(57)【要約】【課題】より簡素に油路を構成可能な可変バルブタイミング機構を提供すること。【解決手段】可変バルブタイミング機構は、カムシャフトと、進角室および遅角室に供給されたオイルの圧力により、前記カムシャフトの位相を制御するアクチュエータと、前記カムシャフトのジャーナルを挟持する少なくとも第一軸受面および第二軸受面を有し、互いに当接し合う第一支持部および第二支持部と、前記第一支持部および前記第二支持部の当接面を含む平面において前記ジャーナルの配置位置から伸ばした法線の方向に、前記カムシャフトの軸と直交するよう配置されたオイルコントロールバルブと、を備える。【選択図】図２
2017150414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムシャフトと、
進角室および遅角室に供給されたオイルの圧力により、前記カムシャフトの位相を制御するアクチュエータと、
前記カムシャフトのジャーナルを挟持する少なくとも第一軸受面および第二軸受面を有し、互いに当接し合う第一支持部および第二支持部と、
前記第一支持部および前記第二支持部の当接面を含む平面において前記ジャーナルの配置位置から伸ばした法線の方向に、前記カムシャフトの軸と直交するよう配置されたオイルコントロールバルブと、を備える可変バルブタイミング機構。
【請求項２】
前記第一支持部および前記第二支持部のいずれかには、前記法線の方向のみに延びる複数の油路部が形成されている、請求項１に記載の可変バルブタイミング機構。
【請求項３】
前記第一軸受面および前記第二軸受面のそれぞれには、複数の油溝が形成されており、前記複数の油溝の表面はダイキャストの粗材面である、請求項１または２に記載の可変バルブタイミング機構。
【請求項４】
前記カムシャフトは排気側カムシャフトであって、
前記オイルコントロールバルブは、前記排気側カムシャフトの軸と直交するよう配置される、請求項１〜３のいずれかに記載の可変バルブタイミング機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、オイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶという）により供給されたオイルの圧力により、カムシャフトの位相を制御する可変バルブタイミング機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可変バルブタイミング機構は、例えば、下記特許文献１に開示され、ＯＣＶからＶＶＴアクチュエータに設けられた進角室または遅角室へのオイル供給によりカムシャフトとカムプーリとを相対回転させて、カムシャフトのクランクシャフトに対する位相を制御する。ここで、ＶＶＴとは、Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇの略である。特許文献１では、ＯＣＶは、少なくとも下記（１），（２）の条件を満たすよう配置される。
（１）ＯＣＶのスリーブ軸芯が吸気側カムシャフトに直交する
（２）ＶＶＴアクチュエータに最も近いジャーナルの軸受け部の後ろ側上方に設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７４０８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、ＶＶＴアクチュエータに最も近いジャーナルを基準としてＯＣＶが後ろ側上方に設けられるため、ＯＣＶからカムシャフトに至るまでの油路の構成が複雑になり、可変バルブタイミング機構の製造時における加工工数が多くなるという問題点があった。
【０００５】
本開示の目的は、より簡素に油路を構成可能な可変バルブタイミング機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の可変バルブタイミング機構は、カムシャフトと、進角室および遅角室に供給されたオイルの圧力により、前記カムシャフトの位相を制御するアクチュエータと、前記カムシャフトのジャーナルを挟持する少なくとも第一軸受面および第二軸受面を有し、互いに当接し合う第一支持部および第二支持部と、前記第一支持部および前記第二支持部の当接面を含む平面において前記ジャーナルの配置位置から伸ばした法線の方向に、前記カムシャフトの軸と直交するよう配置されたオイルコントロールバルブと、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、より簡素に油路を構成可能な可変バルブタイミング機構を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の一実施形態に係る可変バルブタイミング機構の斜視図である。
【図２】図１の要部の分解図である。
