JP5408122B2 - シリンダヘッドの潤滑油供給構造 - Google Patents

Description

本発明は、タイミングチェーンを潤滑させるシリンダヘッドの潤滑油供給構造に関するものである。

エンジン（内燃機関）のシリンダヘッドには、吸気弁及び排気弁を駆動する動弁系が備えられ、この動弁系は、タイミングチェーンを通じてクランク軸に同期して作動するように構成される。かかるタイミングチェーンは、クランク軸の一端に結合されたクランクスプロケットと、カム軸或いはカム軸と連動する軸の一端に結合されたカムスプロケットとに掛け渡される。

多くのエンジンの場合、カムスプロケットを結合されるカム軸等は、シリンダヘッドのクランク軸方向両端に立設する端壁部上縁に支持されて装備される。例えば、特許文献１に記載されているように、シリンダヘッドの軸方向両端の端壁部上部にカム軸受部を設け、これらのカム軸受部にカム軸を支持させる。シリンダヘッドの上部には、軸方向両端の端壁部と、軸方向に延在する両側壁部とで囲繞された凹状の空間が形成され、この凹状空間内に動弁機構が装備される。

ところで、タイミングチェーンは、エンジン作動時にはクランク軸と共に常時回動するので、常時、摺動フリクションが発生しており、このフリクションの低減や磨耗抑止には潤滑油を十分に供給することが必要である。タイミングチェーンは、回動によって降下しシリンダブロック下方に進むのでオイルパンの上部に飛散しているエンジンオイルが付着してチェーンガイドとの間の摺接部に潤滑油として供給される。しかし、この供給された潤滑油は、タイミングチェーンが回動して上昇する際に飛散してしまい、タイミングチェーンがシリンダヘッドの付近から下方に進む段階では潤滑油不足を招き、タイミングチェーンとこれに接触するチェーンガイドとの間の摺接部でフリクションの増加を招き、摩耗が進むおそれがある。

特許文献１では、この課題に着目し、動弁機構が装備されるシリンダヘッドの上部空間と、タイミングチェーンが装備されるシリンダヘッドの端部外面とを区画するシリンダヘッドの端壁部に、タイミングチェーンの内側で前記タイミングチェーンの進行方向に指向し且つタイミングチェーンにオイルを供給するチェーン供給用オイル落し穴を設けた構成が提案されている。

特開平８−１３５４２７号公報

しかしながら、特許文献１の技術のように、シリンダヘッドの端壁部にチェーン供給用オイル落し穴を設けた構成では、潤滑油を十分に供給することができず、特にエンジンが高速回転すると、タイミングチェーンが下方に進む段階でやはり潤滑油不足を招き、タイミングチェーンとこれに接触するチェーンガイドとの間の摺接部でのフリクションの増加を招き、また、摩耗を十分に抑えることができない。

本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、タイミングチェーンに潤沢に潤滑油を供給することができるようにして、タイミングチェーンやチェーンガイドのフリクションや摩耗を十分に抑えることができるようにした、シリンダヘッドの潤滑油供給構造を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明のシリンダヘッドの潤滑油供給構造は、一端側の端壁部の外面に隣接してスプロケットに巻掛けられたタイミングチェーンが装備されたエンジンのシリンダヘッドにおいて、前記シリンダヘッド内のエンジンオイルを潤滑油として前記タイミングチェーンの潤滑油供給個所に供給する構造であって、前記端壁部に、前記潤滑油供給個所に対応する個所を最下部として上縁から切り欠いて形成された切り欠きをそなえ、前記シリンダヘッドの上面に形成された凹所の他側から一側寄りに偏倚して設けられた前記最下部に向けて平面状に連続的に下降傾斜し、前記切り欠きと連続するように形成されたオイル案内用傾斜面をそなえ、前記シリンダヘッドの前記最下部は、前記タイミングチェーンの回転方向において下降方向側であり、前記スプロケットの下方に配置され下降する前記タイミングチェーンを案内するチェーンガイドが装備され、前記タイミングチェーンの前記潤滑油供給個所は、前記タイミングチェーンが前記スプロケットとの係合を終えた個所であって、前記タイミングチェーンと前記チェーンガイドとが接触する直上に設定され、前記オイル案内用傾斜面は、前記シリンダヘッドの他端側の端壁部から前記端壁部に向けて下降傾斜していることを特徴としている。

