特許第6041656号(P6041656)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6041656
(24)【登録日】2016年11月18日
(45)【発行日】2016年12月14日
(54)【発明の名称】内燃機関
(51)【国際特許分類】
   F02B 67/06 20060101AFI20161206BHJP
   F01M 1/02 20060101ALI20161206BHJP
   F01M 11/03 20060101ALI20161206BHJP
   F02F 7/00 20060101ALI20161206BHJP
【FI】
   F02B67/06 G
   F01M1/02 A
   F01M11/03 E
   F02F7/00 K
【請求項の数】1
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2012-273216(P2012-273216)
(22)【出願日】2012年12月14日
(65)【公開番号】特開2014-118853(P2014-118853A)
(43)【公開日】2014年6月30日
【審査請求日】2015年12月8日
(73)【特許権者】
【識別番号】000002967
【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099966
【弁理士】
【氏名又は名称】西 博幸
(74)【代理人】
【識別番号】100134751
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 隆一
(72)【発明者】
【氏名】岡本 昭夫
(72)【発明者】
【氏名】前田 直紀
【審査官】 瀬戸 康平
(56)【参考文献】
【文献】 特開2012−136986(JP,A)
【文献】 特開2000−199409(JP,A)
【文献】 特開2006−125314(JP,A)
【文献】 特開2007−138738(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F01M 1/02,11/03
F02B 67/06
F02F 7/00
DWPI(Thomson Innovation)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
クランク軸が軸支されたシリンダブロックの一側面に、動弁機構用伝動手段を覆うチェンカバーが、当該チェンカバーを前記クランク軸が貫通するようにして固定されており、前記チェンカバーのうち前記クランク軸の周囲の部位をオイルポンプのハウジング部に兼用すると共に、前記チェンカバーの外面に、中心に雌ねじ筒を設けて外周はケースで構成されたオイルフィルターを、その軸心を前記クランク軸と略平行にした状態で取り付けている構成であって、
前記チェンカバーの外面のうち前記クランク軸を挟んだ一方の側に、前記ハウジング部と重複するフィルター取り付け部を設け、このフィルター取り付け部に、内部をオイルが通ると共に前記オイルフィルターがねじ込み固定される雄ねじ筒を、多前記クランク軸と略平行な姿勢で外向きに突出している、
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明は、動弁機構用伝動手段を覆うチェンカバーにオイルフィルターを取り付けた内燃機関に関するものである。なお、動弁機構用伝動手段としてはギアやタイミングベルトも使用可能であり、従って、厳密には、「チェンカバー」の文言はギアやタイミングベルトとマッチしていないが、「チェンカバー」の用語は一般化しているので、本願では、伝動手段を覆う広い概念のカバーとしてチェンカバーの文言を使用している。
【背景技術】
【0002】
内燃機関は吸気弁及び排気弁を駆動する動弁機構を備えており、動弁機構はタイミングチェン等の伝動手段を介してクランク軸に同期して駆動される。そして、タイミングチェン等の伝動手段はシリンダブロック及びシリンダヘッドの一側面の外側に配置されており、伝動手段はチェンカバーで覆われている。
【0003】
他方、内燃機関はオイルポンプを備えているが、このオイルポンプとしては、小型で高出力であることから、一般に、回転軸心をずらしたインナーロータとアウターロータとを有するトロコイドポンプが使用されており、インナーロータをクランク軸に直結すると共に、チェンカバーをオイルポンプのハウジング部に兼用することが行われている。
【0004】
