内燃機関のカムシャフト支持構造
【課題】この発明は、内燃機関のカムシャフト支持構造に関し、アッパ軸受けをヘッドカバーに一体化した構造を用いつつ、部品点数の増加を伴うことなくヘッドカバー部の振動および騒音を効率的に抑制することを目的とする。
【解決手段】カムシャフト２６、２８をシリンダヘッド１０側から支持するロア軸受け３４を備える。カムシャフト２６、２８をロア軸受け３４とは反対の側から支持するアッパ軸受け３２を一体に備えるヘッドカバー３０を備える。内燃機関を冷却するための冷却水を供給するための構成として、吸気給水路５８、吸気給水溝６０、吸気排水路６２、カバー側吸気給水溝６４、排気給水路６６、排気給水溝６８、排気排水路７０、およびカバー側排気給水溝７２を、ヘッドカバー３０に設ける。
【解決手段】カムシャフト２６、２８をシリンダヘッド１０側から支持するロア軸受け３４を備える。カムシャフト２６、２８をロア軸受け３４とは反対の側から支持するアッパ軸受け３２を一体に備えるヘッドカバー３０を備える。内燃機関を冷却するための冷却水を供給するための構成として、吸気給水路５８、吸気給水溝６０、吸気排水路６２、カバー側吸気給水溝６４、排気給水路６６、排気給水溝６８、排気排水路７０、およびカバー側排気給水溝７２を、ヘッドカバー３０に設ける。
【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係り、特に、車両に搭載する内燃機関の内部でカムシャフトを支持する構造として好適なカムシャフト支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、アッパ軸受けをヘッドカバーに一体化させたカムシャフトの支持構造が開示されている。上記従来の支持構造は、アッパ軸受けと対をなすロア軸受けを備えている。アッパ軸受けとロア軸受けは、共に半円形状に成型されており、両者が対向した状態に固定されることにより、カムシャフトを支持することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１６６９５６号公報
【特許文献２】実公平７−２９２１７号公報
【特許文献３】特許第２５３２２７７号公報
【特許文献４】特開平１−１３００４３号公報
【特許文献５】実開平６−４７６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関のヘッドカバーには、動弁系の各部材の運動（カムシャフトの回転運動やバルブの往復運動など）に伴う振動が伝播する。そのような振動は、ヘッドカバーによって増幅されるとともに、騒音を生じさせる。
【０００５】
上記従来のカムシャフト支持構造は、既述したように、アッパ軸受けをヘッドカバーに一体化させている。このため、ヘッドカバーには、アッパ軸受けを介して直に振動が伝達されることになる。従って、上記従来の支持構造が用いられたヘッドカバーは、そのような構造が用いられない一般的なヘッドカバーと比べて、振動や騒音が大きくなり易い。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、アッパ軸受けをヘッドカバーに一体化した構造を用いつつ、ヘッドカバー部の振動および騒音を効率的に抑制し得る内燃機関のカムシャフト支持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】
第１の発明は、内燃機関のシリンダヘッドと、
内燃機関のバルブを駆動するカムを備えるカムシャフトと、
前記カムシャフトを前記シリンダヘッド側から支持するロア軸受けと、
前記カムシャフトを前記ロア軸受けとは反対の側から支持するアッパ軸受けを一体に備えるヘッドカバーと、
前記ヘッドカバーに設けられ、液体を当該ヘッドカバーに供給するための液体通路と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記液体通路は、前記アッパ軸受けに近接して配置されていることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記ヘッドカバーの上に配置された補機を更に備え、
前記液体通路には、前記補機の内部に通された通路が連結されていることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、前記ヘッドカバーは、前記シリンダヘッドの上に組み付けられた状態でロッカーアームの目視を可能とし、およびまたは、前記カムシャフトが前記アッパ軸受けに保持された状態で前記カムの目視を可能とする目視窓を備え、
前記ヘッドカバーは、前記カムシャフトの軸方向に並んだ複数のアッパ軸受けを備え、
前記アッパ軸受けは、前記カムシャフトのジャーナル部を保持する半円形状部分を有し、
前記ヘッドカバーは、前記複数のアッパ軸受けのうち少なくとも一部のアッパ軸受けを、隣接するアッパ軸受けとの間で、少なくとも前記半円形状部分の最も凸となる部分同士で、連結する連結部を備え、
前記液体通路は、前記連結部に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、前記ヘッドカバーは、マグネシウム、マグネシウム合金、または樹脂複合材で構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、前記液体通路は、前記ヘッドカバーの吸気側を通る吸気側液体通路と、前記ヘッドカバーの排気側を通る排気側液体通路とを備え、
前記排気側液体通路は、前記吸気側液体通路に比して通路断面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、動弁系の各部材の運動に伴ってヘッドカバーに伝播される振動を、ヘッドカバーに液体を流通させることにより、減衰させることができる。このため、アッパ軸受けをヘッドカバーに一体化した構造を用いたことで、アッパ軸受けに十分に高い剛性を付与しつつ、ヘッドカバー部の振動および騒音を効率的に抑制することのできる内燃機関のカムシャフト支持構造を得ることができる。
【００１４】
第２の発明によれば、カムシャフトからアッパ軸受けに伝達される動弁系の振動および騒音を効率的に抑制することができる。
【００１５】
第３の発明によれば、ヘッドカバーに搭載される補機の冷却をも行うことができる。
【００１６】
