JP4327704B2 - シリンダヘッドカバー - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の可変動弁機構への作動油圧給排を制御するオイルコントロールバルブの装着部を形成したシリンダヘッドカバーに関する。
内燃機関のタイミングスプロケットやタイミングプーリーなどに油圧駆動の可変動弁機構を設け、カムシャフトに設けた作動油圧給排油路を介して、オイルコントロールバルブにより可変動弁機構を駆動してバルブタイミングを調節する装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
この装置では、バルブケースを、シリンダヘッドカバーの上部に開口させた挿入口の上部に取り付け、このバルブケース内にオイルコントロールバルブを挿入して固定している。このためシリンダヘッドカバーまで供給されている作動油を、オイルコントロールバルブまで供給する油路は、シリンダヘッドカバーの外面側や内面側に金属パイプを配置することにより形成している。この金属パイプの両端はユニオンボルトに接続されることにより、作動油供給側であるシリンダヘッドカバーの油路とオイルコントロールバルブ側の油路とを接続している。
特許第3525709号公報(第4−5頁、図3)
このように特許文献1の構成では、金属製シリンダヘッドカバーに対して金属パイプによって油路形成することが前提であるため、金属パイプを、ユニオンボルト及びオイルジョイントやその他、中間の支持部材を用いて、シリンダヘッドカバー表面から持ち上げた状態で支持する必要がある。
このため金属製の部品点数が増加して重量的にも不利となると共に、金属パイプにおいて内燃機関運転に伴う共振現象を生じ易くなり、ユニオンボルトやオイルジョイントにおけるオイルシール上の問題が生じるおそれがある。
軽量化や騒音抑制などの目的でシリンダヘッドカバーを樹脂化することが検討されているが、前記油路について上述したごとくの金属パイプを用いた構成では、部品点数やオイルシール上の問題を解決できない。このため内燃機関のシリンダヘッドカバー本体にオイル通路を一体化して設けることが考えられる。
しかし、樹脂製に限らず、このように一体化する場合においても、単なる一体化ではなく、一体化により更にシリンダヘッドカバーの高強度化あるいは軽量化に貢献することが望まれる。
本発明は、上述したシリンダヘッドカバーにおいて高強度化あるいは軽量化に貢献できるオイルコントロールバルブの装着状態を実現することを目的とするものである。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載のシリンダヘッドカバーは、内燃機関の可変動弁機構への作動油圧給排を制御するオイルコントロールバルブの装着部を形成したシリンダヘッドカバーであって、前記装着部はシリンダヘッドカバー本体の長手方向とは略同方向を軸方向として該シリンダヘッドカバー本体に一体に形成されていると共に、前記装着部に作動油を供給する作動油供給油路が前記シリンダヘッドカバー本体に一体に形成されており、前記作動油供給油路は、前記装着部の軸方向とは略直交する方向であってかつ前記シリンダヘッドカバー本体の幅方向である略短手方向に形成されていることを特徴とする。
このようにオイルコントロールバルブの装着部はシリンダヘッドカバー本体の長手方向とは略同方向を軸方向としてシリンダヘッドカバー本体に一体に形成されていることから、このような装着部の一体化により、シリンダヘッドカバーの長手方向について剛性を高めることができる。更に作動油供給油路が、装着部の軸方向とは略直交する方向にシリンダヘッドカバー本体に一体に形成されることでシリンダヘッドカバーの剛性を更に高められる。
そして内燃機関に組み付け後には装着部内部にはオイルコントロールバルブが配置されることにより、一層、シリンダヘッドカバーの長手方向について剛性を高めることができる。
このように内燃機関に可変動弁機構を設けることに起因して、シリンダヘッドカバーの板面の内、特に強度的に不利となりやすい長手方向での剛性を高めることができる。したがってシリンダヘッドカバーを高強度にできると共に、シリンダヘッドカバーを薄肉化などにより軽量化したとしても十分な強度を維持することができ、軽量化に貢献できる。
