(57)【要約】【課題】一体型カムブラケット１４の剛性の向上と加工・組立時の作業性の向上とを図る。【解決手段】互いに平行に気筒列方向へ延びる２本のカムシャフトを挟んでシリンダヘッド１２の上部に固定される一体型カムブラケット１４を備える。この一体型カムブラケット１４は、２本のサイドフレーム１８と、両サイドフレーム１４に架け渡されて、シリンダヘッド１２側のベアリングホルダ３４とともに２本のカムシャフトを回転可能に狭持する複数のベアリングビーム３６と、両サイドフレーム１８の間をサイドフレーム１８とほぼ平行に延びるセンタービーム３８と、を有する。このセンタービーム３８と同一線上に、センタービーム３８が存在しない空隙部４０を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に気筒列方向へ延びる２本のカムシャフトを挟んでシリンダヘッドの上部に固定される一体型カムブラケットを備え、
この一体型カムブラケットは、２本のサイドフレームと、これら２本のサイドフレームに架け渡されて、シリンダヘッド側のベアリングホルダとともに２本のカムシャフトを回転可能に狭持する複数のベアリングビームと、両サイドフレームの間をサイドフレームとほぼ平行に延びるセンタービームと、を有し、
かつ、上記一体型カムブラケットには、上記センタービームと同一線上に、センタービームが存在しない空隙部が形成されている内燃機関。
【請求項２】
上記シリンダヘッドに、シリンダヘッド上面に開口する中子砂抜き用のコアホールが形成され、
このコアホールに対応する位置に、上記空隙部が形成されている請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
上記ベアリングビームが各気筒上に設けられ、
上記センタービームが隣り合う２つのベアリングビームに架け渡され、
上記空隙部が隣り合う２つのベアリングビーム間に形成され、
上記センタービームと空隙部とが気筒列方向で交互に設けられている請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
上記センタービームと空隙部とは、気筒列方向の中央を基準としてほぼ対称に設けられている請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
４つの気筒からなる気筒列を備え、
上記センタービームが＃２気筒と＃３気筒の間に設けられ、上記空隙部が＃１気筒と＃２気筒の間と、＃３気筒と＃４気筒の間と、に設けられる請求項３に記載の内燃機関。
【請求項６】
上記一体型カムブラケットに形成されたブラケット側ボルトボスと、
上記シリンダヘッドに形成されたヘッド側ボルトボスと、
上記ブラケット側ボルトボスとヘッド側ボルトボスとに嵌合して両者を締結するブラケット固定ボルトと、を有し、
上記ブラケット側ボルトボスが、上記センタービームの端部から空隙部側へ張り出している請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項７】
上記ベアリングビームとセンタービームとの接続部分に、ブラケット側点火プラグ取付ボスが設けられ、このブラケット側点火プラグ取付ボスに、上記ブラケット側ボルトボスが付帯形成されている請求項６に記載の内燃機関。
【請求項８】
上記シリンダヘッドに形成され、バルブリフタの周囲を囲うリフタ側壁を有し、このリフタ側壁が上記ヘッド側ボルトボスに接続している請求項６または７に記載の内燃機関。
【請求項９】
上記空隙部を挟んで向かい合う２つのブラケット側ボルトボスが、上記センタービームの長手方向に対し、互いに逆方向にオフセットしている請求項６〜８のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１０】
上記一体型カムブラケットの上部に取り付けられるロッカーカバーを有する請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１１】
２本のサイドフレームの端部を連結するフロントフレーム及びリアフレームを有する請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１２】
互いに平行に気筒列方向へ延びる２本のカムシャフトを挟んで内燃機関のシリンダヘッドの上部に固定される一体型カムブラケットであって、
２本のサイドフレームと、両サイドフレームに架け渡されて、シリンダヘッド側のベアリングホルダとともに２本のカムシャフトを回転可能に狭持する複数のベアリングビームと、サイドフレームとほぼ平行に延びるセンタービームと、を有し、
