JP3740822B2 - エンジンの可変バルブタイミング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、タイミングプーリ（カムプーリ）とカム軸との回転位相を変化させるバルブタイミング可変機構と、このバルブタイミング可変機構に対する作動油圧をコントロールするオイルコントロールバルブとを備えたようなエンジンの可変バルブタイミング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述例のエンジンの可変バルブタイミング装置としては、例えば特開平９−２５０３１０号公報に記載の装置がある。
すなわち、カムプーリ（ドリブンギヤ）とカム軸との回転位相を変化させるバルブタイミング可変機構と、このバルブタイミング可変機構への作動油圧をコントロールするオイルコントロールバルブとを備え、オイルコントロールバルブとカム軸受（ベアリングキャップ）との間に複数の油圧経路を形成して、オイル供給路とオイルリターン路とを構成したエンジンの可変バルブタイミング装置がある。
【０００３】
ここで、上述のカムプーリ（ドリブンギヤ）は吸気側カムシャフトの後端に設けられ、排気側カムシャフトの後端に嵌合されたドライブギヤにて駆動されると共に、この排気側カムシャフトはその前端に嵌合されたプーリと、タイミングベルトとを介してクランクプーリに連動連結されている。
【０００４】
このようにバルブタイミング可変機構側のカムプーリ（ドリブンギヤ）をギヤ駆動する場合、またはチェーン駆動する場合には特に問題が生じないが、カムプーリをタイミングプーリにて構成し、このタイミングプーリをタイミングベルトで駆動すべく構成する場合には、このタイミングベルト上には前述のオイルコントロールバルブからの排油を落下させることができないので、可変バルブタイミング装置のカム軸方向のコンパクト化および装置全高のコンパクト化と、タイミングベルト室へのオイル侵入防止との両立を図ることが困難で、可変バルブタイミング装置なかんずくオイルコントロールバルブの排油路周辺構造が大型化する問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、バルブタイミング可変機構側のカムプーリをタイミングプーリで構成したものにおいて、カバー部材上面にオイルコントロールバルブをその内蔵するスプールの軸方向がカム軸と直交するように設置し、オイルコントロールバルブのバルブケースにおけるスプールの軸方向に離間形成された複数の排油開口からの排油をシリンダヘッド内に還流させる排油路をカバー部材に形成することで、バルブケースに離間形成された複数の排油開口を排油路と対向させ、カム軸方向のコンパクト化（エンジン全長の短縮）および装置全高のコンパクト化を図りつつ、タイミングベルト室へのオイル侵入防止を維持することができ、また、
限られたスペース内においてオイルコントロールバルブからの排油性を高め、バルブタイミング可変機構の応答性向上を図ることができ、しかも、タイミングベルト室とシリンダヘッド内とを仕切るシール壁により、取付け剛性および支持剛性の向上を図ることができるエンジンの可変バルブタイミング装置の提供を目的とする。
【０００６】
この発明の一実施態様は、上述のバルブケースの排油開口をスプールの軸方向に長い形状と成すことで、排油性のさらなる向上を図りつつ、オイルコントロールバルブの排油周辺構造のコンパクト化を達成することができるエンジンの可変バルブタイミング装置の提供を目的とする。
【０００７】
この発明の一実施態様は、スプールからカム軸受部への油圧経路を形成する継手部を設け、この継手部をカム軸受部上面に配置すると共に、この継手部を隔てたタイミングプーリ側にスプールを、また反タイミングプーリ側にカム角センサをそれぞれ配置することで、カム角センサによる良好な検出精度を確保しつつ、継手部、スプール、カム角センサのコンパクトなレイアウト達成を図ることができるエンジンの可変バルブタイミング装置の提供を目的とする。
【０００８】
この発明の一実施態様は、上述のエンジンを車軸方向にカム軸が指向する横置きエンジンに設定することで、カム軸方向のコンパクト化によりエンジン全長の短縮を図ることができて横置きエンジンに最適であり、エンジン本体からの装置突出量が可及的短くなり、車体に対してエンジンを下方から上方へ上昇させて組付ける際の車体側とエンジン側との干渉防止を図ることができるエンジンの可変バルブタイミング装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明によるエンジンの可変バルブタイミング装置は、タイミングプーリとカム軸との回転位相を変化させるバルブタイミング可変機構と、上記バルブタイミング可変機構に対する作動油圧をコントロールするオイルコントロールバルブとを備え、上記バルブタイミング可変機構とオイルコントロールバルブとの間の油圧経路がタイミングプーリと隣接するカム軸受部を経由して形成されたエンジンの可変バルブタイミング装置であって、上記オイルコントロールバルブには軸方向の移動により上記油圧経路の油圧を制御するスプールが内蔵され、オイルコントロールバルブのバルブケースにはスプールの軸方向に複数の排油開口が離間形成され、上記オイルコントロールバルブを、その内蔵するスプールの軸方向がカム軸と直交するように、タイミングベルトをカバーするカバー部材上面に設置し、カバー部材には上記複数の排油開口からの排油をシリンダヘッド内に還流させる排油路が形成され、上記カバー部材には、タイミングベルト室とシリンダヘッド内とを仕切るシール壁が形成され、上記排油路は上記排油開口からの排油範囲において上記シール壁に向けて、タイミングプーリ側からカム軸受部側へ低くなるように傾斜成形され、上記カバー部材における排油範囲の枠状のシール堤壁と交差するように上記シール壁が形成されたものである。
【００１０】
この発明の一実施態様においては、上記バルブケースの排油開口をスプールの軸方向に長い形状と成したものである。
【００１１】
この発明の一実施態様においては、上記スプールからカム軸受部への油圧経路を形成する継手部を設け、上記継手部をカム軸受部上面に配置すると共に、この継手部を隔てたタイミングプーリ側に上記スプールを、また反タイミングプーリ側にカム角センサをそれぞれ配置したものである。
【００１２】
この発明の一実施態様においては、上記エンジンは車軸方向に、上記カム軸が指向する横置きエンジンに設定されたものである。
【００１３】
【発明の作用及び効果】
この発明によれば、バルブタイミング可変機構側のカムプーリをタイミングプーリで構成したものにおいて、カバー部材上面にオイルコントロールバルブをその内蔵するスプールの軸方向がカム軸と直交するように設置し、オイルコントロールバルブのバルブケースにおけるスプールの軸方向に離間形成された複数の排油開口からの排油をシリンダヘッド内に還流させる排油路をカバー部材に形成したので、バルブケースに離間形成された複数の排油開口からの排油が排油路に流下する。このため、カム軸方向のコンパクト化（つまりエンジン全長の短縮）および装置全高のコンパクト化と、タイミングベルト室へのオイル侵入防止の維持との両立を図ることができる効果がある。
【００１４】
また、上述の排油路をシール壁に向けてタイミングプーリ側からカム軸受部側へ低くなるように傾斜形成したので、この傾斜構造により限られたスペース内においてオイルコントロールバルブからの排油性を高めることができ、この結果、バルブタイミング可変機構の応答性向上を図ることができる効果がある。
【００１５】
さらに、上述のシール壁をカバー部材における排油範囲の枠状のシール堤壁と交差するように形成したので、このシール壁の交差構造により取付剛性および支持剛性の向上を図ることができる効果がある。
【００１６】
この発明の一実施態様によれば、上述のバルブケースの排油開口をスプールの軸方向に長い形状と成したので、これら排油開口からの排油性をさらに向上しつつ、オイルコントロールバルブの排油周辺構造のコンパクト化を達成することができる効果がある。
【００１７】
この発明の一実施態様によれば、スプールからカム軸受部への油圧経路を形成する継手部を設け、この継手部をカム軸受部上面に配置し、継手部を隔てたタイミングプーリ側にスプールを、また反タイミングプーリ側にカム角センサをそれぞれ配置したので、このカム角センサをカム軸受部近傍のセンシングプレートに対して対向配置することができ、カム軸のねじれに影響されることなくカム角センサによる良好な検出精度を確保しつつ、継手部、スプール、カム角センサのコンパクトなレイアウトを達成することができる効果がある。
