JP3846408B2

JP3846408B2 - Variable valve timing device for engine

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Publication number: JP3846408B2
Application number: JP2002331672A
Authority: JP
Inventors: 真生福馬; 雅博内藤; 幸一清水
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2022-11-15
Also published as: JP2004162661A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの可変バルブタイミング装置に関し、エンジンの動弁機構の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車用などのエンジンにおいては、吸・排気バルブの開閉時期を可変とする可変バルブタイミング装置が備えられることがある。そのエンジンの可変バルブタイミング装置の従来例として特許文献１に記載のものがある。これによると、クランクシャフトにチェーンで連動するスプロケットの中に、カムシャフト側に一体のロータとスプロケット側に一体のケーシングとで形成された進角用油圧室と遅角用油圧室とが設けられ、これらの油圧室への油圧（進角用油圧・遅角用油圧）の給排を制御することによって、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相が変化する。その場合、上記進角用油圧室及び遅角用油圧室に供給する油圧の制御は、例えばエンジン回転数センサやスロットル開度センサなどの各種センサの検出結果に基づいて、カムシャフトを支持するカムキャップ近傍に設けられた油圧制御弁によって行なわれる。
【０００３】
ここで、可変バルブタイミング装置に必要な油路としては、例えば、油圧源から上記油圧制御弁に通じて、該制御弁に制御の元圧を供給する油圧供給油路や、上記油圧制御弁から進角用油圧室及び遅角用油圧室に通じて、各油圧室にそれぞれ進角用油圧及び遅角用油圧を導入する進角用油路及び遅角用油路などがある。その場合、上記油圧制御弁が、カムシャフトを支持するカムキャップに組み付けられることがあり、そのときには、上記油圧供給油路や進角用油路及び遅角用油路もまたカムキャップを利用して、該カムキャップの厚みの中に形成されることがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−５０１０２号公報（第３−５頁、第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カムキャップの内部に上記油圧供給油路や進角用油路及び遅角用油路などの複数の油路を設ける場合、これらの油路と、カムキャップをシリンダヘッドに締結するためのボルト孔などとが交差することを回避しなければならない。また、もちろん、油路同士が相互に交差することも回避しなければならない。その結果、カムキャップがいきおい幅方向（厚み方向：カムシャフトの延びる方向）に大型化し、エンジンのコンパクト化、ひいては車両のコンパクト化が阻害されてしまう。
【０００６】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、エンジンの可変バルブタイミング装置に用いられる油路を、カムキャップを大型化することなく、該カムキャップに十全に形成することを主たる課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
【０００８】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの端部にそれぞれ設けられ、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相を可変とする油圧式位相可変機構と、該位相可変機構の進角用油圧室及び遅角用油圧室に供給する油圧を制御する油圧制御弁とを有し、油圧源から該油圧制御弁に通じる油圧供給油路、並びに該油圧制御弁と上記位相可変機構の進角用油圧室及び遅角用油圧室とをそれぞれ連通させる進角用油路及び遅角用油路がカムシャフトを支持するカムキャップに設けられているエンジンの可変バルブタイミング装置に関するもので、上記油圧供給油路、進角用油路、及び遅角用油路のうちの少なくとも２つの油路の主要部が、上記カムキャップにおけるカムシャフト方向と直交する一方の端面に設けられた溝状通路と、該端面を覆うカバー部材とで構成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、油圧供給油路、進角用油路、及び遅角用油路のうちの少なくとも２つの油路の主要部を、カムキャップにおけるカムシャフト方向と直交する一方の端面に設けた溝状通路と、該端面ひいては該溝状通路を覆うカバー部材とで構成したから、結局、上記油圧供給油路、進角用油路、及び遅角用油路のうちの少なくとも２つの油路の主要部が、カムキャップの一方の端面に位置することになる。よって、エンジンの可変バルブタイミング装置に必要な複数の油路を、カムキャップを利用して、該カムキャップに形成するけれども、該カムキャップを大型化（特に厚み方向に大型化）することがない。
【００１０】
しかも、これらの油路と、カムキャップの厚みの中に形成され、カムキャップをシリンダヘッドに締結するためのボルト孔との交差を心配することもない。加えて、これらの油路（溝状通路）が外部に面しているから、該油路をカムキャップの内部に形成するときと比べて、該油路同士を相互に交差しないように形成することが極めて容易となり、製造コストの削減が図られる。
【００１１】
なお、このように、カムキャップ端面の溝状通路をカバー部材で覆うことによって、該溝状通路は油路となって完成するが、このとき、カバー部材にも上記溝状通路に対応する溝状通路を設けると、カムキャップ側の溝状通路の深さを浅くすることができ、その結果、カムキャップの幅方向の寸法をより一層小さくすることができる。
【００１２】
次に、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、油圧制御弁は、軸方向をカムキャップの端面に平行に向けて該カムキャップに取り付けられており、かつ該端面に設けられた油圧供給油路、進角用油路及び遅角用油路のうちの少なくとも２つの油路を構成する溝状通路は、上記油圧制御弁の軸方向に並べて設けられていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、油圧制御弁をカムキャップの端面に平行な方向に延びるように配置することにより、該油圧制御弁に設けられた各ポートが同方向に並ぶ。また、上記各ポートと接続する、油圧供給油路、進角用油路、及び遅角用油路のうちの少なくとも２つの油路を構成する溝状通路もまた、油圧制御弁の軸方向に並んでいるから、結局、上記各ポートと同様、カムキャップの端面に平行な方向に並ぶ。つまり、カムキャップ端面に設けられた複数の油路と、対応する油圧制御弁のポートとが、同じ方向に並ぶから、各ポートとそれに対応する油路との接続が極めて容易となる。したがって、カムキャップ端面に設けられた油路から油圧制御弁のポートに接続する際の油路の引き回しが少なくなり、この点からもカムキャップのコンパクト化が図れる。また、油路を形成・完成するための付随的機械加工が少なくて済み、この点からも製造コストの削減が図られる。
【００１４】
次に、請求項３に記載の発明は、上記請求項１又は２に記載の発明において、カムキャップの端面には、進角用油路及び遅角用油路の主要部をそれぞれ構成する溝状通路が設けられていると共に、該カムキャップにおけるカムシャフトの軸受面には、上記進角用油路及び遅角用油路の一部をそれぞれ構成する環状溝がカムシャフト方向に並べて設けられており、上記両溝状通路は、上記環状溝側の端部で、互いに異なる深さで深くされていると共に、この深くされた両溝状通路の端部と対応する環状溝とをそれぞれ連通させる連通路が、各環状溝に対応させてカムシャフト方向に並べて設けられていることを特徴とする。
【００１５】
この発明は、カムキャップの端面に、進角用油路及び遅角用油路の溝状通路が設けられ、カムキャップにおけるカムシャフトの軸受面に、進角用油路及び遅角用油路の環状溝が設けられている場合における、次のような問題に対処するものである。すなわち、上記カムキャップ端面の溝状通路と、軸受面の環状溝とを相互に連通させるためには、環状溝がカムキャップ端面から幅方向（厚み方向）に離間しているから、まずそのギャップを埋めるために、溝状通路における環状溝側の端部で、カムキャップの厚み方向に横穴を開け、そして、該横穴に対して、環状溝側から、カムキャップの端面に平行な方向に縦穴を開けることが考えられる。すなわち、少なくとも縦・横２つの連通路が必要となり、その結果、少なくとも２回の加工工程が必要となる。このような問題は、溝状通路と環状溝とが、カムキャップの厚み方向により遠く離間するほど発生する可能性が高くなる。
