JP5758603B2 - Oil supply device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は内燃機関のオイル供給装置に係り、特に、可変バルブタイミング機構に駆動用オイルを供給するための装置に関する。 The present invention relates to an oil supply apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to an apparatus for supplying drive oil to a variable valve timing mechanism.
カムシャフトの一端部に可変バルブタイミング機構を連結し、クランク位相に対するカム位相を可変としてバルブタイミングを可変にすることが知られている。可変バルブタイミング機構は一般的には油圧式であり、可変バルブタイミング機構に駆動用オイルを供給するため油路が形成されている。 It is known that a variable valve timing mechanism is connected to one end of the camshaft so that the cam phase with respect to the crank phase is variable to make the valve timing variable. The variable valve timing mechanism is generally hydraulic, and an oil passage is formed to supply driving oil to the variable valve timing mechanism.
一般的に、油路は、シリンダヘッドの内部から、オイルコントロールバルブ、カムシャフトの一端部を軸支する軸受部(特にカムシャフト外周面とこれを支持する軸受面との界面部)、およびカムシャフトの一端部の内部を通過して、可変バルブタイミング機構に至るよう構成されている。なお特許文献1には、バルブタイミング可変機構の作動時に油圧式ラッシュアジャスタに対するオイル通路を絞ってバルブタイミング可変機構へ強制的にオイルを供給することが開示されている。
In general, an oil passage is formed from the inside of a cylinder head, from an oil control valve, a bearing portion that pivotally supports one end of a camshaft (particularly, an interface portion between an outer peripheral surface of a camshaft and a bearing surface that supports the camshaft) It passes through the inside of one end of the shaft and reaches the variable valve timing mechanism.
上述の一般的構成では、軸受部を通過する油路を形成することから、軸受部に必要な負荷容量以上に軸受部が長くなり、軸受部の長大化を招いていた。そしてこの結果、エンジン全長も長くなるという問題があった。 In the above-described general configuration, since the oil passage that passes through the bearing portion is formed, the bearing portion becomes longer than the load capacity necessary for the bearing portion, leading to an increase in the length of the bearing portion. As a result, there has been a problem that the total length of the engine becomes longer.
そこで本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その一の目的は、カムシャフトを軸支する軸受部ひいてはエンジン全長の短縮に有利な内燃機関のオイル供給装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an oil supply device for an internal combustion engine that is advantageous in shortening the bearing portion that pivotally supports the camshaft and thus the overall length of the engine.
本発明の一の態様によれば、
一端部に可変バルブタイミング機構が連結されたカムシャフトと、
前記可変バルブタイミング機構に駆動用オイルを供給すべく、前記カムシャフトの内部を軸方向に延びるカムシャフト内油路と、
油圧ラッシュアジャスタまたはロッカシャフト軸受部にオイルを供給するための動弁系油路と、
オイルが前記動弁系油路を流れた後に前記カムシャフト内油路に供給されるよう、前記動弁系油路と前記カムシャフト内油路とを接続する接続油路と、
を備えることを特徴とする内燃機関のオイル供給装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A camshaft having a variable valve timing mechanism coupled to one end;
An oil passage in the camshaft extending in the axial direction inside the camshaft to supply driving oil to the variable valve timing mechanism;
A valve operating oil passage for supplying oil to the hydraulic lash adjuster or the rocker shaft bearing,
A connecting oil passage connecting the valve operating oil passage and the camshaft oil passage so that oil is supplied to the camshaft oil passage after flowing through the valve oil passage;
An oil supply device for an internal combustion engine is provided.
この構成によれば、カムシャフトの軸受部を通過する油路が不要となり、軸受部ひいてはエンジン全長を短縮することが可能である。 According to this configuration, an oil passage that passes through the bearing portion of the camshaft is not necessary, and the bearing portion and thus the engine overall length can be shortened.
好ましくは、前記カムシャフト内油路が前記カムシャフトの他端面において開放され、当該開放端が前記カムシャフト内油路の入口端をなし、
前記接続油路が、前記動弁系油路の出口端と前記カムシャフト内油路の入口端とを接続する接続管により形成される。
Preferably, the oil passage in the camshaft is opened at the other end surface of the camshaft, and the open end forms an inlet end of the oil passage in the camshaft.
The connection oil passage is formed by a connection pipe that connects an outlet end of the valve operating oil passage and an inlet end of the oil passage in the camshaft.
好ましくは、前記カムシャフト内油路の入口端部に転がり軸受が設けられ、当該転がり軸受の内径面に前記接続管が挿入される。 Preferably, a rolling bearing is provided at the inlet end of the oil passage in the camshaft, and the connection pipe is inserted into the inner diameter surface of the rolling bearing.
