JP2008008231A - エンジンの前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】カム軸の前端部に位相可変機構を備えたエンジンのエンジン全長を短縮しつつマウント支持剛性を高める。
【解決手段】シリンダヘッド４の前面に対向してカム軸５，６用の動力伝達機構を覆うよう配置されたタイミングカバー９の上方延長部９ｂの内側に、吸気用および排気用のカム軸５，６前端部のバルブタイミング制御装置７，８を収納する窪みを形成するとともに、上方延長部９ｂの上面にマウントブラケット１５をボルト締結するマウントブラケット取付け座１６を形成し、また、カム軸５，６を支持する最前部側のカム軸受部３１を上下２分割の軸受部材で構成し、その下方に重なる位置にシリンダヘッド４をシリンダブロックにボルト締結する締結部を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明はエンジンの前部構造に関し、特に、カム軸の前端部に位相可変機構を備えるエンジンのエンジン全長を短縮しつつマウント支持剛性を高めるエンジンの前部構造に関する。

エンジンを例えばクランク軸方向を車幅方向に向けた横置きの配置で車両のエンジンルームに搭載する場合に、カム軸を駆動する動力伝達機構が配置されるエンジン本体の前部をマウント支持する構造として、動力伝達機構を覆うタイミングカバーの一部を切欠いて、切欠部にマウントブラケットを位置させ、タイミングカバーをシリンダヘッドおよびシリンダブロックにボルトで固定するとともにマウントブラケットをシリンダヘッドにボルトで固定し、マウントブラケットをタイミングカバーの一部に兼用するようにしてエンジン全長の短縮化を図ったものが従来から知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、Ｖ型エンジンにおいて、マウントブラケットを、チェーンケース（タイミングカバー）の前面中央を上下に延びるブラケットロアと、前端部にマウント取付部を備えるとともに延長部がチェーンケースの上方からエンジン後方側へ張り出して延びるブラケットアッパとに分割してボルト結合により一体化させた構成と、ブラケットロアをチェーンケースフロントを貫通するボルトでシリンダブロックに固定するとともに、ブラケットアッパの後方延長部をボルトでチェーンケースリヤに結合することにより、チェーンケースのバンク間部分の振動を抑制するようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照。）
特開平９−１９６２８３号公報 特開２００３−８３１６３号公報

車両用のエンジン、例えば、クランク軸方向を車幅方向に向けて搭載される横置きエンジンにおいては、エンジンのクランク軸方向の外寸長すなわちエンジン全長の短縮化が重要な課題の一つである。そして、そのエンジン全長の短縮化を図る上で、エンジン（エンジンとトランスミッションとの一体ユニットであるパワープラントユニット）をマウント支持するためのマウントブラケットの取り付け構造、特に、エンジン本体前部のマウント支持のためのマウントブラケットの取り付け構造が問題となる。特に、カム軸の前端部にバルブタイミング可変のためにカム軸の回転位相を可変とする位相可変機構を設けたエンジン、なかんずく電磁式の位相可変機構を設けたエンジンでは、位相可変機構を設けたことがエンジン全長を長くする要因となるため、マウントブラケットの取り付け構造を含むエンジン前部の構造の改良によるエンジン全長の短縮化が重要な課題となる。

横置きエンジンにおけるエンジン本体前部のマウント支持に関しては上述のような技術が従来から知られているが、そのうち、タイミングカバーの一部を切欠いてマウントブラケットを配置するものでは、マウントブラケットをタイミングカバーの一部に兼用するための構成、エンジン本体への取付け構造等が複雑となり、また、動力伝達機構が複雑に配置されてスペースに余裕の少ないエンジン前面においてマウントブラケットを堅固に取り付けてマウント支持剛性を確保することは容易でない。また、Ｖ型エンジンにおいてマウントブラケットをカバー前面に固定されるブラケットロアと前端部にマウント取付部を備えるとともに後方延長部がカバー上方をエンジン後方側に張り出してカバーに結合されるブラケットアッパとに分割してボルトで結合一体化させるものは、タイミングカバーの振動を抑制するためのものであって、マウントブラケットのブラケットロアがカバー前面側に配置されることによってエンジン全長の短縮化が阻害される。

本発明はこうした問題を解決するものであって、カム軸の前端部に位相可変機構を備えたエンジンのエンジン全長を短縮しつつマウント支持剛性を高めることができるエンジンの前部構造を提供することを目的とする。

