JP3870548B2 - オイルコントロールバルブの取付け構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４サイクルエンジンの可変バルブタイミング（Variable Valve Timing）装置に供給する作動油制御用のオイルコントロールバルブ（Oil Control Valve：以下ＯＣＶと略記する）の取付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、４サイクルエンジンであって、可変バルブタイミング装置を有するものにおいて、ＯＣＶはカムシャフトハウジングあるいはシリンダヘッドに取付けるのが一般的であった。
しかしながら、ＯＣＶは以下に説明するように、その取付け構造に関して種々の問題点を有していた。
【０００３】
特開平７−１３９３２０号や特開平４−１０９００７号等は、ＯＣＶをカムシャフトハウジングに取付けた従来技術である。これら公報の従来技術では、シリンダヘッド上方にＯＣＶ取付け部が飛び出るような形となるため、ヘッドカバー上部にインタークーラやレゾネータ等の補機類をレイアウトさせるのが不可能となってしまう。
したがって、シリンダヘッドにＯＣＶを直接取付けるのはコンパクトなエンジンにおいてはＯＣＶを収めるスペースが無く実現が困難であるという第１の問題点があった。
【０００４】
図１４は、従来のエンジンにおいてのＯＣＶの取付けについて説明するものである。図１４に示すように、エンジンのチェーンカバーａは、シリンダヘッドｂ（ヘッドカバーｂ１）およびシリンダブロックｃにボルトｄにより締め付け固定されており、動弁駆動用チェーンをカバーしている。エンジンは作動時に動弁系部品の打音やチェーン騒音を発生する。チェーンカバーａはまた、これらの騒音を低減させる役目も果たしている。
【０００５】
しかし、チェーンカバーａは図１４の符号Ａで示すような平面部から騒音を放射し、さらに、この平面部Ａの固有振動数との共振によりより大きな騒音を発生する構造となるという第２の問題点があった。
【０００６】
一方、図１５はＯＣＶの概要を、また図１６は一般的なＯＣＶの一般的な形状それぞれの説明図である。図１５および図１６に示すように、ＯＣＶはオイルを状況に応じて制御してオイル通路１とオイル通路２とに適切に分配する。
【０００７】
従来のＯＣＶは前記の公報および図１７に示すようにカムシャフトハウジングｅに取付けたり、図１８に示すように、ヘッドカバーｆに取付けたりしている。なお、図１７において、カムシャフトハウジングｅに軸支されたカムシャフトｇにはオイル通路ｇ１が形成され、その軸支部分の上部にＯＣＶｈが装着されており、カムシャフトハウジングｅ内にオイル通路ｉが穿設されていると共にオイルパイプｊが取付けられている。また、図１８において、符号ｋはシリンダヘッド、ｍはヘッドカバーガスケット、ｎはヘッドカバー内のオイル通路である。
【０００８】
しかしながら、これらのＯＣＶの配置では、以下の第３の問題点があった。図１７に示すように、ＯＣＶｈがカムシャフトハウジングｅに配置される場合には、カムシャフトハウジングｅにオイル通路ｉを穿設しているが、カムシャフトハウジングｅをオイル通路ｉとして用いるのは位置の精度が出しにくい。また、オイル通路ｉ形成のためにカムシャフトハウジングｅが大型化する。このため、ヘッドカバー内の容積が減ることになり、エンジンの換気性能が悪くなる。カムシャフトハウジングにオイルを送るためのパイピング等が必要になる。また、カムシャフトをオイル通路として用いた場合、油圧の確保が難しい。
【０００９】
図１８に示すようにＯＣＶｈがヘッドカバーｆに配置されている場合、ヘッドカバーｆをオイル通路ｎとして用いることになるが、ヘッドカバーｆはオイル通路として用いるには位置の精度が出しにくい。また、ヘッドカバーｆ内の容積が減ることになり、エンジンの換気性能が悪くなる。しかも、図１９の変形例に示すように、ヘッドカバーｆのＯＣＶｈ配置位置を高くするとヘッドカバーｆ内の容積が確保できるが、エンジンの全高が上がることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の問題点を解消するためなされたものであって、ＯＣＶをカムシャフトハウジングやヘッドカバーに取付けることなくかつ騒音も低減できるＯＣＶの取付け構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、次の構成を有する。
