JP2009197773A - シリンダヘッド装置およびこれを備える内燃機関ならびにシリンダヘッド装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】排気側カムシャフト8と吸気側カムシャフト10を備えるシリンダヘッド3にはオイル流路21a,21bが形成され、カムブラケット29は、オイル流路21aに連通した第1供給路30が内周面に形成され排気側カムシャフト8のジャーナル部を回転可能に支持する第1軸受部29aと、内周面に第2供給路31と可変バルブタイミング機構にオイルを導く制御用流路26a,26bが形成され吸気側カムシャフト10のジャーナル部を回転可能に支持する第2軸受部29bとで構成され、吸気側カムシャフト10に可変バルブタイミング機構が設けられている場合には、第1供給路30と第2供給路31を堰部32で遮断するとともにオイル流路21bと制御用流路26a,26bとを連通し、可変バルブタイミング機構が設けられていない場合には、第1供給路30と第2供給路31とを連通させて、シリンダヘッド3側には制御用流路26a,26bを設けない。
【選択図】図13
Description
このシリンダヘッド装置では、吸気側カムシャフトのジャーナル部の潤滑は、吸気側軸受部の内周面に潤滑溝を形成し、この潤滑溝に潤滑油を供給することにより行い、排気側カムシャフトのジャーナル部の潤滑は、可変バルブタイミング機構への潤滑油供給のために排気側軸受部の内周面に形成された制御用油路を流れる潤滑油により行うものとしている。
一般に、仕様が異なるエンジンであっても、誤組付けや部品管理工数の観点から、可能な限り部品を共通化することが好ましいが、上述したシリンダヘッド装置では、可変バルブタイミング機構の有無によりカムブラケットを変える必要が生じる。
また、本発明のシリンダヘッド装置およびこれを備える内燃機関ならびにシリンダヘッド装置の製造方法は、組み付け性の向上を図ることを目的の一つとし、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
前記第2カムシャフトに前記可変バルブタイミング機構が設けられない第1の場合にはオイルが流れる第1オイル流路が形成され、前記第2カムシャフトに前記可変バルブタイミング機構が設けられる第2の場合には前記第1オイル流路に加えて前記オイルが流れる第2オイル流路が形成されるシリンダヘッドと、
前記第1カムシャフトの第1ジャーナル部を回転可能に支持すると共に前記第1オイル流路に連通して前記第1ジャーナル部に前記オイルを供給する第1供給路が内周面に形成された第1軸受部と、前記第2カムシャフトの第2ジャーナル部を回転可能に支持すると共に前記第1供給路を介して前記オイルを前記第2ジャーナル部に供給可能な内周面に形成された第2供給路と前記第2オイル流路に連通可能であり前記可変バルブタイミング機構に前記オイルを導く制御用流路とが形成された第2軸受部と、を有するカムブラケットと、
前記第1の場合には、前記第1供給路と前記第2供給路とを連通し、前記第2の場合には、前記第1供給路と前記第2供給路とを遮断する連通遮断手段と、
を備えることを要旨とする。
前記連通遮断手段は、前記第1の場合には、前記シリンダヘッドの該堰部に対応する位置に設けた当接部に前記第1供給路と前記第2供給路とを連通する連通凹部を形成することにより前記第1供給路と前記第2供給路とを連通し、前記第2の場合には、前記堰部を前記当接部に当接させることにより前記第1供給路と前記第2供給路との連通を防止する手段とすることもできる。
こうすれば、第1流路と第2流路とを隔離する堰部をカムブラケットに設けるとともに、シリンダヘッドの堰部に対応する位置に堰部と当接する当接部を設け、この当接部に凹部を形成するか否かで第2カムシャフトにバルブタイミング機構が設けられている場合と設けられていない場合とに対応することができる。すなわち、仕様毎にカムブラケットを設定する必要がないから、内燃機関の仕様によらずカムブラケットの共有化を図ることができる。また、カムブラケットの取り付け間違いを回避することもできる。
こうすれば、連通凹部を簡易に形成することができる。
こうすれば、吸気側カムシャフトに可変バルブタイミング機構を設けるから、吸気バルブのバルブタイミングを可変にすることができる。
