JP5187240B2 - 内燃機関の動弁機構 - Google Patents

Description

この発明は、油圧式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、油圧式（液圧式）ラッシュアジャスタを備える内燃機関の動弁機構が開示されている。この従来の動弁機構では、吸気弁用のラッシュアジャスタと、排気弁用のラッシュアジャスタとを共通の支持体で支持するようにしている。また、上記特許文献１には、各ラッシュアジャスタにオイルを供給するすべてのオイル流路を上記支持体内に配置する点が記載されている。

特表２００２−５２６７０７号公報 特開昭５８−８８４１２号公報 特開２００８−４５５４０号公報

しかしながら、上記特許文献１には、各気筒の油圧式ラッシュアジャスタに対するオイルの供給路の詳細についての記載がない。ところで、油圧式ラッシュアジャスタにオイルを供給するオイル供給路の圧力損失を低減してオイルポンプの負荷を低減するためには、オイル供給路は、鋭角な曲がりがなく、短く、かつ、簡素な構造であることが望ましい。そこで、各気筒を橋渡すようにシリンダヘッド上に配置した単一のアジャスタ支持部材によって各気筒の油圧式ラッシュアジャスタを支持させるようにしたうえで、各気筒のラッシュアジャスタの個々の支持部に対して１つずつ順番にオイルが供給されるようにアジャスタ支持部材内にオイル供給路を形成することが考えられる。

また、上記のようなアジャスタ支持部材を備えることを考えた場合には、シリンダヘッドを燃焼室の軸線方向から見て当該アジャスタ支持部材の中心線に対する一方側と他方側において、当該アジャスタ支持部材の重量バランスが均等に保たれていることが望ましい。このような均等な重量バランスを保つためには、当該アジャスタ支持部材における各気筒の支持部を連結する連結部を、上記中心線上に配置することが考えられる。しかしながら、このような連結部を備え、当該連結部の内部にオイルが流通する連絡油路を形成するようにすると、オイル供給路の一部に鋭角な曲がりを有する部位が生じてしまう。その結果、オイル供給路の圧力損失が増加してしまう。

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、油圧式ラッシュアジャスタを支持するアジャスタ支持部材の重量バランスを悪化させることなく、圧力損失の少ないオイル供給路を有するアジャスタ支持部材を備え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油圧式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、前記油圧式ラッシュアジャスタを支持する第１乃至第４支持部を、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、
一端に位置する前記アジャスタホルダーから他端に位置する前記アジャスタホルダーに向けて、オイルがそれぞれの前記アジャスタホルダー内のすべての前記第１乃至第４支持部を１つずつ順番に通過するように形成されたオイル供給路と、を含み、
前記オイル供給路は、前記アジャスタホルダーの内部に形成されたホルダー内油路と、前記連結部の内部に形成された連絡油路と、を含み、
前記ホルダー内油路のそれぞれは、先ず、前記ホルダー内油路の上流側に位置する２つの前記支持部のうちの一方である前記第１支持部にオイルが導入され、次いで、前記第１支持部に対して前記シリンダヘッドの短手方向に位置する前記第２支持部にオイルが導入され、次いで、前記第２支持部に対して前記シリンダヘッドの長手方向に位置する前記第３支持部にオイルが導入され、次いで、前記第３支持部に対して前記シリンダヘッドの短手方向に位置する前記第４支持部にオイルが導入されたうえで、オイルが前記連絡油路に排出されるように形成されており、
前記連絡油路は、隣接する前記アジャスタホルダー間において、前記連絡油路の上流側の前記アジャスタホルダーにおける前記第４支持部と、前記ホルダー内油路の上流側に位置する２つの前記支持部のうち当該第４支持部に対して距離の遠い方の支持部であって前記連絡油路の下流側の前記アジャスタホルダーにおける前記第１支持部とを直線的に接続するように形成されていることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記内燃機関では、前記シリンダヘッドを燃焼室の軸線方向から見て、各気筒の燃焼室の中心点を結ぶ仮想直線に対する一方に各気筒のすべての吸気弁が配置され、その他方に各気筒のすべての排気弁が配置されており、
前記アジャスタホルダーの前記第１乃至第４支持部は、同一気筒内の吸気弁用および排気弁用の前記油圧式ラッシュアジャスタを支持するものであり、
前記連絡油路は、隣接する前記アジャスタホルダー間において、前記吸気弁用の前記支持部と、前記排気弁用の前記支持部とを直線的に接続するものであることを特徴とする。

