JP2007002706A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 バルブタイミング機構から流出された排油を有効利用してタイミングチェーンの潤滑を行うことのできる内燃機関を提供する。
【解決手段】 クランクスプロケット９とカムスプロケット１１，１１に巻回されクランクスプロケット９の回転をカムシャフト１０，１０に伝達するチェーン７と、カムスプロケット１１とカムシャフト１０との相対角度位相を運転状況に応じて変化させる油圧式バルブタイミング機構１３と、油圧式バルブタイミング機構１３からの排油を用いてチェーン７を潤滑する潤滑手段としてのチェーンガイド１２を設けて構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関に関するものである。

従来、この種の内燃機関としては、例えば特許文献１に開示されているように、カムシャフト用駆動輪とカムシャフトとの相対角度位相を運転状況に応じて変化させるものが提案されている。
この内燃機関では、液圧媒体を流入あるいは流出させることで、カムシャフト用駆動輪とカムシャフトとの相対角度位相を運転状況に応じて変化させることができるものとしている。
特開昭５９−１２０７０７号公報

しかしながら、こうした内燃機関では、バルブタイミング機構から流出された液圧媒体は、単にシリンダヘッド内に排出されるだけであり、何ら用いられることはないものであった。

本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、オイルの有効利用を目的の１つとし、また簡易な構成でチェーンの潤滑を行うことを目的の１つとする内燃機関を提供するものであり、その請求項１は、クランクスプロケットとカムスプロケットに巻回されクランクスプロケットの回転をカムシャフトに伝達するチェーンと、前記カムスプロケットと前記カムシャフトとの相対角度位相を運転状況に応じて変化させる油圧式バルブタイミング機構と、該油圧式バルブタイミング機構からの排油を用いて前記チェーンを潤滑する潤滑手段とを備えることである。

また請求項２は、前記チェーンをガイドするチェーンガイドを有し、前記潤滑手段は、前記油圧式バルブタイミング機構から前記排油を受け付ける前記チェーンガイドに形成された排油受付部と、該排油受付部に接続された前記排油の流路としての排油流路と、該排油流路に形成された前記排油の供給口としての貫通孔とを有する手段であることである。

また請求項３は、前記チェーンガイドは、シリンダヘッドおよび／またはシリンダブロックとの併せ面を有し、前記排油流路は、前記併せ面の前記チェーンガイド側に形成された溝であることである。

また請求項４は、前記油圧式バルブタイミング機構は、進角側排油口と遅角側排油口とを備え、前記排油受付部は、前記進角側排油口および前記遅角側排油口からの前記排油を受け付けるように形成されてなることである。

また請求項５は、前記油圧式バルブタイミング機構への供給油圧を調圧する油圧調圧手段を備え、該油圧調圧手段は、オイルのリーク量を調整することで前記供給油圧を調圧する手段であり、前記排油受付部は、該油圧調圧手段からリークする前記オイルを受け付けるよう形成されてなることである。

本発明の内燃機関は、カムスプロケットとカムシャフトとの相対角度位相を運転状況に応じて変化させる油圧式バルブタイミング機構と、油圧式バルブタイミング機構からの排油を用いてチェーンを潤滑する潤滑手段とを備えることにより、油圧式バルブタイミング機構からの排油を用いてチェーンを潤滑することができる。即ち、従来排油として何ら使用されることなしにオイルパンに戻されていたオイルの有効利用が図れることとなる。

また、チェーンをガイドするチェーンガイドを有し、潤滑手段は、油圧式バルブタイミング機構から排油を受け付けるチェーンガイドに形成された排油受付部と、排油受付部に接続された排油の流路としての排油流路と、排油流路に形成された排油の供給口としての貫通孔とを有する手段であることにより、チェーンガイドを用いて排油の受け渡しを行うとともに、チェーンガイドを用いてチェーンの潤滑を行うことができ、簡易な構成でチェーンの潤滑を良好に行うことができるものとなる。

また、チェーンガイドは、シリンダヘッドおよび／またはシリンダブロックとの併せ面を有し、排油流路は、併せ面のチェーンガイド側に形成された溝であることにより、より簡易な構成でチェーンの潤滑を行うことができるものとなる。

