JP2005163697A - エンジンのシリンダヘッドカバー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】カム回転角センサ16をシリンダヘッドカバー11に取り付けるエンジンEのシリンダヘッドカバー構造において、被検出部26cに対する該カム回転角センサ16の配置精度を向上させると同時に、動弁室空間Vとタイミングプーリ収容室Tを分割して、該動弁室空間Vを油密に保持する。これによって、該センサ16の配置の自由度を向上させる。
【解決手段】シリンダヘッド10上面においてカムシャフト26（27）をカムキャリア31によって支承する。カムキャリア31の一端側の外周面に、シリンダヘッド10のシリンダヘッドカバー11との第1シール面47aと連続する、第2シール面35が形成される。一方、該シリンダヘッドカバー11には、前記一端側に拡大部14が形成され、この拡大部14にカム回転角センサ16が取り付けられる。そして、第2シール面35近傍には位置決めピン36a、36aが配設される。
【選択図】図８

Description

本発明は、エンジンのシリンダヘッドカバー構造に関するものである。

エンジンにおいては、気筒識別やクランク角度を検出するために、カムシャフトの回転角を検出することが行われる。そのために、カムシャフトに被検出部を設ける一方、該被検出部を検出するカム回転角センサを該被検出部に対向させて、シリンダヘッドに取り付けたものがある。しかし、シリンダヘッドはシリンダヘッドカバーによって覆われているため、センサがカバー内に位置することになり、センサのメンテナンス性が悪いという問題があった。

この改善策として、例えば、特許文献１には、シリンダヘッドを覆うシリンダヘッドカバーに該センサを配置することが開示されている。この場合、該センサをメンテナンスする際に、シリンダヘッドカバーをシリンダヘッドから取り外す必要はなく、該センサのみをシリンダヘッドカバーから取り外して作業を行うことができる。

また、前記特許文献１に開示されたシリンダヘッドカバー構造では、エンジンの一側面に配設されたタイミングプーリを収容するタイミングプーリ収容室と、シリンダヘッド上面と該シリンダヘッドカバーとに囲まれた空間である動弁室空間とが連続的に形成されている。そして、該シリンダヘッドカバーの下端部と、タイミングプーリ収容室の外周壁を含むシリンダヘッドの外側周壁の上端面とを油密に接合させることによって、前記タイミングプーリ収容室及び動弁室空間が一体となって外部から遮蔽されている。
特許3261313号公報

ところが、前記タイミングプーリ間の動力伝達にタイミングベルトを用いる場合等においては、タイミングプーリ収容室側へのオイルの流入を防止するため、例えばカムシャフトのジャーナル面を潤滑させるためのエンジンオイル等が充満している前記動弁室空間と、タイミングベルトが位置するタイミングプーリ収容室とを分割し、かつ封止する必要がある。

その場合に、前記カムシャフトのプーリ側端部は、シリンダヘッドのプーリ収容室側縁部よりも外方に突出しているため、動弁室空間とプーリ収容室とを隔てる隔壁を、カムシャフトを支承するカムキャリア位置に設け、そこでシールをしなければならない。

このように、カムキャリアにおいてシールを行う場合において、該カムキャリアがシリンダヘッド外側周壁の上端面よりも上方に突出しているときには、そのシール面には該シリンダヘッドカバーとシリンダヘッドとの対向方向、すなわち該カバーとシリンダヘッドのシール面の向きと異なる向きのシール面が含まれる。かかる場合には、該カバー取付ボルトの締結力だけではシール性を確保することが困難な場合もあり、シールの確実性のためには、該シリンダヘッドカバーのシリンダヘッドに対する位置精度が重要になる。

また、該カム回転角センサの検出精度を向上させるためには、該センサと、被検出部との位置精度を確保する必要があり、特許文献１に記載の発明のように、シリンダヘッドカバーにカム回転角センサを取り付ける構造においては、特に該シリンダヘッドカバーのシリンダヘッドに対する位置精度を向上させる必要がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、前記シリンダヘッドカバーのシリンダヘッドに対する位置精度を向上させることにあり、それによって、該動弁室空間のシール性の向上と同時に、前記カム回転角センサの検出精度を向上させることにある。

第1の発明は、カムシャフトが配設されたシリンダヘッドの上面をシリンダヘッドカバーによって覆うエンジンのシリンダヘッドカバー構造が対象である。

そして、前記カムシャフトの軸方向の一端部に設けられたタイミングプーリと、それぞれ前記シリンダヘッドの上面に配置されたジャーナル部と、該ジャーナル部に被せられるカムキャップからなり、前記カムシャフトの軸方向に併設されて、該カムシャフトを回転自在に支承する複数のカムキャリアと、前記シリンダヘッドカバーの下端に設けられ、前記シリンダヘッドの上面の第1シール面と当接する第1シール部と、前記カムシャフトと一体に回転する被検出部と、前記シリンダヘッドカバーに取り付けられ、前記被検出部を検出することによって、カムシャフトの回転角を検出するカム回転角センサと、を備えているものとする。

