JP6521816B2 - タイミングチェーンの潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、カムシャフトに装着されるカムスプロケット、及びクランクシャフトに装着されるカム駆動用スプロケットに巻き掛けられるタイミングチェーンの潤滑構造に関する。

エンジンの動弁機構は、カムシャフトに装着されるカムスプロケットと、クランクシャフトに装着されるカム駆動用スプロケットと、カムスプロケット及びカム駆動用スプロケットに巻き掛けられるタイミングチェーンと、を備える。また、オイルポンプの駆動機構は、オイルポンプのドライブシャフトに装着されるオイルポンプスプロケットと、クランクシャフトに装着されるオイルポンプ駆動用スプロケットと、オイルポンプスプロケット及びオイルポンプ駆動用スプロケットに巻き掛けられるドライブチェーンと、を備える。

オイルポンプは、オイルポンプのドライブシャフトにクランクシャフトの回転が伝達されると、オイルパンに貯留されている潤滑油を吸引し、その潤滑油をエンジン内における潤滑を要する構成部材に供給する。タイミングチェーンへの潤滑油の供給は、例えば特許文献１に開示されるように、オイルポンプスプロケットをオイルパンに貯留されている潤滑油に浸るように配置すると共に、オイルポンプ駆動用スプロケット及びカム駆動用スプロケットの周方向上方に潤滑油ガイドを配置して行うことが挙げられる。この場合、ドライブチェーンの周回に伴い、オイルパン内の潤滑油がオイルポンプスプロケット及びドライブチェーンによって巻き上げられ、この巻き上げられた潤滑油が潤滑油ガイドに当たってタイミングチェーンに滴下することで、タイミングチェーンが潤滑されることになる。

特開２０１４−９５３１７号公報

特許文献１の技術では、オイルポンプスプロケット及びドライブチェーンによって巻き上げられた潤滑油がタイミングチェーンに適切に滴下しない場合があり、潤滑油を有効に利用する上でさらなる改善の余地がある。上記潤滑油ガイドは、タイミングチェーンの直上領域を含む広い範囲に亘って配置されているが、タイミングチェーン上に潤滑油を集約して滴下する構成を備えておらず、タイミングチェーンの上部以外にも潤滑油が滴下されるからである。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的の一つは、タイミングチェーンに効率的に潤滑油を供給し、良好な潤滑状態を可能とするタイミングチェーンの潤滑構造を提供することにある。

本発明の一態様に係るタイミングチェーンの潤滑構造は、シリンダブロックと、タイミングチェーンと、ドライブチェーンと、チェーンカバーと、潤滑油ガイドと、を備える。タイミングチェーンは、カムシャフトに装着されるカムスプロケット、及びクランクシャフトに装着されるカム駆動用スプロケットに巻き掛けられる。ドライブチェーンは、前記シリンダブロックの下方のオイルパン内に収納されるオイルポンプのドライブシャフトに装着されるオイルポンプスプロケット、及び前記クランクシャフトに装着されるオイルポンプ駆動用スプロケットに巻き掛けられる。チェーンカバーは、前記タイミングチェーン及び前記ドライブチェーンが収納されて、前記シリンダブロックの一端面に取り付けられる。潤滑油ガイドは、前記シリンダブロックと前記チェーンカバーとの間で、前記カム駆動用スプロケット及び前記オイルポンプ駆動用スプロケットをその周方向上側から覆う。そして、前記潤滑油ガイドは、前記オイルポンプ駆動用スプロケットと対向する領域に設けられる潤滑油の付着部と、前記カム駆動用スプロケットと対向する領域に前記付着部に連続して設けられると共に、前記付着部よりも下側に位置し、前記付着部に付着した潤滑油を前記カム駆動用スプロケットの上部に滴下する滴下部と、を備える。

上記のタイミングチェーンの潤滑構造は、オイルポンプスプロケット及びドライブチェーンによって巻き上げられた潤滑油が、潤滑油ガイドの付着部に当たり、この付着部に連続して設けられる滴下部に沿ってカム駆動用スプロケットの上部に滴下されるため、巻き上げられた潤滑油を確実にタイミングチェーンの潤滑に利用することができる。

