JP2006242138A - タイミングチェーンカバー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトテンショナの取付部位での振動による放射音を確実に低減させることができるタイミングチェーンカバー構造を提供する。
【解決手段】タイミングチェーンカバー４の外方面側において、オルターネータプーリ、パワーステアリングポンププーリ、エアコンコンプレッサプーリ、ウォータポンププーリ４５ａをクランクプーリ４１の駆動回転により従動回転させるようにサーペンタインベルトを巻き掛けると共に、サーペンタインベルトの張力を調整するベルトテンショナ５を配置する。ベルトテンショナの取付板５３を、タイミングチェーンカバーの所定部位Ａをシリンダブロック１外方に膨出させるように所定部位Ａの左右両側縁において内外方向に厚肉に形成した左右の壁部４ａ，４ｂに、タイミングチェーンカバーの外方面側の所定部位に対し弾性力を付与してその所定部位付近の振動を抑制する板バネ材６を介して取り付ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、クランクシャフトによりカムシャフトを駆動するように巻き掛けられたタイミングチェーンを内燃機関の一端面側において収容するタイミングチェーンカバーの構造に関する。

一般に、内燃機関の一端面よりも外方に突出するクランクシャフトの一端に回転一体に連結されたクランクプーリと、カムシャフトの一端に回転一体に連結されたカムプーリと、これらのプーリに架け渡されたタイミングベルトとを内燃機関の一端面側において収容するタイミングベルトカバーが該内燃機関の一端面側に取り付けられているようになっている（例えば、特許文献１参照）。

また、内燃機関の一端面よりも外方に突出するクランクシャフトの一端側に回転一体に連結されたクランクスプロケットと、カムシャフトの一端に回転一体に連結されたカムスプロケットと、これらのスプロケットに架け渡されたタイミングチェーンとを内燃機関の一端面側において収容するように該内燃機関の一端面側にタイミングチェーンカバーが取り付けられているものもあり、このタイミングチェーンカバーの外方面側には、そのタイミングチェーンカバーよりも外方に上記クランクシャフトの一端が突出し、このクランクシャフトの一端に回転一体に連結されたクランクプーリによりウォータポンプ、パワーステアリングポンプおよびオルタネータなどの各種補機類を駆動するサーペンタインベルトが配置されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平６−１４６９１５号公報 特開２００４−１０８３６３号公報

ところで、近年より軽量化を図る上で、タイミングチェーンカバーがアルミニウム合金により形成されているものがあり、このものでは、タイミングチェーンカバーの外方面側に配置されたサーペンタインベルトの張力を調整する上でベルトテンショナがタイミングチェーンカバーの外方面に設けられることがある。

その場合、ベルトテンショナが取り付けられるタイミングチェーンカバーの外方面側の所定部位は、サーペンタインベルトの張力に応じて可動するテンショナプーリとの隙間を確保する上で、機械加工などにより切削して肉厚を薄くすることが行われている。

しかし、このようにベルトテンショナの取付部位つまりタイミングチェーンカバーの外方面側の所定部位の肉厚が薄くなっていると、該部位が動弁系やタイミングチェーンまたは燃焼圧力などの要因によって振動し易いものとなり、この振動によって放射音が発生することになる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ベルトテンショナの取付部位での振動による放射音を確実に低減させることができるタイミングチェーンカバー構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、クランクシャフトによりカムシャフトを駆動するように巻き掛けられたタイミングチェーンを内燃機関の一端面側において収容するタイ
ミングチェーンカバーの構造として、上記タイミングチェーンカバーの外方面側に、そのタイミングチェーンカバーよりも外方に突出する上記クランクシャフトの一端に回転一体に連結されたクランクプーリと、このクランクプーリにより各種補機類をそれぞれ駆動させるサーペンタインベルトと、このサーペンタインベルトの張力を調整するベルトテンショナとを配置する。そして、上記ベルトテンショナを、このベルトテンショナが取り付けられる上記タイミングチェーンカバーの外方面側の所定部位に対し弾性力を付与してその所定部位付近の振動を抑制する制振構造部材、たとえば板バネ状のバネ材などを介して取り付けている。

この特定事項により、ベルトテンショナが、タイミングチェーンカバーの外方面側の所定部位（ベルトテンショナの取付部位）に対し制振構造部材、たとえば板バネ状のバネ材などを介して取り付けられているので、サーペンタインベルトの張力に応じて可動するテンショナプーリとの隙間を確保する上で肉厚が薄くなっているタイミングチェーンカバーの外方面側の所定部位に制振構造部材からの弾性力が付与されてそのタイミングチェーンカバーの所定部位が外方面側から抑えられることになる。このため、動弁系やタイミングチェーンまたは燃焼圧力などの要因による振動が、その振動モードの腹の部分に位置するタイミングチェーンカバーの所定部位の中心部において効果的に抑制され、振動による放射音を確実に低減させることが可能となる。

