(57)【要約】【課題】カムジャーナルの潤滑を確保しながらスラスト規制面も潤滑することが可能なカムシャフト潤滑構造を提供する。【解決手段】排気カムシャフト５の第１カムジャーナル６を支持する下側軸受部７は、シリンダヘッド２をシリンダブロック１に締結するヘッドボルト３の上方に位置し、ヘッドボルト挿入孔２０が下側軸受部７に形成されている。下側軸受部７に被せるカムキャップ８には、排気カムシャフト５のスラスト規制面１７と対向するスラスト受け面１８が設けられている。カムキャップ８には、排気カムシャフト５の第１カムジャーナル６に潤滑油を供給するカムキャップ油路１４が設けられている。カムキャップ油路１４から第１カムジャーナル６を通じてヘッドボルト挿入孔２０に流入した潤滑油を排気カムシャフト５のスラスト規制面１７に流出させる下側軸受部油路２１が下側軸受部７に設けられている。【選択図】図６
2013160071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのシリンダヘッド内部に配置されるカムシャフトの円環状のスラスト規制部のスラスト規制面を潤滑するカムシャフト潤滑構造において、
前記カムシャフトのカムジャーナルを回転自在に支持するように前記シリンダヘッドに設けられ当該シリンダヘッドをシリンダブロックに締結するヘッドボルトの上方に位置する下側軸受部と、
前記下側軸受部に形成され前記ヘッドボルトを挿入するヘッドボルト挿入孔と、
前記下側軸受部に被せるように取付けられて前記カムシャフトのカムジャーナルを回転自在に支持するカムキャップと、
前記カムキャップ又は下側軸受部の前記カムシャフト中心軸と直交する側壁に設けられ前記カムシャフトのスラスト規制面と対向するスラスト受け面と、
前記カムキャップに設けられ前記カムシャフトのカムジャーナルに潤滑油を供給するカムキャップ油路と、
前記下側軸受部に形成され前記カムキャップ油路からカムジャーナルを通じてヘッドボルト挿入孔に流入した潤滑油を前記カムシャフトのスラスト規制面に流出させる下側軸受部油路とを備えたことを特徴とするカムシャフト潤滑構造。
【請求項２】
前記下側軸受部油路は、前記ヘッドボルト挿入孔側の入口開口部より前記スラスト規制面に対向する出口開口部が低くなるように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト潤滑構造。
【請求項３】
前記スラスト受け面は前記カムキャップ側に半円状に形成されている場合、前記カムキャップと下側軸受部との合わせ面に対して垂直で且つ前記カムシャフト中心軸を含む平面で前記下側軸受部の側壁を２分割したときに、前記下側軸受部油路の出口開口部は前記カムシャフトの回転方向で前記スラスト受け面の始端近傍に設けられることを特徴とする請求項２に記載のカムシャフト潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダヘッド内部に配置されるカムシャフトの潤滑構造に関し、特にカムシャフトのスラスト方向への移動を規制するスラスト規制部のスラスト規制面の潤滑に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなスラスト規制面の潤滑構造としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。このカムシャフト潤滑構造は、カムシャフトに作用するスラスト荷重をスラスト軸受で受け、そのスラスト軸受に対向するスラスト規制面を潤滑するものであって、スラスト軸受を押さえるカムキャップのスラスト規制面側端面からスラスト規制面に潤滑油を供給する。