JP2004124746A - 頭上カム軸式内燃機関のカム軸軸受構造 - Google Patents

頭上カム軸式内燃機関のカム軸軸受構造 Download PDF

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Abstract

【課題】カム軸の剛性を容易に確保することができ打音の発生を防止することができる頭上カム軸式内燃機関のカム軸軸受構造を供する。
【解決手段】シリンダヘッド５の被カバー面にカム軸２１が軸支されて配設されヘッドカバーで覆われる頭上カム軸式内燃機関において、カム軸２１にカムチェーンスプロケット２７が設けられ、カムチェーンスプロケット２７に隣接してシリンダヘッド５の被カバー面に軸受部４１が形成され、前記軸受部４１とブラケット５１により前記カム軸２１の対応するジャーナル部２５が挟まれるようにして軸支された頭上カム軸式内燃機関のカム軸軸受構造。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、頭上カム軸（ＯＨＣ：ＯｖｅｒＨｅａｄ　Ｃａｍｓｈａｆｔ）式内燃機関のカム軸の軸受構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリンダヘッドの被カバー面に吸気用カム軸と排気用カム軸とが互いに平行に並べられ各ジャーナル部を軸支されて配設されヘッドカバーで覆われた多気筒の頭上カム軸式内燃機関であって、吸気用カム軸と排気用カム軸にカムチェーンスプロケットを備えたカムチェーンタイプの内燃機関が一般に採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許２７４４７８１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示された動弁系のカム軸の軸受構造は、詳細には明らかでないが、カム軸の軸受部からカムチェーンスプロケットまである程度距離が存在すると、カムチェーンスプロケットに巻き掛けられるカムチェーンによる張力がカム軸に曲げ力として作用するとカム軸の剛性を確保することが難しく、打音が発生する要因ともなる。
【０００５】
本発明は、斯かる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、カム軸の剛性を容易に確保することができ打音の発生を防止することができる頭上カム軸式内燃機関のカム軸軸受構造を供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、シリンダヘッドの被カバー面にカム軸が軸支されて配設されヘッドカバーで覆われる頭上カム軸式内燃機関において、前記カム軸にカムチェーンスプロケットが設けられ、前記カムチェーンスプロケットに隣接して前記シリンダヘッドの被カバー面に軸受部が形成され、前記軸受部とブラケットにより前記カム軸の対応するジャーナル部が挟まれるようにして軸支された頭上カム軸式内燃機関のカム軸軸受構造とした。
【０００７】
カム軸を軸支する軸受部がカムチェーンスプロケットに隣接して形成されるので、カムチェーンスプロケットに巻き掛けられるカムチェーンによる張力がカム軸に曲げ力として作用してもカム軸の剛性を容易に確保することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、シリンダヘッドの被カバー面に吸気用カム軸と排気用カム軸とが互いに平行に並べられ各ジャーナル部を軸支されて配設されヘッドカバーで覆われる多気筒の頭上カム軸式内燃機関において、前記吸気用カム軸と排気用カム軸のそれぞれ略中央にカムチェーンスプロケットが設けられ、前記カムチェーンスプロケットに隣接して前記シリンダヘッドの被カバー面に軸受部がそれぞれ形成され、前記各軸受部と各ブラケットにより前記吸気用カム軸と排気用カム軸の対応する各ジャーナル部が挟まれるようにして軸支された頭上カム軸式内燃機関のカム軸軸受構造である。
【０００９】
