JP4992781B2 - エンジンのタイミング系の組付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのクランク軸のスプロケットおよびカム軸のスプロケットにタイミングチェーンを掛け渡すタイミング系の組付け方法に関し、エンジンの生産技術の分野に属する。

特許文献１に記載されているように、エンジンは、クランク軸の回転に対して、吸気弁や排気弁を開閉させるカムが形成されたカム軸が連動して回転するように構成され、カム軸がシリンダヘッドに配設されたオーバーヘッド式の場合、カム軸とクランク軸とを連動させるタイミングチェーンが備えられる。具体的には、クランク軸とカム軸それぞれの一端にスプロケットが固定され、これらのスプロッケトにタイミングチェーンが掛け渡されて、クランク軸の回転がタイミングチェーンを介してカム軸に伝達されることにより、クランク軸の回転に連動してカム軸が回転する。

このタイミングチェーンの組付け方法の一例を説明すると、クランク軸側及びカム軸側のスプロケットの所定の歯の近傍にそれぞれマークを付すとともに、これらに対応させてタイミングチェーンの所定のリンクにもクランク軸用及びカム軸用のマークを付しておき、対応するマークを合わせながら、タイミングチェーンをそれぞれのスプロケットに掛け渡す。このマーク合わせにより、クランク軸のスプロケットのマークと、カム軸のスプロケットのマークとの間に所定数のリンクが配置された状態で、タイミングチェーンが適切に各スプロケットに掛け渡される。

これにより、タイミングチェーンを掛け渡された後は、クランク軸の位相とカム軸の位相とが所定の関係に維持される。その結果、各気筒において、ピストンのストロークに対する吸、排気弁の開閉タイミングが適切に設定されて、エンジンの好適な燃焼サイクル、例えば４サイクルエンジンの場合、吸気、圧縮、膨張、排気行程が確保される。

特開２００７−０２３８４６公報

ところで、厳密に言えば、タイミングチェーンを構成するリンクやピン或いはスプロケットの歯などの寸法公差内での寸法のバラツキや、これに起因するおよび／または掛け方によるタイミングチェーン掛け渡し直後の該タイミングチェーンとスプロケットの噛み合い部におけるがたつき等により、タイミングチェーンを掛け渡してクランク軸を回転させることにより該タイミングチェーンをスプロケットになじませたときに、クランク軸の位相に対するカム軸の位相が、若干バラツキがあって理想の位相（所定の関係に完全にあるときの位相）からずれていることがある。

この位相のずれは、吸、排気弁の開閉タイミングのずれの原因となり、エンジンの燃焼性能を悪化させることになるが、そのずれ量によっては、特に有効圧縮比が高い高圧縮エンジンでは許容できないことがある。理由は、このずれにより、圧縮行程のピストン上死点近傍において、点火プラグによる点火前に混合気が自然着火するプリイグニッションが発生する可能性があるからである。

つまり、クランク軸に対するカム軸の位相が進角側にずれ、圧縮行程初期における吸気弁の閉弁時期が早まると、本来より下死点側の位置からピストンが圧縮を開始し、その結果、気筒内が本来より高圧縮状態になり、もともと圧縮比の設定が例えば１３以上等の高圧縮エンジンでは、断熱膨張による温度の異常上昇により、プリイグニッションが発生する可能性がある。

そこで、本発明は、クランク軸の位相とカム軸の位相とが所定の関係に精度よく設定されるように、タイミングチェーンを各軸のスプロケットに掛け渡すことができるエンジンのタイミング系の組付け方法を提供することを課題とする。

上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、エンジンのクランク軸に取り付けられたスプロケットおよびカム軸に取り付けられたスプロケットにタイミングチェーンを掛け渡すエンジンのタイミング系の組付け方法であって、
（１）タイミングチェーンの緩み側部分を押圧するテンショナアームをエンジン本体に組付ける工程と、
（２）それぞれのスプロケットに付されたマークとタイミングチェーンに付された対応するマークとを合わせた状態で、各スプロケットにタイミングチェーンを掛け渡す工程と、
（３）タイミングチェーンの張り側部分に当接するチェーンガイドをエンジン本体に仮組みする工程と、
（４）前記テンショナアームを、タイミングチェーンの緩み側部分を所定の押圧力で押圧するように、テンショナのスプリング力によりプランジャにて付勢する工程と、
（５）クランク軸を基準位置に位置決めする工程と、
（６）カム軸を基準位置に位置決めする工程と、
（７）前記工程（３）で仮組みされたチェーンガイドをタイミングチェーンの張り側部分に一定の押圧力で当接させながらエンジン本体に本組みする工程とを有し、
前記工程（７）の一定の押圧力は、この押圧力に起因してタイミングチェーンを介してクランク軸を逆回転させようとする力が、前記所定の押圧力に起因してタイミングチェーンを介してクランク軸を正回転させようとする力と同等またはそれ以下の大きさとなる大きさであることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエンジンのタイミング系の組付け方法において、
前記工程（５）には、クランク軸を基準位置の所定量手前の位置まで回転させる工程と、その状態でクランク軸を基準位置に位置決めする治具をエンジン本体に取り付ける工程と、クランク軸を前記治具によって位置決めされるまで回転させる工程とを含むことを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のエンジンのタイミング系の組付け方法において、
前記工程（６）は、カム軸を基準位置に回転不能に位置決めすることを特徴とする。