このとき、スラスト規制面やカムキャップの端面に渦巻き円弧状の溝を設けて潤滑性を向上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−９６４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般にカムキャップはカムシャフトのカムジャーナルをシリンダヘッドの下側軸受部と共に回転自在に支持するものであるから、カムキャップ内の潤滑油をスラスト規制面に供給したのでは、カムジャーナルの潤滑が不十分になる虞がある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、カムジャーナルの潤滑を確保しながらスラスト規制面も潤滑することが可能なカムシャフト潤滑構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、発明の一態様は、エンジンのシリンダヘッド内部に配置されるカムシャフトの円環状のスラスト規制部のスラスト規制面を潤滑するカムシャフト潤滑構造において、前記カムシャフトのカムジャーナルを回転自在に支持するように前記シリンダヘッドに設けられ当該シリンダヘッドをシリンダブロックに締結するヘッドボルトの上方に位置する下側軸受部と、前記下側軸受部に形成され前記ヘッドボルトを挿入するヘッドボルト挿入孔と、前記下側軸受部に被せるように取付けられて前記カムシャフトのカムジャーナルを回転自在に支持するカムキャップと、前記カムキャップ又は下側軸受部の前記カムシャフト中心軸と直交する側壁に設けられ前記カムシャフトのスラスト規制面と対向するスラスト受け面と、前記カムキャップに設けられ前記カムシャフトのカムジャーナルに潤滑油を供給するカムキャップ油路と、前記下側軸受部に形成され前記カムキャップ油路からカムジャーナルを通じてヘッドボルト挿入孔に流入した潤滑油を前記カムシャフトのスラスト規制面に流出させる下側軸受部油路とを備えたことを特徴とするカムシャフト潤滑構造である。
【０００６】
また、前記下側軸受部油路は、前記ヘッドボルト挿入孔側の入口開口部より前記スラスト規制面に対向する出口開口部が低くなるように傾斜していることを特徴とするカムシャフト潤滑構造である。
また、前記スラスト受け面は前記カムキャップ側に半円状に形成されている場合、前記カムキャップと下側軸受部との合わせ面に対して垂直で且つ前記カムシャフト中心軸を含む平面で前記下側軸受部の側壁を２分割したときに、前記下側軸受部油路の出口開口部は前記カムシャフトの回転方向で前記スラスト受け面の始端近傍に設けられることを特徴とするカムシャフト潤滑構造である。
【発明の効果】
【０００７】
発明の一態様によれば、エンジンのシリンダヘッド内部に配置されるカムシャフトの円環状のスラスト規制部のスラスト規制面を潤滑する。そのとき、カムシャフトのカムジャーナルを回転自在に支持するようにシリンダヘッドに設けられた下側軸受部は、シリンダヘッドをシリンダブロックに締結するヘッドボルトの上方に位置する。そのため、ヘッドボルトを挿入するヘッドボルト挿入孔が下側軸受部に形成されている。この下側軸受部にカムキャップを被せるように取付けてカムシャフトのカムジャーナルを回転自在に支持する。そして、カムキャップ又は下側軸受部のカムシャフト中心軸と直交する側壁には、カムシャフトのスラスト規制面と対向するスラスト受け面が設けられている。また、カムキャップには、カムシャフトのカムジャーナルに潤滑油を供給するカムキャップ油路が設けられている。また、カムキャップ油路からカムジャーナルを通じてヘッドボルト挿入孔に流入した潤滑油をカムシャフトのスラスト規制面に流出させる下側軸受部油路が下側軸受部に設けられている。そのため、カムジャーナルの潤滑を確保しながらスラスト規制面も潤滑することができる。
【０００８】
また、ヘッドボルト挿入孔側の入口開口部よりスラスト規制面に対向する出口開口部が低くなるように下側軸受部油路を傾斜した。これにより、ヘッドボルト挿入孔内の潤滑油がスラスト規制面側に流れやすくなる。
また、スラスト受け面がカムキャップ側に半円状に形成されている場合、カムキャップと下側軸受部との合わせ面に対して垂直で且つカムシャフト中心軸を含む平面で下側軸受部の側壁を２分割したときに、下側軸受部油路の出口開口部をカムシャフトの回転方向でスラスト受け面の始端近傍に設けた。そのため、スラスト規制面に供給された潤滑油がカムシャフトの回転に伴って飛散する前にスラスト受け面に到達し、スラスト受け面及びスラスト規制面を潤滑することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のカムシャフト潤滑構造の一実施形態が適用されたエンジンの一例を示す側面図である。
【図２】図１のエンジンの縦断面図である。
【図３】図１のエンジンのシリンダヘッドの平面図である。
【図４】図３のシリンダヘッドの第１カムジャーナル近傍の平面図である。
