(57)【要約】【課題】ヘッドカバーにカムシャフトの軸受部を設けた場合に、組立時におけるロッカーアームの脱落を確実に抑止することを目的とする。【解決手段】吸気弁１８又は排気弁２０を駆動するカムシャフト２６，３０と、カムシャフト２６，３０を格納するヘッドカバー３４と、ヘッドカバー３４に設けられ、カムシャフト２６，３０を支持する上方軸受部４２と、ヘッドカバー３４に装着され、上方軸受部４２と対になってカムシャフト２６，３０を保持する下方軸受部５４と、カムシャフト２６，３０の駆動力を吸気弁１８又は排気弁２０へ伝達するロッカーアーム２２，２４と、ロッカーアーム２２，２４の直上に近接し、ロッカーアーム２２，２４の脱落を規制するロッカーアーム支持部５６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁又は排気弁を駆動するカムシャフトと、
前記カムシャフトを格納するヘッドカバーと、
前記ヘッドカバーに設けられ、前記カムシャフトを支持する第１の軸受部と、
前記ヘッドカバーに装着され、前記第１の軸受部と対になって前記カムシャフトを支持する第２の軸受部と、
前記カムシャフトの駆動力を前記吸気弁又は排気弁へ伝達するロッカーアームと、
前記ロッカーアームの直上に近接し、前記ロッカーアームの脱落を規制するロッカーアーム支持手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のカムシャフト支持構造。
【請求項２】
前記ロッカーアーム支持手段は、前記ロッカーアームが駆動する際の回転中心の直上に設けられたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【請求項３】
前記ロッカーアーム支持手段が前記ヘッドカバーに設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【請求項４】
前記ロッカーアーム支持手段に設けられ、前記ロッカーアームの近傍にオイルを噴射するオイル噴射孔を更に備えたことを特徴とする請求項３記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【請求項５】
前記ロッカーアーム支持手段が前記第２の軸受部に設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【請求項６】
前記第２の軸受部と前記カムシャフトが所定距離だけ離間していることを特徴とする請求項５記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【請求項７】
複数の前記第２の軸受部を備え、
隣接する前記第２の軸受部を連結する連結手段を備え、
前記ロッカーアーム支持手段は、前記連結手段に設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【請求項８】
複数の前記第２の軸受部の周囲を連結する外枠部と、
前記吸気弁、前記排気弁、及び前記ロッカーアームが組付けられるシリンダヘッドと、を備え、
前記外枠部は、前記ヘッドカバーと前記シリンダヘッドの間に挟持されることを特徴とする請求項７記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関のカムシャフト支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カムシャフトの運動をロッカーアームを介して伝達し、吸気弁、排気弁を駆動する技術が知られている。また、カムシャフトの上側の軸受け部をヘッドカバーに設ける技術が知られている。
【０００３】
【特許文献１】実開昭６３−８３４０２号公報
【特許文献２】特開２００３−１５５９０４公報
【特許文献３】特開２００５−９４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ロッカーアームは、吸気弁又は排気弁とカムシャフトとの間に挟まれることによって初めて所定位置に保持される。従って、ロッカーアーム上にカムシャフトを組み付ける以前においては、ロッカーアームの状態は不安定であり、ロッカーアーム上にカムシャフトを組み付ける際に、ロッカーアームが脱落する場合がある。特に、ヘッドカバーにカムシャフトの軸受け部を設け、カムシャフトをヘッドカバーに組み付けた後、ヘッドカバーをシリンダヘッドに組み付ける場合は、各ロッカーアームの状態を確認しながらヘッドカバーを組み付けることが困難であり、組付けの際にロッカーアームが脱落し易くなるという問題がある。そして、ロッカーアームが脱落した場合は、ロッカーアームを正規に位置に戻し、ヘッドカバーの組付けを再度行うといった煩雑な作業が必要となる。
【０００５】
このため、実開昭６３−８３４０２号公報に記載された技術では、ロッカーアームを仮押さえする部品を設けることで、ロッカーアームの脱落を抑えるようにしている。
【０００６】
しかしながら、ロッカーアームを仮押さえする部品を設けると、ブローバイガスの通気抵抗が高くなるため、ブローバイガスの流速が上がり、オイルの持ち去りが発生するという問題がある。また、部品点数、組立工数が増加するため、製造コストが上昇するという問題も発生する。
【０００７】
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、ヘッドカバーにカムシャフトの軸受部を設けた場合に、組立時におけるロッカーアームの脱落を確実に抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、吸気弁又は排気弁を駆動するカムシャフトと、前記カムシャフトを格納するヘッドカバーと、前記ヘッドカバーに設けられ、前記カムシャフトを支持する第１の軸受部と、前記ヘッドカバーに装着され、前記第１の軸受部と対になって前記カムシャフトを保持する第２の軸受部と、前記カムシャフトの駆動力を前記吸気弁又は排気弁へ伝達するロッカーアームと、前記ロッカーアームの直上に近接し、前記ロッカーアームの脱落を規制するロッカーアーム支持手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記ロッカーアーム支持手段は、前記ロッカーアームが駆動する際の回転中心の直上に設けられたことを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記ロッカーアーム支持手段が前記ヘッドカバーに設けられたことを特徴とする。
