JP4123633B2 - 可変バルブタイミング機構の作動油供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カムシャフトの一端に取り付けられ、油圧により作動される可変バルブタイミング機構の作動油供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
運転状態によりバルブタイミングに対する要求が異なるため、運転状態に応じてバルブタイミングを可変制御する可変バルブタイミング機構を備えたエンジンが近年搭載されるようになってきた。このような可変バルブタイミング機構に関する技術が多数出願されている。例えば、実開平４−８７３０８号公報、特開平５−２８８０２２号公報、特開平７−１６６８３１号公報がある。これらはいずれも可変バルブタイミング機構がカムシャフトの一端に取り付けられ、油圧により作動される機構のものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来の技術によれば、可変バルブタイミング機構がカムシャフトの一端に取り付けられるため、可変バルブタイミング機構付のエンジンのシリンダヘッドの長さが従来のようなシリンダヘッドだけの長さに比べ長くなってしまう。可変バルブタイミング機構付きのエンジンでシリンダヘッドの長さを短く設計しようとすると、シリンダブロックとシリンダヘッドを連結するヘッドボルトを挿入するためのスペースの配置が難しくなる。
【０００４】
本発明は、上記の問題を解決し、シリンダヘッドの長さを短くするために、カムシャフトのジャーナル部に対応する軸受部の軸方向の一部に凹部を設け、この凹部にシリンダブロックとシリンダヘッドを連結するヘッドボルトを挿入できるようにしたものであり、また、ジャーナル部と軸受部の間に設けられている作動油通路は、凹部を設けることにより作動油が漏出するので、これを防ぐためジャーナル部と軸受部の間にカムベアリングを嵌入するものであり、少なくとも凹部の存する軸方向の側にはフランジを設けるようにしたカムベアリングを備えた可変バルブタイミング機構の作動油供給装置を提供することを目的にしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段と効果】
前述の目的を達成するために、請求項１の発明は、カムシャフトの一端に取り付けられ作動油によって作動させられる可変バルブタイミング機構用アクチュエータに対し前記カムシャフトに形成された作動油通路を経由して作動油が供給されるようになされた可変バルブタイミング機構の作動油供給装置において、前記作動油通路が前記カムシャフト内に設けられた軸方向通路と、前記軸方向通路に連通し前記カムシャフトのジャーナル部に開口した半径方向通路と、前記半径方向通路に連通し前記カムシャフトの前記ジャーナル部の外周に形成された周溝と、前記周溝を密封するカムベアリングを備え、前記カムシャフトの前記ジャーナル部を軸支するための軸受部は、シリンダブロックとシリンダヘッドとを連結するヘッドボルトが挿入される凹部を一部に有し、前記カムベアリングは、前記軸受部に押圧され嵌入されるとともに少なくとも前記凹部の存する側にフランジを備えたことを特徴とする可変バルブタイミング機構の作動油供給装置である。
【０００６】
このような構成の可変バルブタイミング機構の作動油供給装置によれば、カムシャフトのジャーナル部に対応する軸受部の軸方向の一部に凹部を設けてヘッドボルトを挿入するようにしたので、従来のようにヘッドボルトを挿入するためのスペースを軸受部以外のところに設ける必要がなくなり、可変バルブタイミング機構付のエンジンのシリンダヘッドの長さを短くできる。このためシリンダヘッドの設計の自由度が増え、エンジンの軽量化が実現できるという優れた効果を有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１に基づき説明する。
【０００８】
図1には、カムシャフト３がシリンダヘッド８およびシリンダブロック９の上方に配置されており、カムシャフト３には、可変バルブタイミング機構アクチュエータ１が一端に取り付けられている様子が示されている。カムシャフト３は、ジャーナル部３aなど（図示のない）複数のジャーナル部を有し、複数のジャーナル部でシリンダヘッドの軸受部に軸支されている。カムシャフト３は、ジャーナル部３aにおいて、断面半円形状のキャップベアリング１１を介した断面半円形状のカムキャップ１０により押圧される。キャップベアリング１１を介することなく直接カムキャップ１０によりカムシャフト３を押圧してもよい。カムシャフト３は、ジャーナル部３aにおいて、シリンダヘッド８の断面半円形状の軸受部５に断面半円形状のカムベアリング４を介して回転自在に軸支されている。
