JP4384071B2 - 内燃機関のシリンダヘッドカバー - Google Patents

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Description

本発明は、可変動弁機構に対する作動油の給排を制御するオイルコントロールバルブを装着するための装着部と、シリンダヘッド側油路をオイルコントロールバルブに接続するための接続油路部とを有する内燃機関のシリンダヘッドカバーに関する。
内燃機関の可変動弁機構への作動油給排制御を行うオイルコントロールバルブを組み込む場合、オイルコントロールバルブの着脱作業や作動油供給の容易化等の観点から、オイルコントロールバルブをシリンダヘッドカバーに取り付けることがある(例えば特許文献1参照)。
このような特許文献1の技術では、オイルコントロールバルブがシリンダヘッドカバーに付属するバルブケース内に装着された構成を採用している。そしてこのバルブケース内のオイルコントロールバルブとシリンダヘッド側の油路とを接続するために、中間部材をシリンダヘッドカバーの内部空間に突出し、この中間部材内に形成されている油路の油路端をカムキャップに形成されている油路の油路端に当接している。このことによりカムシャフトの先端側に設けられている可変動弁機構の1種であるバルブタイミング調整機構に対する作動油の給排を、オイルコントロールバルブにて制御し、所望のバルブタイミングとなるように可変動弁機構を駆動している。
特許第3525709号公報(第4−6頁、図1,3)
しかし軽量化や騒音低減などの観点から前記特許文献1の構成に対して、更にシリンダヘッドカバーを樹脂化したり、あるいはシリンダヘッドカバーの壁厚を薄くすることが考えられる。しかし、このようにするとシリンダヘッドカバーの剛性が低くなるため、温度変化や内圧変化によりシリンダヘッドカバーが変形し易くなる。又、シリンダヘッドカバーをシリンダヘッド側に取り付ける際にも歪みによって変形しやすくなる。
このような変形がシリンダヘッドカバーに生じると、シリンダヘッドカバー側から突出している油路端が、カムキャップなどに形成されている油路端に対して位置ずれを生じて油路端同士の接続が十分でなくなり、作動油が円滑に流れなかったり、油路端の当接面から作動油が漏出したりするおそれがある。したがって、可変動弁機構への作動油給排が困難となるおそれがあり、このことにより可変動弁機構の円滑な駆動に支障を来すおそれがある。
本発明は、シリンダヘッドカバー側の油路端の位置精度を高精度に維持できるシリンダヘッドカバーの実現を目的とするものである。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバーは、シリンダヘッドカバー本体内部に形成され可変動弁機構に対する作動油の給排を制御するオイルコントロールバルブを装着するための装着部と、該装着部から前記シリンダヘッドカバー本体の内部空間に向けて突出状態に形成することで内燃機関のシリンダヘッド側油路端に内部の油路端を当接してシリンダヘッド側油路を前記オイルコントロールバルブに接続するための接続油路部とを有する内燃機関のシリンダヘッドカバーであって、前記シリンダヘッドカバー本体の内部空間には、その一部が前記シリンダヘッドカバー本体の内面に取り付けられて同内部空間に掛け渡された状態で保持部材が設けられ、前記接続油路部の外面に対向する前記シリンダヘッドカバー本体の内面と前記接続油路部の外面との間に形成される空間には、前記保持部材の一部が設けられてこの保持部材により前記接続油路部が支持されることを特徴とする。
上記接続油路部は、シリンダヘッドカバー本体内面から内部空間内に突出状態とされているが、保持部材が、内部空間内に掛け渡された部分により、接続油路部の一部を保持している。
接続油路部は、基部側ではシリンダヘッドカバー本体に固定しているが、前記内部空間内では基部側より先端側にて保持部材にて保持されている。このように接続油路部が少なくとも2点で保持されている構造によりシリンダヘッドカバー全体として剛性が向上し変形しにくくなる。
更に接続油路部は基部よりも先端側において保持部材にて保持されているため、先端側に存在する油路端が、シリンダヘッドカバーにおいて、より強固に位置決めされる。