【００１６】
そこで、この発明では、カムキャップ端面にある溝状通路の環状溝側の端部の深さを他の部分の深さよりも深くして、該深い部分で、上記ギャップを埋めるための横穴を兼ねるようにしたのである。これにより、溝状通路と環状溝とを連通させるときに、カムキャップの幅方向への横穴を開ける必要がなくなり、環状溝側から上記深い部分に向けて、連通路として縦穴を開けるだけで済むようになる。その結果、カムキャップ内部の油路の加工工程が少なくなり、油路を形成・完成するための付随的機械加工が少なくて済み、この点からも製造コストの削減が図られる。
【００１７】
次に、請求項４に記載の発明は、上記請求項１から３のいずれかに記載の発明において、溝状通路は、カムキャップの成形時に形成されたものであることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、カムキャップ端面の溝状通路を、例えば鋳造や焼結等のカムキャップの成形時に同時に形成することによって、カムキャップを成形した後に別途油路を後加工で形成するような手間が廃止でき、この点からも製造コストの削減が図られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１、図２に示すように、本実施の形態に係るエンジン１には、図外のクランクシャフト（符号２を付す）に平行に配置され、シリンダヘッド３とカムキャップ４とで回転自在に支持された、吸気カムシャフト５及び排気カムシャフト６が備えられている。これらのカムシャフト５，６の一端部近傍には、該カムシャフト５，６に対して所定範囲内で相対回転可能なスプロケット７，８が嵌合されると共に、これらのスプロケット７，８とクランクシャフト２側のスプロケットとの間にチェーン９が巻き掛けられている。そして、クランクシャフト２の回転に伴い、上記チェーン９を介して、両スプロケット７，８及び両カムシャフト５，６が回転し、これにより、カムシャフト５，６にそれぞれ固設された複数のカム１０…１０，１１…１１（図１参照）を介して、複数の吸気バルブ１２…１２及び排気バルブ１３…１３が開閉駆動される。
【００２０】
このエンジン１の可変バルブタイミング装置２０は、吸気カムシャフト５及び排気カムシャフト６のスプロケット７，８側の端部にそれぞれ設けられ、クランクシャフト２に対するこれらのカムシャフト５，６の回転位相角（すなわちクランクシャフト２に対する吸気バルブ１２…１２及び排気バルブ１３…１３の開閉時期の位相角）をそれぞれ独立して変更する吸気側及び排気側の油圧式位相可変機構２２，２３と、該位相可変機構２２，２３の進角用油圧室５１…５１及び遅角用油圧室５２…５２（図４参照）に供給する油圧を制御する排気側の油圧制御弁２１及び吸気側の油圧制御弁（図示せず）とを有する。両位相可変機構２２，２３は、エンジン１の運転状態に応じて、相互に独立して、個別に制御される。そして、両位相可変機構２２，２３は、構造がほぼ同様とされているので、以下、排気側位相可変機構２３を例にとってその構造を説明し、吸気側位相可変機構２２についてはその構造の説明は省略する。
【００２１】
すなわち、位相可変機構２３は、図３、図４に示すように、中心に向けて突出する複数の突出部３０…３０（図４に２つだけ図示）を有する中空のハウジング３１と、該ハウジング３１の蓋部材３２とを含み、これらのハウジング３１と蓋部材３２とが複数のボルト３３…３３によりスプロケット８に一体に固定された基本構造である。また、位相可変機構２３は、上記ハウジング３１に収容され、周辺に向けて突出する複数の（より詳しくは、ハウジング３１の突出部３０と同数の）係合部３７…３７（図４に１つだけ図示）を有するロータ３５と、該ロータ３５の中心部に嵌合される受け部材３６とを含み、これらのロータ３５と受け部材３６とが中心部の単一のボルト３４により排気カムシャフト６に一体に固定された構造である。各係合部３７…３７は、スプロケット８とハウジング３１と蓋部材３２とロータ３５とで囲まれた空間を、進角用油圧室５１と遅角用油圧室５２とに画成する。ここで、各係合部３７の頂面には、オイルシール３８が配設されている。
【００２２】
上記受け部材３６にはツルマキバネ３９が内装されている。ツルマキバネ３９の一端３９ａは、蓋部材３２に立設されたピン４０に係止され、他端３９ｂは、上記受け部材３６の中央ボス部に設けられた凹部に係止されている。ツルマキバネ３９は、カムシャフト６を、スプロケット８に対し、進角方向（図４の矢印Ｘ）に付勢する。
【００２３】
また、位相可変機構２３は、図３に明示したように、ロック機構４２を搭載する。このロック機構４２は、ロータ３５の所定の１つの係合部３７の中で軸方向に移動可能なロックピン４３を含む。ロックピン４３は、リターンスプリング４５によって、常にスプロケット８側に付勢されている。スプロケット８には、カムシャフト６及びロータ３５が、オーバーラップを最も狭くする位置（図例は排気側であるから、カムシャフト６及びロータ３５の最進角位置）に到達したときに、上記ロックピン４３が嵌入する凹所４４が形成されている。さらに該凹所４４のスプロケット８側には、後述する進角用油路６２に連通する解除用油圧室４６が設けられている。
【００２４】
一方、図５に示すように、油圧制御弁２１は、軸方向が上下に延びるように油圧制御弁挿入孔２１ａに挿入され、ブラケット７１及びボルト７２を用いて、カムキャップ４に組み付けられている。油圧制御弁２１は、中空のバルブケース６８と、該ケース６８内を軸方向に移動可能なスプール６９と、該スプール６９を１方向に付勢するスプリング７０とを有する。上記スプール６９の軸方向の移動量は、コントロールユニット（図示せず）で駆動が制御されるアクチュエータ、例えば電磁ソレノイドなどで調整される。油圧制御弁２１には、１つの入力ポート６１と、２つのドレンポート６４，６５と、２つの出力ポート６６，６７とが設けられている。そして、入力ポート６１に油圧供給油路６０が接続され、出力ポート６６，６７にそれぞれ進角用油路６２及び遅角用油路６３が接続されている。このとき、油圧制御弁２１のポートの配置は、上から順に、進角用出力ポート６６、入力ポート６１、遅角用出力ポート６７の順である。また、油路の配置は、上から順に、進角用油路６２、油圧供給油路６０、遅角用油路６３の順である。
【００２５】
供給油路６０は、図外の油圧源から制御の元圧をこの油圧制御弁２１に供給する。進角用油路６２及び遅角用油路６３は、この油圧制御弁２１から進角用油圧及び遅角用油圧を上記位相可変機構２３の進角用油圧室５１及び遅角用油圧室５２にそれぞれ供給する。スプール６９の軸方向の位置に応じて、進角用油路６２及び遅角用油路６３の入力ポート６１との連通度及びドレンポート６４，６５との連通度が変化し、上記進角用油圧室５１及び遅角用油圧室５２に供給される進角用油圧及び遅角用油圧が制御される。
【００２６】
次に、この可変バルブタイミング装置２０における上記各油路６０，６２，６３の構成、特に、進角用油路６２及び遅角用油路６３の構成を中心に説明する。まず、本実施形態においては、上記進角用油路６２及び遅角用油路６３は、カムキャップ４に設けられている。また、上記進角用油路６２及び遅角用油路６３は、油圧制御弁２１と位相可変機構２３の進角用油圧室５１及び遅角用油圧室５２とをそれぞれ連通させている。また、上記進角用油路６２及び遅角用油路６３の一部は、カムキャップ４におけるカムシャフト６の軸受面８２に形成された環状溝１０１，１００で構成されている。
【００２７】
すなわち、図１、図２に示すように、カムキャップ４は、シリンダヘッド３の位相可変機構２２，２３側の端部の上面に、複数のボルト８０…８０で締結されている。シリンダヘッド３の上面（カムキャップ４との合せ面）及びカムキャップ４の下面（シリンダヘッド３との合せ面）には、それぞれ下方又は上方に湾曲する半円形の、カムシャフト５，６の軸受面８１，８１，８２，８２が形成されており、これらが合わさり、協働することによって、カムシャフト５，６の軸受部８３，８４が形成されている。
【００２８】
図６に示すように、カムキャップ４の正面（カバー部材９３との合せ面）には、３つの線状溝９０，９１，９２が形成されている。なお、図６において線状溝９０〜９２の右端部を始端部、左端部を終端部とする。また、図７及び図８に示すように、カバー部材９３の背面（カムキャップ４との合せ面）には、上記溝９０〜９２と鏡像関係にある、同じく３つの線状溝９５，９６，９７が形成されている。そして、図２に示したように、これらのカムキャップ４とカバー部材９３とを密着させて、複数のボルト９４…９４で締結することにより、上記溝９０〜９２，９５〜９７同士が合わさり、それぞれ、上記供給油路６０、進角用油路６２、及び遅角用油路６３の一部が構成される。このとき、油路の配置は、油圧制御弁２１の場合と同様に、上から順に、進角用油路６２、供給油路６０、遅角用油路６３の順である。すなわち、進角用油路６２は遅角用油路６３より上位位置に設けられている。
【００２９】
