JP5016643B2 - 内燃機関の作動油路構造 - Google Patents

Description

本発明は、巻掛け伝動機構の無端伝動帯に張力を付与する油圧式テンショナと、被作動部材を作動させる油圧式作動機構とを備える内燃機関において、前記テンショナおよび前記作動機構に供給される作動油が流通する作動油路構造に関する。そして、前記作動機構は、例えば動弁装置に備えられて機関弁のバルブ作動特性を変更可能なバルブ特性可変機構である。

内燃機関において、巻掛け伝動機構の無端伝動帯に張力を付与する油圧式テンショナに作動油を導くテンショナ油路が上下方向に延びていて、オイルポンプから供給されたオイルが、前記テンショナ油路の下端部に供給される作動油路構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、内燃機関の動弁装置に備えられるバルブ特性可変機構として、吸気弁の開閉時期を変更可能な可変バルブタイミング機構が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−１４４９９９号公報 特許第３４９７４６２号公報

内燃機関の作動油路構造は、通常、複数の部材に渡って形成された油路を有すること、油圧を制御するために摺動する弁体を有する油圧制御弁（例えば、スプール弁）が使用されること、また内燃機関の運転および停止に応じて運転および停止される作動油供給源（例えば、オイルポンプ）から作動油が供給されることなどから、内燃機関の停止時に、油路内や作動油供給源内の作動油が微小なクリアランスからリークして、空気が侵入することがある。
そして、油路内に侵入した空気は、内燃機関の始動後に作動油に混入して油路を流通する。このため、テンショナ油路が、上下方向に延びていて、その下端部から作動油が流入し、その上端部を経てテンショナに供給される場合、作動油に混入した空気（以下、「混入空気」という。）もテンショナに流入するので、テンショナの油室内で混入空気が存在する分、テンショナが移動し易くなって、張力付与機能や、無端伝動帯の振動を抑制する制振機能の低下を招来する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、油圧式テンショナおよび油圧式作動機構を備える内燃機関において、前記テンショナおよび前記作動機構に供給される作動油が流通する作動油路構造を工夫することにより、テンショナおよび作動機構に空気を含んだ作動油が供給されることを抑制し、以てテンショナの張力付与機能および制振機能の向上、および作動機構の動作性能の向上を図ることを目的とする。

