JP7240243B2 - カバー構造 - Google Patents

Description

本発明は、カバー構造に関する。

特許文献１には、エンジン本体の側部に取り付けられる樹脂製のタイミングチェーンカバーについて開示がある。

特開２０１５－１０２０１８号公報

ところで、エンジンには、吸排気バルブの開閉タイミングを可変させる可変バルブ機構が設けられることがある。その場合、タイミングチェーンカバーには、可変バルブ機構を動作させるための駆動源が取り付けられる。

しかし、一般的に、エンジン本体は、金属材料で形成される。樹脂材料で形成されるタイミングチェーンカバーは、金属材料で形成されるエンジン本体と線膨張係数が異なる。そのため、エンジン本体の温度が上昇し、エンジン本体とタイミングチェーンカバーが熱膨張（熱変形）すると、エンジン本体とタイミングチェーンカバーとの熱変形量が異なることとなる。このとき、タイミングチェーンカバーは、エンジン本体より熱変形量が大きくなる。その結果、可変バルブ機構に対する駆動源の位置ずれが発生するという問題があった。

そこで、本発明は、可変バルブ機構に対する駆動源の位置ずれを抑制することが可能なカバー構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のカバー構造は、エンジン本体に取り付けられ、エンジン本体と線膨張係数が異なる材料で形成されるカバー本体と、カバー本体に形成され、クランクシャフトが挿通可能な挿通孔と、カバー本体に形成され、エンジン本体の外部に配された可変バルブ機構を収容し、可変バルブ機構を動作させる駆動源が取り付けられる駆動源取付部と、カバー本体に形成され、駆動源取付部と挿通孔との間に形成された溝と、を備える。

溝は、挿通孔よりも駆動源取付部に近接する側に形成されてもよい。

溝は、駆動源取付部を囲むように形成されてもよい。

溝と挿通孔との間に締結部材が配されてもよい。

締結部材は、挿通孔よりも溝に近接する側に配されてもよい。

駆動源取付部は、カバー本体に複数形成され、複数の駆動源取付部には、補剛部材が接続されてもよい。

本発明によれば、可変バルブ機構に対する駆動源の位置ずれを抑制することができる。

図１は、エンジンの構成を説明する概略図である。 図２は、本実施形態のチェーンカバーの概略上面図である。 図３は、本実施形態のチェーンカバーの概略側面図である。 図４は、従来のカバー本体の熱変形前の状態を示す概略断面図である。 図５は、従来のカバー本体の熱変形後の状態を示す概略断面図である。 図６は、本実施形態のカバー本体の熱変形前の状態を示す概略断面図である。 図７は、本実施形態のカバー本体の熱変形後の状態を示す概略断面図である。 図８は、変形例のチェーンカバーの概略上面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、エンジン１の構成を説明する概略図である。図１では、エンジン１を前面側から見た図を示す。エンジン１は、例えば、車両に搭載される。

エンジン１は、エンジン本体１０を備える。エンジン本体１０は、アルミニウム合金などの金属材料で形成される。エンジン本体１０は、２つのシリンダブロック１０ａ、１０ｂと、２つのシリンダヘッド１２ａ、１２ｂと、２つのキャリア１４ａ、１４ｂと、２つのロッカーカバー１６ａ、１６ｂと、２つのクランクケース１８ａ、１８ｂとを含んで構成される。

エンジン１は、図１中、右側から左側に向かって、ロッカーカバー１６ａ、キャリア１４ａ、シリンダヘッド１２ａ、シリンダブロック１０ａ、クランクケース１８ａ、クランクケース１８ｂ、シリンダブロック１０ｂ、シリンダヘッド１２ｂ、キャリア１４ｂ、ロッカーカバー１６ｂが水平方向（図１中、左右方向）に並んで配置される。

エンジン１は、後述するクランクシャフト２８を挟んで、シリンダブロック１０ａ、１０ｂ内部に形成される複数のシリンダ（不図示）および各シリンダ内部に配されるピストン（不図示）が水平方向に対向して配置される水平対向エンジンである。本実施形態では、シリンダブロック１０ａ、１０ｂには、それぞれ２つのシリンダ（すなわち、計４つのシリンダ）が形成されている。

