JP4574483B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に関するものである。

従来、この種の内燃機関としては、例えば特許文献１に開示されているように、チェーンを介して駆動側プーリーに駆動される吸気用および排気用の第１，第２カムシャフトと、これら両方を軸支する唯一のカムシャフトハウジングと、を備え、カムシャフトハウジングのシリンダヘッドとの併せ面に主オイル通路から第１および第２カムシャフト支持部へ潤滑油を分配するオイル分配通路を設けたものが提案されている。
この内燃機関では、カムシャフトハウジングをシリンダヘッドに組み付けることでオイル分配通路が形成されるので、簡易な構成で第１カムシャフトおよび第２カムシャフトの支持部を潤滑できるものである。
特開平５−２８０３１９号公報

一般に、シリンダヘッド上に吸気用カムシャフトと排気用カムシャフトとを備える内燃機関では、カムシャフトがバルブスプリングのスプリング力により機関上方向の力を受けるため、カムシャフトはこれを軸支するカムシャフトハウジングとは全周で接触せずに機関上方向のみ接触するものである。
こうした内燃機関では、カムシャフトとカムシャフトハウジングとの接触部である機関上方向側の充分な潤滑が必要となる。
しかしながら、上記した内燃機関では、オイル分配通路をカムシャフトハウジングとシリンダヘッドとの併せ面に形成した構成であることから、同方向に回転する吸，排気カムシャフトの何れか一方側にしか機関上方向の接触部に潤滑油を充分に供給できないものであった。

本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、簡易な構成でカムシャフト軸受面の必要潤滑部位に充分な潤滑油を供給することを目的の１つとし、またコンパクトな内燃機関を提供することを目的の１つとするものであり、その請求項１は、
吸気弁を開閉駆動可能な吸気側カムシャフトと、
排気弁を開閉駆動可能な排気側カムシャフトと、
シリンダヘッドと協働して前記吸気側カムシャフトおよび前記排気側カムシャフトを回転可能に支承する吸気側軸受面および排気側軸受面を形成するカムブラケットと、前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面を潤滑する潤滑油を前記シリンダヘッドから供給する潤滑油供給手段と、
を備える内燃機関であって、
前記カムブラケットは前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面が形成された下側部材と、該下側部材を介して前記シリンダヘッドに取り付けられる上側部材とからなり、
前記潤滑油供給手段は、前記シリンダヘッドに形成された前記潤滑油の給油路と該給油路に連通する前記下側部材の下端から上端に貫通形成された第１貫通孔と、前記下側部材の上端から前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面のほぼ最上部に貫通形成された供給路としての第２貫通孔と、前記カムブラケットを前記シリンダヘッドに取り付け固定するためのボルトを挿入するために前記下側部材の吸気側軸受面と排気側軸受面との間であって吸気側軸受面側と排気側軸受面側とにそれぞれ下端から上端に貫通形成された吸気側軸受面側ボルト孔および排気側軸受面側ボルト孔と、
前記上側部材と前記下側部材との併せ面に形成され、前記第１貫通孔から前記吸気側軸受面側ボルト孔または前記排気側軸受面側ボルト孔を通って前記第２貫通孔までを接続する接続路と、
前記下側部材の下端に形成され、前記吸気側軸受面側ボルト孔と吸気側軸受面および前記排気側軸受面側ボルト孔と排気側軸受面とをそれぞれ連通接続する連通溝と、
前記給油路に前記潤滑油を送給する送給手段を備えることである。

また請求項２は、前記接続路は、前記下側部材および／または前記上側部材に形成された潤滑溝であることである。

また請求項３は、前記カムブラケットは、前記シリンダヘッドにボルトにより締結され、前記潤滑油供給手段は、前記第１貫通孔として前記吸気側カムシャフトと前記排気側カムシャフトとの間に配置された前記ボルトのボルト孔を用いる手段であることである。

また請求項４は、前記シリンダヘッドと協動して前記吸気側カムシャフトおよび前記排気側カムシャフトを回転可能に支承する第２吸気側軸受面および第２排気側軸受面を形成する前記カムブラケットとは異なる第２カムブラケットを備え、前記潤滑油供給手段は、前記吸気側カムシャフトおよび前記排気側カムシャフトの軸中心に形成された前記潤滑油の流路と、前記第２貫通孔からの前記潤滑油の少なくとも一部を該流路に導入可能な該流路に形成された導入孔と、該流路に導入された前記潤滑油を前記第２吸気側軸受面および前記第２側排気側軸受面に供給可能な該流路に形成された供給孔を備える手段であることである。

