JP2001304038A - Ｖ型多気筒エンジンのシリンダヘッド構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン全長を短縮してエンジンの小型化を
図ることができるＶ型多気筒エンジンのシリンダヘッド
構造を提供すること。 【構成】 Ｖ形を成して相対向する左右のバンクのシリ
ンダヘッド１０の上部に吸・排気カム軸１７，１８を回
転自在に配して成るＶ型多気筒エンジンにおいて、前記
左右のバンクのオフセット側において吸・排気カム軸１
７，１８を支承するカムジャーナル５６，６２をシリン
ダヘッド１０とは別体に構成し、該カムジャーナル５
６，６２を平面視でヘッドボルト孔（ヘッドボルト）１
０ａにオーバーラップさせてシリンダヘッド１０に取り
付ける。本発明によれば、カムジャーナル５６，６２の
ヘッドボルト孔（ヘッドボルト）１０ａとのオーバーラ
ップ分だけシリンダヘッド１０のオフセット側への突出
量を縮小してエンジン全長を短縮することができ、これ
によってエンジンの小型化を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｖ形を成して相対
向する左右のバンクのシリンダヘッドの上部にカム軸を
回転自在に配して成るＶ型多気筒エンジンのシリンダヘ
ッド構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＯＨＣエンジンにおいて吸・排気カム
軸に可変バルブタイミング機構をそれぞれ設け、吸・排
気カム軸によって駆動される吸・排気バルブの開閉タイ
ミングをエンジンの運転状態に応じて最適に制御し、吸
・排気バルブのオーバーラップ量を大きくして掃気効率
向上によるトルクアップや内部ＥＧＲ率向上による燃費
の改善とＮＯ_X の低減を図ったり、吸・排気バルブの少
なくとも一方を遅閉じとして圧縮行程におけるポンピン
グロスを小さく抑えて燃費の改善を図ることは従来から
行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｖ字状を成
して相対向する左右のバンクを備えるＶ型多気筒エンジ
ンにおいては、左右のバンクはクランク軸方向に互いに
オフセットされているためにエンジン全長が長くなると
いう問題がある。そして、従来は吸・排気カム軸を支承
するカムジャーナルがシリンダヘッドに一体に形成さ
れ、最外端のカムジャーナルはヘッドボルトを避けて該
ヘッドボルトの外側に形成されていたため、シリンダヘ
ッドの長さが長くなっていた。

【０００４】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、エンジン全長を短縮してエン
ジンの小型化を図ることができるＶ型多気筒エンジンの
シリンダヘッド構造を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、Ｖ形を成して相対向する左
右のバンクのシリンダヘッドの上部にカム軸を回転自在
に配して成るＶ型多気筒エンジンにおいて、前記左右の
バンクのオフセット側において前記カム軸を支承するカ
ムジャーナルをシリンダヘッドとは別体に構成し、該カ
ムジャーナルを平面視でヘッドボルトにオーバーラップ
させてシリンダヘッドに取り付けたことを特徴とする。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記カム軸の軸方向において前記別体のカ
ムジャーナルが取り付けられる側とは反対側のシリンダ
ヘッドにカム角センサを取り付けたことを特徴とする。

【０００７】従って、請求項１記載の発明によれば、Ｖ
型多気筒エンジンの左右のバンクのオフセット側におい
てカム軸を支承するカムジャーナルをシリンダヘッドと
は別体に構成し、該カムジャーナルを平面視でヘッドボ
ルトにオーバーラップさせてシリンダヘッドに取り付け
る構成を採用したため、該カムジャーナルのヘッドボル
トとのオーバーラップ分だけシリンダヘッドのオフセッ
ト側への突出量を縮小してエンジン全長を短縮すること
ができ、これによってエンジンの小型化を実現すること
ができる。

