JP3972640B2 - Cylinder head structure and assembly method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの上部を成し内部に動弁機構を収容したシリンダヘッドに関し、特に、シリンダヘッド本体にカムシャフト支持部材を設け、同カムシャフト支持部材にカムシャフトと並列状を成してロッカシャフトを取付けたシリンダヘッド構造及びその組立方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンはその本体上部に取付けたシリンダヘッドと同シリンダヘッドの上部に取付けたヘッドカバーとで、密閉されたシリンダヘッド内部空間を形成し、ここに動弁機構を収容している。
例えば、シングルカムシャフトタイプの動弁機構(SOHC)の場合、図11に示すように、シリンダヘッド本体100の内部にヘッド長手方向(紙面垂直方向)に沿って所定間隔で複数のカムシャフト支持部材を成すカムジャーナル110を突出し形成している。
【0003】
これらカムジャーナル110に図示しない吸排気カムを有したカムシャフト120が取付けられ、その両側でカムジャーナル110の上面に吸排用の各ロッカシャフト130、140が並列的に配備され、ロッカシャフト固定ボルト170、180でカムジャーナル110に締結されている。各ロッカシャフト130、140には吸排気バルブ150、160を駆動する図示しないロッカアームが枢支される。なお、シリンダヘッド本体100は図示しない外壁や内部のカムジャーナル110に貫通孔190をそれぞれ設け、これらの貫通孔190にカムシャフト120を嵌挿して枢着した、カムインタイプの構造を採っている。
【0004】
このようなシリンダヘッド本体100を用いたエンジンでは吸排気バルブ150、160の駆動時にバルブ駆動反力が図示しないロッカアーム及び吸排用の各ロッカシャフト130、140を経てロッカシャフト固定ボルト170、180に加わる。ここでロッカシャフト固定ボルト170、180はカムジャーナル110の上部に螺着されることより同螺着部近傍に略上向きの引張力が加わることより、カムジャーナル110はロッカシャフト固定ボルト170、180の螺着部近傍の強度を十分に確保し、耐久性を維持する必要がある。
【0005】
なお、実公平2−40241号公報にはシリンダヘッドの軸受壁とその上部に締付け結合されるキャップ部材とでカムシャフトを枢支し、キャップ部材にはカムシャフトの両側に並列状に吸排用ロッカシャフトを取付けたシリンダヘッドが開示される。ここで吸気用ロッカシャフトには吸気2弁駆動の2つの吸気ロッカアームが枢支され、排気用ロッカシャフトには1弁駆動の1つの吸気ロッカアームが枢支されるという比較的コンパクトで軽量の動弁機構が開示される。
【0006】
ところで、エンジンの動弁機構としては、全運転域で一定の駆動モードで吸排気バルブを駆動するタイプや、エンジン運転域に応じてバルブ駆動モードを変化させて吸排気バルブを駆動するタイプである可変動弁機構が知られている。
可変動弁機構が採用された場合、通常、動弁機構としては部品数が増えることで取付けスペースを確保する必要が増加するのみならず重量増を招き、これに伴ないバルブ駆動反力が大きくなる傾向にある。特に、近年、多弁化と可変動弁機構の適用が進む傾向にあり、これに応じてエンジン回転数域も大きく広がる傾向にあり、高回転数域でバルブ駆動反力が増加する傾向がより高まっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンが可変動弁機構を採用した場合、シリンダヘッド本体には可変動弁機構の作動油路や油路切り換え用のオイルコントロールバルブを設ける必要がある。更に、高回転数域での使用頻度が高まることにより、動弁機構におけるバルブ駆動反力が大きくなり、これに対処すべくバルブ駆動反力を吸排用ロッカシャフトを介して受けるシリンダヘッド本体のカムジャーナル等の剛性を十分に強化する必要性がより高まっている。
【0008】
ところが、図11に示すようなシリンダヘッド本体100のカムジャーナル110に図示しない可変動弁機構付きのロッカシャフトを装着するとした場合、カムジャーナル110の上面に吸排用の各ロッカシャフト130、140がロッカシャフト固定ボルト170、180で締付け固定されるため、各ロッカシャフト固定ボルト170、180には各ロッカシャフト130、140側よりバルブ駆動反力f1,f2が斜め上向きに加わり、ロッカシャフト固定ボルト170、180の螺着部近傍の強度を十分に強化する必要が生じる。
【0009】
この結果、カムジャーナル110の中央のカムシャフト120の軸受け部120’と各ロッカシャフト固定ボルト170、180との間隔を十分に保ち、この部位の肉厚を十分に取る必要もあり、取付けスペースを確保する必要が増加する可変動弁機構を採用する上で更なるスペース確保の必要性が加わる。
これに加え、可変動弁機構用の作動油路や油路切り換え用のオイルコントロールバルブを設ける必要もあり、この点でも取付けスペースの確保が困難となる傾向にある。
【0010】
なお、実公平2−40241号公報には吸気2弁式の比較的簡素な構造の動弁機構を備えたシリンダヘッドが開示されるが、この場合、取付けスペース確保の必要性もなく、その解決策も開示されていない。このため、このような構造のシリンダヘッドに可変動弁機構を取付けるには、シリンダヘッドの外部に可変動弁機構用の作動油路や油路切り換え用のオイルコントロールバルブを取り付ける等の対処を取ることと成り、組立て作業が煩雑で、コスト増の要因ともなる。
【0011】
本発明は、以上のような課題に基づき、シリンダヘッド内への可変動弁機構を十分な強度を確保した上で容易に配備することができ、しかも、シリンダヘッド本体の加工を少なくできるシリンダヘッド構造及びその組立方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、可変動弁機構を有するエンジンのシリンダヘッド構造において、前記エンジンの上部に配置されてカムシャフトを枢支したシリンダヘッド本体と、該シリンダヘッド本体の上部に取り付けられて前記可変動弁機構を支持するロッカシャフトが嵌着されたロッカシャフトホルダと、
該ロッカシャフトホルダに取り付けられ前記可変動弁機構の作動油の油圧を切換えるオイルコントロールバルブと、
前記ロッカシャフトホルダに形成され前記オイルコントロールバルブからの前記作動油を前記可変動弁機構に導く作動油路と、を有し、
前記ロッカシャフトホルダは、前記シリンダヘッド本体よりも高強度の材料で形成されていることを特徴とする。
このように、シリンダヘッド本体に対してこれとは別体のロッカシャフトホルダを取り付けると共に、シリンダヘッド本体よりもロッカシャフトホルダのほうが高強度の材料で形成されることより、高強度の材料のロッカシャフトホルダがロッカシャフトが受けたバルブ駆動反力を耐久性よく安定して受けることができ、シリンダヘッドの軽量化を保持した上でバルブ駆動反力に対する高強度化を確保できる。しかも、ロッカシャフトホルダに作動油路を設けてオイルコントロールバルブを取り付けるようにしたので、シリンダヘッド内への可変動弁機構を十分な強度を確保した上で容易に配備することができ、シリンダヘッド本体側の加工を少なくすることができる。特に、ロッカシャフトホルダに対し、オイルコントロールバルブを組付けサブアッセンブリを仮組立し、このサブアッセンブリを、シリンダヘッドのカムジャーナルに組み付けるので、エンジン組立ライン上での組立て作業を容易化することができる。
【0013】
好ましくは、ロッカシャフトホルダはシリンダヘッド本体の上面を合わせ面として面接触するように取り付けられることが良い。この場合、ロッカシャフトホルダとシリンダヘッド本体の結合処理により合わせ面に摩擦力が生じることより、ロッカシャフトホルダとシリンダヘッド本体が確実に一体化し、バルブ駆動反力に対する高強度化効果がさらに高まる。また、合わせ面に作動油路や潤滑油路を形成した場合、加工が容易化され低コスト化を図れる。
【0015】
請求項2の発明は、請求項1記載のシリンダヘッド構造において、前記シリンダヘッド本体はそこに設けた貫通孔にカムシャフトを枢着したカムインタイプとして形成され、前記ロッカシャフトホルダは吸気用のロッカシャフト及び排気用のロッカシャフトを共に保持することを特徴とする。
このように、ロッカシャフトホルダはこれに吸気用と排気用の各ロッカシャフトを共に保持するので、それぞれのロッカシャフトに加わるバルブ駆動反力の内の互いに離隔する方向の成分をロッカシャフトホルダ上で打ち消し合うことができ、この点でも耐久性を向上させるように機能でき、この点での耐久性を向上できる。しかも、カムシャフトの取付け構造がシリンダヘッド本体の上部より排除され、ロッカシャフトホルダの取り付け構造と干渉せず、組付け構造を簡素化できる。