【００１８】
この発明の一実施態様によれば、上述のエンジンを車軸方向にカム軸が指向する横置きエンジンに設定したので、カム軸方向のコンパクト化によりエンジン全長の短縮を図ることができ、横置きエンジンに最適であって、エンジン本体からの突出量が可及的短くなり、車体に対してエンジンを下方から上方へ上昇させて、組付ける時、車体側とエンジン側との干渉防止を図ることができる効果がある。
【００１９】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は本発明の可変バルブタイミング装置を備えたエンジンを示し、図１において、シリンダブロック１にシリンダヘッド２を取付ける一方、クランク軸３に嵌合したクランクプーリ４と、タイミングプーリにて構成された吸気側（吸気弁を動作させる側）のカムプーリ５と、タイミングプーリにて構成された排気側（排気弁を動作させる側）のカムプーリ６との間にタイミングベルト７を張架して、クランクプーリ４の回転力をタイミングベルト７を介してカムプーリ５，６に伝達して、吸気側および排気側のカムシャフトを駆動すべく構成している。
【００２０】
また上述のタイミングベルト７の張り側は固定アイドラ８によりベルト張力が付加され、タイミングベルト７の弛み側はテンショナ９によりベルト張力が付加されている。このテンショナ９はテンショナスプリング１０により支点１１を中心として図１の時計方向へバネ付勢されたものである。
【００２１】
この実施例ではバルブタイミング可変機構１５（図４〜図８参照）は吸気弁を動作させる側に取付けられているので、以下、その構成について詳述する。
図２、図３、図４、図５に示す如く、上述のシリンダヘッド２の上部に設けられたシリンダヘッドカバー１２の内部にはカム軸受部としてのカムキャップ１３で軸支されたカムシャフト１４を設け、この吸気側のカムシャフト１４の一端側には図４、図５に示す如くバルブタイミング可変機構１５を設けている。
【００２２】
このバルブタイミング可変機構１５は、カムシャフト１４内を流通する油圧の作動力により、カムシャフト１４の一端部外周に設けられたカムプーリ５（タイミングプーリ）とカムシャフト１４との回転位相を変化させてバルブ（吸気弁）の作動タイミングを進角側または遅角側に調整するものである。
【００２３】
上述のバルブタイミング可変機構１５は図４〜図８に示すように座金部材１６およびボルト１７を用いてカムシャフト１４に取付けられ、かつ、このカムシャフト１４と一体回転するロータ１８と、蓋部材１９と共に複数のボルト２０によって上述のカムプーリ５に取付けられて、このカムプーリ５と一体回転するハウジング２１とを備え、図４、図７（但し、図７は図４のＡ−Ａ線に沿う要部の矢視断面図）に示す如くロータ１８内の遅角側油路２２を介して、ロータ１８とハウジング２１との間の油室２３内に図示矢印の如く作動油圧が供給された時には、ロータ１８を遅角方向（吸排気のバルブタイミングのオーバラップを小さくする矢印ｃ方向）に相対回転させて、カムプーリ５とカムシャフト１４との回転位相を変化させる。すなわち図１９に示す排気側（ＥＸ側）のバルブリフトカーブａに対して吸気側（ＩＮ側）のバルブリフトカーブｂを遅角方向Ｃに変位させて、オーバラップ量ｅを小さくする。
【００２４】
また図５、図８（但し、図８は図５のＢ−Ｂ線に沿う要部の矢視断面図）に示す如くロータ１８内の進角側油路２４を介して、ロータ１８とハウジング２１との間の油室２３内に図示矢印の如く作動油圧が供給された時には、ロータ１８を進角方向（吸排気のバルブタイミングのオーバラップを大きくする矢印ｄ方向）に相対回転させて、カムプーリ５とカムシャフト１４との回転位相を変化させる。すなわち図１９に示す排気側のバルブリフトカーブａに対して吸気側のバルブリフトカーブｂを進角方向ｄに変位させて、オーバラップ量ｅを大きくする。なお図４〜図８において２５はロータ１８とハウジング２１との摺動部をシールするチップシールである。
【００２５】
ところで、上述の油圧はシリンダブロック１内のオイルギャラリ（図示せず）から図２に示すオイルジョイント２６、オイルパイプ２７、オイルジョイント２８、図４に示すユニオンボルト２９内の通路、オイルフィルタ３０を介してバルブケース３１に収納された電磁駆動タイプのオイルコントロールバルブ３２に至り、このオイルコントロールバルブ３２で油圧制御（流量方向制御および流量制御）された後に、油圧経路継手部としての中間部材３３（いわゆるアダプタ）およびカムキャップ１３を介してカムシャフト１４に供給され、このカムシャフト１４に形成された油路３４，３５を介してバルブタイミング可変機構１５に供給される。
【００２６】
この実施例では上述のオイルコントロールバルブ３２を収納したバルブケース３１はタイミングベルト７をカバーするベルトカバー部３８が一体形成されたカバー部材としてのシリンダヘッドカバー１２の上面においてバルブタイミング可変機構１５の配設側と同側に配置されるので、このシリンダヘッドカバー１２のカムキャップ１３と対向するヘッドカバー上壁には図３、図４に示すように開口部３６が形成されている。
【００２７】
また上述のシリンダヘッドカバー１２には開口部３６につづいて傾斜状の排油路３７とカムプーリ５の上方側に延びるベルトカバー部３８が一体形成され、これら開口部３６および排油路３７を囲繞するようにシリンダヘッドカバー１２のトップデッキ面には取付け座面を兼ねる枠状のシール堤壁３９が形成されている。
このシール堤壁３９に４本のセットボルト４０…を用いて固定される上述のバルブケース３１は図９、図１０に示す如く構成している。
【００２８】
すなわち、バルブケース３１の中央部分にはオイルコントロールバルブ３２のスプール４１外周部のスプールケーシング４２（図１１参照）を収納する配設孔４３がカム軸間方向（つまりカム軸方向と直交する方向）に形成され、この配設孔４３と直交するようにインレット孔４４が形成されている。
このインレット孔４４には図４、図５に示すようにユニオンボルト２９およびオイルフィルタ３０が内設されるものである。また上述のバルブケース３１の配設孔４３を隔てた反インレット孔側には上下方向に延びる嵌挿部４５が下面側に開口すべく形成され、この嵌挿部４５と配設孔４３とがカム軸方向に並設されている。
【００２９】
そして上述の嵌挿部４５と配設孔４３とを連通する遅角側の油路４６と進角側の油路４７が形成されると共に、配設孔４３の下部にはオイルコントロールバルブ３２の排油開口として２つのドレン通路４８，４９がスプール４１の軸方向に離間形成され、これらの各ドレン通路４８，４９はスプール４１の軸方向に長い形状すなわち長孔状に形成されると共に、これらの各ドレン通路４８，４９は前述の排油路３７と対向する。また上述のバルブケース３１の底面にはベルトカバー部３８が一体形成されてなるシリンダヘッドカバー１２のシール堤壁３９と対応するように取付座５０（図１０参照）が形成されており、オイルコントロールバルブ３２を収納したこのバルブケース３１で上述の開口部３６をシリンダヘッドカバー１２の上面側から覆っている。しかも、上述のバルブケース３１を、その内蔵するスプール４１の軸方向がカムシャフト１４と直交するようにシリンダヘッドカバー１２に外付け固定したものである。
なお、図９、図１０において５１は前述のセットボルト４０を挿通させるための貫通孔である。
【００３０】
上述のオイルコントロールバルブ３２は図１１に示す如く構成している。
すなわち、このオイルコントロールバルブ３２はコイル５２およびプランジャ５３を有する電磁ソレノイド５４と、前述のスプール４１およびスプールケーシング４２とを備え、このスプールケーシング４２には図９のインレット孔４４と対向するように作動油供給ポート５５（いわゆるＰポート）が形成され、また図９の２つのドレン通路４８，４９（排油開口）と対向するようにドレンポート５６，５７（いわゆるＴポート）が形成され、さらに図９の各油路４６，４７と対向するようにアクチュエータポート５８，５９が形成されている。
【００３１】
