(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気側バルブ及び排気側バルブを備えたシリンダヘッドと、
シリンダヘッドカバーと、
前記シリンダヘッドと前記シリンダヘッドカバーとの間に軸支された吸気側カム軸及び排気側カム軸と、
可変バルブリフト機構を有さない動弁装置とを備えるベース用エンジンを、
可変バルブリフト機構を有する動弁装置を備えるエンジンに改造可能なエンジンであって、
前記可変バルブリフト機構を有する動弁装置は、
シリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの間に配置され、前記吸気側カム軸及び前記排気側カム軸を軸支する可変バルブハウジングを前記シリンダヘッド上部に備えるとともに、
前記両軸の下方にそれぞれ配設するロッカアームを備えるものであり、
改造後のエンジンのシリンダヘッドとシリンダヘッドカバーのうち少なくともいずれか一方は、前記ベース用エンジンのシリンダヘッド又はシリンダヘッドカバーと同一構造であることを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記可変バルブリフト機構を吸気側と排気側に配置したことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記可変バルブハウジングを平面視した場合、前記ロッカアームの揺動支点を、前記吸気側カム軸と前記排気側カム軸とに挟まれた位置に配設したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記ベース用エンジンの可変バルブリフト機構を有さない動弁装置は、前記吸気側バルブ及び前記排気側バルブを直接的に動作する直打式の動弁装置であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンに係り、特に異なるタイプのエンジン間において部品の共通化を図ることのできるエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のエンジンにおいて、少なくとも吸気カム軸と排気カム軸と吸気バルブと排気バルブとを備えたシリンダヘッドの上部にシリンダヘッドカバーを設けて構成したり、あるいは、少なくとも吸気カム軸と排気カム軸と吸気バルブと排気バルブとを備えたシリンダヘッドの上部にシリンダヘッドカバーを設けるとともに第２シリンダヘッドの上部と第２シリンダヘッドカバーとの間には可変バルブリフト機構の可変バルブハウジングを設けて構成したものがある。この可変バルブリフト機構を備えたエンジンにおいては、油圧回路の油圧によって作動される。
【０００３】
このようなエンジンの動弁装置としては、例えば、特開昭６２−１０３４４８号公報に開示されている。この公報に記載のものは、シリンダヘッド側に対応したシリンダヘッド側の通路及び穴を、シリンダヘッドの中心点に関して点対称の位置関係に配設し、吸気バルブ・排気バルブを２つとする場合でも、個別のシリンダヘッドを不要とするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来、エンジンにおいては、可変バルブリフト機構を備えていないエンジンと可変バルブリフト機構を備えているエンジンとを比較した場合に、可変バルブリフト機構を備えているエンジンでは、部品の形状が異なる等で、シリンダヘッドやシリンダヘッドカバー等の部品の形状を大幅に変更する必要があり、このため、部品点数が増加するとともに、組立工数が増加し、しかも、高価になるという不都合があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、上述の不都合を除去するためにこの発明は、吸気側バルブ及び排気側バルブを備えたシリンダヘッドと、シリンダヘッドカバーと、前記シリンダヘッドと前記シリンダヘッドカバーとの間に軸支された吸気側カム軸及び排気側カム軸と、可変バルブリフト機構を有さない動弁装置とを備えるベース用エンジンを