実施形態１に係るタイミングチェーンの潤滑構造について、潤滑油ガイド近傍の概略断面図である。 実施形態１に係るタイミングチェーンの潤滑構造の概略構成図である。

本発明のタイミングチェーンの潤滑構造の実施形態を以下に図面を参照しつつ説明する。図中、同一符号は同一名称物を示す。

≪実施形態１≫
図１，２を参照して、実施形態１のタイミングチェーンの潤滑構造１を説明する。実施形態１のタイミングチェーンの潤滑構造１を適用するエンジンは、エンジン本体と、オイルポンプと、エンジンの動弁機構と、オイルポンプの駆動機構と、を含んで構成される。

エンジン本体は、シリンダブロック２（図１）と、オイルパン５０（図２）と、シリンダヘッド及びシリンダヘッドカバー（図示せず）と、を備える。シリンダブロック２には、クランクシャフト３０（図１，２）が回転自在に支持されている。シリンダヘッドは、シリンダブロック２の上部に取り付けられており、シリンダヘッドの上部には、吸気カムシャフト１０及び排気カムシャフト２０（図２）が回転自在に支持されている。シリンダヘッドカバーは、シリンダヘッドの上部に取り付けられており、吸気カムシャフト１０及び排気カムシャフト２０を収納する。オイルパン５０は、シリンダブロック２の下部に取り付けられており、内部に潤滑油Ｌを貯留している。

オイルポンプは、クランクシャフト３０と平行なドライブシャフト４０（図２）を有している。このドライブシャフト４０は、オイルパン５０内の潤滑油Ｌに浸るように配置されている。オイルポンプは、ドライブシャフト４０にクランクシャフト３０の回転が伝達されると、オイルパン５０内の潤滑油Ｌを吸引し、その潤滑油Ｌをエンジン本体内における潤滑を要する構成部材に供給する。

エンジンの動弁機構は、吸気カムシャフト１０に装着されるカムスプロケット１２と、排気カムシャフト２０に装着されるカムスプロケット２２と、クランクシャフト３０に装着されるカム駆動用スプロケット３２と、各スプロケット１２，２２，３２に巻き掛けられるタイミングチェーン４と、を備える。

オイルポンプの駆動機構は、オイルポンプのドライブシャフト４０に装着されるオイルポンプスプロケット４２と、クランクシャフト３０に装着されるオイルポンプ駆動用スプロケット３４と、各スプロケット４２，３４に巻き掛けられるドライブチェーン５と、を備える。

〔タイミングチェーンの潤滑構造〕
実施形態１のタイミングチェーンの潤滑構造１は、図１に示すように、シリンダブロック２と、チェーンカバー３と、タイミングチェーン４と、ドライブチェーン５と、潤滑油ガイド６と、を備える。チェーンカバー３は、シリンダブロック２の一端面に取り付けられて、タイミングチェーン４及びドライブチェーン５を収納する。潤滑油ガイド６は、シリンダブロック２とチェーンカバー３との間で、カム駆動用スプロケット３２及びオイルポンプ駆動用スプロケット３４をその周方向上側から覆うように配置される。本実施形態１のタイミングチェーンの潤滑構造１の主たる特徴とするところは、潤滑油ガイド６が、オイルポンプ駆動用スプロケット３４と対向する領域に設けられる潤滑油の付着部６４と、カム駆動用スプロケット３２と対向する領域に付着部６４に連続して設けられる滴下部６２と、を備える点にある。本例では、クランクシャフト３０に装着される二つのスプロケット３２，３４について、シリンダブロック２とチェーンカバー３との間で、シリンダブロック２側にオイルポンプ駆動用スプロケット３４が配置され、チェーンカバー３側にカム駆動用スプロケット３２が配置される。以下、詳細を説明する。

・シリンダブロック
シリンダブロック２は、クランクシャフト３０の上方であって、カム駆動用スプロケット３２及びオイルポンプ駆動用スプロケット３４の至近位置に、後述するチェーンカバー３に向かって突出する突出部２Ａを備える。突出部２Ａは、シリンダブロック２に一体に成形されている。