また上述のスプール４１における反ソレノイド側にはスプリング６０を設け、エンジンコントロールユニットのＣＰＵ（図示せず）からエンジン回転数およびエンジン負荷に対応したデューティ信号が電磁ソレノイド５４に印加され、この電磁ソレノイド５４によりプランジャ５３を介して軸方向にデューティ移動操作されるスプール４１の各ランド部にてアクチュエータポート５８，５９の開口面積を制御して、作動油圧を進角側（オーバラップを大きくする側）または遅角側（オーバラップを小さくする側）に制御すべく構成している。
【００３２】
この実施例では、アイドル運転のようなエンジンの極低負荷領域における吸排気のバルブタイミングのオーバラップは小さく設定（最遅角に設定）され、それよりも高負荷側にあっては該極低負荷領域に対してオーバラップが大となるように設定されている。
【００３３】
但し、エンジンの軽、中負荷領域のオーバラップは大に設定され、エンジンの高負荷領域にあってはエンジン回転数に応じて吸気弁の閉じタイミングが設定されるので、高負荷低回転時にはオーバラップは中負荷領域のそれと比較して小さく、かつ高負荷中速回転時および高負荷高速回転時のそれと比較して大きく設定され、高負荷中速回転時のオーバラップは中位に設定され、高負荷高速回転時のオーバラップは小さく設定されている。
【００３４】
ところで、前述のカムキャップ１３の上面には図１２にも示す如く２本のセットボルト６１，６１を用いて油圧経路の継手部としての逆Ｔ字状の中間部材３３が配置されている。
この中間部材３３はその一部が図４、図５に示す如くシリンダヘッドカバー１２の開口部３６を貫通して上方に突出し、この開口部３６より上方に突出した突出部がバルブケース３１の嵌挿部４５に嵌挿されて、該バルブケース３１の位置決めを兼ねるように構成している。
【００３５】
この中間部材３３は図１２、図１３、図１４、図１５に示すようにバルブケース３１の一方の油路４７（図５、図９参照）に連通する横向きの油路６２と、この油路６２に連通して上下方向に延びる油路６３と、バルブケース３１の他方の油路４６（図４、図９参照）に連通する横向きの油路６４と、この油路６４に連通して斜め下方に延びる油路６５とを備えている。
【００３６】
また上述の横向きの油路６２，６４が形成された部位の下域部外周にはＯリング配設部６６，６７が形成され、これらの各Ｏリング配設部６６，６７に図４、図５に示す如くＯリング（シール部材）が配設されている。なお、図１４、図１５において６８は前述のセットボルト６１（図１２参照）を挿通させるための貫通孔である。
【００３７】
一方、前述のカムシャフト１４をカムプーリ５の隣接部位にて軸支するカムキャップ１３には、図４、図５、図１６に示すように中間部材３３内の一方の油路６３とカムシャフト１４内の一方の油路３５とを連通させるために上下方向に延びる油路６９と、円周状の輪溝７０とが形成され、また中間部材３３内の他方の油路６５とカムシャフト１４内の他方の油路３４とを連通させるために斜め上下方向に延びる油路７１と、円周状の輪溝７２とが形成されている。
【００３８】
つまり、バルブタイミング可変機構１５とオイルコントロールバルブ３２との間の油圧経路の一部（油路６９，７１、輪溝７０，７２参照）がカムプーリ５と隣接するカムキャップ１３を経由して形成されたものである。
【００３９】
しかも、図６に拡大図で示す如くオイルコントロールバルブ３２およびバルブケース３１は、その内蔵するスプール４１の軸方向がカムシャフト１４と直交するように前述のシール堤壁３９に設置され、バルブケース３１に設けられた２つのドレン通路４８，４９からの排油を排油路３７を介してシリンダヘッド２内に還流すべく構成している。
【００４０】
この排油路３７は、図６に示すように２つのドレン通路４８，４９からの排油範囲（枠状のシール堤壁３９で囲繞した内方側）において、タイミングベルト室７３とシリンダヘッドカバー１２内部とを仕切るシリンダヘッドカバー１２の垂下したシール壁７４と、このシール壁７４に向けてカムプーリ５側からカムキャップ１３側へ低くなるように傾斜したシリンダヘッドカバー１２のトップデッキ面と、このトップデッキ面およびシール壁７４が接続するシール堤壁３９とにより形成している。すなわち、この排油路３７はカムプーリ５と対応する側が高く、カムキャップ１３と対応する側が低くなるようにトップデッキ面がスラント形成されたもので、この実施例では４０度近い傾斜勾配をもつように構成している。
また上述のシリンダヘッドカバー１２に一体形成されたシール壁７４（いわゆる縦壁）は図３に示すように、平面視においてシリンダヘッドカバー１２における排油範囲の枠状のシール堤壁３９と直交状に交差するように形成され、枠状のシール堤壁３９の外方側では、このシール堤壁３９の上面近傍（トップデッキ面の基準位置）から垂下したシール壁７４がシール堤壁３９に接続されている。なお、シール壁７４の下部にはゴムガスケット等のシール部材７５が設けられている。
【００４１】
さらに前述の継手部としての中間部材３３を図６に示すようにカムキャップ１３の上面に配置し、この中間部材３３を隔てたカムプーリ５側（図示左側）には上述のスプール４１を、また反カムプーリ側（図示右側）にはカムアングルセンサ７６をそれぞれ配置している。
【００４２】
このカムアングルセンサ７６はシリンダヘッドカバー１２にスラント配置され、カムシャフト１４のカムキャップ近傍部位に圧入固定されたセンシングプレート７７に対向させている。
【００４３】
なお、図４、図５に示すように前述のボルト１７内にはバルブタイミング可変機構１５から漏れたオイルをシリンダヘッド２内へ還流させるリターンオイル孔７８が形成されており、このリターンオイル孔７８からの還流油はカムシャフト１４内およびシリンダヘッド２のリターン孔７９を介してシリンダヘッド２内へ還流する。さらに、タイミングプーリにて構成されたカムプーリ５と、カムキャップ１３およびシリンダヘッド２との間にはオイルシール８０が介設されている。
而して上記構成のエンジンの可変バルブタイミング装置により吸排気弁の作動タイミングを進角側に調整する場合には、オイルコントロールバルブ３２によりそのスプール４１を操作して、図５に矢印で示す如く、油圧を各要素４７，６２，６３，６９，７０，３５をこの順に介してバルブタイミング可変機構１５に供給した後に、リターンオイルを各要素３４，７２，７１，６５，６４，４６，４８，３７および開口部３６と中間部材３３との間のクリアランスをこの順に介してシリンダヘッドカバー１２内に還流し、吸排気弁の作動タイミングを遅角側に調整する場合にはオイルコントロールバルブ３２によりそのスプール４１を操作して、図４に矢印で示す如く、油圧を各要素４６，６４，６５，７１，７２，３４をこの順に介してバルブタイミング可変機構１５に供給した後に、リターンオイルを各要素３５，７０，６９，６３，６２，４７，４９，３７および上記クリアランスをこの順に介してシリンダヘッドカバー１２内に還流すべく構成している。
さらに、上述の可変バルブタイミング装置を備えたエンジン８１は図１７、図１８に示すように、その車軸方向（図１７に示すドライブシャフト８２の軸方向参照）に前述のカムシャフト１４が指向する横置きエンジンに設定されている。なお、図１７、図１８において８３はボディ、８４はエンジンメンバ、８５はサスクロスメンバ、８６，８７，８８はエンジンマウント、８９はトランスミッション、９０はエンジン側マウントブラケットである。
このように構成したエンジンの可変バルブタイミング装置の作用を、以下に説明する。
シリンダブロック１内のオイルギャラリからの油圧は図２に示すオイルジョイント２６、オイルパイプ２７およびバルブケース３１側のオイルジョイント２８を介してユニオンボルト２９内のオイル通路に至り、このオイル通路からオイルフィルタ３０を介してオイルコントロールバルブ３２に供給される。
【００４４】
そこで、オイルコントロールバルブ３２のスプール４１の軸方向の移動により油圧を図５に矢印で示す油圧経路を介してバルブタイミング可変機構１５に供給し、図８に示すロータ１８を同図の矢印ｄ方向へ回動させて、カムシャフト１４と、カムプーリ５との回転位相を変化させると、吸気弁の作動タイミングを進角側（図１９の矢印ｄ方向）に調整して、吸排気のバルブタイミングのオーバラップを大きくすることができる。
【００４５】
また、オイルコントロールバルブ３２のスプール４１の軸方向の移動により油圧を図４に矢印で示す油圧経路を介してバルブタイミング可変機構１５に供給し、図７に示すロータ１８を同図の矢印ｃ方向へ回動させて、カムシャフト１４と、カムプーリ５との回転位相を変化させると、吸気弁の作動タイミングを遅角側（図１９の矢印ｃ方向）に調整して、吸排気のバルブタイミングのオーバラップを小さくすることができる。