したがって温度変化、内圧変化あるいは取付時の歪みなどによってもシリンダヘッドカバーが変形しにくくなり、接続油路部の先端側に存在する油路端の位置精度は高い精度が維持される。更に、例えシリンダヘッドカバー本体がわずかに変形したとしても、接続油路部の先端側で保持部材が保持しているので油路端の位置精度への影響は低減されて高精度が維持できる。
請求項2に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバーでは、請求項1において、前記シリンダヘッドカバー本体は樹脂製であり、前記保持部材は、前記シリンダヘッドカバー本体よりも高剛性の材料にて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カバー本体を樹脂製とした場合には、保持部材をシリンダヘッドカバー本体よりも高剛性の材料にて形成することにより、シリンダヘッドカバーの変形が効果的に防止され、油路端の位置決めもより強固なものとなる。したがって、接続油路部の先端側に存在する油路端の位置精度を、より高精度に維持できる。
請求項3に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバーでは、請求項2において、前記保持部材は金属板であることを特徴とする。
このように樹脂製のシリンダヘッドカバー本体に対して金属板を保持部材として用いることにより、接続油路部の先端側に存在する油路端の位置精度を十分高精度に維持できる。
請求項4に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバーでは、請求項3において、前記保持部材は、ブローバイガス換気用バッフルプレートを兼用していることを特徴とする。
このように金属板の保持部材を専用に設けなくても、ブローバイガス換気用バッフルプレートを兼ねたものであっても良い。このように兼用とすることにより、シリンダヘッドカバー全体の構成を簡素化することができる。
請求項5に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバーでは、請求項3又は4において、前記保持部材は、前記内部空間内に掛け渡された部分に嵌合孔を形成していると共に、該嵌合孔に前記内部空間に突出する前記接続油路部の一部を嵌合することにより保持していることを特徴とする。
このように金属板の保持部材に対して嵌合孔を形成して、この嵌合孔に接続油路部の一部を嵌合することにより、接続油路部の先端側に存在する油路端の位置精度を、より高精度に維持できる。
請求項6に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバーでは、請求項1〜5のいずれかにおいて、前記接続油路部内の油路は、前記可変動弁機構との間で作動油を給排する油路の油路端であってシリンダヘッド側のカムキャップ上に形成された油路端に当接接続されることを特徴とする。
接続油路部内の油路としては、このようにカムキャップ上に設けられて可変動弁機構との間で作動油を給排する油路の油路端に当接接続されるものである場合には、可変動弁機構に対する円滑な作動油給排制御が可能となり、可変動弁機構を円滑に駆動することができる。
請求項7に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバーでは、請求項1〜5のいずれかにおいて、前記接続油路部内の油路は、シリンダヘッド側から作動油を供給する作動油供給油路の油路端であってシリンダヘッド上に形成された油路端に当接接続されることを特徴とする。
接続油路部内の油路としては、このようにシリンダヘッド上に形成された作動油供給油路の油路端に当接接続されるものである場合には、当接面での作動油漏洩を防止して作動油圧を維持できる。このため可変動弁機構の円滑な駆動が可能となる。
[実施の形態1]
図1は上述した発明が適用された内燃機関のシリンダヘッドカバー2の底面図を示し、図2は図1におけるA−A断面図を示している。図3はシリンダヘッドカバー2を組み込んだ内燃機関のシリンダヘッドH部分の断面図を示している。
シリンダヘッドカバー2の主要な構成を占めるシリンダヘッドカバー本体4は樹脂により一体成形されている。シリンダヘッドカバー本体4内にはオイルコントロールバルブ(以下「OCV」と称する)6,8を装着するための装着構造体10,12がシリンダヘッドカバー本体4の樹脂中にインサート成形により一体化されている。