吸気用カム軸と排気用カム軸をそれぞれ軸支する軸受部が各カムチェーンスプロケットに隣接して形成されるので、各カムチェーンスプロケットに巻き掛けられるカムチェーンによる張力が吸気用カム軸と排気用カム軸に曲げ力として作用しても吸気用カム軸と排気用カム軸の剛性を容易に確保することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の頭上カム軸式内燃機関のカム軸軸受構造において、前記各カムチェーンスプロケットに隣接して前記シリンダヘッドの被カバー面に形成される各軸受部が、前記各カムチェーンスプロケットの片側にのみ形成されることを特徴とする。
【００１１】
軸受部が、カムチェーンスプロケットの片側にのみ形成されても、軸受部とカムチェーンスプロケットとは隣接しているので、カム軸の剛性を十分に確保することができる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項２または請求項３記載の頭上カム軸式内燃機関カム軸の軸受構造において、前記吸気用カム軸および排気用カム軸は、その各カムがそれぞれ吸気バルブおよび排気バルブを直動することを特徴とする。
【００１３】
各カムがそれぞれ吸気バルブおよび排気バルブを直動するので、ロッカアームを必要とせず、部品を削減し構造を簡素化することができる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の頭上カム軸式内燃機関のカム軸軸受構造において、前記吸気用カム軸および排気用カム軸には内部に油通路が形成され、前記シリンダヘッドの前記カムチェーンスプロケットに隣接した軸受部に形成された導入油路から前記油通路にオイルが導入され、各カムロブおよびジャーナル部に形成された導出油路からオイルが導出されることを特徴とする。
【００１５】
各カムがそれぞれ吸気バルブおよび排気バルブを直動する構造を利用してカム軸内に油通路を形成し、カムチェーンスプロケットに隣接した軸受部からオイルを導入し、各カムロブおよびジャーナル部から導出することで、潤滑油経路を簡略化することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図４に基づき説明する。
本実施の形態に係る内燃機関１は、並列４気筒４ストロークサイクルのＤＯＨＣ（頭上２カム軸）式内燃機関であり、自動二輪車に横置きに搭載される。
【００１７】
図１は該内燃機関１の一部縦断面図であって図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図であり、図２はシリンダヘッドカバーを外した状態の上面図である。
シリンダブロック２には４つのシリンダボア３が並列に形成されており、各シリンダボア３にピストン４が摺動自在に嵌合される。
【００１８】
シリンダブロック２に一体に重ね合わされるシリンダヘッド５には各ピストン４に対向してそれぞれ燃焼室６が形成され、各燃焼室６の天井面には一対の吸気ポート７と一対の排気ポート８が互いに並んで開口する。
【００１９】
吸気ポート７の開口を開閉する吸気バルブ９と排気ポート８の開口を開閉する排気バルブ１０は、そのバルブステム９ａ，１０ａがそれぞれバルブガイド１１，１２により摺動自在に支持され、バルブステム９ａ，１０ａの上端に設けられるリテーナ１３，１４とシリンダヘッド５との間にバルブスプリング１５，１６が介装され、吸気バルブ９と排気バルブ１０を閉弁方向に付勢している。
【００２０】
バルブステム９ａ，１０ａの上部は有底円筒状のバルブリフタ１７，１８が被せられ、このバルブリフタ１７，１８の端面を吸気カム軸２１と排気カム軸２２のカムロブ２３，２４が直接押圧する。
すなわちカムがバルブを直接駆動する直動式である。
【００２１】
本内燃機関１はＤＯＨＣ式内燃機関であり、吸気カム軸２１と排気カム軸２２はシリンダヘッド５の被カバー面に互いに平行に並べられ各ジャーナル部２５，２６を軸支されて配設され、その上方はシリンダヘッドカバー１９で覆われる。
吸気カム軸２１と排気カム軸２２は、略中央部にカムチェーンスプロケット２７，２８が嵌着されたセンタカムチェーンタイプである。
【００２２】
図４に示すように上面視長方形状をしたシリンダヘッド５は、中央部にカムチェーン室３０が幅方向に長尺の矩形孔として形成されている。