【図３Ａ】図２の要部の拡大図である。
【図３Ｂ】図２の要部を、図３Ａとは別角度から見た拡大図である。
【図４】一実施形態に係る可変バルブタイミング機構の制御ブロック図である。
【図５】図１の要部の拡大図である。
【図６】図１の第一支持部および第二支持部に形成される油路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、上記図面を参照して、本開示の一実施形態に係る可変バルブタイミング機構１を詳説する。
【００１０】
≪１．定義≫
各図において、ｘ軸は、当接面（後述する上面１２１と下面１６１の境界面）と平行で、回転する排気側カムシャフト１４の中心軸が延在する方向を示す。ｙ軸は、上記当接面においてｘ軸と垂直な方向であって、ＯＣＶ収容穴３１内のＯＣＶ１８の軸方向を示す。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸と垂直な方向を示す。また、以下では、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向を、エンジンＥの前後方向、左右方向および上下方向という場合もある。
【００１１】
≪２．可変バルブタイミング機構１の構成≫
図１には、一実施形態に係る可変バルブタイミング機構１を備えた直列四気筒ディーゼルエンジンＥが例示される。エンジンＥのシリンダヘッド２には、アルミダイキャストにより作製されたカムキャリア３に設けられる。カムキャリア３には、少なくとも、複数の第一支持部（吸気側）１１と、複数の第一支持部（排気側）１２と、吸気側カムシャフト１３と、排気側カムシャフト１４と、複数の第二支持部（吸気側）１５と、複数の第二支持部（排気側）１６と、ＶＶＴアクチュエータ１７と、オイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶという）１８と、が設けられる。これらのうち、少なくとも、複数の第一支持部１２と、排気側カムシャフト１４と、複数の第二支持部１６と、ＶＶＴアクチュエータ１７と、ＯＣＶ１８と、が可変バルブタイミング機構１を構成する。
【００１２】
複数の第一支持部１１および複数の第一支持部１２は、カムキャリア３と一体的に設けられる。
複数の第一支持部１１は、カムキャリア３の上部左側にて前後方向に直列する。それに対し、複数の第一支持部１２は、図２に示すように、カムキャリア３の上部右側にて前後方向に直列する。各第一支持部１２において、上面１２１は、本機構１の製造中に切削等により、ｘｙ平面と平行に加工される。また、各第一支持部１２には、第一軸受面１２２が一個ずつ形成される。各第一軸受面１２２は、対応する第一支持部１２の上面１２１に対し下方に窪んだ円弧面であって、前後方向に直列する。各円弧面の円弧は、１８０°の中心角を有すると共に、ジャーナル１４２とほぼ同半径を有する。
【００１３】
再度図１を参照する。図１には、両支持部１１，１２が五個ずつカムキャリア３に設けられる例が示される。しかし、図１では、最も後ろの第一支持部１１，１２が隠れており、それぞれ四個のみ視認可能となっている。
【００１４】
吸気側カムシャフト１３において、複数のカムはそれぞれ、各シリンダに設けられた吸気バルブ（図示せず）と連結されて、カムシャフト１３の回転により、各シリンダの吸気バルブを開閉動作させる。また、吸気側カムシャフト１３において、各ジャーナルは、第一支持部１１および第二支持部１５の組により回転可能に支持される。
【００１５】
排気側カムシャフト１４は、図２等の通り、複数のカム１４１と、複数のジャーナル１４２と、を有する。
複数のカム１４１はそれぞれ、各シリンダの排気バルブ（図示せず）と連結されており、排気側カムシャフト１４の回転により、各シリンダの排気バルブを開閉動作させる。
各ジャーナル１４２は、第一軸受面１２２および第二軸受面１６２の各組に当接し、ｘ軸を中心として回転可能に支持される。
【００１６】
なお、本実施形態では、カムシャフト１４には八個のカム１４１が備わり、五個のジャーナル１４２が備わる例が示される。
【００１７】
再度、図１を参照する。複数の第二支持部１５，１６は、カムキャップと呼ばれることがあり、アルミダイキャストにより作製される。
【００１８】
各第二支持部（吸気側）１５は、組をなす第一支持部１１にボルト等で固定され、これによって、吸気側カムシャフト１３が、両支持部１１，１５により、ｘ軸を中心として回転可能に軸受けされる。
【００１９】
各第二支持部（排気側）１６において、下面１６１は、図２，図３Ａから明らかな通り、本機構１の製造中に切削等でｘｙ平面と平行となるように加工される。また、各第二支持部１６には、下面１６１に対し上方に窪む第二軸受面１６２が一個ずつ形成される。各第二軸受面１６２もまた、１８０°の中心角で、ジャーナル１４２とほぼ同半径の円弧を有する円弧面である。