請求項１記載の発明は、被動部材（２１ｉ，２１ｅ）を回転駆動する巻掛け伝動機構（２５）の無端伝動帯（２８）に張力を付与する油圧式テンショナ（３１）と、被作動部材（２１ｉ）を作動させる油圧式作動機構（５０）とを備える内燃機関に設けられて、前記テンショナ（３１）および前記作動機構（５０）に供給される作動油が流通する内燃機関の作動油路構造において、前記テンショナ（３１）および前記作動機構（５０）に導かれる作動油が流通するベース油路（６２）と、前記ベース油路（６２）から下方に分岐して前記テンショナ（３１）に作動油を導くテンショナ油路（６３）と、前記ベース油路（６２）から上方に分岐して前記作動機構（５０）に作動油を導く制御油路（７０）と、前記制御油路（７０）に配置されて前記作動機構（５０）での作動油の油圧を制御する油圧制御弁（１００）とを有し、前記制御油路（７０）は、前記ベース油路（６２）から前記油圧制御弁（１００）まで上方のみに延びている上流油路（７１，７２）を有し、前記ベース油路（６２）と前記テンショナ油路（６３）の分岐点から前記テンショナ（３１）までの油路長さが、前記ベース油路（６２）と前記制御油路（７０）の分岐点から前記油圧制御弁（１００）までの油路長さよりも短く、前記油圧制御弁（１００）は、前記上流油路（７１，７２）からの作動油のリークを許容する内燃機関の作動油路構造である。
この請求項１記載の発明によれば、テンショナ油路はベース油路から下方に分岐していることから、ベース油路を流れる作動油に空気が混入している場合、混入している空気（すなわち、混入空気）はベース油路からテンショナ油路に流入し難くなるので、テンショナに混入空気が含まれた作動油が供給されることが抑制されて、無端伝動帯に対するテンショナの張力付与機能および制振機能が向上する。また、制御油路はベース油路から上方に分岐しているために、混入空気はベース油路から制御油路に流入し易いが、制御油路の上流油路は上方のみに向かって延びており、しかも油圧制御弁は上流油路の作動油がリークする構造であるため、上流油路内の混入空気は、ベース油路から油圧制御弁に向かって円滑に流れて油圧制御弁に達し、油圧制御弁においてリークする作動油と共に制御油路から外部空間に排出されることで、制御油路から混入空気が抜け易くなる。この結果、作動機構に混入空気が含まれた作動油が供給されることが抑制されて、被作動部材に対する作動機構の動作性能が向上する。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の作動油路構造において、前記制御油路（７０）は、前記油圧制御弁（１００）と前記作動機構（５０）との間に、摺動部材（２１ｉ）と前記摺動部材を摺動可能に支持する支持部材（４１）との間に形成されて前記摺動部材および前記支持部材の摺接面を作動油で潤滑するための潤滑用油路（８４）を有し、前記制御油路（７０）及び前記テンショナ油路（６３）は、前記テンショナ（３１）から前記油圧制御弁（１００）を通って前記潤滑用油路（８４）に至るまでシリンダ軸線方向に沿って上方に延びており、前記油圧制御弁（１００）は、前記作動機構（５０）の下方のシリンダヘッド（３）に設けられていることを特徴とする内燃機関の作動油路構造である。
この請求項２記載の事項によれば、混入空気が油圧制御弁を通って油路に流入したとき、該油路は一直線状に延びて潤滑用油路に連通しているので、潤滑用油路に流入し易い。そして、潤滑用油路に流入した混入空気は、摺動可能であることで僅かなクリアランスが形成されている摺接面から抜け易いので、作動機構に混入空気が含まれた作動油が供給されることが抑制される。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の内燃機関の作動油路構造において、前記テンショナ油路（６３）および前記制御油路（７０）は、前記ベース油路（６２）の下流端部（６２ｂ）から分岐しているものである。
この請求項３記載の事項によれば、ベース油路の混入空気は、ベース油路の下流端部において上方に分岐する制御油路に流入して、ベース油路から流出し易くなるので、ベース油路に残留する混入空気を速やかに減少できる。この結果、ベース油路から分岐するテンショナ油路および制御油路での混入空気を速やかに減少できる。
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の内燃機関の作動油路構造において、前記ベース油路（６２）に連通する下端部（７１ａ）と前記油圧制御弁（１００）に連通する上端部（７２ｂ）とを有する前記上流油路（７１，７２）は、前記下端部（７１ａ）から前記上端部（７２ｂ）まで上方にほぼ一直線状に延びている通路（７３）であるか、または、鉛直方向で第１下端部（７１ａ）から上端部（７１ｂ）に近づくにつれて、水平方向で前記上流油路（７１，７２）の前記上端部（７２ｂ）から遠ざかることなく前記第１下端部（７１ａ）から上方にほぼ一直線状に延びている第１直線油路（７１）と、鉛直方向で下端部（７２ａ）から前記上流油路（７１，７２）の前記上端部（７２ｂ）に近づくにつれて、前記第１直線油路（７１）の前記上端部（７１ｂ）から前記上流油路（７１，７２）の前記上端部（７２ｂ）まで水平方向で前記上流油路（７１，７２）の前記上端部（７２ｂ）から遠ざかることなく上方にほぼ一直線状に延びている第２直線油路（７２）とから構成されるものである。
この請求項４記載の事項によれば、上流油路がほぼ一直線状またはほぼ一直線に近い形状になるので、上流油路が複雑に屈曲する場合に比べて、混入空気が制御油路内に滞留することが抑制される。また、上流油路が機械加工により形成される場合に、発生した切り粉の除去作業が容易になって、残留する切り粉が減少して、油路や油圧制御弁に設けられるフィルタの目詰まりによる圧力損失を減少でき、さらにはフィルタの個数削減または不要化により、コスト削減が可能になる。
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の内燃機関の作動油路構造において、前記制御油路（７０）は、前記油圧制御弁（１００）を境にして、前記ベース油路（６２）と前記油圧制御弁（１００）との間に位置する前記上流油路（７１，７２）と、前記油圧制御弁（１００）と前記作動機構（５０）との間に位置する下流油路（８０，９０）とを有し、前記油圧制御弁（１００）は、弁ボディ（１０１）に摺動可能に嵌合して作動軸線（Ｌａ）に平行な作動軸線方向に移動可能な弁体（１０２）を備え、前記下流油路（８０，９０）は、前記上流油路（７１，７２）が前記油圧制御弁（１００）に連通する位置に対して、前記作動軸線方向でオフセットした位置で前記油圧制御弁（１００）に連通するものである。
この請求項５記載の事項によれば、油圧制御弁の弁体が作動軸線方向に移動する際に、弁ボディと摺動する弁体との僅かなクリアランスを通じて、作動油と共に混入空気が排出されるので、制御油路から混入空気が抜け易くなり、作動機構に混入空気が含まれた作動油が供給されることが抑制される。
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の内燃機関の作動油路構造において、前記作動機構（５０）は、前記被作動部材である動弁カム軸（２１ｉ）を制御して機関弁（１２）の開閉時期を制御する可変バルブタイミング機構（５０）であるものである。
この請求項６記載の事項によれば、テンショナと可変バルブタイミング機構とに供給されるベース油路からの作動油に混入空気が含まれている場合にも、テンショナと同様に、可変バルブタイミング機構に混入空気が含まれた作動油が供給されることが抑制される。この結果、動弁カム軸に対する可変バルブタイミング機構の動作性能が向上して、機関弁の開閉時期の制御応答性や制御精度が向上する。

油圧式テンショナおよび油圧式作動機構を備える内燃機関の作動油路構造において、テンショナおよび作動機構に空気を含んだ作動油が供給されることが抑制されるので、テンショナの張力付与機能および制振機能を向上させ、作動機構の動作性能を向上させることができる。

本発明が適用された作動油路構造が設けられた内燃機関を、カム軸の軸方向から見たときの要部の図であり、一部が断面で示されている。 図１の内燃機関をシリンダ軸線方向から見たときの要部の図である。 図２の概略ＩＩＩ−ＩＩＩ線での要部断面図であり、シリンダブロックについては、カム軸の回転中心線に直交すると共にシリンダ軸線を含む平面での断面図である。 図２の概略ＩＶ−ＩＶ線での要部の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。
図１，図３を参照すると、本発明が適用された内燃機関Ｅは、ピストン５が往復運動可能に嵌合する複数のシリンダ１ａが直列に配列されて一体に設けられたシリンダブロック１と、該シリンダブロック１の下端部に結合されるロアブロック２と、シリンダブロック１の上端部に結合されるシリンダヘッド３および該シリンダヘッド３の上端部に結合されるヘッドカバー４から構成されるエンジンヘッドと、潤滑用のオイルが貯留されるオイルパンとから構成されるエンジン本体を備え、さらに、各ピストン５にコンロッド６を介して連結されるクランク軸７を備える多気筒の４ストローク内燃機関である。
クランク軸７はシリンダブロック１の下部１ｂおよびロアブロック２に回転可能に支持される。そして、シリンダブロック１の下部１ｂ、ロアブロック２および前記オイルパンは、クランク軸７が収容されるクランク室を形成するクランクケースを構成する。そして、シリンダブロック１、ロアブロック２および前記オイルパンはエンジンブロックを構成する。
また、内燃機関Ｅは、この実施形態では、シリンダ軸線Ｌｃ（したがって、シリンダ軸線Ｌｃに平行なシリンダ軸線方向）が鉛直方向（図１参照）に対して所定の傾斜角で傾斜するように、搭載対象としての車両に傾斜して搭載される。

