JP2010031666A - エンジンカバー - Google Patents
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Abstract
【課題】金属と樹脂との複合材で構成されるエンジンカバーに対し、金属部分と樹脂部分との合わせ面の接合強度を高めることが可能な構成を提供する。
【解決手段】タイミングチェーンカバー4のカバー部分42を樹脂製とする。シリンダブロックおよびシリンダヘッドに対する取り付け部となるフランジ部分43のうち内側フランジ部分43aを樹脂製とし、外側フランジ部分43bをアルミニウム製とする。外側フランジ部分43bにボルト孔43cを設け、このボルト孔43cにボルトBを挿通してタイミングチェーンカバー4をシリンダブロックに組み付ける。内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面を、ボルト孔43cの軸線方向に沿う方向に亘って凹部と凸部とが繰り返して形成される凹凸形状に形成して、接触面積を拡大し、接合強度を高める。
【選択図】図4
【解決手段】タイミングチェーンカバー4のカバー部分42を樹脂製とする。シリンダブロックおよびシリンダヘッドに対する取り付け部となるフランジ部分43のうち内側フランジ部分43aを樹脂製とし、外側フランジ部分43bをアルミニウム製とする。外側フランジ部分43bにボルト孔43cを設け、このボルト孔43cにボルトBを挿通してタイミングチェーンカバー4をシリンダブロックに組み付ける。内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面を、ボルト孔43cの軸線方向に沿う方向に亘って凹部と凸部とが繰り返して形成される凹凸形状に形成して、接触面積を拡大し、接合強度を高める。
【選択図】図4
Description
本発明は、例えば自動車用エンジン等に適用されるエンジンカバーに係る。特に、本発明は、金属および合成樹脂で構成されるエンジンカバーの構成の改良に関する。
従来より、自動車などに搭載される内燃機関(以下、エンジンと呼ぶ場合もある)にあっては、エンジン本体の側面(気筒配列方向の一端側の面)からクランクシャフトおよびカムシャフトの各先端部分が突出され、これら先端部分にスプロケットがそれぞれ回転一体に取り付けられている。つまり、クランクシャフトの先端部分にはクランクスプロケットが、吸気カムシャフトの先端部分には吸気用カムスプロケットが、排気カムシャフトの先端部分には排気用カムスプロケットがそれぞれ取り付けられている。そして、これらスプロケットに亘ってタイミングチェーンが掛け渡されて、クランクシャフトの回転力がタイミングチェーンを介して各カムシャフトに伝達され、エンジンの動弁系を駆動する構成となっている。
また、このエンジン本体の側面にはタイミングチェーンカバーが取り付けられ、エンジン本体とタイミングチェーンカバーとの間でタイミングチェーン収容空間を形成している。これにより、各スプロケットとタイミングチェーンとの間を潤滑しているオイルが外部に漏れ出ないようにしている。
ところで、上記タイミングチェーンカバーやシリンダヘッドカバーなどのエンジンカバーの全体を金属製(例えばアルミニウム製)とした場合、エンジンの振動に伴うエンジンカバーの振動や騒音の発生が懸念される。また、エンジン全体の軽量化を図るにも限界がある。
そこで、近年、エンジン全体の軽量化を図る目的から、エンジンカバーの構成材料として合成樹脂を採用することが検討されている。下記の特許文献1および特許文献2には樹脂製のシリンダヘッドカバーがそれぞれ開示されている。
特開2006−233856号公報
特開2001−152966号公報
エンジンカバーの全体を樹脂製とした場合、金属製のものに比べて強度を十分に高めることが難しく、また、熱変形などが懸念される。
この点を考慮し、エンジンカバーを金属と樹脂との複合材で構成することが検討されている。例えば、上記特許文献2には、薄帯板を矩形状に折り曲げて形成した金属製の枠体を樹脂製のシリンダヘッドカバーにインサート成形した構成が開示されている。
本発明の発明者は、このような金属と樹脂との複合材で構成されるエンジンカバーの実用性をよりいっそう高めることについて考察を行った。そして、この種のエンジンカバーを実用的なものとして構成するためには、金属材料により構成される部分と樹脂材料により構成される部分との合わせ面での離脱(金属面からの樹脂材料の剥離など)を確実に回避できる構成が必要であることを見出した。そこで、金属部分と樹脂部分との合わせ面の接合強度を高めることについて検討を行った。
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、金属と樹脂との複合材で構成されるエンジンカバーに対し、金属部分と樹脂部分との合わせ面の接合強度を高めることが可能な構成を提供することにある。
