JP3714465B2 - 内燃機関の一体型カムホルダ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のシリンダヘッドに締結されて、吸気弁または排気弁からなる機関弁を開閉作動する動弁装置のカム軸を回転自在に支持する一体型カムホルダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の内燃機関の一体型カムホルダとして、特開平６−２９９８０７号公報に開示されたものがある。このカムシャフトホルダ（カムホルダに相当）では、長手方向の両側壁を連結するクロスバーが吸気カム軸および排気カム軸の各ジャーナル部に対応する位置に一体に形成され、クロスバーの上面には、吸気側カムジャーナル部および排気側カムジャーナル部が形成されて、カムシャフトホルダがラダーフレーム構造となることで、その剛性が高められる。そして、カムシャフトホルダの上面に載置されるカムキャップの下面には、クロスバーの吸気側および排気側の各カムジャーナル部と対応する位置にカムジャーナル部が形成される。カムキャップはカムシャフトホルダと共にボルトによりシリンダヘッドに固定されて、カム軸が両者の間に軸支される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、内燃機関の全運転域において動弁装置の安定的な作動を確保するためには、カムホルダの剛性は高いほど好ましい。その点で、前記従来技術では、各クロスバーに、吸気側カムジャーナル部および排気側カムジャーナル部が連結されたカムキャップが締結されることから、このカムキャップによりカムシャフトホルダの剛性はさらに高められると考えられる。しかしながら、カムキャップとして、吸気側カムジャーナル部のみが形成されたカムキャップと、排気側カムジャーナル部のみが形成されたカムキャップとが使用されて、１つのクロスバーに別個のカムキャップが締結される場合には、カムキャップによるカムシャフトホルダの更なる高剛性化は困難である。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、カム軸の軸方向で隣接する軸受部と軸受部同士を連結する第１および第２縦枠とが一体に形成された一体型カムホルダにおいて、カム軸を回転自在に支持すべく該カムホルダに結合されるカム軸支持部材の形態に依存することなく、その剛性を高めることができる一体型カムホルダを提供すること、さらに、締結部を利用してラッシュアジャスタへの給油路の接続部のシール性を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、機関弁を開閉作動する動弁装置のカム軸の軸方向に間隔をおいて設けられて前記カム軸を回転自在に支持する複数の軸受部と、前記各軸受部の両端部に位置すると共に前記軸方向に延びて前記軸方向で隣接する前記軸受部同士を第１連結部にて連結する第１および第２縦枠とが一体に形成され、シリンダヘッドに締結された内燃機関の一体型カムホルダにおいて、前記隣接する軸受部と前記第１および前記第２縦枠とに囲まれて形成される貫通空間内に前記動弁装置のロッカアームが配置され、前記隣接する軸受部の間で前記第１および前記第２縦枠に第２連結部にて連結されると共に、前記貫通空間を前記軸方向に仕切って小貫通空間を形成する仕切部が一体に形成され、、前記第１縦枠には第１油路が形成され、前記第１縦枠と前記軸受部との前記第１連結部または前記第１縦枠と前記仕切部との前記第２連結部には、前記カムホルダを前記シリンダヘッドに締結するための締結部が形成され、該締結部に、前記第１油路に連通すると共に前記シリンダヘッドに装着されて前記ロッカアームに当接する油圧式ラッシュアジャスタへ潤滑油を供給する給油路が形成され、該給油路は、前記締結部にて、前記シリンダヘッドに形成されて前記ラッシュアジャスタに連通する第２油路に接続された内燃機関の一体型カムホルダである。
【０００６】
これにより、カムホルダの第１，第２縦枠は軸方向で隣接する２つの軸受部の間で仕切部により連結され、しかも該仕切部は、ロッカアームが配置された貫通空間を分割して複数の小貫通空間を形成するように設けられる。この結果、次の効果が奏される。すなわち、カムホルダの隣接する軸受部に連結される第１，第２縦枠がそれら軸受部の間で仕切部で連結されるので、カム軸を回転自在に支持すべくカムホルダに結合されるカム軸支持部材の形態に依存することなく、カムホルダの剛性が高められる。また、仕切部は、隣接する軸受部と第１，第２縦枠とに囲まれて形成されてロッカアームが配置された貫通空間を軸方向に仕切って小貫通空間を形成するので、仕切部が設けられたことによるカムホルダの重量の増加が抑制される。
さらに次の効果が奏される。すなわち、第１縦枠には第１油路が形成され、第１縦枠と軸受部との第１連結部または第１縦枠と仕切部との第２連結部に形成されて、カムホルダをシリンダヘッドに締結する締結部に、ラッシュアジャスタへ潤滑油を供給する給油路が形成され、該給油路は、締結部にて、第２油路に接続されることにより、給油路と第２油路とが接続される締結部では、締結部材での締付けにより、給油路と第２油路との接続部でのシール圧が大きくなるので、カムホルダをシリンダヘッドに締結する締結部を利用して、ラッシュアジャスタへの給油路の接続部でのシール性を向上させることができ、これによりラッシュアジャスタの作動応答性の向上に寄与できる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の一体型カムホルダにおいて、前記ロッカアームは、前記貫通空間内に前記軸方向に間隔をおいて複数個配置され、前記仕切部は、前記軸方向で隣接する前記ロッカアームの間に、前記軸方向で見て該ロッカアームと重なるように配置されたものである。
【０００８】
これにより、仕切部が形成されるに当たり、隣接する軸受部の間に配置された複数のロッカアームの、軸方向で隣接するロッカアーム間のスペースを活用できる。したがって、この請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、仕切部は、貫通空間内に軸方向に間隔をおいて配置された複数のロッカアームの、軸方向で隣接するロッカアーム間に、軸方向で見てロッカアームと重なるように配置されることにより、複数のロッカアームの、軸方向で隣接するロッカアーム間に形成されたスペースを活用できるので、仕切部が設けられたことによるカムホルダの軸方向での大型化を回避することができる。
