JP5088339B2

JP5088339B2 - 内燃機関の動弁機構

Info

Publication number: JP5088339B2
Application number: JP2009061567A
Authority: JP
Inventors: 智子東福寺; 隆宜荒井; 輝久植田; 貴美代長田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2029-03-13
Also published as: JP2010216293A

Description

この発明は、ラッシュアジャスタを備える内燃機関の動弁機構に関する。

従来、例えば特許文献１には、コントロールアームをコントロールカムに当接させるための一対の付勢手段のガイド筒を点火プラグ収容筒と一体的に備える内燃機関の可変動弁機構が開示されている。

特開２００８−４５５４０号公報特開２００３−３５２４５号公報特開２００６−１６１６５５号公報特開２００６−１６１６５６号公報

上述した特許文献１に記載の技術のように、内燃機関の動弁機構が備えるラッシュアジャスタを、シリンダヘッドに直に取り付けるのではなくアジャスタ支持部材を介してシリンダヘッドに搭載する構成が考えられる。しかしながら、このような構成では、アジャスタ支持部材の剛性が不足しがちとなり、動弁系の剛性が低下してしまうことが懸念される。また、動弁系の剛性が低下すると、バルブの異常挙動（ジャンプやバウンス）の発生回転数が低下してしまう。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ラッシュアジャスタを支持するアジャスタ支持部材の剛性を高く確保することのできる内燃機関の動弁機構を提供することを目的とする。

第１の発明は、内燃機関の動弁機構であって、
各気筒に橋渡すようにシリンダヘッド上に配置され、当該各気筒に配置されたラッシュアジャスタを支持するアジャスタ支持部材を備え、
前記アジャスタ支持部材は、
気筒毎に備えられ、前記シリンダヘッドを燃焼室の軸線方向から見た四隅に前記ラッシュアジャスタを支持する支持部を備え、当該軸線方向から見た中央に点火プラグを収容するプラグ収容筒を備えるアジャスタホルダーと、
各気筒の前記アジャスタホルダーを連結する連結部と、を含み、
前記アジャスタ支持部材は、少なくとも１つの前記連結部および当該アジャスタ支持部材における長手方向の少なくとも１つの端部のうちの少なくとも一方に、前記シリンダヘッドに搭載されるカムシャフト支持部材側に向けて突出する山状の突起部を更に含み、
前記山状の突起部は、前記カムシャフト支持部材に締結ボルトによって固定されることを特徴とする。

第１の発明によれば、アジャスタ支持部材における気筒間の部位（連結部）および端部の少なくとも一方に、カムシャフト支持部材を利用して高剛性部位を設けることができるので、アジャスタ支持部材の剛性を高く確保することができる。これにより、動弁系の剛性を効果的に向上させることができる。

本発明の実施の形態１における内燃機関の動弁機構の構成を説明するための断面図である。図１に示すアジャスタ支持部材の詳細な構成を説明するための図である。カムキャリアとアジャスタ支持部材との締結構造を説明するための図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における内燃機関の動弁機構１０の構成を説明するための断面図である。尚、ここでは、内燃機関は、直列４気筒型エンジンであるものとする。また、図１中に示す一点鎖線は、燃焼室１４の軸線Ｌである。
図１に示すように、内燃機関のシリンダヘッド１２には、燃焼室１４と吸気ポート１６との開閉を担う吸気弁１８と、燃焼室１４と排気ポート２０との開閉を担う排気弁２２とが配置されている。

シリンダヘッド１２の上方には、吸気カムシャフト２４および排気カムシャフト２６を支持するためのカムキャリア２８が配置されている。ここでは、内燃機関の１つの気筒につき、それぞれ２つの吸気弁１８および排気弁２２を備えているものとする。そして、各気筒の吸気弁１８は、同一の吸気カムシャフト２４に対して吸気弁１８毎に固定された吸気カム３０によって開閉駆動されるものとし、同様に、各気筒の排気弁２２は、同一の排気カムシャフト２６に対して排気弁２２毎に固定された排気カム３２によって開閉駆動されるものとする。

