JPH04109007A - エンジンのバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は油圧により作動されるバルブタイミング可変機
構がシリンダヘッド上のカムシャフトに対して具備され
たエンジンのバルブタイミング制御装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来、例えば実開昭６２−６９００５号公報に示される
ように、吸、排気バルブを開閉作動するためのカムシャ
フトがシリンダヘッド上に配置され、その一端側に、タ
イミングベルト等を介してクランクシャフトにより駆動
されるカムプーリがカムシャフトと相対回転可能に軸支
されるとともに、このカムブーりとカムシャフトとの間
に、油圧により作動されてバルブタイミング（吸、排気
バルブの開閉タイミング）を変更するバルブタイミング
可変機構が設けられることにより、運転状態に応じたバ
ルブタイミングの調整が可能となっているエンジンは知
られている。上記バルブタイミング可変機構は、例えば
、カムシャフトおよびカムプーリにそれぞれ噛合してそ
のうちの少なくとも一方がスパイラル状の噛合となって
いるスライド部材（リングピストン）と、これに油圧を
作用させるための油圧室を備え、油圧の給排に応じて上
記スライド部材が軸方向に移動することにより、カムプ
ーリとカムシャフトとの相対位相が変化してバルブタイ
ミングが変るように構成されている。

そして、このバルブタイミング可変機構に対し、油圧の
給排を行うための通路や制御弁等が設けられ、上記公報
に示された装置では、上記油圧室に通じてカムシャフト
の中心部を通るオイル通路と、オイルポンプによって圧
送されたオイルを上記オイル通路に送る油圧供給用通路
と、上記オイル通路からオイルをリリーフするリリーフ
通路と、このリリーフ通路に設けられたリリーフ量の制
御弁等が具備されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来ｉ置では、油圧供給用通路がカムシャフトの
下方のシリンダヘッドに形成され、オイルが下方からカ
ムシャフトのオイル通路へ導かれるようになっているが
、この構造によると、オイルポンプによって圧送された
オイルに気泡が混入している場合に、この気泡がオイル
とともに、上記油圧供給通路からカムシャフトのオイル
通路を経てバルブタイミング可変機構の油圧室にまで持
込まれ、油圧室に溜る。このような状態になると、上記
油圧室に持込まれた気泡の影響により、バルブタイミン
グ可変機構の作動の応答性が悪くなる。

従って、運転状態に応じてバルブタイミング可変機構が
制御されるような場合に、運転状態の変化に対してバル
ブタイミングの変化に応答遅れが生じるという問題があ
る。

なお、上記公報に示された装置では、リリーフ量のｉｌ
Ｊ　ｍ弁がカムシャフトに対して上側の軸受に配置され
ているが、この制御弁はリリーフ通路のリリーフ量を制
御するだけであり、油圧供給用通路からバルブタイミン
グ可変機構へ供給されるオイルに混入する気泡を除去す
るような機能は得られない。

本発明はこのような事情に鑑み、オイルポンプから圧送
されるオイルに気泡が混入した場合でもこの気泡がバル
ブタイミング可変機構にまで運び込まれることを防止し
、これによってバルブタイミング可変機構の応答性を向
上することができるエンジンのバルブタイミング制御装
置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記のような目的を達成するため、シリンダヘ
ッド上に配置されたカムシャフトに対し、油圧により作
動されてバルブタイミングを変更するバルブタイミング
可変機構が具備され、このバルブタイミング可変機構に
通じるオイル通路がカムシャフトに設けられているエン
ジンにおいて、油圧供給用通路と上記オイル通路とに接
続されて上記バルブタイミング可変機構への油圧の供給
をコントロールする制御弁を備え、この制御弁が上記カ
ムシャフト配置部分よりも上方に配置されている構成と
したものである。

