JP2012225225A - エンジンのチェーンケース構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 チェーンケースの重量増加を最小限に抑えながら、チェーンケースの膜面振動の防止効果と、クランクスプロケットおよびタイミングチェーンの潤滑効果とを両立させる。
【解決手段】 タイミングチェーン３１を覆うチェーンケース３８に、クランクスプロケット３０側からカムスプロケット２８，２９側に向かって延び、タイミングチェーン３１側に膨出する略半円筒状の膨出部４６を設け、その膨出部４６をタイミングチェーン３１の軌跡に囲まれる位置に配置したので、チェーンケース３８の内部に飛散したオイルを膨出部４６に沿ってクランクスプロケット３０側に案内し、クランクスプロケット３０およびタイミングチェーン３１を効率的に潤滑することができるだけでなく、膨出部４６でチェーンケース３８の剛性を高めて膜面振動の発生を防止することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、クランクシャフトに設けられたクランクスプロケットとカムシャフトに設けられたカムスプロケットとの間に掛け渡されるタイミングチェーンをチェーンケースで覆うエンジンのチェーンケース構造に関する。

エンジンのタイミングチェーンを覆うチェーンケースの内面に、クランクシャフト側からカムシャフト側に向かって漏斗状に拡開する２本のメインリブと、このメインリブに交差する複数本のリブとを突設するとともに、２本のメインリブに挟まれた位置で複数本のリブの高さをメインリブの高さよりも低くすることで、チェーンケースの内面に付着したオイルを２本のメインリブ間に形成されるオイル案内通路を通してクランクシャフト側に回収し、オイルポンプのエアレーションの防止やクランクスプロケットおよびタイミングチェーンの噛合部の潤滑を図るものが、下記特許文献１により公知である。

特許第３１１１８４５号公報

ところで、エンジンのチェーンケースは薄い板状の部材であるため、エンジンの運転によって膜面振動を発生して騒音の原因となる可能性がある。上記特許文献１に記載されたもののように、異なる二つの方向に延びて相互に交差する複数のリブを設けることはチェーンケースの膜面振動を抑制する上で有効であるが、充分な振動抑制効果を得ようとするとリブの数を増やす必要があるために重量増加の原因となるだけでなく、横方向に延びるリブがクランクシャフトに向かうオイルの流れを阻害する問題があり、これを回避するために横方向に延びるリブの高さを低くすると、今度は振動抑制効果が減少してしまうという問題が発生する。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、チェーンケースの重量増加を最小限に抑えながら、チェーンケースの膜面振動の防止効果と、クランクスプロケットおよびタイミングチェーンの潤滑効果とを両立させることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、クランクシャフトに設けられたクランクスプロケットとカムシャフトに設けられたカムスプロケットとの間に掛け渡されるタイミングチェーンをチェーンケースで覆うエンジンのチェーンケース構造において、前記チェーンケースには、前記クランクスプロケット側から前記カムスプロケット側に向かって延び、前記タイミングチェーン側に膨出する略半円筒状の膨出部が設けられており、前記膨出部は前記クランクシャフトの軸線方向に見て前記タイミングチェーンの軌跡に囲まれる位置に配置されることを特徴とするエンジンのチェーンケース構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記膨出部の両側縁は前記タイミングチェーンの軌跡に沿うように配置されることを特徴とするエンジンのチェーンケース構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記膨出部の両側縁間の幅は前記カムスプロケット側から前記クランクスプロケット側に向かって漸減するとともに、一方の側縁と前記タイミングチェーンの張り側との距離は、他方の側縁と前記タイミングチェーンの緩み側との距離よりも小さいことを特徴とするエンジンのチェーンケース構造が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記チェーンケースの表面側において前記膨出部は溝状の凹部を形成しており、前記凹部は隔壁によって仕切られ、前記隔壁の位置は前記クランクシャフトに設けられるクランクプーリの外周の位置に略一致していることを特徴とするエンジンのチェーンケース構造が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記膨出部にはエンジンブロックに当接する当接部が設けられることを特徴とするエンジンのチェーンケース構造が提案される。

尚、実施の形態の吸気カムシャフト１９および排気カムシャフト２０は本発明のカムシャフトに対応し、実施の形態の吸気カムスプロケット２８および排気カムスプロケット２９は本発明のカムスプロケットに対応し、実施の形態の突起４６ｅは本発明の当接部に対応する。