なお、この明細書および特許請求の範囲において、上下方向は鉛直方向であり、上方には、鉛直上方（すなわち、鉛直方向に平行な方向での上方）および斜め上方（すなわち、鉛直方向に交差する方向での上方）が含まれ、同様に下方には、鉛直下方（すなわち、鉛直方向に平行な方向での下方）および斜め下方（すなわち、鉛直方向に交差する方向での下方）が含まれるものとする。

図１〜図３を参照すると、シリンダヘッド３には、シリンダ１ａ毎に、ピストン５とシリンダヘッド３との間に形成された燃焼室８に開口する吸気ポート１０および排気ポート１１をそれぞれ開閉する機関弁としての吸気弁１２および排気弁１３が設けられる。
内燃機関Ｅは、シリンダヘッド３およびヘッドカバー４により形成される動弁室９内に配置されると共に吸気弁１２および排気弁１３を開閉駆動する動弁装置２０と、吸気ポート１０を介して吸入空気を燃焼室８に導く吸気装置１４と、吸入空気と混合して混合気を形成する燃料を噴射する燃料噴射弁（図示されず）と、燃焼室８内での混合気の燃焼により発生した燃焼ガスを排気ガスとして排気ポート１１を介して内燃機関Ｅの外部に導く排気装置１５とを備える。
そして、ピストン５は、燃焼室８内の混合気が点火栓１６により点火されて燃焼して発生する燃焼ガスの圧力により駆動されて往復運動し、コンロッド６を介してクランク軸７を回転駆動する。点火栓１６は、シリンダヘッド３に設けられた保持部１８に保持される円筒状の収容筒１７に収容される。

動弁装置２０は、動弁カムとしての吸気カム２２ｉを有する第１カム軸としての吸気カム軸２１ｉおよび動弁カムとしての排気カム２２ｅを有する第２カム軸としての排気カム軸２１ｅから構成される動弁カム軸と、吸気弁１２および排気弁１３にそれぞれ当接すると共に吸気カム２２ｉおよび排気カム２２ｅによりそれぞれ駆動されて吸気弁１２および排気弁１３をそれぞれ開閉するカムフォロアである吸気ロッカアーム２３ｉおよび排気ロッカアーム２３ｅと、制御装置１２０（図１参照）により制御される油圧式アクチュエータである油圧式作動機構としての可変バルブタイミング機構５０とを備える。可変バルブタイミング機構５０は、吸気弁１２のバルブ作動特性としての開閉時期を変更可能に制御するバルブ特性可変機構である。

内燃機関Ｅは、さらに、被動部材としての各カム軸２１ｉ，２１ｅ（したがって、各カム２２ｉ，２２ｅ）をクランク軸７の回転と同期して回転駆動するバルブタイミング用の巻掛け伝動機構２５と、巻掛け伝動機構２５のチェーン２８に張力を付与するテンショナ装置３０とを備える。
巻掛け伝動機構２５は、駆動軸としてのクランク軸７に設けられた駆動回転体である駆動スプロケット２６と、吸気カム軸２１ｉに可変バルブタイミング機構５０を介して設けられた被動回転体としての被動スプロケット２７ｉと、排気カム軸２１ｅに設けられた被動回転体としての被動スプロケット２７ｅと、これらスプロケット２６，２７ｉ，２７ｅに掛け渡された無端伝動帯としての無端のチェーン２８とを備え、各カム軸２１ｉ，２１ｅをクランク軸７の１／２の回転速度で回転駆動する。

巻掛け伝動機構２５は、カム軸２１ｉ，２１ｅの回転中心線Ｌｉ，Ｌｅに平行な方向である軸方向での一方向側におけるシリンダヘッド３およびシリンダブロック１のそれぞれの側壁１ｗ，３ｗと、それら側壁１ｗ，３ｗに結合されるカバー１９と、ヘッドカバー４とにより形成される伝動室としてのチェーン室２９内に配置される。

図１を参照すると、テンショナ装置３０は、側壁１ｗに一体成形されて設けられた取付座３３のネジ孔３３ｂにねじ込まれるボルトで取り付けられる油圧式アクチュエータとしての油圧式テンショナ３１と、側壁３ｗに揺動可能に支持されると共にテンショナ３１に付勢されてチェーン２８に押し付けられる案内部材としてのテンショナシュー３２とを備える。テンショナ３１は、後述する分岐部６４よりも下方に配置され、側壁３ｗに設けられた取付座３４に枢着されるテンショナシュー３２の支点部３２ａは、テンショナ３１よりも上方に配置される。

それ自体周知のテンショナ３１は、取付座３３にボルトにより固定されるボディ３１ａと、ボディ３１ａ内に収容されて付勢方向に進退可能な押圧部材としてのプランジャ３１ｂとを備える。プランジャ３１ｂは、張力を付与するテンショナバネにより付勢されると共にボディ３１ａとプランジャ３１ｂとの協働により形成される油室内の作動油の圧力により、テンショナシュー３２を介してチェーン２８に張力を付与する。

図１〜図３を参照すると、各カム軸２１ｉ，２１ｅは、シリンダヘッド３に固定されて一体に設けられるカムホルダに回転可能に支持される。前記カムホルダは、軸方向に間隔を置いて配置された複数の支持部材としての軸受部材４０から構成される。
各カム軸２１ｉ，２１ｅをそのジャーナル２４ｉ，２４ｅにて回転可能に支持する各軸受部材４０は、シリンダヘッド３に一体成形されて設けられた第１軸受部としての下軸受部４２と、下軸受部４２に結合手段としてのボルト４９により結合される第２軸受部としての上軸受部４３とから構成される。下軸受部４２には、ボルト４９がねじ込まれるネジ孔４２ｃが設けられている。

吸気カム軸２１ｉを支持する前記複数の軸受部材４０のうちで、軸方向での前記一方向側の端部に位置して軸方向で可変バルブタイミング機構５０に隣接する特定軸受部材としての端部軸受部材４１には、可変バルブタイミング機構５０を作動させるための作動油が流通する油路８１，８４，９１，９４が設けられる。軸受部材４１は、下軸受部４４と上軸受部４５とから構成される。
また、吸気カム軸２１ｉを支持する残りの軸受部材４０および排気カム軸２１ｅを支持する全ての軸受部材４０には、摺接するジャーナル２４ｉ，２４ｅとの間を潤滑するオイルが導かれる油溝（図示されず）が設けられる。