カムシャフトを覆うヘッドカバーを備えたエンジンに適
用する場合は、上記構成において、ヘッドカバーの上方
に上記制御弁が位置し、該制御弁と上記オイル通路とを
接続するパイプがヘッドカバーを貫通するとともに、該
パイプとへラドカバーとの間がフローティング構造でシ
ールされている構成とすることか好ましい。

また、カムシャフトを覆うとともにカムジャーナル部に
対する軸受部分を一体に備えるカムキャリヤがシリンダ
ヘッドに取付けられているエンジンに適用する場合、こ
のカムキャリヤに上記制御弁が一体的に組込まれている
構成とすることが好ましい。

（作用） 上記構成によると、油圧供給通路に接続された制御弁が
カムシャフト配置部分よりも上方に配置されていること
により、上記制御弁を経てバルブタイミング可変機構に
供給されるオイルが、−旦カムシャフトより上方に運び
上げられ、ここでオイル中に混入する気泡が分離されて
からバルブタイミング可変機構へ送られる。

カムシャフトがヘッドカバーで覆われているエンジンで
はヘッドカバー上に上記制御弁を位置させればよく、こ
の場合に、上記パイプがヘッドカバーを貫通することと
なるが、該パイプとヘッドカバーとの間がフローティン
グ構造でシールされている構成とすることにより、ヘッ
ドカバー内からのオイル漏れが防止されつつ、振動がヘ
ッドカバーに伝わることが抑制される。

また、カムキャリヤがシリンダヘッドに取付けられてい
るエンジンにあってはこのカムキャリヤに上記制御弁が
一体的に組込まれることが、組付は剛性の面で有利とな
る。

〔実施例］ 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例を示し、これら
の図において、シリンダヘッド１上にはカムシャフト２
が配置され、例えば吸気用と排気用の一対のカムシャフ
ト２が平行に配置されている。

各カムシャフト２は、複数箇所にジャーナル部２ａを有
し、シリンダヘッド１の軸受部とこれにボルト締結され
たカムキャップ３とによってジャーナル部２ａが回転自
在に軸支されている。そして、各カムシャフト２に配設
されたカム２ｂにより、カムシャフト２の回転に伴って
吸、排気ノ＼ルブ４゜５が開閉されるようになっている
。また、各カムシャフト２はヘッドカバー６で覆われて
おり、通常、ヘッドカバー６の振動による騒音を防止す
るため、ヘッドカバー６は防振性を有するガスケット７
を介してシリンダヘッド１に取付けられて（ゝる。

上記カムシャフト２の前端側には、図外のクランクシャ
フトによりタイミングベルトまたしまチェーンを介して
駆動されるカムプーリ８が配置すれるとともに、バルブ
タイミング可変機構１０が具備されている。このバルブ
タイミング可変機構１０は、油圧に応じて作動し、カム
プーリ８とカムシャフト２との相対位相を変化させるこ
とによりバルブタイミングを変更するものである。例え
ば、カムシャフト２に固着された軸部１１と、カムプー
リ８を有する外筒部１２とが相対回転可能に結合される
とともに、両者の間にスライド部材１３が設けられ、軸
部１１とスライド部材１３とがスプラインで結合される
とともに、スライド部材１３と外筒部１２とがヘリカル
スプラインで結合されることにより、スライド部材１３
のスライドに伴ってカムブー９８とカムシャフト２との
相対位相が変化する。そして、上記スライド部材１３が
スプリング１４によって一定方向に付勢されるとともに
、スライド部材１３の片側に油圧室１５が形成されるこ
とにより、その油圧室１５への油圧の給排に応じてスラ
イド部材１３がスライドするようになっている。

上記カムシャフト２の一端側ジャーナル部２ａ付近から
上記軸部１１にわたる範囲の中心部には、上記油圧室１
５に連通ずるオイル通路１６が形成されている。また、
カムシャフト２の一端側を軸支するシリンダヘッド１の
軸受部およびカムキャップ３にはオイル導入溝１７が形
成され、このオイル導入溝１７と上記オイル通路１６と
がカムシャフト２の径方向に形成された通路１８を介し
て連通している。

