JP5829636B2 - エンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造 - Google Patents
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Description
本発明はエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造に関し、特に、オイル制御弁が他の部品のメンテナンスの障害となることを防ぐとともに、オイル制御弁とオイル制御駆動機構の間の制御油路を短縮して油圧力の消耗を減少させ、また同時に、前記オイル制御弁の制御と前記オイル制御駆動機構の駆動を更に精緻化させることのできる、エンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造に関する。
従来のエンジン１の可変バルブ揚程機構における油路の配置構造について、図１を参照する。電磁弁２がシリンダーヘッド１１の上方に設けられ、油圧入口の潤滑油がオイルパイプ２１を経由して外部の油圧から直接電磁弁２の中に送られた後、電磁弁２によってシリンダーヘッド１１内部の油路に送られ、油圧によって各汽缸の可変揚程機構が推し動かされることによって、エンジン１の運転速度の高低に応じた異なる揚程の吸気バルブ、排気バルブの切り換えが行われる。
従来のエンジン１は、電磁弁２と、オイルパイプ２１が設けられることにより、エンジン１の運転速度の高低に応じた異なる揚程の吸気バルブ、排気バルブの切り換えが行われるものの、電磁弁２が、複数のネジ２２によってシリンダーヘッド１１に螺合されているため、組み立てが複雑である。また、電磁弁２に外接されたオイルパイプ２１は、オイル漏れの懸念があるとともに、エンジン１の外部に露出していることにより、エンジン１が高温になることにより脆くなったり破損したりしやすくなる。その他、電磁弁２は、シリンダーヘッド１１の上方に設けられているため、エンジン１が揺れ動いた時に、上方にある物入れといった部品との干渉を引き起こしやすくなる。
従来の可変揚程機構における油路の配置構造に上述の欠点があることに鑑み、エンジンの組み立てを簡素化し、潤滑油路のオイル制御弁を配置しやすくするとともにエンジンオイルポンプ小型化させ、エンジン動力のロスを減らすことができる構造を提供することは、現在の自動車製造業者が克服を期待する課題である。
そこで、本発明は、エンジンの組み立てを簡素化し、潤滑油路のオイル制御弁を配置しやすくするとともにエンジンオイルポンプ小型化させ、エンジン動力のロスを減らすことができる、エンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造を提供することを目的とする。
本発明のエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造は、少なくともクランクシャフトボックスと、クランクシャフトボックスに設けられたシリンダー本体と、シリンダー本体に設けられたシリンダーヘッドとからなる。前記シリンダー本体にはタイミングチェーン室が設けられる。前記タイミングチェーン室は、上方に向かってシリンダーヘッドまで伸びるとともに、タイミングチェーンが取り付けられる。前記シリンダーヘッドにはロッカーアーム室が設けられ、前記ロッカーアーム室にはカムユニットと、ロッカーアームユニットと、バルブユニットとが設けられ、そのうち前記ロッカーアームユニットは内部にオイル制御駆動機構を有する。前記オイル制御駆動機構は、オイル制御弁によって制御される。前記シリンダーヘッドは吸気ポート側の一面に油圧制御弁取付台座が設けられ、前記油圧制御弁取付台座は接続台座部と、差込接続台座部とを有する。前記オイル制御弁は、弁本体と、差込設置部とを有し、前記油圧制御弁取付台座の差込接続台座部は、オイル制御弁の差込設置部を差し込んで接続するのに用いられる。このうち前記油圧制御弁取付台座の差込接続台座部と前記シリンダーヘッドの間には間隔が保たれる。