、可変バルブリフト機構を有する動弁装置を備えるエンジンに改造可能なエンジンであって、前記可変バルブリフト機構を有する動弁装置は、シリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの間に配置され、前記吸気側カム軸及び前記排気側カム軸を軸支する可変バルブハウジングを前記シリンダヘッド上部に備えるとともに、前記両軸の下方にそれぞれ配設するロッカアームを備えるものであり、改造後のエンジンのシリンダヘッドとシリンダヘッドカバーのうち少なくともいずれか一方は、前記ベース用エンジンのシリンダヘッド又はシリンダヘッドカバーと同一構造であることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明は、シリンダヘッドやシリンダヘッドカバー等の部品の共通化を図り、これら部品の形状の変更を不要とし、部品点数を低減するとともに、組立工数を削減し、コストも低廉とすることができる。
【０００７】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜７は、この発明の第１実施例を示すものである。図１、２において、２は多気筒用（３気筒：♯１、♯２、♯３）で可変バルブリフト機構を備えている４サイクルのエンジンである。このエンジン２は、図７に示す多気筒用（３気筒：♯１、♯２、♯３）で可変バルブリフト機構を備えていない第１エンジンであるベース用エンジン２０２を基に構成されるものである。よって、このエンジン２は、ベース用エンジン２０２をベースとして構成された第２エンジンになるものである。
【０００８】
先ず、可変バルブリフト機構を備えていない図７のベース用エンジン２０２の構成について説明する。
【０００９】
図７に示す如く、第１エンジンとなる多気筒用（３気筒：♯１、♯２、♯３）のベース用エンジン２０２においは、シリンダブロック２０４の上部に第１シリンダヘッドとしてのシリンダヘッド２０６が上下方向からのシリンダヘッド取付ボルト（図示せず）によって固定され、また、このシリンダヘッド２０６の上部にガスケット２０８を介して第１シリンダヘッドカバーとしてのシリンダヘッドカバー２１０が載置してカバー取付ボルト２１２で固定して設けられている。
【００１０】
シリンダブロック２０４には、各気筒毎で、シリンダ２１４とこのシリンダ２１４に摺動可能に内蔵したピストン２１６とシリンダヘッド２０６のヘッド側窪部２１８とによって燃焼室２２０が形成されている。
【００１１】
シリンダヘッド２０６には、各気筒毎で、燃焼室２２０に連通する吸気側、排気側ポート２２２、２２４が設けられ、また、この吸気側、排気側ポート２２２、２２４を開閉する第１吸気側バルブ、第１排気側バルブとしての吸気側、排気側バルブ２２６、２２８が設けられている。この吸気側、排気側バルブ２２６、２２８は、吸気側、排気側ステム２２６Ａ、２２８Ａをシリンダヘッド２０６に吸気側、排気側ステムガイド２３０、２３２によって軸方向移動可能に保持して設けられている。
【００１２】
また、シリンダヘッド２０６には、幅方向両側に夫々位置されるとともに長手方向に指向させて第１吸気側カム軸、第１排気側カム軸としての吸気側、排気側カム軸２３４、２３６が軸支して設けられている。この吸気側、排気側カム軸２３４、２３６は、各気筒に対応した各位置及び一端部位の位置で、吸気側、排気側カム２３４Ａ、２３６Ａを備え、シリンダヘッド２０８に吸気側ハウジング取付ボルト２３８・２３８、排気側ハウジング取付ボルト２４０・２４０によって取付けられた吸気側、排気側カムハウジング２４２、２４４によって軸支して設けられている。
【００１３】
吸気側、排気側バルブ２２６、２２８は、油圧タペット式で直接的に動作する直打式の吸気側、排気側動弁機構２４６、２４８によって開閉駆動される。この吸気側、排気側動弁機構２４６、２４８においては、吸気側、排気側ステム２２６Ａ、２２８Ａの各端部近傍に吸気側、排気側リテーナ２５０、２５２が設けられ、また、シリンダヘッド２０６に当接される吸気側、排気側シート２５４、２５６との間に吸気側、排気側スプリング２５８、２６０が弾設されている。
