JP3909638B2 - エンジンのカム軸支持構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンのカム軸支持構造に係り、特にカム軸の軸端部位に油圧駆動装置が設けられたエンジンのカム軸支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のエンジンにおいては、必要とされる各種機能を向上させるために、油圧駆動装置として、吸排気弁のバルブタイミングを可変する可変バルブタイミング装置を設けている。
【０００３】
この可変バルブタイミング装置にあっては、シリンダブロック側でクランク軸の回転によって駆動されるオイルポンプからのオイルを導く制御用油路としての進角用油路と遅角用油路とにオイルを振り分けるように作動されるオイル制御弁を設けるとともに、進角用油路と遅角用油路とからの油圧状態によってクランク軸とシリンダヘッドに設けたカム軸との位相をずらして吸排気弁のバルブタイミングを可変する油圧駆動装置である油圧アクチュエータを設けている。この場合に、オイルポンプからのオイルを油圧アクチュエータに導くように、オイル制御弁と油圧アクチュエータとの間には、制御用油路の一部として、カム軸の外周面にシャフト側制御用油路を形成している。
【０００４】
また、こ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あっては、オイルポンプからのオイルを潤滑用油路によってカム軸に導いて、このカム軸の各カムジャーナルを潤滑している。
【０００５】
このような可変バルブタイミング装置を備えたエンジンとしては、例えば、特開平９−２２８８１２号公報、実開平４−１４７０７号公報に開示されている。特開平９−２２８８１２号公報に記載のものは、可変機構の回転体の回転位相に対するカム軸の回転位相を変更するために、カム軸にトルクを与えるものである。実開平４−１４７０７号公報に記載のものは、駆動側カム軸の端部に外嵌される可変バルブタイミング装置のケーシングに、シリンダヘッドの軸受部に軸支されるカムジャーナルを設け、このカムジャーナルに隣接する段付き面を軸受部の一方の端面に当接させ、且つ、軸受部の他方の端面にカム軸ギヤを当接させたものである。
【０００６】
また、カム軸を支持する構造としては、例えば、特公平６−２９５２９号公報、特開平２−４５４４４号公報、特開昭５９−１７３５０９号公報に記載されている。特公平６−２９５２９号公報に記載のものは、カムジャーナルを支持する軸受部材としてのメタル軸受にオイルを通す長孔を形成したものである。特開平２−４５４４４号公報に記載のものは、カム軸の端部位とギヤ間の軸受及びカムジャーナルとの径を他の部位の径よりも大きくしたものである。特開昭５９−１７３５０９号公報に記載のものは、メタル軸受の内周面にのみにオイル溝を形成したものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来、可変バルブタイミング装置を備えたエンジンにおいては、カム軸のカムジャーナルの外周面のみに制御用油路の一部を構成するシャフト側制御用油路を設けた場合に、このシャフト側油路が形成された部位のカム軸のカムジャーナルの径が他部位の径よりも極端に小さくなってしまい、カム軸の強度が低下するという不都合があり、一方、カムジャーナルに外嵌した軸受部材の内周面にのみオイル溝を設けた場合には、所要の通路断面積の制御用油路を確保することが困難となり、油圧駆動装置の作動が不安定になるという不都合があった。
【０００８】
また、可変バルブタイミング装置を備えていない従来のエンジンに比べて、油圧アクチュエータにオイルを導く制御用油路を構成するために、別体にオイル供給用ハウジングを設けると、部品点数が増加し、また、油圧アクチュエータが存在するエンジンの前方方向にカム軸を延長し且つ油圧アクチュエータのためにボリウムや嵩が大きくなることから、エンジンの前後長が大きくなってエンジンの大型化を招き、このため、エンジンの搭載性が低下したり、保守点検のスペースを確保することができなかったり、しかも、エンジンの重量増加を招き、また、油圧アクチュエータにあっては、進角制御をするときに、遅角制御をする場合よりも応答性をよくしたいものであるが、進角制御用油路と遅角制御用油路とが同じ通路断面積では、進角制御時の応答性を向上することができないという不都合があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、エンジンにクランク軸の回転で駆動されて油圧を発生するオイルポンプを設け、前記エンジンのシリンダヘッドに設置したカム軸の軸端部位には油圧で作動される油圧駆動装置を設け、前記オイルポンプからのオイルを前記カム軸を経て前記油圧駆動装置に導く制御用油路を設けたエンジンのカム軸支持構造において、前記シリンダヘッドのヘッド側軸支部とカムハウジングのハウジング側軸支部との間の一つには軸受部材を介して前記カム軸のカムジャーナルを軸支して設け、前記制御用油路の一部を前記カム軸の前記カムジャーナルの外周面に形成したシャフト側油溝とこのシャフト側油溝に対応させて前記軸受部材の内周面に形成したベアリング側油溝とによってシャフト側制御用油路として形成し、前記カム軸の前記カムジャーナルの外周面には複数のシャフト側油溝が形成され、これらシャフト側油溝中の一は前記カム軸を中空として形成したカム軸潤滑用油路に連通して設けられ、このカム軸潤滑用油路に連通する前記一のシャフト側油溝には前記カム軸の他のカムジャーナルとともにオイルが供給され、前記カムハウジングの前記ハウジング側軸支部の接合面には他のカム軸を軸支する軸支部の油溝に連絡する溝状通路を設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明は、制御用油路の一部のシャフト側制御用油路をカム軸のカムジャーナルの外周面に形成したシャフト側油溝と軸受部材の内周面に形成したベアリング側油溝とによって形成しているので、シャフト側制御用油路のために、カムジャーナルの径を極端に小さくさせることがなく、カム軸の強度が低下するのを防止するとともに、制御用油路に所要の通路断面積を確保させて油圧駆動装置を安定して作動させることができる。
【００１１】
また、別体にオイル供給用ハウジングを不要として部品点数を低減し、また、油圧アクチュエータが存在するエンジンの前方方向でボリウムや嵩が大きくする必要がないことから、エンジンの前後長を小さくしてエンジンの小型化を招き、よって、エンジンの搭載性が向上したり、保守点検のスペースを確保させたり、しかも、エンジンの重量増加を回避することができる。
【００１２】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜２９は、この発明の実施例を示すものである。図１〜７において、２は車両（図示せず）に搭載される多気筒用（例えば、４気筒：＃１、＃２、＃３、＃４）のエンジン、４はシリンダブロック、６はシリンダヘッド、８はシリンダヘッドカバー、１０はオイルパンである。
【００１３】
シリンダブロック４には、クランク軸１２が軸支して設けられている。このクランク軸１２には、第１、第２クランクプーリ１４−１、１４−２が取付けられているとともに、クランクタイミングスプロケット１６が固定されている。また、シリンダブロック４には、図２に示す如く、メインギャラリ１８とサブギャラリ２０とがクランク軸１２の軸方向に指向して形成されているとともに、潤滑用油路２２の一部を構成するブロック側潤滑用油路２４が上下方向に指向して形成されている。
【００１４】
シリンダヘッド６の上部位には、カム軸として、吸気、排気カム軸２６、２８が並設されている。吸気カム軸２６には、図４、２４に示す如く、第１〜４吸気カムジャーナル３０−１……が形成されているとともに、各気筒毎に一対の吸気カム３２・３２が設けられ、また、軸端部位にアクチュエータ取付部３４が設けられ、更に、第１吸気カムジャーナル３０−１の部位で一側、他側スラスト受け部３６−１、３６−２が設けられている。第１吸気カムジャーナル３０−１の径Ｄ１は、他のカムジャーナルの径Ｄ２……よりも大きく形成されている。また、同様に、排気カム軸２８には、第１〜４排気カムジャーナル３８−１……が形成されているとともに、各気筒毎に一対の排気カム４０・４０が設けられている。
【００１５】