また、作動油供給油路の形成方向をシリンダヘッドカバー本体の幅方向である略短手方向としていることにより、シリンダヘッドカバーの長手方向とは直交する方向での剛性についても高めることができ、広い範囲で高剛性となるので、一層の高強度化あるいは軽量化に貢献できる。
請求項に記載のシリンダヘッドカバーでは、請求項において、前記装着部は複数が前記シリンダヘッドカバー本体の幅方向である略短手方向に配列して形成され、前記作動油供給油路は、複数の前記装着部に対して作動油を分配するための分配油路をそれぞれ形成していると共に、該分配油路は全てが1つの軸上に形成されていることを特徴とする。
複数のオイルコントロールバルブを配置するために複数の装着部をシリンダヘッドカバー本体に配置する場合には、これら複数の装着部をシリンダヘッドカバー本体の略短手方向に配列し、これら複数の装着部への分配油路の全てを、略短手方向において1つの軸上に形成する。このことにより、より広い範囲でシリンダヘッドカバーの剛性を高めることができ、より高強度化あるいは軽量化に貢献できる。
更に分配油路の全てが1つの軸上に形成されていることにより、シリンダヘッドカバーを樹脂などにて型成形する場合も、型が単純な形状となり、あるいは型に付属するピンなどが少なくて済み、型の製造コストやシリンダヘッドカバー自体の製造工程が簡素化できる。
請求項に記載のシリンダヘッドカバーは内燃機関の可変動弁機構への作動油圧給排を制御するオイルコントロールバルブの装着部を形成したシリンダヘッドカバーであって、前記装着部はシリンダヘッドカバー本体の長手方向とは略同方向を軸方向として該シリンダヘッドカバー本体に一体に形成されていると共に、前記装着部に作動油を供給する作動油供給油路が前記装着部の軸方向とは略直交する方向に前記シリンダヘッドカバー本体に一体に形成されており、前記装着部は複数が前記シリンダヘッドカバー本体の幅方向である略短手方向に配列して形成され、前記作動油供給油路は、同作動油供給油路の径方向の一部が複数の前記装着部のすべてに対して重複するように形成されていることにより、前記装着部のすべてに作動油を分配可能としていることを特徴とする。
このように作動油供給油路の径方向の一部が複数の装着部のすべてに対して重複するように形成されていることにより、特に分配油路を形成しなくても作動油供給油路の形成のみで装着部のすべてに作動油を分配できる。
この作動油供給油路は装着部の間を連結しているので、作動油供給油路が、例え、シリンダヘッドカバーの板面に対して垂直方向に形成されていたとしても、シリンダヘッドカバーの短手方向での剛性についても高めることができる。このことにより、より広い範囲でシリンダヘッドカバーの剛性を高めることができ、より高強度化あるいは軽量化に貢献できる。
更に単純な形状の作動油供給油路の形成のみでよいことから、シリンダヘッドカバーを樹脂などにて型成形する場合も、型が単純な形状となり、型の製造コストやシリンダヘッドカバー自体の製造工程が簡素化できる。
請求項に記載のシリンダヘッドカバーでは、請求項において、前記作動油供給油路は、径方向の幅が前記装着部の間の幅よりも大きいことにより、複数の前記装着部のすべてに対して一部が重複することを特徴とする。
このように作動油供給油路の径方向の幅を装着部の間の幅よりも大きくすることにより、複数の装着部のすべてに対して一部が重複する構成とすれば、形状がより単純化できる。このためシリンダヘッドカバーを樹脂などにて型成形する場合に型が一層単純な形状となり、型の製造コスト低減やシリンダヘッドカバー自体の製造工程簡素化が一層効果的となる。
請求項に記載のシリンダヘッドカバーでは、請求項のいずれかにおいて、前記装着部は2つ設けられて、吸気バルブ用可変動弁機構に対するオイルコントロールバルブと排気バルブ用可変動弁機構に対するオイルコントロールバルブとを装着することを特徴とする。
このように吸気バルブ用と排気バルブ用との2つの可変動弁機構に対するオイルコントロールバルブのために2つの装着部を設けた場合には、2つの装着部の存在と、作動油供給油路による2つの装着部の連結により、シリンダヘッドカバーの剛性を高めることができる。このため高強度化あるいは軽量化に貢献できる。