また、前記複数のカムキャリアのうちカムシャフトの軸方向の最も前記タイミングプーリ側に位置するプーリ側カムキャリアは、その外周面に、前記第1シール面と連続し、かつ前記第1シール面よりも上方に突出して配設された第2シール面を有し、前記シリンダヘッドカバーには、前記プーリ側カムキャリアが内挿される開口部が形成され、該開口部は第1シール部と連続した、前記第2シール面と当接する第2シール部を有し、前記シリンダヘッドカバーの第2シール部と前記プーリ側カムキャリアの第2シール面との当接部近傍に、シリンダヘッドカバーとシリンダヘッドの相対位置を決める位置決め部材を配設したものとする。

前記の構成の場合、前記シリンダヘッド上面において前記カムシャフトを支承する複数のカムキャリアのうち最もタイミングプーリ側に位置する、すなわちタイミングプーリに最も近い前記プーリ側カムキャリアに前記シリンダヘッドの開口部がはめ込まれて、シリンダヘッドとシリンダヘッドカバーに囲まれた空間である動弁室空間と、シリンダヘッドの側方に位置するタイミングプーリ収容室とが隔てられる。そして、上記プーリ側カムキャリアの外周面には第2シール面が、シリンダヘッドカバーの開口部には第2シール部が設けられており、前記第2シール面は、前記シリンダヘッドの第1シール面と連続する一方、前記第2シール部も、第1シール部と連続している。このため、前記動弁室空間は第1及び2シール面と第1及び2シール部が当接することによって油密に保持される。

前記第2シール面は、第1シール面よりも上方に突出しているため、第1シール面の向きと同様に上方を向く面だけではなく、側方を向く面が含まれる。このため、第2シール面及び第2シール部におけるシール性を向上させるには、前記シリンダヘッドカバーのシリンダヘッドに対する位置精度を高める必要がある。

そこで、該開口部近傍に位置決め部材を配設する。このことによって、前記シリンダヘッドカバーとシリンダヘッドとの組付精度が向上し、その結果、該開口部に位置する第2シール部と第2シール面とのシール性、特に側方を向く面でのシール性が向上する。

また、前述のとおり、前記位置決め部材によって、前記シリンダヘッドカバーとシリンダヘッドとの組付精度が向上するため、カム回転角センサを該シリンダヘッドカバーに取り付けた場合に、そのセンサの被検出部に対する位置精度が確保される。よって、前記カム回転角センサはシリンダヘッドカバーに取り付けることが可能となり、センサの配置自由度が向上し、例えば、該シリンダヘッドカバーを取り外すことなく、該カム回転角センサのメンテナンスを行うことができる位置に該センサを配置する等が実現する。

したがって、第1の発明では、前記シリンダヘッドカバーのシリンダヘッドに対する位置精度を向上させることによって、前記動弁室空間とタイミングプーリ収容室を分割して、該動弁室空間を油密に保持すると同時に、前記被検出部に対するシリンダヘッドカバーに取り付けた該カム回転角センサの配置精度も向上し、該センサの配置の自由度を向上させることができる。

第2の発明は、第1の発明において、前記被検出部は、前記タイミングプーリに形成されるタイミング検出用突起であって、前記シリンダヘッドカバーは、前記開口部よりも前記タイミングプーリ側に突設されて、タイミングベルトカバーと共にタイミングプーリ収容室を形成する拡大部と、前記拡大部の前記タイミング検出用突起に対向する位置に形成され、前記カム回転角センサを取り付けるセンサ取付座と、をさらに有しているものとする。

前記の構成の場合は、前記シリンダヘッドカバーのタイミングプーリ側に配設されるタイミングプーリ収容室の一部を構成する拡大部が、該シリンダヘッドカバーの前記開口部よりもタイミングプーリ側に突設され、タイミングプーリの一部が該拡大部に覆われる。そして、被検出部であるタイミング検出用突起は、前記タイミングプーリに設けられる一方、該拡大部にはセンサ取付座が設けられ、その取付座に前記カム回転角センサが取り付けられる。このとき、該カム回転角センサは前記タイミングプーリのタイミング検出用突起と対向するように配置される。

したがって、前記カム回転角センサは、前記開口部近傍の拡大部に取り付けられるから、該カム回転角センサは前記位置決めピンから比較的近い位置に取り付けられることとなり、該カム回転角センサの配置精度を向上させることができる。

