JP4424334B2 - 内燃機関のシリンダヘッドユニット及びそのシリンダヘッドユニットに備えられたスペーサ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関（例えば自動車用エンジン等）の構成部材であるシリンダヘッドユニット（シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとが一体的に組み付けられて構成されるユニット）及びそのシリンダヘッドユニットに備えられたスペーサに係る。特に、本発明は、カムシャフトを支持する軸受け部を有するカムシャフトハウジングのカムシャフト支持剛性を向上させるための対策に関する。

従来より、オーバヘッドカムシャフト型（ＯＨＣ）やダブルオーバヘッドカムシャフト型（ＤＯＨＣ）のエンジン（自動車用エンジン等）にあっては、シリンダヘッド内に配設された吸気バルブ及び排気バルブを開閉駆動するためのカムシャフトが備えられている。例えば下記の特許文献１に開示されているエンジンでは、吸気側カムシャフト及び排気側カムシャフトをそれぞれ回転自在に支持するための凹部で成る軸受け部（ジャーナル部）がシリンダヘッドに形成されており、これら軸受け部において各カムシャフトをそれぞれ回転自在に支持している。また、各カムシャフトにおける軸線方向の一端部にはカムスプロケットが配設されており、これらカムスプロケットとクランクスプロケットとに亘ってタイミングチェーンが掛け渡され、クランクシャフトの回転力がタイミングチェーンを介して各カムシャフトに伝達されるようになっている。尚、タイミングチェーンには、テンショナによって所定の張力が付与されている。

一方、近年、エンジン構成部品の組み付け作業性に鑑みて、シリンダヘッドを分割構造にすることが行われている。具体的には、シリンダヘッド本体と、このシリンダヘッド本体の上側に組み付けられるカムシャフトハウジングとによりシリンダヘッドを構成するようにしている（以下、この組立体を「シリンダヘッドユニット」と呼ぶ）。そして、このシリンダヘッドユニット及び動弁機構の組み立て作業としては、先ず、シリンダヘッド本体に吸気バルブ、排気バルブ、バルブスプリング、バルブリフタ等を組み付けておく一方、カムシャフトハウジングにカムシャフトを支持させておく。その後、シリンダヘッド本体の上側にカムシャフトハウジングをボルト止め等の手段によって一体的に組み付けてシリンダヘッドユニットを完成させる。これに伴い、カムシャフトのカムをバルブリフタに当接させることで（直動式の場合）動弁機構が完成する（例えば下記の特許文献２を参照）。

このように、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとによりシリンダヘッドユニットを構成する場合、シリンダヘッド本体の上面とカムシャフトハウジングの下面、つまり、これら両者の合わせ面同士の間からのオイル漏れ（カムシャフトや動弁機構を潤滑したオイル等がシリンダヘッドユニットの外部に漏れ出すこと）を防止するために、これら両者間にはシール材が介在されている。具体的には、液状シール材であるＦＩＰＧ（Ｆｏｒｍｅｄ Ｉｎ Ｐｌａｃｅ Ｇａｓｋｅｔ）をシリンダヘッド本体上面（カムシャフトハウジングとの合わせ面）の所定箇所に塗布した状態で、このシリンダヘッド本体上面に対してカムシャフトハウジングを組み付けることで、両者の合わせ面同士の間にシール材（ＦＩＰＧのシール層）を介在させている。

また、このＦＩＰＧを塗布する箇所としてはシリンダヘッド本体の上面の全体ではなく、カムシャフトの一端側であるカムスプロケット側に位置する上面には塗布しないようにしている。例えば平面視が略矩形状のシリンダヘッド本体の場合、カムスプロケット側以外の３辺の上面にはＦＩＰＧを塗布するのに対し、カムスプロケット側の１辺の上面にはＦＩＰＧは塗布しないようにしている。その理由について以下に述べる。