こうすれば、上述した各態様のいずれかの本発明のシリンダヘッド装置を備えるから、本発明のシリンダヘッド装置が奏する効果と同様の効果、例えば、仕様によらずカムブラケットの共有化を図ることができる効果や、カムブラケットの取付け間違いを回避することができる効果を奏することができる。
(a)前記第2カムシャフトに前記可変バルブタイミング機構が設けられない第1の場合にはオイルが流れる第1オイル流路が形成された第1シリンダヘッドを用意し、
(b)前記第2カムシャフトに前記可変バルブタイミング機構が設けられる第2の場合には前記第1オイル流路に加えて前記オイルが流れる第2オイル流路が形成された第2シリンダヘッドを用意し、
(c)前記第1カムシャフトの第1ジャーナル部を回転可能に支持する第1軸受部と前記第2カムシャフトの第2カムジャーナル部を回転可能に支持する第2軸受部とを有し、前記第1軸受部の内周面には前記第1オイル流路に連通して前記第1ジャーナル部に前記オイルを供給する第1供給路が形成され、前記第2軸受部の内周面には前記第1供給路を介して前記オイルを前記第2ジャーナル部に供給する第2供給路と、前記第2オイル流路に連通可能であり可変バルブタイミング機構に前記オイルを導くことが可能な制御用流路とが形成されたカムブラケットを用意し、
(d)前記第1の場合には、前記第1供給路と前記第2供給路とが連通するよう前記第1シリンダヘッドに前記カムブラケットを配置し、
(e)前記第2の場合には、前記第1供給路と前記第2供給路とが遮断されるよう前記第2シリンダヘッドに前記カムブラケットを配置する
構成とすることができる。
こうすれば、本発明のシリンダヘッド装置の製造方法では、第2カムシャフトに可変バルブタイミング機構が設けられない場合には、第1供給路と第2供給路とを連通し、第2カムシャフトに可変バルブタイミング機構が設けられる場合には、第1供給路と第2供給路とを遮断すると共に第2オイル流路と制御用流路とを連通することにより、各流路の連通と遮断とを行うだけで、内燃機関の仕様違いに対応するから、仕様毎にカムブラケットを設定する必要がない。この結果、仕様によらずカムブラケットの共有化を図ることができる。また、カムブラケットの取り付け間違いを回避することもできる。
前記ステップ(d)は、前記第1シリンダヘッドの前記堰部に対応する位置に前記第1供給路と前記第2供給路とを連通する連通凹部を形成することにより前記第1供給路と前記第2供給路とを連通するステップであり、
前記ステップ(e)は、前記第2シリンダヘッドの前記堰部に対応する位置に該堰部と当接する当接部を設け、前記堰部と前記当接部とを当接させることにより、前記第1供給路と前記第2供給路との連通を防止するステップである
構成とすることもできる。
こうすれば、第1流路と第2流路とを堰部により隔離し、シリンダヘッドの堰部に対応する位置に堰部と当接する当接部を設け、この当接部に凹部を形成するか否かで第2カムシャフトにバルブタイミング機構が設けられている場合と設けられていない場合とに対応することができる。すなわち、仕様毎にカムブラケットを設定する必要がないから、内燃機関の仕様によらずカムブラケットの共有化を図ることができる。また、カムブラケットの取り付け間違いを回避することもできる。
図1は、本発明の一実施例である実施例のシリンダヘッド装置100を搭載したエンジン1の構成の概略を示す構成図であり、図2は、本発明の一実施例である実施例のシリンダヘッド装置100Aを搭載したエンジン1Aの構成の概略を示す構成図であり、図3は、実施例であるシリンダヘッド装置100の構成の概略を示す分解斜視図であり、図4は、実施例であるシリンダヘッド装置100の一部を拡大して示す拡大平面図であり、図5は、実施例であるシリンダヘッド装置100Aの構成の概略を示す分解斜視図であり、図6は、実施例であるシリンダヘッド装置100Aの一部を拡大して示す拡大平面図である。