請求項１の構成によれば、タイミングチェーンを覆うチェーンケースに、クランクスプロケット側からカムスプロケット側に向かって延び、タイミングチェーン側に膨出する略半円筒状の膨出部を設け、その膨出部をクランクシャフトの軸線方向に見てタイミングチェーンの軌跡に囲まれる位置に配置したので、チェーンケースの内部に飛散したオイルを膨出部に沿ってクランクスプロケット側に案内し、クランクスプロケットおよびタイミングチェーンを効率的に潤滑することができるだけでなく、膨出部でチェーンケースの剛性を高めて膜面振動の発生を防止することができる。チェーンケースの剛性をリブで高めようとすると、リブが駄肉となって重量が増加してしまうが、略半円筒状の膨出部は重量の増加を最小限に抑えながらチェーンケースの剛性を効果的に高めることができる。

また請求項２の構成によれば、膨出部の両側縁をタイミングチェーンの軌跡に沿うように配置したので、タイミングチェーンから飛散するオイルを膨出部で効率的に受け止めてクランクスプロケット側に供給することができる。

また請求項３の構成によれば、膨出部の両側縁間の幅はカムスプロケット側からクランクスプロケット側に向かって漸減するので、膨出部をクランクスプロケットにできるだけ接近させてオイルを効率的に供給することができるだけでなく、膨出部の一方の側縁とタイミングチェーンの張り側との距離を、膨出部の他方の側縁とタイミングチェーンの緩み側との距離よりも小さくしたので、タイミングチェーンの張り側がクランクスプロケットに噛み込む部分へのオイルの供給量を増加させることができる。

また請求項４の構成によれば、チェーンケースの表面側において膨出部により形成される溝状の凹部は隔壁によって仕切られており、その隔壁の位置をクランクシャフトに設けたクランクプーリの外周の位置に略一致させたので、作業員が小さな部品や工具のような物品を落としたような場合に、その物品を隔壁で受け止めてクランクプーリとエンジンブロックとの間に隙間に入り込むのを防止することができる。

また請求項５の構成によれば、膨出部にエンジンブロックに当接する当接部を設けたので、膨出部をエンジンブロックに拘束してチェーンケースの膜面振動を一層効果的に抑制することができる。

エンジンをクランクシャフトの軸線方向に見た図。 図１の２−２線断面図。 図２の３−３線矢視図。 図３の４−４線断面図。 チェーンケースの部分斜視図。

以下、図１〜図５に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２に示すように、直列多気筒のＤＯＨＣ型のエンジンは、シリンダブロック１１の上面にシリンダヘッド１２を結合したエンジンブロック１３を備えており、シリンダヘッド１２の上面にはヘッドカバー１４が結合され、シリンダブロック１１の下面にはオイルパン１５が結合される。シリンダブロック１１の下面とそこに結合される軸受キャップ１６との間にはクランクシャフト１７が回転自在に支持されるとともに、シリンダヘッド１２の上面とそこに結合されるカムシャフトホルダ１８との間には吸気カムシャフト１９および排気カムシャフト２０が回転自在に支持される。

シリンダブロック１１の内部に設けたシリンダ２１…に摺動自在に嵌合するピストン２２…が、コネクティングロッド２３…を介してクランクシャフト１７に接続される。また図示せぬ吸気ポートおよび排気ポートを開閉する吸気バルブ２４…および排気バルブ２５…が、吸気カムシャフト１９に設けた吸気カム２６および排気カムシャフト２０に設けた排気カム２７によって駆動される。

シリンダブロック１１の端面から突出するクランクシャフト１７の軸端に設けたクランクスプロケット３０と、シリンダヘッド１２の端面から突出する吸気カムシャフト１９の軸端に設けた吸気カムスプロケット２８と、シリンダヘッド１２の端面から突出する排気カムシャフト２０の軸端に設けた排気カムスプロケット２９とに無端状のタイミングチェーン３１が巻き掛けられる。

クランクシャフト１７の回転方向は図１において時計方向であり、クランクスプロケット３０と吸気カムスプロケット２８との間がタイミングチェーン３１の緩み側３１ａとなり、排気カムスプロケット２９とクランクスプロケット３０との間がタイミングチェーン３１の張り側３１ｂとなる。タイミングチェーン３１の緩み側３１ａを案内する弧状の可動チェーンガイド３２の上端がピボット３２ａでシリンダヘッド１２に枢支され、下端がシリンダブロック１１に固定した油圧チェーンテンショナ３３に当接する。更にタイミングチェーン３１の張り側３１ｂを案内する弧状の固定チェーンガイド３４が２本のボルト３５，３５でシリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２に固定される。

