(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のカムシャフトの端部に固定される可動部材が設けられたバルブタイミング可変機構と、前記可動部材に作用する油圧を制御するためのオイルコントロールバルブと、を備える内燃機関の可変動弁装置において、
前記可動部材を複数のボルトの締結により前記カムシャフトの端部に固定するとともに、それら複数のボルトのうちの一部により前記オイルコントロールバルブを前記可動部材に固定した
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載される内燃機関の可変動弁装置には、吸気バルブや排気バルブといった機関バルブのバルブタイミングを可変とすべく油圧駆動されるバルブタイミング可変機構が設けられている。
【０００３】
内燃機関の可変動弁装置では、バルブタイミング可変機構に対するオイルの給排を通じて、カムシャフトの端部に固定された同機構の可動部材を動作させることにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更する。このようにクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更することで、内燃機関のバルブタイミングが変更される。
【０００４】
また、内燃機関の可変動弁装置には、バルブタイミング可変機構とオイルポンプとを繋ぐ油圧回路が設けられており、その油圧回路を構成する複数の油路の途中にはバルブタイミング可変機構の可動部材に作用する油圧を制御するオイルコントロールバルブが設けられている。このオイルコントロールバルブは、上記油圧回路を構成する複数の油路によるバルブタイミング可変機構に対するオイルの供排態様を変更することにより、同機構の可動部材に作用する油圧を制御して可動部材を動作させる。
【０００５】
ちなみに、特許文献１には、ボルト一体型のオイルコントロールバルブ、すなわちオイルコントロールバルブにバルブタイミング可変機構の可動部材をカムシャフトに固定するボルトとしての機能を持たせることが開示されている。このボルト一体型のオイルコントロールバルブは、カムシャフトの端部にねじ締結されることにより、バルブタイミング可変機構の可動部材をカムシャフトに固定する。
【０００６】
上記ボルト一体型のオイルコントロールバルブを採用すれば、上記油圧回路の油路におけるオイルコントロールバルブとバルブタイミング可変機構との間の部分の長さを短くできる。その結果、バルブタイミング可変機構の可動部材を油圧により動作させる際の応答性を向上させたり、上記油圧回路の油路におけるバルブタイミング可変機構とオイルコントロールバルブとの間の部分からのオイル漏れを抑制したりすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−６７６９９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記ボルト一体型のオイルコントロールバルブを採用した場合、そのオイルコントロールバルブを交換等のために取り外すとき、同バルブのねじ締結によるカムシャフトに対する可動部材の固定も解除されてしまい、その可動部材もカムシャフトから取り外さざるを得なくなる。
【０００９】
バルブタイミング可変機構における可動部材のカムシャフトの軸線周りの回転方向についての固定位置は、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相に影響を及ぼす。このため、上述したように取り外された可動部材をカムシャフトに固定し直す際には、可動部材とカムシャフトとの同シャフトの軸線周りの回転方向についての位置合わせを正確に行わなければならない。
【００１０】
従って、交換後のオイルコントロールバルブをねじ締結によってカムシャフトに対しバルブタイミング可変機構（可動部材）と共に固定するとき、カムシャフトの軸線周りの回転方向について可動部材をカムシャフトに対し正確に位置合わせしなければならない。そして、そうした位置合わせの作業に手間がかかることから、オイルコントロールバルブの交換の作業性が低下する。
【００１１】
本発明の目的は、オイルコントロールバルブの交換の作業性が低下することを抑制できる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する内燃機関の可変動弁装置は、内燃機関のカムシャフトの端部に固定される可動部材が設けられたバルブタイミング可変機構と、上記可動部材に作用する油圧を制御するためのオイルコントロールバルブと、を備える。上記可動部材は、複数のボルトの締結により、内燃機関のカムシャフトの端部に固定される。更に、それら複数のボルトのうちの一部により、上記オイルコントロールバルブが可動部材に固定される。
【００１３】