なお、切り欠きとは、凹状又はくさび状に削除して欠損させた個所であり、ここでは、端壁部を上縁から凹状に削除したものとする。
すなわち、前記切り欠きは、前記端壁部の上縁から凹状に削除して形成されることが好ましい。
また、前記切り欠きには、前記スプロケットが固定されるカムシャフトの軸端部を軸支する軸受部材を取り付ける軸受取付用基部が対をなして突設されることが好ましい。

本発明のシリンダヘッドの潤滑油供給構造によれば、端壁部に形成した切り欠きは、端壁部を貫通する穴のようには流路断面積が制約されないので、タイミングチェーンに潤沢にエンジンオイルを供給することができる。さらに、端壁部を貫通する穴に比べてシリンダヘッドへの加工が容易であり、加工自体を減らすことも可能となる。
シリンダヘッドに形成されたオイル案内用傾斜面を備える場合、シリンダヘッド内のエンジンオイルをシリンダヘッドの端壁部に形成された切り欠きの最下部に向けて案内して、このエンジンオイルが切り欠きの最下部から端壁部の外面に隣接したタイミングチェーンに供給されるので、タイミングチェーンにエンジンオイルを潤滑油として供給することができる。

これにより、タイミングチェーンに関連するフリクションを低減することができ、タイミングチェーンやチェーンガイドの摩耗を十分に抑えることができる。
スプロケットの下方に配置され下降するタイミングチェーンを案内するチェーンガイドが装備される場合、タイミングチェーンの潤滑油供給個所を、タイミングチェーンがスプロケットとの係合を終えた直後の個所に設定すれば、タイミングチェーンとチェーンガイドとの摺接部分に潤沢にエンジンオイルを供給することができ、タイミングチェーンに関連するフリクションの低減や、タイミングチェーンやチェーンガイドの摩耗抑制をより促進することができる。

本発明の一実施形態にかかるシリンダヘッドの潤滑油供給構造を示すシリンダヘッドの端壁部の正面図であり、（ａ）はスプロケットを記載した通常の正面図、（ｂ）はスプロケットを除去して示す正面図である。 本発明の一実施形態にかかるシリンダヘッドの潤滑油供給構造を適用したエンジンの端壁部の正面図である。 本発明の一実施形態にかかるシリンダヘッドの潤滑油供給構造を示すシリンダヘッドの要部上面図であり、図１（ａ）のＡ矢視図に相当する。

以下、本発明の一実施形態を説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態にかかるシリンダヘッドの潤滑油供給構造を説明する図であり、これらの図に基づいて説明する。
図２に示すように、本実施形態にかかるエンジン２は、シリンダブロック４と、シリンダブロック４の上部に結合されたシリンダヘッド６と、シリンダブロック４の下部に結合されたオイルパン８とをそなえて構成される。シリンダブロック４内の上部には、図示しないシリンダが複数並んで形成され、各シリンダ内には図示しないピストンがエンジン行程に応じて往復動するように装備される。シリンダブロック４内の下部には、図示しないクランクシャフトが前記ピストンの図示しないピストンロッドと接続されて装備され、ピストンの往復動に応じて回転する。

また、シリンダヘッド６の上方に開口した凹所２４（図１参照）内には図示しない動弁機構の図示しないカムシャフトが、クランクシャフト回転軸心線と平行に装備される。シリンダヘッド６の上方には、凹所２４を覆うように図示しないロッカカバーが装着される。また、凹所２４内の動弁機構の各摺動部には、エンジンオイルが潤滑油として供給されるようになっており、このエンジンオイルの一部は凹所２４内の底部に落下する。