タイミングチェーン３１を覆うチェーンケース３８の外周部が複数本のボルト３９…でシリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２の端面に締結され、更にチェーンケース３８の上部における吸排気方向中間部が２本のボルト４０，４１でシリンダヘッド１２に結合される。シリンダヘッド１２の上面と同じ高さに整列するチェーンケース３８の上縁はヘッドカバー１４で覆われ、シリンダブロック１１の下面から下方に僅かに突出するチェーンケース３８の下縁はオイルパン１５で覆われる。

チェーンケース３８には油圧チェーンテンショナ３３を囲む開口３８ａが形成されており、この開口３８ａを塞ぐ蓋体３６がボルト３７，３７で固定される。油圧チェーンテンショナ３３で可動チェーンガイド３２をタイミングチェーン３１の緩み側３１ａに押し付けると、タイミングチェーン３１に所定の張力が発生する。チェーンケース３８の下部に形成した開口３８ｂから延出するクランクシャフト１７の軸端に、オイルポンプやジェネレータのような補機類を駆動するためのクランクプーリ４２が固定される。チェーンケース３８の上部には厚肉部３８ｃが形成されており、厚肉部３８ｃの上面が２個のマウント部材４３，４３を貫通する２本のボルト４４，４４で車体フレーム４５の下面に弾性支持される。

図１〜図５に示すように、クランクシャフト１７の軸線Ｌ方向に見てタイミングチェーン３１の軌跡の内側に位置するように、チェーンケース３８に半円筒状の膨出部４６が突設される。膨出部４６は、チェーンケース３８の表側から裏側に向かって、つまりタイミングチェーン３１側に向かって突出するもので、その下端４６ａはクランクシャフト１７を指向し、その上端４６ｂは排気カムシャフト２０を指向する。膨出部４６の両側縁４６ｃ，４６ｄのうち、一方の側縁４６ｃはタイミングチェーン３１の緩み側３１ａに沿うように湾曲して該緩み側３１ａとの間に略一定の間隔α（図１参照）を形成するとともに、他方の側縁４６ｄはタイミングチェーン３１の張り側３１ｂに沿うように湾曲して該張り側３１ｂとの間に略一定の間隔β（図１参照）を形成する。緩み側３１ａとの間の間隔αよりも、張り側３１ｂとの間の間隔βは小さく設定される。

タイミングチェーン３１の緩み側３１ａおよび張り側３１ｂの間隔は、基本的に吸気カムシャフト１９および排気カムシャフト２０側からクランクシャフト１７側に向かって狭まっており、従って膨出部４６の幅Ｗ（図１参照）も吸気カムシャフト１９および排気カムシャフト２０側からクランクシャフト１７側に向かって狭まっている。但し、クランクシャフト１７の近傍だけは、膨出部４６の幅Ｗがクランクシャフト１７側に向かって僅かに広がっている。

膨出部４６の幅Ｗが最も狭くなっている部分には、シリンダブロック１１側に設けた突起１１ａ（図２および図４参照）に当接する突起４６ｅが設けられる。またチェーンケース３８の裏面には、蓋体３６を固定するボルト３７，３７の一本が螺合する突起３８ｋ（図３〜図５参照）が設けられており、この突起３８ｋはシリンダブロック１１側に設けた突起１１ｂ（図４参照）に当接する。更に、チェーンケース３８の裏面には、チェーンケース３８をシリンダヘッド１２に固定する前記２本のボルト４０，４１が貫通する２個の突起３８ｄ，３８ｅ（図２参照）が設けられおり、これらの突起３８ｄ，３８ｅはシリンダヘッド１２に当接する。

チェーンケース３８の表面側（タイミングチェーン３１と反対側）において膨出部４６は溝状の凹部４８，４８となって現れるが、その凹部４８，４８を上下二つに仕切るように隔壁４７が形成される。この隔壁４７は、膨出部４６の両側縁４６ｃ，４６ｄに連なる両側壁間を連結するように設けられ、かつクランクシャフト１７に軸端に設けたクランクプーリ４２の外周に沿う位置に設けられる。

