JP2507672Y2 - エンジンのカムシャフト支持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、エンジンのカムシャフト支持装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 吸気弁用カムシャフトと排気弁用カムシャフトとがシ
リンダヘッド上に並列配置されるDOHCエンジンにおい
て、一方のカムシャフトがクランク軸によって直接的に
駆動され（以下、このカムシャフトを駆動側カムシャフ
トという）、他方のカムシャフトが、各カムシャフトの
端部に設けられた互いに噛み合う一対のカム間ギヤ（駆
動力伝達手段）を介して、駆動側カムシャフトによって
駆動されるようになったカムシャフト駆動機構は従来よ
り知られている（例えば、実開昭61−171807号公報参
照）。このようなカムシャフト駆動機構を備えたDOHCエ
ンジンにおいては、両カムシャフトの配置間隔を比較的
狭くすることができるので、エンジンの幅方向のコンパ
クト化を図ることができるといった利点がある。

また、一般にDOHCエンジンにおいては、両カムシャフ
トを回転自在に支持するための軸受部がシリンダヘッド
上に設けられるが、シリンダヘッドとは別体のカムキャ
リアをシリンダヘッドの上側に締結し、このカムキャリ
アにカムシャフト軸受部とシリンダヘッドカバーとを一
体形成したカムシャフト支持構造が提案されている。か
かるカムシャフト支持構造においては、シリンダヘッド
の構造が簡素化されるといった利点があり、またベアリ
ングキャップを必要としないので、部品点数を減らすこ
とができるといった利点がある。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、両カムシャフト間の駆動力伝達手段、例え
ばカム間ギヤを備えたDOHCエンジンには、カム間ギヤへ
の異物の噛み込みを防止し、あるいはカム間ギヤからの
オイルの飛散を防止するために、カム間ギヤをカバーす
るギヤカバーが設けられる。そして、カムキャリアを備
えたエンジンにおいては、ギヤカバーを強固に固定する
ために、一般にギヤカバーがカムキャリアに連結され
る。この場合、両者の連結を容易にするために、通常ギ
ヤカバーが、カムシャフト軸線方向にみてカム間ギヤの
中央位置近傍で２分される２つのピースに分割され、リ
ヤ側のピースがカムキャリアと一体形成され（以下、カ
ムキャリアのこの部分をギヤカバー部という）、フロン
ト側のピースが別体で形成され（以下、これをカバー部
材という）、ギヤカバー部とカバー部材とがカム間ギヤ
周縁部近傍でボルト等を用いて連結される。

そして、カム間ギヤ近傍のカムシャフト支持剛性を高
めるために、カムキャリア（ギヤカバー部）には、カム
間ギヤに隣接してカムシャフト軸受部とスラスト受部と
が設けられる。また、カム間ギヤはカムシャフトあるい
は各カムに比べて径が大きいので、その下部がシリンダ
ヘッド側に突出するが、カム間ギヤとシリンダヘッドと
の干渉を避けるために、シリンダヘッド上部にはカム間
ギヤの周縁部を囲むような形状をもつ溝部が形成され
る。つまり、カム間ギヤは、ギヤカバー部とカバー部材
と溝部とで画成されるカム間ギヤ収容部に収容されるこ
とになる。

ここにおいて、ギヤカバー部とカバー部材とは、溝部
と対向する部分で下方に（シリンダヘッドとの合わせ面
側）開いているので、ギヤカバー部とカバー部材の剛性
が比較的低くなる。そして、前記したとおり、ギヤカバ
ー部にはカム間ギヤに隣接してカムシャフト軸受部とス
ラスト受部とが設けられているので、ギヤカバー部にス
ラスト荷重がかかるが、このようなスラスト荷重は、カ
ムシャフトのトルク変動、カム間ギヤのねじれ角、バル
ブ反力、あるいは動弁の異常挙動（ジャンプ、バウン
ズ）等の影響によって、三次元的な方向性をもつ大きな
荷重となる。

