(57)【要約】  【課題】  カムシャフト３が収容されたカムキャリア２がシリンダヘッド１から分割された構造の内燃機関において、シリンダヘッド１に対するカムシャフト３のスラスト方向の位置決めを行う。  【解決手段】  カムシャフト３は、カム部１０と、カム部１０の回転軌跡Ｑよりもその外径が大径となるカムシャフトジャーナル部１１と、カム部１０及びカムシャフトジャーナル部１１以外の位置に形成されたカムシャフト位置決めフランジ部１２と、を有し、シリンダヘッド１上部には、カムシャフト位置決めフランジ部１２に対して係合する位置決め突起１６が突出形成されている。これによって、カムキャリア２がシリンダヘッド１から分割された構造であっても、カムシャフト３のシリンダヘッド１に対する位置決めを精度良く実施できる。  【選択図】  図２
2006152837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部でカムシャフトを回転可能に支持するカムキャリアが、シリンダヘッド上部に取り付けられた内燃機関であって、
カムシャフトは、カム部と、カム部の回転軌跡よりもその外径が大径となるカムシャフトジャーナル部と、を有し、カムシャフトジャーナル部でカムキャリアに対して支持されている内燃機関において、カムシャフトには、カム部及びカムシャフトジャーナル部以外の位置にカムシャフト位置決めフランジ部が形成され、シリンダヘッド上部には、カムシャフト位置決めフランジ部に対して係合する位置決め突起が突出形成されていることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
シリンダヘッド上部にカムキャリアが取り付けられる際に、位置決め突起がカムキャリアに設けられた位置決め突起用穴部からカムキャリアの内部に突出して位置決め突起用穴部とカムシャフト位置決めフランジ部とに係合するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
シリンダヘッド上部にはカムキャリアと係合する突起部が突出形成され、カムキャリアには突起部に対応する突起部用穴部が形成され、位置決め突起用穴部がカムキャリアの長手方向の一端側に形成され、突起部用穴部がカムキャリアの長手方向の他端側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
カムキャリアは、細長い略直方体形状を呈するものであって、位置決め突起及び突起部は、シリンダヘッド上部にカムキャリアを取り付けた際に、カムキャリアの長手方向の中心に対して対称となる位置に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
位置決め突起及び突起部には、位置決め突起用穴部あるいは突起部用穴部への挿入をガイドするガイド部がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関するものであって、より詳しくはシリンダヘッドの上部にカムシャフトを支持するカムキャリアが取り付けられた内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、動弁カム軸のカムジャーナル部を回転自在に支持するカム軸受部が、シリンダヘッドと一体となった内燃機関が開示されている。この特許文献１においては、カムジャーナル部が動弁カム軸に設けられたカムの最大外径よりも大きくなるよう形成されている。
【特許文献１】特開平９−５３４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような特許文献１の構成では、シリンダヘッドに対する動弁カム軸のスラスト方向の位置決めを行うのが困難になるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、本発明は、内部でカムシャフトを回転可能に支持するカムキャリアが、シリンダヘッド上部に取り付けられ、カムシャフトは、カム部と、カム部の回転軌跡よりもその外径が大径となるカムシャフトジャーナル部と、を有する内燃機関において、カムシャフトには、カム部及びカムシャフトジャーナル部以外の位置にカムシャフト位置決めフランジ部が形成され、シリンダヘッド上部には、カムシャフト位置決めフランジ部に対して係合する位置決め突起が突出形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、シリンダヘッドによりカムシャフトの位置が決定されることになり、カムシャフトを支持するカムキャリアが、シリンダヘッドから分割された構造の内燃機関であっても、カムシャフトの位置決めを精度良く実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００７】