【００１３】
なお、この明細書において、「軸方向」とは、カム軸の回転軸線の方向を意味する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１ないし図９を参照して説明する。
図１〜図５を参照すると、本発明が適用される内燃機関Ｅは圧縮点火式のＤＯＨＣ型直列４気筒内燃機関である。内燃機関Ｅは、頂面に形成された凹部からなる燃焼室を有するピストン（図示されず）が往復動自在に嵌合する４つのシリンダ１が一列に配列されたシリンダブロック（図示されず）と、該シリンダブロックの上端面にヘッドボルトB1（図６も参照）により締結されたシリンダヘッド２と、シリンダヘッド２の上端面に締結されたヘッドカバー３とを備える。
【００１５】
シリンダヘッド２には、シリンダ１毎に、シリンダ１内に開口する吸気口４_１a，４_２aを有する１対の独立した第１，第２吸気ポート４_１，４_２およびシリンダ１内に開口する１対の排気口5aを有する排気ポート５が形成され、図３に示されるように、シリンダ軸線L1と同軸に配置されて前記燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁６が挿入される挿入孔８と、圧縮された空気を加熱するグロープラグ７が挿入される挿入孔９とが形成される。
【００１６】
図５を参照すると、第１吸気ポート４_１は、シリンダ軸線L1の方向（以下、「シリンダ軸線方向A1」という。）から見てシリンダ１内の接線方向に吸気を流入させて、シリンダ１内にスワールを生成させるストレートポートから構成され、第２吸気ポート４_２は第１吸気ポート４_１によるスワールとは反対回りのスワールをシリンダ１内に生成させるヘリカルポートから構成される。そして、第１吸気ポート４_１に連通する吸気装置の吸気通路には、シリンダ１内に生成されるスワールの強さを、機関運転状態、例えば機関回転速度および機関負荷に応じて制御するために、該吸気通路を開閉する吸気制御弁が設けられる。
【００１７】
図４を参照すると、各シリンダ１において、１対の吸気口４_１a，４_２aをそれぞれ開閉する１対の機関弁である吸気弁10および１対の排気口5aをそれぞれ開閉する１対の機関弁である排気弁11は、シリンダヘッド２に固定された弁ガイド12にそれぞれ摺動自在に嵌合され、弁ステム10a，11aの先端部のバネ受け13，14とシリンダヘッド２との間に配置された圧縮コイルバネからなる弁バネ15の弾発力により、それぞれ閉弁方向に付勢される。そして、各吸気弁10および各排気弁11は、シリンダヘッド２とヘッドカバー３とにより形成される動弁室16内に収納される動弁装置Ｖにより開閉作動される。
【００１８】
動弁装置Ｖは、シリンダヘッド２に設けられた収容孔20a，20bに装着される揺動支持部材としての油圧式ラッシュアジャスタ21，22と、それぞれ中央部に回転自在に支持されるローラ23a，24aを有する吸気ロッカアーム23および排気ロッカアーム24と、ローラ23aに摺接する吸気カム25aを有すると共に吸気ロッカアーム23の上方に配置される吸気カム軸25と、ローラ23aに摺接する排気カム26aを有すると共に排気ロッカアーム24の上方に配置される排気カム軸26とを備える。カム軸25，26の回転軸線の方向、すなわち軸方向A2に対して、シリンダ軸線L1と直交する平面上で直交する方向A3（以下、「直交方向」という。）に延びる吸気ロッカアーム23は、その一端部である基部23bがラッシュアジャスタ21の球面を有する支持部21aに球面支持され、その他端部である作用部23cが吸気弁10の弁ステム10aの先端部に当接する。同様に、直交方向A3に延びる排気ロッカアーム24は、その一端部である基部24bがラッシュアジャスタ22の球面を有する支持部22aに球面支持され、その他端部である作用部24cが排気弁11の弁ステム11aの先端部に当接する。ここで、すべての吸気ロッカアーム23および排気ロッカアーム24は、同一の仕様で設計されている。
【００１９】
シリンダヘッド２にカムホルダＨを介して回転自在に支持される吸気カム軸25および排気カム軸26は、内燃機関Ｅのクランク軸の回転軸線と平行な回転軸線を有し、駆動機構（図示されず）を介して伝達される該クランク軸の動力により、該クランク軸の１／２の回転数で回転駆動される。そして、吸気カム軸25および排気カム軸26とそれぞれ一体に回転して、ローラ23a，24aにそれぞれ摺接する吸気カム25aおよび排気カム26aは、そのカム面のカムプロフィルに応じて、対応する吸気弁10および排気弁11を所定のタイミングで開閉作動させる。
【００２０】
図２を参照すると、動弁室16内に設けられるカムホルダＨは、シリンダヘッド２に締結されるロアカムホルダ30と、ロアカムホルダ30に締結されるアッパカムホルダ60とからなり、アッパカムホルダ60は、ロアカムホルダ30と共に複数のボルトB2によりシリンダヘッド２に締結される。
【００２１】
以下、図２，図３，図５〜図８を参照して、前記カムホルダＨについてさらに説明する。
図５，図６を参照すると、ロアカムホルダ30は枠構造を有する一体型のカムホルダであり、軸方向A2に延びる縦枠31〜34と、縦枠31〜34と連結されて直交方向A3に延びる横枠35〜38とを備える。縦枠31〜34は、直交方向A3に間隔をおいて配置される１対の第１縦枠としての外側縦枠31，32と、外側縦枠31，32に対して、各シリンダ軸線L1を含む平面である第１中心面P1寄りの１対の第２縦枠としての内側縦枠33，34とからなり、それら外側縦枠31，32および内側縦枠33，34は相互に平行である。縦枠31〜34と一体に形成された横枠35〜38は、４つのシリンダ１により構成されるシリンダ列の軸方向A2での両端部に対応する軸方向A2での位置で、各外側および各内側縦枠31〜34の軸方向A2での両端部をそれぞれ連結する１対の端部横枠35，36と、両端部横枠35，36の間で各端部横枠35，36に軸方向A2の間隔をおいて隣接して、外側および内側縦枠31〜34を連結する２つの中間横枠37，38とからなる。
【００２２】