装着構造体10,12はOCV6,8を装着するための装着穴14a,16aを形成している円筒状の装着部14,16と、この装着部14,16のほぼ中央から下垂する接続油路部18,20とから構成されている。各装着構造体10,12は金属材料、ここではアルミニウム合金にて一体に形成されている。
これらの装着構造体10,12の内で一方の装着構造体10は吸気カムシャフト用であり、この装着部14の装着穴14aは、吸気バルブのバルブタイミングを調節するためのOCV6が装着される。他方の装着構造体12は排気カムシャフト用であり、この装着部16の装着穴16aは排気バルブのバルブタイミングを調節するためのOCV8が装着される。
装着部14,16にはOCV6,8の各5つのポートに適合させて、一端が装着穴14a,16a内に開口する各5つの油路14b〜14f,16b〜16fが形成されている。この内、供給油路14c,16cは、シリンダヘッドカバー本体4内に形成されている作動油供給側の接続油路部22に接続されている。この接続油路部22は、シリンダヘッドカバー本体4の内部空間にて下垂状態に突出させている油路端22aにて下向きに開口している。この油路端22aは、シリンダヘッドカバー2をシリンダヘッドH側に取り付けた際には、シリンダヘッドH側の作動油供給油路24の油路端24aに当接するので、シリンダヘッドH側の作動油供給油路24とシリンダヘッドカバー本体4側の接続油路部22とが接続されることになる。このことにより図1の矢印のごとく作動油が流れ、装着部14,16の供給油路14c,16cを介して装着穴14a,16a内に装着されたOCV6,8に対して作動油を供給できる。
進角用油路14e,16eと遅角用油路14f,16fとは接続油路部18,20内を貫通して下端の油路端18a,20aにて下向きに開口している。この油路端18a,20aは、シリンダヘッドカバー2をシリンダヘッドH側に取り付けた際には、カムキャップ26,28の上面に当接される。このことによりカムキャップ26,28内に形成されて上向きに開口している進角用油路26a,28a及び遅角用油路26b,28bにそれぞれ接続される。
ここで吸気カムシャフト用カムキャップ26の進角用油路26a及び遅角用油路26bは、吸気カムシャフト30内を軸方向に形成された進角用油路30a及び遅角用油路30bに接続されている。このことにより進角用油路26a及び遅角用油路26bは吸気カムシャフト30の先端に設けられている吸気バルブタイミング用可変動弁機構の進角油圧室と遅角油圧室とにそれぞれ接続されている。排気カムシャフト用カムキャップ28の進角用油路28a及び遅角用油路28bは、排気カムシャフト32内を軸方向に形成された進角用油路32a及び遅角用油路32bに接続されている。このことにより進角用油路28a及び遅角用油路28bは排気カムシャフト32の先端に設けられている排気バルブタイミング用可変動弁機構の進角油圧室と遅角油圧室とにそれぞれ接続されている。
このことにより各OCV6,8を電子制御ユニット(以下「ECU」と称する)34により制御させることで、各可変動弁機構の進角油圧室と遅角油圧室とに対する作動油供給を制御できる。このことで各可変動弁機構に設けられたタイミングスプロケットと各カムシャフト30,32との回転位相差を変化させることができる。このことによりタイミングスプロケットがタイミングチェーンを介して連動しているクランクシャフトと、各カムシャフト30,32との回転位相差を変化させることができる。こうしてECU34よって吸気バルブタイミング及び排気バルブタイミングを個々に調節することができる。
図示したごとくシリンダヘッドカバー本体4の内部空間には金属板、ここでは鉄合金製板材からなるバッフルプレート40が配置されている。この鉄合金製のバッフルプレート40は、シリンダヘッドH側で発生するオイルミストが直接、シリンダヘッドカバー本体4においてバッフルプレート40よりも上側に配置されているブリーザ室4aに吹き込むのを防止するためのブローバイガス換気用バッフルプレートである。このことにより大きな粒子のオイルが分離された状態のブローバイガスを開口部40aからブリーザ室4aに導いている。
このためにバッフルプレート40は周辺部がシリンダヘッドカバー本体4に固定されて、一部、ここでは中央部分がシリンダヘッドカバー本体4の内部空間に掛け渡されるように配置されている。