加えて、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジンのタイミング系の組付け方法において、
エンジンは、少なくとも有効圧縮比が１３以上で運転される領域を含む火花点火式エンジンであることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、クランク軸とカム軸それぞれのスプロケットに付されたマークとタイミングチェーンに付された対応するマークとを合わせた状態で該スプロケットにタイミングチェーンを掛け渡した後、クランク軸とカム軸それぞれを対応する基準位置に位置決めする。そしてそのまま、エンジン本体に仮組みされているチェーンガイドをタイミングチェーンの張り側部分に一定の押圧力で当接させながらエンジン本体に本組みする。

すなわち、タイミングチェーンを構成するリンクやピン或いはスプロケットの歯などの寸法が寸法公差内でバラツキがあっても、タイミングチェーンが掛け渡されたクランク軸とカム軸それぞれを対応する基準位置に位置決めした状態で、タイミングチェーンの張り側部分に一定の押圧力で当接させながらチェーンガイドをエンジン本体に本組みすることにより、具体的に言うとバラツキをチェーンガイドのタイミングチェーンへの押し込み量で吸収することにより、このバラツキによる、クランク軸の位相に対するカム軸の位相への影響は小さくされる。すなわち、タイミングチェーンを掛け渡してクランク軸を回転させることにより該タイミングチェーンをスプロケットになじませたときに、クランク軸の位相に対するカム軸の位相が、バラツキが小さく抑制されつつ、大きく理想の位置からずれていることが抑制される。また、このバラツキに起因するおよび／または掛け方によるタイミングチェーン掛け渡し直後の該タイミングチェーンとスプロケットの噛み合い部におけるがたつきは、タイミングチェーンの張り側部分に一定の押圧力で当接させながらチェーンガイドをエンジン本体に本組みすることにより、小さくされる。

これらの結果として、クランク軸の位相とカム軸の位相との関係を所定の関係に精度よく設定することが可能になる。すなわち、クランク軸の位相に対するカム軸の位相の理想の位相からのずれが小さく抑制されたエンジンの製造が可能になる。

さらに、請求項１に記載の発明によれば、テンショナアームはテンショナのスプリング力によりプランジャにて付勢されることによりタイミングチェーンの緩み側部分を所定の押圧力で押圧するように構成され、工程（４）として、プランジャでテンショナアームを付勢する工程が行われる。また、前記工程（７）の一定の押圧力は、この押圧力に起因してタイミングチェーンを介してクランク軸を逆回転させようとする力が、前記所定の押圧力に起因してタイミングチェーンを介してクランク軸を正回転させようとする力と同等またはそれ以下の大きさとなる大きさにされる。これにより、前記工程（７）においてタイミングチェーン張り側部分に一定の押圧力で当接させながらチェーンガイドをエンジン本体に本組みするときに、タイミングチェーンを介してクランク軸やカム軸が回転することを防止しつつ、タイミングチェーンに所定の初期張力を与えることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記工程（５）は、クランク軸を基準位置の所定量手前の位置まで回転させる工程と、その状態でクランク軸を基準位置に位置決めする治具をエンジン本体に取り付ける工程と、クランク軸を前記治具によって位置決めされるまで回転させる工程とを含んでいる。クランク軸を位置決めする前に、該クランク軸が回転されるので、それによりタイミングチェーンも回転するので、前記工程（７）のタイミングチェーンの張り側部分に一定の押圧力で当接させながらチェーンガイドをエンジン本体に本組みする前に、タイミングチェーンとスプロケットの噛み合い部におけるがたつきが小さくされる。そのため、前記工程（７）と合わせて、タイミングチェーンとスプロケットの噛み合い部におけるがたつきがより小さくされる。その結果、クランク軸の位相とカム軸の位相との関係が所定の関係にさらに精度よく設定される。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、前記工程（６）は、カム軸を基準位置に回転不能に位置決めする。これにより、前記工程（７）においてタイミングチェーン張り側部分に一定の押圧力で当接させながらチェーンガイドをエンジン本体に本組みするときに、タイミングチェーンを介してカム軸が回転することが防止される。これにより、クランク軸の位相とカム軸の位相との関係が所定の関係に確実に設定される。

