(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムシャフトの端部に潤滑油を作動油としてこの作動油の作動圧により作動するバルブタイミング可変機構を配設し、前記カムシャフトを駆動するタイミングチェーンをタイミングチェーンカバーで覆い、排気マニホルドの外側部位を覆う遮熱板を配設し、作動油を濾過するオイルフィルタを配設し、シリンダブロック内に作動油経路を形成し、作動油を制御するオイルコントロールバルブをこの作動油経路中に配置し、車両に横置き状態で搭載する内燃機関のオイルコントロールバルブ冷却構造において、前記排気マニホルドを前記内燃機関の下方に向かうに従って前記オイルフィルタ及びオイルコントロールバルブから離れる方向に収束させ、該遮熱板の外郭形状を前記内燃機関の下方に向かうに従って収束させて前記排気マニホルドを覆い、該外郭形状の端部は前記内燃機関側に折り曲げて構成し、前記オイルフィルタを前記内燃機関の排気側で且つオイルコントロールバルブのほぼ下方に配設し、前記オイルコントロールバルブを前記遮熱板の下方に向かうに従って収束させた部分の収束開始側の隣であって前記排気マニホルドの収束部分より上方側且つ前記タイミングチェーンカバー寄りに配設したことを特徴とする内燃機関のオイルコントロールバルブ冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関のオイルコントロールバルブ冷却構造に係り、特にオイルコントロールバルブを遮熱板の隣であってオイルフィルタより上方の前記タイミングチェーンカバー側に配設し、エンジン補機類の取付自由度を大とすることができ、設計レイアウトを容易とする内燃機関のオイルコントロールバルブ冷却構造に関するものである。
また、バルブタイミング可変機構の作動油経路途中のオイルコントロールバルブよりも上流側部位にオイルクーラを配設してオイルクーラによって作動油の冷却（または温度調節）を果たすことができ、油温上昇に伴う気泡の発生を防止して油圧を安定させることができ、高油温時のバルブタイミング可変機構の制御性を向上し得る内燃機関のオイルコントロールバルブ冷却構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関においては、バルブタイミング可変機構（「ＶＶＴ」とも称する）を装備したものがある。このバルブタイミング可変機構は、内燃機関の潤滑油圧を作動油とするとともに、この作動油を電気的に制御するオイルコントロールバルブ（「ＯＣＶ」とも称する）を有している。
【０００３】
前記内燃機関のオイルコントロールバルブ冷却構造としては、特開平１０−１４１０３６号公報に開示されるものがある。この公報に開示される内燃機関の潤滑油圧回路は、油圧によって制御されるバルブタイミング可変機構を備えた内燃機関において、内燃機関の潤滑必要部位への油圧通路とバルブタイミング可変機構への油圧通路との分岐部に内燃機関への油量とバルブタイミング可変機構への油量との分配を制御する制御弁が設けられ、制御弁はバルブタイミング可変機構の作動時においてバルブタイミング可変機構への給油を優先するように油量制御を行う弁であり、軸受部や動弁系等の潤滑必要部位への必要な潤滑油量を確保しつつ、バルブタイミング可変機構に高油圧を送っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来技術を示す内燃機関は、シリンダブロックと、シリンダブロックの上面に装着されるシリンダヘッドと、シリンダヘッドの上部を覆うシリンダヘッドカバーと、前記シリンダブロックの下部に装着されるオイルパンとを有する。
【０００５】
そして、前記内燃機関のシリンダヘッド上部に、長手方向に延びるカムシャフトを配設している。
【０００６】
このとき、カムシャフトの端部に、バルブタイミング可変機構（「ＶＶＴ」とも称する）のアクチュエータを配設するとともに、前記カムシャフトの端部において、クランクシャフトからの回転力を伝達するタイミングチェーンを配設している。
【０００７】
また、前記バルブタイミング可変機構の作動油を制御するオイルコントロールバルブ（「ＯＣＶ」とも称する）は、一般的に、前記カムシャフトの駆動ライン近傍に配置されている。
【０００８】
前記オイルコントロールバルブについて開示すると、一般に、オイルコントロールバルブは、内部部品の耐熱温度が低いために、取付位置の検討を行いつつ、内部部品の冷却を行える箇所に配設されている。
【０００９】
そして、オイルコントロールバルブ１４２は、図１５に示す如く、モータ駆動部１４２ａやモータ駆動カプラ１４２ｂ、オイル分配用ロータ部１４２ｃを有し、オイルコントロールバルブケーシング１４４によって覆設している。