第3の発明は、第1又は2の発明において、前記カムシャフトは、エンジンの幅方向に併設された吸気及び排気カムシャフトを含み、前記プーリ側カムキャリアは、前記吸気及び排気カムシャフトに跨って、2つのシャフトを支承するように形成され、前記第2シール面は、前記エンジンの幅方向に拡がる上部平坦面部と、該上部平坦面部の両端から下方に湾曲する湾曲面部と、該湾曲面部の下端からエンジンの幅方向の外方に傾斜して広がる傾斜面部とを有し、前記シリンダヘッドカバーの第2シール部は、該プーリ側カムキャリアの第2シール面に沿った形状に形成され、前記位置決め部材は、エンジンの上下方向に嵌合する位置決めピン及びピン嵌合孔であって、前記位置決めピン又はピン嵌合孔は、前記プーリ側カムキャリアを構成するプーリ側カムキャップの、前記上部平坦面部よりもエンジンの内方側に、エンジンの幅方向に間隔をあけて一対、形成されているものとする。

前記の構成の場合、DOHC(double overhead camshaft)式エンジンが対象であって、シリンダヘッド上面には吸気及び排気用の2本のカムシャフトが配設されることとなる。プーリ側カムキャリアを、その2本のカムシャフトを跨るように形成することによって、前記第2シール面は上部が平坦な略台形となる。このことによって、前記第1シール面及び第2シール面の上部平坦面部は上方を向き、第2シール面の湾曲面部及び傾斜面部はエンジン幅方向の側方を向くことになる。その結果、前記シリンダヘッドカバーを上方からシリンダヘッドに取り付けると、上方を向くシール面におけるシール性は確保されるが、前記プーリ側カムキャリアの湾曲面部及び傾斜面部におけるシール性が問題となる。

そこで、前記第2シール面近傍に上方に突出する前記位置決めピン又は下方に凹陥するピン嵌合孔を配設することによって、前記シリンダヘッドカバーのエンジン水平方向の位置決め精度が向上し、その結果、前記シール性が向上する。位置決めについては、位置決めピンを前記プーリ側カムキャップに、ピン嵌合孔を前記シリンダヘッドカバーに配設しても、あるいはピン嵌合孔を前記プーリ側カムキャップに、位置決めピンを前記シリンダヘッドカバーに配設してもよい。そして、位置決めピン又はピン嵌合孔をエンジン幅方向に間隔をあけて、2つ並べて配設することによって、特にエンジンの幅方向の位置決め精度が向上する。さらに、該位置決めピン若しくはピン嵌合孔は前記プーリ側カムキャップの該第2シール面の近傍かつエンジンの内方側に配設される。このため、該第2シール面よりも外方側に位置決めピン又はピン嵌合孔を配設するためのスペースを設ける必要がなく、エンジンの全長を抑えることができる。

したがって、第3の発明では、位置決めピンあるいはピン嵌合孔をエンジンの上下方向に、かつエンジン幅方向に間隔をあけて一対配設することによって、シリンダヘッドカバーのエンジン水平方向の位置決め精度を向上させることができる。その結果、2本のカムシャフトに対応した略台形の外形状をしたプーリ側カムキャリア及び前記開口部を形成し、該プーリ側カムキャリアに湾曲面部及び傾斜面部が形成されても、その湾曲面部及び傾斜面部でのシール性も確保することができる。

第4の発明は、第3の発明において、前記プーリ側カムキャップは、該キャップを固定するキャップボルト用のボスを有し、前記位置決めピン用のボス又はピン嵌合孔用のボスは、前記キャップボルト用のボスと一体に形成されているものとする。

前記の構成の場合には、前記位置決めピン用ボス又はピン嵌合孔用ボスがキャップボルト用のボスと一体化されているため、それらのボスの剛性が向上する。その結果、前記シリンダヘッドカバーのシリンダヘッドへの取付精度が向上し、ひいては該カバーとシリンダヘッドのシール性及び前記カム回転角センサの取付精度が向上する。

第5の発明は、第2の発明において、前記位置決め部材は、エンジンの上下方向に嵌合する位置決めピン及びピン嵌合孔であって、前記センサ取付座は、前記拡大部において、エンジンの幅方向に貫通するように形成され、前記カム回転角センサは、タイミングプーリの前記タイミング検出用突起にエンジンの幅方向に対向するものとする。

前記の構成の場合、前記シリンダヘッドカバーは、位置決めピンの向きがエンジンの上下方向であるため、水平方向の位置決め精度が向上する。これと共に、前記カム回転角センサは、エンジンの水平方向から前記タイミング検出用突起に対向するように取り付けられるため、シリンダヘッドカバーの水平方向の位置決め精度が向上することに伴い、該カム回転角センサとタイミング検出用突起との配置精度も向上する。特に非接触式のカム回転角センサでは、検出用突起とセンサとの間の隙間の精度が検出信号処理に大きく影響するが、この隙間の精度が向上する。また、該位置決めピンの向きがエンジンの上下方向であるため、カバーの上下動は許容される。

