JP2005282580A - 内燃機関のオイル通路構造 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関のオイル通路構造において、既存のシリンダブロックに何んら形状等の変更を加えることなく、シリンダブロックの下部位からオイル制御弁にオイルを導き、加工設備の改造・投資を不要とし、もって、設備投資を小さくすることができ、また、オイル制御弁には、オイルフィルタで濾過されたオイルを供給し、オイル制御弁が異物によるかじりやロック、作動不良を生じることをなくし、オイル制御弁の機能を良好に維持することにある。
【解決手段】内燃機関をクランク軸の軸方向から透視した場合、オイル制御弁を、シリンダヘッドと重なる位置であってクランク軸に対してエンジンマウントブラケット部とほぼ同じ高さとなる位置に配置し、さらに、内燃機関をクランク軸と直交方向から見た場合、オイルポンプをタイミングチェーンの隣りに配置するとともにオイルフィルタをタイミングチェーンよりもクランク軸の中央寄りに配置している。
【選択図】図１

Description

この発明は、内燃機関のオイル通路構造に係り、特に可変バルブタイミング装置の油圧アクチュエータを作動させるオイル制御弁にオイルを導く内燃機関のオイル通路構造に関するものである。

車両の内燃機関においては、シリンダブロックにクランク軸を軸支して設け、このクランク軸にクランクタイミングスプロケットを設け、シリンダブロックに載置したシリンダヘッドには吸排気弁を開閉動作させるカム軸を軸支して設け、このカム軸にカムスプロケットを設け、クランクタイミングスプロケットとカムスプロケットとにタイミングチェーンを巻掛けて設け、このタイミングチェーンを覆ってチェーン室を形成するようにシリンダブロックとシリンダヘッドとに跨がる被包部材を設け、シリンダブロック側のクランク軸にオイルポンプを設けているものがある。

そして、近年、車両の内燃機関にあっては、必要とされる各種機能を向上させるために、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ものがある。

この可変バルブタイミング装置にあっては、図１１に示す如く、クランク軸２０２にオイルポンプ２０４とクランクタイミングスプロケット２０６とを設け、また、吸気、排気カム軸２０８、２１０に吸気、排気カムスプロケット２１２、２１４を設け、これらクランクタイミングスプロケット２０６と吸気、排気カムスプロケット２１２、２１４にタイミングチェーン２１６を巻掛けて設け、吸気カム軸２０８の端部位に油圧機器としての油圧アクチュエータ２１８を設け、この油圧アクチュエータ２１８を作動させるオイル制御弁２２０をシリンダヘッド（図示せず）に設け、このオイル制御弁２２０を作動する制御手段（ＥＣＵ）２２２を設けている。この制御手段２２２は、クランク角センサ２２４とカム角センサ２２６とに連絡し、内燃機関（図示せず）の運転状態に応じて最適なバルブタイミングを演算し、オイル制御弁２２０を作動して油圧アクチュエータ２１８への油圧を制御し、吸気カムとクランク軸２０２との位相を可変させるものである。

この場合に、図１２に示す如く、シリンダブロック側のオイルポンプ２０４からのオイルをシリンダヘッド側のオイル制御弁２２０に導くために、オイルパイプ２２８の一端側の一側パイプ接続部２３０を一側ユニオンボルト２３２によってシリンダブロック２３４に取付けるとともに、オイルパイプ２２８の他端側の他側パイプ接続部２３６を他側ユニオンボルト２３８によって吸気カム軸２０８を保持する吸気カムキャップ２４０に取付けている。このオイルパイプ２２８は、内燃機関の外側に現出して外付けされている。