第１中心面P1に対して吸気弁10が位置する側である吸気側の外側縦枠31と内側縦枠33との間には、吸気カム軸25を回転自在に支持する５つの軸受部40〜42が、軸方向A2に間隔をおいて、かつ直交方向A3に互いに平行に延びて外側縦枠31および内側縦枠33に、第１連結部としての連結部J1，J3にて連結されて一体に形成される。同様に、第１中心面P1に対して排気弁11が位置する側である排気側の外側縦枠32と内側縦枠34との間には、排気カム軸26を回転自在に支持する５つの軸受部43〜45が、軸方向A2に間隔をおいて、かつ直交方向A3に互いに平行に延びて外側縦枠32および内側縦枠34に、第１連結部としての連結部J2，J4にて連結されて一体に形成される。
【００２３】
これら吸気側および排気側のそれぞれ５つの軸受部40〜42，43〜45は、両端部横枠35，36にそれぞれ形成される２つの端部軸受部40；43と、両中間横枠37，38にそれぞれ形成される２つの第１中間軸受部41；44と、両第１中間軸受部41；44の軸方向A2での中央に位置する１つの第２中間軸受部42；45とからなる。そして、吸気側および排気側の両端部軸受部40；43は、軸方向A2において、前記シリンダ列の端部に対応する位置に配置され、第１，第２中間軸受部41，42；44，45は、軸方向A2において、隣接するシリンダ１の間に対応する位置に配置される。各軸受部40〜42；43〜45の、直交方向A3での端部に位置する外側縦枠31；32および内側縦枠33；34との連結部J1，J3；J2，J4には、ボルトB2（図２参照）が挿通される挿通孔50を有する締結部としてのボス46〜49が形成され、該挿通孔50に挿通されたボルトB2が、シリンダヘッド２に形成されたネジ孔51（図２，図９参照）に螺合することにより、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に締結される。なお、吸気側および排気側の１つの第１中間軸受部41，44（図５において、上方の第１中間軸受部41，44）には、吸気カム軸25および排気カム軸26にそれぞれ一体形成されて、各カム軸25，26の軸方向A2での移動を規制するためのスラストプレート（図１参照）が入り込む凹部を有する突出部41c；44c（図８も参照）が、外側縦枠31；32および内側縦枠33；34に渡って形成される。
【００２４】
一方、アッパカムホルダ60は、両端部横枠35，36にそれぞれ結合されると共に、端部軸受部40，43に対応する端部軸受部を有する２つの端部カムホルダ（図示されず）と、第１，第２中間軸受部41，42，44，45にそれぞれ結合される６つの軸受部を構成する中間カムホルダ61とからなる。前記各端部カムホルダおよび各中間カムホルダ61は、挿通孔50に挿通されるボルトB2により、ロアカムホルダ30と共にシリンダヘッド２に締結される。
【００２５】
そして、ロアカムホルダ30の各軸受部40〜45の外側縦枠31，32および内側縦枠33，34の間には、ロアカムホルダ30にアッパカムホルダ60が締結されることで、アッパカムホルダ60の前記端部軸受部および中間カムホルダ61に形成される軸受溝61aとの共同により、各カム軸25，26のジャーナル部を回転自在に支持する軸受孔を形成する軸受溝40a〜45aが形成される。そして、ロアカムホルダ30の各軸受溝40a〜42a，43a〜45aは軸受面を構成する円柱面からなる壁面を有し、同様にアッパカムホルダ60の前記各軸受溝も、軸受面を構成する円柱面からなる壁面を有する。
【００２６】
さらに、軸方向A2で隣接する軸受部40，41；41，42；43，44；44，45と、外側縦枠31，32および内側縦枠33，34とに囲まれて、シリンダ１毎に、軸方向A2に間隔をおいて配置された２つの吸気ロッカアーム23と２つの吸気カム25aとのそれぞれ一部を収容する収容空間52、および軸方向A2に間隔をおいて配置された２つの排気ロッカアーム24と２つの排気カム26aとのそれぞれ一部を収容する収容空間53がそれぞれ形成される。そして、各収容空間52，53は、ロアカムホルダ30の下面および上面に開口してロアカムホルダ30をシリンダ軸線方向A1に貫通する貫通空間となっている。また、図７に示されるように、外側縦枠31，32および内側縦枠33，34の収容空間52，53側の面31a〜34aは、回転する各カム25a，26aの回転軌道に沿う凹面形状とされる。
【００２７】
そして、各収容空間52，53は、直交方向A3に各軸受部40〜45と平行に延びて外側縦枠31；32および内側縦枠33；34に、第２連結部としての連結部J5，J7；J6，J8にて連結されて一体に形成された仕切部54；55により２つの小貫通空間である小収容空間52a，52b；53a，53bに分割され、各小収容空間52a，52b；53a，53bに１つの吸気ロッカアーム23の一部または１つの排気ロッカアーム24の一部が収容される。それゆえ、シリンダ１毎に、各仕切部54，55は、軸方向A2で隣接するロッカアーム23，24の間に、軸方向A2で見てロッカアーム23，24と重なるように配置される（図３参照）。そして、各小収容空間52a，52b；53a，53bに収容されるロッカアーム23，24を挟んで軸方向A2で相互に対向する軸受部40〜45および仕切部54，55は、ロッカアーム23，24の軸方向A2での両側に対して間隔をおいて軸方向A2で対向する部材である。
【００２８】
図５，図６に示されるように、各軸受部40〜45および各仕切部54，55には、小収容空間52a，52b；53a，53b側の各側面からロッカアーム23，24に向かって軸方向A2に突出する突出部56が一体成形される。このうち、軸受部40〜45に設けられる突出部56は、吸気カム25aまたは排気カム26aと軸方向A2で対向する対向面（図７には、軸受部40〜45の代表として軸受部41，44の側面41b，44bおよび対向面41b1，44b1が示される）をその一部分として含んでいる前記側面よりも軸方向A2に突出している。さらに、図２，図７，図８に示されるように、軸受部40〜45の各突出部56の全体または各突出部56の大部分が、軸受溝40a〜45aの直交方向A3での形成範囲内に設けられ、したがって軸受部40〜45のシリンダ軸線方向A1での厚みが小さい部分に設けられる。
【００２９】