また、図３及び図９に示すように、カムキャップ４における排気カムシャフト６の軸受面８２には、２つの環状溝１００，１０１が形成されている。一方の環状溝１００は、遅角用油路６３の一部を構成し、他方の環状溝１０１は、進角用油路６２の一部を構成する。その場合、遅角用油路６３の環状溝１００は、進角用油路６２の環状溝１０１よりも、カムキャップ４の軸受面８２における幅方向の端部寄りに設けられている。しかも、カムキャップ４の軸受面８２における位相可変機構２３側の端部寄りに設けられている。一方、進角用油路６２の環状溝１０１は、カムキャップ４の軸受面８２における幅方向のほぼ中央に設けられている。
【００３０】
図３に明示したように、排気カムシャフト６の周面には、上記環状溝１００，１０１にそれぞれ臨む縦穴１０２，１０３が形成されており、該縦穴１０２，１０３を介して、上記環状溝１００，１０１から供給される遅角用油圧・進角用油圧が、カムシャフト６の内部に設けられた横穴１０４，１０５を経て、それぞれ位相可変機構２３の遅角用油圧室５２及び進角用油圧室５１に導かれる。
【００３１】
また、図９及び図１０に示すように、カムキャップ４の底面には、吸気カムシャフト５及び排気カムシャフト６の軸受面８２，８２間で、縦穴１１０が形成されている。この縦穴１１０は、図６及び図１０に示すように、横穴１１１を介して、供給油路６０の線状溝９０の始端部と連通している。
【００３２】
そして、図１１及び図１２に示すように、供給油路６０は、線状溝９０の終端部から油圧制御弁２１の入力ポート６１に至る連通路１２０を有する。
【００３３】
一方、図１３及び図１４に示すように、進角用油路６２は、線状溝９１の終端部がそのまま油圧制御弁２１に通じている。ここで、図１４に明示したように、進角用油路６２の線状溝９１は、カムシャフト６の軸受面８２の上方に位置する始端部において、深く形成された箇所１２１を有している。そして、図１４に示すように、進角用油路６２の線状溝９１は、その深く形成された箇所１２１において、単一の連通路１２２のみにより、進角用油路６２の環状溝１０１と連通している。
【００３４】
また、図１５に示すように、遅角用油路６３も、進角用油路６２と同様、線状溝９２の終端部がそのまま油圧制御弁２１に通じている。ここで、遅角用油路６３の線状溝９２は、カムシャフト６の軸受面８２に近接する始端部において、終端部と比べて深く形成された箇所１２３を有している。そして、遅角用油路６３の線状溝９２は、その箇所１２３において、単一の連通路１２４のみにより、遅角用油路６３の環状溝１００と連通している。
【００３５】
次に、本実施形態の作用について説明する。まず、位相可変機構２３の作用を説明すると、図４に示すように、ロータ３５は、スプロケット８、ハウジング３１、及び蓋部材３２に対して、係合部３７…３７が突出部３０…３０に当接するまで、所定範囲内で相対回転可能である。これにより、スプロケット８ひいてはクランクシャフト２に対するカムシャフト６の回転位相角が変更可能となり、クランクシャフト２に対する排気バルブ１３…１３の開閉時期が変更可能となる。また、ツルマキバネ３９は、カムシャフト６を、その回転方向である進角方向Ｘに付勢している。これにより、排気バルブ１３…１３を常時閉側に付勢するリターンスプリング（図示せず）の反力によって排気カムシャフト６が遅角方向（オーバーラップが大きくなる方向）へ付勢されることが緩和される。
【００３６】
次に、排気側位相可変機構２３の進角用油圧室５１又は遅角用油圧室５２にそれぞれ進角用油圧・遅角用油圧が供給される動作を説明する。まず、この油圧の給排制御は、例えばエンジン回転数センサやスロットル開度センサあるいは水温センサなどの各種センサで検出されたエンジン１の運転状態に基づいて、油圧制御弁２１を駆使してコントロールユニットにより行われ、エンジン１の出力性能などが最適化される。もちろん、吸気側位相可変機構２２もまた、エンジン１の運転状態に基づいて、図示しない油圧制御弁を駆使して、同様に、個別に制御される。
【００３７】
次に、カムキャップ４に設けられた油路６０，６２，６３の作用について説明する。まず、本実施形態では、油圧供給油路６０、進角用油路６２、及び遅角用油路６３のうちの少なくとも２つの油路（より詳しくはすべての油路）の主要部を、カムキャップ４におけるカムシャフト５，６が延びる方向と直交する一方の端面に設けた溝状通路９０〜９２と、該端面ひいては該溝状通路９０〜９２を覆うカバー部材９３とで構成したから、結局、上記油圧供給油路６０、進角用油路６２、及び遅角用油路６３のすべての油路の主要部が、カムキャップ４の一方の端面に位置することになる。よって、このエンジン１の可変バルブタイミング装置２０に必要な複数の油路６０，６２，６３を、カムキャップ４を利用して、該カムキャップ４に形成するけれども、該カムキャップ４を大型化（特に幅方向・厚み方向に大型化）することが回避できる。
【００３８】
しかも、これらの油路６０，６２，６３が、カムキャップ４の厚みの中に形成され、カムキャップ４をシリンダヘッド３に締結するための複数のボルト８０…８０用の孔等と交差する心配もない。加えて、これらの油路６０，６２，６３（より詳しくは溝状通路９０〜９２）が外部に面しているから、該油路６０，６２，６３（溝状通路９０〜９２）をカムキャップ４の内部に形成するときと比べて、該油路（９０〜９２）同士を相互に交差しないように形成することが極めて容易となり、製造コストの削減が図られる。
【００３９】
なお、このように、カムキャップ４の端面の溝状通路９０〜９２をカバー部材９３で覆うことによって、該溝状通路９０〜９２はそれぞれ油路６０，６２，６３の主要部となって完成するが、このとき、カバー部材９３にも上記溝状通路９０〜９２に対応する溝状通路９５〜９７を設けたので、カムキャップ４側の溝状通路９０〜９２の深さを浅くすることができ、その結果、カムキャップ４の幅方向の寸法をより一層小さくすることができる。
【００４０】
また、油圧制御弁２１を、カムキャップ４の端面に平行な方向に（より詳しくは上下方向に）延びるように配置したから、該油圧制御弁２１に設けられた各ポート６１，６４〜６７が同じく上下方向に並ぶ。また、特に、入力ポート６１及び出力ポート６６，６７と接続する、油圧供給油路６０、進角用油路６２、及び遅角用油路６３のうちの少なくとも２つの油路（より詳しくはすべての油路）を構成する溝状通路９０〜９２もまた、油圧制御弁２１の軸方向、つまり上下方向に並んでいるから、結局、上記各ポート６１，６４〜６７と同様、カムキャップ４の端面に平行な上下方向に並ぶ。つまり、カムキャップ４の端面に設けられた複数の油路６０，６２，６３（溝状通路９０〜９２）と、対応する油圧制御弁２１のポート６１，６６，６７とが、同じ上下方向に並ぶから、各ポート６１，６６，６７と、それに対応する油路６０，６２，６３（９０〜９２）との接続が極めて容易となる。したがって、カムキャップ４の端面に設けられた油路６０，６２，６３（９０〜９２）から油圧制御弁２１のポート６１，６６，６７に接続する際の油路の引き回しが少なくなり、この点からもカムキャップ４のコンパクト化が図れる。また、油路６０，６２，６３（９０〜９２）を形成・完成するための付随的機械加工が少なくて済み、この点からも製造コストの削減が図られる。
【００４１】
また、カムキャップ４の端面にある溝状通路９１，９２の環状溝１０１，１００側の端部（始端部）の深さを他の部分（例えば終端部）の深さよりも深くして、該深い部分１２１，１２３で、環状溝１０１，１００に通じる横穴を兼ねるようにしたから、溝状通路９１，９２と環状溝１０１，１００とを連通させるときに、カムキャップ４の幅方向への横穴を開ける必要がなくなり、環状溝１０１，１００側から上記深い部分１２１，１２３に向けて縦穴１２２，１２４を開けるだけで済むようになる。その結果、カムキャップ４の内部における油路６２，６３の加工工程が少なくなり、油路６２，６３を形成・完成するための付随的機械加工が少なくて済み、この点からも製造コストの削減が図られる。
【００４２】
また、カムキャップ４の端面の溝状通路９０〜９２を、例えば鋳造や焼結等のカムキャップ４の成形時に同時に形成することができ、これにより、例えば、カムキャップ４を成形した後に別途油路（９０〜９２等）を後加工で形成するような手間が廃止でき、この点からも製造コストの削減が図られる。
【００４３】
次に、シリンダヘッド３へのカムキャップ４の位置決め機構について説明する。図１６に示すように、位置決め機構は、供給油路６０の縦穴１１０とシリンダヘッド３に形成された縦穴１３０とを連結する第１のチューブラピン１３１と、図９に示すように、シリンダヘッド３をカムキャップ４に締結するボルト８０…８０のうちの油圧制御弁２１から最も遠いボルトのボルト孔１３２でシリンダヘッド３とカムキャップ４とを連結する第２のチューブラピン１３３との、２つのピンからなる（図９のボルト孔１３２の内側の二重線は、第２のチューブピン１３３が当接する段部を示す）。なお、上記シリンダヘッド３側の縦穴１３０は、図外の油圧源に通じている。
【００４４】