エンジン２の一端側の壁部（端壁部）１０には、このクランクシャフトの軸端及びカムシャフトの軸端が突出しており、各シャフトの軸端には、それぞれスプロケット１２，１４が装備され、両スプロケット１２，１４に、タイミングチェーン１６が架け渡される。これによって、クランクシャフトが回転すると、スプロケット１２，１４及びタイミングチェーン１６が連動して回動し、カムシャフトがクランクシャフトと同期したタイミングで図中に矢印で示すように回転する。ただし、スプロケット１４はスプロケット１２の２倍の歯数を有し、クランクシャフトが２回転（つまり１運転サイクル）すると、カムシャフトが１回転（１運転サイクル）する。

上下に離隔するスプロケット１２，１４間には、タイミングチェーン１６を所定の軌道に案内するチェーンガイド１８，２０が装備される。タイミングチェーン１６はスプロケット１２，１４間の上昇部分と下降部分とが遠心力によって互いに離隔する方向に膨らもうとする。チェーンガイド１８，２０はこれを抑えるように、滑らかな凸状に湾曲形成されたガイド面１８ａ，２０ａを有し、両スプロケット１２，１４の間で、タイミングチェーン１６の上昇部分と下降部分とが互いに接近する軌道に案内する。これにより、タイミングチェーン１６は所定の軌道を回動しスプロケット１２，１４との噛合長さも確保される。

一方のチェーンガイド１８は、一端１８ｂをシリンダブロック４の端壁部１０に回動自在に枢支される可動ガイドであり、他端１８ｃを、シリンダブロック４の端壁部１０に装着されたチェーンテンショナ２２によって押圧され、チェーンテンショナ２２の押し付け力に応じてガイド面１８ａがタイミングチェーン１６に圧接している。これによって、タイミングチェーン１６をチェーンテンショナ２２の押し付け力に応じた張力状態に保持される。

なお、チェーンガイド２０は、複数個所でシリンダブロック４の端壁部１０に固定された固定ガイドであり、回動はしない。
このようなシリンダブロック４の端壁部１０には、スプロケット１２，１４及びタイミングチェーン１６を覆うように、図示しないチェーンカバーが装着される。端壁部１０とチェーンカバーとで囲繞されるタイミングチェーン１６等を収容する空間は、下方のオイルパン８内のエンジンオイル収容空間と連通しており、クランクシャフトの回転に伴いオイルパン８内で飛散するエンジンオイルの一部が、この近傍のスプロケット１２及びタイミングチェーン１６のスプロケット１２に巻き付いている個所に付着する。

したがって、スプロケット１２に巻き付いている個所から、スプロケット１４に向けて上昇する際には、タイミングチェーン１６に付着したエンジンオイルが、タイミングチェーン１６とチェーンガイド１８のガイド面１８ａとの摺接部分で潤滑油として機能して、かかる摺接部分のフリクションや摩耗を抑制する。
しかしながら、スプロケット１２近傍の回動軌道下部においてタイミングチェーン１６に十分なエンジンオイルが付着しても、この付着したエンジンオイルは、タイミングチェーン１６が上昇する過程で、上記摺接部分に供給されるだけでなく、タイミングチェーン１６の回転に伴って飛散するため、タイミングチェーン１６が上昇してスプロケット１４近傍の回動軌道上部に達した段階では、エンジンオイルが不足する。特に、タイミングチェーン１６とチェーンガイド２０のガイド面２０ａとの摺接部分の潤滑が不足する。

