(57)【要約】      （修正有）【解決手段】一対の油圧通路１８，２０によりハウジング１４内に供給される油圧に応じて、カムシャフト１２の回転角を遅進させる。ハウジング１４をカムシャフト１２の一端に同軸上に固定する固定ボルト１０を有する。この固定ボルト１０の外周面とカムシャフト１２のボルト嵌合孔３６の内周面に、互いに噛み合うネジ部３８，４０を形成する。固定ボルト１０の外周面に、軸方向４２に延びる溝部４６を凹設する。この溝部４６は、油圧通路１８の一部１８Ｄを形成しており、かつ、少なくとも一部がネジ部３８と軸方向で重複している。【効果】固定ボルト１０を利用して油路構成の簡素化を図りつつ、溝部４６に制約されることなくネジ部３８，４０の噛合部分４８の軸方向寸法を設定でき、噛合部分４８の位置に起因する異音の発生を低減・回避できる。【選択図】図１
2007040209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の油圧通路によりハウジング内に供給される油圧に応じて、クランクシャフトの回転角に対するカムシャフトの回転角を遅進させる内燃機関のバルブタイミング変更装置において、
上記ハウジングに貫通形成されたボルト貫通孔を貫通してカムシャフトの一端に形成されたボルト嵌合孔に嵌合し、このハウジングをカムシャフトの一端に同軸上に固定する固定ボルトを有し、
この固定ボルトの外周面と上記ボルト嵌合孔の内周面には、互いに噛み合うネジ部が形成されており、
かつ、上記固定ボルトの外周面及びボルト嵌合孔の内周面の少なくとも一方に、軸方向に延びる溝部が凹設されており、この溝部は、上記油圧通路の一部を形成しており、かつ、少なくとも一部が上記ネジ部と軸方向で重複していることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項２】
上記カムシャフトが複数のジャーナル部でシリンダヘッド側の軸受部に回転可能に支持されており、
上記ネジ部の噛合部分のハウジング側の端部が、最もハウジング側のジャーナル部よりもハウジング寄りに位置していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項３】
上記一対の油圧通路の一方が、上記ボルト貫通孔の内周と固定ボルトの外周との間に形成される第１の区間と、上記カムシャフト内を半径方向に延びる第２区間と、上記溝部とその対向面との間に形成され、上記第１の区間と第２の区間とを連通する第３の区間と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項４】
上記一対の油圧通路の他方が、上記ハウジングに形成され、上記第１の区間よりも径方向外方に配置される第４の区間と、この第４の区間に接続するとともに、上記カムシャフトに形成され、かつ、上記第３の区間よりも径方向外方に配置される第５の区間と、を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング変更装置。
【請求項５】
一対の油圧通路によりハウジング内に供給される油圧に応じて、クランクシャフトの回転角に対するカムシャフトの回転角を遅進させる内燃機関のバルブタイミング変更装置に適用され、ハウジングに貫通形成されたボルト貫通孔を貫通してカムシャフトの一端に形成されたボルト嵌合孔に嵌合し、このハウジングをカムシャフトの一端に同軸上に固定する固定ボルトにおいて、
この固定ボルトの外周面には、上記ボルト嵌合孔の内周面に形成される雌ネジ部に噛合う雄ネジ部が形成されているとともに、軸方向に延びる溝部が形成されており、