【００１１】
第４の発明は、第３の発明において、前記ロッカーアーム支持手段に設けられ、前記ロッカーアームの近傍にオイルを噴射するオイル噴射孔を更に備えたことを特徴とする。
【００１２】
第５の発明は、第１又は第２の発明において、前記ロッカーアーム支持手段が前記第２の軸受部に設けられたことを特徴とする。
【００１３】
第６の発明は、第５の発明において、前記第２の軸受部と前記カムシャフトが所定距離だけ離間していることを特徴とする。
【００１４】
第７の発明は、第１又は第２の発明において、複数の前記第２の軸受部を備え、隣接する前記第２の軸受部を連結する連結手段を備え、前記ロッカーアーム支持手段は、前記連結手段に設けられたことを特徴とする。
【００１５】
第８の発明は、第７の発明において、複数の前記第２の軸受部の周囲を連結する外枠部と、前記吸気弁、前記排気弁、及び前記ロッカーアームが組付けられるシリンダヘッドと、を備え、前記外枠部は、前記ヘッドカバーと前記シリンダヘッドの間に挟持されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、ロッカーアームの脱落を規制するロッカーアーム支持手段を設けたため、ヘッドカバーをロッカーアーム上に組み付ける際に、ロッカーアームの脱落方向への動きを規制することができ、ロッカーアームの脱落を抑止できる。従って、ヘッドカバー組付け時の作業効率を大幅に向上することが可能となる。
【００１７】
第２の発明によれば、ロッカーアームが駆動する際の回転中心は最も移動量が少ないため、回転中心の直上にロッカーアーム支持手段を設けることで、ロッカーアームとロッカーアーム支持手段との距離を最も近接させることができる。従って、組付け時のロッカーアームの脱落を確実に抑えることができる。
【００１８】
第３の発明によれば、ロッカーアーム支持手段をヘッドカバーに設けたため、ロッカーアーム支持手段とヘッドカバーを一体成形することができ、製造コストを低減することができる。
【００１９】
第４の発明によれば、ロッカーアーム支持手段にオイル噴射孔を設けたため、ロッカーアームに近接した位置からロッカーアームの近傍に向けて直接オイルを供給することが可能となる。これにより、ロッカーアームの上にオイルデリバリパイプを設ける必要がなくなり、簡素な構成で効果的に潤滑を行うことができる。
【００２０】
第５の発明によれば、ロッカーアーム支持手段を第２の軸受部に設けたため、ロッカーアーム支持手段と第２の軸受部を一体成形することができ、製造コストを低減することができる。
【００２１】
第６の発明によれば、ロッカーアームを介して伝達されるバルブスプリング反力は第１の軸受部に伝達されるため、第２の軸受部とカムシャフトを離間させることができる。これにより、フリクションを低減することができ、また、第２の軸受部を簡素に構成できるため、製造コストを低減することが可能となる。また、第２の軸受部をとカムシャフトを離間させることで、ロッカーアーム支持手段の長さを短くすることができるため、ヘッドカバーの内側におけるオイル流れ、ブローバイガス流れを向上することができる。更に、ロッカーアーム支持手段を短くすることで、組立性を向上することができる。
【００２２】
第７の発明によれば、隣接する第２の軸受部を連結するため、第２の軸受部の剛性を高めることが可能となる。
【００２３】
第８の発明によれば、第２の軸受部の周囲を連結する外枠部を設け、外枠部をヘッドカバーとシリンダヘッドとの間に挟持するため、第２の軸受部の剛性を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るカムシャフト支持構造を説明するための断面図である。より具体的には、図１は、本実施形態のカムシャフト支持構造を、一つの気筒の中央を通る面で切断することにより得られる断面図である。尚、本実施形態の内燃機関１０は、直列４気筒型エンジンであり、また、内燃機関１０の各気筒には、それぞれ２つの吸気弁および２つの排気弁が備わっているものとする。
【００２６】
図１に示すように、内燃機関１０は、シリンダヘッド１２を備えている。シリンダヘッド１２には、気筒毎に吸気ポート１４と排気ポート１６が設けられるとともに、それらを開閉するための吸気弁１８および排気弁２０が組み込まれる。吸気弁１８および排気弁２０の上端は、それぞれロッカーアーム２２，２４の一端に接している。
【００２７】
吸気弁１８および排気弁２０には、それぞれ図示省略するバルブスプリングの付勢力が作用している。ロッカーアーム２２，２４の一端は、それぞれ、その付勢力を受けた吸気弁１８および排気弁２０により上方に付勢されている。ロッカーアーム２２，２４の他端は、それぞれ、ラッシュアジャスタ２５により支持されている。
【００２８】
ロッカーアーム２２の上部には、吸気カムシャフト２６が配置されている。吸気カムシャフト２６には、ロッカーアーム２２と当接する吸気カム２８が固定されている。同様に、ロッカーアーム２４の上部には、排気カムシャフト３０が配置されている。排気カムシャフト３０には、ロッカーアーム２４と当接する排気カム３２が固定されている。
【００２９】
シリンダヘッド１２の上部には、アッパカムキャリア一体ヘッドカバー３４（以下単にヘッドカバー３４と称する）が図示省略する締結ボルトによって固定される。図２は、図１に示すヘッドカバー３４を、ロッカーアーム２２，２４側から見た斜視図である。より具体的には、図２は、ヘッドカバー３４、カムシャフト２６，３０、および後述する下方軸受部材４４，４６，４８，５０，５２を分解して表した斜視図である。図２に示すように、吸気カムシャフト２６および排気カムシャフト３０の一端には、それぞれ、クランクシャフトの駆動力を伝達するためのチェーンを巻き掛けるためのタイミングスプロケット３６，３８が固定されている。また、吸気カムシャフト２６の他端には、図示しない燃料ポンプを駆動するためのポンプ駆動用カム４０が固定されている。