上記ＦＩＰＧを塗布した後にシリンダヘッド本体に対してカムシャフトハウジングを組み付ける際、ＦＩＰＧの塗布量が最適量よりも多い場合には、ＦＩＰＧがシリンダヘッドユニットの外側に流れ出す可能性がある。上記３辺（カムスプロケット側以外の３辺）からシリンダヘッドユニットの外側にＦＩＰＧが流れ出した場合には大きな不具合は招かない。ところが、仮に、上記カムスプロケット側の１辺の上面にＦＩＰＧを塗布していた場合であってこの１辺からシリンダヘッドユニットの外側にＦＩＰＧが流れ出した場合には、このＦＩＰＧがカムスプロケットやタイミングチェーン等に付着してしまう可能性があり、これらの円滑な作動（タイミングチェーンの円滑な走行による動力伝達）に悪影響を及ぼす可能性がある。また、一般に、シリンダブロックからシリンダヘッドユニットに亘って、カムスプロケット及びタイミングチェーンを覆うチェーンケースが装着されている。このため、カムスプロケット側の１辺からオイル漏れが生じたとしても、そのオイルはチェーンケースの内部で回収され、オイルパンに戻すことが可能である。これらの理由から、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面のうちカムスプロケット側の合わせ面にはＦＩＰＧは介在させないようにしている。

尚、上記説明では、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面のうちカムスプロケット側の合わせ面にＦＩＰＧを介在させない場合について説明したが、その他の理由から、上記合わせ面のうち他の領域に対してＦＩＰＧを塗布しない場合もある。
特開平１１−１０７７１０号公報 特許３５７２７１５号公報

しかしながら、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面のうちカムスプロケット側の合わせ面にＦＩＰＧを介在させない構成にあっては以下に述べる不具合がある。

上記平面視が略矩形状のシリンダヘッド本体の場合を例に挙げて説明すると、カムスプロケット側以外の３辺の合わせ面間にはＦＩＰＧが介在しているため、シリンダヘッド本体の上面とカムシャフトハウジングの下面とは、このＦＩＰＧ層の厚さ分（例えば２０μｍ程度）だけ離間している。そして、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面のうちカムスプロケット側の合わせ面同士の間には、ＦＩＰＧが存在していないため、上記ＦＩＰＧ層の厚さ分だけ隙間が生じている。この隙間があったとしても、上述した如くオイル漏れの観点においては不具合は生じない（オイル漏れが生じてもチェーンケースの内部で回収が可能である）。

しかしながら、上記カムスプロケットにはタイミングチェーンに付与されている張力に起因する荷重が作用しており、このカムスプロケットに作用する荷重はカムシャフトの曲げ方向の荷重として作用することになる。特に、この荷重は、カムシャフトのうちカムスプロケット側の端部に大きく作用している。そして、上述した如く、この部分にあっては、シリンダヘッド本体の上面とカムシャフトハウジングの下面との間に隙間が生じている。つまり、この部分では、上記荷重をシリンダヘッド本体で受け止めることができない状況となっている。このため、カムシャフトにおけるカムスプロケット側の端部の支持剛性が十分に確保されているとは言い難く、上記隙間分だけカムシャフトハウジングが変形したりカムシャフトに曲がりが生じたりする可能性が高い状況となっている。そして、このようにカムシャフトに曲がりが生じた場合には、各バルブの開閉タイミングやリフト量にズレが生じたり、動力伝達ロスが生じたりするといった不具合を招いてしまうことになる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面のうちの一部にシール材を適用しながらこれらを一体的に組み付けて成るシリンダヘッドユニットに対し、シール材の適用箇所を変更することなしに、カムシャフトハウジングにおけるカムシャフト支持剛性の向上を図ることができる構成を提供することにある。

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの間のうちシール材が適用されていない箇所に対して、このシール材の層厚さ（シール膜厚）に略一致する厚さのスペーサを介在させることで、カムシャフトハウジングに作用する荷重をスペーサを経てシリンダヘッド本体に伝達させることができるようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、カムシャフトを回転自在に支持するカムシャフトハウジングとシリンダヘッド本体とが一体的に組み付けられて成るシリンダヘッドユニットを前提とする。このシリンダヘッドユニットに対し、上記シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面同士の間の一部にシール材を介在させる一方、このシール材が介在されていないシリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面同士の間の少なくとも一部に上記シール材の層厚さに略一致する厚さを有するスペーサを介在させている。