好ましくは、ロッカシャフトホルダが吸気用と排気用の各ロッカシャフトの近傍に締付け固定点をそれぞれ有するとしても良い。この場合、可変動弁機構が適用される頻度の高い吸気用のロッカシャフトに加わるバルブ駆動反力が、吸気側、排気側双方の固定点で受け取られることとなり、バルブ駆動反力の分散を図れ、この点で耐久性を確保できる。
【0016】
請求項3の方法発明は、可変動弁機構を有するエンジンのシリンダヘッド組立方法において、前記可変動弁機構に作動油を供給する作動油路が形成されかつシリンダヘッド本体よりも高強度の材料で形成されるロッカシャフトホルダに、前記可変動弁機構を支持するロッカシャフト及び前記作動油路の作動油の油圧を切換えるオイルコントロールバルブを組み付けた後、前記ロッカシャフトホルダを前記エンジンの上部のシリンダヘッド本体に組み付けることを特徴とする。
このように、作動油路が形成されシリンダヘッドよりも高強度のロッカシャフトホルダに対しロッカシャフトやオイルコントロールバルブを組付けた後、このロッカシャフトホルダをエンジンの上部のシリンダヘッド本体に組み付けるので、ロッカシャフトホルダに可変動弁機構の主要部を組付けてサブアッセンブリ化することができ、シリンダヘッド内への可変動弁機構を容易に配備することができる上に、エンジン組立ライン上での組立て作業を容易化することができる。しかも、ロッカシャフトホルダは作動油路を組み立て前に形成されるので、作動油路の加工が容易化される。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1乃至図3には本発明のシリンダヘッド構造が適用されたシリンダヘッドを示し、このシリンダヘッド1はV型6気筒エンジン(以後単にエンジンと記す)2に採用されている。エンジン2の3気筒分の図示しないシリンダを収容する右バンクのシリンダブロック3にはその上部に右バンク用のシリンダヘッド1が重ねられ、これが複数のヘッドボルト4により締結されている。なお、エンジン2の図示しない左バンクもほぼ左右対称に形成され、重複説明を略す。
右バンクのシリンダヘッド1と同シリンダヘッド1の上部に図示しないボルトで締結されたヘッドカバー5とにより、シリンダヘッドの長手方向である前後方向Xに密閉された内部空間6が形成され、ここに右バンク側の可変動弁機構Aが収容される。
【0018】
シリンダブロック3、シリンダヘッド1及びヘッドカバー5等のシリンダヘッド本体はそれぞれアルミ合金で鋳造され、軽量化が図られている。
シリンダヘッド1はシリンダブロック3に重なる下壁部分により図示しない3気筒分の燃焼室の上壁を形成し、下壁部分の周縁部より前後縦壁7、8及び左右縦壁9、10を一体的に連結した上で上方に延出させており、これらにより内部空間6の側部を覆うように形成される。前後縦壁7、8及び左右縦壁9、10はその上端に上向き合わせ面を形成され、この上向き合わせ面にはヘッドカバー5の周縁フランジ501が重ね合わされ、ボルト止めされることで内部空間6を密閉可能に形成される。ヘッドカバー5は蓋状部材であり、内部空間6を密に閉鎖可能な形状であり、図示しないキャップで密閉されるオイル吸入口及び後述のオイルコントロールバルブ11の貫通孔12が形成される。
【0019】
シリンダヘッド1はその下壁の上面よりカムシャフト支持部材であるカムジャーナル(図2参照)13をヘッド長手方向である前後方向Xに沿って所定間隔で複数突出し形成しており、これら各カムジャーナル13もシリンダヘッド本体の一部を成す。これら前後方向Xに複数配備されたカムジャーナル13と前縦壁7には図2、図3に示すように貫通孔14が形成され、ここに後述の吸排気カムを有したカムシャフト15が軸受け部材を介し枢着される。カムシャフト15はその前端を前縦壁7より突出し、同突き出し端151には図示しないタイミングギアが一体結合され、ここにエンジンの1/2の回転数で回転力が伝達される。
【0020】
各カムジャーナル13の上部は上向きの合わせ面fa(図2参照)を形成され、ここにブロック状のロッカシャフトホルダ16a、16bが重合され、複数のボルトbで各カムジャーナル13の上部に締結される。
図1、図3に示すように、前後端のカムジャーナル13には平面視でL型のロッカシャフトホルダ16aが、中間部のカムジャーナル13には平面視でT型のロッカシャフトホルダ16bがボルトbで締結される。これらロッカシャフトホルダ16a、16bは鋼製であり、その強度をアルミ合金製のカムジャーナル13側より十分に強化でき、しかも、取付けスペースを比較的小さくできる。
【0021】
図1、図3に示すようにシリンダヘッド1の下壁の前部には下部縦流入路17が形成され、ここにはシリンダブロック3側のオイルメインギャラリー18が連通する。更に、シリンダヘッド1の下壁の前部には下部縦流入路17より屈曲して延出し、シリンダヘッド1の幅方向である車幅方向Yに延びる横流入路19と、横流入路19の最深部より前端のカムジャーナル13内を上昇して延び、L型のロッカシャフトホルダ16aに達する縦流入路と20が形成される。更に、横流入路19の一部は分岐し、下壁内を後方に延出する連絡路21と、その最深部より中間部のカムジャーナル13(図2参照)内を上昇して延び、T型のロッカシャフトホルダ16bに達する縦流入路22とが形成される。
【0022】
図6(a)〜(c)に示すように、L型のロッカシャフトホルダ16aは吸気側嵌着部23と排気側嵌着部24と両部を連結する胴部25とで形成される。排気側嵌着部24には排気側ロッカシャフト26の端部が嵌挿され、同部が排気側嵌着部24と共にカムジャーナル13にボルトbで締結される。
吸気側嵌着部23には吸気側の第1ロッカシャフトの先端が回動可能に嵌着され、この第1ロッカシャフトとの干渉を避けた排気側嵌着部がカムジャーナル13にボルトで締結される。前端のL型のロッカシャフトホルダ16aはカムジャーナル13側の縦流入路20に連通するする連絡路28が形成され、これは排気側ロッカシャフト26の軸芯に形成された潤滑油路27に連通するする。
【0023】
この排気側ロッカシャフト26は単一軸部材で、各気筒間のロッカシャフトホルダ16a,16b側に潤滑油を導くように形成される。前端のL型のロッカシャフトホルダ16aには排気側ロッカシャフト26に形成された分配孔29に連通するする配油枝路30が形成され、配油枝路30の一部は胴部25を通過して吸気側第1ロッカシャフト31(図5(a)参照)の外周の軸受け部にも潤滑油を供給できるように構成される。なお、胴部25にはラッシュアジャスター32(図5(b)参照)を収容するアジャスター支持部33が突出し形成される。この部位は後述する可変動弁機構Aで説明する。
図5(a)に示すように、吸気側嵌着部23に先端が嵌挿された吸気側の第1ロッカシャフト31はその軸芯に制御油圧を受ける制御油路34を形成される。制御油路34はオイルコントロールバルブ11からの制御油圧を後述の第2ロッカシャフト35(図7(b)参照)との対向端側より受けるように形成される。
【0024】
第1ロッカシャフト31は前端のL型のロッカシャフトホルダ16aとその後方の中間前部のT型のロッカシャフトホルダ16bとに枢支され、可変動弁機構Aの可動部を支持している。
ここで、中間前部のT型のロッカシャフトホルダ16bは中間前部のカムジャーナル13(図2参照)に載置され、一体結合される。
図2,図7(a)〜(d)に示すように、T型のロッカシャフトホルダ16bは吸気側嵌着部36と排気側嵌着部37と両部を連結する胴部38とで形成される。排気側嵌着部37は比較的大きな幅の軸受け部を成して排気側ロッカシャフト26を嵌挿しており、ロッカシャフトの2点を排気側嵌着部37と共にカムジャーナル13にそれぞれボルトbで締結している。
【0025】
図7(b)に示すように、吸気側嵌着部36にはその前後開口端に吸気側の第1、第2の各ロッカシャフトの端部が回動可能に嵌着され、この第1、第2のロッカシャフト31、35の端部との干渉を避けた状態で吸気側嵌着部36がカムジャーナル13にボルトbで締結される。
T型のロッカシャフトホルダ16bには配油枝路39が形成され、これは排気側ロッカシャフト31の潤滑油路27に分配孔29を介し連通する。その配油枝路39の一部は胴部38を通過して吸気側の第1、第2ロッカシャフト31、35の外周の軸受け部36にも潤滑油を供給できるように構成される。
【0026】
更に、図7(b)に示すように、中間前部のT型のロッカシャフトホルダ16bの胴部38にはラッシュアジャスター(図5(b)参照)32を収容するアジャスター支持部40と、オイルコントロールバルブ11のバルブ支持部41が突出し形成される。図2に示すように、バルブ支持部41は縦向きにオイルコントロールバルブ11の小径部を螺着する内螺子42が形成され、その小径部の先端面の流入開口c1が直下のカムジャーナル13側の縦流入路22に連通する屈曲連絡路43に連通するする。しかも、小径部の側壁には流出開口c2が形成され、流出開口c2はバルブ支持部41の内螺子部42に開口する吐出路44が連通する。吐出路44は胴部38内を通過し、吸気側嵌着部36の第1、第2のロッカシャフト31、35の端部との干渉を避けた位置(ボルトの締結位置近傍)に達し、第1、第2のロッカシャフト31、35の各軸芯の制御油路34、45に連通する。