しかも、機械加工などにより切削して肉厚を薄くした際にタイミングチェーンカバーの外方面側の所定部位において切削加工公差にばらつきが生じていても、その切削加工公差によるばらつきを制振構造部材の弾性力によって円滑に吸収することが可能となる上、タイミングチェーンカバーの所定部位に対し過分に応力集中などが発生して亀裂などを生じさせることも確実に解消され、更に、タイミングチェーンカバーの所定部位とベルトテンショナとの間において制振構造部材の弾性力により発生する摩擦によって振動減衰効果も発揮され、タイミングチェーンカバーの所定部位での振動低減効果をより一層図ることが可能となる。

特に、ベルトテンショナの支持剛性強度を高めるものとして、以下の構成が掲げられる。

つまり、ベルトテンショナを、制振構造部材と共にタイミングチェーンカバーの所定部位周縁の厚肉部分に取り付けている。

この特定事項により、肉厚の薄いタイミングチェーンカバーの所定部位に対しベルトテンショナ取り付け時の締め付け力などを作用させることなく剛性の高いタイミングチェーンカバーの厚肉部分にベルトテンショナが取り付けられ、該ベルトテンショナの支持剛性強度を高めることが可能となる。

以上、要するに、タイミングチェーンカバー外方面側の肉厚の薄い所定部位に対し板バネ状のバネ材などの制振構造部材を介してベルトテンショナを取り付けることで、タイミングチェーンカバーの所定部位に対し制振構造部材からの弾性力を外方面側から付与して動弁系やタイミングチェーンまたは燃焼圧力などの要因による振動を効果的に抑制し、振動音による放射音を確実に低減させることができる。しかも、タイミングチェーンカバーの外方面側の所定部位での機械加工などによる切削加工公差によるばらつきを円滑に吸収することができる上、過分な応力集中などによる亀裂などの発生も確実に解消でき、タイミングチェーンカバーの所定部位とベルトテンショナとの間での制振構造部材の弾性力による摩擦によって振動減衰効果も期待でき、タイミングチェーンカバーの所定部位からの振動による放射音低減効果をより一層図ることができる。

更に、ベルトテンショナを制振構造部材と共にタイミングチェーンカバーの厚肉部分に取り付けることで、肉厚の薄いタイミングチェーンカバーの所定部位にベルトテンショナ取り付け時の締め付け力などを作用させることなくベルトテンショナの支持剛性強度を高めることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態に係わるタイミングチェーンカバー構造を適用したＤＯＨＣ型の直列型内燃機関Ｅを示し、１は直列型内燃機関Ｅのシリンダブロックであって、このシリンダブロック１の上部にシリンダヘッド１１が固定されているとともに、下部にクランクケース１２を介してオイルパン１３が取り付けられている。

シリンダヘッド１１には、吸気用カムシャフト１４と排気用カムシャフト１５とが配置されている。また、図２に示すように、クランクケース１２には、クランクシャフト１６が配置されている。そして、クランクシャフト１６により各カムシャフト１４，１５が回転駆動されるようになっている。このようなカムシャフト駆動機構を、以下で詳細に説明する。

カムシャフト駆動機構は、クランクシャフト１６の一方軸端側に回転一体に連結された第１クランクスプロケット２１と、シリンダヘッド１１の吸気用カムシャフト１４の一方軸端に回転一体に連結された吸気用カムスプロケット２２（図１に表れる）と、シリンダヘッド１１の排気用カムシャフト１５の一方軸端に回転一体に連結された排気用カムスプロケット２３（図１に表れる）と、上記第１クランクスプロケット２１および各カムスプロケット２２，２３に巻き掛けられ、第１クランクスプロケット２１の駆動回転により各カムスプロケット２２，２３を従動回転させるタイミングチェーン２４とを備えている。また、カムシャフト駆動機構２の下方には、クランクシャフト１６によりオイルポンプ３２を回転駆動するオイルポンプ駆動機構が設けられている。このオイルポンプ駆動機構は、クランクシャフト１６の第１クランクスプロケット２１よりもクランクケース１２側（図２では右側）に回転一体に連結された第２クランクスプロケット３１と、オイルポンプ３２の一方軸端に回転一体に連結されたオイルポンプスプロケット３２ａと、上記第２クランクスプロケット３１およびオイルポンプスプロケット３２ａに巻き掛けられ、第２クランクスプロケット３１の駆動回転によりオイルポンプスプロケット３２ａを従動回転させるオイルポンプドライブチェーン３３とを備えている。このようなカムシャフト駆動機構およびオイルポンプ駆動機構は、シリンダヘッド１１、シリンダブロック１およびクランクケース１２の前面側（一端面側）において取り付けられたアルミニウム合金製のタイミングチェーンカバー４によって外方から覆われて収容されている。なお、図１中において、２５はタイミングチェーン２４の張力を調整するチェーンテンショナ装置、２６は吸気用カムスプロケット２２と第１クランクスプロケット２１との間に位置するタイミングチェーン２４の張架部分をガイドするチェーンバイブレーションダンパである。

