JP7448346B2 - 内燃機関のチェーンケース - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のチェーンケースに関する。

例えば、特許文献１には、エンジン本体の外側面に配置されたタイミングベルトを覆うとともに、クランクシャフトが貫通する貫通孔を有する樹脂材料製のタイミングベルトカバーが開示されている。

この特許文献１のタイミングベルトカバーは、貫通孔に取り付けられた円板状のシール部材によってクランクシャフトとの間に生じる隙間を塞ぎ、当該隙間を通じて外部へ放散されるベルト騒音を遮断している。

実開平３－５４２５１号公報

しかしながら、この特許文献１のタイミングベルトカバーは、樹脂材料からなる成形品であるため、貫通孔の寸法誤差や、カバー自体の変形等を考慮して貫通孔の大きさを設定する必要がある。つまり、特許文献１のタイミングベルトカバーにおいて、貫通孔は大きめに作らざるを得ない。

また、特許文献１のタイミングベルトカバーにおいて、貫通孔に取り付けられたシール部材は、遮音を目的として設けられたものでありオイルシール用ではない。

そのため、特許文献１のタイミングベルトカバーは、シール部材とクランクシャフトとの間の隙間を精度よく塞ぐことができず、クランクシャフトの外周面に沿ってオイルが外部に漏れ出てしまう虞がある。

本発明に係る内燃機関のチェーンケースは、クランクシャフトの外周面をシールする環状のオイルシールが接合されたリング部材が、クランクシャフト貫通孔の外周縁で当該チェーンケースの本体部に対して接合されていることを特徴としている。

本発明によれば、リング部材は、樹脂製の本体部に形成されたクランクシャフト貫通孔の真円度や位置精度によらず、当該リング部材に予め接合されたオイルシールをクランクシャフトに対して所期のシール性能を発揮するように本体部に接合することが可能となる。

本発明に係る内燃機関のチェーンケースの正面図。 本発明に係る内燃機関のチェーンケースの要部断面図。 本発明に係る内燃機関のチェーンケースの要部をクランクシャフトとともに示した断面図。 オイルシールが接合されたリング部材の平面図。 リング部材の正面図。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図中におけるＸ軸は内燃機関の前後方向（クランクシャフト軸線方向）、Ｙ軸は内燃機関の左右方向（幅方向）、Ｚ軸は内燃機関の上下方向（シリンダ軸線方向）、をそれぞれ示している。

図１は、本発明に係る内燃機関のチェーンケース１の正面図である。図２は、本発明に係る内燃機関のチェーンケース１の要部断面図である。図３は、本発明に係る内燃機関のチェーンケース１の要部をクランクシャフト２とともに示した断面図である。図４は、オイルシール６が接合されたリング部材５の平面図である。図５は、リング部材５の正面図である。

チェーンケース１は、内燃機関本体（図示せず）の前面を覆うように内燃機関本体に取り付けられている。チェーンケース１は、例えば、ダウエルピン（図示せず）等により内燃機関本体に対する位置決めがなされた状態で内燃機関本体に対してボルト（図示せず）等により固定される。

チェーンケース１は、図１～図３に示すように、内燃機関のクランクシャフト２が貫通するクランクシャフト貫通孔３を有する本体部４と、クランクシャフト貫通孔３の周囲に取り付けられた環状（円筒状）のリング部材５、クランクシャフト２の外周面をシールする環状（円筒状）のオイルシール６と、オイルシール６の外周面に取り付けられた環状のスプリング７と、を有している。

クランクシャフト２の前端部には、図３に示すように、クランクプーリ８が取り付けられている。クランクプーリ８には、補機駆動用ベルト（図示せず）が巻き掛けられている。クランクプーリ８は、チェーンケース１の外側に位置し、補機駆動用ベルト（図示せず）を介してウォータポンプ等の補機類（図示せず）を駆動する。

チェーンケース１の本体部４は、例えばポリアミド等の合成樹脂材料からなり、型成形されたものである。

本体部４は、浅皿形状を呈し、内燃機関本体の前面との間に空間を形成する。当該空間には、クランクシャフト２に固定されたクランクスプロケット（図示せず）、カムシャフト（図示せず）の前端に固定されたカムスプロケット（図示せず）、これらクランクスプロケット及びカムスプロケットに巻き掛けられた回転動力伝達用のタイミングチェーン（図示せず）等が収容される。

図２、図３に示すように、本体部４は、クランクシャフト貫通孔３の周囲が階段状に形成されている。また、本体部４は、クランクシャフト貫通孔３周囲の階段状となった部分に、クランクシャフト軸方向に沿って突出する環状の突起９を有している。

突起９は、クランクシャフト貫通孔３の外周縁に位置し、クランクシャフト軸方向に沿って突出している。本実施例において、突起９は、内燃機関本体と対向しない側に向かって突出している。なお、突起９は、内燃機関本体と対向する側に向かって突出するようにしてもよい。

