JP5220167B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関において動弁系伝動機構を収容するタイミング室を構成するタイミングカバーの構造に関する。

シリンダブロックの側壁をタイミングカバーにより覆ったタイミング室内にチェーンを媒介とする動弁系伝動機構が設けられ、同伝動機構の駆動軸であるクランクシャフトのタイミングカバーを貫通した端部に補機プーリが結合された例がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−４２５７１号公報

特許文献１に記載されたものは、タイミング室内のオイルポンプのメンテナンス用の作業用開口をタイミングカバーに形成し、同作業用開口を蓋部材で塞いでいる。

蓋部材は、その周縁の取付孔をタイミングカバーの作業用開口の周縁のボルト孔に合わせてボルトにより締結するようになっている。

しかしながらこの蓋部材の配置および周縁の取付孔の位置などについてタイミング室外の補機プーリおよび同補機プーリに巻き掛けられる補機ベルトとの位置関係が考慮されておらず重なっている。

したがって蓋部材を外して作業を行おうとすると、まず補機ベルトの巻き掛けを取り外し、さらに補機プーリをクランクシャフトから外してからでないと、蓋部材を取り外すことができず作業性が極めて悪かった。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、タイミング室内のテンショナ本体のメンテナンス等の作業性に優れたタイミングカバー構造を供する点にある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
クランクシャフト(5)の回転をタイミングチェーン(10)またはタイミングベルトを介してカムシャフト(8)に伝達する動弁系伝動機構が、シリンダブロック(2)とタイミングカバー(4)とで構成されるタイミング室(40)内に設けられ、
前記タイミングカバー(4)を貫通した前記クランクシャフト(5)の前記タイミング室(40)外に補機ベルト(51)または補機チェーンが巻き掛けられた補機プーリ(50)または補機スプロケットが結合され、
前記タイミング室(40)内に機能部材(27)が配設され、
前記タイミングカバー(4)の前記機能部材(27)に対応する部分に設けられた作業用の開口(45)が蓋部材(15)により閉塞され、
前記蓋部材(15)の周縁のボルト(16)による複数の取付部(15c)の全ては、前記補機プーリ(50)または補機スプロケットおよび前記補機ベルト(51)または補機チェーンと重ならない位置に設けられ、
前記機能部材(27)は、前記タイミングチェーン(10)またはタイミングベルトにテンションを与えるシュー(25)を押圧するテンショナ本体(27)であり、
前記作業用の開口(45)の縁取り部(45a)の一部は、前記タイミングカバー(4)の側縁部ともなって、該タイミングカバー(4)の側縁部ともなる前記作業用の開口(45)の縁取り部(45a)の一部に、前記蓋部材(15)の取付部(15c)の一部が重ね合わされ、
前記蓋部材(15)の取付部(15c)の一部は、前記シリンダブロック(2)に前記タイミングカバー(4)とともにボルト(16)により共締めされることを特徴とする内燃機関のタイミングカバー構造。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関のタイミングカバー構造において、
前記蓋部材(15)の周縁のボルト(16)による取付部(15c)は、前記補機ベルト(51)または補機チェーンの無端ループの外側に設けられることを特徴とする。

請求項１記載の内燃機関のタイミングカバー構造によれば、機能部材(27)を覆う蓋部材(15)の複数の取付部(15c)の全てが、補機プーリ(50)または補機スプロケットおよび補機ベルト(51)または補機チェーンと重ならない位置に設けられているので、機能部材(27)のメンテナンスの際に、補機ベルト(51)または補機チェーンおよび補機プーリ(50)または補機スプロケットを取り外すことなく、蓋部材(15)のボルトを抜いて蓋部材(15)を取り外すことができ、作業性が極めて良い。
ここに機能部材(27)にはオイルポンプ等の補機類を含み、ここに使用されるボルトはねじを含む意味である。

テンショナ本体(27)のメンテナンスの際に、補機ベルト(51)や補機プーリ等を取り外すことなく、蓋部材(15)を取り外してメンテナンス作業を行うことができ作業性が極めて良い。