好ましくは、前記カムシャフトの他端部に、前記カムシャフトよりも他端側に突出し且つ拡径された環状部材が取り付けられ、前記環状部材の内径面に転がり軸受が設けられ、当該転がり軸受の内径面に前記接続管が挿入される。 Preferably, an annular member protruding to the other end side of the camshaft and having an enlarged diameter is attached to the other end portion of the camshaft, and a rolling bearing is provided on an inner diameter surface of the annular member. The connecting pipe is inserted into the inner diameter surface.
好ましくは、前記環状部材が、前記カムシャフトの位相を検出するためのセンサリングからなる。 Preferably, the annular member includes a sensor ring for detecting the phase of the camshaft.
好ましくは、前記転がり軸受の内輪に、一端側に突出し且つ前記カムシャフト内油路の入口端部の内周面に近接するラビリンス部が設けられる。 Preferably, the inner ring of the rolling bearing is provided with a labyrinth portion that protrudes to one end side and is close to the inner peripheral surface of the inlet end portion of the oil passage in the camshaft.
好ましくは、前記接続油路の一部が、前記カムシャフト内油路の最高位置より高い位置に位置される。 Preferably, a part of the connection oil passage is located at a position higher than the highest position of the camshaft oil passage.
本発明によれば、カムシャフトを軸支する軸受部ひいてはエンジン全長の短縮に有利な内燃機関のオイル供給装置を提供することができるという、優れた効果が発揮される。 According to the present invention, it is possible to provide an excellent effect that an oil supply device for an internal combustion engine that is advantageous in shortening a bearing portion that supports a camshaft and thus an overall engine length can be provided.
以下、本発明を実施するための形態を添付図面に基づき説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施形態に係る内燃機関のオイル供給装置を示す。この装置におけるオイルの流れを図中矢印で示す。本実施形態の内燃機関は車両用直列4気筒4バルブエンジンである。 FIG. 1 shows an oil supply apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment. The oil flow in this apparatus is indicated by arrows in the figure. The internal combustion engine of the present embodiment is a vehicle in-line 4-cylinder 4-valve engine.
図示されるように、内燃機関(エンジン)1は、クランクシャフトCRによって駆動されるオイルポンプ2を備える。オイルポンプ2は、オイルパン3に貯留されているオイルをオイルストレーナー4を通じて吸引し、オイルフィルタ5に向けて吐出する。オイルフィルタ5を出たオイルは、シリンダブロック6のクランク軸方向に延設されたメインオイルホール7に流入する。
As illustrated, the internal combustion engine (engine) 1 includes an
オイルはメインオイルホール7から各部に分配される。例えばオイルは、シリンダヘッド8とヘッドカバー9とで画成される動弁室R内の最上部に配設されたオイルデリバリーパイプ10に分配される。オイルデリバリーパイプ10内のオイルは、吸気カムシャフト20および排気カムシャフト21の長手方向の複数位置に滴下供給される。
The oil is distributed from the main oil hole 7 to each part. For example, the oil is distributed to the
またメインオイルホール7内のオイルは、クランクシャフトを軸支する複数のクランクジャーナル12、クランクピン(図示せず)、オイルジェット13、チェーンテンショナー14にそれぞれ分配される。
The oil in the main oil hole 7 is distributed to a plurality of
さらにメインオイルホール7内のオイルは、各気筒に設けられた油圧ラッシュアジャスタ(以下HLAという)16に供給される。この供給は、シリンダヘッド8内部に長手方向に延設されたHLA油路15(本発明の動弁系油路に相当)を通じて行われる。HLA油路15は、吸気側および排気側に各一つずつ設けられ、エンジン本体のほぼ全長に沿って延びている。ここでエンジン本体とは、エンジン1の構造体ないしハウジング、すなわちシリンダブロック6、シリンダヘッド8、クランクケース11、ヘッドカバー9およびオイルパン3からなる構造体をいう。HLA16は、1気筒当たりに吸気弁Viおよび排気弁Veと同数設けられ、本実施形態では1気筒当たりに吸気側に二つ、排気側に二つ設けられている。
Further, the oil in the main oil hole 7 is supplied to a hydraulic lash adjuster (hereinafter referred to as HLA) 16 provided in each cylinder. This supply is performed through an HLA oil passage 15 (corresponding to a valve operating oil passage of the present invention) extending in the longitudinal direction inside the
図2は、シリンダブロック6よりも上方のエンジン本体の構造を示す。シリンダヘッド8は、下部のシリンダヘッド本体8Aと上部のカムハウジング8Bとに分割して概ね構成される。そしてカムハウジング8Bには、カムシャフトベアリングキャップ8Cが上部からボルト(図示せず)により締結される。シリンダヘッドガスケット17が、シリンダヘッド本体8Aとシリンダブロック6の締結面の間に介在される。シリンダヘッドカバーガスケット18が、シリンダヘッド8とヘッドカバー9の締結面の間に介在される。
FIG. 2 shows the structure of the engine body above the cylinder block 6. The
図3は、一つの吸気弁Viを駆動するための駆動機構の構成を示す。この駆動機構は、吸気弁Viおよび排気弁Veのそれぞれに対して設けられている。 FIG. 3 shows a configuration of a drive mechanism for driving one intake valve Vi. This drive mechanism is provided for each of the intake valve Vi and the exhaust valve Ve.