【0027】
オイルコントロールバルブ11はオフ時に流入開口c1と流出開口c2間を開いて吐出路44及び制御油路34、45の制御油圧を高レベルに維持し、オン時に、流入開口c1と流出開口c2間を遮断して、吐出路44及び制御油路34、45を低レベルの油圧に切換える。
【0028】
第1のロッカシャフト34は右バンク前端の気筒の吸気側の可変動弁機構を、第2のロッカシャフトは右バンクの中央の気筒の吸気側の可変動弁機構を支持している。なお、第3のロッカシャフト(図示せず)は右バンクの後端気筒の吸気側の可変動弁機構を支持し、図7(d)に示すT型のロッカシャフトホルダ16bと図1に示すL型のロッカシャフトホルダ16aとにより枢支される。ここで、図7(d)に示すT型のロッカシャフトホルダ16bは図7(b)に示すT型のロッカシャフトホルダ16bよりバルブ支持部41を排除した以外はほぼ同様の構成を採り、図1に示すL型の左右対称形状のロッカシャフトホルダ16aは図6(a)〜(c)に示すL型の左右対称形状のロッカシャフトホルダ16aと左右対称の形状を採り、重複説明を略す。
これら各気筒の可変動弁機構Aは同一構成を採ることより、ここでは図4として示す機能説明図を参照して前端の気筒の可変動弁機構Aを代表して説明する。
【0029】
ここで、排気側はロッカシャフト26に枢支された双頭の排気ロッカアーム47で排気2弁48(図2参照)を同時駆動するもので、カム軸対向部481にはローラ49が枢支される。排気ロッカアームのローラ49はカムシャフト15の排気カム50に当接することで、図8(a)、(b)にその排気弁リフトパターンmを示すように、全運転域で一定の排気弁駆動モードで排気2弁48を開閉駆動できる。
吸気側では第1のロッカシャフト31に支持され相対変位する固定及び可変の吸気ロッカアーム51,52で吸気2弁53を駆動する。なお、第1吸気バルブ53aがスワールポートを、第2吸気バルブ53bが通常ポートを開閉できる。
【0030】
第1のロッカシャフト31はその前後端が前端のL型のロッカシャフトホルダ16aと中間前部のT型のロッカシャフトホルダ16bとに枢支されている。 第1のロッカシャフト31の比較的大径の軸部311はそのL型のロッカシャフトホルダ16a側において延出部312を突出し形成し、図10(c)に示すように、延出部312の回動端に摺接片64を一体結合し、その摺接片64をカムシャフト15の高速カム54に常時当接する。
【0031】
更に、軸部311には延出部312側に切換えロッカアーム52が枢着され、対向端側に常時駆動の非切換えロッカアーム51が枢着される。これら両ロッカアーム52,51は相互の間隔を一定に保つように常時ばね55の押圧力を受けるように構成される。
非切換えロッカアーム51はそのカム軸対向端にローラ56を枢支し、反対側のバルブ対向端に第1吸気バルブ53aのステムを当接している。この非切換えロッカアーム51はそのローラ56をカムシャフト15側の低速カム57に当接し、図8(a)に示すような低速カム57のリフトパターンnに沿って、一定の吸気弁駆動モードで第1吸気バルブ53aを開閉駆動できる。
【0032】
切換えロッカアーム52はそのカム軸対向端にローラ58を枢支し、極小リフトカム62に当接し、反対側のバルブ対向端には第2吸気バルブ53bのステムを当接し、軸部311にはボス部521を形成される。このため、切換えロッカアーム52は図8(a)に示すような極小リフトカム63のリフトパターンn2に沿って、第2吸気バルブ53bを開閉駆動できる。一方、切換えロッカアーム52が延出部312の回動端の摺接片64を介し高速カム54に駆動されると、図8(b)に示すような高速リフトカム54のリフトパターンn1に沿って、第2吸気バルブ53bを開閉駆動できる。なお、高速リフトカム54のリフトパターンn1は開弁時期及びリフト量共に他のカムのものよりも大きく設定される。
【0033】
図10(a)〜(c)に示すように、軸部311には制御油路34に連通した状態で嵌着孔60が半径方向に形成され、切換えピン59が嵌着される。嵌着孔60は切換えピン59を完全に軸部311内に退却可能な長さを備え、嵌着孔60の段部eと切換えピン59の係止部gとの間に配備されたばね62の弾性力で嵌着孔60に収容される。嵌着孔60は制御油路34を介しオイルコントロールバルブ11より制御油圧を受けた場合、切換えピン59はばね62の弾性力に抗して突出し付勢され、切換えロッカアームのボス部521に設けた係合孔61に差し込み嵌着可能である。
【0034】
このようなシリンダヘッド1の組立方法を説明する。ここでは、まず、可変動弁機構Aに作動油を供給する作動油路34、45の形成されたロッカシャフトホルダ16a、16bを単独で製作し、次いで、これにロッカシャフト31、35、27及びオイルコントロールバルブ11を組み付け、ロッカシャフトホルダ31、35に可変動弁機構Aの主要部を組付けたサブアッセンブリを仮組立てする。その後、ロッカシャフトホルダ16a、16b側のサブアッセンブリをシリンダヘッド1の上より載置し、ボルトbで締付け作業を行いうこととなる。
【0035】
このようなシリンダヘッド1の組立方法では、作動油路34、45の形成され、強度を十分確保できるロッカシャフトホルダ16a、16bに対し、ロッカシャフト31、35、27やオイルコントロールバルブ11を組付けサブアッセンブリを仮組立し、このサブアッセンブリを、シリンダヘッド1の上部の複数のカムジャーナル13の上に組み付けるので、強度を十分確保できる上に、シリンダヘッド1内への可変動弁機構Aを容易に配備することができ、エンジン組立ライン上での組立て作業を容易化することができる。
このような可変動弁機構Aは、吸気側の第1吸気バルブ53aが低速カム57のリフトパターンnで常時開閉駆動する。
【0036】
同時に、オイルコントロールバルブ11のオフ時に制御油圧を受けると切換えピン59が切換えロッカアーム52の係合孔61に係合し、延出部312と一体の軸部311が一体化され、図8(a),(b)に示す高速カム54のリフトパターンn1で切換えロッカアーム52を駆動し、第2吸気バルブ53bを開閉駆動できる。
逆に、オイルコントロールバルブ11のオン時に制御油圧を排除されると切換えピン59がばね62の弾性力で係合孔61より離脱し、嵌着孔60に収容される。これにより切換えロッカアーム52は軸部311に枢支された状態となり、極小リフトカム63のリフトパターンn2で切換えロッカアームを介し第2吸気バルブを開閉駆動する。
【0037】
このような可変動弁機構Aを備えたエンジンは、低回転域では第1吸気バルブ53aが低速カム57のリフトパターンnで駆動し、スワールポートを解放し、燃焼室にスワールを生成して流入し、希薄燃焼を安定して行える。この際、オイルコントロールバルブ11がオンしており、切換えピン59が切換えロッカアーム52の係合孔61より離脱し、極小リフトカム63のリフトパターンn2で第2吸気バルブ53bを駆動し、ポート側に燃料が滞留しない程度にわずかに解放される。
【0038】
エンジンの高回転域では、オイルコントロールバルブ11がオフしており、切換えピン59が切換えロッカアーム52の係合孔61に制御油圧により係合し、高速リフトカム54のリフトパターンn1で第2吸気バルブ53bを駆動し、最大流量の吸気をこのポート側より燃焼室に流入させる。このため、第1吸気バルブ53aのスワールポート側からの気流は量的に低減し、スワールは排除され、流量抵抗が最も低減した状態で吸入が成され、燃費の向上を図れる。
【0039】
このように、図1のシリンダヘッド構造が適用されたシリンダヘッド1を用いた場合、シリンダヘッド本体側であるカムジャーナル13側よりも高強度の鋼材でロッカシャフトホルダ16bが製作されたので、その強度をアルミ合金製のカムジャーナル13側より十分に強化でき、耐久性を確保でき、取付けスペースを比較的小さくできる。更に、シリンダヘッド本体よりもロッカシャフトホルダ16a,16bのほうが高強度の材料で形成されることより、このロッカシャフトホルダがロッカシャフト31、35が受けたバルブ駆動反力を耐久性よく安定して受けることができ、シリンダヘッド1の軽量化を保持した上でバルブ駆動反力に対する高強度化を確保できる。
【0040】
しかも、作動油路である、屈曲連絡路43、吐出路44や、オイルコントロールバルブ11のバルブ支持部41を製造するのに、単独加工でき、加工が容易化され、精度向上を容易に図ることもでき、コストを抑制することができる。また、カムジャーナル13との合わせ面である下面に屈曲連絡路43を形成したので、この部位の加工が容易化され低コスト化を図れる。
図1のシリンダヘッド構造が適用されたシリンダヘッド1はシリンダヘッド本体側であるカムジャーナル13に設けた貫通孔14にカムシャフト15を枢着したカムインタイプであり、カムシャフト15の取付け構造部分がロッカシャフトホルダ16a、16bの取り付け構造部分とが干渉することを容易に避けられ、組付け構造を簡素化できる。ロッカシャフトホルダ16a、16bはカムジャーナル13の上面を合わせ面として結合されるので、合わせ面に摩擦力が生じやすいことより、ロッカシャフトホルダ16a、16bとカムジャーナル13が確実に一体化し、バルブ駆動反力に対する高強度化効果がさらに高まる。