本発明によれば、最もタイミングプーリ側に位置する前記プーリ側カムキャリアの外周面に設けた第2シール面と、シリンダヘッドカバーに設けた第2シール部との当接面との近傍に、位置決め部材を配設することによって、該シリンダヘッドカバーのシリンダヘッドへの取付精度を向上させることができる。その結果、該第2シール面、特に第2シール面に含まれる側方を向く面でのシール性が向上して、動弁室空間を油密に保持することができる。それと同時に、該シリンダヘッドカバーに取り付けたカム回転角センサの、特に水平方向の取付精度が確保されるため、カム回転角センサと検出用突起との隙間寸法が安定し、検出精度を向上できる。そして、ヘッドカバーにカム回転角センサを取り付けても検出精度を確保できるため、取付位置がシリンダヘッドに制約されることがなく、エンジンに対するカム回転角センサの配置の自由度を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図1は、本発明の実施形態に係る筒内直噴式ディーゼルエンジンEを側方から見た概略図である。1はシリンダブロックであって、その上にシリンダヘッド10が載置され、さらにその上にシリンダヘッドカバー11が取り付けられて、動弁室空間Vが形成される。また、エンジンEの一側面には、タイミングプーリ及びタイミングベルトBを覆うタイミングベルトカバー13が取り付けられ、シリンダヘッドカバー11とベルトカバー13によって、タイミングプーリ収容室Tが形成される。そして、前記シリンダヘッドカバー11の前記タイミングベルトカバー13側の一端部には、その側面に、カム回転角センサ16がエンジンEの幅方向を向いて取り付けられている。

図２は前記シリンダヘッド10のミドルデッキ上面を上方から見た平面図であり、図３は前記シリンダヘッド10のミドルデッキ上面に搭載されたの動弁系を上方から見た平面図である。このエンジンEは、その本体部の長手方向であるエンジンE前後方向（図の左右方向）に4つの気筒2が前側（図の右側）から後側（図の左側）に向かって併設された直噴4気筒エンジンである。尚、この明細書中では、以下、前記エンジンEの長手方向について、タイミングプーリが配設される側を前側、その反対側を後側とし、エンジンEの前後方向を単に前後方向と略称する。また、エンジンEの前側に対向して左側（図２中の下側）を吸気側、右側（図２中の上側）を排気側とする。図２において、41はインジェクタホールであって、この位置には図示省略のインジェクタが気筒内へ貫通配置されるとともに、該インジェクタは各気筒の略中心に位置することになる。そして、該各インジェクタホール41を囲むようにして、吸気及び排気弁の各弁軸が挿通される貫通孔42、42、・・・が各気筒2ごとに4つずつ形成されている。また、図３に示すように、前記シリンダヘッド10のミドルデッキ上面には、カムキャリア31、31bが搭載されるとともに、該カムキャリア31、31bによって吸気側カムシャフト26及び排気側カムシャフト27が支承されている。さらに、該カムシャフト26、27のエンジンE前側の端部には、それぞれ吸気側タイミングプーリ26a及び排気側タイミングプーリ27aが設けられ、該タイミングプーリ26a、27aには、クランクシャフト（図示省略）の回転を伝達するタイミングベルトBが巻掛けられている。

すなわち、クランクシャフトの回転が、タイミングプーリ26a、27aに巻掛けられたタイミングベルトBを介して、前記カムシャフト26、27に伝達される。その結果、吸気及び排気カムシャフト26、27が回転し、それぞれ前記弁軸貫通孔42、42、・・・に配設された吸気弁及び排気弁（図示省略）に作用して、各弁の開閉が行われる。

以下、各構成要素について、さらに詳細に説明する。シリンダヘッド10は、図２，３に示すように、外周縁に上方に延びる周壁部47が全周に亘って一体形成されていて、その周壁部47の上端面には、第1シール面47aが形成されるとともに、周方向に概ね一定の間隔を空けて開口する複数のボルト孔48、48、・・・が設けられている。

前記吸気及び排気カムシャフト26、27は、図３に示すように、それぞれエンジンE前後方向に延びていて、シリンダヘッド10のミドルデッキ上に搭載されたカムキャリア31、31bに回転自在に支承されている。このカムキャリア31、31bは、図４に示すように、エンジンE前後方向に延びるように形成された本体部32の途中から左右両側（吸気側及び排気側）に分岐して延びるカムジャーナル部33、33bと（図４参照）、該各カムジャーナル部33、33bの上部にそれぞれ取り付けられたカムキャップ34、34bとからなる。前記複数のカムジャーナル部33、33bは、図３に示すようにシリンダヘッド10上に搭載された状態で、吸気側及び排気側に1つずつ対をなし、かつ、その吸気側及び排気側でそれぞれエンジンE前後方向に5つずつ、間に各気筒2ごとの2つのカム山を挟むようにして配置されている。これらの各ジャーナル部33、33bには、それぞれカムシャフト26、27のジャーナル面を摺接状態で受けるジャーナル受け面の下半分が形成され、そこに取り付けられる各カムキャップ34、34bには該ジャーナル受け面の上半分が形成されている。