また、１つの気筒に２つの吸気弁および排気弁を有する請求項１ないし請求項４いずれかに記載の内燃機関であって、前記シリンダヘッド側に形成された前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面の軸方向寸法が、前記カムブラケットに形成された前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面の軸方向寸法よりも小さく形成されてなることである。

本発明の内燃機関は、吸気弁を開閉駆動可能な吸気側カムシャフトと、
排気弁を開閉駆動可能な排気側カムシャフトと、
シリンダヘッドと協働して前記吸気側カムシャフトおよび前記排気側カムシャフトを回転可能に支承する吸気側軸受面および排気側軸受面を形成するカムブラケットと、前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面を潤滑する潤滑油を前記シリンダヘッドから供給する潤滑油供給手段と、
を備える内燃機関であって、
前記カムブラケットは前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面が形成された下側部材と、該下側部材を介して前記シリンダヘッドに取り付けられる上側部材とからなり、
前記潤滑油供給手段は、前記シリンダヘッドに形成された前記潤滑油の給油路と該給油路に連通する前記下側部材の下端から上端に貫通形成された第１貫通孔と、前記下側部材の上端から前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面のほぼ最上部に貫通形成された供給路としての第２貫通孔と、前記カムブラケットを前記シリンダヘッドに取り付け固定するためのボルトを挿入するために前記下側部材の吸気側軸受面と排気側軸受面との間であって吸気側軸受面側と排気側軸受面側とにそれぞれ下端から上端に貫通形成された吸気側軸受面側ボルト孔および排気側軸受面側ボルト孔と、
前記上側部材と前記下側部材との併せ面に形成され、前記第１貫通孔から前記吸気側軸受面側ボルト孔または前記排気側軸受面側ボルト孔を通って前記第２貫通孔までを接続する接続路と、
前記下側部材の下端に形成され、前記吸気側軸受面側ボルト孔と吸気側軸受面および前記排気側軸受面側ボルト孔と排気側軸受面とをそれぞれ連通接続する連通溝と、
前記給油路に前記潤滑油を送給する送給手段を備えることにより、簡易な構成でカムシャフトの吸気側軸受面および排気側軸受面を上部側から潤滑するとともに、吸気側軸受面および排気側軸受面を側面側からも潤滑することができる。即ち軸受面に充分な潤滑油を供給することができるものとなる。

また、前記接続路は、前記下側部材および／または前記上側部材に形成された潤滑溝であることにより、簡易な構成で接続路を形成できるものとなる。

また、前記カムブラケットは、前記シリンダヘッドにボルトにより締結され、前記潤滑油供給手段は、前記第１貫通孔として前記吸気側カムシャフトと前記排気側カムシャフトとの間に配置された前記ボルトのボルト孔を用いる手段であることにより、ボルト孔を供給路として利用できるから、加工工数を低減できるものとなる。

また、前記シリンダヘッドと協動して前記吸気側カムシャフトおよび前記排気側カムシャフトを回転可能に支承する第２吸気側軸受面および第２排気側軸受面を形成する前記カムブラケットとは異なる第２カムブラケットを備え、前記潤滑油供給手段は、前記吸気側カムシャフトおよび前記排気側カムシャフトの軸中心に形成された前記潤滑油の流路と、前記第２貫通孔からの前記潤滑油の少なくとも一部を該流路に導入可能な該流路に形成された導入孔と、該流路に導入された前記潤滑油を前記第２吸気側軸受面および前記第２側排気側軸受面に供給可能な該流路に形成された供給孔を備える手段であることにより、カムシャフトが複数のカムブラケットで支承されている場合に、シリンダヘッドからは１つのカムブラケットの軸受面に潤滑油を供給するだけで、残りのカムブラケットの軸受面を潤滑できるため、軸受面の潤滑を簡易な構成で確保できるものとなる。