第４の発明によれば、ヘッドカバーに目視窓を設けつつ、アッパ軸受けの剛性を効率的に高めることができるとともに、カムシャフトからアッパ軸受けに伝達される動弁系の振動および騒音を効率的に抑制することができる。
【００１７】
第５の発明によれば、熱膨脹率の高い材質で構成されたヘッドカバーの膨脹を効率的に抑制することができ、熱膨脹に起因する動弁系のフリクションの増加を防止することができる。
【００１８】
第６の発明によれば、排気熱の伝達により吸気側に比して高温となるヘッドカバーの排気側の部位の冷却性能を高めることができる。これにより、ヘッドカバーに生ずる熱膨脹を効率的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
［実施の形態１の構造］
（基本構造）
図１は、本発明の実施の形態１のカムシャフト支持構造を説明するための図である。本実施形態の支持構造は、内燃機関のシリンダヘッド１０を備えている。シリンダヘッド１０は、アルミ或いは鋳鉄により構成されており、吸気ポート１２および排気ポート１４を備えている。
【００２０】
図１に示す内燃機関は、複数の気筒を備える多筒式の機関であり、気筒毎に２つの吸気ポート１２および排気ポート１４を備えている。図１は、それらのうちの一つが図示されるように内燃機関を切断することで得られる断面図である。図１に示す内燃機関は、紙面に垂直な方向に、直列に配置された状態で、複数の気筒、並びに複数の吸気ポート１２および排気ポート１４を備えているものとする。
【００２１】
図１に示すように、シリンダヘッド１０には、吸気ポート１２を開閉するための吸気弁１６、および排気ポート１４を開閉するための排気弁１８が組み込まれている。吸気弁１６および排気弁１８は、何れも、図１において下方向に移動することで開弁状態となる。そして、それらは、何れも、図示しないバルブスプリングによって閉弁方向、つまり、図１における上方向に付勢されている。
【００２２】
吸気弁１６の上端部は、吸気ロッカーアーム２０の一端と接触している。吸気ロッカーアーム２０の他端は、ラッシュアジャスタ２２の上端に接している。つまり、吸気ロッカーアーム２０は、吸気弁１６とラッシュアジャスタ２２の上に載置された状態となっている。同様に、排気弁１８の上端は、排気ロッカーアーム２４の一端と接触している。排気ロッカーアーム２４の他端は、図示しない排気側のラッシュアジャスタの上に置かれている。つまり、排気ロッカーアーム２４は、排気側のラッシュアジャスタと排気弁１８の上に載置された状態となっている。
【００２３】
図１に示す内燃機関は、吸気弁１６を駆動するための吸気カムシャフト２６と、排気弁１８を駆動するための排気カムシャフト２８を備えている。吸気カムシャフト２６は、直列に配置されるすべての気筒の上を延在するように設けられており、個々の吸気弁１６に対応する吸気カム、より具体的には、個々の吸気弁１６の上に載置されている個々の吸気ロッカーアーム２０と接触する吸気カム（図示せず）を備えている。同様に、排気カムシャフト２８は、個々の排気ロッカーアーム２４と接触する排気カム（図示せず）を備えている。
【００２４】
シリンダヘッド１０の上には、ヘッドカバー３０が組み付けられている。ヘッドカバー３０は、アルミや鋳鉄に比して軽量なマグネシウムにより構成されている。ヘッドカバー３０には、アッパ軸受け３２が一体的に設けられている。アッパ軸受け３２は、より具体的には、個々の気筒の境界部分に位置するように、ヘッドカバー３０において複数設けられている。
【００２５】
それぞれのアッパ軸受け３２には、ロア軸受け３４が組み付けられている。ロア軸受け３４は、ヘッドカバー３０と同様に（従ってアッパ軸受け３２とも同様に）マグネシウムで構成されている。アッパ軸受け３２およびロア軸受け３４には、互いに対を成す半円形状部分３６、３８が設けられている。吸気カムシャフト２６および排気カムシャフト２８のジャーナル部は、それらの半円形状部分３６、３８の間に、回動可能に保持されている。
【００２６】
（ヘッドカバーの構造）
図２は、図１に示すヘッドカバー３０の斜視図である。本実施形態の支持構造は、ヘッドカバー３０の構造に特徴の一部を有している。ヘッドカバー３０は、内燃機関の内部空間を外部空間から隔絶するためのシール部を全周に渡って備えている。すなわち、ヘッドカバー３０は、その全周に渡ってフランジ部４０を備えている。フランジ部４０には、ボルト締結孔４２が複数設けられている。ヘッドカバー３０は、それらのボルト締結孔４２に挿入されるボルト（図示せず）によって、シリンダヘッド１０に締結される。フランジ部４０には、シール部材が組み込まれている。このため、ヘッドカバー３０をシリンダヘッド１０に締結すると、フランジ部４０とシリンダヘッド１０との間に十分なシールを得ることができる。
【００２７】
ヘッドカバー３０には、吸気目視窓４４と、排気目視窓４６とが設けられている。吸気目視窓４４は、図１に示す吸気カムシャフト２６の長手方向に沿って延在するように設けられている。また、排気目視窓４６は、図１に示す排気カムシャフト２８の長手方向に沿って延在するように設けられている。
【００２８】
吸気目視窓４４は、ヘッドカバー３０がシリンダヘッド１０に組み付けられた状態で、吸気目視窓４４越しに、吸気ロッカーアーム２０（図１参照）および吸気カムシャフト２６が具備するすべての吸気カムがそれぞれ目視できるように設けられている。また、排気目視窓４６は、ヘッドカバー３０がシリンダヘッド１０に組み付けられた状態で、排気目視窓４６越しに、排気ロッカーアーム２４（図１参照）および排気カムシャフト２８が具備するすべての排気カムがそれぞれ目視できるように設けられている。
【００２９】
また、吸気目視窓４４および排気目視窓４６は、何れも、アッパ軸受け３２の剛性を大きく低下させることのない領域に限って開口されている。すなわち、吸気カムシャフト２６には、吸気カムが吸気弁１６を押し下げる際に、その反力として、アッパ軸受け３２に向かう大きな力が作用する。同様に、排気カムシャフト２８には、排気カムが排気弁１８を押し下げる際に、その反力として、アッパ軸受け３２に向かう大きな力が作用する。
【００３０】
アッパ軸受け３２に向かうこれらの反力は、主として、半円形状部分３６（図１参照）の中央部分、つまり、半円形状部分３６のうち、最も上に凸となっている部分の近傍に作用する。そこで、本実施形態のヘッドカバー３０は、隣接するアッパ軸受け３２が少なくとも半円形状部分３６の最も凸となる部分同士で、互いに連結されるようにするための連結部４８を備えるようにした。言い換えれば、半円形状部分３６の最も凸となる部分同士の間には、吸気目視窓４４および排気目視窓４６を介入させないようにした。