そして、吸気弁10および排気弁11の閉弁時のロッカアーム23，24の位置が二点鎖線で示され、吸気弁10および排気弁11の最大リフト時のロッカアーム23，24の位置が一点鎖線で示される図７を参照すると、各突出部56は、ロッカアーム23，24の中央部に位置して、ロッカアーム23，24のうちシリンダ軸線方向A1での幅が最大である部分を形成するローラ23a，24aに軸方向A2で対向すると共に、カム軸25，26の回転軸線と直交する平面からなる規制面56aと、該規制面56aの下端に連なり下方のシリンダヘッド２に向かって規制面56aから該規制面56aが設けられる軸受部40〜45または仕切部54，55の前記側面寄りに後退すると共に直交方向A3に平行な傾斜平面からなる案内面56bとを有する。
【００３０】
図８を併せて参照すると、軸受部40〜45および仕切部54，55にそれぞれ設けられてロッカアーム23，24を挟んで対向する１対の突出部56の規制面56aは、小収容空間52a，52b，53a，53bに収容されたロッカアーム23，24が予め設定された設定位置、すなわちシリンダヘッド２に組み付けられたカム軸25，26のカム25a，26aがロッカアーム23，24のローラ23a，24aに当接しているときと同様にロッカアーム23，24が傾斜していない位置（図８には、吸気ロッカアーム23が示されているが、排気ロッカアーム24も同様である。）を占める状態で、基部23b，24bが支持部21a，22aに球面支持され、作用部23c，24cが吸気弁10または排気弁11に当接するようにロッカアーム23，24がシリンダヘッド２に組み付けられて、ロアカムホルダ30が、挿通孔50とネジ孔51とが整合するようにシリンダヘッド２の所定位置に組み付けられたとき、軸方向A2での各ロッカアーム23，24の両側の側面に対して、僅かな所定の間隙Ｇをおいて対向して設けられる。また、その１対の突出部56の案内面56bの軸方向A2での間隔は、その最小値が規制面56aの間の軸方向A2での間隔Ｗと等しく、シリンダヘッド２寄りほど（または下方ほど）大きくなる。また、間隙Ｇは、後述する所定角度により規定される。
【００３１】
各案内面56bは、シリンダヘッド２に組み付けられたロッカアーム23，24の上方からロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に組み付けられるとき、例えば１対の規制面56aの間の間隔Ｗに対して、該間隔Ｗに納まらない程度にロッカアーム23，24が前記設定位置から傾斜するなどしてずれている場合に、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に近づけられることにより、該ロッカアーム23，24が先ず軸方向A2での間隔が１対の規制面56aでの間隔Ｗよりも大きい案内面56bに接触して、そのずれが修正され、該ロッカアーム23，24が規制面56aの間隔Ｗに納まるように案内するものである。
【００３２】
そして、ロアカムホルダ30が、シリンダヘッド２の所定位置に組み付けられた状態では、ロッカアーム23，24が、前記設定位置からロッカアーム23，24が倒れ中心線Ｃ（図４も参照）を中心として傾斜しようとすると、間隙Ｇに対応して所定角度だけ傾斜した後、ロッカアーム23，24は突出部56の規制面56aに接触して、前記所定角度よりも大きく傾斜すること、すなわちロッカアーム23，24の倒れが防止される。なお、前記所定角度は、各カム軸25，26が組み付けられる際に、各カム25a，26aとローラ23a，24aとの接触により、傾斜したロッカアーム23，24が前記設定位置を占めることができるように矯正される角度である。また、ロアカムホルダ30が、前記所定位置に組み付けられ、カム軸25，26が組み付けられる前の状態で、ロッカアーム23，24が傾斜していたとしても、その傾斜は前記所定角度以下になっている。それゆえ、各突出部56は、ロッカアーム23，24との接触により、ロッカアーム23，24の軸方向A2での倒れを防止する倒れ防止手段を構成する。
【００３３】
ここで、倒れ中心線Ｃとは、図４を参照して説明すると、基部23b，24bが支持部21a，22aに球面支持され、作用部23c，24cが吸気弁10または排気弁11に当接するようにロッカアーム23，24がシリンダヘッド２に組み付けられて、ローラ23a，24aにカム25a，26aが接触していない状態において、支持部21a，22aの揺動中心と作用部23c，24cの弁ステム10a，11aとの当接部とを結ぶ直線であって、前記設定位置からロッカアーム23，24が軸方向A2に傾斜するときのロッカアーム23，24の回動の中心線である。したがって、ロッカアーム23，24が、前記設定位置からこの倒れ中心線Ｃの回りに回動することにより、ロッカアーム23，24の軸方向A2での傾斜が生じる。
【００３４】
そして、図７，図８を参照すると、規制面56aは、ロッカアーム23，24の倒れ中心線Ｃを含み軸方向A2に平行な平面Ｓ（図４において、倒れ中心線Ｃと重なって示されている。）よりも上方のカム軸25，26側にあって、該平面Ｓからの距離が最大となるロッカアーム23，24の部位、この実施例ではローラ23a，24aの吸気カム25aまたは排気カム26aとの当接部を含む範囲でロッカアーム23，24に軸方向A2で対向する。
【００３５】
また、第１吸気ポート４_１の吸気口４_１aが第２吸気ポート４_２の吸気口４_２aよりも第１中心面P1寄りに位置し（図５参照）、直交方向A3でオフセットする吸気口４_１a，４_２aを開閉する吸気弁10に当接するロッカアーム23，24（図１参照）が同一仕様であることから、図５，図６に示されるように、吸気口４_１aを開閉する吸気弁10に当接する吸気ロッカアーム23，24の倒れを防止する突出部56は、吸気口４_２aを開閉する吸気弁10に当接する吸気ロッカアーム23の倒れを防止する突出部56よりも第１中心面P1寄りに位置する。一方、排気口5aが軸方向A2で一直線上に整列している排気側の突出部56は、全て、軸方向A2で一直線上に整列して位置する。
【００３６】