つまり、シリンダヘッド６の上部位の吸気ヘッド側軸支部４２には、吸気カム軸２６の吸気カムジャーナル３０の下側半分が軸支して設けられている。この吸気カム軸２６の吸気カムジャーナル３０の上側半分は、吸気側ハウジング取付ボルト４４で取付けられた吸気カムハウジング４６の吸気ハウジング側軸支部４８で軸支して設けられている。また、シリンダヘッド６の端面側の吸気ヘッド側軸支部４２には、図６に示す如く、ヘッド取付ボルト固定用孔部５０が形成されている。このヘッド取付ボルト固定用孔部５０は、図７に示す如く、ヘッド上面から座ぐりになっているとともに、深い部位ではネジ穴になって形成されている。排気カム軸２８の排気カムジャーナル３８は、同様に、シリンダヘッド６の排気ヘッド側軸支部５４及び排気カムハウジング５６の排気側ハウジング軸支部５８によって軸支されている。吸気カムハウジング４６と排気カムハウジング５６とは、図１３〜１６に示す如く、カムハウジング構成体６０で一体的に構成されている。
【００１６】
また、吸気カムジャーナル３０と吸気ヘッド側軸支部４２及び吸気ハウジング側軸支部４８との間には、一方の軸受部材６２として、吸気カムジャーナル３０と吸気ヘッド側軸支部４２間に軸受部材としての下側ベアリングメタル６２−１が介設されているとともに、吸気カムジャーナル３０と吸気ハウジング側軸支部４８間には他方の軸受部材６２として、上側ベアリングメタル６２−２が介設されている。この上側ベアリングメタル６２−２には、図２３に示す如く、一側、他側スラスト受け部３６−１、３６−２に当接し、第１吸気カムハウジング４６−１と共働して吸気カム軸２６のスラスト力をを受ける一側、他側スラスト当接部６４−１、６４−２が設けられている。
【００１７】
吸気カム軸２６には、吸気カムスプロケット６６が取付けられている。排気カム軸２８には、排気カムスプロケット６８が取付けられている。クランクタイミングスプロケット１６と吸気カムスプロケット６６と排気カムスプロケット６８とには、タイミングチェーン７０が巻掛けて設けられている。
【００１８】
シリンダブロック４とシリンダヘッド６とには、タイミングチエーン７０を覆うように、チェーンカバー７２が跨って取付けられる。
【００１９】
また、シリンダブロック４には、複数の補機として、エアコンコンプレッサ７４とパワステポンプ７６とオルタネータ７８とウォータポンプ８０と、そして、ベルトテンショナ８２とが取付けられている。
【００２０】
第１クランクプーリ１４−１とエアコンコンプレッサ７４とパワステポンプ７６テンショナプーリ８０とには、第１補機駆動用ベルト８４−１が巻掛けられている。第２クランクプーリ１４−２とオルタネータ７８とウォータポンプ８０とには、第２補機駆動用ベルト８４−２が巻掛けられている。
【００２１】
クランク軸１２には、クランクタイミングスプロケット１６付近でオイルポンプ８６が取付けられている。
【００２２】
このオイルポンプ８６は、図８、１０に示す如く、外側からのチェーンカバー７２のシリンダブロック４側のポンプ形成壁８８及びポンププレート（図示せず）で形成されたロータ室９０内でクランク軸１２によって回転されるインナロータ及びアウタロータ（図示せず）を有するトロコイドポンプである。ロータ室９０には、チェーンカバー７２の裏面に形成された吸込室９２及び吐出室９４が連通している。この吐出室９４は、シリンダブロック４に形成したサブギャラリ２０に連通するものである。
【００２３】
また、吸気カム軸２６には、油圧駆動装置として、可変バルブタイミング装置９６の油圧アクチュエータ９８が取付けられている。油圧アクチュエータ９８は、吸気カム軸２６の第１吸気カムジャーナル３０−１側の端面で軸心上に形成したアクチュエータ取付ボルト穴１００にアクチュエータ取付ボルト１０２を螺着することにより、吸気カム軸２６の第１吸気カムジャーナル３０−１側の端面に取付けられる。
【００２４】
チェーンカバー７２には、シリンダヘッド６の高さ位置でオイル制御弁１０４が設けられる。このオイル制御弁１０４は、制御手段（図示せず）で作動され、油圧アクチュエータ９８への油圧を制御してバルブタイミングを調整するものである。
【００２５】
チェーンカバー７２には、メインギャラリ１８側に連絡する第１ユニオンボルト１０６−１が取付けられる。また、オイル制御弁１０４には、第２ユニオンボルト１０６−２が設けられる。この第１ユニオンボルト１０６−１と第２ユニオンボルト１０６−２とには、オイルポンプ８６とオイル制御弁１０４とを連絡するように、オイルパイプ１０８が取付けられている。オイルパイプ１０８は、制御用油路１１０の一部を構成するものである。
【００２６】
また、チェーンカバー７２には、図８〜１０に示す如く、オイル制御弁１０４と油圧アクチュエータ９８とを連絡する制御用油路１１０の一部を構成するように、カバー側進角用油路１１４−１とカバー側遅角用油路１１４−２とが形成されている。更に、チェーンカバー７２の上面には、カバー側進角用油路１１４−１に連通する進角用パイプ１１６−１の一端側とカバー側遅角用油路１１４−２に連通する遅角用パイプ１１６−２の一端側とを一体的に固定した一端側パイプフランジ１１８−１は、一端側フランジ取付ボルト１２０−１によって取付けられる。
【００２７】
このカバー側進角用、カバー側遅角用パイプ１１６−１、１１６−２の他端側を一体的に固定した他端側パイプフランジ１１８−２は、他端側フランジ取付ボルト１２０−２によって第１吸気カムハウジング３０−１の上部位に取付けられている。
【００２８】
カムハウジング構成体６０においては、図１３〜１９に示す如く、進角用、遅角用パイプ１１６−１、１１６−２の他端側に連通するハウジング側制御用油路として、進角用、遅角用ハウジング側油路１２２−１、１２２−２が形成されているとともに、複数のハウジング取付ボルト孔１２４が形成され、また、他端側フランジ取付ボルト１２０−２を螺着させるフランジ取付ボルト穴１２６が形成され、更に、複数のチェーンガイド取付ボルト孔１２８が形成され、更にまた、吸気ハウジング軸支部４８の内面には進角用ハウジング側油路１２２−１に開口する進角用油溜り凹部１３０−１と遅角用ハウジング側油路１２２−２に開口する遅角用油溜り凹部１３０−２と吸気側軸支部油溝１３２とが形成され、また、排気ハウジング側軸支部５８の内面には環状の排気側軸支部油溝１３４が形成されている。また、カムハウジング構成体６０の接合面には、環状の吸気側軸支部油溝１３２に連通する吸気側溝状通路１３６と、排気側軸支部油溝１３４に連通する排気側溝状通路１３８と、略中央部位で吸気側溝状通路１３６と排気側溝状通路１３８とを連通するようにオイル溜り部１４０が形成されている。
【００２９】
また、下側ベアリングメタル６２−１の内周面には、図２０、２１に示す如く、制御用油路１１０の一部を構成するように、ベアリング側油溝として、環状に、下側メタル進角用油溝１４２−１と、下側メタル遅角用油溝１４２−２と、下側メタル潤滑用油溝１４４とが軸方向に並んで形成されている。この下側ベアリングメタル６２−１は、端面側で第１吸気カムジャーナル３０−１に外嵌された場合に、後述するシャフト側制御用油路１５６とヘッド取付ボルト固定用孔部５０とを遮断するような蓋の機能を果たすものである。
【００３０】
一方、上側ベアリングメタル６２−２の内周面には、図２２、２３に示す如く、制御用油路１１０の一部を構成するように、ベアリング油溝として、環状に、下側メタル進角用油溝１４２−１に対応した上側メタル進角用油溝１４６−１と、下側メタル遅角用油溝１４２−２対応した上側メタル遅角用油溝１４６−２と、下側メタル潤滑用油溝１４４に対応した上側メタル潤滑用油溝１４８とが形成されている。また、この上側ベアリングメタル６２−２には、進角用油溜り凹部１３０−１と上側メタル進角用油溝１４６−１とを連通する進角用オイル貫通孔１５０−１と、遅角用油溜り凹部１３０−２と上側メタル遅角用油溝１４６−２とを連通する遅角用オイル貫通孔１５０−２と潤滑用オイル貫通孔１５０−３とが形成されている。
【００３１】
更に、吸気カム軸２６の第１吸気カムジャーナル３０−１の外周面には、図２４に示す如く、下側メタル進角用油溝１４２−１と上側メタル進角用油溝１４６−２とに対応して進角用シャフト油溝１５２−１が形成されているとともに、下側メタル遅角用油溝１４２−２と上側メタル遅角用油溝１４６−２とに対応して遅角用シャフト油溝１５２−２が形成され、また、下側メタル潤滑用油溝１４４と上側メタル潤滑用油溝１４８とに対応してシャフト側潤滑油溝１５４が形成されている。
