(57)【要約】【課題】カム軸の潤滑油によって可変バルブ機構が駆動される内燃機関において、潤滑油のフィルタリングを簡単な構造で実現する。【解決手段】メインオイルギャラリーに連通した動弁機構用オイル通路２３の終端が、フロント軸受け部１４の個所に開口している。フロント軸受け部１４とフロントカムキャップ１７との合わせ面の個所に中継空所３９を形成して、この中継空所３９にオイルフィルター４０を配置している。潤滑油は、中継空所３９から分岐したオイル溝２７，３１により、各カム軸７，８の潤滑部と可変バルブ機構とに供給される。オイルフィルター４０の交換やメンテナンスは、フロントカムキャップ１７を取り外すだけで行える。【選択図】図４
2017008755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに、カムキャップを重ね固定することでカム軸を回転自在に保持する軸受け部が、前記カム軸の長手方向に沿って飛び飛びで複数個所形成されていると共に、動弁機構用オイル通路の終端が１つの軸受け部の個所において開口しており、
前記１つの軸受け部とこれに重なる１つのカムキャップとの合わせ面に、前記動弁機構用オイル通路から送られた潤滑油を前記カム軸の潤滑部及び可変バルブ機構に導くオイル溝が形成されている構成であって、
前記動弁機構用オイル通路から送られた潤滑油を濾過するオイルフィルターが、前記シリンダヘッドとカムキャップとの合わせ面に形成された中継空所に配置されており、前記中継空所から前記オイル溝が分岐している、
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、可変バルブ機構を備えた内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の内燃機関において、燃焼の適正化のためにバルブの開閉タイミングを制御する可変バルブ機構（ＶＶＴ）を搭載することが広く行われている。可変バルブ機構には幾つかの方式があるが、カム軸にオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）を設けて、クランク軸に対するカム軸の進角量を制御する方式が特許文献１に開示されている。
【０００３】
油圧制御式の可変バルブ機構では、作動油としてカム軸潤滑用のオイルを使用しており、その例が特許文献２に開示されている。この特許文献２では、動弁機構用オイル通路がシリンダブロックとシリンダヘッドとに貫通して形成されていることを利用して、動弁機構用オイル通路のうち、シリンダブロックに形成されている部分の終端部を大径部に形成して、この大径部にオイルフィルターを嵌め入れることが開示されている。
【０００４】
従って、カム軸の潤滑部に向かう油路と可変バルブ機構に向かう油路とは、シリンダヘッドの内部において分岐した状態に形成されている。なお、可変バルブ機構には、吸気バルブの制御と排気バルブの制御とがあり、片方のみ（一般には吸気バルブのみ）を制御する場合と両方を制御する場合とがあるが、特許文献２では両方を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２４５５９６公報
【特許文献２】特開２００４−０３６６１６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２では、吸気弁用カム軸の潤滑のための油路と、排気弁用カム軸の潤滑のための油路と、吸気弁用カム軸の制御のための油路と、排気弁用カム軸の制御のための油路とは、シリンダヘッドの内部に鋳込みで形成せねばならないため、シリンダヘッドを鋳造する鋳型が非常に複雑になる問題がある。また、オイルフィルターの交換や点検に際しては、シリンダヘッドを取り外さなければならないため、作業に多大の手間がかかる問題もある。
【０００７】
また、油路がシリンダヘッドとシリンダブロックとの合わせ面の個所から分岐するため、油路の全体の長さが長くなって、潤滑油の圧損が高くなることも懸念される。更に、オイルフィルターは潤滑油の流れに対しては抵抗として作用するため、シリンダブロックにオイルフィルターを設けると、オイルフィルターによって圧力が低下した後の流路の長さが長くなり、この面でも潤滑油の圧損増大が懸念される。
【０００８】
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明の内燃機関は、シリンダヘッドに、カムキャップを重ね固定することでカム軸を回転自在に保持する軸受け部が、前記カム軸の長手方向に沿って飛び飛びで複数個所形成されていると共に、動弁機構用オイル通路の終端が１つの軸受け部の個所において開口している。
【００１０】
