JP4635943B2

JP4635943B2 - タイミングチェーンの歯飛び防止構造

Info

Publication number: JP4635943B2
Application number: JP2006106006A
Authority: JP
Inventors: 琢哉平田; 典良丸山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2026-04-07
Also published as: EP1843020A2; EP1843020B1; US7946939B2; EP1843020A3; US20070249445A1; JP2007278404A

Description

本発明は、内燃機関に設けたタイミングチェーン歯飛び防止構造に関し、特に、タイミングチェーン歯飛び防止構造付きガイドブラケットに関するものである。

従来からタイミングチェーン（ベルト）のプーリ巻付部位をプーリ半径方向へ移動させないように規制して、タイミングチェーン（ベルト）の歯飛びを防止する歯飛び防止装置が知られている（特許文献１参照）。

これは、クランク軸に固定されたスプロケットに巻回されたチェーンのスプロケット下部での歯飛びを防止する歯飛び防止ガイドをチェーンケースから突設し、スプロケットよりチェーン回動方向下手側でチェーンをガイドするとともに張力を付与するテンションガイドを備えたチェーンガイド装置であり、歯飛び防止ガイドをテンションガイドの近傍位置まで又はスプロケットに対するチェーンの巻付け角度範囲のテンションガイド側の端部まで延出するとともにその幅をチェーンのほぼ全幅を覆う幅に形成し、歯飛び防止ガイドで潤滑油の飛散を防止して、テンションガイドとチェーンの摩擦面に確実に潤滑油を供給し、テンションガイドの摩耗やチェーンの伸びを防止するようにしている。
特開平１０−２４６２９７号公報

しかしながら、上記従来例では、チェーンケースに設置された歯飛び防止ガイドによりチェーンのスプロケット下部での歯飛びを防止するようにしているため、前記チェーンのスプロケットとチェーンケースとの間（エンジン前方）にオイルポンプ駆動機構のスプロケット・チェーンやエンジン回転角度を測定するシグナルプレート等が配置されるレイアウトとなる場合には、チェーンケースから歯飛び防止ガイドを設けることが困難な場合がある。

即ち、チェーンケース側からこれら手前に配置した収容物との干渉を避けて歯飛び防止ガイドを配置する必要があり、しかも、チェーンケースは内部に配置したチェーン類のメンテナンスのためにシリンダブロックから取外時および取付時においても前記手前に配置されている収容物に干渉させないよう歯飛び防止ガイドの移動軌跡を持つよう配置する必要があり、これらを考慮してチェーンケースから歯飛び防止ガイドを配置する必要がある。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、チェーンケース内の収容物のレイアウトによる制約を緩和するに好適なタイミングチェーンの歯飛び防止構造を提供することを目的とする。

本発明は、シリンダブロックの前方側壁面に基部が固定され、内燃機関のクランク軸に固定の第一のスプロケットの下部近傍まで延在されるブラケットアーム部と、前記ブラケットアームの先端に配置されて、前記第一のスプロケットの歯高より狭い間隔を持って、スプロケットに巻掛けられた第一のタイミングチェーン若しくはタイミングベルトの下部に臨む円弧状の凹部を有する先端部とを備え、クランク軸の第一のスプロケット前方には第二のスプロケットが固定され、この第二のスプロケットに第二のチェーンまたはベルトが巻掛けて配置されており、第二のチェーンまたはベルトに接触するよう付勢されたテンショナを、ブラケットアーム支持させるようにした。

したがって、本発明では、シリンダブロックの前方側壁面に基部が固定され、内燃機関のクランク軸に固定の第一のスプロケットの下部近傍まで延在されるブラケットアーム部と、前記ブラケットアームの先端に配置されて、前記第一のスプロケットの歯高より狭い間隔を持って、スプロケットに巻掛けられた第一のタイミングチェーン若しくはタイミングベルトの下部に臨む円弧状の凹部を有する先端部と、を備えるようにしたため、チェーンケースとの間のクランク軸上にオイルポンプ駆動用のスプロケットやエンジン回転状態を検出するシグナルプレート等が配置されたとしても、これらに制約されること無く、タイミングチェーンの歯飛び防止構造を構成することができる。このため、歯飛び防止機能を発揮する先端部における円弧状凹部を、チェーン若しくはベルトのほぼ全幅を覆う幅でクランクスプロケットとチェーンの噛合い領域の角度範囲を覆うよう配置することができる。また、ブラケットアーム部は、クランク軸に固定のスプロケットの近傍のシリンダブロックの壁面に固定されるため、その位置精度を高く設定でき、タイミングチェーン若しくはベルトと前記凹部との間隔寸法の精度向上により、タイミングチェーン若しくはベルトの歯飛びを確実に防止することができる。