以上の構造によって、オイル制御弁がエンジンの熱による高温所から離されて、油圧制御弁取付台座が集熱体を形成することが回避されることによって、オイル制御弁の耐用性が増し、配置が容易でオイル制御弁が他の部品のメンテナンスの障害となることを防ぐという効果が達成される。加えて、オイル制御弁と前記オイル制御駆動機構の間の制御油路が短縮されて油圧力の消耗が減少されると同時に、前記オイル制御弁の制御による前記オイル制御駆動機構の駆動が更に精緻化される。
まず、図２、図３を参照する。本発明のエンジン３は、少なくともクランクシャフトボックス３１と、クランクシャフトボックス３１に取り付けられたシリンダー本体３２と、シリンダー本体３２に取り付けられたシリンダーヘッド３３とからなる。
図３に示すように、シリンダー本体３２にはタイミングチェーン室３４が設けられる。タイミングチェーン室３４は、上方に向かってシリンダーヘッド３３及びシリンダーヘッド３３の上方にあるロッカーアーム室３５まで伸びるとともに、タイミングチェーン３４１が取り付けられる。
図２、図３に示すように、シリンダーヘッド３３にはロッカーアーム室３５が設けられ、ロッカーアーム室３５にはカムユニット３５１と、ロッカーアームユニット３５２と、バルブユニット３５３とが設けられ、そのうちロッカーアームユニット３５２は内部にオイル制御駆動機構３５４を有する。オイル制御駆動機構３５４は、オイル制御弁４によって制御され、オイル制御弁４は、弁本体４ａと、差込設置部４ｂとを有する。オイル制御弁４の制御によるオイル制御駆動機構３５４の駆動によって、バルブユニット３５３は異なる高低の揚程で作動することができる。
図２に示すように、シリンダーヘッド３３に設けられた吸気側の吸気ポート３３１には、吸気管３３１１が取り付けられる。吸気管３３１１には、スロットバルブ５と、電子式中央制御装置（ＥＣＵ）６とが取り付けられる。
図２、図４を参照する。シリンダーヘッド３３には、吸気ポート３３１と相対する側に排気ポート３３２が設けられ、排気ポート３３２には、排気管３３２１が取り付けられる。
図２、図３、図４を参照する。シリンダーヘッド３３には、タイミングチェーン室３４と相対する側に点火装置取付台座３３３が設けられ、点火装置取付台座３３３には、点火装置３３３１が取り付けられる。
図２、図３、図４、図５を参照する。シリンダーヘッド３３は、吸気ポート３３１側の一面に油圧制御弁取付台座３３４が設けられる。具体的には、油圧制御弁取付台座３３４は、吸気ポート３３１側の一面に配置されるとともに、接続台座部３３４１と差込接続台座部３３４２とを有し、接続台座部３３４１は、シリンダーヘッド３３のロッカーアーム室３５の外面壁上に設けられ、差込接続台座部３３４２は、オイル制御弁４の差込設置部４ｂを差し込んで接続するのに用いられる。これによって、オイル制御弁４が安定的に油圧制御弁取付台座３３４に固定される。そのうち、油圧制御弁取付台座３３４はシリンダーヘッド３３と一体成型の方法によってシリンダーヘッド３３に形成されるか、あるいは、螺合、溶接といった外部接合方法によってシリンダーヘッド３３と接続される。本発明の図における実施例では、ネジ部材によって、油圧制御弁取付台座３３４の接続台座部３３４１がシリンダーヘッド３３に螺合されている。油圧制御弁取付台座３３４においては、上述の接合方法によって、油圧制御弁取付台座３３４の差込接続台座部３３４２と、シリンダーヘッド３３の間に、間隔が保たれる。図２に示すように、油圧制御弁取付台座３３４は、シリンダーヘッド３３に取り付けられた後、油圧制御弁取付台座３３４の差込接続台座部３３４２がクランクシャフトボックス３１の方向に向かって伸びるとともに、吸気管３３１１と略水平、あるいは、鋭角を形成して、シリンダーヘッド３３に設けられる。更に具体的には、図５を参照する。前述で示したように、エンジン３は、油圧制御弁取付台座３３４とオイル制御弁４とが、シリンダーヘッド３３の吸気ポート３３１と点火装置取付台座３３３の間に位置するとともに、吸気ポート３３１側の一面上に設けられる。油圧制御弁取付台座３３４は、エンジン３の第二象限の領域に設けられる。図５に示した以上の構造によって、オイル制御弁４とオイル制御駆動機構３５４の間の制御油路４１は、効果的に短縮され、図２に示すように、しいては、オイル制御弁４の制御とオイル制御駆動機構３５４の駆動を更に精緻化させることができる。同時に、油圧制御弁取付台座３３４が集熱体を形成することが回避されるとともに、シリンダーヘッド３３の高温が油圧制御弁取付台座３３４とオイル制御弁４とに伝わることが回避されることによって、オイル制御弁４の耐用性が増す。