そして、前記１つの軸受け部とこれに重なる１つのカムキャップとの合わせ面に、前記動弁機構用オイル通路から送られた潤滑油を前記カム軸の潤滑部及び可変バルブ機構に導くオイル溝が形成されている構成であって、前記動弁機構用オイル通路から送られた潤滑油を濾過するオイルフィルターが、前記シリンダヘッドとカムキャップとの合わせ面に形成された中継空所に配置されており、前記中継空所から前記オイル溝が分岐している。
【００１１】
オイル溝は、シリンダヘッドの軸受け部のみに形成してもよいし、カムキャップのみに形成してもよいし、軸受け部とカムキャップとの両方に相対向するように形成してもよい。同様に、中継空所も、軸受け部のみに形成してもよいし、カムキャップのみに形成してもよいし、軸受け部とカムキャップとの両方に相対向するように形成してもよい。
【００１２】
従って、オイルフィルターも、その全体がシリンダヘッドの内部に入り込んだ状態と、その全体がカムキャップの内部に入り込んだ状態と、シリンダブロックとシリンダヘッドとの両方に跨がって嵌まっている状態とが有り得る。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明では、動弁機構用オイル通路の終端はシリンダヘッドの軸受け部に開口しており、中継空所から分岐したオイル溝は、軸受け部とカムキャップとの合わせ面に形成されているため、鋳型の構造が複雑化することはない（複雑な中子は必要ない。）。その結果、製造コストを抑制できる。また、鋳型には、折れやすい中子は不要であるため、加工精度や歩留りも向上できる。
【００１４】
また、オイルフィルターは、シリンダヘッドとカムキャップとの合わせ面の個所に配置されているため、オイルフィルターの交換やメンテナンスに際してはカムキャップを取り外せば足りる。このため、特許文献１に比べて作業の手間を各段に低減できる。
【００１５】
更に、オイルフィルターが軸受け部とカムキャップとの合わせ面の個所に位置していることにより、オイルフィルターよりも下流側の油路の長さを短くできるため、潤滑油の流れの圧損をできるだけ抑制して燃費の向上に貢献できると共に、可変バルブ機構の応答性向上にも貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る内燃機関の大まかな平面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】カムキャップを取り外した状態での部分平面図である。
【図４】図２のIII-III 視断面図である。
【図５】図３の要部拡大図である。
【図６】他の実施形態を示す図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）とも更に他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１〜４に示す第１実施形態を説明する。図１はヘッドカバーを省略した状態での平面図であり、従って、シリンダヘッド１の平面形状が表れている。
【００１８】
シリンダヘッド１はクランク軸線方向に長い形態であり、長手一側面は吸気側面１ａになっていて、これに吸気マニホールド２が固定されており、長手他側面は排気側面１ｂになっていて、これに排気マニホールド３が固定されている。吸気マニホールド２の集合部には、サージタンク４が接続されている。サージタンク４にはスロットルボデー５が接続されており、スロットルボデー５とエアクリーナ（図示せず）とが吸気通路で接続されている。
【００１９】
シリンダヘッド１の上面には、周囲を構成する壁６が形成されている。従って、シリンダヘッド１の上面には空所が形成されており、この空所に、吸気弁用カム軸７と排気弁用カム軸８とが平行な姿勢で配置されている。両カム軸７，８の一端部はそれぞれシリンダヘッド１の一端面（前面）１ｃの外側に突出しており、この一端部に、可変バルブ機構（ＶＶＴ）９を介してチェーンスプロケット１０が取付けられている。
【００２０】
可変バルブ機構９は、同心でかつ相対回転する状態で噛み合った一対のロータ（図示せず）を有しており、一方のロータはカム軸７，８に固定されて、他方のロータはチェーンスプロケット１０に固定されている。そして、両ロータの噛み合い部にオイルを供給することにより、カム軸７，８の進角制御が行われる。従って、可変バルブ機構９は、オイルの供給量を制御する電磁式等のオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）１１を備えており、オイルコントロールバルブ１１は、ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）によって制御される。
【００２１】
チェーンスプロケット１０（及びタイミングチェーン）は、フロントカバー１２で覆われる。なお、シリンダヘッド１の壁６には、ヘッドカバー（図示せず）が重ね固定される。
【００２２】