本発明は、シリンダヘッドに軸支されるカム軸と、このカム軸の端部に設けられるバルブタイミング可変機構用アクチュエータと、このバルブタイミング可変機構用アクチュエータに油圧を供給するオイルコントロールバルブとを備える可変バルブタイミング装置を設けたエンジンのオイルコントロールバルブの取付け構造において、前記エンジンの一側にチェーンカバーを取付けると共に、このチェーンカバーの上面と前記シリンダヘッドの上面にシリンダヘッドカバーを取付け、前記チェーンカバーと前記シリンダヘッドカバーの一側に各々前記バルブタイミング可変機構用アクチュエータを収容する膨出部を設け、
前記膨出部のうちで前記チェーンカバーの側に設けられる膨出部の下側に前記オイルコントロールバルブを位置させたことを特徴とするオイルコントロールバルブの取付け構造である。
本発明においては、前記オイルコントロールバルブからシリンダヘッド及びカム軸を介して前記バルブタイミング可変機構用アクチュエータに至るオイル通路を設け、このオイル通路が設けられる前記チェーンカバーのボスを、前記バルブタイミング可変機構用アクチュエータの下側で前記シリンダヘッドに当接したことが好適である。
本発明においては、前記チェーンカバーの側に設けられる膨出部の下側で前記オイルコントロールバルブと横方向に並ぶ位置にエンジンマウントブラケットを設けたことが好適である。
本発明においては、前記エンジンマウントブラケットの内部にオイルコントロールバルブの本体を挿入したことが好適である。
【００１２】
本発明によれば、シリンダヘッドカバー上方のスペースが自由に使え他の補機類のレイアウトに影響を及ぼさない。
また、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）とアクチュエータの距離を近くすることができ、アクチュエータの応答性が向上する。また、チェーンカバーの外側スペースを有効利用できる。
また、本来のエンジンの機能を損なうことがなく、また、エンジンを前後左右上下方向に大きくする必要はない。さらに、エンジンマウントブラケットの配設位置の自由度が増す。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は実施形態に係る４サイクルエンジンのチェーンカバー側から見た全体図、図２はクランク軸直角方向側面図、図３はエンジンのチェーンカバーの説明図、図４はエンジンのクランク軸に沿う縦断面図、図５はカムシャフトの説明図、図６はチェーンカバーの裏面図、図７はＶＶＴとＯＣＶの周辺説明図である。
【００１４】
図１、図２に示すように、実施形態のエンジン１は、外形ほぼ箱型の中央のシリンダブロック１０の上部のシリンダヘッド１２には、シリンダヘッドカバー１４がボルト締着されている。シリンダヘッドカバー１４の上部には、インタークーラおよびレゾネータ１６が位置している。そして、エンジン１の出力軸２の設けられた出力側と反対側にチェーンカバー（チェーンケースとも称する）１８が取付けられている。
エンジン１において、そのクランク軸方向視でチェーンカバー１８を挟むようにシリンダブロック１０にはオルタネータ２０とウォータポンプ２２が配設されてボルトにより締着されており、それら各軸にプーリ２０ａ、２２ａが固定されている。
クランク軸２４一側端部には駆動用のクランク軸端プーリ２６が固定されており、このクランク軸端プーリ２６と前記のプーリ２０ａ、２２ａとにベルト２８が巻き掛かり、このベルト２８を介して、クランク軸２４の駆動力でオルタネータ２０とウォータポンプ２２を駆動するようになっている。
なお、エンジン１の下端部には、膨出するようにオイルパン３０が取付けられている。
【００１５】
前記エンジン１は図３〜図５に示すように、３気筒の４サイクルＤＯＨＣエンジンであって、前記クランク軸２４はエンジン１の内部に複数のジャーナルにより回転可能に軸支されると共に、このクランク軸２４の複数のクランクピン３２にはコンロッド３４の下端の大端部が回転可能に摺接して螺着されており、コンロッド３４の上端の小端部には、ピストン３６がピンを介して回転可能に嵌合支持されている。
【００１６】
シリンダブロック１０やシリンダヘッド１２は、成形性、加工性、強度、重量などの種々の観点からアルミ合金等の軽合金で構成されており、シリンダブロック１０とチェーンカバー１８との間の空間部は、シリンダヘッド１２側端部に亙ってのチェーン収容室３８になっている。