図4にバッフルプレート40を示し、図5にバッフルプレート40を取り付ける前のシリンダヘッドカバー本体4を示す。バッフルプレート40の周辺部分には複数の貫通孔40bが形成されている。この貫通孔40bにシリンダヘッドカバー本体4側の固着リブ4bの先端を挿入し、超音波やレーザ光等により固着リブ4bの先端を溶融させることでバッフルプレート40をシリンダヘッドカバー本体4に固定している。
バッフルプレート40の中央部分にはプラグチューブガスケットの配置のための開口部40c等の開口部が複数形成されている。この内で、シリンダヘッドカバー本体4の前方側には、装着部14,16及び接続油路部22の油路端18a,20a,22aの嵌合孔40d,40e,40fが設けられている。
図2,3に示したごとく、嵌合孔40d,40e,40fの縁には下垂する縁41d,41e,41fが形成されている。バッフルプレート40をシリンダヘッドカバー本体4に取り付ける時に、前記油路端18a,20a,22aは、各嵌合孔40d,40e,40fに嵌合される。このことにより油路端18a,20a,22aは、シリンダヘッドカバー本体4の内部空間に掛け渡されたバッフルプレート40により保持されることになる。
このように構成されたシリンダヘッドカバー2をシリンダヘッドH上に配置してボルトなどにより締結した状態を図6に示す。この状態では、バッフルプレート40により各接続油路部18,20の油路端18a,20a及び接続油路部22の油路端22aが保持されているので、シリンダヘッドカバー本体4が樹脂製でもシリンダヘッドカバー2全体が高剛性となる。更に万一、シリンダヘッドカバー本体4自体に少々の変形が生じていても、これら油路端18a,20a,22aは規定した位置に高精度かつ強固に保持される。
したがってシリンダヘッドH上に形成されている作動油供給油路24の油路端24aに対して接続油路部22の油路端22aを高い位置精度にて当接できる。同時にシリンダヘッドH上に配置されているカムキャップ26,28に形成されている油路26a,26b,28a,28bの各油路端に対して、接続油路部18,20の油路端18a,20aを高い位置精度にて当接できる。
上述した構成において、請求項との関係は、作動油供給油路24及びカムキャップ26,28に形成された油路26a,26b,28a,28bがシリンダヘッド側油路に相当する。これら油路における作動油供給油路端24a、及び油路26a,26b,28a,28bの各油路端がシリンダヘッド側油路端に相当する。バッフルプレート40が保持部材に相当する。
以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
(イ).接続油路部18,20,22は、樹脂製のシリンダヘッドカバー本体4の内面から内部空間内に下垂して突出状態とされている。そして、この内部空間内に掛け渡されたバッフルプレート40が、接続油路部18,20,22の一部、ここでは先端部に嵌合孔40d,40e,40fにて嵌合することで接続油路部18,20,22を保持している。
このように各接続油路部18,20,22はその基部側では樹脂製のシリンダヘッドカバー本体4に一体化することで保持され、先端側にてバッフルプレート40にて保持されている。このように各接続油路部18,20,22が少なくとも2点で保持されている構造によりシリンダヘッドカバー2全体として剛性が向上し変形しにくくなる。
更に接続油路部18,20,22は基部よりも先端側においてバッフルプレート40にて別途保持されているため、先端側に存在する油路端18a,20a,22aが、シリンダヘッドカバー2において、より強固に位置決めされる。このため温度変化、内圧変化あるいは取付時の歪みなどによって、万一、樹脂製のシリンダヘッドカバー本体4自体が少々変形したとしても、接続油路部18,20,22の先端側に存在する油路端18a,20a,22aの位置精度への影響は低減されて高い位置精度が維持される。
特にバッフルプレート40はシリンダヘッドカバー本体4を形成している樹脂よりも高剛性の鉄合金製の板材にて形成されている。しかもバッフルプレート40はその周辺部分にてシリンダヘッドカバー本体4に固定されている。したがってシリンダヘッドカバー本体4の変形が効果的に防止され、油路端18a,20a,22aの位置決めも一層強固なものとなる。したがって、接続油路部18,20,22の先端側に存在する油路端18a,20a,22aの位置精度を、より高精度に維持できる。
このことにより可変動弁機構に対して円滑な作動油給排が可能となり、当接面からの作動油漏洩を防止できるので、可変動弁機構の円滑な駆動を維持できる。
