JP2013221609A - タイミングチェーンの潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】チェーンテンショナやチェーンガイドにおけるタイミングチェーンの摺動面にオイルを十分に供給する。
【解決手段】チェーンテンショナ３０は、上端面３２ｄに設けられた凹形状のオイル受け部３３と、タイミングチェーン１１の摺動面３１ａの裏面側に摺動面３１ａに沿って配置されオイル受け部３３に繋がるオイル通路３４と、オイル通路３４に繋がるとともに摺動面３１ａに貫通するオイル出口孔３５とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の摺動部品におけるオイル潤滑の技術に関する。

従来より、クランクシャフトとカムシャフトとをタイミングチェーンで連結する内燃機関において、チェーンテンショナ及びチェーンガイドが使用されている。このようなチェーンテンショナ及びチェーンガイドを使用することで、タイミングチェーンのバタつきを抑えてタイミングチェーンの張力を安定化させることができる。

そして、特許文献１に開示の技術では、潤滑材及び冷却剤として使用するエンジンオイル（以下、単にオイルという。）のリリーフバルブ付プランジャを備えたテンショナアジャスタを設け、伝動チェーン用可動レバーのレバー本体（チェーンテンショナ及びチェーンガイドに相当）に、チェーンとの摺動面に当該チェーンの移動方向に沿う溝と、リリーフバルブから放出されたオイルを導くための、プランジャ受部と溝とを連通する供給孔を形成し 、オイルを供給している。

特開２００３−２１４５０４号公報

ところで、タイミングチェーンとチェーンテンショナやチェーンガイドとの摺動面のオイルが不足した場合、摺動面における摩擦係数の増加によってフリクションロスが増加したり、冷却不足によってチェーンテンショナ及びチェーンガイドが溶損したりしてしまう恐れがある。
しかし、特許文献１に開示の技術のように、オイル供給のためにレバー本体に溝を設けてしまうと、摺動面積が減少し、面圧が増加してしまう。

このように、摺動面に溝を設け、オイルを供給したとしても、チェーンテンショナ及びチェーンガイドの摺動面の摩耗量増加、溶損の恐れがある。
また、特許文献１に開示の技術には、リリーフバルブ付プランジャを備えたテンショナアジャスタが必要である。
また、チェーンジェットのみによるオイル供給では、摺動面におけるその供給箇所の手前でオイル不足が発生してしまう場合がある。

この場合も、フリクションロスの増加やチェーンテンショナ及びチェーンガイド溶損の恐れがある。
本発明の目的は、リリーフバルブ付プランジャを備えたテンショナアジャスタを必要とせず、チェーンテンショナやチェーンガイドにおけるタイミングチェーンの摺動面にオイルを十分に供給することである。

前記課題を解決するために、（１）本発明の一態様では、内燃機関のクランク軸に取り付けられたクランクスプロケット及び前記内燃機関のカム軸に取り付けられたカムスプロケットに巻き掛けられたタイミングチェーンの外周の一辺に沿って前記タイミングチェーンを摺動させて案内する案内部が配置されかつ前記タイミングチェーンの外周の別の一辺に沿って前記タイミングチェーンを摺動させて案内しつつ前記タイミングチェーンに張力を付与する張力付与部が配置されるタイミングチェーンの潤滑構造において、前記案内部及び前記張力付与部の少なくとも一方は、上端面に設けられた凹形状のオイル受け部と、前記タイミングチェーンの摺動面の裏面側に前記摺動面に沿って配置され前記オイル受け部に繋がるオイル通路と、前記オイル通路に繋がるとともに前記摺動面に貫通する貫通孔と、を有することを特徴とするタイミングチェーンの潤滑構造である。

本発明によれば、チェーンケース内で飛散するオイルをオイル受け部で収集し、収集したオイルを、オイル通路及び貫通孔を介して案内部及び張力付与部の少なくとも一方の摺動面を摺動するタイミングチェーンに直接供給できる。
よって、本発明では、案内部や張力付与部におけるタイミングチェーンの摺動面にオイルを十分に供給することができる。
これによって、本発明は、例えば、騒音の低下、フリクション低減による燃費向上、並びにタイミングチェーン、案内部及び張力付与部の耐久性の向上を図ることができる。

本実施形態に係るエンジンの構成例を示す図である。 本実施形態に係るエンジンの構成例を示す図であって、ヘッドカバー及びチェーンケースが取り付られる構成を示す図である。 チェーンテンショナの側面図である。 チェーンテンショナの正面図である。 図４に示す矢示Ａ−Ａのチェーンテンショナの断面図である。 図４に示す矢示Ｂから見たチェーンテンショナの上面図である。 チェーンガイドの側面図である。 チェーンガイドの正面図である。 図８に示す矢示Ｃ−Ｃのチェーンガイドの断面図である。 図８に示す矢示Ｄから見たチェーンガイドの上面図である。