図１及び図２は、本実施形態における内燃機関の要部概略構成を示している。
【０００８】
本実施形態は直列４気筒の内燃機関に適用した例であって、図１及び図２に示すように、シリンダヘッド１には、シリンダヘッド１とは別体の吸気弁側カムキャリア２ａと、排気弁側カムキャリア２ｂとが取り付けられている。これら両カムキャリア２ａ，２ｂは、内燃機関の機関気筒列方向に沿った中心線を挟んで互いに並列に配置され、それぞれボルト（図示せず）によりシリンダヘッド１に固定されている。
【０００９】
吸気弁側カムキャリア２ａには、吸気弁を駆動する吸気カムシャフト３ａが回転可能に収容支持されている。排気弁側カムキャリア２ｂには、排気弁を駆動する排気カムシャフト３ｂが回転可能に収容支持されている。
【００１０】
カムシャフト３（吸気カムシャフト３ａ及び排気カムシャフト３ｂ）は、図２に示すように、カムキャリア２（吸気弁側カムキャリア２ａ及び排気弁側カムキャリア２ｂ）の長手方向の一端側から突出した一端部（図２における左側の端部）に、それぞれカムスプロケット４がボルト５で固定されている。各カムスプロケット４ａ，４ｂには、それぞれタイミングチェーン６が巻き掛けられており、クランクシャフト（図示せず）からの回転が伝達されている。
【００１１】
尚、図１中の７はシリンダブロック、８は点火プラグである。また、図１及び図２中の９は、カムスプロケット４及びタイミングチェーン６を覆うように内燃機関の一端側に取り付けられたチェーンケースである。
【００１２】
吸気カムシャフト３ａ及び排気カムシャフト３ｂには、図２及び図３に示すように、吸排気弁の開弁特性を決定するカム部１０と、各カム部１０の回転軌跡Ｑよりもその外径が大径となる複数のカムシャフトジャーナル部１１ａ，〜，１１ｅと、カム部１０及びカムシャフトジャーナル部１１以外の位置に形成され、カムシャフトジャーナル部１１よりも小径となるカムシャフト位置決めフランジ部１２と、が設けられている。本実施形態において、カムシャフト位置決めフランジ部１２は、カムシャフト３の最も一端部側（図２、図３における左側）に位置するカムシャフトジャーナル部１１ａのさらに外側（図２、図３における左側）に設けられている。
【００１３】
カムキャリア２は、図１〜図３に示すように、細長い略直方体形状のケーシングであって、その内部にカムシャフトジャーナル部１１を回転可能に支持する複数の軸受け部１３が形成されている。
【００１４】
また、カムキャリア２には、図２及び図３に示すように、カムキャリアの長手方向での中心位置Ｐに対して対称となる位置に、位置決め突起用穴部１４と突起部用穴部１５とが形成されている。つまり、吸気弁側カムキャリア２ａ及び排気弁側カムキャリア２ｂは、その長手方向に沿った形状が、各カムキャリア２の長手方向の中央位置Ｐに対してそれぞれ略対称形状となるよう形成されている。よって、吸気弁側カムキャリア２ａと排気弁側カムキャリア２ｂとは、機関気筒列方向に沿った機関中心線を挟んで対称形状となっており、吸気弁側カムキャリア２ａを機関上方から見て１８０°回転させると排気弁側カムキャリア２ｂと略同一形状、特に外形は同一形状となっている。
【００１５】
位置決め突起用穴部１４及び突起部用穴部１５は、カムキャリア２のシリンダヘッド上部に取り付けられる面（底面）に開口形成されたものであって、カムキャリア２をシリンダヘッド１上部に取り付けた際に、シリンダヘッド１上部に突出形成された位置決め突起１６に位置決め突起用穴部１４が係合し、突起部１７に突起部用穴部１５が係合する。本実施形態においては、位置決め突起用穴部１４は各カムキャリア２ａ，２ｂの長手方向の一端部（図２、図３における左側端部）に形成され、突起部用穴部１５は各カムキャリア２ａ，２ｂの長手方向の他端部（図２、図３における右側端部）に形成されている。
【００１６】
カムキャリア２は位置決め突起１６及び突起部１７と係合することによってシリンダヘッド１に対する位置決めが行われ、カムシャフト３は位置決め突起１６と係合することによってシリンダヘッド１に対する位置決めが行われている。換言すれば、位置決め突起１６はカムキャリア２及びカムシャフト３がシリンダヘッド１の所定位置に位置決めされるようシリンダヘッド１上部に形成され、突起部１７はカムキャリア２がシリンダヘッド１の所定位置に位置決めされるようシリンダヘッド１上部に形成されている。
【００１７】