【0041】
更に、ロッカシャフトホルダ16a、16bは吸気用のロッカシャフト31、35及び排気用のロッカシャフト27を共に保持するので、ロッカシャフトに加わるバルブ駆動反力の内の互いに離隔する方向の成分をロッカシャフトホルダ16a、16b上で打ち消し合うことができ、この点でも耐久性を向上させるように機能できる。
【0042】
更に、ロッカシャフトホルダ16a、16bが吸気用と排気用の各ロッカシャフト31、35、27の近傍に締付け固定点p1、p2(図7(b)参照)をそれぞれ有するので、可変動弁機構Aが適用される吸気用のロッカシャフト各ロッカシャフト31、35に加わるバルブ駆動反力が、吸気側、排気側双方の固定点p1、p2で受け取られることとなり、バルブ駆動反力の分散を図れ、この点でも耐久性を確保できる。
【0043】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、シリンダヘッド本体に対してこれとは別体のロッカシャフトホルダを取り付けると共に、シリンダヘッド本体よりもロッカシャフトホルダのほうが高強度の材料で形成される場合、高強度の材料のロッカシャフトホルダがロッカシャフトが受けたバルブ駆動反力を耐久性よく安定して受けることができ、シリンダヘッドの軽量化を保持した上でバルブ駆動反力に対する高強度化を確保できる。
しかも、ロッカシャフトホルダに作動油路を設けてオイルコントロールバルブを取り付けるようにしたので、シリンダヘッド内への可変動弁機構を十分な強度を確保した上で容易に配備することができ、シリンダヘッド本体側の加工を少なくすることができる。特に、ロッカシャフトホルダに対し、オイルコントロールバルブを組付けサブアッセンブリを仮組立し、このサブアッセンブリを、シリンダヘッドのカムジャーナルに組み付けるので、エンジン組立ライン上での組立て作業を容易化することができる。
【0044】
更に、ロッカシャフトホルダはこれに吸気用と排気用の各ロッカシャフトを共に保持する場合、それぞれのロッカシャフトに加わるバルブ駆動反力の内の互いに離隔する方向の成分をロッカシャフトホルダ上で打ち消し合うことができ、この点でも耐久性を向上させるように機能でき、この点での耐久性を向上できる。しかも、カムシャフトの取付け構造がシリンダヘッド本体の上部より排除され、ロッカシャフトホルダの取り付け構造と干渉せず、組付け構造を簡素化できる。
更に、本方法発明は、作動油路が形成されシリンダヘッドよりも高強度のロッカシャフトホルダに対しロッカシャフトやオイルコントロールバルブを組付けた後、このロッカシャフトホルダをエンジンの上部のシリンダヘッド本体に組み付けるので、ロッカシャフトホルダに可変動弁機構の主要部を組付けてサブアッセンブリ化することができ、シリンダヘッド内への可変動弁機構を容易に配備することができる上に、エンジン組立ライン上での組立て作業を容易化することができる。しかも、ロッカシャフトホルダは作動油路を組み立て前に形成されるので、作動油路の加工が容易化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としてのシリンダヘッド構造及びその組立方法が適用されたシリンダヘッド及びその内部の可変動弁機構Aの概略平面図である。
【図2】図1のシリンダヘッド構造の要部断面図である。
【図3】図1のシリンダヘッド構造の前側側面図である。
【図4】図1のシリンダヘッド構造に収容される可変動弁機構の機能説明図である。
【図5】図1のシリンダヘッド構造で用いるL型ロッカシャフトホルダとロッカシャフトを示し、(a)は組み立て平面図、(b)はB−B線断面図である。
【図6】図1のシリンダヘッド構造で用いるL型ロッカシャフトホルダを示し、(a)は左側面図、(b)は平面図、(c)は右側面図である。
【図7】図1のシリンダヘッド構造で用いるT型ロッカシャフトホルダを示し、(a)は左側面図、(b)は平面図、(c)は右側面図、(d)はT型ロッカシャフトホルダの他の形態での平面図である。
【図8】図1のシリンダヘッド構造に収容される可変動弁機構のカムリフトパターン図で、(a)は低回転時、(b)は高回転時を示す。
【図9】図1のシリンダヘッド構造で用いる第1ロッカシャフト及び切換えロッカアームの組付け平面図である。
【図10】図9の第1ロッカシャフト及び切換えロッカアームを示し、(a)はC−C線断面図、(b)はD−D線断面図、(c)はE−E線断面図である。
【図11】従来のシリンダヘッドの要部断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド
2 エンジン
6 内部空間
11 オイルコントロールバルブ
13 カムジャーナル(シリンダヘッド本体の一部)
15 カムシャフト
16a ロッカシャフトホルダ
16b ロッカシャフトホルダ
26 排気用のロッカシャフト
31 第1ロッカシャフト
35 第2ロッカシャフト
39 配油枝路(作動油路)
43 屈曲連絡路(作動油路)
44 吐出路(作動油路)
60 嵌着孔
A 可変動弁機構
X 前後方向
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cylinder head that forms an upper part of an engine and accommodates a valve mechanism therein, and in particular, a camshaft support member is provided in the cylinder head body, and the camshaft support member is formed in parallel with the camshaft. The present invention relates to a cylinder head structure to which a rocker shaft is attached and an assembling method thereof.
[0002]
[Prior art]
The engine includes a cylinder head attached to the upper part of the main body and a head cover attached to the upper part of the cylinder head to form a sealed internal space of the cylinder head, which houses the valve operating mechanism.
For example, in the case of a single camshaft type valve operating mechanism (SOHC), as shown in FIG. 11, a plurality of camshaft support members are arranged inside the cylinder head body 100 at predetermined intervals along the longitudinal direction of the head (perpendicular to the paper surface). The cam journal 110 is formed so as to protrude.
[0003]
Cam shafts 120 having intake / exhaust cams (not shown) are attached to these cam journals 110, and rocker shafts 130, 140 for intake / exhaust are arranged in parallel on the upper surface of the cam journal 110 on both sides thereof. 180, the cam journal 110 is fastened. A rocker arm (not shown) that drives the intake / exhaust valves 150 and 160 is pivotally supported on each rocker shaft 130 and 140. The cylinder head body 100 has a cam-in type structure in which through holes 190 are respectively provided in an outer wall (not shown) and an internal cam journal 110, and the cam shaft 120 is inserted and pivoted into the through holes 190. .
