JP5806583B2 - Overhead cam engine - Google Patents
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Description
本発明は、オーバヘッドカムエンジン(内燃機関)に関し、特に、オーバヘッドカムエンジンにおけるシリンダヘッドカバーの取付構造に関する。 The present invention relates to an overhead cam engine (internal combustion engine), and more particularly, to a mounting structure for a cylinder head cover in an overhead cam engine.
オーバヘッドカム(OHC)エンジンは、シリンダヘッドの上部にカム軸を含む動弁機構を有し、シリンダヘッドに取り付けられたシリンダヘッドカバーによって動弁機構を覆う構造になっている。シリンダヘッドに対するシリンダヘッドカバーの取り付けは、一般的に、シリンダヘッドの外郭に沿って形成されたヘッドカバー取付フランジ面に、弾性シール部材を挟んで複数個のボルトによって取り付けられる。 An overhead cam (OHC) engine has a valve mechanism including a cam shaft at the upper part of a cylinder head, and has a structure in which the valve mechanism is covered by a cylinder head cover attached to the cylinder head. The cylinder head cover is generally attached to the cylinder head by a plurality of bolts with an elastic seal member interposed between the head cover mounting flange surface formed along the outer periphery of the cylinder head.
また、シリンダヘッドカバーの取付構造として、カム軸をシリンダヘッドに回転可能に取り付けるためのカムキャップの上部にねじ孔を有するボルト締結ボス部が突出形成され、シリンダヘッドカバーを貫通したボルトがボルト締結ボス部のねじ孔にねじ締結されることにより、カム軸直上にシリンダヘッドに対するシリンダヘッドカバーのボルト締結部を設定したものが知られている(例えば、特許文献1)。 In addition, as a cylinder head cover mounting structure, a bolt fastening boss portion having a screw hole is formed on the upper portion of the cam cap for rotatably mounting the cam shaft to the cylinder head, and the bolt penetrating the cylinder head cover is a bolt fastening boss portion. It is known that a bolt fastening portion of a cylinder head cover for a cylinder head is set immediately above a cam shaft by being screwed into a screw hole (for example, Patent Document 1).
シリンダヘッドカバーは上下反転したバット形状をしているから、天井壁が膜振動を生じる傾向がある。このことは、シリンダヘッドカバーの薄肉化や合成樹脂化により顕著になり、NVH特性を悪化する原因になる。 Since the cylinder head cover has a bat shape that is inverted upside down, the ceiling wall tends to cause membrane vibration. This becomes conspicuous when the cylinder head cover is made thinner or made of synthetic resin, and causes the NVH characteristics to deteriorate.
カム軸直上にシリンダヘッドに対するシリンダヘッドカバーのボルト締結部を設定したものは、シリンダヘッドカバーの上壁部の膜振動を抑制する効果を生じる。このボルト締結部による膜振動の抑制は、膜振動の振幅(一次振動の振幅)が最大になる部位で行われることが最も効果的であるが、シリンダヘッドカバーの膜振動の振幅がカム軸直上部位で最大になるとは限らない。特に、カム軸が吸気弁用と排気弁用とで個別に2列に配置されるダブルオーバヘッドカム(DOHC)エンジンでは、シリンダヘッドカバーの一次振動の振幅が最大になる部位が、カム軸直上部位でなく、吸気弁用カム軸と排気弁用カム軸との間のヘッドカバー幅方向(平面視で気筒配列方向に直交する方向)の中央領域に存在するため、カム軸直上にシリンダヘッドに対するシリンダヘッドカバーのボルト締結部を設定したものでは、シリンダヘッドカバーの膜振動を効果的に低減することができない。 A cylinder head cover bolt fastening portion set directly on the camshaft with respect to the cylinder head has an effect of suppressing membrane vibration of the upper wall portion of the cylinder head cover. The suppression of the membrane vibration by the bolt fastening portion is most effective when the membrane vibration amplitude (primary vibration amplitude) is maximized, but the cylinder head cover membrane vibration amplitude is directly above the cam shaft. It is not always the maximum. In particular, in a double overhead cam (DOHC) engine in which the camshaft is separately arranged in two rows for the intake valve and the exhaust valve, the portion where the amplitude of the primary vibration of the cylinder head cover is maximum is the portion directly above the camshaft. And in the central region of the head cover width direction between the intake valve cam shaft and the exhaust valve cam shaft (a direction orthogonal to the cylinder arrangement direction in plan view), the cylinder head cover with respect to the cylinder head is directly above the cam shaft. In the case where the bolt fastening portion is set, the membrane vibration of the cylinder head cover cannot be effectively reduced.
加えて、3気筒や2気筒の小型エンジンにおいては、特に振動の問題が大きく、シリンダヘッド自体のシール性や、シリンダヘッドカバーを貫通してエンジン内部に装着される点火プラグや燃料噴射弁の挿入部のシール性が厳しい。 In addition, in a three-cylinder or two-cylinder small engine, the problem of vibration is particularly great. The sealing performance of the cylinder head itself, the insertion portion of the ignition plug or fuel injection valve that passes through the cylinder head cover and is installed inside the engine The sealing performance of is strict.