また、１つの気筒に２つの吸気弁および排気弁を有する請求項１ないし請求項４いずれかに記載の内燃機関であって、前記シリンダヘッド側に形成された前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面の軸方向寸法が、前記カムブラケットに形成された前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面の軸方向寸法よりも小さく形成されてなることにより、１つの気筒に２つの吸気弁および排気弁を有する内燃機関において、各吸気弁および各排気弁を近接して配置できるため、内燃機関をコンパクト化できるものとなる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、シリンダヘッドを上から見た要部拡大平面構成図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面構成図である。
図において、内燃機関１のシリンダヘッド２には、１つの気筒毎に２つの吸気弁３ａ，３ｂと、２つの排気弁４ａ，４ｂが設けられており、シリンダヘッド２の上面側には、吸気弁３ａを開閉するためのカム５ａと吸気弁３ｂを開閉するためのカム５ｂを備えた吸気側カムシャフト５が設けられ、この吸気側カムシャフト５と平行状に、排気弁４ａを開閉するカム６ａと排気弁４ｂを開閉するカム６ｂを備えた排気側カムシャフト６が配設されている。
また、シリンダヘッド２には、オイルポンプ（図示せず）からシリンダブロックに形成されたメインオイル通路を通って供給されるオイルが流れる給油路１６が形成されている。

この吸気側カムシャフト５は、２つの吸気弁３ａ，３ｂの間がシリンダヘッド２の上面に窪み状に形成された軸受面８ａによって受けられ、排気側カムシャフト６は２つの排気弁４ａ，４ｂの間がシリンダヘッド２の上面に窪み状に形成された軸受面８ｂによって受けられており、シリンダヘッド２の上面からカムブラケット９が覆設されて吸気側カムシャフト５および排気側カムシャフト６が回転可能に支承されている。即ち、吸気側カムシャフト５および排気側カムシャフト６は、シリンダヘッド２およびカムブラケット９により気筒毎に支承されている。
ここで、吸気側カムシャフト５および排気側カムシャフト６には、吸気弁３ａ，３ｂおよび排気弁４ａ，４ｂに配設されたバルブスプリング（図示せず）により常に吸気弁３ａ，３ｂおよび排気弁４ａ，４ｂを閉じる方向の力、即ち、吸気側カムシャフト５および排気側カムシャフト６を上方向へ押す力が作用しているため、吸気側カムシャフト５および排気側カムシャフト６は、常にカムブラケット９側に当接して回転する。

このため、図３の要部平面概略構成図で示すように、シリンダヘッド２の上面に窪み状に形成された軸受面８ａ，８ｂの軸方向幅寸法ａは、カムブラケット９側に形成される軸受面（後述する吸気側軸受面１０ａ，排気側軸受面１０ｂ）の軸方向幅寸法ｂよりも小さく形成することができる。即ち、２つの吸気弁３ａ，３ｂおよび２つの排気弁４ａ，４ｂをそれぞれ近接して配置することができるものとなる。これにより、内燃機関１をコンパクトなものとすることができる。
また、吸気側カムシャフト５および排気側カムシャフト６のそれぞれの軸心には、軸方向に沿って流路５Ｒ，６Ｒが形成されており、軸受面８ａ，８ｂに支承される部分において流路５Ｒ，６Ｒから径方向外側に貫通して１個または複数個の径方向孔５ｄ，６ｄが形成されている。

カムブラケット９は、吸気側カムシャフト５が嵌り込む吸気側軸受面１０ａと排気側カムシャフト６が嵌り込む排気側軸受面１０ｂとが下面に一体形成されており、吸気側カムシャフト５を挟む２本のボルト１２および排気側カムシャフト６を挟む２本のボルト１２の計４本のボルト１２でシリンダヘッド２に取り付けられている。

気筒毎に配設されるカムブラケット９のうち、吸気側カムシャフト５および排気側カムシャフト６を駆動するためのチェーンが配置されるチェーン室から最も離れた位置に配設されるカムブラケット９’は、吸気側軸受面１０ａと排気側軸受面１０ｂとが下面に一体形成された下側部材１０と、この下側部材１０の上面に設けられる上側部材１１との２部材から構成されており、下側部材１０には、吸気側カムシャフト５と排気側カムシャフト６との間のほぼ中央位置に上端面から下端面に貫通して給油路１６に連通する第１貫通孔１６ａと、上端面から吸気側軸受面１０ａおよび排気側軸受面１０ｂのそれぞれのほぼ最上部に貫通する第２貫通孔１４ａ，１４ｂとが形成されている。
また、下側部材１０の上端面には、第１貫通孔１６ａから第２貫通孔１４ａ，１４ｂにかけて溝１５ａが形成されており、カムブラケット９の上側部材１１が組み付けられることで第１貫通孔と第２貫通孔とを接続する接続路１５となる。
なお、実施例においては、上側部材１１の下端面にも溝１５ａに対応する位置に溝１５ｂを形成して、溝１５ａと溝１５ｂとにより接続路１５が形成されるものとしたが、上側部材１１または下側部材１０の何れか一方側に溝１５ａまたは溝１５ｂを形成するものとしても良い。