【００３２】
これにより、下側メタル進角用油溝１４２−１と上側メタル進角用油溝１４６−２と進角用シャフト油溝１５２−１とによって進角用シャフト側制御用通路１５６が形成されるとともに、下側メタル遅角用油溝１４２−２と上側メタル遅角用油溝１４６−２と遅角用シャフト油溝１５２−２とによって遅角用シャフト側制御用油路１５８が形成され、また、下側メタル潤滑用油溝１４４と上側メタル潤滑用油溝１４８とシャフト側潤滑油溝１５４とによってシャフト側潤滑用油路１６０が形成される。進角用シャフト側制御用通路１５６と遅角用シャフト側制御用油路１５８とは、油圧アクチュエータ９８に近い第１吸気カムジャーナル３０−１の軸端面側に配設されている。
【００３３】
また、この吸気カム軸２６の第１吸気カムジャーナル３０−１の軸端面には、アクチュエータ取付ボルト穴１００の周辺で進角用シャフト側制御用油路１５６に連通するように軸心方向に３つの進角用端面油路１６２と、遅角用シャフト制御用油路１５８に連通するようにアクチュエータ取付ボルト穴１００と共働して軸心方向に遅角用端面油路１６４とが形成される。進角用端面油路１６２は、油圧アクチュエータ９８の進角室（図示せず）に連通している。遅角用端面油路１６４は、油圧アクチュエータ９８の遅角室（図示せず）に連通している。
【００３４】
更に、吸気カム軸２６の第１吸気カムジャーナル３０−１には、シャフト側潤滑用油路１６０に連通する複数（４つ）の第１潤滑用径方向油路１６６−１が形成されている。また、吸気カム軸２６の他の第２吸気カムジャーナル３０−２……には、第２潤滑用径方向油路１６６−２……が形成されている。
【００３５】
また、吸気カム軸２６には、アクチュエータ取付ボルト穴１００から離れて、カム軸潤滑用油路１６８が軸心上で中空として形成されている。カム軸潤滑用油路１６８にはブロック側潤滑用油路２４から他のカムジャーナルを経た潤滑用のオイルが供給され、もって、このオイルが第１吸気カムジャーナル３０−１及び他のカムジャーナルに供給される。
【００３６】
従って、吸気カム軸２６の吸気カムジャーナル３０において、図１に示す如く、制御用油路１１０の一部の進角用、遅角用シャフト側制御用油路１５６、１５８が各シャフト側油溝と各メタル油溝とから構成されるので、カムジャーナル３０の制御用油路１１０の箇所における径Ｄ３を大きくしても所要の通路断面積を確保させることができ、よって、吸気カム軸２６の強度を低下させることがなく、また、所要の制御用油路１１０の通路断面積を確保させて油圧アクチュエータ９８を安定して作動させることができるものである。
【００３７】
次に、この実施例の作用を説明する。
【００３８】
可変バルブタイミング装置９６の油圧アクチュエータ９８には、オイルポンプ８６からのオイルが制御用油路１１０から導かれて供給される。このとき、吸気カム軸２６の第１吸気カムジャーナル３０−１の部位において、オイルが第１吸気カムジャーナル３０−１の外周面で且つ軸端部側に形成した各シャフト側油溝と軸受部材６２の内周面に形成した各メタル油溝とで構成された制御用油路１１０の一部である進角用、遅角用シャフト側制御用油路１５６、１５８から供給させ、また、カム軸潤滑油路１６８のオイルは、第１潤滑用径方向油路１６６−１から第１吸気カムジャーナル３０−１に供給されるとともに、他のカムジャーナルにも供給される。
【００３９】
この結果、吸気カム軸２６の第１吸気カムジャーナル３０−１において、制御用油路１１０の一部である進角用、遅角用シャフト側制御用油路１５６、１５８を第１吸気カムジャーナル３０−１の外周面に形成した各シャフト側油溝と軸受部材であるベアリングメタル６２の内周面に形成した各メタル油溝とで構成しているので、この制御用油路１１０の部位のカムジャーナル３０の径Ｄ３を大きくしても所要の通路断面積を確保させることができ、これにより、吸気カム軸２６の強度の低下を防止し、また、所要の制御用油路１１０の通路断面積を確保させて所定のオイルを油圧アクチュエータ９８に供給させ、この油圧アクチュエータ９８の作動を安定することができる。
【００４０】
また、吸気ハウジング軸支部４８の内面には進角用ハウジング油路１２２−１に開口する進角用油溜り凹部１３０−１と遅角用ハウジング油路１２２−２に開口する遅角用油溜り凹部１３０−２とが設けられているので、流れるオイルの緩衝作用を図るとともに、オイル切れを防止することができる。
【００４１】
更に、下側ベアリングメタル６２−１が進角用、遅角用シャフト側制御用油路１５６、１５８とヘッド取付ボルト固定用孔部５０とを遮断するような蓋の機能を果たすので、進角用、遅角用シャフト側制御用油路１５６、１５８のオイルがヘッド取付ボルト固定用孔部５０に流入するのを防止することができる。
【００４２】
また、従来のように、別体にオイル供給用ハウジングを不要として部品点数を低減し、また、油圧アクチュエータ９８が存在するエンジン２の前方方向でボリウムや嵩が大きくする必要がないことから、エンジン２の前後長を小さくしてエンジン２の小型化を招き、よって、エンジン２の搭載性が向上したり、保守点検のスペースを確保させたり、しかも、エンジン２の重量増加を回避することができる。
【００４３】
図３０は、参考例１を示すものである。
【００４４】
以下の参考例においては、上述の実施例と同一機能を果す箇所には同一符号を付して説明する。
【００４５】
この参考例１において、カムジャーナル３０の外周面には、波形の進角用シャフト油溝１５２−１を形成するように、外周面から深さＨ１の進角用シャフト谷部１５２−１ａ及び進角用シャフト谷部１５２−１ｂを並列に形成するとともに、この進角用シャフト谷部１５２−１ａと進角用シャフト谷部１５２−１ｂ間で外周面から深さＨ１よりも浅い深さＨ２の進角用シャフト山部１５２−１ｃを形成し、また、波形の遅角用シャフト油溝１５２−２を形成するように、外周面から深さＨ１の遅角用シャフト谷部１５２−２ａ及び遅角用シャフト谷部１５２−２ｂを並列に形成するとともに、この遅角用シャフト谷部１５２−２ａと遅角用シャフト谷部１５２−２ｂ間で外周面から深さＨ１よりも浅い深さＨ２の遅角用シャフト山部１５２−２ｃを形成した。
【００４６】
この参考例１においては、カムジャーナル３０の外周面には浅目の深さＨ１の進角用シャフト油溝１５２−１と遅角用シャフト油溝１５２−２とを形成し、よって、制御用油路の部位でカムジャーナル３０の径を大きくしても所要の通路断面積を確保することができ、これにより、吸気カム軸２６の強度の低下を招くことなく、所要の通路断面積を容易に確保させることができる。なお、この第２実施例においては、進角用シャフト油溝１５２−１と遅角用シャフト油溝１５２−２とにおいて、波形を形成する谷部及び山部の数を２つ以上の複数で形成することが可能である。
【００４７】
図３１は、参考例２を示すものである。
【００４８】
この参考例２においては、軸受部材６２を比較的厚さが大きな板厚Ｔに形成し、この軸受部材６２の内周面には比較的深さが大きい深さＨ３の進角用ベアリング油溝１７２−１及び遅角用ベアリング油溝１７２−２を形成する。また、カムジャーナル３０の外周面には、深さＨ３よりも浅い深さＨ４の進角用シャフト油溝１７４−１及び遅角用シャフト油溝１７４−２を形成する。
【００４９】
この参考例２においては、軸受部材６２の厚さＴを少し大きくすることで、カムジャーナル３０の外周面には浅目の深さＨ４の進角用シャフト油溝１７４−１と遅角用シャフト油溝１７４−２とを形成し、よって、制御用油路の部位でカムジャーナル３０の径を大きくしても所要の通路断面積を確保することができ、これにより、吸気カム軸２６の強度の低下を招くことなく、所要の通路断面積を容易に確保させることができる。
【００５０】
図３２〜３７は、参考例３を示すものである。
【００５１】
この参考例３において、下側ベアリングメタル２６２−１の内周面には、図３２、３３に示す如く、ベアリング側油溝として、中央部位で環状に、下側メタル進角用油溝３４２−１が形成されている。また、上側ベアリングメタル２６２−２の内周面には、図３４に示す如く、中央部位で環状に、下側メタル進角用油溝３４２−１に対応した上側メタル進角用油溝３４６−１が形成されている。また、この上側ベアリングメタル２６２−２には、上側メタル進角用油溝３４６−１に連通するように径方向に指向して円周方向に複数の例えば２つの進角用オイル貫通孔３５０−１と、上側メタル進角用油溝３４６−１の一側の前方側で径方向に指向して円周方向に複数の例えば２つの遅角用オイル貫通孔３５０−２と、上側メタル進角用油溝３４６−１の他側の後方側で径方向に指向した一つの潤滑用オイル貫通孔３５０−３とが形成されている。また、下側ベアリングメタル２６２−１、上側ベアリングメタル２６２−２には、下側メタル位置決め部材４０２−１、上側メタル位置決め部材４０２−２が形成されている。
