(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁用および排気弁用のカム軸を、シリンダヘッドに一体的に形成した複数個の軸受面と各軸受面に対応する軸受面を備えた軸受キャップとで支持し、
前記吸気弁用のカム軸の少なくとも一つの軸受キャップと対応する排気弁用のカム軸の軸受キャップとが、点火プラグ若しくは燃料噴射弁を配置する円筒孔からなるプラグタワーを備えて環状をなす連結部を介して一体的に連結され、
前記連結された両軸受キャップの軸受面に潤滑油を流通させるよう設けた油溝同士が、前記連結部に形成された連結通路を介して連通されるカム軸潤滑装置において、
前記連結部のプラグタワーを構成する円筒孔の内面をシリンダヘッドへの取付け面側から軸方向所定範囲において拡径させると共に、前記両軸受キャップの油溝の連結部側の端部をシリンダヘッドへの取付け面から離れる方向に深く形成しつつ前記拡径孔の内周面に開口させる連結溝を形成し、
前記連結部の拡径孔に密に嵌合する外周面を備え且つ前記プラグタワーの円筒孔と連なる内周面を備える円筒状のタワーピースを前記連結部のシリンダヘッドへの取付面側から前記拡径孔に嵌合させ、
前記連結通路を、前記連結部の拡径孔の内周面若しくは前記タワーピースの外周面に環状に設けた環状窪みにより、前記連結部のシリンダヘッドへの取付け面より離間させた内部において前記連結溝を介して両軸受面に設けた油溝同士を連通させるよう形成したことを特徴とするカム軸潤滑装置。
【請求項２】
前記吸気用および排気弁用のカム軸は中空に形成され、各軸受キャップの軸受面に支持される部位において内外が連通される貫通孔を備えることを特徴とする請求項１に記載のカム軸潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダヘッドの上面に吸気弁用および排気弁用のカム軸を軸支した各軸受部に対する潤滑装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の内燃機関においては、吸気弁と排気弁との間に位置させて点火プラグ若しくは燃料噴射弁を配置しており、これらを装備すべくシリンダヘッドからロッカカバーに至るプラグタワー（空洞部）を備える。このプラグタワーは給排気用カム軸の対応する一対の軸受部の中間に位置する。従って、一対の軸受の軸受キャップが連結部を介して一体となっている場合には連結部にプラグタワーを設ける。そして、軸受部同士の間で潤滑油を流通させる場合に、プラグタワーを迂回する通路を配置するものが、例えば、特開平７−２７９６３８号公報に開示されている。
【０００３】
これは、軸受キャップとシリンダヘッドに貫通させてプラグチューブを配置してプラグタワーを画成し、プラグチューブ回りの連結部とシリンダヘッドとの取付け面に環状溝を形成し、この環状溝をプラグタワーを迂回する通路としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、プラグタワーを迂回する通路を連結部とシリンダヘッドとの取付け面に環状溝により形成するものであるため、環状溝と同じ面に油洩れ防止のためのオイルシール溝を内外周に設ける必要があり、径方向のスペースが大きくなり、結果として、軸受キャップの連結部が大きくなって動弁機構を制約する虞があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、軸受キャップの連結部を小型化可能なカム軸潤滑装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、吸気弁用および排気弁用のカム軸を、シリンダヘッドに一体的に形成した複数個の軸受面と各軸受面に対応する軸受面を備えた軸受キャップとで支持し、前記吸気弁用のカム軸の少なくとも一つの軸受キャップと排気弁用のカム軸の対応する軸受キャップとが、点火プラグ若しくは燃料噴射弁を配置する円筒孔からなるプラグタワーを備えて環状をなす連結部を介して一体的に連結され、前記連結された両軸受キャップの軸受面に潤滑油を流通させるよう設けた油溝同士が、前記連結部に形成された連結通路を介して連通されるカム軸潤滑装置において、前記連結部のプラグタワーを構成する円筒孔の内面をシリンダヘッドへの取付け面側から軸方向所定範囲において拡径させると共に、前記両軸受キャップの油溝の連結部側の端部をシリンダヘッドへの取付け面から離れる方向に深く形成しつつ前記拡径孔の内周面に開口させる連結溝を形成し、前記連結部の拡径孔に密に嵌合する外周面を備え且つ前記プラグタワーの円筒孔と連なる内周面を備える円筒状のタワーピースを前記連結部のシリンダヘッドへの取付面側から前記拡径孔に嵌合させ、前記連結通路を、前記連結部の拡径孔の内周面若しくは前記タワーピースの外周面に環状に設けた環状窪みにより、前記連結部のシリンダヘッドへの取付け面より離間させた内部において前記連結溝を介して両軸受面に設けた油溝同士を連通させるよう形成したことを特徴とする。
