JP2017201189A - Tensioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンのタイミングチェーンに張力を付与するためのテンショナに関し、特に、テンショナのハウジングをシリンダヘッドなどに締結する構造に係る。 The present invention relates to a tensioner for applying tension to a timing chain of an engine, and more particularly to a structure for fastening a tensioner housing to a cylinder head or the like.
従来より、例えば車両に搭載されるエンジンでは、吸気弁や排気弁を駆動する動弁系のカムシャフトがシリンダヘッドに配設され、タイミングチェーンにより駆動されるようになっている。例えば特許文献1に記載のエンジンでは、クランクシャフトの駆動スプロケットとカムシャフトの従動スプロケットとの間にタイミングチェーンが巻き掛けられて、クランクシャフトの回転力をカムシャフトに伝達する。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in an engine mounted on a vehicle, a valve-operated camshaft that drives an intake valve and an exhaust valve is disposed on a cylinder head and is driven by a timing chain. For example, in the engine described in
そして、そのタイミングチェーンの張力を適正に維持するために、その緩み側に摺接するようにメインアーム(可動ガイド)を押し付けるテンショナ(同文献ではテンショナリフタと呼称)が配設されている。このテンショナは、タイミングチェーンの緩み側に可動ガイドを押し当てるプランジャと、このプランジャを可動ガイドに向かって進退可能に保持するハウジングとを備えており、ハウジングはシリンダヘッドの前側壁面に2本のボルトで締結されている。 In order to properly maintain the tension of the timing chain, a tensioner (referred to as a tensioner lifter in the same document) that presses the main arm (movable guide) so as to be in sliding contact with the loose side is provided. The tensioner includes a plunger that presses the movable guide against the loose side of the timing chain, and a housing that holds the plunger so as to be able to advance and retract toward the movable guide. The housing has two bolts on the front side wall surface of the cylinder head. It is concluded with.
ところで、一般的に車両に搭載される多気筒エンジンにおいては、各気筒の間欠的な燃焼によってクランクシャフトに回転変動が生じており、これにより駆動されるタイミングチェーンの張力が変動することに起因して、いわゆる弦振動(横振動)が発生する。そして、本発明の実施の形態に係る図4を参照して説明すると、同図に模式的に示すように、クランクスプロケット4aとカムスプロケット5a,6aとの間で共振によってタイミングチェーン7の振幅が大きくなる「腹」の部位と、振幅が小さくなる「節」の部位とが表れる。
By the way, in a multi-cylinder engine generally mounted on a vehicle, the crankshaft undergoes rotational fluctuations due to intermittent combustion of each cylinder, and this is caused by fluctuations in the tension of the timing chain that is driven. Thus, so-called string vibration (transverse vibration) occurs. Then, referring to FIG. 4 according to the embodiment of the present invention, as schematically shown in FIG. 4, the amplitude of the
そこで、タイミングチェーン7の緩み側スパン7bにおいて振幅の「腹」の部位にテンショナ9を配設し、可動ガイド8bを押し当てるようにすれば、タイミングチェーン7の横振動を効果的に抑えることができる。こうすれば、タイミングチェーンに付与する張力は小さめでよいので、機械的な損失を軽減できるとともに、タイミングチェーンの強度を高めるためにその幅が拡大したり、重量が徒に増大したりするという弊害を避けることができる。
Therefore, if the
しかしながら、そうして振幅の「腹」の部位に可動ガイドを押し当てようとすると、テンショナをシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に跨るように配置しなければならない場合がある。この場合には通常、テンショナのハウジングを、上側の締結部位においてシリンダヘッドに締結するとともに、下側の締結部位においてシリンダブロックに締結することになる。 However, if the movable guide is pressed against the portion of the “belly” amplitude, the tensioner may have to be disposed so as to straddle between the cylinder head and the cylinder block. In this case, the housing of the tensioner is usually fastened to the cylinder head at the upper fastening portion and fastened to the cylinder block at the lower fastening portion.