また作業用の開口(45)からテンショナ本体(27)を取り外したり、あるいはテンションを解除すれば、タイミングカバー(4)を外すことなくタイミングチェーン(10)またはタイミングベルトを緩めてカムスプロケット等から外して動弁機構のメンテナンスも容易に行うことができ極めて作業性が良く便利である。
蓋部材(15)の２つの取付孔(15c)の部分は、タイミングカバー(4)とともにシリンダブロック(2)に共締めされる。
したがって蓋部材(15)は部分的に剛性の高いシリンダブロック(2)に締結されて、確固として固着されるとともに、ボルト(16)の本数を削減でき、軽量化とコストの低減を図ることができる。

本発明の一実施の形態に係る内燃機関の一部省略した側面図である。 タイミングカバーを外した同側面図である。 図１においてＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断した断面図である。 タイミングカバーの表面図である。 同裏面図である。 図１において蓋部材を取り外した状態の側面図である。 蓋部材の平面図である。

以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図７に基づいて説明する。
本実施の形態に係る内燃機関１は、ＳＯＨＣ（シングルオーバーヘッドカムシャフト）型の内燃機関であり、図１はクランクケースとヘッドカバーを省略した状態の側面図であり、図２はさらに補機プーリ50およびタイミングカバー４を外した状態の側面図である。

図２に示すようにシリンダブロック２とシリンダヘッド３は、側壁２ａ，３ａの両側縁が外側に延出し、その端面がタイミングカバー４との合わせ面２ｂ，３ｂを形成している。
そして合わせ面２ｂ，３ｂには、所要複数箇所にボルト孔２ｃ，３ｃがボス２ｄ，３ｄを形成して設けられている。

シリンダブロック２とクランクケース（図示せず）に挟まれて配置されるクランクシャフト５にクランクスプロケット６が両者に設けられたキー溝にキーが挿入されたキー結合により結合されており、上方のシリンダヘッド３にはカムシャフト８が設けられ、同カムシャフト８にはカムスプロケット９が両者に設けられたキー溝にキーが挿入されたキー結合により結合されている。

そしてクランクスプロケット６とカムスプロケット９との間にカムチェーン10が架渡されている。
カムチェーン10は、サイレントチェーンである。

カムチェーン10の図２において右側の外側辺に沿って縦長のカムチェーンガイド20が配設されている。
カムチェーンガイド20は、上部をボルト21によりシリンダヘッド３の側壁３ａに固着され、下部をボルト22によりシリンダブロック２の側壁２ａに固着されている。

他方カムチェーン10の左側の外側辺に沿ってシュー25が縦長に配設されている。
シュー25は、上端（カムシャフト８側）をピボット軸26によりシリンダヘッド３の側壁３ａに枢着され、下部（クランクシャフト５側）を油圧テンショナ本体27に設けられたシリンダロッド27ａが押圧してシュー25をカムチェーン10側に付勢している。

したがって油圧テンショナ本体27は、シリンダブロック２のクランクシャフト５側に位置している。
なお油圧テンショナ本体27は、油圧シリンダがシリンダロッド27ａを突出させ、そのシリンダロッド27ａの先端がシュー25の下部に当接して押圧する構成であり、該油圧テンショナ本体27は、シリンダブロック２の側壁２ａに３か所ボルト28により固着されている。

以上のようなチェーン伝動機構の上にタイミングカバー４が被せられ、シリンダブロック２，シリンダヘッド３とタイミングカバー４とで形成されるタイミング室40内に同チェーン伝動機構が内蔵される。

タイミングカバー４は、図４および図５に示すように側壁４ａの両辺が内側に屈曲してその端面が合わせ面４ｂを形成しており（図５参照）、合わせ面４ｂには所要複数箇所に取付孔４ｃが外周ボス４ｄを形成して設けられている。
側壁４ａの下部中央にクランクシャフト５のための円開口41が、上部中央にはカムシャフト８のための円開口42が形成されている。

そして側壁４ａの前記油圧テンショナ本体27に対応する部分に一方の合わせ面4bに沿って所定形状の作業用開口45が大きく形成されている。
作業用開口45の縁取り部45ａは、表面が合わせ面45ｂを形成しており、同縁取り部45ａの所要３か所にボルト孔45ｃが締結ボス45ｄを形成して設けられ、縁取り部45ａの一部は側壁４ａの側縁部ともなっており、同側縁部の２か所に前記取付孔４ｃが形成されている。