突出部２Ａは、図２に示すように、突出端面形状が円弧状である湾曲片で構成され、その中央部の外周側に後述するボルト穴２ｈ（図１）を有するブッシュ部の一部が突出している。上記湾曲片は、カム駆動用スプロケット３２及びオイルポンプ駆動用スプロケット３４と略同心円の円弧を有する。突出部２Ａは、カム駆動用スプロケット３２におけるタイミングチェーン４との噛合開始側と噛合終了側との間に位置するように設けられている。噛合開始側及び噛合終了側とは、クランクシャフト３０が時計回り（図２の矢印方向）に周回する場合、カム駆動用スプロケット３２とタイミングチェーン４との接触箇所における図２の右端であり、噛合終了側とは、カム駆動用スプロケット３２とタイミングチェーン４との接触箇所における図２の左端である。本例では、突出部２Ａは、上記噛合開始側が噛合終了側よりも下側となるように若干傾いて形成されている。

突出部２Ａは、図１に示すように、シリンダブロック２の表面から突出して、オイルポンプ駆動用スプロケット３４を上側から覆うと共に、カム駆動用スプロケット３２の一部を上側から覆うように突出している。具体的には、突出部２Ａは、オイルポンプ駆動用スプロケット３４の厚み方向（クランクシャフト３０の軸方向）の全長を覆うと共に、カム駆動用スプロケット３２の厚み方向（クランクシャフト３０の軸方向）の一端面から他端面（シリンダブロック２側の面からチェーンカバー３側の面）に向かう途中までを覆うような長さを有する。つまり、突出部２Ａは、その端面が、カム駆動用スプロケット３２の厚み方向の途中に位置する。突出部２Ａは，シリンダブロック２の表面側からチェーンカバー３側に向かって直線状に突出している。

本例では、突出部２Ａは、後述するチェーンカバー３の突出部３Ａと接合するためのボルト７が固定されるボルト穴２ｈを有する。このボルト穴２ｈは、ボルト７の止め穴となっている。

・チェーンカバー
チェーンカバー３は、シリンダブロック２の一端面に取り付けた際に、シリンダブロック２の突出部２Ａの端面に接触するように、シリンダブロック２に向かって突出する突出部３Ａを備える。突出部３Ａは、チェーンカバー３に一体に成形されている。

突出部３Ａは、突出部２Ａと同様に、突出端面形状が円弧状である湾曲片で構成され、その中央部の外周側に後述するボルト孔３ｈ（図１）を有するブッシュ部の一部が突出している（図２を参照）。突出部３Ａは、湾曲片の周方向に沿った長さが突出部２Ａのその長さと同じであり、上記噛合開始側が噛合終了側よりも下側となるように若干傾いて形成されている。

突出部３Ａは、図１に示すように、チェーンカバー３の表面から突出して、カム駆動用スプロケット３２の一部を上側から覆うように突出している。具体的には、突出部３Ａは、カム駆動用スプロケット３２の厚み方向（クランクシャフト３０の軸方向）の他端面から一端面（チェーンカバー３側の面からシリンダブロック２側の面）に向かう途中までを覆うような長さを有する。つまり、突出部３Ａは、その端面３ｅが、カム駆動用スプロケット３２の厚み方向の途中に位置し、その位置でシリンダブロック２の突出部２Ａの端面と接触する。突出部３Ａは，チェーンカバー３の表面側からシリンダブロック２側に向かって直線状に突出している。

突出部３Ａの端面３ｅは、シリンダブロック２の突出部２Ａの端面に接触させた際に、下側領域が突出部２Ａの端面と接触せずに露出している。本例では、突出部３Ａは、上面が突出部２Ａの上面と面一となり、下面が突出部２Ａの下面よりも下側に位置するように形成されている。つまり、突出部３Ａは、湾曲片の径方向の長さが突出部２Ａのそれよりも長く、その端面３ｅは、シリンダブロック２の突出部２Ａの端面よりも大きい。