本発明が解決しようとする課題は、シリンダヘッドカバーの膜振動の振幅が大きくなる部位がカム軸直上にないエンジンでも、シリンダヘッドに対するシリンダヘッドカバーのボルト締結部の適切な設定によってシリンダヘッドカバーの膜振動を効果的に低減することである。 The problem to be solved by the present invention is that even in an engine where the amplitude of the membrane vibration of the cylinder head cover is not directly above the camshaft, the membrane vibration of the cylinder head cover can be reduced by appropriately setting the bolt fastening portion of the cylinder head cover with respect to the cylinder head. It is to reduce effectively.
本発明によるオーバヘッドカムエンジンは、動弁機構のカム軸(36、42)がシリンダヘッド(10)に形成された半割り形状の軸受部(10H、10J)と当該シリンダヘッド(10)にボルト締結によって固定された半割り形状のカムキャップ(32、38、90)によって回転可能に支持され、前記シリンダヘッド(10)の外郭に沿って形成されたヘッドカバー取付フランジ面(10L)にシール部材(70)を挟んでシリンダヘッドカバー(68)がボルト締結によって取り付けられるオーバヘッドカムエンジンであって、前記カムキャップ(90)に、当該カムキャップ(90)より横方向に延出するアーム部(92)が一体形成され、前記アーム部(92)の先端部分にねじ孔(92B)が形成され、前記シリンダヘッドカバー(68)には前記ねじ孔(92B)に対応する位置にボルト通し孔(68D)が形成され、前記シリンダヘッドカバー(68)の外部より前記ボルト通し孔(68D)に通された頭付きボルト(94)が前記アーム部(92)の前記ねじ孔(92B)にねじ係合している。 In the overhead cam engine according to the present invention, the cam shafts (36, 42) of the valve operating mechanism are halved and the bearings (10H, 10J) are formed on the cylinder head (10), and the cylinder head (10) is bolted. The head cover mounting flange surface (10L) formed along the outline of the cylinder head (10) is rotatably supported by the half-shaped cam cap (32, 38, 90) fixed by the seal member (70). The cylinder head cover (68) is attached to the cam cap (90) with a cylinder head cover (68) sandwiched between the cam cap (90) and an arm portion (92) extending laterally from the cam cap (90). A screw hole (92B) is formed at the tip of the arm portion (92), and the cylinder head cover -(68) has a bolt through hole (68D) formed at a position corresponding to the screw hole (92B), and a headed bolt passed through the bolt through hole (68D) from the outside of the cylinder head cover (68). (94) is screw-engaged with the screw hole (92B) of the arm portion (92).
この構成によれば、頭付きボルト(94)によるシリンダヘッドカバー(68)の固定位置は、アーム部(92)の先端部分のねじ孔(92B)の配置位置、つまり、アーム部(92)の延出方向と長さにより高い自由度をもって決まり、動弁機構等、動弁室(86)に配置されている部材と干渉せずに、シリンダヘッドカバー(68)の固定位置をシリンダヘッドカバー(68)の膜振動の振幅が大きくなる部位に設けることができる。 According to this configuration, the fixing position of the cylinder head cover (68) by the headed bolt (94) is the arrangement position of the screw hole (92B) at the tip of the arm portion (92), that is, the extension of the arm portion (92). The position of the cylinder head cover (68) is fixed to the position of the cylinder head cover (68) without interfering with the members arranged in the valve operating chamber (86) such as the valve operating mechanism. It can be provided at a site where the amplitude of the membrane vibration increases.
本発明によるオーバヘッドカムエンジンは、一つの実施形態として、前記カム軸(36、42)が吸気弁用と排気弁用とで個別に2列に配置されており、前記アーム部(92)は吸気弁用と排気弁用の前記カム軸(36、42)の少なくとも何れか一方の前記カムキャップ(90)に一体形成されていて他方の前記カム軸の側に向けて延出している。 In an overhead cam engine according to the present invention, as one embodiment, the cam shafts (36, 42) are individually arranged in two rows for an intake valve and an exhaust valve, and the arm portion (92) is an intake valve. It is formed integrally with the cam cap (90) of at least one of the cam shafts (36, 42) for the valve and the exhaust valve and extends toward the other cam shaft.
この構成によれば、頭付きボルト(94)によるシリンダヘッドカバー(68)の固定位置が、吸気弁用と排気弁用のカム軸の中間部に設定され、当該固定位置をシリンダヘッドカバー(68)の膜振動の振幅(一次振動の振幅)が大きくなる部位に設けることができる。 According to this configuration, the fixing position of the cylinder head cover (68) by the headed bolt (94) is set at an intermediate portion between the cam shafts for the intake valve and the exhaust valve, and the fixing position is set to the cylinder head cover (68). It can be provided at a site where the amplitude of the membrane vibration (the amplitude of the primary vibration) increases.