側壁４ａの裏面は、図５に示すように複雑にリブ47が形成されている。
リブ47は、主に円開口41，42および作業用開口45の縁取り部41ａ，42ａ，45ａと取付孔４ｃの外周ボス４ｄとを連結して形成されている。
特に作業用開口45の縁取り部45ａの締結ボス45ｄと外周ボス４ｄとを連結してリブ48が形成されている。

このようにタイミングカバー４は、側壁４ａの裏面に複数のリブ47が形成され、さらに作業用開口45の開口縁の締結ボス45ｄを利用して外周ボス４ｄとを連結してリブ48を形成しているので、タイミングカバー４の剛性を高くすることができ、タイミングカバー４の側壁４ａに発生する振動やノイズを抑制することができる。

以上のようなタイミングカバー４が、シリンダブロック２，シリンダヘッド３の側面に被せられ、内部のタイミング室40にチェーン伝動機構が収容される。
クランクシャフト５は、タイミングカバー２の円開口41を貫通し、その端部に補機プーリ50が両者に設けられたキー溝に対しキーを挿入することにより結合されフランジ付きボルト53により固着される（図３参照）。

円開口41とクランクシャフト５または補機プーリ50との間にはシール部材52が介装される。
補機プーリ50には発電機やエアコンやパワーステアリング用オイルポンプ等の補機類に動力を伝達するベルト51が巻き掛けられる。
またカムシャフト８は、端部がタイミングカバー２の円開口42にシール部材を介して位置している。

そしてタイミングカバー２の作業用開口45には、図６に示すように油圧テンショナ本体27が臨んでいる。
作業用開口45に油圧テンショナ本体27の全体が対応しており、油圧テンショナ本体27をシリンダブロック２に締結している３本のボルト28も作業用開口45に対向し露出するので、作業用開口45よりボルト28の着脱ができる。

油圧テンショナ本体27を固着するボルト28を外すと、油圧テンショナ本体27を作業用開口45から取り外すことができ、逆に作業用開口45から挿入して取り付けることもできる。
すなわちタイミングカバー４を外すことなく作業用開口45により油圧テンショナ本体27のメンテナンスおよび交換作業を行うことができる。

油圧テンショナ本体27は、作業用開口45の縁取り部45ａの開口表面の合わせ面45ｂより外に突出しておらず、この作業用開口45を偏平な蓋部材15が閉塞することができる。

蓋部材15は、中央平板部15ａの周縁部15ｂが段差をもって作業用開口45の合わせ面45ｂに略一致する形状をしており（図３および図７参照）、同周縁部15ｂに合わせ面45ｂのボルト孔45ｃ，取付孔４ｃの計５個の孔に対応して取付孔15ｃが穿設されている。

図６に示すようにタイミングカバー４の作業用開口45の合わせ面45ｂに設けられた３個のボルト孔45ｃと２個の取付孔４ｃは、いずれも補機プーリ50およびベルト51を避けて重ならない位置に設けられている。

したがって補機プーリ50がクランクシャフト５に結合された状態のまま、タイミングカバー４の作業用開口45に蓋部材15を被せ、ボルト16により締結することができ、逆にボルト16を抜き取り蓋部材15を取り外すことができる。

そこで油圧テンショナ本体27のメンテナンスの際には、補機プーリ50を補機ベルト51とともに外す面倒な作業をすることなく、蓋部材15を取り外して作業用開口45から油圧テンショナ本体27のメンテナンス作業を行うことができる。

必要ならば油圧テンショナ本体27をシリンダブロック２から外して作業用開口45から取り出すことができ作業がし易く、油圧テンショナ本体27の交換も容易にでき、作業性が極めて良い。

さらに油圧テンショナ本体27を作業用開口45を利用して操作したり、あるいは作業用開口45から取り出したりすると、カムチェーン10にテンションを与えていたシュー25の付勢力を解除してカムチェーン10を緩め、カムスプロケット９から外すカムチェーン10を外すことができる。

このようにタイミングカバー４を取り外すことなく、カムスプロケット９から外すカムチェーン10を外すことができるので、動弁機構のメンテナンスも容易に行うことができ作業性が極めて良い。

蓋部材15はタイミングカバー４の作業用開口45に被せられ、５本のボルト16により合わせ面45ｂに締結されるが、そのうち２本のボルト16は、蓋部材15の取付孔15ｃ，タイミングカバー４の外周の取付孔４ｃを貫通してシリンダブロック２のボルト孔２ｃに螺合して締結される。

