(57)【要約】【課題】ＶＶＴ装置を備えた内燃機関において、オイルコントロールバルブから排出されたドレンオイルをカム軸の潤滑に有効利用することを、特段の問題を招来することなく実現する。【解決手段】カム軸４の前端寄り部位に、オイルコントロールバルブ１５が部分的に入り込んでおり、オイルコントロールバルブ１５のドレン通路２３は先端に開口している。カム軸４に、ドレン通路２３に連通して後端に向けて開口したオイル通路２４を形成し、オイル通路２４から、ジャーナル部６，７に開口した潤滑用枝通路２５を分岐させている。オイルは飛散してミスト化することはなく、また、オイルは加圧されていないため、オイルコントロールバルブ１５からの排出機能は阻害されず、オイルコントロールバルブ１５の制御機能を損なうこともない。オイル通路２４によってカム軸４で軽量化されるため、燃費の向上にも貢献できる。【選択図】図１
2019060314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の軸受け部を介してシリンダヘッドに回転自在に保持されたカム軸と、オイルコントロールバルブにより前記カム軸の進角制御又は遅角制御若しくは両方を行う油圧式のＶＶＴ装置とを備えており、
前記オイルコントロールバルブには、制御に使用されたオイルを排出するドレン通路が形成されている構成であって、
前記カム軸に、その軸心を通るオイル通路が形成されており、前記オイル通路に、前記オイルコントロールバルブのドレン通路が接続されていると共に、少なくとも１つの軸受け部にオイルを供給する潤滑用枝通路が分岐して形成されている、
内燃機関。
【請求項２】
前記カム軸のうちタイミングチェーンの側に位置した一端部に、前記オイルコントロールバルブを格納するＯＣＶ配置空間が、前記カム軸の一端に開口するように形成されており、前記オイルコントロールバルブのドレン通路は、当該オイルコントロールバルブの先端面に開口している一方、
前記カム軸には、前記オイル通路が、前記ドレン通路と連通して他端面に開口するように形成されており、前記オイル通路のうち前記ドレン通路に近接した部位は、前記ドレン通路よりも内径が徐々に大きくなるテーパ状の拡径部に形成されている、
請求項１に記載した内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、油圧式のＶＶＴ装置（可変バルブ装置）を備えた内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、油圧式ＶＶＴ装置によってカム軸を進角させたり遅角させたりしてバルブタイミングを制御することは広く行われている。油圧式のＶＶＴ装置は、オイルの流れ方向を切り換えるオイルコントロールバルブを備えており、オイルを進角室に送ったり遅角室に送ったり切り換えているが、制御の仕事をしたオイルは、ドレン通路から排出されている。
【０００３】
排出されたオイルは、シリンダヘッドの凹所に流れ込んで、オイル戻し穴からオイルパンに戻されていることが多いが、オイルコントロールバルブから排出されたオイルを有効利用することが考えられており、その例として特許文献１には、オイルコントロールバルブから排出されてオイルをカムに向けてノズルから噴出させることが開示されている。
【０００４】
他方、オイルコントロールバルブの配置態様は様々であるが、例えば特許文献２には、カム軸のうちタイミングチェーンに近い一端部に、オイルコントロールバルブを格納するＯＣＶ配置空間を形成して、カム軸の一端部にオイルコントロールバルブを内蔵することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０１５６８号公報
【特許文献１】特開平０６−３４６７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、オイルコントロールバルブのドレンオイルを有効利用できるとはいうものの、オイルが動弁室を飛翔するため、ミスト化してブローバイガスと共に吸気系に持ち出されてしまう量が増大するおそれがある問題や、オイルの圧力によっては目的とする潤滑部まで届かずに無意味になってしまうおそれがある問題、或いは、オイルの飛翔性を確保するために高い圧力を保持すると、オイルコントロールバルブからのオイルの抜けが不完全になって、オイルコントロールバルブの作動不良を引き起こしかねないといった問題が懸念される。
【０００７】
本願発明は、このような現状に鑑み成されたものであり、オイルコントロールバルブから排出されたオイルを潤滑油として有効利用することを、特段の問題を招来することなく実現しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明は、請求項１のとおり、
複数の軸受け部を介してシリンダヘッドに回転自在に保持されたカム軸と、オイルコントロールバルブにより前記カム軸の進角制御又は遅角制御若しくは両方を行う油圧式のＶＶＴ装置とを備えており、