上記構成によれば、バルブタイミング可変機構の可動部材をカムシャフトの端部に固定している複数のボルトのうち、オイルコントロールバルブを上記可動部材に固定しているボルトの締結を解除することにより、上記可動部材をカムシャフトに固定したまま、その可動部材からオイルコントロールバルブを取り外すことができる。従って、オイルコントロールバルブを交換する際、バルブタイミング可変機構の可動部材をカムシャフトから取り外す必要がなく、その可動部材をカムシャフトの端部に再び固定する際の同可動部材とカムシャフトとの正確な位置合わせを行う必要もない。このため、オイルコントロールバルブの交換作業の際、上記位置合わせの分の作業性低下が生じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】内燃機関の可変動弁装置の全体構成を示す略図。
【図２】カムシャフトに対するバルブタイミング可変機構の取り付け態様、及び、同機構に対するオイルコントロールバルブの取り付け態様を示す分解斜視図。
【図３】オイルコントロールバルブ及びステーを示す側面図。
【図４】バルブタイミング可変機構のロータに対するオイルコントロールバルブの取り付け態様の他の例を示す略図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、内燃機関の可変動弁装置の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関の可変動弁装置には、機関バルブのバルブタイミングを可変とすべく油圧駆動されるバルブタイミング可変機構１が設けられている。バルブタイミング可変機構１には、機関バルブである吸気バルブを開閉動作させるために回転するカムシャフト（この例では吸気カムシャフト）２に固定された可動部材としてのロータ３、及び、そのロータ３を囲むとともにカムシャフト２と同一軸上に位置して内燃機関のクランクシャフトの回転が伝達されるハウジング４が設けられている。
【００１６】
ハウジング４の内周面には、カムシャフト２の軸線に向かって突出する突部５が周方向について所定の間隔をおいて複数形成されている。また、上記ロータ３の外周面には、カムシャフト２の軸線から離れる方向に突出する複数のベーン６がそれぞれ上記各突部５の間に位置するように形成されている。これにより、ハウジング４内における各突部５の間に位置する部分が、ベーン６により進角側油圧室７と遅角側油圧室８とに区画されている。
【００１７】
また、内燃機関の可変動弁装置は、バルブタイミング可変機構１の進角側油圧室７及び遅角側油圧室８に対するオイルの給排を制御するオイルコントロールバルブ１０を備えている。このオイルコントロールバルブ１０は、バルブタイミング可変機構１とオイルポンプ９とを繋ぐ油圧回路に設けられている。
【００１８】
オイルコントロールバルブ１０は、オイルポンプ９に対し上記油圧回路を構成する供給通路１１を介して接続されるとともに、そのオイルポンプ９により汲み上げられるオイルを貯留するためのオイルパン１２に対し上記油圧回路を構成する排出通路１３を介して接続されている。また、オイルコントロールバルブ１０は、バルブタイミング可変機構１の進角側油圧室７に対し上記油圧回路を構成する進角側油路１４を介して接続されるとともに、同機構１の遅角側油圧室８に対し上記油圧回路を構成する遅角側油路１５を介して接続されている。
【００１９】
そして、オイルコントロールバルブ１０の駆動を通じて、進角側油圧室７にオイルを供給するとともに遅角側油圧室８からオイルを排出すると、上記ロータ３に作用する油圧により同ロータ３がハウジング４に対し図中の右回転方向に相対移動してカムシャフト２のクランクシャフトに対する相対回転位相が進角側に変化する。こうしたクランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相の進角側への変化により、吸気バルブのバルブタイミングが進角側に変化する。
【００２０】
また、オイルコントロールバルブ１０の駆動を通じて、遅角側油圧室８にオイルを供給するとともに進角側油圧室７からオイルを排出すると、上記ロータ３に作用する油圧により同ロータ３がハウジング４に対し図中左回転方向に相対移動してカムシャフト２のクランクシャフトに対する相対回転位相が遅角側に変化する。こうしたクランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相の遅角側への変化により、吸気バルブのバルブタイミングが遅角側に変化する。
【００２１】
次に、カムシャフト２に対するバルブタイミング可変機構１の取り付け態様、及び、バルブタイミング可変機構１に対するオイルコントロールバルブ１０の取り付け態様について説明する。
【００２２】
図２に示すように、バルブタイミング可変機構１は、カムシャフト２の軸線周りに等間隔を置いて配置された複数（この例では三つ）のボルト１６により、カムシャフト２の端部に固定される。これらのボルト１６は、バルブタイミング可変機構１のロータ３に形成された孔１７を貫通し、その状態でカムシャフト２の端部に形成されたねじ穴１８にねじ込まれる。このように複数のボルト１６をカムシャフト２の端部にねじ締結することにより、バルブタイミング可変機構１のロータ３が上記ボルト１６によってカムシャフト２に固定される。
【００２３】