また、シリンダヘッド１２内にインテークカム軸（吸気弁開閉用のカムシャフト）４０とエキゾーストカム軸（排気弁開閉用のカムシャフト）４２が各ジャーナル４４で支持配設されている。シリンダヘッド１２のチェーン収容室３８側端部は、側面視（図４参照）でクランク軸２４方向に沿って外側に膨出しかつ平面視（図５参照）でクランク軸２４の直角方向両側に膨出した膨出部４６となっている。この膨出部４６内には各カム軸４０、４２端部のドリブンスプロケットギア４８が位置しかつインテークカム軸４０端部にＶＶＴ（バルブタイミング可変機構）用アクチュエータ５０が設けられる。
チェーン収容室３８内のタイミングチェーン５２は、前記のドリブンスプロケットギア４８とクランク軸端プーリ２６の内側に配設されたドライブスプロケットギア５４にかみ合って、各カム軸４０、４２を回転駆動する。なお、符号５６は各バルブ、５７は点火プラグである。
【００１７】
実施形態１では、チェーンカバー１８は、前記クランク軸端プーリ２６とドライブスプロケットギア５４との間にオイルポンプ５８を同軸で設けており、図６に示すように、オイルポンプ５８の吸い込み側にはパイプ６０がエンジン下部のオイルパン３０に延びて繋がる。また、前記オイルポンプ５８の吐出側はチェーンカバー１８の下端部に沿ったメインギャラリー５８ａから分岐してチェーンカバー１８の内側部を通るパイプ６２が上向きに延びてＯＣＶ（オイルコントロールバルブ）６４まで延設・固定される。このＯＣＶ６４はチェーンカバー１８に取付けられており、したがって、シリンダヘッドカバー１４上部にはインタークーラやレゾネータ１６が位置してＯＣＶ６４の取付けによる位置変更の影響を受けていない。なお、ＯＣＶ６４は、前記図１５、図１６に示したものと同様の構造・機能・作用を有する。
【００１８】
そして、ＯＣＶ６４からは、図７に詳細に示すように、シリンダヘッド１２内からジャーナル４４を介してインテークカム軸４０内に至るオイル通路６６を通して、オイルがＶＶＴ用アクチュエータ５０に至り、ＯＣＶ６４で制御した油圧がＶＶＴ用のアクチュエータ５０に供給されるようにしている。このＯＣＶ６４にかかる油圧は、図示しない電子制御ユニットからの出力信号にしたがって制御されて、遅角通路（ＤＬ）と進角通路（ＡＤ）とに分けられて前記オイル通路６６を通り、ＶＶＴ用アクチュエータ５０に供給される。
ＶＶＴ用アクチュエータ５０では、遅角通路（ＤＬ）と進角通路（ＡＤ）の油圧差によりドリブンスプロケットギア４８とインテークカム軸４０との間に位相差を作り出す。すなわち、カムタイミングが変動するわけである。
なお、タイミングチェーン５２の他、タイミングベルトを用いるものでも同様に実施できる。
【００１９】
実施形態１によれば、図１〜図７に示すように、チェーンカバー１８においてのＯＣＶ（オイルコントロールバルプ）６４の取付けは、インテークカム軸４０軸線よりもエンジン下側かつタイミングチェーン５２のラインよりもエンジン外側に位置し、かつ、チェーンカバー１８の外表面部に取付けている。
また、ＯＣＶ６４はオルタネータ２０やウォータポンプ２２などの補機駆動用のベルト２８ラインのほぼ上側に位置している。
そして、チェーンカバー１８の外表面部において、エキゾーストカム軸４２側の上端部にはエンジン１のフレーム取付け部（締着用ボルトのブラケット）であるエンジンマウントブラケット６８が突出形成されている。
【００２０】
前記ＯＣＶ６４は、インテークカム軸４０軸線よりもエンジン下側かつタイミングチェーン５２ラインよりもエンジン外側に位置するので、シリンダヘッドカバー１４上方のスペースが自由に使え、インタークーラおよびレゾネータ等の他の補機類のレイアウトに影響を及ぼさない。また、ＯＣＶ６４内部にオイルフィルタを装着することにより、ＯＣＶ６４の異物による故障の発生を未然に防いでいるが、チェーンカバー１８の表面部に取付けたものであるので、ＯＣＶ６４の取り外しが容易でフィルタ洗浄を簡単に行うことができ、かつＯＣＶ６４の耐久性が向上する。
【００２１】
また、チェーンカバー１８のインテークカム軸４０下側周辺であって補機駆動用ベルト２８の駆動ラインのほぼ直上にＯＣＶ６４を設置し、エキゾーストカム軸４２下側周辺にエンジンマウントブラケット６８を設けた。これはでき得るだけ、ＯＣＶ６４とＶＶＴ用アクチュエータ５０の距離を近くにして、オイル通路６６を短くしてこのＶＶＴ用アクチュエータ５０の応答性を向上させるものである。
【００２２】