このようにテンショナのハウジングをシリンダヘッドおよびシリンダブロックにそれぞれ締結すると、両者の熱膨張差に起因して以下のような不具合が生じる。すなわち、熱膨張量は一般的にシリンダヘッドの方が大きいので、図7には模式的に、かつ誇張して示すようにハウジング90が斜めになってしまい、締結部位に無理な力がかかるようになる。このため、締結ボルト13,14の緩みが発生し易くなり、また、締結部位の周囲でハウジング90に亀裂を生じるおそれもある。
When the tensioner housing is fastened to the cylinder head and the cylinder block in this way, the following problems occur due to the difference in thermal expansion between the two. That is, since the amount of thermal expansion is generally larger in the cylinder head, the
なお、図示はしないが、仮にシリンダヘッドの下部から下方に突出するように被締結部を設けて、ハウジングの第2の締結部位をシリンダブロックではなく、その被締結部に締結することも考えられるが、このようにシリンダヘッドの下方に突出する部分があると、シリンダヘッドの製造および搬送、組み立てなどの際に邪魔になってしまい、問題となる可能性がある。 Although not shown, it is also conceivable that a fastened portion is provided so as to protrude downward from the lower portion of the cylinder head, and the second fastening portion of the housing is fastened to the fastened portion instead of the cylinder block. However, if there is a portion protruding below the cylinder head in this way, it may become a problem during manufacture, transportation, assembly, etc. of the cylinder head, which may cause a problem.
かかる諸点に鑑みて本発明の目的は、エンジンのシリンダヘッドおよびシリンダブロックに跨るように配置するテンショナの取り付け構造に工夫を凝らして、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの熱膨張差に起因する不具合を抑制することにある。 In view of these points, an object of the present invention is to devise a mounting structure of a tensioner disposed so as to straddle the cylinder head and cylinder block of the engine, and to suppress problems caused by the difference in thermal expansion between the cylinder head and the cylinder block. There is.
前記の目的を達成するために本発明は、エンジンの動弁系のカムシャフトを駆動するタイミングチェーンに、所定の張力を付与するためのテンショナに係るものであって、前記タイミングチェーンの緩み側に可動ガイドを押し当てるプランジャと、このプランジャを可動ガイドに向かって進退可能に保持するハウジングと、を備えている場合に、このハウジングを第1の締結部位においてエンジンのシリンダヘッドに締結する一方、第2の締結部位においては、前記シリンダヘッドからシリンダブロックに跨って取り付けられているチェーンカバー部材に締結する構造とした。 In order to achieve the above object, the present invention relates to a tensioner for applying a predetermined tension to a timing chain for driving a camshaft of an engine valve system, and on the loose side of the timing chain. When a plunger that presses the movable guide and a housing that holds the plunger so as to advance and retract toward the movable guide are provided, the housing is fastened to the cylinder head of the engine at the first fastening portion, In the fastening part of 2, it was set as the structure fastened to the chain cover member attached ranging over the cylinder block from the said cylinder head.
前記の取り付け構造によると、本発明のテンショナは、そのハウジングが第1の締結部位においてシリンダヘッドに締結されている一方、第2の締結部位においてはシリンダブロックではなく、チェーンカバー部材に締結されているので、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの熱膨張差が大きくなっても、これによるハウジングの傾斜はあまり大きくはならない。 According to the above mounting structure, the tensioner of the present invention has its housing fastened to the cylinder head at the first fastening portion, while being fastened to the chain cover member instead of the cylinder block at the second fastening portion. Therefore, even if the thermal expansion difference between the cylinder head and the cylinder block increases, the inclination of the housing due to this does not become so large.
すなわち、タイミングチェーンを収容するチェーンカバー部材は通常、シリンダヘッドからシリンダブロックの下端部にまで設けられ、上下に長いことから、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの熱膨張差が大きくても、チェーンカバー部材の傾斜はあまり大きくはならないのである。このため、前記ハウジングの第1および第2の締結部位にかかる無理な力が小さくなって、締結ボルトの緩みが抑制されるとともに、ハウジングに亀裂を生じる心配も少なくなる。 That is, the chain cover member that accommodates the timing chain is usually provided from the cylinder head to the lower end of the cylinder block, and is long in the vertical direction. Therefore, even if the thermal expansion difference between the cylinder head and the cylinder block is large, the chain cover member The slope does not become too large. For this reason, an unreasonable force applied to the first and second fastening portions of the housing is reduced, and loosening of the fastening bolts is suppressed, and there is less fear of causing cracks in the housing.