オイルポンプから吐出されたオイルはオイルフィルターによって異物が除去されているが、オイルフィルターは交換する必要があるので、一般にチェンカバーの外面に着脱自在に固定している。そして、オイルフィルターはチェンカバーの下面に下向き姿勢で固定することが多かったが、特許文献1には、チェンカバーにクランク軸の軸心と直交した方向に突出した張り出し部を設けて、この張り出し部に、オイルフィルターをクランク軸と略平行な横向き姿勢で取り付けることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2012−21416号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1のようにオイルフィルターを横向き姿勢で取り付けると、交換に際しては手を差し伸べて簡単に回転操作できるため着脱が容易である利点を有するが、わざわざ張り出し部を設けると、それだけチェンカバーの材料が増えるため、機関の重量が増大してコストが嵩む問題や、オイルポンプからオイルフィルターへのオイル通路の設計が面倒になるといった問題がある。
【0007】
また、上記のようにチェンカバーの一部をオイルポンプのハウジング部に兼用すると、当該ハウジング部は薄肉化して剛性が低下するため、膜振動が発生しやすいといった問題が生じる可能性があるが、特許文献1のようにチェンカバーに張り出し部を設けると、チェンカバーがアンバランスな形状になるため、膜振動を助長するおそれもある。
【0008】
本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、オイルフィルターを横向き姿勢にすることは特許文献1と共通しつつ、構造を簡単化しつつチェンカバーの剛性アップにも寄与することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本願発明の内燃機関は、クランク軸が軸支されたシリンダブロックの一側面に、動弁機構用伝動手段を覆うチェンカバーが、当該チェンカバーを前記クランク軸が貫通するようにして固定されており、前記チェンカバーのうち前記クランク軸の周囲の部位をオイルポンプのハウジング部に兼用すると共に、前記チェンカバーの外面に、中心に雌ねじ筒を設けて外周はケースで構成されたオイルフィルターを、その軸心を前記クランク軸と略平行にした状態で取り付けている、という基本構成である。
【0010】
そして、前記チェンカバーの外面のうち前記クランク軸を挟んだ一方の側に(すなわち、オイルポンプの吐出通路を設けた部分に)、前記ハウジング部と重複するフィルター取り付け部を設け、このフィルター取り付け部に、内部をオイルが通ると共に前記オイルフィルターがねじ込み固定される雄ねじ筒を、多前記クランク軸と略平行な姿勢で外向きに突出している。
【発明の効果】
【0011】
本願発明では、フィルター取り付け部はチェンカバーの外側にははみ出ておらずにハウジング部と重複しているため、チェンカバーに使用する材料の量が増えることはなくてコストアップと重量増大とを防止できると共に、チェンカバーの設計に要する手間も抑制できる。
【0012】
また、オイルが通る雄ねじ筒はチェンカバーのフィルター取り付け部に一体に形成しているため、強度に優れていると共に、別部材の雄ねじ筒をねじ込み固定する場合に生じるシール性の問題は皆無となり、信頼性にも優れている。
【0013】
さて、この種のチェンカバーはダイキャスト品又は鋳造品であることが普通であるが、ハウジング部は薄肉に巣(空洞)の発生を防止するため薄肉になっていることが多いため、剛性が低下して膜振動が発生しやすい。この点、本願発明では、オイルフィルターを雄ねじ筒にねじ込むと、オイルフィルターがチェンカバーに対する補強部材の役割を果たすことと、オイルフィルターのねじ込みによってチェンカバーに内部応力が発生することとにより、チェンカバーの剛性を高めることができる。
【0014】
特に、実施形態のようにオイルフィルターをチェンカバーの縁の周壁に部分的に重なる状態で配置すると、チェンカバーのハウジング部にテンションを掛ける(内部応力を発生させる)ことがより確実になるため、剛性のアップに効果的である。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】実施形態に係る内燃機関の側面図である。
図2】第1実施形態のチェンカバーを外側から見た斜視図である。
図3】チェンカバーとポンプカバーとの分離図であり、チェンカバーは裏側から見ている。
図4】(A)は図1の IVA-IVA視概略断面図、(B)は図1の IVB-IVB視概略断面図である。
図5図1及び図3の V-V視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
(1).構造の概要
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、構造の概要を説明する。本実施形態は車両用内燃機関に適用しており、図1に示すように、内燃機関は、ピストン1が往復動するシリンダボア2を有するシリンダブロック3と、シリンダブロック3の上面に固定されたシリンダヘッド4と、これらシリンダブロック3及びシリンダヘッド4の一側面に固定されたチェンカバー5とを有している。シリンダブロック3の下面にはオイルパン6が固定されている。他方、シリンダヘッド4の上面にはシリンダヘッドカバー7が固定されている。チェンカバー5は、アルミを材料にしたダイキャストによって製造されている(鋳鉄品を採用することも可能である。)。