以下、本発明のタイミングチェーンの歯飛び防止構造の一実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１は本発明を適用したタイミングチェーンの歯飛び防止構造の第１実施形態を示す正面図、図２は図１の要部拡大図、図３はエンジンのシリンダブロックを含む歯飛び防止構造の正面図、図４は図３に示すシリンダブロックを含む歯飛び防止構造の底面図、図５はシリンダブロックを含む歯飛び防止構造の側面図、図６はシリンダブロックの図示を省略した図５の裏面側からの歯飛び防止構造の側面図、図７〜図９はタイミングチェーン歯飛び防止構造を構成するブラケットの正面図、平面図および側面図である。

図１および図２はＶ型エンジンに適用された内燃機関のタイミングチェーン駆動装置を示し、シリンダブロック１下部に軸支されたクランク軸２の前端側に固定されたクランクスプロケット３（第一のスプロケット）に巻掛けられ、シリンダブロック１の上方に固定された夫々のシリンダヘッド４に軸支されている吸気カム軸５および排気カム軸６の前端に固定されたスプロケット５Ａ、６Ａに巻掛けられる一対のタイミングチェーン７Ａ、７Ｂ（第一のタイミングチェーン）を備える。これらのタイミングチェーン７Ａ、７Ｂは、駆動力を伝達するテンション側に固定のテンションガイド８Ａが夫々配置され、チェーン７Ａ、７Ｂの戻り側にチェーンテンショナ９により付勢されてチェーンに当接される可動のスラックガイド８Ｂが夫々配置されている。

前記クランクスプロケット３の下方には、これらタイミングチェーン７Ａ、７Ｂの歯飛びを防止する歯飛び防止構造のガイドブラケット１０が配置されている。前記ガイドブラケット１０は、シリンダブロック１のオイルパン構成部材１１側に延長されたスカート部１Ａに基部１０Ａが固定され、先端部１０Ｃの上面に設けた円弧状凹部１０Ｂが前記各クランクスプロケット３に噛合ったタイミングチェーン７Ａ、７Ｂの下部外周部に対して所定の間隔を空けて臨むよう構成している。

前記クランク軸２の前記クランクスプロケット３より前端側には、図示しないオイルポンプを駆動するために設けた駆動用スプロケット１２（第二のスプロケット）に巻掛けられ、シリンダブロック１の下方に固定される図示されていないオイルパン構成部材１１に配置したオイルポンプの駆動軸１３に固定のスプロケット１４に巻掛けられたチェーン１５（第二のチェーン）を備えるオイルポンプチェーン駆動装置を構成している。このオイルポンプチェーン駆動装置のチェーン１５の戻り側には、チェーン１５に接触してその緩みを調整するチェーンテンショナ１６が配置されている。前記チェーンテンショナ１５は、前記歯飛び防止構造のガイドブラケット１０の基部１０Ａと先端部１０Ｃとの中途部に設けたピン１７に回動可能に軸支され、ガイドブラケット１０に一端が係止されたねじクコイルばね１８によりその作動部分がチェーン１５に接触するよう付勢されている。

前記タイミングチェーン駆動装置およびオイルポンプチェーン駆動装置は、図３〜５に示すように、エンジンのシリンダブロック１およびシリンダヘッド４の前方側の壁面２１と図示しないチェーンケースとで形成したチェーン収容空間２０に収容される。前記シリンダブロック１の前方側の壁面２１には、前記チェーンケースの接合面と接合されるよう、当該壁面２１から***させた接合面２２が形成される。従って、前記タイミングチェーン駆動装置およびオイルポンプチェーン駆動装置は、前記接合面２２に取囲まれて接合面２２より窪んでいる前記シリンダブロック１の前方側の壁面２１領域に配置される。また、シリンダブロック１の下方には図示しないオイルパン構成部材１１と接合される接合面２３を備える。

