JP2871339B2 - タイミングベルトケース内冷却装置 - Google Patents

タイミングベルトケース内冷却装置

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JP2871339B2
JP2871339B2 JP4248068A JP24806892A JP2871339B2 JP 2871339 B2 JP2871339 B2 JP 2871339B2 JP 4248068 A JP4248068 A JP 4248068A JP 24806892 A JP24806892 A JP 24806892A JP 2871339 B2 JP2871339 B2 JP 2871339B2
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timing belt
case
belt case
cooling
cooling device
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秀男 永長
徳彦 中村
豊一 梅花
学 立野
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • F02B67/04Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus
    • F02B67/06Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus driven by means of chains, belts, or like endless members

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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのタイミング
ベルトケース内冷却装置に関し、詳細には、カムシャフ
ト端部に取り付けた冷却ファンによりタイミングベルト
ケース内に冷却空気を導入する強制冷却式のタイミング
ベルトケース内冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりエンジンのカムシャフト駆動用
にタイミングベルトを用いる場合には水やほこり等の異
物のベルトへの付着を防止するためにベルト駆動部の周
囲をタイミングベルトケースで覆い、タイミングベルト
を保護するのが一般的である。しかし、タイミングベル
トケースでベルト駆動部を完全に密封した場合、エンジ
ンの熱によりタイミングベルトケース内の雰囲気温度は
非常に高くなりタイミングベルトの耐久性が著しく低下
する恐れがある。このため、タイミングベルトケースに
通風孔を設けて自然換気によりケース内温度を低下させ
る方法がとられている。
【0003】ところが、通風孔を設けたことによりタイ
ミングベルトケース内温度はある程度まで下がり、タイ
ミングベルトの耐久性が問題になる事態は防止できるも
のの、通風孔のみではケース内温度を更に低下させてタ
イミングベルトの寿命を現状より大幅に延長することは
困難である。例えば、一般的には通風孔による自然換気
のみの場合、タイミングベルトケース内最高温度は90
℃程度になる。ケース内温度をこれより数℃下げればタ
イミングベルトの寿命は大幅に向上することが分かって
いるが通風孔のみではケース内最高温度をこれより低く
することは困難である。
【0004】また、タイミングベルトケースに通風孔を
設けた場合、走行中の泥はねや雨などによりタイミング
ベルトケース内に水や異物が侵入する場合があり、ベル
トへの異物付着防止効果が十分に得られない問題があ
る。上記問題を解決してタイミングベルトの寿命を向上
させるために、タイミングベルトケース内に外部から冷
却空気を積極的に導入してケース内を強制冷却する冷却
装置が考案されている。
【0005】例えば、この種の冷却装置としては、エン
ジンのカムシャフト端に取り付けた羽根車をタイミング
ベルトケース内に配置し、この羽根車によりタイミング
ベルトケース内に強制的に外気を取り入れてケース内の
冷却を行うようにしたものがある(昭和61年1月30
日発行、トヨタ技術公開集第0549号参照)。上記冷
却装置では、タイミングベルトケースを密閉構造として
外部からの異物の侵入を防止するとともに、羽根車から
冷却空気がタイミングベルトケース内を縦断して流れる
位置に(即ちタイミングベルトケース下部に)空気の流