すなわち蓋部材15の２つの取付孔15ｃの部分は、タイミングカバー４とともにシリンダブロック２に共締めされる。
したがって蓋部材15は部分的に剛性の高いシリンダブロック２に締結されて、確固として固着されるとともに、ボルト16の本数を削減でき、軽量化とコストの低減を図ることができる。

油圧テンショナ本体27は、シリンダブロック２の元来クランクシャフト５の回転の逃げのために、カムシャフト８側より幅広く形成されたクランクシャフト５側に配設されており、別途油圧テンショナ本体27を取り付けるためのスペースを確保したり、新たな形状に変更したりする必要がなく、油圧テンショナ本体27をコンパクトに納めることができる。

以上の実施の形態では、動弁系伝動機構はカムチェーン10を使用したチェーン伝動機構であったが、チェーンの代わりにタイミングベルトを用いたベルト伝動機構のものであっても本発明は適用できる。
また補機プーリ50もスプロケットとしてチェーンにより補機類を駆動するものであっても本発明は適用できる。

さらにカムチェーン10にはサイレントチェーンを使用していたが、ローラチェーン等でもよくサイレントチェーンに限定されるものではない。

１…内燃機関、２…シリンダブロック、３…シリンダヘッド、４…タイミングカバー、５…クランクシャフト、６…クランクスプロケット、８…カムシャフト、９…カムスプロケット、10…カムチェーン、
15…蓋部材、16…ボルト、
20…カムチェーンガイド、21，22…ボルト、25…シュー、26…ピボット軸、27…油圧テンショナ本体、28…ボルト、
40…タイミング室、41，42…円開口、45…作業用開口、47，48…リブ、
50…補機プーリ、51…補機ベルト、52…シール部材，53…フランジ付きボルト。

Claims (4)

1. クランクシャフト(5)の回転をタイミングチェーン(10)またはタイミングベルトを介してカムシャフト(8)に伝達する動弁系伝動機構が、シリンダブロック(2)とタイミングカバー(4)とで構成されるタイミング室(40)内に設けられ、
   前記タイミングカバー(4)を貫通した前記クランクシャフト(5)の前記タイミング室(40)外に補機ベルト(51)または補機チェーンが巻き掛けられた補機プーリ(50)または補機スプロケットが結合され、
   前記タイミング室(40)内に機能部材(27)が配設され、
   前記タイミングカバー(4)の前記機能部材(27)に対応する部分に設けられた作業用の開口(45)が蓋部材(15)により閉塞され、
   前記蓋部材(15)の周縁のボルト(16)による複数の取付部(15c)の全ては、前記補機プーリ(50)または補機スプロケットおよび前記補機ベルト(51)または補機チェーンと重ならない位置に設けられ、
   前記機能部材(27)は、前記タイミングチェーン(10)またはタイミングベルトにテンションを与えるシュー(25)を押圧するテンショナ本体(27)であり、
   前記作業用の開口(45)の縁取り部(45a)の一部は、前記タイミングカバー(4)の側縁部ともなって、該タイミングカバー(4)の側縁部ともなる前記作業用の開口(45)の縁取り部(45a)の一部に、前記蓋部材(15)の取付部(15c)の一部が重ね合わされ、
   前記蓋部材(15)の取付部(15c)の一部は、前記シリンダブロック(2)に前記タイミングカバー(4)とともにボルト(16)により共締めされることを特徴とする内燃機関のタイミングカバー構造。
2. 前記蓋部材(15)の周縁のボルト(16)による取付部(15c)は、前記補機ベルト(51)または補機チェーンの無端ループの外側に設けられることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のタイミングカバー構造。
3. 前記作業用の開口(45)の縁取り部(45a)に形成され前記蓋部材(15)を固定するボルト孔(45c)のうち前記タイミングカバー(4)の側縁部から離間して設けられるボルト孔(45c)の一部が、前記作業用の開口(45)の縁取り部(45a)の内側に設けられ前記機能部材(27)を固着するボルト(28)に近設されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関のタイミングカバー構造。
4. 前記蓋部材(15)は、中央平板部(15a)の周縁部(15b)が段差をもって前記作業用の開口(45)の合わせ面(45b)に略一致する形状をなすことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の内燃機関のタイミングカバー構造。

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