−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、金属部分と樹脂部分とを有する複合材で構成されるエンジンカバーに対し、これら金属部分と樹脂部分との合わせ面での接触面積を拡大することにより、接合強度を高めるようにしている。
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、金属部分と樹脂部分とを有する複合材で構成されるエンジンカバーに対し、これら金属部分と樹脂部分との合わせ面での接触面積を拡大することにより、接合強度を高めるようにしている。
−解決手段−
具体的に、本発明は、骨格部分の少なくとも一部が金属製とされ、この金属部分に隣接する部分が樹脂製とされたエンジンカバーを前提とする。このエンジンカバーに対し、上記金属部分と樹脂部分との合わせ面に、これら両部分同士の接触面積を拡大するための接触面積拡大加工を施した構成としている。
具体的に、本発明は、骨格部分の少なくとも一部が金属製とされ、この金属部分に隣接する部分が樹脂製とされたエンジンカバーを前提とする。このエンジンカバーに対し、上記金属部分と樹脂部分との合わせ面に、これら両部分同士の接触面積を拡大するための接触面積拡大加工を施した構成としている。
具体的には、上記金属部分と樹脂部分との合わせ面をそれぞれ互いに嵌合される凹凸形状に形成している。
このようにして金属部分と樹脂部分との合わせ面の接触面積を拡大したことにより、これら両者を締結するための特別な手段を用いることなしに、金属部分と樹脂部分との接合強度を高めることができる。このため、樹脂部分が金属部分から離脱する等といった不具合を回避することができ、エンジンカバーとしての機能(シール性)を長期間に亘って維持することができる。また、騒音や振動の抑制、エンジンカバーの軽量化、高い強度の確保といった、金属と樹脂との複合材で構成したことによる本来の効果を阻害することもない。
エンジンカバーの具体構成としては以下のものが挙げられる。先ず、上記金属部分がエンジンカバー外縁部を構成している一方、上記樹脂部分がエンジンカバー中央部を構成している。そして、上記金属部分に、エンジンカバーをエンジン本体に締結するためのボルトが挿通されるボルト孔を設けている。
これにより、エンジンカバーをエンジン本体に締結する際には、ボルトの頭部は金属部分に当接することになり、ボルトの締結力が樹脂部分に及んでしまって樹脂部分が変形してしまうといったことが回避される。つまり、樹脂部分の変形が原因で、金属部分と樹脂部分との合わせ面に隙間が生じてしまう等といった不具合を回避できる。
上記金属部分と樹脂部分との合わせ面をそれぞれ凹凸形状に形成する場合の具体構成として、凹部と凸部とが上記ボルト孔の軸線に沿う方向に亘って繰り返して形成される凹凸形状に上記合わせ面を形成し、これら合わせ面同士を互いに嵌合させた構成としている。
この構成によれば、エンジンカバーをエンジン本体に締結する際のボルト締結力が、上記合わせ面を構成している凹凸面に作用し、これがボルト軸線方向の剪断力として加わることで各凹凸面の面圧(例えば金属部分側の合わせ面から樹脂部分側の合わせ面に対して作用する圧力)が上昇し、金属部分と樹脂部分との合わせ面の接合力がよりいっそう高められることになり、エンジンカバーとしてのシール性を向上できる。
上記金属部分と樹脂部分との合わせ面の位置として具体的には以下のように設定される。つまり、エンジンカバーに、エンジン本体に重ね合わされるフランジ部分を備えさせる。そして、上記金属部分と樹脂部分との合わせ面を、このフランジ部分に設けている。
これによれば、エンジンカバーの金属部分は、フランジ部分の一部(例えば外縁部)のみとなる。つまり、エンジンカバーの大部分を樹脂部分として構成することができる。このため、エンジンカバーの剛性を十分に確保しながらも、大幅な軽量化を図ることができる。
また、上記フランジ部分における樹脂部分には、エンジンカバーとエンジン本体との間をシールするシール部材を配設するための溝が形成されている。つまり、エンジンカバーとエンジン本体との当接面同士の間をシールするためのシール部材が、フランジ部分における樹脂部分とエンジン本体との間に介在されることになる。
これによれば、フランジ部分における金属部分と樹脂部分との合わせ面の位置は、上記シール部材の配設位置よりも外側に設定されることになる。つまり、オイル等の流体の漏れが発生する場合の漏れ経路において、金属部分と樹脂部分との合わせ面の位置はシール部材よりも下流側(漏れ経路における下流側)に位置することになる。このため、この金属部分および樹脂部分の合わせ面同士の間には、オイル漏れなどを阻止するためのシール機能は必要なくなる。その結果、エンジンカバーを複合材で構成してもシール箇所の増加を招くことがなく、構成の複雑化を回避しながらも上述した各効果を奏することができる。