【００１４】
また、吸気側、排気側バルブ２２６、２２８には、吸気側、排気側ステム２２６Ａ、２２８Ａの各端部に有蓋円筒形状の吸気側、排気側タペット２６２、２６４が外装して設けられている。この吸気側、排気側タペット２６２、２６４は、シリンダヘッド２０８の吸気側、排気側タペットガイド孔２６６、２６８に軸方向に摺動可能に保持して設けられ、各頂部に吸気側、排気側シム２７０、２７２が当接して設けられている。
【００１５】
このベース用エンジン２０２においては、吸気側カム軸２３４の中心Ｃ１と排気側カム軸２３６の中心Ｃ２との間が第１軸間距離Ａで設定されている。
【００１６】
次いで、可変バルブリフト機構を備えている第２エンジンである図１のエンジン２について説明する。
【００１７】
図１に示す如く、第２エンジンとなる多気筒用（３気筒：♯１、♯２、♯３）のエンジン２においては、シリンダブロック４の上部に第２シリンダヘッドとしてのシリンダヘッド６が上下方向からのシリンダヘッド取付ボルト（図示せず）によって固定され、このシリンダヘッド６の上部に可変バルブリフト機構８の可変バルブハウジング１０が載置されるとともに、この可変バルブハウジング１０の上部にガスケット１２を介して第２シリンダヘッドカバーとしてのシリンダヘッドカバー１４が載置され、これら可変バルブハウジング１０及びシリンダヘッドカバー１４が取付ボルト１６でシリンダヘッド６に固定して設けられている。このエンジン２には、図２、３に示す如く、吸気側と排気側との間で各気筒に対応して上方からプラグホール１８−１、１８−２、１８−３が形成されているとともに、このプラグホール１８−１、１８−２、１８−３には点火プラグ２０−１、２０−２、２０−３が取り付けられている。
【００１８】
シリンダブロック４には、各気筒毎で、シリンダ２２とこのシリンダ２２に摺動可能に内蔵したピストン２４とシリンダヘッド６のヘッド側窪部２６とによって燃焼室２８が形成されている。
【００１９】
シリンダヘッド６には、各気筒毎で、燃焼室２８に連通する吸気側、排気側ポート３０、３２が設けられ、また、この吸気側、排気側ポート３０、３２を開閉する第２吸気側バルブ、第２排気側バルブとしての吸気側、排気側バルブ３４、３６が設けられている。吸気側、排気側バルブ３４、３６は、吸気側、排気側ステム３４Ａ、３６Ａをシリンダヘッド６に吸気側、排気側ステムガイド３８、４０によって軸方向移動可能に保持して設けられている。
【００２０】
また、可変バルブハウジング１０の上部の吸気側、排気側カム軸受け部４２、４４には、幅方向両側に夫々位置されるとともに長手方向に指向させて第２吸気側カム軸、第２排気側カム軸としての吸気側、排気側カム軸４６、４８が軸支して設けられている。この吸気側、排気側カム軸４６、４８は、各気筒に対応した各位置及び一端部位の位置で、吸気側、排気側カム４６Ａ、４８Ａを備え、シリンダヘッド６に吸気側ハウジング取付ボルト５０・５０、排気側ハウジング取付ボルト５２・５２によって取付けられた吸気側、排気側カムハウジング５４、５６によって軸支して設けられている。吸気側、排気側カム軸４６、４８は、チェーンカバー５８側端に設けた吸気側、排気側スプロケット６０、６２とタイミングチェーン６４とにより図示しないクランク軸のクランクスプロケットに連絡されている。
【００２１】
吸気側、排気側バルブ３４、３６は、ロッカアーム式の吸気側、排気側動弁機構６６、６８及び吸気側、排気側可変バルブリフト機構８−１、８−２によって開閉駆動される。これら吸気側、排気側動弁機構６６、６８及び吸気側、排気側可変バルブリフト機構８−１、８−２は、図５に示す如く、シリンダヘッド６とシリンダヘッドカバー１４との間に介設した可変バルブハウジング１０の各吸気側、排気側取付空間７０−１・７０−２・７０−３、７２−１・７２−２・７２−３に夫々配設されている。
【００２２】