本実施形態では、クランクケース１８ａは、シリンダブロック１０ａと一体形成され、クランクケース１８ｂは、シリンダブロック１０ｂと一体形成される。ただし、クランクケース１８ａ、１８ｂは、シリンダブロック１０ａ、１０ｂと別体に形成されてもよい。

シリンダブロック１０ａ、１０ｂ、シリンダヘッド１２ａ、１２ｂ、キャリア１４ａ、１４ｂ、ロッカーカバー１６ａ、１６ｂ、クランクケース１８ａ、１８ｂの前面側（図１中、手前側）には、チェーンカバー（カバー構造）２０が接続されている。チェーンカバー２０は、シリンダブロック１０ａ、１０ｂ、シリンダヘッド１２ａ、１２ｂ、キャリア１４ａ、１４ｂ、ロッカーカバー１６ａ、１６ｂ、クランクケース１８ａ、１８ｂの前面側を覆う。

シリンダブロック１０ａ、１０ｂ、シリンダヘッド１２ａ、１２ｂ、キャリア１４ａ、１４ｂ、ロッカーカバー１６ａ、１６ｂ、クランクケース１８ａ、１８ｂの前面と、チェーンカバー２０とにより囲まれた空間がチェーン室２２として形成される。

シリンダヘッド１２ａとロッカーカバー１６ａとに囲まれた空間がロッカー室として形成される。シリンダヘッド１２ｂとロッカーカバー１６ｂとに囲まれた空間がロッカー室として形成される。また、２つのクランクケース１８ａ、１８ｂの内部空間（すなわち、２つのクランクケース１８ａ、１８ｂに囲繞された空間）がクランク室として形成される。

キャリア１４ａには、不図示の吸気弁を移動させるためのカムが固定された吸気用カムシャフト３０ａ、および、不図示の排気弁を移動させるためのカムが固定された排気用カムシャフト３２ａが回転自在に支持されている。同様に、キャリア１４ｂには、吸気用カムシャフト３０ｂおよび排気用カムシャフト３２ｂが回転自在に支持されている。

２つのシリンダブロック１０ａ、１０ｂの間には、クランクシャフト２８が回転自在に支持される。シリンダブロック１０ａ、１０ｂ内の不図示の各シリンダには、クランクシャフト２８に対して不図示のコネクティングロッドを介して接続された不図示のピストンが水平方向に摺動可能に配置されている。ピストンの往復動により、クランクシャフト２８が回転駆動される。

チェーン室２２には、吸気用カムシャフト３０ａ、３０ｂの一端に設けられたカムスプロケット３４ａ、３４ｂ、排気用カムシャフト３２ａ、３２ｂの一端に設けられたカムスプロケット３６ａ、３６ｂが配置されている。

チェーン室２２には、クランクシャフト２８の一端に設けられた駆動用のスプロケット３８が配置されている。駆動用のスプロケット３８と、カムスプロケット３４ａと、カムスプロケット３６ａには、タイミングチェーン４０ａが掛け渡される。また、駆動用のスプロケット３８と、カムスプロケット３４ｂと、カムスプロケット３６ｂには、タイミングチェーン４０ｂが掛け渡されている。タイミングチェーン４０ａ、４０ｂは、チェーン室２２内に配される。

クランクシャフト２８が回転すると、タイミングチェーン４０ａを介して吸気用カムシャフト３０ａおよび排気用カムシャフト３２ａが回転駆動される。また、クランクシャフト２８が回転すると、タイミングチェーン４０ｂを介して吸気用カムシャフト３０ｂおよび排気用カムシャフト３２ｂが回転駆動される。なお、本実施形態では、クランクシャフト２８は、図１中、時計回りに回転駆動し、タイミングチェーン４０ａ、４０ｂは、クランクシャフト２８の回転に伴って、時計回りに移動する。