[0004]
In the engine using the cylinder head body 100, when the intake / exhaust valves 150 and 160 are driven, a valve driving reaction force is applied to the rocker shaft fixing bolts 170 and 180 via the rocker arm and intake and exhaust rocker shafts 130 and 140 (not shown). . Here, since the rocker shaft fixing bolts 170 and 180 are screwed onto the upper portion of the cam journal 110, a substantially upward tensile force is applied in the vicinity of the screwed portion, so that the cam journal 110 is connected to the rocker shaft fixing bolts 170 and 180. It is necessary to ensure a sufficient strength in the vicinity of the threaded portion and maintain durability.
[0005]
In Japanese Utility Model Publication No. 2-40241, a camshaft is pivotally supported by a bearing wall of a cylinder head and a cap member that is fastened and coupled to the upper portion of the cylinder head. A cylinder head with a shaft attached is disclosed. Here, two intake rocker arms driven by two intake valves are pivotally supported on the intake rocker shaft, and one intake rocker arm driven by one valve is pivotally supported on the exhaust rocker shaft. A mechanism is disclosed.
[0006]
By the way, as a valve operating mechanism of an engine, there are a type that drives an intake / exhaust valve in a constant drive mode in the entire operation region, and a type that drives an intake / exhaust valve by changing the valve drive mode according to the engine operation region. A variable valve mechanism is known.
When a variable valve mechanism is adopted, the number of parts usually increases as the valve mechanism increases the need to secure the mounting space, which also increases the weight, which increases the valve drive reaction force. Tend to be. In particular, in recent years, there has been a tendency to increase the number of valves and the application of variable valve mechanisms, and accordingly, the engine speed range also tends to increase greatly, and the tendency to increase the valve drive reaction force at a higher speed range is further increased. ing.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
When the engine employs a variable valve mechanism, the cylinder head body must be provided with an operating oil passage for the variable valve mechanism and an oil control valve for switching the oil passage. In addition, the valve drive reaction force in the valve mechanism increases due to the increase in the frequency of use in the high speed range, and the cam of the cylinder head body that receives the valve drive reaction force via the intake / exhaust rocker shaft to cope with this. The need to sufficiently enhance the rigidity of journals and the like is increasing.
[0008]
However, if a rocker shaft with a variable valve mechanism (not shown) is mounted on the cam journal 110 of the cylinder head body 100 as shown in FIG. 11, the intake and exhaust rocker shafts 130 and 140 are placed on the upper surface of the cam journal 110. Since it is fastened and fixed by the shaft fixing bolts 170 and 180, valve driving reaction forces f1 and f2 are applied obliquely upward from the rocker shafts 130 and 140 to the rocker shaft fixing bolts 170 and 180, respectively. It is necessary to sufficiently strengthen the strength in the vicinity of the 180 screwed portions.
[0009]
As a result, it is necessary to maintain a sufficient distance between the bearing portion 120 ′ of the camshaft 120 at the center of the cam journal 110 and the rocker shaft fixing bolts 170 and 180, and to take a sufficient thickness at this portion, so that a mounting space is reduced. In adopting a variable valve mechanism that needs to be secured, the need to secure further space is added.
In addition to this, it is necessary to provide a hydraulic oil passage for the variable valve mechanism and an oil control valve for switching the oil passage. In this respect, it is difficult to secure a mounting space.
[0010]
In Japanese Utility Model Publication No. 2-40241, a cylinder head provided with a valve mechanism with a relatively simple structure of an intake two-valve type is disclosed. No measures are disclosed. For this reason, in order to attach the variable valve mechanism to the cylinder head having such a structure, it is necessary to take measures such as attaching a hydraulic oil passage for the variable valve mechanism or an oil control valve for switching the oil passage outside the cylinder head. As a result, the assembly work is complicated, which causes a cost increase.
[0011]
The present invention is based on the above-described problems, and can easily be provided with a variable valve mechanism in the cylinder head while ensuring sufficient strength, and can reduce the machining of the cylinder head body. It is to provide a structure and an assembly method thereof.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  The invention according to claim 1 is a cylinder head structure of an engine having a variable valve mechanism, and a cylinder head body disposed on an upper part of the engine and pivotally supporting a camshaft, and attached to an upper part of the cylinder head body. Rocker shaft holder fitted with a rocker shaft that supports the variable valve mechanismWhen,
  An oil control valve that is attached to the rocker shaft holder and switches the hydraulic oil pressure of the variable valve mechanism;
A hydraulic oil passage formed in the rocker shaft holder and guiding the hydraulic oil from the oil control valve to the variable valve mechanism;Have
  The rocker shaft holder is formed of a material having higher strength than the cylinder head body.
  In this way, a separate rocker shaft holder is attached to the cylinder head body, and the rocker shaft holder is formed of a higher strength material than the cylinder head body. The shaft holder can stably receive the valve driving reaction force received by the rocker shaft with high durability, and the strength against the valve driving reaction force can be secured while maintaining the weight reduction of the cylinder head.In addition, since the oil control valve is attached to the rocker shaft holder by providing a hydraulic oil passage, the variable valve mechanism in the cylinder head can be easily deployed while ensuring sufficient strength. Processing on the main body side can be reduced. In particular, the oil control valve is assembled to the rocker shaft holder, the subassembly is temporarily assembled, and this subassembly is assembled to the cam journal of the cylinder head, so that the assembly work on the engine assembly line can be facilitated. .
[0013]
PreferablyThe rocker shaft holder is preferably attached so as to be in surface contact with the upper surface of the cylinder head body as a mating surface. In this case, since the frictional force is generated on the mating surfaces by the coupling process of the rocker shaft holder and the cylinder head body, the rocker shaft holder and the cylinder head body are surely integrated, and the effect of increasing the strength against the valve driving reaction force is further enhanced. Further, when a hydraulic oil passage or a lubricating oil passage is formed on the mating surfaces, the processing is facilitated and the cost can be reduced.
[0015]
  According to a second aspect of the present invention, in the cylinder head structure according to the first aspect, the cylinder head body is formed as a cam-in type in which a camshaft is pivotally attached to a through hole provided therein, and the rocker shaft holder is used for intake. The rocker shaft and the rocker shaft for exhaust are both held together.
  In this way, the rocker shaft holder holds both the intake and exhaust rocker shafts, so that the components of the valve drive reaction forces applied to the respective rocker shafts in the direction away from each other on the rocker shaft holder. It is possible to cancel each other, and in this respect as well, it can function to improve durability, and durability in this respect can be improved.In addition, the camshaft mounting structure is eliminated from the upper part of the cylinder head body, and the mounting structure can be simplified without interfering with the rocker shaft holder mounting structure.
  Preferably, the rocker shaft holder may have a fastening fixing point in the vicinity of each rocker shaft for intake and exhaust. In this case, the valve drive reaction force applied to the intake rocker shaft, which is frequently applied to the variable valve mechanism, is received at the fixed points on both the intake side and the exhaust side, so that the valve drive reaction force can be distributed. In this respect, durability can be secured.
[0016]
  Claim 3In the method of assembling a cylinder head of an engine having a variable valve mechanism, a hydraulic oil passage for supplying hydraulic oil to the variable valve mechanism is formed, and the method invention is formed of a material having higher strength than the cylinder head body. The rocker shaft holder supports the variable valve mechanism and the rocker shaft and the hydraulic oil passageSwitch hydraulic oil pressureAfter assembling the oil control valve, the rocker shaft holder is assembled to the cylinder head body at the upper part of the engine.
  In this way, after assembling the rocker shaft and the oil control valve to the rocker shaft holder that has a hydraulic oil passage and is stronger than the cylinder head, this rocker shaft holder is assembled to the cylinder head body at the top of the engine. The main part of the variable valve mechanism can be assembled to the rocker shaft holder to make a sub-assembly, and the variable valve mechanism can be easily installed in the cylinder head and assembled on the engine assembly line. Work can be facilitated. Moreover, since the rocker shaft holder is formed before assembling the hydraulic oil passage, processing of the hydraulic oil passage is facilitated.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 3 show a cylinder head to which the cylinder head structure of the present invention is applied. The cylinder head 1 is employed in a V-type 6-cylinder engine (hereinafter simply referred to as an engine) 2. The cylinder block 3 of the right bank that accommodates the cylinders (not shown) for the three cylinders of the engine 2 is overlaid with a cylinder head 1 for the right bank that is fastened by a plurality of head bolts 4. In addition, the left bank (not shown) of the engine 2 is also formed substantially symmetrically, and a duplicate description is omitted.
