JP2013083197A - Cam phase variable type internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バルブタイミングを変更する油圧式のカム位相可変装置を備えたカム位相可変型内燃機関に係り、カム位相可変装置の応答性を高めるための油路構造に関する。 The present invention relates to a cam phase variable internal combustion engine including a hydraulic cam phase varying device that changes valve timing, and relates to an oil passage structure for improving the response of the cam phase varying device.
自動車等に搭載される内燃機関では、その運転状態に応じて吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを変化させるべく、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を可変制御するカム位相可変装置(可変バルブタイミング装置:VTC)を装備したものがある。カム位相可変装置としては、クランクシャフトにより回転駆動されるハウジングと、カムシャフトの一端に固定されるとともにハウジングに相対回転可能に収容されてハウジングとの間に進角用油室および遅角用油室を画成するロータを有し、油路に設けられた油圧制御弁により進角用油室および遅角用油室対する作動油の供給を切り換えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, a cam phase variable device (variable valve timing device) that variably controls the rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft in order to change the opening / closing timing of the intake valve and exhaust valve according to the operating state. : VTC). The cam phase varying device includes a housing that is rotationally driven by a crankshaft, and an advance oil chamber and a retard oil that are fixed to one end of the camshaft and are rotatably accommodated in the housing. 2. Description of the Related Art It is known to have a rotor that defines a chamber and to switch the supply of hydraulic oil to an advance oil chamber and a retard oil chamber by a hydraulic control valve provided in the oil passage (for example, Patent Document 1). reference).
このようなカム位相可変型内燃機関では、油圧制御弁とカム位相可変装置との間に進角用油路および遅角用油路の2系統の油路が形成され、これらの油路が、それぞれクランクシャフトを支持するジャーナル軸受壁からカムシャフトを経由して進角用油室および遅角用油室へ至るように設けられることがある。 In such a cam phase variable internal combustion engine, two oil passages of an advance oil passage and a retard oil passage are formed between the hydraulic control valve and the cam phase variable device, and these oil passages are There may be a case where a journal bearing wall supporting the crankshaft is provided so as to reach the advance oil chamber and the retard oil chamber via the camshaft.
一方、ジャーナル軸受壁は、シリンダヘッドに形成され、半割りの軸受面を有するカムホルダと、同じく半割りの軸受面を有するカムキャップとにより構成され、カムキャップはカムシャフトを挟むようにカムシャフトの近傍に配置されたボルトによってカムホルダに締結される。したがって、上記のような油路配置の場合、ジャーナル軸受壁を大型化することなくボルトを避けて2系統の油路を形成するのが困難である。 On the other hand, the journal bearing wall is formed of a cam holder having a half bearing surface and a cam cap having a half bearing surface formed on the cylinder head, and the cam cap sandwiches the cam shaft so as to sandwich the cam shaft. Fastened to the cam holder by bolts arranged in the vicinity. Accordingly, in the case of the oil passage arrangement as described above, it is difficult to form two systems of oil passages by avoiding bolts without increasing the size of the journal bearing wall.
このような背景の下、コンパクトなオイル通路を実現するとともにカムキャップ締結用のボルトのサイズアップを回避するための油路構造として、ジャーナル軸受壁に形成される油路部分をボルトよりもカムシャフトから離れた位置に配置し、カムキャップのカムホルダ接合面に、ボルトを避けてジャーナル軸受壁の軸受面に接続する2本の第1オイル溝を形成するようにした発明が提案されている(特許文献2参照)。 Against this backdrop, the oil passage structure formed on the journal bearing wall is used as a camshaft rather than a bolt as an oil passage structure for realizing a compact oil passage and avoiding an increase in the size of the bolt for fastening the cam cap. An invention has been proposed in which two first oil grooves are formed on the cam holder joint surface of the cam cap so as to avoid bolts and connect to the bearing surface of the journal bearing wall. Reference 2).
しかしながら、特許文献2の発明では、カムキャップ締結用のボルトのサイズアップを回避することはできるが、ボルトの脇に2本の第1オイル溝が形成されるため、カムキャップが締結ボス部の周囲においても幅広になり、カムキャップを十分に小型化することができない。ここで、カムキャップの締結ボス部周辺については油路形成部分だけを幅広にすることも考えられるが、このようにした場合には、高圧になる油路がカムホルダ接合面に形成されているため、オイル漏れが生じ易くなる。
However, in the invention of
また、特許文献1の発明では、シリンダヘッドに設けられるオイルコントロールバルブと2本の第1オイル溝とをそれぞれ連通する2本のオイル通路が、オイルコントロールバルブからカム軸方向について(引用文献2の図2において)異なる方向にそれぞれ延設されているため、エンジン(シリンダヘッド)がカム軸方向に大型化し、この部分の肉厚を薄くすることも困難である。
Further, in the invention of
本発明は、このような従来技術に含まれる課題を解消するべく案出されたものであり、カム位相可変装置への油路部周辺をコンパクト化して内燃機関の重量増大を抑制することを第1の目的とし、併せて、カムキャップとカムホルダとの接合面からのオイル漏れを防止することを第2の目的とする。 The present invention has been devised in order to solve the problems included in the prior art, and is intended to suppress the increase in the weight of the internal combustion engine by downsizing the periphery of the oil passage to the cam phase varying device. In addition, the second object is to prevent oil leakage from the joint surface between the cam cap and the cam holder.