【００３０】
図２に示すように、ヘッドカバー３４には、吸気カムシャフト２６および排気カムシャフト３０をそれぞれ支持するための上方軸受部４２が一体に形成されている。より具体的には、上方軸受部４２は、内燃機関１０の各気筒間の３ヶ所、および両端の気筒の外側の合計５箇所に、それぞれ２つづつ設けられている。個々の上方軸受部４２は、カムシャフト２６，３０の各ジャーナル部を支持することができるように、半円状の凹状に形成されている。ここでは、図２中に示すように、タイミングスプロケット３６，３８に最も近い側から順に、カムシャフト２６，３０の各ジャーナル部に対して、＃１〜＃５の符号を付すことでそれぞれのジャーナル部を区別することとする。
【００３１】
それぞれの上方軸受部４２には、対応する下方軸受部材４４，４６，４８，５０，５２が組み合わされる。下方軸受部材４４，４６，４８，５０，５２のそれぞれには、２つの下方軸受部５４が形成されている。下方軸受部５４は、カムシャフト２６，３０の各ジャーナル部＃１〜＃５を支持することができるように、上方軸受部４２と同一径となる半円形の凹状に形成されている。下方軸受部材４４，４６，４８，５０，５２は、カムシャフト２６，３０を上方軸受部４２に搭載した状態で、締結ボルト（図示省略）によってヘッドカバー３４に固定される。
【００３２】
なお、これらの下方軸受部材４４等は、ヘッドカバー３４の材質に比して軽い材質で構成されている。より具体的には、ヘッドカバー３４がアルミであるのに対し、下方軸受部材４４等は、マグネシウム又はマグネシウム合金によって構成されている。尚、下方軸受部材４４等は、ヘッドカバー３４の材質に比して軽量な材質であれば、マグネシウム又はマグネシウム合金に限らず、例えば樹脂複合材であっても良い。
【００３３】
図２に示すように、ヘッドカバー３４の上方軸受部４２の側方には、それぞれ、ロッカーアーム支持部５６が設けられている。ロッカーアーム支持部５６は、ヘッドカバー３４と一体に形成されている。
【００３４】
上方軸受部４２は気筒間、および両端の気筒の外側に設けられているため、ヘッドカバー３４をシリンダヘッド１２に組み付けた状態では、各上方軸受部４２の側方に隣接する気筒のロッカーアーム２２，２４が配置される。そして、図１に示すように、ヘッドカバー３４をシリンダヘッド１２に組付けた状態では、ロッカーアーム支持部５６がロッカーアーム２２，２４上に位置するように構成されている。
【００３５】
より詳細には、ヘッドカバー３４をシリンダヘッド１２に組付けた状態では、ロッカーアーム支持部５６は、ロッカーアーム２２，２４が駆動する際の支点（回転中心）の直上に配置される。すなわち、ロッカーアーム支持部５６は、ラッシュアジャスタ２５の直上に位置している。そして、ヘッドカバー３４をシリンダヘッド１２に組付けた状態では、ロッカーアーム２２，２４の上面とロッカーアーム支持部５６の先端との間に所定の隙間が設けられている。
【００３６】
ヘッドカバー３４は、カムシャフト２６，３０、下方軸受部材４４，４６，４８，５０，５２が組み付けられた後、シリンダヘッド１２へ装着される。以上のような構成によれば、カムシャフト２６，３０が組み付けられたヘッドカバー３４をシリンダヘッド１２に組み付ける際に、ロッカーアーム２２，２４の上部にロッカーアーム支持部５６の先端が接近する。これにより、組付けの過程でロッカーアーム２２，２４が吸気弁１８、排気弁２０上の所定位置から脱落しそうになったとしても、ロッカーアーム２２，２４の上面がロッカーアーム支持部５６に当接し、ロッカーアーム２２，２４が脱落方向へ移動することを抑えることができる。従って、組付け時のロッカーアーム２２，２４の脱落を未然に防止することができる。
【００３７】
ヘッドカバー３４をシリンダヘッド１４に組み付ける際に、ロッカーアーム２２，２４が脱落すると、ロッカーアーム２２，２４を吸気弁１８、排気弁２０上の所定位置に戻し、ヘッドカバー３４をシリンダヘッド１４に組み付ける作業をやり直す必要がある。本実施形態の構成によれば、ロッカーアーム２２，２４の脱落を未然に防止することができるため、組付けのやり直し等の煩雑な作業が不要となり、組付け時の作業効率を大幅に高めることが可能となる。更に、ロッカーアーム支持部５６を設けたことにより、カムシャフト２６，３０の回転によるオイルの飛散を防止することができる。
【００３８】
なお、ヘッドカバー３４がシリンダヘッド１２に組付けられた状態では、ロッカーアーム２２，２４の上面とロッカーアーム支持部５６との間に所定の隙間が設けられるため、組付け後、ロッカーアーム２２，２４が動作した際にロッカーアーム２２，２４の上面とロッカーアーム支持部５６とが接触することはない。また、組付け後、ロッカーアーム２２，２４の駆動中に故障等によりロッカーアーム２２，２４が脱落しそうになったとしても、ロッカーアーム支持部５６によってロッカーアーム２２，２４の動きが規制されるため、ロッカーアーム２２，２４の脱落を確実に抑止することができる。
【００３９】
なお、上述の例では、ロッカーアーム２２，２４の支点の上部にロッカーアーム支持部５６を配置しているが、ロッカーアーム２２，２４の側面にロッカーアーム支持部５６が位置するように構成しても良い。図３は、ロッカーアーム２２，２４の側面に近接するようにロッカーアーム支持部５６を設けた例を示す断面図であって、一つの気筒の中央を通る面で切断することにより得られる断面図である。この場合においても、ヘッドカバー３４をシリンダヘッド１４に組み付ける際に、ロッカーアーム２２，２４が脱落方向に移動した場合であっても、ロッカーアーム２２，２４の側面がロッカーアーム支持部５６に当接して支持されるため、ロッカーアーム２２，２４が脱落してしまうことを抑止できる。
【００４０】
また、ヘッドカバー３４とロッカーアーム支持部５６を別体とし、ヘッドカバー３４にロッカーアーム支持部５６を取り付ける構造としても良い。更に、図４に示すように、ロッカーアーム支持部５６は下方軸受部材４４，４６，４８，５０，５２に設けても良い。
【００４１】
