(57)【要約】【課題】この発明は、排気弁、吸気弁の駆動に伴い発生する振動の増幅を抑制し、エンジンの静粛性向上を図ることができるエンジン構造を提供することを目的とする。【解決手段】気筒１毎に排気弁４及び吸気弁５をそれぞれ２つ備えるとともに、該排気弁４及び吸気弁５に対応してカム９、１１〜１３を有する排気カムシャフト７及び吸気カムシャフト８を備えるエンジン構造であって、一方の排気カムシャフト７のジャーナル部６２は、各気筒１の２つのカム９、９の間に配置され、他方の吸気カムシャフト８のジャーナル部６２は、各気筒１の２つのカム（カム群１０）の両端に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒毎に排気弁及び吸気弁をそれぞれ２つ備えるとともに、
該排気弁及び吸気弁に対応してカムを有する排気カム軸及び吸気カム軸を備えるエンジン構造であって、
上記カム軸のうち何れか一方のカム軸のジャーナル部は、各気筒の２つのカムの間に配置され、
上記カム軸のうち他方のカム軸のジャーナル部は、各気筒の２つのカムの両側に配置される
エンジン構造。
【請求項２】
上記カム軸のうちの何れか一方の、各気筒の各弁に対応するカムは、プロフィルの異なるカムを複数配列したカム群を備え、
該カム群は、カム軸の軸方向に延びるように配置されており、
上記カム群が配置されているカム軸のジャーナル部は、各気筒の２つのカム群の両端に配置され、
上記カム群が配置されていないカム軸のジャーナル部は、各気筒の２つのカムの間に配置される
請求項１記載のエンジン構造。
【請求項３】
上記カム群が配置されていないカム軸の一端に補機が軸支されている
請求項１または２記載のエンジン構造。
【請求項４】
上記カム群が配置されていないカム軸は、クランク軸から無端動力伝達部材を介して駆動される
請求項３記載のエンジン構造。
【請求項５】
上記カム群が配置されているカム軸の一端に、上記補機よりも小さい第２補機が軸支されている
請求項４記載のエンジン構造。
【請求項６】
クランク軸方向を車幅方向に向けて車両に搭載される横置きエンジンとされるとともに、排気カム軸、吸気カム軸が車両前後方向に並設され、
車両後方側のカム軸、車両前方側のカム軸にそれぞれ燃料ポンプ、燃料ポンプ以外の補機が軸支されて、上記カム群が車両前方側のカム軸に設置される
請求項５記載のエンジン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、気筒毎に排気弁及び吸気弁をそれぞれ２つ備えるとともに、該排気弁及び吸気弁に対応してカムを有する排気カム軸及び吸気カム軸を備えるエンジン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンにおいては、一般的に、吸気弁や排気弁に対応してカムを有するカム軸を、下記特許文献１に開示されているように、カムキャリアの排気側及び吸気側に配設されたジャーナル部で回転自在に支持している。
【特許文献１】特開２００３−２９３８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１に開示されている従来構造では、気筒毎に排気弁、吸気弁が２つ備えられており、上記ジャーナル部は、排気側、吸気側のいずれにおいても、気筒間毎、つまり、各気筒に配設される２つのカムの両側に配設されている。このため、排気側及び吸気側のジャーナル部は、気筒列方向において同じ位置に配置されている。
【０００４】
しかしながら、このようなジャーナル部の配置では、排気弁、吸気弁の駆動に伴う荷重がジャーナル部に付与された時、排気側、吸気側のそれぞれで発生する振動が共振し、増幅される虞がある。この場合、増幅された振動は、結果的に大きなノイズとなって乗員等に不快感を与える要因となる。
【０００５】
近年では、エンジン駆動における静粛性が求められており、エンジン内の振動を抑制することは、エンジンの静粛性を向上させる上で不可欠となる。
【０００６】