図５，図６を参照すると、各中間横枠37，38は、１対の内側縦枠33，34の間に、第１中間軸受部41，44のボス47，49と連なり端部横枠35，36側が凹部57aとなる湾曲壁からなる連結部57を有する。そして、図１，図５に示されるように、シリンダヘッド２にロアカムホルダ30およびアッパカムホルダ60が締結された状態で、両内側縦枠33，34の間には、燃料噴射弁６の取付部70が、シリンダヘッド２に一体成形されてシリンダ軸線方向A1に突出して位置する。燃料噴射弁６が挿入される挿入孔８（図３参照）が設けられる取付部70は、それぞれ端部横枠35，36と連結部57との間に位置して、その連結部57寄りの端部が連結部57の凹部57aに収容される（図１参照）２つの端部取付ボス71と、両連結部57の間に位置する１つの中央取付ボス72とからなる。各端部取付ボス71には１つの燃料噴射弁６が、また中央取付ボス72には２つの燃料噴射弁６が、クランプ73（図２〜図４参照）により固定される。具体的には、クランプ73は、その一端部73aが各取付ボス71，42の上面に固定された円筒状の支点部74（図２参照）に載置されて、その中央部73bをボルトB3により締め付けることで、その他端部の二股形状を有する押圧部73cが燃料噴射弁６を押圧することにより、燃料噴射弁６をシリンダヘッド２に固定する。そして、４つの燃料噴射弁６は、前記シリンダ列の軸方向A2での中央点を通る第２中心面P2（図５参照）に対して対称に配置される。
【００３７】
そして、図３，図５に示されるように、吸気側の内側縦枠33の第１中心面P1寄りの側面には、各取付ボス71，72の燃料噴射弁６の挿入孔８が形成される柱状部71a，72aと、ヘッドカバー３に形成された燃料噴射弁６の挿入筒3aとの干渉を回避するための湾曲した凹部33bが形成される。
【００３８】
また、図６に示されるように、連結部57の下面には、吸気口４_１aを開閉する吸気弁10のバネ受け13を収容すること可能な凹部57bが設けられ、さらに該凹部57bの付近を除いて肉抜き部57cが設けられる。これにより、シリンダヘッド２のコンパクト化がなされる一方で、肉抜き部57cが凹部57b付近を除いて設けられることにより、連結部57の所要の剛性の確保と軽量化がなされる。
【００３９】
次に、図３，図５，図６，図９を参照して、ロアカムホルダ30およびシリンダヘッド２に形成される油路について説明する。図６を参照すると、排気側の外側縦枠32と一方の端部横枠35との連結部J2に形成されたボス48に近接して、シリンダヘッド２に形成された油路95（図９参照）に、シリンダヘッド２とロアカムホルダ30との合わせ面において接続される溝からなる油路80が形成され、該油路80はロアカムホルダ30を上方に延びる油路81を介して、排気側の外側縦枠32に形成された孔からなる第１油路としての油路82および端部横枠35に結合されるアッパカムホルダ60である前記端部カムホルダに形成された連絡油路に連通する。この連絡油路は、端部横枠35と該端部カムホルダとの合わせ面で接続される油路83（図５参照）を介して、吸気側の外側縦枠31に形成された孔からなる第１油路としての油路84に連通する。
【００４０】
そして、図５に示されるように、吸気カム軸25を支持する軸受部40〜42の軸受面には、挿通孔50とボルトB2との径方向での間隙により形成される油路を介して油路84に連通する油路85（図２も参照）が開口し、排気カム軸26を支持する軸受部43〜45の軸受面には、端部横枠35の軸受部43を除いて、挿通孔50とボルトB2との径方向での間隙により形成される油路を介して油路82に連通する油路86（図２も参照）が開口して、それら油路85，86を通じて軸受部40〜45の軸受面に潤滑油が供給される。なお、端部横枠35の軸受部43の軸受面には、前記連絡油路からの潤滑油が油溝からなる油路87を経て供給される。
【００４１】
図３，図６を参照すると、吸気側の外側縦枠31の油路84に連通する油路88が形成されるボス89が、各仕切部54の外側縦枠31との連結部J5に形成される。それら油路88は、シリンダヘッド２に形成されたボス75のボス89との合わせ面にて、吸気側のラッシュアジャスタ21に連通してシリンダヘッド２に形成された第２油路としての油路90（図１，図９参照）とそれぞれ接続される。
【００４２】
図９に示されるように、吸気側のラッシュアジャスタ21を収容する収容孔20aは、軸方向A2での両側方でボス75に連なるボス77に形成される。そして、ロアカムホルダ30のボス89が、該ボス89に形成される挿通孔91に挿通されてシリンダヘッド２のネジ孔76に螺合するボルトB4（図３参照）でボス75に締め付けられることにより、両油路88，90が接続される両ボス89，75の合わせ面でのシール圧が高められて、潤滑油の漏れが防止される。それゆえ、ボス89は、ロアカムホルダ30をシリンダヘッド２に締結する締結部である。そして、これら油路88，90を通じて各ラッシュアジャスタ21に作動油としての潤滑油が供給される。それゆえ、油路88は、ロアカムホルダ30に形成されてラッシュアジャスタ21に潤滑油を供給する給油路である。
【００４３】
一方、排気側の外側縦枠32の油路82に連通する油路92が、各端部軸受部40，43のボス48に隣接して１つずつ、そして各中間軸受部41，42，44，45のボス48に隣接して２つずつ、それぞれ形成され、それら油路92は、シリンダヘッド２に形成されたボス78のボス48との合わせ面にて、排気側のラッシュアジャスタ22に連通してシリンダヘッド２に形成された第２油路としての油路93（図１，図９参照）とそれぞれ接続される。
【００４４】
図９に示されるように、排気側のラッシュアジャスタ22を収容する収容孔20bは、軸方向A2での両側方でボス78に連なるボス79に形成される。そして、ロアカムホルダ30のボス48は、挿通孔50に挿通されてシリンダヘッド２のネジ孔51に螺合するボルトB2（図２参照）でボス78に締め付けられることにより、両油路92，93が接続される両ボス48，78の合わせ面でのシール圧が高められて、潤滑油の漏れが防止される。そして、これら油路92，93を通じて各ラッシュアジャスタ22に作動油としての潤滑油が供給される。それゆえ、油路92は、ロアカムホルダ30に形成されてラッシュアジャスタ22に潤滑油を供給する給油路である。
【００４５】
また、図２，図６に示されるように、各軸受部40〜45のシリンダヘッド２側の面である下面には、各軸受部40〜45とシリンダヘッド２との間に、シリンダヘッド２の挿通孔17（図９も参照）に挿通されるヘッドボルトB1の頭部を収容する凹部40e〜45eが設けられる。これにより、シリンダ軸線方向A1で、軸受部40〜45とヘッドボルトB1とを重なるように配置することができるので、シリンダヘッド２の軸方向A2での幅を小さくすることができる。