【０００９】
可変バルブタイミング機構用アクチュエータ１は、カムシャフト３に形成された作動油通路２を経由して供給される作動油によって作動させられるようになっている。作動油通路２は、カムシャフト３の軸方向に伸びて可変バルブタイミング機構用アクチュエータ１に作動油を供給する軸方向通路２aと、この軸方向通路２aと連通し半径方向に伸びカムシャフト３のジャーナル部３aに開口した半径方向通路２ｂと、この半径方向通路２ｂをジャーナル部３aの外周上で連通した周溝２ｃと、この周溝２ｃの作動油が外部に対し密封されるようジャーナル部３aの外周とシリンダヘッド８の軸受部５との間に押圧され嵌入されるカムベアリング４を備えている。
【００１０】
シリンダヘッド８の軸受部５は、その一部に、シリンダヘッド８とシリンダブロック９を連結するヘッドボルト７を挿入するための凹部６を有している。シリンダヘッド８とシリンダブロック９を連結するヘッドボルト７を挿入するための凹部６をシリンダヘッド８の軸受部５に設けたので、ヘッドボルト７のボルト頭の直径またはボルト頭の下のワッシャの直径相当分の長さだけ、可変バルブタイミング機構付のエンジンのシリンダヘッドの長さを短くできる。このためシリンダヘッドの設計の自由度が増え、エンジンの軽量化が実現できるという優れた効果を有する。
【００１１】
断面半円形状のカムキャップ１０とキャップベアリング１１は、（図示のない）ボルトの締結により、これらに対向して配置されている断面半円形状のカムベアリング４および断面半円形状の軸受部５とそれぞれ端部で当接し押圧する。これによってカムベアリング４は、軸受部に対し回転することがないよう軸受部５に押圧され嵌入される。ところが、軸受部５のうち凹部６が設けられている個所のカムベアリング４は、押圧されることにより凹部６の方向である半径方向外方へ変形する。カムベアリング４が半径方向外方へ変形すると、周溝２ｃの作動油がカムベアリング４の変形個所から外部に漏洩するという問題が発生してしまう。そのために、作動油がカムベアリング４の変形個所から外部に漏洩するのを防止することが必要である。
【００１２】
図２にカムシャフト３側から見た（A視）カムベアリング４および軸受部５の様子を示す。図２に示すように、軸受部５の一部にヘッドボルト７を挿入するための凹部６が設けられている。カムベアリング４が半径方向外方に変形するのを防止するためには、カムベアリング４の剛性を高めることが必要である。
【００１３】
図３に示すカムベアリング４は、剛性を高めるために凹部６の存する側１３にフランジ４aを設け、その軸方向の反対側にフランジ４ｂを設けたものである。
【００１４】
図４に示すように、凹部６の存する側１３のみにフランジ４aを設けてもよい。
【００１５】
図５に示すように、板状のフランジ４ｃをカムベアリング４aに設けてもよい。
【００１６】
これらのフランジ４a、４ｂ、４ｃは、別体のものをカムベアリング４に結合してもよいし、プレス成形などによりカムベアリング４に一体的に形成してもよい。また、フランジ４a、４ｂ、４ｃは、カムベアリング４の端部に設けてもよいし、端部近傍に設けてもよい。
【００１７】
図６に、図２に示すフランジ４a、４ｂを両端に持つカムベアリング４のB−B線に沿った断面のイメージ図を示す。ｌは、押圧されることにより凹部６が存する側１３のカムベアリング４が半径方向外方へ変形する変形量を表す。試験の結果、フランジ４aおよび４ｂ付きのカムベアリング４について、厚さ１．５ｍｍの場合、変形量は５８μｍであり、厚さ２ｍｍの場合、変形量は３５μｍであった。いずれの場合も、この程度の変形量だと作動油の漏洩がほとんどなく、そのため可変バルブタイミング機構の応答速度の悪化とかロックピンのひっかかりなどの作動不良を防止することができるという優れた結果を得ることができた。
【００１８】
図７に、図６同様に、フランジなしのカムベアリング１２（プレーンベアリング）のイメージ図を示す。Lは、図６同様に、フランジなしのカムベアリング１２の変形量を表す。試験の結果、カムベアリング１２について、厚さ１．５ｍｍの場合、変形量は１２３μｍであり、厚さ２ｍｍの場合、変形量は１０５μｍであった。いずれの場合も、この程度の変形量だと作動油の漏洩が起こり、そのため可変バルブタイミング機構の応答速度の悪化とかロックピンのひっかかりなどの作動不良が発生する可能性があるという結果であった。
【００１９】
(図示はないが)図４のような凹部６が存する側１３のみにフランジ４aを持つカムベアリング４も、図５のような板状のフランジ４ｃを持ったカムベアリング４も、図７で示すフランジなしのカムベアリング４に比べ、変形量を小さくすることができ、作動油の漏洩がほとんどなく、可変バルブタイミング機構の応答速度の悪化とかロックピンのひっかかりなどの作動不良を減らすことができるという優れた結果を得ることができる。