クランクシャフト１６の一方軸端は、タイミングチェーンカバー４よりも外方に突出しており、そのクランクシャフト１６の一方軸端にクランクプーリ４１が回転一体に連結されている。また、図３に示すように、クランクプーリ４１のタイミングチェーンカバー４からの外方への突出位置とほぼ同じ鉛直面上の位置には、オルターネータ４２、パワーステアリングポンプ４３、エアコンコンプレッサ４４、ウォータポンプ４５などの各種補機の軸端にそれぞれ回転一体に連結されたオルターネータプーリ４２ａ、パワーステアリングポンププーリ４３ａ、エアコンコンプレッサプーリ４４ａ、ウォータポンププーリ４５ａが配置されている。そして、タイミングチェーンカバー４の外方面側には、クランクシ
ャフト１６の一方軸端のクランクプーリ４１と、このクランクプーリ４１によりそれぞれ駆動されるオルターネータプーリ４２ａ、パワーステアリングポンププーリ４３ａ、エアコンコンプレッサプーリ４４ａ、ウォータポンププーリ４５ａと、各プーリ４１，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａに巻き掛けられ、クランクプーリ４１の駆動回転により各種補機４２，４３，４４，４５のプーリ４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａを従動回転させるサーペンタインベルト４６とが設けられている。

また、タイミングチェーンカバー４の外方面側には、サーペンタインベルト４６の張力を調整するベルトテンショナ５が配置されている。このベルトテンショナ５は、テンショナプーリ５１およびアーム５２を備えている。このアーム５２は、テンショナ本体５０に揺動可能に軸支されており、上記テンショナプーリ５１は、そのアーム５２の先端に回転可能に軸支されている。このアーム３４は、テンショナ本体５０に内蔵されたスプリング（図示せず）によって、図３に矢印で示す方向に付勢されている。そして、テンショナプーリ５１は、クランクシャフトプーリ４１とパワーステアリングポンププーリ４３ａとの間に位置するサーペンタインベルト４６の張架部分に巻き掛けられ、ベルトテンショナ５のアーム５２の揺動に応じてサーペンタインベルト４６に張力が付与されるようになっている。この場合、ベルトテンショナ５が取り付けられるタイミングチェーンカバー４の外方面側の所定部位Ａ（図１に表れる）は、サーペンタインベルト４６の張力に応じて揺動するテンショナプーリ５１との隙間を確保する上で、機械加工などにより切削されて肉厚が薄くなっている。

そして、図４に示すように、ベルトテンショナ５は、上記タイミングチェーンカバー４の外方面に対し取り付けるための板状の取付板５３を有し、この取付板５３と対向するタイミングチェーンカバー４の外方面側の所定部位Ａに対し弾性力を付与してその所定部位Ａ付近の振動を抑制する制振構造部材としての波板状の板バネ材６（バネ材）を介して所定部位Ａの周縁にボルト締結されて取り付けられている。具体的には、ベルトテンショナ５（取付板５３）は、所定部位Ａをシリンダブロック１外方（図４では下方）に膨出させるように所定部位Ａの左右両側縁において内外方向（図４では上下方向）に厚肉に形成された厚肉部分としての左右の壁部４ａ，４ｂに対し板バネ材６を介してボルト締結されて取り付けられている。この場合、タイミングチェーンカバー４の所定部位Ａの周縁では、ベルトテンショナ５を取り付けるボルト（図示せず）によってシリンダブロック１に締結されている。

したがって、上記実施形態では、ベルトテンショナ５の取付板５３が、タイミングチェーンカバー４の外方面側の所定部位Ａ（ベルトテンショナ５の取付部位）に対し波板状の板バネ材６を介して取り付けられているので、サーペンタインベルト４６の張力に応じて揺動するテンショナプーリ５１との隙間を確保する上で肉厚が薄くなっているタイミングチェーンカバー４の所定部位Ａに板バネ材６からの弾性力が外方面側から付与されてそのタイミングチェーンカバー４の所定部位Ａが抑えられることになる。このため、動弁系やタイミングチェーンまたは燃焼圧力などの要因による振動が、その振動モードの腹の部分に位置するタイミングチェーンカバー４の所定部位Ａの中心部において効果的に抑制され、振動による放射音を確実に低減させることができる。

