JP5257203B2 - エンジンカバー構造 - Google Patents

Description

内燃機関のシリンダブロック等を被い、放射音を抑制するエンジンカバー構造に関する。

従来のエンジンカバー構造として、複数枚の板材を密着状態(相対変位可能)で積層した制振プレートをチェーンカバーに取り付け、振動が発生した場合、各板材が左右に相対摺動することにより振動エネルギーを摩擦(熱エネルギー)によって消費し、チェーンカバーからの放射音の発生を抑制するものがある（例えば、特許文献１参照。）。

また、チェーンカバー内側面に形成した、環状に連結するリブに減衰プレートを蓋状に結合して空間部を形成するとともに、この空間部とチェーンカバー内側空間との連通穴を設定し、共振器を構成して、空間部と連通穴により特定の周波数が決定され、エンジンの特定周波数の振動、騒音を低減するものがある（例えば、特許文献２参照。）。

また、クランクシャフト穴の周囲の壁部をクランクシャフト穴を囲む円弧状の湾曲断面形状とし、チェーンカバーの外周縁部の締結ボス部とクランクシャフト穴の周縁部とを連結する放射状リブによって、湾曲断面部を複数の湾曲部に分断し、クランクシャフトの回転にともなう振動の伝達により発生する壁部の膜振動による騒音を低減させるものがある（例えば、特許文献３参照。）。

また、内燃機関のシリンダブロック等の構造体の壁面構造において、全体的に板状の板体で構成され、その板体の両面には隣接して凹部と凸部とが交互に配列され、一方の面の凸部の反対側には他方の面の凹部が形成され、凹部と凸部とは互いに連結部で一体的に連結されているものがある（例えば、特許文献４参照。）。

特開２００８−１０６８０９号公報 特開２０００−８９５０号公報 特開２００２−３３９７５９号公報 実開昭５６−２１６３７号公報

しかしながら、特許文献１の従来技術では、振動から熱へのエネルギー変換に板材を積層した制振プレートの摩擦を利用しているため、経時劣化による摺動面の摩耗により熱エネルギーへの変換効率が悪化し、放射音抑制効果が低下する虞がある。また、摩擦による摩耗粉の発生により、周辺機器へ異物混入に起因する影響を及ぼす虞がある。さらに、熱エネルギーにより積層された板材が溶着し、熱エネルギーへの変換ができなくなる虞がある。

また、特許文献２の従来技術では、共振器として作用させるための空間容積を環状連結リブと減衰プレートで形成された空間で確保する必要があるため、チェーンカバーが大型化し、環状連結リブと減衰プレートで形成された空間部にエンジンオイルがたまりやすく、エンジンオイルが劣化する虞がある。

また、特許文献３の従来技術では、リブのみの設定による膜振動抑制に対し、有効な膜振動抑制効果を得るためには、湾曲断面部に十分な湾曲を与えることができる十分なスペースが必要で、近接物が存在する部位には十分な効果を得られる湾曲断面部を設定できない問題がある。

また、特許文献４の従来技術では、十分な曲げ強度を確保するためには凹量(板体全体厚さ)を大きくする必要があり、板体全体厚さは「薄板＋リブ配設」と差がない。また、隣接する凹部と凸部の寸法形状を変化させると連結部が大きくなり質量増加する。また、凹部と凸部が交互に配設されるため、寸法形状の配設の自由度が少ない問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、簡易な構造で放射音抑制効果が得られ、エンジンカバーの大型化を抑え、板厚の増大を抑えたエンジンカバー構造を提供することを目的とする。

本発明の第１の課題解決手段は、内燃機関の一部を被うカバー部材であって、前記カバー部材は、前記内燃機関側である裏面及び前記内燃機関とは反対側である表面の少なくともいずれか一方に、放射音の振動の初期位相が異なる３種類以上の異なる高さの構成面から構成され、前記構成面の夫々の総面積は略同一であるように構成する。

また、第２の課題解決手段は、前記構成面は、前記カバー部材の前記裏面及び前記表面に設けられ、前記裏面と前記表面との間の厚さは略同一の構成である。

また、第３の課題解決手段は、前記構成面は、前記カバー部材の前記裏面と前記表面では異なる構成で、前記裏面の放射音は前記表面の放射音と比べて高周波となる構成である。

本発明では、カバー部材は、内燃機関側である裏面及び内燃機関とは反対側である表面の少なくともいずれか一方に、放射音の振動の初期位相が異なる３種類以上の異なる高さの構成面を備える。３種類以上の構成面とすることで、１つ当たりの構成面の面積は、カバー部材の裏面または表面を単一面とする場合の面積と比較して小さくなる。面積が小さくなることで、１つ当たりの構成面での放射音の振幅が低下し、高周波になる。また、構成面は放射音の振動の初期位相が異なり、波形の最大振幅での重なりを防止し、合成波の最大振幅を下げることができる。よって、簡易な構造で放射音抑制効果が得られ、エンジンカバーの大型化を抑え、板厚の増大を抑えることができる。