【００４６】
ところで、上記構成のエンジンの可変バルブタイミング装置によれば、バルブタイミング可変機構１５側のカムプーリ５をタイミングプーリで構成したものにおいて、カバー部材（ベルトカバー部３８が一体形成されたシリンダヘッドカバー１２参照）上面にオイルコントロールバルブ３２をその内蔵するスプール４１の軸方向がカムシャフト１４と直交するように設置し、オイルコントロールバルブ３２のバルブケース３１におけるスプール４１の軸方向に離間形成された複数の排油開口（ドレン通路４８，４９参照）からの排油をシリンダヘッド２内に還流させる排油路３７をカバー部材（シリンダヘッドカバー１２参照）に形成したので、バルブケース３１に離間形成された複数の排油開口（ドレン通路４８，４９参照）を排油路３７と対向させ、カム軸方向のコンパクト化（つまりエンジン全長の短縮）および装置全高のコンパクト化を図りつつ、タイミングベルト室７３へのオイル侵入防止を維持することができる効果がある。
【００４７】
また、カバー部材（シリンダヘッドカバー１２参照）には、タイミングべルト室７３と シリンダヘッド２内とを仕切るシール壁７４が形成され、上記排油路３７は上述の排油開口（ドレン通路４８，４９参照）からの排油範囲においてシール壁７４に向けてタイミングプーリ側（カムプーリ５側）からカム軸受部側（カムキャップ１３側）へ低くなるように傾斜形成したので、この傾斜構造により限られたスペース内においてオイルコントロールバルブ３２からの排油性を高めることができ、この結果、バルブタイミング可変機構１５の応答性向上を図ることができる効果がある。
【００４８】
しかも、上述のシール壁７４をカバー部材（シリンダヘッドカバー１２参照）における排油範囲の枠状のシール堤壁３９と交差するように形成したので、このシール壁７４の交差構造により取付剛性および支持剛性の向上を図ることができる効果がある。
【００４９】
さらに、上述のバルブケース３１の排油開口（ドレン通路４８，４９参照）をスプール４１の軸方向に長い形状と成したので、これら排油開口（ドレン通路４８，４９参照）からの排油性をさらに向上しつつ、オイルコントロールバルブ３２の排油周辺構造のコンパクト化を達成することができる効果がある。
【００５０】
また、スプール４１からカム軸受部（カムキャップ１３参照）への油圧経路を形成する継手部（中間部材３３参照）を設け、この継手部（中間部材３３参照）をカム軸受部（カムキャップ１３参照）上面に配置し、継手部（中間部材３３参照）を隔てたタイミングプーリ側（カムプーリ５側）にスプール４１を、また反タイミングプーリ側にカムアングルセンサ７６をそれぞれ配置したので、このカムアングルセンサ７６をカム軸受部（カムキャップ１３参照）近傍のセンシングプレート７７に対して対向配置することができ、カムシャフト１４のねじれに影響されることなくカムアングルセンサ７６による良好な検出精度を確保しつつ、継手部（中間部材３３参照）、スプール４１、カムアングルセンサ７６のコンパクトなレイアウトを達成することができる効果がある。
【００５１】
因に、上述のセンシングプレート７７およびカムアングルセンサ７６はカムシャフト１４の反カムプーリ側の端部に対応させて取付けることも可能であるが、この場合にはカムシャフト１４のねじれの影響を受ける。このため、センシングプレート７７およびカムアングルセンサ７６を図４、図５、図６に示す位置に取付けて、カムシャフト１４ねじれの影響を排除、カム角検出精度および気筒判別精度の向上を図ったものである。
【００５２】
さらに、上述のエンジン８１を図１７、図１８に示す如く車軸方向（ドライブシャフト８２の軸方向参照）にカムシャフト１４が指向する横置きエンジンに設定したので、カム軸方向のコンパクト化によりエンジン全長の短縮を図ることができ、横置きエンジンに最適であって、エンジン本体からの突出量が可及的短くなり、コンベアにて吊下げ支持されたボディ８３（図１７参照）に対してエンジン８１を下方から上方へ上昇させて組付ける時、車体側（ボディ８３側の左右のサイドフレーム）とエンジン８１側との干渉防止を図ることができる効果がある。
【００５３】
なお、上記実施例においてはシリンダヘッドカバー１２にベルトカバー部３８を一体形成したが、シリンダヘッドカバー１２と別体のタイミングベルトカバーを用いてもよいことは勿論である。
【００５４】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明のタイミングプーリは、カムプーリ５に対応し、
以下同様に、
カム軸は、カムシャフト１４に対応し、
カム軸受部は、カムキャップ１３に対応し、
排油開口は、ドレン通路４８，４９に対応し、
カバー部材は、ベルトカバー部３８が一体化されたシリンダヘッドカバー１２に対応し、
継手部は、中間部材３３に対応し、
カム角センサは、カムアングルセンサ７６に対応するも、
この発明は上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【００５５】
例えば、上記実施例においてはバルブタイミング可変機構１５を吸気側カムシャフト１４の一端に設けたが、このバルブタイミング可変機構１５を排気側カムシャフトの一端に設けてもよいことは云うまでもない。但し、バルブタイミング可変機構１５を排気側カムシャフトの一端に設けた場合には図１９の特性図から明らかなように吸排気のオーバラップを大きくする側が遅角側となり、吸排気のオーバラップを小さくする側が進角側となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の可変バルブタイミング装置を備えたエンジンの側面図。
【図２】 同エンジンの平面図。
【図３】 バルブケースおよびオイルコントロールバルブを省略した状態で示す図２の要部拡大平面図。
【図４】 遅角側への作動油供給を示す可変バルブタイミング装置の断面図。
【図５】 進角側への作動油供給を示す可変バルブタイミング装置の断面図。
【図６】 図４の要部拡大図。
【図７】 図４のＡ−Ａ線に沿うバルブタイミング可変機構の断面図。
【図８】 図５のＢ−Ｂ線に沿うバルブタイミング可変機構の断面図。
【図９】 バルブケースの要部を断面して示す平面視図。
【図１０】 バルブケースの底面図。
【図１１】 オイルコントロールバルブの説明図。
【図１２】 図２のＣ−Ｃ線に沿うカムキャップと中間部材との説明図。
【図１３】 中間部材の側面図。
【図１４】 図１３のＤ−Ｄ線矢視断面図。
【図１５】 図１４のＥ−Ｅ線矢視断面図。
【図１６】 カムキャップの拡大断面図。
【図１７】 横置きエンジンとボディとの関係を示す側面図。
【図１８】 図１７の要部平面図。
【図１９】 吸排気のバルブタイミングのオーバラップ大小と進角・遅角との関係を示す特性図。
【符号の説明】
５…カムプーリ（タイミングプーリ）
７…タイミングベルト
１２…シリンダヘッドカバー（カバー部材）
１３…カムキャップ（カム軸受部）
１４…カムシャフト
１５…バルブタイミング可変機構
３１…バルブケース
３２…オイルコントロールバルブ
３３…中間部材（継手部）
３７…排油路
３９…シール堤壁
４１…スプール
４８，４９…ドレン通路（排油開口）
７３…タイミングベルト室
７４…シール壁
７６…カムアングルセンサ
８１…エンジン
【発明の属する技術分野】
この発明は、タイミングプーリ（カムプーリ）とカム軸との回転位相を変化させるバルブタイミング可変機構と、このバルブタイミング可変機構に対する作動油圧をコントロールするオイルコントロールバルブとを備えたようなエンジンの可変バルブタイミング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述例のエンジンの可変バルブタイミング装置としては、例えば特開平９−２５０３１０号公報に記載の装置がある。
すなわち、カムプーリ（ドリブンギヤ）とカム軸との回転位相を変化させるバルブタイミング可変機構と、このバルブタイミング可変機構への作動油圧をコントロールするオイルコントロールバルブとを備え、オイルコントロールバルブとカム軸受（ベアリングキャップ）との間に複数の油圧経路を形成して、オイル供給路とオイルリターン路とを構成したエンジンの可変バルブタイミング装置がある。