出口を設け、さらにケース内の冷却空気の流れに沿って
放熱板を配置してタイミングベルトケース内の冷却を図
っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述の冷却装置では、
強制冷却を行うことによりタイミングベルトケース内の
平均温度を従来より低下させることができるが、上述の
構成ではタイミングベルトケース内の熱気を効率的に排
出することはできず、ケース内に局所的に高温になる部
分が生じる場合がある。
【0007】即ち、通常、カムシャフトはシリンダヘッ
ド上部に配置されているため、カムシャフト端の冷却空
気導入用羽根車位置もタイミングベルトケース上部に位
置することになり、冷却空気はタイミングベルトケース
上部でケース内に吐出される。このため、空気出口はタ
イミングベルトケース下部に配置する必要があり、冷却
空気はケース上部から下部に向けて流れることになる。
従って、羽根車より高い位置では空気の流動が生じず、
タイミングベルトケース上部に滞留した熱気が排出され
ないためタイミングベルトケース上部に局所的高温部が
生じ、温度低減が不十分になる傾向がある。
【0008】また、上述の冷却装置は、タイミングベル
トケース内の雰囲気温度を下げることは可能だが、その
他の補機類を積極的に冷却することはできない。例え
ば、カムシャフトと共にタイミングベルトにより駆動さ
れる燃料噴射ポンプは運転中、エンジンからの熱伝達や
ポンプ自体の発熱により80℃以上もの高温になってい
るが、燃料噴射ポンプの温度が過度に上昇すると、ポン
プにより供給される燃料が加熱されて燃料配管内に燃料
油蒸気の気泡が発生しベーパロックを生じたり、ポンプ
自体の耐久性が低下する恐れがある。このため、燃料噴
射ポンプなどの補機類の過度の温度上昇を抑えるために
も何らかの冷却手段を設けることが好ましい。
【0009】本発明は、上記問題を解決し、タイミング
ベルトケース上部に熱気が滞留せず、ケース内を均一に
冷却可能なタイミングベルトケース内冷却装置を提供す
ることを目的とする。更に、本発明は、上記に加え、タ
イミングベルトにより駆動される燃料噴射ポンプの冷却
をも可能とするタイミングベルトケース内冷却装置を提
供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、エンジ
ン上部に配置したカムシャフトにファンを設け、タイミ
ングベルトケース内に冷却空気を導入するタイミングベ
ルトケース内冷却装置において、前記ファンの空気吐出
口からタイミングベルトケース内下部に延びるダクトを
設け、冷却空気をケース内下部に吐出すると共に、タイ
ミングベルトケース上部と下部にそれぞれ外部と連通す
る換気孔を設けたことを特徴とするタイミングベルトケ
ース内冷却装置が提供される。
【0011】更に、本発明によれば、前記ダクトの冷却
空気出口を、燃料噴射ポンププーリに冷却空気を導く位
置に配置し、燃料噴射ポンプをも冷却可能としたタイミ
ングベルトケース内冷却装置が提供される。
【0012】
【作用】冷却空気は、ダクトを通ってタイミングベルト
ケース内下部に吐出され、タイミングベルトケース上部
と下部とに設けられた換気孔から外部に排出されるた
め、タイミングベルトケース上部に滞留する熱気が効果
的に外部に排出され、ケース内部に局所的高温部が生じ
ない。更に、上記ダクトの冷却空気吐出口を、燃料噴射
ポンプ駆動用プーリに冷却空気が当たる位置に配置する
ことにより、プーリを介して燃料噴射ポンプが冷却され
るのでポンプ自体の過度の温度上昇が抑制される。
【0013】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。図1は本発明のタイミングベルトケース内冷
却装置の実施例を示す側面断面図である。図1におい
て、1はエンジンのシリンダヘッド、2はシリンダヘッ
ドに設けられたカムシャフト、3はカムシャフト駆動用
のカムシャフトプーリ、4はエンジンのクランク軸、5
はクランク軸前端に取り付けられたクランクプーリ、7
は燃料噴射ポンプを駆動するための燃料噴射ポンププー
リを示している。クランク軸4の回転はクランクプーリ
5からタイミングベルト6を介してカムシャフトプーリ
3と燃料噴射ポンププーリ7とに伝達され、カムシャフ
ト2と燃料噴射ポンプとを回転させる。
【0014】また、図に10で示すのは、カムシャフト
プーリ3の前端に取着された冷却ファンである。冷却フ
ァン10は、本実施例では遠心ファンが用いられてお
