JP2011163276A - 可変動弁装置付エンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吸気カムシャフト4の端部に第2の吸気カム12の位相を可変する油圧駆動式の第2のカム位相可変機構31を備えた可変動弁装置付エンジンにおいて、シリンダヘッド2内の空間51とは後壁2aを隔てた異なる空間43を内部に形成するアクチュエータカバー40に第2のカム位相可変機構31を収納し、後壁2aには空間43と空間51とを連通する油路50を設ける。
【選択図】図1
Description
こうしたエンジンの動弁装置に用いられるカムシャフトは、シャフト部材に別体のカム山部を回動可能に嵌め合わせて組み立てられている。カム位相可変機構は、例えばベーン式アクチュエータのような油圧駆動式のアクチュエータが用いられ、カムシャフトの端部に配置されており、シャフト部材とカム山部との位相を可変させることで、複数のバルブのうち一部のバルブとその他のバルブとの位相を可変させるスプリット可変を可能としている(特許文献1)。
しかしながら、カム位相可変機構を閉塞した空間に収納すると、この収納部内に作動油が貯留され、カム位相可変機構が作動油に浸された状態となる虞がある。このようにカム位相可変機構が作動油に浸された状態となると、特に収納部内の作動油の量が多い場合には、カム位相可変機構の回転による作動油の撹拌抵抗の増大によりフリクションが増加し、エンジン性能が低下したり、撹拌によりエアレーションが発生しカム位相可変機構の応答性が低下する虞がある。
また、請求項3の発明は、請求項2において、収納部の内壁に、カム位相可変機構の回転を利用して収納部内の作動油をシリンダヘッド内に導く導入手段が設けられたことを特徴とする。
また、請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかにおいて、収納部は、シリンダヘッドとは別体に形成され、シリンダヘッドに固定されていることを特徴とする。
また、請求項7の発明は、請求項5において、カム位相可変機構により可変制御されたカムの位相を検出する検出手段が、収納部に設けられたことを特徴とする。
本発明の請求項4の可変動弁装置付エンジンによれば、シリンダヘッドカバーと収納部とを合わせて、内部にカム位相可変機構の全周を比較的小さな隙間で覆うことができる。よって、簡易な構成で全体寸法を抑えつつ、内部に作動油の貯留量を抑えたカム位相可変機構収納の収納を可能にすることができる。
本発明の請求項6の可変動弁装置付エンジンによれば、カム位相可変機構の作動を制御する制御弁のドレーン油路をシリンダヘッド内の空間に開放するので、制御弁のドレーンによる収納部内の作動油量の貯留量の増加を防止することができる。
図1は本実施形態の可変動弁装置付エンジン(以下、単にエンジン1という)のシリンダヘッド2内の構造を示す上面図である。図2は、吸気カムシャフト4の構造を示す断面図である。
本実施形態のエンジン1は、DOHC式の動弁機構を有する直列3気筒のエンジンである。図1に示すように、シリンダヘッド2の内部に回転自在に支持された排気カムシャフト3及び吸気カムシャフト4(本願のカムシャフトに該当する)には、夫々カムスプロケット5、6が接続され、これらのカムスプロケット5、6はチェーン7を介して図示しないクランクシャフトに連結されている。
よって、第1の吸気カム11はアウタカムシャフト21の回転により駆動し、第2の吸気カム12はインナシャフト22の回転により駆動する構成となっている。
吸気カムシャフト4の後端には第2のカム位相可変機構31が設けられている。詳しくは、第2のカム位相可変機構30のハウジング31aにはアウタカムシャフト21が固定されているとともに、第2のカム位相可変機構31のベーンロータにはインナカムシャフト22が固定されている。
吸気カムシャフト4の後端は、シリンダヘッド2の後壁2aを貫通し、第2のカム位相可変機構31がシリンダヘッド2の外方に配置されている。吸気カムシャフト4の後壁2aには、吸気カムシャフト4の後端部を支持するカムジャーナル23aが設けられている。
図1及び3〜5に示すように、シリンダヘッド2には、アクチュエータカバー40(収納部)がボルト42によって固定されている。アクチュエータカバー40は、シリンダヘッド2に固定されることで、外形が円柱状である第2のカム位相可変機構31の下側半分を、若干隙間を持って覆うように形成されている。
アクチュエータカバー40には、第2のカム位相可変機構31への作動油の吸排を制御するOCV(オイルコントロールバルブ、本願の制御弁に該当する)44と、第2のカム位相可変機構31のベーンロータの回転タイミングを検出する第2のカムセンサ45(検出手段)が取り付けられている。
したがって、第2のカムセンサ45により、アウタカムシャフト21とインナカムシャフト22との実回転角差を検出することが可能となり、この実回転角差が第2のカム
位相可変機構31の作動制御、即ちOCV44の制御に用いられる。