請求項に記載のシリンダヘッドカバーでは、請求項1〜のいずれかにおいて、前記シリンダヘッドカバー本体、前記装着部及び前記作動油供給油路は、樹脂にて一体成形されていることを特徴とする。
このように樹脂にて一体成形することができると共に、前述したごとく高強度化あるいは軽量化に貢献できる。
[実施の形態1]
図1の斜視図は上述した発明が適用された樹脂製シリンダヘッドカバー2を示している。尚、この樹脂製シリンダヘッドカバー2が適用される内燃機関は吸気バルブのバルブタイミングと排気バルブのバルブタイミングとの両方を調節可能とするものである。
この樹脂製シリンダヘッドカバー2では、図2の部分拡大斜視図に示すごとく、樹脂製シリンダヘッドカバー本体4には2つの円筒状の装着部6,8が設けられている。尚、この円筒状の装着部6,8は、内面側に金属製のスリーブを設けた構成でも良い。
これらの内で第1装着部6は、吸気バルブのバルブタイミングを調節する吸気バルブ用可変動弁機構に対して作動油の給排を行う第1オイルコントロールバルブ(以下、「OCV」と称する)10が装着される。第2装着部8は、排気バルブのバルブタイミングを調節する排気バルブ用可変動弁機構に対して作動油の給排を行う第2OCV12が装着される。
これらの装着部6,8はシリンダヘッドカバー本体4の長手方向、すなわち気筒配列方向とは略同方向を軸方向として、かつ短手方向に配列された状態でシリンダヘッドカバー本体4に一体に形成されている。
これら装着部6,8に対して、各装着部6,8に作動油を供給する作動油供給油路14が装着部6,8の軸方向とは略直交する方向にシリンダヘッドカバー本体4に一体に形成されている。
各装着部6,8にそれぞれ装着されたOCV10,12は、電子制御ユニット(以下、「ECU」と称する)16により制御されることで作動油供給油路14から供給されてくる高圧の作動油を、可変動弁機構の遅角側あるいは進角側に選択的に供給する。このことにより、ECU16は、吸気バルブ及び排気バルブのバルブタイミングを遅角あるいは進角する処理を実行して、内燃機関制御を行っている。
作動油供給油路14は、第1装着部6と第2装着部8との間は1つの軸上に形成され、更に第2装着部8よりも外側も同一軸上に形成されている。これは樹脂製シリンダヘッドカバー2全体を樹脂にて型で一体成形する場合に、作動油供給油路14を形成する部分にピンを配置して油路を確保し、樹脂注入・硬化後にピンを抜き取るために1つの軸上に形成されている。ピンの抜き取り後に開口部が残るが、樹脂プラグ14bを嵌合溶着することにより閉塞がなされている。
図3に作動油供給油路14の軸を含む垂直断面(図2のA−A断面)での断面図を示す。図示するごとく第1装着部6と第2装着部8との中間において、作動油供給油路14には、シリンダヘッドカバー本体4の内側に垂直に設けられた作動油導入部14aが形成されている。この作動油導入部14aは樹脂製シリンダヘッドカバー2がシリンダヘッドに取り付けられると図3に破線にて示すごとくシリンダヘッド側の油圧供給部17に接続される。したがってシリンダヘッド側の油圧供給部17から供給される高圧の作動油は、作動油導入部14aから作動油供給油路14に入ると2つに分かれて、一方は第1装着部6に供給され、他方は第2装着部8に供給される。このように第1装着部6と第2装着部8との間の作動油供給油路14は、作動油導入部14a部分で2つに分かれる分配油路の役目を果たしている。
第1装着部6内には第1OCV10が装着され、第2装着部8内には第2OCV12が装着されているので、作動油供給油路14からの高圧作動油は、スプールハウジング10a,12a(図2)に設けられた作動油導入ポートp2から各OCV10,12内部に導入される。そして導入された作動油は、各スプールハウジング10a,12a内部のスプールの位置制御により、遅角用ポートp4あるいは進角用ポートp5に供給される。尚、スプールの位置によっては、遅角用ポートp4と進角用ポートp5とのいずれにも供給されない状態となる場合もある。