本発明は、シリンダブロックとその頂部に配置されるシリンダヘッドとでエンジン本体が構成され、シリンダヘッドの上部に吸気用および排気用のカム軸が平行に配置され、エンジン本体の前面側であるクランク軸方向一端側にクランク軸から両カム軸に動力を伝達する動力伝達機構が配置され、それらカム軸のうちの少なくとも吸気用のカム軸の動力伝達機構が位置するエンジン前方側の端部に当該カム軸の回転位相を可変とする位相可変機構が設けられ、エンジン本体の前面側に動力伝達機構を覆うタイミングカバーが取り付けられ、該タイミングカバーにエンジンマウント用のマウントブラケット取付け座が設けられたエンジンの前部構造であって、タイミングカバーが少なくともシリンダヘッドの前面に対向する位置にて動力伝達機構を覆うカバー本体の上部に上方延長部を有し、該上方延長部の内側の窪みに位相可変機構を収納するよう構成されるとともに、該上方延長部の下方であるカバー本体のエンジン幅方向の中間位置にエンジン本体に締結される肉厚が厚いなど高剛性構造の締結座部が形成され、上方延長部の上面に肉厚が厚いなど高剛性構造のマウントブラケット取付け座が形成され、上方延長部の内側のクランク軸方向に直角なエンジン幅方向の中央部に窪みに沿って締結座部とマウントブラケット取付け座とに繋がる肉厚が厚いなど高剛性構造の連結部が形成されていることを特徴とする。

この場合、位相可変機構はタイミングカバーの上方延長部の内側の窪みに収納されるためエンジン全長の短縮化を阻害しない。そして、エンジン前部はマウントブラケットがタイミングカバーの上方に延びてタイミングカバーの上方延長部上面のマウントブラケット取付け座に取り付けられ、エンジン本体を上方から支持するよう構成されるため、タイミングカバーの前面側にエンジン全長の短縮化を阻害するようなマウント支持用の取付け部を必要としない。また、タイミングカバーの上方延長部は、マウントブラケット取付け座がそれ自体が高剛性構造であるのに加えて、位相可変機構を収納する窪みに沿ってエンジン幅方向の中央部に高剛性構造の締結座部とマウントブラケット取付け座とに繋がる高剛性構造の連結部が形成されているため、高いマウント支持剛性を確保でき、エンジン全長を短縮しつつマウント支持剛性を高めることができる。

このエンジンの前部構造において、タイミングカバーは上方延長部がエンジン幅方向の両側縁にシリンダヘッドに取り付けられるフランジ部を有し、一方のフランジ部が他方のフランジ部より肉厚が厚いなど剛性の高い構造となってマウントブラケット取付け座に繋がっているようにするのがよい。それよりマウント支持剛性を一層高めることができる。

また、このエンジンの前部構造において、位相可変機構は電磁アクチュエータを内蔵した電磁式の位相可変機構であってよく、タイミングカバーは上方延長部の位相可変機構と重なる部分がエンジン前方側に窪んで位相可変機構を収納する内側の窪みとなり、該窪みのエンジン幅方向の両側壁が高剛性構造の壁となってマウントブラケット取付け座に繋がっているものであってよい。電磁式の位相可変機構は一般に油圧式等の位相可変機構に比べて大型で軸方向にも長くなるが、タイミングカバーのこのように構成することでカバー内側のスペースを有効利用してエンジン全長を短縮しつつマウント支持剛性を高めることができる。

このエンジンの前部構造は、例えば当該エンジンがクランク軸方向を車幅方向に向けて車両に搭載される横置きエンジンで、車両のフロントフレームにマウント支持される場合に適用するのが好適である。

また、このエンジンの前部構造は、シリンダヘッドの最前部にてカム軸を支持する最前部側のカム軸受部がシリンダヘッドとは別体の上下２分割の軸受部材で構成され、シリンダヘッドには最前部側のカム軸受部の下方にシリンダヘッドをシリンダブロックにボルト締結する締結部が設けられているものとすることができる。この場合、最前部のカム軸受部はシリンダヘッドをシリンダブロックにボルト締結した後で組み付ける。このように構成することで、エンジン全長の一層の短縮化が可能となる。