ここで、図１６に明示したように、第１のチューブラピン１１２の周面には絞り孔１３４，１３４が設けられている。また、図９に明示したように、カムキャップ４の底面には、上記縦穴１１０から、吸気カムシャフト５及び排気カムシャフト６の軸受面８２，８２にそれぞれ通じる潤滑用の油溝１３５，１３６が設けられている。その場合に、該油溝１３５，１３６の通路上には、両カムシャフト５，６間に配置されたボルト８０，８０が位置するため、該ボルト８０，８０を避けるように、該ボルト孔１３７，１３８の周りに湾曲する溝部１３９，１４０を設けて、作動油を両カムシャフト５，６の軸受面８２，８２に支障なく供給することを図っている。
【００４５】
なお、本実施の形態では、排気側の位相可変機構２３に通じる油路６０，６２，６３に本発明を適用したが、吸気側の位相可変機構２２に通じる油路にも本発明は適応し得る。
【００４６】
【発明の効果】
以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明によれば、エンジンの可変バルブタイミング装置に用いられる油路を、カムキャップを大型化することなく、該カムキャップに十全に形成することができるから、本発明は、エンジンのコンパクト化、ひいては車両のコンパクト化に寄与する。本発明は、エンジンの可変バルブタイミング装置一般に用いて好適であり、自動車等の車両の技術分野において幅広い産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るエンジンの可変バルブタイミング装置を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線による矢視図である。
【図３】排気側の油圧式位相可変機構の周辺を示す一部切欠きの拡大側面図である。
【図４】同位相可変機構の一部切欠き正面図である。
【図５】油圧制御弁の一部切欠き正面図である。
【図６】カムキャップの正面図（カバー部材との合せ面）である。
【図７】カバー部材の背面図（カムキャップとの合せ面）である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図９】カムキャップの底面図（シリンダヘッドとの合せ面）である。
【図１０】図６のＣ−Ｃ線による断面図である。
【図１１】図６のＤ−Ｄ線による断面図である。
【図１２】図１１のＥ−Ｅ線による断面図である。
【図１３】図６のＦ−Ｆ線による断面図である。
【図１４】図６のＧ−Ｇ線による断面図である。
【図１５】図６のＨ−Ｈ線による断面図である。
【図１６】図２のＩ−Ｉ線による断面図である。
【符号の説明】
１エンジン
２クランクシャフト
４カムキャップ
５吸気カムシャフト
６排気カムシャフト
２０可変バルブタイミング装置
２１油圧制御弁
５１進角用油圧室
５２遅角用油圧室
２２，２３位相可変機構
６２進角用油路
６３遅角用油路
８３，８４軸受面
９０溝状通路（供給油路）
９１溝状通路（進角用油路）
９２溝状通路（遅角用油路）
９３カバー部材
１００（６３）環状溝（遅角用油路）
１０１（６２）環状溝（進角用油路）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable valve timing device for an engine, and belongs to the technical field of an engine valve mechanism.
[0002]
[Prior art]
In recent years, engines for automobiles and the like are sometimes provided with a variable valve timing device that makes opening / closing timings of intake and exhaust valves variable. There exists a thing of patent document 1 as a prior art example of the variable valve timing apparatus of the engine. According to this, in the sprocket linked to the crankshaft by a chain, an advance hydraulic chamber and a retard hydraulic chamber formed by an integral rotor on the camshaft side and an integral casing on the sprocket side are provided. The phase of the camshaft relative to the crankshaft is changed by controlling the supply and discharge of the hydraulic pressure (advance hydraulic pressure / retard hydraulic pressure) to these hydraulic chambers. In this case, the hydraulic pressure supplied to the advance hydraulic chamber and the retard hydraulic chamber is controlled by a cam that supports the camshaft based on detection results of various sensors such as an engine speed sensor and a throttle opening sensor. This is performed by a hydraulic control valve provided in the vicinity of the cap.
[0003]
Here, as an oil path required for the variable valve timing device, for example, a hydraulic supply oil path that supplies an original control pressure to the control valve from a hydraulic source to the hydraulic control valve, or from the hydraulic control valve. There are an advance oil passage and a retard oil passage through which the advance oil pressure chamber and the retard oil pressure chamber lead to the advance oil pressure chamber and the retard oil pressure chamber, respectively. In this case, the hydraulic control valve may be assembled to a cam cap that supports the camshaft. In that case, the hydraulic supply oil passage, the advance oil passage, and the retard oil passage also use the cam cap. Thus, it may be formed in the thickness of the cam cap.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-50102 A (page 3-5, FIG. 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when providing a plurality of oil passages such as the hydraulic supply oil passage, the advance oil passage, and the retard oil passage in the cam cap, these oil passages and the cam cap for fastening the cam cap to the cylinder head. It must be avoided that the bolt holes intersect. Of course, oil passages must also be avoided from crossing each other. As a result, the cam cap is suddenly enlarged in the width direction (thickness direction: the direction in which the camshaft extends), and the compactness of the engine, and hence the compactness of the vehicle, are hindered.