この特定事項により、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面同士の間のうちシール材が介在されている箇所にあっては、シリンダヘッドユニット内部のオイル（カムシャフトや動弁機構を潤滑したオイル）がシリンダヘッドユニットの外部に漏れ出すことが防止されている。この場合、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面のうちシール材が介在していない箇所においては、シール材の層の厚さ分だけ隙間が生じているが、本解決手段では、この隙間にスペーサを介在させることで、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの間の隙間の少なくとも一部をスペーサによって埋めるようにしている。この場合のスペーサによって埋められる部分は隙間の全体であることは必ずしも必要ではなく、隙間の一部分のみをスペーサによって埋めるようにしてもよい。このため、カムシャフトハウジングに作用した荷重（カムシャフトからの荷重等）はスペーサを介してシリンダヘッド本体に伝達され、このシリンダヘッド本体により受け止められることになる。その結果、カムシャフトハウジングに変形が生じたりカムシャフトに曲がりが発生したりすることが抑制される。

上記スペーサを介在させる箇所としてより具体的には以下の構成が挙げられる。つまり、カムシャフトハウジングに回転自在に支持されているカムシャフトの一端部にはカムスプロケットまたはカムプーリが配設されている。この場合において、シール材を、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面同士の間のうちカムスプロケットまたはカムプーリが配設される側以外の領域に介在させる。また、スペーサを、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面同士の間のうちカムスプロケットまたはカムプーリが配設される側の領域に介在させている。

この特定事項による作用についてカムスプロケットの場合を例に挙げて説明する。カムスプロケットが配設される側には、一般にカムスプロケットやタイミングチェーンを覆うチェーンケースが装着されているため、このカムスプロケット等が配設される側からオイル漏れが生じたとしても、そのオイルはチェーンケースの内部で回収できる。つまり、カムスプロケットが配設される側ではオイルの漏れが許容できるためこの部分にはシール材を適用しない。一方、カムスプロケットはタイミングチェーンに付与されている張力に起因する荷重が作用しており、このカムスプロケットに作用する荷重はカムシャフトの曲げ方向の荷重として作用することになる。特に、この荷重は、カムシャフトのうちカムスプロケット側の端部に大きく作用している。本解決手段では、この荷重が大きく作用する箇所におけるシリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面同士の間にスペーサを介在させている。このため、上記荷重をスペーサを介してシリンダヘッド本体により十分に受け止めることができ、カムシャフトにおけるカムスプロケット側の端部の支持剛性を十分に確保することができる。その結果、カムシャフトハウジングの変形やカムシャフトの曲がりを抑制することが可能になる。

上記スペーサの構成及びその配設箇所としてより具体的には、スペーサを金属製の薄板で構成し、カムシャフトハウジングにおいてカムシャフトを回転自在に支持するための軸受け部分に対応する位置にスペーサを介在させている。

スペーサを金属製としたことで、上記荷重（カムシャフトからの荷重）によって弾性変形することなしにシリンダヘッド本体に荷重伝達が行え、カムシャフトの支持剛性が高く得られる。また、カムシャフトを回転自在に支持するための軸受け部分に対応する位置にスペーサを介在させていることで、カムシャフトからの荷重を効果的にシリンダヘッド本体に伝達することができ、これによってもカムシャフトの支持剛性が高く得られる。

また、上記シリンダヘッド本体におけるカムシャフトハウジングとの合わせ面の形状としては、スペーサの介在箇所における幅寸法がカムシャフトハウジングの幅寸法に略一致するように設定している。

これによれば、カムシャフトハウジングからスペーサを介してシリンダヘッド本体に伝達される荷重の作用する面を大きく確保して荷重分散を図ることができ、シリンダヘッド本体による荷重吸収を効果的に行うことができる。

また、上述した各解決手段のうち何れか一つのシリンダヘッドユニットに適用され、上記シール材が介在されていないシリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面同士の間の少なくとも一部に介在されているスペーサも本発明の技術的思想の範疇である。

本発明では、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとが一体的に組み付けられて成るシリンダヘッドユニットに対し、この両者間にシール材が適用されていない箇所に対して、シール材の層厚さに略一致するスペーサを介在させ、これにより、カムシャフトハウジングに作用する荷重をスペーサを経てシリンダヘッド本体に伝達させることができるようにしている。このため、カムシャフトハウジングに作用した荷重をシリンダヘッド本体により効果的に受け止めることが可能となり、カムシャフトハウジングに変形が生じたりカムシャフトに曲がりが発生したりすることを抑制できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、ＤＯＨＣ型自動車用エンジンのシリンダヘッドユニットとして本発明を適用した場合について説明する。

