JP6156007B2 - エンジンのシリンダヘッド構造及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのシリンダヘッド構造に関し、特に、油圧作動装置へオイルを供給するための気筒列方向に形成されたオイル通路に関する。

従来から、シリンダヘッドには、油圧式ラッシュアジャスタ（ＨＬＡ：Hydraulic Lash Adjuster）に作動油圧を供給するための、所謂、メインギャラリと称されるオイル通路が形成されている。前記オイル通路にはオイルポンプから吐出されたオイルが供給され、前記オイル通路を介してＨＬＡにオイルが供給される。ＨＬＡは各気筒に配置された吸気弁および排気弁毎に設けられており、したがって、前記オイル通路は各気筒に亘って気筒列方向に延びるように形成されている。

このため、前記オイル通路は、直径に対して長さが非常に長くなり、ガンドリル加工によると加工時間が非常に長くなり、また、ドリルが折損しやすい。

オイル通路を形成する他の方法として、例えば、特許文献１には、直管状のパイプ部材をシリンダヘッドに取り付けられる鋳造部材に一体に鋳包むことが示されている。この方法によれば、ガンドリル加工を廃止でき、生産性を向上できる。

特開昭５９−２２９０１４号公報

近年、燃費向上のため、エンジンの動弁装置として、弁停止機構付き油圧式ＨＬＡが採用されている。弁停止機構付きＨＬＡには、弁停止機構を作動させるための第２オイル通路が接続される。第２オイル通路は、前記オイル通路と平行に延在し、各気筒に亘って気筒列方向に延びるように形成される。また、この第２オイル通路の一端部には、第２オイル通路への弁停止用作動油圧の供給を制御するためのオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ：Oil Control Valve）が接続される。

ところで、上述したように、従来構造のオイル通路、つまり、ガンドリル加工又はパイプ部材を鋳込むことで形成されるオイル通路は直線状であるため、設計上の自由度が小さい。例えば第２オイル通路の直線上に障害物があるために、第２オイル通路の直線上でＯＣＶに接続できない場合には、図９、図１０に示すように、横孔や斜め孔等の連絡孔をドリル加工で形成して第２オイル通路を迂回させて、障害物を避けた位置でＯＣＶに連通させる必要がある。この結果、第２オイル通路が複雑となり、また、横孔や斜め孔等に、適宜、埋め栓を設けて封止処理をする等、加工が煩雑となるので、コストが嵩む。

この発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、オイル通路の設計自由度を向上させながらもその形成を容易にして、コストを低減できる、エンジンのシリンダヘッド構造及びその製造方法を得ること目的とする。

前記課題を解決するため、本願発明は次のように構成したことを特徴とする。

本願の請求項１に記載の発明は、油圧作動装置へオイルを供給するオイル通路が気筒列方向に形成された、エンジンのシリンダヘッド構造であって、前記オイル通路は、少なくとも端部が折り曲げ部によって基部に対してオフセットしたパイプ部材の内部空間として形成されており、前記パイプ部材が、前記シリンダヘッドの一端部から他端部までに気筒列方向に延びるように、シリンダヘッドの素材に一体に鋳包まれており、前記油圧作動装置は、バルブクリアランス調整機構を備えた油圧式ラッシュアジャスタであり、前記オイル通路は、前記バルブクリアランス調整機構を作動させるための第１オイル通路であり、前記第１オイル通路には、前記一端部側の上方からオイル給油がなされ、前記第１オイル通路を形成する第１パイプ部材は、前記一端部側の端部が封止されており、前記他端部側の端部が基部に対して上方にオフセットしていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記シリンダヘッドは、アルミニウム合金製鋳物であり、前記パイプ部材は、アルミニウム合金製パイプであることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は２に記載の発明において、前記油圧式ラッシュアジャスタは、弁停止機構をさらに備えており、前記オイル通路は、弁停止機構を作動させるための第２オイル通路をさらに有し、前記第２オイル通路を形成する第２パイプ部材は、前記第１パイプ部材と同一部材であって、前記一端部側の端部が基部に対してオフセットするように配置されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の発明において、前記第１パイプ部材は、前記第２パイプ部材より上方に配置され、前記第１パイプ部材の前記他端部と、前記第２パイプ部材の前記他端部とが、カバー構造によって覆われており、前記カバー構造には、前記第１オイル通路と前記第２オイル通路とを連通する、オリフィスが形成されていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、油圧作動装置にオイルを供給する複数のオイル通路が気筒列方向に形成された、エンジンのシリンダヘッドの製造方法であって、前記オイル通路を形成するパイプ部材であって、少なくとも端部が折り曲げ部によって基部に対してオフセットした、複数のパイプ部材を準備する、パイプ準備工程と、前記複数のパイプ部材を位置決めして一体的に鋳型に組み付け可能なセット状態にする、パイプセット工程と、前記セット状態とされた前記複数のパイプ部材を、シリンダヘッドの鋳型に組み付ける、鋳型組み付け工程と、前記鋳型により、前記セット状態とされた前記複数のパイプ部材を、シリンダヘッドの素材に一体に鋳包む、鋳造工程と、を含んでおり、前記油圧作動装置は、バルブクリアランス調整機構と弁停止機構とを備えた油圧式ラッシュアジャスタであり、前記オイル通路は、前記バルブクリアランス調整機構を作動させるための第１オイル通路と、弁停止機構を作動させるための第２オイル通路とであり、前記パイプ準備工程は、前記第１オイル通路を形成する第１パイプ部材と、前記第２オイル通路を形成する第２パイプ部材と、を準備する工程を含み、前記パイプセット工程は、前記第１パイプ部材を前記第２パイプ部材の上方に位置したセット状態にする工程を含むことを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、前記請求項５に記載の発明において、前記第１パイプ部材及び前記第２パイプ部材の一端部側をカバー部材で覆う、カバー工程を更に備えていることを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、油圧作動装置にオイルを供給する複数のオイル通路が気筒列方向に形成された、エンジンのシリンダヘッドの製造方法であって、前記オイル通路を形成するパイプ部材であって、少なくとも端部が折り曲げ部によって基部に対してオフセットした、複数のパイプ部材を準備する、パイプ準備工程と、前記複数のパイプ部材を位置決めして一体的に鋳型に組み付け可能なセット状態にする、パイプセット工程と、
前記セット状態とされた前記複数のパイプ部材を、前記シリンダヘッドの一端部から他端部までに気筒列方向に延びるように、シリンダヘッドの鋳型に組み付ける、鋳型組み付け工程と、前記鋳型により、前記セット状態とされた前記複数のパイプ部材を、シリンダヘッドの素材に一体に鋳包む、鋳造工程と、を含んでおり、前記油圧作動装置は、バルブクリアランス調整機構を備えた油圧式ラッシュアジャスタであり、前記オイル通路は、前記バルブクリアランス調整機構を作動させるための第１オイル通路であり、前記第１オイル通路には、前記一端部側の上方からオイル給油がなされ、前記パイプ準備工程は、第１パイプ部材を、前記一端部側の端部で封止する工程を含み、前記パイプセット工程は、前記第１パイプ部材を、前記他端部側の端部が基部に対して上方にオフセットしたセット状態にする工程を含むことを特徴とする。