【図５】図４のカムキャップの底面図である。
【図６】図４の排気カムシャフトの第１カムジャーナル近傍の斜視図である。
【図７】図６の第１カムジャーナルを支持する下側軸受部及びカムキャップの左側面図である。
【図８】図６の第１カムジャーナルを支持する下側軸受部及びカムキャップの一部断面右側面図である。
【図９】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】下側軸受部に形成された排気カムスプロケット側の下側軸受部油路の斜視図である。
【図１１】下側軸受部に形成されたスラスト規制部側の下側軸受部油路の斜視図である。
【図１２】ヘッドボルト挿入孔の斜視図である。
【図１３】スペーサ挿入時のヘッドボルト挿入孔の縦断面図である。
【図１４】スペーサ挿入時のヘッドボルト挿入孔の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明のカムシャフト潤滑構造の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のカムシャフト潤滑構造が適用されたエンジンの側面図、図２は、図１のエンジンの縦断面図である。図３は、図１のエンジンのシリンダヘッドの平面図である。図４は、図３のシリンダヘッドの第１カムジャーナル近傍の平面図である。このエンジンは、クランクシャフトが車両横方向に向けて配置される並列４気筒エンジンである。このエンジンは、シリンダブロック１の上方にシリンダヘッド２が搭載され、シリンダヘッド２はヘッドボルト３によってシリンダブロック１に締結されている。シリンダヘッド２の上方には吸気カムシャフト４及び排気カムシャフト５が配置される。このシリンダヘッド２の上方に図示しないシリンダヘッドカバーを取付けた状態で吸気カムシャフト４及び排気カムシャフト５はシリンダヘッド２内部に配置される。
【００１１】
図２の断面は、図３のシリンダヘッド２の平面図で、図示最左側の第１カムジャーナル６の断面（図３のＢ−Ｂ断面）を示している。この第１カムジャーナル６に代表されるカムジャーナルを回転自在に支持するために、シリンダヘッド２には、各カムジャーナルに対応して、吸気カムシャフト４及び排気カムシャフト５に共通な下側軸受部７が一連に形成されている。この下側軸受部７に吸気カムシャフト４及び排気カムシャフト５を搭載し、それらに被せるようにカムキャップ８を取付ける。これにより、吸気カムシャフト４及び排気カムシャフト５がシリンダヘッド２に回転自在に支持される。なお、吸気カムシャフト４には、バルブの開閉タイミングを変更する図示しない可変バルブタイミング装置が取付けられている。また、排気カムシャフト５の第１カムジャーナル６の軸方向端部には排気カムスプロケット９が取付けられている。この排気カムスプロケット９と図示しない可変バルブタイミング装置と図示しないクランクシャフトスプロケットに図示しないチェーンをかけて排気カムスプロケット９がクランクシャフトの回転速度の１／２の回転速度で回転される。
【００１２】
第１カムジャーナル６の潤滑構造について説明する。シリンダブロック１の図示しないクランクシャフト近傍には、図示しないオイルポンプからの潤滑油が圧送されるメインギャラリ１０が設けられている。メインギャラリ１０の潤滑油は第１油路１１を通ってシリンダブロック１とシリンダヘッド２の接合面に供給される。シリンダブロック１とシリンダヘッド２の接合面にはベンチュリ１２が設けられており、供給される潤滑油の流れを絞って流速を増加する。流速の増加された潤滑油は第２油路１３を通って下側軸受部７とカムキャップ８の接合面に供給される。また、メインギャラリ１０から図１に示すオイルコントロールバルブ２４を経て可変バルブタイミング装置用油路に供給される過程で流出した潤滑油もカムキャップ８の接合面に供給される。カムキャップ８の下側軸受部側接合面８ａには、図５に示すようなカムキャップ油路１４が形成されている。下側軸受部７とカムキャップ８の接合面に供給される潤滑油は、このカムキャップ油路１４を通って第１カムジャーナル６を始めとする各カムジャーナルに供給される。
【００１３】