実施例のシリンダヘッド装置100,100Aを備えるエンジン1,1Aは、図1,2に示すように、シリンダブロック2と、クランクシャフト6のクランク軸スプロケット6aに巻回されたタイミングチェーン7を介してシリンダブロック2の上面側に取り付けられた実施例のシリンダヘッド装置100,100Aと、この実施例のシリンダヘッド装置100,100Aの上面側に取り付けられたシリンダヘッドカバー4と、クランクシャフト6のクランク軸スプロケット6aに巻回されたチェーン13を介してシリンダブロック2に取り付けられたオイルポンプ14と、潤滑油や作動油としてのオイルを溜めるためにシリンダブロック2の下面側に配置されたオイルパン5とを備え、クランク軸6からの動力を用いて実施例のシリンダヘッド装置100,100Aやオイルポンプ14を駆動するよう構成されている。
シリンダヘッド3には、図7および図8に示すように、排気側カムシャフト8のジャーナル部8bのほぼ下側半分を回転可能に受ける軸受部15と、吸気側カムシャフト10のジャーナル部10bのほぼ下側半分を回転可能に受ける軸受部16と、カム8b,10bにより駆動せしめられ図示しない吸気バルブや排気バルブを開閉させるバルブリフタ(図示せず)の摺動をガイドするバルブリフタボス19と、潤滑油としてのオイルが流れるオイル流路21aと、可変バルブタイミング機構12を作動するための作動油としてのオイルが流れる制御用流路21b,26a,26bと、制御弁23を収容する制御弁用室22と、カムブラケット29を取り付けるためのヘッドボルト33およびカムブラケット34を取り付けるためのヘッドボルト(図示せず)が螺入されるボルト穴18a,18b,18c,20とが形成されている。
制御用流路21bは、合わせ面300から制御弁室22までを途中オイルフィルタ25を介して連通するよう形成されており、制御用流路26a,26bは、取付面302から制御弁室22までを連通するよう形成されている。
制御用流路26aが可変バルブタイミング機構12を図示しない吸気バルブの開閉時期を遅らせる方向に作動させるための遅角側油路であり、制御用流路26bが可変バルブタイミング機構12を図示しない吸気バルブの開閉時期を速める方向に作動させるための進角側油路であり、オイルポンプ14から供給される作動油としてのオイルが合わせ面300から制御弁室22まで流れ、制御弁室22に収容される制御弁23によって開弁される制御用流路26a,26bから取付面302に向かって流れる。また、ボルト穴18cは、取付面302から制御弁室22まで貫通形成されている。
前述したシリンダヘッド3と同一のハード構成から、制御用流路21b,26a,26bと制御弁23を収容する制御弁用室22とを除いたハード構成をしている。
即ち、シリンダヘッド3Aには、図9および図10に示すように、排気側カムシャフト8のジャーナル部8bのほぼ下側半分を回転可能に受ける軸受部15と、吸気側カムシャフト10のジャーナル部10bのほぼ下側半分を回転可能に受ける軸受部16と、凹部35と、カム8b,10bにより駆動せしめられ図示しない吸気バルブや排気バルブを開閉させるバルブリフタ(図示せず)の摺動をガイドするバルブリフタボス19と、潤滑油としてのオイルが流れるオイル流路21aと、カムブラケット29を取り付けるためのヘッドボルト33およびカムブラケット34を取り付けるためのヘッドボルト(図示せず)が螺入されるボルト孔18a,18b,18c,20とが形成されている。
カムブラケット29は、図11に示すように、排気側カムシャフト8と吸気側カムシャフト10との両方を支持できるように、排気側カムシャフト8のジャーナル部8bのほぼ上側半分を回転可能に受ける軸受部29aと、吸気側カムシャフト10のジャーナル部10bのほぼ上側半分を回転可能に受ける軸受部29bとが一体形成されており、最も可変バルブタイミング機構12側のジャーナル部8b,10bを支持する。また、カムブラケット29には、ボルト孔18a,18b,18cに対応する位置にボルト孔29c,29c,29cが形成されており、ボルト孔29c,29c,29cから挿入される図示しないボルトによりシリンダヘッド3,3Aの取付面302に取り付け固定される。
排気側オイル供給路30は、排気側カムシャフト8の軸線方向に対して直角にほぼ直線状に延びる直線溝30aと、軸受部29aの軸受面29a’において直線溝30aから排気側カムシャフト8の軸線方向に延びる延出溝30bと、カムブラケット29がシリンダヘッド3,3Aに取り付けられた際にオイル流路21aと連通する連通部30cとを備える。