図５は、隣接する下方軸受部材４４，４６，４８，５０，５２を連結部１０４によって連結し、連結部１０４上にロッカーアーム支持部５６を設けた例を示す模式図である。このような構成によれば、連結部１０４によって下方軸受部材４４，４６，４８，５０，５２の剛性を高めることができる。また、下方軸受部材４４，４６，４８，５０，５２が一体化され、ヘッドカバー３４への組み付けを一度に行うことができるため、組立時の作業性を高めることができる。
【００４２】
以上説明したように実施の形態１によれば、ヘッドカバー３４又は下方軸受部材４４，４６，４８，５０，５２などにロッカーアーム支持部５６を設けたため、ヘッドカバー３４をシリンダヘッド１２に組み付ける際に、ロッカーアーム２２，２４が脱落してしまうことを確実に防止できる。従って、ヘッドカバー３４をシリンダヘッド１４に組み付ける際の作業効率を大幅に向上することが可能となる。
【００４３】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図６は、実施の形態２に係るカムシャフト支持構造を説明するための断面図であって、本実施形態のカムシャフト支持構造を、一つの気筒の中央を通る面で切断することにより得られる断面図である。実施の形態１の構成でロッカーアーム支持部５６を構成した場合、ロッカーアーム支持部５６はロッカーアーム２２，２４に近接した位置に配置される。実施の形態２は、ロッカーアーム支持部５６にオイル噴射孔を設け、ロッカーアーム支持部５６からロッカーアーム２２，２４の近傍へオイルを供給するようにしたものである。
【００４４】
図６に示すように、ロッカーアーム支持部５６には、オイル噴射孔５８が設けられている。オイル噴射孔５８の出口は、ロッカーアーム２２，２４とカム２８，３２との当接部に向けられている。オイル噴射孔５８には、オイルポンプからオイルが供給される。
【００４５】
このような構成によれば、オイルポンプの駆動によりオイル噴射孔５８にオイルが送られると、ロッカーアーム２２，２４とカム２８，３２との当接部に向けてオイルが噴射される。従って、ロッカーアーム２２，２４とカム２８，３２の当接部に最も近接した位置から当接部に向けて確実にオイルを供給することができる。これにより、ロッカーアーム２２，２４の上部にオイルデリバリパイプを設ける必要がなくなり、ヘッドカバー３４を簡素に構成することが可能となる。
【００４６】
以上説明したように実施の形態２によれば、ロッカーアーム支持部５６にオイル噴射孔５８を設けたため、ロッカーアーム２２，２４とカム２８，３２の当接部に向けてロッカーアーム支持部５６から直接的にオイルを供給することが可能となる。従って、オイルデリバリパイプを設ける必要がなく、簡素な構成でロッカーアーム２２，２４の近傍を確実に潤滑することが可能となる。
【００４７】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３は、ロッカーアーム支持部５６を下方軸受部材と一体に設け、更に、下方軸受部材を簡素に構成したものである。
【００４８】
図７は、図２と同様に、ヘッドカバー３４をロッカーアーム２２，２４側から見た斜視図であって、ヘッドカバー３４に下方軸受部材４４，５２、および下方軸受部材６０，６２，６４を組み付けた状態を示している。図７において、＃１，＃５ジャーナル部を支持する下方軸受部材４４，５２は、実施の形態１と同様に構成されている。一方、＃２〜＃４ジャーナル部に対応する下方軸受部材６０，６２，６４は、実施の形態１の下方軸受部材４６，４８，５０と相違している。なお、図７ではカムシャフト２８，３０の図示を省略している。
【００４９】
ヘッドカバー３４には、実施の形態１と同様に上方軸受部４２が設けられている。下方軸受部材６０，６２，６４は同一形状であり、カムシャフト２６，３０を上方軸受部４２に搭載した状態で、ヘッドカバー３４に固定される。下方軸受部材６０，６２，６４には、それぞれ、カムシャフト支持部５６が設けられている。下方軸受部材６０，６２，６４は、それぞれ、＃２〜＃４ジャーナル部に対応する上方軸受部４２の上に装着される。そして、実施の形態１と同様に、ヘッドカバー３４をシリンダヘッド１２に組み付けた状態では、下方軸受部材６０，６２，６４に設けられたロッカーアーム支持部５６が、各ロッカーアーム２２，２４上に位置するように構成されている。
【００５０】
図８は、実施の形態３のカムシャフト支持構造を、一つの気筒の中央を通る面で切断することにより得られる断面図であり、主として下方軸受部材６０とロッカーアーム２２，２４との位置関係を示している。
【００５１】
図８に示すように、ヘッドカバー３４がシリンダヘッド１２に組付けられた状態では、ロッカーアーム支持部５６は、ロッカーアーム２２，２４が回転する際の支点の直上に位置している。すなわち、ロッカーアーム支持部５６は、ラッシュアジャスタ２５の直上に位置するように配置される。そして、ロッカーアーム２２，２４の上面とロッカーアーム支持部５６との間には所定の隙間が設けられている。
【００５２】
このような構成によれば、カムシャフト２６，３０が組み付けられたヘッドカバー３４をシリンダヘッド１２に組み付ける際に、ロッカーアーム２２，２４の上部にロッカーアーム支持部５６が接近する。これにより、組付けの過程でロッカーアーム２２，２４が吸気弁１８、排気弁２０の上の所定位置から脱落しそうになったとしても、ロッカーアーム２２，２４の上面がロッカーアーム支持部５６に当接することになる。これにより、ロッカーアーム２２，２４が脱落方向へ移動することを抑止でき、ロッカーアーム２２，２４の脱落を未然に防止することができる。
【００５３】
従って、ロッカーアーム２２，２４の脱落に起因して、ヘッドカバー３４をシリンダヘッド１４に組み付ける作業をやり直すなどの手間が生じなくなり、組付け時の作業効率を大幅に高めることが可能となる。
【００５４】
図８に示すように、下方軸受部材６０，６２，６４のそれぞれには、下方軸受部６６が設けられている。下方軸受部６６は、カムシャフト２６，３０が組付けられた状態で、それらのカムシャフト２６，３０との隙間を十分に確保できるように、上方軸受部４２に比して大きな径となる半円形の凹状に形成されている。言い換えれば、下方軸受部６６は、カムシャフト２６，３０が組付けられた状態で、カムシャフト２６，３０との間に所定の隙間が生じるように構成されている。
【００５５】