従来、このようなオイル通路構造には、シリンダブロックの下部位にオイルポンプを設けた内燃機関において、被包部材であるチェーンカバーにオイル通路を形成したものがある。
また、オイル通路構造には、クランクケースのオイルギャラリに直線状の複数の連通管を接続したものがある。
更に、オイル通路構造には、オイル制御弁である油圧制御弁をシリンダブロックのデットスペースに配設したものがある。
更にまた、オイル通路構造には、可変バルブタイミング装置を有する内燃機関において、シリンダヘッドにオイル通路を形成したものがある。
また、オイル通路構造には、クランクケース内に潤滑油管を配設したものがある。
実開平５−６１１２号公報 特開平８−２３２６２５号公報 特開平８−２８２３１号公報 特開平９−１７０４１５号公報 実開昭６２−１７９３１４号公報

ところで、従来、可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関にあっては、オイル制御弁へのオイル通路系として、シリンダブロックに形成したメインギャラリから内燃機関の外側にオイルパイプを配設した場合に、オイルパイプが外付けのために、オイル洩れが生じた場合に、オイルが内燃機関の外部に洩れるという不都合があり、また、シリンダブロックやシリンダヘッドに専用の加工穴によってオイル通路を形成した場合には、専用穴が必要なために、専用のシリンダブロックやシリンダヘッドが必要になるとともに、加工設備も必要となり、また、設計の自由度が小さくなり、更に、シリンダブロックの加工を専用機で行っているので、加工穴の追加や変更があった場合に、加工ラインを改造しなければならず、もって、設備投資が大きくなるという不都合があった。また、上記の特許文献１にあっては、オイルポンプからのオイルが、濾過されることなくそのままオイル制御弁に送られることから、オイル制御弁に作動不良が生じ易くなるという不都合があった。

この発明は、内燃機関のシリンダブロックにオイルフィルタを取り付け、前記シリンダブロックにクランク軸を軸支し、このクランク軸にクランクタイミングスプロケットを取り付け、前記シリンダブロックに載置したシリンダヘッドにカム軸を軸支し、このカム軸に可変バルブタイミング装置の油圧アクチュエータとカムスプロケットとを取り付け、前記クランクタイミングスプロケットと前記カムスプロケットとにタイミングチェーンを巻き掛け、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドとに跨って前記タイミングチェーンを覆う被包部材を取り付け、この被包部材の外壁面に前記油圧アクチェエータヘのオイルポンプからの油圧を制御するオイル制御弁を取り付け、前記内燃機関をマウントするエンジンマウントブラケット部を備えた内燃機関のオイル通路構造において、前記内燃機関を前記クランク軸の軸方向から透視した場合、前記オイル制御弁を、前記シリンダヘッドと重なる位置であって前記クランク軸に対して前記エンジンマウントブラケット部とほぼ同じ高さとなる位置に配置し、さらに、前記内燃機関を前記クランク軸と直交方向から見た場合、前記オイルポンプを前記タイミングチェーンの隣りに配置するとともに前記オイルフィルタを前記タイミングチェーンよりも前記クランク軸の中央寄りに配置したことを特徴とする。

この発明の内燃機関のオイル通路構造は、既存のシリンダブロックに何んら形状等の変更を加えることなく、シリンダブロックの下部位からオイル制御弁にオイルを導くことができるので、加工設備の改造・投資が不要となり、もって、設備投資を小さくすることができ、また、オイル制御弁には、オイルフィルタで濾過されたオイルを供給することができるので、オイル制御弁が異物によるかじりやロック、作動不良を生じることがなく、オイル制御弁の機能を良好に維持することができる。

この発明は、加工設備の改造・投資を不要とする目的を、被包部材にオイル通路を設けて実現するものである。
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〜図１０は、この発明の実施例を示すものである。

図１、２、８、９において、２は車両（図示せず）に搭載される多気筒用の内燃機関、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はカム室、１２はブリーザ室、１４はオイルパンである。シリンダブロック４は、クランク軸１６を軸支する上側の第１シリンダブロック４−１と下側の第２シリンダブロック（クランクロアケース）４−２とからなる。

第１シリンダブロック４−１には、図１、２に示す如く、例えば、３つの気筒１８が直列に形成されている。シリンダヘッド６には、各気筒１８に対応して点火栓２０が取付けられている。