[0006]
The present invention has been made in view of such a situation, and mainly aims to fully form an oil passage used in a variable valve timing device for an engine without enlarging the cam cap. Let it be an issue.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention is configured as follows.
[0008]
First, an invention according to claim 1 of the present application is provided at an end portion of an intake camshaft or an exhaust camshaft, respectively, and a hydraulic phase variable mechanism that varies a phase of the camshaft with respect to a crankshaft, and the phase variable mechanism A hydraulic control valve that controls the hydraulic pressure supplied to the advance hydraulic chamber and the retard hydraulic chamber, and a hydraulic supply oil passage that leads from the hydraulic source to the hydraulic control valve, and the hydraulic control valve and the phase variable The present invention relates to a variable valve timing device for an engine in which an advance oil passage and a retard oil passage for communicating with an advance hydraulic chamber and a retard hydraulic chamber of a mechanism are provided in a cam cap that supports a camshaft. And at least two of the hydraulic supply oil passage, the advance oil passage, and the retard oil passage, the main portion of one end face of the cam cap that is orthogonal to the camshaft direction A groove-like passage provided, characterized in that it is composed of a cover member covering the end face.
[0009]
According to the present invention, main portions of at least two of the hydraulic supply oil passage, the advance oil passage, and the retard oil passage are provided on one end face of the cam cap that is orthogonal to the camshaft direction. In the end, at least two oils among the hydraulic supply oil passage, the advance oil passage, and the retard oil passage are formed by the groove-like passage and the end surface and thus the cover member that covers the groove-like passage. The main part of the road is located on one end face of the cam cap. Therefore, although a plurality of oil passages necessary for the variable valve timing device of the engine are formed in the cam cap using the cam cap, the cam cap is not enlarged (particularly in the thickness direction). .
[0010]
Moreover, these oil passages are formed in the thickness of the cam cap and do not worry about the intersection of the bolt holes for fastening the cam cap to the cylinder head. In addition, since these oil passages (groove-like passages) face the outside, the oil passages are formed so as not to cross each other as compared with the case where the oil passages are formed inside the cam cap. This makes it extremely easy to reduce the manufacturing cost.
[0011]
In this way, by covering the groove-like passage on the end face of the cam cap with the cover member, the groove-like passage is completed as an oil passage. At this time, the groove corresponding to the groove-like passage is also formed on the cover member. When the groove-like passage is provided, the depth of the groove-like passage on the cam cap side can be reduced, and as a result, the dimension in the width direction of the cam cap can be further reduced.
[0012]
Next, the invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the hydraulic control valve is attached to the cam cap with the axial direction parallel to the end face of the cam cap, and Groove-shaped passages constituting at least two of the hydraulic supply oil passage, the advance oil passage, and the retard oil passage provided on the end face are provided side by side in the axial direction of the hydraulic control valve. It is characterized by that.
[0013]
According to this invention, by arranging the hydraulic control valve so as to extend in a direction parallel to the end face of the cam cap, the ports provided in the hydraulic control valve are arranged in the same direction. Further, the groove-like passages constituting at least two of the hydraulic supply oil passage, the advance oil passage, and the retard oil passage connected to the respective ports are also provided in the axial direction of the hydraulic control valve. Since they are lined up, they are lined up in the direction parallel to the end face of the cam cap as in the case of each port. That is, since the plurality of oil passages provided on the end face of the cam cap and the corresponding hydraulic control valve ports are arranged in the same direction, it is very easy to connect each port to the corresponding oil passage. Accordingly, the oil passage is less routed when connecting from the oil passage provided on the end face of the cam cap to the port of the hydraulic control valve, and the cam cap can be made compact in this respect as well. In addition, there is less incidental machining for forming and completing the oil passage, which also reduces the manufacturing cost.
[0014]
Next, according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the end face of the cam cap has grooves that respectively constitute main portions of the advance oil passage and the retard oil passage. And an annular groove that constitutes part of the advance oil passage and the retard oil passage is arranged in the camshaft direction on the bearing surface of the camshaft in the cam cap. The both groove-shaped passages are at the end on the annular groove side, The communication passages that are deepened at different depths and communicate with the end portions of both deepened groove-like passages and the corresponding annular grooves are provided side by side in the camshaft direction corresponding to the respective annular grooves. ing It is characterized by that.
[0015]
In the present invention, grooved passages of an advance oil passage and a retard oil passage are provided on the end face of the cam cap, and an advance oil passage and a retard oil passage are formed on the bearing surface of the cam shaft in the cam cap. In the case where the annular groove is provided, the following problems are addressed. That is, in order to allow the grooved passage on the cam cap end surface and the annular groove on the bearing surface to communicate with each other, the annular groove is separated from the cam cap end surface in the width direction (thickness direction). In order to fill the gap, a lateral hole is made in the thickness direction of the cam cap at the end of the groove-shaped passage on the annular groove side, and a vertical hole is formed in the direction parallel to the end face of the cam cap from the annular groove side with respect to the lateral hole Can be opened. That is, at least two vertical and horizontal communication paths are required, and as a result, at least two machining steps are required. Such a problem is more likely to occur as the groove-like passage and the annular groove are further away from each other in the thickness direction of the cam cap.
[0016]
Therefore, in the present invention, the depth of the end portion on the annular groove side of the groove-like passage on the end face of the cam cap is made deeper than the depth of the other portion, and the deep portion also serves as a lateral hole for filling the gap. I did it. This eliminates the need to make a lateral hole in the width direction of the cam cap when the groove-shaped passage and the annular groove are communicated, and from the annular groove side toward the deep portion. As a communication path All you need to do is drill a vertical hole. As a result, the number of processing steps for the oil passage inside the cam cap is reduced, and there is less incidental machining for forming and completing the oil passage, which also reduces the manufacturing cost.
[0017]
Next, an invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the groove-like passage is formed when the cam cap is formed.
[0018]
According to the present invention, the groove-like passage on the end face of the cam cap is formed at the same time when the cam cap is formed, for example, casting or sintering, so that the oil passage is separately formed by post-processing after the cam cap is formed. This can save time and manufacturing costs.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. As shown in FIGS. 1 and 2, the engine 1 according to the present embodiment is arranged in parallel to a crankshaft (noted 2) outside the figure and is rotatable by a cylinder head 3 and a cam cap 4. A supported intake camshaft 5 and exhaust camshaft 6 are provided. Sprockets 7 and 8 that can rotate relative to the camshafts 5 and 6 within a predetermined range are fitted in the vicinity of one end portions of the camshafts 5 and 6. A chain 9 is wound around the sprocket on the shaft 2 side. As the crankshaft 2 rotates, both the sprockets 7 and 8 and the two camshafts 5 and 6 rotate via the chain 9, thereby a plurality of cams fixed to the camshafts 5 and 6, respectively. A plurality of intake valves 12... 12 and exhaust valves 13... 13 are opened and closed via 10.