位置決め突起１６は、シリンダヘッド１に一体形成されたものであって、図１〜図３に示すように、カムキャリア２の位置決め突起用穴部１４に係合する機関幅方向（図２、図３における紙面垂直方向）に細長い基端部１８と、基端部１８の上端面から突出し、カムシャフト位置決めフランジ部１２とこのカムシャフト位置決めフランジ部１２に隣接して対向する一端側のカムシャフトジャーナル部１１ａとに挟持される機関幅方向（図２、図３における紙面垂直方向）に細長い先端部１９と、から大略構成されている。すなわち、位置決め突起１６は、カムシャフト位置決めフランジ部１２に対して係合するよう形成されている。位置決め突起１６の先端部１９は、位置決め突起１６の基端部１８よりも機関気筒列方向の肉厚が薄肉となり、かつ機関幅方向の長さが短くなるよう形成されている。
【００１８】
詳述すると、位置決め突起１６は、隣接するカムシャフトジャーナル部側の背面では、基端部１８と先端部１９とが直線状に連続するよう形成され、位置決めフランジ部側となる前面では、基端部１８と先端部１９とが略階段状に連続するよう形成されている。また、位置決め突起１６の両側面は、基端部１８と先端部１９とが連続する部分で略階段状となっている。
【００１９】
そして、カムキャリア２がシリンダヘッド１に取り付けられると、位置決め突起１６の背面は、位置決め突起用穴部１５及び一端側のカムシャフトジャーナル部１１ａに当接する。位置決め突起１６の前面は、先端側の一部、すなわち先端部１９の一部がカムシャフト位置決めフランジ部１２に当接する。位置決め突起１６の両側面のうち基端部１８に相当する部分は、カムキャリア２の内壁面に当接する。
【００２０】
また、位置決め突起１６の先端部１９には、カムシャフト位置決めフランジ部１２とこのカムシャフト位置決めフランジ部１２に隣接して対向する一端側のカムシャフトジャーナル部１１ａとの間の区間のカムシャフト３を受容する半円形の切欠き部２０が形成されている。
【００２１】
さらに、この位置決め突起１６には、カムキャリア２及びカムシャフト３をシリンダヘッド１に取り付ける際のガイド機能を果たすガイド部が形成されている。詳述すると、本実施形態においては、先端部１９の背面先端側、基端部１８の前面先端側及び基端部１８の両側面先端側、がそれぞれ斜めに切り欠かれてガイド部となる傾斜面２１がそれぞれ形成されている。基端部１８の前面先端側の傾斜面２１ｂは、基端部１８の両側面先端側の傾斜面２１ｃ，２１ｃに対して、位置決め突起１６の高さ方向（図２、図３における上下方向）の長さが小さくなるよう設定されている。ここで、先端部１９の背面先端側及び基端部１８の前面先端側の各傾斜面２１ａ，２１ｂは、カムキャリア２及びカムシャフト３の機関気筒列方向（カムキャリア長手方向あるいはカムシャフト軸方向）への挿入をガイドするものであり、基端部１８の両側面先端側の各傾斜面２１ｃ，２１ｃは、カムキャリア２の機関幅方向（カムシャフト軸直角方向）への挿入をガイドするものである。
【００２２】
突起部１７は、機関幅方向に細長い略矩形の突起であって、シリンダヘッド１に一体形成されている。そして、この突起部１７は、カムキャリア２及びカムシャフト３をシリンダヘッド１に取り付ける際に、カムキャリア２の突起部用穴部１５と係合する。
【００２３】
そして、この突起部１７においても、カムキャリア２及びカムシャフト３をシリンダヘッド１に取り付ける際のガイド機能を果たすガイド部が形成されている。詳述すると、本実施形態においては、カムキャリア長手方向の最も他端側（図２、図３における右側）に位置するカムシャフトジャーナル部１１ｅに対向する突起部１７の前面、突起部１７の前面と略平行な突起部１７の背面、突起部１７の前面及び背面に対して直交する両側面、の先端側に、それぞれ傾斜面２２が形成されている（突起部１７の両側面の先端側に形成された傾斜面は図示せず）。
【００２４】
図４〜図６は、カムキャリア２及びカムシャフト３のシリンダヘッド１への取り付け工程の概略を模式的に示した説明図である。
【００２５】
図４に示すように、カムシャフト３は、その他端側からカムキャリア２に挿入される。カムシャフト３は、カムキャリア２に挿入された状態では、カムキャリア長手方向（カムシャフト３のスラスト方向）への移動が許容された状態、すなわちカムキャリア長手方向に沿った位置決めが行われていない状態となっている。そして、図５及び図６に示すように、カムキャリア２は、カムシャフト３が挿入された状態でシリンダヘッド１上部に取り付けられる。このとき、カムキャリア２は、位置決め突起１６及び突起部１７によってシリンダヘッド２に対する位置決めがなされ、カムシャフト３は、位置決め突起１６によってシリンダヘッド１に対する位置決めがなされる。
【００２６】