図６は、図４の排気カムシャフトの第１カムジャーナル近傍の斜視図、図７は、図６の第１カムジャーナルを支持する下側軸受部及びカムキャップの左側面図、図８は、図６の第１カムジャーナルを支持する下側軸受部及びカムキャップの一部断面右側面図、図９は、図７のＡ−Ａ断面図である。排気カムシャフト５には、排気カム１５の他、円環状のスラスト規制部１６が第１カムジャーナル６寄りに一体に設けられている。スラスト規制部１６の第１カムジャーナル６側端面がスラスト規制面１７を構成する。また、本実施形態では、排気カムスプロケット９もスラスト規制部１６を兼任しており、その第１カムジャーナル６側端面がスラスト規制面１７を構成している。これらのスラスト規制面１７に挟まれた下側軸受部７及びカムキャップ８のうち、カムキャップ８のスラスト規制面１７に対向する面にスラスト受け面１８が形成されている。このスラスト受け面１８は半円状である。なお、下側軸受部７のスラスト規制面１７に対向する側壁１９は、スラスト規制面１７との間に所定の隙間が形成されている。また、スラスト受け面を下側軸受部７側に設けてもよい。
【００１４】
一般的に、カムキャップ８はアルミニウム製、排気カムシャフト５は鋼製であり、両者の接触部ではアルミニウム製のカムキャップ８が摩耗しやすく、積極的な潤滑が必要とされる。前述のように、第１カムジャーナル６はカムキャップ８のカムキャップ油路１４から供給される潤滑油で潤滑される。一方、従来、カムキャップ８のスラスト受け面１８とスラスト規制部１６のスラスト規制面１７の接触部は、第１カムジャーナル６からの潤滑油で潤滑されていた。カムキャップ油路１４の潤滑油をスラスト受け面１８とスラスト規制面１７の接触部に供給するのは簡単だが、そのようにしたのでは第１カムジャーナル６の潤滑が不十分になる可能性がある。
【００１５】
第１カムジャーナル６の下方の下側軸受部７には、ヘッドボルト３を挿入するためのヘッドボルト挿入孔２０が形成されている。そして、このヘッドボルト挿入孔２０には、カムキャップ８のカムキャップ油路１４から第１カムジャーナル６に供給された潤滑油が溜まっている。本実施形態では、図１０、図１１に示すように、スラスト規制部１６（排気カムスプロケット９を含む）の両スラスト規制面１７に対向する下側軸受部７の両側壁１９までヘッドボルト挿入孔２０から下側軸受部油路２１を開通した。図１０は、下側軸受部７に形成された排気カムスプロケット９側の下側軸受部油路２１の斜視図、図１１は、下側軸受部７に形成されたスラスト規制部１６側の下側軸受部油路２１の斜視図である。ヘッドボルト挿入孔２０に溜まっている潤滑油は下側軸受部油路２１からスラスト規制面１７に流出する。スラスト規制面１７に流出して付着した潤滑油はスラスト受け面１８まで運ばれ、両者の接触部を潤滑する。
【００１６】
この下側軸受部油路２１は、図９に明示するように、ヘッドボルト挿入孔２０側の入口開口部２２より側壁１８側、つまりスラスト規制面１７に対向する出口開口部２３が低くなるように傾斜している。このため、ヘッドボルト挿入孔２０内に溜まっている潤滑油が側壁１９側、つまりスラスト規制面１７側に流れやすくなる。図７、図８には図示されていない本実施形態の排気カムシャフト５は、図７では矢印時計回り方向に回転し、図８では矢印反時計回り方向に回転する。カムキャップ８と下側軸受部７の合わせ面に対して垂直で且つ排気カムシャフト５の中心軸を含む平面で下側軸受部７の側壁１９を２分割したときに、下側軸受部油路２１の出口開口部２３は排気カムシャフト５の回転方向でスラスト受け面１８の始端近傍に設けられている。そのため、排気カムシャフト５と共に回転するスラスト規制部１６（排気カムスプロケット９を含む）のスラスト規制面１７に付着した潤滑油が飛散してしまう前に、スラスト受け面１８との接触部に潤滑油を供給することができる。
【００１７】
なお、図１２に示すように、ヘッドボルト挿入孔２０が深い場合、図１３、図１４に示すように、ヘッドボルト挿入孔２０内にスペーサ２４を嵌め込み、ヘッドボルト挿入孔２０の底面から入口開口部２２までの距離を短くしてもよい。そうすることで、ヘッドボルト挿入孔２０に流入してきた潤滑油が滞留せずに、すぐに下側軸受部油路２１に流れる。
【００１８】