このため、ギヤカバー部の開口部に複雑な変形が生
じ、これによってカムシャフト軸受部に変形が生じ、カ
ムシャフト軸受部の摺動抵抗の増大、焼き付き等の不具
合を招き、カムシャフト軸受部の信頼性を低下させると
いった問題がある。なお、カバー部材についても同様の
問題が起こりうる。

さらに、吸気３弁・排気２弁等の多弁式エンジンにお
いては、各カムのトルク変動が大きくなるので、ギヤカ
バー部の変形がますます大きくなるといった問題があ
る。

本考案は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、カムシャフトがカムキャリアによって支持され、
かつ両カムシャフト間の駆動力伝達手段が設けられたDO
HCエンジンにおいて、スラスト荷重に起因するカムシャ
フト軸受部の変形を有効に防止することができ、カムシ
ャフト軸受部の摺動抵抗の増大、焼き付き等の発生を防
止することができる。エンジンのカムシャフト支持装置
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案は上記の目的を達するため、吸気弁用カムシャ
フトと、排気弁用カムシャフトと、シリンダヘッドに取
り付けられ、両カムシャフトを回転自在に支持する複数
のカムシャフト軸受部が一体形成されたカムキャリア
と、両カムシャフトの端部に取り付けられた両カムシャ
フト間で動力を伝達させる駆動力伝達手段とが設けられ
たエンジンにおいて、駆動力伝達手段に隣接するカムシ
ャフト軸受部をカムキャリアに形成し、上記カムシャフ
ト軸受部にスラスト受部を設けるとともに、上記カムシ
ャフト軸受部の下側にシリンダヘッド幅方向に伸長し内
部にオイル通路が形成されたボス部を設けたことを特徴
とするエンジンのカムシャフト支持装置を提供する。

［考案の作用・効果］ 本考案によれば、駆動力伝達手段に隣接するカムシャ
フト軸受部の下側にシリンダヘッド幅方向に伸長するボ
ス部が設けられるが、このボス部が梁の役目を果たすの
で、上記カムシャフト軸受部の剛性が高められる。この
ため、スラスト受部に作用するスラスト荷重によって惹
起されるカムシャフト軸受部ないしスラスト受部の変形
を有効に抑制することができ、カムシャフト軸受部に摺
動抵抗の増大、焼き付き等の発生を防止して、信頼性を
高めることができる。

また、駆動力伝達手段に隣接するカムシャフト軸受部
の剛性の向上に伴って、駆動力伝達手段のカバー部材の
剛性が高まるので、カバー部材の変形を抑制することが
できる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を具体的に説明する。

第３図に示すように、吸気３弁・排気２弁式DOHCエン
ジンENは、第１〜第３吸気弁１〜３が開かれたときに、
夫々第１〜第３吸気ポート４〜６から燃焼室７内に混合
気を吸入し、この混合気をピストン（図示せず）で圧縮
して点火プラグ８で着火・燃焼させ、第1,第２排気弁9,
10が開かれたときに燃焼ガスを第1,第２排気ポート11,1
2に排出するようになっている。

上記第１吸気弁１には、第１吸気ポート４を開閉する
弁体13と、該弁体13を支持するバルブステム14と、該バ
ルブステム14を軸線方向に摺動自在に支持するバルブガ
イド15と、バルブステム14とバルブガイド15とのクリア
ランス部をシールするバルブステムシール16と、コッタ
17を介してバルブステム14の上端部に連結されるアッパ
シート18と、アッパシート18を介してバルブステム14を
常時閉弁方向（上向き）に付勢するバルブスプリング19
とが設けられている。そして、バルブステム14の上端部
は、スイングアーム21を介して吸気弁用カム22と係合
し、第１吸気弁１は吸気弁用カム22によって所定のタイ
ミングで開閉されるようになっている。ここで、スイン
グアーム21は吸気弁用HLA23（ハイドロ・ラッシュ・ア
ジャスタ）に連結されている。この吸気弁用HLA23は、
シリンダヘッドＨ内に形成された吸気弁側第1HLAオイル
供給通路24を通して供給されるオイルの圧力によって、
プランジャ25を介してスイングアーム21と係合し、バル
ブステム14とスイングアーム21との間にクリアランスが
生じるのを防止するようになっている。なお、図示して
いないが、第2,第３吸気弁2,3も、実質的に第１吸気弁
１と同一の構成となっている。