かつ、上記センタービームと同一線上に、センタービームが存在しない空隙部が形成されている一体型カムブラケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に関し、特に、２本のカムシャフトを回転可能に支持する一体型カムブラケットの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なＤＯＨＣ型内燃機関では、シリンダヘッド上に、吸気弁及び排気弁を駆動するための２本のカムシャフトが複数個のカムブラケットを用いて回転可能に支持されている。各カムブラケットは、一対のボルトによりシリンダヘッドに固定される。このように複数個のカムブラケットを用いる構成では、部品点数が多くなり、組付け作業も繁雑となる。
【０００３】
特許文献１には、２本のサイドフレーム（ビーム部）間にカムシャフトを回転可能に支持する複数のベアリングビーム（キャップ部）を架け渡したラダーフレーム構造の一体型カムブラケット（ロッカシャフトキャップ）が開示されている。このような一体型カムブラケットを用いることにより、部品点数を削減し、組み付け作業を容易にすることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開６−３１７１１０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような一体型カムブラケットでは、気筒列方向に延びる両サイドフレームの中央部の剛性を確保するために、２本のサイドフレーム間に、気筒列方向に延びるセンタービームを設けることが望ましい。
【０００６】
但し、センタービームを気筒列方向の全長にわたって延設すると、一体型カムブラケットがセンタービームと複数のベアリングビームとにより格子状（碁盤目状）に区画される形となり、エンジンの加工・組立時の作業に支障をきたすおそれがある。例えば、チェーンスプロケット固定時やカムシャフト位置合わせ時等にカムシャフトを仮固定するための工具を一体型カムブラケットの格子状の隙間を通すことが困難となる。また、一体型カムブラケットをシリンダヘッドに組み付けた状態で、中子砂だし用のコアホールにブラインドプラグを組み付けることが困難となる。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、剛性の確保と作業性の向上とを有効に両立し得る内燃機関及びその一体型カムブラケットを提供することを主たる目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
互いに平行に気筒列方向へ延びる２本のカムシャフトを挟んでシリンダヘッドの上部に固定される一体型カムブラケットを備える。この一体型カムブラケットは、２本のサイドフレームと、これら２本のサイドフレームに架け渡されて、シリンダヘッド側のベアリングホルダとともに２本のカムシャフトを回転可能に狭持する複数のベアリングビームと、両サイドフレームの間をサイドフレームとほぼ平行に延びるセンタービームと、を有する。この一体型カムブラケットのセンタービームと同一線上に、センタービームが存在しない空隙部を形成する。
【０００９】
【発明の効果】
複数のベアリングビームを有する一体型カムブラケットにおいて、両サイドフレームの間にセンタービームを設けたため、その剛性を向上することができ、かつ、このセンタービームと同一線上に空隙部を設けたため、一体型カムブラケットをシリンダヘッドに組み付けた状態でカムシャフトの仮固定やブラインドプラグの組付等の作業を容易に行うことが可能となり、作業性が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は、本発明の一実施例に係る一体型カムブラケットを適用した内燃機関を示している。図１に示すように、この内燃機関は、直列４気筒ＤＯＨＣ型内燃機関であって、アルミニウム合金等により一体に鋳造されたシリンダブロック１０とシリンダヘッド１２とにより大略構成されている。シリンダヘッド１２の上部には、本実施例の要部をなす一体型カムブラケット１４が取り付けられる。これらシリンダヘッド１２と一体型カムブラケット１４との間に、吸・排気弁を駆動する２本のカムシャフト（図示省略）が回転可能に狭持・支持される。
【００１１】
一体型カムブラケット１４は、アルミニウム合金等の金属により各部一体的に形成されている。すなわち、一体型カムブラケット１４には、２本のサイドフレーム１８と、両サイドフレーム１８の前端同士を連結するフロントフレーム２０と、両サイドフレーム１８の後端同士を連結するリアフレーム２２と、が形成されている。これらのサイドフレーム１８，１８とフロントフレーム２０とリアフレーム２２とは、一体型カムブラケット１４の四辺・外枠を構成しており、複数のブラケット固定ボルト（図示省略）によりシリンダヘッド１２上面周縁に形成されるフランジ面２４に共締め固定される。一体型カムブラケット１４には、上記のブラケット固定ボルトが貫通する複数のボルト孔２６，２７が形成され、シリンダヘッド１２には、上記のブラケット固定ボルトが螺合するボルト孔２８，２９が形成されている。