このような課題を解決するために、本発明の一側面によれば、カムホルダ(16)および該カムホルダにボルト(19)によって締結されるカムキャップ(18)からなるジャーナル軸受壁(15)により回転自在に支持されたカムシャフト(10)と、前記カムシャフトの端部に設けられ、進角用油圧室(33)および遅角用油圧室(34)に作動油が供給されることによってカム位相を変化させるカム位相可変装置(30)と、油圧供給源(21)と前記カム位相可変装置とを連通する油路(40)に設けられ、前記進角用油圧室および前記遅角用油圧室に対する前記作動油の供給を制御する油圧制御弁(35)とを有し、前記油路が、前記油圧供給源と前記油圧制御弁とを連通する上流側油路(41)と、前記油圧制御弁と前記進角用油圧室とを連通する進角用油路(43)と、前記油圧制御弁と前記遅角用油圧室とを連通する遅角用油路(44)とを有するカム位相可変型内燃機関(1)であって、前記進角用油路が、前記カムシャフトを介して前記作動油を前記進角用油圧室へ供給すべく、前記ジャーナル軸受壁の軸受面に環状に形成された進角用環状溝部(49)を有し、前記遅角用油路が、前記カムシャフトを介して前記作動油を前記遅角用油圧室へ供給すべく、前記進角用環状溝部とカム軸方向にオフセットした位置にて前記ジャーナル軸受壁の軸受面に環状に形成された遅角用環状溝部(46)を有し、前記油圧制御弁は、前記進角用環状溝部および前記遅角用環状溝部が形成されたジャーナル軸受壁にその軸線を沿わせて配置され、前記進角用油路および前記遅角用油路の一方が、前記カムキャップと前記カムホルダとの接合面(20)に形成されて一端(47a)が前記進角用環状溝部または前記遅角用環状溝部に接続された第1油路部(47)と、前記カムホルダに形成されて前記油圧制御弁と前記第1油路部の他端(47b)とを接続する第2油路部(48)とを有し、前記進角用油路および前記遅角用油路の他方が、前記カムホルダに形成されて前記油圧制御弁と前記進角用環状溝部または前記遅角用環状溝部とに接続された第3油路部(50)を有し、前記第2油路部と前記第3油路部とがカム軸方向に直交する同一平面上に配置される構成とする。 In order to solve such a problem, according to one aspect of the present invention, rotation is performed by a journal bearing wall (15) including a cam holder (16) and a cam cap (18) fastened to the cam holder by a bolt (19). The camshaft (10) is supported freely, and the cam phase is provided by supplying hydraulic oil to the advance hydraulic chamber (33) and the retard hydraulic chamber (34) provided at the end of the camshaft. The cam phase varying device (30) for changing the pressure, and the oil passage (40) communicating with the hydraulic pressure supply source (21) and the cam phase varying device are provided, and the advance hydraulic chamber and the retard hydraulic chamber are provided. A hydraulic control valve (35) for controlling the supply of the hydraulic oil to the hydraulic oil passage, and the oil passage includes an upstream oil passage (41) communicating the hydraulic supply source and the hydraulic control valve, and the hydraulic control. For valve and advance angle A cam phase variable internal combustion engine (1) having an advance oil passage (43) communicating with a pressure chamber and a retard oil passage (44) communicating between the hydraulic control valve and the retard hydraulic chamber. The advance oil passage is formed in an annular shape on the bearing surface of the journal bearing wall so as to supply the hydraulic oil to the advance hydraulic chamber via the camshaft. The retarding oil passage has an annular groove (49), and is offset in the camshaft direction with respect to the advancement annular groove so as to supply the hydraulic oil to the retarding hydraulic chamber via the camshaft. And the retard angle annular groove (46) formed in an annular shape on the bearing surface of the journal bearing wall at the position, and the hydraulic control valve is formed with the advance angle groove groove and the angle delay groove portion. Arranged along the axis of the journal bearing wall, the advance oil passage and the A first oil in which one of the corner oil passages is formed on the joint surface (20) between the cam cap and the cam holder and one end (47a) is connected to the advance angle annular groove portion or the retard angle annular groove portion. A passage portion (47); and a second oil passage portion (48) formed in the cam holder and connecting the hydraulic control valve and the other end (47b) of the first oil passage portion, and the advance angle The other of the oil passage and the retarding oil passage is a third oil passage portion (50) formed in the cam holder and connected to the hydraulic control valve and the advancement annular groove portion or the retarding annular groove portion. ), And the second oil passage portion and the third oil passage portion are arranged on the same plane perpendicular to the cam shaft direction.
この構成によれば、第2油路部と第3油路部とがカム軸方向に直交する同一平面上に配置されるため、第2油路部と第3油路部とを画成する部分の肉厚を薄くすることが可能であり、内燃機関がカム軸方向に大型化することを防止できる。また、カムキャップとカムホルダとの接合面には第1油路部しか形成されないため、接合面の幅を狭くしてカムキャップを小型化できる。さらに、油圧制御弁がジャーナル軸受壁に沿って配置されたことにより、油圧制御弁の取付部位の肉厚が大きくなることも回避できる。 According to this configuration, since the second oil passage portion and the third oil passage portion are disposed on the same plane orthogonal to the cam shaft direction, the second oil passage portion and the third oil passage portion are defined. The thickness of the portion can be reduced, and the internal combustion engine can be prevented from being enlarged in the camshaft direction. Further, since only the first oil passage portion is formed on the joint surface between the cam cap and the cam holder, the width of the joint surface can be narrowed to reduce the size of the cam cap. Furthermore, since the hydraulic control valve is disposed along the journal bearing wall, it is possible to avoid an increase in the thickness of the mounting portion of the hydraulic control valve.