【０００８】又、請求項２記載の発明によれば、カム軸
の軸方向において別体のカムジャーナルが取り付けられ
る側とは反対側のシリンダヘッドにカム角センサを取り
付ける構成を採用したため、該カム角センサをカム軸の
カムとジャーナル部との間の比較的長い部分に対向させ
てカム軸の位相を検出することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１０】図１は本発明に係るシリンダヘッド構造を
備えるＶ型多気筒エンジンの補機の配置構造を示す正面
図、図２は同Ｖ型多気筒エンジンの動弁機構の駆動系の
構成を示す部分正面図、図３は同Ｖ型多気筒エンジンの
正断面図、図４は同Ｖ型多気筒エンジンの動弁機構の構
成を示す平面図、図５及び図６は本発明に係るシリンダ
ヘッド構造を示す分解斜視図である。

【００１１】本実施の形態に係るＶ型多気筒エンジン１
は自動車用の水冷４サイクルＶ型８気筒エンジンであっ
て、これは図１に示すように自動車の車体前部に横置き
に配置される。尚、図１において、１００は自動車のボ
ンネット、１０１はラジエータである。

【００１２】ここで、Ｖ型多気筒エンジン１の内部構造
を図３に基づいて説明する。

【００１３】Ｖ型多気筒エンジン１のシリンダブロック
２には各４つの気筒がＶ字状を成して図３の紙面垂直方
向（車体幅方向）に並設されており、各気筒にはシリン
ダ３がそれぞれ形成されている。そして、各シリンダ３
にはピストン４がそれぞれ摺動自在に嵌装されており、
各ピストン４はコンロッド５を介してクランク軸６に連
結されている。尚、クランク軸６はクランク室７内に図
３の紙面垂直方向（車幅方向）に長く配されており、各
ピストン４の往復直線運動はコンロッド５によってクラ
ンク軸６の回転運動に変換される。又、シリンダブロッ
ク２の各シリンダ３の周囲には、冷却水が通過するため
のウォータジャケット８がそれぞれ形成されている。

【００１４】又、シリンダブロック２の下部にはオイル
パン９が被着され、同シリンダブロック２のＶ字状を成
す各気筒の上部にはシリンダヘッド１０がそれぞれ被着
されている。そして、各シリンダヘッド１０には各気筒
について内側（Ｖバンク側）に吸気通路１１が形成さ
れ、外側に排気通路１２が形成されており、これらの吸
気通路１１と排気通路１２は吸気バルブ１３と排気バル
ブ１４によってそれぞれ適当なタイミングで開閉され、
これによって各シリンダ３内で所要のガス交換がなされ
る。

【００１５】即ち、吸気バルブ１３と排気バルブ１４は
シリンダヘッド１０に摺動自在に挿通保持されており、
これらはバルブスプリング１５，１６によって閉じ側に
常時付勢されている。

【００１６】又、各シリンダヘッド１０の上面の吸気側
と排気側には、図４にも示すように、吸気カム軸１７と
排気カム軸１８が図３の紙面垂直方向（車幅方向）に互
いに平行且つ回転自在に配されており、これらに各気筒
毎に一体に形成された吸気カム１７ａと排気カム１８ａ
は、吸気バルブ１３と排気バルブ１４の各上端に被冠さ
れたバルブリフタ１９，２０にそれぞれ当接している。
尚、吸気カム軸１７と排気カム軸１８の各両端部を除く
部分の各上半部はベアリングキャップ２１，２２によっ
てそれぞれ回転自在に支承されており、これらの吸気カ
ム軸１７と排気カム軸１８及びベアリングキャップ２
１，２２は各シリンダヘッド１０の上面に被着されたヘ
ッドカバー２３によって覆われている。

【００１７】ところで、本実施の形態に係るＶ型多気筒
エンジン１においては、吸気バルブ１３と排気バルブ１
４の開閉タイミングが可変であって、図４に示すよう
に、吸気カム軸１７のリヤ側（図４の上方）の端部と排
気カム軸１８のフロント側（図４の下方）の端部には可
変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴと略称する）２
４，２５がそれぞれ設けられている。そして、排気側の
ＶＶＴ２５にはスプロケット２６が設けられ、排気カム
軸１８のリヤ側端部にはスプロケット２７が結着されて
いる。

【００１８】又、リヤ側に配された吸気側のＶＶＴ２４
には前記スプロケット２７と同径のスプロケット２８が
設けられており、両スプロケット２７，２８間にはタイ
ミングチェーン２９が巻装されている。