また、図４、５に示すように、エンジンE前端部に位置する前記タイミングプーリ26a、27aに最も近い吸気側及び排気側のプーリ側ジャーナル部33b、33bは、それ以外のものと比べて大きな下向きの荷重を受けることから、下側ジャーナル受け面の面積が特に大きくされるとともに、その上部に取り付けられるプーリ側カムキャップ34bは吸気側及び排気側で一体とされている。そして、図８に示すように、該プーリ側カムキャップ34bとプーリ側ジャーナル部33b、33bとがプーリ側カムキャリア31bを構成するとともに、該プーリ側カムキャリア31bは、上部平坦面部35a、湾曲面部35b及び傾斜面部35cからなる略台形状をした第2シール面35が形成されている。また、図３、８に示すように、該第2シール面35は、前記第1シール面47aと連続するとともに、該第1シール面47aよりも上方に突出している。また、図５に示すように、前記プーリ側カムキャップ34bの第2シール面35近傍であって、かつ該第2シール面35の後方のエンジンE幅左右方向に一対のピン嵌合孔36c、36cが鉛直下向きに配設されている。そして、該ピン嵌合孔用ボス36d、36dは、前記プーリ側カムキャップ34bを前記プーリ側ジャーナル部33b、33bに取り付けるためのキャップボルト用ボス34c、34cと一体に形成されている。

一方、前記カムシャフト26、27の前記エンジンEの前端部に設けられたタイミングプーリ26a、27aは、エンジンEの前側面に位置するとともに、該タイミングプーリ26a、27a及び図示省略のクランクプーリはタイミングプーリ収容室Tに収容されている。図３に示すように、前記吸気側タイミングプーリ26aの後側端部にはフランジ26bが、排気側タイミングプーリ27aの前側端部にはフランジ27bが設けられている。これらフランジ26b、27bが、それぞれタイミングプーリ26a、27aの後側と前側の端部に設けられることによって、両タイミングプーリ26a、27aに掛け渡されるタイミングベルトBが抜け落ちるのを防止している。そして、図９に示すように、該フランジ26b、27bは、それぞれ外周に1つのタイミング検出用突起26c、27cを備えている。

前記シリンダヘッドカバー11は、前記シリンダヘッド10を上方から覆い、該シリンダヘッド10上方に油密に保持された動弁室空間Vを形成するものである。図６、７に示すように、前記シリンダヘッドカバー11は、下端開口の略箱状であって、その周壁部50の下端面には、略全周に亘って第1細溝51が凹設されている。また、図６に示すように、シリンダヘッドカバー11の外周部には、前記シリンダヘッド10の周壁部47のボルト孔48、48，…に対応するように複数のフランジ部55，55，…が形成され、この各フランジ部55に各々上下方向に貫通する丸穴56が形成されている。また、シリンダヘッドカバー11のエンジンE前端側の前端周壁部50bは図８に示すように、第2シール面35の外形状に対応するように切り欠かれた開口部53が形成され、該開口部53の開口縁部には前記第1細溝51と連続する第2細溝54が凹設されている（図６参照）。

そして、シール部材52が、前記第1細溝51及び第2細溝54に対応する形状に一体に形成され、該第1細溝51及び第2細溝54に埋設される。そして、第1細溝51に埋設されたシール部材52は前記第1シール面47aに当接する第1シール部11aを構成し、第2細溝54に埋設されたシール部材52は前記第2シール面35に当接する第2シール部11bを構成する。

尚、本実施形態においては、図６、７に示すように、前記シリンダヘッド10の上面から各気筒2内に挿通される各インジェクタ（図示省略）のメンテナンス性を向上させるために、シリンダヘッドカバー11の幅方向の略中央部にインジェクタ開口部12が設けられている。そして、インジェクタ開口部12の周縁部は、該開口部12の内側に向かって徐々に低くなるように傾斜していて、その下端部からさらに下方に延出するようにして、該開口部12の略全周に亘る環状の延出部38が形成されている。この延出部38の下端面に開口するように第3細溝39が凹設されており、ここに埋設されたシール部材37が第3シール部11cを構成する。一方、前記カムキャリア本体部32の上端面には該第3シール部11cと当接する第3シール面32bが形成されている（図４参照）。

一方、図６、８に示すように、前記シリンダヘッドカバー11の、前記プーリ側カムキャップ34bのピン嵌合孔36c、36cに対応する位置には、該ピン嵌合孔36c、36cに嵌合する一対の位置決めピン36a、36aが下方に突出するように位置決めピン用ボス36b、36bに配設されている。