前記の構成により、本願各請求項の発明によれば、次の効果が得られる。

まず、請求項１に記載の発明によれば、折り曲げ部を有するパイプ部材の内径部としてオイル通路を形成することにより、横孔や斜め孔等を設けること無く、曲がり部を有するオイル通路を、シリンダヘッド内に容易に形成できる。つまり、シリンダヘッド内における、オイル通路を直線に限らず、自由にレイアウトできるので、オイル通路の設計自由度を向上できる。また、オイル通路の設計自由度が向上した結果、オイル通路に接続されるＯＣＶ等のレイアウトの自由度も向上できる。

しかも、加工により横孔や斜め孔を形成することを不要とし、且つ、横穴や斜め孔への埋め栓をも不要にできるので、曲がり部を有するオイル通路の加工コストを低減できる。また、エンジン停止時に、第１オイル通路内のオイルは上方にオフセットした端部により堰き止められて、第１オイル通路内にオイルを残留させることができる。これにより、エンジン始動時における、第１オイル通路内へのオイル充填を早め同油路内の油圧上昇を早めることができ、バルブクリアランス調整機構を短時間で作動させることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、シリンダヘッド及びパイプ部材は、共に、アルミニウム合金製であるので、パイプ部材をシリンダヘッドの素材に一体に鋳包むときに、シリンダヘッド素材へのパイプ部材の密着性を高めることができる。

また、シリンダヘッド及びパイプ部材は同系材質のため線膨張係数が略同じであるので、エンジン運転時におけるシリンダヘッドの高温時においても、シリンダヘッドとパイプ部材との熱膨張量の差を抑制できる。この結果、熱膨張量の差に起因した熱応力の発生を抑制でき、シリンダヘッドの耐久性を確保できる。

また、請求項３に記載の発明によれば、第２オイル通路の一端部を、基部に対してオフセットして配置させることで、第２オイル通路の他端部に接続されるＯＣＶ等の油圧関連機器のレイアウトの自由度を向上できる。

また、請求項４に記載の発明によれば、第１、第２オイル通路の他端部をカバー構造で覆うことで、第１オイル通路と第２オイル通路とを容易に連通できる。しかも、カバー構造にオリフィス構造を設けることで、別途オリフィス部材を設けることなく、オリフィスを容易に形成できる。

オリフィスを形成することにより、弁停止機構が不作動時であっても、第１オイル通路から第２オイル通路へオリフィスを介してオイルを供給できる。これにより、弁停止機構を作動させた場合に、第２オイル通路へのオイルの充填時間を短縮して同油路内の油圧上昇を早めることができ、弁停止機構を短時間で作動させることができる。この結果、エンジンの運転状態を、減筒状態へ短時間で切り換えることができるので、エンジンの制御応答性を高めることが出来る。

また、請求項５に記載の発明によれば、折り曲げ部を有するパイプ部材がシリンダヘッドの素材に一体に鋳包まれた、シリンダヘッドを製造することができ、これにより、請求項１記載の発明の効果が実現される。また、請求項３記載のシリンダヘッドを好適に製造することができ、これにより、請求項３記載の発明の効果が実現される。

また、請求項６に記載の発明によれば、請求項４記載のシリンダヘッドを好適に製造することができ、これにより、請求項４記載の発明の効果が実現される。

すなわち、本発明によるエンジンのシリンダヘッド構造及びその製造方法によれば、オイル通路の設計自由度を向上させながらもその形成を容易にして、コストを低減できる。

本発明の実施形態に係るオイル供給系統の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るシリンダヘッドの概略構成を示す断面図である。 油圧式ラッシュアジャスタの弁停止機構の作動状態を説明する概略図である。 図２のIＶ−IＶ断面図である。 エンジンの正面図である。 エンジンの背面図である。 図６のＶII−ＶII断面図である。 シリンダヘッドの鋳型を示す斜視図である。 従来構造のシリンダヘッドのオイル通路の加工例を示す図である。 従来構造のシリンダヘッドのオイル通路の他の加工例を示す図である。

本発明に係るエンジンには、シリンダヘッドの各部へオイルを供給するオイル供給系統が設けられている。該オイル供給系統により、オイルポンプから吐出されたオイルが、シリンダヘッドに配置された、動弁系の各摺動部や、油圧式ラッシュアジャスタ（ＨＬＡ：Hydraulic Lash Adjuster）等へ供給される。以下、図１に基づいて、オイル供給系統１について説明する。図１は本発明の実施形態に係るオイル供給系統１の概略構成を示すブロック図である。なお、説明の都合上、エンジン３０の長手方向の、第１気筒３０_１側をエンジン３０及びその他の部品の前側として、第４気筒３０_４側をエンジン３０及びその他の部品の後側とする。