【００１２】
一体型カムブラケット１４の上部には、ロッカーカバー（図示省略）がカバー取付ボルトにより共締め固定される。一体型カムブラケット１４には、上記のカバー取付ボルトが螺合する複数のカバー取付用ボルト孔３０，３１が形成されている。フロントフレーム２０には、ロッカーカバーの前壁として機能するカバー側壁３２が一体的に形成されている。エンジン組立後の状態では、一体型カムブラケット１４がロッカーカバーとシリンダヘッド１２とに狭まれた構造となる。
【００１３】
一体型カムブラケット１４には、両サイドフレーム１８に架け渡されて、シリンダヘッド１２に形成されるベアリングホルダ３４とともに２本のカムシャフトを回転可能に狭持・支持する複数のベアリングビーム３６と、両サイドフレーム１８の中間をサイドフレーム１８に沿って延び、２つのベアリングビーム３６に架け渡されるセンタービーム３８と、が一体的に形成されている。センタービーム３８は、気筒列方向に延びる気筒列中心線Ｌ（図３参照）に沿って形成されている。そして、一体型カムブラケット１４には、センタービーム３８と同一線上に、センタービーム３８が存在しない空間としての空隙部４０が形成されている。言い換えると、センタービーム３８の一部を切り欠くように空隙部４０が形成されている。
【００１４】
ベアリングビーム３６は、４つの気筒上にそれぞれ配設され、つまり、各気筒の中央部を横断するように配設されており、気筒列方向にほぼ等間隔に配設されている。センタービーム３８は、気筒列方向のほぼ中央に配設され、隣り合う＃２気筒のベアリングビーム３６（＃２）と＃３気筒のベアリングビーム３６（＃３）とに架け渡されている。空隙部４０は、センタービーム３８の両側２カ所、すなわち、隣り合う＃１気筒のベアリングビーム３６（＃１）と＃２気筒のベアリングビーム３６（＃２）との間に設けられるとともに、隣り合う＃３気筒のベアリングビーム３６（＃３）と＃４気筒のベアリングビーム３６（＃４）との間に設けられている。このように、センタービーム３８と空隙部４０とは、剛性やシール面圧が気筒列方向でほぼ均一となるように、気筒毎に互い違いに配設され、かつ、気筒列方向中央部（図１で＃２気筒と＃３気筒の中間のボルト孔３１付近）を基準としてほぼ対称に配置されている。
【００１５】
また、一体型カムブラケット１４には、更に剛性・シール性を高めるために、両側の＃１，＃４気筒のベアリングビーム３６と前後のフレーム２０，２２とに架け渡されるサブセンタービーム４２が一体的に形成されている。
【００１６】
センタービーム３８，４２と空隙部４０とが交差・接続する接続部分は、各気筒のほぼ中央に位置しており、ここに、燃焼室のほぼ中央へ臨む点火プラグが挿通するブラケット側点火プラグ取付ボス４４が形成されている。このブラケット側点火プラグ取付ボス４４に対応して、シリンダヘッド１２には、点火プラグが挿通するヘッド側点火プラグ取付ボス４６が形成されている。
【００１７】
ブラケット側点火プラグ取付ボス４４は、空隙部４０に臨んだセンタービーム３８，４２の端部に位置している。各ブラケット側点火プラグ取付ボス４４には、空隙部４０側へ張り出したブラケット側ボルトボス４７が一体的に形成されている。このブラケット側ボルトボス４７に対応して、ヘッド側点火プラグ取付ボス４６には、ヘッド側ボルトボス４８が一体的に形成されている。これらのボス４７，４８に、上記のブラケット固定ボルトが挿通するボルト孔２７，２９が形成されている。
【００１８】
図３にも示すように、空隙部４０を挟んで対向する２つのブラケット側ボルトボス４７は、気筒列中心線に沿うセンタービーム３８の長手方向Ｌに対して、互いに異なる方向（図３の上下方向）へオフセットしている。つまり、センタービーム３８の長手方向Ｌに対し、互いに逆向きとなるように傾斜して張り出している。同様に、ヘッド側ボルトボス４８も長手方向Ｌに対して互いに異なる方向へ張り出している。
【００１９】
シリンダヘッド１２には、各気筒毎に一対の吸気弁及び排気弁が設けられ、かつ、各吸・排気弁のバルブリフタをガイドするリフタ側壁５０（図２参照）が形成されている。図２に示すように、このようなリフタ側壁５０の一つに、上記のヘッド側ボルトボス４８が一体的に接続している。つまり、リフタ側壁５０から連続的に延び、ヘッド側ボルトボス３８に接続する側壁延長部５１が設けられている。上述したようにヘッド側ボルトボス４８を気筒列中心線Ｌに対してオフセットさせているので、ヘッド側ボルトボス４８とリフタ側壁５０とが比較的近接しており、両者を容易に接続することができる。
【００２０】
図３に示すように、シリンダヘッド１２には、中子砂抜き用のコアホール５２が＃１気筒と＃２気筒の間及び＃３気筒と＃４気筒の間の２カ所に形成されており、各コアホール５２に対応して、上記の空隙部４０が形成されている。つまり、一体型カムブラケット１４を組み付けた状態で、コアホール５２にブラインドプラグ（図示省略）を取り付けることができるように、空隙部４０がコアホール５２の上方を開放するように形成されている。また、上述したようにボルトボス部４７，４８を気筒列中心線Ｌに対してオフセットさせているため、空隙部４０を大きく確保して、コアホール５２の上部を大きく開放し易い。