また、ＶＶＴ用アクチュエータ５０は、前記のインテークカム軸４０に取付ける場合が多く、チェーンカバー１８のインテークカム軸４０下側周辺にＯＣＶ６４を、また、エキゾーストカム軸４２下側周辺にエンジンマウントブラケット６８を位置させるので、チェーンカバー１８の外側スペースを有効利用できる。
【００２３】
ここで、実施形態２に係るＯＣＶの取付け構造を説明する。エンジン１の全体構造等は実施形態１と同様であるので省略する。
図８（ａ）、（ｂ）は、実施形態２に係るＯＣＶ６４の取付け周辺構造を詳細に示す側面図、正面図である。
図７と図８に示すように、実施形態２では、ＯＣＶ６４用オイル通路６６を設けたチェーンカバー（カムチェーンカバー）１８のボス７０は、その内面端側をシリンダヘッド１２の外側面に当接させており、このボス７０にＯＣＶ６４の締着用のボルト７２を通してシリンダヘッド１２（シリンダブロック１０にスタッドボルトで締着）にねじ込むことにより、チェーンカバー１８とシリンダブロック１０を連結したものである。
【００２４】
ＯＣＶ６４を締着した箇所は、前記図１４に示したように、チェーンカバー１８の剛性の低くなる箇所（Ａ部）に相当することになり、ＯＣＶ６４とボス７０がチェーンカバー１８の強度部材になって補強でき、チェーンカバー１８からの騒音を低減できる。
【００２５】
実施形態２の変形例１を図９と図１０により説明する。図９（ａ）、（ｂ）は、実施形態２に係るＯＣＶ７４の取付け周辺構造を詳細に示す側面図、正面図、図１０はX−X線断面視図である。
図９に示すように、ＯＣＶ７４はコイルの内封されたアクチュエータ部７４ａとスプールに切り替え弁体が内封された本体７４ｂが２段階の筒状に形成されており、本体７４ｂの両側部にボルト締着用のボス７４ｃが形成されており、その締め付け用ボス７４ｃは、ＯＣＶ本体７４ｂの長手方向かつアクチュエータ部７４ａの反対方向に向けて延設されている。ボス７４ｃの延びた部分７４ｃ１はエンジンマウントブラケット６８の外側面部に沿っており概略Ｊ字形状を呈しており、ボルト７２の貫通孔７６はチェーンカバー１８外面に平行な箇所とともにその延びた部分７４ｃ１にも形成されていて、ボルト７２はチェーンカバー１８と直角方向に入ると共に平行方向にも入る。
【００２６】
この変形例１のＯＣＶ取付け構造によれば、ボス７４ｃがチェーンカバー１８に対して補強リブとして働き、前記Ａで示したチェーンカバー１８平坦部の補強がさらにできるようになり、騒音をさらに低減できる。
【００２７】
次に、実施形態２の変形例２を図１１で説明する。図１１に示すように、この変形例２は、ＯＣＶ６４とチェーンカバー１８との間にゴムその他の防振材７８を介装してＯＣＶ６４をフローティング構造として締着固定するものである。
【００２８】
これにより、ＯＣＶ６４がマス効果として働き、前記Ａ部の共振音を低減することができる。また、フローティング構造にすることにより、ＯＣＶ６４自体の振動も小さくなり、ＯＣＶ６４の耐振信頼性を向上させることができる。
【００２９】
実施形態３のＯＣＶの取付け構造について説明する。図１２は実施形態３にかかるＯＣＶ８０の取付け周辺構造の説明図、図１３（ａ）、（ｂ）は取付け構造の詳細を示す部分平面図、図１２のXIII−XIII断面図である。
図１２に示すように、チェーンカバー（チェーンケース）１８に一体に概略棚形状に突出形成されたエンジンマウントブラケット６８にはその内部にスペース部８２が生じる。このスペース部８２には、円筒形状の穴８４とそれとオイルポンプ５８およびＶＶＴ用アクチュエータ５０に繋がるオイル通路８６を穿設する。そして、エンジンマウントブラケット６８の外部にコイルの内封されたアクチュエータ部８０ａを露出させ、前記のスペース部８２内にＯＣＶ８０のスプールに切り替え弁体が内封された本体８０ｂを挿入する。
【００３０】
チェーンカバー１８は一般的にオイルポンプのケースとして用いられため、組み付け時の位置精度が良い。したがって、実施形態３は従来に比べてオイル通路として必要な位置の精度を出すので容易である。また、ＯＣＶ８０とオイルポンプとのパイプなどのオイル通路をチェーンカバー１８に部組みもできるため、位置精度を出し易いと共に、組みつけ調整が容易である。また、実施形態３では、もともと空いているスペース（８２）を利用しているため、本来エンジンが持っている機能を損なうことがなく、また、エンジンの前後、左右、上下方向に大きくする必要がない。エンジンマウントブラケット６８の配設位置の自由度が増す。
【００３１】