そこで、シリンダヘッド６に、シリンダヘッド６内のエンジンオイルを潤滑油としてタイミングチェーン１６の潤滑油供給個所に供給する本潤滑油供給構造が設けられている。
図１，図３に示すように、シリンダヘッド６の上面には上方に開口した凹所２４が形成されている。この凹所２４は、シリンダヘッド６に略水平方向に延びて形成された面６ａを底面とし、軸方向に沿って形成されたシリンダヘッド６の側壁６ｂ，６ｂと、軸方向端部に形成されたシリンダヘッド６の両端壁部１０とに包囲されて形成されるが、チェーンガイド２０が装備される側の端壁部１０には、端壁部１０を上縁から切り欠いて形成された切り欠き２６が形成されている。

この切り欠き２６は、潤滑油供給個所に対応する個所を鉛直方向最下部２６ａとして形成される。さらに、シリンダヘッド６の面６ａには、最下部２６ａに向けて次第に下降して切り欠き２６と連続するように形成されたオイル案内用傾斜面２８が形成されている。
潤滑油供給個所とは、タイミングチェーン１６が下降しながらスプロケット１４との係合を終えた直後の個所（換言すれば、タイミングチェーン１６がスプロケット１４から離れた直後の個所）Ｐであって、タイミングチェーン１６を案内するチェーンガイド２０は、この潤滑油供給個所Ｐの直下でタイミングチェーン１６と摺接する。また、潤滑油供給個所Ｐに対応する個所とは、シリンダヘッド６の凹所２４の底部の面６ａに落下したエンジンオイルをオイル案内用傾斜面２８により案内して切り欠き２６へと導いて端壁部１０の外側に流下させると、オイルの流れが矢印Ｆで示すように潤滑油供給個所Ｐに向かう個所である。

なお、潤滑油供給個所Ｐは、タイミングチェーン１６が下降しスプロケット１４から離れた直後に位置するので、スプロケット１４の回転軸、つまり、凹所２４の幅方向略中央に位置するカムシャフトの直下よりも、一側寄り（図１中、右寄り）に偏倚している。したがって、オイル案内用傾斜面２８は、主として凹所２４の他側（図１中、左側）から凹所２４の一側寄りに下降傾斜すると共に、凹所２４の一端側（スプロケット１４の装着される側）に向けて他端側から下降傾斜している。

さらに、このオイル案内用傾斜面２８の切り欠き２６の最下部２６ａに近い部分には、平面状の傾斜面２８の一部を削除した略球面状のオイル溜り２８ａが形成され、切り欠き２６の最下部２６ａから潤滑油供給個所Ｐにエンジンオイルを安定して供給することができるようになっている。
なお、切り欠き２６の部分にはスプロケット１４が固定されるカムシャフト３４の軸端部を軸支する軸受部材３２を取り付ける軸受取付用基部３０が対をなして突設されている。

本発明の一実施形態にかかるシリンダヘッドの潤滑油供給構造は、上述のように構成されるので、シリンダヘッド６に形成されたオイル案内用傾斜面２８が、シリンダヘッド６の凹所２４内のエンジンオイルをシリンダヘッド６の端壁部１０に形成された切り欠き２６の最下部２６ａに向けて案内する。そして、このエンジンオイルが切り欠き２６の最下部２６ａから端壁部１０の外面に隣接したタイミングチェーン１６に供給される。

これにより、タイミングチェーン１６がその移動軌道の上部において不足するエンジンオイルが、その後必要となるタイミングチェーン１６とチェーンガイド１４との摺接部に進む前で、補給されることになり、かかる摺接部にエンジンオイルを潤滑油として供給することができる。
特に、端壁部１０に形成した切り欠き２６は、端壁部１０を貫通する穴のようには流路断面積が制約されないので、タイミングチェーン１６に潤沢にエンジンオイルを供給することができる。これにより、タイミングチェーン１６に関連したフリクションの低減や、タイミングチェーン１６やチェーンガイド１４の摩耗を十分に抑えることができる。