【００５２】
吸気カム軸２２６の第１吸気カムジャーナル２３０−１の軸端面には、図３５に示す如く、アクチュエータ取付ボルト穴３００の周辺で軸心方向に複数の遅角用端面油路３６４と、アクチュエータ取付ボルト穴３００と共働して軸心方向に進角用端面油路３６２とが形成される。遅角用端面油路３６４は、油圧アクチュエータ２９８の遅角室（図示せず）に連通するものである。また、進角用端面油路３６２は、油圧アクチュエータ２９８の進角室（図示せず）に連通するものである。
【００５３】
また、吸気カム軸２２６の第１吸気カムジャーナル２３０−１の外周面には、図３５に示す如く、下側メタル進角用油溝３４２−１と上側メタル進角用油溝３４６−１とに対応して進角用シャフト油溝３５２−１が形成されているとともに、遅角用オイル貫通孔３５０−２に対応してキリ加工された遅角用シャフト油溝３５２−２が遅角用端面油路３６４の一端側に連通して形成され、また、潤滑用オイル貫通孔３５０−３に対応してシャフト側潤滑油溝３５４が形成され、更に、これら溝の両側に外方に突出して一側、他側スラスト受け部２３６−１、２３６−２が設けられ、しかも、一側スラスト受け部２３６−１よりも端面側のアクチュエータ取付部２３４に遅角用連絡溝４０４が遅角用端面油路３６４の他端側に連通して形成されている。この遅角用連絡溝４０４は、遅角用端面油路３６４を油圧アクチュエータ２９８の遅角室（図示せず）に連通するものである。
【００５４】
また、吸気カム軸２２６の第１吸気カムジャーナル２３０−１には、進角用シャフト油溝３５２−１とアクチュエータ取付ボルト穴３００とに連通して径方向に指向する進角用オイル連絡孔が４０６形成され、また、カム軸潤滑用油路３６８とシャフト側潤滑油溝３５４とを連通するように斜めに指向する潤滑用連絡路４０８が形成されている。
【００５５】
この場合に、吸気カムハウジング２４６には、図３７に示す如く、進角用オイル貫通孔３５０−１に対応した進角用ハウジング油路４１０−１と、遅角用オイル貫通孔３５０−２に対応した遅角用ハウジング油路４１０−２と、吸気側軸支部油溝４１２と、この吸気側軸支部油溝４１２に連通した吸気側溝状通路４１４とが形成され、しかも、両側に一側、他側スラスト受け面４１６−１、４１６−２が形成されている。
【００５６】
この参考例３においては、進角制御用油路の通路断面積を遅角用制御油路の通路断面積よりも大きくするように変更して、進角制御時に、オイル流量を多くして進角の応答性を向上することができる。
【００５７】
図３８は、参考例４を示すものである。
【００５８】
この参考例４において、第１吸気カムジャーナル２３０−１の外周面には、所要の通路断面積を確保するように比較的大きな幅Ｗで且つ比較的浅めの深さＤの進角用シャフト油溝３５２−１を形成した。
【００５９】
この参考例４においては、進角用シャフト油溝３５２−１を形成するために、第１吸気カムジャーナル２３０−１の外周面を深く削る必要がなく、第１吸気カムジャーナル２３０−１の剛性の低下を防止することができる。
【００６０】
図３９は、参考例５を示すものである。
【００６１】
この参考例５において、第１吸気カムジャーナル２３０−１には、外周面の円周方向に複数のシャフト油溝５０２を窪ませて形成するとともに、これらシャフト油溝５０２を連通するように、内部にシャフト油連通孔５０４を形成し、制御用油路５０６を構成した。
【００６２】
この参考例５においては、制御用油路５０６が、第１吸気カムジャーナル２３０−１において、外周面上で連続せず、内部にも形成されていることから、第１吸気カムジャーナル２３０−１の強度の低下を防止することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、シャフト側制御用油路のために、カムジャーナル径を他の部位よりも極端に小さくさせることなく、これにより、カム軸の強度が低下するのを防止するとともに、制御用油路の所要の通路断面積を確保させ、油圧駆動装置を安定して作動させ得る。
【００６４】
また、別体にオイル供給用ハウジングを不要として部品点数を低減し、また、油圧アクチュエータが存在するエンジンの前方方向でボリウムや嵩が大きくする必要がないことから、エンジンの前後長を小さくしてエンジンの小型化を招き、よって、エンジンの搭載性が向上したり、保守点検のスペースを確保させたり、しかも、エンジンの重量増加を回避し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図２の矢印１のエンジンの拡大断面図である。
【図２】 エンジンの断面図である。
【図３】 エンジンの正面図である。
【図４】 エンジンの平面図である。
【図５】 シリンダヘッドカバーの平面図である。
【図６】 シリンダヘッドの平面図である。
【図７】 図６の矢印７のシリンダヘッドの側面図である。
【図８】 チェーンカバーの正面図である。
【図９】 図８の矢印９のチェーンカバーの平面図である。
【図１０】 チェーンカバーの背面図である。
【図１１】 吸気カム軸の支持状態の断面図である。
【図１２】 図１１の１２−１２線による断面図である。
【図１３】 吸気カムハウジングの正面図である。
【図１４】 図１３の矢印１４の吸気カムハウジングの平面図である。
【図１５】 図１３の矢印１５の吸気カムハウジングの底面図である。
【図１６】 図１４の矢印１６の吸気カムハウジングの背面図である。
【図１７】 図１５の１７−１７線による断面図である。
【図１８】 図１４の１８−１８線による断面図である。
【図１９】 図１５の１９−１９線による断面図である。
【図２０】 下側ベアリングメタルの正面図である。
【図２１】 図２０の矢印２１の下側ベアリングメタルの平面図である。
【図２２】 上側ベアリングメタルの正面図である。
【図２３】 図２２の矢印２３の上側ベアリングメタルの底面図である。
【図２４】 吸気カム軸の一部側面図である。
【図２５】 図２４の矢印２５による吸気カム軸の正面図である。
【図２６】 図２５の２６−２６線による吸気カム軸の断面図である。
【図２７】 図２４の２７−２７線による吸気カム軸の断面図である。
【図２８】 図２４の２８−２８線による吸気カム軸の断面図である。
【図２９】 図２４の２９−２９線による吸気カム軸の断面図である。
【図３０】 参考例１におけるカムジャーナルの断面図である。
【図３１】 参考例２におけるカムジャーナルの断面図である。
【図３２】 参考例３におけるエンジンの拡大断面図である。
【図３３】 下側ベアリングメタルの平面図である。
【図３４】 上側ベアリングメタルの底面図である。
【図３５】 吸気カム軸の端側の断面図である。
【図３６】 エンジンの一部平面図である。
【図３７】 吸気カムハウジングの一部底面図である。
【図３８】 参考例４におけるベアリングメタル底面図である。
【図３９】 参考例５におけるカムジャーナルの斜視図である。
【符号の説明】
２ エンジン
４ シリンダブロック
６ シリンダヘッド
２６ 吸気カム軸
２８ 排気カム軸
３０ 吸気カムジャーナル
４６ 吸気カムハウジング
６２ 軸受部材
９６ 可変バルブタイミング装置
９８ 油圧アクチュエータ
１１０ 制御用油路
１５６ 進角用シャフト側制御用油路
１５８ 遅角用シャフト側制御用油路
１６０ シャフト側潤滑用油路
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンのカム軸支持構造に係り、特にカム軸の軸端部位に油圧駆動装置が設けられたエンジンのカム軸支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のエンジンにおいては、必要とされる各種機能を向上させるために、油圧駆動装置として、吸排気弁のバルブタイミングを可変する可変バルブタイミング装置を設けている。
【０００３】