また、図１に示すように、吸気カム３０の押圧力は、吸気ロッカーアーム３４を介して吸気弁１８に伝達され、同様に、排気カム３２の押圧力は、排気ロッカーアーム３６を介して排気弁２２に伝達されるようになっている。吸気ロッカーアーム３４の一端は、吸気弁１８（のバルブステム）によって支持されており、同様に、排気ロッカーアーム３６の一端は、排気弁２２（のバルブステム）によって支持されている。

また、ロッカーアーム３４、３６の他端は、油圧式ラッシュアジャスタ３８によってそれぞれ回転自在に支持されている。各ラッシュアジャスタ３８は、アジャスタ支持部材４０が備えるアジャスタホルダー４２によって支持されている。図１に示すように、アジャスタ支持部材４０は、シリンダヘッド１２に搭載されている。また、アジャスタ支持部材４０は、シリンダヘッド１２を燃焼室１４の軸線方向から見て、吸気カムシャフト２４と排気カムシャフト２６との間に配置されている。

次に、上記図１に加えて図２を新たに参照して、アジャスタ支持部材４０の詳細な構成について説明を行う。
図２は、図１に示すアジャスタ支持部材４０の詳細な構成を説明するための図である。より具体的には、図２（Ａ）は、アジャスタ支持部材４０を、燃焼室１４の軸線方向においてシリンダヘッド１２の上方から見下ろした図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。

アジャスタ支持部材４０は、各気筒に橋渡すようにシリンダヘッド１２上に配置されており、図２に示すように、気筒毎にラッシュアジャスタ３８を支持するアジャスタホルダー４２と、各アジャスタホルダー４２を連結する連結部４４とを備えている。図２および以下の説明においては、説明の便宜上、図２中の右端のアジャスタホルダー４２から順に、対応する気筒を示す符号「＃１」〜「＃４」を付し、同様に、右端の連結部４４から順に、対応する気筒間を示す符号「＃１２」、「＃２３」、および「＃３４」を付している。

図２に示すように、各アジャスタホルダー４２＃１〜４２＃４には、ラッシュアジャスタ３８を支持する支持部として機能する４つのアジャスタ挿入穴４６ａ〜４６ｄが形成されている。より具体的には、これらのアジャスタ挿入穴４６ａ〜４６ｄは、シリンダヘッド１２を燃焼室１４の軸線方向から見て（すなわち、図２に示す方向から見て）、各アジャスタホルダー４２＃１〜４２＃４の四隅に配置されている。

また、各アジャスタホルダー４２＃１〜４２＃４の中央には、点火プラグ（図示省略）の着脱を案内するための点火プラグチューブ４８＃１〜４８＃４がそれぞれ配置されている。より具体的には、点火プラグチューブ４８は、アジャスタホルダー４２に圧入されている。尚、点火プラグチューブ４８は、アジャスタホルダー４２と一体的に形成されるものであってもよい。

また、各連結部４４＃１２、４４＃２３、４４＃３４には、カムキャリア２８側に向けて突出するように、山状の突起部５０＃１２、５０＃２３、５０＃３４が形成されている。更に、アジャスタ支持部材４０における長手方向（図２の左右方向）の一方の端部４０ａにも、カムキャリア２８側に向けて突出するように、山状の突起部５２が形成されている。

図３は、カムキャリア２８とアジャスタ支持部材４０との締結構造を説明するための図である。
図３に示すように、アジャスタ支持部材４０が備える山状の突起部５０＃１２、５０＃２３、５０＃３４、５２は、締結ボルト５４によって、カムキャリア２８にそれぞれ固定されている。