その他、油圧制御弁取付台座３３４の差込接続台座部３３４２には、補助固定柱３３４３が設けられる。補助固定柱３３４３は、側面から見た場合にシリンダーヘッド３３の吸気ポート３３１と重なり合った状態を呈して、シリンダーヘッド３３の吸気ポート３３１の近くに螺合されて設けられる。図３に示すように、以上の構造によって、油圧制御弁取付台座３３４がシリンダーヘッド３３において多数の固定点を形成する。従って、オイル制御弁４が油圧制御弁取付台座３３４に差し込んで接続された後、オイル制御弁４がシリンダーヘッド３３上に安定的に固定されるという効果を生む。同時に、油圧制御弁取付台座３３４の補助固定柱３３４３が冷卻風の流れに影響してシリンダーヘッド３３の冷卻效果を低下させることを回避することができる。
本発明の実施例において、エンジン３は空冷式エンジン３ａ、あるいは、水冷式エンジン３ｂを採用することができる。
（実施例１）
図２、図４を参照する。エンジン３は空冷式エンジン３ａである。クランクシャフトボックス３１の一側面には冷却ファン３１１が設けられる。シリンダー本体３２と、シリンダーヘッド３３はエアガイドカバー７によって覆い包まれている。油圧制御弁取付台座３３４とオイル制御弁４は、シリンダーヘッド３３に設けられるとともに、冷却ファン３１１と於シリンダー軸Ａと同一側面上に位置する。冷却ファン３１１が外部の冷風を吸入した後、冷風がエアガイドカバー７に導かれてシリンダー本体３２とシリンダーヘッド３３に向かって吹き付けることによって、シリンダー本体３２とシリンダーヘッド３３に対する冷却放熱の動作が行われる。図３、図４に示すように、油圧制御弁取付台座３３４とオイル制御弁４はシリンダーヘッド３３に設けられる。油圧制御弁取付台座３３４の差込接続台座部３３４２とシリンダーヘッド３３の間には間隔が保たれるとともに、クランクシャフトボックス３１の方向へ向かって伸びて、吸気管３３１１と略水平、あるいは、鋭角を形成してシリンダーヘッド３３に設けられる。油圧制御弁取付台座３３４の差込接続台座部３３４２とシリンダーヘッド３３の間の間隔は、通路を形成する。前記通路は、冷却ファン３１１が外部から吸入した冷却風を通す。この構造によって、吸入された冷却風が、油圧制御弁取付台座３３４とオイル制御弁４に阻害されてシリンダーヘッド３３の冷却効果が低下することがなくなる。また、図４に示すように、油圧制御弁取付台座３３４の差込接続台座部３３４２とオイル制御弁４は、エアガイドカバー７の外側に設けられる。具体的には、エアガイドカバー７が、オイル制御弁４とシリンダーヘッド３３の間に配置されることによって、本発明が空冷式エンジン３ａにおいて使用された時、オイル制御弁４が、直接外部の冷却風を用いて放熱の動作を行うことができる。また、油圧制御弁取付台座３３４が、シリンダーヘッド３３上の外部の冷却風に当たる位置に設けられることにより、シリンダー本体３２とシリンダーヘッド３３の高温が油圧制御弁取付台座３３４とオイル制御弁４に直接影響することを回避することができる。これにより、オイル制御弁４の耐用年数が減損されるには至らなくなる。
図２、図４を参照する。エンジン３は空冷式エンジン３ａである。クランクシャフトボックス３１の一側面には冷却ファン３１１が設けられる。シリンダー本体３２と、シリンダーヘッド３３はエアガイドカバー７によって覆い包まれている。油圧制御弁取付台座３３４とオイル制御弁４は、シリンダーヘッド３３に設けられるとともに、冷却ファン３１１と於シリンダー軸Ａと同一側面上に位置する。冷却ファン３１１が外部の冷風を吸入した後、冷風がエアガイドカバー７に導かれてシリンダー本体３２とシリンダーヘッド３３に向かって吹き付けることによって、シリンダー本体３２とシリンダーヘッド３３に対する冷却放熱の動作が行われる。