第１の発明によれば、隣接するアジャスタホルダーを連結する各連絡油路が、シリンダヘッドの長手方向に対して交互に傾斜して配置されるようになる。これにより、アジャスタ支持部材の重心をその中心線上におきつつ、鋭角な曲がりがなく、短く、かつ、簡素な構造で有するオイル供給路を得ることができる。このため、アジャスタ支持部材の重量バランスの悪化を招くことなく、圧力損失の少ないオイル供給路を有するアジャスタ支持部材を得ることができるようになる。

第２の発明によれば、シリンダヘッドを燃焼室の軸線方向から見て、各気筒の燃焼室の中心点を結ぶ仮想直線に対する一方に各気筒のすべての吸気弁が配置され、その他方に各気筒のすべての排気弁が配置されており、かつ、アジャスタホルダーの第１乃至第４支持部が同一気筒内の吸気弁用および排気弁用の前記油圧式ラッシュアジャスタを支持するように構成された動弁機構において、吸気側と排気側とでアジャスタ支持部材の重量バランスを悪化させることなく、圧力損失の少ないオイル供給路を有するアジャスタ支持部材を得ることができる。

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を、燃焼室の軸線方向においてシリンダヘッドの上方から見下ろした図である。 本発明の実施の形態１のオイル供給路との対比のために参照するオイル供給路の構成を表した図である。

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る。尚、図２中に付した一点鎖線は、各気筒の燃焼室１４の中心点を結ぶ仮想直線Ｍであり、アジャスタ支持部材４０の中心線にも相当する。また、図１に示す吸気カムシャフト２４および吸気弁１８は、当該仮想直線Ｍに対する一方（図２における下方）に配置されており、図１に示す排気カムシャフト２６および排気弁２２は、当該仮想直線Ｍに対する他方（図２における上方）に配置されているものとする。

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、上記のように、図２においては、上記仮想直線Ｍの下方が吸気側であるので、アジャスタ挿入穴４６ｂ、４６ｃが吸気弁１８用のラッシュアジャスタ３８を支持する支持部に該当し、残りのアジャスタ挿入穴４６ａ、４６ｄが排気弁２２用のラッシュアジャスタ３８を支持する支持部に該当する。

また、図２中にハッチングを付して示すように、アジャスタ支持部材４０は、各気筒の（吸気側および排気側の）すべてのラッシュアジャスタ３８にオイルを供給するためのオイル供給路４８を備えている。オイル供給路４８は、一端（図２の右端）に位置するアジャスタホルダー４２＃１から他端（図２の左端）に位置するアジャスタホルダー４２＃４に向けて、オイルがそれぞれのアジャスタホルダー４２＃１〜４２＃４内のすべてのアジャスタ挿入穴４６ａ〜４６ｄを１つずつ順番に通過するように形成されている。

より具体的には、オイル供給路４８は、各アジャスタホルダー４２＃１〜４２＃４の内部にそれぞれ形成されたホルダー内油路５０＃１〜５０＃４と、各連結部４４＃１２等の内部にそれぞれ形成された連絡油路５２＃１２、５２＃２３、５２＃３４とからなる。

＃１気筒用のホルダー内油路５０＃１は、先ず、アジャスタホルダー４２＃１に流入するオイルの上流側に位置するアジャスタ挿入穴４６ａ、４６ｂのうちの一方である挿入穴４６ａにオイルが導入され、次いで、当該挿入穴４６ａに対してシリンダヘッド１２の短手方向に位置する挿入穴４６ｂにオイルが導入され、次いで、当該挿入穴４６ｂに対してシリンダヘッド１２の長手方向に位置する挿入穴４６ｃにオイルが導入され、次いで、当該挿入穴４６ｃに対してシリンダヘッド１２の短手方向に位置する挿入穴４６ｄにオイルが導入されたうえで、オイルが連絡油路５２＃１２に排出されるように形成されている。

そして、連絡油路５２＃１２は、排気弁２２用のラッシュアジャスタ３８の支持部として機能するアジャスタホルダー４２＃１の挿入穴４６ｄと、吸気弁１８用のラッシュアジャスタ３８の支持部として機能するアジャスタホルダー４２＃２の挿入穴４６ｂとを直線的に接続するように形成されている。言い換えれば、連絡油路５２＃１２は、隣接するアジャスタホルダー４２＃１、４２＃２間において、オイルの上流側のアジャスタホルダー４２＃１における挿入穴４６ｄと、当該挿入穴４６ｄに対して距離の遠い方の挿入穴であってオイルの下流側のアジャスタホルダー４２＃２における挿入穴４６ａとを直線的に接続するように形成されている。