【００１０】
このとき、車両の小型化や内燃機関の構成の複雑化によって、オイルコントロールバルブの取付位置が限定されることとなり、限定された取付位置にオイルコントロールバルブを取り付けるべく設計した場合には、内部部品の耐熱温度を満足な状態とすることができず、オイルコントロールバルブの改善が切望されている。
【００１１】
更に、バルブタイミング可変機構の作動油を制御する前記オイルコントロールバルブ１４２の配設位置を、図１６に示す如く、内燃機関１０２の側方、つまり車両右側方向のタイミングチェーンカバー１２２取付部位とし、バルブタイミング可変機構のアクチュエータ（図示せず）と図示しないオイルポンプとを連絡する作動油経路途中に配設している。
【００１２】
しかし、前記オイルコントロールバルブは、オイル温度が上昇すると、内部のオイルシール耐熱温度の関係からシール性が悪化する惧れがあるという不都合がある。
【００１３】
また、前記バルブタイミング可変機構の制御性は、アクチュエータ内の油圧のみでなく、油温にも大きく左右されるものであり、特に油温が約１２０度以上に上昇すると、オイルの粘性が失われ、アクチュエータ内のベーン室の洩れ等が大きくなり、アクチュエータの応答性やカムシャフトの目標角度の保持力が損なわれる惧れがあるという不都合がある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、カムシャフトの端部に潤滑油を作動油としてこの作動油の作動圧により作動するバルブタイミング可変機構を配設し、前記カムシャフトを駆動するタイミングチェーンをタイミングチェーンカバーで覆い、排気マニホルドの外側部位を覆う遮熱板を配設し、作動油を濾過するオイルフィルタを配設し、シリンダブロック内に作動油経路を形成し、作動油を制御するオイルコントロールバルブをこの作動油経路中に配置し、車両に横置き状態で搭載する内燃機関のオイルコントロールバルブ冷却構造において、前記排気マニホルドを前記内燃機関の下方に向かうに従って前記オイルフィルタ及びオイルコントロールバルブから離れる方向に収束させ、該遮熱板の外郭形状を前記内燃機関の下方に向かうに従って収束させて前記排気マニホルドを覆い、該外郭形状の端部は前記内燃機関側に折り曲げて構成し、前記オイルフィルタを前記内燃機関の排気側で且つオイルコントロールバルブのほぼ下方に配設し、前記オイルコントロールバルブを前記遮熱板の下方に向かうに従って収束させた部分の収束開始側の隣であって前記排気マニホルドの収束部分より上方側且つ前記タイミングチェーンカバー寄りに配設したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上述の如く発明したことにより、遮熱板の外郭形状を内燃機関の下方に向かうに従って収束させて排気マニホルドを覆い、オイルフィルタを内燃機関の排気側で且つ下方に向かって収束する遮熱板の外郭の下方に配設する一方、オイルコントロールバルブを配設する際には、オイルコントロールバルブを遮熱板の隣であってオイルフィルタより上方の前記タイミングチェーンカバー側に配設し、エンジン補機類の取付自由度を大として設計レイアウトを容易とするとともに、生産組付性を向上している。
【００１６】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１７】
図１〜図３はこの発明の第１実施例を示すものである。図１〜図３において、２は内燃機関である。
【００１８】
この内燃機関２は、シリンダブロック４と、シリンダブロック４の上面に装着されるシリンダヘッド６と、シリンダヘッド６の上部を覆うシリンダヘッドカバー８と、前記シリンダブロック４の下部に装着されるオイルパン１０とを有する。
【００１９】
そして、前記内燃機関２のシリンダヘッド６上部に、長手方向に延びるカムシャフト１２を配設（図３参照）し、内燃機関２の図示しない燃焼室に連絡する吸気マニホルド（図示せず）を配設するとともに、排気マニホルド１４を配設する。
【００２０】
このとき、前記内燃機関２を図示しない車両に横置き状態に搭載し、排気マニホルド１４の取り付けられている排気側を車両前方向に指向させる。つまり、図１が車両前方向から内燃機関２を見た正面となり、図２が内燃機関２の左側面となる。
【００２１】
また、前記カムシャフト１２の端部に、図３に示す如く、バルブタイミング可変機構（「ＶＶＴ」とも称する）１６のアクチュエータ１８を配設するとともに、前記カムシャフト１２の端部において、図示しないクランクシャフトからの回転力を伝達するタイミングチェーン２０を配設し、内燃機関２の一側、すなわち図１において左側をタイミングチェーンカバー２２によって覆設する。
【００２２】