前記クランク軸２には、図６に示すように、シリンダブロック１の壁面２１側から、左側バンク用のタイミングチェーン７Ａが係合する第１スプロケット３Ａ、右側バンク用のタイミングチェーン７Ｂが係合する第２スプロケット３Ｂ、オイルポンプチェーン１５が係合する駆動用スプロケット１２、がこの順に配置・固定され、さらにその前方に、図５に示すように、エンジン回転角度を測定するシグナルプレート１９が配置・固定され、図示しないチェーンケースの貫通穴を貫通して、補機類を駆動するための図示していないプーリが固定される。前記第１スプロケット３Ａはシリンダブロック１の前方壁面２１に近接させて配置されることから、その壁面２１側の端部が前記チェーンケースへの接合面２２より奥側に位置し、第１スプロケット３Ａおよび第１タイミングチェーン７Ａはチェーンケースへの接合面２２を跨ぐよう配置されている。

前記ガイドブラケット１０は、図７〜図９に示すように、シリンダブロック１に固定される基部１０Ａと、前記各クランクスプロケット３Ａ、３Ｂに噛合ったタイミングチェーン７Ａ、７Ｂの下部外周部に対して所定の間隔を空けて臨む円弧状凹部１０Ｂを上面に備える先端部１０Ｃと、基部１０Ａから下半分を先端部と略同一高さまで厚肉化させ且つ基部１０Ａと先端１０Ｃとの中途部においてチェーンテンショナ１６を支持するピン１７を固定するよう***させたボス部１０Ｄと、前記ピン１７に巻付きチェーンテンショナ１６をチェーン１５側に回動付勢するねじりコイルばね１８の一端を係止するボルト１８Ａとを備える。前記基部１０Ａには、一方が丸穴３１に形成され、他方が長穴３２に形成された一対の取付穴が形成されている。前記長穴３２の長径方向の軸心の延長上には前記丸穴３１の軸心が存在するよう構成している。

前記ガイドブラケット１０の円弧状凹部１０Ｂを備える先端１０Ｃの一方の側面は、前記各クランクスプロケット３Ａ、３Ｂの軸方向位置に対応して、前記チェーンケースへの接合面２２および基部１０Ａの取付面より突出させて配置されている。前記円弧状凹部１０Ｂを備える先端１０Ｃの幅は、前記第１および第２クランクスプロケット３Ａ、３Ｂの幅と同等の寸法に構成されている。また、チェーンテンショナ１６を支持するボス部１０Ｄは、前記先端１０Ｃの他方の側面よりも突出させて配置されている。従って、前記ガイドブラケット１０の先端部１０Ｃと前記チェーンテンショナ１６とは、互いにクランク軸２の軸方向にオフセットされた配置状態となる。

前記ボス部１０Ｄに支持したピン１７には、チェーンテンショナ１６が揺動可能に支持され、ピン１７にはチェーンテンショナ１６をチェーン１５側に回動付勢するねじりコイルばね１８が巻付けられ、ねじりコイルばね１８の一端は前記ボルト１８Ａに係止され、ねじりコイルばね１８の他端はチェーンテンショナ１６に設けた穴を貫通して先端が曲げられてチェーンテンショナ１６に係止１８Ｂされている。前記ねじりコイルばね１８は、チェーンテンショナ１６を図７において時計回りに付勢する。

以上の構造を備えるガイドブラケット１０は、前記シリンダブロック１のチェーンケースとの接合面２２と略面一に形成された取付面にその基部１０Ａがリーマボルト３３により固定される。前記取付面には、図示しないが上下方向に一対の取付ねじ穴が形成され、前記ガイドブラケット１０の基部１０Ａには、一方が丸穴３１に形成され、他方が一方の丸穴３１に向かって長軸となる長穴３２に形成された一対の取付穴が形成されている。これらの取付ねじ穴と取付穴３１、３２には、ガイドブラケット１０側の取付穴３１、３２と同径（長穴３２に対しては短径と同径）に形成したリーマボルト３３の軸部を係合された状態で、リーマボルト３３を取付ねじ穴にねじ込むことで締結・固定される。

前記締結固定されたタイミングチェーン７Ａ、７Ｂの歯飛び防止構造におけるガイドブラケット１０は、図２に示すように、先端部１０Ｃの円弧状凹部１０Ｂが、前記各クランクスプロケット３と各タイミングチェーン７との共通噛合い部分の下部の外周部に対面して所定の間隔を空けて臨んで配置される。

前記円弧状凹部１０Ｂとタイミングチェーン７外周部との間隔（クリアランス）は、ガイドブラケット１０の基部１０Ａを取付ける際の一対の穴（丸穴３１および長穴３２）にリーマボルト３３を係合させて締結されることにより、設定寸法に調整されている。この取付の際に、一方の穴が長穴３２となっているため、取付面に設ける取付ねじ穴の縦方向の寸法公差を吸収し、ガイドブラケット１０の位置決め精度（歯飛び防止ガイドのクリアランス管理）と組付け作業性とを向上することができる。

