(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カム軸の軸受半部としてシリンダヘッドにキャップボルトで連結されるカムキャップに対して、可変バルブタイミング装置への作動オイルの供給を制御するためのオイルコントロールバルブが挿着されているエンジンにおいて、該オイルコントロールバルブが、その軸線方向がキャップボルトの軸線方向と略平行になるように、キャップボルトよりもカム軸から離れた位置でカムキャップに挿着されていることを特徴とするエンジンのオイルコントロールバルブ配置構造。
【請求項２】
カムキャップに形成されるオイルコントロールバルブから可変バルブタイミング装置へのオイル通路が、キャップボルトを避けるようにカム軸に対して斜め方向に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのオイルコントロールバルブ配置構造。
【請求項３】
吸気側と排気側の各カム軸に対してそれぞれ可変バルブタイミング装置が設けられており、両方のカム軸の軸受上半部が形成された一つのカムキャップに対して、各可変バルブタイミング装置のオイルコントロールバルブがそれぞれ挿着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンのオイルコントロールバルブ配置構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変バルブタイミング装置を備えた４サイクルエンジンに関し、特に、可変バルブタイミング装置への作動オイルの供給を制御するためのオイルコントロールバルブの配置構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クランク軸の回転に連係して回転されるバルブ駆動用のカム軸がシリンダヘッドの上方で吸気側と排気側にそれぞれ設けられているＤＯＨＣの４サイクルエンジンでは、オイルコントロールバルブで制御される作動オイルの油圧に応じてカムスプロケット（又はカムプーリー）とカム軸の位相角度を変えるような可変バルブタイミング装置を、吸気側と排気側の少なくとも一方のカム軸に対して付設することで、エンジンの運転状態に応じて吸・排気バルブの少なくとも何れか一方の開閉タイミングを変化させるようにしたものが従来から知られている。
【０００３】
そのような可変バルブタイミング装置を備えたエンジンにおいて、可変バルブタイミング装置に供給する作動オイルを制御するためのオイルコントロールバルブは、従来、カム軸の軸受上半部としてシリンダヘッドの上面側に連結されるカムキャップに対して、エンジン本体の側方（横方向或いは斜め上方向）から挿着されている。（特開平１０−１８４３３１号公報等参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように可変バルブタイミング装置のオイルコントロールバルブをエンジン本体の側方からカムキャップに挿着したエンジンでは、カムキャップとシリンダヘッドにより軸支されているカム軸に対して、その上方にオイルコントロールバルブの挿着部が位置することとなるため、カム軸の振動がカムキャップを介してオイルコントロールバルブに直接伝達されることとなり、そのような振動の伝達によってオイルコントロールバルブに悪影響が与えられる虞が生じることとなる。
【０００５】
本発明は、上記のような可変バルブタイミング装置を備えた４サイクルエンジンにおいて、カムキャップに挿着されるオイルコントロールバルブに対して、カム軸の振動をできるだけ伝達させないようにすることで、そのような振動の伝達によるオイルコントロールバルブへの悪影響を回避することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、カム軸の軸受半部としてシリンダヘッドにキャップボルトで連結されるカムキャップに対して、可変バルブタイミング装置への作動オイルの供給を制御するためのオイルコントロールバルブが挿着されているエンジンにおいて、該オイルコントロールバルブを、その軸線方向がキャップボルトの軸線方向と略平行になるように、キャップボルトよりもカム軸から離れた位置でカムキャップに挿着することを特徴とするものであって、そのような構成により、オイルコントロールバルブに対するカム軸の振動の伝達を大幅に減少させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエンジンのオイルコントロールバルブ配置構造の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１および図２は、本発明のオイルコントロールバルブ配置構造が適用されているエンジンの全体を概略的に示すもので、エンジンのクランク軸線方向（気筒配列方向）の両側について、図１はエンジンの右側を示すものであり、図２はエンジンの左側を示すものである。