この溝部は、上記油圧通路の一部を形成しており、かつ、少なくとも一部が上記雄ネジ部と軸方向で重複していることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング変更装置の固定ボルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバルブタイミング変更装置に関し、特に、固定ボルトによりハウジングをカムシャフトの一端に固定するバルブタイミング変更装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関の吸気弁や排気弁のバルブタイミングを変更可能なバルブタイミング変更装置の一例が記載されている。この装置は、一対の油圧通路によりハウジング内に供給される油圧に応じて、クランクシャフトの回転角に対するカムシャフトの回転角を遅進させるもので、ハウジングは固定ボルトによってカムシャフトの一端に同軸上に固定されている。固定ボルトは、ハウジングのボルト貫通孔を貫通してカムシャフトの一端に凹設されるボルト嵌合孔に嵌合しており、固定ボルトの外周面とボルト嵌合孔の内周面には互いに噛合うネジ部が形成されている。上記一対の油圧通路の一方は、固定ボルトの内部を軸方向に貫通形成されたボルト内油路を含んでおり、他方は、固定ボルトの外周面とボルト貫通孔・嵌合孔の内周面との間に形成される環状油路を含んでいる。
【特許文献１】実公平７−４４７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の如きバルブタイミング変更機構では、固定ボルトやボルト貫通孔・嵌合孔を利用して油圧通路の一部を形成することにより、カムシャフト側の油路構成を簡素化することができ、カムシャフトの小型化や剛性・強度の向上を図ることができる反面、例えば機関始動直後のアイドル運転時のような所定の運転条件で、不快な異音を生じる、という独自に知見した課題がある。この異音は、本出願人等の解析の結果、固定ボルトの軸力によって、シリンダヘッド側に回転可能に支持されるカムシャフトの中で、このボルトに最も近いジャーナル部が僅かではあるが樽状に変形して、この部分の面圧が局所的に高くなることにより生じる、いわゆるスティックスリップ音であることがわかった。ジャーナル部の変形は、ネジ部の噛合部分の位置、特に、噛合部分のハウジング側の端部の位置に大きく依存しており、この位置がジャーナル部に近いほど、ジャーナル部の変形により異音を生じ易い傾向にあることを究明した。しかしながら、上記特許文献１のように、固定ボルトの外周とカムシャフトのボルト嵌合孔との間に環状油路を設ける構成では、環状油路から外れた軸方向位置に噛合部分を配置する必要があり、ネジ部及びその噛合部分のレイアウトの自由度が低いので、上述したように噛合部分のハウジング側の端部をジャーナル部から外れた軸方向位置に配置することは非常に困難であった。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、油路構成の簡素化と異音の低減化とを両立し得る新規な内燃機関のバルブタイミング変更装置及びその固定ボルトを提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る内燃機関のバルブタイミング変更装置は、一対の油圧通路によりハウジング内に供給される油圧に応じて、クランクシャフトの回転角に対するカムシャフトの回転角を遅進させる。上記ハウジングに貫通形成されたボルト貫通孔を貫通してカムシャフトの一端に形成されたボルト嵌合孔に嵌合し、このハウジングをカムシャフトの一端に同軸上に固定する固定ボルトを有する。この固定ボルトの外周面と上記ボルト嵌合孔の内周面には、互いに噛み合うネジ部が形成されている。上記固定ボルトの外周面及びボルト嵌合孔の内周面の少なくとも一方に、軸方向に延びる溝部が凹設されており、この溝部は、上記油圧通路の一部を形成しており、かつ、少なくとも一部が上記ネジ部と軸方向で重複している。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、固定ボルトまたはボルト嵌合孔に油圧通路の一部を形成する溝部を設けることにより、カムシャフト側の油路構成を簡素化することができ、かつ、溝部とネジ部とを軸方向で部分的に重複させているために、溝部に制約されることなくネジ部の軸方向寸法を設定することができるので、ネジ部の噛合部分をハウジング寄りに配置して上述した異音の発生を低減・回避することができ、油路構成の簡素化と異音の低減化とを両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の第１実施例に係るバルブタイミング変更装置を示している。バルブタイミング変更装置の基本的な構成は、上記の実公平７−４４７２４号公報等に記載されているように公知であるので、ここでは簡単な説明にとどめる。