また、図６、８に示すように、前記前端周壁部50bから、前記タイミングプーリ26a、27aを側方から略覆う程度に、該タイミングプーリ26a、27a側に突出した断面形状がコ字状の拡大部14が設けられている。この拡大部14の前端には、前記タイミングベルトカバー13のエンジンE側端部が当接して、該拡大部14とタイミングベルトカバー13によって、タイミングプーリ収容室Tが形成される。また、該拡大部14の吸気側の外周側面には、前記カム回転角センサ16を配設するためのセンサ取付座15が設けられている。そして、前記カム回転角センサ16を配設した場合において、図９に示すように、該カム回転角センサ16は、前記吸気側タイミングプーリ26aに設けられたタイミング検出用突起26cに対し水平方向に（かつ径方向に）対向する位置に位置する。このとき、該カム回転角センサ16の先端は、該タイミング検出用突起26cとは非接触で、かつ、該タイミング検出用突起26cの通過を検出できる程度に接近している。ここで、該カム回転角センサ16には、非接触で検査対象を測定できる、例えばホール素子を用いたセンサ等が用いられる。

以上のような構成であって、図８に示すように、前記シリンダヘッドカバー11をシリンダヘッド10に取り付ける際には、前記位置決めピン36a、36a及びピン嵌合孔36c、36cによって、前記シリンダヘッドカバー11とシリンダヘッド10の相対的な位置決めが行われる。これによって、該シリンダヘッドカバー11とシリンダヘッド10の相対的な位置精度が向上する。

その結果、前記シリンダヘッドカバーの第1シール部11a及び第2シール部11bは、それぞれ前記シリンダヘッド10の第1シール面47a及び第2シール面35に当接して、前記動弁室空間Vは油密に保持される。具体的には、前記シリンダヘッドカバー11をシリンダヘッド10に取り付けて、前記シリンダヘッドカバー11の丸穴56、56、・・・の上方からボルトを挿通し、該ボルトを前記シリンダヘッド10のボルト孔48、48、・・・に螺合させることで、該シリンダヘッドカバー11をシリンダヘッド10に上下方向に締結することができ、併せて、第1シール面47a、および第2シール面35を構成する前記上部平坦面部35aにおけるシール性が確保される。これと同時に、前記インジェクタ開口部12の第3シール部11cは、前記カムキャリア本体部32の第3シール面32bに接合し、該インジェクタ開口部12におけるシール性も確保される。また、前記位置決めピン36a、36aを配設することによって、左右方向の位置精度が高まり、該第2シール部11b及び第2シール面35の、特に湾曲面部35b及び傾斜面部35cにおけるシール性が確保される。これによって、前記動弁室空間VをエンジンEの前端部に位置するタイミングプーリ収容室Tと分離して、油密にすることができる。尚、前記第2シール部11bと第2シール面35の間、特に第1シール面47aと第2シール面35との境界部には、例えば液体パッキンを塗布して、シール性をさらに向上させることができる。

一方、前記シリンダヘッドカバー11の取付精度が向上する結果、センサの検出精度も向上する。以下、具体的に説明すると、センサの検出精度を向上させるには、該シリンダヘッドカバー11に取り付けられたカム回転角センサ16と、該カム回転角センサ16に周期的に接近する該タイミング検出用突起26cとの間隔を所定の間隔にすることが必要である。そうすると、該カム回転角センサ16は前記シリンダヘッドカバー11に取り付けられる一方、該タイミング検出用突起26cは前記シリンダヘッド10の上面に配設されたカムキャリア31、31bに支承された吸気側カムシャフト26に設けられている。したがって、該シリンダヘッドカバー11のシリンダヘッド10に対する取付精度を向上させることが、該カム回転角センサ16のタイミング検出用突起26cに対する位置精度を向上させることにつながる。

また、前記カム回転角センサ16を、前記タイミング検出用突起26cに対して水平方向から対向させるとともに、該カム回転角センサ16を配設する前記シリンダヘッドカバー11は前記位置決めピン36a、36aによって、前記シリンダヘッド10への水平方向、特にエンジンEの幅方向の取付誤差は抑制されている。このため、前記シリンダヘッドカバー11の上下動は許容される一方、該カム回転角センサ16のタイミング検出用突起26cに対する相対的な取付精度を向上させることができる。

