JP2015113712A - エンジンのカムキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンのカムキャップに関し、簡素な構成で、オイル制御弁の制御性を向上させる。
【解決手段】オイル制御弁１Ａ，１Ｂをシリンダヘッド２に内蔵させ、そのオイル制御弁１Ａ，１Ｂで、エンジン１０のカム軸６Ｄ，６Ｅを介して可変動弁機構８に供給されるオイルの圧力を制御する。また、シリンダヘッド２の上面にカムキャップ９Ａを固定し、カムキャップ９Ａとシリンダヘッド２との間にカム軸６Ｄ，６Ｅを回転自在に支持させる。
オイルポンプからオイル制御弁１Ｂへ圧送されるオイルの流路として、カムキャップ９Ａの内部に横向き通路３２を形成し、シリンダヘッド２の上面に沿った方向に延設する。また、横向き通路３２の下流側の流路として、横向き通路３２から下方へと下向き通路３３を延設し、オイル制御弁１Ｂに向かってオイルを導く。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンのシリンダヘッドとの間でカム軸を回転自在に支持するカムキャップに関する。

従来、車両に搭載されるエンジンとして、吸排気弁の動作を制御する可変動弁機構を搭載したものが広く普及している。可変動弁機構とは、吸気弁，排気弁のそれぞれについて、最大バルブリフト量及びバルブタイミングを個別に、又は、連動させつつ変更する機構である。最大バルブリフト量は、吸排気弁の往復ストロークを増減させることで変更可能である。また、バルブタイミングは、クランクシャフトの回転角に対するカム軸の回転角の位相を進角方向，遅角方向に移動させることで変更可能である。これらのような可変動弁機構を用いて吸排気弁の動作を制御することで、シリンダ内での燃焼状態や燃焼効率を適切に制御することができ、エンジンの排気性能や燃費を改善することができる。

ところで、可変動弁機構の駆動方式としては、電動式のものと油圧式のものとが存在する。電動式の可変動弁機構では、電動モーターで可変動弁機構が駆動され、吸排気弁の動作が制御される。一方、このような電動式の可変動弁機構は、高温環境下で作動し続ける電動モーターの耐久性及び信頼性の面での課題がある。また、カムやカム軸の構造が複雑化することから、高コストになるという課題がある。そのため、現状では電動式の可変動弁機構よりも油圧式の方が一般的である。

多くの油圧式の可変動弁機構では、オイルポンプで昇圧されたオイルがオイル制御弁（油圧制御弁，OCV，Oil Control Valve）で調圧された後に、カム軸を介して可変動弁機構へと導入される。このように、可変動弁機構に導入されるオイル圧力をオイル制御弁で制御することで、可変動弁機構の作動量を連続的に変化させることができ、良好な制御性を獲得することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開2013-163973号公報

上記のような既存の油圧式の可変動弁機構において、オイルポンプは、例えばクランクシャフトに連動して作動する機械式ポンプとされる。また、オイル制御弁は、例えばシリンダヘッドに内蔵されてカム軸の近傍に配置される。つまり、オイルポンプからオイル制御弁に至るオイル流路の全体が、シリンダブロック及びシリンダヘッドに内蔵されることになる。そのため、オイル制御弁に流入するオイルの温度が上昇しやすく、オイル制御弁の制御性が低下する場合がある。

また、吸気弁及び排気弁のそれぞれを個別に駆動する二本のカム軸を有するエンジン（すなわち、DOHC型の吸排気弁機構を備えたエンジン）の場合、吸気側のカム軸に対してオイルを供給するオイル通路と、排気側のカム軸に対するオイル通路とが設けられる。そのため、特許文献１に記載されたような従来のオイル通路を適用すると、シリンダヘッドの内部に多数のオイル通路を形成しなければならず、シリンダヘッドの構造が複雑化してしまう。

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、簡素な構成で、オイル制御弁の制御性を向上させることができるようにした、エンジンのカムキャップを提供することである。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

（１）ここで開示するエンジンのカムキャップは、エンジンのカム軸を介して可変動弁機構に供給されるオイルの圧力を制御するオイル制御弁が内蔵されたシリンダヘッドの上面に固定され、前記カム軸を前記シリンダヘッドとの間で回転自在に支持するカムキャップである。
前記カムキャップは、オイルポンプから前記オイル制御弁へ圧送される前記オイルの流路として、前記カムキャップの内部に形成され、前記シリンダヘッドの上面に沿った方向に延設された横向き通路を備える。また、前記カムキャップは、前記横向き通路の下流側の流路として前記横向き通路から下方へと延設され、前記オイル制御弁に向かって前記オイルを導く下向き通路を備える。