ジャーナル２４ｉ，２４ｅの外周面２４ａが摺接する軸受面４２ａ，４３ａをそれぞれ有する下軸受部４２および上軸受部４３は、それぞれの合わせ面４２ｂ，４３ｂ同士が互いに接触した状態でボルト４９により締結されて一体化される。それゆえ、各カム軸２１ｉ，２１ｅは、軸受部材４０に摺動可能に支持される摺動部材である。また、軸受部材４０は、各合わせ面４２ｂ，４３ｂにより構成される分割面Ｐａにより下軸受部４２および上軸受部４３の２つに分割される。

吸気弁１２の開閉時期を最遅角時期および最進角時期の間で連続的に変更することが可能な可変バルブタイミング機構５０は、巻掛け伝動機構２５と吸気カム軸２１ｉとの間での相対回転を生じさせる周知の装置であり、巻掛け伝動機構２５からカム軸２１ｉへの回転駆動力の伝達経路上で被動スプロケット２７ｉとカム軸２１ｉとの間に設けられて、クランク軸７に対するカム軸２１ｉ、したがってカム２２ｉの位相を機関運転状態に応じて制御する。それゆえ、カム軸２１ｉは、可変バルブタイミング機構５０によりその作動が制御される被作動部材である。

カム軸２１ｉにおいて軸受部材４１から軸方向での前記一方向側に突出する軸端部２１ｉ１に設けられる可変バルブタイミング機構５０は、互いに相対回転可能な駆動側回転体５１および被動側回転体５２を備える。駆動側回転体５１は被動スプロケット２７ｉと一体に回転し、被動側回転体５２はボルト５５により結合されてカム軸２１ｉと一体に回転する。カム軸２１ｉの周方向で両回転体５１，５２の間には、両回転体５１，５２により、それぞれ１以上の、ここでは複数の第１油室としての進角油室５３および第２油室としての遅角油室５４が周方向に間隔を置いて形成される。

次に、図１，図２，図４を参照して、内燃機関Ｅに設けられて、可変バルブタイミング機構５０を作動させる作動油が流通する作動油路構造について説明する。
図１を参照すると、内燃機関Ｅに設けられる潤滑系統を構成すると共にクランク軸７の動力で駆動されるオイルポンプ６０は、内燃機関Ｅのクランク軸７やピストン５（図３参照）などの潤滑箇所にオイルを供給する一方で、吐出したオイルの一部をテンショナ３１および可変バルブタイミング機構５０の作動油として供給する作動油供給源である。

前記作動油路構造は、内燃機関Ｅの運転時に作動油を供給すると共に停止時に作動油の供給を停止するオイルポンプ６０と、オイルポンプ６０からのオイルが供給されるメインギャラリ６１と、メインギャラリ６１のオイルを作動油としてテンショナ３１および可変バルブタイミング機構５０に供給する給油路と、可変バルブタイミング機構５０の進角油室５３および遅角油室５４での作動油の油圧を制御する油圧制御弁１００とを有して構成される。

前記クランク室内に配置されるオイルポンプ６０は、例えばトロコイドポンプから構成されて、オイル貯留部である前記オイルパンから汲み上げたオイルをメインギャラリ６１に吐出する。前記潤滑系統を構成するメインギャラリ６１は、シリンダブロック１に設けられて軸方向に一直線状に延びている。そして、メインギャラリ６１からは、内燃機関Ｅの多数の潤滑箇所にオイルを供給する多数の分岐油路が分岐している。

前記給油路は、テンショナ３１と可変バルブタイミング機構５０とに導かれる作動油が一緒に流通するベース油路としての共用油路６２と、共用油路６２から下方に分岐してテンショナ３１に作動油を導くテンショナ油路６３と、共用油路６２から上方に分岐して可変バルブタイミング機構５０に作動油を導く制御油路７０とから構成される。

シリンダブロック１に設けられた共用油路６２は、軸方向から見たとき（以下、「軸方向視」という。）、シリンダ軸線方向にほぼ直交する直交方向にメインギャラリ６１から一直線状に延びていて（図１参照）、上流端部６２ａでメインギャラリ６１に開口し、下流端部６２ｂで行き止まりとなる。下流端部６２ｂは、テンショナ油路６３と制御油路７０とが分岐する１つの分岐部６４であり、共用油路６２を上流端部６２ａから流れてきた作動油は、分岐部６４においてテンショナ油路６３と制御油路７０とに分流する。
なお、「ほぼ」との表現は、「ほぼ」との修飾語がない場合を含むと共に、「ほぼ」との修飾語がない場合とは厳密には一致しないものの、「ほぼ」との修飾語がない場合と比べて作用効果に関して有意の差異がない範囲を意味する。

シリンダブロック１に設けられて上流端部６３ａで分岐部６４に開口するテンショナ油路６３は、鉛直方向に対して斜め下方に一直線状に延びていて、取付座３３に設けられた下流端部６３ｂにおいて取付座３３の、ボディ３１ａが取り付けられる取付面３３ａに開口する。そして、テンショナ油路６３の作動油は、取付座３３において下流端部の出口６３ｃからボディ３１ａに設けられた油路を通じてテンショナ３１の前記油室に導かれる。別の例として、テンショナ油路６３が分岐部６４から鉛直下方に一直線状に延びていてもよい。

図１，図２，図４を参照すると、油圧制御弁１００が配置される制御油路７０は、油圧制御弁１００を境にして、共用油路６２と油圧制御弁１００との間に位置すると共に共用油路６２から油圧制御弁１００まで上方のみに延びている上流油路７１，７２と、油圧制御弁１００と可変バルブタイミング機構５０の進角油室５３および遅角油室５４（図２参照）との間にそれぞれ位置する第１下流油路としての進角油路８０および第２下流油路としての遅角油路９０とを有する。