また、本発明の一側面によれば、前記カムキャップ(18)は、前記カムシャフト(10)を挟む位置にて前記ボルト(19)をそれぞれ挿通させる一対のボルト挿通孔(52)を有し、前記カムホルダとの接合面に前記第1油路部が形成される一方側のボルト挿通孔(52o)が、カム軸方向について、前記進角用環状溝部と前記遅角用環状溝部との中心(15X)に対して前記第1油路部が接続する側の前記進角用環状溝部または前記遅角用環状溝部(46)と相反する側にオフセットした位置に配置され、前記第1油路部の前記他端(47b)が、カム軸方向と直交する方向について、前記一方側のボルト挿通孔(52o)に対して前記カムシャフトと相反する側に位置する構成とすることができる。 According to another aspect of the present invention, the cam cap (18) has a pair of bolt insertion holes (52) through which the bolts (19) are inserted at positions sandwiching the cam shaft (10). The bolt insertion hole (52o) on one side where the first oil passage portion is formed on the joint surface with the cam holder is the center of the advance angle annular groove portion and the retard angle annular groove portion in the cam shaft direction. (15X) is disposed at a position offset to the side opposite to the advance annular groove portion or retard angle annular groove portion (46) to which the first oil passage portion is connected, and the first oil passage The said other end (47b) of a part can be set as the structure located in the opposite side to the said cam shaft with respect to the said one bolt insertion hole (52o) about the direction orthogonal to a cam shaft direction.
カム位相可変装置は、油圧制御弁からの油圧のみにより作動するため、油路の途中でオイル漏れにより油圧が不足すると応答性が悪くなってしまうが、この構成によれば、第1油路部が形成される一方側においてもボルト挿通孔をカムシャフトの近傍に配置できるため、カムキャップの取付剛性を高め、第1油路部が形成された接合面からのオイル漏れを防止できる。また、一方側のボルト挿通孔のカム軸方向へのオフセットにより空いた領域に第1油路部を配置できるため、第1油路部を形成するために接合面がカム軸方向に大きくなることを抑制できる。 Since the cam phase variable device is operated only by the hydraulic pressure from the hydraulic control valve, if the hydraulic pressure is insufficient due to oil leakage in the middle of the oil passage, the responsiveness deteriorates. Since the bolt insertion hole can be arranged in the vicinity of the camshaft on the one side where the first oil passage is formed, the mounting rigidity of the cam cap can be increased, and oil leakage from the joint surface on which the first oil passage portion is formed can be prevented. In addition, since the first oil passage portion can be disposed in a region vacated by the offset of the bolt insertion hole on one side in the cam shaft direction, the joint surface becomes larger in the cam shaft direction to form the first oil passage portion. Can be suppressed.
また、本発明の一側面によれば、前記カムホルダ(16)は、前記一対のボルト挿通孔に対応する位置にて前記ボルトをそれぞれ螺着させる一対のボルト孔(25)を有するとともに、前記一方側のボルト孔(25o)を画成する壁部に対して前記第1油路部と相反する側に突出するホルダ側突出部(26)を有し、前記カムキャップ(18)が、前記一方側のボルト挿通孔(52o)を画成する締結ボス部(53o)に対して前記第1油路部と相反する側に突出するとともに、前記ホルダ側突出部に接合するキャップ側突出部(57)を有する構成とすることができる。 According to another aspect of the present invention, the cam holder (16) has a pair of bolt holes (25) for screwing the bolts at positions corresponding to the pair of bolt insertion holes, and A holder-side protruding portion (26) protruding to the side opposite to the first oil passage portion with respect to the wall portion defining the side bolt hole (25o), and the cam cap (18) A cap-side protrusion (57) that protrudes to the side opposite to the first oil passage part with respect to the fastening boss part (53o) that defines the bolt insertion hole (52o) on the side and is joined to the holder-side protrusion part ).
一方側のボルト挿通孔がカム軸方向にオフセットし、オフセットした側と反対側に第1油路部が配置されたため、第1油路部の油圧によってカムキャップが第1油路部と相反する側に傾き易くなるが、この構成によれば、ホルダ側突出部とキャップ側突出部との接合によってカムキャップの傾きを防止でき、カムキャップとカムホルダとの隙間からのオイル漏れを抑制できる。 Since the bolt insertion hole on one side is offset in the cam shaft direction and the first oil passage portion is disposed on the opposite side to the offset side, the cam cap is opposite to the first oil passage portion due to the hydraulic pressure of the first oil passage portion. However, according to this configuration, the inclination of the cam cap can be prevented by joining the holder-side protruding portion and the cap-side protruding portion, and oil leakage from the gap between the cam cap and the cam holder can be suppressed.
また、本発明の一側面によれば、前記カムキャップ(18)が、前記カムシャフト(10)を挟む位置にて前記ボルトにより締結される一対の締結ボス部(53)と、前記カムホルダとの接合面に前記第1油路部が形成される一方側の締結ボス部(53o)から前記接合面(20)に沿って突出し、前記第1油路部を画成する突出板部(54)と、前記突出板部の前記接合面と相反する面に突出形成され、前記一方側の締結ボス部に接続されたリブ(55)とを有する構成とすることができる。 According to another aspect of the present invention, the cam cap (18) includes a pair of fastening boss portions (53) fastened by the bolt at a position sandwiching the camshaft (10), and the cam holder. A projecting plate portion (54) that protrudes along the joining surface (20) from a fastening boss portion (53o) on one side where the first oil passage portion is formed on the joining surface and defines the first oil passage portion. And a rib (55) that protrudes from a surface opposite to the joint surface of the protruding plate portion and is connected to the fastening boss portion on the one side.