−エンジンの概略構成−
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るエンジンは、直列４気筒ガソリンエンジンであって、シリンダブロック１０及び、このシリンダブロック１０の上側に取り付けられたシリンダヘッドユニット２０を備えている。

図１及び図３に示すように、シリンダブロック１０は、列をなして配置された４つの気筒（シリンダ）１１を有している。シリンダブロック１０の各気筒１１には、ピストン１２が往復移動可能に収容されている。各ピストン１２は、コネクティングロッドを介して出力軸であるクランクシャフト１３に連結されている。そのため、各ピストン１２が往復運動すると、その運動がコネクティングロッドによって回転運動に変換されてクランクシャフト１３に伝達され、エンジンの出力として取り出される。各気筒１１において、ピストン１２よりも上側の空間は燃焼室１４となっている。

上記シリンダブロック１０の上面に取り付けられるシリンダヘッドユニット２０は、その大部分を占めるメインアッセンブリ３０と、このメインアッセンブリ３０の上側に取り付けられるサブアッセンブリ４０とを備えて構成されている。

図１に示すように、メインアッセンブリ３０は、例えばアルミニウム合金の鋳造成形品で成るシリンダヘッド本体３１とこのシリンダヘッド本体３１に組み付けられた各種部品とを備えている。シリンダヘッド本体３１には、吸気通路の一部を成す吸気ポート３２と、排気通路の一部を成す排気ポート３３とが、それぞれ気筒配列方向（図３の左右方向）について気筒１１毎に形成されている。

上記シリンダヘッド本体３１には、各吸気ポート３２を開閉する吸気バルブ３４と、各排気ポート３３を開閉する排気バルブ３５とが機関バルブとして設けられている。吸・排気バルブ３４，３５の各バルブステム３６，３６の上端部にはリテーナ３７，３７が装着されている。各リテーナ３７，３７とシリンダヘッド本体３１との間であって、各バルブステム３６，３６の周囲には、バルブスプリング３８，３８がそれぞれ配置されている。そして、吸・排気バルブ３４，３５は、いずれもバルブスプリング３８，３８によって、吸・排気ポート３２，３３を閉鎖する方向（閉弁方向、図１の略上方）へ付勢されている。

一方、サブアッセンブリ４０は、シリンダヘッド本体３１の上側に配置される支持台部として例えばアルミニウム合金の鋳造成形品で成るカムシャフトハウジング（カムキャリアとも呼ばれる）４１を備えている。このカムシャフトハウジング４１は、ボルト等の締結部品によって、シリンダヘッド本体３１に締結されている。カムシャフトハウジング４１には、バルブスプリング３８等に抗して、吸・排気ポート３２，３３を開放させる方向（開弁方向、図１の略下方）へ吸・排気バルブ３４，３５をリフトさせるためのバルブ開閉機構が設けられている。このバルブ開閉機構としては、直動式（バルブリフタ式）のものが採用されている。

上記バルブ開閉機構について説明すると、図１〜図４に示すように、カムシャフトハウジング４１の気筒配列方向であって、各気筒１１に対応する複数箇所には、軸受フレーム４６が設けられている。各軸受フレーム４６において、吸気バルブ３４の略上方には、凹部（軸受け部）４７が形成されており、吸気カム４３を有する吸気カムシャフト４２が、この凹部４７において軸受フレーム４６とカムキャップ４８とによって回転可能に支持されている。このカムキャップ４８は、吸気カムシャフト４２の軸部分を上側から覆った状態で、ボルト４９によって軸受フレーム４６に締結されている。

また、各軸受フレーム４６において、排気バルブ３５の略上方には、凹部（軸受け部）５１が形成されており、排気カム４５を有する排気カムシャフト４４が、この凹部５１において軸受フレーム４６とカムキャップ５２とによって回転可能に支持されている。このカムキャップ５２は、排気カムシャフト４４の軸部分を上側から覆った状態で、ボルト５３によって軸受フレーム４６に締結されている。

尚、吸・排気カムシャフト４２，４４のそれぞれの一方の端部（図３における左側の端部）については、それらに共通のカムキャップ５４と軸受フレーム４６とによって回転可能に支持されている。