本体部４には、オイルシール６が加硫接着されたリング部材５が接合されている。

図２～図５に示すように、チェーンケース１のオイルシール６は、円筒形状を呈している。オイルシール６は、例えばフッ素ゴム等のゴム材料からなり、本体部４に接合される前のリング部材５に対して加硫接着される。

リング部材５の円筒部１０（後述）内に収容された状態で、外周面がリング部材５の内周側突出部１１（後述）の先端に加硫接着されている。詳述すると、オイルシール６は、軸方向（Ｘ軸方向）に沿ってリング部材５の円筒部１０の外側に突出しない状態で、リング部材５に加硫接着されている。

オイルシール６の一端部６ａには、外周にスプリング７が取り付けられている。オイルシール６は、スプリング７が取り付けられた一端部６ａの内周面が全周に亙って連続してクランクシャフト２の外周面に密着することで、チェーンケース１と内燃機関本体の前面とのに形成される空間内から外部にオイルが漏れ出ることを抑制している。

本実施例において、オイルシール６は、他端部６ｂの内径がクランクシャフト２の外径よりも小さくなるよう設定されているが、他端部６ｂの内径がクランクシャフト２の外径以上となるように設定してもよい。

図２～図５に示すように、チェーンケース１のリング部材５は、円筒形状の円筒部１０と、円筒部１０の内周面から当該円筒部１０の内側に向かって突出する内周側突出部１１と、円筒部１０の外周面から当該円筒部１０の外側に向かって突出する外周側突出部１２と、を有している。

円筒部１０は、オイルシール６を収容可能な大きさのものであって、軸方向に沿った長さ（Ｘ軸方向に沿った長さ）が、オイルシール６の軸方向に沿った長さ（Ｘ軸方向に沿った長さ）よりも長くなるよう設定されている。

内周側突出部１１は、環状に連続する断面矩形の突起であり、円筒部１０の内周面から当該円筒部１０の内側に向かって突出している。内周側突出部１１は、先端にオイルシール６の外周面が加硫接着されている。

外周側突出部１２は、環状に連続する階段状の突起であり、円筒部１０の外周面から当該円筒部１０の外側に向かって突出する断面矩形の第１突出壁１３と、第１突出壁１３の先端から円筒部１０軸方向（Ｘ軸方向）に沿って延びる断面矩形の第２突出壁１４と、第２突出壁１４の先端から当該円筒部１０の外側に向かって突出する断面矩形の第３突出壁１５と、を有している。第２突出壁１４は、一端が第１突出壁１３に接続され、他端が第３突出壁１５に接続されている。

リング部材５は、外周側突出部１２の内周側の部分となる第１突出壁１３が本体部４の突起９の先端に対してレーザー溶接により接合されている。リング部材５は、本体部４と同じ樹脂材料からなっているが、本体部４に比べてレーザー溶接に用いるレーザー光の透過率が高くなっている。

本体部４とリング部材５とのレーザー溶接は、透過率の高い透過部材としてのリング部材５と透過率の低い吸収部材としての本体部４とを重ね合わせ、リング部材５の側から本体部４側に向かってレーザー光を照射して行う。詳述すると、本体部４とリング部材５とのレーザー溶接は、本体部４の突起９とリング部材５の第１突出壁１３とを重ね合わせ、第１突出壁１３側から突起９側に向かってレーザー光を照射して行う。

リング部材５の第１突出壁１３を透過したレーザー光は、第１突出壁１３と突起９との界面（境界面）において、突起９側で熱に変換され突起９の先端を溶融する。第１突出壁１３は、突起９先端の溶融した部分からの熱伝導で溶融する。つまり、第１突出壁１３と突起９とは、レーザー光を照射することで、両者の界面において互いの溶融した部分同士が混ざり合う。第１突出壁１３と突起９とは、レーザー光の照射を終了すると、両者の界面において溶融した部分が冷却され凝固し、両者が接合される。

チェーンケース１は、本体部４が樹脂材料からなっているので、本体部４を金属製とした場合に比べて、クランクシャフト貫通孔３の真円度や位置精度が低下する虞がある。しかしながら、リング部材５は、クランクシャフト貫通孔３の内周面やクランクシャフト貫通孔３の位置を基準に本体部４に対して接合されているわけではない。すなわち、チェーンケース１は、本体部４とは別部品であるリング部材５を本体部４のクランクシャフト貫通孔３の外周縁に接合することで構成される。

そのため、リング部材５は、本体部４に形成されたクランクシャフト貫通孔３の真円度や位置精度によらず、オイルシール６がクランクシャフト２に対して所期のシール性能を発揮するように本体部４に接合することができる。つまり、リング部材５は、クランクシャフト２の位置を基準に本体部４に接合することが可能となる。

具体的には、本体部４とオイルシール６が接合されたリング部材５との接合は、例えば両者を所定の固定治具（図示せず）に固定した（取り付けた）状態で実施される。上記固定治具は、本体部４を内燃機関本体への取り付け位置を基準とした所定位置に固定し、リング部材５をクランクシャフト２の位置を基準とした所定位置に固定するものである。