【００１９】一方、図２に示すように、前記クランク軸
６の端部にはスプロケット３０が取り付けられており、
該スプロケット３０と前記スプロケット２６との間には
タイミングチェーン３１が巻装されている。そして、タ
イミングチェーン３１にはバランサ軸３２の端部に結着
されたスプロケット３３が噛合している。

【００２０】而して、当該Ｖ型多気筒エンジン１が始動
されてクランク軸６が回転駆動されると、このクランク
軸６の回転はスプロケット３０、タイミングチェーン３
１、スプロケット２７及びＶＶＴ２５を経て排気カム軸
１８に伝達され、この排気カム軸１８の回転はスプロケ
ット２７、タイミングチェーン２９、スプロケット２８
及びＶＶＴ２４を経て吸気カム軸１７に伝達され、吸・
排気カム軸１７，１８が回転駆動される。すると、吸気
カム軸１７と排気カム軸１８に形成された吸気カム１７
ａと排気カム１８ａがそれぞれ適当なタイミングでバル
ブリフタ１９，２０をバルブスプリング１５，１６の付
勢力に抗して押圧して吸気バルブ１３と排気バルブ１４
を押し開くため、前述のように各気筒のシリンダ３内で
所要のガス交換が行われ、吸気バルブ１３と排気バルブ
１４の開閉タイミングはＶＶＴ２４，２５によってそれ
ぞれ制御される。

【００２１】ところで、図３に示すように、各シリンダ
ヘッド１０の吸気通路１１と排気通路の周囲には、冷却
水が通過するためのウォータジャケット３４が形成され
ており、同シリンダヘッド１０の各気筒の頂部には点火
プラグ３５がそれぞれ螺着されており、各点火プラグ３
５の先端の電極部は図示のように燃焼室Ｓの頂部に臨ん
でいる。そして、各シリンダヘッド１０の吸気側には、
燃料を噴射するためのインジェクタ３６が各気筒毎に取
り付けられており、各インジェクタ３６の先端に形成さ
れた不図示の燃料噴射口は各吸気通路１１に開口してい
る。

【００２２】一方、シリンダヘッド１０に各気筒毎に形
成された前記吸気通路１１には吸気マニホールド３７が
接続されており、該吸気マニホールド３７の端部はサー
ジタンク３８内に開口している。尚、図示しないが、サ
ージタンク３８にはスロットルボディが及びエアクリー
ナが接続されており、スロットルボディにはアクセル操
作によって開閉するスロットルバルブが内蔵されてい
る。

【００２３】又、シリンダヘッド１０に各気筒毎に形成
された前記排気通路１２には排気マニホールド３９が接
続されており、該排気マニホールド３９の端部には不図
示の排気マフラーが接続されている。

【００２４】次に、本発明の要旨を図４〜図６に基づい
て説明する。

【００２５】本実施の形態に係るＶ型多気筒エンジン１
においては、図４示すように右側（車体後方）のシリン
ダヘッド１０は左側（車体前方）のシリンダヘッド１０
に対してフロント側（車体右側）にオフセットされてお
り、図４び図５に示すように、右側のシリンダヘッド１
０のオフセット側（フロント側）には、シリンダヘッド
１０とは別体に構成されたカムジャーナル５６とカムベ
アリングキャップ５７が重ねて取り付けられる。

【００２６】ここで、カムジャーナル５６は排気カム軸
１８のフロント側端部の下半部を支承するものであっ
て、これはシリンダヘッド１０に形成されたヘッドボル
ト孔（ヘッドボルト）１０ａに平面視でオーバーラップ
する位置に取り付けられる（図４照）。又、図５に示す
ように、前記カムベアリングキャップ５７には、排気側
の前記ＶＶＴ２５を制御するためのソレノイド５９が取
り付けられる。

【００２７】又、右側のシリンダヘッド１０の反オフセ
ット側（リヤ側）には吸・排気カム軸１７，１８のリヤ
側の各下半部を支承するカムジャーナル１０ｂが一体に
形成されており、このカムジャーナル１０ｂには吸・排
気カム軸１７，１８のリヤ側の各上半部を支承するカム
ベアリングキャップ６０が取り付けられる。尚、カムベ
アリングキャップ６０には、吸気側の前記ＶＶＴ２４を
制御するためのソレノイド６１が取り付けられる。