図１に示されるように、エンジン３０は、前側（図中右側）から順に、第１〜第４気筒３０_１〜３０_４が並列された、直列４気筒エンジンである。エンジン３０は、下から順に、オイルパン３３とシリンダブロック３２とシリンダヘッド３１とで大別して構成され、シリンダヘッド３１とシリンダブロック３２の前端面に亘って、チェーンケース３４が配置されている。チェーンケース３４内には、クランクシャフト（図示しない）の回転を、吸気側カムスプロケット５４（図５参照）と、排気側カムスプロケット５５（図５参照）とに、伝達する無端チェーン５６（図５参照）が設けられている。

オイル供給系統１には、オイルパン３３内のオイルがシリンダブロック３２に設けられたオイルポンプ３５により吐出される。オイル供給系統１に供給されたオイルは、まず分配油路２に供給され、その後、吸気側第１、第２油路４、５と、排気側第１、第２油路１４、１５とに分流されて供給されるように構成されている。

ここで、シリンダヘッド３１には、バルブクリアランス調整機構３６ａと弁停止機構３６ｂとを備えたＨＬＡ３６（以下、弁停止機構付きＨＬＡと称する）が第１、第４気筒３０_１、３０_４の吸排気弁４２、４３（図２参照）に対応して配置され、バルブクリアランス調整機構３７ａのみを備えたＨＬＡ３７（以下、単にＨＬＡと称する）が第２、第３気筒３０_２、３０_３の吸排気弁４２、４３に対応して配置されている。

吸気側及び排気側第１油路４、１４は、弁停止機構付きＨＬＡ３６およびＨＬＡ３７の両方に接続され、吸気側及び排気側第２油路５、１５は、弁停止機構付きＨＬＡ３６のみに接続されている。

吸気側第１油路４に供給されたオイルは、一部が分流されて、吸気側シャワー油路６を介して、吸気側カムシャフト５２（図２参照）の軸受部等の動弁系の各摺動部等へ供給される。同様に、排気側第１油路１４に供給されたオイルは、一部が分流されて排気側シャワー油路１６を介して、排気側カムシャフト５３（図２参照）の軸受部等の動弁系の各摺動部へ供給される。

吸気側及び排気側第２油路５、１５へのオイル供給は、チェーンケース３４に配置されたオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ：Oil Control Valve）９、１９を介して行われる。具体的には、まず、分配油路２から、チェーンケース３４のＯＣＶ供給油路３を介して、吸気側ＯＣＶ供給油路７及び排気側ＯＣＶ供給油路１７へオイルが供給される。次に、吸気側ＯＣＶ供給油路７に接続された吸気側ＯＣＶ９を介して吸気側第２油路５へオイルが供給される。同様に、排気側ＯＣＶ供給油路１７に接続された排気側ＯＣＶ１９を介して排気側第２油路１５へオイルが供給される。

ここで、吸気側ＯＣＶ９は周知のソレノイドバルブであって、通電されると、吸気側ＯＣＶ供給油路７と吸気側第２油路５とを連通させて吸気側第２油路５へのオイル供給を行い、通電されていない状態では、吸気側第２油路５と吸気側ＯＣＶ排出油路８とを連通させて吸気側第２油路５内のオイル排出を行う。同様に、排気側ＯＣＶ１９は、通電されると、排気側ＯＣＶ供給油路１７から排気側第２油路１５へオイル供給を行い、通電されていない状態では、排気側ＯＣＶ排出油路１８への排気側第２油路１５内のオイル排出を行う。

また、吸気側第１油路４の後端部と吸気側第２油路５の後端部とは、吸気側オリフィス１０を介して連通されている。同様に、排気側第１油路１４の後端部と排気側第２油路１５の後端部とは排気側オリフィス２０を介して連通されている。

次に、図２〜図７を参照しながら、オイル供給系統１の各構成部材の概略構成を具体的に説明する。図２はシリンダヘッド３１の概略構成を示す第１気筒３０_１の動弁装置を示す断面図であり、図３は弁停止機構付きＨＬＡ３６の作動を示す図２のＡ矢視による弁停止機構付きＨＬＡ３６の断面図であり、図４は吸気側第１、第２油路４、５を示す図２のIＶ−IＶ断面図であり、図５は図４のＢ矢視におけるエンジン３０の正面図であり、図６は図４のＣ矢視におけるエンジン３０の背面図であり、図７は図６のＶII−ＶII断面図である。

図２に示されるように、シリンダヘッド３１には、吸気ポート３１ａと排気ポート３１ｂをそれぞれ開閉する吸気弁４２と排気弁４３とが摺動自在に設けられていると共に、外周に設けられたカム部５２ａ、５３ａを介して吸排気弁４２、４３を開動させる吸気側カムシャフト５２と排気側カムシャフト５３がシリンダヘッド３１の上部とその上面に結合されたカムキャップ４４との間に回転自在に支持されている。

吸排気弁４２、４３は、リターンスプリング４５、４６により閉方向に付勢されており、各カム部５２ａ、５３ａによる押圧力が各スイングアーム４７、４８を介して揺動運動に変換されて開動するようになっている。また、シリンダヘッド３１に形成された吸排気弁４２、４３毎に対応してＨＬＡ配置孔３８が形成されている。第１、第４気筒３０_１、３０_４のＨＬＡ配置孔３８_１、３８_４には弁停止機構付きＨＬＡ３６が設けられ、第２、第３気筒３０_２、３０_３のＨＬＡ配置孔３８_２、３８_３にはＨＬＡ３７が設けられている。