An inner space 6 sealed in the longitudinal direction X of the cylinder head is formed by the cylinder head 1 of the right bank and the head cover 5 fastened with a bolt (not shown) on the top of the cylinder head 1, and the right side is formed in the right side. The bank side variable valve mechanism A is accommodated.
[0018]
Cylinder head bodies such as the cylinder block 3, the cylinder head 1, and the head cover 5 are each cast from an aluminum alloy to reduce the weight.
The cylinder head 1 forms an upper wall of a combustion chamber for three cylinders (not shown) by a lower wall portion overlapping the cylinder block 3, and the front and rear vertical walls 7 and 8 and the left and right vertical walls 9 and 10 are integrated from the peripheral portion of the lower wall portion. After being connected, they extend upward and are formed so as to cover the side portion of the internal space 6. The front and rear vertical walls 7 and 8 and the left and right vertical walls 9 and 10 are formed with an upward facing surface at the upper end thereof, and a peripheral flange 501 of the head cover 5 is overlapped on the upward facing surface, and the inner space 6 is defined by bolting. It is formed so that it can be sealed. The head cover 5 is a lid-like member, and has a shape capable of tightly closing the internal space 6, and is formed with an oil suction port sealed with a cap (not shown) and a through hole 12 of an oil control valve 11 described later.
[0019]
The cylinder head 1 is formed with a plurality of cam journals 13 (see FIG. 2), which are camshaft support members, protruding from the upper surface of the lower wall along the longitudinal direction X, which is the longitudinal direction of the head, at predetermined intervals. 13 also forms part of the cylinder head body. A plurality of cam journals 13 and front vertical walls 7 arranged in the front-rear direction X are formed with through holes 14 as shown in FIGS. 2 and 3, and a camshaft 15 having an intake / exhaust cam described later is a bearing. It is pivotally attached via a member. The front end of the camshaft 15 protrudes from the front vertical wall 7, and a timing gear (not shown) is integrally coupled to the protruding end 151, and the rotational force is transmitted to the engine shaft at a speed half that of the engine.
[0020]
The upper part of each cam journal 13 is formed with an upward facing surface fa (see FIG. 2), where block-shaped rocker shaft holders 16a and 16b are superposed and fastened to the upper part of each cam journal 13 with a plurality of bolts b. The
As shown in FIGS. 1 and 3, the front and rear cam journals 13 are L-shaped rocker shaft holders 16a in plan view, and the intermediate cam journals 13 are T-shaped rocker shaft holders 16b in plan view. Fastened with b. These rocker shaft holders 16a and 16b are made of steel, and the strength thereof can be sufficiently strengthened from the side of the cam journal 13 made of aluminum alloy, and the mounting space can be made relatively small.
[0021]
As shown in FIGS. 1 and 3, a lower vertical inflow passage 17 is formed in the front portion of the lower wall of the cylinder head 1, and an oil main gallery 18 on the cylinder block 3 side communicates there. Further, a front side of the lower wall of the cylinder head 1 is bent and extended from the lower vertical inflow path 17, and extends in the vehicle width direction Y that is the width direction of the cylinder head 1. A vertical inflow path and 20 are formed that extend upward in the cam journal 13 at the front end from the deepest part and reach the L-shaped rocker shaft holder 16a. Further, a part of the lateral inflow passage 19 branches off, and extends from the deepest portion of the connecting passage 21 extending rearward in the lower wall to the inside of the cam journal 13 (see FIG. 2). A vertical inflow path 22 reaching the rocker shaft holder 16b of the mold is formed.
[0022]
As shown in FIGS. 6A to 6C, the L-shaped rocker shaft holder 16a is formed of an intake side fitting portion 23, an exhaust side fitting portion 24, and a body portion 25 connecting the two portions. An end portion of the exhaust side rocker shaft 26 is fitted into the exhaust side fitting portion 24, and this portion is fastened to the cam journal 13 together with the exhaust side fitting portion 24 with a bolt b.
The tip of the intake side first rocker shaft is rotatably fitted to the intake side fitting portion 23, and the exhaust side fitting portion that avoids interference with the first rocker shaft is fastened to the cam journal 13 with a bolt. Is done. The L-shaped rocker shaft holder 16a at the front end is formed with a communication path 28 that communicates with the longitudinal inflow path 20 on the cam journal 13 side, and this communicates with a lubricating oil path 27 formed at the axis of the exhaust-side rocker shaft 26. To do.
[0023]
The exhaust-side rocker shaft 26 is a single shaft member and is formed so as to guide the lubricating oil to the rocker shaft holders 16a and 16b between the cylinders. The L-shaped rocker shaft holder 16a at the front end is formed with an oil distribution branch 30 that communicates with a distribution hole 29 formed in the exhaust-side rocker shaft 26, and part of the oil distribution branch 30 passes through the body 25. Thus, the lubricating oil can be supplied also to the bearing portion on the outer periphery of the intake side first rocker shaft 31 (see FIG. 5A). Note that an adjuster support portion 33 that accommodates the lash adjuster 32 (see FIG. 5B) protrudes from the body portion 25. This part will be described with a variable valve mechanism A described later.
As shown in FIG. 5A, the intake-side first rocker shaft 31 with the tip inserted into the intake-side fitting portion 23 is formed with a control oil passage 34 that receives the control oil pressure at its axis. The control oil passage 34 is formed so as to receive the control oil pressure from the oil control valve 11 from the opposite end side to a second rocker shaft 35 (see FIG. 7B) described later.
[0024]
The first rocker shaft 31 is pivotally supported by an L-shaped rocker shaft holder 16a at the front end and a T-shaped rocker shaft holder 16b at an intermediate front portion behind the first rocker shaft 31, and supports the movable portion of the variable valve mechanism A.
Here, the T-shaped rocker shaft holder 16b at the middle front is placed on the cam journal 13 (see FIG. 2) at the middle front and is integrally coupled.
As shown in FIGS. 2 and 7 (a) to (d), the T-shaped rocker shaft holder 16b is formed by an intake side fitting portion 36, an exhaust side fitting portion 37, and a body portion 38 connecting the two portions. Is done. The exhaust side fitting part 37 forms a bearing part having a relatively large width, and the exhaust side rocker shaft 26 is fitted and inserted into the cam journal 13 together with the exhaust side fitting part 37 with bolts b. It is concluded.
[0025]
As shown in FIG. 7 (b), the end portions of the first and second rocker shafts on the intake side are rotatably fitted to the front and rear opening ends of the intake side fitting portion 36. The intake side fitting portion 36 is fastened to the cam journal 13 with the bolt b while avoiding interference with the end portions of the second rocker shafts 31 and 35.
An oil distribution branch 39 is formed in the T-shaped rocker shaft holder 16 b, and communicates with the lubricating oil passage 27 of the exhaust-side rocker shaft 31 through the distribution hole 29. A part of the oil distribution branch 39 passes through the body portion 38 and is configured to be able to supply lubricating oil to the bearing portions 36 on the outer periphery of the first and second rocker shafts 31 and 35 on the intake side.
[0026]
Further, as shown in FIG. 7 (b), an adjuster supporting portion 40 for accommodating a lash adjuster (see FIG. 5 (b)) 32 and an oil in the body portion 38 of the T-shaped rocker shaft holder 16b at the middle front portion. A valve support 41 of the control valve 11 is formed to protrude. As shown in FIG. 2, the valve support 41 is formed with an internal thread 42 for screwing the small diameter portion of the oil control valve 11 in the vertical direction, and the inflow opening c1 at the distal end surface of the small diameter portion is on the cam journal 13 side immediately below. It communicates with a bent communication path 43 that communicates with the vertical inflow path 22. Moreover, an outflow opening c2 is formed on the side wall of the small diameter portion, and the outflow opening c2 communicates with a discharge passage 44 that opens to the inner screw portion 42 of the valve support portion 41. The discharge passage 44 passes through the body portion 38 and reaches a position (near the bolt fastening position) avoiding interference with the end portions of the first and second rocker shafts 31 and 35 of the intake side fitting portion 36. The first and second rocker shafts 31 and 35 communicate with the control oil passages 34 and 45 of the respective shaft cores.
[0027]
The oil control valve 11 opens between the inflow opening c1 and the outflow opening c2 when it is off to maintain the control hydraulic pressure of the discharge passage 44 and the control oil passages 34 and 45 at a high level, and when on, between the inflow opening c1 and the outflow opening c2. The discharge passage 44 and the control oil passages 34 and 45 are switched to a low level oil pressure.