また、このような構成において上述した如く金属部分にボルト孔を形成し、このボルト孔にボルトを挿通してエンジンカバーをエンジン本体に締結する場合には、このボルトの締結力とシール部材の弾性による反力とが互いに逆方向に作用することになり、これら力が、共に各凹凸面の面圧を高める方向に作用することになる。このため、金属部分と樹脂部分との合わせ面の接合力がよりいっそう高められることになり、エンジンカバーとしてのシール性を大幅に向上できる。
また、上記各解決手段に記載のエンジンカバーとして具体的には、内燃機関のクランクシャフトの回転力をカムシャフトに伝達するためのタイミングチェーンの配設空間を覆うタイミングチェーンカバーである。
上述した各解決手段に係る構成をタイミングチェーンカバーに適用したことにより、タイミングチェーンを潤滑しているオイルの漏れを確実に阻止できるシール性の高い構成を得ることができる。
本発明では、金属部分と樹脂部分とを有する複合材で構成されるエンジンカバーに対し、これら金属部分と樹脂部分との合わせ面での接触面積を拡大して接合強度を高めるようにしている。このため、金属と樹脂との複合材を使用したことによる、騒音や振動の抑制、エンジンカバーの軽量化、高い強度の確保といった効果を確保しながらも、エンジンカバーとしての機能(シール性)を長期間に亘って維持することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、本発明を自動車用エンジンのタイミングチェーンカバーに適用した場合について説明する。
図1は、VVT(Variable Valve Timing)機構を有するDOHCエンジンの斜視図であって、シリンダブロック1およびシリンダヘッド11から、タイミングチェーンカバー4やタイミングチェーン24等を外した状態を示している。
上記シリンダブロック1の上部にシリンダヘッド11が取り付けられているとともに、シリンダブロック1の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。
上記シリンダブロック1およびシリンダヘッド11は、鉄(鋳鉄)やアルミニウムやマグネシウム、またはこれらを含む合金により構成されている。また、これらシリンダブロック1とシリンダヘッド11とは、図示しないガスケット(メタルガスケットまたは液状ガスケット)を介して複数のボルトで締結されている。
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。
以下、各カムシャフト14,15を回転駆動させるためのカムシャフト駆動機構について説明する。
このカムシャフト駆動機構は、クランクシャフト16の一方の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の一方の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と、シリンダヘッド11の排気用カムシャフト15の一方の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、上記吸気用カムシャフト14には、吸気バルブの作動タイミングを調整するVVT機構が備えられている。このVVT機構を図示しないエンジンECU(Electronic Control Unit)が制御し、吸気バルブの作動タイミングを進角させたり遅角させたりして、バルブオーバラップ等を調整し、所望のエンジン特性が得られるようにしている。
また、カムシャフト駆動機構の下方には、クランクシャフト16によりオイルポンプ32を回転駆動するための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の一方の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。
以上のように構成された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)に取り付けられた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、このタイミングチェーンカバー4の内部空間に収容されている。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は排気用カムスプロケット23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。