スイングアーム４７、４８は、略中央部に回転自在に設けられたカムフォロワ４９、５０が各カム部５２ａ、５３ａの外周面に摺接していると共に、一端部が各吸排気弁４２、４３のステムエンドに当接し、他端部が弁停止機構付きＨＬＡ３６のバルブクリアランス調整機構３６ａのピボット部に当接している。スイングアーム４７、４８は、弁停止機構付きＨＬＡ３６のピボット部との当接点を揺動支点として全体が揺動し、この結果、各吸排気弁４２、４３が開動される。

図３に示されるように、弁停止機構付きＨＬＡ３６は、バルブクリアランス調整機構３６ａと、弁停止機構３６ｂとを、備えている。バルブクリアランス調整機構３６ａは、油圧によりバルブクリアランスを自動調整するように構成されており、吸気側及び排気側第１油路４、１４から供給されたオイルにより作動する。

弁停止機構３６ｂは、バルブクリアランス調整機構３６ａを突出後退可能に収容する外筒３６１と、該外筒３６１の側周面に対向して設けられた貫通孔３６１ａを突出後退可能に設けられ、バルブクリアランス調整機構３６ａを外筒３６１にロック状態又はロック解除状態に切り替え可能な一対のロックピン３６２と、これらのロックピン３６２を径方向外方へ付勢するロックスプリング３６３と、バルブクリアランス調整機構３６ａを上方へ付勢するロストモーションスプリング３６４と、を備えている。

図３（ａ）に示される、ロックピン３６２が外筒３６１の貫通孔３６１ａに嵌合してバルブクリアランス調整機構３６ａが外筒３６１にロックされた状態から、図３（ｂ）に示されるように、吸気側及び排気側第２油路５、１５から供給されたオイルがロックピン３６２の外側端面に作用すると、ロックピン３６２はロックスプリング３６３の付勢力に抗して外筒３６１の内方側へ押圧されて貫通孔３６１ａとの嵌合が外れ、バルブクリアランス調整機構３６ａは外筒３６１に対するロックが解除された状態となる。

この状態で、スイングアーム４７、４８の揺動動作は、ロストモーションスプリング３６４により付勢されたバルブクリアランス調整機構３６ａの突出後退動作により吸収され、吸排気弁４２、４３は開弁を停止する。

吸気弁４２に対応して配置された弁停止機構付きＨＬＡ３６の弁停止機構３６ｂへのオイルの供給は、吸気側第２油路５に接続された吸気側ＯＣＶ９により制御される。同様に、排気弁４３に対応して配置さえた弁停止機構付きＨＬＡ３６の弁停止機構３６ｂへのオイル供給は、排気側第２油路１５に接続された排気側ＯＣＶ１９により制御される。

本実施形態では、第１気筒３０_１と第４気筒３０_４とに、弁停止機構付きＨＬＡ３６が装着されているので、弁停止機構３６ｂを作動させない場合には、第１〜第４気筒３０_１〜３０_４による全気筒運転が行われ、弁停止機構３６ｂを作動させた場合には、第１気筒３０_１と第４気筒３０_４とを休筒させて第２気筒３０_２と第３気筒３０_３のみで運転を行う減筒運転が行われる。すなわち、エンジン３０は、吸気側及び排気側ＯＣＶ９、１９を制御することにより、全気筒運転と減筒運転とを選択可能に構成されている。

なお、第２、第３気筒３０_２、３０_３の吸排気弁４２、４３に対応して設けられたＨＬＡ３７は、バルブクリアランス調整機構３７ａを備えている。

次に、吸気側第１、第２油路４、５及び排気側第１、第２油路１４、１５について説明する。図２に示されるように、シリンダヘッド３１には、アルミニウム合金製の第１〜第４パイプ部材６１〜６４が、シリンダヘッド３１の前端部から後端部に亘って気筒列方向に延びるように、シリンダヘッド３１の素材に一体に鋳包まれている。吸気側第１油路４は第１パイプ部材６１の内径部として画定され、吸気側第２油路５は第２パイプ部材６２の内径部として画定され、排気側第１油路１４は第３パイプ部材６３の内径部として画定され、排気側第２油路１５は第４パイプ部材６４の内径部として画定されている。

図４に示されるように、第１パイプ部材６１は、シリンダヘッド３１の前端面から第４気筒３０_４まで気筒列方向に延在する基部６１ａと、第４気筒３０_４の後側において折り曲げ部６１ｂ及び６１ｃを介してクランク状に上方に折り曲げられたオフセット部６１ｄと、を有している。基部６１ａの前端開口部にはボール６５が圧入され封止処理がなされ、ボール６５の後側において、分配油路２（図１参照）に連通する連通孔６１ｅがシリンダヘッド３１の上方から穿設されている。

基部６１ａは第１〜第４気筒３０_１〜３０_４のＨＬＡ配置孔３８_１〜３８_４と側部が重複した位置関係にあり、該重複部６１_１〜６１_４において、基部６１ａと各ＨＬＡ配置孔３８_１〜３８_４（図２参照）とが連通している。

一方、第２パイプ部材６２は、第１パイプ部材６１と同一の部材であって、第１パイプ部材６１を長手方向に対して逆向きにしつつ下方へ略１８０度回転させて、第１パイプ部材６１の下方に位置するように、シリンダヘッド３１の素材に一体に鋳包まれて構成されている。すわなち、第２パイプ部材６２は、シリンダヘッド３１の後端面から第１気筒３０_１まで気筒列方向に延在する基部６２ａと、第１気筒３０_１の前側において折り曲げ部６２ｂ及び６２ｃを介してクランク状に下方に折り曲げられたオフセット部６２ｄと、を有している。オフセット部６２ｄの前端開口部は、チェーンケース３４に設けられた吸気側ＯＣＶ供給油路７（図１参照）に吸気側ＯＣＶ９を介して連通している。