【００３１】
以上説明した目視窓４４、４６によれば、アッパ軸受け３２の剛性を確保しつつ、ヘッドカバー３０の組み付け工程において、作業者は、それらの目視窓４４、４６越しに、ロッカーアーム２０、２４並びに吸気カムおよび排気カムをそれぞれ目視しながら作業を進めることができる。更に、その作業者は、ヘッドカバー３０を乗せる作業が終わった後に、すべてのロッカーアーム２０、２４並びにすべての吸気カムおよび排気カムがそれぞれ適切な状態にあるか否かを、それらの目視窓４４、４６を介して、容易に確認することができる。
【００３２】
図３は、吸気目視窓カバー５０および排気目視窓カバー５２の全体形状を示すための図である。ヘッドカバー３０は、当該ヘッドカバー３０上に組み付けられる吸気目視窓カバー５０と、排気目視窓カバー５２とを備える。吸気目視窓カバー５０は、吸気目視窓４４をカバーするための部材である。他方、排気目視窓カバー５２は、排気目視窓４６をカバーするための部材である。吸気目視窓カバー５０および排気目視窓カバー５２は、何れも、マグネシウムで構成されている。
【００３３】
吸気目視窓カバー５０および排気目視窓カバー５２は、それぞれ、その全周に渡ってフランジ部５４、５６を備えている。これらの目視窓カバー５０、５２は、それぞれのフランジ部５４、５６を貫通する締結ボルト（図示せず）によって、図１に示すように、ヘッドカバー３０に締結される。
【００３４】
（本実施形態の特徴部分）
以下、図１および図４を参照して、本実施形態における最も特徴的な部分を説明する。
図４は、ヘッドカバー３０を内燃機関の上方から見下ろした図である。内燃機関のシリンダブロック（図示せず）やシリンダヘッド１０における所定の部位には、冷却水が供給されている。冷却水は、車両に別途備えられるラジエター（図示せず）によって冷却されるものである。本実施形態のヘッドカバー３０は、そのような用途で内燃機関に備えられた冷却水を、当該ヘッドカバー３０に流通させるための構成を備えている。
【００３５】
具体的には、図４に示すように、吸気側の第１気筒（＃１気筒）のアッパ軸受け３２の近傍には、シリンダヘッド１０から冷却水を導くための吸気給水路５８がヘッドカバー３０を貫通して形成されている。また、ヘッドカバー３０の頂面には、吸気給水路５８と交差して吸気給水溝６０が形成されている。吸気給水溝６０は、ヘッドカバー３０と吸気目視窓カバー５０との合わせ面に、吸気カムシャフト２６と平行して、すべての気筒の上を延在するように設けられている。言い換えれば、吸気給水溝６０は、カムシャフト２６、２８のジャーナル部を保持するために各気筒に設けられたアッパ軸受け３２に近接して配置されている。更に付け加えると、吸気給水溝６０は、アッパ軸受け３２の近傍の部位の剛性を確保するための上記連結部４８に設けられている。
【００３６】
また、吸気給水溝６０の＃４気筒側の端部には、冷却水をシリンダヘッド１０に戻すための吸気排水路６２がヘッドカバー３０を貫通して形成されている。吸気給水路５８、吸気給水溝６０、および吸気排水路６２の上には、吸気目視窓４４のフランジ部５４が位置する。そのフランジ部５４には、ヘッドカバー３０の吸気給水溝６０に対応するカバー側吸気給水溝６４が形成されている（図１参照）。以上の構成によれば、ヘッドカバー３０における吸気側のアッパ軸受け３２の周辺に冷却水を供給することができる。
【００３７】
図４に示すように、排気側のヘッドカバー３０に冷却水を流通させるための構成として、ヘッドカバー３０には、排気給水路６６、排気給水溝６８、および排気排水路７０がそれぞれ設けられ、また、排気目視窓カバー５２には、カバー側排気給水溝７２が設けられている。それらの各構成要素の詳細な構成は、上述した吸気側と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略するものとする。
【００３８】
［実施の形態１の効果］
内燃機関のヘッドカバーには、一般的に、動弁系の各部材の運動（カムシャフトの回転運動やバルブの往復運動など）に伴う振動が伝播する。そのような振動は、ヘッドカバーによって増幅されるとともに、騒音を生じさせる。そして、本実施形態のようにアッパ軸受けをヘッドカバーに一体化させている場合には、更に、ヘッドカバーには、アッパ軸受けを介して直に振動が伝達されることになる。従って、アッパ軸受けを一体化した構造が用いられたヘッドカバーは、そのような構造が用いられない一般的なヘッドカバーと比べて、振動や騒音が大きくなり易い。
【００３９】
本実施形態のヘッドカバー３０は、上述したように、カムシャフト２６、２８からの入力を直に受けるアッパ軸受け３２の周辺に、冷却水を供給するための構成を備えている。このため、アッパ軸受け３２をヘッドカバー３０に一体化した構造を用いたことで、アッパ軸受けに十分に高い剛性を付与しつつ、アッパ軸受け３２に生ずる振動を冷却水によって効率的に減衰させることができ、これにより、ヘッドカバー３０からの騒音の発生を効率的に低減することができる。更に、ヘッドカバーは、軽量化の要求から極力薄肉となるように形成されるものである。このため、上記連結部４８についても同様の要求を受ける。薄肉であると、振動を伝播し易くなる。本実施形態の構成によれば、アッパ軸受け３２に近く、かつ薄肉に形成される連結部４８において、冷却水の流通によって振動を効率的に減衰させることができる。
【００４０】
そして、上記の構成によれば、そのような振動および騒音の抑制効果を、ヘッドカバー３０に冷却水を供給するための別体の給水パイプなどを必要とすることなく、実現することができる。すなわち、コスト増や重量増を抑制しつつ、また、組み付け性や人目に触れるヘッドカバー３０の見栄えを悪化させることなく、ヘッドカバー部の振動および騒音を効率的に抑制することができる。
【００４１】
また、本実施形態の構成によれば、冷却水をヘッドカバー３０に供給することによって、ヘッドカバー３０の冷却を行うことができる。ヘッドカバー３０には、内燃機関の排気熱がシリンダヘッド１０から伝達する。上記のように、ヘッドカバー３０の材質は、マグネシウムである。マグネシウムは、シリンダヘッド１０に用いられるアルミや鉄に比して熱膨脹率が高い。また、カムシャフト２６、２８も鉄製である。本実施形態の構成によれば、カムシャフト２６、２８等の周辺部品に比して熱膨脹率の大きなヘッドカバー３０の膨張を防ぐことができ、周辺部品との寸法変化に起因する動弁系のフリクションの増加を防止することができる。