可変バルブハウジング１０には、吸気側、排気側カム軸４６、４８の回転で吸気側、排気側バルブ３４、３６を開閉動作させる吸気側、排気側ロッカアーム７４、７６が吸気側、排気側ロッカアーム軸７８、８０で軸支されている。この吸気側、排気側ロッカアーム７４、７６の吸気側、排気側スリッパ部７４Ａ、７８Ａは、吸気側、排気側シム８２、８４を介して吸気側、排気側ステム３４Ａ、３６Ａの各先端に接して設けられている。
【００２３】
また、吸気側、排気側ステム３４Ａ、３６Ａにはシリンダヘッド６の吸気側、排気側バルブガイド孔８６、８８内で吸気側、排気側リテーナ９０、９２が設けられ、また、シリンダヘッド６に当接される吸気側、排気側シート９４、９６との間に吸気側、排気側スプリング９８、１００が弾設されている。
【００２４】
吸気側可変バルブリフト機構８−１と排気側可変バルブリフト機構８−２とは、同一構成なので、ここでは、吸気側可変バルブリフト機構８−１の構成についてのみ説明する。
【００２５】
図３、４に示す如く、吸気側可変バルブリフト機構８−１において、吸気側カム４６Ａを段階的に切り換えるものであり、一の気筒毎で、吸気カム軸４６には、吸気カム４６Ａとして、吸気側バルブ３４に対応した低速用プロフィールを有する第１、第２低速用カム１０２−１Ｌ、１０２−２Ｌと、この第１低速用カム１０２−１Ｌと第２低速用カム１０２−２Ｌ間で低速用プロフィールよりも大きな高速用プロフィールを有する高速用カム１０２Ｈとがユニットとして設けられている。
【００２６】
また、吸気側ロッカアーム軸７８には、第１、第２低速用カム１０２−１Ｌ、１０２−２Ｌと高速用カム１０２Ｈとに対応して、吸気側ロッカアーム７４として、第１、第２低速用ロッカアーム７４−１Ｌ、７４−２Ｌと高速用ロッカアーム７４Ｈとが設けられている。また、吸気側ロッカアーム７４及び吸気側ロッカアーム軸７８内には、第１、第２低速用カム１０２−１Ｌ、１０２−２Ｌと高速用カム１０２Ｈとを動作する油圧回路１０４−１として、油圧室１０６−１と、一側、他側プランジャ１０８−１Ａ、１０８−１Ｂと、一側、他側スプリング１１０−１Ａ、１１０−１Ｂと、一側、他側プランジャ受け部１１２−１Ａ、１１２−Ｂと、油圧通路１１４−１とが設けられている。また、排気側においても、油圧回路１０４−２として、油圧室１０６−２、プランジャ受け部１１２−２、油圧通路１１４−２等が設けられている。
【００２７】
この吸気側可変バルブリフト機構８−１においては、油圧通路１１４−１に付加された油圧は、吸気側ロッカアーム軸７８内の油圧室１０６−１に付加され、この油圧によって一側、他側プランジャ１０８−１Ａ、１０８−１Ｂが両側に移動することで、第１、第２低速用ロッカアーム７４−１Ｌ、７４−２Ｌと高速用ロッカアーム７４Ｈとが一体的に動作することができ、吸気側バルブ３４は、高速用カム１０２Ｈに沿ったバルブ作動を行う。一方、油圧通路１１４−１に油圧が付加されない場合には、一側、他側プランジャ１０８−１Ａ、１０８−１Ｂが一側、他側スプリング１１０−１Ａ、１１０−１Ｂの付勢力で中心側に移動し、一側、他側プランジャ１０８−１Ａ、１０８−１Ｂが一側、他側プランジャ受け部１１２−１Ａ、１１２−１Ｂから抜け出し、第１、第２低速用ロッカアーム７４−１Ｌ、７４−２Ｌと高速用ロッカアーム７４Ｈとがばらばらに動作して、吸気側バルブ３４は、低速用カム１０２Ｌ（１０２−１Ｌ、１０２−２Ｌ）に沿った動作をする。
【００２８】
また、図１に示す如く、吸気側カム軸４６の中心Ｃ１と排気側カム軸４８の中心Ｃ２との第２軸間距離Ａは、図７のベース用エンジン２０２の第１軸間距離Ａと同一である。これにより、エンジン２とベース用エンジン２０２とにおいて、シリンダヘッド６とシリンダヘッド１０６とを共通して使用することができるとともに、シリンダヘッドカバー１４とシリンダヘッドカバー１１０とを共通して使用することができる。また、吸気側カム軸４６と吸気側バルブ３４との位置関係において、吸気側カム軸４６の中心が吸気側バルブ３４の軸心上に位置すると、ロッカアーム比＝１となってしまい、大きいバルブリフトを実現することができないが、この実施例においては、図１に示す如く、吸気側カム軸４６の中心線Ｃ３と吸気側バルブ３４の軸心線Ｃ４との間に軸直角方向の距離Ｂを生じさせることができるので、吸気側ロッカアーム軸７８のロッカアーム比を大きくとることが可能となる。更に、可変バルブリフト機構８を作動させるためには、油圧を利用するのが一般的であるが、この実施例においては、可変バルブリフト機構８の各構成要素を可変バルブハウジング１０内に収納してしまうので、既存の部品であるシリンダヘッド６、シリンダヘッドカバー１４に対して、新たに追加加工をする必要がないものである。