また、前記締結固定されたタイミングチェーンの歯飛び防止構造におけるガイドブラケット１０の先端部１０Ｃ（図５では破線で図示されている）は、図４および図６に示すように、チェーンケースとの合せ面２２を跨いで位置することで、第１および第２タイミングチェーン７Ａ、７Ｂとクランクスプロケット３Ａ、３Ｂとの共通噛合い部分の軸方向幅位置とクランク軸方向幅位置が略一致される。また、ガイドブラケット１０の中途部にオフセットさせて設けているチェーンテンショナ１６は、図５に示すように、オイルポンプチェーン１５とクランク軸方向位置が一致される。

本実施形態におけるタイミングチェーンの歯飛び防止構造においては、シリンダブロック１の前方側壁面２１に基部１０Ａが固定され、内燃機関のクランク軸２に固定のスプロケット７の下部近傍まで延在されるブラケットアーム部であるガイドブラケット１０の先端に配置されて、スプロケット３の歯高より狭い間隔を持って、スプロケット３に巻掛けられたタイミングチェーン７若しくはタイミングベルトの下部に臨む円弧状の凹部１０Ｂを、チェーン７若しくはベルトの略全幅を覆う幅で有する先端部１０Ｃを備えるようにしたため、チェーンケースとの間のクランク軸２上にオイルポンプ駆動用のスプロケット１２やエンジン回転状態を検出するシグナルプレート１９等が配置されたとしても、これらに制約されること無く、タイミングチェーン７の歯飛び防止構造を構成することができる。

また、タイミングチェーン７とクランクスプロケット３との噛合い部分の一部がチェーンケースへの接合面２２よりも深く配置されるが、このような場合においても、他との干渉を生じることなく、ガイドブラケット１０をレイアウトすることができ、歯飛び防止機能を発揮する先端部１０Ｃにおける円弧状凹部１０Ｂを、チェーン７若しくはベルトの略全幅を覆う幅でクランクスプロケット３とチェーン７の噛合い領域の角度範囲を覆うよう配置することができる。このため、また、ブラケットアーム部であるガイドブラケット１０は、クランク軸２に固定のスプロケット３の近傍のシリンダブロック１の壁面２１に固定されるため、その位置精度を高く設定でき、タイミングチェーン７若しくはベルトと前記凹部１０Ｂとの間隔寸法の精度向上により、タイミングチェーン７若しくはベルトの歯飛びを確実に防止することができる。

以上に説明したタイミングチェーンの歯飛び防止構造においては、シリンダブロック１の前方の壁面２１に対して、クランクスプロケット３、オイルポンプ駆動チェーン１５、シグナルプレート１９の順で配列したものについて説明しているが、図示しないが、例えば、シリンダブロック１の前方の壁面２１に対して、オイルポンプ駆動チェーン１５、クランクスプロケット３、シグナルプレート１９の順で配列したものやシグナルプレート１９、クランクスプロケット３、オイルポンプ駆動チェーン１５の順で配列したものであっても、ガイドブラケット１０の形状を変更して、先端部１０Ｃとチェーンテンショナ１６とのシリンダブロック１に対する前後位置を変更するのみで対応でき、そのレイアウトが容易である。

なお、上記実施形態において、タイミングチェーン７を用いるものについて説明したが、図示はしないが、タイミングベルトを用いるものであってもよい。

また、テンショナ１６はオイルポンプ駆動チェーン１５に限らず、その他の補機を駆動するチェーンまたはベルトの緩みを調整するものであってもよい。

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。

（ア）シリンダブロック１の前方側壁面２１に基部１０Ａが固定され、内燃機関のクランク軸２に固定のスプロケット７の下部近傍まで延在されるブラケットアーム部であるガイドブラケット１０の先端に配置されて、スプロケット３の歯高より狭い間隔を持って、スプロケット３に巻掛けられたタイミングチェーン７若しくはタイミングベルトの下部に臨む円弧状の凹部１０Ｂを有する先端部１０Ｃを備えるようにしたため、チェーンケースとの間のクランク軸２上にオイルポンプ駆動用のスプロケット１２やエンジン回転状態を検出するシグナルプレート１９等が配置されたとしても、これらに制約されること無く、タイミングチェーン７の歯飛び防止構造を構成することができる。