この可変バルブタイミング装置にあっては、シリンダブロック側でクランク軸の回転によって駆動されるオイルポンプからのオイルを導く制御用油路としての進角用油路と遅角用油路とにオイルを振り分けるように作動されるオイル制御弁を設けるとともに、進角用油路と遅角用油路とからの油圧状態によってクランク軸とシリンダヘッドに設けたカム軸との位相をずらして吸排気弁のバルブタイミングを可変する油圧駆動装置である油圧アクチュエータを設けている。この場合に、オイルポンプからのオイルを油圧アクチュエータに導くように、オイル制御弁と油圧アクチュエータとの間には、制御用油路の一部として、カム軸の外周面にシャフト側制御用油路を形成している。
【０００４】
また、こ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あっては、オイルポンプからのオイルを潤滑用油路によってカム軸に導いて、このカム軸の各カムジャーナルを潤滑している。
【０００５】
このような可変バルブタイミング装置を備えたエンジンとしては、例えば、特開平９−２２８８１２号公報、実開平４−１４７０７号公報に開示されている。特開平９−２２８８１２号公報に記載のものは、可変機構の回転体の回転位相に対するカム軸の回転位相を変更するために、カム軸にトルクを与えるものである。実開平４−１４７０７号公報に記載のものは、駆動側カム軸の端部に外嵌される可変バルブタイミング装置のケーシングに、シリンダヘッドの軸受部に軸支されるカムジャーナルを設け、このカムジャーナルに隣接する段付き面を軸受部の一方の端面に当接させ、且つ、軸受部の他方の端面にカム軸ギヤを当接させたものである。
【０００６】
また、カム軸を支持する構造としては、例えば、特公平６−２９５２９号公報、特開平２−４５４４４号公報、特開昭５９−１７３５０９号公報に記載されている。特公平６−２９５２９号公報に記載のものは、カムジャーナルを支持する軸受部材としてのメタル軸受にオイルを通す長孔を形成したものである。特開平２−４５４４４号公報に記載のものは、カム軸の端部位とギヤ間の軸受及びカムジャーナルとの径を他の部位の径よりも大きくしたものである。特開昭５９−１７３５０９号公報に記載のものは、メタル軸受の内周面にのみにオイル溝を形成したものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来、可変バルブタイミング装置を備えたエンジンにおいては、カム軸のカムジャーナルの外周面のみに制御用油路の一部を構成するシャフト側制御用油路を設けた場合に、このシャフト側油路が形成された部位のカム軸のカムジャーナルの径が他部位の径よりも極端に小さくなってしまい、カム軸の強度が低下するという不都合があり、一方、カムジャーナルに外嵌した軸受部材の内周面にのみオイル溝を設けた場合には、所要の通路断面積の制御用油路を確保することが困難となり、油圧駆動装置の作動が不安定になるという不都合があった。
【０００８】
また、可変バルブタイミング装置を備えていない従来のエンジンに比べて、油圧アクチュエータにオイルを導く制御用油路を構成するために、別体にオイル供給用ハウジングを設けると、部品点数が増加し、また、油圧アクチュエータが存在するエンジンの前方方向にカム軸を延長し且つ油圧アクチュエータのためにボリウムや嵩が大きくなることから、エンジンの前後長が大きくなってエンジンの大型化を招き、このため、エンジンの搭載性が低下したり、保守点検のスペースを確保することができなかったり、しかも、エンジンの重量増加を招き、また、油圧アクチュエータにあっては、進角制御をするときに、遅角制御をする場合よりも応答性をよくしたいものであるが、進角制御用油路と遅角制御用油路とが同じ通路断面積では、進角制御時の応答性を向上することができないという不都合があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、エンジンにクランク軸の回転で駆動されて油圧を発生するオイルポンプを設け、前記エンジンのシリンダヘッドに設置したカム軸の軸端部位には油圧で作動される油圧駆動装置を設け、前記オイルポンプからのオイルを前記カム軸を経て前記油圧駆動装置に導く制御用油路を設けたエンジンのカム軸支持構造において、前記シリンダヘッドのヘッド側軸支部とカムハウジングのハウジング側軸支部との間の一つには軸受部材を介して前記カム軸のカムジャーナルを軸支して設け、前記制御用油路の一部を前記カム軸の前記カムジャーナルの外周面に形成したシャフト側油溝とこのシャフト側油溝に対応させて前記軸受部材の内周面に形成したベアリング側油溝とによってシャフト側制御用油路として形成し、前記カム軸の前記カムジャーナルの外周面には複数のシャフト側油溝が形成され、これらシャフト側油溝中の一は前記カム軸を中空として形成したカム軸潤滑用油路に連通して設けられ、このカム軸潤滑用油路に連通する前記一のシャフト側油溝には前記カム軸の他のカムジャーナルとともにオイルが供給され、前記カムハウジングの前記ハウジング側軸支部の接合面には他のカム軸を軸支する軸支部の油溝に連絡する溝状通路を設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明は、制御用油路の一部のシャフト側制御用油路をカム軸のカムジャーナルの外周面に形成したシャフト側油溝と軸受部材の内周面に形成したベアリング側油溝とによって形成しているので、シャフト側制御用油路のために、カムジャーナルの径を極端に小さくさせることがなく、カム軸の強度が低下するのを防止するとともに、制御用油路に所要の通路断面積を確保させて油圧駆動装置を安定して作動させることができる。
【００１１】
また、別体にオイル供給用ハウジングを不要として部品点数を低減し、また、油圧アクチュエータが存在するエンジンの前方方向でボリウムや嵩が大きくする必要がないことから、エンジンの前後長を小さくしてエンジンの小型化を招き、よって、エンジンの搭載性が向上したり、保守点検のスペースを確保させたり、しかも、エンジンの重量増加を回避することができる。
【００１２】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜２９は、この発明の実施例を示すものである。図１〜７において、２は車両（図示せず）に搭載される多気筒用（例えば、４気筒：＃１、＃２、＃３、＃４）のエンジン、４はシリンダブロック、６はシリンダヘッド、８はシリンダヘッドカバー、１０はオイルパンである。
【００１３】
シリンダブロック４には、クランク軸１２が軸支して設けられている。このクランク軸１２には、第１、第２クランクプーリ１４−１、１４−２が取付けられているとともに、クランクタイミングスプロケット１６が固定されている。また、シリンダブロック４には、図２に示す如く、メインギャラリ１８とサブギャラリ２０とがクランク軸１２の軸方向に指向して形成されているとともに、潤滑用油路２２の一部を構成するブロック側潤滑用油路２４が上下方向に指向して形成されている。
【００１４】
シリンダヘッド６の上部位には、カム軸として、吸気、排気カム軸２６、２８が並設されている。吸気カム軸２６には、図４、２４に示す如く、第１〜４吸気カムジャーナル３０−１……が形成されているとともに、各気筒毎に一対の吸気カム３２・３２が設けられ、また、軸端部位にアクチュエータ取付部３４が設けられ、更に、第１吸気カムジャーナル３０−１の部位で一側、他側スラスト受け部３６−１、３６−２が設けられている。第１吸気カムジャーナル３０−１の径Ｄ１は、他のカムジャーナルの径Ｄ２……よりも大きく形成されている。また、同様に、排気カム軸２８には、第１〜４排気カムジャーナル３８−１……が形成されているとともに、各気筒毎に一対の排気カム４０・４０が設けられている。
【００１５】
つまり、シリンダヘッド６の上部位の吸気ヘッド側軸支部４２には、吸気カム軸２６の吸気カムジャーナル３０の下側半分が軸支して設けられている。この吸気カム軸２６の吸気カムジャーナル３０の上側半分は、吸気側ハウジング取付ボルト４４で取付けられた吸気カムハウジング４６の吸気ハウジング側軸支部４８で軸支して設けられている。また、シリンダヘッド６の端面側の吸気ヘッド側軸支部４２には、図６に示す如く、ヘッド取付ボルト固定用孔部５０が形成されている。このヘッド取付ボルト固定用孔部５０は、図７に示す如く、ヘッド上面から座ぐりになっているとともに、深い部位ではネジ穴になって形成されている。排気カム軸２８の排気カムジャーナル３８は、同様に、シリンダヘッド６の排気ヘッド側軸支部５４及び排気カムハウジング５６の排気側ハウジング軸支部５８によって軸支されている。吸気カムハウジング４６と排気カムハウジング５６とは、図１３〜１６に示す如く、カムハウジング構成体６０で一体的に構成されている。