加えて、請求項４に記載の発明によれば、エンジンが、少なくとも有効圧縮比が１３以上で運転される領域を含む火花点火式エンジンである。上記方法により製造された、少なくとも有効圧縮比が１３以上で運転される領域を含む火花点火式エンジンは、プリイグニッションの発生が抑制される。

以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明に係るエンジンのタイミング系の組付け方法の内容を説明する前に、該方法によって製造されるエンジンについて説明する。

図１は、本発明のエンジンのタイミング系の組付け方法により製造される、チェーンカバーを取り外した状態の、軸方向（クランク軸やカム軸の軸方向）から見たエンジン本体を示している。

図に示すエンジン１０は、２つのカムシャフトを有するＤＯＨＣ式のエンジンであって、例えば、シリンダブロック、シリンダヘッド、場合によりカムシャフトを支持するロアキャリア等からなるエンジン本体１２の軸方向の一方側の面から突出した壁１４によって画成されたチェーン室１６内に、エンジン１０のタイミング系の構成要素として、クランクシャフト１８の一端に固定されているスプロケット２０と、吸気カムシャフト２２の一端に固定されているスプロケット２４と、排気カムシャフト２６の一端に固定されているスプロケット２８と、これら３つのスプロケットに掛け渡されたタイミングチェーン３０とを有する。

また、チェーン室１６内には、タイミングチェーン３０の張り側部分（クランクシャフト１８のスプロケット２０と吸気カムシャフト２２のスプロケット２４との間の部分）３０ａをガイドするチェーンガイド３２を有する。さらに、タイミングチェーン３０の緩み側部分（排気カムシャフト２６のスプロケット２８とクランクシャフト１８のスプロケット２０との間の部分）３０ｂを押圧して該チェーン３０に張力を与えるテンショナアーム３４を有する。

クランクシャフト１８のスプロケット２０は、該クランクシャフト１８の一端に外嵌されてキー４０を介して固定されている。このキー４０により、スプロケット２０のクランクシャフト１８を中心とする回転が規制される（クランクシャフト１８とスプロケット２０が同時に回転する。）。

吸気カムシャフト２２は、吸気ポートを開閉する吸気バルブを進退させる吸気カムが形成されているシャフトであって、その一端にスプロケット２４が固定されている。

排気カムシャフト２６は、排気ポートを開閉する排気バルブを進退させる排気カムが形成されているシャフトであって、その一端にスプロケット２８が固定されている。

タイミングチェーン３０は、クランクシャフト１８の回転を、吸気カムシャフト２２と排気カムシャフト２６とに伝達するものであって、各シャフトのスプロケット２０、２４、２８に掛け渡されている。

チェーンガイド３２は、クランクシャフト１８のスプロケット２０から外れた（スプロケット２０の歯との噛み合いから解放された）タイミングチェーン３０の部分（張り側部分）を、吸気カムシャフト２２のスプロケット２４に案内するガイド部材であって、該部分の外周側から一定の押圧力で当接するようにエンジン本体１２に２つのボルト４４、４６によって固定されている。厳密には、タイミングチェーン３０が外周側に張り出すことにより、一定の押圧力でチェーンガイド３２に当接している。

テンショナアーム３４は、排気カムシャフト２６のスプロケット２８から外れた部分（緩み側部分）を、クランクシャフト１８のスプロケット２０に案内しつつ、該部分の外周側からタイミングチェーン３０に張力を与える部材であって、排気カムシャフト２６側の端部がボルト４２によって該ボルト４２の軸心を中心として回動可能にエンジン本体１２に固定されている。

また、テンショナアーム３４は、タイミングチェーン３０を所定の押圧力で押圧するために、クランクシャフト１８側の端部が油圧式のテンショナ４８の不図示のスプリングの力によりプランジャ５０を介して該所定の押圧力に対応する力でタイミングチェーン３０に向かって付勢されている。このプランジャ５０はテンショナ４８から突出して進退可能であり、プランジャ５０を後退した状態（テンショナアーム３４に先端が接触しない状態）で維持するロック機構（図示せず）をテンショナ４８は備えている。