このため、歯飛び防止機能を発揮する先端部１０Ｃにおける円弧状凹部１０Ｂを、チェーン７若しくはベルトの略全幅を覆う幅でクランクスプロケット３とチェーン７の噛合い領域の角度範囲を覆うよう配置することができる。また、ブラケットアーム部であるガイドブラケット１０は、クランク軸２に固定のスプロケット３の近傍のシリンダブロック１の壁面２１に固定されるため、その位置精度を高く設定でき、タイミングチェーン７若しくはベルトと前記凹部１０Ｂとの間隔寸法の精度向上により、タイミングチェーン７若しくはベルトの歯飛びを確実に防止することができる。

（イ）クランク軸２のスプロケット３前方には、オイルポンプを駆動するポンプ駆動スプロケット１２が固定され、このポンプ駆動スプロケット１２にオイルポンプ駆動チェーン１５が巻掛けて配置されており、オイルポンプ駆動チェーン１５に接触するよう付勢されたチェーンテンショナ１６を、ガイドブラケット１０に支持させたことにより、オイルポンプチェーン１５のバタツキを防止できることは勿論、ガイドブラケット１０にテンショナ１６を設置することで、ガイドブラケット１０とは別のブラケットを配置してテンショナ１６を支持させる場合に比較して、チェーンシステムのレイアウトがより簡単にできる。

（ウ）シリンダブロック１の前方側壁面２１には一対の取付ねじ穴が形成され、ガイドブラケット１０の基部１０Ａには、一方が丸穴３１に形成され、他方が前記丸穴３１に向かって長軸となる長穴３２に形成された一対の取付穴が形成され、一対の取付穴を貫通させて一対の取付ねじ穴にリーマボルト３３をねじ込み、ガイドブラケット１０をシリンダブロック１の前方側壁面２１に固定することにより、チェーン７若しくはベルトとのクリアランス管理（最大１．８５ｍｍ）が厳しい歯飛び防止構造の位置決め精度および組付作業性を向上できる。

本発明の一実施形態を示すタイミングチェーンの歯飛び防止構造の正面図。同じく図１の要部拡大図。エンジンのシリンダブロックを含む歯飛び防止構造の正面図。図３に示すシリンダブロックを含む歯飛び防止構造の底面図。シリンダブロックを含む歯飛び防止構造の側面図。シリンダブロックの図示を省略した図５の裏面側からの歯飛び防止構造の側面図。タイミングチェーン歯飛び防止構造を構成するブラケットの正面図。タイミングチェーン歯飛び防止構造を構成するブラケットの平面図。タイミングチェーン歯飛び防止構造を構成するブラケットの側面図。

符号の説明

１シリンダブロック
２クランク軸
３、３Ａ、３Ｂ、１２、５Ａ、６Ａスプロケット
４シリンダヘッド
５、６カム軸
７、７Ａ、７Ｂタイミングチェーン
８Ａテンションガイド
８Ｂスラックガイド
９テンショナ
１０ブラケットアームとしてのガイドブラケット
１５チェーン
１６チェーンテンショナ

Claims

シリンダブロックの前方側壁面に基部が固定され、内燃機関のクランク軸に固定の第一のスプロケットの下部近傍まで延在されるブラケットアーム部と、
前記ブラケットアームの先端に配置されて、前記第一のスプロケットの歯高より狭い間隔を持って、スプロケットに巻掛けられた第一のタイミングチェーン若しくはタイミングベルトの下部に臨む円弧状の凹部を有する先端部とを備え、
前記クランク軸の前記第一のスプロケット前方には第二のスプロケットが固定され、この第二のスプロケットに第二のチェーンまたはベルトが巻掛けて配置されており、
前記第二のチェーンまたはベルトに接触するよう付勢されたテンショナを、前記ブラケットアーム支持させた、ことを特徴とするタイミングチェーンの歯飛び防止構造。
前記シリンダブロックの前方側壁面には一対の取付ねじ穴が形成され、
前記ブラケットアームの基部には、一方が丸穴に形成され、他方が前記丸穴に向かって長軸となる長穴に形成された一対の取付穴が形成され、
前記一対の取付穴を貫通させて一対の取付ねじ穴にリーマボルトをねじ込み、前記ブラケットアームを前記シリンダブロックの前方側壁面に固定することを特徴とする請求項１に記載のタイミングチェーンの歯飛び防止構造。