シリンダブロック１０ａ、１０ｂおよびクランクケース１８ａ、１８ｂの鉛直下方にはオイルパンＯＰが設けられている。オイルパンＯＰ内には、エンジンオイルが貯留されている。オイルパンＯＰには、不図示のオイルポンプが接続されており、オイルパンＯＰ内に貯留されているエンジンオイルを吸引し、吸引したエンジンオイルをエンジン１の各部に供給する。

図２は、本実施形態のチェーンカバー２０の概略上面図である。図２に示すように、チェーンカバー２０は、カバー本体２０Ａを備える。カバー本体２０Ａの外周縁には、複数の貫通孔（不図示）と、複数の貫通孔に挿通される締結部材４２とが配される。複数の締結部材４２は、カバー本体２０Ａをエンジン本体１０（図１参照）に締結する。複数の締結部材４２がエンジン本体１０に締結されることで、カバー本体２０Ａは、エンジン本体１０に接続される。

カバー本体２０Ａには、挿通孔４４と、駆動源取付部４６と、溝４８とが形成される。挿通孔４４は、カバー本体２０Ａの中央部に配され、カバー本体２０Ａを厚さ方向に貫通する。挿通孔４４には、クランクシャフト２８（図１参照）が挿通される。挿通孔４４は、クランクシャフト２８が挿通可能な略円形状に形成される。

駆動源取付部４６は、カバー本体２０Ａの外周縁（複数の締結部材４２）と中央部（挿通孔４４）との間に形成される。駆動源取付部４６は、カバー本体２０Ａのうち、カムスプロケット３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂ（図１参照）と対向する位置に形成される。本実施形態では、カムスプロケット３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂが複数（４つ）配されるため、駆動源取付部４６は、複数（４つ）配される。

図３は、本実施形態のチェーンカバー２０の概略側面図である。図３は、図２に示すＩＩＩ矢視図である。図３に示すように、カバー本体２０Ａは、エンジン本体１０と当接する当接面５０を有する。当接面５０は、不図示のガスケットを介してエンジン本体１０と当接する。ただし、当接面５０は、エンジン本体１０と直接当接してもよい。

駆動源取付部４６は、当接面５０に対し、エンジン本体１０から離隔する側に突出し、内部にチェーン室２２を形成する。チェーン室２２には、上述したように、吸気用カムシャフト３０ａ、３０ｂの一端に設けられたカムスプロケット３４ａ、３４ｂ、排気用カムシャフト３２ａ、３２ｂの一端に設けられたカムスプロケット３６ａ、３６ｂが配される。

本実施形態では、各カムスプロケット３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂには、吸排気バルブの開閉タイミングを可変とする可変バルブ機構５２が設けられる。カムスプロケット３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂおよび可変バルブ機構５２は、エンジン本体１０の外部に配される。カムスプロケット３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂおよび可変バルブ機構５２は、駆動源取付部４６の内部（チェーン室２２）に収容される。

駆動源取付部４６の外部（外面）には、可変バルブ機構５２を動作させるための駆動源（ソレノイド）５４が取り付けられる。駆動源取付部４６の中央部には、不図示の貫通孔が形成され、駆動源５４は、駆動源取付部４６の貫通孔を介して内部に突出する突出部５４ａを備える。

駆動源５４は、突出部５４ａを可変バルブ機構５２に近接する方向、および、可変バルブ機構５２から離隔する方向に移動させる。突出部５４ａは、駆動源５４により可変バルブ機構５２に近接する方向に移動されると、可変バルブ機構５２と接続し、可変バルブ機構５２を動作させる。

ところで、本実施形態のカバー本体２０Ａは、チェーンカバー２０の軽量化のため、樹脂材料で形成される。一方、エンジン本体１０は、金属材料で形成される。樹脂材料は、金属材料より線膨張係数が大きい。そのため、エンジン本体１０の温度が上昇し、エンジン本体１０とカバー本体２０Ａが熱膨張（熱変形）すると、エンジン本体１０とカバー本体２０Ａとの熱変形量が異なることとなる。このとき、カバー本体２０Ａは、エンジン本体１０より熱変形量が大きくなる。なお、本実施形態では、カバー本体２０Ａが樹脂材料で形成される例について説明するが、カバー本体２０Ａは、樹脂材料に限定されず、エンジン本体１０と線膨張係数が異なる材料で形成されていればよい。