各装着部6,8には、垂直に形成されている接続部6a,8aが設けられている。これら接続部6a,8aは、図3に破線で示すごとく、シリンダヘッドカバー本体4の下側に位置する吸気カムシャフト18用あるいは排気カムシャフト20用のカムキャップ22,24に当接されている。この接続部6a,8a内部にはそれぞれ遅角用油路6b,8b及び進角用油路6c,8cが形成されて、それぞれ各OCV10,12側の遅角用ポートp4及び進角用ポートp5と、カムキャップ22,24側の遅角用油路22b,24b及び進角用油路22c,24cとを接続している。尚、カムキャップ22,24の遅角用油路22b,24b及び進角用油路22c,24cは、各カムシャフト18,20内部の油路を介して、各可変動弁機構の遅角駆動機構と進角駆動機構とに接続されている。このことにより、各OCV10,12を介してECU16は吸気バルブ及び排気バルブのバルブタイミングを調節できる。
尚、遅角用ポートp4あるいは進角用ポートp5に作動油を供給している場合には、いずれかの排出ポートp1,p3からは、作動油が供給されていない側の遅角用ポートp4あるいは進角用ポートp5から排出される作動油がOCV10,12の外部に排出される。各装着部6,8にはこの排出ポートp1,p3に連絡する油孔が形成されており、図3に破線矢印で示すごとくシリンダヘッドカバー本体4内部に作動油を排出している。
以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
(イ).各装着部6,8はシリンダヘッドカバー本体4の長手方向を軸方向としてシリンダヘッドカバー本体4に一体に形成されている。このような装着部6,8の一体化により、シリンダヘッドカバー本体4の長手方向について剛性を高めることができる。そしてシリンダヘッドカバー2を内燃機関に組み付けた後は、装着部6,8内部にOCV10,12が配置されることにより、一層、シリンダヘッドカバー本体4の長手方向について剛性を高めることができる。
更に装着部6,8に作動油を供給する作動油供給油路14が、特にその分配油路としての部分が、装着部6,8の軸方向とは略直交する方向(本実施の形態では短手方向)にシリンダヘッドカバー本体4に一体に形成されている。このためシリンダヘッドカバー本体4の長手方向とは直交する短手方向での剛性についても高めることができる。
このように内燃機関に可変動弁機構を設けることに起因してシリンダヘッドカバー2の長手方向とこれに直交する短手方向とで広い範囲で剛性を高められる。したがってシリンダヘッドカバー2を高強度化できると共に、シリンダヘッドカバー2を薄肉化などにより軽量化したとしても十分な強度を維持することができる。
更に2つの装着部6,8がシリンダヘッドカバー本体4の短手方向に配列されて、これら2つの装着部6,8を作動油供給油路14が連結していることにより、より広い範囲でシリンダヘッドカバー2の剛性を高めることができ、一層の高強度化あるいは軽量化に貢献できる。
(ロ).作動油供給油路14の一部は、分配油路として2つの装着部6,8の間に存在し、かつ1つの軸上に形成されている。このことにより、本実施の形態のごとくシリンダヘッドカバー2を樹脂にて一体に型成形する場合も、型が単純な形状となり、あるいは型に付属するピンなどが少なくて済み、型の製造コスト低減やシリンダヘッドカバー2自体の製造工程簡素化が可能となる。
(ハ).作動油供給油路14は屈曲点が少なく単純な形であるので、シリンダヘッド側の油圧供給部17から装着部6,8へ作動油を供給する際の圧力損失が小さくて済む。
[実施の形態2]
本実施の形態のシリンダヘッドカバー102の構成を図4,5に示す。図4は部分斜視図、図5は図4のB−B断面図である。このシリンダヘッドカバー102では、シリンダヘッドカバー本体104の長手方向を軸方向として平行に配列されている2つの装着部106,108は存在するが、これら装着部106,108を直交する方向にて連絡する作動油供給油路は形成されていない。
この代わりに、2つの装着部106,108間の間隔は狭くされていて、幅広の作動油導入部115が作動油供給油路を兼ねて形成されている。すなわち、2つの装着部106,108の間において垂直に配置されている作動油導入部115は、装着部106,108の間隔よりも径方向(本実施の形態では特に短手方向)の幅が広く形成されている。このことにより、作動油導入部115の油路が装着部106,108に重複し、図5に実線矢印にて示したごとく、作動油導入部115から、装着部106,108に装着されたOCV10,12に直接、作動油を供給することができる。