第１吸気弁１と同様に、第１排気弁９にも、弁体26
と、バルブステム27と、バルブガイド28と、バルブステ
ムシール29と、コッタ30と、アッパシート31と、バルブ
スプリング32とが設けられている。また、バルブステム
27の上端部は、スイングアーム34を介して排気弁用カム
35と係合し、第１排気弁９は排気弁用カム35によって所
定のタイミングで開閉されるようになっている。なお、
スイングアーム34はプランジャ38を備えた排気弁用HLA3
6に連結され、この排気弁用HLA36に、排気弁側HLAオイ
ル供給通路37を通してオイルが供給されるようになって
いる。図示していないが、第２排気弁10も実質的に第１
排気弁９と同一の構成となっている。

複数の吸気弁用カム22（１つのみ図示）は吸気弁用カ
ムシャフト41に取り付けられ、吸気弁用カムシャフト41
は、シリンダヘッドＨの上面に取り付けられた、後で説
明するカムキャリア43とカバー部材44（第４図参照）と
によって回転自在に支持されている。また、複数の排気
弁用カム35（１つのみ図示）は排気弁用カムシャフト45
に取り付けられ、排気弁用カムシャフト45は、カムキャ
リア43とカバー部材44（第４図参照）とによって回転自
在に支持されている。

以下、両カムシャフト41,45の駆動機構について説明
する。

第４図に示すように、吸気弁用カムシャフト41は、シ
リンダヘッドＨの長手方向（第４図では左右方向）に伸
長して配置され、カムキャリア43に形成された複数の吸
気弁側軸受部46（１つのみ図示）と、カバー部材44に形
成された吸気弁側端部軸受部47とによって回転自在に支
持されている。一方、排気弁用カムシャフト45は、シリ
ンダヘッドＨ上で吸気弁用カムシャフト41と平行に配置
され、カムキャリア43に形成された複数の排気弁側軸受
部48（１つのみ図示）と、カバー部材44に形成された排
気弁側端部軸受部49とによって回転自在に支持されてい
る。

そして、吸気弁用カムシャフト41のフロント端部（第
４図では左側端部）には、取付ボルト51を用いてタイミ
ングプーリ52が取り付けられ、このタイミングプーリ52
とクランクプーリ（図示せず）との間にはタイミングベ
ルト（図示せず）が巻きかけられ、吸気弁用カムシャフ
ト41はクランク軸（図示せず）によって直接的に、エン
ジン回転数の1/2の回転数で同期回転駆動されるように
なっている。なお、タイミングプーリ52をカバーするた
めにプーリカバー53が設けられている。

タイミングプーリ52よりややリヤ側（第４図では右
側）において、吸気弁用カムシャフト41には吸気弁側カ
ム間ギヤ54が設けられている。一方、排気弁用カムシャ
フト45には、吸気弁側カム間ギヤ54と噛み合う排気弁側
カム間ギヤ55が設けられている。ここにおいて、両カム
間ギヤ54,55は、後で説明するように、カバー部材44
と、カムキャリア43のフロント端部にこれと一体形成さ
れたギヤカバー部57と、シリンダヘッドＨの上部に形成
された溝部58（第６図参照）とによって画成されるカム
間ギヤ収容部59内に配置されている。そして、排気弁用
カムシャフト45は、両カム間ギヤ54,55を介して吸気弁
用カムシャフト41によって回転駆動されるようになって
いる。なお、バックラッシュを防止するために、排気弁
用カムシャフト45にはフリクションギヤ61が設けられて
いる。