【0017】
なお、以下の説明で方向を特定するため左右や内側・外側の文言を使用するが、これら左右方向の文言は図1を基準にしている。また、内側と外側は、チェンカバー5を基準にすると、シリンダブロック3を向いた方向を内側と呼んで、シリンダブロック3と反対側の露出した側を外側と呼んでいる。また、本実施形態では図1を正面図としている。従って、側面視は、クランク軸8の軸線と直交した水平方向から見た状態になる。
【0018】
図2及び図4(A)に示すように、チェンカバー5は周壁5aを有していてシリンダブロック3及びシリンダヘッド4に向けて開口した浅いトレー状の形態を成しており、下部にはクランク軸8が貫通する軸穴9が空いている。図4(B)に大まかに示すように,クランク軸8のうちチェンカバー5から露出した部分には機駆動プーリ10が固定されて、この補機駆動プーリ10に巻き掛けられた補機駆動ベルト11により、オルタネータやウォータポンプのような補機が駆動される。
【0019】
チェンカバー5のうち軸穴9を中心として左右両側に広がる部分は、オイルポンプの一部を構成するポンプハウジング部12になっており、このポンプハウジング部12に内側からポンプカバー13が重ねられていて、ポンプカバー13はボルト14(図4(A)参照)の群でポンプハウジング部12に固定されている。図4では、ポンプカバー13は模式的に示している。図4(A)のとおり、ポンプカバー13のうちクランク軸8の周囲の部分は凹んでおり、この凹んだ部分に、図4(B)に示すように、クランク軸8に固定されたスプロケット15が配置されており、スプロケット15にタイミングチェン16が巻き掛けられている。
【0020】
図4に示すように、ポンプハウジング部12のうちクランク軸8の周囲の箇所にはポンプカバー13の外側に凹んだポンプ室18が形成されており、このポンプ室18に、互いに噛み合ったインナーロータ19とアウターロータ20が配置されている。従って、チェンカバー5の一部とポンプカバー13とロータ19,20とでオイルポンプ21が構成されている。敢えて述べるまでもないが、クランク軸8はポンプカバー13に貫通している。
【0021】
図3に示すように、ポンプハウジング部12とポンプカバー13との合わせ面には、オイルをポンプ室18に導く吸入通路22と加圧されたオイルを排出する吐出通路23とが左右逆方向に向くように形成されている。吸入通路22及び吐出通路23は、ポンプハウジング部12とポンプカバー13との両方を凹ませることが形成されている。
【0022】
図示していないが、インナーロータ19の外周とアウターロータ20の内周とには互いに噛み合う凹凸が形成されている。そして、アウターロータ20の外周面は真円になっているが、インナーロータ19の回転軸心とアウターロータ20の回転軸心とは少しずれており、両ロータ19,20の回転により、吸入通路22から吐出通路23にオイルが間欠的に圧送される。
【0023】
図3及び図5に示すように、ポンプカバー13のうちポンプハウジング部12と反対側の部位には下向きに延びるオイル導入通路24が一体に形成されており、オイル導入通路24の終端が、吸入通路22のうち概ね左右中間部に連通している。オイル導入通路24には、ストレーナを有する吸い上げユニットが固定されている。
【0024】
吐出通路23を出たオイルはいったんオイルフィルター25に至り、それから図3に示す中継通路26に戻って、パイプ状の排出通路27からオイルギャラリー等の送油路に送られる。排出通路24の先端は、シリンダブロック3に形成した送油路に当接させることも可能である。
【0025】
図3及び図5に示すように、ポンプハウジング部12とポンプカバー13とには、オイルの吐出圧が設定値以上に高くなるとオイルを吸入通路22に戻すリリーフ通路28が形成されている。このリリーフ通路28は、吸入通路22と吐出通路23との間の部位においてポンプ室18に連通した状態で吸入通路22と同じ方向に延びる第1部分28aと、オイル導入通路24と略平行な姿勢に形成された第2部分28bと、第2部分28bと吸入通路22とに連通した第3部分28cとで構成されている。
【0026】
リリーフ通路28の第1部分28aは、ポンプハウジング部12とポンプカバー13との両方に設けた溝で形成されており、第2部分28bはポンプカバー13に筒部29を設けることで形成されており、第3部分28cはポンプカバー13に穴を空けることで形成されている。また、筒部29に棒状のリリーフ弁30を嵌め入れて、リリーフ弁30をばね(図示せず)で上向きに付勢している。オイルの吐出圧が過大になると、リリーフ弁30が後退してオイルはリリーフ通路28から吸入通路22に還流する。
【0027】
(2).オイルフィルターの取り付け構造
図2に明示するように、チェンカバー5の左端部に、周壁5aと部分的に重複する円形のフィルター取り付け部32を形成しており、このフィルター取り付け部32に、オイルフィルター25がねじ込まれる外向き突出の雄ねじ筒33を一体に形成している。雄ねじ筒33はクランク軸8と略平行になっており、このため、オイルフィルター25もクランク軸8と略平行の横向き姿勢に配置されている。また、雄ねじ筒33は吐出通路23の終端と連通している。フィルター取り付け部32の外面にはねじ筒33の外側に位置した環状溝34が形成されており、環状溝34の箇所には、中継通路26に連通する中継穴35が空いている。
