JP4142558B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に関し、特に、シリンダヘッドの上面に外周シール部材をもって接合するヘッドカバーの内周シール部材が接合する平坦な上面を有する連結型カム軸ホルダを有する内燃機関の上部構造に関するものである。

吸気カム軸と排気カム軸とを備えたＤＯＨＣ内燃機関において、シリンダヘッドの剛性向上を企図するために、カム軸の複数のジャーナル部を支持する複数の軸受部を一体に連結した連結型カム軸ホルダを用いることがある。このような連結型カムホルダの上面を有効活用するために、カム軸ホルダの上部を燃料噴射弁の取付部として構成したものも知られている（特許文献１を参照されたい）。

ところで、シリンダヘッドの上方に設けられた動弁機構はヘッドカバーで覆われるが、ヘッドカバー内は、ブローバイガス中のオイルミストを分離するチャンバとして利用されることが一般的である。従って、ヘッドカバーは、ブローバイガスが大気中に漏出することを防止するためにシール部材を介して密閉されることが通例である。
特開２００２−５４４９８号公報（図１）

しかるに、上記した連結型カム軸ホルダの上方に燃料噴射弁の取付部を配置した内燃機関の場合、カム軸ホルダの上面の燃料噴射弁取付部を露出させる開口をヘッドカバーに設け、この開口の周縁とカム軸ホルダとの間にシール部材を介設する必要がある。

そのため、シール部材にて閉じられた凹所がカム軸ホルダの上方に画成されてしまい、走行中に巻き上げられた水や洗車水がこの凹所内に滞留する虞がある。燃料噴射弁取付部に水が滞留することは、シール部材の劣化を招く上に噴射弁への給電系統のショートを引き起こす要因となり得るので、できる限り避けることが望ましい。

ヘッドカバーの凹所に水が溜まらないように、ヘッドカバーに排水溝を形成することが考えられるが、シール部材を分断して排水溝を形成する訳にはいかないので、最低でもシール部材を跨ぐだけの高さ分の水が溜まることは避けられなかった。

このような課題を解決し、上方に水が滞留しないように構成された内燃機関を提供するために、本発明による内燃機関（請求項１）は、カム軸（３、４）の複数のジャーナル部を支持する複数の軸受部を一体に連結し、シリンダヘッド（２）に取付けられた連結型カム軸ホルダ（５）と、前記カム軸ホルダの上面の一部を露出させる開口部（１１）を有するヘッドカバー（７）とを有する内燃機関であって、前記ヘッドカバーが、前記開口部より外方に設けられた環状の外周シール部（１２）と、前記開口部の周縁に設けられた環状の内周シール部（１３）とを有し、前記カム軸ホルダが、前記内周シール部及び前記外周シール部と当接する上面を有し、当該カム軸ホルダの上面における前記開口部の内側の部分から前記外周シール部よりも機関外方の部位に設けられた出口（３２）に至る水抜孔（３０）を前記カム軸ホルダに設けてなることを特徴とするものとした。

本発明による内燃機関（請求項２）は、好ましくは、複数のカム軸と、一方のカム軸（４）の延設部に設けられたカム（１４）で駆動され且つ前記カム軸に直交する向きに他方のカム軸（３）側に傾斜配置された燃料ポンプ（１５）とを有するものとし、前記水抜き孔の出口（３２）が、前記複数のカム軸間におけるカム軸の軸端側から見て前記燃料ポンプと重なる位置に開口している。

本発明による内燃機関（請求項３）は、好ましくは、前記燃料ポンプを駆動する駆動部を備えた一方のカム軸を他方のカム軸よりも傾斜上方に位置させるように気筒軸を傾斜させて搭載されるものとし、前記水抜き孔の出口を、前記駆動部を避けた位置で前記駆動部よりも傾斜下方側に開口させる。

本発明による内燃機関（請求項４）は、好ましくは、前記ヘッドカバーの前記燃料ポンプ側の側壁に前記燃料ポンプから噴射弁に燃料を供給する燃料供給配管（２０）を収容する凹部（２２）を設け、前記水抜き孔を、当該カム軸ホルダの長手方向端部の前記収容部側に設ける。