シリンダヘッド本体8Aには、吸気ポート19が形成されると共に、吸気ポート19の出口を開閉する吸気弁Viが昇降可能に設けられている。吸気弁Viはバルブスプリング22により閉弁方向または上昇方向に付勢される。吸気カムシャフト20はロッカーアーム23を介して吸気弁Viを押し下げて開弁する。ロッカーアーム23はHLA16との係合部を支点に回転する。ロッカーアーム23には、図4に示されるようなローラーロッカーアームが用いられる。ロッカーアーム23は、ローラ支持軸24、複数のローラ25、および接触輪としての外輪26を有し、ロッカシャフト軸受部を構成する。HLA油路15がHLA16に隣接してシリンダヘッド本体8Aの内部に形成されている。
In the
図5は、可変バルブタイミング機構30に駆動用オイルを供給するための油路構造を示す。図の左右方向である吸気カムシャフト20の長手方向或いは軸方向を、単に長手方向或いは軸方向ともいう。図の左側が吸気カムシャフト20の一端側であり、この一端側を前端側とする。図の右側が吸気カムシャフト20の他端側であり、この他端側を後端側とする。
FIG. 5 shows an oil passage structure for supplying driving oil to the variable
本実施形態では、吸気側にのみ可変バルブタイミング機構30を設けている。しかしながら、排気側に可変バルブタイミング機構を設け、吸気側と同様の油路構造を採用することも可能である。
In the present embodiment, the variable
吸気カムシャフト20(以下単にカムシャフトともいう)はその前端部に前端ピース27を有し、この前端ピース27に可変バルブタイミング機構(以下VVTという)30が同軸に連結されている。VVT30は前端ピース27にボルト一体型オイルコントロールバルブ(以下OCVという)31により締結されている。カムシャフト20は、その長手方向に沿った複数の位置(特に各気筒の前後の位置)で、転がり軸受としてのニードルベアリング32により軸支される。ニードルベアリング32は、下側のカムハウジング8Bと上側のカムシャフトベアリングキャップ8Cにより挟持される。
The intake camshaft 20 (hereinafter also simply referred to as a camshaft) has a
特に、最前方に位置するカムハウジング8Bの前端壁8Bfと、当該前端壁8Bfに組み合わされる前端カムシャフトベアリングキャップ8Cfとは、前端ニードルベアリング32fを介して前端ピース27を軸支する前端軸受部(所謂#1ジャーナル)B1を形成すると共に、エンジン本体の前端壁をも形成する。前端ニードルベアリング32fは、外輪32f1、内輪32f2および複数のローラ32f3を有する。
In particular, the front end wall 8Bf of the
この前端部以外の箇所では、カムハウジング8Bの下部軸受壁8Blと、当該下部軸受壁8Blに組み合わされるカムシャフトベアリングキャップ8Cとが、ニードルベアリング32を介して吸気カムシャフト20を軸支する軸受部Bを形成する。図中右側に示す後端部では、最後方の軸受部Bよりさらに後方にてカムハウジング8Bの後端壁8Brが起立され、この後端壁8Brがエンジン本体の後端壁を形成する。ニードルベアリング32は外輪321および複数のローラ323を有し、内輪を有しない。
At locations other than the front end portion, a bearing portion in which a lower bearing wall 8Bl of the
本実施形態の吸気カムシャフト20は、一定の内外径を有する中空パイプからなるカムシャフト本体20Aに、前記前端ピース27と、複数のカムロブ20Bとを圧入等により取り付けて概ね構成されている。カムシャフト本体20Aの前端部は、前端ピース27のシャフト穴28に圧入等により同軸に挿入固定されている。前端ピース27には、シール等のためのフランジ29が、前端壁8Bfおよび前端カムシャフトベアリングキャップ8Cfの後面に隣接して設けられている。前端ピース27には、OCV31の取り付けのためのボルト穴32も同軸に設けられている。
The
VVT30は、図6に示すように、互いに相対回転可能なカムスプロケット33とベーン34から概ね構成されている。カムスプロケット33はVVT30のハウジングをなすと共に、スプロケット35を有する。スプロケット35がタイミングチェーンによりクランクシャフトCRに連結され、カムスプロケット33がクランクシャフトと同期回転する。ベーン34は、前端ピース27すなわちカムシャフト20に実質的に固定され、カムシャフト20と同期回転する。
As shown in FIG. 6, the
カムスプロケット33とベーン34の間に、図6に示すような進角側油圧室36と、図7に示すような遅角側油圧室37とが形成されている。図6に示すように、進角側油圧室36に駆動用オイルないし油圧が供給され且つ遅角側油圧室37から油圧が排出されると、ベーン34がカムスプロケット33に対し進角側に回転され、カムシャフト20がクランクシャフトに対し進角される。他方、図7に示すように、遅角側油圧室37に油圧が供給され且つ進角側油圧室36から油圧が排出されると、ベーン34がカムスプロケット33に対し遅角側に回転され、カムシャフト20がクランクシャフトに対し遅角される。
An advance side
図5に示すように、前端ピース27には、VVT30に供給される駆動用オイルを流すための供給油路38と、VVT30から排出されたオイルを動弁室R内に流すためのドレーン油路39とが形成されている。供給油路38の入口端はシャフト穴28に連通される。供給油路38は概ね前端ピース27の軸方向に延びている。なお加工上の都合で供給油路38の一部は前端ピース27の外周面に開口されているが、この開口部は前端ニードルベアリング32fの内輪32f2により塞がれる。
