JP4895021B2

JP4895021B2 - 可変バルブタイミング機構付エンジンのマウント構造

Info

Publication number: JP4895021B2
Application number: JP2007009785A
Authority: JP
Inventors: 研輔竹内
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2027-01-19
Also published as: JP2008174113A

Description

本発明は、可変バルブタイミング機構のアクチュエータを覆うアクチュエータカバー部とマウントブラケットを取り付けるためのマウント取付部をチェーンケースに突設して成る可変バルブタイミング機構付エンジンのマウント構造に関するものである。

ＤＯＨＣエンジンにおいては、吸・排気カムシャフトの一方又は双方に可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）を設け、吸・排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングをエエジンの運転状態に応じて制御し、吸・排気バルブのオーバーラップ量を大きくして掃気効率向上によるトルクアップや内部ＥＧＲ向上による燃費の改善とＮＯ_Ｘの低減等を図ることは従来から行われている。

上記可変バルブタイミング機構は、油圧によって動作して吸・排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを進角又は遅角させるアクチュエータを備えており、このアクチュエータの動作は、オイルポンプから供給されるオイルを分配制御する油圧制御弁によって制御される。

斯かる可変バルブタイミング機構を備えたエンジンにおいて、部品点数の削減と組付作業の容易化を目的として可変バルブタイミング機構の油圧制御弁とオイル移送部をユニット化し、このユニットをカムシャフトの前方でエンジン本体の前面に固着する提案がなされている（特許文献１参照）。

又、可変バルブタイミング機構付エンジンにおいて、マウントブラケットを取り付けるためのマウント取付部をチェーンケースの外表面に突設するとともに、このマウント取付部よりも上方のチェーンケースの外表面に油圧制御弁を少なくともその一部がマウント取付部によって覆われるように位置させて取り付けることによって、車体へのエンジンの取り付け及び取り外し時に油圧制御弁が車体に接触して破損するのを防ぐようにした油圧制御弁取付構造が提案されている（特許文献２参照）。
特開平８−１００６１１号公報特開２０００−１９９４０９号公報

ところで、タイミングチェーンを覆うチェーンケースにマウント取付部を一体に形成した場合、マウント取付部をチェーンケースの中央部に配置すると、マウント取付部に作用するエンジンからの繰り返し荷重でチェーンケースの中央部が振動して騒音が発生するという問題があった。

そこで、従来はチェーンケースの中央部にエンジン本体に接合されるボス部を形成し、このボス部をボルトによってエンジン本体に締結してチェーンケースの振動を抑える方法や、チェーンケースに形成されたマウント取付部の外周部をチェーンケースと共にエンジン本体のフランジ部に締結することによってチェーンケースの振動を抑える方法が採られていた。

しかしながら、上記前者の方法では、締結点が増加してチェーンケースの生産性が低下するという問題が発生し、後者の方法では、マウント取付部が大型化して周辺部品のレイアウトに制限を加えるという問題が発生していた。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、チェーンケースの中央部にエンジン本体への締結部を設けることなくマウント取付部周辺の面剛性を高めてチェーンケースの振動とこれによって発生する騒音を低く抑えるとともに、チェーンケースの生産性の向上を図ることができる可変バルブタイミング付エンジンのマウント構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、シリンダブロックにクランクシャフトを回転可能に軸支し、シリンダヘッドに一対の吸・排気カムシャフトを回転可能に軸支するとともに、前記クランクシャフトに取り付けられたクランクスプロケットと前記吸・排気カムシャフトにそれぞれ取り付けられたカムスプロケットとの間にタイミングチェーンを巻装し、該タイミングチェーンを覆うチェーンケースを前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドに取り付ける一方、前記吸・排気カムシャフトの少なくとも一方に可変バルブタイミング機構のアクチュエータを取り付け、前記チェーンケースの外表面に、前記アクチュエータを覆うアクチュエータカバー部とマウントブラケットを取り付けるためのマウント取付部を突設して成る可変バルブタイミング機構付エンジンのマウント構造において、
前記チェーンケースに突設された前記マウント取付部を前記アクチュエータカバー部の下部に繋げ、前記アクチュエータカバー部の外周に形成された段差部を前記マウント取付部に向かって平面状に延ばし、その下端部を前記マウント取付部に接合したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記アクチュエータにオイルを供給する油圧制御弁を前記チェーンケースに取り付け、該油圧制御弁を挿入する制御弁取付用筒部を前記段差部から前記アクチュエータカバー部の内面に沿って延びるよう形成したことを特徴とする請求項１記載の可変バルブタイミング機構付エンジンのマウント構造。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記段差部をエンジンの車載状態において鉛直方向に延びるよう形成したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記チェーンケースの前記マウント取付部よりも上方の内面に、前記シリンダヘッドに接合可能で、内部に前記油圧制御弁と前記シリンダヘッド内にそれぞれ形成されたオイル通路同士を連通させるオイル通路を備えたオイル通路用ボスを突設したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、チェーンケースに突設されたマウント取付部をアクチュエータカバー部の下部に繋げたため、アクチュエータカバー部によってマウント取付部周辺の面剛性が高められてマウント取付部の動きが規制される。又、アクチュエータカバー部の外周に形成された段差部をマウント取付部に向かって平面状に延ばし、その下端部をマウント取付部に接合したため、段差部によってアクチュエータカバー部周辺の面剛性が高められてチェーンケース全体の変形が抑えられる。