チェーンガイド３２やテンショナアーム３４以外にも、吸気カムシャフト２２のスプロケット２４から外れたタイミングチェーン３０の部分を、排気カムシャフト２６のスプロケット２８に案内するガイド部材５２が設けられている。

このような構成によれば、クランクシャフト１８が正回転方向に回転すると、スプロケット２０を介してタイミングチェーン３０が回転され、それにより、スプロケット２４を介して吸気カムシャフト２２が正回転方向に回転されるとともに、スプロケット２８を介して排気カムシャフト２６が正回転方向に回転される。

またテンショナアーム３４により、タイミングチェーン３０に張力が与えられているので、クランクシャフト１８の位相と吸気カムシャフト２２の位相および排気カムシャフト２６の位相とが所定の関係で維持されたまま、各シャフトは回転される。

これにより、エンジン１０の各気筒において、ピストンのストロークに対する吸、排気バルブの開閉タイミングが適切に設定されて、エンジンの好適な燃焼サイクル、例えばエンジン１０が４サイクルエンジンの場合、吸気、圧縮、膨張、排気行程が確保される。

ここからは、本発明に係るエンジン１０のタイミング系の組付け方法を説明する。本発明に係る方法は、タイミングチェーン３０を掛け渡す方法であって、掛け渡し後にクランクシャフト１８を回転させると、クランクシャフト１８の位相と吸気カムシャフト２２の位相および排気カムシャフト２６の位相とが所定の関係を維持した状態で、２つのカムシャフト２２、２６が回転するようにする方法である。すなわち、クランクシャフト１８の位相と２つのカムシャフト２２、２６の位相との関係が所定の関係に精度よく設定される、タイミングチェーン３０を掛け渡す方法である。

まず、図１を参照しつつ、本発明に係るタイミングチェーン３０を掛け渡す方法が開始される前の状態を説明すると、タイミングチェーン３０、チェーンガイド３２、およびテンショナアーム３４は、エンジン本体１２に組付けされておらず、また、スプロケット２０はクランクシャフト１８に外嵌されているもののキー４０が挿入されておらず回転可能な状態である。さらに、テンショナ４８のプランジャ５０は、後退状態でロック機構によりロックされている。

ここからは、本発明に係るタイミングチェーン３０を掛け渡す方法を、工程順を示す図２のフローを参照しながら説明する。

まず、工程１において、図１に示すようにテンショナアーム３４をボルト４２によってエンジン本体１２に組付ける（請求の範囲の工程（１）に対応。）。なお、このとき、テンショナ４８のプランジャ５０は後退状態でロックされているので、テンショナアーム３４のクランクシャフト１８側の端部は付勢されていない。

次に工程２において、タイミングチェーン３０を、３つのスプロケット２０、２４、２８に掛け渡す（請求の範囲に記載の工程（２）に対応。）。適切にタイミングチェーン３０を掛け渡すために、３つのスプロケット２０、２４、２８には、図３〜５に示すように特定の歯の内周側にマーク(例えば刻印)２０ａ、２０ｂ、２０ｃが付されている。また、対応してタイミングチェーン３０の特定のリンク３０ｃ、３０ｄ、３０ｅにもマークが付されている。

タイミングチェーン３０の掛け渡しは、リンク３０ｃのマークをスプロケット２８のマーク２８ａに合わせ（図３）、リンク３０ｄのマークをスプロケット２４のマーク２４ａに合わせ（図４）、そして、リンク３０ｅのマークをスプロケット２０のマーク２０ａに合わせて行われる（図５）。これにより、タイミングチェーン３０が適切に３つのプロケット２０、２４、２８に掛け渡される。

なお、クランクシャフト１８のスプロケット２０にタイミングチェーン３０を掛けることは、他のスプロケット２４、２８へ掛けた後に行われるが、これはスプロケット２０がクランクシャフト１８に回転可能に外嵌されているために（キー４０が挿入されていないために）タイミングチェーン３０を掛けやすい、すなわちスプロケット２０を回転させながらタイミングチェーン３０を掛けることができるためである。

また、上述の説明では、排気カムシャフト２６のスプロケット２８に、吸気カムシャフト２２のスプロケット２４より先にタイミングチェーン３０が掛けられているが、これに関しては、どちらから掛けてもよい。