As shown in FIG. 5, the
OCV31には、図示省略するが、油路を切り替えるための電磁スプール弁が装備されており、この電磁スプール弁がエンジン制御ユニット(ECU)により切替制御される。前端ピース27の供給油路38とOCV31の入口ポートとを結ぶ第1油路40、OCV31の第1ポートとVVT30の進角側油圧室36とを結ぶ第2油路41、OCV31の第2ポートとVVT30の遅角側油圧室37とを結ぶ第3油路42、およびOCV31の出口ポートと前端ピース27のドレーン油路39とを結ぶ第4油路43が、それぞれVVT30またはOCV31に形成されている。
Although not shown, the
ところで、カムシャフト本体20Aの軸心部の穴は本体内油路44を形成する。この本体内油路44と、前記供給油路38およびシャフト穴28とが、VVT30に駆動用オイルを供給すべくカムシャフト20の内部を軸方向に延びる、本発明にいうカムシャフト内油路を構成する。そして本体内油路44は、接続油路45を介してHLA油路15に接続され、オイルがHLA油路15を流れた後に本体内油路44ひいてはカムシャフト内油路に供給されるようになっている。オイルの流れを図中矢印で示す。本体内油路44はHLA油路15に対し下流側に位置されている。
By the way, the hole in the axial center portion of the camshaft
本体内油路44は、カムシャフト20の後端面において開放されている。当該開放端が本体内油路44ないしカムシャフト内油路の入口端をなす。また供給油路38は、前端ピース27の前端面で開放されている。当該開放端が、供給油路38ないしカムシャフト内油路の出口端をなす。結局、カムシャフト内油路は、カムシャフト20の全長に亘って延びている。
The
またHLA油路15は、シリンダヘッド8Aの外壁面、特に後端面において開放され、当該開放端がHLA油路15の出口端をなす。
The
接続油路45は、HLA油路15の出口端と本体内油路44の入口端とを接続する、前方に開いた略U字状ないしコ字状の接続管46により形成される。接続管46は外部に露出されている。下方に位置する接続管46の入口端部46AはHLA油路15に圧入して固定される。接続管46は、HLA油路15を出た直後に上方に曲げられ、さらにカムシャフト20の高さ位置で前方に曲げられる。
The
接続管46の上部46Bはカムハウジング後端壁8Brの穴47を挿通され、接続管46の出口端部46Cは本体内油路44に同軸に挿入される。カムハウジング後端壁8Brの穴47にはオイルシール48が設けられ、本体内油路44の入口端部にも、接続管46の出口端部46Cとの隙間をシールするためのオイルシール49が設けられる。接続管46は、図示しないブラケット等により、シリンダヘッド本体8Aおよびカムハウジング8Bの少なくとも一方の後端壁に外部から固定されている。図3にも接続管46を仮想的に示す。
The
本体内油路44の入口端部におけるオイルシール49の内径は、HLA油路15の出口端部の内径より小さい、このため、接続管46は、入口端部46Aから出口端部46Cまでの間で、図示の如く徐々に、或いは段階的に縮径される。
The inner diameter of the
なお、接続管46および接続油路45に関する構成は上述のものに限られない、接続管46とHLA油路15および本体内油路44との接続にフランジや油圧カップリング等を用いてもよい。接続管46にフレキシブルホースを用いてもよい。接続管46をエンジン本体内部に設け、外部に露出させぬようにしてもよい。
Note that the configuration related to the
図5に示すように、カムシャフト20の後端部且つ外周面部には、カムシャフト20の位相を検出するためのセンサリング50が取り付けられている。図8に示すように、センサリング50は、ヘッドカバー9に固定された非接触式のカムポジションセンサ51と組み合わせて使用される。センサリング50は、回転方向に間欠的に複数の凸部を有し、カムポジションセンサ51がこれら凸部を検出することでカムシャフト20の回転位相を検出する。
As shown in FIG. 5, a
図5に示すように、HLA油路15を前方から後方へと流れてきたオイルは、その後接続油路45に導入され、接続油路45に沿って上昇し、本体内油路44に供給される。そしてオイルは、本体内油路44を後方から前方へと流れ、本体内油路44の出口端が開放する前端ピース27のシャフト穴28に入る。その後オイルは、供給油路38および第1油路40を通じてOCV31の入口ポートに供給される。
As shown in FIG. 5, the oil that has flowed through the
他方、OCV31の出口ポートから排出されたオイルは、第4油路43と、前端ピース27のドレーン油路39とを通じて、動弁室Rに排出される。
On the other hand, the oil discharged from the outlet port of the
本実施形態では、カムシャフト20の軸受部に、一般的なジャーナル軸受(或いはプレーンベアリング)ではなく、転がり軸受を用いている。このため軸受部への積極給油は不要であり、軸受部に給油するための油路(周溝等)は設けられていない。転がり軸受への給油は雰囲気のオイルミスト等により行われる。
In the present embodiment, a rolling bearing is used for the bearing portion of the