図４は、従来のカバー本体２０Ｂの熱変形前の状態を示す概略断面図である。図５は、従来のカバー本体２０Ｂの熱変形後の状態を示す概略断面図である。従来のカバー本体２０Ｂは、本実施形態のカバー本体２０Ａと、溝４８が形成されていない点で相違している。図４に示すように、駆動源５４の突出部５４ａは、可変バルブ機構５２と位置Ｐ１で接続する。

エンジン本体１０の温度上昇に伴い、カバー本体２０Ｂの温度が上昇すると、カバー本体２０Ｂは、中央部（すなわち、挿通孔４４）から放射状に熱膨張する。このとき、カバー本体２０Ｂの外周縁は、締結部材４２によりエンジン本体１０に締結されている。

したがって、駆動源取付部４６は、締結部材４２によりカバー本体２０Ｂの外周縁側への移動が規制される。一方、カバー本体２０Ｂが熱膨張すると、駆動源取付部４６は、カバー本体２０Ｂの中央部（挿通孔４４）から離隔する方向（図５中、白抜き矢印方向）に押圧される。駆動源取付部４６が押圧される押圧位置は、図５に示す位置Ｐ３である。

その結果、駆動源取付部４６は、カバー本体２０Ｂの中央部（挿通孔４４）から離隔する方向に傾斜（変形）する。このように、カバー本体２０Ｂは、エンジン本体１０と熱変形量が異なることから、エンジン本体１０の温度上昇に伴って変形（熱変形）する。

カバー本体２０Ｂが熱変形すると、図５に示すように、駆動源５４の突出部５４ａは、可変バルブ機構５２と位置Ｐ２で接続する。このように、カバー本体２０Ｂが熱変形すると、駆動源５４の突出部５４ａは、可変バルブ機構５２との接続位置が位置Ｐ１から位置Ｐ２までずれる。位置Ｐ２は、位置Ｐ１からカバー本体２０Ｂの外周縁に向かってずれ量Δ１だけずれた位置にある。

このように、カバー本体２０Ｂが熱変形すると、可変バルブ機構５２に対する駆動源５４の位置ずれが発生する。そのため、駆動源５４は、可変バルブ機構５２を精度よく動作させることができない場合があった。

そこで、本実施形態では、図２に示すように、カバー本体２０Ａには、溝４８が形成される。溝４８は、駆動源取付部４６と挿通孔４４との間に形成される。また、溝４８は、最も近接する２つの駆動源取付部４６の間に形成される。

溝４８は、駆動源取付部４６の外周を囲むように形成される。本実施形態では、溝４８は、カバー本体２０Ａの外周縁と接続する。ただし、溝４８は、駆動源取付部４６の全周を囲むように無端状に形成されてもよい。

カバー本体２０Ａのうち、溝４８によって区分される領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４には、それぞれ１つ（単数）の駆動源取付部４６が形成される。また、カバー本体２０Ａのうち、溝４８によって区分される領域Ａ５には、挿通孔４４が形成される。領域Ａ５は、領域Ａ１、Ａ２と、領域Ａ３、Ａ４との間に配される。つまり、駆動源取付部４６と挿通孔４４は、カバー本体２０Ａのうち溝４８によって区分される異なる領域に形成される（すなわち、同じ領域に形成されない）。また、複数の駆動源取付部４６は、それぞれカバー本体２０Ａのうち溝４８によって区分される異なる領域に形成される（すなわち、同じ領域に形成されない）。

図６は、本実施形態のカバー本体２０Ａの熱変形前の状態を示す概略断面図である。図７は、本実施形態のカバー本体２０Ａの熱変形後の状態を示す概略断面図である。図６に示すように、駆動源５４の突出部５４ａは、可変バルブ機構５２と位置Ｐ１で接続する。ここで、図６に示す位置Ｐ１は、図４に示す位置Ｐ１と等しい位置である。