また、構成面の夫々の総面積が略同一となるように構成することで、夫々の構成面からの放射音は、初期位相の異なる略同一周波数で略同一振幅の波形となる。よって、波形の波の重なりを防止し、合成波の最大振幅を下げ、また夫々の構成面からの放射音の共振を防止できる。

また、構成面をカバー部材の裏面及び表面に設け、裏面と表面との間の厚さを略同一とすることで、初期位相の異なる略同一周波数で略同一振幅の波形が得られる。また、カバー部材の大型化、板厚の増大を抑えることができる。また、カバー部材をアルミ材等によりダイカストで製造する場合、湯流れ性が良好で、製造品質が向上する。また、一度の製造工程で、カバー部材の表面と裏面に複数の構成面を構成できるため、生産性が向上する。

また、構成面は、カバー部材の裏面と表面では異なり、裏面の放射音は表面の放射音と比べて高周波となる構成である。周波数の高い音は空気中で減衰し易く、開口部を通り抜け難いため、エンジン全体での遮音効果が向上する。

本発明の実施形態に係るエンジンのカバー部材が適用されるエンジンの斜視図である。 図１に示したエンジンのタイミングチェーンカバーおよびヘッドカバーを外した状態の側面図である。 図１に示したエンジンのカムシャフト駆動機構の正面図である。 本発明の実施例に係るエンジンのカバー部材の概念図である。 本発明の実施例に係るエンジンのタイミングチェーンカバーで、（ａ）は部分拡大斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。 タイミングチェーンカバーの表面の構成面からの放射音の状態を示す説明図である。 放射音の波形を示す説明図で、（ａ）はタイミングチェーンカバーが平面の場合の放射音の波形で、（ｂ）は構成面から放射される放射音の波形である。 本発明の変形例１に係るエンジンのタイミングチェーンカバーで、（ａ）は部分拡大斜視図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。 本発明の変形例２に係るエンジンのタイミングチェーンカバーで、（ａ）は部分拡大斜視図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。 本発明の変形例３に係るエンジンのタイミングチェーンカバーで、（ａ）は部分拡大斜視図、（ｂ）はＤ−Ｄ断面図である。 本発明の変形例４に係るエンジンのタイミングチェーンカバーで、（ａ）は表面の部分拡大斜視図、（ｂ）はＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は裏面の部分拡大斜視図である。

以下に本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明のタイミングチェーンカバー１７（カバー部材）が適用されるエンジン１の斜視図である。エンジン１は、シリンダブロック２の上部にシリンダヘッド３を介してヘッドカバー４が締結され、シリンダブロック２の下部にはクランクケース５を介してオイルパン６が締結される。

図２は、エンジン１のタイミングチェーンカバー１７およびヘッドカバー４を取り外した状態の側面図である。クランクケース５には、クランクシャフト７が回転可能に配置され、クランクシャフト７の一端側にはクランクスプロケット８が一体に連結されている。また、シリンダヘッド３には吸気用カムシャフト９と排気用カムシャフト１０が回転可能に配置され、吸気用カムシャフト９の一端側には吸気用カムスプロケット１１が一体に連結され、排気用カムシャフト１０の一端側には排気用カムスプロケット１２が一体に連結されている。

図３は、エンジン１のカムシャフト駆動機構１６の正面図である。カムシャフト駆動機構１６は、クランクシャフト７の回転を各カムシャフト９、１０に伝達するタイミングチェーン１３がクランクスプロケット７および各カムスプロケット１１、１２に巻かれ、タイミングチェーン１３の張力を調整するチェーンテンショナ機構１４と、カムスプロケット１１、１２とクランクスプロケット７の間に配置されタイミングチェーン１３をガイドするチェーンガイド１５を備える。タイミングチェーンカバー１７は、カムシャフト駆動機構１６を内包するようにエンジン１の一端面側(前面側)に締結される。

図４は、本発明の実施例に係るエンジン１のタイミングチェーンカバー１７の概念図である。タイミングチェーンカバー１７において、締結ボス部を有する外周縁部を除いた表面１８は、４つの一般面１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄから構成される。

図５は、本発明の実施例に係るエンジン１のタイミングチェーンカバー１７で、（ａ）は部分拡大斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。表面１８の４つの一般面１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは、３種類の構成面２０、２１、２２から構成される。同一の高さの構成面には同一の網掛け模様を付して説明する。構成面２０、２１、２２は夫々異なる高さであり、構成面２１は構成面２０から段差２３下がった高さに、構成面２２は構成面２０から段差２４下がった高さに位置する。また３種類の構成面２０、２１、２２の夫々の総面積は、略同一となるように構成される。