本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１及び図２は、本実施形態に係るエンジン１の構成例を示す図である。ここで、図２は、図１に示す構成にヘッドカバー及びチェーンケースが取り付られる構成を示す図である。図１に示すエンジン１は、ＤＯＨＣ（Double OverHead Camshaft）エンジンである。

図１に示すように、エンジン１は、シリンダヘッド２とシリンダブロック３から成る。シリンダヘッド２には、不図示の吸気ポート及び排気ポートに対応して吸気カムシャフト４及び排気カムシャフト５が配置されている。そして、シリンダヘッド２から突出した吸気カムシャフト４及び排気カムシャフト５の各端部には、吸気側カムスプロケット７及び排気側カムスプロケット８がそれぞれ取り付けられている。また、シリンダブロック３の下部にクランクシャフト９が配置されている。そして、シリンダブロック３から突出したクランクシャフト９の突出した端部には、クランクスプロケット１０が取り付けられている。そして、このクランクスプロケット１０、並びに吸気側カムスプロケット７及び排気側カムスプロケット８に無端状のタイミングチェーン１１が巻き掛けられている。このタイミングチェーン１１によって、クランクシャフト９の回転に連動して吸気カムシャフト４及び排気カムシャフト５が回転する。

そして、図２に示すように、タイミングチェーン１１を覆うように、チェーンケース１２が、シリンダヘッド２とシリンダブロック３とにまたがり配置される。
また、シリンダヘッド２の上面を覆うように、ヘッドカバー１３が、シリンダヘッド２に配置される。

このようなチェーンケース１２とヘッドカバー１３とは、タイミングチェーン１１の周囲に密閉されたチェーン室１４を形成する。
ここで、図１に示すように、タイミングチェーン１１は、チェーンラインの外側（すなわち、図１で右側）への膨らみがチェーンガイド２０によって規制されるとともに、チェーンテンショナ３０によって予張力が付与されている。

チェーンガイド２０は、タイミングチェーン１１の外周の一辺に沿うように配置されている。このチェーンガイド２０は、内側（すなわち、タイミングチェーン１１側又は図１で左側）に緩やかに湾曲しつつ、排気側カムスプロケット８の下端近傍からクランクスプロケット１０の上端近傍に至る程度に上下方向に延びる形状をなしている。そして、チェーンガイド２０は、上端部、中間部、下端部がそれぞれ固定ピン１５によってシリンダヘッド２とシリンダブロック３とに固定されている。

また、チェーンテンショナ３０は、チェーンガイド２０に対向して、タイミングチェーン１１の外周の別の一辺に沿うように配置されている。このチェーンテンショナ３０は、内側（すなわち、タイミングチェーン１１側又は図１で右側）に緩やかに湾曲しつつ、吸気側カムスプロケット７の下端近傍からクランクスプロケット１０の上端近傍に至る程度に上下方向に延びる形状をなしている。そして、チェーンテンショナ３０は、上端部が固定ボルト１６によってシリンダヘッド２に回転自在に取り付けられている。また、チェーンテンショナ３０は、自由端となる下端部が、シリンダブロック３に取り付けられているチェーンアジャスタ１７の駆動によって内側に移動可能とされている。

次に、前述のチェーンテンショナ３０及びチェーンガイド２０の構成の具体例を説明する。
先ず、チェーンテンショナ３０の構成の具体例を図３乃至図６を用いて説明する。
ここで、図３は、チェーンテンショナ３０の側面図である。図４は、チェーンテンショナ３０の正面図である。図５は、図４に示す矢示Ａ−Ａのチェーンテンショナ３０の断面図である。図６は、図４に示す矢示Ｂから見たチェーンテンショナ３０の上面図である。

図３乃至図４に示すように、チェーンテンショナ３０は、略薄板形状をなし緩やかに湾曲しつつ上下方向に延びる略薄板形状のシュー部３１と、シュー部３１の裏面に立設された本体部３２とを有している。
シュー部３１の表面３１ａは、タイミングチェーン１１が摺動する摺動面３１ａとなる。このシュー部３１の左右両側には、摺動面３１ａに沿って延びる立設案内部３１ｂがそれぞれ設けられている。立設案内部３１ｂは、タイミングチェーン１１が摺動面３１ａに沿って移動するように当該タイミングチェーン１１を案内する。