本発明によるオーバヘッドカムエンジンは、一つの実施形態として、前記カム軸(36、42)が吸気弁用と排気弁用とで個別に2列に配置されており、吸気弁用と排気弁用の一方の前記カム軸のみにクランク角に対するバルブ開閉タイミングを可変設定するバルブ開閉タイミング可変設定装置(60)が連結されており、前記アーム部(92)は前記バルブ開閉タイミング可変設定装置(60)が連結されていない前記カム軸の前記カムキャップ(90)に一体形成されている。 According to an overhead cam engine of the present invention, as an embodiment, the camshafts (36, 42) are individually arranged in two rows for an intake valve and an exhaust valve, and for the intake valve and the exhaust valve. A valve opening / closing timing variable setting device (60) for variably setting the valve opening / closing timing with respect to the crank angle is connected to only one of the camshafts, and the arm portion (92) is connected to the valve opening / closing timing variable setting device (60). It is integrally formed with the cam cap (90) of the cam shaft that is not connected.
この構成によれば、バルブ開閉タイミング可変設定装置(60)の動作による振動が頭付きボルト(94)によるシリンダヘッドカバー(68)の固定部を介してシリンダヘッドカバー(68)に伝わることがない。 According to this configuration, vibration due to the operation of the variable valve opening / closing timing setting device (60) is not transmitted to the cylinder head cover (68) via the fixing portion of the cylinder head cover (68) by the headed bolt (94).
本発明によるオーバヘッドカムエンジンは、更に、前記シリンダヘッド(10)には点火プラグあるいは燃料噴射弁の挿入孔(28)を画成する筒状部(30)が一体形成され、前記アーム部(92)は前記筒状部(30)の近傍へ向けて延出している。 In the overhead cam engine according to the present invention, the cylinder head (10) is integrally formed with a cylindrical portion (30) defining an insertion hole (28) for a spark plug or a fuel injection valve, and the arm portion (92). ) Extends toward the vicinity of the tubular portion (30).
この構成によれば、アーム部(92)を用いたボルト(94)によるシリンダヘッドカバー(68)の固定部が点火プラグあるいは燃料噴射弁のレイアウトを阻害することがない。 According to this configuration, the fixing portion of the cylinder head cover (68) by the bolt (94) using the arm portion (92) does not hinder the layout of the spark plug or the fuel injection valve.
本発明によるオーバヘッドカムエンジンは、好ましくは、前記アーム部(92)は前記シリンダヘッド(10)と前記シリンダヘッドカバー(68)とによって画定される動弁室(86)内にあって前記シリンダヘッド(10)の壁面に非接触である。 In the overhead cam engine according to the present invention, preferably, the arm portion (92) is in a valve operating chamber (86) defined by the cylinder head (10) and the cylinder head cover (68), and the cylinder head ( 10) No contact with the wall surface.
この構成によれば、アーム部(92)とシリンダヘッド(10)との間で直接的な振動伝達が行われることがなく、アーム部(92)を用いたボルト(94)によるシリンダヘッドカバー(68)の固定部が動弁機構等、動弁室(86)に配置されている部材と干渉することもない。 According to this configuration, direct vibration transmission is not performed between the arm portion (92) and the cylinder head (10), and the cylinder head cover (68) by the bolt (94) using the arm portion (92). ) Does not interfere with a member disposed in the valve operating chamber (86) such as a valve operating mechanism.
本発明によるオーバヘッドカムエンジンは、好ましくは、前記カムキャップ(90)は、カム軸(42)を支持する半割り形状部(90A)の両側に、当該カムキャップ(90)を前記シリンダヘッド(10)に固定するためのボルト(40)を挿入されるボルト通し孔(90C)を形成されたボルト締結ボス部(90B)を一体に有し、前記アーム部(92)は片側の前記ボルト締結ボス部(90B)から横方向に延出している。 In the overhead cam engine according to the present invention, preferably, the cam cap (90) is placed on both sides of a half-shaped portion (90A) supporting the cam shaft (42), and the cam cap (90) is placed on the cylinder head (10). And a bolt fastening boss portion (90B) formed with a bolt through hole (90C) into which a bolt (40) for fixing to the bolt is inserted, and the arm portion (92) is provided on one side of the bolt fastening boss. It extends in the horizontal direction from the part (90B).
この構成によれば、アーム部(92)の長さを最短に設定でき、剛性を高めるためにアーム部(92)を厚肉に形成しなくても、シリンダヘッドカバー(68)の締結力を充分受け止めることが可能になる。 According to this configuration, the length of the arm portion (92) can be set to the shortest, and the fastening force of the cylinder head cover (68) is sufficient even if the arm portion (92) is not formed thick in order to increase rigidity. It becomes possible to catch it.
本発明によるオーバヘッドカムエンジンは、好ましくは、更に、前記頭付きボルト(94)の頭部と前記アーム部(92)との間に前記頭付きボルト(94)を挿入された筒状のディスタンス部材(98)が設けられている。 The overhead cam engine according to the present invention is preferably a tubular distance member in which the head bolt (94) is inserted between the head of the head bolt (94) and the arm portion (92). (98) is provided.
この構成によれば、ディスタンス部材(98)によって頭付きボルト(94)の最大ねじ込み量が規定され、締め付け過ぎによってシリンダヘッドカバー(68)にへこみが生じることを回避できる。 According to this configuration, the maximum screw-in amount of the headed bolt (94) is defined by the distance member (98), and it is possible to avoid a dent in the cylinder head cover (68) due to excessive tightening.