さらに、補足すると、３つのスプロケット２０、２４、２８のマーク２０ａ、２４ａ、２８ａが取りうる位置には基準位置が設定されており、タイミングチェーン３０を掛け渡すときは３つのマーク２０ａ，２４ａ、２８ａが対応する、基準位置に概ね位置するように、クランクシャフト１８の位置と２つのカムシャフト２２、２６の位置は調整されている。

また、この３つのマーク２０ａ、２４ａ、２８ａそれぞれが対応する基準位置に完全にあるときは（なお、スプロケット２０に関してはキー４０が挿入されてクランクシャフト１８に固定されているとき）、例えば、カムシャフト２２、２６のスプロケット２４、２８のマーク２４ａ、２８ａがエンジン本体１２に付された基準位置を示す刻印の位置（例えば０時の位置）に完全にあって、クランクシャフト１８のスプロケット２０のマーク２０ａもエンジン本体１２の基準位置を示す刻印の位置（例えば６時の位置）に完全にあるときは、クランクシャフト１８や２つのカムシャフト２２、２６は基準位置に位置する。加えて、これがエンジン１０の基準状態であって、このとき、例えばエンジン１０の第１気筒のピストンが圧縮上死点に位置するように該エンジン１０は構成（設計）されている。

図２に戻って、次の工程３では、キー４０が挿入されて、クランクシャフト１８に対して回転不能に該シャフト１８にスプロケット２０が固定される。なお、スプロケット２０が回転しなくてもタイミングチェーン３０を該スプロケット２０に容易に掛けることができるのであれば、キー４０の挿入は、工程１の前または後に行われてもよい。

続く工程４において、チェーンガイド３２がエンジン本体１２に仮組み付けされる（請求の範囲に記載の工程（３）に対応。）。図６を用いて具体的に説明すると、まず、チェーンガイド３２のクランクシャフト１８側の端部がボルト４４によって該ボルト４４の軸心を中心として回動可能にエンジン本体１２に仮固定される（ボルト４４を仮締めする。）。

この仮固定は、ボルト４４の頭部がチェーンガイド３２に強く当接しないように、すなわちエンジン本体１２とボルト４４の頭部に挟まれてチェーンガイド３２が回動不能にならないように、ボルト４４のおねじ部がチェーンガイド３２の貫通穴を通過してエンジン本体１２のめねじに螺合されることにより行われる。

ボルト４４によるチェーンガイド３２の仮固定が終了すると、ボルト４４と同様に頭部がチェーンガイド３２に強く当接しないように、ボルト４６によってチェーンガイド３２の吸気カムシャフト２２側の端部が仮固定される（ボルト４６を仮締めする。）。このボルト４６が通過するチェーンガイド３２の貫通穴３２ａは、ボルト４６の軸部４６ａに対して大きく、概略四角形断面の穴である。これは、チェーンガイド３２の製造誤差（および／またはエンジン本体１２のボルト４４、４６が締結される２つのめねじのピッチ誤差）を考慮したものでもあり、またチェーンガイド３２とタイミングチェーン３０とが一定の押圧力で当接するように、チェーンガイド３２のタイミングチェーン３０への押し込み量を調節できるようにしたものである。

工程５において、テンショナ４８のロック機構のロックを解除して内蔵の不図示のコイルスプリングの力でプランジャ５０によるテンショナアーム３４の付勢を開始する（請求の範囲に記載の工程（４）に対応。）。これにより、テンショナアーム３４がタイミングチェーン３０を所定の押圧力で押圧する。

工程６において、クランクシャフト１８を正回転方向に回転させることにより、タイミングチェーン３０と３つのスプロケット２０、２４、２６との噛み合わせをなじませる（タイミングチェーン３０掛け渡し直後の該タイミングチェーン３０と３つのスプロケット２０、２４、２８との噛み合いが張力を伴うことで深く再現される。）。ここでは、上述したようにクランクシャフト１８が概ね基準位置に位置している（エンジン１０が概ね基準状態である）状態から概ね（１＋７／８）回転だけ正回転方向に回転させる。この理由は後述する。

工程７において、クランクシャフト１８を基準位置に位置決めする（請求の範囲に記載の工程（５）に対応。）。すなわち、クランクシャフト１８にキー４０を介して固定されているスプロケット２０のマーク２０ａが基準位置に位置するように、さらに言えばエンジン１０が上述した基準状態にあるように、位置決めする。