上記タイミングチェーンカバー4の内部に形成される空間にはタイミングチェーン24を潤滑するためのオイル(エンジンオイル)が循環される。このため、タイミングチェーンカバー4の端面であって、シリンダヘッド11およびシリンダブロック1との接合面には、シール部材として液状ガスケットが設けられている。この液状ガスケットにより、タイミングチェーンカバー4の外縁部分からのオイル漏れを回避している。
さらに、エンジンEは、このエンジン自体をシャシーに懸架するためのエンジンマウントブラケット5がタイミングチェーンカバー4に設けられている。このエンジンマウントブラケット5の素材は、剛性の高い鉄(鋳鉄)となっている。
このエンジンマウントブラケット5は、複数本の締結ボルト51,51,…によってタイミングチェーンカバー4に締結されるとともに、シリンダヘッド11にも締結されている。
尚、図2に示すように、クランクシャフト16の一方の軸端は、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、ベルト伝動によって各種補機類(オルタネータやエアコン用コンプレッサ等)を駆動させるためのクランクプーリ41が回転一体に取り付けられている。また、図1における45はウォータポンプであり、このウォータポンプ45も、クランクシャフト16の回転力を受けて駆動して冷却水の循環動作を行うようになっている。
−タイミングチェーンカバー4の構成−
次に、本実施形態において特徴とする部材であるタイミングチェーンカバー4の構成について説明する。
次に、本実施形態において特徴とする部材であるタイミングチェーンカバー4の構成について説明する。
このタイミングチェーンカバー4は、アルミニウムと樹脂(例えば66ナイロン)との複合材で構成されている。
図3はタイミングチェーンカバー4の正面図(クランクシャフト16の軸線に沿う方向から見た図)である。また、図4(a)は図3におけるA−A線に沿った断面図であり、図4(b)は図3におけるB−B線に沿った断面図である。
これらの図に示すように、タイミングチェーンカバー4は、上記シリンダブロック1およびシリンダヘッド11の大部分を覆い、これらシリンダブロック1およびシリンダヘッド11との間に所定間隔を存して配設されるカバー部分(本発明でいうエンジンカバー中央部)42と、シリンダブロック1およびシリンダヘッド11の左右の側縁部(気筒列方向に対して直交する水平方向の両側縁部)に沿う形状とされ、このシリンダブロック1およびシリンダヘッド11の側縁部に重ね合わされることでシリンダブロック1およびシリンダヘッド11に締結されるフランジ部分43と、上記カバー部分42とフランジ部分43との間を連結している連結部分44とを備えている。
上記カバー部分42には、上記エンジンマウントブラケット5を取り付けるためのブラケット取り付け凹部42aや、上記クランクシャフト16の軸端部分を挿通させるための開口42bなどが形成されている。また、図2に示すように、カバー部分42の上端縁はシリンダヘッドカバー17の下端縁が係合されており、また、カバー部分42の下端縁は上記オイルパン13の上端縁が接合されている。
上記連結部分44は、上記カバー部分42の左右の両側縁部からシリンダブロック1およびシリンダヘッド11に向かって延びている。
そして、上記カバー部分42および連結部分44は、その全体が樹脂により形成されている。つまり、本実施形態に係るタイミングチェーンカバー4は、その大部分が樹脂により形成されていることで大幅な軽量化が図られている。
一方、フランジ部分43は、一部が樹脂により、また、他の部分がアルミニウムにより形成されている。以下、詳しく説明する。
図4に示すように、上記フランジ部分43は、上記樹脂製のカバー部分42および連結部分44に連続する樹脂製の内側フランジ部分43aと、この内側フランジ部分43aに連続(隣接)してその外側に位置するアルミニウム製の外側フランジ部分43bとを備えている。つまり、この外側フランジ部分43bが本発明でいうエンジンカバー骨格部分を構成している。
この外側フランジ部分43bの複数箇所には、その厚さ方向に貫通するボルト孔43c,43c,…が複数箇所に形成されている。上記シリンダブロック1およびシリンダヘッド11にも、上記ボルト孔43c,43c,…に対応して複数のボルト孔が形成されている。これにより、シリンダブロック1およびシリンダヘッド11に対してタイミングチェーンカバー4を締結する際には、タイミングチェーンカバー4のボルト孔43cを、シリンダブロック1およびシリンダヘッド11のボルト孔に位置合わせした状態で、上記フランジ部分43をシリンダブロック1およびシリンダヘッド11に重ね合わせる。そして、各ボルト孔43cにボルトBを挿通してねじ込むことにより、タイミングチェーンカバー4がシリンダブロック1およびシリンダヘッド11に一体的に締結されることになる。