この構成によれば、第1油路部を画成する部分には突出壁部を締結ボス部から突出させたことにより、締結ボス部の周辺を不要に幅広(肉厚)にせずに済み、カムキャップを小型化および軽量化することができる。また、突出壁部に締結ボス部と連結するリブを設けたことにより、第1油路部に高圧の油圧が作用してもカムキャップとカムホルダとの接合面が開いてオイル漏れが生じることを防止できる。 According to this structure, it is not necessary to make the periphery of the fastening boss part unnecessarily wide (thick) by projecting the protruding wall part from the fastening boss part to the part defining the first oil passage part. The cam cap can be reduced in size and weight. In addition, by providing ribs that are connected to the fastening bosses on the projecting wall, even if high pressure oil pressure is applied to the first oil passage, the joint surface between the cam cap and the cam holder opens and oil leakage occurs. Can be prevented.
また、本発明の一側面によれば、前記リブが、前記突出板部における前記第1油路部の前記他端(47b)に対応する部位に突出形成された構成とすることができる。 Further, according to one aspect of the present invention, the rib may be formed to project at a portion corresponding to the other end (47b) of the first oil passage portion in the projecting plate portion.
第1油路部の他端は、第2油路部がカムホルダ側から接続するためオイル漏れの可能性が最も高いが、この構成によれば、オイル漏れの可能性が最も高い第1油路部の他端を画成する部位にリブを設けたため、確実にオイル漏れを防止できる。 The other end of the first oil passage portion has the highest possibility of oil leakage because the second oil passage portion is connected from the cam holder side. According to this configuration, the first oil passage has the highest possibility of oil leakage. Since the rib is provided at the site that defines the other end of the part, oil leakage can be reliably prevented.
また、本発明の一側面によれば、前記カム位相可変装置(30)は排気側の前記カムシャフト(10)に設けられ、前記遅角用油路(44)が前記第1油路部(47)を有する構成とすることができる。 According to another aspect of the present invention, the cam phase varying device (30) is provided in the camshaft (10) on the exhaust side, and the retarding oil passage (44) is provided in the first oil passage portion ( 47).
この構成によれば、進角用油路は、カムホルダに形成された第3油路部を通って進角用環状溝部に至り、接合面に形成された第1油路部を通過しないため、接合面からオイル漏れが生じることはない。したがって、内燃機関が停止している間あるいは機関始動時にカムシャフトを進角方向に迅速・確実に戻すことができ、次回の機関始動時の着火性および始動性を担保できる。 According to this configuration, the advance oil passage passes through the third oil passage portion formed in the cam holder to reach the advance annular groove portion and does not pass through the first oil passage portion formed in the joint surface. Oil leakage does not occur from the joint surface. Therefore, the camshaft can be quickly and surely returned in the advance direction while the internal combustion engine is stopped or at the time of starting the engine, and the ignitability and startability at the next engine start can be ensured.
このように、本発明によれば、カム位相可変装置への油路部周辺をコンパクト化して内燃機関の重量増大を抑制しつつ、カムキャップとカムホルダとの接合面からのオイル漏れを防止することができる。 As described above, according to the present invention, oil leakage from the joint surface between the cam cap and the cam holder can be prevented while the oil passage portion around the cam phase varying device is made compact to suppress an increase in the weight of the internal combustion engine. Can do.
以下、図面を参照して、本発明にカム位相可変装置を自動車用エンジンに適用した一実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment in which a cam phase varying device according to the present invention is applied to an automobile engine will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示すように、エンジン(カム位相可変型内燃機関)1は、DOHC4バルブ型の4サイクル直列3気筒ガソリンエンジンである。エンジン1のシリンダブロック2は3つの気筒を備え、各気筒にはピストン3が摺動自在に収容されている。ピストン3は、コネクティングロッド4を介して、シリンダブロック2に回転自在に軸支されたクランクシャフト5に連結されている。シリンダブロック2の上部に設けられたシリンダヘッド6には、各気筒について2本ずつの吸気バルブ7および排気バルブ8と、吸排気バルブ7、8を駆動する吸気カムシャフト9および排気カムシャフト10とが設けられている。
As shown in FIG. 1, an engine (cam phase variable internal combustion engine) 1 is a DOHC 4-valve type 4-cycle in-line three-cylinder gasoline engine. A