【００４２】
また、仮に、排気熱の伝熱によるヘッドカバー３０の塑性変形（高温クリープ現象）が、例えば、ヘッドカバー３０におけるロア軸受け３４の締結部に生ずると、締結ボルトの軸力の低下を招き、内燃機関の信頼性が低下してしまう。これに対し、本実施形態の構成によれば、冷却水によってヘッドカバー３０を冷却することで、そのような弊害をも回避することができる。
【００４３】
ところで、上述した実施の形態１においては、ヘッドカバー３０および目視窓カバー５０、５２の双方に設けた給水溝６０等によって、ヘッドカバー３０に冷却水を供給するための通路を形成するようにしているが、このような溝に限らず、例えば、カムシャフト２６、２８と平行して、すべての気筒の上を延在するようにした給水用の管路をアッパ軸受け３２の近くに設けるようにしてもよい。
【００４４】
また、上述した実施の形態１においては、ヘッドカバー３０、ロア軸受け３４、および目視窓カバー５０、５２をマグネシウムで構成することとしているが、それらの材質は、マグネシウムに限定されるものではない。すなわち、それらは、アルミや鋳鉄に比して軽量なマグネシウム合金や樹脂複合材により構成することとしてもよい。更には、それらは、シリンダヘッド１０と同様に、アルミや鋳鉄で構成することとしてもよい。
【００４５】
尚、上述した実施の形態１においては、吸気給水路５８、吸気給水溝６０、吸気排水路６２、カバー側吸気給水溝６４、排気給水路６６、排気給水溝６８、排気排水路７０、およびカバー側排気給水溝７２が前記第１の発明における「液体通路」に相当している。
【００４６】
実施の形態２．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のカムシャフト支持構造は、基本的に上述した実施の形態１の支持構造と同様に構成されている。図５は、本発明の実施の形態２のカムシャフト支持構造における特徴部分を説明するための図であり、ヘッドカバー８０を内燃機関の側方から見た図である。以下、図５において、図１および図２に示す構成要素と同一の要素については、同一の参照符号を用いて、その詳細な説明を省略または簡略する。
【００４７】
図５に示すように、本実施形態のヘッドカバー８０の上には、内燃機関の補機８２が搭載されることがある。この補機８２は、ここでは、稼動時に発熱が生ずるものであるものとし、具体的にはモータであるものとする。また、補機８２は、説明の便宜上、吸気側のアッパ軸受け３２の上方に配置されているものとする。そして、補機８２の設けられていない部位においては、図５に示すように、目視窓カバー８４が設けられているものとする。
【００４８】
本実施形態においても、上述した実施の形態１と同様に、ヘッドカバー８０に冷却水を供給するようにしている。そして更に、本実施形態では、ヘッドカバー８０に供給された冷却水を、冷却を目的として補機８２にも導くようにしたことを特徴としている。より具体的には、図５に示すように、ヘッドカバー８０には、シリンダヘッド１０からヘッドカバー８０に冷却水を供給する吸気給水路８６と、ヘッドカバー８０からシリンダヘッド１０に冷却水を戻すための吸気排水路８８とが設けられている。そして、ヘッドカバー８０における吸気側のアッパ軸受け３２の周辺部には、吸気給水路８６と吸気排水路８８とを結ぶように、吸気カムシャフト２６と平行に、吸気給水管９０が形成されている。吸気給水管９０は、ヘッドカバー８０の内部に管路として形成されており、また、吸気給水管９０には、補機８２の内部を通る補機給水管９２が連結されている。
【００４９】
以上説明した本実施形態の構成によれば、アッパ軸受け３２をヘッドカバー８０に一体化した構造を用いつつ、部品点数の増加を伴うことなく、ヘッドカバー部の振動および騒音を効率的に抑制することができるとともに、ヘッドカバー８０に搭載された補機８２の冷却をも行うことができる。
【００５０】
尚、上述した実施の形態２においては、補機給水管９２が前記第３の発明における「前記補機の内部に通された通路」に相当している。
【００５１】
実施の形態３．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のカムシャフト支持構造は、基本的に上述した実施の形態１の支持構造と同様に構成されている。図６は、本発明の実施の形態３のカムシャフト支持構造における特徴部分を説明するための図であり、ヘッドカバー１００を内燃機関の上方から見下ろした図である。以下、図６において、図１および図２に示す構成要素と同一の要素については、同一の参照符号を用いて、その詳細な説明を省略または簡略する。
【００５２】
図６に示すように、本実施形態のヘッドカバー１００では、排気側のアッパ軸受け３２に冷却水を供給するための通路（排気給水路１０２、排気給水溝１０４、排気排水路１０６、およびカバー側排気給水溝１０８）の通路径（通路断面積）が、吸気側のアッパ軸受け３２に冷却水を供給するための通路（吸気給水路５８、吸気給水溝６０、吸気排水路６２、およびカバー側吸気給水溝６４）の通路径に比して大きく形成されている点に特徴を有している。
【００５３】
排気側は、シリンダヘッド１０からの排気熱の伝達を直接的に受けるため、吸気側に比して高温になり易い。その結果として、ヘッドカバー１００とシリンダヘッド１０との間に用いられるシール剤自体の性能低下や、ヘッドカバー１００とシリンダヘッド１０との材質が異なるために生ずる熱膨脹差に起因する両者の相対的な変位量が大きくなることで、両者間のシール性能の低下が考えられる。
【００５４】
以上説明した本実施形態の構成によれば、ヘッドカバー１００における排気側の部位には、吸気側に比して多量の冷却水が供給される。このため、上記のような問題の発生を未然に回避することができる。また、以上のように、吸気側と排気側とで冷却水の通路径を異ならせる手法は、マグネシウムや樹脂複合材などが用いられる本実施形態のヘッドカバー１００のように、シリンダヘッド１０に比して熱膨張率の高いヘッドカバー１００を用いた場合に、特に効果的である。
【００５５】