このため、後述するように下方軸受部材６０，６２，６４を簡素な構造とすることができ、製造コストを低減することができる。また、下方軸受部６６とカムシャフト２６，３０が離間するため、フリクションを低減することが可能となる。また、下方軸受部６６とカムシャフト２６，３０を離間させることで、下方軸受部６６の位置が下方にシフトし、ロッカーアーム支持部５６を短くすることができるため、ヘッドカバー３４の内側におけるオイル流れ、ブローバイガス流れを向上することができる。更に、ロッカーアーム支持部５６を短くすることで、組立性を向上することができる。
【００５６】
図８に示すように、＃２ジャーナル部を支持する２つの上方軸受部４２の間には、ボルト締結孔６８が形成されている。同様に、＃３，＃４ジャーナル部を支持する２つの上方軸受部４２の間にも、ボルト締結孔６８が形成されている。また、各下方軸受部材６０，６２，６４における２つの下方軸受部６６の間には、貫通孔７０が形成されている。下方軸受部材６０，６２，６４は、カムシャフト２６，３０を上方軸受部４２に搭載した状態で、貫通孔７０を貫通してボルト締結孔６８に締め付けられる締結ボルト７２によって、ヘッドカバー３４に固定される。
【００５７】
吸気弁１８又は排気弁２０は、バルブスプリングによって開弁方向へ付勢されている。このため、吸気カム２８、排気カム３２のノーズがロッカーアーム２２，２４を押圧すると、ロッカーアーム２２，２４は、ラッシュアジャスタ２５との接点を支点として揺動し、吸気弁１８、排気弁２０を開弁方向へリフトさせる。この際、吸気カムシャフト２６、排気カムシャフト３０の各ジャーナル部には、バルブスプリングの反力が伝わる。従って、ヘッドカバー３４の各上方軸受部４２には、吸気カム２８、排気カム３２のノーズがロッカーアームを押圧する毎に図８中において上向きの反力が入力される。
【００５８】
また、回転駆動する吸気カムシャフト２６、排気カムシャフト３０には、タイミングスプロケット３６，３８を介して、図８中において下向きのチェーン張力に起因する荷重が作用する。そこで、本実施形態の支持構造では、上記チェーン張力の力点に最も近い部分に配置される＃１下方軸受部４４に高い剛性を与えている。このため、当該チェーン張力に起因して吸気カムシャフト２６に作用する曲げモーメントを効率的に抑えることができる。
【００５９】
更に、本実施形態の内燃機関１０のように、シリンダヘッド部にカムシャフトで駆動される燃料ポンプが搭載されている場合は、吸気カムシャフト２６の＃５ジャーナル部にも、図８において下向きの荷重、より具体的には燃料ポンプの駆動に起因する荷重が作用する。本実施形態の支持構造では、上記荷重の力点に最も近い部位に配置される＃５ジャーナル部に対応した下方軸受部材５２に高い剛性を与えている。このため、当該荷重に起因して吸気カムシャフト２６に作用する曲げモーメントを効率的に抑えることができる。
【００６０】
一方、＃２〜＃４ジャーナル部に対応した下方軸受部材６０，６２，６４には、バルブスプリング反力のみが作用することとなり、図８中の下向きの力は作用しない。従って、下方軸受部材６０，６２，６４には、下方軸受部材４４，５２に与えたような高い剛性を与える必要がない。つまり、下方軸受部材６０，６２，６４は、シリンダヘッド１２にヘッドカバー３４を組み付ける際に、カムシャフト２６，３０が落下しない程度にカムシャフト２６，３０を支持するものであれば良い。
【００６１】
以上説明した理由により、本実施形態の構造によれば、＃２〜＃４ジャーナル部に対応した下方軸受部材６０，６２，６４に実際に必要とされる機能を考慮して、下方軸受部材６０，６２，６４の構造を簡素化することができる。また、下方軸受部材６０，６２，６４をヘッドカバー３４の材質に比して軽い材料とすることで、シリンダヘッド部の軽量化を図ることができる。
【００６２】
ところで、シリンダヘッド等に搭載されるカムシャフトを上方からカムキャップで固定する構造が採用されている場合には、当該カムキャップでバルブスプリング反力を受け止める必要があった。このため、当該カムキャップには、その両側にボルト締結部がン設けられ、各カムキャップにつき２本の締結ボルトを用いて、カムキャップとシリンダヘッド等とが高い剛性をもって結合されるように構成されていた。
【００６３】
これに対し、本実施形態の支持構造によれば、バルブスプリングの反力はヘッドカバー３４とシリンダヘッド１２との結合部で受け止められることになるので、上記のように、下方軸受部材６０，６２，６４に高い剛性を与える必要がなくなる。このため、下方軸受部材６０，６２，６４をヘッドカバー３４に固定する際の締結力を低減することができる。具体的には、本実施形態の支持構造のように、締結ボルトの本数を１本に減らすことで、部品点数を削減することができる。
【００６４】
また、下方軸受部材６０，６２，６４は、ヘッドカバー３４に固定された状態で、その両端部とヘッドカバー３４との間に所定の隙間が生ずるように形成されている。より具体的には、この隙間は、下方軸受部材４４，５２を取り外した状態であれば、下方軸受部材６０，６２，６４を組み付けたままで、カムシャフト２６，３０の脱着が可能な程度とされている。このような構造によれば、メンテナンス時の作業性を向上させることができる。
【００６５】
なお、実施の形態３においても、ロッカーアーム２２，２４の側方にロッカーアーム支持部５６が位置するようにしても良い。この場合においても、ロッカーアーム２２，２４が脱落する際には、ロッカーアーム２２，２４の側面がロッカーアーム支持部５６に当接するため、ロッカーアーム２２，２４が脱落してしまうことを抑止できる。
【００６６】
以上説明したように実施の形態３によれば、下方軸受部材６０，６２，６４にロッカーアーム支持部５６を設けたため、ヘッドカバー３４をシリンダヘッド１２に組み付ける際に、ロッカーアーム２２，２４が脱落してしまうことを確実に防止できる。また、下方軸受部材６０，６２，６４の下方軸受部６６とカムシャフト２６，３０との間に隙間を設け、下方軸受部６６が直接的にカムシャフト２６，３０を支持しない構造としたため、下方軸受部材６０，６２，６４を簡素な構造とすることができ、また、フリクションを低減することが可能となる。