クランクシャフト5の一端には、クランクシャフト5と一体に回転するクランクスプロケット11が設けられ、吸気カムシャフト9のクランクスプロケット11に対応する一端には吸気カムスプロケット12が設けられている。また、排気カムシャフト10のクランクスプロケット11に対応する一端には排気カムスプロケット13を備えたVTCアクチュエータ(カム位相可変装置)30が設けられている。クランクスプロケット11、吸気カムスプロケット12および排気カムスプロケット13には、相互に回転を伝達するカムチェーン14が掛け渡されており、両カムシャフト9、10はクランクシャフト5によって1/2の回転速度をもって回転駆動される。
A
図2および図3に示すように、吸気カムシャフト9および排気カムシャフト10は、シリンダヘッド6に一体形成された半割りの軸受面を有するカムホルダ16と、カムホルダ16に締結された同様に半割りの軸受面を有する吸気側および排気側の各カムキャップ17、18とから構成されるジャーナル軸受壁15により回転自在に支持される。なお、ジャーナル軸受壁15は、気筒列方向について各気筒の中央を通る位置の3箇所と、吸気カムスプロケット12および排気カムスプロケット13の近傍の1箇所との合計4箇所に設けられている。各カムキャップ17、18は、吸気カムシャフト9または排気カムシャフト10を挟む位置に配置された2本のボルト19によりカムホルダ16に締結される。以下、シリンダヘッド6の両カムスプロケット12、13側の端面をなすジャーナル軸受壁15を「第1ジャーナル軸受壁15」と称し、第1ジャーナル軸受壁15を構成するカムホルダ16(シリンダヘッド6の端面をなす壁部)および排気側のカムキャップ18を、それぞれ「第1カムホルダ16」および「第1排気カムキャップ18」と称して説明する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図1に戻り、エンジン1の下部にはオイルポンプ21が設けられ、オイルポンプ21の駆動軸とクランクシャフト5に設けられた図示しないスプロケットとにはオイルポンプチェーン22が掛け渡されている。また、シリンダブロック2およびシリンダヘッド6にはオイルポンプ21から圧送されるエンジンオイルをVTCアクチュエータ30に供給するための油路40が形成されている。オイルポンプ21は、クランクシャフト5の回転によって駆動され、オイルパン23に貯留されたエンジンオイルを、油路40を介してVTCアクチュエータ30に圧送する他、エンジン1の各部に圧送する。
Returning to FIG. 1, an
VTCアクチュエータ30は、図10に示すように、排気カムスプロケット13と一体に形成されたハウジング31と、ハウジング31に収容され、排気カムシャフト10と一体に形成されたロータ32とを主要構成要素として備えている。ロータ32とハウジング31との間には、進角用油圧室33および遅角用油圧室34が画成されており、進角用油圧室33および遅角用油圧室34の一方にオイルポンプ21からのエンジンオイルが供給されることにより、ロータ32とハウジング31とが相対回転し、排気カムシャフト10のカム位相を変化させる。
As shown in FIG. 10, the
進角用油圧室33および遅角用油圧室34に対するエンジンオイルの供給は、オイルポンプ21とVTCアクチュエータ30とを連通する油路40に設けられたスプールバルブ35によって制御される。スプールバルブ35は、VTCアクチュエータ30の近傍の第1ジャーナル軸受壁15に形成されたバルブ取付孔24(図1参照)に取り付けられる。バルブ取付孔24は、円筒状を呈するとともにその軸線を第1ジャーナル軸受壁15に沿わせて形成されている。つまり、スプールバルブ35も、その軸線を第1ジャーナル軸受壁15に沿わせて設けられる。スプールバルブ35が取り付けられるバルブ取付孔24には、オイルポンプ21に接続する1本の上流側油路41と、進角用油圧室33に接続する進角用油路43および遅角用油圧室34に接続する遅角用油路44からなる下流側油路42と、VTCアクチュエータ30から排出されたエンジンオイルをオイルパン23へ戻すためのドレン油路45が接続している。
Supply of engine oil to the advance
図4に示すように、スプールバルブ35は、バルブ取付孔24に圧入されるバルブスリーブ36と、バルブスリーブ36に摺動自在に内嵌したスプール37と、スプール37をバルブスリーブ36に対して軸線方向に駆動するリニアソレノイド38とを有している。スプールバルブ35は、排気カムシャフト10を遅角側に位相変化させる場合には、(A)に示すようにリニアソレノイド38によりスプール37を手前側(リニアソレノイド38側)に駆動することで、上流側油路41を遅角用油路44に連通させるとともに、進角用油路43をドレン油路45に連通させる。また、排気カムシャフト10を進角側に位相変化させる場合には、スプールバルブ35は、(B)に示すようにリニアソレノイド38によりスプール37を奥側に駆動することで、上流側油路41を進角用油路43に連通させるとともに、遅角用油路44をドレン油路45に連通させる。さらに、排気カムシャフト10の位相を中間位置に保持する場合には、スプールバルブ35は、(C)に示すようにリニアソレノイド38によりスプール37を中間位置に保持することで、上流側油路41、進角用油路43および遅角用油路44のすべてを遮断する。
As shown in FIG. 4, the
図5および図6に示すように、遅角用油路44は、排気カムシャフト10を介してエンジンオイルを遅角用油圧室34へ供給すべく、第1ジャーナル軸受壁15の軸受面に環状に形成された遅角用環状溝部46と、第1排気カムキャップ18と第1カムホルダ16との接合面20に形成されて一端47aが遅角用環状溝部46に接続された第1油路部47と、第1カムホルダ16に形成されてバルブ取付孔24と前記第1油路部47の他端47bとを接続する直線状の第2油路部48とを有する。第2油路部48は、カム軸方向に直交する平面上に配置されている。より詳細には、第2油路部48は、気筒軸方向と平行に延在しており、第1カムホルダ16と第1排気カムキャップ18との接合面20に対して直交配置されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the retarding
なお、第1油路部47は、排気カムシャフト10を挟む一対の接合面20のうち、吸気カムシャフトと相反する側、すなわちバルブ取付孔24が形成されたシリンダヘッド6の排気面側に形成されている。以下、接合面20に第1油路部47が形成された側を外側と称し、その反対側を内側と称して説明し、符号の後にそれぞれ「o」または「i」を付すこととする。
The first
一方、進角用油路43は、排気カムシャフト10を介してエンジンオイルを進角用油圧室33へ供給すべく、遅角用環状溝部46とカム軸方向(VTCアクチュエータ30と相反する側)にオフセットした位置にて第1ジャーナル軸受壁15の軸受面に環状に形成された進角用環状溝部49と、第1カムホルダ16に形成されてバルブ取付孔24と進角用環状溝部49とに接続された直線状の第3油路部50とを有する。第3油路部50は、第2油路部48とカム軸方向に直交する同一平面上にて気筒軸方向に対して傾斜して配置されている。
On the other hand, the
遅角用環状溝部46と進角用環状溝部49とは、第1ジャーナル軸受壁15の軸受面においてカム軸方向の中心線15Xについて互いに対称(面対象)となるように形成されている。第2油路部48、第3油路部50および上流側油路41は、ここではシリンダヘッド6およびシリンダブロック2の壁部をドリル加工して形成される。なお、中子を用いて第2油路部48、第3油路部50および上流側油路41を形成することも可能である。
The retarding
また、第1カムホルダ16には、第1排気カムキャップ18を締結する一対のボルト19をそれぞれ螺着させる一対のボルト孔25が形成されている。
The