この発明は、排気弁、吸気弁の駆動に伴い発生する振動の増幅を抑制し、エンジンの静粛性向上を図ることができるエンジン構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のエンジン構造は、気筒毎に排気弁及び吸気弁をそれぞれ２つ備えるとともに、該排気弁及び吸気弁に対応してカムを有する排気カム軸及び吸気カム軸を備えるエンジン構造であって、上記カム軸のうち何れか一方のカム軸のジャーナル部は、各気筒の２つのカムの間に配置され、上記カム軸のうち他方のカム軸のジャーナル部は、各気筒の２つのカムの両側に配置されるものである。
【０００８】
この構成によれば、ジャーナル部を、エンジンの平面視で千鳥状に配置することができ、排気側、吸気側で互いに気筒列方向にずらすことができる。このため、排気弁、吸気弁が、排気カム軸、吸気カム軸の各カムにより駆動される時、排気側、吸気側の振動の共振、増幅を抑制でき、エンジンの静粛性を向上させることができる。
【０００９】
この発明の一実施態様においては、上記カム軸のうちの何れか一方の、各気筒の各弁に対応するカムは、プロフィルの異なるカムを複数配列したカム群を備え、該カム群は、カム軸の軸方向に延びるように配置されており、上記カム群が配置されているカム軸のジャーナル部は、各気筒の２つのカム群の両端に配置され、上記カム群が配置されていないカム軸のジャーナル部は、各気筒の２つのカムの間に配置されるものである。
【００１０】
この構成によれば、カム軸の軸方向に延びて配置されるカム群を有するものでは、カム軸がカムから力を受ける部分が増大するため、カム群の両端にジャーナル部を設けることで、カム軸の曲げを効果的に防止でき、かつ排気側、吸気側の振動の共振、増幅を抑制して、エンジンの静粛性を向上させることができる。
【００１１】
この発明の一実施態様においては、上記カム群が配置されていないカム軸の一端に補機が軸支されているものである。
【００１２】
この構成によれば、可変バルブ装置が設置されていないカム軸のジャーナル部を、各気筒の２つのカムの間に配置するとともに、可変バルブ装置が設置されているカム軸のジャーナル部を、各気筒の２つのカム群の両端に配置することで、可変バルブ装置が配置されていないカム軸の一端側のジャーナル部を、他方のカム軸の一端側のジャーナル部よりもカム配列方向において他端側に位置させることができ、その後方のスペースを大きく確保することができる。従って、可変バルブ装置が配置されていないカム軸の一端に補機を軸支させることで、エンジンの全長が長大になることが抑制され、その結果コンパクト化を図ることができる。
【００１３】
この発明の一実施態様においては、上記カム群が配置されていないカム軸が、クランク軸から無端動力伝達部材を介して駆動されるものである。
【００１４】
この構成によれば、無端動力伝達部材を介して排気カム軸に伝達される回転駆動力をそのまま利用して補機を駆動することができるため、エンジンの動力で効率よくこれを駆動させることができる。
【００１５】
この発明の一実施態様においては、上記カム群が配置されているカム軸の一端に、上記補機よりも小さい第２補機が軸支されているものである。
【００１６】
この構成によれば、大型、小型の両補機をエンジンにコンパクトに設置することができる。
【００１７】
この発明の一実施態様においては、クランク軸方向を車幅方向に向けて車両に搭載される横置きエンジンとされるとともに、排気カム軸、吸気カム軸が車両前後方向に並設され、車両後方側のカム軸、車両前方側のカム軸にそれぞれ燃料ポンプ、燃料ポンプ以外の補機が軸支されて、上記カム群が車両前方側のカム軸に設置されるものである。
【００１８】
この構成によれば、エンジン全体のコンパクト化を図りつつ、車両前突時等における前方からの衝撃に対し燃料ポンプを安全に保護することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、ジャーナル部を、エンジンの平面視で千鳥状に配置することができ、排気側、吸気側で互いに気筒列方向にずらすことができる。このため、排気弁、吸気弁が、排気カム軸、吸気カム軸の各カムにより駆動される時、排気側、吸気側の振動の共振、増幅を抑制でき、エンジンの静粛性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。  