【０００３】
ここで、上述のカムプーリ（ドリブンギヤ）は吸気側カムシャフトの後端に設けられ、排気側カムシャフトの後端に嵌合されたドライブギヤにて駆動されると共に、この排気側カムシャフトはその前端に嵌合されたプーリと、タイミングベルトとを介してクランクプーリに連動連結されている。
【０００４】
このようにバルブタイミング可変機構側のカムプーリ（ドリブンギヤ）をギヤ駆動する場合、またはチェーン駆動する場合には特に問題が生じないが、カムプーリをタイミングプーリにて構成し、このタイミングプーリをタイミングベルトで駆動すべく構成する場合には、このタイミングベルト上には前述のオイルコントロールバルブからの排油を落下させることができないので、可変バルブタイミング装置のカム軸方向のコンパクト化および装置全高のコンパクト化と、タイミングベルト室へのオイル侵入防止との両立を図ることが困難で、可変バルブタイミング装置なかんずくオイルコントロールバルブの排油路周辺構造が大型化する問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、バルブタイミング可変機構側のカムプーリをタイミングプーリで構成したものにおいて、カバー部材上面にオイルコントロールバルブをその内蔵するスプールの軸方向がカム軸と直交するように設置し、オイルコントロールバルブのバルブケースにおけるスプールの軸方向に離間形成された複数の排油開口からの排油をシリンダヘッド内に還流させる排油路をカバー部材に形成することで、バルブケースに離間形成された複数の排油開口を排油路と対向させ、カム軸方向のコンパクト化（エンジン全長の短縮）および装置全高のコンパクト化を図りつつ、タイミングベルト室へのオイル侵入防止を維持することができ、また、
限られたスペース内においてオイルコントロールバルブからの排油性を高め、バルブタイミング可変機構の応答性向上を図ることができ、しかも、タイミングベルト室とシリンダヘッド内とを仕切るシール壁により、取付け剛性および支持剛性の向上を図ることができるエンジンの可変バルブタイミング装置の提供を目的とする。
【０００６】
この発明の一実施態様は、上述のバルブケースの排油開口をスプールの軸方向に長い形状と成すことで、排油性のさらなる向上を図りつつ、オイルコントロールバルブの排油周辺構造のコンパクト化を達成することができるエンジンの可変バルブタイミング装置の提供を目的とする。
【０００７】
この発明の一実施態様は、スプールからカム軸受部への油圧経路を形成する継手部を設け、この継手部をカム軸受部上面に配置すると共に、この継手部を隔てたタイミングプーリ側にスプールを、また反タイミングプーリ側にカム角センサをそれぞれ配置することで、カム角センサによる良好な検出精度を確保しつつ、継手部、スプール、カム角センサのコンパクトなレイアウト達成を図ることができるエンジンの可変バルブタイミング装置の提供を目的とする。
【０００８】
この発明の一実施態様は、上述のエンジンを車軸方向にカム軸が指向する横置きエンジンに設定することで、カム軸方向のコンパクト化によりエンジン全長の短縮を図ることができて横置きエンジンに最適であり、エンジン本体からの装置突出量が可及的短くなり、車体に対してエンジンを下方から上方へ上昇させて組付ける際の車体側とエンジン側との干渉防止を図ることができるエンジンの可変バルブタイミング装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明によるエンジンの可変バルブタイミング装置は、タイミングプーリとカム軸との回転位相を変化させるバルブタイミング可変機構と、上記バルブタイミング可変機構に対する作動油圧をコントロールするオイルコントロールバルブとを備え、上記バルブタイミング可変機構とオイルコントロールバルブとの間の油圧経路がタイミングプーリと隣接するカム軸受部を経由して形成されたエンジンの可変バルブタイミング装置であって、上記オイルコントロールバルブには軸方向の移動により上記油圧経路の油圧を制御するスプールが内蔵され、オイルコントロールバルブのバルブケースにはスプールの軸方向に複数の排油開口が離間形成され、上記オイルコントロールバルブを、その内蔵するスプールの軸方向がカム軸と直交するように、タイミングベルトをカバーするカバー部材上面に設置し、カバー部材には上記複数の排油開口からの排油をシリンダヘッド内に還流させる排油路が形成され、上記カバー部材には、タイミングベルト室とシリンダヘッド内とを仕切るシール壁が形成され、上記排油路は上記排油開口からの排油範囲において上記シール壁に向けて、タイミングプーリ側からカム軸受部側へ低くなるように傾斜成形され、上記カバー部材における排油範囲の枠状のシール堤壁と交差するように上記シール壁が形成されたものである。
【００１０】
この発明の一実施態様においては、上記バルブケースの排油開口をスプールの軸方向に長い形状と成したものである。
【００１１】
この発明の一実施態様においては、上記スプールからカム軸受部への油圧経路を形成する継手部を設け、上記継手部をカム軸受部上面に配置すると共に、この継手部を隔てたタイミングプーリ側に上記スプールを、また反タイミングプーリ側にカム角センサをそれぞれ配置したものである。
【００１２】
この発明の一実施態様においては、上記エンジンは車軸方向に、上記カム軸が指向する横置きエンジンに設定されたものである。
【００１３】
【発明の作用及び効果】
この発明によれば、バルブタイミング可変機構側のカムプーリをタイミングプーリで構成したものにおいて、カバー部材上面にオイルコントロールバルブをその内蔵するスプールの軸方向がカム軸と直交するように設置し、オイルコントロールバルブのバルブケースにおけるスプールの軸方向に離間形成された複数の排油開口からの排油をシリンダヘッド内に還流させる排油路をカバー部材に形成したので、バルブケースに離間形成された複数の排油開口からの排油が排油路に流下する。このため、カム軸方向のコンパクト化（つまりエンジン全長の短縮）および装置全高のコンパクト化と、タイミングベルト室へのオイル侵入防止の維持との両立を図ることができる効果がある。
【００１４】
また、上述の排油路をシール壁に向けてタイミングプーリ側からカム軸受部側へ低くなるように傾斜形成したので、この傾斜構造により限られたスペース内においてオイルコントロールバルブからの排油性を高めることができ、この結果、バルブタイミング可変機構の応答性向上を図ることができる効果がある。
【００１５】
さらに、上述のシール壁をカバー部材における排油範囲の枠状のシール堤壁と交差するように形成したので、このシール壁の交差構造により取付剛性および支持剛性の向上を図ることができる効果がある。
【００１６】
この発明の一実施態様によれば、上述のバルブケースの排油開口をスプールの軸方向に長い形状と成したので、これら排油開口からの排油性をさらに向上しつつ、オイルコントロールバルブの排油周辺構造のコンパクト化を達成することができる効果がある。
【００１７】
この発明の一実施態様によれば、スプールからカム軸受部への油圧経路を形成する継手部を設け、この継手部をカム軸受部上面に配置し、継手部を隔てたタイミングプーリ側にスプールを、また反タイミングプーリ側にカム角センサをそれぞれ配置したので、このカム角センサをカム軸受部近傍のセンシングプレートに対して対向配置することができ、カム軸のねじれに影響されることなくカム角センサによる良好な検出精度を確保しつつ、継手部、スプール、カム角センサのコンパクトなレイアウトを達成することができる効果がある。
【００１８】
この発明の一実施態様によれば、上述のエンジンを車軸方向にカム軸が指向する横置きエンジンに設定したので、カム軸方向のコンパクト化によりエンジン全長の短縮を図ることができ、横置きエンジンに最適であって、エンジン本体からの突出量が可及的短くなり、車体に対してエンジンを下方から上方へ上昇させて、組付ける時、車体側とエンジン側との干渉防止を図ることができる効果がある。
【００１９】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は本発明の可変バルブタイミング装置を備えたエンジンを示し、図１において、シリンダブロック１にシリンダヘッド２を取付ける一方、クランク軸３に嵌合したクランクプーリ４と、タイミングプーリにて構成された吸気側（吸気弁を動作させる側）のカムプーリ５と、タイミングプーリにて構成された排気側（排気弁を動作させる側）のカムプーリ６との間にタイミングベルト７を張架して、クランクプーリ４の回転力をタイミングベルト７を介してカムプーリ５，６に伝達して、吸気側および排気側のカムシャフトを駆動すべく構成している。