前記のチェーンカバー部材として具体的には、タイミングチェーンの収容室を形成するインナーカバーおよびアウターカバーのうちのインナーカバーとすればよい。インナーカバーは例えばブローバイガスの通路やオイル落とし通路などが形成されるものであり、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの側壁面を覆うように設けられる。よって、シリンダヘッドに締結される前記ハウジングの第1の締結部位において、ボルトなどの締結部材はインナーカバーを貫通してシリンダヘッドに締結されることになる。 Specifically, the chain cover member may be an inner cover of an inner cover and an outer cover that form a storage chamber for the timing chain. The inner cover is formed with, for example, a blow-by gas passage and an oil dropping passage, and is provided so as to cover the side walls of the cylinder head and the cylinder block. Therefore, in the first fastening portion of the housing fastened to the cylinder head, a fastening member such as a bolt penetrates the inner cover and is fastened to the cylinder head.
以上、説明したように本発明に係るテンショナは、ハウジングをエンジンのシリンダヘッドおよびシリンダブロックに跨るように配置する場合に、第1の締結部位においてシリンダヘッドに締結する一方、第2の締結部位においては、チェーンカバー部材に締結するようにしたので、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの熱膨張差によって締結部位にかかる無理な力を小さくして、締結ボルトの緩みを抑制できるとともに、ハウジングに亀裂を生じる心配も少なくなる。 As described above, the tensioner according to the present invention is fastened to the cylinder head at the first fastening portion when the housing is disposed so as to straddle the cylinder head and the cylinder block of the engine, while at the second fastening portion. Since it is fastened to the chain cover member, it is possible to reduce the unreasonable force applied to the fastening part due to the difference in thermal expansion between the cylinder head and the cylinder block, thereby suppressing the loosening of the fastening bolts and causing the housing to crack. Less.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態は、例えば自動車などの車両に搭載されるガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明する。図1および図2に模式的に示すように、本実施の形態のエンジン100は、例えば4つのシリンダ1a(図2に破線で示す)が一列に並んで設けられたシリンダブロック1と、このシリンダブロック1の上部に取り付けられるシリンダヘッド2と、を備えている。シリンダブロック1の下部にはオイルパン3が取り付けられ、シリンダヘッド2の上部にはヘッドカバー10が取り付けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to a gasoline engine mounted on a vehicle such as an automobile will be described. As schematically shown in FIGS. 1 and 2, the
そうして4つのシリンダ1aが並ぶ方向(シリンダ列方向)の一側(図2の右側)には、図1に表れているように、クランクシャフト4の回転をタイミングチェーン7によってカムシャフト5,6に伝達する動弁系のドライブトレーンが配設されている。すなわち、各シリンダ1a内の燃焼室に連通するようにシリンダヘッド2には、図示しない吸気ポートおよび排気ポートが設けられ、これらを開閉する吸気弁および排気弁がそれぞれカムシャフト5,6によって駆動されるようになっている。
Then, on one side (right side in FIG. 2) in which the four
これらのクランクシャフト4およびカムシャフト5,6にはそれぞれ、スプロケット4a,5a,6aが取り付けられ、タイミングチェーン7が巻き掛けられている。そして、エンジン100の運転中にクランクシャフト4が図1の時計回りに回転し、これに同期してカムシャフト5,6が回転されて、吸気弁および排気弁がシリンダ1a毎それぞれの好適なタイミングで開閉されるようになっている。
そうして回転するクランクシャフト4のスプロケット4aによって引っ張られるタイミングチェーン7の張り側(図1の右側)では、その張力が相対的に大きくなり、反対の緩み側(図1の左側)では、タイミングチェーン7の張力が相対的に小さくなる。そこで、タイミングチェーン7の張り側スパン7aには固定ガイド8aを押し付ける一方、緩み側スパン7bには可動ガイド8bを押し付けて、所定の張力を付与するようになっている。