本発明によるオーバヘッドカムエンジンによれば、頭付きボルトによるシリンダヘッドカバーの固定位置は、アーム部の延出方向と長さにより高い自由度をもって決まり、動弁機構等、動弁室に配置されている部材と干渉せずに、シリンダヘッドカバーの固定位置をシリンダヘッドカバーの膜振動の振幅が大きくなる部位に設けることができる。 According to the overhead cam engine of the present invention, the fixing position of the cylinder head cover by the headed bolt is determined with a high degree of freedom by the extending direction and length of the arm portion, and is disposed in the valve operating chamber such as the valve operating mechanism. Without interfering with the member, the fixing position of the cylinder head cover can be provided at a portion where the amplitude of the membrane vibration of the cylinder head cover is increased.
以下に、本発明によるオーバヘッドカムエンジンの一つの実施形態を、図1〜図3を参照して説明する。本実施形態によるオーバヘッドカムエンジンは、火花点火式エンジン(ガソリンエンジン)で、3気筒ダブルオーバヘッドカムエンジンである。なお、以下の説明において、水平、垂直(上下)は、図2に示されているように、エンジンのシリンダ軸線Xが鉛直になるエンジン配置の場合についての便宜上の方向であり、また、平面視で気筒配列方向を前後方向、気筒配列方向に直交する方向を幅方向あるいは左右方向と云うことがある。 Hereinafter, an embodiment of an overhead cam engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. The overhead cam engine according to this embodiment is a spark ignition engine (gasoline engine), which is a three-cylinder double overhead cam engine. In the following description, horizontal and vertical (up and down) are directions for convenience in the case of an engine arrangement in which the cylinder axis X of the engine is vertical as shown in FIG. The cylinder arrangement direction may be referred to as the front-rear direction, and the direction orthogonal to the cylinder arrangement direction may be referred to as the width direction or the left-right direction.
シリンダヘッド10は、軽合金製で、図示されてないシリンダブロックに燃焼室(図示省略)の上死点側を閉じるように取り付けられるものであり、下側に燃焼室天井壁部10Aを有する。シリンダヘッド10は、気筒配列方向に直交する面で見て、一方の側(図1で見て左側)に図示されていない吸気ポートに連通する吸気通路12を、他方の側(図1で見て右側)に図示されていない排気ポートに連通する排気通路14を、各々、気筒数分、有している。
The
シリンダヘッド10には、各気筒に2個ずつ、吸気ポート(図示省略)を開閉する吸気弁16と、排気ポート(図示省略)を開閉する排気弁18とが取り付けられている。吸気弁16は当該吸気弁16のバルブステムの先端部に取り付けられたばねリテーナ20とシリンダヘッド10の燃焼室天井壁部10Aの上方に形成された上壁部10Bとの間に取り付けられた圧縮コイルばね22によって閉弁方向に付勢されている。排気弁18は当該排気弁18のバルブステムの先端部に取り付けられたばねリテーナ24とシリンダヘッド10の上壁部10Bとの間に取り付けられた圧縮コイルばね26によって閉弁方向に付勢されている。
An
シリンダヘッド10の幅方向の中央部には、シリンダヘッド10の燃焼室天井壁部10Aより上壁部10Bを貫通する形態で上方に突出して内側に点火プラグ挿入孔28を画成する円筒状部30が、気筒数分、気筒配列方向に所定間隔をおいて一体形成されている。
A cylindrical portion that protrudes upward in the form of penetrating the
各気筒の円筒状部30の左側外壁部分とシリンダヘッド10の左側壁10Cとの間にはこれらを接続する吸気側立壁10Dが上壁部10Bより垂直に一体形成されている。また、各気筒の円筒状部30の右側外壁部分とシリンダヘッド10の右側壁10Eとの間にはこれらを接続する排気側立壁10Fが上壁部10Bより垂直に一体形成されている。吸気側立壁10Dと排気側立壁10Fは、各気筒毎にあって円筒状部30を挟んで左右方向に一直線に存在する。なお、吸気側立壁10Dと排気側立壁10Fには、シリンダヘッド10内に溜まったオイルをオイルパンへ戻すためのオイル流通用開口10Gが気筒配列方向に貫通形成されている。
Between the left outer wall portion of the