図３に最も良く示されるように、チェーンケース３８の裏面側には、複数の補強用リブ３８ｆ…，３８ｇ…が形成される。補強用リブ３８ｆ…はシリンダブロック１１に対向する位置に設けられるもので、チェーンケース３８をシリンダブロック１１に締結するボルト３９…が貫通するボス部３８ｈ…と、油圧チェーンテンショナ３３を固定するボルト３５の一本が螺合するボス部３８ｉと、膨出部４６の突起４６ｅとを結ぶ位置に設けられる。また補強用リブ３８ｇ…はシリンダヘッド１２に対向する位置に設けられるもので、チェーンケース３８をシリンダヘッド１２に締結するボルト３９…が貫通するボス部３８ｊ，３８ｊと、チェーンケース３８をシリンダヘッド１２に締結するボルト４０，４１が貫通するボス部３８ｄ，３８ｅの近傍とを結ぶ位置に設けられる。

膨出部４６に連なる補強用リブ３８ｆ…の突出高さは膨出部４６の突出高さよりも大幅に低くなっており、膨出部４６に沿って流下するオイルの流れを阻害しないように考慮されている（図４参照）。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

エンジンの運転中に吸気カムスプロケット２８や排気カムスプロケット２９とタイミングチェーン３１との噛合部は、動弁機構を潤滑したオイルあるいは図示せぬオイルジェットから噴出するオイルによって潤滑される。エンジンブロック１３の外面およびチェーンケース３８の内面に付着したオイルは、重力で流下してオイルパン１５に戻されるが、その一部はチェーンケース３８の内面から突出する膨出部４６に付着する。また循環するタイミングチェーン３１から飛散したオイルは、タイミングチェーン３の移動軌跡に沿って延びる膨出部４６の側縁４６ｃ，４６ｄによって捕捉される。このようにして膨出部４６に付着したオイルは該膨出部４６に沿って重力で下向きに流れ、クランクシャフト１７に設けたクランクスプロケット３０に滴下することで、クランクスプロケット３０およびタイミングチェーン３１の噛合部を効率的に潤滑することができる。

このとき、膨出部４６の両側縁４６ｃ，４６ｄ間の幅Ｗは、基本的に吸気カムスプロケット２８および排気カムスプロケット２９側からクランクスプロケット３０側に向かって漸減するので、膨出部４６をクランクスプロケット３０にできるだけ接近させてオイルを効率的に供給することができる。しかも膨出部４６の側縁４６ｃ，４６ｄはタイミングチェーン３１の移動軌跡に沿うように延びているため、膨出部４６がタイミングチェーン３１と干渉するのを防止しながら、タイミングチェーン３１から飛散するオイルを効果的に捕捉することができる。

またクランクスプロケット３０およびタイミングチェーン３１の噛合部のうち、タイミングチェーン３１の張り側３１ｂがクランクスプロケット３０に噛み込む噛込部分（図１のａ部）が最も多くのオイルを必要とするが、タイミングチェーン３１の張り側３１ｂと膨出部４６の側縁４６ｄとの距離βは、タイミングチェーン３１の緩み側３１ａと膨出部４６の側縁４６ｃとの距離αよりも小さいため、噛込部分の手前位置でタイミングチェーン３１の張り側３１ｂから飛散したオイルを膨出部４６の側縁４６ｄで捕捉し、噛込部分に効率的に供給することができる。更に、タイミングチェーン３１の緩み側３１ａと膨出部４６の側縁４６ｃとの距離αを大きく確保したことで、可動チェーンガイド３２によってタイミングチェーン３１の張力調整を行う際に、タイミングチェーン３１が膨出部４６の側縁４６ｃと干渉するのを防止することができる。

また膨出部４６を設けたことによってチェーンケース３８の剛性が増加するため、エンジンの運転時にチェーンケース３８に膜面振動が発生するのを防止することができる。この場合、チェーンケース３８の剛性をリブで高めようとすると、リブが駄肉となって重量が増加してしまうが、略半円筒状の膨出部４６を設けたことで重量の増加を最小限に抑えながらチェーンケース３８の剛性を効果的に高めることができる。しかも膨出部４６の側縁４６ｃ，４６ｄはタイミングチェーン３１の移動軌跡に沿うように延びているため、膨出部４６をできるだけ大きくして膜面振動の抑制効果を高めることができる。尚、本実施の形態では、チェーンケース３８に補強用リブ３８ｆ…，３８ｇ…を設けているが、略半円筒状の膨出部４６を設けたことで、それらの補強用リブ３８ｆ…，３８ｇ…の本数や高さを最小限に抑え、重量の増加を最小限に抑えることができる。