吸・排気カムシャフト４２，４４におけるカムキャップ５４側の各端部（図３における左側の端部）には、それぞれカムスプロケット４２ａ，４４ａが取り付けられている。また、クランクシャフト１３の端部にはクランクスプロケットが取り付けられている。そして、これらカムスプロケット４２ａ，４４ａ及びクランクスプロケットにはタイミングチェーン１５が掛け渡されている。そのため、クランクシャフト１３が回転すると、その回転力がタイミングチェーン１５及びカムスプロケット４２ａ，４４ａを介して吸・排気カムシャフト４２，４４に伝達されるようになっている。尚、スプロケット４２ａ，４４ａ及びタイミングチェーン１５に代えて、タイミングプーリ及びタイミングベルトを用いてもよい。

吸・排気カムシャフト４２，４４の回転を吸・排気バルブ３４，３５に伝達するために、吸・排気バルブ３４，３５の各バルブステム３６，３６の上端部には、バルブリフタ５５，５５が組み付けられている。各バルブリフタ５５，５５は、吸・排気カム４３，４５の下方に配置されている。そして、吸・排気カムシャフト４２，４４が回転すると、吸・排気カム４３，４５によってバルブリフタ５５，５５が押圧され、これにより、吸・排気バルブ３４，３５が押し下げられる。この押し下げにより、吸・排気ポート３２，３３が開放された状態（開弁状態）となる。このように、シリンダヘッドユニット２０に備えられるバルブ開閉機構は、直動式（バルブリフタ式）のものとなっており、吸・排気カムシャフト４２，４４がサブアッセンブリ４０に収容されている。

上記吸気通路には、燃料を噴射する燃料噴射弁が各気筒１１に対応して取り付けられている。燃料噴射弁により噴射された燃料は、吸気ポート３２を通って燃焼室１４内に導入される吸入空気と混ざり合って混合気となる。尚、この燃料噴射のための形式としては、吸気ポート３２を介さずに燃料噴射弁から燃料を燃焼室１４へ直接噴射する所謂直噴式として構成してもよい。

シリンダヘッド本体３１には、点火プラグ３９（図１では電極部分のみを示している）が各気筒１１に対応して取り付けられている。そして、上述した混合気は、点火プラグ３９の電気火花によって着火され、爆発・燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによってピストン１２が往復動され、クランクシャフト１３が回転されて、エンジンの駆動力（出力トルク）が得られるようになっている。また、燃焼ガスは、排気行程において排気ポート３３を通じて排気通路へ排出される。

そして、図４に示すように、シリンダヘッドユニット２０においては、上述したカムシャフトハウジング４１と、これに組み込まれるバルブ開閉機構等の各種部品（吸・排気カムシャフト４２，４４、カムキャップ４８，５２，５４、ボルト４９，５３等）とによって、サブアッセンブリ４０が構成されている。また、シリンダヘッド本体３１と、これに組み込まれる各種部品（吸・排気バルブ３４，３５、リテーナ３７，３７、バルブスプリング３８，３８等）とによってメインアッセンブリ３０が構成されている。

そして、メインアッセンブリ３０の上側にサブアッセンブリ４０が載置され、シリンダヘッド本体３１に対してカムシャフトハウジング４１がボルト止め等の手段によって一体的に組み付けられることによってシリンダヘッドユニット２０が構成される。

このように構成されたシリンダヘッドユニット２０が組み込まれたエンジンでは、吸気カムシャフト４２が回転すると、その回転が吸気バルブ３４に伝達される。この伝達により、吸気行程において吸気バルブ３４がバルブスプリング３８に抗して押し下げられて開弁する。同様に、排気カムシャフト４４が回転すると、その回転が排気バルブ３５に伝達される。この伝達により、排気行程において排気バルブ３５がバルブスプリング３８に抗して押し下げられて開弁する。

−シリンダヘッドユニット２０の特徴とする構成−
次に、上記シリンダヘッドユニット２０における特徴とする部分の構成について説明する。

図５はシリンダヘッド本体３１の中央部分を省略した外縁部分の形状を示す平面図である。この図５では、シリンダヘッド本体３１の上側に載置されるカムシャフトハウジング４１及びこのカムシャフトハウジング４１によって回転自在に支持される各カムシャフト４２，４４をそれぞれ仮想線で示している。また、図６は図３におけるVI−VI線に対応した位置における断面図であって、カムキャップ５４が未装着の状態であり且つ吸気カムシャフト４２及び吸気側のカムスプロケット４２ａを仮想線で示している。