【０００７】
前記連結された軸受キャップは、油溝を備えた軸受面を夫々備え、両油溝は連結通路により連通する。前記連結通路は、連結部のシリンダヘッドへの取付け面より離間させた内部に設けられ、取付け面とはプラグタワーの軸方向オフセットしている。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、吸気用および排気弁用のカム軸は中空に形成され、各軸受キャップの軸受面に支持される部位において内外が連通される貫通孔を備えることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
したがって、第１の発明では、軸受キャップを連結する連結部の内部に、シリンダヘッドへの取付け面より離間させて軸受キャップ内の潤滑用の油溝同士を連通させる環状の連結通路を形成しているため、シリンダヘッドへの取付け面はシール配置に必要な幅のみでよく、プラグタワーを含む連結部を小型化できる。
【００１２】
第２の発明では、第１の発明の効果に加えて、吸気用および排気弁用のカム軸は中空に形成され、各軸受キャップの軸受面に支持される部位において内外が連通される貫通孔を備えるため、一箇所の軸受キャップに供給された潤滑油により他の部位の軸受キャップの軸受部にもカム軸内空間を介して潤滑油を供給することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図５は、本発明を適用したカム軸潤滑装置の一例を示し、図１は内燃機関のシリンダヘッド上のカム軸および軸受部のレイアウトを示す平面図、図２はカム軸潤滑装置を示す断面図、図３は軸受キャップの潤滑油路の概念を示す斜視図、図４、５はカム軸潤滑装置の詳細を示す断面図である。
【００１５】
図１において、シリンダヘッド１上には、吸気弁用および排気弁用の各カム軸２、３が平行に配列され、軸端のスプロケット２Ａ、３Ａを介して駆動される。各カム軸２、３は、図示例では、４ヶ所の軸受部４Ａ〜４Ｄ、５Ａ〜５Ｄにより回転可能に支持され、各軸受部４Ａ〜４Ｄ、５Ａ〜５Ｄにより支持された両側に吸気弁用若しくは排気弁用のカム６、７を備える。
【００１６】
各軸受部４Ａ〜４Ｄ、５Ａ〜５Ｄは、図２に示すように、シリンダヘッド１側に夫々形成した下部の軸受面８とシリンダヘッド１にボルト９により夫々固定した各軸受キャップ１０に形成した上部の軸受面１１とを合体させることで、カム軸２、３を回転可能に支持する。前記軸受キャップ１０は、対応するシリンダ毎に対向して位置する軸受部１０同士を連結部１３により連結して一体に設け、中央部近傍の連結部１３は環状をなして、図示しない点火プラグ等を収容する円筒孔（以下、プラグタワーと称す）１４を備える。前記プラグタワー１４は、シリンダヘッド１およびロッカカバー１５に設けたプラグタワー１Ａ、１５Ａと連通され、例えば、点火プラグまたは燃料噴射弁が挿入され、固定される。なお、ロッカカバー１５はその外周縁１５Ｂにおいて、シリンダヘッド１と当接して密着固定される。
【００１７】
軸受キャップ１０の内一番目（図中の一番左側）に位置する軸受キャップ１０には、図２、３に示すように、各軸受面１１に沿って油溝１６が形成されている。これらの油溝１６は後述する連結通路２０を介して互に連通され、供給通路１７から潤滑油が両軸受部４、５の油溝１６に満たされる。
【００１８】
前記カム軸２、３は、図１に示すように、中空部２Ｃ、３Ｃに形成され、各軸受部４、５に軸支される部分に配置される貫通孔２Ｂ、３Ｂにより内外が連通される。前記一番目の軸受部４Ａ、５Ａの軸受キャップ１０に開口する貫通孔２Ｂ、３Ｂは軸受面１１に形成した油溝１６に連通する。従って、この油溝１６から潤滑油が貫通孔２Ｂ、３Ｂを介して導入され、中空部２Ｃ、３Ｃに充満され、残余の貫通孔２Ｂ、３Ｂから他の各軸受部４Ｂ〜４Ｄ、５Ｂ〜５Ｄに潤滑油が供給される。