上記オイル導入溝１７に通じる油圧経路には、バルブタ
イミング可変機構１０への油圧の供給をコントロールす
るｈｌ　Ｉｆ弁２０が設けられている。

この制御弁２０は、上記カムシャフト２が配置されてい
る部分よりも上方に配置され、当実施例ではヘッドカバ
ー６上に配置されている。この制御弁２０と上記オイル
通路１６とを接続するためのパイプ３０は、上記オイル
導入溝１７に連通した状態で下端がカムキャップ３に固
着されるとともに、ヘッドカバー６を貫通して上方に突
出しており、このパイプ３０の上端に上記制御弁２０が
連結されている。

上記バイブ３０とヘッドカバー６との間はフローティン
グ構造でシールされており、例えば第２図のように、バ
イブ３０より大径のバイブ挿通孔３１がヘッドカバー６
に形成されるとともに、ゴム等の弾性材料からなるシー
ル部材３２が、バイブ３０の周面およびカムキャップ３
の上面に密着した状態で上記パイプ挿通孔３１に装着さ
れている。

第３図（ａ）（ｂ）は上記制御弁２０の具体構造を示し
ている。この制御弁２０は、中心部に中空部２１ａを有
するケーシング２１と、このケーシング２１内に位置し
て軸方向に移動可能となった弁軸２２と、この弁軸２２
を後方に付勢するスプリング２３と、弁軸２２を作動さ
せるソレノイド２４とを備えており、図外の制御回路に
より運転状態に応じて上記ソレノイド２４に対する通電
が制御されるようになっている。

上記ケーシング２１には、中空部２１ａの前端（図の左
端）の近傍に開口するオイル給排用ボート２５と、その
後方において中空部２１ａに開口するオイル流入ボート
２６と、さらにその後方において中空部２１ａに開口す
るオイル流出ボート２７と、中空部２１ａの先端側をオ
イル流出ボート２７に連通する連通路２８とが形成され
ており、弁軸２２には軸方向の２箇所に仕切り板２２ａ
。

２２ｂか設けられている。そして、非通電時には第３図
（ａ）のように上記弁軸２２が俊速位置にあって、この
状態ではオイル給排用ボート２５かオイル流入ボート２
６から遮断されるとともに連通路２８を介してオイル流
出ボート２７と連通し、また、ソレノイド２４へ通電さ
れたときには第３図（ｂ）のように上記弁軸２２が所定
の前進位置となって、この状態ではオイル給排用ボート
２５が連通路２８から遮断されるとともにオイル流入ボ
ート２６と連通するように構成されている。

第１図、第２図中に示したように、上記オイル給排用ボ
ート２５はバイブ３０に連結され、オイル通路１６等を
介してバルブタイミング可変機構１０の油圧室１５に通
じている。また、オイル流入ボート２６は図外のオイル
ポンプに通じる油圧供給用通路３３に接続され、オイル
ポンプによって圧送されたオイルがオイル流入ボート２
６に導入されるようになっている。オイル流出ボート２
７はシリンダヘッド１上の適宜箇所にオイルを排出する
ようになっている。

なお、上記バルブタイミング可変機構１０とこれに対す
るオイルの通路や制御弁２０等は、第１図および第２図
に示す例では吸気側、排気側の各カムシャフト２に対し
てそれぞれ設けられているが、いずれか一方のカムシャ
フト２に対してのみ設けておいてもよい。

このような当実施例の装置によると、運転状態に応じて
上記制御弁２０が制御されることによりバルブタイミン
グ可変機構１０に対するオイルの供給、排出が行われ、
それに応じてバルブタイミング可変機構１０が作動する
。例えば１ｉｌＪ　ｍ弁２０が第３図（ｂ）に示すよう
なオイル供給状態とされたときは、オイルポンプによっ
て圧送されたオイルが上記制御弁２０を通り、バイブ３
０．オイル導入溝１７、通路１８およびオイル通路１６
を経てバルブタイミング可変機構１０の油圧室１５に送
込まれることにより、その油圧を受けてスライド部材１
３が第１図における右方向へ移動する。