詳述すれば、カムシャフト３は、カムシャフト位置決めフランジ部１２と位置決め突起１６とが係合することで、そのスラスト方向の位置決め、すなわちシリンダヘッド１に対する位置決めがなされる、
図７〜図１２は、カムシャフト３が挿入された状態のカムキャリア２をシリンダヘッド１に取り付ける際の位置決め突起１６の機能を時系列で模式的に示した説明図である。
【００２７】
カムシャフト３が挿入されたカムキャリア２は、シリンダヘッド１の上方からシリンダヘッド１に対して取り付けられる（図７）。位置決め突起１６の先端部１９が位置決め突起用穴部１４に挿入される際には、先端部１９の先端側背面に形成された傾斜面２１ａによって、位置決め突起用穴部１４への位置決め突起１６の挿入がガイドされる（図８）。位置決め突起１６の先端部１９が、カムシャフト位置決めフランジ部１２とこのカムシャフト位置決めフランジ部１２に隣接して対向する一端側のカムシャフトジャーナル部１１ａとの間に進入することで、シリンダヘッド１に対するカムシャフト３の位置決めが行われる（図９）。そして、位置決め突起１６の基端部１８が位置決め突起用穴部１４に進入することで、まずシリンダヘッド１に対するカムキャリア２の機関気筒列方向の位置決めが行われ（図１０）、ついでシリンダヘッド１に対するカムキャリア２の機関幅方向の位置決めが行われる（図１１）。そして、カムキャリア２の底面がシリンダヘッド１上部に当接すると、位置決め突起１６の先端部１９に形成された切欠き部２０に、カムシャフト位置決めフランジ部１２とこのカムシャフト位置決めフランジ部１２に隣接して対向する一端側のカムシャフトジャーナル部１１ａとの間の区間のカムシャフト３が受容され（図１２）、この状態でボルト（図示せず）によりカムキャリア２がシリンダヘッド１に対して固定される。
【００２８】
以上説明してきたように、本実施形態においては、シリンダヘッド１によりカムシャフト３の位置が決定されることになり、カムシャフト３を支持するカムキャリア２が、シリンダヘッド１から分割された構造の内燃機関であっても、カムシャフト３のシリンダヘッド１に対する位置決めを精度良く実施することができる。
【００２９】
そして、位置決め突起１６によって、シリンダヘッド１に対するカムシャフト３及びカムキャリア２の位置決めを同時に行うことが可能となる。
【００３０】
また、カムキャリア２は、位置決め突起１６及び突起部１７により、機関気筒列方向の両端でシリンダヘッド１に位置決めされることにより、カムキャリア２のシリンダヘッド１に対する位置決めを精度よく行うことができる。
【００３１】
そして、位置決め突起１６及び突起部１７には、カムキャリア２の位置決め突起用穴部１４あるいは突起部用穴部１５への挿入をガイドする傾斜面２１，２２がそれぞれ形成されているので、カムキャリア２及びカムシャフト３のシリンダヘッド１に対する位置決めを容易に行うことができる。
【００３２】
さらに、本実施形態においては、吸気弁側カムキャリア２ａと排気弁側カムキャリア２ｂとが、機関気筒列方向に沿った機関中心線を挟んで対称形状となっており、吸気弁側カムキャリア２ａを機関上方から見て１８０°回転させると排気弁側カムキャリア２ｂと略同一形状となり、特に外形は同一となっている。従って、吸気弁側カムキャリア２ａに加工される略箱形状の母材と、排気弁側カムシャフト２ｂに加工される略箱型状の母材とを共用化することが可能であり、原価低減を図ることが可能となる。
【００３３】
尚、上述した実施形態においては、位置決め突起１６が、カムシャフト位置決めフランジ部１２と一端側のカムシャフトジャーナル部１１ａとによって挟持された構成となっているが、図１３に示すように、位置決め突起１６の先端に凹溝３１を形成し、この凹溝３１とカムシャフト位置決めフランジ部１２のシリンダヘッド側外周縁とを嵌合させることで、シリンダヘッド１に対するカムシャフト３の位置決めを行うようにしてもよい。
【００３４】
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００３５】
（１）  内部でカムシャフトを回転可能に支持するカムキャリアが、シリンダヘッド上部に取り付けられた内燃機関であって、カムシャフトは、カム部と、カム部の回転軌跡よりもその外径が大径となるカムシャフトジャーナル部と、を有し、カムシャフトジャーナル部でカムキャリアに対して支持されている内燃機関において、カムシャフトには、カム部及びカムシャフトジャーナル部以外の位置にカムシャフト位置決めフランジ部が形成され、シリンダヘッド上部には、カムシャフト位置決めフランジ部に対して係合する位置決め突起が突出形成されている。これによって、シリンダヘッドによりカムシャフトの位置が決定されることになり、カムシャフトを支持するカムキャリアが、シリンダヘッドから分割された構造の内燃機関であっても、カムシャフトの位置決めを精度良く実施することができる。