本例では、突出部３Ａは、シリンダブロック２の突出部２Ａと接合するためのボルト７が挿通されるボルト孔３ｈを有する。このボルト孔３ｈは、貫通孔となっている。突出部３Ａのボルト孔３ｈと、突出部２Ａのボルト穴２ｈとを位置合わせして、ボルト孔３ｈにボルト７を挿通し、ボルト穴２ｈにボルト７を固定することで、両突出部２Ａ，３Ａを接合できる（図１を参照）。

・タイミングチェーン
タイミングチェーン４は、無端状であり、吸気カムシャフト１０に装着されるカムスプロケット１２と、排気カムシャフト２０に装着されるカムスプロケット２２と、クランクシャフト３０に装着されるカム駆動用スプロケット３２と、に巻き掛けられる（図２を参照）。クランクシャフト３０が時計回り（図２の矢印方向）に周回すると、タイミングチェーン４も時計回りに周回する。このタイミングチェーン４の周回によって、クランクシャフト３０の回転運動が、吸気カムシャフト１０及び排気カムシャフト２０に伝達され、吸気カム及び排気カム（図示せず）の開閉が行われる。

・ドライブチェーン
ドライブチェーン５は、無端状であり、シリンダブロック２の下方のオイルパン５０内に収納されるオイルポンプ（図示せず）のドライブシャフトに４０装着されるオイルポンプスプロケット４２と、クランクシャフト３０に装着されるオイルポンプ駆動用スプロケット３４と、に巻き掛けられる（図２を参照）。クランクシャフト３０が時計回り（図２の矢印方向）に周回すると、ドライブチェーン５も時計回りに周回する。このドライブチェーン５の周回によって、クランクシャフト３０の回転運動が、オイルポンプのドライブシャフト４０に伝達される。

・潤滑油ガイド
潤滑油ガイド６は、シリンダブロック２とチェーンカバー３との間で、カム駆動用スプロケット３２及びオイルポンプ駆動用スプロケット３４をその周方向上側から覆うように配置される。そして、潤滑油ガイド６は、オイルポンプ駆動用スプロケット３４と対向する領域に設けられる潤滑油Ｌの付着部６４と、カム駆動用スプロケット３２と対向する領域に付着部６４に連続して設けられると共に、付着部６４に付着した潤滑油Ｌをカム駆動用スプロケット３２の上部に滴下する滴下部６２と、を備える。

潤滑油ガイド６は、図１に示すように、シリンダブロック２の突出部２Ａと、チェーンカバー３の突出部３Ａと、で構成される。つまり、潤滑油ガイド６は、シリンダブロック２とチェーンカバー３との間に亘って配置されて、カム駆動用スプロケット３２及びオイルポンプ駆動用スプロケット３４をその周方向上側から覆う。突出部２Ａの端面と突出部３Ａの端面３ｅとは、突出部３Ａの端面３ｅの下側領域が露出した状態で、カム駆動用スプロケット３２の上側に位置しているため、潤滑油ガイド６は、カム駆動用スプロケット３２の上側に、シリンダブロック２側からチェーンカバー３側に向かって低くなる段差を有することになる。この段差部分は、突出部２Ａの下面２ｕと、突出部３Ａの露出された端面３ｅと、突出部３Ａの下面３ｕと、で形成される。潤滑油ガイド６における付着部６４は、上記段差部分における突出部２Ａの下面２ｕで構成され、潤滑油ガイドにおける滴下部６２は、上記段差部分における突出部３Ａの露出された端面３ｅと下面３ｕとの稜線で構成される。潤滑油ガイド６における付着部６４及び滴下部６２の作用については後述する。

・その他の構成
シリンダブロック２の突出部２Ａとチェーンカバー３の突出部３Ａとは、ボルト７によって接合されている。このボルト７は、突出部２Ａ，３Ａを接合すると共に、チェーンカバー３の振動を抑制することもできる。チェーンカバー３は、一般的にアルミニウムで構成されて、非常に薄い。よって、エンジンの振動や、タイミングチェーン・ドライブチェーンの振動などによって、チェーンカバー３が共鳴（振動）することがある。そこで、ボルト７によってチェーンカバー３を固定することで、チェーンカバー３の振動を抑制することができる。