以上の結果、チェーンケースの中央部にエンジン本体への締結部を設けることなくマウント取付部周辺の面剛性を高めてチェーンケースの振動とこれによって発生する騒音を低く抑えることができる。又、チェーンケースの中央部にエンジン本体への締結部を設ける必要がないため、チェーンケースの生産性が高められる。

請求項２記載の発明によれば、チェーンケースに制御弁取付用筒部を段差部からアクチュエータカバー部の内面に沿って延びるよう形成したため、該制御弁取付用筒部によってアクチュエータカバー部の面剛性が高められ、チェーンケースの振動とこれによって発生する騒音を一層低く抑えることができる。

請求項３記載の発明によれば、段差部をエンジンの車載状態において鉛直方向に延びるよう形成したため、エンジンの重量が鉛直方向に作用するマウント取付部の変形を効果的に抑えることができ、チェーンケースの振動とこれによって発生する騒音を一層低く抑えることができる。

請求項４記載の発明によれば、チェーンケースの内面に突設されたオイル通路用ボスによってマウント取付部周辺の面剛性が高められるため、チェーンケースの振動とこれによって発生する騒音が一層低く抑えられる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

先ず、本発明に係る可変バルブタイミング機構付エンジンの基本構成を図１〜図４に基づいて説明する。

図１は本発明に係る可変バルブタイミング付エンジンの右側面図、図２は同エンジンの正面図、図３は同エンジンの平面図、図４は同エンジンのヘッドカバーとチェーンケースを取り外して示す斜視図であり、図示の可変バルブタイミング付エンジン（以下、単に「エンジン」と略称する）１は、車両用のＤＯＨＣ直列４気筒エンジンであって、クランクシャフト２を車両の左右方向（図１の紙面垂直方向）に配するとともに、図１に示すように、シリンダ軸線Ｌを鉛直線Ｎに対して図示の角度θだけ車両の前方に傾斜させた状態で車両に搭載される。

図１及び図４に示すように、前記クランクシャフト２は、シリンダブロック３に回転可能に軸支されており、シリンダブロック３には不図示の４つのシリンダが車幅方向（図２の左右方向）に並設されている。尚、図示しないが、シリンダブロック３の各シリンダにはピストンがそれぞれ摺動可能に嵌挿されており、各ピストンはコンロッドを介して前記クランクシャフト２に連結されており、各ピストンのシリンダに沿う往復直線運動はコンロッドによってクランクシャフト２の回転運動に変換される。

又、シリンダブロック３の上面にはシリンダヘッド４が被着され、シリンダブロック３の下面にはオイルパン５が取り付けられており、シリンダヘッド４には各気筒毎に吸気ポートと排気ポート（何れも不図示が）がそれぞれ形成されている。そして、シリンダヘッド４の吸気側端面（後端面）には、図１〜図３に示すように、前記吸気ポートに連なる吸気マニホールド６が接続されている。ここで、４本の吸気マニホールド６は集合してサージタンク７に接続されており、図示しないが、サージタンク７の上流側にはスロットルボディを介してエアクリーナが接続されている。