そして、前記バルブタイミング可変機構１６は、内燃機関２の潤滑油を作動油とし、作動圧によってバルブタイミングを変化させている。
【００２３】
前記排気マニホルド１４の外側部位を、図１及び図２に示す如く、遮熱板２４によって覆設する。
【００２４】
このとき、前記バルブタイミング可変機構１６の作動油経路途中に作動油を制御するオイルコントロールバルブ（「ＯＣＶ」とも称する）２６を設ける際に、オイルコントロールバルブ２６を前記内燃機関２の排気側に配設する構成とする。
【００２５】
詳述すれば、前記内燃機関２の車両前方向に指向する排気側において、図１及び図３に示す如く、排気マニホルド１４の取付部位よりも下方位置、つまり後述するメインギャラリ３０近傍にオイルコントロールバルブ２６を配設するものである。
【００２６】
そしてこのとき、図３に示す如く、前記バルブタイミング可変機構１６のアクチュエータ１８とオイルコントロールバルブ２６とを連絡する第１オイル通路２８を設けるとともに、オイルコントロールバルブ２６とシリンダブロック４内のメインギャラリ３０とを連絡する第２オイル通路３２を設け、第１、第２オイル通路２８、３２を圧損の少ない形状とする。
【００２７】
なお、符号３４はオイルフィルタである。
【００２８】
次に作用を説明する。
【００２９】
前記バルブタイミング可変機構１６の作動油経路途中に作動油を制御するオイルコントロールバルブ２６を設ける際には、オイルコントロールバルブ２６を前記内燃機関２の排気側に配設し、オイルコントロールバルブ２６をメインギャラリ３０近傍に位置させる。
【００３０】
そしてこのとき、第１オイル通路２８によって前記バルブタイミング可変機構１６のアクチュエータ１８とオイルコントロールバルブ２６とを連絡するとともに、第２オイル通路３２によってオイルコントロールバルブ２６とシリンダブロック４内のメインギャラリ３０とを連絡する。
【００３１】
これにより、前記オイルコントロールバルブ２６を内燃機関２の排気側に配設してエンジン補機類の取付自由度を大とすることができ、設計レイアウトが容易となり、実用上有利であるとともに、生産組付性を向上し得るものである。
【００３２】
図４及び図５はこの発明の第２実施例を示すものである。この第２実施例において、上述第１実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。
【００３３】
この第２実施例の特徴とするところは、オイルコントロールバルブ４２のオイルコントロールバルブケーシング４４に放熱フィン４６を設けた点にある。
【００３４】
すなわち、図５に示す如く、前記内燃機関２の排気側にオイルコントロールバルブ４２を配設するとともに、このオイルコントロールバルブ４２のオイルコントロールバルブケーシング４４に、図４に示す如く、外側方向に突出する放熱フィン４６を設け、放熱フィン４６によってオイルコントロールバルブケーシング４４の表面積を大とするものである。
【００３５】
さすれば、前記オイルコントロールバルブ４２のオイルコントロールバルブケーシング４４の表面積を大とすることができ、オイルコントロールバルブ４２の冷却性能を向上し得るとともに、走行風がある場合には、前記内燃機関２の車両前方向に指向する排気側にオイルコントロールバルブ４２を配設したことによって、より一層の冷却性能を期待することができ、オイル温度の安定化や燃費の向上、出力の向上を実現し得て、実用上有利及び経済的に有利である。
【００３６】
また、上述した第２実施例における他の改良案としては、前記オイルコントロールバルブ４２Ａの配設位置を、図６に示す如く、前記内燃機関２Ａの側方、つまり車両右側方向のタイミングチェーンカバー２２Ａ取付部位に変更するものである。
【００３７】
さすれば、従来の如き前記オイルコントロールバルブ４２Ａの配設位置において、オイルコントロールバルブ４２Ａの表面積を増大させているため、直接走行風を導かなくとも放熱性が良好になり、冷却性能の向上に寄与し得る。
【００３８】
図７はこの発明の第３実施例を示すものである。
【００３９】
この第３実施例の特徴とするところは、オイルコントロールバルブ５２に、ウォータポンプ５４からの冷却水を導く第１パイプ５６と、冷却後に内燃機関２のシリンダブロック４に形成される図示しないウォータジャケットに冷却水を戻す第２パイプ５８とを連絡する構成とした点にある。
【００４０】
すなわち、図７に示す如く、前記内燃機関２の排気側にオイルコントロールバルブ５２を配設し、ウォータポンプ５４とオイルコントロールバルブ５２とを第１パイプ５６によって連絡して設け、ウォータポンプ５４からの冷却水をオイルコントロールバルブ５２に導くとともに、オイルコントロールバルブ５２とシリンダブロック４に形成される図示しないウォータジャケットとを第２パイプ５８によって連絡して設け、オイルコントロールバルブ５２の冷却後に内燃機関２のシリンダブロック４に形成されるウォータジャケットに冷却水を戻すものである。