【００４６】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
各カム軸25，26をシリンダヘッド２に組み付けるにあたり、先ず、各ロッカアーム23，24は、基部23b，24bがラッシュアジャスタ21，22の支持部21a，22aに球面支持され、作用部23c，24cが吸気弁10の弁ステム10aまたは排気弁11の弁ステム11aの先端部に当接するように、シリンダヘッド２に組み付けられる。その後、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２の上方からシリンダヘッド２の上面で、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２の前記所定位置に組み付けられる。ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に組み付けられる際に、ロッカアーム23，24は、例えばロッカアーム23，24が前記所定角度よりも大きく傾斜していたり、ロアカムホルダ30が組み付けられる前に、ロアカムホルダ30が前記所定位置から軸方向A2にずれているなど、１対の規制面56aの間の軸方向A2での間隔Ｗに納まらない程度にロッカアーム23，24およびロアカムホルダ30が軸方向A2にずれている場合でも、案内面56bの最大間隔の範囲内で、ロアカムホルダ30を下方に移動させる際にロッカアーム23，24が案内面56bに接触しつつ案内され、規制面56aの間に入り込む。そして、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２の前記所定位置に組み付けられたとき、各ロッカアーム23，24は、小収容空間52a，52b，53a，53b内で１対の規制面56aの間に位置する。
【００４７】
ついで、ロッカアーム23，24およびロアカムホルダ30の上方から、カム軸25，26が、各カム25a，26aが対応するロッカアーム23，24のローラ23a，24aに当接し、各カム軸25，26のジャーナル部が対応する軸受部40〜45の軸受溝40a〜45aに嵌合するように位置決めされ、さらに軸受部40〜45に前記端部カムホルダおよび中間カムホルダ61がボルトB2により、ロアカムホルダ30と共にシリンダヘッド２に締結されて、カム軸25，26がシリンダヘッド２に組み付けられる。
【００４８】
そして、ロアカムホルダ30には、外側縦枠31，32および内側縦枠33，34を連結する中間横枠37，38が設けられ、しかも第１，第２中間軸受部41，42；44，45の一端部がそれぞれ連結される内側縦枠33；34が設けられることにより、ロアカムホルダ30の剛性が高められる。特に、内側縦枠33；34が設けられることにより、相互に連結されない第２中間軸受部44，45の所要の剛性が確保される。
【００４９】
さらに、ロアカムホルダ30において、軸方向A2で隣接する軸受部40，41；41，42；43，44；44，45に連結される外側縦枠31，32および内側縦枠33，34が、隣接する軸受部40，41；41，42；43，44；44，45の間で、該軸受部40〜45と平行に延びる仕切部54，55により連結されるので、カム軸25，26を回転自在に支持すべくロアカムホルダ30に結合されるカム軸支持部材であるアッパカムホルダ60が、前記端部カムホルダを除いて吸気側および排気側で別個の中間カムホルダ61から構成されるにも拘わらず、ロアカムホルダ30の剛性が高められる。また、仕切部54，55は、隣接する軸受部40，41；41，42；43，44；44，45と外側縦枠31，32および内側縦枠33，34とに囲まれて形成されると共にロッカアーム23，24が配置される収容空間52，53を軸方向A2に仕切って、２つの小収容空間52a，52b，53a，53bを形成するように設けられるので、仕切部54，55が設けられたことによるロアカムホルダ30の重量の増加が抑制される。
【００５０】
また、シリンダヘッド２に組み付けられたロッカアーム23，24の上方からカム軸25，26が組み付けられる際、基部23b，24bがラッシュアジャスタ21，22に球面支持されて揺動自在に支持される各ロッカアーム23，24の軸方向A2での両側に対して、１対の突出部56が対向して設けられることにより、球面支持されるロッカアーム23，24は、軸方向A2でいずれの方向に倒れようとする場合にも、いずれかの突出部56に接触して、その倒れが防止されることから、カム軸25，26が組み付けられる際に、ロッカアーム23，24が倒れたり、脱落したりすることがないので、シリンダヘッド２に組み付けられたロッカアーム23，24の上方に配置されるカム軸25，26の組付けが容易になるうえ、カム25a，26aのカム面がロッカアーム23，24により傷つくこともない。その結果、カム軸25，26の組付けに要する時間が減少して、動弁装置Ｖを備えた内燃機関Ｅの組立性が向上する。このようにして、仕切部54，55が設けられることにより、ロアカムホルダ30の剛性が高められるほかに、仕切部54，55に突出部56を設けることで、球面支持されることに起因して、カム軸25，26の軸方向A2に傾斜しやすい状態にあるロッカアーム23，24の、軸方向A2への倒れを防止して、ロッカアーム23，24の上方からのカム軸25，26の組付けを容易にし、ロアカムホルダ30を備える内燃機関Ｅの組立性の向上も図っている。
【００５１】
各突出部56が、カム25a，26aおよびロッカアーム23，24に対して軸方向A2で対向する部材である軸受部40〜45および仕切部54，55に設けられ、しかもロッカアーム23，24の軸方向A2での側面に向かって、前記部材のカム25a，26aとの対向面よりも突出することにより、カム25a，26aおよびロッカアーム23，24に対して対向する部材を利用して、ロッカアーム23，24が軸受部40〜45および仕切部54，55から軸方向A2で比較的離れている場合にも、ロッカアーム23，24に近接した位置まで突出部56を突出させるという簡単な構造でロッカアーム23，24の倒れを防止することができる。
【００５２】