The tension is relatively increased on the tight side (right side in FIG. 1) of the
すなわち、可動ガイド8bは、その基端部(図1の下端部)がシリンダブロック1の支軸8cの周りに回動可能に支持されて、先端側(図1の上側)が揺動するようになっている。そして、この先端側の部分にテンショナ9のプランジャ91の先端部が回動可能に接続され、これによりタイミングチェーン7の弛み側スパン7bに向かって押圧されることにより、適正な張力を付与することができる。
That is, the
そのようなタイミングチェーン7を収容するチェーン収容室Cは、図1、2に表れているようにエンジン100のシリンダ列方向一側の端部に形成されている。本実施の形態では、シリンダヘッド2からシリンダブロック1に跨って取り付けられたインナーカバー11と、これに組み付けられるアウターカバー12(図2にのみ示す)との間に、チェーン収容室Cが形成されている。これらのインナーカバー11およびアウターカバー12がチェーンカバー部材である。
A chain housing chamber C for housing such a
前記のインナーカバー11は鉄やアルミニウムの合金製であって、シリンダヘッド2の上端付近からシリンダブロック1の下端付近まで配設され、図示しないが複数カ所において締結されている。インナーカバー11には、例えばブローバイガスの通路やオイル落とし通路などが形成されている。また、アウターカバー12も鉄やアルミニウムの合金製であって、インナーカバー11を覆うように配設されて、その外周部の複数カ所において締結されている。
The
本実施の形態のテンショナ9は公知のものであり、詳しい説明は省略するが、図3にも示すようにプランジャ91を収容して、可動ガイド8bに向かって進退可能に保持するハウジング90を備えている。このハウジング90には筒状のシリンダ部90aが形成され、図示しないがエンジン100の潤滑系統から供給される油圧を受けて、プランジャ91を進出させるようになっている。なお、図3においてはインナーカバー11を省略して、シリンダブロック1、シリンダヘッド2およびテンショナ9の位置関係を示している。
The
ところで、本実施の形態のエンジン100においては、複数のシリンダ1aにおける間欠的な燃焼によってクランクシャフト4に回転変動が生じており、これにより駆動されるタイミングチェーン7の張力が変動することに起因して、いわゆる弦振動(横振動)が発生する。すなわち、図4に模式的に示すように、スプロケット4a,5a,6aの間で共振によってタイミングチェーン7の振幅が大きくなる「腹」の部位と、振幅が小さくなる「節」の部位とが表れる。
By the way, in the
本実施の形態では、タイミングチェーン7の緩み側スパン7bにおける振幅の「腹」の部位を押圧することで、その横振動を効果的に抑えるようにしている。こうすれば、タイミングチェーン7に付与する張力は小さめでよく、機械的な損失を軽減できるとともに、タイミングチェーン7の強度を高めるためにその幅が拡大したり、重量が徒に増大したりするという弊害を避けることもできる。
In the present embodiment, the lateral vibration is effectively suppressed by pressing the “belly” portion of the amplitude in the
−チェーンテンショナの取り付け構造−
前記のようにタイミングチェーン7の振幅の「腹」の部位を押圧するためには、可動ガイド8bの先端側に接続するテンショナ9を、図1〜3に表れているようにシリンダヘッド2とシリンダブロック1との間に跨るように配置しなくてはならない。すなわち、テンショナ9のハウジング90においてシリンダ部90aは、プランジャ91が可動ガイド8bの先端側をその揺動方向に押圧するように配置されており、その上下それぞれにボス部90b,90cが設けられている。
-Chain tensioner mounting structure-
In order to press the “belly” portion of the amplitude of the
詳しくは図5にも示すように、ハウジング90においてシリンダ部90aの上方には、第1のボス部90b(第1の締結部位)が設けられ、その貫通孔に挿入される締結ボルト13が、インナーカバー11の貫通孔11aに挿通されてシリンダヘッド2の被締結部2aに締結されるようになっている。すなわち、締結ボルト13の軸部の外周面に形成された雄ねじが、被締結部2aのボルト穴の内周面に形成された雌ねじと螺合する。
Specifically, as shown also in FIG. 5, a
また、シリンダ部90aの下方には第2のボス部90c(第2の締結部位)が設けられ、その貫通孔に挿入される締結ボルト14は、インナーカバー11の被締結部11bに締結されるようになっている。すなわち、図5に表れているようにインナーカバー11の被締結部11bは、その裏側への膨出部内にボルト穴が形成され、このボルト穴の内周面に形成された雌ねじに、締結ボルト14の軸部外周面に形成された雄ねじが螺合する。
A
このようにテンショナ9のハウジング90が第1のボス部90bにおいてシリンダヘッド2に締結されている一方、第2のボス部90cにおいてはシリンダブロック1ではなく、(チェーン収容室Cの)インナーカバー11に締結されていることで、図6を参照して以下に説明するように、シリンダヘッド2およびシリンダブロック1の熱膨張差が大きくても、両者に跨るハウジング90に無理な力がかかり難くなっている。
Thus, the
すなわち、一般的にエンジンのシリンダヘッドは、高温になる排気マニホルドが取り付けられていることから、その熱膨張量がシリンダブロックに比べて大きくなる。このため、仮に本実施の形態においてテンショナ9のハウジング90をシリンダヘッド2およびシリンダブロック1にそれぞれ締結すると、図7には模式的に、かつ誇張して示すように、熱膨張差によってハウジング90が斜めになってしまい、ボス部90b,90cに無理な力がかかることから、締結ボルト13,14の緩みが発生し易くなり、また、ハウジング90に亀裂を生じるおそれがあった。