【００２８】他方、図４び図６示すように、左側のシリ
ンダヘッド１０のオフセット側（リヤ側）には、シリン
ダヘッド１０とは別体に構成されたカムジャーナル６２
とカムベアリングキャップ６３が重ねて取り付けられ
る。

【００２９】ここで、カムジャーナル６２は吸・排気カ
ム軸１７，１８のリヤ側の下半部を支承するものであっ
て、これはシリンダヘッド１０に形成されたヘッドボル
ト孔（ヘッドボルト）１０ａに平面視でオーバーラップ
する位置に取り付けられる（図４照）。又、前記カムベ
アリングキャップ６３には吸気側の前記ＶＶＴ２４を制
御するためのソレノイド６４が取り付けられる。

【００３０】又、図６に示すように、左側のシリンダヘ
ッド１０の反オフセット側（フロント側）には排気カム
軸１８のフロント側の下半部を支承するカムジャーナル
１０ｃが一体に形成されており、このカムジャーナル１
０ｃには排気カム軸１８のフロント側の上半部を支承す
るカムベアリングキャップ６５が取り付けられる。そし
て、カムベアリングキャップ６５には、排気側の前記Ｖ
ＶＴ２５を制御するためのソレノイド６６が取り付けら
れる。

【００３１】ところで、吸・排気カム軸１７，１８の位
相は図４に示すカム角センサ７０，７１によってそれぞ
れ検出されるが、例えば右側（図４においては左側）の
シリンダヘッド１０については、カム角センサ７０，７
１は吸・排気カム軸１７，１８の軸方向において別体の
カムジャーナル５６が取り付けられるフロント側とは反
対のリヤ側のシリンダヘッド１０に取り付けられ、左側
の（図４においては右側）のシリンダヘッド１０につい
ては、カム角センサ７０，７１は吸・排気カム軸１７，
１８の軸方向において別体のカムジャーナル６２が取り
付けられるリヤ側とは反対のフロント側のシリンダヘッ
ド１０に取り付けられるため、各カム角センサ７０，７
１を吸・排気カム軸１７，１８のカム１７ａ，１８ａと
カムジャーナル１０ｂ，１０ｃとの間の比較的長い部分
にそれぞれ対向させることができ、これらのカム角セン
サ７０，７１によって吸・排気カム軸１７，１８に突設
された複数の突起１７ｂ，１８ｂをそれぞれ電磁気的に
検出することによって吸・排気カム軸１７，１８の位相
を確実に検出することができる。

【００３２】尚、本実施の形態に係るＶ型多気筒エンジ
ン１においては、図１に示すように、エンジン本体の一
側端（車体の右側端）には補機としてのエアコン用コン
プレッサ４０、オルタネータ４１、ウォータポンプ４２
及びパワーステアリングポンプ（以下、Ｐ／Ｓポンプと
略称する）４３が配置されており、クランク軸６にはオ
イルポンプ４４が取り付けられている。

【００３３】而して、上記エアコン用コンプレッサ４
０、オルタネータ４１、ウォータポンプ４２及びＰ／Ｓ
ポンプ４３の各入力軸端にはプーリ４７，４８，４９，
５０がそれぞれ結着されており、これらのプーリ４７〜
５０とクランク軸６に結着されたプーリ５１との間には
Ｖベルト５２が巻装されている。尚、Ｖベルト５２には
テンションプーリ５３によって所望のテンションが付与
されている。

【００３４】従って、クランク軸６の回転はＶベルト５
２及び各プーリ４７〜５０を経てエアコン用コンプレッ
サ４０、オルタネータ４１、ウォータポンプ４２及びＰ
／Ｓポンプ４３にそれぞれ伝達され、これらのエアコン
用コンプレッサ４０、オルタネータ４１、ウォータポン
プ４２及びＰ／Ｓポンプ４３がそれぞれ駆動される。
又、クランク軸６によってオイルポンプ４４が直接駆動
され、潤滑オイルが本体内を循環して各部の潤滑に供さ
れる。