倒れ中心線Ｃを中心として倒れようとするロッカアーム23，24において、突出部56は、倒れ中心線Ｃを含み軸方向A2に平行な平面Ｓよりもカム軸25，26側にあって平面Ｓからの距離が最大となるロッカアーム23，24のローラ23a，24aの上下方向でカム25a，26aに対向する上端部に対して、軸方向A2で対向することにより、倒れ中心線Ｃを含む平面Ｓから最も離れた部位またはその近傍に突出部56が接触するので、ロッカアーム23，24が突出部56に接触したときのロッカアーム23，24の傾斜の程度、すなわち各カム軸25，26が組み付けられる際に、各カム25a，26aとローラ23a，24aとの接触により、傾斜したロッカアーム23，24が前記設定位置を占めることができる矯正可能な傾斜の程度を小さくすることができて、カム軸25，26の組付けが一層容易になり、動弁装置Ｖを備えた内燃機関Ｅの組立性が向上する。
【００５３】
突出部56が、カム軸25，26を回転自在に支持する軸受部40〜45の軸受溝40a〜45aの、平面視で軸方向A2と直交する方向での形成範囲内で軸受部40〜45に一体成形されることにより、前記軸受孔を形成する軸受溝40a〜45aが形成されることで厚みが小さくなって剛性が低下する軸受部における前記側面に突出部56が設けられるので、軸受部40〜45の剛性が高くなる。その結果、ロッカアーム23，24の倒れを防止する突出部56を利用して軸受部40〜45の剛性を高めることができる。
【００５４】
また、連結部57の凹部57aに、燃料噴射弁６が取り付けられる取付ボス71，72の端部が収容されることにより、ロアカムホルダ30の軸方向A2の長さを短縮することができて、ロアカムホルダ30が軸方向A2にコンパクトになる。さらに、両内側縦枠33，34の間に、吸気側および排気側の第２中間軸受部42，45を連結する連結部がないことにより、両連結部57の間に２つの燃料噴射弁６が取り付けられる共通の取付ボス72が配置されて、シリンダ１毎に取付ボスが設けられるものに比べて、シリンダヘッド２が軸方向A2にコンパクトになる。
【００５５】
各外側縦枠31，32には、ラッシュアジャスタ21，22に潤滑油を供給するための油路82，84が形成されるため、その剛性が大きくなるので、ロアカムホルダ30の剛性が高められる。しかも、４つの縦枠31〜34のうち外側にある縦枠31，32に油路82，84が設けられることで、ロアカムホルダ30の剛性が一層高められる。
【００５６】
さらに、突出部56には、規制面56aから該規制面56aが設けられる軸受部40〜45または仕切部54，55の前記側面寄りに後退すると共に直交方向A3に平行な傾斜平面からなる案内面56bが設けられ、ロッカアーム23，24を挟んで対向する１対の突出部56の案内面56bの軸方向A2での間隔は、その最小値が規制面56aの間の間隔Ｗと等しく、シリンダヘッド２寄りほど大きく設定されることにより、シリンダヘッド２に組み付けられたロッカアーム23，24の上方からロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に組み付けられる際に、ロッカアーム23，24が、１対の規制面56aの間の間隔Ｗに納まらない程度にロッカアーム23，24およびロアカムホルダ30が軸方向A2にずれている場合でも、案内面56bの最大間隔の範囲内で、ロアカムホルダ30をシリンダヘッド２寄りに移動させる際にロッカアーム23，24が案内面56bに接触しつつ案内されて、ロッカアーム23，24が規制面56aの間に入り込む。その結果、ロアカムホルダ30がボルトによりシリンダヘッド２に締結される際には、全てのロッカアーム23，24が１対の突出部56の規制面56aの間に位置することになって、シリンダヘッド２に組み付けられ、ロアカムホルダ30の所定位置に配置されるロッカアーム23，24に対して、その上方からのロアカムホルダ30のシリンダヘッド２への組付け性が向上する。
【００５７】
仕切部54；55は、収容空間52a，52b；53a，53b内に軸方向A2に間隔をおいて配置された２つのロッカアーム23；24の間に、軸方向A2で見てロッカアーム23；24と重なるように配置されることにより、２つのロッカアーム23；24間に形成されたスペースを活用できるので、仕切部54，55が設けられたことによるロアカムホルダ30の軸方向A2での大型化を回避することができる。
【００５８】
吸気側の外側縦枠31と仕切部54，55との連結部J5に、ボルトB4が挿通されてロアカムホルダ30をシリンダヘッド２に締結するためのボス89が形成されることにより、連結部J1〜J4に形成されるボス46〜49に加えて、シリンダヘッド２へのロアカムホルダ30の締結部を増加させることができるので、ロアカムホルダ30の剛性がさらに高められる。
【００５９】
両外側縦枠31，32には油路84，82が形成され、それら外側縦枠31，32との各連結部J5，J2に形成されて、ロアカムホルダ30をシリンダヘッド２に締結するボス89，48に、ラッシュアジャスタ21，22へ潤滑油を供給する油路88，92が形成され、該油路88，92は、ボス89，48にて、それぞれ油路90，93に接続されることにより、油路88，92と油路90，92とが接続されるボス89，48では、ボルトB4，B2での締付けにより、油路88，92と油路90，92との接続部でのシール圧が大きくなるので、ロアカムホルダ30をシリンダヘッド２に締結するためのボス89，48を利用して、ラッシュアジャスタ21，22への油路88，92の接続部でのシール性を向上させることができ、これによりラッシュアジャスタ21，22の作動応答性の向上に寄与できる。
【００６０】
外側縦枠31，32および内側縦枠33，34の収容空間52，53側の面31a〜34aは、回転するカム25a，26aの回転軌道に沿うように凹面形状にされることにより、それら縦枠31〜34とカム25a，26aとの干渉を回避したうえで、両縦枠31〜34の直交方向A3での間隔を小さくすることができるので、直交方向A3でのロアカムホルダ30の幅、ひいてはシリンダヘッド２の幅を小さくすることができる。
【００６１】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
アッパカムホルダ60の２つの前記端部カムホルダのうち、端部横枠36に形成される端部軸受部40および端部軸受部43に対応する端部カムホルダは、中間カムホルダ61と同様に吸気側および排気側で別体のカムホルダから構成されてもよい。
【００６２】