次に、本実施形態の利点を、図9に示す比較例と比較して説明する。この比較例は、前記実施形態よりも、一般的な構造に近い構造を有している。前端ピース27には、周溝101が設けられており、この周溝101には、カムハウジング前端壁8Bfの内部に形成された油路102から駆動用オイルが供給される。そして周溝101内のオイルは、前端ピース27内に形成された供給油路103を通じて、第1油路40と、OCV31の入口ポートとに供給される。
Next, advantages of the present embodiment will be described in comparison with the comparative example shown in FIG. This comparative example has a structure closer to a general structure than the above embodiment. The
周溝101内のオイルが前方に漏れ出すのを防止するため、周溝101の前方で且つ前端ニードルベアリング32fとの間に、半径方向外側に突出したリング状のシール部104が前端ピース27に設けられる。同じく、周溝101内のオイルが後方に漏れ出すのを防止するため、周溝101の後方には、半径方向外側に突出したリング状のシール部105が前端ピース27に設けられる。この比較例では、カムシャフト本体20A内の空間は油路として用いられない。他の構成は前記実施形態と同様であり、図中、同一の構成要素に同一の符号を付す。
In order to prevent the oil in the
なお、この比較例は理解の容易のため、前記実施形態とできるだけ近似した構成とした。しかしながら、前記実施形態からより離れたより一般的な構成としてもよい。例えば軸受は転がり軸受でなくジャーナル軸受であってもよいし、カムシャフトは中空パイプからなるカムシャフトではなく、より一般的な鋳造品としてもよい。周溝は、前端ピース側ではなく、軸受側に設けてもよい。 Note that this comparative example has a configuration as close as possible to the above-described embodiment for easy understanding. However, a more general configuration that is further away from the embodiment may be employed. For example, the bearing may be a journal bearing instead of a rolling bearing, and the camshaft may not be a camshaft made of a hollow pipe but may be a more general cast product. The circumferential groove may be provided not on the front end piece side but on the bearing side.
この比較例の場合だと、カムハウジング前端壁8Bfの油路102から前端ピース27の供給油路103に、駆動用オイルを供給する構造であるため、周溝101とその前後のシール部104,105が必須である。そのため、必要な負荷容量以上に前端軸受部B1が長くなる。前端軸受部B1は前記実施形態よりも長大化し、図示例ではΔLだけ、前端の位置が前記実施形態より前となってしまう。このため、エンジン全長も長大化する。
In the case of this comparative example, since the driving oil is supplied from the
また、周溝101の加工コストと、前端軸受部B1の長大化による材料コストとが加わり、コスト的にも不利である。さらに周溝101を介して径方向から軸方向へとオイル流れ方向を90°変えるやり方は、圧力損失を増大する原因ともなり得る。
Further, the processing cost of the
一方、図5に示す本実施形態の場合だと、HLA油路15のオイルを接続油路45を介して本体内油路44に供給し、この本体内油路44から前端ピース27の供給油路38にオイルを供給する。このため、比較例のような油路としての周溝101、およびシール部104,105は不要であり、前端軸受部B1を、必要な負荷容量相当の長さに短縮できる。このため、エンジン全長も短縮することが可能である。
On the other hand, in the case of the present embodiment shown in FIG. 5, the oil in the
また、周溝101の加工が不要であり、前端軸受部B1の短縮化により材料コストも抑制できるため、コスト的にも有利である。さらに、本体内油路44から前端ピース27の供給油路38へと軸方向にほぼストレートにオイルを流すことができるため、圧力損失の低減にも有利である。
Moreover, since the processing of the
このように、前記実施形態によれば、カムシャフトを軸支する軸受部ひいてはエンジン全長の短縮に有利な内燃機関のオイル供給装置を提供することが可能である。 Thus, according to the above-described embodiment, it is possible to provide an oil supply device for an internal combustion engine that is advantageous for shortening the bearing portion that supports the camshaft and thus the overall length of the engine.