これら図に示すように、シリンダヘッド本体３１は、平面視が略矩形状であって、その外周囲を形成する外周壁３１ａの上面３１ｂがカムシャフトハウジング４１に対する当接面となる。この外周壁３１ａの上面３１ｂは、その全体に亘って面一に形成されている。

そして、このシリンダヘッド本体３１の平面視における外周壁３１ａの４辺３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄのうちカムスプロケット４２ａ側の１辺３１Ｄ（図５における左側の１辺）以外の３辺３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの上面３１ｂにはＦＩＰＧ６０が予め塗布されている（図５において斜線を付した領域を参照）。このＦＩＰＧ６０はカムシャフト４２，４４や動弁機構を潤滑したオイル等がシリンダヘッドユニット２０の外部に漏れ出すことを防止するためのシール材として機能するものである。

そして、シリンダヘッド本体３１における外周壁３１ａの４辺３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄのうちカムスプロケット４２ａ側の１辺３１Ｄの上面３１ｂにあってはＦＩＰＧ６０が塗布されていない。その理由は、上述した如く、上記カムスプロケット４２ａ側の１辺３１Ｄの上面にＦＩＰＧ６０を塗布していた場合であってこの１辺３１Ｄからシリンダヘッドユニット２０の外側にＦＩＰＧ６０が流れ出した場合には、このＦＩＰＧ６０がカムスプロケット４２ａやタイミングチェーン１５等に付着してしまう可能性があり、これらの円滑な作動に悪影響を及ぼす可能性があるからである。また、シリンダブロック１０からシリンダヘッドユニット２０に亘って、カムスプロケット４２ａ及びタイミングチェーン１５を覆うチェーンケースが装着されているため、カムスプロケット４２ａ側の１辺３１Ｄからオイル漏れが生じたとしても、そのオイルはチェーンケースの内部で回収され、オイルパンに戻すことが可能である。これらの理由から、シリンダヘッド本体３１の外周壁３１ａの４辺３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄのうちカムスプロケット４２ａ側の１辺３１Ｄの上面３１ｂにはＦＩＰＧ６０を塗布していない。

そして、このシリンダヘッド本体３１の特徴とする構成として、上記カムスプロケット４２ａ側の１辺３１Ｄの上面３１ｂにおいて、カムシャフト４２，４４を回転自在に支持するための上記カムシャフトハウジング４１の凹部（軸受け部分）４７，５１に対向する位置にあってはその幅寸法が他の部分よりも大きく設定されている。例えば、この部分の幅寸法（図５における寸法Ｔ１）は、この１辺３１Ｄにおける他の部分の幅寸法（図５における寸法Ｔ２）に対して略４倍程度の寸法に設定されている。この部分は後述するスペーサ７０を載置するためのスペーサ設置面３１ｃとなっている。

このスペーサ設置面３１ｃの形状として、より詳しくは、図６に示すように、スペーサ設置面３１ｃの外側端（カムスプロケット４２ａ側の端部）が上記カムシャフトハウジング４１の外側端（カムスプロケット４２ａ側の端面）の位置に略一致する位置（鉛直方向で略面一な位置：図６における平面Ｌの面上で面一な位置）となるように設定されている。また、スペーサ設置面３１ｃの内側端（このスペーサ設置面３１ｃにおいてカムスプロケット４２ａ側とは反対側の端部）が上記カムシャフトハウジング４１の内側端（カムスプロケット４２ａ側とは反対側の端面）の位置に対して僅かに後退した（カムスプロケット４２ａ側に変位した）位置（図６における寸法Ｔ３だけ後退した位置）となるように設定されている。

また、本実施形態では、スペーサ設置面３１ｃの幅寸法は上記３辺３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの幅寸法よりも僅かに大きく設定されており、また、上記カムスプロケット４２ａ側の１辺３１Ｄにおけるスペーサ設置面３１ｃ以外の部分（図５において幅寸法がＴ２の部分）の幅寸法は、上記３辺３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの幅寸法よりも小さく設定されている。