【００３５】以上において、本実施の形態では、Ｖ型多
気筒エンジン１の左右のシリンダ１０のオフセット側に
おいてカムジャーナル５６，６２をシリンダヘッド１０
とは別体に構成し、該カムジャーナル５６，６２を平面
視でヘッドボルト孔（ヘッドボルト）１０ａにオーバー
ラップさせてシリンダヘッド１０に取り付ける構成を採
用したため、該カムジャーナル５６，６２のヘッドボル
ト孔１０ａとのオーバーラップ分だけ各シリンダヘッド
１０のオフセット側への突出量を縮小してエンジン１の
全長を短縮することができ、これによってエンジン１の
小型化を実現することができる。このような構成を採用
する場合、エンジン１の組立作業においては、各シリン
ダヘッド１０のヘッドボルト孔１０ａに挿通する不図示
のヘッドボルトによって各シリンダヘッド１０がシリン
ダブロック２に組み付けられた後、別体のカムジャーナ
ル５６，６２が各シリンダヘッド１０に組み付けられ
る。

【００３６】尚、以上は本発明を特に自動車用のＶ型８
気筒エンジンに適用した形態について述べたが、本発明
は他の任意の用途及び形式のＶ型多気筒エンジンに対し
ても同様に適用可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、Ｖ形を成して相対向する左右のバンクのシリン
ダヘッドの上部にカム軸を回転自在に配して成るＶ型多
気筒エンジンにおいて、前記左右のバンクのオフセット
側において前記カム軸を支承するカムジャーナルをシリ
ンダヘッドとは別体に構成し、該カムジャーナルを平面
視でヘッドボルトにオーバーラップさせてシリンダヘッ
ドに取り付ける構成を採用したため、カムジャーナルの
ヘッドボルトとのオーバーラップ分だけシリンダヘッド
のオフセット側への突出量を縮小してエンジン全長を短
縮し、エンジンの小型化を実現することができるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシリンダヘッド構造を備えるＶ型
多気筒エンジンの補機の配置構造を示す正面図である。

【図２】本発明に係るシリンダヘッド構造を備えるＶ型
多気筒エンジンの動弁機構の駆動系の構成を示す部分正
面図である。

【図３】本発明に係るシリンダヘッド構造を備えるＶ型
多気筒エンジンの正断面図である。

【図４】本発明に係るシリンダヘッド構造を備えるＶ型
多気筒エンジンの動弁機構の構成を示す平面図である。

【図５】本発明に係るシリンダヘッド構造を示す分解斜
視図である。

【図６】本発明に係るシリンダヘッド構造を示す分解斜
視図である。

【符号の説明】

１ Ｖ型多気筒エンジン １０ シリンダヘッド １０ａ ヘッドボルト孔 １７ 吸気カム軸 １８ 排気カム軸 ５６，６２ カムジャーナル ７０，７１ カム角センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 幸洋 静岡県磐田市新貝2500番地ヤマハ発動機株 式会社内 Ｆターム(参考） 3G016 AA06 AA08 AA10 AA19 BA22 BA28 BA30 BA31 CA22 CA23 CA57 FA27 FA38 FA39 GA01 3G024 AA08 DA01 DA03 DA06 DA10 DA19 EA01 EA05 EA07 FA13

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｖ形を成して相対向する左右のバンクの
   シリンダヘッドの上部にカム軸を回転自在に配して成る
   Ｖ型多気筒エンジンにおいて、 前記左右のバンクのオフセット側において前記カム軸を
   支承するカムジャーナルをシリンダヘッドとは別体に構
   成し、該カムジャーナルを平面視でヘッドボルトにオー
   バーラップさせてシリンダヘッドに取り付けたことを特
   徴とするＶ型多気筒エンジンのシリンダヘッド構造。
2. 【請求項２】 前記カム軸の軸方向において前記別体の
   カムジャーナルが取り付けられる側とは反対側のシリン
   ダヘッドにカム角センサを取り付けたことを特徴とする
   請求項１記載のＶ型多気筒エンジンのシリンダヘッド構
   造。