このような本発明の請求項１の構成によれば、カム軸ホルダ自体の内部に水抜孔を形成するので、構造の複雑化や部品点数の増大を招かずに、シール部材を分断することのない排水路を設けることができる。また請求項２の構成によれば、外部からの水が水抜き孔の出口から侵入することを防止することができる。また請求項３によれば、燃料ポンプの駆動部を避けた対置に最短距離で水抜き孔を形成することができるので、加工が容易であると共に、排水効率を高められる。更に請求項４によれば、燃料供給配管を収容する凹部から水が入り易くなっても、凹部と同じ側に水抜き孔の出口があるので、即座に排水できる。従って、本発明により、連結型カム軸ホルダの上方に水が滞留することを防止する上に大きな効果を奏することができる。

図１は、本発明が適用された直列４気筒内燃機関のフライホイル側の端面の要部を表す立面図である。この内燃機関１は、気筒列を車体幅方向に向けると共に、その気筒軸を後傾させて車体に搭載されるものである。

シリンダヘッド２の上方には、吸気弁を開弁駆動する吸気カム軸３と排気弁を開弁駆動する排気カム軸４とが、シリンダヘッド２に固定された上下２分割のカム軸ホルダ５・６で支持されている。そしてシリンダヘッド２の上面には、図２に併せて示すように、動弁機構を覆うヘッドカバー７が結合されている。なお、上部カム軸ホルダ５は、カム軸３・４の複数のジャーナル部を支持するための複数の軸受部を一体に連結した連結型カム軸ホルダとして構成されている。

ヘッドカバー７には、内側が空洞をなすブローバイガスチャンバ８・９が２本のカム軸３・４の上方に画成されると共に、上部カム軸ホルダ５に設けられた燃料噴射弁の取付部１０を上方へ露出させる開口１１が設けられている。そしてブローバイガスチャンバ８・９の外周壁の下端縁が、シリンダヘッド２の上面および上部カム軸ホルダ５のフライホイル側端部の一部に環状をなす外周シール部材１２を介して当接し、ブローバイガスチャンバ８・９の内周壁の下端縁、つまり開口１１の周縁が、上部カムホルダ５の上面の燃料噴射弁の取付部１０の外周部に環状をなす内周シール部材１３を介して当接している。

ヘッドカバー７のフライホイル側の端面からは、カム軸ホルダ５・６の一部が外方へ突出しており、この突出部５ａ・６ａには、排気カム軸４の延長部に形成されたカム１４で駆動されるプランジャＰを備えたポンプ１５が結合されている。このポンプ１５は、図３に併せて示すように、吸気カム軸３の軸端に対向する位置にその本体部が配置されている。

ヘッドカバー７の開口１１から露出した上部カム軸ホルダ５の上面、即ち燃料噴射弁の取付部１０には、吸気カム軸３の上方に延在するブローバイガスチャンバ８の内側壁に沿って延設された燃料分配管１６が固定されている。そして燃料分配管１６には、各気筒に個々に対応した噴射弁１７への分岐管１８が接続されている。また燃料分配管１６の一端（フライホイル側）には、ポンプ１５の上部にフランジ結合された吐出ポート１９に連なる高圧燃料供給管２０が連結され、燃料分配管１６の他端（反フライホイル側）には、余剰燃料戻し管２１が接続されている。

これらの高圧燃料供給管２０と余剰燃料戻し管と２１を横切らせるために、ヘッドカバー７には、吸・排気両カム軸３・４に沿う２つのブローバイチャンバ８・９のフライホイル側（燃料ポンプ側）の端部同士を連結する部分の一部に、下向きに窪んだ凹部２２が形成されている。