【００２０】
また上述のタイミングベルト７の張り側は固定アイドラ８によりベルト張力が付加され、タイミングベルト７の弛み側はテンショナ９によりベルト張力が付加されている。このテンショナ９はテンショナスプリング１０により支点１１を中心として図１の時計方向へバネ付勢されたものである。
【００２１】
この実施例ではバルブタイミング可変機構１５（図４〜図８参照）は吸気弁を動作させる側に取付けられているので、以下、その構成について詳述する。
図２、図３、図４、図５に示す如く、上述のシリンダヘッド２の上部に設けられたシリンダヘッドカバー１２の内部にはカム軸受部としてのカムキャップ１３で軸支されたカムシャフト１４を設け、この吸気側のカムシャフト１４の一端側には図４、図５に示す如くバルブタイミング可変機構１５を設けている。
【００２２】
このバルブタイミング可変機構１５は、カムシャフト１４内を流通する油圧の作動力により、カムシャフト１４の一端部外周に設けられたカムプーリ５（タイミングプーリ）とカムシャフト１４との回転位相を変化させてバルブ（吸気弁）の作動タイミングを進角側または遅角側に調整するものである。
【００２３】
上述のバルブタイミング可変機構１５は図４〜図８に示すように座金部材１６およびボルト１７を用いてカムシャフト１４に取付けられ、かつ、このカムシャフト１４と一体回転するロータ１８と、蓋部材１９と共に複数のボルト２０によって上述のカムプーリ５に取付けられて、このカムプーリ５と一体回転するハウジング２１とを備え、図４、図７（但し、図７は図４のＡ−Ａ線に沿う要部の矢視断面図）に示す如くロータ１８内の遅角側油路２２を介して、ロータ１８とハウジング２１との間の油室２３内に図示矢印の如く作動油圧が供給された時には、ロータ１８を遅角方向（吸排気のバルブタイミングのオーバラップを小さくする矢印ｃ方向）に相対回転させて、カムプーリ５とカムシャフト１４との回転位相を変化させる。すなわち図１９に示す排気側（ＥＸ側）のバルブリフトカーブａに対して吸気側（ＩＮ側）のバルブリフトカーブｂを遅角方向Ｃに変位させて、オーバラップ量ｅを小さくする。
【００２４】
また図５、図８（但し、図８は図５のＢ−Ｂ線に沿う要部の矢視断面図）に示す如くロータ１８内の進角側油路２４を介して、ロータ１８とハウジング２１との間の油室２３内に図示矢印の如く作動油圧が供給された時には、ロータ１８を進角方向（吸排気のバルブタイミングのオーバラップを大きくする矢印ｄ方向）に相対回転させて、カムプーリ５とカムシャフト１４との回転位相を変化させる。すなわち図１９に示す排気側のバルブリフトカーブａに対して吸気側のバルブリフトカーブｂを進角方向ｄに変位させて、オーバラップ量ｅを大きくする。なお図４〜図８において２５はロータ１８とハウジング２１との摺動部をシールするチップシールである。
【００２５】
ところで、上述の油圧はシリンダブロック１内のオイルギャラリ（図示せず）から図２に示すオイルジョイント２６、オイルパイプ２７、オイルジョイント２８、図４に示すユニオンボルト２９内の通路、オイルフィルタ３０を介してバルブケース３１に収納された電磁駆動タイプのオイルコントロールバルブ３２に至り、このオイルコントロールバルブ３２で油圧制御（流量方向制御および流量制御）された後に、油圧経路継手部としての中間部材３３（いわゆるアダプタ）およびカムキャップ１３を介してカムシャフト１４に供給され、このカムシャフト１４に形成された油路３４，３５を介してバルブタイミング可変機構１５に供給される。
【００２６】
この実施例では上述のオイルコントロールバルブ３２を収納したバルブケース３１はタイミングベルト７をカバーするベルトカバー部３８が一体形成されたカバー部材としてのシリンダヘッドカバー１２の上面においてバルブタイミング可変機構１５の配設側と同側に配置されるので、このシリンダヘッドカバー１２のカムキャップ１３と対向するヘッドカバー上壁には図３、図４に示すように開口部３６が形成されている。
【００２７】
また上述のシリンダヘッドカバー１２には開口部３６につづいて傾斜状の排油路３７とカムプーリ５の上方側に延びるベルトカバー部３８が一体形成され、これら開口部３６および排油路３７を囲繞するようにシリンダヘッドカバー１２のトップデッキ面には取付け座面を兼ねる枠状のシール堤壁３９が形成されている。
このシール堤壁３９に４本のセットボルト４０…を用いて固定される上述のバルブケース３１は図９、図１０に示す如く構成している。
【００２８】
すなわち、バルブケース３１の中央部分にはオイルコントロールバルブ３２のスプール４１外周部のスプールケーシング４２（図１１参照）を収納する配設孔４３がカム軸間方向（つまりカム軸方向と直交する方向）に形成され、この配設孔４３と直交するようにインレット孔４４が形成されている。
このインレット孔４４には図４、図５に示すようにユニオンボルト２９およびオイルフィルタ３０が内設されるものである。また上述のバルブケース３１の配設孔４３を隔てた反インレット孔側には上下方向に延びる嵌挿部４５が下面側に開口すべく形成され、この嵌挿部４５と配設孔４３とがカム軸方向に並設されている。
【００２９】
そして上述の嵌挿部４５と配設孔４３とを連通する遅角側の油路４６と進角側の油路４７が形成されると共に、配設孔４３の下部にはオイルコントロールバルブ３２の排油開口として２つのドレン通路４８，４９がスプール４１の軸方向に離間形成され、これらの各ドレン通路４８，４９はスプール４１の軸方向に長い形状すなわち長孔状に形成されると共に、これらの各ドレン通路４８，４９は前述の排油路３７と対向する。また上述のバルブケース３１の底面にはベルトカバー部３８が一体形成されてなるシリンダヘッドカバー１２のシール堤壁３９と対応するように取付座５０（図１０参照）が形成されており、オイルコントロールバルブ３２を収納したこのバルブケース３１で上述の開口部３６をシリンダヘッドカバー１２の上面側から覆っている。しかも、上述のバルブケース３１を、その内蔵するスプール４１の軸方向がカムシャフト１４と直交するようにシリンダヘッドカバー１２に外付け固定したものである。
なお、図９、図１０において５１は前述のセットボルト４０を挿通させるための貫通孔である。
【００３０】
上述のオイルコントロールバルブ３２は図１１に示す如く構成している。
すなわち、このオイルコントロールバルブ３２はコイル５２およびプランジャ５３を有する電磁ソレノイド５４と、前述のスプール４１およびスプールケーシング４２とを備え、このスプールケーシング４２には図９のインレット孔４４と対向するように作動油供給ポート５５（いわゆるＰポート）が形成され、また図９の２つのドレン通路４８，４９（排油開口）と対向するようにドレンポート５６，５７（いわゆるＴポート）が形成され、さらに図９の各油路４６，４７と対向するようにアクチュエータポート５８，５９が形成されている。
【００３１】
また上述のスプール４１における反ソレノイド側にはスプリング６０を設け、エンジンコントロールユニットのＣＰＵ（図示せず）からエンジン回転数およびエンジン負荷に対応したデューティ信号が電磁ソレノイド５４に印加され、この電磁ソレノイド５４によりプランジャ５３を介して軸方向にデューティ移動操作されるスプール４１の各ランド部にてアクチュエータポート５８，５９の開口面積を制御して、作動油圧を進角側（オーバラップを大きくする側）または遅角側（オーバラップを小さくする側）に制御すべく構成している。
【００３２】
この実施例では、アイドル運転のようなエンジンの極低負荷領域における吸排気のバルブタイミングのオーバラップは小さく設定（最遅角に設定）され、それよりも高負荷側にあっては該極低負荷領域に対してオーバラップが大となるように設定されている。
【００３３】
但し、エンジンの軽、中負荷領域のオーバラップは大に設定され、エンジンの高負荷領域にあってはエンジン回転数に応じて吸気弁の閉じタイミングが設定されるので、高負荷低回転時にはオーバラップは中負荷領域のそれと比較して小さく、かつ高負荷中速回転時および高負荷高速回転時のそれと比較して大きく設定され、高負荷中速回転時のオーバラップは中位に設定され、高負荷高速回転時のオーバラップは小さく設定されている。