【００４１】
さすれば、第１、第２パイプ５６、５８によってオイルコントロールバルブ５２を略均一に冷却することができ、またエンジンの車両前方向側に配設することで走行風による冷却効果も得られるため、オイル温度の上昇を抑制し得て、実用上有利である。
【００４２】
また、上述した第３実施例における他の第１改良案としては、前記オイルコントロールバルブ５２Ｂ−１の配設位置を、図８に示す如く、内燃機関２Ｂ−１の側方、つまり車両右側方向のタイミングチェーンカバー２２Ｂ−１取付部位に変更するものである。
【００４３】
そして、オイルコントロールバルブ５２Ｂ−１に第１、第２パイプ５６Ｂ−１、５８Ｂ−１を連絡して設ける。
【００４４】
さすれば、従来の如き前記オイルコントロールバルブ５２Ｂ−１の配設位置において、走行風を直接導きはしないものの、冷却水をケーシングに循環させているため、第１、第２パイプ５６Ｂ−１、５８Ｂ−１によってオイルコントロールバルブ５２Ｂ−１を略均一に冷却することができ、オイル温度の上昇を抑制し得る。
【００４５】
更に、上述した第３実施例における他の第２改良案としては、仕様の異なる内燃機関２Ｂ−２において、オイルコントロールバルブ５２Ｂ−２の配設位置を変更したものである。
【００４６】
つまり、図９に示す如く、内燃機関２Ｂ−２のシリンダブロック４Ｂ−２において、多数のエンジン補機類が配設され、内燃機関２Ｂ−２の側方、つまり車両右側方向のタイミングチェーンカバー２２Ｂ−２取付部位におけるオイルコントロールバルブ５２Ｂ−２の配設位置が少ない場合に、オイルコントロールバルブ５２Ｂ−２の配設位置を中央部位且つ上方向に移動させる。
【００４７】
そしてこのとき、前記内燃機関２Ｂ−２の冷却水経路は、図１０に示す如く、内燃機関２Ｂ−２と、この内燃機関２Ｂ−２とラジエータ６０Ｂ−２とを連絡する第１冷却水通路６２Ｂ−２と、ラジエータ６０Ｂ−２とウォータポンプ５４Ｂ−２とを連絡する第２冷却水通路６４Ｂ−２とにより構成されており、この冷却水経路において、第１、第２パイプ５６Ｂ−２、５８Ｂ−２によって冷却水の一部をオイルコントロールバルブ５２Ｂ−２に循環させるものである。
【００４８】
さすれば、仕様の異なる内燃機関２Ｂ−２においても、第１、第２パイプ５６Ｂ−２、５８Ｂ−２によってオイルコントロールバルブ５２Ｂ−２を略均一に冷却することができ、オイル温度の上昇を抑制し得る。
【００４９】
更にまた、上述した第３実施例における他の第３改良案としては、第２改良案にて説明した内燃機関側の冷却水経路を使用せず、独立した冷却水経路を形成するとともに、電動式ポンプを配設してオイルコントロールバルブを冷却する構成とすることも可能である。
【００５０】
図１１〜図１３はこの発明の第４実施例を示すものである。
【００５１】
この第４実施例の特徴とするところは、バルブタイミング可変機構の作動油経路途中のオイルコントロールバルブ７２よりも上流側部位にオイルクーラ７４を配設した点にある。
【００５２】
すなわち、前記オイルコントロールバルブ７２を、図１１及び図１２に示す如く、内燃機関２の側方、つまり車両右側方向のタイミングチェーンカバー２２取付部位に取り付けるとともに、オイルコントロールバルブ７２の下方部位において、前記タイミングチェーンカバー２２取付部位にオイルクーラ７４を配設するものである。
【００５３】
このとき、オイルポンプ７６は、図１１に示す如く、内燃機関２の下側部位に配設され、このオイルポンプ７６からオイルクーラ７４を経て、オイルコントロールバルブ７２へ順次上方に作動油が送給される。
【００５４】
また、前記オイルクーラ７４は、図１３に示す如く、流入側にサーモスタット（あるいは電磁弁でも対応可能）７８が設けられるとともに、このサーモスタット７８部位によって切り換えられるメイン通路７４ａと、冷機・低温時対策用のサブ通路７４ｂとを有し、メイン通路７４ａの途中部位には、複数本のパイプ等からなるオイル冷却部７４ｃが設けられている。
【００５５】
さすれば、前記バルブタイミング可変機構の作動油経路途中のオイルコントロールバルブ７２よりも上流側部位に配設されるオイルクーラ７４によって、作動油の冷却（または温度調節）を果たすことができ、油温上昇に伴う気泡の発生を防止して油圧を安定させることができ、高油温時のバルブタイミング可変機構の制御性を向上し得て、実用上有利である。
【００５６】
また、前記オイルクーラ７４を、タイミングチェーンカバー２２に配設することにより、構成を簡略化することが可能となり、取付性を向上させることができるとともに、製作が容易で、コストを低廉とし得て、経済的にも有利である。