なお、前記下向き通路は、前記横向き通路と前記カムキャップの底面との間を接続するように設けられることが好ましい。例えば、前記下向き通路が、前記横向き通路の一端部と前記カムキャップの底面との間を直線状に接続するように設けられることが好ましい。
また、前記横向き通路の他端部は、前記オイルが供給される側であることが好ましい。例えば、前記カムキャップが、前記横向き通路の上流側の流路として前記横向き通路に向かって上方へと延設された上向き通路を備えることが好ましい。

（２）前記カムキャップは、前記カムキャップの底面において溝状に凹設され、前記オイル制御弁を介して供給される前記オイルを前記カム軸の支持面に向かって案内する溝通路を備えることが好ましい。
（３）前記カムキャップは、前記カム軸の位相角を制御する可変動弁機構を具備した前記エンジンのカムキャップであることが好ましい。この場合、前記溝通路が、前記位相角を進角方向に移動させるオイルの流路となる進角用溝通路と、前記位相角を遅角方向に移動させるオイルの流路となる遅角用溝通路と、を有することが好ましい。

（４）前記下向き通路が、前記横向き通路の延設方向について、前記エンジンの吸気弁を駆動する吸気カム軸と排気弁を駆動する排気カム軸とで挟まれる範囲の外側に配置されることが好ましい。
なお、前記下向き通路は、前記排気カム軸よりも外側に配置されることが好ましい。
（５）前記カムキャップは、前記カムキャップの底面において溝状に凹設され、前記エンジンの吸気弁を駆動する吸気カム軸と排気弁を駆動する排気カム軸との間を接続するように配置された潤滑通路を備えることが好ましい。

（６）前記横向き通路が、前記オイルの下流側ほど低くなるように傾斜して設けられ、前記下向き通路が、前記横向き通路内で最も低い一端部から下方へと延設されることが好ましい。

開示のエンジンのカムキャップによれば、シリンダヘッドの内部に複雑なオイル輸送経路を設けることなく、オイル制御弁にオイルを供給することができる。また、触火面から離れた位置にあるカムキャップの内部にオイルの流路が設けられることから、オイル制御弁に導入されるオイルの温度を低下させることができる。これにより、オイル制御弁の制御性を向上させることができ、例えば可変動弁機構の動作安定性，応答性，制御性を向上させることができる。

一実施形態に係るエンジンの分解斜視図である。 カムキャップの内部構造を例示する模式的な縦断面図である。 カムキャップの底面の形状を例示する模式的な底面図である。 カム軸のジャーナル部におけるオイル通路の形状を透視して示す模式的な斜視図である。 （Ａ），（Ｂ）はともに、変形例としてのカムキャップの内部構造を示す模式的な縦断面図である。

図面を参照して、車両に適用されたエンジンのカムキャップについて説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

［１．エンジン構成］
本実施形態のカムキャップ９は、図１に分解して示すエンジン１０のシリンダヘッド２に取付けられる。このエンジン１０は、例えば直列多気筒のダブルオーバーヘッドカム式（DOHC）ガソリンエンジンである。エンジン１０のフロント側（図１中の左下方向）には、エンジン１０の補機類や動力伝達用のプーリ（クランクプーリ，タイミングプーリ，スプロケット等）が設けられる。一方、エンジン１０のリア側（図１中の右上方向）にはドライブプレート，フライホイールが設けられ、パワートレーンの下流側の各種装置（例えば、変速機，回転電機等）に接続される。

シリンダヘッド２の下方には、列設された中空円筒状のシリンダを内蔵するシリンダブロックが設けられる。一方、シリンダヘッド２の上方には、シリンダヘッド２の上面全体を覆うヘッドカバー３が取付けられる。ヘッドカバー３は、ガスケット４を介してシリンダヘッド２の上面に締結固定される。シリンダヘッド２の上面とヘッドカバー３とで囲まれる空間は、エンジン１０の吸排気弁を駆動するための動弁機構が内蔵される動弁室５となる。

以下の説明では、シリンダヘッド２に対してシリンダブロックが固定される側を下方とし、その逆側を上方とする。また、シリンダヘッド２の側面のうち、吸気ポートの上流端開口が位置する側のことを吸気側と呼び、その反対側のことを排気側と呼ぶ。ただし、このエンジン１０は、車両に対して傾斜した姿勢（水平でない姿勢）で据え付けられる場合があるため、ここでいう上下方向は必ずしも鉛直上下方向には対応しない。本実施形態のエンジン１０は、シリンダヘッド２内の吸気ポートが排気ポートよりも高い位置にくるように（吸気側が上方を向き、排気側が下方を向くように）、エンジン１０全体がクランク軸回りに回転傾斜した姿勢で車両に対して固定されるものとする。