また、油圧式バルブタイミング機構は、進角側排油口と遅角側排油口とを備え、排油受付部は、進角側排油口および遅角側排油口からの排油を受け付けるように形成されてなることにより、油圧式バルブタイミング機構が進角側から遅角側に作動する場合と、遅角側から進角側に作動する場合の両方において、チェーンの潤滑を行うことができるものとなる。

また、油圧式バルブタイミング機構への供給油圧を調圧する油圧調圧手段を備え、油圧調圧手段は、オイルのリーク量を調整することで供給油圧を調圧する手段であり、排油受付部は、油圧調圧手段からリークするオイルを受け付けるよう形成されていることにより、常にチェーンの潤滑を良好に行うことができるものとなる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、内燃機関のチェーンケースを外した状態の正面概略構成図であり、図２は、図１の側面要部構成図である。
図において、内燃機関１は、シリンダブロック２の上面にシリンダヘッド３が設けられ、シリンダブロック２の下面側にはオイルを溜めるオイルパン４が設けられており、排気バルブと吸気バルブとをそれぞれ直接開閉する排気側カムシャフト１０，吸気側カムシャフト１０’がシリンダヘッド３の上部に配置された、所謂ダブルオーバヘッドカム（ＤＯＨＣ）式の内燃機関として構成されている。また、内燃機関１のシリンダ列方向の一端側の端面には、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とに跨ってチェーンケース５で覆蓋されたチェーン室６が形成されている。

シリンダブロック２は、上側シリンダブロック２’と下側シリンダブロック２’’の上下２分割構造となっており、その併せ面においてクランク軸８が回転可能に支承されるものとなっている。

上側シリンダブロック２’には、内燃機関１の各部の潤滑や油圧を発生させる為のオイルの流路としての主オイル通路１５がシリンダ列方向に形成されており、主オイル通路１５からは、上方側へ延びる上昇オイル通路１６と下方側へ延びるクランク軸オイル通路１７とが分岐形成されている。上昇オイル通路１６は、後述するソレノイドバルブ１４にオイルを供給するためにシリンダヘッド３側に開口して形成されており、クランク軸オイル通路１７は、クランク軸８の軸受を潤滑できるようにクランク軸８の軸受に連通して形成されている。

下側シリンダブロック２’’には、オイルパン４内に溜められたオイルを主オイル通路１５に供給するためのオイルポンプ１９が取り付けられている。

シリンダヘッド３には、排気バルブを直接開閉するカムが形成された排気側カムシャフト１０と、吸気バルブを直接開閉するカムが形成されるとともに吸気バルブの開閉時期をエンジンの運転状況に応じて変化させることができる油圧式バルブタイミング機構１３を備えた吸気側カムシャフト１０’と、油圧式バルブタイミング機構１３への供給油圧を調圧するためのソレノイドバルブ１４とが配設されている。また、シリンダヘッド３には、ソレノイドバルブ１４にオイルを供給するためのオイル供給通路１６’が上昇オイル通路１６に連通して設けられているとともに、油圧式バルブタイミング機構１３からソレノイドバルブ１４のオイルリーク孔１４ａを介してドレンされるオイルを排出するためのオイル排出路１６’’が形成されている。

油圧式バルブタイミング機構１３は、外周に吸気側カムスプロケット１１’が一体的に形成され、内部に進角側油圧室と遅角側油圧室とが形成されており、ソレノイドバルブ１４により調圧された供給油圧を進角側油圧室や遅角側油圧室に導入することで、吸気側カムスプロケット１１’と吸気側カムシャフト１０’との相対角度移動を運転状況に応じて変化させることができるものとして構成されている。

ソレノイドバルブ１４は、電気巻線（コイル）に電流を流すことにより、電磁石の磁力で弁体を開閉して作動油の流れる方向を制御する周知の電磁弁として構成されており、油圧式バルブタイミング機構１３と油圧のやり取りを行なう。油圧式バルブタイミング機構１３への供給油圧の調圧は、リークさせるオイル量を調整することにより行なうものとなっており、リークさせたオイルは、オイル排出路１６’’に導入されるよう構成されている。