なお、ロータ３の孔１７及びカムシャフト２のねじ穴１８は、上述したようにボルト１６を用いてロータ３をカムシャフト２に固定したとき、バルブタイミング可変機構１（ロータ３）がカムシャフト２と同一軸線上に位置するよう、そのカムシャフト２の軸線周りに等間隔をおいて形成されている。ちなみに、バルブタイミング可変機構１におけるロータ３のカムシャフト２に対する軸線周りの回転方向についての固定位置は、クランクシャフトに対するカムシャフト２の相対回転位相に影響を及ぼす。このため、複数のボルト１６によるロータ３のカムシャフト２に対する固定が行われたとき、ロータ３のカムシャフト２に対する軸線周りの回転方向についての固定位置が適正位置となるよう、カムシャフト２のねじ穴１８の位置が設定されている。
【００２４】
一方、オイルコントロールバルブ１０は、バルブタイミング可変機構１のロータ３をカムシャフト２に固定する複数のボルト１６のうちの一部（この例では一つ）を用いて同ロータ３に固定される。オイルコントロールバルブ１０は、ロータ３の中央部に形成された収容穴１９に挿入されるとともに、一つのボルト１６を用いてロータ３に固定されるステー２０で収容穴１９内に押し付けられることによってロータ３に固定される。なお、ロータ３には図１に示す進角側油路１４及び遅角側油路１５が形成されており、ロータ３及びカムシャフト２には図１に示す供給通路１１及び排出通路１３が形成されている。そして、進角側油路１４、遅角側油路１５、供給通路１１、及び排出通路１３は図２に示すロータ３の収容穴１９に連通しており、その収容穴１９内に押し付けられて固定されたオイルコントロールバルブ１０と接続される。
【００２５】
次に、ロータ３に対しオイルコントロールバルブ１０を固定するための同バルブ１０及び上記ステー２０の詳細な構造について説明する。
ステー２０には、上記ボルト１６を貫通させるための孔２１が形成されており、且つ、その孔２１の軸線と直交する方向に突出して平行となる一対の挟持片２２が形成されている。一方、オイルコントロールバルブ１０の外壁であってステー２０における一対の挟持片２２に挟まれる部分には、挟持片２２と面接触する平坦面２３が形成されている。こうした平坦面２３は、オイルコントロールバルブ１０の外壁における同バルブ１０の中心線を挟んだ両側にそれぞれ形成されている（図中には一方のみ図示）。また、平坦面２３におけるロータ３寄りの縁部には鍔２４が突出形成されている。この鍔２４は、一対の挟持片２２がオイルコントロールバルブ１０における平坦面２３に対応する部分を挟んだとき、挟持片２２に対しオイルコントロールバルブ１０の中心線方向において接触する。
【００２６】
オイルコントロールバルブ１０のボルト１６及びステー２０によるロータ３に対する固定を行うためには、まずロータ３（バルブタイミング可変機構１）が他のボルト１６によりカムシャフト２に固定される。すなわち、ロータ３の孔１７をカムシャフト２のねじ穴１８に位置合わせした状態のもと、ボルト１６をロータ３の孔１７に通すとともにカムシャフト２のねじ穴１８にねじ込む。こうしたボルト１６のカムシャフト２に対するねじ締結を二箇所で行うことにより、ロータ３（バルブタイミング可変機構１）がカムシャフト２の端部に固定される。その後、ボルト１６及びステー２０を用いたロータ３に対するオイルコントロールバルブ１０の固定が行われる。
【００２７】
詳しくは、図３に示すように、ステー２０の挟持片２２をオイルコントロールバルブ１０の平坦面２３に対応して位置させ、図中の矢印方向にステー２０を変位させることにより、一対の挟持片２２（図３には一つのみ図示）でオイルコントロールバルブ１０における平坦面２３に対応する部分を挟み込む。このときにはステー２０の挟持片２２とオイルコントロールバルブ１０の平坦面２３とが面接触し、その面接触によりステー２０とオイルコントロールバルブ１０とが同バルブ１０の中心線周りに相対回転することがないようにされる。
【００２８】
その後、オイルコントロールバルブ１０を図１に示すロータ３の収容穴１９に挿入するとともに、ステー２０の孔２１をロータ３の孔１７に対し位置合わせする。この状態のもとで、ボルト１６をステー２０の孔２１及びロータ３の孔１７に通すとともにカムシャフト２のねじ穴１８にねじ込むと、ボルト１６のカムシャフト２に対するねじ締結を通じて、ステー２０の挟持片２２がオイルコントロールバルブ１０の鍔２４を押圧する。その結果、ステー２０によりオイルコントロールバルブ１０が収容穴１９内に押し付けられる。このようにオイルコントロールバルブ１０が収容穴１９内に押し付けられることにより、同バルブ１０の中心線方向についてのロータ３に対する位置決めがなされた状態で、オイルコントロールバルブ１０がロータ３に固定される。
【００２９】
また、ボルト１６によりステー２０がロータ３に固定されたときには、そのロータ３に固定されたステー２０の挟持片２２とオイルコントロールバルブ１０の平坦面２３との面接触しており、オイルコントロールバルブ１０が中心線周りに変位することが抑制される。このため、オイルコントロールバルブ１０がロータ３に固定されたときには、同バルブ１０の上記中心線周りの回転方向についてのロータ３に対する位置決めもなされる。このときのオイルコントロールバルブ１０の位置は、収容穴１９内に連通する進角側油路１４、遅角側油路１５、供給通路１１、及び排出通路１３（いずれも図１に図示）とオイルコントロールバルブ１０とが接続される位置となる。すなわち、そのような位置にオイルコントロールバルブ１０が固定されるよう、カムシャフト２のねじ穴１８のうち、ステー２０をロータ３に固定するためのボルト１６がねじ込まれるねじ穴１８の位置が設定されている。