図７に示すように、駆動源５４の突出部５４ａは、可変バルブ機構５２と位置Ｐ４で接続する。位置Ｐ４は、位置Ｐ１からカバー本体２０Ａの外周縁に向かってずれ量Δ２だけずれた位置である。

エンジン本体１０の温度上昇に伴い、カバー本体２０Ａの温度が上昇すると、カバー本体２０Ａは、中央部（すなわち、挿通孔４４）から放射状に熱膨張する。このとき、カバー本体２０Ａの外周縁は、締結部材４２によりエンジン本体１０に締結されている。

したがって、駆動源取付部４６は、締結部材４２によりカバー本体２０Ａの外周縁側への移動が規制される。一方、カバー本体２０Ａが熱膨張すると、駆動源取付部４６は、カバー本体２０Ａの中央部（挿通孔４４）から離隔する方向（図７中、白抜き矢印方向）に押圧される。

しかし、カバー本体２０Ａには、中央部（挿通孔４４）と駆動源取付部４６との間に溝４８が形成されている。そのため、駆動源取付部４６が押圧される押圧位置は、図７に示す位置Ｐ５となる。図７に示す位置Ｐ５は、図５に示す位置Ｐ３よりも溝４８の深さ分だけ、エンジン本体１０（当接面５０）側に位置する。駆動源取付部４６は、押圧位置がエンジン本体１０（当接面５０）に近接するほど、カバー本体２０Ａの中央部（挿通孔４４）から離隔する方向に傾斜（変形）し難くなる。

したがって、駆動源取付部４６は、位置Ｐ３（図５参照）で押圧されたときの傾斜量（変形量）よりも、位置Ｐ５で押圧されたときの傾斜量（変形量）の方が小さくなる。つまり、駆動源取付部４６は、カバー本体２０Ａに溝４８が形成されることにより、カバー本体２０Ａの熱変形に起因する傾斜（変形）が抑制される。そのため、図７に示されるずれ量Δ２は、図５に示されるずれ量Δ１よりも小さくなる。

このように、本実施形態では、カバー本体２０Ａは、溝４８を備える。溝４８は、カバー本体２０Ａの熱変形に起因する駆動源取付部４６の変形を抑制する。これにより、カバー本体２０Ａは、可変バルブ機構５２に対する駆動源５４の位置ずれを抑制することができる。

ここで、溝４８は、挿通孔４４よりも駆動源取付部４６に近接する側に形成されることが好ましい。例えば、溝４８は、駆動源取付部４６に隣接して形成されることが好ましい。溝４８は、駆動源取付部４６に近接するほど、カバー本体２０Ａの熱変形に起因する駆動源取付部４６の変形を効果的に抑制できる。

また、図２に示すように、カバー本体２０Ａには、溝４８と挿通孔４４との間に複数の締結部材５６が配される。これにより、締結部材５６は、カバー本体２０Ａの中央部（挿通孔４４）から溝４８に伝わる熱変形量（熱膨張量）を低減することができる。ここで、複数の締結部材５６は、挿通孔４４よりも溝４８に近接する側に配されることが好ましい。締結部材５６は、溝４８に近接するほど、溝４８に伝わる熱変形量（熱膨張量）を効果的に低減できる。

図２に示すように、複数の締結部材５６の一部は、各駆動源取付部４６の中心と挿通孔４４の中心とを結ぶ結線上に配され、各駆動源取付部４６の中心と挿通孔４４の中心との中間点よりも各駆動源取付部４６側に配される。これにより、締結部材５６は、カバー本体２０Ａの中央部（挿通孔４４）から溝４８に伝わる熱変形量（熱膨張量）をより効果的に低減することができる。

（変形例）
図８は、変形例のチェーンカバー１２０の概略上面図である。上記実施形態のエンジン１と実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。本変形例のチェーンカバー（カバー構造）１２０は、補剛部材１２２を備える点で、上記実施形態のチェーンカバー２０と異なっている。