【００１６】
また、吸気カムジャーナル３０と吸気ヘッド側軸支部４２及び吸気ハウジング側軸支部４８との間には、一方の軸受部材６２として、吸気カムジャーナル３０と吸気ヘッド側軸支部４２間に軸受部材としての下側ベアリングメタル６２−１が介設されているとともに、吸気カムジャーナル３０と吸気ハウジング側軸支部４８間には他方の軸受部材６２として、上側ベアリングメタル６２−２が介設されている。この上側ベアリングメタル６２−２には、図２３に示す如く、一側、他側スラスト受け部３６−１、３６−２に当接し、第１吸気カムハウジング４６−１と共働して吸気カム軸２６のスラスト力をを受ける一側、他側スラスト当接部６４−１、６４−２が設けられている。
【００１７】
吸気カム軸２６には、吸気カムスプロケット６６が取付けられている。排気カム軸２８には、排気カムスプロケット６８が取付けられている。クランクタイミングスプロケット１６と吸気カムスプロケット６６と排気カムスプロケット６８とには、タイミングチェーン７０が巻掛けて設けられている。
【００１８】
シリンダブロック４とシリンダヘッド６とには、タイミングチエーン７０を覆うように、チェーンカバー７２が跨って取付けられる。
【００１９】
また、シリンダブロック４には、複数の補機として、エアコンコンプレッサ７４とパワステポンプ７６とオルタネータ７８とウォータポンプ８０と、そして、ベルトテンショナ８２とが取付けられている。
【００２０】
第１クランクプーリ１４−１とエアコンコンプレッサ７４とパワステポンプ７６テンショナプーリ８０とには、第１補機駆動用ベルト８４−１が巻掛けられている。第２クランクプーリ１４−２とオルタネータ７８とウォータポンプ８０とには、第２補機駆動用ベルト８４−２が巻掛けられている。
【００２１】
クランク軸１２には、クランクタイミングスプロケット１６付近でオイルポンプ８６が取付けられている。
【００２２】
このオイルポンプ８６は、図８、１０に示す如く、外側からのチェーンカバー７２のシリンダブロック４側のポンプ形成壁８８及びポンププレート（図示せず）で形成されたロータ室９０内でクランク軸１２によって回転されるインナロータ及びアウタロータ（図示せず）を有するトロコイドポンプである。ロータ室９０には、チェーンカバー７２の裏面に形成された吸込室９２及び吐出室９４が連通している。この吐出室９４は、シリンダブロック４に形成したサブギャラリ２０に連通するものである。
【００２３】
また、吸気カム軸２６には、油圧駆動装置として、可変バルブタイミング装置９６の油圧アクチュエータ９８が取付けられている。油圧アクチュエータ９８は、吸気カム軸２６の第１吸気カムジャーナル３０−１側の端面で軸心上に形成したアクチュエータ取付ボルト穴１００にアクチュエータ取付ボルト１０２を螺着することにより、吸気カム軸２６の第１吸気カムジャーナル３０−１側の端面に取付けられる。
【００２４】
チェーンカバー７２には、シリンダヘッド６の高さ位置でオイル制御弁１０４が設けられる。このオイル制御弁１０４は、制御手段（図示せず）で作動され、油圧アクチュエータ９８への油圧を制御してバルブタイミングを調整するものである。
【００２５】
チェーンカバー７２には、メインギャラリ１８側に連絡する第１ユニオンボルト１０６−１が取付けられる。また、オイル制御弁１０４には、第２ユニオンボルト１０６−２が設けられる。この第１ユニオンボルト１０６−１と第２ユニオンボルト１０６−２とには、オイルポンプ８６とオイル制御弁１０４とを連絡するように、オイルパイプ１０８が取付けられている。オイルパイプ１０８は、制御用油路１１０の一部を構成するものである。
【００２６】
また、チェーンカバー７２には、図８〜１０に示す如く、オイル制御弁１０４と油圧アクチュエータ９８とを連絡する制御用油路１１０の一部を構成するように、カバー側進角用油路１１４−１とカバー側遅角用油路１１４−２とが形成されている。更に、チェーンカバー７２の上面には、カバー側進角用油路１１４−１に連通する進角用パイプ１１６−１の一端側とカバー側遅角用油路１１４−２に連通する遅角用パイプ１１６−２の一端側とを一体的に固定した一端側パイプフランジ１１８−１は、一端側フランジ取付ボルト１２０−１によって取付けられる。
【００２７】
このカバー側進角用、カバー側遅角用パイプ１１６−１、１１６−２の他端側を一体的に固定した他端側パイプフランジ１１８−２は、他端側フランジ取付ボルト１２０−２によって第１吸気カムハウジング３０−１の上部位に取付けられている。
【００２８】
カムハウジング構成体６０においては、図１３〜１９に示す如く、進角用、遅角用パイプ１１６−１、１１６−２の他端側に連通するハウジング側制御用油路として、進角用、遅角用ハウジング側油路１２２−１、１２２−２が形成されているとともに、複数のハウジング取付ボルト孔１２４が形成され、また、他端側フランジ取付ボルト１２０−２を螺着させるフランジ取付ボルト穴１２６が形成され、更に、複数のチェーンガイド取付ボルト孔１２８が形成され、更にまた、吸気ハウジング軸支部４８の内面には進角用ハウジング側油路１２２−１に開口する進角用油溜り凹部１３０−１と遅角用ハウジング側油路１２２−２に開口する遅角用油溜り凹部１３０−２と吸気側軸支部油溝１３２とが形成され、また、排気ハウジング側軸支部５８の内面には環状の排気側軸支部油溝１３４が形成されている。また、カムハウジング構成体６０の接合面には、環状の吸気側軸支部油溝１３２に連通する吸気側溝状通路１３６と、排気側軸支部油溝１３４に連通する排気側溝状通路１３８と、略中央部位で吸気側溝状通路１３６と排気側溝状通路１３８とを連通するようにオイル溜り部１４０が形成されている。
【００２９】
また、下側ベアリングメタル６２−１の内周面には、図２０、２１に示す如く、制御用油路１１０の一部を構成するように、ベアリング側油溝として、環状に、下側メタル進角用油溝１４２−１と、下側メタル遅角用油溝１４２−２と、下側メタル潤滑用油溝１４４とが軸方向に並んで形成されている。この下側ベアリングメタル６２−１は、端面側で第１吸気カムジャーナル３０−１に外嵌された場合に、後述するシャフト側制御用油路１５６とヘッド取付ボルト固定用孔部５０とを遮断するような蓋の機能を果たすものである。
【００３０】
一方、上側ベアリングメタル６２−２の内周面には、図２２、２３に示す如く、制御用油路１１０の一部を構成するように、ベアリング油溝として、環状に、下側メタル進角用油溝１４２−１に対応した上側メタル進角用油溝１４６−１と、下側メタル遅角用油溝１４２−２対応した上側メタル遅角用油溝１４６−２と、下側メタル潤滑用油溝１４４に対応した上側メタル潤滑用油溝１４８とが形成されている。また、この上側ベアリングメタル６２−２には、進角用油溜り凹部１３０−１と上側メタル進角用油溝１４６−１とを連通する進角用オイル貫通孔１５０−１と、遅角用油溜り凹部１３０−２と上側メタル遅角用油溝１４６−２とを連通する遅角用オイル貫通孔１５０−２と潤滑用オイル貫通孔１５０−３とが形成されている。
【００３１】
更に、吸気カム軸２６の第１吸気カムジャーナル３０−１の外周面には、図２４に示す如く、下側メタル進角用油溝１４２−１と上側メタル進角用油溝１４６−２とに対応して進角用シャフト油溝１５２−１が形成されているとともに、下側メタル遅角用油溝１４２−２と上側メタル遅角用油溝１４６−２とに対応して遅角用シャフト油溝１５２−２が形成され、また、下側メタル潤滑用油溝１４４と上側メタル潤滑用油溝１４８とに対応してシャフト側潤滑油溝１５４が形成されている。
【００３２】
これにより、下側メタル進角用油溝１４２−１と上側メタル進角用油溝１４６−２と進角用シャフト油溝１５２−１とによって進角用シャフト側制御用通路１５６が形成されるとともに、下側メタル遅角用油溝１４２−２と上側メタル遅角用油溝１４６−２と遅角用シャフト油溝１５２−２とによって遅角用シャフト側制御用油路１５８が形成され、また、下側メタル潤滑用油溝１４４と上側メタル潤滑用油溝１４８とシャフト側潤滑油溝１５４とによってシャフト側潤滑用油路１６０が形成される。進角用シャフト側制御用通路１５６と遅角用シャフト側制御用油路１５８とは、油圧アクチュエータ９８に近い第１吸気カムジャーナル３０−１の軸端面側に配設されている。