なお、前記の実施形態では本発明の好適例を説明したが、本発明はこれに限定されないことはもちろんである。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）をカムシャフトハウジングやヘッドカバーに取付けることなくかつ騒音も低減できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１に係る４サイクルエンジンのチェーンカバー側から見た全体図である。
【図２】 エンジンのクランク軸直角方向側面図である。
【図３】 エンジンのチェーンカバーの説明図である。
【図４】 エンジンのクランク軸に沿う縦断面図である。
【図５】 カムシャフトの説明図である。
【図６】 チェーンカバーの裏面図である。
【図７】 ＶＶＴとＯＣＶの周辺説明図である。
【図８】 （ａ）、（ｂ）は、実施形態２に係るＯＣＶの取付け周辺構造を詳細に示す側面図、正面図である。
【図９】 （ａ）、（ｂ）は、実施形態２の変形例１に係るＯＣＶの取付け周辺構造を詳細に示す側面図、正面図である。
【図１０】 図９のＸ−Ｘ線断面視図である。
【図１１】 （ａ）、（ｂ）は実施形態２の変形例２に係るＯＣＶの取付け構造説明図である。
【図１２】 実施形態３に係るＯＣＶの取付け周辺構造の説明図である。
【図１３】 （ａ）、（ｂ）は実施形態３に係るＯＣＶの取付け構造の詳細を示す部分平面図、図１２のXIII−XIII断面図である。
【図１４】 従来のエンジンにおいてのＯＣＶの取付けについて説明するものである。
【図１５】 ＯＣＶの概要説明図である。
【図１６】 ＯＣＶの一般的な形状の説明図である。
【図１７】 ＯＣＶのカムシャフトハウジングに配置された構造説明図である。
【図１８】 ＯＣＶがヘッドカバーに配置された構造説明図である。
【図１９】 ＯＣＶがヘッドカバーに配置された変形例の構造説明図である。
【符号の説明】
１ エンジン
１０ シリンダブロック
１２ シリンダヘッド
１４ シリンダヘッドカバー
１８ チェーンカバー
３８ チェーン収容室
４０ インテークカム軸
４２ エキゾーストカム軸
４６ 膨出部
５０ バルブタイミング可変機構用アクチュエータ
６４ オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）
６６ オイル通路
６８ エンジンマウントブラケット
７０ ボス
７４ オイルコントロールバルブ
７４ａ オイルコントロールバルブのアクチュエータ部
７４ｂ オイルコントロールバルブの本体
７４ｃ 締め付け用のボス
８０ オイルコントロールバルブ
８０ａ オイルコントロールバルブのアクチュエータ部
８０ｂ オイルコントロールバルブの本体

Claims (4)

1. シリンダヘッドに軸支されるカム軸と、このカム軸の端部に設けられるバルブタイミング可変機構用アクチュエータと、このバルブタイミング可変機構用アクチュエータに油圧を供給するオイルコントロールバルブとを備える可変バルブタイミング装置を設けたエンジンのオイルコントロールバルブの取付け構造において、
   前記エンジンの一側にチェーンカバーを取付けると共に、
   このチェーンカバーの上面と前記シリンダヘッドの上面にシリンダヘッドカバーを取付け、
   前記チェーンカバーと前記シリンダヘッドカバーの一側に各々前記バルブタイミング可変機構用アクチュエータを収容する膨出部を設け、
   前記膨出部のうちで前記チェーンカバーの側に設けられる膨出部の下側に前記オイルコントロールバルブを位置させたことを特徴とするオイルコントロールバルブの取付け構造。
2. 前記オイルコントロールバルブからシリンダヘッド及びカム軸を介して前記バルブタイミング可変機構用アクチュエータに至るオイル通路を設け、
   このオイル通路が設けられる前記チェーンカバーのボスを、前記バルブタイミング可変機構用アクチュエータの下側で前記シリンダヘッドに当接したことを特徴とする請求項１に記載のオイルコントロールバルブの取付け構造。
3. 前記チェーンカバーの側に設けられる膨出部の下側で前記オイルコントロールバルブと横方向に並ぶ位置にエンジンマウントブラケットを設けたことを特徴とする請求項１に記載のオイルコントロールバルブの取付け構造。
4. 前記エンジンマウントブラケットの内部にオイルコントロールバルブの本体を挿入したことを特徴とする請求項３に記載のオイルントロールバルブの取付け構造。

Images