次に、前記実施形態(以下基本実施形態という)の変形例を説明する。 Next, a modification of the embodiment (hereinafter referred to as a basic embodiment) will be described.
図10には第1変形例を示す。この第1変形例では、カムシャフト20の後端部において、本体内油路44の入口端部に転がり軸受としてのシール付ボールベアリング60が設けられる。そしてこのボールベアリング60の内径面601に接続管46の出口端部46Cが挿入される。接続管46の出口端部46Cは、ボールベアリング60を介してカムシャフト20の後端部に軸支される。
FIG. 10 shows a first modification. In the first modification, a
ボールベアリング60は、外輪602、内輪603、複数のボール604、および軸方向前後のシール部材605を有する。内輪603の内径面601と、接続管46の出口端部46Cの外径面46Dとの間には、シール部材としてのOリング61が設けられる。図示例ではOリング61を軸方向に位置決めするための溝が内径面601と外径面46Dの両者に設けられているが、いずれか一方に設けられてもよい。
The
前記基本実施形態では当該挿入部においてカムシャフト20と接続管46との隙間に単なるシール部材としてのシールリング49が設けられていた。このため、カムシャフト20の回転時に摺動抵抗および回転抵抗が大きくなるのは否めない。また、シールリング49が接続管46に対し摺動するためシールリング49の早期劣化も懸念される。
In the basic embodiment, the
一方、この第1変形例では、当該隙間にボールベアリング60を設けた。このため、カムシャフト20の回転時における摺動抵抗および回転抵抗を低減することが可能である。また摺動箇所は実質的にボールベアリング内部の部材間だけなので、耐久性も大幅に向上することができる。
On the other hand, in the first modification, a
図11には第2変形例を示す。この第2変形例では、カムシャフト20の後端部に取り付けられたセンサリング50Aの構造が基本実施形態と異なる。
FIG. 11 shows a second modification. In the second modification, the structure of the
すなわち、センサリング50Aは板金プレス製であり、カムシャフト20の後端部の外周面に圧入嵌合される取付管部65と、取付管部65よりも後方に位置され、且つ取付管部65よりも拡径される支持管部66と、支持管部66よりも後方に位置され、且つ支持管部66よりも拡径される環状のセンサ部67とを一体的に有する。センサ部67には周方向に間欠的に複数の歯が形成され、このセンサ部67が、前記カムポジションセンサ51によって検出される部分をなす。
That is, the
センサリング50Aがカムシャフト20の後端部に取り付けられると、支持管部66およびセンサ部67が、カムシャフト20よりも後方に突出し且つ拡径されるようになる。支持管部66の内径面66Aには、転がり軸受としてのシール付ボールベアリング68が設けられる。そしてこのボールベアリング68の内径面681に接続管46の出口端部46Cが挿入される。接続管46の出口端部46Cは、ボールベアリング68を介してセンサリング50Aに軸支される。
When the
第1変形例と同様、ボールベアリング68は、外輪682、内輪683、複数のボール684、および軸方向前後のシール部材685を有する。内輪683の内径面681と、接続管46の出口端部46Cの外径面46Dとの間には、シール部材としてのOリング69が設けられる。図示例ではOリング69を軸方向に位置決めするための溝が外径面46Dのみに設けられているが、内径面681のみまたは両者に設けられてもよい。
Similar to the first modification, the ball bearing 68 includes an
この第2変形例によれば、カムシャフト20の後端部よりも後方で且つ大径の支持管部66にボールベアリング68が設けられ、このボールベアリング68に接続管46の出口端部46Cが挿入支持される。このため、第1変形例と比較して、ボールベアリング68の内外径、ひいては接続管46の出口端部46Cの外径を大きくすることができる。
According to the second modified example, the ball bearing 68 is provided on the
よって、より汎用的なサイズのボールベアリング68を使用することができ、ボールベアリング68のコストを低減できる。また、入口端部46Aと出口端部46Cの外径が等しい一定径の接続管46を使用することができ、接続管46のコストをも低減できる。
Therefore, a ball bearing 68 having a more general size can be used, and the cost of the ball bearing 68 can be reduced. In addition, it is possible to use a
なお、接続管46をカムシャフト本体20Aと同一のパイプ材で形成することも可能であり、この場合にはさらなるコスト低減が可能である。さらにHLA油路15をパイプ材で画成し、このパイプ材も接続管46およびカムシャフト本体20Aと同一のパイプ材で形成すれば、より一層のコスト低減が可能である。
The connecting
この第2変形例では、センサリング50Aが本発明の環状部材に相当する。しかしながら、環状部材は必ずしもセンサリングと共用でなくてもよい。接続管46の取り付けのためだけに環状部材を設けてもよい。もっとも、環状部材をセンサリングと共用とすれば部品点数削減によるコスト低減が達成されるのは言うまでもない。環状部材ないしセンサリングは、板金プレス製でなくてもよく、例えば鋳造品であってもよい。