【００２０】
各第二支持部（排気側）１６は、組をなす第一支持部（排気側）１２の上方に一個ずつ、図示しないボルト等で固定される。これにより、第一支持部１２の上面１２１と、第二支持部１６の下面１６１とがｘｙ平面内で当接し合うと共に、軸受面１２２，１６２の各組は、円柱形状をなし、排気側カムシャフト１４の各ジャーナル１４２を、ｘ軸を中心として回転可能に挟持する。
【００２１】
ここで、図１を再度参照する。吸気側カムシャフト１３の後端には吸気側カムギア１９が取り付けられ、排気側カムシャフト１４の後端近傍には排気側カムギア１１０が取り付けられる。カムギア１９，１１０を介して、クランクシャフトの回転力がカムシャフト１３，１４に伝達されて、カムシャフト１３，１４がｘ軸を中心として回転する。
【００２２】
ＶＶＴアクチュエータ１７は、カムシャフト１４の後端に取り付けられ、図４に示すように、ロータ１７１と、複数のベーン１７２と、ハウジング１７３と、を備える。
【００２３】
ロータ１７１は、概ね円盤形状を有し、カムシャフト１４の後端に連結されて、カムシャフト１４と同期回転する。
【００２４】
複数のベーン１７２は、ロータ１７１の外周面に取り付けられ、ロータ１７１の回転中心を基準とする遠心方向に突出する。また、各ベーン１７２は、周方向に隣り合うベーン１７２に対し適切な角度間隔で配置される。
【００２５】
ハウジング１７３は、排気側カムギア１１０（図４には図示せず）に固定され、クランクシャフト（図示せず）と同期回転する。このハウジング１７３は、概ね円筒形状を有し、ハウジング１７３の外縁部分には、複数の油室１７５が形成される。各油室１７５は、ハウジング１７３の内周面から遠心方向に突出する空間である。各油室１７５は、排気側カムシャフト１４の回転方向（換言するとロータ１７１の周方向）ｐにおいて隣に設けられた油室１７５を基準として適切な角度間隔で配置される。
【００２６】
ハウジング１７３の中央部分の空間にはロータ１７１が収容され、ロータ１７１の外周面がハウジング１７３の内周面上を摺動すると共に、各油室１７５が各ベーン１７２によって進角室と遅角室とに区画される。
【００２７】
また、カバー１７４がハウジング１７３の後ろ側にボルト等で固定されて、ハウジング１７３の中央部分の空間が閉止される。
【００２８】
ここで、図２，図３Ａ等を再度参照する。カムキャリア３の所定位置にはＯＣＶ収容穴３１が形成される。所定位置は、両支持部１２，１６の当接面を含むｘｙ平面において、排気側カムシャフト１４の五番ジャーナル１４２の配置位置から伸ばした法線の方向（本実施形態では、ｚ軸の負方向）に所定距離だけ離れた位置である。このＯＣＶ収容穴３１は円柱形状を有しており、この中心軸はｙ軸と平行である。ここで、五番ジャーナル１４２とは、ＶＶＴアクチュエータ１７に最も近いジャーナルを意味する。
【００２９】
ＯＣＶ１８は、図５に示す通り、ＯＣＶ収容穴３１に挿入され固定される。これにより、ＯＣＶ１８は、ｘｙ平面において、五番ジャーナル１４２の配置位置から伸ばした法線の方向（本実施形態では、ｚ軸の負方向側）に配置されると共に、ＯＣＶ１８の中心軸がｚ軸方向からの平面視で排気側カムシャフト１４の中心軸（即ち、ｘ軸）と直交するよう配置される。
【００３０】
ＯＣＶ１８は、図４に示すエンジンコントロールユニット１１１の制御下で、進角側ポート１８１または遅角側ポート１８２から、ＶＶＴアクチュエータ１７の進角室または遅角室に向けてオイルを吐出して、油圧を進角室または遅角室に作用させることで、複数のベーン１７２を回転させる。これにより、排気側カムシャフト１４のカムギア１１０（図４には示さず。図１を参照。）に対する位相を制御する。
【００３１】
≪３．可変バルブタイミング機構の油路構成・効果≫
ところで、特許文献１の可変バルブタイミング機構では、ＯＣＶは、ＶＶＴアクチュエータに最も近いジャーナルの後ろ側上方に設けられていた。そのため、特許文献１では、ＯＣＶからＶＶＴアクチュエータに至る油路は中間部材を用いて形成されていた。より具体的には、この中間部材に二方向から穴をあけることで油路の一部が形成されていた。このように、特許文献１の可変バルブタイミング機構には、その製造時に加工工数が多くなり、さらには油路が複雑になるという問題点があった。
【００３２】
以上の問題点を解決するため、本可変バルブタイミング機構１では、ＯＣＶ１８は、ｘｙ平面において、五番ジャーナル１４２の配置位置から伸ばした法線の方向に配置されると共に、ｚ軸方向からの平面視で排気側カムシャフト１４の回転中心軸と直交するよう配置される。この特徴により、以下に説明するように、本機構１の製造時における加工工数が少なく、かつ簡素な構成の油路を実現可能となる。
【００３３】