本実施形態では、上記スペーサ設置面３１ｃに対して金属製の薄板で成るスペーサ７０が載置される。このスペーサ７０は例えばステンレス製またはアルミ合金製等で成り、その厚さ寸法は、シリンダヘッド本体３１の上面３１ｂにカムシャフトハウジング４１が組み付けられた状態でのＦＩＰＧ６０の厚さ寸法（シール層の厚さ寸法）に略一致する寸法（例えば２０μｍ程度）に設定されている。尚、このスペーサ７０の平面視形状としては、矩形状に限らず、円形状や上記スペーサ設置面３１ｃに略一致する形状など任意の形状に設計可能である。

このため、シリンダヘッド本体３１とカムシャフトハウジング４１とを一体的に組み付けるシリンダヘッドユニット２０の組み立て作業にあっては、シリンダヘッド本体３１におけるカムスプロケット４２ａ側の１辺３１Ｄ以外の３辺３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの上面３１ｂにＦＩＰＧ６０を塗布しておき、且つ各スペーサ設置面３１ｃ，３１ｃに対してスペーサ７０，７０をそれぞれ載置しておく。この状態で、シリンダヘッド本体３１の上面３１ｂにカムシャフトハウジング４１を載置し、これらをボルト止め等の手段によって一体的に組み付けることになる。

これにより、シリンダヘッド本体３１とカムシャフトハウジング４１との合わせ面（シリンダヘッド本体３１の上面３１ｂ及びカムシャフトハウジング４１の下面）同士の間のうちＦＩＰＧ６０が介在されている上記３辺３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃにあっては、シリンダヘッドユニット２０内部のオイル（カムシャフト４２，４４や動弁機構を潤滑したオイル）がシリンダヘッドユニット２０の外部に漏れ出すことが防止されることになる。そして、シリンダヘッド本体３１とカムシャフトハウジング４１との合わせ面のうちＦＩＰＧ６０が介在していない箇所（上記１辺３１Ｄ）においては、ＦＩＰＧ６０の層の厚さ分だけ隙間が生じているが、本実施形態では、上述した如く上記各スペーサ設置面３１ｃ，３１ｃに対してスペーサ７０，７０が載置された状態で、シリンダヘッド本体３１とカムシャフトハウジング４１とが組み付けられているため、上記隙間にスペーサ７０，７０が挿入された状態となって、シリンダヘッド本体３１とカムシャフトハウジング４１との間の隙間をスペーサ７０，７０によって埋めることができる。このため、カムシャフトハウジング４１に作用した荷重（カムシャフト４２，４４からの荷重等）はスペーサ７０，７０を介してシリンダヘッド本体３１により受け止められることになる。また、上記スペーサ７０，７０は金属製であるため、上記荷重によって弾性変形することなしにシリンダヘッド本体３１への荷重伝達が効果的に行える。従って、カムシャフトハウジング４１に変形が生じたりカムシャフト４２，４４に曲がりが発生したりすることが抑制され、その結果、各バルブ３４，３５の開閉タイミングやリフト量にズレが生じたり、動力伝達ロスが生じたりするといったことを回避できる。

また、本実施形態では、シリンダヘッド本体３１におけるカムシャフトハウジング４１との合わせ面の形状として、スペーサ７０の挿入箇所における幅寸法（上記スペーサ設置面３１ｃの幅寸法）をカムシャフトハウジング４１の幅寸法に略一致するように設定している。このため、カムシャフトハウジング４１からスペーサ７０を介してシリンダヘッド本体３１に伝達される荷重の作用する面を大きく確保して荷重分散を図ることができ、シリンダヘッド本体３１による荷重吸収を効果的に行うことができる。

（変形例）
次に、変形例について説明する。本変形例はスペーサ設置面３１ｃの形状及びスペーサ７０の形状が上述した実施形態のものと異なっており、その他の構成は上記実施形態のものと同様である。従って、ここでは、スペーサ設置面３１ｃ及びスペーサ７０についてのみ説明する。

図７は、本変形例における図５に相当する図である。上記実施形態では、軸受フレーム４６の各凹部４７，５１に対応して２箇所にスペーサ設置面３１ｃ，３１ｃを形成していた。これに対し、本例では、図７に示すように、上記実施形態における各スペーサ設置面３１ｃ，３１ｃ同士の間の領域を幅寸法が一定の連続したスペーサ設置面３１ｃとして構成している。