基部６２ａは第１、第４気筒３０_１、３０_４のＨＬＡ配置孔３８_１、３８_４（図２参照）と重複した位置関係にあり、該重複部６２_１、６２_４において、基部６２ａと第１、第４気筒３０_１、３０_４のＨＬＡ配置孔３８_１、３８_４とが連通している。

ここで、図５に示されるエンジン３０の正面視において、第２パイプ部材６２の基部６２ａは、吸気側カムスプロケット５４と重複した位置関係にあるが、基部６２ａより下方に位置するオフセット部６２ｄを介してチェーンケース３４に接続することで、吸気側第２油路５を吸気側カムスプロケット５４との干渉を回避させながら、吸気側ＯＣＶ９に接続できるように構成されている。吸気側ＯＣＶ９は、チェーンケース３４に取り付けられており、吸気側第２油路５と、吸気側ＯＣＶ供給油路７と、吸気側ＯＣＶ排出油路８とが、接続されている。

図４に戻って、シリンダヘッド３１の後端部にはカバー構造７０が取り付けられている。カバー構造７０により、第１パイプ部材６１の後端開口部と、第２パイプ部材６２の後端開口部とが、覆われている。カバー構造７０は、カバー部材７１と、該カバー部材７１とシリンダヘッド３１の後端部との間に配置されたシール部材７２とを含んでいる。シール部材７２は多層ガスケットで構成され、シリンダヘッド３１側に面するガスケット層７２１には、吸気側第１油路４と吸気側第２油路５とを連通するように、スリット部７２１ａが形成されている。図６及び図７に示されるように、スリット部７２１ａを介して、吸気側第１油路４と吸気側第２油路５とが連通されており、スリット部７２１ａが吸気側オリフィス１０（図１参照）として作用する。

ところで、第１パイプ部材６１の後端部は基部６１ａより上方に位置するオフセット部６１ｄであり、第２パイプ部材６２は第１パイプ部材６１の下方に配置されているので、すなわち、シリンダヘッド３１の後端部において、第１パイプ部材６１の後端開口部と、第２パイプ部材６２の後端開口部とを離間させることができ、スリット部７２１ａによるオリフィス通路の長さを確保することができるので、好適に吸気側オリフィス１０を形成しやすい。

しかも、ガスケット層７２１に形成したスリット部７２１ａで吸気側オリフィス１０を構成することで、例えば、オリフィス部材を第１又は第２パイプ部材６１、６２のどちらか一方に圧入することより吸気側のオリフィス部を形成する場合に比して、部品点数を減少でき、容易にオリフィス構造を形成できる。

図２に示されるように、排気側第１、第２油路１４、１５を画定する第３、第４パイプ部材６３、６４は、第１パイプ部材６１（すなわち、第２パイプ部材６２）と同一部材であって、第３パイプ部材６３が後端部にオフセット部６３ｄが位置するように配置され、第４パイプ部材６４は前端部にオフセット部６４ｄが位置するように配置されている。ただし、図５に示されるように、第４パイプ部材６４のオフセット部６４ｄが基部６４ａに対して吸気側にオフセットして配置されている。

これにより、図５に示されるエンジン３０の正面視において、基部６４ａと無端チェーン５６とが重複した位置関係にあるが、基部６４ａより吸気側に位置するオフセット部６４ｄを介してチェーンケース３４に接続することで、排気側第２油路１５を無端チェーン５６との干渉を回避させながら、排気側ＯＣＶ１９に接続できるように構成されている。排気側ＯＣＶ１９は、チェーンケース３４に取り付けられており、排気側第２油路１５と、排気側ＯＣＶ供給油路１７と、排気側ＯＣＶ排出油路１８とが、接続されている。

また、図６に示されるように、第３、第４パイプ部材６３、６４の後端部を覆うカバー構造８０は、吸気側に設けられたカバー構造７０と異なり、カバー部材７１が、燃料ポンプ８１のフランジ部８２で構成されている。カバー構造８０のシール部材８３は、カバー構造７０のシール部材７２と同様に構成され、シール部材８３のシリンダヘッド３１に面するガスケット層８３１に、排気側第１油路１４と排気側第２油路１５とを連通するスリット部８３１ａが形成されている。スリット部８３１ａを介して、排気側第１油路１４と排気側第２油路１５とが連通されており、スリット部８３１ａが排気側オリフィス２０（図１参照）として作用する。

次に、図８を参照しながら、第１〜第４パイプ部材６１〜６４を、シリンダヘッド３１の素材に一体に鋳包む方法を説明する。図８はシリンダヘッド３１の鋳型９０を示す斜視図であり、上型と下型と左右の寄せ型とウォータジャケット中子、ポート中子等を省略して示している。

まず、パイプ準備工程として、第１〜第４パイプ部材６１〜６４を準備する。第１〜第４パイプ部材６１〜６４は、上述したように、同一形状の部材であり、アルミニウム合金製のパイプ部材である。第１〜第４パイプ部材６１〜６４は、アルミニウム合金材を押し出して成形したパイプ部材であるが、アルミニウム合金製の鋼板を巻回して突き合せた端部を接合して形成したパイプ部材を用いてもよい。

次に、パイプセット工程として、図８に示されるように、第１、第２パイプ部材６１、６２を、シリンダヘッド３１に一体に鋳包まれた際の姿勢に配置しながら、両前端部を巾木９１で一体化させると共に、両後端部を巾木９２で一体化させる。これにより、第１、第２パイプ部材６１、６２を、位置決めして一体的に鋳型９０に組み付け可能なセット状態にする。巾木９１、９２は、シェル砂等の中子により一体的に造形してもよく、又は、アルミニウム合金材等の金属部材で一体的に接合してもよい。