(ロ).バッフルプレート40は本来のブローバイガス換気用としての機能を備えつつ、接続油路部18,20,22に対する保持部材を兼ねているものである。このように保持部材を専用に設ける必要がないのでシリンダヘッドカバー2全体の構成を簡素化することができる。
[その他の実施の形態]
(a).前記実施の形態とは異なり、図7のシリンダヘッドカバー102は、シリンダヘッドカバー本体104に、バッフルプレート140とは別に、各接続油路部の油路端118a,120a,122a側を保持するために金属板からなる専用の保持部材141を用いている。
この構成によっても周辺部分が固着リブ104bにてシリンダヘッドカバー本体104に固定された保持部材141により、各油路端118a,120a,122aが保持されるので、前記実施の形態1の(イ)の効果を生じる。
(b).前記実施の形態では、装着部における装着穴の軸方向はカムシャフトの軸方向に対して直交していたが、これ以外に図8のシリンダヘッドカバー202に示すごとくの装着穴214a,216aの軸方向で、シリンダヘッドカバー本体204に対して装着部214,216を配置しても良い。すなわち、装着部214,216における装着穴214a,216aの軸方向をカムシャフト230,232の軸方向としても良い。この場合には、装着部214,216は少し先端が下に向けられているが、完全にカムシャフト230,232の軸方向に平行に配置しても良い。
この構成によっても周辺部分が固着リブ204bにてシリンダヘッドカバー本体204に固定されたバッフルプレート240により各油路端218a,220a,222aが保持されるので、前記実施の形態1の効果を生じる。
尚、前記実施の形態1においても装着部の先端を下げずにカムシャフト配列面に平行に装着穴の軸方向を配置しても良い。
(c).上述した各実施の形態では装着部における接続油路部の油路端とシリンダヘッドHから作動油を供給される接続油路部の油路端とが共に保持部材にて保持されていた。シリンダヘッドHから作動油を供給される油路が無い場合、あるいは他のルートから作動油が供給される場合には、装着部における接続油路部の油路端のみ保持部材にて保持するようにしても良い。このようにしても前記実施の形態1にて述べた効果を生じさせることができる。
(d).バッフルプレートを含む保持部材は固着リブの先端を溶融させて固定していたが、他の機械的な接合や接着剤などで固定しても良い。
(e).バッフルプレートを含む保持部材は金属材料で形成されていたが、シリンダヘッドカバー本体を形成している樹脂よりも高剛性であれば良く、金属材料に限らす例えば強化樹脂などを用いることができる。
(f).装着部に装着されるOCVの軸方向がシリンダヘッドカバーの長手方向(カムシャフトの軸方向)の例(図8)と、短手方向(カムシャフトの軸直交方向)の例(図1〜7)との2種類を示したが、これらの中間の方向でも良く、各実施の形態の効果を生じさせることができる。
(g).前記各実施の形態では、可変動弁機構が吸気バルブ用と排気バルブ用との両者に設けられている内燃機関の例を示したが、これ以外に、吸気バルブ用可変動弁機構あるいは排気バルブ用可変動弁機構のいずれかのみを備えた内燃機関にも適用できる。すなわち1つの可変動弁機構に対して1つのOCVを備えた内燃機関においても、前述したごとく保持部材にて油路端を保持することにより油路端の位置精度を高精度に維持できる。
(h).前記各実施の形態では、シリンダヘッドカバー本体は樹脂製であるが、シリンダヘッドカバー本体を金属製としても良い。この場合には、軽量化のために壁厚を薄くし、このことによりシリンダヘッドカバー本体自体が変形しやすくなったとしても、前述したごとく保持部材にて油路端を保持することにより油路端の位置精度を高精度に維持できる。
(i).前記各実施の形態では装着構造体は金属材料であり、シリンダヘッドカバー本体内にインサート成形にて一体化されていたが、装着構造体全体も樹脂として、あるいは装着部のみ金属材料とし接続油路部を樹脂として、シリンダヘッドカバー本体と共に樹脂にて一体成形しても良い。したがってカムキャップに当接する接続油路部の油路端は樹脂となり、この樹脂製の接続油路部がバッフルプレートにて位置保持されることになる。
実施の形態1のシリンダヘッドカバーの底面図。 図1におけるA−A断面図。 実施の形態1のシリンダヘッドカバーを取り付けた内燃機関の縦断面図。 同じくバッフルプレートの底面図。 同じくシリンダヘッドカバー本体の底面図。 同じくシリンダヘッドにシリンダヘッドカバーを取り付けた状態を示す縦断面図。 他の例のシリンダヘッドカバーの底面図。 他の例のシリンダヘッドカバーをシリンダヘッドに取り付けた状態を示す縦断面図。