尚、シリンダヘッド側の油圧供給部117は作動油導入部115に対応して径方向の幅が広くされた形状である。更に、シリンダヘッドカバー102側の接続部106a,108a、内部の遅角用油路106b,108b及び進角用油路106c,108cは、カムキャップ22,24側の遅角用油路22b,24b及び進角用油路22c,24cにそれぞれ接続できる形状とされている。
以上説明した本実施の形態2によれば、以下の効果が得られる。
(イ).各装着部106,108は、シリンダヘッドカバー本体104の長手方向とは略同方向を軸方向としてシリンダヘッドカバー本体104に一体に形成されている。このような装着部106,108自身の一体形成により、シリンダヘッドカバー本体104の長手方向について剛性を高めることができる。更に装着部106,108内部にOCV10,12が配置されると、一層、シリンダヘッドカバー本体104の長手方向について剛性を高めることができる。
更に、装着部106,108に作動油を分配供給する作動油導入部115が、装着部106,108に対して一部が重複するように形成され、両者を連結した状態でシリンダヘッドカバー本体104に一体に形成されているので、シリンダヘッドカバー102の剛性を広い範囲で高めることができる。
このように内燃機関に可変動弁機構を設けることに起因してシリンダヘッドカバー102を高強度化できると共に、シリンダヘッドカバー102を薄肉化などにより軽量化したとしても十分な強度を維持することができる。
(ロ).更にシリンダヘッドカバー102に垂直に形成された作動油導入部115がそのまま作動油供給油路の機能を果たしている。このため、シリンダヘッドカバー102を樹脂にて一体に型成形する場合には、前記実施の形態1よりも更に型が単純な形状となり、型の製造コスト低減やシリンダヘッドカバー102自体の製造工程簡素化がより効果的となる。
(ハ).作動油導入部115は、前記実施の形態1の作動油供給油路よりも形状が単純であるので、より作動油の圧力損失が小さくて済む。
[その他の実施の形態]
(a).前記各実施の形態においては、可変動弁機構は吸気バルブと排気バルブとの両方に対して設けられていたが、いずれか一方でも良い。例えば図6の斜視図のごとくに、1つの装着部208と作動油供給油路214とをシリンダヘッドカバー202に形成した構成としても良く、図7の斜視図のごとくに、1つの装着部306と作動油供給油路314とをシリンダヘッドカバー302に形成した構成としても良い。このように構成しても、内燃機関に可変動弁機構を設けることに起因してシリンダヘッドカバー202,302全体を長手方向とこれに直交する方向とで広い範囲で剛性を高めることができる。したがってシリンダヘッドカバー202,302の高強度化あるいは軽量化に貢献できる。
(b).装着部は、軸方向がシリンダヘッドカバー本体の長手方向に完全に一致していても良いが、長手方向からわずかに角度を設けても良い。すなわちシリンダヘッドカバー本体の長手方向とは略同方向で良い。図8は装着部406,408が長手方向に対してわずかに角度(ここでは俯角)を形成しているシリンダヘッドカバー402の例である。
作動油供給油路についても、同様に装着部の軸方向に直交する方向に完全に一致していても良く、わずかに角度を設けても良い。すなわち装着部の軸方向とは略直交する方向で良い。
又、2つの装着部の配列も、シリンダヘッドカバー本体の短手方向に完全に一致していなくても、短手方向に対してわずかに角度を持たせて配列させても良い。すなわち略短手方向に配列して形成しても良い。
このように構成しても、内燃機関に可変動弁機構を設けることに起因してシリンダヘッドカバー全体を長手方向とこれに直交する方向とで広い範囲で剛性を高めることができる。したがってシリンダヘッドカバーの高強度化あるいは軽量化に貢献できる。