本実施形態の内燃機関は３気筒であり、そこで、シリンダヘッド１には、一端面１ｃの側に位置したフロント軸受け部１４と、他端面（後面）１ｄの側に位置したリア軸受け部１５と、これらの間に位置した２つの中間軸受け部１６とが形成されており、フロント軸受け部１４にはフロントカムキャップ１７が重なって、リア軸受け部１５にはリアカムキャップ１８が重なって、中間軸受け部１６には中間カムキャップ１９が重なっている。
【００２３】
本実施形態では、両カム軸７，８を覆うカムキャップ１７，１８，１９は、連続した状態に一体に形成されている。このため、各カムキャップ１７，１８，１９は、シリンダヘッド１の上面を横切るように短手方向に長く延びており、両端がエンドボルト２０で軸受け部１４，１５，１６に固定されている。軸受け部１４，１５，１６の上面は壁６の上面と同一面（同一高さ）になっているが、両者のうちいずれか一方が高い段違い構造であってもよい。
【００２４】
各軸受け部１４，１５，１６には、カム軸７，８の下半部が嵌まる上向き半円状の上向き凹所２１が形成されて、カムキャップ１７，１８，１９には、カム軸７，８の上半部が嵌まる下向き凹所２２が形成されている。
【００２５】
図３，４から容易に理解できるように、フロント軸受け部１４は、シリンダヘッド１の一端面１ｃの側の壁を兼用している。そして、フロント軸受け部１４のうち２つの上向き凹所２１の間の部位は、シリンダヘッド１の内部側に入り込んだ内向き部１４ａが形成されており、内向き部１４ａに寄った部位に、動弁機構用オイル通路２３の一部を構成する上向き縦長部２３ａが上向きに開口している。
【００２６】
フロントカムキャップ１７もフロント軸受け部１４と同じ平面視形状であり、フロント軸受け部１４の内向き部１４ａに重なる内向き部１７ａが形成されている。また、フロント軸受け部１４とのシール性を高めるため、フロントカムキャップ１７は、中間部において中間ボルト２４でフロント軸受け部１４に締結されている。
【００２７】
図３に示すように、動弁機構用オイル通路２３は、上向き縦長部２３ａと、その下端に接続された水平部２３ｂと、水平部２３ｂの中途部に接続された下向き縦長部２３ｃとを有しており、下向き縦長部２３ｃは、シリンダブロック（図示せず）に形成されたメインオイルギャラリー（図示せず）に連通している。上向きと下向きの縦長部２３ａ，２３ｃを有するのは、メインオイルギャラリーとの位置関係の問題であり、条件が許せば、水平部２３ｂを無くして上下の縦長部２３ａ，２３ｃを一連に形成することも可能である。水平部２３ｂはドリル加工で形成しているため、開口端はブラグ２６で塞がれている。
【００２８】
図３に示すように、フロント軸受け部１４の上面には、吸気側第１潤滑オイル溝２７と、吸気側第１制御オイル溝２８とが、吸気カム軸用の上向き凹所２１に向けて延びるように形成されており、吸気カム軸用の上向き凹所２１の内面には、これらに連通した吸気側第２潤滑オイル溝２９と吸気側第２制御オイル溝３０とが形成されている。吸気側第１潤滑オイル溝２７と吸気側第２制御オイル溝２８とは、互いに独立した状態で動弁装置オイル通路２４の出口に連通している。
【００２９】
また、フロント軸受け部１４の上面には、排気側第１潤滑オイル溝３１と、排気側第１制御オイル溝３２とが、排気カム軸用の上向き凹所２１に向けて延びるように形成されており、排気側の上向き凹所２１の内面には、これらに連通した排気側第２潤滑オイル溝３３と排気側第２制御オイル溝３４とが形成されている。排気側第１循環オイル溝３１と排気側第１制御オイル溝３２とは、１つに集合した状態で動弁装置用オイル通路２４に接続されている。これは、ボルト２４との干渉を回避するためである。
【００３０】
図４に潤滑オイル溝３１を表示して示すように、フロントカムキャップ１７の下向き凹所３２にも、第２潤滑オイル溝２９，３３と第２制御オイル溝３０，３４が形成されている。そして、両カム軸７，８には、第２潤滑オイル溝２９，３３に連通する潤滑用横穴３５と、第２オイル溝３０，３４に連通した制御用横穴（図示せず）とが形成されており、更に、両カム軸７，８には、潤滑用横穴３５に連通した潤滑用中心穴３７と、制御用横穴に連通した制御用中心穴３８（図２参照）とが、互いに逆向きに延びるように形成されている。
【００３１】
そして、潤滑用中心穴３７はリア軸受け部１５まで延びており、潤滑用中心穴３７から供給されたオイルにより、リア軸受け部１５及び中間軸受け部１６の個所の潤滑が行われる。他方、制御用中心穴３８は、可変バルブ機構９に向けて延びており、可変バルブ機構９によってオイルの吐出を調節することにより、クランク軸の回転に対するカム軸７，８の進角量が調節される。
【００３２】
図５に拡大して示すように、動弁機構用オイル通路２３を流れてきた潤滑油は、中継空所３９に配置したオイルフィルター４０を通過して第１オイル溝２７，２８，３１，３２に流れていく。オイルフィルター４０は金網製で有底円筒状に形成されており、開口部にはフランジ４０ａを一体に設けている。