このように本実施形態のカムシャフト潤滑構造では、エンジンのシリンダヘッド内部に配置される排気カムシャフト５の円環状のスラスト規制部１６のスラスト規制面１７を潤滑する。そのとき、排気カムシャフト５の第１カムジャーナル６を回転自在に支持するようにシリンダヘッド２に設けられた下側軸受部７は、シリンダヘッド２をシリンダブロック１に締結するヘッドボルト３の上方に位置する。そのため、ヘッドボルト３を挿入するヘッドボルト挿入孔２０が下側軸受部７に形成されている。この下側軸受部７にカムキャップ８を被せるように取付けて排気カムシャフト５の第１カムジャーナル６を回転自在に支持する。そして、カムキャップ８のカムシャフト中心軸と直交する側壁には、排気カムシャフト５のスラスト規制面１７と対向するスラスト受け面１８が設けられている。また、カムキャップ８には、排気カムシャフト５の第１カムジャーナル６に潤滑油を供給するカムキャップ油路１４が設けられている。また、カムキャップ油路１４から第１カムジャーナル６を通じてヘッドボルト挿入孔２０に流入した潤滑油を排気カムシャフト５のスラスト規制面１７に流出させる下側軸受部油路２１が下側軸受部７に設けられている。そのため、第１カムジャーナル６の潤滑を確保しながらスラスト規制面１７も潤滑することができる。また、ヘッドボルト挿入孔２０に滞留した潤滑油を有効に活用し、潤滑油量を低減することができる。また、スラスト規制面１７に対向するスラスト受け面１８の潤滑を強化することにより、スラスト受け面１８の摩耗を低減することができ、摩耗に伴う異音を防止したり、耐久性を向上したりすることができる。
【００１９】
また、ヘッドボルト挿入孔２０側の入口開口部２２よりスラスト規制面１７に対向する出口開口部２３が低くなるように下側軸受部油路２１を傾斜した。これにより、ヘッドボルト挿入孔２０内の潤滑油がスラスト規制面１７側に流れやすくなる。
また、スラスト受け面１８がカムキャップ８側に半円状に形成されている場合、カムキャップ８と下側軸受部７の合わせ面に対して垂直で且つ排気カムシャフト５の中心軸を含む平面で下側軸受部７の側壁１９を２分割したときに、下側軸受部油路２１の出口開口部２３を排気カムシャフト５の回転方向でスラスト受け面１８の始端近傍に設けた。そのため、スラスト規制面１７に供給された潤滑油が排気カムシャフト５の回転に伴って飛散する前にスラスト受け面１８に到達し、スラスト受け面１８及びスラスト規制面１７を潤滑することができる。
【００２０】
なお、本発明のカムシャフト潤滑構造は、第１カムジャーナル、つまりカムシャフトの端部近傍に設けられたスラスト規制部のスラスト規制面に限らず、カムシャフトのどの部分に設けられたスラスト規制部のスラスト規制面にも同様に適用可能である。
また、本発明のカムシャフト潤滑構造は、排気カムシャフトに限らず、吸気カムシャフトなどにも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１はシリンダブロック
２はシリンダヘッド
３はヘッドボルト
４は吸気カムシャフト
５は排気カムシャフト
６は第１カムジャーナル
７は下側軸受部
８はカムキャップ
９は排気カムスプロケット
１０はメインギャラリ
１１は第１油路
１２はベンチュリ
１３は第２油路
１４はカムキャップ油路
１５は排気カム
１６はスラスト規制部
１７はスラスト規制面
１８はスラスト受け面
１９は側壁
２０はヘッドボルト挿入孔
２１は下側軸受部油路
２２は入口開口部
２３は出口開口部
２４はオイルコントロールバルブ
【図１】
2013160071.tif 000003
【図２】
2013160071.tif 000004
【図３】
2013160071.tif 000005
【図４】
2013160071.tif 000006
【図５】
2013160071.tif 000007
【図６】
2013160071.tif 000008
【図７】
2013160071.tif 000009
【図８】
2013160071.tif 000010
【図９】
2013160071.tif 000011
【図１０】
2013160071.tif 000012
【図１１】
2013160071.tif 000013
【図１２】
2013160071.tif 000014
【図１３】
2013160071.tif 000015
【図１４】
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