同様に、第３、第４パイプ部材６３、６４を、シリンダヘッド３１に一体に鋳包まれた際の姿勢に配置しながら、両前端部を巾木９３で一体化させると共に、両後端部を巾木９４で一体化させる。これにより、第３、第４パイプ部材６３、６４を、位置決めして一体的に鋳型９０に組み付け可能なセット状態にする。巾木９３、９４の構成は、巾木９１、９２と同様である。

次に、鋳型組み付け工程として、セット状態とされた、第１、第２パイプ部材６１、６２と、第３、第４パイプ部材６３、６４とを、鋳型９０に組み付ける。セット状態とされた第１及び第２パイプ部材６１、６２の鋳型９０への組み付けは、巾木９１、９２を前寄せ型９５、後寄せ型９６、及びオイル室中子９７に形成された巾木受けに嵌合させて、上方より巾木押え中子９８、９９を組み付けることで、巾木９１、９２を前寄せ型９５と後寄せ型９６とにセットする。

同様に、セット状態とされた第３、第４パイプ部材６３、６４は、巾木９３、９４を前寄せ型９５と後ろ寄せ型９６とに形成された巾木受けに嵌合するように組み付け、その後上方より巾木押え中子１００、１０１を組み付けることで、巾木９３、９４を前寄せ型９５と後ろ寄せ型９６とにセットする。

その後、上型（図示しない）等を組み付けて鋳型９０を完成させた後に、鋳造工程によりアルミニウム合金製の溶湯を注湯し、シリンダヘッド３１の素材を完成させる。第１〜第４パイプ部材６１〜６４を同系材質のアルミニウム合金製の溶湯で鋳包むことにより、第１〜第４パイプ部材６１〜６４とシリンダヘッド３１の母材部との接合性を良好に確保しながら鋳造できる。

第１〜第４パイプ部材６１〜６４が鋳包まれたシリンダヘッド３１の素材は、機械加工が施された後に、カバー工程として、シリンダヘッド３１の後端部側にカバー構造７０、８０が取り付けられる。第１、第２パイプ部材６１、６２の後端開口部は、カバー構造７０により覆われ、シール部材７２に形成されたスリット部７２１ａにより連通されている。同様に、第３、第４パイプ部材６３、６４の後端開口部は、燃料ポンプ８１のフランジ部８２により覆われ、シール部材８３に形成されたスリット部８３１ａにより連通されている。

次に、本実施形態に係る、オイル供給系統１によるオイル供給について説明する。図１に示されるように、エンジン３０を始動させると、オイルパン３３内のオイルがオイルポンプ３５により突出されて、オイル供給系統１の分配油路２に供給される。分配油路２において、吸気側第１油路４と、排気側第１油路１４と、ＯＣＶ供給油路３とに分流される。吸気側第１油路４に供給されたオイルは、各ＨＬＡ配置孔３８_１〜３８_４に供給され、弁停止機構付きＨＬＡ３６及びＨＬＡ３７のバルブクリアランス調整機構３６ａ、３７ａが作動し、吸排気弁４２、４３と吸排気側スイングアーム４７、４８との間のバルブクリアランスが略ゼロに調整される。このとき、第１〜第４気筒３０_１〜３０_４での全気筒運転が行われている。

次に、運転状態に応じて図示しない制御装置により、吸気側ＯＣＶ９、排気側ＯＣＶ１９に通電されて、ＯＣＶ供給油路３から、吸気側ＯＣＶ供給油路７を介して、吸気側第２油路５にオイルが供給される。同様に、ＯＣＶ供給油路３から排気側ＯＣＶ供給油路１７を介して、排気側第２油路１５にオイルが供給される。これにより、第１、第４気筒３０_１、３０_４のＨＬＡ配置孔３８_１、３８_４に取り付けられた弁停止機構付きＨＬＡ３６の弁停止機構３６ｂにオイルが供給され、弁停止機構３６ｂが作動する。この結果、第１、第４気筒３０_１、３０_４の吸排気弁４２、４３は開動を停止し、第２、第３気筒３０_２、３０_３のみの減筒運転が行われることになる。

なお、吸気側第２油路５は吸気側オリフィス１０を介して吸気側第１油路４に連通しているので、吸気側ＯＣＶ９が通電される前に、既に一定量のオイルが吸気側第２油路５内に存在している。このため、吸気側オリフィス１０を設けない場合に比して、吸気側ＯＣＶ供給油路７からのオイルを供給による吸気側第２油路５内へのオイル充填が短時間で行われ、同油路内における油圧上昇は早まることになる。この結果、弁停止機構３６ｂの作動時間を短縮させることができる。同様に、排気側オリフィス２０を設けることで、排気側第２油路１５内の油圧上昇は早まり、弁停止機構３６ｂの作動時間を短縮させることができる。

しかも、吸気側第１油路４と吸気側第２油路５とを、吸気側オリフィス１０を介して連通させることで、一方の油路から他方の油路へのオイルの流出を抑制でき、吸気側第１、第２油路４、５内の油圧上昇を早めることができる。同様に、排気側オリフィス２０を設けることで、排気側第１、第２油路１４、１５内の油圧上昇を早めることができる。

また、エンジン３０を停止させて場合において、吸気側第１油路４を画定する第１パイプ部材６１は、前端部がボール６５により封止され、且つ、後側に基部６１ａより上方に位置するオフセット部６１ｄを有するように構成されているので、吸気側第１油路４内おいて、ボール６５とオフセット部６１ｄとの間にオイルを同油路４内から流出することを抑制して残留させることができる。これにより、エンジン始動時における、吸気側第１油路４内の油圧の上昇を早めることができ、バルブクリアランス調整機構３６ａ、３７ａの作動時間を短縮できる。