他のホルダー内油路５０＃２、５０＃３、５０＃４および連絡油路５２＃２３、５２＃３４についても、上記ホルダー内油路５０＃１および連絡油路５２＃１２と同様の思想に基づいて形成されている。このため、これらの油路５０＃２、５２＃２３等についての説明は、以下のように簡略化して行うものとする。

すなわち、上記の思想に基づき、ホルダー内油路５０＃２は、挿入穴４６ｂ、４６ａ、４６ｄ、４６ｃの順で、ホルダー内油路５０＃３は、挿入穴４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄの順で、ホルダー内油路５０＃４は、挿入穴４６ｂ、４６ａ、４６ｄ、４６ｃの順で、それぞれオイルが通過するように形成されている。

また、連絡油路５２＃２３は、アジャスタホルダー４２＃２の挿入穴４６ｃ（吸気側）と、アジャスタホルダー４２＃３の挿入穴４６ａ（排気側）とを接続するように、連絡油路５２＃３４は、アジャスタホルダー４２＃３の挿入穴４６ｄ（排気側）と、アジャスタホルダー４２＃４の挿入穴４６ｂ（吸気側）とを接続するように、それぞれ形成されている。

尚、図２に示すように、各アジャスタホルダー４２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５４がそれぞれ圧入されている。

以上説明したオイル供給路４８によれば、１本の油路で、各気筒の吸気側および排気側のすべてのラッシュアジャスタ３８に対してオイルを供給することができるようになる。これにより、オイル供給路４８の圧力損失を低く抑えることができ、オイル供給路４８にオイルを圧送するオイルポンプ（図示省略）の負荷を減らすことができる。その結果、オイルポンプの吐出量を減らすことができるので、フリクションの低減による燃費向上を図ることができる。また、オイルポンプの小型化および軽量化を図ることができる。

そのうえで、上記オイル供給路４８の構成を採用したことにより得られる効果を、図３を対比のために参照して説明する。
図３は、本発明の実施の形態１のオイル供給路４８との対比のために参照するオイル供給路の構成を表した図である。

図３に示す構成においても、ラッシュアジャスタを支持するアジャスタ支持部材は、気筒毎にアジャスタホルダーを備えるとともに、各気筒のアジャスタホルダーを連結する連結部を備えている。しかしながら、この構成における連結部には、図３に示すように、上記仮想直線（各気筒の燃焼室の中心点を結ぶ直線）Ｍに沿った連絡油路が形成されている。

上記図３に示す構成によれば、上記仮想直線Ｍに沿った連絡油路を備えているため、上記仮想直線Ｍに対して吸気側と排気側との重量バランスを良好に保つことができるようになる。しかしながら、そのような構成を採用していることが理由で、図３に示すように、ホルダー内油路と連絡油路との接続部に、強い鋭角の曲がりが生じてしまう。これにより、オイル供給路の圧力損失が増加してしまう。

その一方で、このような圧力損失の増加を回避するために、連絡油路を上記仮想直線Ｍに対して平行を保ちつつ離すようにすると、上記重量バランスを良好に保てなくなる。そうすると、アジャスタ支持部材の重心が中央（仮想直線Ｍ上）から離れることで、点火プラグチューブをアジャスタホルダーに圧入する際に、点火プラグチューブに傾きが生じ易くなり、製造不良を招き易くなる。

これに対し、本実施形態の構成によれば、既述したように、隣接するアジャスタホルダー間（例えば、４２＃１、４２＃２間）において、オイルの上流側のアジャスタホルダー４２＃１における挿入穴４６ｄと、当該挿入穴４６ｄに対して距離の遠い方の挿入穴であってオイルの下流側のアジャスタホルダー４２＃２における挿入穴４６ａとを直線的に接続するように、連絡油路５２＃１２が形成されている。このような思想によれば、図２に示すように、気筒間を結ぶ連絡油路５２＃１２等が、上記仮想直線Ｍに沿った形状ではなく、シリンダヘッド１２の長手方向に対して交互に傾斜して配置されるようになる。

上記のような構成によれば、図２に示すように、アジャスタ支持部材４０の重心を上記仮想直線Ｍ上におきつつ、鋭角な曲がりがなく、短く、かつ、簡素な構造で有するオイル供給路４８を得ることができる。このため、アジャスタ支持部材４０の重量バランスの悪化を招くことなく、圧力損失の少ないオイル供給路４８を得ることができるようになる。また、本構成によれば、アジャスタ支持部材４０のねじれ剛性を向上させることができる。