そして、このタイミングチェーンカバー4の最も特徴とするところは、上記樹脂製の内側フランジ部分43aと、アルミニウム製の外側フランジ部分43bとの接合面(合わせ面)46の形状にある。
図4に示すように、内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとは、ボルト孔43cの軸線方向に沿う方向に亘って凹部と凸部とが繰り返して形成される凹凸形状に形成されており、内側フランジ部分43aの凹部に外側フランジ部分43bの凸部が、内側フランジ部分43aの凸部に外側フランジ部分43bの凹部がそれぞれ嵌合され、互いに面接触した状態で一体的に接合されている。
また、上記外側フランジ部分43bと内側フランジ部分43aとの合わせ面46のうちタイミングチェーンカバー4の表面側の位置(図4において上側表面の位置)は、ボルト孔43cにボルトBを挿通した状態で、このボルトBの頭部B1よりも連結部分44側の位置に設定されている。つまり、ボルト孔43cにボルトBを挿通した状態で、このボルトBの頭部B1が樹脂部分(内側フランジ部分43a)に接触しないような位置に設定されている。
更に、上記フランジ部分43におけるシリンダブロック1およびシリンダヘッド11との当接面(図4において下側の面)には、ガスケット(シール材)6を嵌め込むための溝43dが形成されている。この溝43dは、タイミングチェーンカバー4の上端(シリンダヘッドカバー17側)から下端(オイルパン13側)に亘って形成されており、タイミングチェーンカバー4の内部空間に存在するオイル(潤滑油)が、このタイミングチェーンカバー4とシリンダブロック1およびシリンダヘッド11との間から外部に漏れ出すことを阻止するシール機能を果たしている。
そして、このガスケット6を嵌め込むための溝43dの形成位置は、上記フランジ部分43における樹脂部分(内側フランジ部分43a)に形成されている。つまり、このフランジ部分43における外側フランジ部分43b(金属部分)と内側フランジ部分43a(樹脂部分)との合わせ面46よりもカバー部分42側の位置(タイミングチェーンカバー4中央寄りの位置)に上記溝43dは形成されている。これにより、オイル等の流体の漏れ経路(例えばシリンダブロック1とタイミングチェーンカバー4との間の漏れ経路)において、外側フランジ部分43bと内側フランジ部分43aとの合わせ面46の位置はガスケット6の配設位置よりも下流側(外側)に位置することになる。このため、この外側フランジ部分43bと内側フランジ部分43aとの合わせ面46にまでオイル等の流体が漏れ出すことはなく、この合わせ面46には、オイル漏れなどを阻止するためのシール機能は必要なくなる。
上記ボルトBは、上記外側フランジ部分43bの表面に当接する頭部B1、ボルト孔43cに挿入される円柱部B2、シリンダブロック1またはシリンダヘッド11に形成されているボルト孔にねじ込まれるネジ部B3を備えた所謂段付きボルトで構成されている。
このようなボルトBを使用してタイミングチェーンカバー4をシリンダブロック1およびシリンダヘッド11に組み付ける際には、上記ボルトBの円柱部B2がシリンダブロック1またはシリンダヘッド11の端面に当接した状態で上記ネジ部B3がシリンダブロック1またはシリンダヘッド11に形成されているボルト孔にねじ込まれていく。この際、外側フランジ部分43bにあっては、ボルト締結力がシリンダブロック1またはシリンダヘッド11に向かう方向に作用する(タイミングチェーンカバー4をシリンダブロック1およびシリンダヘッド11に近付ける方向(図4において下向き)に作用する)。一方、内側フランジ部分43aにあっては、ガスケット6の変形(圧縮方向の変形)に伴う反力がシリンダブロック1またはシリンダヘッド11に向かう方向とは反対方向に作用する(タイミングチェーンカバー4をシリンダブロック1およびシリンダヘッド11から離間する方向(図4において上向き)に作用する)。そして、これら作用する力は、上記凹凸面で成る合わせ面46に作用することで各凹凸面の面圧が上昇し、内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面46の接合力がよりいっそう高められることになる。このような締結状態が各ボルトBの締結部分において得られている。また、上記ガスケット6の変形量は、上記ボルトBの円柱部B2がシリンダブロック1またはシリンダヘッド11の端面に当接することによって制限されるため、ガスケット6の変形量が大きくなりすぎてシール性に悪影響を与えるといったことが回避されている。つまり、所謂「定寸締め」を容易に実現することが可能である。
尚、上記構成のタイミングチェーンカバー4の製造方法の一例としては、以下のものが挙げられる。