以上説明した実施形態によれば、以下の効果を発揮できる。

（１）折り曲げ部を有する第１〜第４パイプ部材６１〜６４の内径部として吸気側第１、第２油路４、５及び排気側第１、第２油路１４、１５を形成することにより、横孔や斜め孔等を設けること無く、曲がり部を有する油路をシリンダヘッド３１に容易に形成できる。つまり、シリンダヘッド３１内に油路を直線に限らず、自由にレイアウトできるので、油路の設計自由度を向上できる。また、油路の設計自由度が向上した結果、油路に接続される吸気側及び排気側ＯＣＶ９、１９のレイアウトの自由度も向上できる。

（２）加工により横孔や斜め孔を形成することを不要とし、且つ、横穴や斜め孔への埋め栓処理をも不要にできるので、曲がり部を有する吸気側第１、第２油路４、５及び排気側第１、第２油路１４、１５の加工コストを低減できる。

（３）シリンダヘッド３１及び第１〜第４パイプ部材６１〜６４は、共に、アルミニウム合金製であるので、第１〜第４パイプ部材６１〜６４をシリンダヘッド３１の素材に一体に鋳包むときに、シリンダヘッド素材への第１〜第４パイプ部材６１〜６４の密着性を高めることができる。

（４）シリンダヘッド３１と第１〜第４パイプ部材６１〜６４とを同系材質で構成することにより、線膨張係数が略同じであるので、エンジン３０の運転時におけるシリンダヘッド３１の高温時においても、シリンダヘッド３１と第１〜第４パイプ部材６１〜６４との熱膨張量の差を無くし、この結果、熱膨張量の差に起因した熱応力の発生を抑制できる。これにより、シリンダヘッド３１の耐久性を確保できる。

（５）エンジン３０の停止時に、吸気側及び排気側第１油路４、１４内のオイルを、折り曲げ部６１ｂ、６１ｃ及び６３ｂ、６３ｃにより堰き止めることで、吸気側及び排気側第１油路４、１４にオイルを残留させることができる。これにより、エンジン３０の始動時に、吸気側及び排気側第１油路４、１４内のオイル充填時間を短縮し、同油路４、１４内の油圧上昇を早めることができる。この結果、バルブクリアランス調整機構３６ａ、３７ａを短時間で作動させることができる。

（６）吸気側第２油路５の前端開口部を、正面視において基部６２ａに対してオフセットさせて配置することができるので、吸気側第２油路５の前端開口部に吸気側ＯＣＶ９を、吸気側カムスプロケット５４との干渉を回避させながら接続できる。また、排気側第２油路１５の前端開口部を、正面視において基部６４ａに対してオフセットさせて配置することができるので、排気側第２油路１５の前端開口部に排気側ＯＣＶ１９を、無端チェーン５６との干渉を回避させながら接続できる。

すなわち、吸気側及び排気側第２油路５、１５の前端開口部をオフセットさせて配置することで、これらの前端開口部に接続される部品の配置レイアウトの自由度を向上できる。

（７）吸気側第１、第２油路４、５の後端開口部をカバー構造７０で覆うことにより、吸気側第１油路４と吸気側第２油路５とを容易に連通できる。しかも、カバー構造７０にオリフィスを設けることで、吸気側オリフィス１０を容易に形成できる。同様に、排気側第１、第２油路１４、１５の後端開口部をカバー構造８０で覆うことにより、排気側第１油路１４と排気側第２油路１５とを容易に連通でき、しかも排気側オリフィス２０を容易に形成できる。

（８）弁停止機構３６ｂが不作動時であっても、吸気側第１油路４から吸気側第２油路５へ吸気側オリフィス１０を介してオイルを供給でき、同様に排気側第１油路１４から排気側第２油路１５へ排気側オリフィス２０を介してオイルを供給できる。これにより、ＯＣＶ９、１９に通電させた場合に、吸気側及び排気側第２油路５、１５内の油圧上昇時間を早めることができ、弁停止機構３６ｂを短時間で作動させることができる。この結果、エンジン３０の運転状態を、減筒状態へ迅速に切り換えることができるので、エンジン３０の制御応答性を高めることが出来る。

すなわち、本発明によるエンジンのシリンダヘッド構造及びその製造方法によれば、オイル通路の設計自由度を向上させながらもその形成を容易にして、コストを低減できる。

なお、以上説明した実施形態では、第１〜第４パイプ部材６１〜６４としてアルミニウム合金製パイプを使用する場合を説明したが、エンジン３０運転時のシリンダヘッド３１の温度が低く熱応力の影響が小さい場合等には、これに代えて、鉄等の他のパイプ部材を使用してもよい。これによっても、吸気側及び排気側第１、第２油路４、５、１４、１５を容易に形成することができると共に、さらに、コスト低減を図ることができる。

また、吸気側及び排気側オリフィス１０、２０として、シール部材７２、８３のガスケット層７２１、８３１にスリット部７２１ａ、８３１ａを形成する場合を説明したが、これに代えて、カバー部材そのものにオリフィス部を形成してもよい。これによっても、オリフィスを容易に形成することができる。

なお、本発明は、以上の実施形態に示すものに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、各種変形および変更を行うことも可能である。

以上説明したように、本発明によれば、オイル通路の設計自由度を向上させながらもその形成を容易にして、コストを低減できるので、この種の製造技術分野において好適に利用される可能性がある。

１ オイル供給系統
２ 分配油路
３ ＯＣＶ供給油路
４ 吸気側第１油路
５ 吸気側第２油路
７ 吸気側ＯＣＶ供給油路
９ 吸気側ＯＣＶ
１０ 吸気側オリフィス
１４ 排気側第１油路
１５ 排気側第２油路
１７ 排気側ＯＣＶ供給油路
１９ 排気側ＯＣＶ
２０ 排気側オリフィス
３０ エンジン
３１ シリンダヘッド
３３ オイルパン
３４ チェーンケース
３５ オイルポンプ
３６ 弁停止機構付きＨＬＡ
３６ａ バルブクリアランス調整機構 ３６ｂ 弁停止機構
３７ ＨＬＡ
３７ａ バルブクリアランス調整機構
３８ ＨＬＡ配置孔
５４ 吸気側カムスプロケット
５６ 無端チェーン
６１ 第１パイプ部材
６１ａ 基部 ６１ｂ 折り曲げ部 ６１ｃ 折り曲げ部 ６１ｄ オフセット部
６２〜６３ 第２〜第３パイプ部材
７０ カバー構造
７１ カバー部材
７２ シール部材
７２１ ガスケット層 ７２１ａ スリット部
８０ カバー構造
８１ 燃料ポンプ
８２ フランジ部
８３ シール部材
８３１ ガスケット層 ８２１ａ スリット部
９０ 鋳型
９１〜９４ 巾木