【００３６】
（２）  上記（１）に記載の内燃機関において、シリンダヘッド上部にカムキャリアが取り付けられる際に、位置決め突起がカムキャリアに設けられた位置決め突起用穴部からカムキャリアの内部に突出して位置決め突起用穴部とカムシャフト位置決めフランジ部とに係合するよう構成されている。これによって、シリンダヘッドに対するカムシャフト及びカムキャリアの位置決めを同時に行うことが可能となる。
【００３７】
（３）  上記（２）に記載の内燃機関において、シリンダヘッド上部にはカムキャリアと係合する突起部が突出形成され、カムキャリアには突起部に対応する突起部用穴部が形成され、位置決め突起用穴部がカムキャリアの長手方向の一端側に形成され、突起部用穴部がカムキャリアの長手方向の他端側に形成されている。これによって、カムキャリアは機関気筒列方向の両端でシリンダヘッドに対する位置決めされる。
【００３８】
（４）  上記（３）に記載の内燃機関において、カムキャリアは、細長い略直方体形状を呈するものであって、位置決め突起及び突起部は、シリンダヘッド上部にカムキャリアを取り付けた際に、カムキャリアの長手方向の中心に対して対称となる位置に形成されている。シリンダヘッド上部に取り付けられるカムキャリアは、吸気弁用の吸気カムシャフトを支持する吸気弁側カムキャリアと、排気弁用の排気カムシャフトを支持する排気弁側カムキャリアであり、これら両カムキャリアは、内燃機関本体の機関気筒列方向に沿った中心線を挟んで並列に配置されることになる。また、カムキャリアに形成される位置決め突起用穴部及び突起部用穴部は、カムキャリアの長手方向の中心に対して対称となる。
【００３９】
つまり、吸気弁側カムキャリアと排気弁側カムキャリアとは、機関気筒列方向に沿った機関中心線を挟んで対称形状となり、吸気弁側カムキャリアを機関上方から見て１８０°回転させると排気弁側カムキャリアと略同一形状となる。
【００４０】
従って、吸気弁側カムキャリアに加工される略箱形状の母材と、排気弁側カムシャフトに加工される略箱型状の母材とを共用化することが可能であり、原価低減を図ることが可能となる。
【００４１】
（５）  上記（３）または（４）に記載の内燃機関において、位置決め突起及び突起部には、位置決め突起用穴部あるいは突起部用穴部への挿入をガイドするガイド部がそれぞれ形成されている。これによって、容易にかつ短時間でシリンダヘッドに対するカムキャリアの取り付け作業が容易となり、組立行程のサイクルタイムの短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る内燃機関の要部概略構成を示す説明図。
【図２】本発明に係る内燃機関の要部概略構成を示す説明図。
【図３】本発明に係る内燃機関の要部の分解斜視図。
【図４】本発明に係る内燃機関の要部の組立図。
【図５】本発明に係る内燃機関の要部の組立図。
【図６】本発明に係る内燃機関の要部の組立図。
【図７】本発明に係る内燃機関の要部の組立図。
【図８】本発明に係る内燃機関の要部の組立図。
【図９】本発明に係る内燃機関の要部の組立図。
【図１０】本発明に係る内燃機関の要部の組立図。
【図１１】本発明に係る内燃機関の要部の組立図。
【図１２】本発明に係る内燃機関の要部の組立図。
【図１３】本発明に係る内燃機関の他の実施形態を示す説明図。
【符号の説明】
【００４３】
２…カムキャリア
３…カムシャフト
１０…カム部
１１…カムシャフトジャーナル部
１２…カムシャフト位置決めフランジ部
１３…軸受け部
１４…位置決め突起用穴部
１５…突起部用穴部
１６…位置決め突起
１７…突起部
【図１】
2006152837.tif 000003
【図２】
2006152837.tif 000004
【図３】
2006152837.tif 000005
【図４】
2006152837.tif 000006
【図５】
2006152837.tif 000007
【図６】
2006152837.tif 000008
【図７】
2006152837.tif 000009
【図８】
2006152837.tif 000010
【図９】
2006152837.tif 000011
【図１０】
2006152837.tif 000012
【図１１】
2006152837.tif 000013
【図１２】
2006152837.tif 000014
【図１３】
2006152837.tif 000015