また、このエンジンの前部構造は、シリンダヘッドの上方にシリンダヘッドカバーが配置され、タイミングカバーの上方延長部のマウントブラケット取付け座よりエンジン後方側の上部に、マウントブラケット取付け座に沿ってシリンダヘッドカバーの前縁部が装着されるシール縁部が形成されているよう構成するのがよい。こうすることでシリンダヘッドカバー前縁部との間に安定したシール性を確保することができる。

以上のとおり、本発明のエンジンの前部構造は、カム軸前端部の位相可変機構がタイミングカバーの上方延長部の内側の窪みに収納され、エンジン前部のマウントブラケットがタイミングカバーの上方に延びてタイミングカバーの上方延長部上面のマウントブラケット取付け座に取り付けられてエンジン本体を上方から支持し、マウントブラケット取付け座がそれ自体が高剛性構造で、タイミングカバーの上方延長部に位相可変機構を収納する窪みに沿ってエンジン幅方向の中央部に高剛性構造の締結座部とマウントブラケット取付け座とに繋がる高剛性構造の連結部が形成されるよう構成することにより、エンジン全長を短縮しつつマウント支持剛性を高めることができる。

そして、本発明のエンジンの前部構造は、特に、タイミングカバーの上方延長部がエンジン幅方向の両側縁にシリンダヘッドに取り付けられるフランジ部を有し、一方のフランジ部が他方のフランジ部より肉厚が厚いなど剛性の高い構造となってマウントブラケット取付け座に繋がっているよう構成することにより、マウント支持剛性を一層高めることができる。

また、このエンジンの前部構造は、特に、位相可変機構が電磁式の位相可変機構である場合に好適で、その場合、タイミングカバーの上方延長部の位相可変機構と重なる部分がエンジン前方側に窪んで位相可変機構を収納する内側の窪みとなり、該窪みのエンジン幅方向の両端側が高剛性構造の壁となってマウントブラケット取付け座に繋がるよう構成することで、カバー内側のスペースを有効利用してエンジン全長を短縮しつつマウント支持剛性を高めることができる。

そして、このエンジンの前部構造は、クランク軸方向を車幅方向に向けて車両に搭載される横置きエンジンで車両のフロントフレームにマウント支持される場合に適用することで、エンジン全長短縮の効果が特に有効なものとなる。

また、このエンジンの前部構造は、特に、最前部側のカム軸受部をシリンダヘッドとは別体の上下２分割の軸受部材で構成するものとし、この最前部側のカム軸受部の下方にシリンダヘッド締結用の締結部を設けることにより、エンジン全長の一層の短縮化が可能となる。

また、このエンジンの前部構造は、特に、タイミングカバーの上方延長部のマウントブラケット取付け座よりエンジン後方側の上部にマウントブラケット取付け座に沿ってシリンダヘッドカバーの前縁部が装着されるシール縁部を形成することで、シリンダヘッドカバー前縁部との間に安定したシール性を確保することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図１２は本発明の実施形態の一例を示している。図１はシリンダヘッドカバーを外したエンジン前部のマウント支持状態の平面図、図２はエンジンのマウント支持状態の側面図、図３はエンジンのマウント支持状態の正面図、図４はエンジンのタイミングカバーの正面図、図５はエンジンのタイミングカバーの裏面図、図６はエンジンのタイミングカバーの平面図、図７は図４のＡ−Ａ断面図、図８は図４のＢ−Ｂ断面図、図９はエンジンのマウントブラケットの平面図、図１０はエンジンのマウントブラケットの側面図、図１１はシリンダヘッド前部の平面図、図１２はシリンダヘッドの正面図である。

この実施形態のエンジンは、クランク軸方向を車幅方向に向けて搭載される直列４気筒の横置きエンジンで、前端部が車両のフロントフレーム１にマウント２で支持され、図示しない後部前後２箇所のマウント部を含め３点支持で車体前部のエンジンルーム内に搭載される。

このエンジンは、シリンダブロック３とその頂部に配置されるシリンダヘッド４とでエンジン本体が構成されている。そして、シリンダヘッド４の上部に吸気用および排気用のカム軸５，６が平行に配置されている。

また、エンジン前部には、シリンダブロック３とシリンダヘッド４とで構成されるエンジン本体の前面側（クランク軸方向一端側）にクランク軸（図示せず）から両カム軸５，６に動力を伝達する動力伝達機構（図示せず）が配置されている。