図7〜図9に示すように、第1排気カムキャップ18は、ジャーナル軸受面を画成する円弧板状のキャップ部51と、排気カムシャフト10を挟む位置にてボルト19をそれぞれ挿通させる一対のボルト挿通孔52と、ボルト挿通孔52を画成する一対の締結ボス部53とを有している。内側のボルト挿通孔52iは、カム軸方向について、キャップ部51の中心、より詳細には、進角用環状溝部49と遅角用環状溝部46との間に配置されている。一方、外側のボルト挿通孔52oは、カム軸方向についてキャップ部51が画成する軸受面の中心線15Xから進角用環状溝部49側にオフセットした位置、より詳細には進角用環状溝部49に対して遅角用環状溝部46と相反する側に配置されている。なお、ここでの位置の特定は、油路配置のコンパクト化という技術的意義に基づいてボルト挿通孔52の中心を基準とするものである。
As shown in FIGS. 7 to 9, the first
第1油路部47は、外側のボルト挿通孔52oから所定距離以上離れた位置を通過するようにカム軸方向と直交する面に対して斜め(一端47aから他端47bに向けてVTCアクチュエータ30側に傾斜する方向)に設けられており、その他端47bは、外側のボルト挿通孔52oよりも外側、すなわち、カム軸方向と直交する方向について、外側のボルト挿通孔52oに対して排気カムシャフト10と相反する側に位置している。
The first
また、第1排気カムキャップ18には、第1油路部47を画成するべく外側の締結ボス部53oから外側の締結ボス部53oよりも小さな高さ寸法をもって接合面20に沿って突出する突出板部54が形成されている。そして、突出板部54の接合面20と相反する面にはリブ55が突出形成されている。リブ55は、突出板部54における第1油路部47の他端47bに対応する部位に配置されるとともに外側の締結ボス部53oに接続されており、締結ボス部53側ほど高い略直角三角形状を呈している。
Further, the first
さらに第1排気カムキャップ18には、外側の締結ボス部53oに対して第1油路部47と相反する側に突出するキャップ側突出部57が形成されている。一方、第1カムホルダ16にも、外側のボルト孔25oを画成する壁部に対して第1油路部47と相反する側に突出するホルダ側突出部26が形成されている。キャップ側突出部57は、第1排気カムキャップ18が第1カムホルダ16に締結された状態において接合面20にてホルダ側突出部26と面接合する。
Further, the first
このように、第2油路部48と第3油路部50とがカム軸方向に直交する同一平面上に配置されるため、第1ジャーナル軸受壁15における第2油路部48と第3油路部50とを画成する部分の肉厚を薄くすることが可能であり、エンジン1がカム軸方向に大型化することが防止される。また、第1排気カムキャップ18と第1カムホルダ16との接合面20には、油路40として第1油路部47しか形成する必要がないため、接合面20の幅を狭くすることとができ、第1排気カムキャップ18がコンパクトになっている。さらに、スプールバルブ35が第1ジャーナル軸受壁15に沿って配置されたことにより、スプールバルブ35取付用のバルブ取付孔24を画成する部位の肉厚を大きくする必要がなく、これによってもエンジン1の大型化が防止される。
Thus, since the second
上記したように、VTCアクチュエータ30はスプールバルブ35からの油圧のみにより作動するため、油路40の途中でオイル漏れにより油圧が不足すると応答性が悪くなってしまう。また、本実形態では特に、エンジン1が3気筒DOHCエンジンであるため、エンジン1の振動が大きく、両カムシャフト9、10が撓みやすい。そのため、大きな重量のVTCアクチュエータ30が排気カムシャフト10の端部に設けられると、VTCアクチュエータ30寄りの第1ジャーナル軸受壁15での振動が大きく、排気カムシャフト10を保持する第1排気カムキャップ18の剛性を特に高める必要があった。そこで、本実施形態では、第1油路部47が形成される外側のボルト挿通孔52oを、第1油路部47が接続する遅角用環状溝部46と相反する側にオフセットした位置に配置したことで、排気カムシャフト10の近傍に配置することを可能にしている。これにより、第1排気カムキャップ18の取付剛性が高まり、第1油路部47が形成された接合面20からのオイル漏れが効果的に防止される。また、外側のボルト挿通孔52oのカム軸方向へのオフセットによって空いた領域を利用して第1油路部47を斜めに配置できるため、第1油路部47を形成するために接合面20がカム軸方向に大きくなることが抑制される。
As described above, since the
一方、外側のボルト挿通孔52oがカム軸方向にオフセットして配置されたことにより、第1油路部47の油圧によって第1排気カムキャップ18が第1油路部47と相反する側に傾き易くなり、接合面20でのオイル漏れが生じやすくなるが、第1カムホルダ16がホルダ側突出部26を有し、第1排気カムキャップ18がホルダ側突出部26に接合するキャップ側突出部57を有することにより、油圧による第1排気カムキャップ18の傾きが防止され、第1排気カムキャップ18と第1カムホルダ16との隙間からのオイル漏れが抑制される。
On the other hand, since the outer bolt insertion hole 52o is offset and arranged in the cam shaft direction, the first
また、第1排気カムキャップ18の外側の締結ボス部53oには、第1油路部47を画成するために突出板部54が突出形成されており、突出板部54の高さを外側の締結ボス部53oの高さよりも小さな最低限の高さにすることで、不必要な重量増大を回避している一方、突出板部54には第1油路部47の油圧が加わるため、第1排気カムキャップ18と第1カムホルダ16との接合面20が開いてオイル漏れを生じやすい。そこで、本実施形態では、突出板部54にリブ55を設けて外側の締結ボス部53oに接続したことで、このような弊害を防止しつつ、第1排気カムキャップ18の小型化・軽量化を図っている。さらに、第2油路部48からの油圧が直接作用する第1油路部47の他端47bに対応する位置にリブ55を設けたことにより、確実なオイル漏れの防止が図られる。
Further, a protruding
そして、VTCアクチュエータ30が排気カムシャフト10に設けられ、第1油路部47を遅角用油路44側に設けたことにより、進角用油路43は、接合面20に形成された第1油路部47を通過せずに第1カムホルダ16に形成された第3油路部50を通って進角用環状溝部49に至るため、進角用油路43には接合面20からのオイル漏れが生じることがなく、エンジン1が停止している間あるいはエンジン始動時に排気カムシャフト10を迅速且つ確実に進角方向に戻すことができるため、次回のエンジン始動時の着火性および始動性が担保される。
The
近年、燃費向上およびCO2削減の要求により、エンジン1の一層の小型化・軽量化が求められており、エンジン1全体のコンパクト化や重量軽減に影響しない程度の構成により、剛性向上およびVTCアクチュエータ30の応答性維持、ひいては走行性の向上を図ることが望ましいが、本実施形態によれば、第1ジャーナル軸受壁15の改良によりこれを達成することができる。
In recent years, due to demands for improving fuel consumption and reducing
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、上記実施形態では、本発明を4バルブ型の直列3気筒ガソリンエンジンに適用したが、その他の内燃機関に適用することも可能である。また、上記実施形態では、カムホルダ16がシリンダヘッド6と一体に形成されているが、カムホルダ16をシリンダヘッド6と別体で構成する形態とすることもできる。この他、各装置や部材の具体的構成や配置、数量など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した本発明に係るエンジン1の各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to a four-valve type in-line three-cylinder gasoline engine. However, the present invention can also be applied to other internal combustion engines. Moreover, in the said embodiment, although the