尚、上述した実施の形態３においては、吸気給水路５８、吸気給水溝６０、吸気排水路６２、およびカバー側吸気給水溝６４が前記第６の発明における「吸気側液体通路」に、排気給水路１０２、排気給水溝１０４、排気排水路１０６、およびカバー側排気給水溝１０８が前記第６の発明における「排気側液体通路」に、それぞれ相当している。
【００５６】
ところで、上述した実施の形態１乃至３においては、内燃機関を冷却するための冷却水をヘッドカバー３０に導くようにしているが、本発明において、内燃機関に、冷却や潤滑等の他の用途で搭載される液体であってヘッドカバー３０等に供給される液体は、内燃機関の冷却水に限らず、例えば、内燃機関を潤滑するためのオイルであってもよい。ヘッドカバー３０等に供給する液体を、内燃機関に他の用途で搭載されるそのような液体とすることにより、部品点数の増加を伴うことなく、ヘッドカバー３０等の振動および騒音を効率的に抑制することが可能となる。
【００５７】
また、上述した実施の形態１乃至３においては、ヘッドカバー３０等の頂面に冷却水などの液体を供給するための構成を備えるようにしているが、これに限らず、ヘッドカバー３０等の側面にそのような液体を供給するような構成を備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１のカムシャフト支持構造を説明するための図である。
【図２】図１に示すヘッドカバーの斜視図である。
【図３】吸気目視窓カバーおよび排気目視窓カバーの全体形状を示すための図である。
【図４】ヘッドカバーを内燃機関の上方から見下ろした図である。
【図５】本発明の実施の形態２のカムシャフト支持構造における特徴部分を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態３のカムシャフト支持構造における特徴部分を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ シリンダヘッド
１６ 吸気弁
１８ 排気弁
２０ 吸気ロッカーアーム
２４ 排気ロッカーアーム
２６ 吸気カムシャフト
２８ 排気カムシャフト
３０、８０、１００ ヘッドカバー
３２ アッパ軸受け
３４ ロア軸受け
３６、３８ 半円形状部分
４４ 吸気目視窓
４６ 排気目視窓
４８ 連結部
５０、８４ 吸気目視窓カバー
５２ 排気目視窓カバー
５４、５６ 目視窓カバーのフランジ部
５８、８６ 吸気給水路
６０ 吸気給水溝
６２、８８ 吸気排水路
６４ カバー側吸気給水溝
６６、１０２ 排気給水路
６８、１０４ 排気給水溝
７０、１０６ 排気排水路
７２、１０８ カバー側排気給水溝
８２ 補機
９０ 吸気給水管
９２ 補機給水管
【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係り、特に、車両に搭載する内燃機関の内部でカムシャフトを支持する構造として好適なカムシャフト支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、アッパ軸受けをヘッドカバーに一体化させたカムシャフトの支持構造が開示されている。上記従来の支持構造は、アッパ軸受けと対をなすロア軸受けを備えている。アッパ軸受けとロア軸受けは、共に半円形状に成型されており、両者が対向した状態に固定されることにより、カムシャフトを支持することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１６６９５６号公報
【特許文献２】実公平７−２９２１７号公報
【特許文献３】特許第２５３２２７７号公報
【特許文献４】特開平１−１３００４３号公報
【特許文献５】実開平６−４７６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関のヘッドカバーには、動弁系の各部材の運動（カムシャフトの回転運動やバルブの往復運動など）に伴う振動が伝播する。そのような振動は、ヘッドカバーによって増幅されるとともに、騒音を生じさせる。
【０００５】
上記従来のカムシャフト支持構造は、既述したように、アッパ軸受けをヘッドカバーに一体化させている。このため、ヘッドカバーには、アッパ軸受けを介して直に振動が伝達されることになる。従って、上記従来の支持構造が用いられたヘッドカバーは、そのような構造が用いられない一般的なヘッドカバーと比べて、振動や騒音が大きくなり易い。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、アッパ軸受けをヘッドカバーに一体化した構造を用いつつ、ヘッドカバー部の振動および騒音を効率的に抑制し得る内燃機関のカムシャフト支持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】
第１の発明は、内燃機関のシリンダヘッドと、
内燃機関のバルブを駆動するカムを備えるカムシャフトと、
前記カムシャフトを前記シリンダヘッド側から支持するロア軸受けと、
前記カムシャフトを前記ロア軸受けとは反対の側から支持するアッパ軸受けを一体に備えるヘッドカバーと、
前記ヘッドカバーに設けられ、液体を当該ヘッドカバーに供給するための液体通路と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記液体通路は、前記アッパ軸受けに近接して配置されていることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記ヘッドカバーの上に配置された補機を更に備え、
前記液体通路には、前記補機の内部に通された通路が連結されていることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、前記ヘッドカバーは、前記シリンダヘッドの上に組み付けられた状態でロッカーアームの目視を可能とし、およびまたは、前記カムシャフトが前記アッパ軸受けに保持された状態で前記カムの目視を可能とする目視窓を備え、
前記ヘッドカバーは、前記カムシャフトの軸方向に並んだ複数のアッパ軸受けを備え、
前記アッパ軸受けは、前記カムシャフトのジャーナル部を保持する半円形状部分を有し、
前記ヘッドカバーは、前記複数のアッパ軸受けのうち少なくとも一部のアッパ軸受けを、隣接するアッパ軸受けとの間で、少なくとも前記半円形状部分の最も凸となる部分同士で、連結する連結部を備え、