【００２９】
次に、この第１実施例の作用を説明する。
【００３０】
図１のエンジン２においては、吸気側、排気側可変バルブリフト機構８−１、８−２が同一な作用をするので、ここでは、吸気系についてのみ説明する。
【００３１】
この吸気側可変バルブリフト機構８−１においては、油圧通路１１４−１に付加された油圧は、吸気側ロッカアーム軸７８内の油圧室１０６−１に付加され、この油圧によって一側、他側プランジャ１０８−１Ａ、１０８−１Ｂが両側に移動することで、第１、第２低速用ロッカアーム７４−１Ｌ、７４−２Ｌと高速用ロッカアーム７４Ｈとが一体的に動作することができ、吸気側バルブ３４は、高速用カム１０２Ｈに沿ったバルブ作動を行う。一方、油圧通路１１４−１に油圧が付加されない場合には、一側、他側プランジャ１０８−１Ａ、１０８−１Ｂが一側、他側スプリング１１０−１Ａ、１１０−１Ｂの付勢力で中心側に移動し、一側、他側プランジャ１０８−１Ａ、１０８−１Ｂが一側、他側プランジャ受け部１１２−１Ａ、１１２−１Ｂから抜け出し、第１、第２低速用ロッカアーム７４−１Ｌ、７４−２Ｌと高速用ロッカアーム７４Ｈとがばらばらに動作して、吸気側バルブ３４は、低速用カム１０２Ｌ（１０２−１Ｌ、１０２−２Ｌ）に沿った動作をする。この場合に、エンジン２には可変バルブリフト機構８が吸気側と排気側とで且つ各気筒毎に対して設けられているので、吸気側と排気側とで各バルブを精度良く動作させることができる。
【００３２】
一方、図７のベース用エンジン２０２においては、吸気側、排気側バルブ２２６、２２８は、油圧タペット式で直接的に動作する直打式の吸気側、排気側動弁機構２４６、２４８によって開閉駆動される。
【００３３】
この結果、可変バルブリフト機構を備えていないベース用エンジン２０２と可変バルブリフト機構８を備えているエンジン２とにおいて、ベース用エンジン２０２のシリンダヘッド１０６とエンジン２のシリンダヘッド６とを同一形状にするとともに、ベース用エンジン２０２のシリンダヘッドカバー２１０とエンジン２のシリンダヘッドカバー１４とを同一形状にすることができ、シリンダヘッドやシリンダヘッドカバーの部品の共通化を図り、部品の形状の変更を不要とし、部品点数を低減するとともに、組立工数を削減し、コスト的にも低廉とすることができる。
【００３４】
また、ベース用エンジン２０２は、吸気側、排気側バルブ２２６、２２８を直接的に動作する直打式の吸気側、排気側動弁機構２４６、２４８を有し、エンジン２は、ロッカアームを介して吸気側、排気側バルブ３４、３６を動作するロッカアーム式の吸気側、排気側動弁機構６６、６８を有するので、可変バルブリフト機構を備えていないベース用エンジン２０２では、部品点数が少なく機構が簡単な直打タイプを利用し、可変バルブリフト機構８を備えたエンジン２では、機構や油圧システムが簡単なロッカアームを介するタイプを利用するので、これら両タイプの長所のみを利用した配分が可能となり、簡単で、簡素な構成とすることができる。
【００３５】
ベース用エンジン２０２の吸気側カム軸２３４の中心と排気側カム軸２３６の中心との第１軸間距離Ａと、エンジン２の吸気側カム軸４６の中心と排気側カム軸４８の中心との第２軸間距離Ａとは、同一に設定されているので、可変バルブリフト機構８を備えたエンジン２においては、ロッカアーム軸のロッカアーム比を大きくとることができ、バルブリフト量を大きくすることが可能となり、エンジン出力を向上することができる。
【００３６】
エンジン２の可変バルブリフト機構８を作動する油圧回路１０４は、可変バルブハウジング１０内に設けられたので、シリンダヘッド６、シリンダヘッドカバー１４に、可変バルブリフト機構専用の油圧系路を設ける必要がないので、加工工数を削減させることができる。