り、ファンのボス部10aをカムシャフトプーリ3の前
端に圧入することによりカムシャフトプーリ3を介して
カムシャフト2に取り付けられる。また、エンジン前面
部には、カムシャフトプーリ3、クランクプーリ5、冷
却ファン10及びタイミングベルト6を覆うタイミング
ベルトカバー11が設けられており、エンジン前面部と
共に密閉式のタイミングベルトケース20を形成してい
る。タイミングベルトカバー11の内面には、カバー1
1をエンジン前面に取り付けた時に冷却ファン10の周
囲を覆いファンケーシングを形成する環状突起と、該フ
ァンケーシングの冷却空気吐出口に接続する管状のダク
トが一体に形成されている。
【0015】図2は、タイミングベルトカバー11を取
り除いた状態のエンジン前面を図示したもので、ファン
10及び燃料噴射ポンププーリ7とタイミングベルトカ
バー11内面のファンケーシング及びダクトとの位置関
係を示すため、ファンケーシング14とダクト15の位
置を書き入れてある。図示のように、ダクト15は、フ
ァンケーシング14の吐出口16から下方に延びて燃料
噴射ポンププーリ7部分で冷却空気をケーシング内に吐
出するようになっている。
【0016】又、図1に示すように、タイミングベルト
カバー11にはファン10の空気吸入口17が設けられ
ている。空気吸入口17は、吸入ダクト18を介して図
示しないエンジン吸気管のエアクリーナとスロットル弁
との間の部分に接続されており、エアクリーナで濾過し
た空気をタイミングベルトケース内に供給できるように
なっている。また、図には示していないが、吸入ダクト
18には逆止弁が設けられており、エンジン吸気管内圧
力が大きな負圧になった場合でもタイミングベルトケー
ス内の空気がエンジン吸気管に逆流するのを防止してい
る。また、エンジン高回転時に冷却ファン10の回転が
上昇してエンジン吸気管からの取り出し空気量が過大に
なるのを防ぐために、吸入ダクト18に絞り弁を設けて
エンジン回転数に応じて吸入ダクト18を絞るようにし
てもよい。
【0017】次に、図3にタイミングベルトカバー11
の構造を示す。図3は、図1におけるIII-III 方向の矢
視図であり、位置関係を明確にするためにカバー裏側の
ファンケーシング14、ダクト15、冷却ファン10、
燃料噴射ポンププーリ7等の位置を記入して示してあ
る。図3において、タイミングベルトカバー11は、ア
ッパカバー11aとロワカバー11bとの二分割構造と
され、ボルト穴19a〜19eでエンジン前面にボルト
留めされる。取り付け部のシール性を確保するために、
タイミングベルトカバー11とエンジン前面との間には
ガスケット21が介装されている。また、組付け精度を
上げてファンケーシング14と冷却ファン10との間の
円周方向のクリアランスを精度良く保持できるように位
置決めピン用のピン穴20a〜20bが設けられ、エン
ジン側の位置決めピンと協働してタイミングベルトカバ
ー11を定位置に保持するようにされている。
【0018】また、タイミングベルトカバー11には、
その上部と下部に外部と連通する換気孔25、26がそ
れぞれ設けられている。換気孔25、26には、雨や泥
はね等により水や異物がタイミングベルトケース内に侵
入するのを防ぐため、図示のような形状の邪魔板25
a,26aがそれぞれ設けられている。次に、本発明の
冷却装置の作用を説明する。
【0019】エンジンが回転すると、クランク軸4の回
転は、タイミングベルト6を介してカムシャフトプーリ
に伝達され、カムシャフトプーリに取着された冷却ファ
ン10が回転して吸入ダクト18から空気を吸い込み、
タイミングベルトカバー11内面に一体に形成されたダ
クト15に空気を吐出する。空気は、ダクト15により
タイミングベルトケース下方に導かれて、燃料噴射ポン
ププーリ7近傍でダクト15の吐出口16からタイミン
グベルトケース内下部に吐出される。ダクト15から吐
出された冷却空気はの一部はケース内を縦断して上方に
流れ、上部換気孔25からタイミングベルトケース外部
に排出される。このため、タイミングベルトケース内の
熱気は上部換気孔25から冷却空気とともに外部に排出
され、上部に滞留することがないので、タイミングベル
トケース上部に局所的高温部が生じない。
【0020】また、走行中タイミングベルトケース内は
冷却空気により、常に正圧に保持されるため、外部から
水やほこり等の異物が侵入することを防止でき、更に、
エンジンからタイミングベルトケース内ににじみ出た水
や油、或いはタイミングベルトの磨耗粉等の異物も下部
換気孔26から冷却空気により押し出され、タイミング