ところで、上述した実施の形態１においては、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、アジャスタ挿入穴４６ａ〜４６ｄ（本発明の支持部）を配置するようにしている。このように、本実施形態は、１気筒につき４つのラッシュアジャスタを備える構成、すなわち、１気筒につき吸気弁および排気弁を２つずつ備える構成を対象としている。しかしながら、本発明の対象となる吸排気弁の構成は、少なくとも上記四隅に支持部（アジャスタ挿入穴）を備える構成であれば、上記のものに限定されず、例えば、四隅に配置される各支持部を繋ぐホルダー内油路に途中に更なる支持部（それに対応するラッシュアジャスタおよび吸排気弁）が備えられたものであってもよい。

また、上述した実施の形態１においては、シリンダヘッド１２を燃焼室１４の軸線方向から見て、各気筒の燃焼室１４の中心点を結ぶ仮想直線Ｍに対する一方に各気筒のすべての吸気弁１８が配置され、当該仮想直線Ｍに対する他方に各気筒のすべての排気弁２２が配置されている構成を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明の対象となる吸排気弁の構成は、上記のものに限定されない。すなわち、例えば、１気筒につき吸気弁および排気弁をそれぞれ２つ備える場合であれば、上記仮想直線Ｍの一方に吸気弁および排気弁を１つずつ並べて配置し、当該仮想直線Ｍの他方に他の吸気弁および排気弁を１つずつ並べて配置するようにしてもよい。

尚、上述した実施の形態１において、アジャスタホルダー４２＃１、４２＃３における挿入穴４６ａおよびアジャスタホルダー４２＃２、４２＃４における挿入穴４６ｂが前記第１の発明における「第１支持部」に、アジャスタホルダー４２＃１、４２＃３における挿入穴４６ｂおよびアジャスタホルダー４２＃２、４２＃４における挿入穴４６ａが前記第１の発明における「第２支持部」に、アジャスタホルダー４２＃１、４２＃３における挿入穴４６ｃおよびアジャスタホルダー４２＃２、４２＃４における挿入穴４６ｄが前記第１の発明における「第３支持部」に、アジャスタホルダー４２＃１、４２＃３における挿入穴４６ｄおよびアジャスタホルダー４２＃２、４２＃４における挿入穴４６ｃが前記第１の発明における「第４支持部」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
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 オイル供給路
５０（＃１〜＃４） ホルダー内油路
５２（＃１２、＃２３、＃３４） 連絡油路
５４ 点火プラグチューブ

Claims (2)

1. 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油圧式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、前記油圧式ラッシュアジャスタを支持する第１乃至第４支持部を、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、
   一端に位置する前記アジャスタホルダーから他端に位置する前記アジャスタホルダーに向けて、オイルがそれぞれの前記アジャスタホルダー内のすべての前記第１乃至第４支持部を１つずつ順番に通過するように形成されたオイル供給路と、を含み、
   前記オイル供給路は、前記アジャスタホルダーの内部に形成されたホルダー内油路と、前記連結部の内部に形成された連絡油路と、を含み、
   前記ホルダー内油路のそれぞれは、先ず、前記ホルダー内油路の上流側に位置する２つの前記支持部のうちの一方である前記第１支持部にオイルが導入され、次いで、前記第１支持部に対して前記シリンダヘッドの短手方向に位置する前記第２支持部にオイルが導入され、次いで、前記第２支持部に対して前記シリンダヘッドの長手方向に位置する前記第３支持部にオイルが導入され、次いで、前記第３支持部に対して前記シリンダヘッドの短手方向に位置する前記第４支持部にオイルが導入されたうえで、オイルが前記連絡油路に排出されるように形成されており、
   前記連絡油路は、隣接する前記アジャスタホルダー間において、前記連絡油路の上流側の前記アジャスタホルダーにおける前記第４支持部と、前記ホルダー内油路の上流側に位置する２つの前記支持部のうち当該第４支持部に対して距離の遠い方の支持部であって前記連絡油路の下流側の前記アジャスタホルダーにおける前記第１支持部とを直線的に接続するように形成されていることを特徴とする内燃機関の動弁機構。
2. 前記内燃機関では、前記シリンダヘッドを燃焼室の軸線方向から見て、各気筒の燃焼室の中心点を結ぶ仮想直線に対する一方に各気筒のすべての吸気弁が配置され、その他方に各気筒のすべての排気弁が配置されており、
   前記アジャスタホルダーの前記第１乃至第４支持部は、同一気筒内の吸気弁用および排気弁用の前記油圧式ラッシュアジャスタを支持するものであり、
   前記連絡油路は、隣接する前記アジャスタホルダー間において、前記吸気弁用の前記支持部と、前記排気弁用の前記支持部とを直線的に接続するものであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の動弁機構。

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