【００３３】
また、この吸気カム軸２６の第１吸気カムジャーナル３０−１の軸端面には、アクチュエータ取付ボルト穴１００の周辺で進角用シャフト側制御用油路１５６に連通するように軸心方向に３つの進角用端面油路１６２と、遅角用シャフト制御用油路１５８に連通するようにアクチュエータ取付ボルト穴１００と共働して軸心方向に遅角用端面油路１６４とが形成される。進角用端面油路１６２は、油圧アクチュエータ９８の進角室（図示せず）に連通している。遅角用端面油路１６４は、油圧アクチュエータ９８の遅角室（図示せず）に連通している。
【００３４】
更に、吸気カム軸２６の第１吸気カムジャーナル３０−１には、シャフト側潤滑用油路１６０に連通する複数（４つ）の第１潤滑用径方向油路１６６−１が形成されている。また、吸気カム軸２６の他の第２吸気カムジャーナル３０−２……には、第２潤滑用径方向油路１６６−２……が形成されている。
【００３５】
また、吸気カム軸２６には、アクチュエータ取付ボルト穴１００から離れて、カム軸潤滑用油路１６８が軸心上で中空として形成されている。カム軸潤滑用油路１６８にはブロック側潤滑用油路２４から他のカムジャーナルを経た潤滑用のオイルが供給され、もって、このオイルが第１吸気カムジャーナル３０−１及び他のカムジャーナルに供給される。
【００３６】
従って、吸気カム軸２６の吸気カムジャーナル３０において、図１に示す如く、制御用油路１１０の一部の進角用、遅角用シャフト側制御用油路１５６、１５８が各シャフト側油溝と各メタル油溝とから構成されるので、カムジャーナル３０の制御用油路１１０の箇所における径Ｄ３を大きくしても所要の通路断面積を確保させることができ、よって、吸気カム軸２６の強度を低下させることがなく、また、所要の制御用油路１１０の通路断面積を確保させて油圧アクチュエータ９８を安定して作動させることができるものである。
【００３７】
次に、この実施例の作用を説明する。
【００３８】
可変バルブタイミング装置９６の油圧アクチュエータ９８には、オイルポンプ８６からのオイルが制御用油路１１０から導かれて供給される。このとき、吸気カム軸２６の第１吸気カムジャーナル３０−１の部位において、オイルが第１吸気カムジャーナル３０−１の外周面で且つ軸端部側に形成した各シャフト側油溝と軸受部材６２の内周面に形成した各メタル油溝とで構成された制御用油路１１０の一部である進角用、遅角用シャフト側制御用油路１５６、１５８から供給させ、また、カム軸潤滑油路１６８のオイルは、第１潤滑用径方向油路１６６−１から第１吸気カムジャーナル３０−１に供給されるとともに、他のカムジャーナルにも供給される。
【００３９】
この結果、吸気カム軸２６の第１吸気カムジャーナル３０−１において、制御用油路１１０の一部である進角用、遅角用シャフト側制御用油路１５６、１５８を第１吸気カムジャーナル３０−１の外周面に形成した各シャフト側油溝と軸受部材であるベアリングメタル６２の内周面に形成した各メタル油溝とで構成しているので、この制御用油路１１０の部位のカムジャーナル３０の径Ｄ３を大きくしても所要の通路断面積を確保させることができ、これにより、吸気カム軸２６の強度の低下を防止し、また、所要の制御用油路１１０の通路断面積を確保させて所定のオイルを油圧アクチュエータ９８に供給させ、この油圧アクチュエータ９８の作動を安定することができる。
【００４０】
また、吸気ハウジング軸支部４８の内面には進角用ハウジング油路１２２−１に開口する進角用油溜り凹部１３０−１と遅角用ハウジング油路１２２−２に開口する遅角用油溜り凹部１３０−２とが設けられているので、流れるオイルの緩衝作用を図るとともに、オイル切れを防止することができる。
【００４１】
更に、下側ベアリングメタル６２−１が進角用、遅角用シャフト側制御用油路１５６、１５８とヘッド取付ボルト固定用孔部５０とを遮断するような蓋の機能を果たすので、進角用、遅角用シャフト側制御用油路１５６、１５８のオイルがヘッド取付ボルト固定用孔部５０に流入するのを防止することができる。
【００４２】
また、従来のように、別体にオイル供給用ハウジングを不要として部品点数を低減し、また、油圧アクチュエータ９８が存在するエンジン２の前方方向でボリウムや嵩が大きくする必要がないことから、エンジン２の前後長を小さくしてエンジン２の小型化を招き、よって、エンジン２の搭載性が向上したり、保守点検のスペースを確保させたり、しかも、エンジン２の重量増加を回避することができる。
【００４３】
図３０は、参考例１を示すものである。
【００４４】
以下の参考例においては、上述の実施例と同一機能を果す箇所には同一符号を付して説明する。
【００４５】
この参考例１において、カムジャーナル３０の外周面には、波形の進角用シャフト油溝１５２−１を形成するように、外周面から深さＨ１の進角用シャフト谷部１５２−１ａ及び進角用シャフト谷部１５２−１ｂを並列に形成するとともに、この進角用シャフト谷部１５２−１ａと進角用シャフト谷部１５２−１ｂ間で外周面から深さＨ１よりも浅い深さＨ２の進角用シャフト山部１５２−１ｃを形成し、また、波形の遅角用シャフト油溝１５２−２を形成するように、外周面から深さＨ１の遅角用シャフト谷部１５２−２ａ及び遅角用シャフト谷部１５２−２ｂを並列に形成するとともに、この遅角用シャフト谷部１５２−２ａと遅角用シャフト谷部１５２−２ｂ間で外周面から深さＨ１よりも浅い深さＨ２の遅角用シャフト山部１５２−２ｃを形成した。
【００４６】
この参考例１においては、カムジャーナル３０の外周面には浅目の深さＨ１の進角用シャフト油溝１５２−１と遅角用シャフト油溝１５２−２とを形成し、よって、制御用油路の部位でカムジャーナル３０の径を大きくしても所要の通路断面積を確保することができ、これにより、吸気カム軸２６の強度の低下を招くことなく、所要の通路断面積を容易に確保させることができる。なお、この第２実施例においては、進角用シャフト油溝１５２−１と遅角用シャフト油溝１５２−２とにおいて、波形を形成する谷部及び山部の数を２つ以上の複数で形成することが可能である。
【００４７】
図３１は、参考例２を示すものである。
【００４８】
この参考例２においては、軸受部材６２を比較的厚さが大きな板厚Ｔに形成し、この軸受部材６２の内周面には比較的深さが大きい深さＨ３の進角用ベアリング油溝１７２−１及び遅角用ベアリング油溝１７２−２を形成する。また、カムジャーナル３０の外周面には、深さＨ３よりも浅い深さＨ４の進角用シャフト油溝１７４−１及び遅角用シャフト油溝１７４−２を形成する。
【００４９】
この参考例２においては、軸受部材６２の厚さＴを少し大きくすることで、カムジャーナル３０の外周面には浅目の深さＨ４の進角用シャフト油溝１７４−１と遅角用シャフト油溝１７４−２とを形成し、よって、制御用油路の部位でカムジャーナル３０の径を大きくしても所要の通路断面積を確保することができ、これにより、吸気カム軸２６の強度の低下を招くことなく、所要の通路断面積を容易に確保させることができる。
【００５０】
図３２〜３７は、参考例３を示すものである。
【００５１】
この参考例３において、下側ベアリングメタル２６２−１の内周面には、図３２、３３に示す如く、ベアリング側油溝として、中央部位で環状に、下側メタル進角用油溝３４２−１が形成されている。また、上側ベアリングメタル２６２−２の内周面には、図３４に示す如く、中央部位で環状に、下側メタル進角用油溝３４２−１に対応した上側メタル進角用油溝３４６−１が形成されている。また、この上側ベアリングメタル２６２−２には、上側メタル進角用油溝３４６−１に連通するように径方向に指向して円周方向に複数の例えば２つの進角用オイル貫通孔３５０−１と、上側メタル進角用油溝３４６−１の一側の前方側で径方向に指向して円周方向に複数の例えば２つの遅角用オイル貫通孔３５０−２と、上側メタル進角用油溝３４６−１の他側の後方側で径方向に指向した一つの潤滑用オイル貫通孔３５０−３とが形成されている。また、下側ベアリングメタル２６２−１、上側ベアリングメタル２６２−２には、下側メタル位置決め部材４０２−１、上側メタル位置決め部材４０２−２が形成されている。
【００５２】