上流油路７１，７２は、軸方向視で、分岐部６４に開口する上流端部である下端部７１ａから特定方向としてのシリンダ軸線方向にほぼ平行に延びていて、下流端部である上端部７１ｂにおいてシリンダブロック１の、シリンダヘッド３との合わせ面１ｃに開口する第１上流油路７１と、シリンダヘッド３の、シリンダブロック１との合わせ面３ｃに開口する上流端部である下端部７２ａを有すると共に油圧制御弁１００の入口ポート１１０に開口する下流端部である上端部７２ｂを有する第２上流油路７２とを有する。
共用油路６２に連通する下端部７１ａと油圧制御弁１００に連通する上端部７２ｂとを有する上流油路７１，７２は、上端部７１ｂおよび下端部７２ａとが合わせ面１ｃ，３ｃで接続して形成される屈曲部において屈曲している。

第１上流油路７１は、上下方向で第１下端部７１ａから第２上端部７１ｂに近づくにつれて、水平方向で上端部７２ｂから遠ざかることなく下端部７１ａから上方にほぼ一直線状に延びている第１直線油路である。テンショナ油路６３および第１上流油路７１は、ほぼ一直線状の通路を構成し、共用油路６２とほぼ直交する（図１参照）。
また、第２上流油路７２は、上下方向で下端部７２ａから上端部７２ｂに近づくにつれて、上端部７１ｂおよび下端部７２ａから上端部７２ｂまで水平方向で該上端部７２ｂから遠ざかることなく上方にほぼ一直線状に延びている第２直線油路である。

別の例として、上流油路７１，７２は、下端部７１ａから上端部７２ｂまで第１，第２上流油路７１，７２の両者が上方にほぼ一直線状に延びている通路７３（図１に太い二点鎖線で示される。）、換言すれば上流油路７１，７２全体と交わる１つの直線が存在するような通路であってもよい。
さらに、別の例として、第１上流油路７１が共用油路６２に対して、その劣角が鈍角となるように（例えば、通路７３のように。）形成されてもよく、その場合には、共用油路６２の混入空気が制御油路７０に流入し易くなって、テンショナ油路６３に混入空気が含まれた作動油が供給されることが一層抑制される。

第２上流油路７２と油圧制御弁１００を介して連通している進角油路８０および遅角油路９０のそれぞれは、油圧制御弁１００に上流端部で連通する第１油路としての接続油路８１，９１と、接続油路８１，９１に連通する第２油路としてのジャーナル油路８４，９４と、ジャーナル油路８４，９４に連通する第３油路としての軸内油路８５，９５とから構成される。ジャーナル油路８４，９４は、下軸受部４４の軸受面４４ａ、上軸受部４５の軸受面４５ａおよび外周面２４ａ（図２も参照）から構成される摺接面Ｐｂを潤滑する潤滑用油路を兼ねる。
そして、第１，第２上流油路７１，７２、接続油路８１および後述する上流側接続油路９２は、例えばドリルによる切削などの機械加工により形成される。

図４を参照すると、油圧制御弁１００は、側壁３ｗに設けられた収容孔３ｄに収容された状態で、シリンダヘッド３にブラケット１０８を介してボルト１０９により着脱可能に取り付けられる。スプール弁から構成される油圧制御弁１００は、収容孔３ｄに挿入される円筒状の弁ボディ１０１と、弁ボディ１０１の内部に摺動可能に嵌合する弁体である円柱状のスプール１０２と、弁ボディ１０１に固定されてスプール１０２を駆動する駆動部としてのソレノイド１０３と、内燃機関Ｅの停止時にソレノイド１０３が消磁されたときにスプール１０２が初期位置を占めるように付勢する戻しバネ１０４とを備える。
ここで、弁ボディ１０１およびスプール１０２は、油圧制御弁１００において、第２上流油路７２の上端部７２ｂおよび各接続油路８１，９１の上流端部８１ａ，９２ａが連通する弁部を構成する。

制御装置１２０（図１参照）は、内燃機関Ｅの機関状態（例えば、機関回転速度）を検出する機関状態検出手段と、該機関状態検出手段からの検出信号が入力される電子制御ユニットとを備え、前記機関状態検出手段により検出された機関状態に基づいて判定される機関運転状態に応じて、油圧制御弁１００を制御する。
内燃機関Ｅが備える制御装置１２０により制御されて作動するソレノイド１０３は、スプール１０２の端部に当接する駆動部材１０３ａを駆動して、スプール１０２を戻しバネ１０４の付勢力に抗してスプール１０２の作動軸線Ｌａ（油圧制御弁１００の中心軸線でもある。）に平行な方向である作動軸線方向に無段階に移動させる。油圧制御弁１００は、作動軸線Ｌａがカム軸２１ｉの回転中心線Ｌｉに直交するカム直交平面上にほぼ位置するように配置される（図２参照）。

弁ボディ１０１には、第２上流油路７２の上端部７２ｂが開口する入口ポート１１０と、第１接続油路８１および第２接続油路９１にそれぞれ開口する第１出口ポートとしての進角ポート１１１および第２出口ポートとしての遅角ポート１１２と、１対のドレンポート１１３，１１４とが設けられる。一方、スプール１０２には、中央グルーブ１１５と、作動軸線方向で中央グルーブ１１５の両側に位置する１対のランド１１８，１１９と、両ランド１１８，１１９の両側に位置する１対の端部グルーブ１１６，１１７とが設けられる。

油圧制御弁１００は、機関停止時に図４に示される初期位置を占める。この初期位置では、スプール１０２を付勢するソレノイド１０３の付勢力が消失するため、スプール１０２が戻しバネ１０４により付勢されて、進角ポート１１１が入口ポート１１０に対して遮断された状態でドレンポート１１３と連通し、遅角ポート１１２がドレンポート１１４に対して遮断された状態で入口ポート１１０と連通する。