このカムチェーン室３０の両側に各気筒の燃焼室６が２つずつ配設され、各燃焼室６の中心に点火プラグを装着するためのプラグ孔３１がそれぞれ形成されている。
【００２３】
プラグ孔３１の周囲に各々一対のバルブリフタ１７，１８が摺動する一対のリフタ穴３２，３３が４つ形成されている。
そして各気筒について吸気側リフタ穴３２と排気側リフタ穴３３との間に半円弧面をなす軸受部３４，３５が設けられ、各軸受部３４，３５の前後にブラケットとの合せ面３６，３７が形成され、合せ面３６，３７にはそれぞれボルト穴３６ａ，３７ａが設けられている。
【００２４】
なお各気筒の一対の吸気側リフタ穴３２，３２の両側および一対の排気側リフタ穴３３，３３の両側には、ヘッドボルト用のボス部３８，３９が形成されている。
【００２５】
そして本シリンダヘッド５には、前記軸受部３４，３５のほかにボス部３８，３９よりもさらにカムチェーン室３０に幾らか膨出するようにして半円弧面をなす軸受部４１，４２がそれぞれ前記軸受部３４，３５と同軸に形成されている。
【００２６】
各軸受部４１，４２の前後にブラケットとの合せ面４３，４４が形成され、合せ面４３，４４にはそれぞれボルト穴４３ａ，４４ａが設けられる。
なお合せ面４３，４４には導入油路４３ｂ，４４ｂの開口が形成されている。
【００２７】
以上のようなシリンダヘッド５の被カバー面において、吸気カム軸２１と排気カム軸２２がカムチェーンスプロケット２７，２８をカムチェーン室３０に嵌挿して各軸受部３４，３５および軸受部４１，４２にジャーナル部２５，２６を支持させ、各軸受部に対応する半円弧面を備えるブラケット４５，４６およびブラケット５１，５２がジャーナル部２５，２６を挟んで吸気カム軸２１と排気カム軸２２を回動自在に軸支する（図２および図３参照）。
【００２８】
なおブラケット４５，４６およびブラケット５１，５２はボルト５３により固着される。吸気カム軸２１と排気カム軸２２のカムロブ２３，２４はリフタ穴３２，３３に摺動自在に嵌合したバルブリフタ１７，１８の端面に当接する。
【００２９】
カムチェーン室３０に嵌挿されたカムチェーンスプロケット２７，２８にはクランク軸に嵌着された駆動スプロケットとの間に無端状のカムチェーン５５が巻き掛けられて架設される。
【００３０】
内燃機関１の運転によりクランク軸の回転がカムチェーン５５を介して２分の１回転の割合で吸気カム軸２１と排気カム軸２２に伝達され、この吸気カム軸２１と排気カム軸２２の回転によりカムロブ２３，２４がバルブリフタ１７，１８を介して吸気バルブ９、排気バルブ１０を開閉弁駆動することができる。
【００３１】
本シリンダヘッド５の場合、カムチェーン室３０に幾らか膨出するようにして軸受部４１，４２が形成されているので、カムチェーン室３０に嵌挿されるカムチェーンスプロケット２７，２８に軸受部４１，４２が極めて接近して隣接した状態にある。
【００３２】
したがって各カムチェーンスプロケット２７，２８に巻き掛けられるカムチェーン５５による張力が吸気用カム軸２１と排気用カム軸２２に曲げ力として作用しても吸気用カム軸２１と排気用カム軸２２の剛性を容易に確保することができる。
よってカム軸の歪みによる打音の発生を防止することができる。
【００３３】
軸受部４１，４２が、カムチェーンスプロケット２７，２８の片側にのみあるが、軸受部４１，４２とカムチェーンスプロケット２７，２８とは隣接しているので、吸気用カム軸２１と排気用カム軸２２の剛性を十分に確保することができる。
【００３４】
バルブリフタ１７，１８の端面を吸気カム軸２１と排気カム軸２２のカムロブ２３，２４が直接押圧する直動式なので、図３に示すように吸気カム軸２１（および排気カム軸２２）内に両端を閉塞した油通路２１ａ（２２ａ）を形成した簡単な潤滑油経路を構成することができる。
【００３５】
すなわち図３を参照してカムチェーンスプロケット２７に隣接した軸受部４１の合せ面４３に開口した導入油路４３ｂからブラケット５１に形成された油路５１ａ（図２参照）を通り対応するジャーナル部の導入油路２１ｂを介してオイルを吸気カム軸２１の油通路２１ａに導入し、各カムロブ２３に形成された導出油路２３ａおよびジャーナル部２５に形成された導出油路２５ａからオイルを導出してカム外周面および軸受にオイルを供給して潤滑する。