クランク軸１６には、一端側にクランクプーリ２２がプーリ取付ボルト２４で取付けられているとともに、他端側にフライホイール２６がホイール取付ボルト２８で取付けられ、また、各気筒１８に対応してコンロッド３０の基端側が取付けられている。このコンロッド３０の先端側には、気筒１８内で往復動するピストン３２が取付けられている。

シリンダヘッド６には、各気筒１８に対応して燃焼室３４が形成されている。

また、シリンダヘッド６には、吸気マニホルド３６とエアクリーナ３８と吸気レゾネータ４０とが設置されているとともに、酸素センサ４２を備えた排気マニホルド４４と、エンジンマウントブラケット部４６とが取付けられている。

シリンダブロック４には、ウォータポンププーリ４８及び冷却パイプ５０を備えたウォータポンプ５２と、オルタネータプーリ５４を備えたオルタネータ５６とが取付けられている。クランクプーリ２２とウォータポンププーリ４８とオルタネータプーリ５４とには、Ｖベルト５８が巻掛けて設けられる。

第２シリンダブロック４−２には、油温又は油圧を検出するオイルセンサ６０が取付けられている。

クランク軸１６の一端側には、クランクタイミングスプロケット６２とオイルポンプ６４とが取付けられている。

オイルポンプ６４にあっては、外側からの後述する被包部材１０８と内側からのポンププレート６６とにより、ロータ室６８と吸入ポート７０と吐出ポート７２とが形成されている。ポンププレート６６は、プレート取付ねじ７４で被包部材１０８の内面に取付けられている。ロータ室６８には、内ロータと外ロータ（図示せず）が収容される。吐出ポート７２の部位で、被包部材１０８には、リリーフ弁７６が取付けられている。

第２シリンダブロック４−２には、吸入ポート７０に連絡する吸入パイプ７８の基端側がパイプ取付ボルト８０で取付けられている。この吸入パイプ７８の先端側は、オイルパン１４の底部位に位置してオイルストレーナ８２を備えている。

シリンダヘッド６の上部には、吸気、排気カム軸８４、８６が並列に軸支して設けられている。吸気カム軸８４は、燃焼室３４を開閉する吸気弁８８を動作させるものである。排気カム軸８６は、燃焼室３４を開閉する排気弁９０を動作させるものである。吸気カム軸８４の一端側には、吸気カムスプロケット９２が吸気側取付ボルト９４で取付けられている。排気カム軸８６の一端側には、排気カムスプロケット９６が排気側取付ボルト９８で取付けられている。

クランクタイミングスプロケット６２と吸気カムスプロケット９２と排気カムスプロケット９６とには、タイミングチェーン１００が巻掛けて設けられている。

また、吸気カム軸８４には、油圧機器として、可変バルブタイミング装置の油圧アクチュエータ１０２が吸気側取付ボルト９４で取付けられている。

シリンダヘッド６には、例えば、吸気カムスプロケット９２の回転をクランク角として検出するクランク角センサ１０４が取付けられている。

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１００を覆ってチェーン室１０６を形成するように、被包部材１０８が跨って取付けられる。この被包部材１０８は、アルミニウム製の材質からなり、チェーンカバー又はオイルポンプケースからなる。この被包部材１０８の上面には、シリンダヘッドカバー８が載置して設けられる。

この被包部材１０８には、シリンダヘッド６の高さ位置のバルブ取付ボス１１０にオイル制御弁１１２がバルブ取付ボルト１１４で設けられる。このオイル制御弁１１２は、制御手段（図示せず）で作動され、油圧アクチュエータ１０２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。