【００３４】
ところで、前述のカムキャップ１３の上面には図１２にも示す如く２本のセットボルト６１，６１を用いて油圧経路の継手部としての逆Ｔ字状の中間部材３３が配置されている。
この中間部材３３はその一部が図４、図５に示す如くシリンダヘッドカバー１２の開口部３６を貫通して上方に突出し、この開口部３６より上方に突出した突出部がバルブケース３１の嵌挿部４５に嵌挿されて、該バルブケース３１の位置決めを兼ねるように構成している。
【００３５】
この中間部材３３は図１２、図１３、図１４、図１５に示すようにバルブケース３１の一方の油路４７（図５、図９参照）に連通する横向きの油路６２と、この油路６２に連通して上下方向に延びる油路６３と、バルブケース３１の他方の油路４６（図４、図９参照）に連通する横向きの油路６４と、この油路６４に連通して斜め下方に延びる油路６５とを備えている。
【００３６】
また上述の横向きの油路６２，６４が形成された部位の下域部外周にはＯリング配設部６６，６７が形成され、これらの各Ｏリング配設部６６，６７に図４、図５に示す如くＯリング（シール部材）が配設されている。なお、図１４、図１５において６８は前述のセットボルト６１（図１２参照）を挿通させるための貫通孔である。
【００３７】
一方、前述のカムシャフト１４をカムプーリ５の隣接部位にて軸支するカムキャップ１３には、図４、図５、図１６に示すように中間部材３３内の一方の油路６３とカムシャフト１４内の一方の油路３５とを連通させるために上下方向に延びる油路６９と、円周状の輪溝７０とが形成され、また中間部材３３内の他方の油路６５とカムシャフト１４内の他方の油路３４とを連通させるために斜め上下方向に延びる油路７１と、円周状の輪溝７２とが形成されている。
【００３８】
つまり、バルブタイミング可変機構１５とオイルコントロールバルブ３２との間の油圧経路の一部（油路６９，７１、輪溝７０，７２参照）がカムプーリ５と隣接するカムキャップ１３を経由して形成されたものである。
【００３９】
しかも、図６に拡大図で示す如くオイルコントロールバルブ３２およびバルブケース３１は、その内蔵するスプール４１の軸方向がカムシャフト１４と直交するように前述のシール堤壁３９に設置され、バルブケース３１に設けられた２つのドレン通路４８，４９からの排油を排油路３７を介してシリンダヘッド２内に還流すべく構成している。
【００４０】
この排油路３７は、図６に示すように２つのドレン通路４８，４９からの排油範囲（枠状のシール堤壁３９で囲繞した内方側）において、タイミングベルト室７３とシリンダヘッドカバー１２内部とを仕切るシリンダヘッドカバー１２の垂下したシール壁７４と、このシール壁７４に向けてカムプーリ５側からカムキャップ１３側へ低くなるように傾斜したシリンダヘッドカバー１２のトップデッキ面と、このトップデッキ面およびシール壁７４が接続するシール堤壁３９とにより形成している。すなわち、この排油路３７はカムプーリ５と対応する側が高く、カムキャップ１３と対応する側が低くなるようにトップデッキ面がスラント形成されたもので、この実施例では４０度近い傾斜勾配をもつように構成している。
また上述のシリンダヘッドカバー１２に一体形成されたシール壁７４（いわゆる縦壁）は図３に示すように、平面視においてシリンダヘッドカバー１２における排油範囲の枠状のシール堤壁３９と直交状に交差するように形成され、枠状のシール堤壁３９の外方側では、このシール堤壁３９の上面近傍（トップデッキ面の基準位置）から垂下したシール壁７４がシール堤壁３９に接続されている。なお、シール壁７４の下部にはゴムガスケット等のシール部材７５が設けられている。
【００４１】
さらに前述の継手部としての中間部材３３を図６に示すようにカムキャップ１３の上面に配置し、この中間部材３３を隔てたカムプーリ５側（図示左側）には上述のスプール４１を、また反カムプーリ側（図示右側）にはカムアングルセンサ７６をそれぞれ配置している。
【００４２】
このカムアングルセンサ７６はシリンダヘッドカバー１２にスラント配置され、カムシャフト１４のカムキャップ近傍部位に圧入固定されたセンシングプレート７７に対向させている。
【００４３】
なお、図４、図５に示すように前述のボルト１７内にはバルブタイミング可変機構１５から漏れたオイルをシリンダヘッド２内へ還流させるリターンオイル孔７８が形成されており、このリターンオイル孔７８からの還流油はカムシャフト１４内およびシリンダヘッド２のリターン孔７９を介してシリンダヘッド２内へ還流する。さらに、タイミングプーリにて構成されたカムプーリ５と、カムキャップ１３およびシリンダヘッド２との間にはオイルシール８０が介設されている。
而して上記構成のエンジンの可変バルブタイミング装置により吸排気弁の作動タイミングを進角側に調整する場合には、オイルコントロールバルブ３２によりそのスプール４１を操作して、図５に矢印で示す如く、油圧を各要素４７，６２，６３，６９，７０，３５をこの順に介してバルブタイミング可変機構１５に供給した後に、リターンオイルを各要素３４，７２，７１，６５，６４，４６，４８，３７および開口部３６と中間部材３３との間のクリアランスをこの順に介してシリンダヘッドカバー１２内に還流し、吸排気弁の作動タイミングを遅角側に調整する場合にはオイルコントロールバルブ３２によりそのスプール４１を操作して、図４に矢印で示す如く、油圧を各要素４６，６４，６５，７１，７２，３４をこの順に介してバルブタイミング可変機構１５に供給した後に、リターンオイルを各要素３５，７０，６９，６３，６２，４７，４９，３７および上記クリアランスをこの順に介してシリンダヘッドカバー１２内に還流すべく構成している。
さらに、上述の可変バルブタイミング装置を備えたエンジン８１は図１７、図１８に示すように、その車軸方向（図１７に示すドライブシャフト８２の軸方向参照）に前述のカムシャフト１４が指向する横置きエンジンに設定されている。なお、図１７、図１８において８３はボディ、８４はエンジンメンバ、８５はサスクロスメンバ、８６，８７，８８はエンジンマウント、８９はトランスミッション、９０はエンジン側マウントブラケットである。
このように構成したエンジンの可変バルブタイミング装置の作用を、以下に説明する。
シリンダブロック１内のオイルギャラリからの油圧は図２に示すオイルジョイント２６、オイルパイプ２７およびバルブケース３１側のオイルジョイント２８を介してユニオンボルト２９内のオイル通路に至り、このオイル通路からオイルフィルタ３０を介してオイルコントロールバルブ３２に供給される。
【００４４】
そこで、オイルコントロールバルブ３２のスプール４１の軸方向の移動により油圧を図５に矢印で示す油圧経路を介してバルブタイミング可変機構１５に供給し、図８に示すロータ１８を同図の矢印ｄ方向へ回動させて、カムシャフト１４と、カムプーリ５との回転位相を変化させると、吸気弁の作動タイミングを進角側（図１９の矢印ｄ方向）に調整して、吸排気のバルブタイミングのオーバラップを大きくすることができる。
【００４５】
また、オイルコントロールバルブ３２のスプール４１の軸方向の移動により油圧を図４に矢印で示す油圧経路を介してバルブタイミング可変機構１５に供給し、図７に示すロータ１８を同図の矢印ｃ方向へ回動させて、カムシャフト１４と、カムプーリ５との回転位相を変化させると、吸気弁の作動タイミングを遅角側（図１９の矢印ｃ方向）に調整して、吸排気のバルブタイミングのオーバラップを小さくすることができる。
【００４６】
ところで、上記構成のエンジンの可変バルブタイミング装置によれば、バルブタイミング可変機構１５側のカムプーリ５をタイミングプーリで構成したものにおいて、カバー部材（ベルトカバー部３８が一体形成されたシリンダヘッドカバー１２参照）上面にオイルコントロールバルブ３２をその内蔵するスプール４１の軸方向がカムシャフト１４と直交するように設置し、オイルコントロールバルブ３２のバルブケース３１におけるスプール４１の軸方向に離間形成された複数の排油開口（ドレン通路４８，４９参照）からの排油をシリンダヘッド２内に還流させる排油路３７をカバー部材（シリンダヘッドカバー１２参照）に形成したので、バルブケース３１に離間形成された複数の排油開口（ドレン通路４８，４９参照）を排油路３７と対向させ、カム軸方向のコンパクト化（つまりエンジン全長の短縮）および装置全高のコンパクト化を図りつつ、タイミングベルト室７３へのオイル侵入防止を維持することができる効果がある。