前記液体通路は、前記連結部に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、前記ヘッドカバーは、マグネシウム、マグネシウム合金、または樹脂複合材で構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、前記液体通路は、前記ヘッドカバーの吸気側を通る吸気側液体通路と、前記ヘッドカバーの排気側を通る排気側液体通路とを備え、
前記排気側液体通路は、前記吸気側液体通路に比して通路断面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、動弁系の各部材の運動に伴ってヘッドカバーに伝播される振動を、ヘッドカバーに液体を流通させることにより、減衰させることができる。このため、アッパ軸受けをヘッドカバーに一体化した構造を用いたことで、アッパ軸受けに十分に高い剛性を付与しつつ、ヘッドカバー部の振動および騒音を効率的に抑制することのできる内燃機関のカムシャフト支持構造を得ることができる。
【００１４】
第２の発明によれば、カムシャフトからアッパ軸受けに伝達される動弁系の振動および騒音を効率的に抑制することができる。
【００１５】
第３の発明によれば、ヘッドカバーに搭載される補機の冷却をも行うことができる。
【００１６】
第４の発明によれば、ヘッドカバーに目視窓を設けつつ、アッパ軸受けの剛性を効率的に高めることができるとともに、カムシャフトからアッパ軸受けに伝達される動弁系の振動および騒音を効率的に抑制することができる。
【００１７】
第５の発明によれば、熱膨脹率の高い材質で構成されたヘッドカバーの膨脹を効率的に抑制することができ、熱膨脹に起因する動弁系のフリクションの増加を防止することができる。
【００１８】
第６の発明によれば、排気熱の伝達により吸気側に比して高温となるヘッドカバーの排気側の部位の冷却性能を高めることができる。これにより、ヘッドカバーに生ずる熱膨脹を効率的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
［実施の形態１の構造］
（基本構造）
図１は、本発明の実施の形態１のカムシャフト支持構造を説明するための図である。本実施形態の支持構造は、内燃機関のシリンダヘッド１０を備えている。シリンダヘッド１０は、アルミ或いは鋳鉄により構成されており、吸気ポート１２および排気ポート１４を備えている。
【００２０】
図１に示す内燃機関は、複数の気筒を備える多筒式の機関であり、気筒毎に２つの吸気ポート１２および排気ポート１４を備えている。図１は、それらのうちの一つが図示されるように内燃機関を切断することで得られる断面図である。図１に示す内燃機関は、紙面に垂直な方向に、直列に配置された状態で、複数の気筒、並びに複数の吸気ポート１２および排気ポート１４を備えているものとする。
【００２１】
図１に示すように、シリンダヘッド１０には、吸気ポート１２を開閉するための吸気弁１６、および排気ポート１４を開閉するための排気弁１８が組み込まれている。吸気弁１６および排気弁１８は、何れも、図１において下方向に移動することで開弁状態となる。そして、それらは、何れも、図示しないバルブスプリングによって閉弁方向、つまり、図１における上方向に付勢されている。
【００２２】
吸気弁１６の上端部は、吸気ロッカーアーム２０の一端と接触している。吸気ロッカーアーム２０の他端は、ラッシュアジャスタ２２の上端に接している。つまり、吸気ロッカーアーム２０は、吸気弁１６とラッシュアジャスタ２２の上に載置された状態となっている。同様に、排気弁１８の上端は、排気ロッカーアーム２４の一端と接触している。排気ロッカーアーム２４の他端は、図示しない排気側のラッシュアジャスタの上に置かれている。つまり、排気ロッカーアーム２４は、排気側のラッシュアジャスタと排気弁１８の上に載置された状態となっている。
【００２３】
図１に示す内燃機関は、吸気弁１６を駆動するための吸気カムシャフト２６と、排気弁１８を駆動するための排気カムシャフト２８を備えている。吸気カムシャフト２６は、直列に配置されるすべての気筒の上を延在するように設けられており、個々の吸気弁１６に対応する吸気カム、より具体的には、個々の吸気弁１６の上に載置されている個々の吸気ロッカーアーム２０と接触する吸気カム（図示せず）を備えている。同様に、排気カムシャフト２８は、個々の排気ロッカーアーム２４と接触する排気カム（図示せず）を備えている。
【００２４】
シリンダヘッド１０の上には、ヘッドカバー３０が組み付けられている。ヘッドカバー３０は、アルミや鋳鉄に比して軽量なマグネシウムにより構成されている。ヘッドカバー３０には、アッパ軸受け３２が一体的に設けられている。アッパ軸受け３２は、より具体的には、個々の気筒の境界部分に位置するように、ヘッドカバー３０において複数設けられている。
【００２５】
それぞれのアッパ軸受け３２には、ロア軸受け３４が組み付けられている。ロア軸受け３４は、ヘッドカバー３０と同様に（従ってアッパ軸受け３２とも同様に）マグネシウムで構成されている。アッパ軸受け３２およびロア軸受け３４には、互いに対を成す半円形状部分３６、３８が設けられている。吸気カムシャフト２６および排気カムシャフト２８のジャーナル部は、それらの半円形状部分３６、３８の間に、回動可能に保持されている。
【００２６】
（ヘッドカバーの構造）
図２は、図１に示すヘッドカバー３０の斜視図である。本実施形態の支持構造は、ヘッドカバー３０の構造に特徴の一部を有している。ヘッドカバー３０は、内燃機関の内部空間を外部空間から隔絶するためのシール部を全周に渡って備えている。すなわち、ヘッドカバー３０は、その全周に渡ってフランジ部４０を備えている。フランジ部４０には、ボルト締結孔４２が複数設けられている。ヘッドカバー３０は、それらのボルト締結孔４２に挿入されるボルト（図示せず）によって、シリンダヘッド１０に締結される。フランジ部４０には、シール部材が組み込まれている。このため、ヘッドカバー３０をシリンダヘッド１０に締結すると、フランジ部４０とシリンダヘッド１０との間に十分なシールを得ることができる。
【００２７】
ヘッドカバー３０には、吸気目視窓４４と、排気目視窓４６とが設けられている。吸気目視窓４４は、図１に示す吸気カムシャフト２６の長手方向に沿って延在するように設けられている。また、排気目視窓４６は、図１に示す排気カムシャフト２８の長手方向に沿って延在するように設けられている。