このようなオイル供給が行われる場合に、オイルポンプ
から油圧供給用通路３３に圧送されたオイル中には気泡
が混入することがあるが、上記制御弁２０がカムシャフ
ト２よりも上方のヘッドカバー６上に配置されているこ
とにより、上記オイルが一旦上方へ運び上げられ、制御
弁２０が位置する部分で気泡が浮いてオイルから分離さ
れた上で、この制御弁２０を経たオイルがバルブタイミ
ング可変機構１０へ送られる。従って、バルブタイミン
グ可変機構１０の油圧室１５への気泡の侵入が避けられ
、スライド部材１３の移動が応答性良く行なわれること
となる。

また、カムシャフト２がヘッドカバー６で覆われている
構造において上記の気泡分離作用を持たせるようにヘッ
ドカバー６の上方に制御弁２０を位置させ、ヘッドカバ
ー６を貫通するパイプ３０によって制御弁２０をカムシ
ャフト軸支部分に連結する場合・に、ヘッドカバー６内
からのオイル漏れを防止するため上記パイプ３０とヘッ
ドカバー６との間のシール性を確保する必要があるが、
パイプ３０とヘッドカバー６とを剛体的に結合すると、
エンジン振動がパイプ３０を介してヘッドカバー６に伝
わり、振動騒音が生じる。これに対し、弾性材料からな
るシール部材３２によりパイプ３０とヘッドカバー６と
の間をフローティング構造とした当実施例によると、ヘ
ッドカバー６へエンジン振動が伝わることが抑制される
。

なお、制御弁２０とカムシャフト軸支部分とを連結する
パイプ３０がヘッドカバー６を貫通している部分の具体
的構造は上記実施例に限定されず、種々変更可能である
。例えば第４図のように、パイプ３０とパイプ挿通孔周
縁との間には隙間を残しておいて、パイプ３０の周囲の
カムキャップ３上面とヘッドカバ−６下面との間に弾性
材料からなるシール部材３５を装着し、あるいは第５図
のように、弾性材料からなるシール部材３６を、カムキ
ャップ３から離間させた状態でパイプ３０とバイブ挿通
孔周縁との間に装着しても、パイプ３０およびカムキャ
ップ３とヘッドカバー６との間がフローティング構造で
シールされる。

第６図は本発明の別の実施例を示し、この実施例では、
カムシャフト２を覆うとともに複数箇所のカムジャーナ
ル部２ａに対応する軸受部分を一体に備えたカムキャリ
ヤ４０がシリンダヘッド１に取付られた構造のエンジン
において、上記カムキャリヤ４０に制御弁２０が一体的
に組込まれている。すなわち、上記カムキャリヤ４０の
前端側の上部に制御弁保持部４１が一体に形成され、こ
の制御弁保持部４１に制御弁２０が嵌込まれて固定され
ている。さらにカムキャリヤ４０には、カムシャフト２
のオイル通路１６を介してバルブタイミング可変機構１
０の油圧至１５に連通ずるオイル導入′ｌ１１１７が軸
受部分内周面に形成されるとともに、このオイル導入溝
１７と制御弁２０のオイル給排用ボート２５とを連通す
る通路４２が形成されている。また、制御弁２０のオイ
ル流入ボート２６にオイルポンプから圧送されたオイル
を導く通路（図示せず）、およびオイル流出ボート２７
に通じる通路４３もカムキャリヤ４０に形成されており
、通路４３の下端はカムキャリヤ４０の内方の空間に開
口している。