タイミングチェーンカバー１７の裏面１９も表面１８と同様に、３種類の高さの異なる構成面２５、２６、２７から構成される。構成面２６は構成面２５から段差２８下がった高さに、構成面２７は構成面２５から段差２９下がった高さに位置する。また３種類の構成面２５、２６、２７の夫々の総面積は、略同一となるように構成される。

タイミングチェーンカバー１７の表面１８の構成面２０、２１、２２と、裏面１９の構成面２５、２６、２７の間の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３は、同一である。

図６は、タイミングチェーンカバー１７の表面１８の構成面２０、２１、２２からの放射音の空気の疎密波の状態を示す説明図である。構成面２０、２１、２２からは、振動の初期位相が異なる疎密波が放射される。

図７は、放射音の波形を示す説明図で、（ａ）はタイミングチェーンカバーが単一平面の場合の放射音の波形で、（ｂ）は構成面２０、２１、２２から放射される放射音の波形である。単一平面の場合の波形は、振幅（音圧）が大きい波形３０になる。これに対して構成面２０、２１、２２からの放射音は、振幅（音圧）の小さい波形３１、３２、３３になる。構成面２０、２１、２２は放射音の波形３１、３２、３３は初期位相が異なるため、波形３１、３２、３３の最大振幅での波の重なりを防ぎ、合成波の最大振幅が下がる。

本発明では、タイミングチェーンカバー１７は、裏面１９及び表面１８に、放射音の振動の初期位相が異なる３種類以上の異なる高さの構成面２０、２１、２２と、２５、２６、２７を備える。３種類の構成面２０、２１、２２と、２５、２６、２７とすることで、１つ当たりの構成面２０、２１、２２、２５、２６、２７の面積は、裏面１９または表面１８の面積と比較して小さくなる。面積が小さくなることで、１つ当たりの構成面２０、２１、２２、２５、２６、２７での放射音の振幅は小さくなる。また、構成面２０、２１、２２、２５、２６、２７は放射音の振動の初期位相が異なるように高さが決められるため、波形３１、３２、３３の最大振幅での重なりを防止し、合成波の最大振幅を下げる。よって、簡易な構造で放射音抑制効果が得られ、タイミングチェーンカバー１７の大型化を抑え、板厚の増大を抑えることができる。

また、構成面２０、２１、２２と、２５、２６、２７の夫々の総面積が略同一となるように構成することで、夫々の構成面２０、２１、２２と、２５、２６、２７からの放射音は、初期位相の異なる略同一周波数で略同一振幅の波形３１、３２、３３となる。よって、波形３１、３２、３３の最大振幅での重なりを防止し、合成波の最大振幅を下げ、また夫々の構成面２０、２１、２２と、２５、２６、２７からの放射音の共振を防止できる。

また、構成面２０、２１、２２と、２５、２６、２７をタイミングチェーンカバー１７の裏面１９及び表面１８に設け、厚さｔ１、ｔ２、ｔ３を同一とすることで、初期位相の異なる略同一周波数で略同一振幅の波形３１、３２、３３が得られる。また、タイミングチェーンカバー１７の大型化、板厚の増大を抑えることができる。また、タイミングチェーンカバー１７をアルミ材等によりダイカストで製造する場合、湯流れ性が良好で、製造品質が向上する。また、一度の製造工程で、タイミングチェーンカバー１７の表面１８と裏面１９に複数の構成面２０、２１、２２と、２５、２６、２７を構成できるため、生産性が向上する。

（変形例１）
図８は、本発明の変形例１に係るエンジン１のタイミングチェーンカバー１７ａで、（ａ）は部分拡大斜視図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。図５のタイミングチェーンカバー１７と共通する機能、部位については共通の符号を付して、構成の違い及びその効果について説明する。また、同一の高さの構成面には同一の網掛け模様を付して説明する。図５のタイミングチェーンカバー１７との違いは、表面１８のみ３種類の構成面２０、２１、２２を構成したことで、その他の構成は同じである。

タイミングチェーンカバー１７ａの表面１８の構成面２０、２１、２２は、夫々異なる高さであり、構成面２１は構成面２０から段差２３下がった高さに、構成面２２は構成面２０から段差２４下がった高さに位置する。また３種類の構成面２０、２１、２２の夫々の総面積は、略同一となるように構成される。

タイミングチェーンカバー１７ａでは、裏面１９は平面のため、タイミングチェーンカバー１７ａの低コスト化が可能であり、また表面１８からの放射音を抑制することができる。