吸気弁用カムシャフト41は、カム間ギヤ収容部59内の
ギヤ支持部62では、これよりフロント側の部分よりも径
が大きく設定されている。このため、ギヤ支持部62のフ
ロント端面が、カバー部材44のリヤ側広がり面に摺接
し、これによって吸気弁用カムシャフト41のフロント方
向への変位が規制されるようになっている。つまり、カ
バー部材44のリヤ側広がり面のギヤ支持部62との摺接部
が、吸気弁側フロントスラスト受部63を形成している。
また、ギヤ支持部62のすぐリヤ側には、ギヤ支持部62よ
りやや大径の吸気弁側スラストプレート64が設けられ、
この吸気弁側スラストプレート64のリヤ端面は、ギヤカ
バー部57（カムキャリア43）のフロント側広がり面に摺
接し、これによって吸気弁用カムシャフト41のリヤ方向
への変位が規制されるようになっている。つまり、ギヤ
カバー部57のフロント側広がり面の吸気弁側スラストプ
レート64との摺接部が、吸気弁側リヤスラスト受部65を
形成している。そして、この吸気弁側リヤスラスト受部
65のすぐリヤ側にこれと隣接して吸気弁側軸受部46が設
けられている。換言すれば、上記吸気弁側軸受部46のフ
ロント端面が吸気弁側リヤスラスト受部65を形成してい
る。

排気弁側カム間ギヤ55のすぐフロント側において、排
気弁用カムシャフト45にロックナット66が取り付けら
れ、このロックナット66のフロント端面は、カバー部材
44に取り付けられたスラストワッシャ67のリヤ端面と摺
接し、これによって排気弁用カムシャフト45のフロント
方向への変位が規制されるようになっている。つまり、
スラストワッシャ67は排気弁用カムシャフト45のフロン
ト方向へのスラスト受部として機能している。また、吸
気弁用カムシャフト41と同様に、排気弁用カムシャフト
45にも排気弁側スラストプレート68が設けられ、排気弁
用カムシャフト45のリヤ方向への変位が規制されるよう
になっており、ギヤカバー部57のフロント側広がり面の
排気弁側スラストプレート68との摺接部が、排気弁側リ
ヤスラスト受部69を形成している。

なお、排気弁用カムシャフト45の前方においてカバー
部材44に、めねじが切られた中空部70が形成されたブラ
インドプラグボス部71が設けられ、中空部70にはブライ
ンドプラグ72がねじ込まれている。

以下、上記カムシャフト駆動機構を支持するカムキャ
リア43とカバー部材44の構造について説明する。

第５図と第６図とに示すように、シリンダヘッドＨの
上面には、カム間ギヤ54,55（第４図参照）の下部を収
容する溝部58、第1,第２吸気弁用HLAボス部74,75、第３
吸気弁用HLAボス部76、第1,第２排気弁用HLAボス部77,7
8、プラグホール79、第１〜第３吸気弁用バルブステム
ホール80〜82、第1,第２排気弁用バルブステムホール8
3,84、カムキャリア43（第４図参照）をシリンダヘッド
Ｈに取り付けるためのカムキャリア用ボルト穴85、カバ
ー部材44をシリンダヘッドＨに取り付けるためのカバー
部材用ボルト穴86等が形成されている。また、シリンダ
ヘッドＨの上端部近傍においてその内部には、夫々シリ
ンダヘッド長手方向に伸長しつつ溝部58のすぐリヤ側で
上向きに開口する吸気弁側第1HLAオイル供給通路24と吸
気弁側第2HLAオイル供給通路88と吸気弁側HLAオイル供
給通路37とが設けられている。そして、吸気弁側第1HLA
オイル供給通路24を通して第１吸気弁用HLA23（第３図
参照）と第２吸気弁用HLA（図示せず）とにオイルが供
給され、吸気弁側第2HLAオイル供給通路88を通して第３
吸気弁用HLA（図示せず）にオイルが供給され、排気弁
側HLAオイル供給通路37を通して第１排気弁用HLA36と第
２排気弁用HLA（図示せず）とにオイルが供給されるよ
うになっている。