In the second modification, the
図12には第3変形例を示す。この第3変形例では、第2変形例の構成に対し、ボールベアリング68の内輪683の構造を変更している。
FIG. 12 shows a third modification. In the third modification, the structure of the
すなわち、内輪683には、前方に突出し且つ本体内油路44の入口端部の内周面(即ちカムシャフト本体20Aの内径面)に近接するラビリンス部70が設けられる。つまりラビリンス部70を含む内輪683の軸方向の幅は、外輪682の軸方向の幅よりも大きい。
That is, the
図13に内輪683の外観を示す。これから分かるように、ラビリンス部70の外周面には、軸方向に垂直な複数のラビリンス溝71が設けられている。なお72はOリング69を位置決めするための溝である。代替的に、図14に示すように、螺旋状のラビリンス溝71Aを設けてもよい。ラビリンス部70と、これが対向される本体内油路44の内周面との間の最小クリアランスは、0.1mm以下とするのが好ましい。
FIG. 13 shows the appearance of the
この第3変形例によれば、ラビリンス部70の存在により、ボールベアリング68の前側のシール部材685に加わる油圧を低減できる。このため、カムシャフト20の回転時における摺動抵抗および回転抵抗を低減することが可能である。
According to the third modification, the hydraulic pressure applied to the
図15には第4変形例を示す。この第4変形例では、基本実施形態の構成に対し、接続油路45および接続管46の構成を変更している。すなわち、接続油路45の一部が、カムシャフト内油路の最高位置より高い位置に位置される。
FIG. 15 shows a fourth modification. In the fourth modification, the configurations of the
より詳細には、接続管46が、カムシャフト後端部への挿入位置よりも高い部分を有するよう屈曲されている。接続管46において、上部46Bは、カムハウジング後端壁8Brの穴47から外部に出た直後に上方に曲げられ、さらにU字状に屈曲されている。こうして接続管46には下方に開いたU字状の頂上部46Dが設けられる。頂上部46Dの内面のインコーナー側の最高位置H2は、本体内油路44の最高位置H1よりも高い位置とされる。また当該最高位置H2は、前端ピース27の供給油路38の最高位置H3よりも高い位置とされる。これにより、最高位置H2は、カムシャフト内油路の最高位置より高い位置とされる。
More specifically, the connecting
この構成によると、エンジン停止時に、カムシャフト内油路、特に本体内油路44のオイルが重力により接続油路45を通じてHLA油路15に逆流、落下し、戻されてしまうことを防止できる。すなわち、エンジン停止時に本体内油路44にオイルを保持することができ、その後のエンジン始動時にVVT30に速やかにオイルを供給し、VVT30を早期に作動開始することが可能である。
According to this configuration, when the engine is stopped, the oil in the camshaft oil passage, particularly the oil in the main
この第4変形例の構成は、第1〜第3変形例にも適用可能である。 The configuration of the fourth modification can also be applied to the first to third modifications.
以上、本発明の好適実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば内燃機関の用途、形式等は任意である。転がり軸受の種類も任意である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but various other embodiments of the present invention are conceivable. For example, the use and type of the internal combustion engine are arbitrary. The kind of rolling bearing is also arbitrary.
前記HLA油路15の代わりに、ロッカシャフト軸受部にオイルを供給するための油路を、動弁系油路として用いてもよい。すなわち、ロッカーアームには、固定されたロッカシャフトに軸支されて回転するタイプのものがある。このものでは、各気筒のロッカシャフト軸受部に給油すべく、長手方向に延びた油路が形成されている。この油路は前記HLA油路15と同様の性格を持つため、動弁系油路として好適に採用可能である。
Instead of the
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes all modifications, applications, and equivalents included in the concept of the present invention defined by the claims. Therefore, the present invention should not be construed as being limited, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present invention.