シリンダヘッド10の前部壁10Kの上端部と吸気側立壁10Dの上端部には、半割り形状の軸受部10H、つまり、前部壁10K、吸気側立壁10Dの上面に開いた半円形凹部による軸受部10Hが形成されている。前部壁10Kの上面と吸気側立壁10Dの上面には、半割り形状のカムキャップ32が六角頭付きのボルト34によって固定されている。カムキャップ32は下底面に開いた半円形凹部による軸受部32Aを有し、シリンダヘッド10の軸受部10Hと協働して吸気弁用カム軸36を回転可能に支持している。
The upper end portion of the
シリンダヘッド10の前部壁10Kの上端部と排気側立壁10Fの上端部には、半割り形状の軸受部10J、つまり、前部壁10K、排気側立壁10Fの上面に開いた半円形凹部による軸受部10Jが形成されている。前部壁10Kの上面と排気側立壁10Fの上面には、半割り形状の軽合金製のカムキャップ38が六角頭付きのボルト40によって固定されている。カムキャップ38は下底面に開いた半円形凹部による軸受部38Aを有し、シリンダヘッド10の軸受部10Jと協働して排気弁用カム軸42を回転可能に支持している。
The upper end portion of the
排気弁用カム軸42を支持する複数個のカムキャップ(38)のうちの一つは、符号90によって示されている後述する特別なカムキャップになっている。それ以外のカムキャップ32、38は、軽合金製の同一部品で、各々、上下反転の半円形凹部による軸受部32A、38Aを形成するアーチ形部分を有していて、軸受部32A、38Aの両側にボルト34、40を挿入されるボルト通し孔(図示省略)を貫通形成されたボルト締結ボス部32B、38Bを一体に有している。
One of the plurality of cam caps (38) that support the exhaust
吸気弁用カム軸36と排気弁用カム軸42とは、気筒配列方向に沿って互いに平行且つ水平に同一高さ位置に2列に配置されている。吸気弁用カム軸36は吸気弁16の開閉のためのカム形状部36Aを各吸気弁16ごとに有している。排気弁用カム軸42は排気弁18の開閉のためのカム形状部42Aを各排気弁18ごとに有している。
The intake
シリンダヘッド10の吸気弁用カム軸36側には、一端がシリンダヘッド10に固定の支点部材44に当接し、他端が吸気弁16のステム先端に当接した吸気側スイングアーム46が各吸気弁16ごとに配置されている。吸気側スイングアーム46は中間部に軸48によってカムフォロワローラ50を回転自在に支持している。カムフォロワローラ50は吸気弁用カム軸36の対応するカム形状部36Aの外周面に当接している。
On the intake
シリンダヘッド10の排気弁用カム軸42側には、一端がシリンダヘッド10に固定配置の支点部材52に当接し、他端が排気弁18のステム先端に当接した排気側スイングアーム54が各排気弁18ごとに配置されている。排気側スイングアーム54は中間部に軸56によってカムフォロワローラ58を回転自在に支持している。カムフォロワローラ58は排気弁用カム軸42の対応するカム形状部42Aの外周面に当接している。
On the exhaust
このように、スイングアーム式DOHCの動弁機構が構成され、吸気弁用カム軸36の回転によって各気筒の吸気弁16が開閉し、排気弁用カム軸42の回転によって各気筒の排気弁18が開閉する。
In this way, a swing arm type DOHC valve operating mechanism is configured, and the
吸気弁用カム軸36の前端部はバルブ開閉タイミング可変設定装置(VTC)60を介してカム駆動スプロケット(図示省略)とトルク伝達関係で連結されている。排気弁用カム軸42の前端部にはカム駆動スプロケット(図示省略)が固定されている。吸気弁用カム軸36のカム駆動スプロケット(図示省略)と、排気弁用カム軸42のカム駆動スプロケット(図示省略)と、クランク軸(図示省略)に固定されたクランク軸スプロケット(図示省略)とには、一つの無端チェーン62が架け渡されている。これにより、吸気弁用カム軸36と排気弁用カム軸42のカム駆動スプロケットは、ともにクランク軸によって一斉駆動される。
The front end portion of the intake
VTC60は、公知の油圧式のものであってよく、クランク角に対するバルブ開閉タイミング(進角・遅角)を定量的に可変設定する。なお、吸気弁用カム軸36のカムキャップ32のうち、最もVTC60に近い位置にあるカムキャップ32、つまり、吸気弁用カム軸36の軸線方向で見て最前端のカムキャップ32は、VTC60に対する油圧の給排を行うための油路(図示省略)を内側に形成された幅広のものになっている。
The
シリンダヘッド10の前部にはチェーンケース取付部64が一体形成されている。チェーンケース取付部64の前部には、VTC60、無端チェーン62の配置部の前側と底部と左右両側を覆うように合成樹脂製のチェーンケース66が液体シール(図示省略)を挟んで図示されていない複数個のボルト(図示省略)によってフランジ面接合で取り付けられている。
A chain
シリンダヘッド10には、当該シリンダヘッド10の外郭に沿ってヘッドカバー取付フランジ面10Lが形成されている。本実施例ではシリンダヘッド10の左側壁10Cと右側壁10Eと後部壁10Mとチェーンケース取付部64の上面は同一高さ位置にあり、更に上方開放のチェーンケース66の上面はチェーンケース取付部64の上面と同一高さ位置にあってチェーンケース取付部64の上面に連続し、前部壁10Kにカム軸36、42の軸受部10H、10Jが形成されてカムキャップ32、38が取り付けられていることから、左側壁10Cと右側壁10Eと後部壁10Mとチェーンケース取付部64とチェーンケース66の上面が連続したループ状(略四角枠状)のヘッドカバー取付フランジ面10Lをなしている。
A head cover mounting
ヘッドカバー取付フランジ面10Lには合成樹脂製のシリンダヘッドカバー68がゴム状弾性体製の弾性シール部材70を挟んで気密に取り付けられている。シリンダヘッドカバー68は上下反転の浅底バッド形状をしていて、シリンダヘッド10の上部とチェーンケース66の上部とに連続して存在し、カム軸36、42を含む動弁機構と、VTC60、無端チェーン62を配置部の上側を一括して覆うものである。なお、図示されていないが、シリンダヘッドカバー68には、各点火プラグ挿入孔28に連通するアクセス孔を画定する円筒状部が天井壁部68Aより垂下された形態で一体形成されている。この円筒状部の下端面は円筒状部30の上端面と対向しており、両端面間にはゴム状弾性体製の弾性シール部材72(図2参照)が挟まれている。