他方、シリンダヘッド４の排気側端面（前端面）には、図１〜図３に示すように、前記排気ポートに連なる排気マニホールド８が接続されており、４本の排気マニホールド８は集合して触媒コンバータ９に接続されている。そして、触媒コンバータ９には排気管１０が接続されており、この排気管１０は車体後方に向かって延び、その後端部は大気中に開口している。

ところで、シリンダヘッド４に各気筒毎に形成された前記吸気ポートと排気ポートは不図示の吸気バルブと排気バルブによってそれぞれ適当なタイミングで開閉され、これによって各シリンダ内で所要のガス交換がなされる。

而して、上記吸気バルブと排気バルブは、図４に示すように、シリンダヘッド４に回転可能に軸支された吸気カムシャフト１１と排気カムシャフト１２にそれぞれ一体に形成された吸気カム１１ａと排気カム１２ａによって開閉される。ここで、吸気カムシャフト１１と排気カムシャフト１２は、シリンダヘッド４の吸気側（車体後側）と排気側（車体前側）において左右方向に平行に配されており、これらの吸気カムシャフト１１と排気カムシャフト１２の右端部には吸気カムスプロケット１３と排気カムスプロケット１４がそれぞれ取り付けられている。

そして、図４に示すように、クランクシャフト２の右端部には小径のクランクスプロケット１５が取り付けられており、このクランクスプロケット１５と前記吸気カムスプロケット１３及び排気カムスプロケット１４には無端状のタイミングチェーン１６が巻装されている。尚、シリンダヘッド４の上部にはヘッドカバー１７が被着されており、このヘッドカバー１７内に形成されたカム室内に吸気カムシャフト１１と排気カムシャフト１２及び吸気カムスプロケット１３と排気カムスプロケット１４等の一部が収容されている。

而して、クランクシャフト２の回転は、クランクカムスプロケット１５、タイミングチェーン１６、吸気カムスプロケット１３と排気カムスプロケット１４を経て減速されて吸気カムシャフト１１と排気カムシャフト１２にそれぞれ伝達され、これらの吸気カムシャフト１１と排気カムシャフト１２がクランクシャフト２の１／２の速度で回転駆動されることによって前述のように吸気バルブと排気バルブがそれぞれ適当なタイミングで開閉されて各シリンダ内で所要のガス交換がなされる。

ここで、タイミングチェーン１６は、シリンブブロック３とシリンダヘッド４の各右端面に取り付けられたチェーンケース１８によって覆われており、このチェーンケース１８内において前記タイミングチェーン１６がチェーンガイド１９によってガイドされつつ、テンショナ２０によって所定のテンションを付与された状態で回転するが、クランクシャフト２が図４の矢印方向（図４の時計方向）に回転するため、タイミングチェーン１６も同方向に回転する。従って、タイミングチェーン１６においては排気側（チェーンガイド１９側）が張り側となり、吸気側（テンショナ２０側）が緩み側となる。このため、タイミングチェーン１６の緩み側はチェーンケース１８内を下方から上方に向って移動することとなる。

ところで、本実施の形態では、吸気バルブの開閉タイミングをエンジン回転数等に応じて変化させる可変バルブタイミング機構が設けられており、この可変バルブタイミング機構は、吸気カムシャフト１１の一端に設けられて油圧によって吸気カムシャフト１１の回転位相を進角又は遅角するアクチュエータ２１と、チェーンケース１８に取り付けられて前記アクチュエータ２１に供給されるオイルを分配制御する油圧制御弁２２を含んで構成されている。

又、図４に示すように、シリンダブロック３の吸気側にはウォータポンプハウジング２３がシリンダブロック３の中央側（前側）に寄せて一体に形成されており、シリンダブロック３とシリンダヘッド４の右端面には、ウォータポンプハウジング２３を避けて中間高さ部分が中央に向かって凹状を成す一対のフランジ３Ａ，３Ｂ及び４Ａ，４Ｂがそれぞれ形成されている。これらのフランジ３Ａ，３Ｂ及び４Ａ，４Ｂは、前記チェーンケース１８が被着される接合面を形成するものであって、これには複数のネジ孔２４が適当な間隔で形成されている。