図８に示すように、補剛部材１２２は、カバー本体２０Ａに形成される複数の駆動源取付部４６のうち、最も近接する２つの駆動源取付部４６に取り付けられる。ただし、補剛部材１２２は、最も近接しない２つの駆動源取付部４６に取り付けられてもよい。例えば、補剛部材１２２は、最も離隔する２つの駆動源取付部４６に取り付けられてもよい。また、補剛部材１２２は、３つ以上の駆動源取付部４６に取り付けられてもよい。

補剛部材１２２は、駆動源取付部４６よりも剛性の高い部材で構成される。補剛部材１２２は、駆動源取付部４６（すなわち、樹脂材料）よりも線膨張係数が小さい材料で形成される。本変形例では、補剛部材１２２は、金属材料で形成される。

このように、本変形例では、チェーンカバー１２０は、補剛部材１２２を備える。補剛部材１２２は、複数の駆動源取付部４６と接続することで、複数の駆動源取付部４６の剛性を高めることができる。これにより、本変形例のチェーンカバー１２０は、上記実施形態のチェーンカバー２０よりも、カバー本体２０Ａの熱変形に起因する駆動源取付部４６の変形を抑制することができる。

また、補剛部材１２２は、複数の駆動源取付部４６の剛性を高めるため、エンジン１の運転振動により複数の駆動源取付部４６が振動変形することを抑制することができ、エンジン１の放射音を低減することができる。

また、補剛部材１２２は、複数の駆動源取付部４６の振動変形を抑制するため、可変バルブ機構５２に対する駆動源５４の位置ずれを抑制することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

上記実施形態および変形例では、駆動用のスプロケット３８と、カムスプロケット３４ａと、カムスプロケット３６ａとに、タイミングチェーン４０ａが掛け渡される例について説明した。また、駆動用のスプロケット３８と、カムスプロケット３４ｂと、カムスプロケット３６ｂとに、タイミングチェーン４０ｂが掛け渡される例について説明した。しかし、これに限定されず、タイミングチェーン４０ａ、４０ｂは、タイミングベルトであてもよい。その場合、チェーンカバー２０、１２０は、タイミングベルトを収容するベルトカバー（カバー構造）であってもよい。

上記実施形態および変形例では、カバー本体２０Ａに締結部材５６が配される例について説明した。しかし、締結部材５６は、必須の構成ではない。したがって、カバー本体２０Ａには、締結部材５６が配されなくてもよい。

本発明は、エンジンのカバー構造に利用することができる。

１ エンジン
１０ エンジン本体
２０ チェーンカバー（カバー構造）
２０Ａ カバー本体
２８ クランクシャフト
４４ 挿通孔
４６ 駆動源取付部
４８ 溝
５２ 可変バルブ機構
５４ 駆動源
５６ 締結部材
１２０ チェーンカバー
１２２ 補剛部材

Claims (6)

1. エンジン本体に取り付けられ、前記エンジン本体と線膨張係数が異なる材料で形成されるカバー本体と、
   前記カバー本体に形成され、クランクシャフトが挿通可能な挿通孔と、
   前記カバー本体に形成され、前記エンジン本体の外部に配された可変バルブ機構を収容し、前記可変バルブ機構を動作させる駆動源が取り付けられる駆動源取付部と、
   前記カバー本体に形成され、前記駆動源取付部と前記挿通孔との間に形成された溝と、
   を備えるカバー構造。
2. 前記溝は、前記挿通孔よりも前記駆動源取付部に近接する側に形成される請求項１に記載のカバー構造。
3. 前記溝は、前記駆動源取付部を囲むように形成される請求項１または２に記載のカバー構造。
4. 前記溝と前記挿通孔との間に締結部材が配される請求項１～３のいずれか１項に記載のカバー構造。
5. 前記締結部材は、前記挿通孔よりも前記溝に近接する側に配される請求項４に記載のカバー構造。
6. 前記駆動源取付部は、前記カバー本体に複数形成され、
   前記複数の駆動源取付部には、補剛部材が接続される請求項１～５のいずれか１項に記載のカバー構造。

Images