〔作用〕
上記構成を備えるタイミングチェーンの潤滑構造１による作用を、図１，２を参照して説明する。

エンジンが始動すると、クランクシャフト３０の回転（図２の矢印方向の回転）に伴い、カム駆動用スプロケット３２及びカムスプロケット１２，２２に巻き掛けられるタイミングチェーン４が時計回りに周回する。また、上記クランクシャフト３０の回転に伴い、オイルポンプ駆動用スプロケット３４及びオイルポンプスプロケット４２に巻き掛けられるドライブチェーン５が時計回りに周回する。

オイルポンプのドライブシャフト４０が、オイルパン５０内の潤滑油Ｌに浸るように配置されているため、ドライブチェーン５の周回に伴い、オイルパン５０内の潤滑油Ｌが、ドライブシャフト４０に装着されるオイルポンプスプロケット４２及びドライブチェーン５によって巻き上げられる。この巻き上げられた潤滑油Ｌは、まず潤滑油ガイド６の付着部６４（突出部２Ａの下面２ｕ）に付着する。付着部６４に付着した潤滑油Ｌは、付着部６４に連続して設けられた滴下部６２（突出部３Ａの端面３ｅと下面３ｕとの稜線）の方に流れて、滴下部６２に沿って滴下する（図１の太線矢印）。また、潤滑油ガイド６（突出部２Ａ，３Ａ）は、カム駆動用スプロケット３２におけるタイミングチェーン４との噛合開始側が噛合終了側よりも下側となるように傾斜して配置されているため、滴下部６２の方に流れた潤滑油Ｌは、上記噛合開始側に向かって滴下する（図２の太線矢印）。

滴下部６２は、カム駆動用スプロケット３２の上部に位置するため、滴下部６２から滴下した潤滑油Ｌは、タイミングチェーン４に適切に滴下される。

〔効果〕
本実施形態１のタイミングチェーンの潤滑構造１は、潤滑油ガイド６が付着部６４及び滴下部６２を備えることで、オイルポンプスプロケット４２及びドライブチェーン５によって巻き上げられた潤滑油Ｌが、潤滑油ガイド６の付着部６４に付着し、カム駆動用スプロケット３２の上部に位置する滴下部６２の方に流れて、滴下部６２に沿って滴下するため、潤滑油Ｌをタイミングチェーン４に確実に供給することができる。また、本例では、潤滑油ガイド６は、カム駆動用スプロケット３２におけるタイミングチェーン４との噛合開始側が噛合終了側よりも下側となるように傾斜して配置されており、滴下部６２の方に流れた潤滑油Ｌが上記噛合開始側に向かって滴下するため、潤滑油Ｌをタイミングチェーン４の噛合開始側に供給でき、良好な潤滑状態を可能とし易い。

本実施形態１のタイミングチェーンの潤滑構造１は、潤滑油ガイド６がシリンダブロック２の突出部２Ａとチェーンカバー３の突出部３Ａとで構成されることで、潤滑油ガイド６における付着部６４及び滴下部６２を形成し易く、生産性に優れる。それは、各突出部２Ａ，３Ａの突出長さを調整すると共に、突出部３Ａの下面３ｕが突出部２Ａの下面２ｕよりも下側に位置するように形成するだけで、突出部２Ａ，３Ａ同士を接合すると、カム駆動用スプロケット３２の上部で、突出部３Ａの端面３ｅが露出することになり段差が形成されるからである。

本実施形態１のタイミングチェーンの潤滑構造１は、シリンダブロック２の突出部２Ａとチェーンカバー３の突出部３Ａとをボルト７で接合しているため、このボルト７によってチェーンカバー３が固定されることで、チェーンカバー３の振動を抑制することができる。つまり、本実施形態１のタイミングチェーンの潤滑構造１によれば、突出部２Ａ，３Ａを接合するボルト７を、チェーンカバー３の振動抑制のためのボルト７と兼用することができる。