図１は、本発明の実施形態に係るエンジンＥのシリンダヘッドのミドルデッキ上面に搭載された動弁系を上方から見た平面図である。エンジンＥは不図示のシリンダブロックの上にシリンダヘッドが載置され、さらにその上にシリンダヘッドカバーが取り付けられて、動弁室空間が形成される。
【００２１】
エンジンＥは、その本体部の長手方向であるエンジンＥ前後方向（図の左右方向）に４つの気筒１が前側（図の左側）から後側（図の右側）に向かって併設された直列４気筒のＤＯＨＣ（ダブルオーバヘッドカム）エンジンである。なお、エンジンＥの前側に対向して右側（図１中の下側）を吸気側、左側（図１中の上側）を排気側とする。また、本実施形態では、エンジンＥの吸気側が車両前方を向くように配設され、エンジンＥが所謂横置きの配置となっている。
【００２２】
このエンジンＥは、各気筒１毎に、２つの排気ポート２、２と、２つの吸気ポート３、３とを備え、これに対応して２つの排気弁４、４と２つの吸気弁５、５とが設けられたものである。
【００２３】
また、エンジンＥでは、上記シリンダヘッドのミドルデッキ上面に、図１に示すようなカムキャリア６が搭載されるとともに、該カムキャリア６によって排気側の排気カムシャフト７及び吸気側の吸気カムシャフト８が相互に平行に気筒列方向に延びるように支承されている。
【００２４】
そして、排気カムシャフト７は、各気筒１毎の２つの排気弁４、４に対応して、各１枚のカム９を備えるとともに、吸気カムシャフト８は、各気筒１毎の２つの吸気弁５、５に対応して、プロフィルの異なるの各３枚のカム１１、１２、１３からなるカム群１０を備えている。
【００２５】
さらに、カムシャフト７、８において、エンジンＥの気筒列方向（カム配列方向）の一端部には、それぞれ排気側タイミングプーリ１４及び吸気側タイミングプーリ１５が設けられ、排気側タイミングプーリ１４の前端には、後述するカムプーリ１６が接続される一方、カムシャフト７、８の気筒列方向の他端部には、それぞれ補機としての燃料ポンプ１７、バキュームポンプ１８が軸支される。なお、この明細書中では、上記エンジンＥの長手方向、即ち気筒列方向について、タイミングプーリ１４、１５が配設される側が前側、その反対側が後側となっている。
【００２６】
図２は、エンジンＥのカムシャフト７、８の駆動系を示す正面図であり、一方の排気カムシャフト７は、図２に示すように、エンジンＥのクランクシャフト１９により無端動力伝達部材を介して駆動されるとともに、この一方のカムシャフト７の回転がカム軸間連動手段を介して他方のカムシャフト８に伝えられるようになっており、図に示す実施形態では、排気カムシャフト７がクランクシャフト１９で駆動されて、その回転が吸気カムシャフト８に伝えられるようになっている。
【００２７】
具体的に説明すると、クランクシャフト１９の前端部に設けられたクランクプーリ２０、排気カムシャフト７の前端に設けられたカムプーリ１６、及びこれらに掛け渡された、無端動力伝達部材としてのタイミングチェーン２１により、クランクシャフト１９の回転が排気カムシャフト７に伝達されるようになっている。
【００２８】
また、図１に示すように、両カムシャフト７、８の前端のタイミングプーリ１４、１５が互いに噛合することにより、クランクシャフト１９が回転している時には、クランクプーリ２０、タイミングチェーン２１、カムプーリ１６を介して両カムシャフト７、８が回転し、排気弁４及び吸気弁５が開閉駆動されるとともに、燃料ポンプ１７及びバキュームポンプ１８が駆動されるようになっている。
【００２９】
図３は、吸気カムシャフト８を取外した状態の動弁系を上方から見た拡大平面図である。図１では便宜上図示を省略したが、エンジンＥは、図３に示すように、吸気カムシャフト８側のみに後述するローラーフォロワ部２２を備えており、これが吸気カムシャフト８のカム群１０（図１参照）に対応してカム１１、１２、１３の配列方向に延びるように配置されている。
【００３０】
このローラーフォロワ部２２は、作動流体圧の作用により動作し、上述したカム群１０との協働によって吸気弁５のリフト量を可変とするものであり、カム群１０とローラーフォロワ部２２とにより可変バルブ装置を構成している。