[0020]
The variable valve timing device 20 of the engine 1 is provided at each end of the intake camshaft 5 and the exhaust camshaft 6 on the sprockets 7 and 8 side, and the rotational phase angle of these camshafts 5 and 6 with respect to the crankshaft 2 ( That is, the intake-side and exhaust-side hydraulic phase variable mechanisms 22 and 23 that independently change the opening / closing timing phase of the intake valves 12... 12 and the exhaust valves 13. Exhaust-side hydraulic control valves 21 and intake-side hydraulic control valves (not shown) for controlling the hydraulic pressure supplied to the advance hydraulic chambers 51... 51 and the retard hydraulic chambers 52. Z). Both phase variable mechanisms 22 and 23 are individually controlled independently of each other in accordance with the operating state of the engine 1. Since the phase variable mechanisms 22 and 23 have substantially the same structure, the structure of the exhaust side phase variable mechanism 23 will be described below as an example, and the structure of the intake side phase variable mechanism 22 will be described. Is omitted.
[0021]
That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the phase varying mechanism 23 includes a hollow housing 31 having a plurality of projecting portions 30... 30 (only two are shown in FIG. 4) projecting toward the center, and the housing. 31 is a basic structure in which the housing 31 and the lid member 32 are integrally fixed to the sprocket 8 by a plurality of bolts 33. The phase variable mechanism 23 is accommodated in the housing 31 and protrudes toward the periphery (more specifically, the number of engaging portions 37... 37 (one in FIG. 4). And a receiving member 36 fitted into the center of the rotor 35. The rotor 35 and the receiving member 36 are connected to the exhaust camshaft 6 by a single bolt 34 at the center. It is the structure fixed integrally with. Each of the engaging portions 37... 37 defines a space surrounded by the sprocket 8, the housing 31, the lid member 32, and the rotor 35 as an advance hydraulic chamber 51 and a retard hydraulic chamber 52. Here, an oil seal 38 is disposed on the top surface of each engaging portion 37.
[0022]
A crest spring 39 is internally provided in the receiving member 36. One end 39 a of the crumbling spring 39 is locked to a pin 40 erected on the lid member 32, and the other end 39 b is locked to a recess provided in the central boss portion of the receiving member 36. The crumbling spring 39 urges the camshaft 6 against the sprocket 8 in the advance direction (arrow X in FIG. 4).
[0023]
Moreover, the phase variable mechanism 23 is equipped with a lock mechanism 42 as clearly shown in FIG. The lock mechanism 42 includes a lock pin 43 that is movable in the axial direction within one predetermined engaging portion 37 of the rotor 35. The lock pin 43 is always urged toward the sprocket 8 by a return spring 45. When the camshaft 6 and the rotor 35 reach the position where the overlap is the narrowest (the exhaust side is shown in the figure, the camshaft 6 and the rotor 35 are at the most advanced angle positions). A recess 44 into which the pin 43 is inserted is formed. Further, a release hydraulic chamber 46 communicating with an advance oil passage 62 described later is provided on the sprocket 8 side of the recess 44.
[0024]
On the other hand, as shown in FIG. 5, the hydraulic control valve 21 is inserted into the hydraulic control valve insertion hole 21 a so that the axial direction extends vertically, and is assembled to the cam cap 4 using a bracket 71 and a bolt 72. . The hydraulic control valve 21 includes a hollow valve case 68, a spool 69 that can move in the case 68 in the axial direction, and a spring 70 that biases the spool 69 in one direction. The amount of movement of the spool 69 in the axial direction is adjusted by an actuator whose drive is controlled by a control unit (not shown), such as an electromagnetic solenoid. The hydraulic control valve 21 is provided with one input port 61, two drain ports 64 and 65, and two output ports 66 and 67. A hydraulic oil supply passage 60 is connected to the input port 61, and an advance oil passage 62 and a retard oil passage 63 are connected to the output ports 66 and 67, respectively. At this time, the ports of the hydraulic control valve 21 are arranged in the order of the advance output port 66, the input port 61, and the retard output port 67 in order from the top. Further, the oil passages are arranged in the order of the advance oil passage 62, the hydraulic supply oil passage 60, and the retard oil passage 63 in order from the top.
[0025]
The supply oil passage 60 supplies a control original pressure to the hydraulic control valve 21 from a hydraulic source (not shown). The advance oil passage 62 and the retard oil passage 63 are supplied from the oil pressure control valve 21 to the advance oil pressure chamber 51 and the retard oil pressure chamber 52 of the phase variable mechanism 23. To supply each. Depending on the position of the spool 69 in the axial direction, the degree of communication with the input port 61 and the degree of communication with the drain ports 64 and 65 of the advance angle oil passage 62 and the retard angle oil passage 63 change, and the advance angle The advance hydraulic pressure and the retard hydraulic pressure supplied to the hydraulic chamber 51 and the retard hydraulic chamber 52 are controlled.
[0026]
Next, the configuration of the oil passages 60, 62, 63 in the variable valve timing device 20, particularly the configuration of the advance oil passage 62 and the retard oil passage 63 will be mainly described. First, in the present embodiment, the advance oil passage 62 and the retard oil passage 63 are provided in the cam cap 4. Further, the advance oil passage 62 and the retard oil passage 63 communicate the hydraulic control valve 21 with the advance hydraulic chamber 51 and the retard hydraulic chamber 52 of the phase variable mechanism 23, respectively. Further, a part of the advance oil passage 62 and the retard oil passage 63 are constituted by annular grooves 101 and 100 formed in the bearing surface 82 of the camshaft 6 in the cam cap 4.
[0027]
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the cam cap 4 is fastened to the upper surface of the end portion of the cylinder head 3 on the phase variable mechanism 22, 23 side by a plurality of bolts 80. On the upper surface of the cylinder head 3 (the mating surface with the cam cap 4) and the lower surface of the cam cap 4 (the mating surface with the cylinder head 3), bearings of camshafts 5 and 6 that are curved downward or upward, respectively. Surfaces 81, 81, 82, 82 are formed, and by combining and cooperating with each other, bearing portions 83, 84 of the camshafts 5, 6 are formed.
[0028]
As shown in FIG. 6, three linear grooves 90, 91, and 92 are formed on the front surface of the cam cap 4 (the mating surface with the cover member 93). In FIG. 6, the right end portion of the linear grooves 90 to 92 is the start end portion, and the left end portion is the end portion. As shown in FIGS. 7 and 8, the back surface of the cover member 93 (the mating surface with the cam cap 4) has three linear grooves 95, 96, which are mirror images of the grooves 90 to 92. 97 is formed. Then, as shown in FIG. 2, the cam cap 4 and the cover member 93 are brought into close contact with each other and fastened with a plurality of bolts 94... 94, so that the grooves 90 to 92 and 95 to 97 are joined together. Each of the supply oil passage 60, the advance oil passage 62, and the retard oil passage 63 is configured. At this time, as in the case of the hydraulic control valve 21, the oil passages are arranged in the order of the advance oil passage 62, the supply oil passage 60, and the retard oil passage 63 in order from the top. That is, the advance oil passage 62 is provided at a higher position than the retard oil passage 63.
[0029]
As shown in FIGS. 3 and 9, two annular grooves 100 and 101 are formed in the bearing surface 82 of the exhaust camshaft 6 in the cam cap 4. One annular groove 100 constitutes a part of the retarding oil passage 63, and the other annular groove 101 constitutes a part of the advance oil passage 62. In that case, the annular groove 100 of the retarding oil passage 63 is provided closer to the end in the width direction of the bearing surface 82 of the cam cap 4 than the annular groove 101 of the advance oil passage 62. Moreover, the cam cap 4 is provided near the end of the bearing surface 82 on the phase variable mechanism 23 side. On the other hand, the annular groove 101 of the advance oil passage 62 is provided substantially at the center in the width direction of the bearing surface 82 of the cam cap 4.