図３、図４に示すように、油圧制御弁取付台座３３４とオイル制御弁４はシリンダーヘッド３３に設けられる。油圧制御弁取付台座３３４の差込接続台座部３３４２とシリンダーヘッド３３の間には間隔が保たれるとともに、クランクシャフトボックス３１の方向へ向かって伸びて、吸気管３３１１と略水平、あるいは、鋭角を形成してシリンダーヘッド３３に設けられる。油圧制御弁取付台座３３４の差込接続台座部３３４２とシリンダーヘッド３３の間の間隔は、通路を形成する。前記通路は、冷却ファン３１１が外部から吸入した冷却風を通す。この構造によって、吸入された冷却風が、油圧制御弁取付台座３３４とオイル制御弁４に阻害されてシリンダーヘッド３３の冷却効果が低下することがなくなる。また、図４に示すように、油圧制御弁取付台座３３４の差込接続台座部３３４２とオイル制御弁４は、エアガイドカバー７の外側に設けられる。具体的には、エアガイドカバー７が、オイル制御弁４とシリンダーヘッド３３の間に配置されることによって、本発明が空冷式エンジン３ａにおいて使用された時、オイル制御弁４が、直接外部の冷却風を用いて放熱の動作を行うことができる。また、油圧制御弁取付台座３３４が、シリンダーヘッド３３上の外部の冷却風に当たる位置に設けられることにより、シリンダー本体３２とシリンダーヘッド３３の高温が油圧制御弁取付台座３３４とオイル制御弁４に直接影響することを回避することができる。これにより、オイル制御弁４の耐用年数が減損されるには至らなくなる。
（実施例２）
次に図６、図７を参照する。エンジン３は水冷式エンジン３ｂである。クランクシャフトボックス３１の一側面には、水ポンプ３１２が設けられる。水ポンプ３１２は、冷卻水を水冷式エンジン３ｂの水套（図中では図示していない）よりシリンダー本体３２とシリンダーヘッド３３まで運搬することにより、水冷式エンジン３ｂの冷却放熱の動作を行う。シリンダーヘッド３３の上方には、冷却水出口集合部３３５が設けられる。冷却水出口集合部３３５は、冷卻シリンダー本体３２とシリンダーヘッド３３の後ろの冷卻水を流出させるのに用いられる。冷却水出口集合部３３５は、吸気ポート３３１の一側面に設けられる。具体的には、シリンダーヘッド３３の吸気ポート３３１が設けられた側の側面には、オイル制御弁４と、冷却水出口集合部３３５とが設けられる。オイル制御弁４と冷却水出口集合部３３５は、吸気ポート３３１の両脇にそれぞれが相対する配置で設けられる。
次に図６、図７を参照する。エンジン３は水冷式エンジン３ｂである。クランクシャフトボックス３１の一側面には、水ポンプ３１２が設けられる。水ポンプ３１２は、冷卻水を水冷式エンジン３ｂの水套（図中では図示していない）よりシリンダー本体３２とシリンダーヘッド３３まで運搬することにより、水冷式エンジン３ｂの冷却放熱の動作を行う。シリンダーヘッド３３の上方には、冷却水出口集合部３３５が設けられる。冷却水出口集合部３３５は、冷卻シリンダー本体３２とシリンダーヘッド３３の後ろの冷卻水を流出させるのに用いられる。冷却水出口集合部３３５は、吸気ポート３３１の一側面に設けられる。具体的には、シリンダーヘッド３３の吸気ポート３３１が設けられた側の側面には、オイル制御弁４と、冷却水出口集合部３３５とが設けられる。オイル制御弁４と冷却水出口集合部３３５は、吸気ポート３３１の両脇にそれぞれが相対する配置で設けられる。
本発明には以下のような効果がある。本発明では、シリンダーヘッド３３の吸気ポート３３１が設けられた側の側面に油圧制御弁取付台座３３４を設け、油圧制御弁取付台座３３４にオイル制御弁４を取り付ける。オイル制御弁４は、クランクシャフトボックス３１の方向へ向かって伸び、油圧制御弁取付台座３３４の差込接続台座部３３４２とシリンダーヘッド３３の間には間隔が保たれて通路を形成して、冷却ファン３１１が吸入した冷却風を通すことができる。それにより、冷卻風が油圧制御弁取付台座３３４とオイル制御弁４に阻害されてシリンダーヘッド３３の冷却効果が低下することがなくなる。同時に、オイル制御弁４がエンジン３の熱による高温所から離されて、油圧制御弁取付台座３３４が集熱体を形成することが回避されることによって、オイル制御弁４の耐用性が増し、配置が容易でオイル制御弁４が他の部品のメンテナンスの障害となることを防ぐことができる。加えて、オイル制御弁４とオイル制御駆動機構３５４の間の制御油路４１を短縮して油圧力の消耗を減少させ、また同時に、オイル制御弁４の制御によるオイル制御駆動機構３５４の駆動を更に精緻化させることができる。