【００６７】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。図９は、本発明の実施の形態４に係るカムシャフト支持構造を説明するための図である。より具体的には、図９は、本実施形態の構造に含まれる構成要素を分解して表した斜視図である。図９に示すように、本実施形態の構造は、内燃機関のシリンダヘッド１２を備えている。
【００６８】
シリンダヘッド１２は、アルミや鋳鉄により構成されている。シリンダヘッド１２の内部には、４つの気筒を構成するための各種要素（図示略）が形成されている。また、シリンダヘッド１２は、それらの各種要素を取り囲むように形成された側壁７４を備えている。側壁７４の最上部は、シリンダヘッド１２の環状の周縁部７６を構成している。周縁部７６の更に外側には、所定の間隔を開けて、複数のボルト締結孔７８が設けられている。
【００６９】
シリンダヘッド１２の上には、ラダーフレーム式ロアカムキャリア８０（以下、単に「ロアカムキャリア８０」と称す）が組付けられる。ロアカムキャリア８０は、シリンダヘッド１２の周縁部７６と重なるように配置される外枠部８２を有している。外枠部８２の更に外側には、シリンダヘッド１２のボルト締結孔７８と重なるように配置されたボルト締結孔８４が設けられている。
【００７０】
外枠部８２の内側には、外枠部８２の対向辺の間を掛け渡すように、４つの掛け渡し部８６が設けられている。掛け渡し部８６は、それぞれ、４つの気筒の境界部分に位置するように配置される。掛け渡し部８６には、それぞれ、２つの下方軸受部５４が形成されている。下方軸受部５４は、下側からカムシャフト２６，３０を支持することができるように、半円形の凹状に形成されている。それぞれの下方軸受部５４の両側には、掛け渡し部８６に開口されたボルト締結孔８８が形成されている。
【００７１】
ロアカムキャリア８０は、４つの掛け渡し部８６と上記の外枠部８２が一体化したものとして構成される。また、ロアカムキャリア８０は、マグネシウム又はマグネシウム合金によって構成されている。マグネシウム又はマグネシウム合金は、シリンダヘッド１２の材質であるアルミや鋳鉄に比して剛性が低い反面、アルミや鋳鉄に比して軽く、また、遮音性や断熱性に優れているという特性を有している。
【００７２】
従って、ロアカムキャリア８０をマグネシウム又はマグネシウム合金で構成した場合、その材質をアルミや鋳鉄とした場合に比して、以下のような特性が生ずる。
１．ロアカムキャリア８０単独での剛性は確保し難くなる。
２．ロアカムキャリア８０の軽量化により、内燃機関の軽量化と低重心化が実現できる。
３．振動に対する減衰性が向上し、制振効果、放射音低減効果が向上する。
４．伝熱、放熱が抑制され、内燃機関の暖機性が向上する。
【００７３】
ロアカムキャリア８０の上には、吸気カムシャフト２６と排気カムシャフト３０が、それぞれ、軸方向に並んだ４つの下方軸受部５４に保持されるように組みつけられる。本実施形態においても、個々の気筒に、吸気弁１８および排気弁２０が２つずつ設けられている。吸気カムシャフト２６及び排気カムシャフト３０は、それぞれ、それらの吸気弁１８及び排気弁２０に対応するように、気筒毎に２つのカム２８，３２を備えている。
【００７４】
ロアカムキャリア８０の上には、更に、ヘッドカバー３４が固定される。ヘッドカバー３４は、ロアカムキャリア８０の外枠部８２と重なるように配置されるフランジ部９０を備えており、吸気カムシャフト２６及び排気カムシャフト３０を支持しながら、ロアカムキャリア８０の全面を覆うことができるように構成されている。
【００７５】
フランジ部９０には、ロアカムキャリア８０の締結孔８４と重なるように、複数の締結孔９２が設けられている。ヘッドカバー３４及びロアカムキャリア８０は、それらの締結孔８４，９２に貫通して締結孔７８に締め付けられる締結ボルト（図示せず）によってシリンダヘッド１２に固定される。
【００７６】
ヘッドカバー３４は、複数の軸受け部分９４を備えている。個々の軸受け部分９４は、下方軸受部５４のそれぞれと対向する位置に設けられており、ヘッドカバー３４の外側においては、突起状に設けられている。軸受け部分９４は、ヘッドカバー３４の内側には、実施の形態１と同様に、下方軸受部５４と対をなすように上方軸受部４２（図９において不図示）を有している。上方軸受部４２は、下方軸受部５４と共に、吸気カムシャフト２６或いは排気カムシャフト３０を保持する部分であり、下方軸受部５４と同様に、半円形の凹状に形成されている。
【００７７】
個々の軸受け部分９４は、ロアカムキャリア８０の締結孔８８と重なる２つの締結孔９６を有している。ヘッドカバー３４とロアカムキャリア８０とは、それらの締結孔８８及び締結孔９６の部位においても、つまり、上下の軸受け部の直近においても、図示しない締結ボルトによって固定される。
【００７８】
図１０は、本実施形態のカムシャフト支持構造を、一つの気筒の中央を通る面で切断することにより得られる断面図である。図１０に示すように、ヘッドカバー３４の内側は、吸気側及び排気側の軸受け部分９４とが、左右のフランジ部９０と連続的かつ一体的な構造となるように構成されている。そして、左右のフランジ部９０の間に延在する部分（軸受け部分９４を含む）は、その全体において、ロアカムキャリア８０の掛け渡し部８６と対向し、且つ接触している。
【００７９】
ヘッドカバー３４は、ロアカムキャリア８０と同様に、マグネシウム又はマグネシウム合金で構成されている。このため、ヘッドカバー３４は、ロアカムキャリア８０と同様に、以下に示すような特性を示す。
１．ヘッドカバー４０単独での剛性は確保し難くなる。
２．ヘッドカバー４０の軽量化により、内燃機関の軽量化と低重心化が実現できる。
３．振動に対する減衰性が向上し、制振効果、放射音低減効果が向上する。
４．伝熱、放熱が抑制され、内燃機関の暖機性が向上する。
【００８０】
図１１は、ヘッドカバー３４を、ロッカーアーム２２，２４側から見た状態を模式的に示す斜視図である。より具体的には、図１１は、ヘッドカバー３４、カムシャフト２６，３０、ロアカムキャリア８０を分解して表した斜視図である。図１１に示すように、４つの掛け渡し部８６の両側には、ロッカーアーム支持部５６が設けられている。ロッカーアーム支持部５６はロアカムキャリア８０と一体に設けられており、ロッカーアーム支持部５６の先端はシリンダーヘッド１２に向けて突出している。