（なお、明細書中の説明におけるエンジンの前後左右については、エンジンが搭載される車体の前後左右を基準としたものである。）
【０００９】
エンジン１は、並列５気筒でツインカム（ＤＯＨＣ）４サイクルの自動車用エンジンであり、矢印Ｆで示した車体の進行（前進）方向に対して、各気筒が並列的に配置され、且つ、各気筒のシリンダ軸線方向が約１５°後方に傾くような状態で、車体に搭載されるものであって、エンジン１の前方にはラジエーター（図示せず）が配置されることとなる。
【００１０】
エンジン１の本体は、上から順にヘッドカバー２とシリンダヘッド３とシリンダブロック４とオイルパン５が縦方向で一体的に連結されていると共に、シリンダブロック４の左側にミッションケース６がシリンダブロック４から後方に延びるように一体的に連結されているものであって、シリンダヘッド３の前側で各気筒の吸気ポートに吸気マニホールド７が接続され、シリンダヘッド３の後側で各気筒の排気ポートに排気マニホールド８が接続されている。
【００１１】
エンジン１の本体には、シリンダブロック４のクランクケース部分に設置されるクランク軸１０と軸線方向が平行となるように、バランサー軸１１が、クランク軸１０の前方斜め上でシリンダブロック４の前側に設置され、吸気側と排気側の各カム軸１２，１３が、シリンダヘッド３の上面側にヘッドカバー２で覆われるように設置され、トランスミッション（図示せず）の出力軸１４が、車軸となるようにミッションケース８の後部に設置されている。
【００１２】
シリンダブロック４のクランクケース部分に回転自在に支持されているクランク軸１０は、シリンダブロック４から左側に延出する部分が、ミッションケース６内のトランスミッションに入力軸として連係されており、シリンダブロック４から右側に突出する部分には、フライホイールとなるダンパープーリー１６が一体的に固着されている。
【００１３】
バランサー軸１１には、図１に示すように、エンジン１の右側で、シリンダブロック４の外面から突出した部分の先端部に、補機駆動用プーリー１７が固定されていると共に、シリンダブロック４の外面（右側面）と補機駆動用プーリー１７の間に、潤滑オイルをエンジン本体内で循環させるためのロータリー式のオイルポンプ１８が、バランサー軸１１がオイルポンプ１８の回転軸となるように設置されている。
【００１４】
さらに、エンジン１に設けられる補機として、エンジン始動用のスターターモーター１９がシリンダブロック４の後側に一体的に連結されており、エンジン本体内に冷却水を循環させるためのウォーターポンプ２０が、シリンダブロック４の右側面の前側上部に一体的に付設されていると共に、シリンダブロック４（およびオイルパン５）の前方に、パワーステアリング駆動用のオイルポンプ２１とオルタネーター２２とエアコンプレッサー２３がそれぞれ配設されている。
【００１５】
そして、エンジン１の右側で、バランサー軸１１に固定された補機駆動用プーリー１７と、ウォーターポンプ２０，パワーステアリング駆動用オイルポンプ２１，オルタネーター２２，エアコンプレッサー２３の各回転駆動軸に固定されたそれぞれのプーリーとに渡って、補機駆動用ベルト２６が各アイドラー２４，２５を介して各プーリーに巻装されている。
【００１６】
なお、バランサー軸１１は、エンジン本体の内部（クランクケース内部）で、図２に示すように、クランク軸１０と各ギア２８，２９を介して連係されており、それによって、クランク軸１０が回転すると、各ギア２８，２９を介してバランサー軸１１が回転することで、オイルポンプ１８が駆動されると共に、補機駆動用プーリー１７が回転して、補機駆動用ベルト２６と各補機のプーリーを介し、ウォーターポンプ２０とパワーステアリング駆動用オイルポンプ２１とオルタネーター２２とエアコンプレッサー２３がそれぞれ駆動されることとなる。