1 エンジン(カム位相可変型内燃機関)
10 排気カムシャフト
15 ジャーナル軸受壁
15X 中心線
16 カムホルダ
17、18 カムキャップ
19 ボルト
20 接合面
21 オイルポンプ(油圧供給源)
25 ボルト孔
26 ホルダ側突出部
30 VTCアクチュエータ(カム位相可変装置)
33 進角用油圧室
34 遅角用油圧室
35 スプールバルブ(油圧制御弁)
40 油路
41 上流側油路
43 進角用油路
44 遅角用油路
46 遅角用環状溝部
47 第1油路部
47a 第1油路部の一端
47b 第1油路部の他端
48 第2油路部
49 進角用環状溝部
50 第3油路部
52 ボルト挿通孔
53 締結ボス部
54 突出板部
55 リブ
57 キャップ側突出部
1 engine (cam phase variable internal combustion engine)
DESCRIPTION OF
25
33 Hydraulic chamber for
40
Claims (6)
前記カムシャフトの端部に設けられ、進角用油圧室および遅角用油圧室に作動油が供給されることによってカム位相を変化させるカム位相可変装置と、
油圧供給源と前記カム位相可変装置とを連通する油路に設けられ、前記進角用油圧室および前記遅角用油圧室に対する前記作動油の供給を制御する油圧制御弁とを有し、
前記油路が、前記油圧供給源と前記油圧制御弁とを連通する上流側油路と、前記油圧制御弁と前記進角用油圧室とを連通する進角用油路と、前記油圧制御弁と前記遅角用油圧室とを連通する遅角用油路とを有するカム位相可変型内燃機関であって、
前記進角用油路が、前記カムシャフトを介して前記作動油を前記進角用油圧室へ供給すべく、前記ジャーナル軸受壁の軸受面に環状に形成された進角用環状溝部を有し、
前記遅角用油路が、前記カムシャフトを介して前記作動油を前記遅角用油圧室へ供給すべく、前記進角用環状溝部とカム軸方向にオフセットした位置にて前記ジャーナル軸受壁の軸受面に環状に形成された遅角用環状溝部を有し、
前記油圧制御弁が、前記進角用環状溝部および前記遅角用環状溝部が形成されたジャーナル軸受壁にその軸線を沿わせて配置され、
前記進角用油路および前記遅角用油路の一方が、前記カムキャップと前記カムホルダとの接合面に形成されて一端が前記進角用環状溝部または前記遅角用環状溝部に接続された第1油路部と、前記カムホルダに形成されて前記油圧制御弁と前記第1油路部の他端とを接続する第2油路部とを有し、
前記進角用油路および前記遅角用油路の他方が、前記カムホルダに形成されて前記油圧制御弁と前記進角用環状溝部または前記遅角用環状溝部とに接続された第3油路部を有し、
前記第2油路部と前記第3油路部とがカム軸方向に直交する同一平面上に配置されたことを特徴とするカム位相可変型内燃機関。 A camshaft rotatably supported by a journal bearing wall comprising a cam holder and a cam cap fastened to the cam holder by a bolt;
A cam phase varying device that is provided at an end of the cam shaft and changes the cam phase by supplying hydraulic oil to the advance hydraulic chamber and the retard hydraulic chamber;
A hydraulic control valve that is provided in an oil passage that communicates the hydraulic pressure supply source and the cam phase variable device, and that controls the supply of the hydraulic fluid to the advance hydraulic chamber and the retard hydraulic chamber;
The oil passage includes an upstream oil passage communicating the hydraulic supply source and the hydraulic control valve, an advance oil passage communicating the hydraulic control valve and the advance hydraulic chamber, and the hydraulic control valve. And a retarding oil passage that communicates with the retarding hydraulic chamber, and a variable cam phase internal combustion engine,
The advance angle oil passage has an advance angle annular groove formed annularly on the bearing surface of the journal bearing wall so as to supply the hydraulic oil to the advance angle hydraulic chamber via the camshaft. ,
The retarding oil passage is disposed at a position offset in the camshaft direction with respect to the advancement annular groove so as to supply the hydraulic oil to the retarding hydraulic chamber via the camshaft. It has an annular groove portion for retarding angle formed in the bearing surface,
The hydraulic control valve is disposed along the axis of the journal bearing wall in which the annular groove portion for advancement and the annular groove portion for retardation is formed;
One of the advance angle oil passage and the retard angle oil passage is formed on the joint surface between the cam cap and the cam holder, and one end thereof is connected to the advance angle annular groove portion or the angle delay angle groove portion. A first oil passage and a second oil passage formed in the cam holder and connecting the hydraulic control valve and the other end of the first oil passage;
The other of the advance oil passage and the retard oil passage is formed in the cam holder and is connected to the hydraulic control valve and the advance annular groove portion or the retard annular groove portion. Part