動弁室５の内部には、シリンダの列設方向に沿って延在するカム軸６が配設される。図１中には、吸気弁を駆動するための吸気カム軸６Ａと、排気弁を駆動するための排気カム軸６Ｂとを示す。各々のカム軸６には、吸排気弁の開閉タイミングやバルブリフト量に応じたカム山形状を有する複数のカムが取付けられる。これらのカムは、吸排気弁の上端に設けられるタペット６Ｃを押し下げて、吸排気弁を上下駆動するように機能する。

また、エンジン１０のフロント側におけるカム軸６の端部には、タイミングチェーンに巻き掛けられるカムスプロケット７と位相アクチュエータ８（可変動弁機構）とが設けられる。位相アクチュエータ８は、クランクシャフトの回転角に対するカム軸６の回転角の位相を変化させる油圧装置であり、例えばカムスプロケット７と一体に形成される。位相アクチュエータ８の内部には、カムスプロケット７に対してカム軸６の位相角を進角方向又は遅角方向に移動させる機構が内蔵され、図示しない電子制御装置からの制御信号に基づいてカム軸６の位相が自在に制御される。

位相アクチュエータ８の内部では、例えば、カム軸６がカムスプロケット７の回転中心に対して回転可能に支持されるとともに、カム軸６とカムスプロケット７との間に二つの油圧室が設けられる。一方の油圧室は、カム軸６の位相角を進角方向に移動させる位置に配置され、他方の油圧室は、カム軸６の位相角を遅角方向に移動させる位置に配置される。このような構造により、カムスプロケット７に対するカム軸６の位相角は、各油圧室内の圧力差に応じたものとなる。なお、具体的な位相アクチュエータ８の構造及び制御構成はこれに限定されることはなく、公知の可変バルブタイミング機構を適用することができる。以下、必要に応じて、吸気カム軸６Ａ，排気カム軸６Ｂのそれぞれに設けられた位相アクチュエータ８のことを、吸気位相アクチュエータ８Ａ，排気位相アクチュエータ８Ｂと呼ぶ。

これらのカム軸６は、シリンダヘッド２のすべり軸受部分とカムキャップ９のすべり軸受部分との間で回転自在に支持される。図１に示すように、複数のカムキャップ９のうち最もエンジン１０のフロント側に配置されるフロントカムキャップ９Ａは、吸気カム軸６Ａと排気カム軸６Ｂとをともに支持しうる大きさに形成される。一方、他のカムキャップ９Ｂは、吸気カム軸６Ａ，排気カム軸６Ｂの何れか一方のみを支持しうる小さいサイズに形成される。したがって、本実施形態のフロントカムキャップ９Ａは、他のカムキャップ９Ｂの二個分の軸受機能を併せ持つ。

フロントカムキャップ９Ａは、図１に示すように、吸気カム軸６Ａにおける吸気位相アクチュエータ８Ａの近傍から、排気カム軸６Ｂにおける排気位相アクチュエータ８Ｂの近傍までの範囲をカバーするサイズを有する。フロントカムキャップ９Ａの形状は、エンジン１０をフロント側から見たときに、吸気カム軸６Ａ及び排気カム軸６Ｂの両方を上方から覆う程度の幅を持った横長の形状とされる。フロントカムキャップ９Ａは、吸気位相アクチュエータ８Ａに隣接して配置される吸気カム軸６Ａの吸気ジャーナル部６Ｄを支持するとともに、排気位相アクチュエータ８Ｂに隣接して配置される排気カム軸６Ｂの排気ジャーナル部６Ｅを支持する。一方、フロントカムキャップ９Ａ以外のカムキャップ９Ｂは、エンジン１０の上面視でシリンダ中央付近に配置されるカム軸６のジャーナル部のみを支持しうる半円凹状に形成される。

シリンダヘッド２には、位相アクチュエータ８に供給されるオイル（作動油）の圧力を制御するオイル制御弁１（OCV，Oil Control Valve）が内蔵される。オイル制御弁１は、カム軸６がシリンダヘッド２に固定された状態で、位相アクチュエータ８よりも下方に配置される。また、オイル制御弁１は、吸気位相アクチュエータ８Ａ，排気位相アクチュエータ８Ｂのそれぞれに対して一つずつ設けられる。図１に示すように、シリンダヘッド２の内部における吸気位相アクチュエータ８Ａの下方には、吸気オイル制御弁１Ａが挿入される取付穴２Ａが形成され、排気位相アクチュエータ８Ｂの下方には、排気オイル制御弁１Ｂが挿入される取付穴２Ｂが形成される。吸気オイル制御弁１Ａ，排気オイル制御弁１Ｂは、これらの取付穴２Ａ，２Ｂに挿入されて固定される。