シリンダヘッド2の後壁2aには、アクチュエータカバー40内の空間43と、シリンダヘッド内の空間51とを連通する油路50が形成されている。図6に示すように、油路50は、アクチュエータカバー40の内周壁40eと第2のカム位相可変機構31の外周壁31bとの間の隙間に面して、最下部より第2のカム位相可変機構31の回転方向側に位置して配置されている。
このように、アクチュエータカバー40内の作動油の貯留を抑制することで、吸気カムシャフト4の回転に伴う第2のカム位相可変機構31の回転時に、作動油の撹拌によるフリクションを低減させることができ、また、第2のカム位相可変機構31の作動応答性、即ち第2の吸気バルブ10の可変応答性を向上させることができる。
更には、アクチュエータカバー40の内周壁40eには堰52が設けられており、この堰52によって、第2のカム位相可変機構31の回転によって撹拌されるアクチュエータカバー40内の作動油が油路50に導かれるので、アクチュエータカバー40内の作動油を油路50からスムーズに排出させることができる。よって、作動油の貯留を迅速に解消させ、作動油の撹拌抵抗を迅速に低下させることができる。
また、図6に示すように、第2のカムセンサ45は、検出面45aに磁石が内蔵されている場合、作動油にエンジン内部の摩耗等による鉄粉が混入してしまうと、検出面45aに付着し、第2のカムセンサ45の誤検出に至る場合がある。しかし、第2のカム位相可変機構31の全周を比較的小さな隙間で覆う構造としているので、検出面45aにかかる作動油の量が少なく、鉄粉の付着は防止される。さらには、堰52よりも上方かつ第2のカム位相可変機構31の回転方向先方に位置するように配置されており、空間43内の作動油に鉄粉が混入してしまった場合でも、堰52によって作動油が検出面45まで到達せず、鉄粉が検出面45の前に溜まり難くなり、第2のカムセンサ45の誤検出を防止することができる。
なお、上記実施形態では、作動油を油路50に導入する導入手段としてアクチュエータカバー40内に堰52を設けたが、この堰52の代わりに図7に示すように溝53を設けてもよい。溝53は、堰52と同様に、後壁40f側からシリンダヘッド2側に向かって、上方に傾斜して設けられ、そのシリンダヘッド2側の端部53aが、油路50に面するように設定されている。
なお、本実施形態では、第2のカム位相可変機構31を収納するアクチュエータカバー40が、シリンダヘッド2とは別体であるが、シリンダヘッド2内の空間51と第2のカム位相可変機構31を収納する空間43とが区画されていれば、シリンダヘッド2と一体化した構造でもよい。また、シリンダヘッドカバー41が第2のカム位相可変機構31の上半分を覆う構造となっているが、シリンダヘッドカバー41とは別に第2のカム位相可変機構31の上半分を覆う部材を設けてもよい。
2 シリンダヘッド
2c ドレーン油路
4 吸気カムシャフト
31 第2のカム位相可変機構
40 アクチュエータカバー
40h ドレーン油路
41 シリンダヘッドカバー
44 OCV
45 第2のカムセンサ
50 油路
52 堰
53 溝
Claims (7)
- カムシャフトの一端部に設けられ、バルブの駆動用カムの位相を可変する油圧駆動式のカム位相可変機構と、前記カム位相可変機構を収納する収納部と、を備えた可変動弁装置付エンジンであって、
前記収納部の内部には、シリンダヘッド内のバルブを収納する空間とは隔壁を隔てた空間が形成され、当該空間に前記カム位相可変機構が収納され、
前記隔壁には前記収納部内の空間と前記シリンダヘッド内の空間とを連通する油路が形成されたことを特徴とする可変動弁装置付エンジン。 - 前記カム位相可変機構は、外形が円柱状であり前記カムシャフトと同軸に配置され、
前記収納部の内壁は、前記カム位相可変機構の外周に沿って円弧状に形成されたことを特徴とする請求項1に記載の可変動弁装置付エンジン。 - 前記収納部の内壁に、前記カム位相可変機構の回転によって前記収納部内の作動油を前記油路に導く導入手段が設けられたことを特徴とする請求項2に記載の可変動弁装置付エンジン。
- 前記収納部は、上部が開放されて前記内部の空間が半円筒状に形成され、前記カム位相可変機構の下半分を覆い、
前記収納部の上部は、上記カム位相可変機構の外周に沿って円弧状に内壁が形成されたシリンダヘッドカバーによって覆われることを特徴とする請求項2または3に記載の可変動弁装置付エンジン。 - 前記収納部は、前記シリンダヘッドとは別体に形成され、前記シリンダヘッドに固定されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の可変動弁装置付エンジン。
- 前記収納部に前記カム位相可変機構を作動制御する制御弁が固定され、
前記制御弁のドレーン油路が前記シリンダヘッド内の空間に開放されたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の可変動弁装置付エンジン。 - 前記カム位相可変機構により可変制御されたカムの位相を検出する検出手段が、前記収納部に設けられたことを特徴とする請求項5に記載の可変動弁装置付エンジン。
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