1 内燃機関
16 油圧ラッシュアジャスタ(HLA)
20 吸気カムシャフト
30 可変バルブタイミング機構(VVT)
44 本体内油路
45 接続油路
46 接続管
46D 頂上部
50,50A センサリング
60 ボールベアリング
601 内径面
66 支持管部
66A 内径面
68 ボールベアリング
681 内径面
683 内輪
70 ラビリンス部
1
20
44
Claims (6)
前記可変バルブタイミング機構に駆動用オイルを供給すべく、前記カムシャフトの内部を軸方向に延びるカムシャフト内油路と、
油圧ラッシュアジャスタまたはロッカシャフト軸受部にオイルを供給するための動弁系油路と、
オイルが前記動弁系油路を流れた後に前記カムシャフト内油路に供給されるよう、前記動弁系油路と前記カムシャフト内油路とを接続する接続油路と、
を備え、
前記カムシャフトが、その前端部に配置された前端ピースと、前記前端ピースのシャフト穴に同軸に挿入固定された中空のカムシャフト本体とを備え、前記前端ピースの前端部に前記可変バルブタイミング機構が同軸に連結され、
前記前端ピースに、前記可変バルブタイミング機構に供給されるオイルを流すための供給油路が形成され、前記供給油路が前記前端ピースの軸方向に延び、
前記カムシャフト本体の軸心部の穴が本体内油路を形成し、前記供給油路、前記シャフト穴および前記本体内油路が互いに連通されて前記カムシャフト内油路を構成し、
オイルが、前記本体内油路を後方から前方へと流れ、前記本体内油路の出口端が開放する前記シャフト穴に入り、その後、前記供給油路を通じて前記可変バルブタイミング機構に供給されるよう構成され、
前記本体内油路が前記カムシャフトの後端面において開放され、当該開放端が、前記カムシャフト内油路にオイルを導入するための入口端をなし、
前記接続油路が、前記動弁系油路の出口端と前記カムシャフト内油路の入口端とを接続する接続管により形成され、
オイルが、前記動弁系油路の出口端から前記カムシャフト内油路の入口端に向かう方向に、前記接続管により形成された前記接続油路を流れるよう構成された
ことを特徴とする内燃機関のオイル供給装置。 A camshaft having a variable valve timing mechanism connected to the front end ;
An oil passage in the camshaft extending in the axial direction inside the camshaft to supply driving oil to the variable valve timing mechanism;
A valve operating oil passage for supplying oil to the hydraulic lash adjuster or the rocker shaft bearing,
A connecting oil passage connecting the valve operating oil passage and the camshaft oil passage so that oil is supplied to the camshaft oil passage after flowing through the valve oil passage;
With
The camshaft includes a front end piece disposed at a front end of the camshaft, and a hollow camshaft body that is coaxially inserted and fixed in a shaft hole of the front end piece, and the variable valve timing mechanism is provided at the front end of the front end piece. Are connected coaxially,
A supply oil path for flowing oil supplied to the variable valve timing mechanism is formed in the front end piece, and the supply oil path extends in an axial direction of the front end piece,
A hole in the axial center portion of the camshaft body forms an oil passage in the main body, and the supply oil passage, the shaft hole, and the oil passage in the main body communicate with each other to constitute the oil passage in the camshaft.
The oil flows through the oil passage in the main body from the rear to the front, enters the shaft hole where the outlet end of the oil passage in the main body opens, and then is supplied to the variable valve timing mechanism through the supply oil passage. Configured,
Said body oil passage is open at an end plane of said cam shaft, said open ends, without an inlet end for introducing oil to the oil passage within the camshaft,
The connection oil passage is formed by a connection pipe that connects an outlet end of the valve operating oil passage and an inlet end of the oil passage in the camshaft.
The internal combustion engine is configured so that oil flows through the connection oil passage formed by the connection pipe in a direction from an outlet end of the valve operating oil passage toward an inlet end of the oil passage in the camshaft. Engine oil supply device.
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のオイル供給装置。 2. The oil supply apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a rolling bearing is provided at an inlet end of the oil passage in the camshaft, and the connecting pipe is inserted into an inner diameter surface of the rolling bearing.
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のオイル供給装置。 An annular member that protrudes to the rear end side of the camshaft and has an enlarged diameter is attached to the rear end portion of the camshaft, and a rolling bearing is provided on the inner diameter surface of the annular member. The oil supply device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the connection pipe is inserted.
ことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関のオイル供給装置。 The oil supply device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the annular member includes a sensor ring for detecting a phase of the camshaft.
ことを特徴とする請求項3または4に記載の内燃機関のオイル供給装置。 5. The internal combustion engine according to claim 3, wherein the inner ring of the rolling bearing is provided with a labyrinth portion that protrudes toward a front end side and is close to an inner peripheral surface of an inlet end portion of the oil passage in the camshaft. Oil supply device.
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関のオイル供給装置。 The oil supply device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein a part of the connection oil passage is located at a position higher than a highest position of the oil passage in the camshaft.
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