【００８１】
そして、図１０に示すように、ヘッドカバー３４、ロアカムキャリア８０、およびシリンダーヘッド１２を組み付けた状態では、ロッカーアーム支持部５６がロッカーアーム２２，２４上に位置するように構成されている。
【００８２】
本実施形態の構成では、ヘッドカバー３４にカムシャフト２６，３０およびロアカムキャリア８０を組み付けて一体化した後、これらの部材をシリンダーヘッド１２へ組み付ける。以上のような構成によれば、カムシャフト２６，３０、およびロアカムキャリア８０が組み付けられたヘッドカバー３４をシリンダヘッド１２に組み付ける際に、ロッカーアーム２２，２４の上部にロッカーアーム支持部５６が接近する。これにより、組付けの過程でロッカーアーム２２，２４が所定位置から脱落しそうになったとしても、ロッカーアーム２２，２４の上面がロッカーアーム支持部５６に当接することになる。従って、ロッカーアーム２２，２４が脱落方向へ移動することを抑止でき、ロッカーアーム２２，２４の脱落を未然に防止することができる。
【００８３】
従って、ロッカーアーム２２，２４の脱落に起因して、ヘッドカバー３４をシリンダヘッド１４に組み付ける作業をやり直すなどの手間が生じなくなり、組付け時の作業効率を大幅に高めることが可能となる。
【００８４】
図１２は、隣接する掛け渡し部８６の間を２つの連結部１０４で接続し、連結部１０４上にロッカーアーム支持部５６を設けた例を示している。このような構成によれば、連結部１０４を設けることで、ロアカムキャリア８０の剛性を更に高めることが可能である。
【００８５】
また、本実施形態では、ヘッドカバー３４とシリンダーヘッド１２の間にロアカムキャリア８０が挟まれて固定される。このような構成によれば、以下のような利点が得られる。
【００８６】
実施の形態３で説明したように、吸気カムシャフト２６には、個々の気筒で吸気弁１８が開弁する時期と同期して、個々の気筒に対応する位置において、上向きの大きな反力が作用する。同様の理由により、排気カムシャフト３０には、個々の気筒で排気弁２０が開弁する時期と同期して、個々の気筒に対応する位置において、上向きの大きな反力が作用する。このため、吸気カムシャフト２６及び排気カムシャフト３０の支持構造には、そのような反力に対抗し得る十分な剛性が要求される。
【００８７】
本実施形態において、上方軸受部４２を有する軸受け部分９４は、ヘッドカバー３４と一体的に形成されている。このような構造によれば、ヘッドカバー３４自体の剛性により軸受け部分９４の剛性を高めることができ、それらが個々に独立しているような場合に比して、上方軸受部４２の剛性を高めることができる。
【００８８】
また、本実施形態の構造によれば、下方軸受部５４を有する掛け渡し部８６は、外枠部８２と一体的に構成されている。このような構造によれば、外枠部８２によって個々の掛け渡し部８６を支えることができ、掛け渡し部８６が個々に独立しているような場合に比して、下方軸受部５４の剛性を高めることができる。
【００８９】
以上説明した通り、本実施形態の構造は、上方軸受部４２及び下方軸受部５４が、それぞれ、単独で高い剛性を有している。加えて、本実施形態の構造は、以下に説明するように、ヘッドカバー３４とロアカムキャリア８０とが組み合わされることにより、吸気カムシャフト２６及び排気カムシャフト３０の支持構造に、極めて高い剛性を付与し得る状態を作り出している。
【００９０】
すなわち、本実施形態の構造によれば、上下の軸受け部が対をなす部分は、全ての箇所において、ヘッドカバー３４と掛け渡し部８６とが重なりあった２重構造の部材を介してシリンダヘッド１２と連結されている。つまり、上下の軸受け部が対をなす部分の近傍では、常に、ヘッドカバー３４の一部と掛け渡し部８６とが密着しており、かつ、その密着状態が、左右のフランジ部９０或いは外枠部２２まで連続している。そして、上述した２重構造の部材は、軸受け部の両側がボルトによって締結されていることから、外見上は強固な単一構造部材として機能する。
【００９１】
このような構造によれば、吸気カムシャフト２６或いは排気カムシャフト３０が受ける力は、内燃機関上の如何なる部位においても、ヘッドカバー３４と掛け渡し部８６とからなる２重構造部材を介してシリンダヘッド１２に伝達される。従って、本実施形態の支持構造によれば、カムシャフトの支持に寄与する剛性は、多大に、上記の２重構造部材の剛性により決せられる。
【００９２】
単一のヘッドカバー３４や単一の掛け渡し部８６の剛性に比して、それらの重ね合わせからなる２重構造部材は、著しく高い剛性を示す。このため、本実施形態の支持構造は、上方軸受部４２及び下方軸受部５４がそれぞれ個別に高い剛性を示すこととも相まって、カムシャフトの支持剛性を確保するうえで、極めて好適な特性を有している。
【００９３】
上述した通り、本実施形態の支持構造において、ヘッドカバー３４及びロアカムキャリア８０は、アルミや鋳鉄に比して剛性の低いマグネシウム又はマグネシウム合金により構成される。しかしながら、本実施形態の構造は、上述した通り、カムシャフトの支持剛性を確保し易い特性を有している。このため、この構造によれば、ヘッドカバー３４やロアカムキャリア８０をマグネシウム又はマグネシウム合金で形成しつつ、カムシャフトを支持する上で十分な剛性を確保することができる。
【００９４】
図１０に示すように、本実施形態の支持構造では、シリンダヘッド３４とロアカムキャリア８０との境界が、吸気ポート１００の直上位置に設定されている。このような構成によれば、吸気ポート１００をシリンダヘッド１２の中に形成しつつ、シリンダヘッド１２の高さを最低限に抑えることができる。換言すると、上記の構成によれば、内燃機関に与えられた寸法の中で、ロアカムキャリア８０とヘッドカバー３４に、最大限の寸法を与えることができる。
【００９５】
ロアカムキャリア８０とヘッドカバー３４は、軽量のマグネシウム又はマグネシウム合金で構成されている。他方、シリンダヘッド１２は、マグネシウム又はマグネシウム合金に比して重いアルミや鋳鉄で構成される。このため、ロアカムキャリア８０とヘッドカバー３４の寸法を最大として、シリンダヘッド１０の高さを最小とすれば、内燃機関において、最大限の軽量化と低重心化を実現することができる。