上部カム軸ホルダ５の上面におけるヘッドカバー７の開口１１で囲まれた部分、即ち燃料噴射弁の取付部１０の傾斜最低位位置には、水抜孔３０の入口３１が開口している。この水抜孔３０は、上部カム軸ホルダ５の肉厚内に形成されており、上部カム軸ホルダ５のフライホイル側の端面から斜め上向きに鋳抜きで形成された横孔の端末に、上部カム軸ホルダ５の上面からドリル加工で穿設された縦孔を接続してなり、吸気カム軸３に隣接する位置（凹部２２の下方）にその出口３２が開口している。この出口３２の前面には、燃料ポンプ１５の本体部が対向配置されている。

これにより、カム軸ホルダ５の上面におけるヘッドカバー７の内側に設けられた燃料噴射弁の取付部１０の最低位位置を、シール部材１２・１３の装着部と干渉することなく外部に連通させることができるので、燃料噴射弁の取付部１０に水が滞留することを完全に防止することができる。また水抜孔３０の出口３２にポンプ１５が対向しているので、水抜孔３０に外部から水が侵入することが防止される。

上記の実施例は、排気カム軸４を傾斜下方側に位置させるものとしたが、車体の仕様などによってはこの逆に排気カム軸４を傾斜上方側に位置させたい場合もある。このような場合は、図４に示すように、開口１１の内側の上部カム軸ホルダ５の上面における傾斜下方側に水抜き孔４０の入口４１を開口させるものとすれば良い。このようにすると、燃料ポンプ１５の駆動部を避けた対置に最短距離で水抜き孔４０を形成することができるので、加工が容易であることはもとより、排水効率も高められる。また、凹部２２の位置が低くなるので水が入り易くなるが、凹部２２と同じ側に水抜き孔４１の出口３２が位置しているので、即座に排水できる。

本発明が適用された内燃機関のフライホイル側から見た要部立面図である。 本発明が適用された内燃機関の一部切除して示す要部前面図である。 本発明が適用された内燃機関の一部切除して示す要部上面図である。 本発明が適用された別の実施例の内燃機関のフライホイル側から見た要部立面図である。

符号の説明

１ 内燃機関
３・４ カム軸
５ 連結型カム軸ホルダ
５ａ 突出部
７ ヘッドカバー
１０ 噴射弁の取付部
１１ 開口
１２ 外周シール部材
１３ 内周シール部材
１５ 燃料ポンプ
３０・４０ 水抜孔
３２ 水抜孔の出口

Claims (4)

1. カム軸の複数のジャーナル部を支持する複数の軸受部を一体に連結し、シリンダヘッドに取付けられた連結型カム軸ホルダと、
   前記カム軸ホルダの上面の一部を露出させる開口部を有するヘッドカバーとを有する内燃機関であって、
   前記ヘッドカバーが、前記開口部より外方に設けられた環状の外周シール部と、前記開口部の周縁に設けられた環状の内周シール部とを有し、
   前記カム軸ホルダが、前記内周シール部及び前記外周シール部と当接する上面を有し、
   当該カム軸ホルダの上面における前記開口部の内側の部分から前記外周シール部よりも機関外方の部位に設けられた出口に至る水抜孔を前記カム軸ホルダに設けてなることを特徴とする内燃機関。
2. 複数のカム軸と、一方のカム軸の延長部に設けられたカムで駆動され且つ前記カム軸に直交する向きに他方のカム軸側に傾斜配置された燃料ポンプとを有し、前記水抜き孔の出口が、前記複数のカム軸間におけるカム軸の軸端側から見て前記燃料ポンプと重なる位置に開口していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記燃料ポンプを駆動する駆動部を備えた一方のカム軸を他方のカム軸よりも傾斜上方に位置させるように気筒軸を傾斜させて搭載され、
   前記水抜き孔の出口が、前記駆動部を避けた位置で前記駆動部よりも傾斜下方側に開口することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
4. 前記ヘッドカバーの前記燃料ポンプ側の側壁に前記燃料ポンプから噴射弁に燃料を供給する燃料供給配管を収容する凹部が設けられ、前記水抜き孔が、当該カム軸ホルダの長手方向端部の前記凹部側に設けられることを特徴とする請求項２若しくは３に記載の内燃機関。

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