【００３１】
ここで、ローラーフォロワ部２２は、例えば、米国特許出願公開第２００７／６８３７号明細書に開示されているように、流体圧の作用でスライダを進退駆動させることにより、２つの揺動アームの係合状態、非係合状態を切換えて、吸気弁５のリフト量を変化させるものが用いられる。
【００３２】
吸気カムシャフト８のカム群１０を構成する３枚のカム１１、１２、１３は、吸気弁５に対しては、両側の２枚（カム１１、１３）が低リフト量の同一カムプロフィルを有する低速用カムで、中央の１枚（カム１２）が高リフト量のカムプロフィルを有する高速用カムである。
【００３３】
本実施形態では、ローラーフォロワ部２２における上記２つのアームの係合状態、非係合状態の切換えにより、中央のカム１２によって吸気弁５を高速態様でリフトさせる状態と、カム１２の作用を遮断しながら両側の１１、１３のみによって吸気弁５を低速態様でリフトさせる状態とに切換えることができるようになっている。なお、ローラーフォロワ部２２の具体的な構成、動作原理、作用等については、上記明細書等により既に公知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３４】
図４は、カムキャリア６の構成を示す平面図であり、カムキャリア６は、図１、図３、図４に示すように、エンジンＥの気筒列方向に延びるように形成された本体部６１と、該本体部６１の途中から左右両側（排気側及び吸気側）に分岐して延びる複数のカムジャーナル部６２とを有している。
【００３５】
カムジャーナル部６２は、シリンダヘッド上に搭載された状態で、カム群１０（可変バルブ装置）が設置されていない排気側では、気筒列方向において各気筒１の２つのカム９の間に配置されている。一方、カム群１０が設置されている吸気側では、カム群１０が複数のカム１１〜１３により気筒列方向に大きな幅を有していることで、２つのカム群１０の間のスペースが狭くなっており、それ故にカムジャーナル部６２は、気筒列方向において各気筒１の２つのカム群１０の両端に配置されている。
【００３６】
このようなレイアウトにより、カムジャーナル部６２は、エンジンＥの平面視で千鳥状に配置されており、排気側、吸気側で互いに気筒列方向においてずれている。
【００３７】
このように、カムシャフト７、８のうち何れか一方の排気カムシャフト７のジャーナル部６２を、各気筒１の２つのカム９、９の間に配置する一方、他方の吸気カムシャフト８のジャーナル部６２を、各気筒１の２つのカム群１０の両端に配置し、その結果カムジャーナル部６２を千鳥状にずらして配置するようにしたことで、排気弁４、吸気弁５が、排気カムシャフト７、吸気カムシャフト８の各カム９、１１〜１３により駆動される時、排気側、吸気側の振動の共振、増幅を抑制でき、エンジンＥの静粛性を向上させることができる。
【００３８】
ところで、本実施形態の吸気カムシャフト７のように、各気筒１の各弁（吸気弁５）に対応してカム群１０を有するものにおいては、吸気カムシャフト７がカム１１〜１３から力を受ける部分が増大することになる。
【００３９】
この場合、本実施形態のように、カム群１０の両端にジャーナル部６２を設けることで、上述したように、排気側、吸気側の振動の共振、増幅を抑制して、エンジンＥの静粛性を向上させることができるとともに、吸気カムシャフト７の曲げを効果的に防止できる。
【００４０】
また、本実施形態では、カムジャーナル部６２が、排気側において各気筒１の２つのカム９の間に配置される一方、吸気側において各気筒１の２つのカム群１０の両端に配置されることで、カム群１０が配置されていない排気カムシャフト７の後端側のカムジャーナル部６２が、図１、図３、図４に示すように、他方の吸気カムシャフト８の後端側のカムジャーナル部６２よりも気筒列（カム配列）方向においてエンジンＥの前側に位置している。このため、図４に示すように、カムキャリア６後方の排気側のスペースを大きく確保することができる。
【００４１】
この場合、図１、図３、図４に示すように、カム群１０が配置されていない排気カムシャフト７の後端に補機としての燃料ポンプ１７を軸支させることで、エンジンＥの全長が長大になることが抑制され、その結果コンパクト化を図ることができる。