バルブタイミング変更装置は、固定ボルト（カムボルト）１０によりカムシャフト１２の前端に固定される従動回転体であるハウジング１４と、クランクシャフトによりチェーンを介して回転駆動される駆動回転体であるカムスプロケット１６と、を有している。ハウジング１４内にはベーンを利用した油圧アクチュエータが内蔵されており、一対の第１油圧通路１８（１８Ａ〜１８Ｆ）及び第２油圧通路２０（２０Ａ〜２０Ｄ）を経由してハウジング１４内の油圧室４４，４５へ供給される油圧に応じてカムスプロケット１６とハウジング１４との相対回転角度を変化させることにより、クランクシャフトの回転角に対するカムシャフト１２の回転角を遅進させて、吸気弁や排気弁のバルブタイミングを遅進させる。第１，第２油圧通路１８，２０への供給油圧は、図外の油圧制御弁により切り換えられ、この油圧制御弁の動作はエンジン制御部により機関運転条件に応じて制御される。
【０００８】
カムシャフト１２は、最も機関前側（図１の左側）Ｆｒの第１ジャーナル部２２を含む複数のジャーナル部でシリンダヘッド２４側へ回転可能に支持されている。上記の第１ジャーナル部２２は、シリンダヘッド２４に固定されるカムブラケット２６とシリンダヘッド２４とに形成される軸受部２７により回転可能に支持されている。また、カムシャフト１２には、第１ジャーナル部２２の直ぐ後方に、カムシャフト１２の軸方向の移動を防止するために、径方向外方へ張り出したフランジ状のスラストベアリング２８が設けられている。
【０００９】
固定ボルト１０は、頭部３０と軸部３２により構成されている。このボルト１０の軸部３２が、カムシャフト１２及びハウジング１４の軸線・軸方向４２に沿って、ハウジング１４に貫通形成されたボルト貫通孔３４を貫通して、カムシャフト１２の一端に凹設されたボルト嵌合孔３６に嵌合することにより、ハウジング１４がボルト頭部３０の座面とカムシャフト１２の前端面との間に挟まれた状態で、ハウジング１４とカムシャフト１２とが強固に共締め固定される。ボルト軸部３２の先端側の外周面には、ボルト嵌合孔３６の内周面に形成された雌ネジ部４０に噛み合う雄ネジ部３８が形成されている。
【００１０】
カムスプロケット１６は、軸方向でシリンダヘッド２４及びカムブラケット２６とハウジング１４との間に配置されており、かつ、シリンダヘッド２４及びカムブラケット２６の前端面より機関前方Ｆｒへ突出するカムシャフト１２の前端部の外周に回転可能に支持されている。
【００１１】
第１油圧通路１８は、第１〜６部分油路１８Ａ〜１８Ｆを経由してハウジング１０内に画成される遅角側・進角側油圧室の一方の第１油圧室４４に接続しており、第２油圧通路２０は、第７〜１０部分油路２０Ａ〜２０Ｄを経由して遅角側油圧室及び進角側油圧室の他方の第２油圧室４５に接続している。第１部分油路１８Ａ及び第７部分油路２０Ａは、カムブラケット２６側のジャーナル軸受面２７にポート状に凹設されている。第２部分油路１８Ｂ及び第８部分油路２０Ｂは、カムシャフト１２の第１ジャーナル部２２の外周に全周にわたって凹設される環状油路であって、それぞれ、上記の第１部分油路１８Ａ及び第７部分油路２０Ａに接続している。第３部分油路１８Ｃは、カムシャフト１２内を半径方向に延びる径方向油路であって、その径方向外方の端部で上記の第２部分油路１８Ｂに接続している。第５部分油路１８Ｅは、ボルト貫通孔３４の内周面とボルト軸部３２の外周面との間に形成される環状油路である。第４部分油路１８Ｄは、ボルト嵌合孔３６内を軸方向４２に延びる軸方向油路であって、上記の第３部分油路１８Ｃと第５部分油路１８Ｅとを連通している。第６部分油路１８Ｆは、ハウジング１４内に複数形成され、それぞれ第５部分油路１８Ｅと各第１油圧室４４とを連通している。ハウジング１４内に形成される複数（この実施例では３本）の第１０部分油路２０Ｄは、上記の第５部分油路（環状油路）１８Ｅよりも径方向外方に配置されており、それぞれ第２油圧室４５に接続している。複数の第９部分油路２０Ｃは、カムシャフト１２内を軸方向４２に沿って延び、上記の第４部分油路１８Ｄよりも径方向外方に配置され、それぞれ第８部分油路２０Ｂと第１０部分油路２０Ｄとを連通している。なお、符号５０は位置決めピンが嵌合するピン孔である。