[0030]
As clearly shown in FIG. 3, vertical holes 102 and 103 facing the annular grooves 100 and 101 are formed on the peripheral surface of the exhaust camshaft 6, and the annular groove 100 is interposed through the vertical holes 102 and 103. , 101 are supplied from the retarding hydraulic pressure advancement hydraulic pressure 52 through the lateral holes 104, 105 provided inside the camshaft 6, respectively. Guided to chamber 51.
[0031]
As shown in FIGS. 9 and 10, a vertical hole 110 is formed in the bottom surface of the cam cap 4 between the bearing surfaces 82 and 82 of the intake camshaft 5 and the exhaust camshaft 6. As shown in FIGS. 6 and 10, the vertical hole 110 communicates with the start end portion of the linear groove 90 of the supply oil passage 60 through the horizontal hole 111.
[0032]
As shown in FIGS. 11 and 12, the supply oil passage 60 has a communication passage 120 that extends from the end portion of the linear groove 90 to the input port 61 of the hydraulic control valve 21.
[0033]
On the other hand, as shown in FIGS. 13 and 14, in the advance oil passage 62, the end portion of the linear groove 91 communicates with the hydraulic control valve 21 as it is. Here, as clearly shown in FIG. 14, the linear groove 91 of the advance oil passage 62 has a deeply formed portion 121 at the start end portion located above the bearing surface 82 of the camshaft 6. Yes. As shown in FIG. 14, the linear groove 91 of the advance oil passage 62 has an annular groove 101 of the advance oil passage 62 only by a single communication passage 122 at a deeply formed portion 121. Communicated with.
[0034]
Further, as shown in FIG. 15, also in the retarding oil passage 63, the end portion of the linear groove 92 communicates with the hydraulic control valve 21 as it is, similarly to the advance oil passage 62. Here, the linear groove 92 of the retarding oil passage 63 is deeper at the start end portion close to the bearing surface 82 of the camshaft 6 than at the end portion. Formed place 123. Further, the linear groove 92 of the retarding oil passage 63 communicates with the annular groove 100 of the retarding oil passage 63 only at the portion 123 by a single communication passage 124.
[0035]
Next, the operation of this embodiment will be described. First, the operation of the phase variable mechanism 23 will be described. As shown in FIG. 4, the rotor 35 has engaging portions 37 to 37 with respect to the projecting portions 30 to 30 with respect to the sprocket 8, the housing 31, and the lid member 32. Until the contact, relative rotation is possible within a predetermined range. Thereby, the rotational phase angle of the camshaft 6 with respect to the sprocket 8 and the crankshaft 2 can be changed, and the opening / closing timing of the exhaust valves 13 to 13 with respect to the crankshaft 2 can be changed. Further, the crumbling spring 39 urges the camshaft 6 in the advance direction X that is the rotation direction thereof. As a result, the exhaust camshaft 6 is biased in the retarded direction (direction in which the overlap increases) by the reaction force of a return spring (not shown) that normally biases the exhaust valves 13. Alleviated.
[0036]
Next, an operation in which the advance hydraulic pressure / retard hydraulic pressure is supplied to the advance hydraulic chamber 51 or the retard hydraulic chamber 52 of the exhaust side phase variable mechanism 23 will be described. First, the hydraulic pressure supply / discharge control is performed by making full use of the hydraulic control valve 21 based on the operating state of the engine 1 detected by various sensors such as an engine speed sensor, a throttle opening sensor, or a water temperature sensor. The output performance of the engine 1 is optimized. Of course, the intake side phase variable mechanism 22 is also individually controlled based on the operating state of the engine 1 by using a hydraulic control valve (not shown).
[0037]
Next, the operation of the oil passages 60, 62, 63 provided in the cam cap 4 will be described. First, in this embodiment, the main part of at least two oil paths (more specifically, all the oil paths) of the hydraulic supply oil path 60, the advance oil path 62, and the retard oil path 63 are camped. Since it is composed of groove-shaped passages 90 to 92 provided on one end face orthogonal to the direction in which the camshafts 5 and 6 extend in the cap 4, and the cover member 93 that covers the end faces and thus the groove-shaped passages 90 to 92. The main portions of all the oil passages of the hydraulic supply oil passage 60, the advance oil passage 62, and the retard oil passage 63 are located on one end face of the cam cap 4. Therefore, although the plurality of oil passages 60, 62, 63 required for the variable valve timing device 20 of the engine 1 are formed in the cam cap 4 using the cam cap 4, the cam cap 4 is enlarged ( In particular, an increase in size in the width direction and the thickness direction can be avoided.
[0038]
Moreover, these oil passages 60, 62, 63 are formed in the thickness of the cam cap 4, and there is a concern that they intersect with holes for a plurality of bolts 80... 80 for fastening the cam cap 4 to the cylinder head 3. Nor. In addition, since these oil passages 60, 62 and 63 (more specifically, the groove-like passages 90 to 92) face the outside, the oil passages 60, 62 and 63 (the groove-like passages 90 to 92) are cammed. Compared with the case of forming the cap 4 inside, it is very easy to form the oil passages (90 to 92) so as not to cross each other, and the manufacturing cost can be reduced.
[0039]
In this way, by covering the groove-like passages 90 to 92 on the end face of the cam cap 4 with the cover member 93, the groove-like passages 90 to 92 become the main portions of the oil passages 60, 62, and 63, respectively. However, at this time, since the groove-like passages 95 to 97 corresponding to the groove-like passages 90 to 92 are also provided in the cover member 93, the depth of the groove-like passages 90 to 92 on the cam cap 4 side is reduced. As a result, the dimension of the cam cap 4 in the width direction can be further reduced.
[0040]
Further, since the hydraulic control valve 21 is arranged so as to extend in a direction parallel to the end face of the cam cap 4 (more specifically, in the vertical direction), the ports 61 and 64 to 67 provided in the hydraulic control valve 21 are provided. Also line up and down. In particular, at least two of the hydraulic supply oil passage 60, the advance oil passage 62, and the retard oil passage 63 connected to the input port 61 and the output ports 66 and 67 (more specifically, all of them). Are also arranged in the axial direction of the hydraulic control valve 21, that is, in the up-down direction, the end of the cam cap 4 is the same as the ports 61, 64-67. Line up in the vertical direction parallel to the end face. That is, the plurality of oil passages 60, 62, 63 (groove-like passages 90 to 92) provided on the end face of the cam cap 4 and the corresponding ports 61, 66, 67 of the hydraulic control valve 21 are in the same vertical direction. As a result, the ports 61, 66, 67 and the corresponding oil passages 60, 62, 63 (90 to 92) can be very easily connected. Therefore, the oil passage route when the oil passages 60, 62, 63 (90 to 92) provided on the end face of the cam cap 4 are connected to the ports 61, 66, 67 of the hydraulic control valve 21 is reduced. Therefore, the cam cap 4 can be made compact. Further, there is less incidental machining for forming and completing the oil passages 60, 62, 63 (90 to 92), and the manufacturing cost can be reduced also in this respect.
[0041]
Further, the depth of the end portions (starting end portions) on the annular grooves 101 and 100 side of the groove-shaped passages 91 and 92 on the end face of the cam cap 4 is made deeper than the depths of the other portions (for example, end portions), Since the deep portions 121 and 123 also serve as horizontal holes communicating with the annular grooves 101 and 100, when the groove-shaped passages 91 and 92 and the annular grooves 101 and 100 are communicated, the horizontal holes in the width direction of the cam cap 4 are formed. It becomes unnecessary to open the vertical holes 122 and 124 toward the deep portions 121 and 123 from the annular grooves 101 and 100 side. As a result, the processing steps of the oil passages 62 and 63 inside the cam cap 4 are reduced, and there is less incidental machining for forming and completing the oil passages 62 and 63, which also reduces the manufacturing cost. Is planned.