[0028]
The first rocker shaft 34 supports the variable valve mechanism on the intake side of the cylinder at the front end of the right bank, and the second rocker shaft 34 supports the variable valve mechanism on the intake side of the center cylinder in the right bank. A third rocker shaft (not shown) supports a variable valve mechanism on the intake side of the rear end cylinder of the right bank, and is shown in FIG. 7 (d) with a T-shaped rocker shaft holder 16b. It is pivotally supported by an L-shaped rocker shaft holder 16a. Here, the T-shaped rocker shaft holder 16b shown in FIG. 7 (d) has substantially the same configuration except that the valve support 41 is excluded from the T-shaped rocker shaft holder 16b shown in FIG. 7 (b). The L-shaped left and right symmetrical rocker shaft holder 16a shown in Fig. 1 adopts a left-right symmetrical shape with the L-shaped left and right symmetrical rocker shaft holder 16a shown in Figs.
Since the variable valve mechanism A of each cylinder has the same configuration, the variable valve mechanism A of the front end cylinder will be described as a representative with reference to the function explanatory diagram shown in FIG.
[0029]
Here, on the exhaust side, a double-headed exhaust rocker arm 47 pivotally supported on the rocker shaft 26 simultaneously drives the exhaust two valve 48 (see FIG. 2), and a roller 49 is pivotally supported on the camshaft facing portion 481. . The exhaust rocker arm roller 49 is in contact with the exhaust cam 50 of the camshaft 15 so that the exhaust valve lift pattern m is shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). Thus, the exhaust 2 valve 48 can be opened and closed.
On the intake side, the intake two valve 53 is driven by fixed and variable intake rocker arms 51 and 52 which are supported by the first rocker shaft 31 and relatively displaced. The first intake valve 53a can open and close the swirl port, and the second intake valve 53b can open and close the normal port.
[0030]
The front and rear ends of the first rocker shaft 31 are pivotally supported by an L-shaped rocker shaft holder 16a having a front end and a T-shaped rocker shaft holder 16b having an intermediate front portion. The relatively large-diameter shaft portion 311 of the first rocker shaft 31 protrudes and forms an extension portion 312 on the L-shaped rocker shaft holder 16a side, and as shown in FIG. A sliding contact piece 64 is integrally coupled to the rotating end, and the sliding contact piece 64 is always in contact with the high-speed cam 54 of the camshaft 15.
[0031]
Further, a switching rocker arm 52 is pivotally attached to the shaft portion 311 on the extending portion 312 side, and a normally driven non-switching rocker arm 51 is pivotally attached to the opposite end side. Both the rocker arms 52 and 51 are configured to always receive the pressing force of the spring 55 so as to keep the distance between them constant.
The non-switching rocker arm 51 pivotally supports a roller 56 at its camshaft facing end, and abuts the stem of the first intake valve 53a at the opposite valve facing end. The non-switching rocker arm 51 abuts the roller 56 against the low speed cam 57 on the camshaft 15 side, and follows the lift pattern n of the low speed cam 57 as shown in FIG. 8A in the constant intake valve drive mode. 1 The intake valve 53a can be driven to open and close.
[0032]
The switching rocker arm 52 pivotally supports a roller 58 at its camshaft facing end, abuts against a minimal lift cam 62, a valve facing end on the opposite side abuts the stem of the second intake valve 53b, and a shaft portion 311 with a boss portion 521 is formed. For this reason, the switching rocker arm 52 can open and close the second intake valve 53b along the lift pattern n2 of the minimum lift cam 63 as shown in FIG. On the other hand, when the switching rocker arm 52 is driven by the high-speed cam 54 via the sliding contact piece 64 at the rotation end of the extending portion 312, along the lift pattern n 1 of the high-speed lift cam 54 as shown in FIG. The second intake valve 53b can be opened and closed. The lift pattern n1 of the high-speed lift cam 54 is set to be larger than that of the other cams in terms of valve opening timing and lift amount.
[0033]
As shown in FIGS. 10A to 10C, a fitting hole 60 is formed in the shaft portion 311 in the radial direction in communication with the control oil passage 34, and a switching pin 59 is fitted therein. The fitting hole 60 has such a length that the switching pin 59 can be completely retracted into the shaft portion 311, and the spring 62 disposed between the step portion e of the fitting hole 60 and the locking portion g of the switching pin 59. It is accommodated in the fitting hole 60 by elastic force. When the fitting hole 60 receives control oil pressure from the oil control valve 11 via the control oil passage 34, the switching pin 59 protrudes and is urged against the elastic force of the spring 62, and is provided in the boss portion 521 of the switching rocker arm. The engagement hole 61 can be inserted and fitted.
[0034]
  A method for assembling such a cylinder head 1 will be described. Here, first, a rocker shaft holder in which hydraulic oil passages 34 and 45 for supplying hydraulic oil to the variable valve mechanism A are formed.16a, 16bThen, the rocker shafts 31, 35, 27 and the oil control valve 11 are assembled thereto, and the sub-assembly in which the main part of the variable valve mechanism A is assembled to the rocker shaft holders 31, 35 is temporarily assembled. . Then rocker shaft holder16a, 16bThe sub-assembly on the side is placed from above the cylinder head 1 and tightened with the bolt b.
[0035]
  In such an assembly method of the cylinder head 1, the hydraulic oil passages 34 and 45 are formed, and the rocker shaft holder that can secure sufficient strength.16a, 16bOn the other hand, the rocker shafts 31, 35, 27 and the oil control valve 11 are assembled, the subassembly is temporarily assembled, and the subassembly is assembled on the plurality of cam journals 13 above the cylinder head 1. In addition, the variable valve mechanism A in the cylinder head 1 can be easily provided, and the assembly work on the engine assembly line can be facilitated.
  In such a variable valve mechanism A, the first intake valve 53 a on the intake side is always opened and closed by the lift pattern n of the low speed cam 57.
[0036]
At the same time, when the control oil pressure is received when the oil control valve 11 is turned off, the switching pin 59 engages with the engagement hole 61 of the switching rocker arm 52, and the shaft portion 311 integrated with the extending portion 312 is integrated. The switching rocker arm 52 can be driven by the lift pattern n1 of the high speed cam 54 shown in FIGS.
Conversely, when the control oil pressure is removed when the oil control valve 11 is turned on, the switching pin 59 is detached from the engagement hole 61 by the elastic force of the spring 62 and is accommodated in the fitting hole 60. As a result, the switching rocker arm 52 is pivotally supported by the shaft portion 311, and the second intake valve is driven to open and close via the switching rocker arm by the lift pattern n 2 of the minimal lift cam 63.
[0037]
In an engine equipped with such a variable valve mechanism A, the first intake valve 53a is driven by the lift pattern n of the low-speed cam 57 in the low rotation range, releases the swirl port, and generates swirl into the combustion chamber. In addition, lean combustion can be performed stably. At this time, the oil control valve 11 is on, the switching pin 59 is disengaged from the engagement hole 61 of the switching rocker arm 52, the second intake valve 53b is driven by the lift pattern n2 of the minimal lift cam 63, and the fuel on the port side Is released slightly to the extent that does not stay.
[0038]
In a high engine speed range, the oil control valve 11 is off, the switching pin 59 is engaged with the engagement hole 61 of the switching rocker arm 52 by the control hydraulic pressure, and the second intake valve 53b is in the lift pattern n1 of the high speed lift cam 54. And the intake air with the maximum flow rate is caused to flow into the combustion chamber from this port side. For this reason, the airflow from the swirl port side of the first intake valve 53a is quantitatively reduced, the swirl is eliminated, and suction is performed in a state where the flow resistance is minimized, thereby improving fuel efficiency.
[0039]
As described above, when the cylinder head 1 to which the cylinder head structure of FIG. 1 is applied, the rocker shaft holder 16b is made of a steel material higher in strength than the cam journal 13 side which is the cylinder head main body side. The strength can be sufficiently enhanced from the side of the cam journal 13 made of aluminum alloy, durability can be ensured, and the mounting space can be made relatively small. Further, since the rocker shaft holders 16a and 16b are made of a material having higher strength than the cylinder head body, the rocker shaft holder can stably and stably withstand the valve driving reaction force received by the rocker shafts 31 and 35. It is possible to secure a high strength against the valve drive reaction force while maintaining the weight reduction of the cylinder head 1.
[0040]
In addition, it is possible to manufacture the bending communication path 43, the discharge path 44, and the valve support portion 41 of the oil control valve 11 that are hydraulic oil paths independently, and the processing is facilitated and the accuracy is easily improved. It is also possible to reduce costs. In addition, since the bent communication path 43 is formed on the lower surface, which is the mating surface with the cam journal 13, the processing of this portion is facilitated and the cost can be reduced.