【００２１】
次に、本実施例の作用効果について列記する。
（１）外枠をなすフレーム１８，２０，２２とフレーム内に架け渡されるビーム３６，３８，４２によりラダーフレーム構造をなす一体型カムブラケット１４において、両サイドフレーム１８に架け渡され、かつ、隣り合うベアリングビーム３６を架橋するセンタービーム３８を設けたため、エンジン幅方向（吸−排気方向・図３の上下方向）中央部の剛性を有効に向上することができ、かつ、このセンタービーム３８と同一線上に空隙部４０を設けたため、エンジン加工・組立時の作業性が向上する。例えば、エンジン組立作業時に、一体型カムブラケット１４をシリンダヘッド１２の上部に組み付けたままの状態で、チェーンスプロケットの固定やカムシャフトの位置合わせ等のために、工具を用いてカムシャフトを所定の回転位置に保持する場合に、空隙部４０及びその周囲の空間を利用して上記工具の出し入れを容易に行うことができ、その作業性が向上する。このように、作業性を損なうことなく支持剛性を向上することができる。
【００２２】
（２）センタービーム３８，４２の端部に位置するブラケット側点火プラグ取付ボス４４にボルトボス４７を付帯形成し、この位置４７で一体型カムブラケット１４をシリンダヘッド１２へ固定しているため、高いシール面圧が要求されるヘッド幅方向中央部の点火プラグ周りのシール面圧を確保し易い。
【００２３】
（３）エンジン組立時には、一体型カムブラケット１４をシリンダヘッド１２に組み付けた状態で、ベアリングビーム３６やベアリングホルダ３４等に形成されるカムジャーナル穴の加工を行い、その後、切粉除去のために最終洗浄を行う。切粉除去を確実に行うために、コアホール５２へのブラインドプラグの取付は最終洗浄後に行う。このブラインドプラグの取付による変形を考慮して、カムジャーナル穴の計測はブラインドプラグの取付後に行う。本実施例によれば、コアホール５２に対応して空隙部４０が形成されており、一体型カムブラケット１４をシリンダヘッド１２へ組み付けたままの状態で、コアホール５２にブラインドプラグを取り付けることができ、上述した一連の作業を一体型カムブラケット１４を取り外すことなく行うことができるため、その作業性が向上する。
【００２４】
（４）センタービーム３８や空隙部４０が気筒列方向に対してほぼ対称に配置されているため、気筒列方向での剛性やシール面圧のばらつきを低減・回避することができる。
【００２５】
（５）気筒列方向中央部にセンタービーム３８を残し、このセンタービーム３８の中央部に、ロッカーカバーの固定点となるカバー固定用ボルト孔の一つ３１を形成しているため、ロッカーカバーと一体型カムブラケット１４とのシール面圧を適切に均一化できる。
【００２６】
（６）空隙部４０に臨んだセンタービーム３８，４２の端部にシリンダヘッド１２との固定点となるボルトボス４７を設けているため、空隙部４０の形成による剛性の低下を補い、かつ、一体型カムブラケット１４とシリンダヘッド１２との合わせ面のシール面圧を適切に確保することができる。
【００２７】
（７）空隙部４０を挟んで向かい合うボルトボス４７を、互いに異なる方向へオフセットさせているため、上述したように、ブラインドプラグの組付作業性やカムシャフトの固定工具の挿入作業性が向上し、かつ、一体型カムブラケット１４の固定力のバランスが向上する。
【００２８】
（８）ヘッド側ボルトボス４８をリフタ側壁５０に接続しており、既存のリフト側壁５０を利用してボルトボス４８を設けることができるため、ボルトボス４８を設けることによる重量増加を抑制することができる。仮にリフト側壁５０から離れた位置にボルトボスを設ける場合、シリンダヘッドのアッパーデッキ面からボルトボスを立ち上げる必要があり、かなりの重量増加となる。
【００２９】
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、４気筒の内燃機関に限らず、Ｖ型６気筒の内燃機関等に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関（ロッカーカバーを除く）を示す分解斜視図。
【図２】上記内燃機関の要部を拡大して示す斜視図。
【図３】上記内燃機関の上面図。
【符号の説明】
１２…シリンダヘッド
１４…一体型カムブラケット
１８…サイドフレーム１８
３４…ベアリングホルダ
３６…ベアリングビーム
３８…センタービーム
４０…空隙部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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