チェーン室６には、吸気側カムスプロケット１１’と、排気側カムシャフト１０の先端に設けられた排気側カムスプロケット１１と、クランク軸８の先端に設けられたクランクスプロケット９と、吸気側カムスプロケット１１’と排気側カムスプロケット１１とクランクスプロケット９とに巻回されたタイミングチェーン７と、タイミングチェーン７をガイドするチェーンガイドと、オイルポンプ１９の駆動軸の先端に設けられたオイルポンプスプロケットと、オイルスプロケットとクランクスプロケット９とに巻回された駆動チェーンとが配設されており、クランク軸８の回転力が吸・排気側カムシャフト１０’，１０およびオイルポンプ１９の駆動軸に伝達されるように構成されている。

チェーンガイド１２は、タイミングチェーン７の下り側の大半、即ち、吸気側カムスプロケット１１’からクランクスプロケット９にかけてタイミングチェーン７をガイドするようにシリンダブロック２とシリンダヘッド３とに跨って設けられており、シリンダヘッド３側の上端側において、オイル排出路１６’’から排出されるオイルを受ける排油受付部１８ａが形成されている。また、チェーンガイド１２には、排油受付部１８ａで受け取ったオイルを下方側へ流下させることのできる排油流路１８と、タイミングチェーン７側へオイルを供給するための貫通孔１２ｂが排油流路１８に沿って上下に間隔をおいて複数貫通形成されている。

排油流路１８は、チェーンガイド１２に溝を形成してチェーンガイド１２をシリンダヘッド３およびシリンダブロック２に当接状に設置した状態でチェーンガイド１２とシリンダヘッド３およびシリンダブロック２との併せ面１２ａ，１２ａで流路が形成されるように構成されている。

次に、こうして構成された実施例の内燃機関１の動作、特に、タイミングチェーン７の潤滑のためにオイルが供給される際の動作について説明する。いま、内燃機関１がアイドリング状態から発進状態に運転状況が変化した場合を考える。
アイドリング状態においては、吸気側への燃焼ガスの吹き返しをなくすために吸気側を遅らせて開かせるべく、油圧式バルブタイミング機構１３は遅角側に制御されている。一方、発進状態においては、吸気側に排気ガスを流入させて燃焼温度を下げてNOxを低減させる目的や炭化水素を再吸入して排出HCの低減を図る目的、吸入時のポンピングロスを低減して、燃費向上と排ガス清浄を図る目的等の理由で吸気弁を早く開けるべく油圧式バルブタイミング機構１３は進角側に制御されている。
従って、内燃機関１においてアイドリング状態から発進状態に運転状況が変化すると、油圧式バルブタイミング機構１３は、遅角側から進角側へと制御が移行される。

油圧式バルブタイミング機構１３の制御が、遅角側から進角側へと移行されると、ソレノイドバルブ１４はオイル供給通路１６’と進角側油圧室とを連通して供給油圧を進角側油圧室へ供給するよう作動するとともに、遅角側油圧室とオイル排出路１６’’とを連通して遅角側油圧室のオイルをドレンするよう作動する。遅角側油圧室からのオイルは、オイルリーク孔１４ａを介してオイル排出路１６’’に導出され、チェーンガイド１２に形成された排油受付部１８ａで受け取られて排油流路１８を通って、貫通孔１２ｂ，１２ｂ，１２ｂからタイミングチェーン７に潤滑油として供給される。このように、油圧式バルブタイミング機構１３から排出されるオイルを用いて、タイミングチェーン７の潤滑を行なえるのでオイルの有効利用が図れるものとなる。

また、オイル排出路１６’’には、進角側油圧室への供給圧の調圧のためにリークさせたオイルが導入されており、このリークさせたオイルも遅角側油圧室からドレンされたオイル同様、チェーンガイド１２に形成された排油受付部１８ａで受け取られて排油流路１８を通って、貫通孔１２ｂ，１２ｂ，１２ｂからタイミングチェーン７に潤滑油として供給される。このように、油圧式バルブタイミング機構１３における進角側と遅角側との切換えの際だけでなく、常にオイルをタイミングチェーン７に供給することができるので、タイミングチェーン７を安定して良好に潤滑することができる。