【００１９】
前記連結通路２０の詳細を、図４、５により説明する。図４はシリンダヘッド１への取付け面側から見る軸受キャップ１０の連結部１３を示し、図５は断面図を示す。
【００２０】
連結部１３には、プラグタワー１４のシリンダヘッド１側において、小径孔２１Ａと大径孔２１Ｂとによる段付孔２１が形成され、軸受面１１に連なる油溝１６の端部が臨んでいる。油溝１６は前記段付孔２１に連通する部分において、深く形成された連結溝２２に形成している。前記段付孔２１には、前記小径孔２１Ａに嵌合する小径部２３Ａと、前記大径孔２１Ｂと嵌合する大径部２３Ｂと、小径部２３Ａと大径部２３Ｂとの間に配置された環状窪み２３Ｃとが形成され、内周がプラグタワー１４の同径となった筒状のタワーピース２３が圧入される。タワーピース２３の小径部２３Ａ先端および各嵌合部２１Ａ、２３Ａおよび２１Ｂ、２３Ｂには、液体パッキン等により密着固定されるシール構造としている。圧入されたタワーピース２３と連結部１３との間には、タワーピース２３の環状窪み２３Ｃにより形成された環状空間が形成され、この環状空間は油溝１６に連通する連結溝２２に開口する。即ち、前記環状空間は前記連結通路２０を構成する。このため、一方の油溝１６は連結溝２２、環状空間よりなる連結通路２０、連結溝２２を経由して他方の油溝１６に連通するよう構成される。このように形成された軸受キャップ１０は、シリンダヘッド１と接触する油溝１６の周囲およびタワーピース２３の大径部２３Ｂの端部に、液体パッキン等によるシール構造によりシリンダヘッド１に密着固定する。
【００２１】
以上の構成の潤滑構造においては、供給通路１７から潤滑油が供給されると、先ず、一番目の軸受部５Ａの軸受キャップ１０の油溝１６に導入され、軸受面１１を経由することで当該軸受部５Ａを潤滑し、連結溝２２、連結通路２０、連結溝２２を経由して他方の軸受部４Ａの軸受キャップ１０の油溝１６に供給され、他方の軸受部４Ａの軸受面１１を潤滑する。
【００２２】
連結溝２２、連結通路２０、連結溝２２を経由する潤滑油は、タワーピース２３が連結部１３に密着固定され、タワーピース２３および連結部１３を含む軸受キャップ１０とシリンダヘッド１との間も密着固定されているため、プラグタワー１４側に漏れ出ることが阻止される。
【００２３】
第１番目の軸受キャップ１０の各軸受部４Ａ、５Ａに供給された潤滑油は、カム軸２、３の当該軸受部４Ａ、５Ａに開口する貫通孔２Ｂ、３Ｂを経由して両カム軸２、３の内部空間２Ｃ、３Ｃに充満され、第１番目以外の軸受キャップ１０で構成している各軸受部４Ｂ〜４Ｄ、５Ｂ〜５Ｄに該当する貫通孔２Ｂ、３Ｂを介して潤滑油を供給する。
【００２４】
前記連結通路２０を構成する環状空間は、軸受キャップ１０のシリンダヘッド１への接合面から離間させて形成しているため、上記接合面に連結通路２０のためのスペースが不必要であり、接合面はシール機能を発揮するための厚さ寸法があればよく、連結部１３を小型化できる。
【００２５】
なお、上記実施形態において、連結通路２０を構成する環状空間をタワーピース２３に設けた環状の溝２３Ｃにより形成するものについて説明したが、図示しないが、タワーピース２３が嵌合する連結部１３の段付孔２１に環状の溝を設けて環状空間を形成してもよい。
【００２６】
図６、７は、本実施形態のカム軸潤滑装置の変形例を示し、タワーピース２３の小径部２３Ａの先端面と大径部２３Ｂの端面とに、Оリング２４Ａ、２４Ｂによるシール機構を追加したものである。この例によれば、軸受キャップ１０の段付孔２１の小径孔２１Ａの端面およびタワーピース２３の大径部２３Ｂの端面に、Оリング２４Ａ、２４Ｂを収容する環状溝２５Ａ、２５Ｂを形成してОリング２４Ａ、２４Ｂを挿入している。この構成においては、Оリング２４Ａ、２４Ｂによりプラグタワー１４とのシール機能をより向上できる。
【００２７】
図８は、タワーピース２３の段付孔２１への固定を、圧入によることに代えてネジにより固定するようにしたものである。即ち、段付孔２１の小径部２１Ａとタワーピース２３の小径部２３Ａとにネジ２６を形成し、捩じ込むことによりタワーピース２３を段付穴２１に固定している。この構成においては、タワーピース２３と軸受キャップ１０とが一体になるため、軸受キャップ１０のシリンダヘッド１への組立作業性を向上させることができる。