第２シリンダブロック４−２には、図４〜図６に示す如く、メインギャラリ１１６とサブギャラリ１１８とがクランク軸１６の軸方向に指向して形成されている。

図５、図６に示す如く、サブギャラリ１１８は、メインギャラリ１１６よりも外側、つまり、オイルポンプ６４から離間する側に配設されている。このサブギャラリ１１８は、オイルポンプ６４の下流側通路としての、クランク軸６の軸方向で被包部材１０８に形成した第１サブギャラリ連通孔１２０とこの第１サブギャラリ連通孔１２０に連通してクランク軸１６と直交方向で被包部材１０８に形成した第２サブギャラリ連通孔１２２とに連通している。この第２サブギャラリ連通孔１２２は、一端側が盲栓１２４で閉塞されるとともに、他端側が吐出ポート７２に連通している。

また、図５、図６に示す如く、メインギャラリ１１６は、サブギャラリ１１８よりもオイルポンプ６４側で内側に配設され、第１サブギャラリ連通孔１２０と平行で被包部材１０８に形成した第１メインギャラリ連通穴１２６に連通している。この第１メインギャラリ穴１２６は、被包部材１０８を貫通しないで形成されている。この第１メインギャラリ連通穴１２６の奥部位には、斜めでチェーン室１０６に開口するように被包部材１０８に形成した第２メインギャラリ連通孔１２８が連通している。この第２メインギャラリ連通孔１２８は、後述するユニオンボルト１３２を取付けるためにねじ孔に形成されている。よって、前記第１、第２メインギャラリ連通穴１２６、１２８は、被包部材１０８の内側で、シリンダブロック４との接合部１０８Ａを介してメインギャラリ１１６に連通するとともに、オイル制御弁１１２に至るオイル通路を形成するものである。

また、第２シリンダブロック４−２には、図８に示す如く、サブギャラリ１１８からのオイルを流入するとともに、オイルを濾過してメインギャラリ１１６にオイルを流出するオイルフィルタ１３０が設けられている。

被包部材１０８の第２メインギャラリ連通孔１２８には、ユニオンボルト１３２が取付けられている。

このユニオンボルト１３２には、オイルパイプ１３４の一端側のパイプ接続部１３６が嵌装して設けられる。

このオイルパイプ１３４は、鉄製の材質からなり、被包部材１０８の線膨張係数とは異なる線膨張係数を有し、チェーン室１０６内に配設され、他端側が連結取付ボルト１３８で被包部材１０８に取付けたパイプ連結部材１４０に接続されている。このパイプ連結部材１４０には、オイル制御弁１１２に連絡する連絡油路１４２が形成されている。

また、オイルパイプ１３４には、第２シリンダブロック４−２側の一端側でオイルポンプ６４との干渉を回避するように、第１〜３曲げ部１４４−１〜１４４−３が形成されているとともに、シリンダヘッド６側の他端側がタイミングチェーン１００に沿って略直線状に形成されている。

また、被包部材１０８の内側には、図１、図４、図１０に示す如く、シリンダヘッド６との接合部１０８Ｂを介してオイル制御弁１１２からのオイルを油圧アクチュエータ１０２に導くように、油圧連絡通路１４６と、遅角、進角通路１４８、１５０とが形成されている。

次に、この実施例の作用を説明する。

オイルポンプ６４の駆動により、オイルパン１４内のオイルは、オイルストレーナ８２から吸入され、吸入ポート７０から吐出ポート７２に送給され、そして、第２、第１サブギャラリ連通孔１２２、１２０からサブギャラリ１１８を経てオイルフィルタ１３０に至り、このオイルフィルタ１３０で不純物が除去され、そして、メインギャラリ１１６に送られ、更に、第１メインギャラリ連通穴１２６、第２メインギャラリ連通孔１２８からオイルパイプ１３４を経てオイル制御弁１１２に至る。また、シリンダブロック４には、オイルパイプ１３４と並列にメインギャラリ１１６から内燃機関２の各部を潤滑する潤滑用経路が設けられる。

このオイル制御弁１１２は、エンジン回転数、アクセル開度、水温等の各条件で、制御手段によって作動され、遅角油路１４８及び進角油路１５０への油圧を調整して油圧アクチュエータ１０２を作動させ、適正なバルブタイミングとする。