図７を用いてクランクシャフト１８の位置決めについて説明する。図７は、軸方向から見た、エンジン１０内の、クランクシャフト１８の、特にクランクアームおよびその周辺を示している。一端側でクランクピン１８ａを介してコンロッド１００を支持し、他端側にカウンタウェイト１８ｂが形成され、クランクジャーナル１８ｃの軸心を中心として回転するクランクアーム１８ｄを用いてクランクシャフト１８は位置決めされる。具体的には、クランクアーム１８ｄが、クランクシャフト１８が基準位置に位置するときの（エンジン１０が基準状態であるときの）姿勢にあるように、クランクアーム１８ｄの回転を規制する。そのために、治具Ｊ１が使用される。治具Ｊ１は、ボルト形状であって、シリンダブロック１０２に形成された貫通穴１０２ａの外側のめねじ部と螺合するおねじが形成された頭部側軸部Ｊ１ａと、ここからクランクアーム１８ｄに向かって延びてその先端が該クランクアーム１８ｄに当接する回転規制部Ｊ１ｂとを備えている。クランクシャフト１８が基準位置に位置するときのクランクアーム１８ｄの治具Ｊ１の回転規制部Ｊ１ｂの先端と当接する部分には、当接部１８ｅが形成されている。

この治具Ｊ１によるクランクシャフト１８の位置決め手順を説明すると、先の工程でクランクシャフト１８は概ね基準位置に位置する状態から概ね（１＋７／８）回転だけ正回転方向に回転されており、クランクアーム１８ｄは、図に二点鎖線に示すように、傾いた状態である。この状態のときに、治具Ｊ１をシリンダブロック１０２に固定する。その固定後、クランクシャフト１８を正回転方向におおよそ１／８回転させることにより、クランクアーム１８の当接部１８ｅが治具Ｊ１の回転規制部Ｊ１ｂの先端に当接し、クランクアーム１８ｄのそれ以上の回転が規制され、それによりクランクシャフト１８が基準位置に位置決めされる。

工程８において、２つのカムシャフト２２、２６それぞれを対応する基準位置に位置決めする（請求の範囲に記載の工程（６）に対応。）。すなわち、２つのカムシャフト２２、２６に固定されているスプロケット２４、２８のマーク２４ａ、２８ａが基準位置に位置するように、さらに言えばエンジン１０が上述した基準状態にあるように、位置決めする。

図８を用いて２つのカムシャフト２２、２６の位置決めについて説明する。図８は、吸気カムシャフト２２の位置決め状態を示している。排気カムシャフト２６の位置決めも、吸気カムシャフト２２の位置決めと同様に実行されるので、ここでは吸気カムシャフト２２の位置決めのみを説明する。

吸気カムシャフト２２は、スプロケット２４が固定されてる前端の反対側の後端を用いて位置決めされる。具体的には、位置決めされている吸気カムシャフト２２の端の断面図である図９に示すように、治具Ｊ２を吸気カムシャフト２２の端に形成された溝２２ａに嵌め込むことにより行われる。治具Ｊ２は、図８に示すように、長尺方向と直交する断面形状がＬ字形の部材であって、位置決め時には、シリンダヘッド（またはロアキャリア）２００のシリンダヘッドカバー合わせ面２００ａ上に載置され、その先端Ｊ２ａが吸気カムシャフト２２の溝２２ａに嵌め込まれる。

吸気カムシャフト２２の溝２２ａは、吸気カムシャフト２２が基準位置に位置するときに治具Ｊ２の先端Ｊ２ａが嵌るように形成されている。したがって、治具Ｊ２の嵌め込みは、図８に示すように、吸気カムシャフト２２に形成されている吸気カム２２ｂに隣接して設けられている正六角形柱形状の部分２２ｃを六角レンチにより回転させて、吸気カムシャフト２２が基準位置に位置するように調整した後に実行される。

治具Ｊ２が溝２２ａに嵌め込まれると、吸気カムシャフト２２は回転不能になり、そのまま基準位置に位置決めされる。なお、吸気カムシャフト２２の位置決めにより、それと隣接する排気カムシャフト２６はチェーン３０の上縁部分でスプロケット２８の位相が規定されることで、間接的に位置決めされる。

クランクシャフト２２の位置決め、２つのカムシャフト２２、２６の位置決めが終了すると、工程９において、工程４において仮組みしたチェーンガイド３２がエンジン本体１２に本組み付けされる（請求の範囲に記載の工程（７）に対応。）。