【００２８】
吸気目視窓４４は、ヘッドカバー３０がシリンダヘッド１０に組み付けられた状態で、吸気目視窓４４越しに、吸気ロッカーアーム２０（図１参照）および吸気カムシャフト２６が具備するすべての吸気カムがそれぞれ目視できるように設けられている。また、排気目視窓４６は、ヘッドカバー３０がシリンダヘッド１０に組み付けられた状態で、排気目視窓４６越しに、排気ロッカーアーム２４（図１参照）および排気カムシャフト２８が具備するすべての排気カムがそれぞれ目視できるように設けられている。
【００２９】
また、吸気目視窓４４および排気目視窓４６は、何れも、アッパ軸受け３２の剛性を大きく低下させることのない領域に限って開口されている。すなわち、吸気カムシャフト２６には、吸気カムが吸気弁１６を押し下げる際に、その反力として、アッパ軸受け３２に向かう大きな力が作用する。同様に、排気カムシャフト２８には、排気カムが排気弁１８を押し下げる際に、その反力として、アッパ軸受け３２に向かう大きな力が作用する。
【００３０】
アッパ軸受け３２に向かうこれらの反力は、主として、半円形状部分３６（図１参照）の中央部分、つまり、半円形状部分３６のうち、最も上に凸となっている部分の近傍に作用する。そこで、本実施形態のヘッドカバー３０は、隣接するアッパ軸受け３２が少なくとも半円形状部分３６の最も凸となる部分同士で、互いに連結されるようにするための連結部４８を備えるようにした。言い換えれば、半円形状部分３６の最も凸となる部分同士の間には、吸気目視窓４４および排気目視窓４６を介入させないようにした。
【００３１】
以上説明した目視窓４４、４６によれば、アッパ軸受け３２の剛性を確保しつつ、ヘッドカバー３０の組み付け工程において、作業者は、それらの目視窓４４、４６越しに、ロッカーアーム２０、２４並びに吸気カムおよび排気カムをそれぞれ目視しながら作業を進めることができる。更に、その作業者は、ヘッドカバー３０を乗せる作業が終わった後に、すべてのロッカーアーム２０、２４並びにすべての吸気カムおよび排気カムがそれぞれ適切な状態にあるか否かを、それらの目視窓４４、４６を介して、容易に確認することができる。
【００３２】
図３は、吸気目視窓カバー５０および排気目視窓カバー５２の全体形状を示すための図である。ヘッドカバー３０は、当該ヘッドカバー３０上に組み付けられる吸気目視窓カバー５０と、排気目視窓カバー５２とを備える。吸気目視窓カバー５０は、吸気目視窓４４をカバーするための部材である。他方、排気目視窓カバー５２は、排気目視窓４６をカバーするための部材である。吸気目視窓カバー５０および排気目視窓カバー５２は、何れも、マグネシウムで構成されている。
【００３３】
吸気目視窓カバー５０および排気目視窓カバー５２は、それぞれ、その全周に渡ってフランジ部５４、５６を備えている。これらの目視窓カバー５０、５２は、それぞれのフランジ部５４、５６を貫通する締結ボルト（図示せず）によって、図１に示すように、ヘッドカバー３０に締結される。
【００３４】
（本実施形態の特徴部分）
以下、図１および図４を参照して、本実施形態における最も特徴的な部分を説明する。
図４は、ヘッドカバー３０を内燃機関の上方から見下ろした図である。内燃機関のシリンダブロック（図示せず）やシリンダヘッド１０における所定の部位には、冷却水が供給されている。冷却水は、車両に別途備えられるラジエター（図示せず）によって冷却されるものである。本実施形態のヘッドカバー３０は、そのような用途で内燃機関に備えられた冷却水を、当該ヘッドカバー３０に流通させるための構成を備えている。
【００３５】
具体的には、図４に示すように、吸気側の第１気筒（＃１気筒）のアッパ軸受け３２の近傍には、シリンダヘッド１０から冷却水を導くための吸気給水路５８がヘッドカバー３０を貫通して形成されている。また、ヘッドカバー３０の頂面には、吸気給水路５８と交差して吸気給水溝６０が形成されている。吸気給水溝６０は、ヘッドカバー３０と吸気目視窓カバー５０との合わせ面に、吸気カムシャフト２６と平行して、すべての気筒の上を延在するように設けられている。言い換えれば、吸気給水溝６０は、カムシャフト２６、２８のジャーナル部を保持するために各気筒に設けられたアッパ軸受け３２に近接して配置されている。更に付け加えると、吸気給水溝６０は、アッパ軸受け３２の近傍の部位の剛性を確保するための上記連結部４８に設けられている。
【００３６】
また、吸気給水溝６０の＃４気筒側の端部には、冷却水をシリンダヘッド１０に戻すための吸気排水路６２がヘッドカバー３０を貫通して形成されている。吸気給水路５８、吸気給水溝６０、および吸気排水路６２の上には、吸気目視窓４４のフランジ部５４が位置する。そのフランジ部５４には、ヘッドカバー３０の吸気給水溝６０に対応するカバー側吸気給水溝６４が形成されている（図１参照）。以上の構成によれば、ヘッドカバー３０における吸気側のアッパ軸受け３２の周辺に冷却水を供給することができる。
【００３７】
図４に示すように、排気側のヘッドカバー３０に冷却水を流通させるための構成として、ヘッドカバー３０には、排気給水路６６、排気給水溝６８、および排気排水路７０がそれぞれ設けられ、また、排気目視窓カバー５２には、カバー側排気給水溝７２が設けられている。それらの各構成要素の詳細な構成は、上述した吸気側と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略するものとする。
【００３８】
［実施の形態１の効果］
内燃機関のヘッドカバーには、一般的に、動弁系の各部材の運動（カムシャフトの回転運動やバルブの往復運動など）に伴う振動が伝播する。そのような振動は、ヘッドカバーによって増幅されるとともに、騒音を生じさせる。そして、本実施形態のようにアッパ軸受けをヘッドカバーに一体化させている場合には、更に、ヘッドカバーには、アッパ軸受けを介して直に振動が伝達されることになる。従って、アッパ軸受けを一体化した構造が用いられたヘッドカバーは、そのような構造が用いられない一般的なヘッドカバーと比べて、振動や騒音が大きくなり易い。
【００３９】