先ず、金属材料の鋳造加工または切削可能によってタイミングチェーンカバー4のうちの金属部分を成形する。つまり、上記外側フランジ部分43bを成形する。この際、この外側フランジ部分43bの内面(内側フランジ部分43aが接合される面:合わせ面46)を凹凸面で形成しておく(本発明でいう接触面積拡大加工)。
そして、このようにして成形された外側フランジ部分43bを所定のキャビティを有する金型内に設置する。この際、上記外側フランジ部分43bの内面(凹凸面)には接着剤を塗布しておく。また、上記キャビティは、上記タイミングチェーンカバー4のうちの樹脂部分、つまり、上記カバー部分42、連結部分44、内側フランジ部分43aの形状に略一致している。そして、このキャビティ内に溶融樹脂材料を流し込むことで、タイミングチェーンカバー4のうちの樹脂部分を成形(インジェクション成形)する。つまり、上記カバー部分42、連結部分44、内側フランジ部分43aを一体成形する。このようにしてキャビティ内に溶融樹脂材料を流し込んだ際、この樹脂材料は外側フランジ部分43bの内面(凹凸面)に沿った形状に成形される。つまり、内側フランジ部分43aの外面(外側フランジ部分43bに接触する面:合わせ面46)も凹凸面として成形されることになる。また、上述した如く、外側フランジ部分43bの内面(凹凸面)には接着剤が塗布されているため、この外側フランジ部分43bの内面と、それに沿って成形される内側フランジ部分43aの外面とは高い密着性が得られることになる。
以上説明したように、本実施形態では、金属部分である外側フランジ部分43bと樹脂部分である内側フランジ部分43aとの合わせ面46を凹凸面とすることで、この合わせ面での接触面積を拡大している。これにより、これら両者を締結するための特別な手段を用いることなしに、外側フランジ部分43bと内側フランジ部分43aとの接合強度を高めることができる。このため、内側フランジ部分43aが外側フランジ部分43bから離脱する等といった不具合を回避することができ、タイミングチェーンカバー4としての機能(シール性)を長期間に亘って維持することができる。また、騒音や振動の抑制、タイミングチェーンカバー4の軽量化、高い強度の確保といった、金属と樹脂との複合材で構成したことによる本来の効果を阻害することもない。
(第1変形例)
次に、第1変形例について説明する。本変形例は、上記フランジ部分43を構成している内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面46の構成が上記実施形態のものと異なっている。その他の構成は上記実施形態と同様であるので、ここでは内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面46の構成についてのみ説明する。
次に、第1変形例について説明する。本変形例は、上記フランジ部分43を構成している内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面46の構成が上記実施形態のものと異なっている。その他の構成は上記実施形態と同様であるので、ここでは内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面46の構成についてのみ説明する。
図5は、本変形例における図4に相当する図である。この図5に示すように、内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面46は、上述した実施形態のものと同様に、ボルト孔43cの軸線方向に沿う方向に亘って凹部と凸部とが繰り返して形成される凹凸形状に形成されている。
そして、上記実施形態との相違点は、外側フランジ部分43bにおけるシリンダブロック1およびシリンダヘッド11との当接面(図5において下側の面)に対して、内側フランジ部分43aにおけるシリンダブロック1およびシリンダヘッド11との当接面が、シリンダブロック1およびシリンダヘッド11から後退した位置、つまり、図5において上側の位置に設定されている点にある。
また、本変形例において、タイミングチェーンカバー4をシリンダブロック1およびシリンダヘッド11に締結するためのボルトBとしては、頭部B1およびネジ部B3のみを備えた六角ボルトが採用されている。
更に、上記内側フランジ部分43aに形成されている溝43dにガスケット(シール材)6が嵌め込まれ、且つこのガスケット6に外力が作用していない状態では、このガスケット6の下面(シリンダブロック1およびシリンダヘッド11側の面)は、外側フランジ部分43bにおけるシリンダブロック1およびシリンダヘッド11との当接面の位置よりもシリンダブロック1およびシリンダヘッド11側に突出した位置にある。つまり、このガスケット6の下面と、外側フランジ部分43bにおけるシリンダブロック1およびシリンダヘッド11との当接面との差がガスケット6の変形量として規定されることになる。つまり、ガスケット6の変形量は、上記外側フランジ部分43bがシリンダブロック1またはシリンダヘッド11の端面に当接することによって制限されるため、ガスケット6の変形量が大きくなりすぎてシール性に悪影響を与えるといったことが回避されている。つまり、所謂「定寸締め」を容易に実現することが可能である。