A cylinder head cover 68 made of synthetic resin is airtightly attached to the head cover
なお、弾性シール部材70、72によるシリンダヘッド10およびチェーンケース66とシリンダヘッドカバー68とのシール面は、図1に網掛けにより示されている。
Note that the sealing surfaces of the
次に、シリンダヘッド10に対するシリンダヘッドカバー68の取付構造について説明する。
Next, a structure for attaching the cylinder head cover 68 to the
シリンダヘッド10の左側壁10Cと右側壁10Eと後部壁10Mの上部には複数個のねじ止めボス部74が一体形成されている。また、チェーンケース66の前壁部66Aの上部にも複数個のねじ止めボス部76が一体形成されている。ねじ止めボス部74、76には、これらを上下に貫通したねじ孔78、80が形成されている。
A plurality of
シリンダヘッドカバー68の外周部の下部には、ねじ止めボス部74、76の各々に上下に対応する位置にボルト締結ボス部82が一体形成されている。ボルト締結ボス部82にはボルト通し孔(図示省略)が上下に貫通形成されている。
A bolt
シリンダヘッドカバー68は、ボルト締結ボス部82のボルト通し孔(図示省略)に通された六角頭付きのボルト84がねじ止めボス部74、76のねじ孔78、80にねじ係合することにより、シリンダヘッド10およびチェーンケース66の上部に着脱可能に固定され、シリンダヘッド10と協働して上述の動弁機構を収容する動弁室86を画定している。
The cylinder head cover 68 is configured such that a hexagon headed
排気弁用カム軸42を支持するための特別なカムキャップ90は、図3によく示されているように、カムキャップ90は、軽合金製の同一部品で、上下反転の半円形凹部による軸受部90Aを形成するアーチ形部分と、軸受部90Aの両側にボルト40を挿入されるボルト通し孔90Cを貫通形成されたボルト締結ボス部90Bとを一体に有している。カムキャップ90は、他のカムキャップ38と同様に、ボルト通し孔90Cに通されたボルト40によって排気側立壁10Fの上面に固定され、シリンダヘッド10の軸受部10Jと協働して排気弁用カム軸42を回転可能に支持する。
As shown in FIG. 3, the
カムキャップ90には、更に、一方のボルト締結ボス部90Bの側部外壁より横方向に延出するアーム部92が一体形成されている。アーム部92は、基端を一方のボルト締結ボス部90Bに連結された片持ち梁であり、一方のボルト締結ボス部90Bより他方のボルト締結ボス部90Bより遠ざかる方向に延出している。アーム部92は先端にポット形状のねじ止めボス部92Aを一体に有している。ねじ止めボス部92Aにはねじ止めボス部92Aの上面に開口したねじ孔92Bが形成されている。
Further, the
カムキャップ90がシリンダヘッド10に固定された状態では、アーム部92は、吸気弁用カム軸36の側(図1、図2で見て左側)のボルト締結ボス部90Bより吸気弁用カム軸36の側に向けて、つまり、シリンダヘッド10の幅方向の中央側へ向けて斜め前方に水平に延出し、動弁室86内にあってシリンダヘッド10、シリンダヘッドカバー68の内壁面に非接触で、動弁室86内に浮かんだように存在している。
In a state in which the
カムキャップ90は、気筒配列方向の中央部、3気筒エンジンの場合には、2番気筒の近傍に取り付けられるカムキャップに適用され、アーム部92は、2番気筒のための点火プラグ挿入孔28の円筒状部30の外壁近傍へ向けて延出している。
The
シリンダヘッドカバー68の天井壁部68Aがアーム部92のねじ止めボス部92Aの真上に位置する部位には、円筒状のボルト締結ボス部68Cが天井壁部68Aより垂下した形態で一体形成されている。ボルト締結ボス部68Cには当該ボルト締結ボス部68Cを軸線方向(上下方向)に貫通するボルト通し孔68Dが形成されている。ボルト通し孔68Dにはシリンダヘッドカバー68の外側(外部)より六角頭付きのボルト94が通され、ボルト94がアーム部92の先端のねじ孔92Bにねじ係合している。
A cylindrical bolt
ボルト締結ボス部68Cの下端面とねじ止めボス部92Aの上面との間にゴム状弾性体製の弾性シール部材96が挟まれている。ボルト94の頭部底面とねじ止めボス部92Aの上面との間にはボルト通し孔68Dに挿入されてボルト94を通された筒状のディスタンス部材98が設けられている。ディスタンス部材98は、ボルト94のねじ孔92Bに対する最大ねじ込み量を規定し、天井壁部68Aのボルト締結ボス部68C部分の過剰なへこみと弾性シール部材96の過剰初期変形を防止する。
An elastic seal member 96 made of a rubber-like elastic body is sandwiched between the lower end surface of the bolt
上述の取付構造により、シリンダヘッドカバー68は、複数個のボルト84によって外周縁部の複数箇所をシリンダヘッド10とチェーンケース66に固定されること加えて、ボルト94によって天井壁部68Aの前後左右の略中央部分をシリンダヘッド10に固定される。これにより、シリンダヘッドカバー68の特に天井壁部68Aのシリンダヘッド10に対する取付強度、剛性が高くなり、天井壁部68Aが変形し難くなると共に振動し難くなる。
Due to the mounting structure described above, the cylinder head cover 68 is fixed to the