次に、内燃機関１が発進状態から定速走行状態に運転状況が変化すると、油圧式バルブタイミング機構１３は進角側から遅角側へと制御が移行される。この場合も、上述した油圧式バルブタイミング機構１３が遅角側から進角側へと制御が移行される場合と同様に、油圧式バルブタイミング機構１３からドレンされるオイルを用いてタイミングチェーン７の潤滑を行なうことができる。即ち、ソレノイドバルブ１４はオイル供給通路１６’と遅角側油圧室とを連通して供給油圧を遅角側油圧室へ供給するよう作動するとともに、進角側油圧室とオイル排出路１６’’とを連通して進角側油圧室のオイルをドレンするよう作動して、進角側油圧室からのオイルをオイルリーク孔１４ａを介してオイル排出路１６’’に導出する。そして、オイル排出路１６’’に導出されたオイルが排油受付部１８ａで受け取られて排油流路１８を通って、貫通孔１２ｂ，１２ｂ，１２ｂからタイミングチェーン７に潤滑油として供給される。
もとより、オイル排出路１６’’には、遅角側油圧室への供給圧の調圧のためにリークさせたオイルが導入されており、このリークさせたオイルも進角側油圧室からドレンされたオイル同様、チェーンガイド１２に形成された排油受付部１８ａで受け取られて排油流路１８を通って、貫通孔１２ｂ，１２ｂ，１２ｂからタイミングチェーン７に潤滑油として供給される。
このように、油圧式バルブタイミング機構１３が進角側から遅角側へと制御が移行される場合でも、油圧式バルブタイミング機構１３から排出されるオイルを用いて、タイミングチェーン７の潤滑を行なえるのでオイルの有効利用が図れるとともに、油圧式バルブタイミング機構１３における進角側と遅角側との切換えの際だけでなく、常にオイルをタイミングチェーン７に供給できてタイミングチェーン７を安定して良好に潤滑することができる。

以上説明した実施例の内燃機関１によれば、油圧式バルブタイミング機構１３からドレンされるオイルを用いてタイミングチェーン７の潤滑を行なうことにより、オイルの有効利用を図ることができる。しかも、ドレンされたオイルの受け渡し、および、タイミングチェーン７へのオイルの供給をチェーンガイド１２を用いて行なうものとしたから、簡易な構成でタイミングチェーン７の潤滑を行なうことができる。また、油圧式バルブタイミング機構１３への供給油圧の調圧は、リークさせるオイル量を調整することにより行ない、リークさせたオイルを用いてタイミングチェーン７の潤滑を行なうものとしたから、油圧式バルブタイミング機構１３の進角・遅角の切換時だけでなく常時タイミングチェーン７の潤滑を行なうことができる。

実施例の内燃機関１では、チェーンガイド１２に排油受付部１８ａと排油流路１８と貫通孔１２ｂとを形成して、油圧式バルブタイミング機構１３からの排油をチェーンガイド１２を用いてタイミングチェーン７に供給するものとしたが、例えば、油圧式バルブタイミング機構１３からの排油を直接タイミングチェーン７に供給するもの等、油圧式バルブタイミング機構１３からの排油を用いるものであれば如何なる形態であっても構わない。

実施例の内燃機関１では、チェーンガイド１２に溝を形成してチェーンガイド１２をシリンダヘッド３およびシリンダブロック２に当接状に設置した状態でチェーンガイド１２とシリンダヘッド３およびシリンダブロック２との併せ面１２ａ，１２ａで流路が形成されるように構成されているものとしたが、これとは逆にシリンダヘッド３およびシリンダブロック２に溝を形成するものとしても良いし、チェーンガイド１２とシリンダヘッド３およびシリンダブロック２の両方に溝を形成するものとしても良い。また、図２に対応させた要部側面構成図である図３に示すように、溝ではなく、チェーンガイド１２の内部に排油流路１８を形成するものであっても構わない。