【0028】
図5に示すように、オイルフィルター25は外周と天板等を有するコップ状のケース36と、中心に位置していて雄ねじ筒33にねじ込まれる雌ねじ筒(中心筒)37と、両者の間に配置されたフィルターエレメント38と、ケース36の開口縁と雄ねじ筒33の開口縁とに繋がった底板39とを有している。雌ねじ筒37と底板39とには多数の連通穴が空いており、オイルは雌ねじ筒37からフィルターエレメント38を通って底板39に至り、環状溝34から中継穴35に排出される。底板39は、環状溝34の外側の環状の土手部に重なっている。
【0029】
図2に明示するように、チェンカバー5におけるフィルター取り付け部32の周囲の箇所のうち軸穴9の側には、保護壁40を突設している。保護壁40の存在により、補機駆動ベルト11がオイルフィルター25に接触することを防止できる。
【0030】
また、保護壁40がオイルフィルター25の真下に位置するように機関を寝かせた場合(すなわち、スラント型とした場合)は、保護壁40を、オイルフィルター25を交換するときに雄ねじ筒33から漏れ出たオイルを受けるオイル受けに利用することができる。このようなオイル受けとしての機能を的確に発揮できるように、保護壁40は周方向の中間部が最も高くなっている。
【0031】
(3).まとめ
チェンカバー5のハウジング部12はシリンダブロック3と重なった部分に設けているが、フィルター取り付け部32は正面視でハウジング部12と重複するように設けており、フィルター取り付け部32はシリンダブロック3と重なっている部分に収まっているため、フィルター取り付け部32を設けたことによってチェンカバー5の材料が増えることはない。従って、重量増大及びコストアップを防止できると共に、設計が面倒になることもない。
【0032】
さて、既述のとおりチェンカバー5はアルミダイキャスト品であるが、ダイキャスト品は肉厚が厚いと内部に空洞(巣)ができる場合である。そして、ハウジング部12にできた空洞がポンプカバー13との合わせ面に露出すると、オイルの漏洩等の問題が発生するおそれがある。従って、ハウジング部12は,空洞の発生を防止するためにできるだけ薄肉化するのが好ましいが、かくすると、剛性が低下して振動が発生しやすくなる。
【0033】
この点、本実施形態では、オイルフィルター25が雄ねじ筒33にねじ込まれているため、オイルフィルター25がチェンカバー5に対するリブ又は当て板と同じ機能を発揮することになり、その結果、チェンカバー5の剛性を高めて振動を防止又は著しく抑制できる。特に、本実施形態のように、オイルフィルター25の底板39が重なる部分を環状の土手状に形成すると、ハウジング部12に応力を均等に発生させることができるため、特に好ましい。
【0034】
また、オイルフィルター25のねじ込みによってチェンカバー5のハウジング部12に曲げ力が作用して、この曲げ力に起因してハウジング部12にこれを図1図5に矢印Xで示す方向に引っ張るような内部応力(引っ張り応力)が発生し、これにより、チェンカバー5の剛性を向上させて振動を防止又は著しく抑制できる。
【0035】
特に、本実施形態のようにフィルター取り付け部32をチェンカバー5の周壁5aに部分的に重複させると、オイルフィルター25のねじ込みにより、図5に矢印Yで示すように、チェンカバー5のハウジング部12にはこれを起こすような曲げ力が強く作用するため、ハウジング部12をオイルフィルター25の方向(X方向)に引っ張るような内部応力が発生することをより確実化することができる。このため、剛性アップにより効果的である。
【0036】
なお、オイルフィルター25の取り付けによってハウジング部12に変形が生じる場合は、ポンプカバー13の取り付け面の平坦度を確保するために、予めオイルフィルター25(又はダミーの円板)を取り付けた状態でハウジング部12の内面をフライス加工したらよい。
【0037】
以上、本願発明の実施形態を説明したが、オイルポンプの構造など、各部位は適宜変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0038】
本願発明は、実際に内燃機関に適用できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【0039】
1 シリンダブロック
5 チェンカバー
8 クランク軸
12 オイルポンプのポンプハウジング部
13 ポンプカバー
18 ポンプ室
19 インナーロータ
20 アウターロータ
21 オイルポンプ
22 吸入通路
23 吐出通路
25 オイルフィルター
32 フィルター取り付け部
33 雄ねじ筒
34 環状溝
35 中継穴
36 ケース
37 雌ねじ筒
38 フィルターエレメント
39 底板
図1
図2
図3
図4
図5