【００４７】
また、カバー部材（シリンダヘッドカバー１２参照）には、タイミングべルト室７３と シリンダヘッド２内とを仕切るシール壁７４が形成され、上記排油路３７は上述の排油開口（ドレン通路４８，４９参照）からの排油範囲においてシール壁７４に向けてタイミングプーリ側（カムプーリ５側）からカム軸受部側（カムキャップ１３側）へ低くなるように傾斜形成したので、この傾斜構造により限られたスペース内においてオイルコントロールバルブ３２からの排油性を高めることができ、この結果、バルブタイミング可変機構１５の応答性向上を図ることができる効果がある。
【００４８】
しかも、上述のシール壁７４をカバー部材（シリンダヘッドカバー１２参照）における排油範囲の枠状のシール堤壁３９と交差するように形成したので、このシール壁７４の交差構造により取付剛性および支持剛性の向上を図ることができる効果がある。
【００４９】
さらに、上述のバルブケース３１の排油開口（ドレン通路４８，４９参照）をスプール４１の軸方向に長い形状と成したので、これら排油開口（ドレン通路４８，４９参照）からの排油性をさらに向上しつつ、オイルコントロールバルブ３２の排油周辺構造のコンパクト化を達成することができる効果がある。
【００５０】
また、スプール４１からカム軸受部（カムキャップ１３参照）への油圧経路を形成する継手部（中間部材３３参照）を設け、この継手部（中間部材３３参照）をカム軸受部（カムキャップ１３参照）上面に配置し、継手部（中間部材３３参照）を隔てたタイミングプーリ側（カムプーリ５側）にスプール４１を、また反タイミングプーリ側にカムアングルセンサ７６をそれぞれ配置したので、このカムアングルセンサ７６をカム軸受部（カムキャップ１３参照）近傍のセンシングプレート７７に対して対向配置することができ、カムシャフト１４のねじれに影響されることなくカムアングルセンサ７６による良好な検出精度を確保しつつ、継手部（中間部材３３参照）、スプール４１、カムアングルセンサ７６のコンパクトなレイアウトを達成することができる効果がある。
【００５１】
因に、上述のセンシングプレート７７およびカムアングルセンサ７６はカムシャフト１４の反カムプーリ側の端部に対応させて取付けることも可能であるが、この場合にはカムシャフト１４のねじれの影響を受ける。このため、センシングプレート７７およびカムアングルセンサ７６を図４、図５、図６に示す位置に取付けて、カムシャフト１４ねじれの影響を排除、カム角検出精度および気筒判別精度の向上を図ったものである。
【００５２】
さらに、上述のエンジン８１を図１７、図１８に示す如く車軸方向（ドライブシャフト８２の軸方向参照）にカムシャフト１４が指向する横置きエンジンに設定したので、カム軸方向のコンパクト化によりエンジン全長の短縮を図ることができ、横置きエンジンに最適であって、エンジン本体からの突出量が可及的短くなり、コンベアにて吊下げ支持されたボディ８３（図１７参照）に対してエンジン８１を下方から上方へ上昇させて組付ける時、車体側（ボディ８３側の左右のサイドフレーム）とエンジン８１側との干渉防止を図ることができる効果がある。
【００５３】
なお、上記実施例においてはシリンダヘッドカバー１２にベルトカバー部３８を一体形成したが、シリンダヘッドカバー１２と別体のタイミングベルトカバーを用いてもよいことは勿論である。
【００５４】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明のタイミングプーリは、カムプーリ５に対応し、
以下同様に、
カム軸は、カムシャフト１４に対応し、
カム軸受部は、カムキャップ１３に対応し、
排油開口は、ドレン通路４８，４９に対応し、
カバー部材は、ベルトカバー部３８が一体化されたシリンダヘッドカバー１２に対応し、
継手部は、中間部材３３に対応し、
カム角センサは、カムアングルセンサ７６に対応するも、
この発明は上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【００５５】
例えば、上記実施例においてはバルブタイミング可変機構１５を吸気側カムシャフト１４の一端に設けたが、このバルブタイミング可変機構１５を排気側カムシャフトの一端に設けてもよいことは云うまでもない。但し、バルブタイミング可変機構１５を排気側カムシャフトの一端に設けた場合には図１９の特性図から明らかなように吸排気のオーバラップを大きくする側が遅角側となり、吸排気のオーバラップを小さくする側が進角側となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の可変バルブタイミング装置を備えたエンジンの側面図。
【図２】 同エンジンの平面図。
【図３】 バルブケースおよびオイルコントロールバルブを省略した状態で示す図２の要部拡大平面図。
【図４】 遅角側への作動油供給を示す可変バルブタイミング装置の断面図。
【図５】 進角側への作動油供給を示す可変バルブタイミング装置の断面図。
【図６】 図４の要部拡大図。
【図７】 図４のＡ−Ａ線に沿うバルブタイミング可変機構の断面図。
【図８】 図５のＢ−Ｂ線に沿うバルブタイミング可変機構の断面図。
【図９】 バルブケースの要部を断面して示す平面視図。
【図１０】 バルブケースの底面図。
【図１１】 オイルコントロールバルブの説明図。
【図１２】 図２のＣ−Ｃ線に沿うカムキャップと中間部材との説明図。
【図１３】 中間部材の側面図。
【図１４】 図１３のＤ−Ｄ線矢視断面図。
【図１５】 図１４のＥ−Ｅ線矢視断面図。
【図１６】 カムキャップの拡大断面図。
【図１７】 横置きエンジンとボディとの関係を示す側面図。
【図１８】 図１７の要部平面図。
【図１９】 吸排気のバルブタイミングのオーバラップ大小と進角・遅角との関係を示す特性図。
【符号の説明】
５…カムプーリ（タイミングプーリ）
７…タイミングベルト
１２…シリンダヘッドカバー（カバー部材）
１３…カムキャップ（カム軸受部）
１４…カムシャフト
１５…バルブタイミング可変機構
３１…バルブケース
３２…オイルコントロールバルブ
３３…中間部材（継手部）
３７…排油路
３９…シール堤壁
４１…スプール
４８，４９…ドレン通路（排油開口）
７３…タイミングベルト室
７４…シール壁
７６…カムアングルセンサ
８１…エンジン
Claims (4)
- タイミングプーリとカム軸との回転位相を変化させるバルブタイミング可変機構と、
上記バルブタイミング可変機構に対する作動油圧をコントロールするオイルコントロールバルブとを備え、
上記バルブタイミング可変機構とオイルコントロールバルブとの間の油圧経路がタイミングプーリと隣接するカム軸受部を経由して形成されたエンジンの可変バルブタイミング装置であって、
上記オイルコントロールバルブには軸方向の移動により上記油圧経路の油圧を制御するスプールが内蔵され、
オイルコントロールバルブのバルブケースにはスプールの軸方向に複数の排油開口が離間形成され、
上記オイルコントロールバルブを、その内蔵するスプールの軸方向がカム軸と直交するように、タイミングベルトをカバーするカバー部材上面に設置し、
カバー部材には上記複数の排油開口からの排油をシリンダヘッド内に還流させる排油路が形成され、
上記カバー部材には、タイミングベルト室とシリンダヘッド内とを仕切るシール壁が形成され、
上記排油路は上記排油開口からの排油範囲において上記シール壁に向けて、
タイミングプーリ側からカム軸受部側へ低くなるように傾斜成形され、
上記カバー部材における排油範囲の枠状のシール堤壁と交差するように上記シール壁が形成された
エンジンの可変バルブタイミング装置。 - 上記バルブケースの排油開口をスプールの軸方向に長い形状と成した
請求項１記載のエンジンの可変バルブタイミング装置。 - 上記スプールからカム軸受部への油圧経路を形成する継手部を設け、
上記継手部をカム軸受部上面に配置すると共に、
この継手部を隔てたタイミングプーリ側に上記スプールを、また反タイミングプーリ側にカム角センサをそれぞれ配置した
請求項１記載のエンジンの可変バルブタイミング装置。 - 上記エンジンは車軸方向に上記カム軸が指向する横置きエンジンに設定された請求項１記載のエンジンの可変バルブタイミング装置。
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