この実施例によると、バルブタイミング可変機構１０へ
の油圧の供給を制御する制御弁２０が上記カムキャリヤ
４０に一体的に組込まれているので、この制御弁２０の
組付は部分の剛性が＾められる。そしてこの実施例によ
る場合も、カムシャフト２より上方に上記制御弁２０が
位置することにより、バルブタイミング可変機構１０の
油圧至１５への気泡の侵入が防止される等の作用は第１
の実施例と同様に得られる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、油圧供給通路に接映されてバル
ブタイミング可変機構への油圧の供給をコントロールす
る制御弁がカムシャフト配置部分よりも上方に配置され
ていることにより、バルブタイミング可変機構に供給さ
れるオイルが一旦上方に運び上げられて上記制岬弁で気
泡が分離され、バルブタイミング可変機構への気泡の侵
入が避けられるため、気泡による悪影響を除去してバル
ブタイミング可変機構の作動の応答性を向上することが
できる。

さらに、カムシャフトを覆うヘッドカバーの上方に上記
制御弁が位置し、該制御弁とカムシャフトのオイル通路
とを接続するパイプがヘッドカバーを貫通するとともに
、該パイプとヘッドカバーとの間が７０−ティング構造
でシールされるようにすれば、ヘッドカバー上に制御弁
を配置する場合に、上記パイプとヘッドカバーとの間の
シール性を確保しつつヘッドカバーの振動騒音の増大を
防止することかできる。

また、カムシャフトを覆うとともにカムジャーナル部に
対する軸受部分を一体に備えるカムキャリヤがシリンダ
ヘッドに取付けられ、このカムキャリヤに上記制御弁が
一体的に組込まれている構造とすれば、組付は剛性を高
め、耐久性等を向上することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置におけるシリンダヘッ
ド上のカムシャフトおよびバルブタイミング可変機構配
置部分の一部切欠平面図、第２図は第１図のＩＩ−ＩＩ
線に沿った部分の断面図、第３図（ａ）（ｂ）は制御弁
の具体構造を示す拡大水平断面図、第４図および第５図
はそれぞれ制御弁に連結されたパイプとヘッドカバーと
の間のフローティング構造の別の例を示す断面図、第６
図は本発明の装置の別の実施例を示す縦断側面図である
。 １・・・シリンダヘッド、２・・・カムシャフト、６・
・・ヘッドカバー　１０・・・バルブタイミング可変機
構、１６・・・オイル通路、２０・・・制御弁、３０・
・・パイプ、３１．３５．３６・・・シール部材、３３
・・・油圧供給用通路、４０・・・カムキャリヤ。 特許出願人　　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　
人　　　　　　弁理士　　小谷　悦司同　　　　　　　
　弁理士　　長１）　正向　　　　　　　　弁理士　　
伊藤　孝夫し■ 第 図 第 図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．シリンダヘッド上に配置されたカムシャフトに対し
   、油圧により作動されてバルブタイミングを変更するバ
   ルブタイミング可変機構が具備され、このバルブタイミ
   ング可変機構に通じるオイル通路がカムシャフトに設け
   られているエンジンにおいて、油圧供給用通路と上記オ
   イル通路とに接続されて上記バルブタイミング可変機構
   への油圧の供給をコントロールする制御弁を備え、この
   制御弁が上記カムシャフト配置部分よりも上方に配置さ
   れていることを特徴とするエンジンのバルブタイミング
   制御装置。
2. ２．カムシャフトを覆うヘッドカバーの上方に上記制御
   弁が位置し、該制御弁と上記オイル通路とを接続するパ
   イプがヘッドカバーを貫通するとともに、該パイプとヘ
   ッドカバーとの間がフローティング構造でシールされて
   いることを特徴とする請求項１記載のエンジンのバルブ
   タイミング制御装置。
3. ３．カムシャフトを覆うとともにカムジャーナル部に対
   する軸受部分を一体に備えるカムキャリヤがシリンダヘ
   ッドに取付けられ、このカムキャリヤに上記制御弁が一
   体的に組込まれていることを特徴とする請求項１記載の
   エンジンのバルブタイミング制御装置。