［２．オイル通路］
図２は、位相アクチュエータ８に供給されるオイルの通路を説明するための模式的な断面図である。ここでは、位相アクチュエータ８の駆動に係るオイル通路と、カム軸６のすべり軸受部分を潤滑するためのオイル通路とを説明する。位相アクチュエータ８に供給されるオイルは、図示しないオイルポンプから圧送され、オイルフィルタ１１で濾過された後に、吸気オイル制御弁１Ａ，排気オイル制御弁１Ｂのそれぞれに対して供給される。また、これらの吸気オイル制御弁１Ａ，排気オイル制御弁１Ｂでは、エンジン１０の運転状態に応じてオイル圧力が調圧され、位相アクチュエータ８に内蔵される油圧室内の圧力が制御される。一方、潤滑用のオイルは、軸受潤滑通路１２を介して、図示しないオイルポンプから直接的に吸気カム軸６Ａの吸気ジャーナル部６Ｄへと供給される。

吸気オイル制御弁１Ａは、シリンダヘッド２の温度が比較的低い吸気側に位置する。この吸気オイル制御弁１Ａへのオイル輸送経路（オイルフィルタ１１から吸気オイル制御弁１Ａに至るまでの流路）の全体は、図２に示すように、シリンダヘッド２に内蔵される。これに対し、排気オイル制御弁１Ｂは、シリンダヘッド２の温度が比較的高い排気側に位置する。このため、仮に排気オイル制御弁１Ｂへのオイル輸送経路の全体をシリンダヘッド２に内蔵させてしまうと、排気オイル制御弁１Ｂに流入するオイルの温度が高温となり、排気オイル制御弁１Ｂの制御性が低下する場合がある。そこで本実施形態では、排気オイル制御弁１Ｂへのオイル輸送経路をシリンダヘッド２の外部に形成し、フロントカムキャップ９Ａの内部を通過させる。また、排気カム軸６Ｂの排気ジャーナル部６Ｅに供給される潤滑用のオイルもシリンダヘッド２の外部を通過するように、そのオイル輸送経路を形成する。

図２に示すように、シリンダヘッド２の内部には、オイルフィルタ１１から上方に向かい、シリンダヘッド２の吸気側の側面に沿って配置された第一通路２１が形成される。また、この第一通路２１は吸気オイル制御弁１Ａの下方で二股に分岐し、第二通路２２，第三通路２３が形成される。第二通路２２は、第一通路２１を上方に向かって延長した方向に延びる直線状の通路であり、その先は吸気オイル制御弁１Ａに接続される。一方、第三通路２３は、第二通路２２に対して垂直な向きでエンジン１０の吸気側へと延びた後に、第二通路２２と平行に上方に向かって延びる通路であり、その先はシリンダヘッド２の上面まで達している。この第三通路２３の上端は、シリンダヘッド２とフロントカムキャップ９Ａとの接合面内に位置する。なお、図２中の細破線で示された部位は、第三通路２３が吸気オイル制御弁１Ａの取付穴２Ａに対して紙面の奥行き方向に相違する位置を通っていることを示している。

吸気オイル制御弁１Ａと吸気ジャーナル部６Ｄとの間には、吸気カム軸６Ａの位相角を進角方向に移動させるための吸気進角通路２５と、位相角を遅角方向に移動させるための吸気遅角通路２６とが設けられる。これらの通路２５，２６の上端は、シリンダヘッド２の上面に開口しており、フロントカムキャップ９Ａを介してそれぞれの通路２５，２６が吸気カム軸６Ａの内部に形成される油路と連通する。なお、吸気オイル制御弁１Ａでの余剰オイルは、オイル落とし通路２９を介してオイルポンプ側へと戻される。

フロントカムキャップ９Ａの内部には、第三通路２３側から移送されるオイルを排気オイル制御弁１Ｂ側へと導くための流路として、上向き通路３１，横向き通路３２，下向き通路３３が形成される。上向き通路３１は、第三通路２３を上方に向かって延長した方向に延びる直線状の通路であり、その先は横向き通路３２の一端３２Ａに接続される。また、横向き通路３２は、シリンダヘッド２の上面に沿った方向に延設された直線状の通路であり、吸気ジャーナル部６Ｄ及び排気ジャーナル部６Ｅを迂回して、その上方に配設される。

横向き通路３２の一端３２Ａの位置は、図２に示すように、エンジン１０が車両に据え付けられた状態で最も高い位置となるように設定される。したがって、横向き通路３２は、その一端３２Ａから他端３２Ｂ側へと向かう下り勾配となる。横向き通路３２の内部では、オイルの供給される側が一端３２Ａ側となることから、オイルが加圧された状態でなくても、下流側の他端３２Ｂに向かってスムーズに流れ落ちることになる。