したがって、本実施形態においては、前記位置決めピン36a、36aを配設することによって、シリンダヘッド10とシリンダヘッドカバー11との取付精度を向上させ、その結果、前記カムキャリア31の前端部とシリンダヘッドカバー11の開口部53との間、特に湾曲面部35b及び傾斜面部35cにおけるシール性を確保できる。それと同時に、前記カム回転角センサ16の取付精度を確保しつつ、シリンダヘッドカバー11にカム回転角センサ16を配設できるため、センサ配置の自由度を向上させることができる。すなわち、前記位置決めピン36a、36aは、前記第2シール部11bと第2シール面35とを油密に接合するとともに、前記カム回転角センサ16とタイミング検出用突起26cとの取付精度を確保する役割を有する。

また、前記シリンダヘッド10とシリンダヘッドカバー11の位置決めは、前記位置決めピン36a、36aの近傍ほど位置決め精度が良く、前記第2シール面35及び第2シール部11bは該位置決めピン36a、36aの近傍に配設されるため、該第2シール面35と第2シール部11bとシール性は十分に確保される。一方、前記カム回転角センサ16を取り付けるセンサ取付座15も該位置決めピン36a、36aとは前記第2シール部11bを挟んで、近傍に位置するため、該カム回転角センサ16の取付精度も十分に確保される。

さらに、前記ピン嵌合孔用ボス36d、36dは、前記プーリ側カムキャップ34bのキャップボルト用ボス34c、34cと一体に形成され、かつエンジンE幅方向に左右一対設けることによって、該シリンダヘッドカバー11の取付精度を、特に水平方向について、さらに向上させることができる。

尚、本願発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、その他の種々の実施形態を包含するものである。すなわち、前記実施形態では、前記カムキャリア31は、前記シリンダヘッド10とは別に形成された本体部32及びカムジャーナル部33、33bとその上部から取り付けるカムキャップ34、34bから構成されていたが、該本体部32及びカムジャーナル部33、33bは該シリンダヘッド10と一体に形成されてもよい。

前記実施形態では、シリンダヘッド10とシリンダヘッドカバー11との位置決めに、位置決めピン36a、36aとピン嵌合孔36c、36cを用いる構成としたが、半球状の凸部と半球状に陥没した凹部や、凹設された溝とそれに勘合する凸部等、位置決めが可能な位置決め部材であればよい。また、位置決め部材の個数も1以上であればよい。さらに、前記位置決めピン36a、36a及び位置決めピン用ボス36b、36bをシリンダヘッドカバー11に配設し、前記ピン嵌合孔36c、36c及びピン嵌合孔用ボス36d、36dをプーリ側カムキャップ34bに配設しているが、これとは逆に、該位置決めピン36a、36a及び位置決めピン用ボス36b、36bをプーリ側カムキャップ34bに配設し、前記ピン嵌合孔36c、36c及びピン嵌合孔用ボス36d、36dをシリンダヘッドカバー11に配設してもよい。

前記実施形態では、前記シリンダヘッド10上面に2本のカムシャフト26、27を配設したDOHC式エンジンを対象としていたが、OHC(overhead camshaft)式エンジンであれば、カムシャフトが1本であるSOHC(single overhead camshaft)式エンジンに、本発明を適用することもできる。

前記実施形態では、吸気側タイミングプーリ26aに設けたタイミング検出用突起26cをセンサ16によって検出する構成としたが、排気側のタイミング検出用突起27cを検出する構成としてもよい。また、前記被検出部として、タイミングプーリ26a、27aに設けたタイミング検出用突起26c、27cを用いる構成としたが、例えば、被検出用部品をカムシャフト26、27に別途設ける構成等のように、カムシャフト26、27と一体となって回転する部分であれば、タイミングプーリ26a、27a上ではなくても被検出部とすることができる。さらに、前記カム回転角センサ16は、シリンダヘッドカバー11に取り付けられ、かつ、被検出部の位置を検出できれば、該シリンダヘッドカバー11の水平方向から該被検出部に対向しなくてもよい。

前記実施形態では、前記タイミングプーリ間の動力伝達にタイミングベルトBが用いられているが、タイミングチェーンを用いる場合等でもよい。

本発明に係る筒内直噴式ディーゼルエンジンの側方から見た概略図である。 カムシャフト及びカムキャリアを取り外して、シリンダヘッドのミドルデッキの構成を示す上面図である。 ヘッドカバーを取り外し、スウィングアーム等を省略してシリンダヘッドの構成を示す上面図である。 カムキャリアの構成を示す部品図である。 プーリ側カムキャップの構成を示す部品図である。 シリンダヘッドカバーの構成を示す底面図である。 シリンダヘッドカバーのシール部を示す図６のB-B線における断面図である。 カムキャリアの前端部のシール面におけるシリンダヘッドカバーとカムキャリアの接合を示す概略図である。 タイミングプーリ及びカム回転角センサの位置関係を示す説明図である。