【００３３】
また、中継空所３９は、動弁機構用オイル通路２３における上向き縦長部２３ａと同心に形成されていて、フロント軸受け部１４とフロントカムキャップ１７との両方に跨がった状態に形成されており、オイルフィルター４０は下向き開口した姿勢に配置されて、フロントカムキャップ１７によって抜け不能に保持されている（押さえ固定されている。）。オイルフィルター４０は、金属製や樹脂製など、任意の素材のものを使用できる。
【００３４】
オイルフィルター４０の外周外側には、リング状の空間が空いていて、この空間に第１オイル溝２７，２８，３１，３２が連通している。従って、動弁機構用オイル通路２３を流れてきた潤滑油は、オイルフィルター４０を経由してここで濾過されてから第１オイル溝２７，２８，３１，３２に流入して、カム軸７，８の潤滑や、カム軸７，８の進角制御に供される。そして、中継空所は、フロント軸受け部１４とフロントカムキャップ１７との合わせ面に形成しているため、フロントカムキャップ１７を取り外すと、オイルフィルター４０は、簡単に交換したりメンテナンスしたりすることができる。
【００３５】
実施形態では、潤滑油のオイルフィルター４０は金網等で加工しているに過ぎないが、内部に不織布製のエレメントを配置することも可能である。或いは、少なくとも胴部を複層構造にしてもよい。実施形態のように、中継空所３９をフロント軸受け部１４とオイルフィルター４０との両方に跨がった状態に形成すると、オイルフィルター４０の胴部の全体を均等に異物取りとして使用できるため、耐久性が高い利点がある。
【００３６】
図４に一点鎖線で示すように、フロントカムキャップ１７に、中継空所３９よりも大径の取付け穴４１を形成し、取付け穴４１からオイルフィルター４０を着脱できるようにしてもよい。取付け穴４１にはプラグ４２をねじ込んでおり、オイルフィルター４０はプラグ４２によって押さえ保持されている。この実施形態では、オイルフィルター４０の交換やメンテナンスが一層容易になる。
【００３７】
(2).他の実施形態
図６に示すのは第１実施形態の変形例であり、中継空所３９の全体をフロント軸受け部１４に形成している。オイルフィルター４０はフロントカムキャップ１７によって押さえ保持されている。
【００３８】
逆に、図７（Ａ）に示す実施形態では、中継空所３９の全体をフロントカムキャップ１７に形成している。オイルフィルター４０をフロントカムキャップ１７で押さえ保持しているのは、他の実施形態と同様である。
【００３９】
図７（Ｂ）に示す実施形態では、オイルフィルター４０はフランジを備えていない単なる有底円筒状の形態であり（底無しの筒状構造であってもよい）、オイルフィルター４０に設けた中継空所小径部３９にずれ不能に嵌め込まれて、フロントカムキャップ１７によって上下動不能に保持されている。フロントカムキャップ１７に、オイルフィルター４０との間に空間が空くようにして中継空所大径部３９が形成されている。潤滑油は、中継空所大径部３９ｂの個所において、オイルフィルター４０を通過する。この場合、オイルフィルター４０は、底板を持たない単なる円筒形状であってもよい。
【００４０】
図７（Ｃ）に示す実施形態では、４つの第１オイル溝２７，２８，２９，３０が互いに独立した状態で中継空所３９から分岐している。この実施形態や第１実施形態とは異なって、吸気側の２本の第１オイル溝２７，２８と排気側の２本の第１オイル溝３１，３２とをそれぞれ集合させて中継空所３９に接続してもよい。
【００４１】
オイルフィルターは実施形態のように筒形である必要はないのであり、円板状や椀状、或いは、不織布を丸めたような塊形状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本願発明は、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】
【００４３】
１  シリンダヘッド
２  吸気マニホールド
３  排気マニホールド
７  吸気バルブ用カム軸
８  排気バルブ用カム軸
９  可変バルブ機構
１１  オイルコントロールバルブ
１４  フロント軸受け部
１７  フロントカムキャップ
２３  動弁機構用オイル通路
２３ａ  動弁機構用オイル通路の上向き縦長部
２７  吸気側第１潤滑オイル溝
２８  吸気側第１制御オイル溝
３１  排気側第１潤滑オイル溝
３２  排気側第１制御オイル溝
３９  中継空所
４０  フロント軸受け部
【図１】
2017008755.tif 000003
【図２】
2017008755.tif 000004
【図３】
2017008755.tif 000005
【図４】
2017008755.tif 000006
【図５】
2017008755.tif 000007
【図６】
2017008755.tif 000008
【図７】
2017008755.tif 000009