１ エンジン
１１ シリンダーヘッド
２ 電磁弁
２１ オイルパイプ
２２ ネジ
３ エンジン
３ａ 空冷式エンジン
３ｂ 水冷式エンジン
３１ クランクシャフトボックス
３１１ 冷却ファン
３１２ 水ポンプ
３２ シリンダー本体
３３ シリンダーヘッド
３３１ 吸気ポート
３３１１ 吸気管
３３２ 排気ポート
３３２１ 排気管
３３３ 点火装置取付台座
３３３１ 点火装置
３３４ 油圧制御弁取付台座
３３４１ 接続台座部
３３４２ 差込接続台座部
３３４３ 補助固定柱
３３５ 冷却水出口集合部
３４ タイミングチェーン室
３４１ タイミングチェーン
３５ ロッカーアーム室
３５１ カムユニット
３５２ ロッカーアームユニット
３５３ バルブユニット
３５４ オイル制御駆動機構
４ オイル制御弁
４ａ 弁本体
４ｂ 差込設置部
４１ 制御油路
５ スロットバルブ
６ 電子式中央制御装置
７ エアガイドカバー
Ａ シリンダー軸
１１ シリンダーヘッド
２ 電磁弁
２１ オイルパイプ
２２ ネジ
３ エンジン
３ａ 空冷式エンジン
３ｂ 水冷式エンジン
３１ クランクシャフトボックス
３１１ 冷却ファン
３１２ 水ポンプ
３２ シリンダー本体
３３ シリンダーヘッド
３３１ 吸気ポート
３３１１ 吸気管
３３２ 排気ポート
３３２１ 排気管
３３３ 点火装置取付台座
３３３１ 点火装置
３３４ 油圧制御弁取付台座
３３４１ 接続台座部
３３４２ 差込接続台座部
３３４３ 補助固定柱
３３５ 冷却水出口集合部
３４ タイミングチェーン室
３４１ タイミングチェーン
３５ ロッカーアーム室
３５１ カムユニット
３５２ ロッカーアームユニット
３５３ バルブユニット
３５４ オイル制御駆動機構
４ オイル制御弁
４ａ 弁本体
４ｂ 差込設置部
４１ 制御油路
５ スロットバルブ
６ 電子式中央制御装置
７ エアガイドカバー
Ａ シリンダー軸
Claims (9)
- エンジンと、シリンダー本体と、シリンダーヘッドと、オイル制御弁と、からなるエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造であって、
前記エンジンは、少なくとも、クランクシャフトボックスと、前記クランクシャフトボックスに設けられた前記シリンダー本体と、前記シリンダー本体に設けられた前記シリンダーヘッドと、からなり、
前記シリンダー本体にはタイミングチェーン室が設けられ、
前記タイミングチェーン室は、上方に向かって前記シリンダーヘッドまで伸びるとともにタイミングチェーンが取り付けられ、
前記シリンダーヘッドにはロッカーアーム室が設けられ、
前記ロッカーアーム室にはカムユニットと、ロッカーアームユニットと、バルブユニットと、が設けられ、そのうち前記ロッカーアームユニットは内部に前記オイル制御弁によって制御されるオイル制御駆動機構を有し、
前記シリンダーヘッドの吸気ポート側の一面に油圧制御弁取付台座が設けられ、前記油圧制御弁取付台座が接続台座部と差込接続台座部とを有し、
前記オイル制御弁は、弁本体と、差込設置部と、を有し、
前記油圧制御弁取付台座の前記差込接続台座部は、前記オイル制御弁の前記差込設置部を差し込んで接続するのに用いられるとともに前記シリンダーヘッドとの間に間隔が保たれ、
前記油圧制御弁取付台座の前記差込接続台座部には補助固定柱が設けられ、
前記補助固定柱が、吸気ポートの近くに螺合されるとともに、側面から見た場合に、前記補助固定柱と前記シリンダーヘッドの吸気ポートが重なり合った状態を呈する
ことを特徴とするエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造。 - 請求項１に記載のエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造において、
前記シリンダーヘッドの上方に前記ロッカーアーム室が設けられており、