オイルシール６が接合されたリング部材５は、チェーンケース１が取り付けられる内燃機関本体から突出するクランクシャフト２に対する位置決めがなされた状態で、本体部４に対して接合される。また、本体部４は、チェーンケース１が取り付けられる内燃機関本体に対する位置決めがなされた状態で、オイルシール６が接合されたリング部材５に対して接合される。

従って、チェーンケース１は、本体部４に形成されるクランクシャフト貫通孔３の寸法精度や位置精度によらず、本体部４とクランクシャフト２との間の（オイル）シール性を確保することが可能となる。つまり、チェーンケース１は、本体部４を樹脂製としても、本体部４とクランクシャフト２との間のシール性を確保することができる。

換言すれば、リング部材５は、本体部４のクランクシャフト貫通孔３の真円度や位置精度によらず、当該リング部材５に予め接合されたオイルシール６をクランクシャフト２に対して所期のシール性能を発揮するように本体部４に接合することが可能となる。

また、リング部材５は、オイルシール６を備えた必要最低限の大きさとすることができる。そのため、リング部材５は、樹脂製としても、変形や収縮を極力抑制することができ、寸法精度の高い部品とすることができる。

リング部材５にオイルシール６を接合した部品は、必要最低限の大きさにできるので、オイルシール６の生産設備（既存の設備）で製造可能となる。

チェーンケース１は、リング部材５と本体部４とを振動溶着により接合した場合、内燃機関本体の前面に取り付けた際にリング部材５に接合されたオイルシール６の中心軸とクランクシャフト２の中心軸とを精度良く一致させることが困難になる。そのため、チェーンケース１は、リング部材５と本体部４とを振動溶着により接合した場合、オイルシール６とクランクシャフト２の外周面との間に所期のオイルシール性能を発揮できない虞がある。

しかしながら、チェーンケース１は、リング部材５が本体部４に対して固定された状態で本体部４に対してレーザー溶接によって接合されているので、リング部材５に接合されたオイルシール６の中心軸とクランクシャフト２の中心軸とを精度良く一致させることが可能となる。そのため、オイルシール６は、クランクシャフト２の外周面との間に所期のオイルシール性能を発揮することが可能となる。

リング部材５は、外周側突出部１２の第１突出壁１３の肉厚（Ｘ軸方向に沿った厚み）が薄くなるほど第１突出壁１３の透過率が高くなり、レーザー溶接を行う上で有利となる。

また、本体部４は、突起９を設けることでリング部材５に接合される部分の厚さ（Ｘ軸方向に沿った厚み）が厚くなり、突起９を設けない場合に比べて透過率が低下し、第１突出壁１３と突起９との界面（境界面）で突起９がレーザー光を吸収して溶融しやすくなる。

以上、本発明の具体的な実施例を説明してきたが、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、リング部材５は、本体部４と異なる樹脂材料で形成するようにしてもよい。この場合、リング部材５と本体部４は、接着剤を用いて接合される。また、リング部材５は、金属製としてもよく、この場合には、本体部４に対して接着剤を用いて接合される。

本体部４は、リング部材５と接着剤で接合される場合、突起９を省略することも可能である。突起９を省略した場合、本体部４とリング部材５との接合面積が相対的に増大することになり、接着による接合強度を相対的に向上する。

１…チェーンケース
２…クランクシャフト
３…クランクシャフト貫通孔
４…本体部
５…リング部材
６…オイルシール
６ａ…一端部
６ｂ…他端部
７…スプリング
８…クランクプーリ
９…突起
１０…円筒部
１１…内周側突出部
１２…外周側突出部
１３…第１突出壁
１４…第２突出壁
１５…第３突出壁

Claims (3)

1. 内燃機関本体の前面又は側面を覆い、内燃機関のクランクシャフトが貫通するクランクシャフト貫通孔を有する樹脂製の本体部と、上記クランクシャフト貫通孔の周囲に取り付けられたリング部材と、上記クランクシャフトの外周面をシールするオイルシールを有し、
   上記リング部材は、上記オイルシールを収容する円筒部と、上記円筒部の内周面から突出する内周側突出部と、を有し、
   上記オイルシールは、上記内周側突出部の先端に接合され、
   上記リング部材の外周側は、上記クランクシャフト貫通孔の外周縁で上記本体部に対して接合され、
   上記リング部材は、上記本体部よりも透過率が高い樹脂材料からなり、上記リング部材側からのレーザー溶接により上記本体部に接合されていることを特徴とする内燃機関のチェーンケース。
2. 上記リング部材は、上記本体部と同一の樹脂材料からなっているが上記本体部よりも透過率が高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のチェーンケース。
3. 上記本体部は、上記クランクシャフト貫通孔の周囲にクランクシャフト軸方向に沿って突出する突起を有し、当該突起の先端が上記リング部材の円筒部に形成されている外周側突出部に接合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のチェーンケース。

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