【００３７】
図８は、この発明の特別構成であり、第２実施例を示すものである。
【００３８】
以下の実施例においては、上述の第１実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。
【００３９】
この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、吸気系についてのみ説明すると、吸気側ロッカアーム７４には、先端側に吸気側バルブ３４の吸気側ステム３４Ａの先端に延長する押圧用延張部１２２を設けた。つまり、通常、ベース用エンジン２０２のシリンダヘッド２０６とシリンダヘッドカバー２１０との間に可変バルブハウジング１０を設けた場合に、その可変バルブハウジング１０の高さ分だけベース用エンジン２０２の吸気側バルブ２２６の吸気側ステム２２６Ａの長さを大きく形成する必要があり、吸気側バルブ２２６の共通化を図ることができなかったが、このように、吸気側ロッカアーム７４に押圧用延張部１２２を設けることにより、ベース用エンジン２０２の吸気側バルブ２２６をそのまま使用可能とするものである。
【００４０】
この第２実施例の構成によれば、ベース用エンジン２０２の吸気側バルブ２２６をそのまま使用することができるので、シリンダヘッド、シリンダヘッドカバーと共に、吸気側バルブの共通化を図ることができ、共通部品を増加させることができる。
【００４１】
なお、この発明においては、第１エンジンであるベース用エンジンの第１シリンダヘッドに可変バルブハウジングを予め一体的に形成して第２エンジンの第２シリンダヘッドを構成し、この第２エンジンにおいても第２シリンダヘッドと第２シリンダヘッドカバーとの２部品とし、可変バルブリフト機構を備えた第２エンジンの第２シリンダヘッドをメインとして使用することも可能である。この場合に、可変バルブリフト機構を備えていない第１エンジンを構成する際には、可変バルブハウジングの高さ分を考慮し、タペットの形状やバルブステムの傾き等を変更する。これにより、第１エンジンと第２エンジンとで、２部品とし、どちらをメインで使用しても、容易に対処させることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、シリンダヘッドやシリンダヘッドカバー等の部品の共通化を図り、これら部品の形状の変更を不要とし、部品点数を低減するとともに、組立工数を削減し、コストも低廉とし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】可変バルブリフト機構を備えた第２エンジンの断面図である。
【図２】可変バルブリフト機構を備えた第２エンジンの平面図である。
【図３】吸気側、排気側カム軸を除いた可変バルブハウジングの平面図である。
【図４】図３の可変バルブリフト機構の要部拡大平面図である。
【図５】可変バルブハウジングの平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線による可変バルブハウジングの断面図である。
【図７】可変バルブリフト機構を備えていない第１エンジンの断面図である。
【図８】第２実施例において第２エンジンの半断面図である。
【符号の説明】
２  エンジン
４  シリンダブロック
６  シリンダヘッド
８  可変バルブリフト機構
８−１  吸気側可変バルブリフト機構
８−２  排気側可変バルブリフト機構
１０  可変バルブハウジング
３４  吸気側バルブ
３６  排気側バルブ
４６  吸気側カム軸
４８  排気側カム軸
６６  吸気側動弁機構
６８  排気側動弁機構
７４  吸気側ロッカアーム
７６  排気側ロッカアーム
１０４  油圧回路
１１４  油圧通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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