本変形例においても、タイミングチェーンカバー4を金属と樹脂との複合材で構成し、金属部分である外側フランジ部分43bと樹脂部分である内側フランジ部分43aとの合わせ面46を凹凸面としたことで、この合わせ面46での接触面積を拡大でき、外側フランジ部分43bと内側フランジ部分43aとの接合強度を高めることができる。それに加えて、本変形例では、上記段付きボルトに比べて比較的安価な六角ボルトBを使用しながらも上記「定寸締め」が可能になり、ガスケット6の変形量を適正に設定することができて、そのシール性を良好に確保することができる。
(第2変形例)
次に、第2変形例について説明する。本変形例も、上記フランジ部分43を構成している内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面46の構成が上記実施形態のものと異なっている。その他の構成は上記実施形態と同様であるので、ここでも内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面46の構成についてのみ説明する。
次に、第2変形例について説明する。本変形例も、上記フランジ部分43を構成している内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面46の構成が上記実施形態のものと異なっている。その他の構成は上記実施形態と同様であるので、ここでも内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面46の構成についてのみ説明する。
図6は、本変形例における図4に相当する図である。この図6に示すように、内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面46は、ボルト孔43cの軸線方向に沿う方向に亘って凹部と凸部とが繰り返して形成される凹凸形状に形成されているが、この凹凸形状としては、矩形状、つまり、図6において水平方向に延びる面と垂直方向に延びる面とが交互に形成されて成る凹凸面として形成されている。
この構成によれば、上述した実施形態の効果に加えて以下の効果を奏することができる。つまり、ボルト(段付きボルト)Bを使用してタイミングチェーンカバー4をシリンダブロック1及びシリンダヘッド11に組み付ける際、外側フランジ部分43bにあっては、ボルト締結力がシリンダブロック1またはシリンダヘッド11に向かう方向に作用する(タイミングチェーンカバー4をシリンダブロック1およびシリンダヘッド11に近付ける方向(図6において下向き)に作用する)。一方、内側フランジ部分43aにあっては、ガスケット6の変形(圧縮方向の変形)に伴う反力がシリンダブロック1またはシリンダヘッド11に向かう方向とは反対方向に作用する(タイミングチェーンカバー4をシリンダブロック1およびシリンダヘッド11から離間する方向(図6において上向き)に作用する)。そして、これら作用する力は、合わせ面(凹凸面)46に対して直交する方向に作用することになるので、この力の全てを各凹凸面の面圧上昇に寄与させることができ、内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面46の接合力をよりいっそう高めることが可能になる。
尚、この第2変形例の構成は、上述した第1変形例の構成に組み合わせることも可能である。
−他の実施形態−
以上説明した実施形態および各変形例ではタイミングチェーンカバー4に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、シリンダヘッドカバーに対して適用することも可能である。
以上説明した実施形態および各変形例ではタイミングチェーンカバー4に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、シリンダヘッドカバーに対して適用することも可能である。
また、自動車用エンジンに限らず、他の用途に使用されるエンジンのエンジンカバーに対しても本発明は適用可能である。
また、上記実施形態および各変形例では、タイミングチェーンカバー4の構成材料のうち金属部分をアルミニウムとし、樹脂部分をナイロン樹脂としたが、本発明はこれに限定されることなく、種々の材料が適用可能である。