[0042]
Further, the groove-like passages 90 to 92 on the end face of the cam cap 4 can be formed at the same time when the cam cap 4 is formed, for example, by casting or sintering. The trouble of forming the paths (90 to 92, etc.) by post-processing can be eliminated, and the manufacturing cost can be reduced also from this point.
[0043]
Next, a positioning mechanism for the cam cap 4 to the cylinder head 3 will be described. As shown in FIG. 16, the positioning mechanism includes a first tubular pin 131 that connects the vertical hole 110 of the supply oil passage 60 and the vertical hole 130 formed in the cylinder head 3, and the cylinder head 3 as shown in FIG. Two pins of a second tubular pin 133 that connects the cylinder head 3 and the cam cap 4 with a bolt hole 132 of a bolt farthest from the hydraulic control valve 21 among the bolts 80... (A double line inside the bolt hole 132 in FIG. 9 indicates a step portion with which the second tube pin 133 abuts.) Note that the vertical hole 130 on the cylinder head 3 side communicates with a hydraulic pressure source (not shown).
[0044]
Here, as clearly shown in FIG. 16, throttle holes 134, 134 are provided on the peripheral surface of the first tubular pin 112. Further, as clearly shown in FIG. 9, lubricating oil grooves 135 and 136 communicating with the bearing surfaces 82 and 82 of the intake camshaft 5 and the exhaust camshaft 6 from the vertical hole 110 on the bottom surface of the cam cap 4, respectively. Is provided. In that case, since the bolts 80, 80 arranged between the camshafts 5, 6 are located on the passages of the oil grooves 135, 136, the bolt holes 137 are avoided so as to avoid the bolts 80, 80. , 138 is provided with curved grooves 139, 140 to supply hydraulic oil to the bearing surfaces 82, 82 of both camshafts 5, 6 without any trouble.
[0045]
In the present embodiment, the present invention is applied to the oil passages 60, 62, 63 that communicate with the exhaust-side phase variable mechanism 23, but the present invention is also applicable to the oil passage that communicates with the intake-side phase variable mechanism 22. obtain.
[0046]
【The invention's effect】
As described above in detail with specific examples, according to the present invention, the oil passage used for the variable valve timing device of the engine is fully formed in the cam cap without increasing the size of the cam cap. Therefore, the present invention contributes to the compactness of the engine, and hence the compactness of the vehicle. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for use in general in variable valve timing devices for engines, and has wide industrial applicability in the technical field of vehicles such as automobiles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a variable valve timing device for an engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view taken along the line AA in FIG.
FIG. 3 is an enlarged side view of a partially cutout showing the periphery of an exhaust-side hydraulic phase variable mechanism.
FIG. 4 is a partially cutaway front view of the same phase variable mechanism.
FIG. 5 is a partially cutaway front view of a hydraulic control valve.
FIG. 6 is a front view of the cam cap (a mating surface with a cover member).
FIG. 7 is a rear view of the cover member (a mating surface with a cam cap).
8 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 9 is a bottom view of the cam cap (a mating surface with a cylinder head).
10 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
11 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
12 is a cross-sectional view taken along line EE of FIG.
13 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG.
14 is a cross-sectional view taken along line GG in FIG.
15 is a cross-sectional view taken along line HH in FIG.
16 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
[Explanation of symbols]
1 engine
2 Crankshaft
4 Cam cap
5 Intake camshaft
6 Exhaust camshaft
20 Variable valve timing device
21 Hydraulic control valve
51 Advanced hydraulic chamber
52 Hydraulic chamber for retarding angle
22, 23 Phase variable mechanism
62 Advance oil passage
63 Delay oil passage
83,84 Bearing surface
90 Groove-shaped passage (supply oil passage)
91 Groove-shaped passage (advanced oil passage)
92 Groove-shaped passage (retarding oil passage)
93 Cover member
100 (63) annular groove (retarding oil passage)
101 (62) Annular groove (advanced oil passage)

Claims

吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの端部にそれぞれ設けられ、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相を可変とする油圧式位相可変機構と、該位相可変機構の進角用油圧室及び遅角用油圧室に供給する油圧を制御する油圧制御弁とを有し、油圧源から該油圧制御弁に通じる油圧供給油路、並びに該油圧制御弁と上記位相可変機構の進角用油圧室及び遅角用油圧室とをそれぞれ連通させる進角用油路及び遅角用油路がカムシャフトを支持するカムキャップに設けられているエンジンの可変バルブタイミング装置であって、上記油圧供給油路、進角用油路、及び遅角用油路のうちの少なくとも２つの油路の主要部が、上記カムキャップにおけるカムシャフト方向と直交する一方の端面に設けられた溝状通路と、該端面を覆うカバー部材とで構成されていることを特徴とするエンジンの可変バルブタイミング装置。A hydraulic phase variable mechanism that is provided at each end of the intake camshaft or the exhaust camshaft and makes the phase of the camshaft variable with respect to the crankshaft, and an advance hydraulic chamber and a retard hydraulic chamber of the phase variable mechanism A hydraulic supply oil path that communicates from a hydraulic source to the hydraulic control valve, and an advance hydraulic chamber and a retard hydraulic chamber of the phase variable mechanism. The variable valve timing device for an engine in which an advance oil passage and a retard oil passage that communicate with each other are provided in a cam cap that supports a camshaft, wherein the hydraulic supply oil passage and the advance oil passage , And at least two of the retarding oil passages, a groove-like passage provided on one end face of the cam cap perpendicular to the camshaft direction, and a cover covering the end face Variable valve timing device for an engine, characterized in that it is composed of a wood.

油圧制御弁は、軸方向をカムキャップの端面に平行に向けて該カムキャップに取り付けられており、かつ該端面に設けられた油圧供給油路、進角用油路及び遅角用油路のうちの少なくとも２つの油路の主要部を構成する溝状通路は、上記油圧制御弁の軸方向に並べて設けら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可変バルブタイミング装置。The hydraulic control valve is attached to the cam cap with its axial direction parallel to the end face of the cam cap, and includes a hydraulic supply oil passage, an advance oil passage, and a retard oil passage provided on the end face. 2. The variable valve timing apparatus for an engine according to claim 1, wherein the groove-like passages constituting the main part of at least two of the oil passages are provided side by side in the axial direction of the hydraulic control valve.

カムキャップの端面には、進角用油路及び遅角用油路の主要部をそれぞれ構成する溝状通路が設けられていると共に、該カムキャップにおけるカムシャフトの軸受面には、上記進角用油路及び遅角用油路の一部をそれぞれ構成する環状溝がカムシャフト方向に並べて設けられており、上記両溝状通路は、上記環状溝側の端部で、互いに異なる深さで深くされていると共に、この深くされた両溝状通路の端部と対応する環状溝とをそれぞれ連通させる連通路が、各環状溝に対応させてカムシャフト方向に並べて設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンの可変バルブタイミング装置。Groove-shaped passages that respectively constitute the main portions of the advance oil passage and the retard oil passage are provided on the end face of the cam cap, and the advance angle is provided on the bearing surface of the cam shaft in the cam cap. An annular groove that constitutes a part of each of the oil passage and the retarding oil passage is provided side by side in the camshaft direction, and both the groove-like passages have different depths at the end on the annular groove side. In addition to being deepened, the communication passages for communicating the end portions of both of the deepened groove-like passages with the corresponding annular grooves are provided side by side in the camshaft direction so as to correspond to the respective annular grooves. The variable valve timing device for an engine according to claim 1 or 2.

溝状通路は、カムキャップの成形時に形成されたものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のエンジンの可変バルブタイミング装置。The variable valve timing device for an engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the groove-shaped passage is formed when the cam cap is formed.