≪実施形態２≫
実施形態１では、潤滑油ガイド６の付着部６４と滴下部６２とが、段差形状（付着部６４を構成する面２ｕと滴下部６２を構成する面３ｅとが直角）である形態を説明したが、突出部２Ａの下面２ｕをシリンダブロック２側よりもチェーンカバー３側に低くすることで、付着部６４を滴下部６２に対して傾斜させたり、湾曲させたりすることもできる。また、突出部３Ａの下面３ｕをチェーンカバー３側よりもシリンダブロック２側に低くすることもできる。この形態によれば、突出部３Ａの下面３ｕに潤滑油が付着した場合であっても、下面３ｕの傾斜に沿って滴下部に潤滑油をガイドし易い。つまり、オイルポンプスプロケット４２及びドライブチェーン５によって巻き上げられた潤滑油Ｌが、付着部に付着し、その後、付着部から滴下部の方に流れて、滴下部に沿ってカム駆動用スプロケット３２の上部に滴下することができれば、付着部及び滴下部の形状は問わない。

≪実施形態３≫
実施形態１では、潤滑油ガイド６の付着部６４と滴下部６２とが、シリンダブロック２の突出部２Ａとチェーンカバー３の突出部３Ａとで構成される形態を説明したが、シリンダブロック２の突出部又はチェーンカバー３の突出部の一方で構成することもできる。例えば、シリンダブロック２に突出部を設ける場合、突出部をチェーンカバー３まで突出させると共に、この突出部のシリンダブロック２側に付着部と、この付着部に連続して付着部よりも下側に位置する滴下部を突出部のカム駆動用スプロケット３２の上部の位置に設ければよい。同様に、チェーンカバー３に突出部を設ける場合、突出部をシリンダブロック２まで突出させると共に、この突出部のシリンダブロック２側に付着部と、この付着部に連続して付着部よりも下側に位置する滴下部を突出部のカム駆動用スプロケット３２の上部の位置に設ければよい。

本発明のタイミングチェーンの潤滑構造は、カムシャフトに装着されるカムスプロケット、及びクランクシャフトに装着されるカム駆動用スプロケットに巻き掛けられるタイミングチェーンの潤滑に好適に利用できる。

１ タイミングチェーンの潤滑構造
２ シリンダブロック ２Ａ 突出部 ２ｕ 下面
２ｈ ボルト穴
３ チェーンカバー ３Ａ 突出部 ３ｕ 下面 ３ｅ 端面
３ｈ ボルト孔
４ タイミングチェーン
５ ドライブチェーン
６ 潤滑油ガイド
６２ 滴下部 ６４ 付着部
７ ボルト
１０ 吸気カムシャフト １２ カムスプロケット
２０ 排気カムシャフト ２２ カムスプロケット
３０ クランクシャフト
３２ カム駆動用スプロケット ３４ オイルポンプ駆動用スプロケット
４０ ドライブシャフト ４２オイルポンプスプロケット
５０ オイルパン Ｌ 潤滑油

Claims (1)

1. シリンダブロックと、
   カムシャフトに装着されるカムスプロケット、及びクランクシャフトに装着されるカム駆動用スプロケットに巻き掛けられるタイミングチェーンと、
   前記シリンダブロックの下方のオイルパン内に収納されるオイルポンプのドライブシャフトに装着されるオイルポンプスプロケット、及び前記クランクシャフトに装着されるオイルポンプ駆動用スプロケットに巻き掛けられるドライブチェーンと、
   前記タイミングチェーン及び前記ドライブチェーンが収納されて、前記シリンダブロックの一端面に取り付けられるチェーンカバーと、
   前記シリンダブロックと前記チェーンカバーとの間で、前記カム駆動用スプロケット及び前記オイルポンプ駆動用スプロケットをその周方向上側から覆う潤滑油ガイドと、を備え、
   前記潤滑油ガイドは、
   前記オイルポンプ駆動用スプロケットと対向する領域に設けられる潤滑油の付着部と、
   前記カム駆動用スプロケットと対向する領域に前記付着部に連続して設けられると共に、前記付着部よりも下側に位置し、前記付着部に付着した潤滑油を前記カム駆動用スプロケットの上部に滴下する滴下部と、を備えるタイミングチェーンの潤滑構造。

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