図６を用いて説明すると、チェーンガイド３２をプッシュプルゲージＰ等を用いて一定の押圧力でタイミングチェーン３０に向かって押圧し、それを維持しながら（すなわち、チェーンガイド３２をタイミングチェーン３０に一定の押圧力で当接させながら）、仮締めされている２つのボルト４４、４６を本締めする。これにより、チェーンガイド３２は、一定の押圧力でタイミングチェーン３０と当接しながらエンジン本体１２に固定される。

なお、ここで言う「一定の押圧力」とは、この押圧力に起因してタイミングチェーン３０を介してクランクシャフト１８を逆回転させようとする力が、テンショナアーム３４がタイミングチェーン３０を押圧しているときの所定の押圧力に起因してタイミングチェーン３０を介してクランクシャフト１８を正回転させようとする力に対し、同等またはそれ以下の大きさになるように設定されている。これにより、チェーンガイド３２をタイミングチェーン３０に当接させながら本組みするときに、タイミングチェーン３０が治具Ｊ１により正回転方向の回転が規制されているクランクシャフトを逆回転させることを抑制している（なお、２つのカムシャフト２２、２６は治具Ｊ２により、正逆両方の回転が規制されているため、回転することはない。）。これに加えて、タイミングチェーン３０に初期張力を与えている。

以上、本実施形態によれば、タイミングチェーン３０を構成するリンクやピン或いは３つのスプロケット２０、２４、２８の歯の寸法が寸法公差内でバラツキがあっても、タイミングチェーン３０が掛け渡されたクランクシャフト１８と２つのカムシャフト２２、２６それぞれを対応する基準位置に治具Ｊ１、Ｊ２により位置決め固定した状態で、タイミングチェーン３０の張り側部分に一定の押圧力で当接させながらチェーンガイド３２をエンジン本体１２に本組みすることにより、具体的に言うとバラツキをチェーンガイド３２のタイミングチェーン３０への押し込み量で吸収することにより、このバラツキによる、クランクシャフト１８の位相に対する、吸気カムシャフト２２の位相と排気カムシャフト２６の位相への影響は小さくされる。すなわち、タイミングチェーン３０を掛け渡してクランクシャフト１８を回転させることにより該タイミングチェーン３０を３つのスプロケット２０、２４、２８になじませたときに、クランクシャフトの位相に対する２つのカムシャフト２２、２６の位相が、バラツキが小さく抑制されつつ、大きく理想の位置からずれていることが抑制される。

また、上述のバラツキに起因するおよび／または掛け方によるタイミングチェーン３０掛け渡し直後の該タイミングチェーン３０と３つのスプロケット２０、２４、２８の噛み合い部におけるがたつきは、タイミングチェーン３０の張り側部分に一定の押圧力で当接させながらチェーンガイド３２をエンジン本体１２に本組みすることにより、小さくされる。

これらの結果として、クランクシャフト１８の位相と２つのカムシャフト２２、２６の位相との関係を所定の関係に精度よく設定することが可能になる。すなわち、クランクシャフト１８の位相に対するカムシャフト２２、２６の位相の理想の位相からのずれが小さく抑制されたエンジン１０の製造が可能になる。

このように、クランクシャフト１８の位相に対するカムシャフト２２、２６の位相の理想の位相からのずれが小さく抑制されることにより、吸、排気バルブの開閉タイミングのずれが小さく抑制され、エンジン１０の燃焼性能の悪化が抑制される。また、エンジン１０が圧縮比の設定が例えば１３以上等の高圧縮エンジンである場合、クランクシャフト１８の位相に対するカムシャフト２２、２６の位相の理想の位相からのずれの量に起因するプリイグニッションの発生が抑制される。

以上、一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、上述の実施形態の場合、２つのカムシャフトを有するＤＯＨＣ式のエンジンであったが、１つのカムシャフトを有するＳＯＨＣ式のエンジンにも本発明は適用可能である。

さらに、上述の実施形態の場合、タイミングチェーン３０を３つのスプロケット２０、２４、２８に掛け渡した後、クランクシャフト１８を（１+７／８）回転させているが、この回転数に本発明は限定されない。タイミングチェーン３０が３つのスプロケット２０、２４、２８になじむのであれば回転数は限定されない。

ただし、クランクシャフト１８を基準位置に位置決めするための治具Ｊ１をシリンダブロック１０２に固定したときに、治具Ｊ１の回転規制部Ｊ１ｂの先端が他の部分、例えばバランスウェイト１８ｂなどに当接しないように、または治具Ｊ１をシリンダブロック１０２に固定した後、その先端に当接部１８ｅを当接させるためにクランクシャフト１８を回転させたときに他の部分が該先端に接触しないように、治具Ｊ１をシリンダブロック１０２に固定する前までにクランクシャフト１８を回転させるのが好ましい。このために、上述の実施形態の場合においては、クランクシャフト１８を、概ね基準位置から（１+７／８）回転させている。