第７〜第９図に示すように、シリンダヘッドＨの上面
には、カムキャリア43が複数の締結ボルト89を用いて締
結されている。このカムキャリア43には、複数の吸気弁
側軸受部46と排気弁側軸受部48とが一体形成されてい
る。そして、吸・排気弁用カムシャフト41,45（第４図
参照）は、夫々吸・排気弁側軸受部46,48によって支持
されている。また、カムキャリア43の前端部には、両カ
ム間ギヤ54,55（第４図参照）をカバーするためのギヤ
ケース部57が形成されている。

そして、シリンダヘッドＨの前端部近傍において、そ
の上面には、カム間ギヤ54,55（第４図参照）をカバー
するとともに、両カムシャフト41,45（第４図参照）の
フロント端部を支持するカバー部材44が配置されてい
る。このカバー部材44のリヤ端部は、カムキャリア43の
ギヤケース部57と対応する形状に形成され、カバー部材
44とカムキャリア43（ギヤケース部57）とは、周縁部近
傍で複数の連結ボルト90によってシリンダヘッド長手方
向に連結されている。ここにおいて、カバー部材44とギ
ヤケース部57と溝部58（第６図参照）とによってカム間
ギヤ収容部59が形成され、このカム間ギヤ収容部59内に
カム間ギヤ54,55（第４図参照）が収容されるようにな
っている。

カバー部材44のフロント端面には、カバー取付ボルト
91を通すためのボルトボス部92が設けられ、カバー部材
44はボルトボス部92内を貫通してシリンダヘッダＨにね
じ込まれるカバー取付ボルト91によってシリンダヘッド
Ｈの上面にボルト締結されるようになっている。上記ボ
ルトボス部92が上下方向に比較的長くなっているので、
カバー部材44の剛性が高められている。

第１図と第２図とに示すように、カムキャリア43のギ
ヤーケース部57のすぐリヤ側（第１図では右側）であ
り、かつギヤーケース部57に隣接する吸・排気弁側軸受
部46,48の下側（第２図では右側）となる位置におい
て、カムキャリア43にはカムキャリア幅方向（シリンダ
ヘッド幅方向）に伸長するカムキャリアオイル通路93が
設けられ、このカムキャリアオイル通路93はその上側の
吸・排気弁側軸受部46,48と連通している。カムキャリ
アオイル通路93は、カムキャリア幅方向に伸長するオイ
ル通路ボス部94内に形成され、このオイル通路ボス部94
は、カムキャリア幅方向にみて、ギヤーケース部57のほ
ぼ両端部と対応する位置まで突出して形成されている。

このように吸・排気弁側軸受部46,48の下側にカムキ
ャリア幅方向に伸長するオイル通路ボス部94が形成され
ているので、このオイル通路ボス部94が梁の役目を果た
し、これによって吸・排気弁側軸受部46,48の剛性が高
められる。このため、吸・排気弁側軸受部46,48にスラ
スト荷重がかかっても、吸・排気弁側軸受部46,48に変
形が生じない。したがって、吸・排気弁側軸受部46,48
の摺動抵抗の増加あるいは焼き付きが発生しない。ま
た、カムキャリア43のフロント端部の剛性が高められる
ので、これに伴ってカムキャリア43と連結されているカ
バー部材44の剛性も高められる。