また、下側部材１０には、４本のボルト１２のうち吸気側カムシャフト５と排気側カムシャフト６との間に配置された２本のボルト１２が挿入される吸気側カムシャフト５側のボルト孔１３ａと排気側カムシャフト６側のボルト孔１３ｂとがボルト１２の径よりやや大きく形成されており、下側部材１０の下端面には、ボルト孔１３ａと吸気側軸受面１０ａおよびボルト孔１３ｂと排気側軸受面１０ｂをそれぞれ連通する連通溝１５ｃが形成されている。

次に、こうして構成された実施例の内燃機関１の動作に伴って、吸気側カムシャフト５および排気側カムシャフト６の軸受面に供給される潤滑油の動きについて説明する。
オイルポンプ（図示せず）からシリンダブロックに形成されたメインオイル通路を介して給油路１６に供給された潤滑油は、カムブラケット９’に形成された第１貫通孔１６ａから接続路１５を通って第２貫通孔１４ａ，１４ｂに流れて吸気側軸受面１０ａおよび排気側軸受面１０ｂを上部側から潤滑する。このように、常に上方向へ押す力が作用しながら吸気側カムシャフト５および排気側カムシャフト６が当接する部位に充分な潤滑油を供給することができる。
また、接続路１５を通る潤滑油は、ボルト孔１３ａ，１３ｂを通って連通溝１５ｃに流れて吸気側軸受面１０ａおよび排気側軸受面１０ｂの側面側からも潤滑する。

こうして吸気側軸受面１０ａおよび排気側軸受面１０ｂを上部側から潤滑した潤滑油は、その一部が吸気側カムシャフト５および排気側カムシャフト６の径方向孔５ｄ，６ｄから流路５Ｒ，６Ｒに導入されて、流路５Ｒ，６Ｒを軸方向に流れていく。そして、カムブラケット９’以外のカムブラケット９の位置まで到達すると、図４の断面構成図で示すように、その位置に形成された径方向孔５ｄ，６ｄからカムブラケット９における吸気側軸受面１０ａおよび排気側軸受面１０ｂ、さらにシリンダヘッド２に形成された軸受面８ａ，８ｂの潤滑を行なう。
このような構成とすることで、カムブラケット９’を除く残りのカムブラケット９における軸受面（吸気側軸受面１０ａ，排気側軸受面１０ｂ，軸受面８ａ，８ｂ）の潤滑を簡易な構成で行なうことができる。

以上、説明した実施例の内燃機関１によれば、吸気側軸受面１０ａおよび排気側軸受面１０ｂの上部側から潤滑油を供給するから、常に上方向へ押す力が作用しながら吸気側カムシャフト５および排気側カムシャフト６が当接する部位に充分な潤滑油を供給することができる。しかも、カムブラケット９’を下側部材１０と上側部材１１との２部材から構成し、下側部材１０に第１貫通穴１６ａと第２貫通孔１４ａ，１４ｂを形成し、下側部材１０および上側部材１１の併せ面に第１貫通穴１６ａと第２貫通孔１４ａ，１４ｂとを接続する接続溝１５ａ，１５ｂからなる接続路１５を形成するだけであるから、軸受面の潤滑を簡易な構成で確保することができる。

また、カムブラケット９’を除く残りのカムブラケット９における軸受面の潤滑を、カムブラケット９’における軸受面を潤滑した潤滑油を用いて、流路５Ｒ，６Ｒおよび径方向孔５ｄ，６ｄにより行なうものとしたから、残りのカムブラケット９における軸受面の潤滑を簡易な構成で確保することができる。

実施例の内燃機関１では、下側部材１０に給油路１６に連通する第１貫通孔１６ａを貫通形成するものとしたが、例えば、図５の平面構成図および図６の断面構成図に示すように、カムブラケット９’が３本のボルト１２，１２，１２でシリンダヘッド２に固設するような構成である場合には、吸気側カムシャフト５と排気側カムシャフト６との間の中央部のボルト１２を通すためのボルト孔１３の径をボルト１２の径よりもやや大きめに形成しておき、これを給油路１６に連通させて第１貫通孔１６ａとして用いるものとしても良い。こうすれば、第１貫通孔１６ａを別途設ける必要がないから、加工工数を低減することができる。

実施例の内燃機関１では、ボルト孔１３ａと吸気側軸受面１０ａおよびボルト孔１３ｂと排気側軸受面１０ｂとをそれぞれ連通する連通溝１５ｃを形成するものとしたが、連通溝１５ｃはなくても構わない。