しかも、機械加工などにより切削して肉厚を薄くした際にタイミングチェーンカバー４の外方面側の所定部位Ａにおいて切削加工公差にばらつきが生じていても、その切削加工公差によるばらつきを板バネ材６の弾性力によって円滑に吸収することができる上、タイミングチェーンカバー４の所定部位Ａに対し過分に応力集中などが発生して亀裂などを生じさせることも確実に解消され、更に、タイミングチェーンカバー４の所定部位Ａとベルトテンショナ５の取付板５３との間において板バネ材６の弾性力により発生する摩擦によって振動減衰効果も発揮され、タイミングチェーンカバー４の所定部位Ａでの振動低減効
果をより一層図ることができる。

更に、ベルトテンショナ５の取付板５３は、所定部位Ａをシリンダブロック１外方に膨出させるように所定部位Ａの左右両側縁において内外方向に厚肉に形成された左右の壁部４ａ，４ｂに対し板バネ材６を介してボルト締結により取り付けられているので、肉厚の薄いタイミングチェーンカバー４の外方面側の所定部位Ａに対しベルトテンショナ５取り付け時の締め付け力などを作用させることなく剛性の高いタイミングチェーンカバー４の左右の壁部４ａ，４ｂにベルトテンショナ５の取付板５３が取り付けられることになり、ベルトテンショナ５の支持剛性強度を高めることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施形態では、制振構造部材としての波板状の板バネ材６を用いたが、図５に示すように、中心部分がタイミングチェーンカバー４の所定部位Ａに向かって膨らむような板バネ材７であってもよく、この場合においても、動弁系やタイミングチェーンまたは燃焼圧力などの要因による振動が、その振動モードの腹の部分に位置するタイミングチェーンカバー４の外方面側の所定部位Ａにおいて効果的に抑制され、振動による放射音を板バネ材７によって確実に低減させることができる。

本発明の実施形態に係わるタイミングチェーンカバー構造を用いたＤＯＨＣ型の直列型内燃機関の分解斜視図である。 直列型内燃機関のタイミングチェーンカバー側付近の縦断側面図である。 各種補機のレイアウトを示す正面図である。 タイミングチェーンカバーを所定部位付近で切断した横断平面図である。 変形例に係わるタイミングチェーンカバーを所定部位付近で切断した横断平面図である。

符号の説明

１６ クランクシャフト
１４ 吸気用カムシャフト（カムシャフト）
１５ 排気用カムシャフト（カムシャフト）
２４ タイミングチェーン
４ タイミングチェーンカバー
４ａ，４ｂ 左右の壁部（厚肉部分）
４１ クランクプーリ
４２ オルターネータ（補機）
４３ パワーステアリングポンプ（補機）
４４ エアコンコンプレッサ（補機）
４５ ウォータポンプ（補機）
４６ サーペンタインベルト
５ ベルトテンショナ
６，７ 板バネ材（制振構造部材）
Ａ タイミングチェーンカバーの所定部位
Ｅ 直列型内燃機関（内燃機関）

Claims (3)

1. クランクシャフトによりカムシャフトを駆動するように巻き掛けられたタイミングチェーンを内燃機関の一端面側において収容するタイミングチェーンカバーの構造であって、
   上記タイミングチェーンカバーの外方面側には、
   そのタイミングチェーンカバーよりも外方に突出する上記クランクシャフトの一端に回転一体に連結されたクランクプーリと、
   このクランクプーリにより各種補機類をそれぞれ駆動させるサーペンタインベルトと、
   このサーペンタインベルトの張力を調整するベルトテンショナと
   が配置されており、
   上記ベルトテンショナは、このベルトテンショナが取り付けられる上記タイミングチェーンカバーの外方面側の所定部位に対し弾性力を付与してその所定部位付近の振動を抑制する制振構造部材を介して取り付けられていることを特徴とするタイミングチェーンカバー構造。
2. 上記請求項１に記載のタイミングチェーンカバー構造において、
   制振構造部材としては、板バネ状のバネ材が適用されていることを特徴とするタイミングチェーンカバー構造。
3. 上記請求項１または請求項２に記載のタイミングチェーンカバー構造において、
   ベルトテンショナは、制振構造部材と共にタイミングチェーンカバーの所定部位周縁の厚肉部分に取り付けられていることを特徴とするタイミングチェーンカバー構造。

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