【００２８】
図９においては、軸受キャップ１０の連結部１３に、シリンダヘッド１への取付け面側から環状の段付溝２７を形成し、端面側の幅広の溝２７Ｂ内にシールリング２８を挿入することにより奥側の巾狭の溝２７Ａを端面側から離間させて連結通路２０としたものである。この場合、シールリング２８として、図示しないが、幅広の溝２７Ｂに圧入嵌合するリング状の盲栓を用いることもできる。
【００２９】
図１０においては、軸受キャップを鋳造により形成する場合を示し、鋳造時に環状の中子を連結溝２２を構成する部分と連結して巾木により支持させて配置し、鋳造により連結通路２０を構成するようにしたものである。
【００３０】
上記実施の形態においては、以下に記載した効果を奏することができる。即ち、軸受キャップ１０を連結する連結部１３の内部に、シリンダヘッド１への取付け面より離間させて軸受キャップ１０内の潤滑用の油溝１６同士を連通させる環状の連結通路２０を形成しているため、シリンダヘッド１への取付け面はシール配置に必要な幅のみでよく、プラグタワー１４を含む連結部１３を小型化できる。
【００３１】
図４〜図８に示す例では、連結通路２０を連結部１３のプラグタワー１４（空間）を拡径させた孔２１とこの孔２１に嵌合するタワーピース２３とにより孔２１内面との間に形成される環状空間としたため、連結部１３に設ける孔２１の形状若しくはタワーピース２３の外面形状により容易に環状の連結通路２０を形成することができる。
【００３２】
図９に示す例では、連結通路２０を連結部１３のシリンダヘッド１の取付け面からプラグタワー１４と同心となるよう形成した環状の段付溝２７のシリンダヘッド１取付け面側の幅広の溝２７Ｂにシール部材２８を挿入することで段付溝２７の奥側の巾狭の溝２７Ａを画成して形成するため、シール部材２８と連結通路２０とが同一円筒面上に形成でき、連結部１３の必要とする幅をより一層小さくできる。
【００３３】
なお、上記実施形態において、連結された軸受キャップ１０の一つについて油溝１６同士を連結通路２０で連通させて潤滑油を供給し、他の軸受部４Ｂ〜４Ｄ、５Ｂ〜４Ｄへの潤滑油は貫通孔２Ｂ  、３Ｂおよびカム軸２、３内の空洞部２Ｃ、３Ｃを介して行うものについて説明したが、図示しないが、他の軸受部にも油溝および連結通路を形成して潤滑油を別の供給通路から供給するようにしてもよい。
【００３４】
また、上記実施形態において、軸受キャップ１０は全てが吸気弁用と排気弁用とで連結部１３により連結されているものについて説明したが、図示しないが、少なくとも一組の軸受キャップのみが連結部により連結されていればよく、残余の軸受キャップは連結部がなく、吸気弁用と排気弁用とで独立した軸受キャップを備えるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すカム軸潤滑装置のレイアウトを示す平面図。
【図２】同じくカム軸潤滑装置を示す断面図。
【図３】カム軸潤滑装置の軸受キャップの潤滑油路の概念を示す斜視図。
【図４】カム軸潤滑装置の連結部の詳細をシリンダヘッドへの取付け面側から見た平面図。
【図５】同じく連結部の断面図。
【図６】カム軸潤滑装置の変形例を示す断面図。
【図７】図６に示したカム軸潤滑装置の別の断面図。
【図８】カム軸潤滑装置の他の変形例を示す断面図。
【図９】カム軸潤滑装置の更に他の変形例を示す断面図。
【図１０】カム軸潤滑装置の更に別の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
１  シリンダヘッド
２  吸気弁用のカム軸
３  排気弁用のカム軸
４Ａ〜４Ｄ、５Ａ〜５Ｄ  軸受部
６、７  カム
８、１１  軸受面
１０  軸受キャップ
１３  連結部
１４  プラグタワー
１５  ロッカカバー
１６  油溝
１７  供給通路
２０  連結通路
２１  段付孔（孔）
２２  連結溝
２３  タワーピース
２４Ａ、２４Ｂ  シールリング
２７  段付溝
【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】
0004182677.tif 000009
【図９】
0004182677.tif 000010
【図１０】
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