下向き通路３３は、横向き通路３２の下流側の流路として、横向き通路３２の他端３２Ｂから下方に向かって延設された直線状の通路である。下向き通路３３の上端は横向き通路３２と連通し、下向き通路３３の下端はフロントカムキャップ９Ａの底面まで達している。つまり、下向き通路３３は、横向き通路３２とフロントカムキャップ９Ａの底面との間を接続しており、その下端はシリンダヘッド２とフロントカムキャップ９Ａとの接合面内に位置している。また、下向き通路３３は、吸気カム軸６Ａと排気カム軸６Ｂとで挟まれる範囲の外側に配置される。図２中では、排気カム軸６Ｂよりも左側（排気カム軸６Ｂよりも排気側であって、すなわち排気カム軸６Ｂよりも外側）において、フロントカムキャップ９Ａの排気側の側面に沿って上下方向に配設されたものを例示する。

なお、横向き通路３２における下向き通路３３との接続点から、横向き通路３２の延在方向に穿孔された部位（図２中に太破線で示す）は、穴埋め通路３４である。この穴埋め通路３４は、横向き通路３２を形成するために要する製品加工用の通路であって、横向き通路３２の加工終了後には閉塞される。したがって、下向き通路３３の上端は、横向き通路３２内で最も低い位置から下方へと延設された状態となる。

図２に示すように、シリンダヘッド２の内部には、下向き通路３３を流れるオイルを排気オイル制御弁１Ｂへと導くための流路として、第四通路２４が設けられる。第四通路２４は、下向き通路３３を下方に向かって延長した方向に伸びる直線状の通路であり、その先は排気オイル制御弁１Ｂに接続される。下向き通路３３が排気カム軸６Ｂよりも外側に配置されるのと同様に、第四通路２４もシリンダヘッド２の排気側の側面に沿って配置される。

排気オイル制御弁１Ｂと排気ジャーナル部６Ｅとの間には、排気カム軸６Ｂの位相角を進角方向に移動させるための排気進角通路２７と、位相角を遅角方向に移動させるための排気遅角通路２８とが設けられる。これらの通路２７，２８の上端は、シリンダヘッド２の上面に開口しており、フロントカムキャップ９Ａを介してそれぞれの通路２７，２８が排気カム軸６Ｂの内部に形成される油路と連通する。なお、排気オイル制御弁１Ｂでの余剰オイルも、吸気オイル制御弁１Ａでの余剰オイルと同様に、オイル落とし通路２９を介してオイルポンプ側へと戻される。

図３は、フロントカムキャップ９Ａの底面の形状を説明するための模式的な底面図である。フロントカムキャップ９Ａの底面には、上述の吸気進角通路２５，吸気遅角通路２６，排気進角通路２７，排気遅角通路２８のそれぞれを、後述するカム軸６内の流路４１，４２に接続するための溝通路として、吸気進角溝通路３５，吸気遅角溝通路３６，排気進角溝通路３７，排気遅角溝通路３８が形成される。これらの溝通路３５〜３８は、フロントカムキャップ９Ａの底面において溝状に凹設されたものであり、オイルをカム軸６の支持面に向かって案内するように機能する。

吸気進角溝通路３５は、吸気カム軸６Ａの位相角を進角方向に移動させるオイルの流路となり、吸気遅角溝通路３６は、吸気カム軸６Ａの位相角を遅角方向に移動させるオイルの流路となる。同様に、排気進角溝通路３７は、排気カム軸６Ｂの位相角を進角方向に移動させるオイルの流路となり、排気遅角溝通路３８は、排気カム軸６Ｂの位相角を遅角方向に移動させるオイルの流路となる。これらの溝通路３５〜３８は、図３に示すように、ほぼ左右対称形状とされる。

フロントカムキャップ９Ａの底面のうち、吸気カム軸６Ａ及び排気カム軸６Ｂを支持する二つの軸受筒面９Ｃの間は、潤滑通路３９で接続される。この潤滑通路３９は、フロントカムキャップ９Ａの底面において溝状に凹設された通路であり、一方の軸受筒面９Ｃでの余剰オイルを他方の軸受筒面９Ｃへと流出させる機能を持つ。例えば、軸受潤滑通路１２を介して吸気カム軸６Ａの吸気ジャーナル部６Ｄへと供給された潤滑用のオイルは、潤滑通路３９を介して排気カム軸６Ｂの排気ジャーナル部６Ｅにも供給される。

吸気ジャーナル部６Ｄ及び排気ジャーナル部６Ｅにおけるオイル通路の形状を、図４に例示する。ここでは、吸気ジャーナル部６Ｄ及び排気ジャーナル部６Ｅが同一の構造であるものとする。
カム軸６の内部には、互いに独立した進角流路４１及び遅角流路４２が形成される。これらの流路４１，４２はそれぞれ、位相アクチュエータ８に設けられる二つの油圧室に接続される。また、それぞれの流路４１，４２からカム軸６の半径方向外側に向かって径方向流路４３，４４が形成されるとともに、径方向流路４３，４４の外周端を通る環状の流路溝４５，４６がジャーナル部６Ｄ，６Ｅの全周にわたって刻設される。これらの流路溝４５，４６は、上述の溝通路３５〜３８と連通するように形成される。これにより、溝通路３５〜３８から流入するオイルがそれぞれのカム軸６に形成された流路４１，４２へと案内され、それぞれの位相アクチュエータ８Ａ，８Ｂに導入される。