ベルトケース外に排出されるのでタイミングベルトケー
ス内部を清浄に保つことができる。
【0021】更に、本実施例では、冷却空気ダクト15
の吐出口16は、燃料噴射ポンププーリ7に直接冷却空
気が当たる位置に開口しているため、燃料噴射ポンプの
熱がプーリ7を介して冷却空気に奪われ、燃料噴射ポン
プの過度の温度上昇が防止される。また、タイミングベ
ルトケース上部と下部にそれぞれ換気孔25、26を設
けたことにより、エンジン停止後も自然対流によりタイ
ミングベルトケース内に下部換気孔25から上部換気孔
26に向かう空気流が生じるので、例えば高速走行後に
エンジンを停止したような場合でもタイミングベルトケ
ース内の温度は大幅に上昇することがない。
【0022】更に、冷却ファン10の材料に熱伝導の良
好な金属を使用すれば、カムシャフトを介して冷却ファ
ン10からシリンダヘッドの熱を放散させることができ
るため、シリンダヘッドの冷却効果が向上し、エンジン
のノッキング防止と吸入空気量増大による性能向上とを
図ることができる。
【0023】
【発明の効果】本発明のタイミングベルトケース内冷却
装置は、上述のように構成したことにより、局所的高温
部を生じることなくタイミングベルトケース内を均一に
冷却することができるため、タイミングベルトの寿命を
大幅に向上させることができる効果を奏する。また、本
発明のタイミングベルトケース内冷却装置によれば、燃
料噴射ポンプをも同時に冷却することができるため、ポ
ンプの過度の温度上昇を防止することができる効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のタイミングベルトケース内冷却装置の
実施例を示す断面図である。
【図2】タイミングベルトケース内部の構成を示す図で
ある。
【図3】タイミングベルトカバーの構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
1…シリンダヘッド 2…カムシャフト 3…カムシャフトプーリ 4…クランク軸 5…クランクプーリ 6…タイミングベルト 7…燃料噴射ポンププーリ 10…冷却ファン 10a…ボス 11…タイミングベルトカバー 11a…アッパカバー 11b…ロワカバー 14…ファンケーシング 15…ダクト 16…吐出口 17…空気吸入口 18…吸入ダクト 19a〜19e…ボルト穴 20…タイミングベルトケース 20a,20b…ピン穴 21…ガスケット 25,26…換気孔 25a,26a…邪魔板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立野 学 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−309729(JP,A) 特開 平3−130523(JP,A) 特開 平5−149133(JP,A) 実開 昭63−98429(JP,U) 実開 昭63−121719(JP,U) 実開 昭61−36489(JP,U) 実開 昭62−111927(JP,U) 実開 昭61−179323(JP,U) 実開 昭62−74169(JP,U) 実開 昭63−2865(JP,U) 実開 平4−132444(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01P 1/06 F02B 67/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン上部に配置したカムシャフトに
    ファンを設け、タイミングベルトケース内に冷却空気を
    導入するタイミングベルトケース内冷却装置において、
    前記ファンの空気吐出口からタイミングベルトケース内
    下部に延びるダクトを設け、冷却空気をケース内下部に
    吐出すると共に、タイミングベルトケース上部と下部に
    それぞれ外部と連通する換気孔を設けたことを特徴とす
    るタイミングベルトケース内冷却装置。
  2. 【請求項2】 前記ダクトの冷却空気出口を、燃料噴射
    ポンププーリに冷却空気を導く位置に配置したことを特
    徴とする請求項1に記載のタイミングベルトケース内冷
    却装置。
JP4248068A 1992-09-17 1992-09-17 タイミングベルトケース内冷却装置 Expired - Lifetime JP2871339B2 (ja)

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