さらに、アッパカムホルダ60の２つの前記端部カムホルダが、いずれも中間カムホルダ61と同様に、吸気側および排気側で別個のカムホルダから構成されてもよい。そして、この場合、両外側縦枠31，32の油路84，82には、シリンダヘッド２に形成された別個の油路から潤滑油が供給される。
【００６３】
また、アッパカムホルダ60の中間カムホルダ61が、前記各実施例では、吸気側および排気側で別個のものであったが、アッパカムホルダ60の前記端部カムホルダと同様に、吸気側および排気側の中間カムホルダが連結されて一体化されたものであってもよく、このようにすることで、ロアカムホルダ30、ひいてはカムホルダＨの剛性が一層高くなる。
【００６４】
このように、吸気カム軸25および排気カム軸26を回転自在に支持するために、軸受部40〜45に締結されるアッパカムホルダ60は、吸気側および排気側で別個のもの、または吸気側および排気側が連結されて一体化されたものであってもよく、いずれの場合にも、仕切部54，55が設けられたことにより、ロアカムホルダ30の剛性が高められる。
【００６５】
前記実施例では、排気側において、油路92と油路93とが接続される締結部であるボス48は、軸受部43〜45と外側縦枠32との連結部J2に形成されたが、吸気側と同様に、仕切部55と外側縦枠32との連結部J6に、シリンダヘッド２に螺合するボルトが挿通される締結部が形成されて、該締結部にて油路92と油路93とが接続されてもよい。
【００６６】
前記各実施例では、各シリンダ１は、１対の吸気弁10および１対の排気弁11を有するものであったが、吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方は、各シリンダ１に１つであってもよい。さらに、軸受部40〜45は、前記各実施例では、軸方向A2で、前記シリンダ列の端部および隣接するシリンダ１の間に対応する位置に設けられたが、軸方向A2で、各シリンダ１の中心位置に対応する位置に設けられてもよい。
【００６７】
また、内燃機関Ｅは、前記実施例ではＤＯＨＣ型のものであったが、シリンダ列に対して１つのカム軸を有するＳＯＨＣ型のものであってもよい。さらに、収容空間52，53に軸方向A2に間隔をおいて配置されるロッカアーム25，26は、３以上であってもよい。
【００６８】
前記各実施例では、内燃機関は、圧縮点火式のものであったが、火花点火式の内燃機関であってもよい。また、ロッカアーム23，24を球面支持する揺動支持部材は、油圧式のラッシュアジャスタ21，22であったが、調整ネジを利用した機械的なラッシュアジャスタまたは、調整機能を有しないものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である内燃機関において、ロッカアームおよびロアカムホルダが組み付けられたシリンダヘッドの要部上平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１の内燃機関のロアカムホルダの上平面図である。
【図６】図１の内燃機関のロアカムホルダの下平面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】シリンダヘッドの上平面図である。
【符号の説明】
１…シリンダ、２…シリンダヘッド、３…ヘッドカバー、４_１，４_２…吸気ポート、５…排気ポート、６…燃料噴射弁、７…グロープラグ、８，９…挿入孔、10…吸気弁、11…排気弁、12…弁ガイド、13，14…バネ受け、15…弁バネ、16…弁バネ、17…挿通孔、
20a，20b…収容孔、21，22…ラッシュアジャスタ、23，24…ロッカアーム、23b，24b…基部、23c，24c…作用部、25，26…カム軸、
30…ロアカムホルダ、31〜34…縦枠、35〜38…横枠、40〜45…軸受部、46〜49…ボス、50…挿通孔、51…ネジ孔、52，53…収容空間、52a，52b，53a，53b…小収容空間、54，55…仕切部、56…突出部、57…連結部、
60…アッパカムホルダ、61…中間カムホルダ、
70…取付部、71，72…取付ボス、73…クランプ、74…支点部、75…ボス、76…ネジ孔、77…ボス、78…ボス、79…ボス、
80〜88…油路、89…ボス、90…油路、91…挿通孔、92，93，95…油路、
Ｅ…内燃機関、B1〜B4…ボルト、L1…軸線、A1〜A3…方向、Ｖ…動弁装置、Ｈ…カムホルダ、P1，P2…中心面、J1〜J8…連結部、Ｇ…間隙、Ｗ…間隔、Ｃ…倒れ中心線、Ｓ…平面。

Claims (2)

1. 機関弁を開閉作動する動弁装置のカム軸の軸方向に間隔をおいて設けられて前記カム軸を回転自在に支持する複数の軸受部と、前記各軸受部の両端部に位置すると共に前記軸方向に延びて前記軸方向で隣接する前記軸受部同士を第１連結部にて連結する第１および第２縦枠とが一体に形成され、シリンダヘッドに締結された内燃機関の一体型カムホルダにおいて、
   前記隣接する軸受部と前記第１および前記第２縦枠とに囲まれて形成される貫通空間内に前記動弁装置のロッカアームが配置され、前記隣接する軸受部の間で前記第１および前記第２縦枠に第２連結部にて連結されると共に、前記貫通空間を前記軸方向に仕切って小貫通空間を形成する仕切部が一体に形成され、前記第１縦枠には第１油路が形成され、前記第１縦枠と前記軸受部との前記第１連結部または前記第１縦枠と前記仕切部との前記第２連結部には、前記カムホルダを前記シリンダヘッドに締結するための締結部が形成され、該締結部に、前記第１油路に連通すると共に前記シリンダヘッドに装着されて前記ロッカアームに当接する油圧式ラッシュアジャスタへ潤滑油を供給する給油路が形成され、該給油路は、前記締結部にて、前記シリンダヘッドに形成されて前記ラッシュアジャスタに連通する第２油路に接続されたことを特徴とする内燃機関の一体型カムホルダ。
2. 前記ロッカアームは、前記貫通空間内に前記軸方向に間隔をおいて複数個配置され、前記仕切部は、前記軸方向で隣接する前記ロッカアームの間に、前記軸方向で見て該ロッカアームと重なるように配置されたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の一体型カムホルダ。

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