加えて、タイミングチェーン３０を３つのスプロケット２０、２４、２８に掛け渡した後、クランクシャフト１８を回転させてタイミングチェーン３０を３つのスプロケット２０、２４、２８になじませている、すなわち掛け渡し直後の噛み合い部のがたつきを小さくしているが、チェーンガイドをタイミングチェーンの張り側部分に一定の押圧力で当接させながらエンジン本体に本組みすることにより、十分にこのがたつきを小さくできるのであれば、このなじみ回転を省略してもよい。

以上のように、本発明に係るエンジンのタイミング系の組付け方法は、クランク軸の位相とカム軸の位相とが所定の関係に精度よく設定されるように、タイミングチェーンを各軸のスプロケットに掛け渡すことができる。したがって、エンジンの製造産業の分野において好適に利用される可能性がある。

本発明の実施形態に係るエンジンのタイミング系の組付け方法によって製造されるエンジンを示す図である。 本発明の実施形態に係るエンジンのタイミング系の組付け方法の工程順のフローを示す図である。 排気カムシャフトのスプロケットにタイミングチェーンが掛けられた状態を示す図である。 吸気カムシャフトのスプロケットにタイミングチェーンが掛けられた状態を示す図である。 クランクシャフトのスプロケットにタイミングチェーンが掛けられた状態を示す図である。 チェーンガイドの組付けを説明するための図である。 クランクシャフトの位置決めを説明するための図である。 カムシャフトの位置決めを説明するための図である。 カムシャフトの位置決めを説明するための別の図である。

符号の説明

１０ エンジン
１２ エンジン本体
１８ クランク軸（クランクシャフト）
２０ スプロケット
２２ カム軸（吸気カムシャフト）
２４ スプロケット
２６ カム軸（排気カムシャフト）
２８ スプロケット
３０ タイミングチェーン
３０ａ 張り側部分
３２ チェーンガイド

Claims (4)

1. エンジンのクランク軸に取り付けられたスプロケットおよびカム軸に取り付けられたスプロケットにタイミングチェーンを掛け渡すエンジンのタイミング系の組付け方法であって、
   （１）タイミングチェーンの緩み側部分を押圧するテンショナアームをエンジン本体に組付ける工程と、
   （２）それぞれのスプロケットに付されたマークとタイミングチェーンに付された対応するマークとを合わせた状態で、各スプロケットにタイミングチェーンを掛け渡す工程と、
   （３）タイミングチェーンの張り側部分に当接するチェーンガイドをエンジン本体に仮組みする工程と、
   （４）前記テンショナアームを、タイミングチェーンの緩み側部分を所定の押圧力で押圧するように、テンショナのスプリング力によりプランジャにて付勢する工程と、
   （５）クランク軸を基準位置に位置決めする工程と、
   （６）カム軸を基準位置に位置決めする工程と、
   （７）前記工程（３）で仮組みされたチェーンガイドをタイミングチェーンの張り側部分に一定の押圧力で当接させながらエンジン本体に本組みする工程とを有し、
   前記工程（７）の一定の押圧力は、この押圧力に起因してタイミングチェーンを介してクランク軸を逆回転させようとする力が、前記所定の押圧力に起因してタイミングチェーンを介してクランク軸を正回転させようとする力と同等またはそれ以下の大きさとなる大きさであることを特徴とするエンジンのタイミング系の組付け方法。
2. 請求項１に記載のエンジンのタイミング系の組付け方法において、
   前記工程（５）には、クランク軸を基準位置の所定量手前の位置まで回転させる工程と、その状態でクランク軸を基準位置に位置決めする治具をエンジン本体に取り付ける工程と、クランク軸を前記治具によって位置決めされるまで回転させる工程とを含むことを特徴とするエンジンのタイミング系の組付け方法。
3. 請求項１または２に記載のエンジンのタイミング系の組付け方法において、
   前記工程（６）は、カム軸を基準位置に回転不能に位置決めすることを特徴とするエンジンのタイミング系の組付け方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジンのタイミング系の組付け方法において、
   エンジンは、少なくとも有効圧縮比が１３以上で運転される領域を含む火花点火式エンジンであることを特徴とするエンジンのタイミング系の組付け方法。

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