吸気側オイル供給路31は、図示するように、直線溝30aとは排気側カムシャフト8の軸線方向においてほぼ同一位置に形成されたほぼ直線状の直線溝31aを備える。直線溝30aと直線溝31aとの間には堰部32が形成されており、互いに連通しないように遮断された状態となっている。
カムブラケット29をシリンダヘッド3に取り付けたときには、図13に示すように、オイルポンプ14により圧送されてオイル流路21aに供給されるオイルは、連通部30cから排気側オイル供給路30に流れて排気側カムシャフト8のジャーナル部8bの潤滑を行なう。ここで、排気側オイル供給路30に流れたオイルは、直線溝30aを介してジャーナル部8bの周方向を十分に潤滑し、延出溝30bを介してジャーナル部8bの軸方向を十分に潤滑する。
また、オイルポンプ14により圧送されて制御用流路21bから制御弁23を介して制御用流路26aあるいは制御用流路26bに供給されるオイルは、連通部27a’や連通部27b’から制御用流路27aや制御用流路27bに流れて、吸気側カムシャフト10内に形成された図示しない軸内制御油路を介して可変バルブタイミング機構12へ送られる。このとき、制御用流路27aや制御用流路27bに流れたオイルによって吸気側カムシャフト10のジャーナル部10bの潤滑が行なわれる。なお、吸気側オイル供給路31にはオイルは供給されない。
図15は、実施例のシリンダヘッド装置100,100Aの製造の様子を例示する工程図である。
実施例のシリンダヘッド装置100,1003Aの製造は、まず、製造するシリンダヘッド装置100,100Aが可変バルブタイミング機構12を有する使用か否かを判定する工程から始まる(工程S20)。
可変バルブタイミング機構12を有する仕様であると判定されたときには、制御用流路21b,26a,26bおよびオイル流路21aが形成されたシリンダヘッド3を用意すると共に(工程S22)、吸気側オイル供給路31,制御用流路27a,27bおよび堰部32を隔てて吸気側オイル供給路31に対向する排気側オイル供給路30が形成されたカムブラケット29を用意する(工程S24)。そして、制御用流路26a,26bと制御用流路27a,27bとが連通すると共に、オイル流路21aと排気側オイル供給路30とが連通するようシリンダヘッド3とカムブラケット29とを組み付けて(工程S26)、シリンダヘッド装置100を完成する。
こうしてシリンダヘッド装置100,100Aを製造することにより、可変バルブタイミング機構12を備えるシリンダヘッド装置100と可変バルブタイミング機構12を備えないシリンダヘッド装置100Aとでカムブラケット29の共有化を図ることができるから、仕様違いによるカムブラケット29の取り付け間違いを回避することができる。
2 シリンダブロック
3,3A シリンダヘッド
5 オイルパン
6 クランクシャフト
7 タイミングチェーン
8 排気側カムシャフト
8a,10a ジャーナル部
8b,10b カム
9,11 カムスプロケット
10 吸気側カムシャフト
10c 油路
12 可変バルブタイミング機構
14 オイルポンプ
15 第1軸受部
16 第2軸受部
17 当接部
18a,18b,18c,20 ボルト穴
19 バルブリフタボス
21a 第1オイル流路
21b 第2オイル流路(制御用流路)
22 制御弁室
23 制御バルブ
26a 遅角側の制御用流路
26b 進角側の制御用流路
27a,27b 制御用流路
27a’,27b’ 連通部
29 カムブラケット
29a 第1軸受部
29b 第2軸受部
29a’,29b’ 軸受面
29c ボルト孔
30 第1供給路
30a 直線溝
30b 延出溝
30c 連通部
31 第2供給路(吸気側オイル供給路)
31a 直線溝
32 堰部
33 ヘッドボルト
35 凹部(連通凹部)
100,100A シリンダヘッド装置
300 合わせ面
302 取付面
Claims (7)
- 第1機関弁を駆動する第1カムシャフトと、該第1カムシャフトに並列配置されて第2機関弁を駆動する第2カムシャフトとを、備えるシリンダヘッド装置であって、
前記第2カムシャフトに前記可変バルブタイミング機構が設けられない第1の場合にはオイルが流れる第1オイル流路が形成され、前記第2カムシャフトに前記可変バルブタイミング機構が設けられる第2の場合には前記第1オイル流路に加えて前記オイルが流れる第2オイル流路が形成されるシリンダヘッドと、