［３．作用，効果］
（１）上記のフロントカムキャップ９Ａの内部には、図２に示すように、シリンダヘッド２の上面に沿った方向に延設された横向き通路３２と、その下流側の流路として排気オイル制御弁１Ｂに向かってオイルを導く下向き通路３３とが設けられる。これにより、シリンダヘッド２の内部に複雑なオイル輸送経路を設けることなく、排気オイル制御弁１Ｂにオイルを供給することができる。

また、シリンダヘッド２の下面には燃焼室（シリンダ）の天井面となる触火面が配置されるため、シリンダヘッド２の温度は、シリンダブロックに近い下方側ほど高温になる。一方、上記のフロントカムキャップ９Ａは、この触火面から離れた位置に配置されるため、エンジン１０の運転中であっても比較的高温になりにくい。このように、比較的低温の状態が維持されやすいフロントカムキャップ９Ａの内部にオイルの流路が設けられることから、排気オイル制御弁１Ｂに導入されるオイルの温度を低下させることができる。これにより、排気オイル制御弁１Ｂでのオイル圧力の制御性を向上させることができる。加えて、オイル圧力の制御精度をも向上させることができ、位相アクチュエータ８の動作安定性や応答性，制御性を向上させることができる。また、排気オイル制御弁１Ｂに導入されるオイルが低温となることから、オイルの熱劣化を抑制することができる。

さらに、フロントカムキャップ９Ａ内の横向き通路３２に送給されたオイルは、下向き通路３３を通って排気オイル制御弁１Ｂまで落下することになるため、横向き通路３２内のオイル圧力を過度に高圧にする必要がない。つまり、少なくとも横向き通路３２の一端３２Ａまでオイルを輸送すれば、たとえオイル圧力が低い場合であってもその後は自重で排気オイル制御弁１Ｂまでオイルが流入することになる。

これにより、オイルポンプの圧送能力を小さくすることができる。また、オイルの圧送圧力が低下することから、オイル輸送経路からのオイル漏れを抑制することができる。また、横向き通路３２内のオイル圧力が小さくて済むため、フロントカムキャップ９Ａとシリンダヘッド２との間の締結圧の管理が容易となり、カム軸６を支えるすべり軸受部分のすべり性能や耐久性を向上させることができ、製品の品質を向上させることができる。

（２）上記のフロントカムキャップ９Ａの底面には、図３に示すように、溝通路３５〜３８が形成される。これらの溝通路３５〜３８は、シリンダヘッド２に形成された進角通路２５，２７及び遅角通路２６，２８のそれぞれをカム軸６内の流路４１，４２に接続するために、溝状に凹設されて形成される。一方、これらの溝通路３５〜３８は、シリンダヘッド２とフロントカムキャップ９Ａとの接合面内に配置されており、溝通路３５〜３８に対向するシリンダヘッド２の上面は平面状に形成される。

このように、シリンダヘッド２とフロントカムキャップ９Ａとの接合面において、吸気オイル制御弁１Ａ，排気オイル制御弁１Ｂから供給されるオイルの通路となる溝通路３５〜３８をフロントカムキャップ９Ａ側に凹設することで、シリンダヘッド２の上面を加工することなく、調圧されたオイルの流路を形成することができ、簡素な構成でカム軸６にオイルを供給することができる。

（３）上記のフロントカムキャップ９Ａの底面には、進角通路２５，２７に対応する進角溝通路３５，３７と、遅角通路２６，２８に対応する遅角溝通路３６，３８との両方が設けられる。これにより、簡素な構成で、位相アクチュエータ８を駆動するための二種類の流路をフロントカムキャップ９Ａの底面に確保することができる。また、図３に示すように、これらの溝通路３５〜３８はほぼ左右対称形状となるように形成されるため、フロントカムキャップ９Ａがシリンダヘッド２の上面に固定された状態での重量バランスを適正化することができ、カム軸６の支持状態を安定化することができる。