（変形例２）
図９は、本発明の変形例２に係るエンジン１のタイミングチェーンカバー１７ｂで、（ａ）は部分拡大斜視図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。図５のタイミングチェーンカバー１７と共通する機能、部位については共通の符号を付して、構成の違い及びその効果について説明する。また、同一の高さの構成面には同一の網掛け模様を付して説明する。図５のタイミングチェーンカバー１７との違いは、表面１８に構成した３種類の構成面のうち１つを基準面３４にしたことである。

表面１８は、基準面３４（構成面）と、構成面３５と、構成面３６から構成される。構成面３５は基準面３４から段差３７下がった高さに、構成面３６は基準面３４から段差３８下がった高さに位置する。

タイミングチェーンカバー１７ｂでは、基準面３４がリブとして作用し、タイミングチェーンカバー１７ｂの表面１８からの放射音を低減し且つ剛性が向上する。

（変形例３）
図１０は、本発明の変形例３に係るエンジン１のタイミングチェーンカバー１７ｃで、（ａ）は部分拡大斜視図、（ｂ）はＤ−Ｄ断面図である。図９のタイミングチェーンカバー１７ｂと共通する機能、部位については共通の符号を付して、構成の違い及びその効果について説明する。また、同一の高さの構成面には同一の網掛け模様を付して説明する。図９のタイミングチェーンカバー１７ｂとの違いは、裏面１９にも３種類の構成面を備え、構成面の１つを基準面３９にしたことである。

表面１８は、基準面３４（構成面）と、構成面３５と、構成面３６から構成される。構成面３５は基準面３４から段差３７下がった高さに、構成面３６は基準面３４から段差３８下がった高さに位置する。裏面１９は、基準面３９（構成面）と、構成面４０、４１から構成される。構成面４０は基準面３９から段差４２下がった高さに、構成面４１は基準面３９から段差４３下がった高さに位置する。

タイミングチェーンカバー１７ｃでは、基準面３４、３９がリブとして作用し、タイミングチェーンカバー１７ｃの表面１８、裏面１９からの放射音を低減し且つ剛性が向上する。

（変形例４）
図１１は、本発明の変形例４に係るエンジン１のタイミングチェーンカバー１７ｄで、（ａ）は表面の部分拡大斜視図、（ｂ）はＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は裏面の部分拡大斜視図である。図５のタイミングチェーンカバー１７と共通する機能、部位については共通の符号を付して、構成の違い及びその効果について説明する。また、同一の高さの構成面には同一の網掛け模様を付して説明する。図５のタイミングチェーンカバー１７との違いは、表面１８に３種類の構成面のうち１つを基準面４４にしたことである。

表面１８は、基準面４４（構成面）と、構成面４５、４６から構成される。構成面４５は基準面４４から段差４７下がった高さに、構成面４６は基準面４４から段差４８下がった高さに位置する。裏面１９は、構成面４９、５０、５１から構成される。構成面５０は構成面４９から段差５２下がった高さに、構成面５１は構成面４９から段差５３下がった高さに位置する。

変形例４では、タイミングチェーンカバー１７ｄの表面１８と裏面１９では構成面の形状等を異なるものとすることが可能であり、裏面１９の放射音は表面１８の放射音と比べて高周波となるように構成される。周波数の高い音は空気中で減衰し易く、開口部を通り抜け難いため、エンジン１全体での遮音効果が得られる。

本発明は、前述の実施形態、変形例に限定されるものではなく、その他幅広く変形例を包含している。例えば、前述の実施形態、変形例では構成面の形状は四角形であるがこの限りではない。また、構成面の配列は一定でなくてもよく、さらに、構成面の大きさ、形状も同一でなくてもよい。

更に前述した実施形態では、内燃機関の一部を被うタイミングチェーンカバーに本発明を適用した場合を例示したが、内燃機関の一部を被うシリンダヘッドカバー等、他のカバー部材に適用することもできる。

２ シリンダブロック
１７ タイミングチェーンカバー（カバー部材）
１８ 表面
１９ 裏面
２０、２１、２２ 構成面
ｔ１、ｔ２、ｔ３ 厚さ

Claims (3)

1. 内燃機関の一部を被うカバー部材であって、
   前記カバー部材は、前記内燃機関側である裏面及び前記内燃機関とは反対側である表面の少なくともいずれか一方に、放射音の振動の初期位相が異なる３種類以上の異なる高さの構成面から構成され、前記構成面の夫々の総面積は略同一であることを特徴とするエンジンカバー構造。
2. 前記構成面は、前記カバー部材の前記裏面及び前記表面に設けられ、前記裏面と前記表面との間の厚さは略同一であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンカバー構造。
3. 前記構成面は、前記カバー部材の前記裏面と前記表面では異なる構成で、前記裏面の放射音は前記表面の放射音と比べて高周波であることを特徴とする請求項２に記載のエンジンカバー構造。

Images