【００２０】
以上説明したように、フランジ４a、４ｂまたは４ｃを持つカムベアリング４は、変形量を小さくすることができ、そのため作動油の漏洩がほとんどなく、可変バルブタイミング機構の応答速度の悪化とかロックピンのひっかかりなどの作動不良を減らすことができるという優れた効果を得ることができる。
【００２１】
以上説明したように、本発明の実施形態は、カムシャフト３の一端に取り付けられ作動油によって作動させられる可変バルブタイミング機構用アクチュエータ１に対しカムシャフト３に形成された作動油通路２を経由して作動油が供給されるようになされた可変バルブタイミング機構の作動油供給装置において、作動油通路がカムシャフト３内に設けられた軸方向通路２aと、軸方向通路２aに連通しカムシャフト３のジャーナル部３aに開口した半径方向通路２ｂと、半径方向通路２ｂに連通しカムシャフト３のジャーナル部３aの外周に形成された周溝２ｃと、周溝２ｃを密封するカムベアリング４を備え、カムシャフト３のジャーナル部３aを軸支するための軸受部５は、シリンダブロック９とシリンダヘッド８とを連結するヘッドボルト７が挿入される凹部６を一部に有し、カムベアリング４は軸受部５に押圧され嵌入されるとともに少なくとも凹部６の存する側１３にフランジ４a、４ｂ、４ｃを備えた可変バルブタイミング機構の作動油供給装置である。
【００２２】
このような本発明の実施形態によれば、シリンダヘッド８とシリンダブロック９を連結するヘッドボルト７を挿入するための凹部６をシリンダヘッド８の軸受部５に設けたので、ヘッドボルト７のボルト頭の直径またはボルト頭の下のワッシャの直径相当分の長さだけ、可変バルブタイミング機構付のエンジンのシリンダヘッドの長さを短くできる。このためシリンダヘッドの設計の自由度が増え、エンジンの軽量化が実現できるという優れた効果を有する。
【００２３】
また、カムベアリング４にフランジ４a、４ｂ、４ｃを設けたので、剛性が高くなり、カムベアリング４の半径方向外方への変形量を小さくすることができ、そのため作動油の漏洩がほとんどなくなり、可変バルブタイミング機構の応答速度の悪化とかロックピンのひっかかりなどの作動不良を防止することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の要部断面図を示す。
【図２】図1において、カムシャフト３側から見た（A視）カムベアリング４および軸受部５の様子を示す。
【図３】本発明の実施形態のカムベアリングの一例の斜視図を示す。
【図４】本発明の実施形態のカムベアリングの他の例の斜視図を示す。
【図５】本発明の実施形態のカムベアリングのさらに他の例の斜視図を示す。
【図６】図2のフランジ４a、４ｂを両端に持つカムベアリング４のB−B線に沿った組付け時の断面のイメージ図を示す。
【図７】フランジなしのカムベアリング（プレーンベアリング）の図６と同様のイメージ図を示す。
【符号の説明】
１……可変バルブタイミング機構用アクチュエータ、
２……作動油通路、
２ａ……軸方向通路、
２ｂ……半径方向通路、
２ｃ……周溝、
３……カムシャフト、
３ａ……ジャーナル部、
４……カムベアリング、
４ａ……フランジ、
４ｂ……フランジ、
４ｃ……フランジ、
５……軸受部、
６……凹部、
７……ヘッドボルト、
８……シリンダヘッド、
９……シリンダブロック、
１０……カムキャップ、
１１……キャップベアリング、
１２……フランジなしカムベアリング（プレーンベアリング）、
１３……凹部の存する側

Claims (1)

1. カムシャフトの一端に取り付けられ作動油によって作動させられる可変バルブタイミング機構用アクチュエータに対し前記カムシャフトに形成された作動油通路を経由して作動油が供給されるようになされた可変バルブタイミング機構の作動油供給装置において、前記作動油通路が前記カムシャフト内に設けられた軸方向通路と、前記軸方向通路に連通し前記カムシャフトのジャーナル部に開口した半径方向通路と、前記半径方向通路に連通し前記カムシャフトの前記ジャーナル部の外周に形成された周溝と、前記周溝を密封するカムベアリングを備え、前記カムシャフトの前記ジャーナル部を軸支するための軸受部は、シリンダブロックとシリンダヘッドとを連結するヘッドボルトが挿入される凹部を一部に有し、前記カムベアリングは、前記軸受部に押圧され嵌入されるとともに少なくとも前記凹部の存する側にフランジを備えたことを特徴とする可変バルブタイミング機構の作動油供給装置。

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