【００３０】
一方、ロータ３に固定されているオイルコントロールバルブ１０を交換等のために取り外す際には、ステー２０をロータ３に固定しているボルト１６を緩めて同ボルト１６のねじ締結を解除することにより、ステー２０によるオイルコントロールバルブ１０の収容穴１９内への押し付けを解除する。この状態のもとで、上記ボルト１６、ステー２０、及びオイルコントロールバルブ１０をロータ３から引き離すことにより、オイルコントロールバルブ１０が収容穴１９から抜かれてロータ３から取り外される。
【００３１】
次に、内燃機関の可変動弁装置の作用について説明する。
バルブタイミング可変機構１のロータ３をカムシャフト２の端部に固定している複数のボルト１６のうち、オイルコントロールバルブ１０をロータ３にステー２０を用いて固定しているボルト１６のねじ締結を解除することにより、ロータ３をカムシャフト２に固定したまま、そのロータ３からオイルコントロールバルブ１０を取り外すことができる。従って、オイルコントロールバルブ１０を交換する際、バルブタイミング可変機構１のロータ３をカムシャフト２から取り外す必要がない。このため、カムシャフト２から取り外したロータ３を同カムシャフト２の端部に再び固定する際、そのロータ３をカムシャフト２の軸線周りの回転方向について正確に位置合わせする必要もなく、その位置合わせを行う分のオイルコントロールバルブ１０の交換作業性の低下が抑制される。
【００３２】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）オイルコントロールバルブ１０の交換の作業性が低下することを抑制できる。
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
【００３３】
・オイルコントロールバルブ１０をロータ３に固定するために必ずしもステー２０を用いる必要はない。例えば図４に示すように、オイルコントロールバルブ１０の外壁に同バルブ１０の中心線から離れる方向に突出する突部２５を形成する一方、ロータ３の内周面に上記突部２５を挿入する溝２６を形成する。これら突部２５及び溝２６は、オイルコントロールバルブ１０の中心線方向に長く延びる形状に形成されており、且つ、両者の側壁が互いに接した状態で上記中心線方向に相対移動可能となっている。
【００３４】
そして、ロータ３をカムシャフト２に固定するための複数のボルト１６のうちの一部（この例では一つのボルト１６）をロータ３の孔１７を通してカムシャフト２のねじ穴１８にねじ込んだとき、ボルト１６の頭部で突部２５を介してオイルコントロールバルブ１０を収容穴１９内に押し付けるようにする。この場合、上記ボルト１６のねじ締結により、オイルコントロールバルブ１０のロータ３に対する固定が行われるよう、上記記孔１７、上記ねじ穴１８、上記突部２５、及び上記溝２６が形成される。
【００３５】
上述したようにロータ３に対し固定されたオイルコントロールバルブ１０の中心線方向の位置決めは、上記ボルト１６の頭部によるオイルコントロールバルブ１０の収容穴１９内への押し付けによって実現される。また、このときのオイルコントロールバルブ１０の中心線周りの回転方向についての位置決めは、突部２５と溝２６との側壁同士の接触を通じて実現される。
【００３６】
なお、上記突部２５と上記溝２６との位置関係を逆にしても、オイルコントロールバルブ１０の中心線周りの回転方向についての位置決めを実現することができる。この場合、上記ボルト１６の頭部によるオイルコントロールバルブ１０の収容穴１９内への押し付けを行うことは困難であるため、上記ボルト１６の締結によりロータ３に固定されてオイルコントロールバルブ１０を収容穴１９内に押し付けるステー等を別途設けることが考えられる。
【００３７】
・カムシャフト２として吸気カムシャフトを例示したが、排気カムシャフトであってもよい。この場合、バルブタイミング可変機構１は、クランクシャフトに対する排気カムシャフトの相対回転位相を変更することにより、機関バルブである排気バルブのバルブタイミングを変更するものとして機能する。
【００３８】
・ロータ３をカムシャフト２に固定するためのボルト１６の数を適宜変更してもよい。例えば２つ、もしくは４つ以上にしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１…バルブタイミング可変機構、２…カムシャフト、３…ロータ、４…ハウジング、５…突部、６…ベーン、７…進角側油圧室、８…遅角側油圧室、９…オイルポンプ、１０…オイルコントロールバルブ、１１…供給通路、１２…オイルパン、１３…排出通路、１４…進角側油路、１５…遅角側油路、１６…ボルト、１７…孔、１８…ねじ穴、１９…収容穴、２０…ステー、２１…孔、２２…挟持片、２３…平坦面、２４…鍔、２５…突部、２６…溝。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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