JP2008025356A - 内燃機関の車載構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 カム位相制御用の電気アクチュエータのラジエータ通過風による効果的な冷却を実現した内燃機関の車載構造を提供する。
【解決手段】 ファンシュラウド９には、電動ファン７，８を収容すべく、左右一対のファン開口２１，２２が形成されている。各ＶＴＣ１０の電気アクチュエータ１６は、車体前方視において、いずれもファンシュラウド９のファン開口２１，２２の内側に位置している。カムチェーンカバー１７は、その前面に左右一対の案内壁２３，２４を有している。ファン開口２１，２２の後方に吹き出たラジエータ通過風は、ファン開口２１，２２の内側に設置された電気アクチュエータ１６に直に吹き付けられるだけでなく、エンジン３の上方に抜けようとしたものも案内壁２３，２４に案内されて電気アクチュエータ１６の周囲を流れる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、内燃機関の車載構造に係り、詳しくは、カム位相制御用の電気アクチュエータをラジエータ通過風によって効果的に冷却する技術に関する。

４サイクルガソリンエンジン（以下、単にエンジンと記す）では、出力および燃費の向上や有害排出ガス成分の低減等を図るべく、種々の可変動弁機構を搭載したものが多くなっている。可変動弁機構としては、低速型カムと高速型カムとを用いてバルブタイミングとバルブリフトとを同時に切り換えるものが従来より存在するが、近年ではカム位相とバルブリフトとを個別に制御することで過渡特性の更なる向上やスロットルレス化等を実現したものが主流となってきている。カム位相の制御に供されるカム位相制御装置は、カムスプロケットとカムシャフトとの間に介装されており、ヘリカルスプラインを用いてカム位相を２段に切り換えるものの他、油圧駆動のベーンを用いてカム位相を連続的に変化させる連続可変式バルブタイミングコントロール機構（Variable Timing Control：以下、ＶＴＣと記す）も実用化されている（特許文献１参照）。

通常、ＶＴＣでは、カム位相を変化させるために、電磁アクチュエータや電動アクチュエータ等の電気アクチュエータが用いられている。電気アクチュエータは、カムチェーンカバー等の内部に設置される場合もあるが、構造の簡素化や作動レスポンスの向上等を図るため、特許文献１のように、カムチェーンカバーにおけるカムシャフトの端部側に露出したものが多い。
特開２００３−３１４２２５号公報

特許文献１のエンジンでは、電気アクチュエータの温度上昇に係る以下のような問題があった。すなわち、電気アクチュエータは、通電時にコイルが熱を発生することから、カムチェーンカバーを介してエンジン本体の熱が伝わることもあって、その温度が上昇することが避けられなかった。電気アクチュエータは、所定の温度以上となると所期の性能を維持できなくなる（アクチュエータロッドの推力低下等が起こる）ため、適切な方法で冷却される必要がある。電気アクチュエータの冷却方法としては、エンジン冷却水等の液体冷媒を用いることも考えられるが、構造の単純化やコストの低減等を考えた場合、ラジエータを通過した通過風（以下、ラジエータ通過風と記す）を用いることが望ましい。ところが、特許文献１のエンジンのように電気アクチュエータがカムシャフトの端部（すなわち、エンジンの上部）に位置するものでは、ファンシュラウドのファン開口の外に電気アクチュエータが位置し、ラジエータ通過風が電気アクチュエータに直に当たらなくなる問題があった。

本発明は、上記状況に鑑みなされたものであり、カム位相制御用の電気アクチュエータのラジエータ通過風による効果的な冷却を実現した内燃機関の車載構造を提供することを目的とする。

請求項１の発明に係る内燃機関の車載構造は、カム位相制御用の電気アクチュエータがエンジンカバーから突出した内燃機関を車両のエンジンルームに搭載する構造であって、前記エンジンルームにおける前記内燃機関の前方には、その後面にファンシュラウドを備えたラジエータが設置され、車体前方視において、前記電気アクチュエータが前記ファンシュラウドに形成されたファン開口の内側に位置することを特徴とする。

また、請求項２の発明に係る内燃機関の車載構造は、請求項１に記載の内燃機関の車載構造において、前記エンジンカバーには、前記ファン開口を通過した通過風を前記電気アクチュエータに導く案内手段が形成されたことを特徴とする。