上記カムキャリアオイル通路93へは、オイル導入通路
95を通してシリンダヘッドＨ内のオイルギャラリ（図示
せず）からオイルが供給されるようになっている。そし
て、カムキャリアオイル通路93内のオイルの一部は、連
通部から吸・排気弁側軸受部46,48に供給され、この後
各カムシャフト41,45内（第４図参照）のシャフト内オ
イル通路（図示せず）を通して、各カムシャフト軸受部
に供給されるようになっている。また、カムキャリアオ
イル通路93から、下方に分岐する第１〜第３分岐オイル
通路96〜98が形成されている。ここで、カムキャリア43
がシリンダヘッドＨに締結されたときには、第１分岐オ
イル通路96が吸気弁側第1HLAオイル供給通路24（第６図
参照）に接続され、第２分岐オイル通路97が吸気弁側第
2HLAオイル供給通路88（第６図参照）に接続され、第３
分岐オイル通路98が排気弁側HLAオイル供給通路37に接
続されるようになっている。そして、カムキャリアオイ
ル通路93内のオイルの一部が、第１〜第３分岐オイル通
路96〜98と、各HLAオイル供給通路24,88,37とを通して
下向きに、各HLA23,36（第３図参照）に供給されるよう
になっている。

このように、各HLAオイル供給通路24,88,37へは、シ
リンダヘッドＨにより高い位置に配置されているカムキ
ャリアオイル通路93からオイルが供給されるようになっ
ているので、各HLAオイル供給通路24,88,37内には常時
オイルが保持される。このため、オイルポンプ（図示せ
ず）が作動していないエンジン始動時においても、各HL
A23,36（第３図参照）にオイルを供給することができ
る。また、エンジン運転中において、各HLAオイル供給
通路24,88,37内にエアが混入した場合でも、エアが浮力
によって速やかにカムキャリアオイル通路93に移動する
ので、各HLA23,36（第３図参照）へのエアの混入を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案にかかるカムキャリアとカバー部材の
下面平面説明図である。 第２図は、第１図に示すカムキャリアのＣ−Ｃ線断面説
明図である。 第３図は、本考案にかかるカムシャフト支持装置を備え
たDOHCエンジンの立面断面説明図である。 第４図は、第３図に示すエンジンのＢ−Ｂ線断面説明図
である。 第５図は、第３図に示すエンジンのシリンダヘッドの正
面立面説明図である。 第６図は、第５図に示すシリンダヘッドの平面説明図で
ある。 第７図は、本考案にかかるカムシャフト支持装置の正面
立面説明図である。 第８図は、第７図に示すカムシャフト支持装置の平面説
明図である。 第９図は、第７図に示すカムシャフト支持装置のＡ−Ａ
線断面説明図である。 EN…エンジン、Ｈ…シリンダヘッド、41…吸気弁用カム
シャフト、43…カムキャリア、44…カバー部材、45…排
気弁用カムシャフト、46…吸気弁側軸受部、47…吸気弁
側端部軸受部、48…排気弁側軸受部、49…排気弁側端部
軸受部、54…吸気弁側カム間ギヤ、55…排気弁側カム間
ギヤ、57…ギヤカバー部、63…吸気弁側フロントスラス
ト受部、65…吸気弁側リヤスラスト受部、67…スラスト
ワッシャ、69…排気弁側リヤスラスト受部、93…カムキ
ャリアオイル通路、94…オイル通路ボス部。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気弁用カムシャフトと、排気弁用カムシ
   ャフトと、シリンダヘッドに取り付けられ、両カムシャ
   フトを回転自在に支持する複数のカムシャフト軸受部が
   一体形成されたカムキャリアと、両カムシャフトの端部
   に取り付けられ両カムシャフト間で動力を伝達させる駆
   動力伝達手段とが設けられたエンジンにおいて、 駆動力伝達手段に隣接するカムシャフト軸受部をカムキ
   ャリアに形成し、上記カムシャフト軸受部にスラスト受
   部を設けるとともに、上記カムシャフト軸受部の下側に
   シリンダヘッド幅方向に伸長し内部にオイル通路が形成
   されたオイル通路ボス部を設けたことを特徴とするエン
   ジンのカムシャフト支持装置。