更に、シリンダヘッド４の右端面の前記アクチュエータ２１に近接する部位であって、タイミングチェーン１６で囲まれる領域には、ヘッド側ボス２５が突設されており、このヘッド側ボス２５には供給側オイル通路２６と進角側オイル通路２７及び遅角側オイル通路２８が形成されている。

ところで、シリンダブロック３に形成された上記ウォータポンプハウジング２３には、補機である不図示のウォータポンプが収納されており、該ウォータポンプの入力軸２９には図１に示すようにプーリ３０が結着されている。又、図１に示すように、クランクシャフト２のチェーンケース１８の外方に突出する右端部には駆動プーリ３１が結着されており、この駆動プーリ３１と前記プーリ３０には不図示の駆動ベルトが巻装されており、クランクシャフト２の回転は駆動プーリ３１と不図示の駆動ベルト及びプーリ３０を経てウォータポンプの入力軸２９に伝達され、これによってウォータポンプが駆動される。

次に、本発明の要旨を図５〜図１０に基づいて説明する。

図５はチェーンケースの正面図、図６は同チェーンケースの側面図（図５の矢視Ａ方向の図）、図７は同チェーンケースの平面図、図８は同チェーンケースを内側から見た内面図、図９は図８の要部斜視図、図１０は図９のＢ−Ｂ線断面図である。

図５に示すように、チェーンケース１８の外周縁には複数本のボルト３２（図１参照）によって当該チェーンケース１８をシリンダブロック３とシリンダヘッド４のフランジ３Ａ，３Ｂ及び４Ａ，４Ｂ（図４参照）に締結するための左右一対のフランジ１８Ａ，１８Ｂが形成されており、これらのフランジ１８Ａ，１８Ｂにはボルト３２（図１参照）が挿通するための複数の円孔３３が適当な間隔で形成されている。これらのフランジ１８Ａ，１８Ｂは、図４に示すシリンダブロック３とシリンダヘッド４に形成されたフランジ３Ａ，３Ｂ及び４Ａ，４Ｂと同形状を成しており、その中間高さ部分には、チェーンケース１８の中央部に向かって窪む一対の凹部１８ａ，１８ｂが形成されている。そして、図５〜図７に示すように、チェーンケース１８の凹部１８ａ，１８ｂの間のフランジ１８Ａ，１８Ｂ同士を連絡する連結壁の外面には、角錐台状のマウント取付部３４が一体に突設されており、このマウント取付部３４の下部、内部、後部にはそれぞれボルト孔３３ａ，３３ｂ，３３ｃが設けられ、これらのボルト孔３３ａ，３３ｂ，３３ｃに挿入されるボルト３２によってマウント取付部３４がシリンダブロック３及びシリンダヘッド４に締結される。そして、このマウント取付部３４の上面には、図１〜図３に示すように、マウントブラケット３５が複数のボルト３６によって取り付けられている。

又、図５に示すように、チェーンケース１８の外面の前記マウント取付部３４の上方には、前記アクチュエータ２１（図４参照）を覆うアクチュエータカバー部１８Ｃが突設されており、マウント取付部３４は、アクチュエータカバー部１８Ｃの下部に繋げられている。そして、チェーンケース１８のアクチュエータカバー部１８Ｃには段差部１８ｃが形成されており、この段差部１８ｃは、当該エンジン１の車載状態において鉛直方向にマウント取付部３４に向かって平面状に延ばされ、その下端部がマウント取付部３４に接合されている。そして、この段差部１８ｃから前記油圧制御弁２２がチェーンケース１８内に挿入されて固定されている。

即ち、図９及び図１０に示すように、チェーンケース１８の前記マウント取付部３４よりも上方の内面には、前記油圧制御弁２２を段差部１８ｃから挿入するための制御弁取付用筒３７が段差部１８ｃからアクチュエータカバー部１８Ｃの内面に沿って延びるよう一体に形成されている。そして、チェーンケース１８の内面の前記制御弁取付用筒３７に重なる部分にはオイル通路用ボス３８が突設されている。