前記第1カムシャフトの第1ジャーナル部を回転可能に支持すると共に前記第1オイル流路に連通して前記第1ジャーナル部に前記オイルを供給する第1供給路が内周面に形成された第1軸受部と、前記第2カムシャフトの第2ジャーナル部を回転可能に支持すると共に前記第1供給路を介して前記オイルを前記第2ジャーナル部に供給可能な内周面に形成された第2供給路と前記第2オイル流路に連通可能であり前記可変バルブタイミング機構に前記オイルを導く制御用流路とが形成された第2軸受部と、を有するカムブラケットと、
前記第1の場合には、前記第1供給路と前記第2供給路とを連通し、前記第2の場合には、前記第1供給路と前記第2供給路とを遮断する連通遮断手段と、
を備えるシリンダヘッド装置。 - 前記カムブラケットは、前記第1供給路と前記第2供給路とを隔離する堰部を有し、
前記連通遮断手段は、前記第1の場合には、前記シリンダヘッドの該堰部に対応する位置に設けた当接部に前記第1供給路と前記第2供給路とを連通する連通凹部を形成することにより前記第1供給路と前記第2供給路とを連通し、前記第2の場合には、前記堰部を前記当接部に当接させることにより前記第1供給路と前記第2供給路との連通を防止する手段である
請求項1記載のシリンダヘッド装置。 - 前記連通凹部は、機械加工により前記当接部に形成されてなる請求項2記載のシリンダヘッド装置。
- 前記第1カムシャフトは、前記第1機関弁として排気バルブを駆動する排気側カムシャフトであり、
前記第2カムシャフトは、前記第2機関弁として吸気バルブを駆動する吸気側カムシャフトである
請求項1ないし3いずれか記載のシリンダヘッド装置。 - 請求項1ないし4いずれか記載のシリンダヘッド装置を備え、クランクシャフトの回転を利用して前記第1カムシャフトおよび前記第2カムシャフトを駆動する
内燃機関。 - 第1機関弁を駆動する第1カムシャフトと、該第1カムシャフトに並列配置されて第2機関弁を駆動する第2カムシャフトとを、備えるシリンダヘッド装置の製造方法であって、
(a)前記第2カムシャフトに前記可変バルブタイミング機構が設けられない第1の場合にはオイルが流れる第1オイル流路が形成された第1シリンダヘッドを用意し、
(b)前記第2カムシャフトに前記可変バルブタイミング機構が設けられる第2の場合には前記第1オイル流路に加えて前記オイルが流れる第2オイル流路が形成された第2シリンダヘッドを用意し、
(c)前記第1カムシャフトの第1ジャーナル部を回転可能に支持する第1軸受部と前記第2カムシャフトの第2カムジャーナル部を回転可能に支持する第2軸受部とを有し、前記第1軸受部の内周面には前記第1オイル流路に連通して前記第1ジャーナル部に前記オイルを供給する第1供給路が形成され、前記第2軸受部の内周面には前記第1供給路を介して前記オイルを前記第2ジャーナル部に供給する第2供給路と,前記第2オイル流路に連通可能であり可変バルブタイミング機構に前記オイルを導くことが可能な制御用流路とが形成されたカムブラケットを用意し、
(d)前記第1の場合には、前記第1供給路と前記第2供給路とが連通するよう前記第1シリンダヘッドに前記カムブラケットを配置し、
(e)前記第2の場合には、前記第1供給路と前記第2供給路とが遮断されるよう前記第2シリンダヘッドに前記カムブラケットを配置する
シリンダヘッド装置の製造方法。 - 前記ステップ(c)は、前記第1供給路と前記第2供給路とを堰部により隔離して形成するステップであり、
前記ステップ(d)は、前記第1シリンダヘッドの前記堰部に対応する位置に前記第1供給路と前記第2供給路とを連通する連通凹部を形成することにより前記第1供給路と前記第2供給路とを連通するステップであり、
前記ステップ(e)は、前記第2シリンダヘッドの前記堰部に対応する位置に該堰部と当接する当接部を設け、前記堰部と前記当接部とを当接させることにより、前記第1供給路と前記第2供給路との連通を防止するステップである
請求項6記載のシリンダヘッド装置の製造方法。
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