符号の説明
2…シリンダヘッドカバー、4…シリンダヘッドカバー本体、4a…ブリーザ室、4b…固着リブ、6,8…OCV、10,12…装着構造体、14,16…装着部、14b〜14f,16b〜16f…油路、18,20,22…接続油路部、18a,20a,22a…油路端、24…作動油供給油路、24a…作動油供給油路端、26,28…カムキャップ、26a,26b,28a,28b…油路、30,32…カムシャフト、30a…進角用油路、30b…遅角用油路、32a…進角用油路、32b…遅角用油路、34…ECU、40…バッフルプレート、40a…開口部、40b…貫通孔、40c…開口部、40d,40e,40f…嵌合孔、41d,41e,41f…縁、102…シリンダヘッドカバー、104…シリンダヘッドカバー本体、104b…固着リブ、118a,120a,122a…油路端、140…バッフルプレート、141…保持部材、202…シリンダヘッドカバー、204…シリンダヘッドカバー本体、204b…固着リブ、214,216…装着部、214a,216a…装着穴、218a,220a,222a…油路端、230,232…カムシャフト、240…バッフルプレート、H…シリンダヘッド。

Claims (7)

  1. シリンダヘッドカバー本体内部に形成され可変動弁機構に対する作動油の給排を制御するオイルコントロールバルブを装着するための装着部と、該装着部から前記シリンダヘッドカバー本体の内部空間に向けて突出状態に形成することで内燃機関のシリンダヘッド側油路端に内部の油路端を当接してシリンダヘッド側油路を前記オイルコントロールバルブに接続するための接続油路部とを有する内燃機関のシリンダヘッドカバーであって、
    前記シリンダヘッドカバー本体の内部空間には、その一部が前記シリンダヘッドカバー本体の内面に取り付けられて同内部空間に掛け渡された状態で保持部材が設けられ、
    前記接続油路部の外面に対向する前記シリンダヘッドカバー本体の内面と前記接続油路部の外面との間に形成される空間には、前記保持部材の一部が設けられてこの保持部材により前記接続油路部が支持される
    ことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドカバー。
  2. 請求項1において、前記シリンダヘッドカバー本体は樹脂製であり、前記保持部材は、前記シリンダヘッドカバー本体よりも高剛性の材料にて形成されていることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドカバー。
  3. 請求項2において、前記保持部材は金属板であることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドカバー。
  4. 請求項3において、前記保持部材は、ブローバイガス換気用バッフルプレートを兼用していることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドカバー。
  5. 請求項3又は4において、前記保持部材は、前記内部空間内に掛け渡された部分に嵌合孔を形成していると共に、該嵌合孔に前記内部空間に突出する前記接続油路部の一部を嵌合することにより保持していることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドカバー。
  6. 請求項1〜5のいずれかにおいて、前記接続油路部内の油路は、前記可変動弁機構との間で作動油を給排する油路の油路端であってシリンダヘッド側のカムキャップ上に形成された油路端に当接接続されることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドカバー。
  7. 請求項1〜5のいずれかにおいて、前記接続油路部内の油路は、シリンダヘッド側から作動油を供給する作動油供給油路の油路端であってシリンダヘッド上に形成された油路端に当接接続されることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドカバー。
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