実施の形態1のシリンダヘッドカバーの斜視図。 実施の形態1のシリンダヘッドカバーの部分拡大斜視図。 前記図2におけるA−A断面図。 実施の形態2のシリンダヘッドカバーの部分拡大斜視図。 前記図4におけるB−B断面図。 他の実施の形態のシリンダヘッドカバーの部分拡大斜視図。 他の実施の形態のシリンダヘッドカバーの部分拡大斜視図。 他の実施の形態のシリンダヘッドカバーの部分拡大斜視図。
符号の説明
2…シリンダヘッドカバー、4…シリンダヘッドカバー本体、6,8…装着部、6b,8b…遅角用油路、6c,8c…進角用油路、10,12…OCV、10a,12a…スプールハウジング、10a,12a…各スプールハウジング、14…作動油供給油路、14a…作動油導入部、14b…樹脂プラグ、16…ECU、17…シリンダヘッド側の油圧供給部、18…吸気カムシャフト、20…排気カムシャフト、22,24…カムキャップ、22b,24b…遅角用油路、22c,24c…進角用油路、102…シリンダヘッドカバー、104…シリンダヘッドカバー本体、106,108…装着部、106a,108a…接続部、106b,108b…遅角用油路、106c,108c…進角用油路、115…作動油導入部、117…シリンダヘッド側の油圧供給部、202…シリンダヘッドカバー、208…装着部、214…作動油供給油路、302…シリンダヘッドカバー、306…装着部、314…作動油供給油路、402…シリンダヘッドカバー、406,408…装着部、414…作動油供給油路、p1…排出ポート、p2…作動油導入ポート、p3…排出ポート、p4…遅角用ポート、p5…進角用ポート。

Claims (6)

  1. 内燃機関の可変動弁機構への作動油圧給排を制御するオイルコントロールバルブの装着部を形成したシリンダヘッドカバーであって、
    前記装着部はシリンダヘッドカバー本体の長手方向とは略同方向を軸方向として該シリンダヘッドカバー本体に一体に形成されていると共に、前記装着部に作動油を供給する作動油供給油路が前記シリンダヘッドカバー本体に一体に形成されており、前記作動油供給油路は、前記装着部の軸方向とは略直交する方向であってかつ前記シリンダヘッドカバー本体の幅方向である略短手方向に形成されていることを特徴とするシリンダヘッドカバー。
  2. 請求項1において、前記装着部は複数が前記シリンダヘッドカバー本体の幅方向である略短手方向に配列して形成され、
    前記作動油供給油路は、複数の前記装着部に対して作動油を分配するための分配油路をそれぞれ形成していると共に、該分配油路は全てが1つの軸上に形成されていることを特徴とするシリンダヘッドカバー。
  3. 内燃機関の可変動弁機構への作動油圧給排を制御するオイルコントロールバルブの装着部を形成したシリンダヘッドカバーであって、
    前記装着部はシリンダヘッドカバー本体の長手方向とは略同方向を軸方向として該シリンダヘッドカバー本体に一体に形成されていると共に、前記装着部に作動油を供給する作動油供給油路が前記装着部の軸方向とは略直交する方向に前記シリンダヘッドカバー本体に一体に形成されており、
    前記装着部は複数が前記シリンダヘッドカバー本体の幅方向である略短手方向に配列して形成され、
    前記作動油供給油路は、同作動油供給油路の径方向の一部が複数の前記装着部のすべてに対して重複するように形成されていることにより、前記装着部のすべてに作動油を分配可能としていることを特徴とするシリンダヘッドカバー。
  4. 請求項において、前記作動油供給油路は、径方向の幅が前記装着部の間の幅よりも大きいことにより、複数の前記装着部のすべてに対して一部が重複することを特徴とするシリンダヘッドカバー。
  5. 請求項2〜4のいずれかにおいて、前記装着部は2つ設けられて、吸気バルブ用可変動弁機構に対するオイルコントロールバルブと排気バルブ用可変動弁機構に対するオイルコントロールバルブとを装着することを特徴とするシリンダヘッドカバー。
  6. 請求項1〜5のいずれかにおいて、前記シリンダヘッドカバー本体、前記装着部及び前記作動油供給油路は、樹脂にて一体成形されていることを特徴とするシリンダヘッドカバー。
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