前記オイルコントロールバルブには、制御に使用されたオイルを排出するドレン通路が形成されている構成であって、
前記カム軸に、その軸心を通るオイル通路が形成されており、前記オイル通路に、前記オイルコントロールバルブのドレン通路が接続されていると共に、少なくとも１つの軸受け部にオイルを供給する潤滑用枝通路が分岐して形成されている。
【０００９】
本願発明は様々に展開できるが、その一例として請求項２では、
前記カム軸のうちタイミングチェーンの側に位置した一端部に、前記オイルコントロールバルブを格納するＯＣＶ配置空間が、前記カム軸の一端に開口するように形成されており、前記オイルコントロールバルブのドレン通路は、当該オイルコントロールバルブの先端面に開口している一方、
前記カム軸には、前記オイル通路が、前記ドレン通路と連通して他端面に開口するように形成されており、前記オイル通路のうち前記ドレン通路に近接した部位は、前記ドレン通路よりも内径が徐々に大きくなるテーパ状の拡径部に形成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明は、カム軸の内部に形成したオイル通路にオイルコントロールバルブのドレンオイルを取り込んでカム軸の潤滑に供するものであり、オイルがミスト化して飛散することはないため、オイルの消費量が増大することはない。また、カム軸は軽量化されるため、燃費の向上にも貢献できる。軸受け部やカムキャップなどにオイル通路を形成する必要がなくなるため、オイル経路を簡素化できる。
【００１１】
更に、オイル通路に流入したオイルは、カム軸の回転による遠心力によって潤滑用枝通路に向うため、オイルは加圧することなく単にオイル通路に流し込むだけで、摺動部を確実に潤滑できる。従って、オイルコントロールバルブの機能を阻害することなく、カム軸の潤滑を行うことができる。
【００１２】
請求項２の構成を採用すると、オイルコントロールバルブはその一部又は全部がカム軸に内蔵されているため、カム軸のオイル通路とオイルコントロールバルブのドレン通路とを接続する配管は不要であり、従って、構造はごく簡単になる。しかも、オイル通路のうちドレン通路に近い部位はテーパ状の拡径部になっているため、ドレン通路から排出されたオイルは、拡径部に案内されてオイル通路の内周面にスムースに付着していき、その結果、潤滑用枝通路への流入もスムースに行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の縦断側面図である。
【図２】オイル通路に穴空きプラグを装着した例を示す部分的な縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、シリンダヘッド１は上部分２と下部分３との積層構造になっており、カム軸４は、上部分２に形成したジャーナル部５，６，７に、カムキャップ８，９，１０を介して回転自在に保持されている。カム軸４は吸気弁用と排気弁用とがあるが、両者とも基本的には同じ構造であるので、本実施形態では、単にカム軸４として１本だけを表示している。
【００１５】
ジャーナル部５，６，７は、カム軸４の先端寄り部位を支持するフロントジャーナル５と、後端寄り部位を支持するリアジャーナル７、及び、両者の間に位置した中間ジャーナル６で構成されており、これに対応して、カムキャップも、フロントカムキャップ８、リアカムキャップ１０、中間カムキャップ９で構成されている。
【００１６】
カム軸４は、ＶＶＴ装置１１によって進角制御又は遅角制御される。ＶＶＴ装置１１は、カム軸４の先端部に固定されたリング体１２と、タイミングスプロケット１４が固定された本体ブロック１３とを備えており、タイミングスプロケット１４にはタイミングチェーン１５が巻き掛けられている。
【００１７】
詳細は省略するが、本体ブロック１３とリング体１２とは互いに嵌合しており、嵌合部に遅角室と進角室とが形成されており、進角室にオイルを供給したり、遅角室にオイル供給したり切り換えるこことにより、本体ブロック１３とリング体１２とが相対的に回転して、カム軸４が進角又は遅角制御される。
【００１８】
本体ブロック１３へのオイル供給の制御は、円筒状のオイルコントロールバルブ１５によって成されている。オイルコントロールバルブ１５、外筒１６とこれに内蔵したロータ（図示せず）とを有しており、外筒１６はフランジ１６ａを備えていて本体ブロック１３に貫通しており、先端側の略半分程度は、カム軸４に形成したＯＣＶ配置空間１７に挿入されて、ねじ込みで固定されている。従って、外筒１６はカム軸４と一体に回転する。また、本体ブロック１３は、オイルコントロールバルブ１５の外筒１６で回転可能に保持されている。
【００１９】
ＶＶＴ装置１１は、オイルコントロールバルブ１５のロータを回転駆動する電磁ソレノイド１８を備えており、電磁ソレノイド１８は、フロントカバー１９に装着したケーシング２０に取付けられている。図１において、符号２１で示す部材は蓋板、２２で示す部材はカバーである。敢えて述べるまでもないが、電磁ソレノイド１８はＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）で制御される。