【００１７】
一方、エンジン１の左側では、図２に示すように、シリンダヘッド３の上面側に設置された吸気バルブ駆動用のカム軸１２と排気バルブ駆動用のカム軸１３のそれぞれに対して、シリンダヘッド３から外側（左側）に突出した各カム軸１２，１３の先端部に、バルブの開閉タイミングを変えるための可変バルブタイミング装置（ＶＶＴ）３１，３２がそれぞれ設置されている。
【００１８】
また、それぞれの可変バルブタイミング装置３１，３２に対して、該装置に供給するオイルをコントロールするためのオイルコントロールバルブ３３，３４が、ヘッドカバー２に覆われない状態でシリンダヘッド３の左端上面に連結されるカムキャップ３５に対してそれぞれ上方から挿着されており、各オイルコントロールバルブ３３，３４によりそれぞれの可変バルブタイミング装置３１，３２への供給オイルの油圧が変えられることで、各可変バルブタイミング装置３１，３２と各カム軸１２，１３の位相角度が変えられる。
【００１９】
各可変バルブタイミング装置３１，３２（各装置３１，３２のそれぞれのカムスプロケット又はカムプーリーの部分）は、シリンダブロック４の前側上部で左側部分に回動自在に支持されている中間軸３６（中間軸３６のシリンダブロック外側に固定されたスプロケット又はプーリー）と、シリンダブロック４の外側でカム軸駆動用のチェーン又はベルト３７を介して連係されており、該中間軸３６とバランサー軸１１は、シリンダブロック４の内側で連係用のチェーン又はベルト３８（および各軸１１，３６にそれぞれ固定された各スプロケット又はプーリー）を介して連係されている。
【００２０】
それにより、クランク軸１０の回転により、各ギア２８，２９を介してバランサー軸１１が回転するのに連れて、連係用のチェーン又はベルト３８と中間軸３６とカム軸駆動用のチェーン又はベルト３７を介して各可変バルブタイミング装置３１，３２が回転されることで、可変バルブタイミング装置３１，３２を介して、各カム軸１２，１３が回転駆動されることとなる。
【００２１】
なお、エンジン１の本体左側面の外側に配置されている各可変バルブタイミング装置３１，３２とカム軸駆動用のチェーン又はベルト３７と中間軸３６の軸端部（スプロケット又はプーリー）は、シリンダヘッド３やカムキャップ３５に連結されるカバー部材４０によって側方から覆われており、ラジエーターの入口側に接続される送水管（図示せず）に向けてシリンダヘッド３の冷却水出口４２から冷却水を吐出するためのウォーターアウトレット部材４１が、カム駆動用のチェーン又はベルト３７を側方から覆うためのカバーの一部分を兼ねるように、カバー部材４０の下縁部に連続した状態で設けられている。
【００２２】
図３および図４は、上記のようなエンジン１のカムキャップ３５に対するオイルコントロールバルブ３３，３４と各カム軸１２，１３の配置関係を示すもので、図３は、各カム軸１２，１３の軸線前方（エンジン本体の左側）から見た状態を示し、図４は、上方から見た状態を示すものである。また、図５は、カムキャップ３５内に形成される可変バルブタイミング装置３１へのオイル通路を、一方の側のオイルコントロールバルブ３３について上方から見た状態で示すものである。
【００２３】
カムキャップ３５は、吸気側と排気側の両方のカム軸１２，１３に共通の一つの部材として、各カム軸１２，１３の軸受の上半部となる部分３５ａを下面側にそれぞれ形成したものであり、シリンダヘッド３の上面側に形成された軸受の下半部となる部分とによって各カム軸１２，１３を回転自在に挟持するように、複数本（８本）のキャップボルト４５によりシリンダヘッド３の上面側に連結されるものである。
【００２４】
カムキャップ３５には、図４に示すように、各カム軸１２，１３のそれぞれに対して、その両側に複数本（各カム軸毎に２対ずつ合計８個）のキャップボルト４５を通すための貫通孔３５ｂが形成されていると共に、可変バルブタイミング装置３１，３２のオイルコントロールバルブ３３，３４を挿着させるための挿着孔３５ｃがそれぞれ形成されている。
【００２５】