このようにして、シリンダヘッドカバー68が振動し難くなることにより、弾性シール部材70によるシリンダヘッド10とシリンダヘッドカバー68との間のシール性能が、振動を生じ易い3気筒や2気筒の小型エンジンでも良好になり、シール性能の信頼性が向上する。
Thus, the cylinder head cover 68 is less likely to vibrate, so that the sealing performance between the
ボルト94によるシリンダヘッドカバー68の固定位置は、アーム部92のねじ止めボス部92Aの配置位置(ねじ孔92Bの位置)、つまり、アーム部92の延出方向と長さにより高い自由度をもって決まり、これらの最適設定によって、動弁機構等、動弁室86に配置されている部材と干渉せず、シリンダヘッド10、シリンダヘッドカバー68の内壁面に接触しない範囲で、シリンダヘッドカバー68の固定位置を天井壁部68Aの膜振動の振幅(一次振動の振幅)が大きくなる部位に設けることができる。
The fixing position of the cylinder head cover 68 by the bolt 94 is determined with a high degree of freedom by the arrangement position (position of the
これにより、シリンダヘッドカバー68の膜振動の振幅が大きくなる部位がカム軸直上にないエンジンでも、シリンダヘッド10の構成を複雑化することなくシリンダヘッドカバー68の膜振動(共振)を効果的に低減することができる。なお、アーム部92を用いたボルト94によるシリンダヘッドカバー68の固定部は、シリンダヘッドカバー68の一次振動と二次振動の双方の節部を避けた部位に設定し、一次振動と二次振動の双方の低減を図ることもできる。
Thereby, even in an engine in which the portion where the amplitude of the membrane vibration of the cylinder head cover 68 increases is not directly above the cam shaft, the membrane vibration (resonance) of the cylinder head cover 68 is effectively reduced without complicating the configuration of the
また、アーム部92を用いたボルト94によるシリンダヘッドカバー68の固定部は、シリンダヘッド10の上壁部10Bより突出形成したボルト取付座部によって設定するものでないから、アーム部92の重量増加だけで、重量増加を最小限に抑えて軽量コンパクトに、しかも、動弁機構等、動弁室86に配置される部材のレイアウトを阻害することなく、シリンダヘッドカバー68の共振を効果的に防止することができる。アーム部92は動弁室86内にあってシリンダヘッド10の壁面に非接触であるから、アーム部92とシリンダヘッド10との間で直接的な振動伝達が行われることがなく、アーム部92を用いたボルト94によるシリンダヘッドカバー68の固定部が動弁機構等、動弁室86に配置されている部材と干渉することもない。
Further, the fixing portion of the cylinder head cover 68 by the bolt 94 using the
ねじ止めボス部92Aの上面はシリンダ軸線方向(上下方向)で見てカムキャップ90の最上面以下に位置していることが好ましく、この設定により、シリンダ軸線方向のエンジン高さに影響がなく、且つシリンダヘッド10に対するシリンダヘッドカバー68の取付面に近い位置でボルト94による締結を行うことができ、振動防止がより効果的になる。また、アーム部92はカムキャップ90のボルト締結ボス部90Bより延出しているから、アーム長を最短に設定でき、剛性を高めるために厚肉に形成しなくても、シリンダヘッドカバー68の締結力を充分受け止めることが可能である。
The upper surface of the screwing
また、アーム部92を用いたボルト94によるシリンダヘッドカバー68の固定部は、円筒状部30の外壁近傍にあるから、点火プラグのレイアウトを阻害することがなく、しかも、円筒状部30の上端の弾性シール部材72に与えるシール圧(圧縮量)を適正に設定する効果も得られる。これにより、振動の問題が大きい小型エンジンにおいても、簡単な構造で点火プラグ挿入孔28のシール性能を高め、シール性能の信頼性を向上することができる。
Further, since the fixing portion of the cylinder head cover 68 by the bolt 94 using the
また、VTC60の動作による振動がボルト94によるシリンダヘッドカバー68の固定部を介してシリンダヘッドカバー68に伝わらないよう、アーム部92付きのカムキャップ90は、VTC60が取り付けられていない側のカム軸、本実施例では、排気弁用カム軸42のカムキャップに適用されている。VTC60が付かないエンジンでは、基本的に排気側のほうが吸気側よりバルブ開度(バルブリフト量)が小さいので、動弁系部品との干渉を避けて、より低い位置に、アーム部92を用いたボルト94によるシリンダヘッドカバー68の固定部を形成するうえで、アーム部92付きのカムキャップ90は、排気弁用カム軸42のカムキャップに適用されることが好ましい。
Further, the
以上、本発明を、その好適形態実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to such embodiments so that those skilled in the art can easily understand, and departs from the spirit of the present invention. It is possible to change appropriately within the range not to be.