例えば、シュー部３１は、樹脂によって形成されている。ここでいう樹脂として、例えば、耐摩耗性、耐疲労性、耐熱性、耐油性、及び成形性に優れた樹脂が挙げられる。また、例えば、立設案内部３１ｂは、シュー部３１に一体成形されている。
本体部３２は、シュー部３１の裏面に、ある一定の高さをもって立設されている。これによって、本体部３２の上端部３２ａも、シュー部３１の上端部３１ｃに対して外側（図３で左側）に突出している。そして、本体部３２の上端部３２ａには、外側寄りに、前記固定ボルト１６が挿通されるボルト挿通用孔３２ｂが形成されている。また、本体部３２の下端部３２ｃは、チェーンアジャスタ１７が当接される部位となる。

例えば、このような本体部３２は、アルミニウム又は樹脂によって形成されている。また、本体部３２を樹脂によって形成する場合には、本体部３２は、シュー部３１（立設案内部３１ｂを含む）と一体成形されても良い。
このようなチェーンテンショナ３０には、摺動面３１ａにオイルを供給するための構造として、図４乃至図６に示すように、オイル受け部３３、オイル通路３４、及びオイル出口孔３５が設けられている。

すなわち、本体部３２の上端面３２ｄは、略水平面となっており、オイル受け部３３は、図５及び図６に示すように、その本体部３２の上端面３２ｄに、前後左右が周壁で区画された凹溝として形成されている。本実施形態では、図６に示すように、オイル受け部３３は、平面視で略長方形状をなしている。そして、オイル受け部３３は、底面でオイル通路３４に繋がっている。そのオイル通路３４は、シュー部３１の背面で当該シュー部３１に沿って上下方向に延びている。一方、図４及び図５に示すように、シュー部３１には、摺動面３１ａに貫通するオイル出口孔３５が複数形成されている。例えば、オイル出口孔３５は、略等間隔となるように４箇所形成されている。そして、オイル出口孔３５は、シュー部３１の背面に沿って延びるオイル通路３４に繋がっている。

なお、オイル出口孔３５の形成位置、形成個数については、図４乃至図６に示す例に限定されないことは言うまでもない。例えば、オイル出口孔３５は、摺動面３１ａにおいてタイミングチェーン１１の摺動方向とは反対方向の他端部（すなわち、タイミングチェーン１１が摺動し始める端部）に１箇所設けられても良い。

次に、チェーンガイド２０の構成の具体例を図７乃至図１０を用いて説明する。
ここで、図７は、チェーンガイド２０の側面図である。図８は、チェーンガイド２０の正面図である。図９は、図８に示す矢示Ｃ−Ｃのチェーンガイド２０の断面図である。図１０は、図８に示す矢示Ｄから見たチェーンガイド２０の上面図である。
図７乃至図９に示すように、チェーンガイド２０は、略薄板形状をなし緩やかに湾曲しつつ上下方向に延びる略薄板形状のシュー部２１と、シュー部２１の裏面に立設された本体部２２とを有している。

シュー部２１の表面２１ａは、タイミングチェーン１１が摺動する摺動面２１ａとなる。このシュー部２１の左右両側には、摺動面２１ａに沿って延びる立設案内部２１ｂがそれぞれ設けられている。立設案内部２１ｂは、タイミングチェーン１１が摺動面２１ａに沿って移動するように当該タイミングチェーン１１を案内する。
例えば、シュー部２１は、樹脂によって形成されている。ここでいう樹脂として、例えば、耐摩耗性、耐疲労性、耐熱性、耐油性、及び成形性に優れた樹脂が挙げられる。また、例えば、立設案内部２１ｂは、シュー部２１に一体成形されている。

本体部２２は、シュー部２１の裏面に、ある一定の高さをもって立設されている。特に、本体部２２の上端部２２ａ、中間部２２ｂ、及び下端部２２ｃは、他の部位よりも高くなっている（すなわち、図７及び図９で右側に突出している）。そして、本体部２２のこれら上端部２２ａ、中間部２２ｂ、及び下端部２２ｃには、前記固定ピン１５が挿通されるピン挿通用孔２２ｄがそれぞれ形成されている。

例えば、このような本体部２２は、アルミニウム又は樹脂によって形成されている。また、本体部２２を樹脂によって形成する場合には、本体部２２は、シュー部２１（立設案内部２１ｂを含む）と一体成形されても良い。
そして、このようなチェーンガイド２０には、チェーンテンショナ３０と同様に、摺動面２１ａにオイルを供給するための構造として、オイル受け部２３、オイル通路２４、及びオイル出口孔２５が設けられている。