また、凹所２４内のエンジンオイルは、何れかのルートを通じてオイルパン８まで流下させることが必要であり、凹所２４内の動弁機構に十分なエンジンオイルを供給しようとすると、この供給したエンジンオイルをオイルパン８まで流下させるルートの確保も１つの課題となるが、本構造によれば、オイルパン８まで流下させる大きなルートともなり、この点でも有効であり、しかも、流下ルートの確保だけでなく、流下時にエンジンオイルをタイミングチェーン１６等の潤滑に有効利用することになる。

また、タイミングチェーン１６の潤滑油供給個所Ｐを、タイミングチェーン１６が下降を開始しスプロケット１４から離れた直後の個所であって、タイミングチェーン１６がチェーンガイド１４と摺接する直前の個所とすれば、タイミングチェーン１６とチェーンガイド１４との摺接部分に潤沢にエンジンオイルを供給することができ、タイミングチェーン１６に関連したフリクションの低減や、タイミングチェーン１６やチェーンガイド１４の摩耗の抑制をより促進することができる。

また、タイミングチェーン１６が上方向に回転している時にオイル供給するとオイルの霧化が促進され、タイミングチェーン１６に付着したオイルが飛散しやすくいわゆるオイル持去りが生じてオイルの保持性が悪化するが、本構造では、下降しているタイミングチェーン１６にオイルを供給しており、タイミングチェーン１６の移動方向と自重によるオイルの落下方向とが一致するので、オイルの霧化が抑制され、タイミングチェーン１６に付着したオイルが保持され易い利点もある。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態の限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、この実施形態の一部を変形したて利用したり、この実施形態の一部のみを利用したりすることが可能である。
例えば、図１（ｂ）に示す切り欠き２６の形状やオイル案内用傾斜面２８の形状はこれに特定されるものではない。オイル溜り２８ａの形状もこれに特定されるものではなく、また、このオイル溜り２８ａを省略することも考えられる。

２ エンジン
４ シリンダブロック
６ シリンダヘッド
８ オイルパン
１０ 壁部（端壁部）
１２，１４ スプロケット
１６ タイミングチェーン
１８，２０ チェーンガイド
２２ チェーンテンショナ
２４ 凹所
２６ 切り欠き
２６ａ 最下部
２８ オイル案内用傾斜面
２８ａ オイル溜り
Ｐ 潤滑油供給個所

Claims (3)

1. 一端側の端壁部の外面に隣接してスプロケットに巻掛けられたタイミングチェーンが装備されたエンジンのシリンダヘッドにおいて、前記シリンダヘッド内のエンジンオイルを潤滑油として前記タイミングチェーンの潤滑油供給個所に供給する構造であって、
   前記端壁部に、前記潤滑油供給個所に対応する個所を最下部として上縁から切り欠いて形成された切り欠きをそなえ、
   前記シリンダヘッドの上面に形成された凹所の他側から一側寄りに偏倚して設けられた前記最下部に向けて平面状に連続的に下降傾斜し、前記切り欠きと連続するように形成されたオイル案内用傾斜面をそなえ、
   前記シリンダヘッドの前記最下部は、前記タイミングチェーンの回転方向において下降方向側であり、
   前記スプロケットの下方に配置され下降する前記タイミングチェーンを案内するチェーンガイドが装備され、
   前記タイミングチェーンの前記潤滑油供給個所は、前記タイミングチェーンが前記スプロケットとの係合を終えた個所であって、前記タイミングチェーンと前記チェーンガイドとが接触する直上に設定され、
   前記オイル案内用傾斜面は、前記シリンダヘッドの他端側の端壁部から前記端壁部に向けて下降傾斜している
   ことを特徴とする、シリンダヘッドの潤滑油供給構造。
2. 前記切り欠きは、前記端壁部の上縁から凹状に削除して形成される
   ことを特徴とする、請求項１記載のシリンダヘッドの潤滑油供給構造。
3. 前記切り欠きには、前記スプロケットが固定されるカムシャフトの軸端部を軸支する軸受部材を取り付ける軸受取付用基部が対をなして突設される
   ことを特徴とする、請求項２記載のシリンダヘッドの潤滑油供給構造。

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