前記油圧制御弁取付台座の前記接続台座部は、前記シリンダーヘッドとの一体成形で前記シリンダーヘッドに形成されるか、または、螺合および溶接のいずれかで前記シリンダーヘッドに外部接合されるものであり、
前記接続台座部は前記ロッカーアーム室の外面壁に設けられ、
前記油圧制御弁取付台座の前記差込接続台座部が、前記クランクシャフトボックスへ向かって伸びる
ことを特徴とするエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造。 - 請求項１または請求項２に記載のエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造において、
前記油圧制御弁取付台座の前記差込接続台座部と前記シリンダーヘッドの間の間隔が、冷却風を流すための通路を形成する
ことを特徴とするエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造。 - 請求項１に記載のエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造において、
前記油圧制御弁取付台座と前記オイル制御弁は、前記シリンダーヘッドの吸気ポートと点火装置取付台座の間における吸気ポート側の一面上に設けられる
ことを特徴とするエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造。 - 請求項１に記載のエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造において、
前記エンジンは空冷式エンジンであり、
前記エンジンの前記クランクシャフトボックスの一側面に冷却ファンが設けられ、
前記エンジンの前記シリンダー本体と前記シリンダーヘッドの外側がエアガイドカバーによって覆い包まれ、
前記油圧制御弁取付台座と前記オイル制御弁は前記シリンダーヘッドに設けられるとともに、シリンダー軸の冷却ファンと同一側面に位置する
ことを特徴とするエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造。 - 請求項５に記載のエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造において、
前記エアガイドカバーは、前記オイル制御弁と前記シリンダーヘッドの間に位置する
ことを特徴とするエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造。 - 請求項１に記載のエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造において、
前記エンジンは水冷式エンジンであり、
前記エンジンの前記クランクシャフトボックスには水ポンプが設けられ、
前記エンジンの前記シリンダーヘッドには冷却水出口集合部が設けられる
ことを特徴とするエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造。 - 請求項７に記載のエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造において、
前記冷却水出口集合部は、前記シリンダーヘッドの吸気ポートの一方の脇に設けられ、
前記吸気ポートのもう一方の脇に前記オイル制御弁が設けられる
ことを特徴とするエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造。 - 請求項１に記載のエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造において、
前記油圧制御弁取付台座は、前記シリンダーヘッドと一体成型の方法によって前記シリンダーヘッドに形成されるか、あるいは、外部接合方法によって前記シリンダーヘッドと接続される
ことを特徴とするエンジンバルブにおける可変揚程油圧制御弁の構造。
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