すなわち、本体部２２の上端面２２ｅは、略水平面となっており、オイル受け部２３は、図９及び図１０に示すように、その本体部２２の上端面２２ｅに、前後左右が周壁で区画された凹溝として形成されている。本実施形態では、図１０に示すように、オイル受け部２３は、平面視で略長方形状をなしている。そして、オイル受け部２３は、底面でオイル通路２４に繋がっている。そのオイル通路２４は、シュー部２１の背面で当該シュー部２１に沿って上下方向に延びている。一方、図８及び図９に示すように、シュー部２１には、摺動面２１ａに貫通するオイル出口孔２５が複数形成されている。例えば、オイル出口孔２５は、略等間隔となるように４箇所形成されている。そして、オイル出口孔２５は、シュー部２１の背面に沿って延びるオイル通路２４に繋がっている。

なお、オイル出口孔２５の形成位置、形成個数については、図８乃至図１０に示す例に限定されないことは言うまでもない。例えば、オイル出口孔２５は、摺動面２１ａにおいてタイミングチェーン１１の摺動方向とは反対方向の他端部（すなわち、タイミングチェーン１１が摺動し始める端部）に１箇所設けられても良い。

次に、本実施形態における作用等を説明する。
チェーン室１４でオイルが飛散すると、そのオイルは、チェーンテンショナ３０の上端面３３ｄに設けたオイル受け部３３によって収集される。そして、オイル受け部３３によって収集されたオイルは、オイル通路３４に流れ落ちて当該オイル通路３４に繋がっているオイル出口孔３５を介してチェーンテンショナ３０の摺動面３１ａに直接供給される。

チェーンガイド２０でも同様に、チェーン室１４で飛散するオイルは、チェーンガイド２０の上端面２２ｅに設けたオイル受け部２３によって収集される。そして、オイル受け部２３によって収集されたオイルは、オイル通路２４に流れ落ちて当該オイル通路２４に繋がっているオイル出口孔２５を介してチェーンガイド２０の摺動面２１ａに直接供給される。

本実施形態では、以上のようなチェーンテンショナ３０及びチェーンガイド２０のオイル潤滑構造によって、チェーンテンショナ３０やチェーンガイド２０におけるタイミングチェーン１１の摺動面２１ａ，３１ａに絶えずオイルを供給できるようになるため、チェーンテンショナ及びチェーンガイドにおけるタイミングチェーンの潤滑性能の向上を図ることができる。

また、オイル受け部２３，３３、オイル通路２４，３４、及びオイル出口孔２５，３５によって構成されるオイル供給構造は、簡単な構造であるため、オイル通路２４，３４の設定（例えば、通路径、通路長さ）やオイル出口孔２５，３５の設定（例えば、孔径、配置数、配置位置）が適切に行われることで、潤滑性や冷却性を向上させたい箇所に重点的にオイルを容易に供給することができる。

また、本実施形態では、シリンダヘッド２やシリンダブロック３に形成された図示しないオイルギャラリーとオイル通路２４，３４とを繋げて、当該オイルギャラリーからオイル通路２４，３４にオイルを導くこともできる。
また、前述の実施形態の説明では、チェーンガイド２０は、例えば、案内部を構成する。また、チェーンテンショナ３０は、例えば、張力付与部を構成する。また、オイル出口孔２５は、例えば、貫通孔を構成する。

また、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項１により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

１ エンジン、７ 吸気側カムスプロケット、８ 排気側カムスプロケット、１０ クランクスプロケット、１１ タイミングチェーン、１４ チェーン室、２０ チェーンガイド、２１ａ，３１ａ 摺動面、２３、３３ オイル受け部、２４，３４ オイル通路、２５，３５ オイル出口孔、３０ チェーンテンショナ

Claims (1)

1. 内燃機関のクランク軸に取り付けられたクランクスプロケット及び前記内燃機関のカム軸に取り付けられたカムスプロケットに巻き掛けられたタイミングチェーンの外周の一辺に沿って前記タイミングチェーンを摺動させて案内する案内部が配置されかつ前記タイミングチェーンの外周の別の一辺に沿って前記タイミングチェーンを摺動させて案内しつつ前記タイミングチェーンに張力を付与する張力付与部が配置されるタイミングチェーンの潤滑構造において、
   前記案内部及び前記張力付与部の少なくとも一方は、
   上端面に設けられた凹形状のオイル受け部と、
   前記タイミングチェーンの摺動面の裏面側に前記摺動面に沿って配置され前記オイル受け部に繋がるオイル通路と、
   前記オイル通路に繋がるとともに前記摺動面に貫通する貫通孔と、
   を有することを特徴とするタイミングチェーンの潤滑構造。

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