以上説明した本実施形態の構成によれば、アジャスタ支持部材４０における気筒間の部位（連結部４４）および端部４０ａに、カムキャリア２８を利用して高剛性部位を設けることができるので、アジャスタ支持部材４０の剛性を高く確保することができる。これにより、動弁系の剛性を効果的に向上させることができる。また、その結果として、バルブの異常運動の発生回転数をより高くすることができるので、許容最高回転数が高く設定される高回転型の内燃機関に対して、本実施形態のようにラッシュアジャスタ３８をアジャスタ支持部材４０を介してシリンダヘッド１２に搭載する構成を良好に適用することが可能となる。

また、上記の構成とは異なり、カムキャリアとシリンダヘッドとの締結箇所をシリンダヘッドの中央に設ける場合には、鋳造時の湯流れを考慮するとシリンダヘッド側に太めのリブを設ける必要が生じ、シリンダヘッドの軽量化の妨げとなっている。その理由は、シリンダヘッドの上面には、廃止または移動が困難な水穴プラグがあるため、上記リブを付けざるを得ないからである。これに対し、本実施形態の構成によれば、水穴プラグの上において、シリンダヘッド１２にアジャスタ支持部材４０を組み付けることができるので、上記リブを廃止することができ、シリンダヘッド１２を効果的に軽量化することができる。

ところで、上述した実施の形態１においては、各連結部４４＃１２、４４＃２３、４４＃３４と、アジャスタ支持部材４０の一方の端部４０ａに、山状の突起部５０＃１２、５０＃２３、５０＃３４、５２を備えるようにしている。しかしながら、本発明における山状の突起部の配置部位および配置の態様は、上記のものに限定されるものではない。すなわち、例えば、上記連結部４４および上記端部４０ａの双方でなくても、何れか一方に同様の山状の突起部を備えるようにしてもよい。また、上記端部４０ａに代え、或いは上記端部４０ａとともに、アジャスタ支持部材４０における長手方向の他方の端部に、山状の突起部を備えるようにしてもよい。更には、山状の突起部５０は、すべての連結部４４＃１２、４４＃２３、＃３４に必ずしも備えられていなくてもよく、少なくとも１つの連結部４４に備えられたものであってもよい。

尚、上述した実施の形態１において、アジャスタ挿入穴４６ａ〜４６ｄが前記第１の発明における「支持部」に、点火プラグチューブ４８が前記第１の発明における「プラグ収容筒」に、それぞれ相当している。

１０動弁機構
１２シリンダヘッド
１４燃焼室
１６吸気ポート
１８吸気弁
２０排気ポート
２２排気弁
２４吸気カムシャフト
２６排気カムシャフト
２８カムキャリア
３０吸気カム
３２排気カム
３４吸気ロッカーアーム
３６排気ロッカーアーム
３８油圧式ラッシュアジャスタ
４０アジャスタ支持部材
４０ａアジャスタ支持部材の端部
４２（＃１〜＃４）アジャスタホルダー
４４（＃１２、＃２３、＃３４）連結部
４６ａ〜４６ｄアジャスタ挿入穴
４８点火プラグチューブ
５０（＃１２、＃２３、＃３４）、５２山状の突起部
５４締結ボルト

Claims

各気筒に橋渡すようにシリンダヘッド上に配置され、当該各気筒に配置されたラッシュアジャスタを支持するアジャスタ支持部材を備え、
前記アジャスタ支持部材は、
気筒毎に備えられ、前記シリンダヘッドを燃焼室の軸線方向から見た四隅に前記ラッシュアジャスタを支持する支持部を備え、当該軸線方向から見た中央に点火プラグを収容するプラグ収容筒を備えるアジャスタホルダーと、
各気筒の前記アジャスタホルダーを連結する連結部と、を含み、
前記アジャスタ支持部材は、少なくとも１つの前記連結部および当該アジャスタ支持部材における長手方向の少なくとも１つの端部のうちの少なくとも一方に、前記シリンダヘッドに搭載されるカムシャフト支持部材側に向けて突出する山状の突起部を更に含み、
前記山状の突起部は、前記カムシャフト支持部材に締結ボルトによって固定されることを特徴とする内燃機関の動弁機構。