In other words, the cylinder head of an engine is generally provided with an exhaust manifold that has a high temperature, so that the amount of thermal expansion is larger than that of the cylinder block. Therefore, if the
これに対して本実施の形態では、ハウジング90の第2のボス部90cをシリンダブロック1ではなく、インナーカバー11に締結しているので、図6には模式的に、かつ誇張して示すように、シリンダヘッド2との熱膨張差によるハウジング90の傾斜が小さくなって、前記の不具合が抑制される。これは、インナーカバー11がシリンダヘッド2の上端付近からシリンダブロック1の下端付近まで配設されていて、上下方向に長いからである。
On the other hand, in the present embodiment, the
以上、説明したように本実施の形態に係るテンショナ9は、そのハウジング90をエンジン100のシリンダヘッド2およびシリンダブロック1に跨るように配置する場合に、第1のボス部90bにおいてシリンダヘッド2に締結する一方、第2のボス部90cにおいては、チェーン収容室Cを構成するインナーカバー11に締結するようにしたので、シリンダヘッド2およびシリンダブロック1の熱膨張差が大きくなっても、第1および第2のボス部90b,90cにかかる無理な力が小さくなる。よって、締結ボルト13,14の緩みを抑制でき、ハウジング90に亀裂を生じる心配も少なくなる。
As described above, the
−他の実施の形態−
本発明は、上述した実施の形態の記載に限定されるものではない。例えば前記の実施形態では、自動車用のエンジン100のテンショナ9について説明したが、これに限ることはなく、例えば自動車以外の車両や船舶などの乗り物に搭載されるエンジン、若しくは定置型のエンジンに装備されるテンショナにも本発明は適用可能である。
-Other embodiments-
The present invention is not limited to the description of the embodiment described above. For example, in the above-described embodiment, the
また、前記実施の形態のようにテンショナ9の第1のボス部90bの締結ボルト13を、インナーカバー11を貫通させてシリンダヘッド2に締結する必要もなく、インナーカバー11を避けるようにしてシリンダヘッド2に締結してもよい。
In addition, the
本発明は、エンジンのシリンダヘッドおよびシリンダブロックに跨るようにテンショナを配置しても、熱膨張差に起因する不具合を抑制することができるものであり、例えば自動車用のエンジンに適用して有益である。 Even if the tensioner is disposed so as to straddle the cylinder head and the cylinder block of the engine, the present invention can suppress a problem due to a difference in thermal expansion, and is useful when applied to, for example, an automobile engine. is there.
1 シリンダブロック
2 シリンダヘッド
5,6 動弁系のカムシャフト
7 タイミングチェーン
8b 可動ガイド
9 テンショナ
90 ハウジング
90b 第1のボス部(第1の締結部位)
90c 第2のボス部(第2の締結部位)
91 プランジャ
11 インナーカバー(チェーンカバー部材)
100 エンジン
DESCRIPTION OF
90c 2nd boss | hub part (2nd fastening site | part)
91
100 engine
Claims (1)
前記タイミングチェーンの緩み側に可動ガイドを押し当てるプランジャと、このプランジャを可動ガイドに向かって進退可能に保持するハウジングと、を備えており、
前記ハウジングが第1の締結部位においてエンジンのシリンダヘッドに締結されているとともに、第2の締結部位においては、前記シリンダヘッドからシリンダブロックに跨って取り付けられたチェーンカバー部材に締結されている、ことを特徴とするテンショナ。 A tensioner for applying a predetermined tension to a timing chain that drives a camshaft of an engine valve system,
A plunger that presses the movable guide against the loose side of the timing chain, and a housing that holds the plunger movably toward the movable guide;
The housing is fastened to the cylinder head of the engine at the first fastening portion, and is fastened to a chain cover member attached across the cylinder block from the cylinder head at the second fastening portion. Tensioner characterized by.
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