【００２０】
オイルコントロールバルブ１５を構成する外筒１６の先端部には、その先端面に開口したドレン通路２３が形成されている。進角制御又は遅角制御により、進角室及び遅角室から排除されたオイルは、ドレン通路２３に排出される。
【００２１】
そして、本実施形態では、カム軸４に、ドレン通路２３に連通すると共に後端面に開口したオイル通路２４を形成して、オイル通路２４から、各中間ジャーナル６とリアジャーナル７とに向けて潤滑用枝通路２５を分岐させている。オイル通路２４はドレン通路２３よりも大径になっているが、ドレン通路２３に近い端部は、ドレン通路２３から遠ざかる方向に広がったテーパ状の拡径部２４ａに形成されており、拡径部２４ａの除いた部分はストレート状になっている。
【００２２】
オイル通路２４はドリル加工又は鋳造時の鋳抜きによって形成できる。ドリル加工の場合は、拡径部２４ａを除いてストレート状になるのが普通であるが、鋳抜きピンを使用して鋳抜きで形成する場合は、鋳抜きピンの抜き勾配をつけるために、オイル通路２４は終端に向けて内径が徐々に拡大するように若干のテーパがつくことになる。ドリル加工にしても鋳抜きにしても、内径が段階的に変わるように形成するといったことも可能である。
【００２３】
なお、中間ジャーナル６及びリアジャーナル７と中間カムキャップ９及びリアカムキャップ１０のうちいずれか一方又は両方に、潤滑用枝通路２５と連通した環状溝を形成してもよい。図１において符号２６で示すのはロッカアームである。
【００２４】
以上の説明から理解できるように、本実施形態では、カム軸４の軸受け部は、フロントジャーナル５の箇所を除いて、オイルコントロールバルブ１５から排出されたドレンオイルで潤滑される。従って、ジャーナル部６，７やカムキャップに潤滑用のオイル通路を形成する必要はなくて、それだけオイル流路を簡素化できる。
【００２５】
また、オイル通路２４に流入したオイルは後端から排出されるが、オイル通路２４の内面は滑らかに加工できるため、オイルがオイル通路２４の端から流下するにおいてオイルを振り飛ばすことを防止できる。従って、特許文献１とは違って、ドレンオイルがミスト化することは殆どなく、オイルがブローバイガスに混入して吸気系に持ち去られることはない。
【００２６】
また、オイル通路２４に流入したオイルは、カム軸４の回転による遠心力によってオイル通路２４の内周面に密着する傾向を呈するため、オイルがオイル通路２４に充満していなくても、オイルを潤滑用枝通路２５に導いて摺動部を確実に潤滑できる。特に、本実施形態のようにオイル通路２４をドレン通路２３よりも大径に形成すると、オイルに作用する遠心力も大きくなるため、潤滑用枝通路２５へのオイルの流入を確実化できる。
【００２７】
更に、オイル通路２４の始端部はテーパ状の拡径部２４ａなっているため、ドレン通路２３から流れ出たオイルは、テーパ面の案内作用によってオイル通路２４の内周面に付着していく。これによっても、潤滑用枝通路２５へのオイルの流入を確実化できる。
【００２８】
図２に示すように、オイル通路２４の端部に穴空きのプラグ２７を装着すると、機関停止後にもオイル通路２４にオイルが溜まったままになるため、次の始動時に摺動部を速やかに潤滑できる。また、プラグ２７は穴空きであるため、オイルは加圧されはいない。従って、オイルコントロールバルブ１５からの流出機能を損なうことはなくて、オイルコントロールバルブ１５の機能を阻害することもない。
【００２９】
プラグ２７の有無とは関係なく、図２に一点鎖線で示すように、カム軸４の後端部をカバー２８で覆うことも可能である。このようにカバー２８を設けると、仮にオイルが飛散しても、ミストが動弁室に飛散することを防止できる。
【００３０】
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、オイルコントロールバルブは必ずしもカム軸に内蔵する方式である必要はない。例えば、シリンダヘッドに組み込んだタイプなども使用できる。この場合は、オイルをドレン通路からオイル通路に導く流路を設ける必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本願発明は、ＶＶＴ装置付き内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１，２，３  シリンダヘッド
４  カム軸
５，６，７  ジャーナル部
８，９，１０  カムキャップ
１１  ＶＶＴ装置
１５  オイルコントロールバルブ
１６  オイルコントロールバルブの外筒
１８  ＶＶＴ装置を構成する電子ソレノイド
２３  オイルコントロールバルブのドレン通路
２４  オイル通路
２４ａ  拡径部
２５  潤滑用枝通路
【図１】
2019060314.tif 000003
【図２】
2019060314.tif 000004