（４）上記のフロントカムキャップ９Ａでは、図２に示すように、横向き通路３２が吸気カム軸６Ａの右側から排気カム軸６Ｂの左側まで延設されており、すなわち、下向き通路３３が吸気カム軸６Ａと排気カム軸６Ｂとで挟まれる範囲の外側（排気カム軸６Ｂよりも排気側）に配置される。このように、シリンダヘッド２の排気側の端面に近い位置に下向き通路３３を設けることで、下向き通路３３を流通するオイルの冷却性を向上させることができる。また、排気オイル制御弁１Ｂにより近い位置でオイルを落下させることができ、オイル流通経路の長さを短縮することができる。さらに、排気オイル制御弁１Ｂをシリンダヘッド２の外表面に近い位置に設けることができることから、排気オイル制御弁１Ｂの取付穴２Ｂの深さを小さくすることができ、シリンダヘッド２の構造を簡素化することができる。

（５）上記のフロントカムキャップ９Ａには、図３に示すように、吸気カム軸６Ａと排気カム軸６Ｂとで挟まれる範囲の内側に、潤滑通路３９が形成される。一方、上向き通路３１，下向き通路３３及び溝通路３５〜３８は、吸気カム軸６Ａと排気カム軸６Ｂとで挟まれる範囲の外側に設けられる。
つまり、シリンダヘッド２とフロントカムキャップ９Ａとの接合面に着目すれば、比較的高温になりやすい領域（内側）に潤滑用オイルの流通範囲が設定されており、位相アクチュエータ８の駆動に係るオイルの流通範囲は比較的低温になりやすい領域（外側）に設定されている。このように、オイルに求められる機能に応じて、シリンダヘッド２とフロントカムキャップ９Ａとの接合面における流路範囲を設定することで、カム軸６を支えるすべり軸受部分のすべり性能や耐久性を向上させつつ、オイル制御弁１でのオイル圧力の制御性を向上させることができる。

（６）上記のフロントカムキャップ９Ａは、図２に示すように、エンジン１０を車両に据え付けた状態での横向き通路３２が、オイルの下流側ほど低くなるような傾斜で形成されている。また、下向き通路３３は、横向き通路３２内で最も低い他端３２Ｂから下方へと延設されている。このような流路構成により、重力による自然落下を利用して、横向き通路３２内のオイルを下向き通路３３へと移動させることができ、横向き通路３２内のオイル圧力をさらに低減させることができる。

（７）上記のシリンダヘッド２では、フロントカムキャップ９Ａが取付けられるシリンダヘッド２の上面側から下方に向かって、排気オイル制御弁１Ｂへのオイル供給がなされる。つまり、オイルフィルタ１１と排気オイル制御弁１Ｂとの間を接続するようなオイル流通経路は、シリンダヘッド２の内部には不要となる。したがって、シリンダヘッド２の構造を簡素化することができ、製品の製造コストを削減することができる。また、フロントカムキャップ９Ａの内部にオイルを流入させるための上向き通路３１は、吸気オイル制御弁１Ａの近傍で、第三通路２３を上方に向かって延長した方向に形成すればよいため、容易に加工することができる。

（８）なお、上記のエンジン１０は、吸気カム軸６Ａのみに位相アクチュエータ８が適用された既存のエンジンをベースとして、わずかな設計変更で製造することができるというメリットがある。例えば、第一通路２１及び第二通路２２が形成されたシリンダヘッド２がすでに存在する場合には、そのシリンダヘッド２に第三通路２３及び第四通路２４を形成すればよい。あとは、このシリンダヘッド２に適合するフロントカムキャップ９Ａの内部に通路３１〜３３を形成すれば、上記のエンジン１０の構造が容易に実現される。したがって、製品開発上の労力を削減することができ、コストパフォーマンスを向上させることができる。

［４．変形例］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。

上述の実施形態では、位相アクチュエータ８の駆動に係るオイルの通路をフロントカムキャップ９Ａの内部に設けたものを示したが、オイルの通路をフロントカムキャップ９Ａ以外のカムキャップ９内に設けてもよい。例えば、エンジン１０のフロント側から数えて二番目のカムキャップ（例えば、１番気筒の直上部に位置する「１番ジャーナル」を支持するカムキャップ）について、吸気カム軸６Ａ及び排気カム軸６Ｂをともに固定する形状とし、その内部にオイルの通路を形成してもよい。この場合であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。

また、上述の実施形態では、排気オイル制御弁１Ｂに供給されるオイルの通路をフロントカムキャップ９Ａの内部に形成したものを例示したが、オイルの圧送先はこれに限定されない。例えば、図５（Ａ）に示すように、シリンダヘッド２の排気側に第一通路２１を配設し、吸気オイル制御弁１Ａに供給されるオイルの通路をフロントカムキャップ９Ａの内部に形成することも考えられる。

このようなオイルの通路構造により、シリンダヘッド２の内部に複雑なオイル輸送経路を設けることなく、吸気オイル制御弁１Ａにオイルを供給することができる。また、吸気オイル制御弁１Ａに導入されるオイルの温度を低下させることができ、吸気オイル制御弁１Ａでのオイル圧力の制御性を向上させることができ、位相アクチュエータ８の動作安定性や応答性，制御性を向上させることができる。