A cylinder head 1 to which the cylinder head structure of FIG. 1 is applied is a cam-in type in which a cam shaft 15 is pivotally attached to a through hole 14 provided in a cam journal 13 on the cylinder head main body side. However, it can be easily avoided that the rocker shaft holders 16a and 16b are attached to the mounting structure portion, and the assembly structure can be simplified. Since the rocker shaft holders 16a and 16b are coupled with the upper surface of the cam journal 13 as the mating surface, friction force is likely to be generated on the mating surface, so that the rocker shaft holders 16a and 16b and the cam journal 13 are reliably integrated, and the valve drive The effect of increasing the strength against the reaction force is further increased.
[0041]
Further, since the rocker shaft holders 16a and 16b hold the intake rocker shafts 31 and 35 and the exhaust rocker shaft 27 together, the components of the valve drive reaction force applied to the rocker shaft in the direction away from each other are included. The holders 16a and 16b can cancel each other, and this point can also function to improve durability.
[0042]
Further, since the rocker shaft holders 16a and 16b have tightening fixing points p1 and p2 (see FIG. 7B) in the vicinity of the intake and exhaust rocker shafts 31, 35 and 27, respectively, the variable valve mechanism A The valve drive reaction force applied to the rocker shafts 31 and 35 for the intake rocker shaft to which is applied is received at the fixed points p1 and p2 on both the intake side and the exhaust side, so that the valve drive reaction force can be distributed. Durability can also be secured in this respect.
[0043]
【The invention's effect】
  As described above, the present invention attaches a separate rocker shaft holder to the cylinder head body, and when the rocker shaft holder is made of a material having higher strength than the cylinder head body, The rocker shaft holder made of the above material can stably receive the valve driving reaction force received by the rocker shaft with high durability, and can secure high strength against the valve driving reaction force while maintaining the weight reduction of the cylinder head.
  In addition, since the oil control valve is attached to the rocker shaft holder by providing a hydraulic oil passage, the variable valve mechanism in the cylinder head can be easily deployed while ensuring sufficient strength. Processing on the main body side can be reduced. In particular, the oil control valve is assembled to the rocker shaft holder, the subassembly is temporarily assembled, and this subassembly is assembled to the cam journal of the cylinder head, so that the assembly work on the engine assembly line can be facilitated. .
[0044]
  Further, when the rocker shaft holder holds both the intake and exhaust rocker shafts, the components of the valve driving reaction forces applied to the respective rocker shafts in the direction away from each other cancel each other on the rocker shaft holder. In this respect, it can function to improve durability, and durability in this respect can be improved.In addition, the camshaft mounting structure is eliminated from the upper part of the cylinder head body, and the mounting structure can be simplified without interfering with the rocker shaft holder mounting structure.
  Furthermore, in the present invention, after the rocker shaft and the oil control valve are assembled to the rocker shaft holder having a hydraulic oil passage formed and having a strength higher than that of the cylinder head, the rocker shaft holder is attached to the cylinder head body at the upper part of the engine. Because it is assembled, the main part of the variable valve mechanism can be assembled to the rocker shaft holder and sub-assembled, and the variable valve mechanism can be easily installed in the cylinder head. Assembling work can be facilitated. Moreover, since the rocker shaft holder is formed before assembling the hydraulic oil passage, processing of the hydraulic oil passage is facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a cylinder head to which a cylinder head structure and its assembling method according to an embodiment of the present invention are applied and a variable valve mechanism A in the cylinder head.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the cylinder head structure of FIG.
3 is a front side view of the cylinder head structure of FIG. 1. FIG.
4 is a functional explanatory diagram of a variable valve mechanism that is accommodated in the cylinder head structure of FIG. 1; FIG.
5 shows an L-shaped rocker shaft holder and a rocker shaft used in the cylinder head structure of FIG. 1, wherein (a) is an assembly plan view, and (b) is a sectional view taken along line BB.
6 shows an L-shaped rocker shaft holder used in the cylinder head structure of FIG. 1, wherein (a) is a left side view, (b) is a plan view, and (c) is a right side view.
7 shows a T-type rocker shaft holder used in the cylinder head structure of FIG. 1, wherein (a) is a left side view, (b) is a plan view, (c) is a right side view, and (d) is a T-type rocker. It is a top view in other forms of a shaft holder.
8A and 8B are cam lift pattern diagrams of the variable valve mechanism housed in the cylinder head structure of FIG. 1, wherein FIG. 8A shows a low rotation time and FIG. 8B shows a high rotation time.
9 is an assembled plan view of a first rocker shaft and a switching rocker arm used in the cylinder head structure of FIG. 1. FIG.
10 shows the first rocker shaft and the switching rocker arm of FIG. 9, wherein (a) is a cross-sectional view taken along line CC, (b) is a cross-sectional view taken along line DD, and (c) is a cross-sectional view taken along line EE. is there.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a main part of a conventional cylinder head.
[Explanation of symbols]
1 Cylinder head
2 Engine
6 Internal space
11 Oil control valve
13 Cam journal (part of cylinder head body)
15 Camshaft
16a Rocker shaft holder
16b Rocker shaft holder
26 Rocker shaft for exhaust
31 1st rocker shaft
35 Second rocker shaft
39 Oil distribution branch (hydraulic oil passage)
43 Bent communication path (hydraulic oil path)
44 Discharge path (hydraulic oil path)
60 Insertion hole
A Variable valve mechanism
X longitudinal direction

Claims (3)

可変動弁機構を有するエンジンのシリンダヘッド構造において、
前記エンジンの上部に配置されてカムシャフトを枢支したシリンダヘッド本体と、
該シリンダヘッド本体の上部に取り付けられて前記可変動弁機構を支持するロッカシャフトが嵌着されたロッカシャフトホルダと、
該ロッカシャフトホルダに取り付けられ前記可変動弁機構の作動油の油圧を切換えるオイルコントロールバルブと、
前記ロッカシャフトホルダに形成され前記オイルコントロールバルブからの前記作動油を前記可変動弁機構に導く作動油路と、を有し、
前記ロッカシャフトホルダは、前記シリンダヘッド本体よりも高強度の材料で形成されていることを特徴とするシリンダヘッド構造。
In a cylinder head structure of an engine having a variable valve mechanism,
A cylinder head body that is disposed at the top of the engine and pivotally supports a camshaft;
A rocker shaft holder fitted with a rocker shaft attached to an upper portion of the cylinder head body and supporting the variable valve mechanism ;
An oil control valve that is attached to the rocker shaft holder and switches the hydraulic oil pressure of the variable valve mechanism;
A hydraulic oil passage formed in the rocker shaft holder and guiding the hydraulic oil from the oil control valve to the variable valve mechanism ;
2. The cylinder head structure according to claim 1, wherein the rocker shaft holder is made of a material having a strength higher than that of the cylinder head body.
請求項1記載のシリンダヘッド構造において、
前記シリンダヘッド本体はそこに設けた貫通孔にカムシャフトを枢着したカムインタイプとして形成され、
前記ロッカシャフトホルダは吸気用のロッカシャフト及び排気用のロッカシャフトを共に保持することを特徴とするシリンダヘッド構造。
The cylinder head structure according to claim 1,
The cylinder head body is formed as a cam-in type in which a cam shaft is pivotally attached to a through hole provided therein,
The cylinder head structure, wherein the rocker shaft holder holds both an intake rocker shaft and an exhaust rocker shaft .
可変動弁機構を有するエンジンのシリンダヘッド組立方法において、前記可変動弁機構給に作動油を供給する作動油路が形成されかつシリンダヘッド本体よりも高強度の材料で形成されるロッカシャフトホルダに、前記可変動弁機構を支持するロッカシャフト及び前記作動油路の作動油の油圧を切換えるオイルコントロールバルブを組み付けた後、前記ロッカシャフトホルダを前記エンジンの上部のシリンダヘッド本体に組み付けることを特徴とするシリンダヘッド組立方法。 In a cylinder head assembling method of an engine having a variable valve mechanism, a rocker shaft holder in which a hydraulic oil passage for supplying hydraulic oil to the variable valve mechanism is formed and made of a material having a strength higher than that of the cylinder head body is provided. The rocker shaft for supporting the variable valve mechanism and the oil control valve for switching the hydraulic oil pressure of the hydraulic oil passage are assembled, and then the rocker shaft holder is assembled to the cylinder head main body of the engine. Cylinder head assembly method.
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