そして、弁ボディ１０１とスプール１０２との間には、スプール１０２の摺動を可能とするために、作動軸線Ｌａを中心とする径方向での微小なクリアランスが形成されている。このため、油圧制御弁１００は、このクリアランスを通じて、作動軸線方向で隣接する各ポート１１０，１１１；１１０，１１２；１１１，１１３；１１２，１１４間において、可変バルブタイミング機構５０の作動に影響を与えない程度のリーク量で、作動油のリークを許容する。

併せて図１，図２を参照すると、弁ボディ１０１の露出部としての先端部１０１ａは、収容孔３ｄを貫通して、動弁室９１５内に露出した状態で突出している。先端部１０１ａに設けられたドレンポート１１３は、ドレン油路を介することなく動弁室９に直接開口して、進角油室５３から排出された作動油を動弁室９と、側壁３ｗに設けられた開口部３ｈを通じてチェーン室２９内に流出させる。一方、ドレンポート１１４は、側壁３ｗに設けられてチェーン室２９Ｃａに開口するドレン油路３ｋを通じて遅角油室５４から排出された作動油をチェーン室２９内に流出させる。

油圧制御弁１００と可変バルブタイミング機構５０の進角油室５３との間で作動油を流通させる進角油路８０において、接続油路８１は、進角ポート１１１から上方に、かつ作動軸線Ｌａに直交する方向に一直線状に延びていて、ジャーナル油路８４に開口する。ジャーナル油路８４は、両軸受面４４ａ，４５ａにそれぞれ設けられた半円環状溝と外周面２４ａとにより形成される環状溝により構成され、軸内油路８５は、カム軸２１ｉに形成されて進角油室５３に連通する。

同様に、油圧制御弁１００と可変バルブタイミング機構５０の遅角油室５４との間で作動油を流通させる遅角油路９０において、ジャーナル油路９４と油圧制御弁１００との間で作動油を流通させる接続油路９１は、遅角ポート１１２から延びてジャーナル油路９４に開口する。ジャーナル油路９４は、両軸受面４４ａ，４５ａにそれぞれ設けられた半円環状溝と外周面２４ａとにより形成される環状溝により形成され、ジャーナル油路９４と遅角油室５４との間で作動油を流通させる軸内油路９５は、カム軸２１ｉに形成されて遅角油室５４に連通する。

接続油路９１は、各合わせ面４４ｂ，４５ｂに設けられた溝により形成されてジャーナル油路９４に開口する下流側接続油路９３と、下流側接続油路９３と油圧制御弁１００との間で作動油を流通させる上流側接続油路９２とから構成される。上流側接続油路９２は、下軸受部４４および側壁３ｗに渡って設けられて遅角ポート１１２から上方に、かつ軸方向視で作動軸線Ｌａに直交する方向に一直線状に延びていて、合わせ面４４ｂにおいて上流側接続油路９２に対してほぼ直角に屈曲してシリンダ軸線方向にほぼ直交する方向に延びている下流側接続油路９３に開口する。
そして、第１接続油路８１の通路長は、上流側接続油路９２の通路長と下流側接続油路９３の通路長との合計である接続油路９１の通路長よりも短く、さらに上流側接続油路９２の通路長よりも短い。

進角油路８０および遅角油路９０は、上流油路７１，７２が油圧制御弁１００に連通する入口ポート１１０の位置に対して、作動軸線方向においてオフセットした位置で、より具体的には進角ポート１１１および遅角ポート１１２に対応して入口ポート１１０の位置に対して作動軸線方向での両側にそれぞれオフセットした位置で油圧制御弁１００に連通する。

そして、内燃機関Ｅが運転を開始すると、クランク軸７により駆動されるオイルポンプ６０は、メインギャラリ６１にオイルを供給する。メインギャラリ６１のオイルの一部は、作動油として共用油路６２に流入した後に、分岐部６４においてテンショナ油路６３および制御油路７０にそれぞれ上下に分流して、テンショナ３１および可変バルブタイミング機構５０にそれぞれ導かれる。
制御油路７０においては、制御装置１２０が制御する油圧制御弁１００により、機関運転状態に応じて、進角油室５３および遅角油室５４に対して進角油路９０および遅角油路９０を通じて作動油が給排され、両回転体５１，５２が相対回転することで、クランク軸７に対するカム軸２１ｉの位相、したがって吸気弁１２の開閉時期が進角側または遅角側に変更される。
また、油圧制御弁１００により、各油室５３，５４に対する作動油の給排が行われることなく、作動油が各油室５３，５４に閉じこめられることにより、両回転体５１，５２が相対回転することなく一体に回転して、クランク軸７に対するカム軸２１ｉの位相、したがって吸気弁１２の開閉時期が保持される。

また、軸受面４２ａ，４３ａ（４４ａ，４５ａ）と外周面２４ａとの間に形成される微小なクリアランスは、カム軸２１ｉ，２１ｅを回転可能に支持する必要性から、下軸受部４２および上軸受部４３がボルト４９により締め付けられる軸受部材４０の分割面Ｐａ（すなわち、両合わせ面４２ｂ，４３ｂ（４４ｂ，４５ｂ）での微小なクリアランスに比べて大きい。このため、機関停止時にオイルポンプ６０内に侵入した空気や、上流油路７１，７２を形成する部材間の微小なクリアランスから上流油路７１，７２内に侵入した空気は、オイルポンプ６０による作動油の供給開始時に、下流側接続油路９３に比べてジャーナル油路８４，９４から排出されやすい。そして、第１ジャーナル油路８４内に侵入した空気は、接続油路８１がジャーナル油路８４に直接接続されていることにより、接続油路９１に比べて圧力損失が小さい作動油により、一層排出されやすい。このため、進角油路８０には、遅角油路９０に比べて、空気の混入が少ない作動油が供給されるので、進角側への可変バルブタイミング機構５０の作動応答性が向上する。