【００３６】
吸気カム軸２１の略中央に位置する軸受部４１の導入油路４３ｂから吸気カム軸２１の油通路２１ａにオイルが導入されるので、左右両側に均等にオイルが供給される。
なお排気側の動弁系の潤滑も同様の構造のものである。
【００３７】
以上の実施の形態では、ＤＯＨＣ式内燃機関に適用したがＳＯＨＣ（頭上１カム軸）式内燃機関にも適用でき、また多気筒に限らず単気筒内燃機関にも適用できる。
【００３８】
また多気筒内燃機関で、カムチェーンスプロケットがカム軸の中央に位置するセンタカムチェーンタイプに限らず、カム軸の端部にカムチェーンスプロケットがあるサイドカムチェーンタイプにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る内燃機関の一部縦断面図である。
【図２】同内燃機関のシリンダヘッドカバーを外した状態の上面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】シリンダヘッドの上面図である。
【符号の説明】
１…内燃機関、２…シリンダブロック、３…シリンダボア、４…ピストン、５…シリンダヘッド、６…燃焼室、７…吸気ポート、８…排気ポート、９…吸気バルブ、１０…排気バルブ、１１，１２…バルブガイド、１３，１４…リテーナ、１５，１６…バルブスプリング、１７，１８…バルブリフタ、１９…シリンダヘッドカバー、
２１…吸気カム軸、２１ａ…油通路、２２…排気カム軸、２３，２４…カムロブ、２３ａ…導出油路、２５，２６…ジャーナル部、２５ａ…導出油路、２７，２８…カムチェーンスプロケット、３０…カムチェーン室、３１…プラグ孔、３２，３３…リフタ穴、３４，３５…軸受部、３６，３７…合せ面、３８，３９…ボス部、４１，４２…軸受部、４３，４４…合せ面、４３ｂ，４４ｂ…導入油路、４５，４６，５１，５２…ブラケット、５３…ボルト、５５…カムチェーン。

Claims (5)

  1. シリンダヘッドの被カバー面にカム軸が軸支されて配設されヘッドカバーで覆われる頭上カム軸式内燃機関において、
    前記カム軸にカムチェーンスプロケットが設けられ、
    前記カムチェーンスプロケットに隣接して前記シリンダヘッドの被カバー面に軸受部が形成され、
    前記軸受部とブラケットにより前記カム軸の対応するジャーナル部が挟まれるようにして軸支されたことを特徴とする頭上カム軸式内燃機関のカム軸軸受構造。
  2. シリンダヘッドの被カバー面に吸気用カム軸と排気用カム軸とが互いに平行に並べられ各ジャーナル部を軸支されて配設されヘッドカバーで覆われる多気筒の頭上カム軸式内燃機関において、
    前記吸気用カム軸と排気用カム軸のそれぞれ略中央にカムチェーンスプロケットが設けられ、
    前記カムチェーンスプロケットに隣接して前記シリンダヘッドの被カバー面に軸受部がそれぞれ形成され、
    前記各軸受部と各ブラケットにより前記吸気用カム軸と排気用カム軸の対応する各ジャーナル部が挟まれるようにして軸支されたことを特徴とする頭上カム軸式内燃機関のカム軸軸受構造。
  3. 前記各カムチェーンスプロケットに隣接して前記シリンダヘッドの被カバー面に形成される各軸受部は、前記各カムチェーンスプロケットの片側にのみ形成されることを特徴とする請求項２記載の頭上カム軸式内燃機関のカム軸軸受構造。
  4. 前記吸気用カム軸および排気用カム軸は、その各カムがそれぞれ吸気バルブおよび排気バルブを直動することを特徴とする請求項２または請求項３記載の頭上カム軸式内燃機関のカム軸軸受構造。
  5. 前記吸気用カム軸および排気用カム軸には内部に油通路が形成され、
    前記シリンダヘッドの前記カムチェーンスプロケットに隣接した軸受部に形成された導入油路から前記油通路にオイルが導入され、各カムロブおよびジャーナル部に形成された導出油路からオイルが導出されることを特徴とする請求項４記載の頭上カム軸式内燃機関のカム軸軸受構造。
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