【００１２】
そして本実施例では、上記の固定ボルト１０に、軸方向４２に延びるチャンネル状の溝部４６が凹設されている。更に、固定ボルト１０の外周面には、組付け状態で上記の第３部分油路１８Ｃに対向する軸方向位置に、周方向に延びる補助溝部４７が凹設されており、この補助溝部４７に溝部４６の後端が接続している。
【００１３】
補助溝部４７を含めた溝部４６と、これに対向するボルト嵌合孔３６の内周面との間に、上記の第４部分油路１８Ｄが形成されている。溝部４６の一部は雄ネジ部３８（の形成範囲）と軸方向で重複・ラップしており、つまりは雄ネジ部３８と雌ネジ部４０とが噛み合う噛合部分（範囲）４８と軸方向で重複している。つまり、溝部４６は、雄ネジ部３８に差し掛かるように軸方向に延在している。従って、噛合部分４８のハウジング１４側の端部４９が、軸受部２７及びこれに回転可能に支持される第１ジャーナル部２２よりもハウジング１４寄りに外れた位置に設定されており、更に言えば、シリンダヘッド２４やカムブラケット２６の前端面よりも更に機関前方Ｆｒの、カムシャフト１２の前端付近に設定されている。
【００１４】
このように本実施例では、固定ボルト１０及びそのボルト貫通孔３４・嵌合孔３６を利用して油圧通路１８，２０の一部を形成しているために、カムシャフト１２内に形成される油路構成を簡素化することができ、カムシャフト１２の小型化や強度・剛性を向上することができる。そして、第１油圧通路１８の一部１８Ｄを形成する溝部４６を、雄ネジ部３８と軸方向で部分的に重複させているために、油圧通路とネジ部とのレイアウトの自由度が向上し、具体的には溝部４６に制約されることなく雄ネジ部３８の軸方向寸法を設定することができる。このため、ネジ部３８，４０の噛合部分４８をハウジング１４寄りに配置して、固定ボルト１０及びカムシャフト１２の短縮化を図るとともに、上述した噛合部分４８の軸方向位置に起因する異音の発生を低減・回避することができる。このように、油路構成の簡素化と異音の低減化とを高いレベルで両立することができる。
【００１５】
図３及び図４は、本発明の第２実施例に係るバルブタイミング変更装置を示している。なお、上記第１実施例と共通する構成要素には同じ参照符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１６】
この第２実施例では、カムシャフト１２のボルト嵌合孔３６の内周面に、軸方向に延びるチャンネル状の溝部４６Ａが凹設されている。この溝部４６Ａと、これに対向する固定ボルト１０の外周面との間に、上記の第４部分油路１８Ｄが形成されている。溝部４６Ａの一部は雌ネジ部４０と重複しており、つまりは雄ネジ部３８と雌ネジ部４０とが噛み合う噛合部分４８と軸方向で重複している。つまり、溝部４６Ａは、雌ネジ部４０に差し掛かるように軸方向に延在している。従って、噛合部分４８のハウジング１４側の端部４９が、軸受部２７及びこれに回転可能に支持される第１ジャーナル部２２よりもハウジング１４側に配置されており、更に言えば、シリンダヘッド２４やカムブラケット２６の前端面よりも更に機関前方の、カムシャフト１２の前端付近に設定されている。
【００１７】
このような第２実施例によれば、第１実施例と同様、油路構成の簡素化と異音の低減化とを両立できることに加え、第１実施例に比して、固定ボルト１０に溝部を形成する必要がないので、その製造が容易であるとともに、ボルトの強度・剛性の確保が容易である。
【００１８】
以上の説明より把握し得る本発明の特徴的な技術思想を、上記実施例を参照して説明する。但し、本発明は参照符号を付した実施例の構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、溝部を複数本設けるようにしても良い。また、固定ボルトの外周面とボルト嵌合孔の内周面の双方に溝部を設けるようにしても良い。
【００１９】