【００４２】
また、カム群１０が配置されていない排気カムシャフト７に軸支された燃料ポンプ１７は、タイミングチェーン２１、カムプーリ１６を介して排気カムシャフト７に伝達される回転駆動力をそのまま利用して駆動されるため、エンジンＥの動力で効率よくこれを駆動させることができる。
【００４３】
また、カム群１０が配置されていない排気カムシャフト７の後端に大型の燃料ポンプ１７を軸支させる一方、カム群１０が配置される吸気カムシャフト８の後端に燃料ポンプ１７より小型のバキュームポンプ１８を軸支するようにしたことで、大型、小型の両補機をエンジンＥにコンパクトに設置することができる。
【００４４】
また、補機が大型である程大きな回転駆動力を必要とすることも考えられるため、上述のように、タイミングチェーン２１、カムプーリ１６を介して排気カムシャフト７に伝達される回転駆動力をそのまま利用して大型の補機を駆動させる構成は、駆動効率の点からも好都合である。
【００４５】
また、本実施形態では、エンジンＥが、クランクシャフト１９の方向を車幅方向に向けて車両に搭載される横置き配置とされるとともに、カムシャフト７、８が車両前後方向に並設されている。そして、車両後方側の排気カムシャフト７には、比較的大型の燃料ポンプ１７、車両前方側の吸気カムシャフト８には、比較的小型のバキュームポンプ１８が軸支され、カム群１０は、車両前方側の吸気カムシャフト８に配置されている。これにより、燃料ポンプ１７を車両前端から離間して配置しつつ、その前方にバキュームポンプ１８等の他の補機を配置することが可能になっている。
【００４６】
このようなレイアウトにより、エンジンＥ全体のコンパクト化を図りつつ、車両前突時等における前方からの衝撃に対し燃料ポンプ１７を安全に保護することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、カム群１０及びローラーフォロワ部２２からなる可変バルブ装置を備える場合を説明したが、このような可変バルブ装置を備えていなくてもよい。
【００４８】
また、カム群１０（可変バルブ装置）をカムシャフトに備える場合、本実施形態のように、これを吸気側に配置することには必ずしも限定されない。吸気側、排気側のいずれか一方のみに配置されていればよい。
【００４９】
また、カム群１０の配置されている吸気側の吸気カムシャフト８の後端には、バキュームポンプ１８を軸支させることとしたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、エンジンＥをガソリンエンジンとした場合には、ディストリビュータであってもよい。
【００５０】
また、カム群１０は、吸気弁５のリフト量を変化させるものとなっているが、これに限らず、リフトタイミングを変化させるものや、リフト量、リフトタイミングの双方を変化させるものであってもよい。
【００５１】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の補機は、燃料ポンプ１７に対応し、
以下同様に、
無端動力伝達部材は、タイミングチェーン２１に対応し、
第２補機及び燃料ポンプ以外の補機は、バキュームポンプ１８に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明の実施形態に係るエンジンのシリンダヘッドのミドルデッキ上面に搭載された動弁系を上方から見た平面図。
【図２】エンジンのカムシャフトの駆動系を示す正面図。
【図３】吸気カムシャフトを取外した状態の動弁系を上方から見た拡大平面図。
【図４】カムキャリアの構成を示す平面図。
【符号の説明】
【００５３】
１…気筒
４…排気弁
５…吸気弁
９、１１、１２、１３…カム
１０…カム群
１７…燃料ポンプ
１８…バキュームポンプ
１９…クランクシャフト
２１…タイミングチェーン
６２…カムジャーナル部

【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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