また、上記実施形態および各変形例では、タイミングチェーンカバー4の骨格部分の全体を金属製としたが、一部分のみを金属製としてもよい。この場合、少なくとも上記ボルト孔43cの周辺部分については金属製とされ、上述した如く、ボルトBの締結力が樹脂部分に及んでしまって樹脂部分が変形してしまうことを回避できるようにしておく必要がある。
更に、上記実施形態および各変形例では、内側フランジ部分43aと外側フランジ部分43bとの合わせ面46の形状として、ボルト孔43cの軸線方向に沿う方向に亘って凹部と凸部とが繰り返して形成される凹凸形状に形成していた。本発明はこれに限らず、ボルト孔43cの軸線方向に対して略直交する方向(タイミングチェーンカバー4の上下方向)に亘って凹部と凸部とが繰り返して形成される凹凸形状に形成してもよい。
また、本発明は、上記合わせ面46の全体を凹凸形状にするものには限定されず、上記ボルトBの締結部分およびその周辺部の合わせ面46のみを凹凸形状とし、その他の合わせ面46を平坦面(凹凸の無い面)としてもよい。
また、上記実施形態では、タイミングチェーンカバー4の製造方法として、金属製の外側フランジ部分43bに対して溶融樹脂材料をインジェクション成形することで、内側フランジ部分43aの合わせ面46を凹凸形状に成形していた。本発明はこれに限らず、金属部分と樹脂部分とをそれぞれ個別に作製しておき、これらの合わせ面46を接着剤によって接着して金属部分と樹脂部分とを一体化させるようにしてもよい。
1 シリンダブロック(エンジン本体)
11 シリンダヘッド(エンジン本体)
14 吸気用カムシャフト
15 排気用カムシャフト
16 クランクシャフト
24 タイミングチェーン
4 タイミングチェーンカバー(エンジンカバー)
42 カバー部分(樹脂部分)
43 フランジ部分
43a 内側フランジ部分(樹脂部分)
43b 外側フランジ部分(金属部分)
43c ボルト孔
43d 溝
44 連結部分(樹脂部分)
6 ガスケット(シール部材)
E エンジン(内燃機関)
B ボルト
11 シリンダヘッド(エンジン本体)
14 吸気用カムシャフト
15 排気用カムシャフト
16 クランクシャフト
24 タイミングチェーン
4 タイミングチェーンカバー(エンジンカバー)
42 カバー部分(樹脂部分)
43 フランジ部分
43a 内側フランジ部分(樹脂部分)
43b 外側フランジ部分(金属部分)
43c ボルト孔
43d 溝
44 連結部分(樹脂部分)
6 ガスケット(シール部材)
E エンジン(内燃機関)
B ボルト
Claims (7)
- 骨格部分の少なくとも一部が金属製とされ、この金属部分に隣接する部分が樹脂製とされたエンジンカバーにおいて、
上記金属部分と樹脂部分との合わせ面には、これら両部分同士の接触面積を拡大するための接触面積拡大加工が施されていることを特徴とするエンジンカバー。 - 上記請求項1記載のエンジンカバーにおいて、
上記金属部分と樹脂部分との合わせ面はそれぞれ互いに嵌合される凹凸形状に形成されていることを特徴とするエンジンカバー。 - 上記請求項1または2記載のエンジンカバーにおいて、
上記金属部分はエンジンカバー外縁部を構成している一方、上記樹脂部分はエンジンカバー中央部を構成しており、
上記金属部分には、エンジンカバーをエンジン本体に締結するためのボルトが挿通されるボルト孔が設けられていることを特徴とするエンジンカバー。 - 上記請求項3記載のエンジンカバーにおいて、
上記金属部分と樹脂部分との合わせ面は、ボルト孔の軸線に沿う方向に亘って凹部と凸部とが繰り返して形成される凹凸形状に形成され、これら合わせ面同士が互いに嵌合されていることを特徴とするエンジンカバー。 - 上記請求項1〜4のうち何れか一つに記載のエンジンカバーにおいて、
エンジン本体に重ね合わされるフランジ部分を備えており、上記金属部分と樹脂部分との合わせ面は、このフランジ部分に設けられていることを特徴とするエンジンカバー。 - 上記請求項5記載のエンジンカバーにおいて、
上記フランジ部分における樹脂部分には、エンジンカバーとエンジン本体との間をシールするシール部材を配設するための溝が形成されていることを特徴とするエンジンカバー。 - 上記請求項1〜6のうち何れか一つに記載のエンジンカバーは、内燃機関のクランクシャフトの回転力をカムシャフトに伝達するためのタイミングチェーンの配設空間を覆うタイミングチェーンカバーであることを特徴とするエンジンカバー。
Priority Applications (1)
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- 2008-07-25 JP JP2008191902A patent/JP2010031666A/ja not_active Withdrawn
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