実施例の内燃機関１では、油圧式バルブタイミング機構１３を吸気側カムシャフト１０’側にのみ備えるものとしたが、排気側カムシャフト１０側のみに備えるものであっても差し支えないし、吸排気両方のカムシャフト１０，１０’に備えるものであっても良い。両方に備えるものとした場合、ソレノイドバルブ１４を１つ追加して、それぞれのオイルリーク孔１４ａをオイル排出路１６’’に連通させるとともに、調圧のために各ソレノイドバルブ１４からリークさせるオイルをオイル排出路１６’’に連通させるものとすれば良い。

実施例の内燃機関１では、ソレノイドバルブ１４からリークさせるオイル量を調整することで油圧式バルブタイミング機構１３への供給油圧の調圧を行ない、リークさせたオイルをオイル排出路１６’’に導入されるよう構成されるものとしたが、油圧式バルブタイミング機構１３の進角・遅角の切換時によるドレン油だけでタイミングチェーン７を良好に潤滑することができれば、リークさせたオイルをオイル排出路１６’’に導入しなくても差し支えないし、ソレノイドバルブ１４の調圧方式としてリーク方式でない方式を用いても構わない。

実施例の内燃機関１では、ＤＯＨＣ式内燃機関として説明したが、カムを有するカムシャフトによりバルブの開閉を行なうものであって、油圧式バルブタイミング機構を備えるものであれば、シングルオーバーヘッドカム（ＳＯＨＣ）式の内燃機関やオーバーヘッドバルブ（ＯＨＶ）式の内燃機関に適用するものとしても良い。

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

第１実施例の内燃機関のチェーンケースを取り外した状態の正面概略構成図である。 図１の要部側面構成図である。 第２実施例の図２に対応させた要部側面構成図である。

符号の説明

１ 内燃機関
２ シリンダブロック
２’ 上側シリンダブロック
２’’ 下側シリンダブロック
３ シリンダヘッド
４ オイルパン
５ チェーンケース
６ チェーン室
７ タイミングチェーン
８ クランク軸
９ クランクスプロケット
１０ 排気側カムシャフト
１０’ 吸気側カムシャフト
１１ 排気側カムスプロケット
１１’ 吸気側カムスプロケット
１２ チェーンガイド
１２ａ 併せ面
１２ｂ 貫通孔
１２ｃ 併せ背壁
１３ 油圧式バルブタイミング機構
１４ ソレノイドバルブ
１４ａ オイルリーク孔
１５ 主オイル通路
１６ 上昇オイル通路
１６’ オイル供給通路
１６’’ オイル排出路
１７ クランク軸オイル通路
１８ 排油流路
１８ａ 排油受付部
１９ オイルポンプ

Claims (5)

1. クランクスプロケットとカムスプロケットに巻回されクランクスプロケットの回転をカムシャフトに伝達するチェーンと、
   前記カムスプロケットと前記カムシャフトとの相対角度位相を運転状況に応じて変化させる油圧式バルブタイミング機構と、
   該油圧式バルブタイミング機構からの排油を用いて前記チェーンを潤滑する潤滑手段と、
   を備える内燃機関。
2. 前記チェーンをガイドするチェーンガイドを有し、
   前記潤滑手段は、前記油圧式バルブタイミング機構から前記排油を受け付ける前記チェーンガイドに形成された排油受付部と、該排油受付部に接続された前記排油の流路としての排油流路と、該排油流路に形成された前記排油の供給口としての貫通孔と、を有する手段である請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記チェーンガイドは、シリンダヘッドおよび／またはシリンダブロックとの併せ面を有し、
   前記排油流路は、前記併せ面の前記チェーンガイド側に形成された溝である請求項２に記載の内燃機関。
4. 前記油圧式バルブタイミング機構は、進角側排油口と遅角側排油口とを備え、
   前記排油受付部は、前記進角側排油口および前記遅角側排油口からの前記排油を受け付けるように形成されてなる請求項２または請求項３に記載の内燃機関。
5. 前記油圧式バルブタイミング機構への供給油圧を調圧する油圧調圧手段を備え、
   該油圧調圧手段は、オイルのリーク量を調整することで前記供給油圧を調圧する手段であり、
   前記排油受付部は、該油圧調圧手段からリークする前記オイルを受け付けるよう形成されてなる請求項２ないし４いずれか記載の内燃機関。

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