The variable cam phase internal combustion engine, wherein the second oil passage portion and the third oil passage portion are arranged on the same plane orthogonal to the cam shaft direction.
前記カムホルダとの接合面に前記第1油路部が形成される一方側のボルト挿通孔が、カム軸方向について、前記進角用環状溝部と前記遅角用環状溝部との中心に対して前記第1油路部が接続する側の前記進角用環状溝部または前記遅角用環状溝部と相反する側にオフセットした位置に配置され、
前記第1油路部の前記他端が、カム軸方向と直交する方向について、前記一方側のボルト挿通孔に対して前記カムシャフトと相反する側に位置することを特徴とする、請求項4に記載のカム位相可変型内燃機関。 The cam cap has a pair of bolt insertion holes through which the bolts are inserted at positions sandwiching the cam shaft,
The bolt insertion hole on one side where the first oil passage portion is formed on the joint surface with the cam holder has the cam shaft direction with respect to the center of the advance angle annular groove portion and the retard angle annular groove portion Arranged at a position offset to the side opposite to the advance angle annular groove portion or the retard angle annular groove portion to which the first oil passage portion is connected;
The other end of the first oil passage portion is located on a side opposite to the camshaft with respect to the bolt insertion hole on the one side in a direction orthogonal to the cam shaft direction. The cam phase variable internal combustion engine described in 1.
前記カムキャップが、前記一方側のボルト挿通孔を画成する締結ボス部に対して前記第1油路部と相反する側に突出するとともに、前記ホルダ側突出部に接合するキャップ側突出部を有することを特徴とする、請求項2に記載のカム位相可変型内燃機関。 The cam holder has a pair of bolt holes into which the bolts are screwed at positions corresponding to the pair of bolt insertion holes, and the first oil with respect to a wall portion defining the bolt hole on the one side. It has a holder side protrusion that protrudes on the side opposite to the road part,
The cam cap protrudes on the side opposite to the first oil passage portion with respect to the fastening boss portion defining the one side bolt insertion hole, and a cap side protruding portion joined to the holder side protruding portion The cam phase variable internal combustion engine according to claim 2, characterized by comprising:
前記遅角用油路が前記第1油路部を有することを特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のカム位相可変型内燃機関。 The cam phase varying device is provided on the camshaft on the exhaust side,
The cam phase variable internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the retarding oil passage has the first oil passage portion.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6243103U (en) * | 1985-09-04 | 1987-03-16 | ||
JPH0960555A (en) * | 1995-08-21 | 1997-03-04 | Isuzu Motors Ltd | Cylinder head for internal combustion engine |
JPH10220684A (en) * | 1997-01-31 | 1998-08-21 | Suzuki Motor Corp | Timing chain cover structure for engine |
JP2001107713A (en) * | 1999-10-12 | 2001-04-17 | Nissan Motor Co Ltd | Actuator unit of internal combustion engine |
JP2011007120A (en) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Honda Motor Co Ltd | Valve gear for internal combustion engine |
-
2011
- 2011-10-07 JP JP2011223419A patent/JP5783876B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6243103U (en) * | 1985-09-04 | 1987-03-16 | ||
JPH0960555A (en) * | 1995-08-21 | 1997-03-04 | Isuzu Motors Ltd | Cylinder head for internal combustion engine |
JPH10220684A (en) * | 1997-01-31 | 1998-08-21 | Suzuki Motor Corp | Timing chain cover structure for engine |
JP2001107713A (en) * | 1999-10-12 | 2001-04-17 | Nissan Motor Co Ltd | Actuator unit of internal combustion engine |
JP2011007120A (en) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Honda Motor Co Ltd | Valve gear for internal combustion engine |
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