まず、図３Ｂ，図６に示すように、ＯＣＶ収容穴３１の上半分の位置（より具体的には、上端近傍）に、進角側ポート１８１および遅角側ポート１８２と連通する少なくとも二個の油孔３２，３３が、アルミダイキャスト製のカムキャリア３に穴あけ加工により形成される。これら油孔３２，３３は、上下方向に直線的に延在し、カムキャリア３を貫通する貫通孔である。より具体的には、進角側の油孔３２が、最も後ろの第一支持部１２の軸受面１２２に至り、遅角側の油孔３３が同第一支持部１２の上面１２１に至る。
【００３４】
また、最も後ろの支持部１２の軸受面１２２には、半環状の進角側油溝１２３および遅角側油溝１２４が形成される（図３Ｂ，図６等を参照）。なお、図３Ｂの通り、遅角側油孔３３が上面１２１に到達しているため、遅角側油溝１２４は、軸受面１２２だけでなく上面１２１にも形成される。油溝１２４が上面１２１に及んで形成されても、カムキャリア３の型抜き（即ち、アルミダイキャスト時の型抜き）には影響を与えない。また、最前の支持部１６の軸受面１６２にも同様に、半環状の進角側油溝１６３および遅角側油溝１６４が形成される（図４，図６を参照）。前述の通り、最も後ろの支持部１２，１６が当接し合って五番ジャーナル１４２を挟持した時、半環状の二個の進角側油溝１２３，１６３が繋がって進角側の環状油溝１１１が形成され、半環状の二個の遅角側油溝１２４，１６４が繋がって環状の遅角側の環状油溝１１２が形成される（図６を参照）。ここで、各軸受面１２２，１６２は、排気側カムシャフト１４を摺動可能にすべく、本機構１の製造中に切削加工等で滑らかに処理されるが、これら環状油溝１１１，１１２の表面はアルミダイキャストの粗材面のままにされる。
【００３５】
なお、カムシャフト１４には、図４の通り、進角側貫通孔１４３および遅角側貫通孔１４４が形成される。貫通孔１４３，１４４は、環状油溝１１１，１１２からＶＶＴアクチュエータ１７の進角室および遅角室までオイルを導く。これら貫通孔１４３，１４４は周知であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３６】
以上の通り、本可変バルブタイミング機構１では、進角側油孔３２は、カムキャリア３に対する一度の穴あけ加工で形成可能である。この点は遅角側油孔３３にも同様に該当する。また、各半環状の油溝１２３，１２４，１６３，１６４はアルミダイキャストの粗材面のままとされる。よって、従来よりも、本機構１の製造時における加工工数が少なく、さらには、簡素な油路構成を有する可変バルブタイミング機構１を提供することが可能となる。
【００３７】
≪４．その他の効果≫
また、本機構１は、ｚ軸方向からの平面視でＯＣＶ１８が排気側カムシャフト１４と直交配置されて、排気側カムシャフト１４に設けられたＶＶＴアクチュエータ１７にオイルが供給される。換言すると、実施形態では、排気バルブの開閉動作が制御可能となっている。これにより、ディーゼルエンジンＥからの排気流路上に設けられたフィルタ等をいち早く温めることが可能となる。
【００３８】
≪５．変形例≫
上記実施形態では、ＯＣＶ１８は、ｘｙ平面を基準として下方（即ち、ｚ軸の負方向側）に配置されていた。しかし、これに限らず、ＯＣＶ１８は、ｘｙ平面において、五番ジャーナル１４２の配置位置から伸ばした法線の方向であって、ｚ軸の正方向に配置されても構わない。この場合、当然であるが、進角側油孔３２も遅角側油孔３３も、第二支持部１６側に形成される。
【００３９】
上記実施形態では、本可変バルブタイミング機構１はディーゼルエンジンＥに適用されていた。しかし、これに限らず、本機構１はガソリンエンジンにも適用可能である。
【００４０】
また、上記実施形態では、本機構１は排気側に設けられていたが、吸気側に設けられても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本開示の可変バルブタイミング機構は、より簡素に油路を構成可能であり、各種エンジンに有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１  可変バルブタイミング機構
１４  排気側カムシャフト
１４２  ジャーナル
１２  第一支持部（排気側）
１２２  第一軸受面
１６  第二支持部（排気側）
１６２  第二軸受面
１７  ＶＶＴアクチュエータ
１８  オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）
【図１】
2017150414.tif 000003
【図２】
2017150414.tif 000004
【図３Ａ】
2017150414.tif 000005
【図３Ｂ】
2017150414.tif 000006
【図４】
2017150414.tif 000007
【図５】
2017150414.tif 000008
【図６】
2017150414.tif 000009