そして、吸気用および排気用のカム軸５，６の前端部には、電磁アクチュエータを内蔵した電磁式の位相可変機構７，８が設けられている。これら位相可変機構７，８は、例えば特開２００３−８３１６３号公報に開示されているようなそれ自体公知のものである。

そして、エンジン本体の前面側には、シリンダヘッド４の前面に対向して上記動力伝達機構を覆うタイミングカバー９が配置され、シリンダブロック３の前面に対向してケーシングカバー１０が配置されて、それらが一体となってエンジン本体にボルト締結されている。なお、これらカバー９，１０は一体成形されていてもよいのは勿論である。

タイミングカバー９は、シリンダヘッド４の前面に対向するカバー本体９ａの上部に、シリンダヘッド４の上方に配置されたシリンダヘッドカバー１１の前縁部に沿う高さまで達する上方延長部９ｂを有している。

そして、上方延長部９ｂの内側すなわちエンジン後方側には、位相可変機構７，８と重なる部分に吸気側および排気側のカム軸５，６の前端部の位相可変機構７，８が収納される断面略円形の窪み１２，１３が形成されている。そして、この上方延長部９ｂの下方であるカバー本体９ａの略中央に、エンジン本体（シリンダヘッド４）にボルト締結される肉厚が厚い高剛性構造の締結座部１４が形成され、上方延長部９ｂの上面の中央部から正面視右側方部に亘る範囲に、マウントブラケット１５を２点でボルト締結する取付け座面１６ａを備えた肉厚が厚い高剛性構造のマウントブラケット取付け座１６が形成され、また、上方延長部９ｂの内側のクランク軸方向に直角なエンジン幅方向の中央部には、上記左右の窪み１２，１３に沿って締結座部１４とマウントブラケット取付け座１６とに繋がる肉厚が厚い高剛性構造の連結部１７が形成されている。

マウントブラケット１５は、タイミングカバー９側の取付け座面１６ａにボルト締結される上部締結面部５１とマウント２にボルト締結される下部締結面部５２と上下に延びる連結部５３とからなるもので、上部締結面部５１にはボルト締結のための２個のボルト孔５４，５５が形成され、下部締結面部５２には径の大きいボルト孔５６が１個形成されている。

タイミングカバー９はエンジン幅方向の両側縁にシリンダヘッド４にボルト締結で取り付けられるフランジ部１８，１９を有し、一方（正面視右側）のフランジ部１８が他方（表面視左側）のフランジ部１９より肉厚が厚い高剛性構造となって上方延長部９ｂにてマウントブラケット取付け座１６に繋がっている。また、位相可変機構７，８を収納する上記窪み１２，１３のエンジン幅方向の両側壁２０，２１は肉厚の厚い高剛性構造の壁となってマウントブラケット取付け座１６に繋がっている。

また、タイミングカバー９には、上方延長部９ｂのマウントブラケット取付け座１６よりエンジン後方側の上部に、マウントブラケット取付け座１６に沿ってシリンダヘッドカバー１１の前縁部１１ａが装着されるシール縁部２２が形成されている。

また、このエンジンは、シリンダヘッド４の最前部にてカム軸５，６を支持する最前部側のカム軸受部３１が、吸気側および排気側が一体でシリンダヘッド４とは別体となった上下２分割の軸受部材３２，３３で構成されている。そして、シリンダヘッド４には、その最前部側のカム軸受部３１の下方に重なる位置にシリンダヘッド４をシリンダブロック３にボルト締結する締結部（ボルトボス部）３４，３５が形成されている。

なお、図１におけるＳ１とＳ２は、タイミングカバー７とシリンダヘッドカバー１１との間のシールラバー部と、シリンダヘッド４とシリンダヘッドカバー１１との間のシールラバー部であり、一体に成形されている。

本発明の実施形態としては、他に、排気側の位相可変機構が油圧式の位相可変機構であるエンジンに適用するなど、様々な態様が可能である。

本発明の実施形態のシリンダヘッドカバーを外したエンジン前部のマウント支持状態の平面図である。 本発明の実施形態のエンジンのマウント支持状態の側面図である。 本発明の実施形態のエンジンのマウント支持状態の正面図である。 本発明の実施形態のエンジンのタイミングカバーの正面図である。 本発明の実施形態のエンジンのタイミングカバーの裏面図である。 本発明の実施形態のエンジンのタイミングカバーの平面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施形態のエンジンのマウントブラケットの平面図である。 本発明の実施形態のエンジンのマウントブラケットの側面図である。 本発明の実施形態のシリンダヘッド前部の平面図である。 本発明の実施形態のシリンダヘッドの正面図である。