ところで、この実施例の構成によれば、既存の第１、第２シリンダブロック４−１、４−２に何んら形状等の変更を加えることなく、シリンダブロック４の下部位からオイル制御弁１１２にオイルを導くことができるので、加工設備の改造・投資が不要となり、もって、設備投資を小さくすることができる。

また、オイル制御弁１１２には、オイルフィルタ１３０で濾過されたオイルを供給することができるので、オイル制御弁１１２が異物によるかじりやロック、作動不良を生じることがなく、オイル制御弁１１２の機能を良好に維持することができる。

更に、被包部材１０８に第１、第２サブギャラリ連通孔１２０、１２２及び第１メインギャラリ連通穴１２６、第２メインギャラリ連通孔１２８を形成するので、シリンダブロック４の穴加工の工程を低減するとともに、シリンダブロック４の形状を簡単にすることができる。

内燃機関に取り付ける被包部材にオイル通路を設けること、他の構造にも適用することができる。

内燃機関の断面図である。 図１の内燃機関の平面図である。 内燃機関の概略正面図である。 被包部材の内側からの図である。 図４の要部拡大図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線による拡大断面図である。 内燃機関の概略正面図である。 内燃機関の側面図である。 図８の内燃機関の正面図である。 図１の要部拡大断面図である。 従来における可変バルブタイミング装置の構成図である。 従来において外付けのオイルパイプの取付状態を示す図である。

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
１６ クランク軸
６４ オイルポンプ
８４ 吸気カム軸
８６ 排気カム軸
１００ タイミングチェーン
１０２ 油圧アクチュエータ
１０６ チェーン室
１０８ 被包部材
１１２ オイル制御弁
１１６ メインギャラリ
１１８ サブギャラリ
１２０ 第１サブギャラリ連通孔
１２２ 第２サブギャラリ連通孔
１２６ 第１メインギャラリ連通穴
１２８ 第２メインギャラリ連通孔
１３０ オイルフィルタ
１３４ オイルパイプ

Claims (3)

1. 内燃機関のシリンダブロックにオイルフィルタを取り付け、前記シリンダブロックにクランク軸を軸支し、このクランク軸にクランクタイミングスプロケットを取り付け、前記シリンダブロックに載置したシリンダヘッドにカム軸を軸支し、このカム軸に可変バルブタイミング装置の油圧アクチュエータとカムスプロケットとを取り付け、前記クランクタイミングスプロケットと前記カムスプロケットとにタイミングチェーンを巻き掛け、前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドとに跨って前記タイミングチェーンを覆う被包部材を取り付け、この被包部材の外壁面に前記油圧アクチェエータヘのオイルポンプからの油圧を制御するオイル制御弁を取り付け、前記内燃機関をマウントするエンジンマウントブラケット部を備えた内燃機関のオイル通路構造において、前記内燃機関を前記クランク軸の軸方向から透視した場合、前記オイル制御弁を、前記シリンダヘッドと重なる位置であって前記クランク軸に対して前記エンジンマウントブラケット部とほぼ同じ高さとなる位置に配置し、さらに、前記内燃機関を前記クランク軸と直交方向から見た場合、前記オイルポンプを前記タイミングチェーンの隣りに配置するとともに前記オイルフィルタを前記タイミングチェーンよりも前記クランク軸の中央寄りに配置したことを特徴とする内燃機関のオイル通路構造。
2. 前記内燃機関に配置されるウォータポンプとオルタネータとをベルトにて駆動し、前記内燃機関を前記クランク軸の軸方向から透視した場合、前記オイルポンプを前記ベルトでほぼ囲まれた位置に配置するとともに、前記オイル制御弁へのオイルを前記ベルトと前記タイミングチェーンとの間を経由させたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関のオイル通路構造。
3. 前記シリンダブロックを上側の第１シリンダブロックと下側の第２シリンダブロックとで構成し、前記オイルフィルタを前記第２シリンダブロックに設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の内燃機関のオイル通路構造。
   

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