また、請求項３の発明に係る内燃機関の車載構造は、請求項２に記載の内燃機関の車載構造において、前記エンジンカバーがカム駆動用の伝達機構カバーであり、前記電動アクチュエータが前記伝達機構カバーに取り付けられ、前記案内手段が前記伝達機構カバーから一体的に突設された案内壁であることを特徴とする。

また、請求項４の発明に係る内燃機関の車載構造は、請求項３に記載の内燃機関の車載構造において、前記案内壁は、前記伝達機構カバーの前記内燃機関への締結に供される複数の締結ボスを連結するリブを兼ねたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ファン開口を通過したラジエータ通過風が直に当たるため、電気アクチュエータが効果的に冷却され、電気アクチュエータの作動不良等が生じ難くなる。また、請求項２の発明によれば、電気アクチュエータに当たるラジエータ通過風の量が増加するため、電気アクチュエータの冷却が更に効果的に行われる。また、請求項３の発明によれば、エンジンカバーに案内手段を別途取り付ける必要がなくなって部品点数や組立工数が削減されるとともに、エンジンカバーの剛性が向上することで、エンジンカバーの振動が低減でき、電気アクチュエータの耐久性も向上する。また、請求項４の発明によれば、案内壁や締結ボスの支持強度が向上する他、エンジンカバーの更なる剛性向上も可能となり、電気アクチュエータの安定した支持が実現される。

以下、図面を参照して、本発明に係るカム位相可変型内燃機関の一実施形態を詳細に説明する。
図１は実施形態に係る自動車の要部透視正面図であり、図２は実施形態に係る自動車の要部透視側面図である。り、図３はＶＴＣ設置部位の拡大断面図であり、図４はカムチェーンカバーの要部拡大図である。

≪実施形態の構成≫
＜全体構成＞
図１，図２に示すように、本実施形態の自動車１では、エンジンルーム２内にＶ型８気筒ＤＯＨＣガソリンエンジン（内燃機関：以下、単にエンジンと記す）３が縦置きに搭載されている。エンジン３の後部にはディファレンシャルギヤを内蔵したトランスミッション４が連結されており、エンジン３の駆動力がトランスミッション４を介して左右の前輪５に伝達されるようになっている。エンジンルーム２には、エンジン３内を循環するクーラントを外気によって冷却すべく、ダウンフロー式のラジエータ６がエンジン３の前方に設置されている。また、ラジエータ６の後部には、左右一対の電動ファン７，８と、ラジエータ通過風をこれら電動ファン７，８に導くファンシュラウド９とが取り付けられている。

＜ＶＴＣ＞
図３に示すように、エンジン３は、ＶＴＣ１０によってカムシャフト１１の回転位相を制御する構造を採用している。ＶＴＣ１０は、カムスプロケット１２とカムシャフト１１との連結部に設けられており、円筒状のＶＴＣ本体１３と、ＶＴＣ本体１３内の可変機構（図示せず）を駆動する電気アクチュエータ１６等から構成されている。

電気アクチュエータ１６にはカムチェーンカバー（伝達機構カバー）１７の端部に固定されてラジエータ６側に突出する円筒状のものが用いられており、制御装置（図示せず）から電気アクチュエータ１６に駆動電流が供給されると、電気アクチュエータ１６がＶＴＣ本体１３内の可変機構を駆動することによりカム位相が変化する。

＜電気アクチュエータの冷却構造＞
図１に示すように、ファンシュラウド９には、電動ファン７，８を収容すべく、左右一対のファン開口２１，２２が形成されている。上述した各ＶＴＣ１０の電気アクチュエータ１６は、車体前方視において、いずれもファンシュラウド９のファン開口２１，２２の内側に位置している。カムチェーンカバー１７は、樹脂射出成形やアルミダイキャスト成形等によって製造されており、左右バンクの前面にそれぞれ案内壁２３，２４を有している。図４に示すように、左バンクの案内壁２３は、カムチェーンカバー１７から前方に向けて突設された３つの締結ボス２５を連結するリブを兼ねており、エンジン３の中心側から斜め上方に向けて円弧状に形成され、その上端が内側の電気アクチュエータ１６の内側を通過している。また、図示はしないが、右バンクの案内壁２４は、左バンクの案内壁２３と左右対称形状となっている。