上記オイル通路用ボス３８には供給側オイル通路３９と進角側オイル通路４０及び遅角側オイル通路４１が形成されており、チェーンケース１８をシリンダブロック３とシリンダヘッド４の端面に取り付けると、オイル通路用ボス３８は、シリンダヘッド４に突設された前記ヘッド側ボス２５（図４参照）に接合され、これに形成された前記供給側オイル通路３９と進角側オイル通路４０及び遅角側オイル通路４１は、ヘッド側ボス２５に形成された供給側オイル通路２６と進角側オイル通路２７及び遅角側オイル通路２８にそれぞれ接続される。

而して、クランクシャフト２によって駆動される不図示のオイルポンプから所定圧のオイルがシリンダヘッド４に形成された不図示のオイル通路からヘッド側ボス２５とチェーンケース１８のオイル通路用ボス３８に形成された供給側オイル通路２６，３９から油圧制御弁２２に供給されると、油圧制御弁２２は、このオイルを分配制御してアクチュエータ２１を駆動し、吸気バルブの開閉タイミングをエンジン回転数等に応じて適切に制御する。

即ち、オイル通路用ボス３８とヘッド側ボス２５に形成された進角側オイル通路４０，２７及びシリンダヘッド４内に形成された不図示の進角側オイル通路を経てアクチュエータ２１内の進角側の油室にオイルを供給すると、吸気カムシャフト１１の回転位相が進角されて吸気バルブの開閉タイミングが早められる。

同様に、オイル通路用ボス３８とヘッド側ボス２５に形成された遅角側オイル通路４１，２８及びシリンダヘッド４内に形成された不図示の遅角側オイル通路を経てアクチュエータ２１内の遅角側の油室にオイルを供給すると、吸気カムシャフト１１の回転位相が遅角されて吸気バルブの開閉タイミングが遅らされる。

以上において、本実施の形態では、前述のようにチェーンケース１８に突設されたマウント取付部３４をアクチュエータカバー部１８Ｃの下部に繋げたため、アクチュエータカバー部１８Ｃによってマウント取付部３４周辺の面剛性が高められてマウント取付部３４の動きが規制される。又、アクチュエータカバー部１８Ｃの外周に形成された段差部１８ｃをマウント取付部３４に向かって平面状に延ばし、その下端部をマウント取付部３４に接合したため、段差部１８ｃによってアクチュエータカバー部１８Ｃ周辺の面剛性が高められてチェーンケース１８全体の変形が抑えられる。

以上の結果、チェーンケース１８の中央部にエンジン本体への締結部を設けることなくマウント取付部３４周辺の面剛性を高めてチェーンケース１８の振動とこれによって発生する騒音を低く抑えることができる。又、チェーンケース１８の中央部にエンジン本体への締結部を設ける必要がないため、チェーンケース１８の生産性が高められる。

又、本実施の形態では、チェーンケース１８に制御弁取付用筒部３７を段差部１８ｃからアクチュエータカバー部１８Ｃの内面に沿って延びるよう形成したため、該制御弁取付用筒部３７によってアクチュエータカバー部１８Ｃの面剛性が高められ、チェーンケース１８の振動とこれによって発生する騒音が一層低く抑えられ。

更に、本実施の形態では、チェーンケース１８において段差部１８ｃを当該エンジン１の車載状態において鉛直方向に延びるよう形成したため、エンジン１の重量が鉛直方向に作用するマウント取付部３４の変形を効果的に抑えることができ、チェーンケース１８の振動とこれによって発生する騒音を一層低く抑えることができる。

又、チェーンケース１８の内面に突設されたオイル通路用ボス３８によってマウント取付部３４周辺の面剛性が高められるため、これによってもチェーンケース１８の振動とこれによって発生する騒音が一層低く抑えられる。