機関停止時には、オイルポンプ６０が停止して、メインギャラリ６１へのオイルの供給が停止し、油圧制御弁１００は図４に示される初期位置を占める。このため、進角油室５３および進角油路８０の作動油は、進角ポート１１１およびドレンポート１１３を通じて、時間の経過と共に、前記作動油路構造に対する外部空間であるドレン空間としての動弁室９に流出する。一方、遅角油室５４および遅角油路９０の作動油は、遅角油路９０が遅角ポート１１２および入口ポート１１０を通じてメインギャラリ６１に連なる上流油路７１，７２と連通した状態にあり、遅角油路９０および上流油路７１，７２を形成する部材間の僅かなクリアランスから徐々に流出する。

次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
テンショナ３１および可変バルブタイミング機構５０に供給される作動油が流通する内燃機関Ｅの前記作動油路構造は、テンショナ３１および可変バルブタイミング機構５０に導かれる作動油が流通する共用油路６２と、共用油路６２から下方に分岐してテンショナ３１に作動油を導くテンショナ油路６３と、共用油路６２から上方に分岐して可変バルブタイミング機構５０に作動油を導く制御油路７０と、制御油路７０に配置されて可変バルブタイミング機構５０での作動油の油圧を制御する油圧制御弁１００とを有し、制御油路７０は、共用油路６２から油圧制御弁１００まで上方のみに延びている上流油路７１，７２を有し、油圧制御弁１００は、上流油路７１，７２からの作動油のリークを許容する。
この作動油路構造により、テンショナ油路６３は共用油路６２から下方に分岐していることから、共用油路６２を流れる作動油に空気が混入している場合、混入している空気（すなわち、混入空気）は共用油路６２からテンショナ油路６３に流入し難くなるので、テンショナ３１に混入空気が含まれた作動油が供給されることが抑制されて、チェーン２８に対するテンショナ３１の張力付与機能および制振機能が向上する。また、制御油路７０は共用油路６２から上方に分岐しているために、混入空気は共用油路６２から制御油路７０に流入し易いが、制御油路７０の上流油路７１，７２は上方のみに向かって延びており、しかも油圧制御弁１００は上流油路７１，７２の作動油がリークする構造であるため、上流油路７１，７２内の混入空気は、共用油路６２から油圧制御弁１００に向かって円滑に流れて油圧制御弁１００に達し、油圧制御弁１００においてリークする作動油と共に制御油路７０から外部空間としての動弁室９に排出されることで、制御油路７０から混入空気が抜け易くなる。この結果、可変バルブタイミング機構５０に混入空気が含まれた作動油が供給されることが抑制されて、カム軸２１ｉ，２１ｅに対する可変バルブタイミング機構５０の動作性能が向上して、吸気弁１２の開閉時期の制御応答性や制御精度が向上する。

テンショナ油路６３および制御油路７０は、共用油路６２の下流端部６２ｂから分岐していることにより、共用油路６２の混入空気は、共用油路６２の下流端部６２ｂにおいて上方に分岐する制御油路７０に流入して、共用油路６２から流出し易くなるので、共用油路６２に残留する混入空気を速やかに減少できる。この結果、共用油路６２から分岐するテンショナ油路６３および制御油路７０での混入空気を速やかに減少できる。

共用油路６２に連通する下端部７１ａと油圧制御弁１００に連通する上端部７２ｂとを有する上流油路７１，７２は、上下方向で下端部７１ａから上端部７２ｂに近づくにつれて、水平方向で上端部７２ｂから遠ざかることなく下端部７１ａから上方にほぼ一直線状に延びている第１上流油路７１と、上下方向で上端部７１ｂおよび下端部７２ａから上端部７２ｂに近づくにつれて、上端部７１ｂおよび下端部７２ａから上端部７２ｂまで水平方向で上端部７２ｂから遠ざかることなく上方にほぼ一直線状に延びている第２上流油路７２とから構成されるか、または、上流油路７１，７２が下端部７１ａから上端部７２ｂまで上方にほぼ一直線状に延びている通路７３であることにより、上流油路７１，７２がほぼ一直線に近い形状またはほぼ一直線状になるので、上流油路７１，７２が複雑に屈曲する場合に比べて、混入空気が制御油路７０内に滞留することが抑制される。また、上流油路７１，７２が機械加工により形成される場合に、発生した切り粉の除去作業が容易になって、残留する切り粉が減少して、油路や油圧制御弁１００に設けられるフィルタの目詰まりによる圧力損失を減少でき、さらにはフィルタの個数削減または不要化により、コスト削減が可能になる。

制御油路７０は、油圧制御弁１００を境にして、共用油路６２と油圧制御弁１００との間に位置する上流油路７１，７２と、油圧制御弁１００と可変バルブタイミング機構５０との間に位置する進角油路８０および遅角油路９０とを有し、油圧制御弁１００は、弁ボディ１０１に摺動可能に嵌合して作動軸線Ｌａに平行な作動軸線方向に移動可能なすスプール１０２を備え、進角油路８０および遅角油路９０は、上流油路７１，７２が油圧制御弁１００に連通する位置に対して、作動軸線方向でオフセットした位置で油圧制御弁１００に連通する。
この構造により、油圧制御弁１００の弁体が作動軸線方向に移動する際に、弁ボディ１０１と摺動するスプール１０２との僅かなクリアランスを通じて、作動油と共に混入空気が排出されるので、制御油路７０から混入空気が抜け易くなり、可変バルブタイミング機構５０に混入空気が含まれた作動油が供給されることが抑制される。

制御油路７０は、油圧制御弁１００よりも下流に、カム軸２１ｉと該カム軸２１ｉのジャーナル２４ｉを摺動可能に支持する軸受部材４１との間に形成されてジャーナル２４ｉおよび軸受部材４１の摺接面Ｐｂである外周面２４ａおよび軸受面４４ｂ，４５ｂを作動油で潤滑するための潤滑用油路であるジャーナル油路８４を有し、制御油路７０は、油圧制御弁１００からジャーナル油路８４まで上方に一直線状に延びている油路である接続油路８１を有する。
この構造により、混入空気が油圧制御弁１００を通って接続油路８１に流入したとき、該接続油路８１は一直線状に延びてジャーナル油路８４に連通しているので、ジャーナル油路８４に流入し易い。そして、ジャーナル油路８４に流入した混入空気は、摺動可能であることで僅かなクリアランスが形成されている摺接面Ｐｂから抜け易いので、可変バルブタイミング機構５０に混入空気が含まれた作動油が供給されることが抑制される。