各カム軸１２，１３のそれぞれにおいて、オイルコントロールバルブ挿着孔３５ｃは、キャップボルト貫通孔３５ｂよりもカム軸１２，１３から離れた位置に設けられており、オイルコントロールバルブ３３，３４を上方から挿着するように、オイルコントロールバルブ挿着孔３５ｃの軸線方向がキャップボルト貫通孔３５ｂの軸線方向と略平行となるように上下方向に形成されていて、オイルコントロールバルブ３３，３４は、キャップボルト４５よりもそれぞれのカム軸１２，１３から離れた位置でカムキャップ３５に上方から挿着されることとなる。
【００２６】
なお、各カム軸１２，１３のそれぞれにおいて、オイルコントロールバルブよりもカム軸寄りにキャップボルト貫通孔３５ｂが位置するのに対して、当然のことながら、例えば、一方のオイルコントロールバルブ３３について図５に示すように、カムキャップ３５内に形成されるオイルコントロールバルブ３３から可変バルブタイミング装置３１へのオイル通路３５ｄ，３５ｅは、カム軸１２のスラスト軸受部となる座ぐり部やキャップボルト貫通孔３５ｂを避けるように、カム軸１２に対して斜め方向に形成されることとなる。（オイルコントロールバルブ３４についても同様である。）
【００２７】
上記のようにカムキャップ３５にオイルコントロールバルブ３３，３４が上方から挿着されている本実施形態のエンジン１によれば、オイルコントロールバルブ３３，３４をカムキャップ３５に上方から挿着することで、キャップボルト４５よりもカム軸１２，１３から離れた位置であっても、オイルコントロールバルブ３３，３４をカムキャップ３５に対してコンパクトに設置することができ、そのようにオイルコントロールバルブ３３，３４をカム軸１２，１３から離して配置することで、オイルコントロールバルブ３３，３４に対するカムキャップ３５を介したカム軸１２，１３の振動の伝達を大幅に抑制することができる。
【００２８】
以上、本発明のエンジンのオイルコントロールバルブ配置構造の一実施形態について説明したが、本発明は、上記のような実施形態に限られるものではなく、例えば、上記の実施形態に示したような吸気側と排気側の各カム軸に対してそれぞれ可変バルブタイミング装置を設けたようなエンジンに限らず、吸気側と排気側の何れか一方のカム軸にのみ可変バルブタイミング装置を設けたようなエンジンに対しても実施可能である等、適宜設計変更可能なものであることはいうまでもない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したような本発明のエンジンのオイルコントロールバルブ配置構造によれば、オイルコントロールバルブをカムキャップに対してコンパクトに配置した上で、カム軸からオイルコントロールバルブをキャップボルトよりも離すことができ、それによって、カムキャップに挿着されるオイルコントロールバルブに対するカムキャップを介したカム軸振動の伝達を大幅に抑制することができて、カム軸振動の伝達によるオイルコントロールバルブへの悪影響を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のオイルコントロールバルブ配置構造が適用されているエンジンの一例を概略的に示すエンジン全体をクランク軸線方向の一端側（右側）から見た側面図。
【図２】図１に示したエンジンの反対側（左側）から見た側面図。
【図３】図１に示したエンジンに設置されているカムキャップの形状、および、カムキャップに対するオイルコントロールバルブとカム軸の配置関係を示す、カム軸の軸線前方（エンジン本体の左側）から見た側面説明図。
【図４】図３に示したカムキャップの形状、および、カムキャップに対するオイルコントロールバルブとカム軸の配置関係について、上方から見た上面説明図。
【図５】図４に示したカムキャップにおける一方のオイルコントロールバルブについて、カムキャップ内に形成される可変バルブタイミング装置へのオイル通路を示す上面説明図。
【符号の説明】
１        エンジン
３        シリンダヘッド
１２      カム軸
１３      カム軸
３１      可変バルブタイミング装置
３２      可変バルブタイミング装置
３３      オイルコントロールバルブ
３４      オイルコントロールバルブ
３５      カムキャップ
４５      キャップボルト
【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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