そして、このスペーサ設置面３１ｃに載置されるスペーサ７０の形状としても、このスペーサ設置面３１ｃの略全体に亘って載置される大形のものが適用されている。

このような構成によれば、各カムシャフト４２，４４から軸受フレーム４６の凹部４７，５１に作用する荷重のうち鉛直下方に作用する荷重ばかりでなく、斜め下方（各カムシャフト４２，４４からクランクシャフト１３に向かう方向）に作用する荷重に対しても、スペーサ７０を介してシリンダヘッド本体３１に伝達することが可能になり、シリンダヘッド本体３１による荷重吸収をより効果的に行うことが可能になる。

−その他の実施形態−
以上説明した実施形態及び変形例は、ＤＯＨＣ型自動車用４気筒ガソリンエンジンのシリンダヘッドユニット２０として本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、その他の形式のガソリンエンジンやディーゼルエンジンにも適用可能である。また、自動車用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。また、気筒数やエンジン形式（直列型やＶ型等の別）についても特に限定されるものではない。

また、上記実施形態及び変形例では、シール材としてＦＩＰＧ６０を使用したが、本発明はこれに限らず、板状（金属製や樹脂製等）のシール材を使用するものに対しても適用可能である。

また、上述した実施形態及び変形例ではスペーサ７０の材質としては金属を適用したが、本発明はこれに限らず、シリンダヘッド本体３１やカムシャフトハウジング４１からの荷重に耐え得るものであれば特に材質が限定されるものではない。

また、シリンダヘッド本体３１及びカムシャフトハウジング４１の平面視形状としては矩形状に限るものではなく、任意の形状のシリンダヘッド本体３１及びカムシャフトハウジング４１に対して本発明は適用可能である。

実施形態に係るシリンダヘッドユニット及びその周辺部の概略構成を示す断面図である。 実施形態に係るカムシャフトハウジング及びその内部に配設された動弁機構を示す断面図である。 シリンダブロック上にシリンダヘッドユニットが組み付けられた状態における平面図である。 シリンダヘッドユニットの組み付け作業を説明するための断面図である。 シリンダヘッド本体の中央部分を省略した外縁部分の形状を示す平面図である。 図３におけるVI−VI線に対応した位置におけるカムキャップ未装着の状態を示す断面図である。 変形例における図５相当図である。

符号の説明

２０ シリンダヘッドユニット
３１ シリンダヘッド本体
３１ｃ スペーサ設置面
４１ カムシャフトハウジング
４２ 吸気カムシャフト
４２ａ，４２ｂ カムスプロケット
４４ 排気カムシャフト
４７，５１ 凹部（軸受け部）
６０ ＦＩＰＧ（シール材）
７０ スペーサ

Claims (5)

1. カムシャフトを回転自在に支持するカムシャフトハウジングとシリンダヘッド本体とが一体的に組み付けられて成るシリンダヘッドユニットにおいて、
   上記シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面同士の間の一部にはシール材が介在されている一方、このシール材が介在されていないシリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面同士の間の少なくとも一部には、上記シール材の層厚さに略一致する厚さを有するスペーサが介在されていることを特徴とするシリンダヘッドユニット。
2. 上記請求項１記載のシリンダヘッドユニットにおいて、
   カムシャフトハウジングに回転自在に支持されているカムシャフトの一端部にはカムスプロケットまたはカムプーリが配設されており、
   シール材は、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面同士の間のうちカムスプロケットまたはカムプーリが配設される側以外の領域に介在されており、
   スペーサは、シリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面同士の間のうちカムスプロケットまたはカムプーリが配設される側の領域に介在されていることを特徴とするシリンダヘッドユニット。
3. 上記請求項１または２記載のシリンダヘッドユニットにおいて、
   スペーサは金属製の薄板であって、カムシャフトハウジングにおいてカムシャフトを回転自在に支持するための軸受け部分に対応する位置に介在されていることを特徴とするシリンダヘッドユニット。
4. 上記請求項１、２または３記載のシリンダヘッドユニットにおいて、
   シリンダヘッド本体におけるカムシャフトハウジングとの合わせ面は、スペーサの介在箇所における幅寸法がカムシャフトハウジングの幅寸法に略一致するように設定されていることを特徴とするシリンダヘッドユニット。
5. 上記請求項１〜４のうち何れか一つに記載のシリンダヘッドユニットに備えられ、上記シール材が介在されていないシリンダヘッド本体とカムシャフトハウジングとの合わせ面同士の間に介在されていることを特徴とするスペーサ。

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