また膨出部４６にシリンダブロック１１の突起１１ａに当接する突起４６ｅを設けたので、膨出部４６をエンジンブロック１３に拘束してチェーンケース３８の膜面振動を一層効果的に抑制することができる。このとき、突起４６ｅは膨出部４６の幅Ｗが最も狭い部分、つまり膨出部４６の剛性が最も高い部分に設けられているため、突起４６ｅによる振動防止効果が一層高められる。しかも補強用リブ３８ｆ…の多くが突起４６ｅを中心として放射状に形成されているので、補強用リブ３８ｆ…の剛性向上効果も高められる。

尚、チェーンケース３８に設けた他の３個の突起３８ｄ，３８ｅ，３８ｋも、エンジンブロック１３に当接してチェーンケース３８の膜面振動を抑制する。

更に、チェーンケース３８の表面側において膨出部４６により形成された凹部４８，４８を二つに仕切るように隔壁４７を設け、その隔壁４７の位置をクランクシャフト１７に設けられるクランクプーリ４２の外周の位置に略一致させたので、作業員が小さな部品や工具のような物品を落としたような場合に、その物品を隔壁４７で受け止めてクランクプーリ４２とエンジンブロック１３との間に隙間に入り込むのを防止することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではＤＯＨＣ型のエンジンに本発明を適用しているが、本発明はＳＯＨＣ型のエンジンに対しても同様に適用することができる。

１３ エンジンブロック
１７ クランクシャフト
１９ 吸気カムシャフト（カムシャフト）
２０ 排気カムシャフト（カムシャフト）
２８ 吸気カムスプロケット（カムスプロケット）
２９ 排気カムスプロケット（カムスプロケット）
３０ クランクスプロケット
３１ タイミングチェーン
３１ａ 緩み側
３１ｂ 張り側
３８ チェーンケース
４２ クランクプーリ
４６ 膨出部
４６ｃ 側縁
４６ｄ 側縁
４６ｅ 突起（当接部）
４７ 隔壁
４８ 凹部
Ｌ クランクシャフトの軸線
Ｗ 膨出部の両側縁間の幅
α 他方の側縁とタイミングチェーンの緩み側との距離
β 一方の側縁とタイミングチェーンの張り側との距離

Claims (5)

1. クランクシャフト（１７）に設けられたクランクスプロケット（３０）とカムシャフト（１９，２０）に設けられたカムスプロケット（２８，２９）との間に掛け渡されるタイミングチェーン（３１）をチェーンケース（３８）で覆うエンジンのチェーンケース構造において、
   前記チェーンケース（３８）には、前記クランクスプロケット（３０）側から前記カムスプロケット（２８，２９）側に向かって延び、前記タイミングチェーン（３１）側に膨出する略半円筒状の膨出部（４６）が設けられており、前記膨出部（４６）は前記クランクシャフト（１７）の軸線（Ｌ）方向に見て前記タイミングチェーン（３１）の軌跡に囲まれる位置に配置されることを特徴とするエンジンのチェーンケース構造。
2. 前記膨出部（４６）の両側縁（４６ｃ，４６ｄ）は前記タイミングチェーン（３１）の軌跡に沿うように配置されることを特徴とする、請求項１に記載のエンジンのチェーンケース構造。
3. 前記膨出部（４６）の両側縁（４６ｃ，４６ｄ）間の幅（Ｗ）は前記カムスプロケット（２８，２９）側から前記クランクスプロケット（３０）側に向かって漸減するとともに、一方の側縁（４６ｄ）と前記タイミングチェーン（３１）の張り側（３１ｂ）との距離（β）は、他方の側縁（４６ｃ）と前記タイミングチェーン（３１）の緩み側（３１ａ）との距離（α）よりも小さいことを特徴とする、請求項２に記載のエンジンのチェーンケース構造。
4. 前記チェーンケース（３８）の表面側において前記膨出部（４６）は溝状の凹部（４８）を形成しており、前記凹部（４８）は隔壁（４７）によって仕切られ、前記隔壁（４７）の位置は、前記クランクシャフト（１７）に設けられるクランクプーリ（４２）の外周の位置に略一致していることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のエンジンのチェーンケース構造。
5. 前記膨出部（４６）にはエンジンブロック（１３）に当接する当接部（４６ｅ）が設けられることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のエンジンのチェーンケース構造。

Images