符号の説明

10 シリンダヘッド
11 シリンダヘッドカバー
11a 第1シール部
11b 第2シール部
13 タイミングベルトカバー
14 拡大部
15 センサ取付座
16 カム回転角センサ
26 吸気側カムシャフト
26a 吸気側タイミングプーリ
26c タイミング検出用突起
27 排気側カムシャフト
27a 排気側タイミングプーリ
31 カムキャリア
31b プーリ側カムキャリア
33 ジャーナル部
34 カムキャップ
34b プーリ側カムキャップ
34c キャップボルト用ボス
35 第2シール面
35a 上部平坦面部
35b 湾曲面部
35c 傾斜面部
36a 位置決めピン
36b 位置決めピン用ボス
36c ピン嵌合孔
36d ピン嵌合孔用ボス
47a 第1シール面
52 シール部材
53 開口部
E エンジン
T タイミングプーリ収容室

Claims (5)

1. カムシャフトが配設されたシリンダヘッドの上面をシリンダヘッドカバーによって覆うエンジンのシリンダヘッドカバー構造であって、
   前記カムシャフトの軸方向の一端部に設けられたタイミングプーリと、
   それぞれ前記シリンダヘッドの上面に配置されたジャーナル部と、該ジャーナル部に被せられるカムキャップからなり、前記カムシャフトの軸方向に併設されて、該カムシャフトを回転自在に支承する複数のカムキャリアと、
   前記シリンダヘッドカバーの下端に設けられ、前記シリンダヘッドの上面の第1シール面と当接する第1シール部と、
   前記カムシャフトと一体に回転する被検出部と、
   前記シリンダヘッドカバーに取り付けられ、前記被検出部を検出することによって、カムシャフトの回転角を検出するカム回転角センサと、を備え、
   前記複数のカムキャリアのうちカムシャフトの軸方向の最も前記タイミングプーリ側に位置するプーリ側カムキャリアは、その外周面に、前記第1シール面と連続し、かつ前記第1シール面よりも上方に突出して配設された第2シール面を有し、
   前記シリンダヘッドカバーには、前記プーリ側カムキャリアが内挿される開口部が形成され、該開口部は第1シール部と連続した、前記第2シール面と当接する第2シール部を有し、
   前記シリンダヘッドカバーの第2シール部と前記プーリ側カムキャリアの第2シール面との当接部近傍に、シリンダヘッドカバーとシリンダヘッドの相対位置を決める位置決め部材を配設したことを特徴とするエンジンのシリンダヘッドカバー構造。
2. 請求項１に記載のエンジンのシリンダヘッドカバー構造において、
   前記被検出部は、前記タイミングプーリに形成されるタイミング検出用突起であって、
   前記シリンダヘッドカバーは、
   前記開口部よりも前記タイミングプーリ側に突設されて、タイミングベルトカバーと共にタイミングプーリ収容室を形成する拡大部と、
   前記拡大部の前記タイミング検出用突起に対向する位置に形成され、前記カム回転角センサを取り付けるセンサ取付座と、をさらに有していることを特徴とするエンジンのシリンダヘッドカバー構造。
3. 請求項１又は２に記載のエンジンのシリンダヘッドカバー構造において、
   前記カムシャフトは、エンジンの幅方向に併設された吸気及び排気カムシャフトを含み、
   前記プーリ側カムキャリアは、前記吸気及び排気カムシャフトに跨って、2つのシャフトを支承するように形成され、
   前記第2シール面は、前記エンジンの幅方向に拡がる上部平坦面部と、該上部平坦面部の両端から下方に湾曲する湾曲面部と、該各湾曲面部の下端からエンジンの幅方向の外方に傾斜して広がる傾斜面部とを有し、
   前記シリンダヘッドカバーの第2シール部は、該プーリ側カムキャリアの第2シール面に沿った形状に形成され、
   前記位置決め部材は、エンジンの上下方向に嵌合する位置決めピン及びピン嵌合孔であって、
   前記位置決めピン又はピン嵌合孔は、前記プーリ側カムキャリアを構成するプーリ側カムキャップの、前記上部平坦面部よりもエンジンの内方側に、エンジンの幅方向に間隔をあけて一対、形成されていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッドカバー構造。
4. 請求項３に記載のエンジンのシリンダヘッドカバー構造において、
   前記プーリ側カムキャップは、該キャップを固定するキャップボルト用のボスを有し、
   前記位置決めピン用のボス又はピン嵌合孔用のボスは、前記キャップボルト用のボスと一体に形成されていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッドカバー構造。
5. 請求項２に記載のエンジンのシリンダヘッドカバー構造において、
   前記位置決め部材は、エンジンの上下方向に嵌合する位置決めピン及びピン嵌合孔であって、
   前記センサ取付座は、前記拡大部において、エンジンの幅方向に貫通するように形成され、
   前記カム回転角センサは、タイミングプーリの前記タイミング検出用突起にエンジンの幅方向に対向することを特徴とするエンジンのシリンダヘッドカバー構造。

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