以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
カムホルダの軸受部材の下軸受部は、シリンダヘッドとは別個の部材により構成され、シリンダヘッドに結合手段（例えば、ボルト）により固定されて一体に設けられてもよい。
可変バルブタイミング機構５０は、吸気カム軸および排気カム軸、または排気カム軸のみに設けられてもよい。
動弁装置の動弁カム軸は、吸気カムおよび排気カムを有する単一のカム軸であってもよい。
テンショナ油路６３および制御油路７０の第１上流油路７１は、共用油路６２において、メインギャラリ６１からの、共用油路６２に沿った距離が異なる位置で分岐していてもよく、また分岐部６４は、下流端部６２ｂでなくてもよく、上流端部６２ａと下流端部６２ｂとの間であってもよい。
バルブ特性可変機構は、動弁装置が備えるカムフォロアとしての複数のロッカアーム同士の連結および連結解除を行う連結部材を被作動部材として、吸気弁のリフト量を制御する連結切換機構であってもよい。
油圧式作動機構は、バルブ特性可変機構以外の油圧式の機構であってもよく、また下流油路は１つであってもよい。
ベース油路は、メインギャラリ６１であってもよく、したがって共用油路６２が設けられることなく、メインギャラリ６１からテンショナ油路６３および制御油路７０が直接分岐していてもよい。
巻掛け伝動機構は、無端伝動帯として無端のベルトを備えるものであってもよい。
内燃機関は、圧縮点火式機関であってもよく、さらに、Ｖ型機関、または１つのシリンダを備える単気筒機関であってもよい。
内燃機関が搭載される対象は、車両以外の機械、例えば、鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機等の船舶推進装置、または発電装置であってもよい。

１ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
２０ 動弁装置
２１ｉ カム軸
２５ 巻掛け伝動機構
３１ テンショナ
５０ 可変バルブタイミング機構
６１ メインギャラリ
６２ 共用油路
６３ テンショナ油路、
７０ 制御油路
７１，７２ 上流油路
８０ 進角油路
９０ 遅角油路
１００ 油圧制御弁

Claims (6)

1. 被動部材を回転駆動する巻掛け伝動機構の無端伝動帯に張力を付与する油圧式テンショナと、被作動部材を作動させる油圧式作動機構とを備える内燃機関に設けられて、前記テンショナおよび前記作動機構に供給される作動油が流通する内燃機関の作動油路構造において、
   前記テンショナおよび前記作動機構に導かれる作動油が流通するベース油路と、前記ベース油路から下方に分岐して前記テンショナに作動油を導くテンショナ油路と、前記ベース油路から上方に分岐して前記作動機構に作動油を導く制御油路と、前記制御油路に配置されて前記作動機構での作動油の油圧を制御する油圧制御弁とを有し、
   前記制御油路は、前記ベース油路から前記油圧制御弁まで上方のみに延びている上流油路を有し、
   前記ベース油路と前記テンショナ油路の分岐点から前記テンショナまでの油路長さが、前記ベース油路と前記制御油路の分岐点から前記油圧制御弁までの油路長さよりも短く、
   前記油圧制御弁は、前記上流油路からの作動油のリークを許容することを特徴とする内燃機関の作動油路構造。
2. 請求項１記載の内燃機関の作動油路構造において、
   前記制御油路は、前記油圧制御弁と前記作動機構との間に、摺動部材と前記摺動部材を摺動可能に支持する支持部材との間に形成されて前記摺動部材および前記支持部材の摺接面を作動油で潤滑するための潤滑用油路を有し、
   前記制御油路及び前記テンショナ油路は、前記テンショナから前記油圧制御弁を通って前記潤滑用油路に至るまでシリンダ軸線方向に沿って上方に延びており、
   前記油圧制御弁は、前記作動機構の下方のシリンダヘッドに設けられていることを特徴とする内燃機関の作動油路構造。
3. 請求項１または２記載の内燃機関の作動油路構造において、
   前記テンショナ油路および前記制御油路は、前記ベース油路の下流端部から分岐していることを特徴とする内燃機関の作動油路構造。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の内燃機関の作動油路構造において、
   前記ベース油路に連通する下端部と前記油圧制御弁に連通する上端部とを有する前記上流油路は、前記下端部から前記上端部まで上方にほぼ一直線状に延びている通路であるか、または、鉛直方向で第１下端部から上端部に近づくにつれて、水平方向で前記上流油路の前記上端部から遠ざかることなく前記第１下端部から上方にほぼ一直線状に延びている第１直線油路と、鉛直方向で下端部から前記上流油路の前記上端部に近づくにつれて、前記第１直線油路の前記上端部から前記上流油路の前記上端部まで水平方向で前記上流油路の前記上端部から遠ざかることなく上方にほぼ一直線状に延びている第２直線油路とから構成されることを特徴とする内燃機関の作動油路構造。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載の内燃機関の作動油路構造において、
   前記制御油路は、前記油圧制御弁を境にして、前記ベース油路と前記油圧制御弁との間に位置する前記上流油路と、前記油圧制御弁と前記作動機構との間に位置する下流油路とを有し、
   前記油圧制御弁は、弁ボディに摺動可能に嵌合して作動軸線に平行な作動軸線方向に移動可能な弁体を備え、
   前記下流油路は、前記上流油路が前記油圧制御弁に連通する位置に対して、前記作動軸線方向でオフセットした位置で前記油圧制御弁に連通することを特徴とする内燃機関の作動油路構造。
6. 請求項１から５のいずれか１項記載の内燃機関の作動油路構造において、
   前記作動機構は、前記被作動部材である動弁カム軸を制御して機関弁の開閉時期を制御する可変バルブタイミング機構であることを特徴とする内燃機関の作動油路構造。

Images