【００５７】
更に、前記オイルクーラ７４にメイン通路７４ａと冷機・低温時対策用のサブ通路７４ｂとを切り換えるサーモスタット７８を設けたことにより、冷機・低温時、つまり低油温時にサーモスタット７８によってメイン通路７４ａからサブ通路７４ｂに切り換えてメイン通路７４ａのオイル冷却部７４ｃをバイパスさせ、作動油の不要な冷却を回避し、オイル暖機性を向上し得る。
【００５８】
更にまた、上述した第４実施例における他の改良案としては、前記オイルクーラ７４をタイミングチェーンカバー２２に直付けせず、図１４に示す如く、前記オイルクーラ７４Ｃを別体に形成するとともに、このオイルクーラ７４Ｃを第１、第２パイプ８０Ｃ、８２Ｃによってオイルコントロールバルブ７２Ｃとオイルポンプ７６Ｃとに連通させる構成とすることもできる。
【００５９】
なお、この発明は上述第１〜第４実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００６０】
例えば、この発明の第１実施例においては、排気マニホルドを覆う遮熱板を設けているが、車両前方向からの走行風がオイルコントロールバルブ方向に指向するように、遮熱板のオイルコントロールバルブ近傍部位を変形し、遮熱板を走行風案内板としても機能させる特別構成とすることもできる。
【００６１】
さすれば、車両前方向からの走行風が変形させた遮熱板によって、オイルコントロールバルブ方向に案内されることとなり、オイルコントロールバルブを効率良く冷却することができ、実用上有利である。
【００６２】
また、前記オイルコントロールバルブの配設位置を、内燃機関の側方、つまり車両右側方向のタイミングチェーンカバー取付部位に変更した実施例の場合には、前記オイルコントロールバルブが各エンジン補機類を駆動するためのシャフト群端部間に配設されることとなり、これらのシャフト群の少なくとも１つのシャフト端部に攪拌羽根を設け、この攪拌羽根によって、前記オイルコントロールバルブ周辺部位の空気を攪拌し、空冷効率の上昇を図ることも可能である。
【００６３】
更に、この発明においては、第１〜第４実施例について開示したが、第１〜第４実施例の少なくとも２つの実施例を湊合し、新たな改良案とすることも可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、エンジン補機類の取付自由度を大とすることができ、設計レイアウトが容易となり、実用上有利であるとともに、生産組付性を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の第１実施例を示す横置き内燃機関の正面図である。
【図２】  横置き内燃機関の左側面図である。
【図３】  横置き内燃機関の概略斜視図である。
【図４】  この発明の第２実施例を示すオイルコントロールバルブの概略斜視図である。
【図５】  横置き内燃機関の正面図である。
【図６】  この発明の第２実施例の改良実施例を示す横置き内燃機関の左側面図である。
【図７】  この発明の第３実施例を示す横置き内燃機関の正面図である。
【図８】  この発明の第３実施例の改良第１実施例を示す横置き内燃機関の左側面図である。
【図９】  この発明の第３実施例の改良第２実施例を示す横置き内燃機関の左側面図である。
【図１０】  内燃機関の冷却経路の概略説明図である。
【図１１】  この発明の第４実施例を示す横置き内燃機関の概略図である。
【図１２】  横置き内燃機関の左側面図である。
【図１３】  オイルクーラの概略図である。
【図１４】  この発明の第４実施例の改良実施例を示す横置き内燃機関の概略図である。
【図１５】  この発明の従来技術を示すオイルコントロールバルブの概略斜視図である。
【図１６】  オイルコントロールバルブの配設状態を示すＶ型横置き内燃機関の左側面図である。
【符号の説明】
２    内燃機関
４    シリンダブロック
６    シリンダヘッド
８    シリンダヘッドカバー
１０    オイルパン
１２    カムシャフト
１４    排気マニホルド
１６    バルブタイミング可変機構
１８    アクチュエータ
２０    タイミングチェーン
２２    タイミングチェーンカバー
２４    遮熱板
２６    オイルコントロールバルブ
２８    第１オイル通路
３０    メインギャラリ
３２    第２オイル通路
３４    オイルフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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