（１）一対の油圧通路１８，２０によりハウジング１４内に供給される油圧に応じて、クランクシャフトの回転角に対するカムシャフト１２の回転角を遅進させる内燃機関のバルブタイミング変更装置において、ハウジング１４に貫通形成されたボルト貫通孔３４を貫通してカムシャフト１２の一端に形成されたボルト嵌合孔３６に嵌合し、このハウジング１４をカムシャフト１２の一端に同軸上に固定する固定ボルト１０を有する。この固定ボルト１０の外周面と上記ボルト嵌合孔３６の内周面には、互いに噛み合うネジ部３８，４０が形成されている。上記固定ボルト１０の外周面及びボルト嵌合孔３６の内周面の少なくとも一方に、軸方向に延びる溝部４６（４６Ａ）が凹設されている。この溝部４６（４６Ａ）は、上記油圧通路の一部１８Ｄを形成しており、かつ、少なくとも一部が上記ネジ部３８，４０と軸方向で重複している。
【００２０】
固定ボルト１０やボルト嵌合孔３６に、油圧通路の一部１８Ｄを形成する溝部４６（４６Ａ）を凹設しているので、カムシャフト１２側の油路構成を簡素化することができ、このカムシャフト１２の小型化や強度・剛性を向上することができ、かつ、この溝部４６を、ネジ部３８，４０と軸方向で部分的に重複させているために、レイアウトの自由度が向上し、具体的には溝部４６に制約されることなくネジ部３８，４０の軸方向寸法を設定することができる。このため、ネジ部３８，４０の噛合部分４８をハウジング１４寄りに配置することにより、噛合部分４８の位置に起因する上述した異音の発生を低減・回避することができる。このように、油路構成の簡素化と異音の低減化とを高いレベルで両立することができる。
【００２１】
（２）カムシャフト１２が複数のジャーナル部でシリンダヘッド２４側の軸受部２７に回転可能に支持されており、ネジ部３８，４０の噛合部分４８のハウジング１４側の端部４９が、最もハウジング１４側のジャーナル部２２よりもハウジング１４寄りに位置している。このため、仮に組立時のボルト軸力によってカムシャフト１２が噛合部分４８で樽状に変形しても、この変形に起因する異音、いわゆるスティックスリップ音の発生を有効に低減・回避することができる。
【００２２】
（３）好ましくは、一方の第１油圧通路１８が、上記ボルト貫通孔３４の内周と固定ボルト１０の外周との間に形成される第１の区間（第５部分油路）１８Ｅと、上記カムシャフト１２内を半径方向に延びる第２の区間（第３部分油路）１８Ｃと、上記溝部４６（４６Ａ）とその対向面との間に形成され、上記第１の区間１８Ｅと第２の区間１８Ｃとを連通する第３の区間（第４部分油路）１８Ｄと、を有しており、ボルト貫通孔３４をも利用した簡素な油路構成となっている。
【００２３】
（４）更に好ましくは、他方の第２油圧通路２０が、上記ハウジング１４に形成され、上記第１の区間１８Ｅよりも径方向外方に配置される第４の区間（第１０部分油路）２０Ｄと、この第４の区間２０Ｄに接続するとともに、上記カムシャフト１２に形成され、かつ、上記第３の区間１８Ｄよりも径方向外方に配置される第５の区間（第９部分油路）２０Ｃと、を含んでいる。このような油路構成によれば、上記の実公平７−７７４２４号公報のようにボルト内部に軸方向に延びる油路を形成する必要がないので、ボルトの簡素化及び強度・剛性の向上を図ることができる。つまり、このような油圧通路１８，２０を備えるバルブタイミング制御装置に本発明が特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施例に係る内燃機関のバルブタイミング変更装置を示す断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】本発明の第２実施例に係る内燃機関のバルブタイミング変更装置を示す断面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１０…固定ボルト
１２…カムシャフト
１４…ハウジング
１８…第１油圧通路
１８Ｃ…第３部分油路（第２の区間）
１８Ｄ…第４部分油路（第３の区間）
１８Ｅ…第５部分油路（第１の区間）
２０…第２油圧通路
２０Ｃ…第９部分油路（第５の区間）
２０Ｄ…第１０部分油路（第４の区間）
２２…第１ジャーナル部
２４…シリンダヘッド
２６…カムブラケット
２７…軸受部
３４…ボルト貫通孔
３６…ボルト嵌合孔
３８…雄ネジ部
４０…雌ネジ部
４６，４６Ａ…溝部
４８…噛合部分
【図１】
2007040209.tif 000003
【図２】
2007040209.tif 000004
【図３】
2007040209.tif 000005
【図４】
2007040209.tif 000006