例えば、吸気弁16と排気弁18とで共通のカム軸を用いるシングルオーバヘッドカムエンジンにも適用可能であり、気筒数も3気筒に限られることも、火花点火式のガソリンエンジンに限られることもなく、オーバヘッドカム型であれば、ディーゼルエンジンにも適用できる。ディーゼルエンジンの場合、円筒状部30による点火プラグ挿入孔28は、直噴のための燃料噴射弁の挿入孔になる。
For example, the present invention can be applied to a single overhead cam engine that uses a common camshaft for the
動弁機構もスイングアーム式のものに限られることなく、ロッカアーム式、直接駆動式のものであってもよい。シリンダヘッドカバー68は、合成樹脂製のものに限られることなく、軽合金ダイキャスト製のものでもよい。また、アーム部92を有するカムキャップ90の個数は、1個に限れることはなく、気筒数等に応じて複数個設けられていてもよい。
The valve operating mechanism is not limited to a swing arm type, but may be a rocker arm type or a direct drive type. The cylinder head cover 68 is not limited to the one made of synthetic resin, but may be one made of light alloy die cast. Further, the number of cam caps 90 having the
また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。 In addition, all the components shown in the above embodiment are not necessarily essential, and can be appropriately selected without departing from the gist of the present invention.
10 シリンダヘッド
10H 軸受部
10J 軸受部
10L ヘッドカバー取付フランジ面
16 吸気弁
18 排気弁
28 点火プラグ挿入孔
30 円筒状部
32 カムキャップ
34 ボルト
36 吸気弁用カム軸
38 カムキャップ
40 ボルト
42 排気弁用カム軸
46 吸気側スイングアーム
54 排気側スイングアーム
56 軸
58 カムフォロワローラ
60 バルブ開閉タイミング可変設定装置(VTC)
66 チェーンケース
68 シリンダヘッドカバー
68D ボルト通し孔
70 弾性シール部材
86 動弁室
90 カムキャップ
90A 軸受部
90B ボルト締結ボス部
90C ボルト通し孔
92 アーム部材
92 アーム部
92A ボス部
92B ねじ孔
94 ボルト
98 ディスタンス部材
DESCRIPTION OF
66 Chain case 68
Claims (5)
シリンダヘッドに形成された半割り形状の軸受部と当該シリンダヘッドにボルト締結によって固定された半割り形状のカムキャップによって回転可能に支持され、前記シリンダヘッドの外郭に沿って形成されたヘッドカバー取付フランジ面にシール部材を挟んでシリンダヘッドカバーがボルト締結によって取り付けられるオーバヘッドカムエンジンであって、
前記バルブ開閉タイミング可変設定装置が連結されていない前記カム軸の前記カムキャップは、前記カム軸を支持する半割り形状部の両側に、当該カムキャップを前記シリンダヘッドに固定するためのボルトを挿入されるボルト通し孔を形成されたボルト締結ボス部を一体に有し、前記バルブ開閉タイミング可変設定装置が連結されていない前記カム軸の前記カムキャップには、基端を前記半割り形状部の両側のうちの一方の前記ボルト締結ボス部に連結された片持ち梁であって、前記両側のうちの他方の前記ボルト締結ボス部より遠ざかる方向に延出するアーム部が一体形成され、前記アーム部の先端部分にねじ孔が形成され、前記シリンダヘッドカバーには前記ねじ孔に対応する位置にボルト通し孔が形成され、前記シリンダヘッドカバーの外部より前記ボルト通し孔に通された頭付きボルトが前記アーム部の前記ねじ孔にねじ係合しているオーバヘッドカムエンジン。 The camshafts of the valve mechanism are individually arranged in two rows for the intake valve and the exhaust valve, and the valve opening / closing timing relative to the crank angle is variably set only on one of the intake and exhaust valve camshafts A variable valve opening / closing timing setting device is connected,
A head cover mounting flange which is rotatably supported by a half-shaped bearing portion formed on the cylinder head and a half-shaped cam cap fixed to the cylinder head by bolt fastening, and formed along the outer periphery of the cylinder head An overhead cam engine in which a cylinder head cover is attached by bolt fastening with a seal member sandwiched between surfaces,
The cam cap of the cam shaft not connected to the valve opening / closing timing variable setting device is inserted with bolts for fixing the cam cap to the cylinder head on both sides of the half-shaped portion supporting the cam shaft. A bolt fastening boss part formed with a bolt through hole to be integrated, and the cam cap of the cam shaft not connected to the valve opening / closing timing variable setting device has a base end of the half-shaped part. An arm part , which is a cantilever beam connected to one of the bolt fastening boss parts on both sides and extends in a direction away from the other bolt fastening boss part on the both sides, is integrally formed, A screw hole is formed in a tip portion of the portion, and a bolt through hole is formed in the cylinder head cover at a position corresponding to the screw hole. Overhead cam engine of the outside from the bolt through headed bolt passed through the hole is threaded engaged into the threaded hole of the arm portion.
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