【００９６】
上述した通り、本実施形態の支持構造では、ロアカムキャリア８０及びヘッドカバー３４に対して、許容し得る最大限の寸法（厚さ）を与えることとしている。ロアカムキャリア８０の外枠部８２、並びにヘッドカバー３４のフランジ部９０は、その厚さが厚いほど高い剛性を示す。従って、上記の設計思想によれば、外枠部８２及びフランジ部９０に、与えられた自由度の中で最大限の剛性を与えることができる。
【００９７】
外枠部８２やフランジ部９０の高剛性化は、カムシャフト支持構造の高剛性化に資すると同時に、内燃機関におけるオイル漏れのリスク低減にも大きく寄与する。すなわち、本実施形態の支持構造を用いる場合、内燃機関には、シリンダヘッド１２とロアカムキャリア８０の間、及びロアカムキャリア８０とヘッドカバー３４の間にシール箇所が生ずる。
【００９８】
ヘッドカバー３４及びロアカムキャリア８０は、締結ボルトによってシリンダヘッド１２の周縁部７６に固定される。オイル漏れは、一般に、締結ボルトの間の領域において発生し易い。そして、このようなオイル漏れは、シールを求められる部材の剛性が低いほど発生し易い。
【００９９】
本実施形態の構成では、シリンダヘッドの周縁部７６、ロアカムキャリア８０の外枠部８２、及びヘッドカバー３４のフランジ部９０がシールの求められる部材となる。周縁部７６は、剛性の高いアルミで構成されるため十分な剛性を有している。そして、外枠部８２及びフランジ部９０は、マグネシウム又はマグネシウム合金で構成されるものの、厚さ方向に十分な寸法が与えられており、かつ、実質的に強固な単一構造部材として機能する（軸受け部の近傍でも締結されているため）ことから、何れも十分な剛性を示す。
【０１００】
このため、本実施形態の支持構造によれば、シールを要する箇所が２カ所となるにも関わらず、また、ロアカムキャリア８０及びヘッドカバー３４をマグネシウム又はマグネシウム合金で構成しているにも関わらず、内燃機関におけるオイル漏れのリスクを十分に解消することが可能である。
【０１０１】
上述した通り、マグネシウム又はマグネシウム合金は、アルミに比して振動に対する減衰性に優れている。このため、ロアカムキャリア８０及びヘッドカバー３４をマグネシウム又はマグネシウム合金で構成すれば、内燃機関の遮音性、制振性は向上する。加えて、本実施形態では、上述した通り、ロアカムキャリア８０及びヘッドカバー３４に対して、最大限の寸法を与えることとしている。このため、本実施形態の構成によれば、マグネシウム又はマグネシウム合金を用いることによる遮音性及び精神性の効果を最大限に享受することができる。
【０１０２】
以上説明したように実施の形態４によれば、ロアカムキャリア８０の掛け渡し部８６の両側にロッカーアーム支持部５６を設けたため、ヘッドカバー３４、カムシャフト２６，３０、ロアカムキャリア８０を一体に組付けた後、シリンダーヘッド１２に組み付ける際に、ロッカーアーム２２，２４が脱落してしまうことを抑止できる。従って、組付けの際の作業効率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るカムシャフト支持構造を説明するための断面図である。
【図２】図１に示すヘッドカバーを、ロッカーアーム側から見た斜視図である。
【図３】ロッカーアームの側面に近接するようにロッカーアーム支持部を設けた例を示す断面図である。
【図４】ロッカーアーム支持部を下方軸受部材に設けた例を示す模式図である。
【図５】隣接する下方軸受部材を連結部によって連結し、連結部上にロッカーアーム支持部を設けた例を示す模式図である。
【図６】実施の形態２に係るカムシャフト支持構造を説明するための断面図である。
【図７】実施の形態２において、ヘッドカバーをロッカーアーム側から見た斜視図である。
【図８】実施の形態３のカムシャフト支持構造を説明するための断面図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係るカムシャフト支持構造を説明するための図である。
【図１０】実施の形態４のカムシャフト支持構造を、一つの気筒の中央を通る面で切断することにより得られる断面図である。
【図１１】ヘッドカバーを、ロッカーアーム側から見た状態を模式的に示す斜視図である。
【図１２】隣接する掛け渡し部の間を２つの連結部で接続し、連結部上にロッカーアーム支持部を設けた例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１２  シリンダヘッド
１８  吸気弁
２０  排気弁
２２，２４  ロッカーアーム
２６  吸気カムシャフト
３０  排気カムシャフト
３４  ヘッドカバー
４２  上方軸受部
５４  下方軸受部
４４，４６，４８，５０，５２，６０，６２，６４  下方軸受部材
５６  ロッカーアーム支持部
５８  オイル噴射孔
８２  外枠部
１０４  連結部
【図１】
2007192101.tif 000003
【図２】
2007192101.tif 000004
【図３】
2007192101.tif 000005
【図４】
2007192101.tif 000006
【図５】
2007192101.tif 000007
【図６】
2007192101.tif 000008
【図７】
2007192101.tif 000009
【図８】
2007192101.tif 000010
【図９】
2007192101.tif 000011
【図１０】
2007192101.tif 000012
【図１１】
2007192101.tif 000013
【図１２】
2007192101.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月27日(2006.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
このため、特開２００３−１５５９０４号公報に記載された技術では、ロッカーアームを仮押さえする部品を設けることで、ロッカーアームの脱落を抑えるようにしている。