷却水のリークパスを少なくすることができる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、ウォーターポンプ４２が配置された凸部３４は、ウォーターポンプ４２の流入口５３がエンジンブロック８と前後方向に重ならないように下部チェーンケース２４の左側に突出しているが、ウォーターポンプ４２の流入口５３が、エンジンブロック８と前後方向に重ならない位置、例えば右側に突出していてもよい。
【００３２】
また、本実施の形態では、チェーンケース１１は、下部チェーンケース２４と上部チェーンケース２４ａとが別体になっているが、一体であってもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、クランクシャフトとカムシャフトを連動させる動力伝達機構として、チェーンとスプロケットとを用いるチェーン駆動方式を採用したが、チェーンの代わりに歯付ベルトを用い、スプロケットの代わりに歯付プーリを用いたベルト駆動方式を採用してもよいし、それぞれをギヤで連結するギヤ駆動方式を採用してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係るエンジンによれば、冷却水供給路がケース部材と流路形成部材との間に構成されている。冷却水供給路を分割して構成することにより、各部品の形状が簡素化される。また、ウォーターポンプの回転軸が、クランクシャフトと平行に配置されるエンジンブロックの側壁よりも外側に配置されており、ウォーターポンプの回転軸に沿って開口する流入口に冷却水を導く冷却水導入路をエンジンブロックの前方にまわり込ませる必要がないとともに、ウォーターポンプを後方に寄せて配置することができるので、クランクシャフトの回転軸に沿う方向にエンジンの大きさを小さくすることができる。
【００３５】
また、流路形成部材がケース部材から離れる方向に膨らんで形成されている。したがって、ケース部材のクランクシャフトを横切る方向の壁部の曲げ剛性に寄与する実効断面積が大きくなる。すなわち、冷却水供給路を構成するケース部材の部分と流路形成部材の部分とが補強材として機能するので、ケース部材の剛性を高めることができる。その結果、カバー部材の剛性を高めるために、板厚を大きくしたり、リブを設けたりすることないので、クランクシャフトの回転軸に沿う方向のエンジンの大きさを小さくすることができる。
【００３６】
また、冷却水入口がシリンダヘッドに設けられたシリンダヘッド先行冷却式のエンジンの場合にも、冷却水供給路がケース部材と流路形成部材とで分割構成されていることにより、冷却水供給路を簡単に構成することができる。また、ウォーターポンプがシリンダブロック寄りに形成され、冷却水供給路がシリンダブロック側からシリンダヘッド側までにわたって形成されているので、冷却水供給路がケース部材の補強材として効果的に機能する。また、ウォーターポンプの回転軸の軸受を収容するハウジングと流路形成部材とを一体に形成している。したがって、部品点数を減らすことができるとともに、冷却水のリークパスを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るエンジンを模式的に示す斜視図。
【図２】図１に示す下部チェーンケースの正面図。
【図３】図２中のＡ−Ａ線に沿って示す下部チェーンケースの断面図。
【符号の説明】
５…エンジン、８…エンジンブロック、１１…チェーンケース（カバー部材）、１３…シリンダブロック、１４…シリンダヘッド、１５…クランクシャフト、１８…冷却水入口、１９…カムシャフト、２３…動力伝達機構、２５…ケース部材、２６…ウォーターポンプ、３０…流路形成部材、３４…凸部、３５…左側壁（エンジンブロックの側壁）、４０…冷却水供給路、５１…軸受、５３…流入口、５９…軸受ハウジング、６２…冷却水導入路。

Claims

クランクシャフトの回転力をカムシャフトに伝える動力伝達機構を覆うカバー部材を備えるエンジンにおいて、
前記カバー部材は、
エンジンブロックの側壁より前記エンジンブロックの外方向に突出する凸部に回転軸が配置されるウォーターポンプを備えるケース部材と、
前記ウォーターポンプから吐出される冷却水を前記エンジンブロックに設けられる冷却水入口へ導く冷却水供給路を前記ケース部材との間に形成する流路形成部材とを具備することを特徴とするエンジン。
前記ウォーターポンプの前記回転軸に沿って前記凸部に開口する流入口に前記エンジンブロックの側壁に沿う方向へ取り付けられる冷却水導入路が取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
前記流路形成部材は、前記ケース部材から離れる方向に膨らんでいることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジン。
前記エンジンブロックは、シリンダブロックとシリンダヘッドとから構成され、前記冷却水入口は、前記シリンダヘッドに形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のエンジン。
前記ウォーターポンプは、前記シリンダブロック側に配置されることを特徴とする請求項４に記載のエンジン。
前記ウォーターポンプの、前記回転軸の軸受を収容するハウジングが、前記流路形成部材と一体に形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のエンジン。