本発明に係る可変バルブタイミング付エンジンの右側面図である。本発明に係る可変バルブタイミング付エンジンの正面図である。本発明に係る可変バルブタイミング付エンジンの平面図である。本発明に係る可変バルブタイミング付エンジンのヘッドカバーとチェーンケースを取り外して示す斜視図である。本発明に係る可変バルブタイミング付エンジンのチェーンケースの正面図である。本発明に係る可変バルブタイミング付エンジンのチェーンケースの側面図（図５の矢視Ａ方向の図）である。本発明に係る可変バルブタイミング付エンジンのチェーンケースの平面図である。本発明に係る可変バルブタイミング付エンジンのチェーンケースを内側から見た内面図である。図８の要部斜視図である。図９のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１可変バルブタイミング機構付エンジン
２クランクシャフト
３シリンダブロック
３Ａ，３Ｂシリンダブロックのフランジ
４シリンダヘッド
４Ａ，４Ｂシリンダヘッドのフランジ
５オイルパン
６吸気マニホールド
７サージタンク
８排気マニホールド
９触媒コンバータ
１０排気管
１１吸気カムシャフト
１１ａ吸気カム
１２排気カムシャフト
１２ａ排気カム
１３吸気カムスプロケット
１４排気カムスプロケット
１５クランクスプロケット
１６タイミングチェーン
１７ヘッドカバー
１８チェーンケース
１８Ａ，１８Ｂチェーンケースのフランジ
１８Ｃチェーンケースのアクチュエータカバー部
１８ａ，１８ｂチェーンケースの凹部
１８ｃアクチュエータカバー部の段差部
１９チェーンガイド
２０テンショナ
２１アクチュエータ
２２油圧制御弁
２３ウォータポンプハウジング
２４ネジ孔
２５ヘッド側ボス
２６供給側オイル通路
２７進角側オイル通路
２８遅角側オイル通路
２９ウォータポンプの入力軸
３０プーリ
３１駆動プーリ
３２ボルト
３３円孔
３４マウント取付部
３５マウントブラケット
３６ボルト
３７制御弁取付用筒
３８オイル通路用ボス
３９供給側オイル通路
４０進角側オイル通路
４１遅角側オイル通路
Ｌシリンダ軸線
Ｎ鉛直線

Claims

シリンダブロックにクランクシャフトを回転可能に軸支し、シリンダヘッドに一対の吸・排気カムシャフトを回転可能に軸支するとともに、前記クランクシャフトに取り付けられたクランクスプロケットと前記吸・排気カムシャフトにそれぞれ取り付けられたカムスプロケットとの間にタイミングチェーンを巻装し、該タイミングチェーンを覆うチェーンケースを前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドに取り付ける一方、前記吸・排気カムシャフトの少なくとも一方に可変バルブタイミング機構のアクチュエータを取り付け、前記チェーンケースの外表面に、前記アクチュエータを覆うアクチュエータカバー部とマウントブラケットを取り付けるためのマウント取付部を突設して成る可変バルブタイミング機構付エンジンのマウント構造において、
前記チェーンケースに突設された前記マウント取付部を前記アクチュエータカバー部の下部に繋げ、前記アクチュエータカバー部の外周に形成された段差部を前記マウント取付部に向かって平面状に延ばし、その下端部を前記マウント取付部に接合したことを特徴とする可変バルブタイミング機構付エンジンのマウント構造。
アクチュエータにオイルを供給する油圧制御弁を前記チェーンケースに取り付け、該油圧制御弁を挿入する制御弁取付用筒部を前記段差部から前記アクチュエータカバー部の内面に沿って延びるよう形成したことを特徴とする請求項１記載の可変バルブタイミング機構付エンジンのマウント構造。
前記段差部をエンジンの車載状態において鉛直方向に延びるよう形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の可変バルブタイミング機構付エンジンのマウント構造。
前記チェーンケースの前記マウント取付部よりも上方の内面に、前記シリンダヘッドに接合可能で、内部に前記油圧制御弁と前記シリンダヘッド内にそれぞれ形成されたオイル通路同士を連通させるオイル通路を備えたオイル通路用ボスを突設したことを特徴とする請求項２又は３記載の可変バルブタイミング機構付エンジンのマウント構造。