≪実施形態の作用≫
エンジン３が起動すると、図示しないエンジンＥＣＵは、各種センサから入力した運転情報に基づき、燃料噴射弁や点火装置等の他、ＶＴＣ１０や電動ファン７，８の駆動制御を開始する。ＶＴＣ１０の電気アクチュエータ１６は、エンジンＥＣＵからの駆動指令によって作動すると、通電時に熱を発生することから、カムチェーンカバー１７を介してエンジン３の本体の熱が伝わることもあってその温度が上昇する。一方、電動ファン７，８は、エンジン３の暖機が進んで冷却水温度が所定値に達すると、エンジンＥＣＵからの駆動指令によって回転し始める。

自動車が走行を開始したり、電動ファン７，８が回転を始めたりすると、ラジエータ６の前面から取り入れられた風が、ラジエータ通過風となってファン開口２１，２２から後方に吹き出す。本実施形態の場合、図５に示すように、ファン開口２１，２２の後方に吹き出たラジエータ通過風は、ファン開口２１，２２の内側に設置された電気アクチュエータ１６に直に吹き付けられるだけでなく、エンジン３の上方に抜けようとしたものも案内壁２３，２４に案内されて電気アクチュエータ１６の周囲を流れる。その結果、電気アクチュエータ１６は、ラジエータ通過風によって効果的に冷却されることになり、過熱による性能低下が殆ど発生しなくなった。

一方、本実施形態では、案内壁２３，２４が締結ボス２５を連結するリブを兼ねているため、カムチェーンカバー１７の剛性が向上すると同時に、案内壁２３，２４や締結ボス２５の支持強度等も向上する。これにより、カムチェーンカバー１７の振動等が抑制され、音振性能が良好になるとともに、案内壁２３，２４や締結ボス２５の歪み等も起こり難くなった。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態は本発明を縦置きのＶ型８気筒ＤＯＨＣガソリンエンジンに適用したものであるが、横置きのエンジンや、直列４気筒エンジン、ＳＯＨＣエンジン等にも当然に適用可能である。また、上記実施形態では案内壁を各バンクに１つずつ設けたが、複数設置するようにしてもよいし、全く設けなくともよい。また、上記実施形態では伝達機構カバーとして、一体式のカムチェーンカバーを採用したが、分割式のものを採用してもよい。また、伝達機構カバーは、カムチェーンカバーに限るものではなく、タイミングベルトカバーやギヤトレーンカバー等であってもよい。その他、エンジンの全体構成等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態に係る自動車の要部透視正面図である。 実施形態に係る自動車の要部透視側面図である。 ＶＴＣ設置部位の拡大断面図である。 カムチェーンカバーの要部拡大図である。 実施形態の作用を示す説明図である。

符号の説明

２ エンジンルーム
３ エンジン
６ ラジエータ
７，８ 電動ファン
９ ファンシュラウド
１０ ＶＴＣ
１６ 電気アクチュエータ
１７ カムチェーンカバー（伝達機構カバー）
２１，２２ ファン開口
２３，２４ 案内壁
２５ 締結ボス

Claims (4)

1. カム位相制御用の電気アクチュエータがエンジンカバーから突出した内燃機関を車両のエンジンルームに搭載する構造であって、
   前記エンジンルームにおける前記内燃機関の前方には、その後面にファンシュラウドを備えたラジエータが設置され、
   車体前方視において、前記電気アクチュエータが前記ファンシュラウドに形成されたファン開口の内側に位置することを特徴とする内燃機関の車載構造。
2. 前記エンジンカバーには、前記ファン開口を通過した通過風を前記電気アクチュエータに導く案内手段が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の車載構造。
3. 前記エンジンカバーがカム駆動用の伝達機構カバーであり、
   前記電動アクチュエータが前記伝達機構カバーに取り付けられ、
   前記案内手段が前記伝達機構カバーから一体的に突設された案内壁であることを特徴とする、請求項２に記載の内燃機関の車載構造。
4. 前記案内壁は、前記伝達機構カバーの前記内燃機関への締結に供される複数の締結ボスを連結するリブを兼ねたことを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関の車載構造。

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