Claims (7)

1. 油圧作動装置へオイルを供給するオイル通路が気筒列方向に形成された、エンジンのシリンダヘッド構造であって、
   前記オイル通路は、少なくとも端部が折り曲げ部によって基部に対してオフセットしたパイプ部材の内部空間として形成されており、
   前記パイプ部材が、前記シリンダヘッドの一端部から他端部までに気筒列方向に延びるように、シリンダヘッドの素材に一体に鋳包まれており、
   前記油圧作動装置は、バルブクリアランス調整機構を備えた油圧式ラッシュアジャスタであり、
   前記オイル通路は、前記バルブクリアランス調整機構を作動させるための第１オイル通路であり、
   前記第１オイル通路には、前記一端部側の上方からオイル給油がなされ、
   前記第１オイル通路を形成する第１パイプ部材は、前記一端部側の端部が封止されており、前記他端部側の端部が基部に対して上方にオフセットしていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
2. 前記シリンダヘッドは、アルミニウム合金製鋳物であり、
   前記パイプ部材は、アルミニウム合金製パイプであることを特徴とする、
   請求項１記載のエンジンのシリンダヘッド構造。
3. 前記油圧式ラッシュアジャスタは、弁停止機構をさらに備えており、
   前記オイル通路は、前記弁停止機構を作動させるための第２オイル通路をさら有し、
   前記第２オイル通路を形成する第２パイプ部材は、前記第１パイプ部材と同一部材であって、前記一端部側の端部が基部に対してオフセットするように配置されている、
   請求項１又は２に記載のエンジンのシリンダヘッド構造。
4. 前記第１パイプ部材は、前記第２パイプ部材より上方に配置され、
   前記第１パイプ部材の前記他端部と、前記第２パイプ部材の前記他端部とが、カバー構造によって覆われており、
   前記カバー構造には、前記第１オイル通路と前記第２オイル通路とを連通する、オリフィスが形成されていることを特徴とする、
   請求項３記載のエンジンのシリンダヘッド構造。
5. 油圧作動装置にオイルを供給する複数のオイル通路が気筒列方向に形成された、エンジンのシリンダヘッドの製造方法であって、
   前記オイル通路を形成するパイプ部材であって、少なくとも端部が折り曲げ部によって基部に対してオフセットした、複数のパイプ部材を準備する、パイプ準備工程と、
   前記複数のパイプ部材を位置決めして一体的に鋳型に組み付け可能なセット状態にする、パイプセット工程と、
   前記セット状態とされた前記複数のパイプ部材を、シリンダヘッドの鋳型に組み付ける、鋳型組み付け工程と、
   前記鋳型により、前記セット状態とされた前記複数のパイプ部材を、シリンダヘッドの素材に一体に鋳包む、鋳造工程と、を含んでおり、
   前記油圧作動装置は、バルブクリアランス調整機構と弁停止機構とを備えた油圧式ラッシュアジャスタであり、
   前記オイル通路は、前記バルブクリアランス調整機構を作動させるための第１オイル通路と、弁停止機構を作動させるための第２オイル通路とであり、
   前記パイプ準備工程は、前記第１オイル通路を形成する第１パイプ部材と、前記第２オイル通路を形成する第２パイプ部材と、を準備する工程を含み、
   前記パイプセット工程は、前記第１パイプ部材を前記第２パイプ部材の上方に位置したセット状態にする工程を含むことを特徴とするエンジンのシリンダヘッドの製造方法。
6. 前記第１パイプ部材及び前記第２パイプ部材の一端部側をカバー部材で覆う、カバー工程を更に備えていることを特徴とする、
   請求項５記載のエンジンのシリンダヘッドの製造方法。
7. 油圧作動装置にオイルを供給する複数のオイル通路が気筒列方向に形成された、エンジンのシリンダヘッドの製造方法であって、
   前記オイル通路を形成するパイプ部材であって、少なくとも端部が折り曲げ部によって基部に対してオフセットした、複数のパイプ部材を準備する、パイプ準備工程と、
   前記複数のパイプ部材を位置決めして一体的に鋳型に組み付け可能なセット状態にする、パイプセット工程と、
   前記セット状態とされた前記複数のパイプ部材を、前記シリンダヘッドの一端部から他端部までに気筒列方向に延びるように、シリンダヘッドの鋳型に組み付ける、鋳型組み付け工程と、
   前記鋳型により、前記セット状態とされた前記複数のパイプ部材を、シリンダヘッドの素材に一体に鋳包む、鋳造工程と、を含んでおり、
   前記油圧作動装置は、バルブクリアランス調整機構を備えた油圧式ラッシュアジャスタであり、
   前記オイル通路は、前記バルブクリアランス調整機構を作動させるための第１オイル通路であり、
   前記第１オイル通路には、前記一端部側の上方からオイル給油がなされ、
   前記パイプ準備工程は、第１パイプ部材を、前記一端部側の端部で封止する工程を含み、
   前記パイプセット工程は、前記第１パイプ部材を、前記他端部側の端部が基部に対して上方にオフセットしたセット状態にする工程を含むことを特徴とするエンジンのシリンダヘッドの製造方法。

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