符号の説明

１ マウント
２ フロントフレーム
３ シリンダブロック
４ シリンダヘッド
５ 吸気用のカム軸
６ 排気用のカム軸
７、８ 位相可変機構
９ タイミングカバー
９ａ カバー本体
９ｂ 上方延長部
１０ ケーシングカバー
１１ シリンダヘッドカバー
１２、１３ 窪み
１４ 締結座部
１５ マウントブラケット
１６ マウントブラケット取付け座
１６ａ 取付け座面
１７ 連結部
１８、１９ フランジ部
２０、２１ 側壁
２２ シール縁部
３１ 最前部側のカム軸受部
３２、３３ 軸受部材
３４、３５ 締結部（ボルトボス部）

Claims (6)

1. シリンダブロックとその頂部に配置されるシリンダヘッドとでエンジン本体が構成され、前記シリンダヘッドの上部に吸気用および排気用のカム軸が平行に配置され、前記エンジン本体の前面側であるクランク軸方向一端側にクランク軸から両カム軸に動力を伝達する動力伝達機構が配置され、それらカム軸のうちの少なくとも吸気用のカム軸の前記動力伝達機構が位置するエンジン前方側の端部に当該カム軸の回転位相を可変とする位相可変機構が設けられ、前記エンジン本体の前面側に前記動力伝達機構を覆うタイミングカバーが取り付けられ、該タイミングカバーにエンジンマウント用のマウントブラケット取付け座が設けられたエンジンの前部構造であって、
   前記タイミングカバーが少なくとも前記シリンダヘッドの前面に対向する位置にて前記動力伝達機構を覆うカバー本体の上部に上方延長部を有し、該上方延長部の内側の窪みに前記位相可変機構を収納するよう構成されるとともに、該上方延長部の下方であるカバー本体のエンジン幅方向の中間位置にエンジン本体に締結される高剛性構造の締結座部が形成され、該上方延長部の上面に高剛性構造のマウントブラケット取付け座が形成され、該上方延長部の内側のクランク軸方向に直角なエンジン幅方向の中央部に前記窪みに沿って前記締結座部と前記マウントブラケット取付け座とに繋がる高剛性構造の連結部が形成されていることを特徴とするエンジンの前部構造。
2. 前記タイミングカバーは前記上方延長部がエンジン幅方向の両側縁にシリンダヘッドに取り付けられるフランジ部を有し、一方のフランジ部が他方のフランジ部より剛性の高い構造となって前記マウントブラケット取付け座に繋がるよう構成されていることを特徴とする請求項１記載のエンジンの前部構造。
3. 前記位相可変機構が電磁アクチュエータを内蔵した電磁式の位相可変機構であり、前記タイミングカバーは前記上方延長部の前記位相可変機構と重なる部分がエンジン前方側に窪んで前記位相可変機構を収納する内側の窪みとなり、該窪みのエンジン幅方向の両側壁が高剛性構造の壁となって前記マウントブラケット取付け座に繋がっていることを特徴とする請求項１または２記載のエンジンの前部構造。
4. 当該エンジンがクランク軸方向を車幅方向に向けて車両に搭載される横置きエンジンで、車両のフロントフレームにマウント支持されることを特徴とする請求項１、２または３記載のエンジンの前部構造。
5. 前記シリンダヘッドの最前部にて前記カム軸を支持する最前部側のカム軸受部が前記シリンダヘッドとは別体の上下２分割の軸受部材で構成され、前記シリンダヘッドには前記最前部側のカム軸受部の下方に該シリンダヘッドを前記シリンダブロックにボルト締結する締結部が設けられていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のエンジンの前部構造。
6. 前記シリンダヘッドの上方にシリンダヘッドカバーが配置され、前記タイミングカバーの上方延長部の前記マウントブラケット取付け座よりエンジン後方側の上部に、前記マウントブラケット取付け座に沿って前記シリンダヘッドカバーの前縁部が装着されるシール縁部が形成されていることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のエンジンの前部構造。

Images