なお、図５（Ａ）では、エンジン１０が排気側に傾斜した状態で車両に据え付けられる場合を示しているが、この場合、横向き通路３２の勾配が上り勾配となる。自重によるオイルの流通作用を得るためには、横向き通路３２の勾配が下り勾配となるように、エンジン１０の傾斜方向を図５（Ａ）の状態から水平に反転させてもよい。

また、上述の実施形態では、フロントカムキャップ９Ａの内部に上向き通路３１，横向き通路３２，下向き通路３３の三通路が逆Ｕ字状に接続されて連通配置されたものを例示したが、上向き通路３１に関しては必須の要素ではない。例えば、図５（Ｂ）に示すように、フロントカムキャップ９Ａにおける吸気側の端面からオイルを導入するような流路構造とすることも考えられる。

この場合、第一通路２１から分岐した第三通路２３をシリンダヘッド２の外部に飛び出した配管材２３′に接続するとともに、横向き通路３２の一端３２Ａをフロントカムキャップ９Ａの一側面まで貫通させ、配管材２３′の先端をその一端３２Ａに接続すればよい。このように、少なくともフロントカムキャップ９Ａ内に横向き通路３２と下向き通路３３とを形成することで、オイルの冷却効果やオイル圧力の低減効果を獲得することができ、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。

また、上述の実施形態では、上向き通路３１，横向き通路３２，下向き通路３３が直線状に形成されたものを例示したが、これらの通路の具体的な形状は加工能力や加工精度に応じて適宜設定することができる。例えば、これらの通路３１〜３３の形状を曲線状としてもよいし、通路の直径や幅，断面積，断面形状等を部分的に相違させてもよい。

また、上記のシリンダヘッド２は、直列四気筒エンジン以外のエンジン（例えば直列三気筒エンジンやＶ型六気筒エンジンなど）にも適用可能である。また、シングルオーバーヘッドカム式（SOHC）のエンジンに適用してもよいし、ガソリン以外を燃料とするエンジン（例えば、ディーゼルエンジン）に適用してもよい。

１ オイル制御弁
１Ａ 吸気オイル制御弁
１Ｂ 排気オイル制御弁
２ シリンダヘッド
６ カム軸
６Ｄ 吸気ジャーナル部
６Ｅ 排気ジャーナル部
８ 位相アクチュエータ（可変動弁機構）
９ カムキャップ
９Ａ フロントカムキャップ
１１ オイルフィルタ
３１ 上向き通路
３２ 横向き通路
３２Ａ 一端
３２Ｂ 他端（横向き通路内で最も低い一端部）
３３ 下向き通路

Claims (6)

1. エンジンのカム軸を介して可変動弁機構に供給されるオイルの圧力を制御するオイル制御弁が内蔵されたシリンダヘッドの上面に固定され、前記カム軸を前記シリンダヘッドとの間で回転自在に支持するカムキャップにおいて、
   オイルポンプから前記オイル制御弁へ圧送される前記オイルの流路として、前記カムキャップの内部に形成され、前記シリンダヘッドの上面に沿った方向に延設された横向き通路と、
   前記横向き通路の下流側の流路として前記横向き通路から下方へと延設され、前記オイル制御弁に向かって前記オイルを導く下向き通路と、
   を備えたことを特徴とする、エンジンのカムキャップ。
2. 前記カムキャップの底面において溝状に凹設され、前記オイル制御弁を介して供給される前記オイルを前記カム軸の支持面に向かって案内する溝通路
   を備えたことを特徴とする、請求項１記載のエンジンのカムキャップ。
3. 前記カム軸の位相角を制御する可変動弁機構を具備した前記エンジンのカムキャップであって、
   前記溝通路が、前記位相角を進角方向に移動させるオイルの流路となる進角用溝通路と、前記位相角を遅角方向に移動させるオイルの流路となる遅角用溝通路と、を有する
   ことを特徴とする、請求項２記載のエンジンのカムキャップ。
4. 前記下向き通路が、前記横向き通路の延設方向について、前記エンジンの吸気弁を駆動する吸気カム軸と排気弁を駆動する排気カム軸とで挟まれる範囲の外側に配置される
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジンのカムキャップ。
5. 前記カムキャップの底面において溝状に凹設され、前記エンジンの吸気弁を駆動する吸気カム軸と排気弁を駆動する排気カム軸との間を接続するように配置された潤滑通路
   を備えたことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジンのカムキャップ。
6. 前記横向き通路が、前記オイルの下流側ほど低くなるように傾斜して設けられ、
   前記下向き通路が、前記横向き通路内で最も低い一端部から下方へと延設される
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジンのカムキャップ。
   

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