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

シリンダヘッドの上面側から見た要部拡大平面構成図である。 図１のＡ−Ａ線断面構成図である。 ２つの吸気弁とカムシャフトとカムブラケットとの関係を示す平面要部概略構成図である。 図１のＣ−Ｃ線断面構成図である。 変形例を示す図１に対応させた平面構成図である。 図５のB−Ｂ線断面構成図である。

１ 内燃機関
２ シリンダヘッド
３ａ，３ｂ 吸気弁
４ａ，４ｂ 排気弁
５ 吸気側カムシャフト
５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ カム
５ｄ，６ｄ 径方向孔
５Ｒ，６Ｒ 流路
６ 排気側カムシャフト
８ａ，８ｂ 軸受面
９，９’ カムブラケット
１０ 下側部材
１０ａ 吸気側軸受面
１０ｂ 排気側軸受面
１１ 上側部材
１２ ボルト
１３，１３ａ，１３ｂ ボルト孔
１４ａ，１４ｂ 第２貫通孔
１５ 接続路
１５ａ，１５ｂ 溝
１５ｃ 連通溝
１６ 給油路
１６ａ 第１貫通孔

Claims (5)

1. 吸気弁を開閉駆動可能な吸気側カムシャフトと、
   排気弁を開閉駆動可能な排気側カムシャフトと、
   シリンダヘッドと協働して前記吸気側カムシャフトおよび前記排気側カムシャフトを回転可能に支承する吸気側軸受面および排気側軸受面を形成するカムブラケットと、前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面を潤滑する潤滑油を前記シリンダヘッドから供給する潤滑油供給手段と、
   を備える内燃機関であって、
   前記カムブラケットは前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面が形成された下側部材と、該下側部材を介して前記シリンダヘッドに取り付けられる上側部材とからなり、
   前記潤滑油供給手段は、前記シリンダヘッドに形成された前記潤滑油の給油路と該給油路に連通する前記下側部材の下端から上端に貫通形成された第１貫通孔と、前記下側部材の上端から前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面のほぼ最上部に貫通形成された供給路としての第２貫通孔と、前記カムブラケットを前記シリンダヘッドに取り付け固定するためのボルトを挿入するために前記下側部材の吸気側軸受面と排気側軸受面との間であって吸気側軸受面側と排気側軸受面側とにそれぞれ下端から上端に貫通形成された吸気側軸受面側ボルト孔および排気側軸受面側ボルト孔と、
   前記上側部材と前記下側部材との併せ面に形成され、前記第１貫通孔から前記吸気側軸受面側ボルト孔または前記排気側軸受面側ボルト孔を通って前記第２貫通孔までを接続する接続路と、
   前記下側部材の下端に形成され、前記吸気側軸受面側ボルト孔と吸気側軸受面および前記排気側軸受面側ボルト孔と排気側軸受面とをそれぞれ連通接続する連通溝と、
   前記給油路に前記潤滑油を送給する送給手段と、
   を備える内燃機関。
2. 前記接続路は、前記下側部材および／または前記上側部材に形成された潤滑溝である請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記カムブラケットは、前記シリンダヘッドにボルトにより締結され、
   前記潤滑油供給手段は、前記第１貫通孔として前記吸気側カムシャフトと前記排気側カムシャフトとの間に配置された前記ボルトのボルト孔を用いる手段である請求項１または請求項２に記載の内燃機関。
4. 前記シリンダヘッドと協動して前記吸気側カムシャフトおよび前記排気側カムシャフトを回転可能に支承する第２吸気側軸受面および第２排気側軸受面を形成する前記カムブラケットとは異なる第２カムブラケットを備え、
   前記潤滑油供給手段は、前記吸気側カムシャフトおよび前記排気側カムシャフトの軸中心に形成された前記潤滑油の流路と、前記第２貫通孔からの前記潤滑油の少なくとも一部を該流路に導入可能な該流路に形成された導入孔と、該流路に導入された前記潤滑油を前記第２吸気側軸受面および前記第２側排気側軸受面に供給可能な該流路に形成された供給孔と、を備える手段である請求項１ないし請求項３いずれかに記載の内燃機関。
5. １つの気筒に２つの吸気弁および排気弁を有する請求項１ないし請求項４いずれかに記載の内燃機関であって、前記シリンダヘッド側に形成された前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面の軸方向寸法が、前記カムブラケットに形成された前記吸気側軸受面および前記排気側軸受面の軸方向寸法よりも小さく形成されてなる内燃機関。

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