吸気カム軸２２６の第１吸気カムジャーナル２３０−１の軸端面には、図３５に示す如く、アクチュエータ取付ボルト穴３００の周辺で軸心方向に複数の遅角用端面油路３６４と、アクチュエータ取付ボルト穴３００と共働して軸心方向に進角用端面油路３６２とが形成される。遅角用端面油路３６４は、油圧アクチュエータ２９８の遅角室（図示せず）に連通するものである。また、進角用端面油路３６２は、油圧アクチュエータ２９８の進角室（図示せず）に連通するものである。
【００５３】
また、吸気カム軸２２６の第１吸気カムジャーナル２３０−１の外周面には、図３５に示す如く、下側メタル進角用油溝３４２−１と上側メタル進角用油溝３４６−１とに対応して進角用シャフト油溝３５２−１が形成されているとともに、遅角用オイル貫通孔３５０−２に対応してキリ加工された遅角用シャフト油溝３５２−２が遅角用端面油路３６４の一端側に連通して形成され、また、潤滑用オイル貫通孔３５０−３に対応してシャフト側潤滑油溝３５４が形成され、更に、これら溝の両側に外方に突出して一側、他側スラスト受け部２３６−１、２３６−２が設けられ、しかも、一側スラスト受け部２３６−１よりも端面側のアクチュエータ取付部２３４に遅角用連絡溝４０４が遅角用端面油路３６４の他端側に連通して形成されている。この遅角用連絡溝４０４は、遅角用端面油路３６４を油圧アクチュエータ２９８の遅角室（図示せず）に連通するものである。
【００５４】
また、吸気カム軸２２６の第１吸気カムジャーナル２３０−１には、進角用シャフト油溝３５２−１とアクチュエータ取付ボルト穴３００とに連通して径方向に指向する進角用オイル連絡孔が４０６形成され、また、カム軸潤滑用油路３６８とシャフト側潤滑油溝３５４とを連通するように斜めに指向する潤滑用連絡路４０８が形成されている。
【００５５】
この場合に、吸気カムハウジング２４６には、図３７に示す如く、進角用オイル貫通孔３５０−１に対応した進角用ハウジング油路４１０−１と、遅角用オイル貫通孔３５０−２に対応した遅角用ハウジング油路４１０−２と、吸気側軸支部油溝４１２と、この吸気側軸支部油溝４１２に連通した吸気側溝状通路４１４とが形成され、しかも、両側に一側、他側スラスト受け面４１６−１、４１６−２が形成されている。
【００５６】
この参考例３においては、進角制御用油路の通路断面積を遅角用制御油路の通路断面積よりも大きくするように変更して、進角制御時に、オイル流量を多くして進角の応答性を向上することができる。
【００５７】
図３８は、参考例４を示すものである。
【００５８】
この参考例４において、第１吸気カムジャーナル２３０−１の外周面には、所要の通路断面積を確保するように比較的大きな幅Ｗで且つ比較的浅めの深さＤの進角用シャフト油溝３５２−１を形成した。
【００５９】
この参考例４においては、進角用シャフト油溝３５２−１を形成するために、第１吸気カムジャーナル２３０−１の外周面を深く削る必要がなく、第１吸気カムジャーナル２３０−１の剛性の低下を防止することができる。
【００６０】
図３９は、参考例５を示すものである。
【００６１】
この参考例５において、第１吸気カムジャーナル２３０−１には、外周面の円周方向に複数のシャフト油溝５０２を窪ませて形成するとともに、これらシャフト油溝５０２を連通するように、内部にシャフト油連通孔５０４を形成し、制御用油路５０６を構成した。
【００６２】
この参考例５においては、制御用油路５０６が、第１吸気カムジャーナル２３０−１において、外周面上で連続せず、内部にも形成されていることから、第１吸気カムジャーナル２３０−１の強度の低下を防止することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、シャフト側制御用油路のために、カムジャーナル径を他の部位よりも極端に小さくさせることなく、これにより、カム軸の強度が低下するのを防止するとともに、制御用油路の所要の通路断面積を確保させ、油圧駆動装置を安定して作動させ得る。
【００６４】
また、別体にオイル供給用ハウジングを不要として部品点数を低減し、また、油圧アクチュエータが存在するエンジンの前方方向でボリウムや嵩が大きくする必要がないことから、エンジンの前後長を小さくしてエンジンの小型化を招き、よって、エンジンの搭載性が向上したり、保守点検のスペースを確保させたり、しかも、エンジンの重量増加を回避し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図２の矢印１のエンジンの拡大断面図である。
【図２】 エンジンの断面図である。
【図３】 エンジンの正面図である。
【図４】 エンジンの平面図である。
【図５】 シリンダヘッドカバーの平面図である。
【図６】 シリンダヘッドの平面図である。
【図７】 図６の矢印７のシリンダヘッドの側面図である。
【図８】 チェーンカバーの正面図である。
【図９】 図８の矢印９のチェーンカバーの平面図である。
【図１０】 チェーンカバーの背面図である。
【図１１】 吸気カム軸の支持状態の断面図である。
【図１２】 図１１の１２−１２線による断面図である。
【図１３】 吸気カムハウジングの正面図である。
【図１４】 図１３の矢印１４の吸気カムハウジングの平面図である。
【図１５】 図１３の矢印１５の吸気カムハウジングの底面図である。
【図１６】 図１４の矢印１６の吸気カムハウジングの背面図である。
【図１７】 図１５の１７−１７線による断面図である。
【図１８】 図１４の１８−１８線による断面図である。
【図１９】 図１５の１９−１９線による断面図である。
【図２０】 下側ベアリングメタルの正面図である。
【図２１】 図２０の矢印２１の下側ベアリングメタルの平面図である。
【図２２】 上側ベアリングメタルの正面図である。
【図２３】 図２２の矢印２３の上側ベアリングメタルの底面図である。
【図２４】 吸気カム軸の一部側面図である。
【図２５】 図２４の矢印２５による吸気カム軸の正面図である。
【図２６】 図２５の２６−２６線による吸気カム軸の断面図である。
【図２７】 図２４の２７−２７線による吸気カム軸の断面図である。
【図２８】 図２４の２８−２８線による吸気カム軸の断面図である。
【図２９】 図２４の２９−２９線による吸気カム軸の断面図である。
【図３０】 参考例１におけるカムジャーナルの断面図である。
【図３１】 参考例２におけるカムジャーナルの断面図である。
【図３２】 参考例３におけるエンジンの拡大断面図である。
【図３３】 下側ベアリングメタルの平面図である。
【図３４】 上側ベアリングメタルの底面図である。
【図３５】 吸気カム軸の端側の断面図である。
【図３６】 エンジンの一部平面図である。
【図３７】 吸気カムハウジングの一部底面図である。
【図３８】 参考例４におけるベアリングメタル底面図である。
【図３９】 参考例５におけるカムジャーナルの斜視図である。
【符号の説明】
２ エンジン
４ シリンダブロック
６ シリンダヘッド
２６ 吸気カム軸
２８ 排気カム軸
３０ 吸気カムジャーナル
４６ 吸気カムハウジング
６２ 軸受部材
９６ 可変バルブタイミング装置
９８ 油圧アクチュエータ
１１０ 制御用油路
１５６ 進角用シャフト側制御用油路
１５８ 遅角用シャフト側制御用油路
１６０ シャフト側潤滑用油路
Claims (1)
- エンジンにクランク軸の回転で駆動されて油圧を発生するオイルポンプを設け、前記エンジンのシリンダヘッドに設置したカム軸の軸端部位には油圧で作動される油圧駆動装置を設け、前記オイルポンプからのオイルを前記カム軸を経て前記油圧駆動装置に導く制御用油路を設けたエンジンのカム軸支持構造において、前記シリンダヘッドのヘッド側軸支部とカムハウジングのハウジング側軸支部との間の一つには軸受部材を介して前記カム軸のカムジャーナルを軸支して設け、前記制御用油路の一部を前記カム軸の前記カムジャーナルの外周面に形成したシャフト側油溝とこのシャフト側油溝に対応させて前記軸受部材の内周面に形成したベアリング側油溝とによってシャフト側制御用油路として形成し、前記カム軸の前記カムジャーナルの外周面には複数のシャフト側油溝が形成され、これらシャフト側油溝中の一は前記カム軸を中空として形成したカム軸潤滑用油路に連通して設けられ、このカム軸潤滑用油路に連通する前記一のシャフト側油溝には前記カム軸の他のカムジャーナルとともにオイルが供給され、前記カムハウジングの前記ハウジング側軸支部の接合面には他のカム軸を軸支する軸支部の油溝に連絡する溝状通路を設けたことを特徴とするエンジンのカム軸支持構造。
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