本実施形態のヘッドカバー３０は、上述したように、カムシャフト２６、２８からの入力を直に受けるアッパ軸受け３２の周辺に、冷却水を供給するための構成を備えている。このため、アッパ軸受け３２をヘッドカバー３０に一体化した構造を用いたことで、アッパ軸受けに十分に高い剛性を付与しつつ、アッパ軸受け３２に生ずる振動を冷却水によって効率的に減衰させることができ、これにより、ヘッドカバー３０からの騒音の発生を効率的に低減することができる。更に、ヘッドカバーは、軽量化の要求から極力薄肉となるように形成されるものである。このため、上記連結部４８についても同様の要求を受ける。薄肉であると、振動を伝播し易くなる。本実施形態の構成によれば、アッパ軸受け３２に近く、かつ薄肉に形成される連結部４８において、冷却水の流通によって振動を効率的に減衰させることができる。
【００４０】
そして、上記の構成によれば、そのような振動および騒音の抑制効果を、ヘッドカバー３０に冷却水を供給するための別体の給水パイプなどを必要とすることなく、実現することができる。すなわち、コスト増や重量増を抑制しつつ、また、組み付け性や人目に触れるヘッドカバー３０の見栄えを悪化させることなく、ヘッドカバー部の振動および騒音を効率的に抑制することができる。
【００４１】
また、本実施形態の構成によれば、冷却水をヘッドカバー３０に供給することによって、ヘッドカバー３０の冷却を行うことができる。ヘッドカバー３０には、内燃機関の排気熱がシリンダヘッド１０から伝達する。上記のように、ヘッドカバー３０の材質は、マグネシウムである。マグネシウムは、シリンダヘッド１０に用いられるアルミや鉄に比して熱膨脹率が高い。また、カムシャフト２６、２８も鉄製である。本実施形態の構成によれば、カムシャフト２６、２８等の周辺部品に比して熱膨脹率の大きなヘッドカバー３０の膨張を防ぐことができ、周辺部品との寸法変化に起因する動弁系のフリクションの増加を防止することができる。
【００４２】
また、仮に、排気熱の伝熱によるヘッドカバー３０の塑性変形（高温クリープ現象）が、例えば、ヘッドカバー３０におけるロア軸受け３４の締結部に生ずると、締結ボルトの軸力の低下を招き、内燃機関の信頼性が低下してしまう。これに対し、本実施形態の構成によれば、冷却水によってヘッドカバー３０を冷却することで、そのような弊害をも回避することができる。
【００４３】
ところで、上述した実施の形態１においては、ヘッドカバー３０および目視窓カバー５０、５２の双方に設けた給水溝６０等によって、ヘッドカバー３０に冷却水を供給するための通路を形成するようにしているが、このような溝に限らず、例えば、カムシャフト２６、２８と平行して、すべての気筒の上を延在するようにした給水用の管路をアッパ軸受け３２の近くに設けるようにしてもよい。
【００４４】
また、上述した実施の形態１においては、ヘッドカバー３０、ロア軸受け３４、および目視窓カバー５０、５２をマグネシウムで構成することとしているが、それらの材質は、マグネシウムに限定されるものではない。すなわち、それらは、アルミや鋳鉄に比して軽量なマグネシウム合金や樹脂複合材により構成することとしてもよい。更には、それらは、シリンダヘッド１０と同様に、アルミや鋳鉄で構成することとしてもよい。
【００４５】
尚、上述した実施の形態１においては、吸気給水路５８、吸気給水溝６０、吸気排水路６２、カバー側吸気給水溝６４、排気給水路６６、排気給水溝６８、排気排水路７０、およびカバー側排気給水溝７２が前記第１の発明における「液体通路」に相当している。
【００４６】
実施の形態２．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のカムシャフト支持構造は、基本的に上述した実施の形態１の支持構造と同様に構成されている。図５は、本発明の実施の形態２のカムシャフト支持構造における特徴部分を説明するための図であり、ヘッドカバー８０を内燃機関の側方から見た図である。以下、図５において、図１および図２に示す構成要素と同一の要素については、同一の参照符号を用いて、その詳細な説明を省略または簡略する。
【００４７】
図５に示すように、本実施形態のヘッドカバー８０の上には、内燃機関の補機８２が搭載されることがある。この補機８２は、ここでは、稼動時に発熱が生ずるものであるものとし、具体的にはモータであるものとする。また、補機８２は、説明の便宜上、吸気側のアッパ軸受け３２の上方に配置されているものとする。そして、補機８２の設けられていない部位においては、図５に示すように、目視窓カバー８４が設けられているものとする。
【００４８】
本実施形態においても、上述した実施の形態１と同様に、ヘッドカバー８０に冷却水を供給するようにしている。そして更に、本実施形態では、ヘッドカバー８０に供給された冷却水を、冷却を目的として補機８２にも導くようにしたことを特徴としている。より具体的には、図５に示すように、ヘッドカバー８０には、シリンダヘッド１０からヘッドカバー８０に冷却水を供給する吸気給水路８６と、ヘッドカバー８０からシリンダヘッド１０に冷却水を戻すための吸気排水路８８とが設けられている。そして、ヘッドカバー８０における吸気側のアッパ軸受け３２の周辺部には、吸気給水路８６と吸気排水路８８とを結ぶように、吸気カムシャフト２６と平行に、吸気給水管９０が形成されている。吸気給水管９０は、ヘッドカバー８０の内部に管路として形成されており、また、吸気給水管９０には、補機８２の内部を通る補機給水管９２が連結されている。
【００４９】
以上説明した本実施形態の構成によれば、アッパ軸受け３２をヘッドカバー８０に一体化した構造を用いつつ、部品点数の増加を伴うことなく、ヘッドカバー部の振動および騒音を効率的に抑制することができるとともに、ヘッドカバー８０に搭載された補機８２の冷却をも行うことができる。
【００５０】
尚、上述した実施の形態２においては、補機給水管９２が前記第３の発明における「前記補機の内部に通された通路」に相当している。
【００５１】
実施の形態３．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のカムシャフト支持構造は、基本的に上述した実施の形態１の支持構造と同様に構成されている。図６は、本発明の実施の形態３のカムシャフト支持構造における特徴部分を説明するための図であり、ヘッドカバー１００を内燃機関の上方から見下ろした図である。以下、図６において、図１および図２に示す構成要素と同一の要素については、同一の参照符号を用いて、その詳細な説明を省略または簡略する。
【００５２】
図６に示すように、本実施形態のヘッドカバー１００では、排気側のアッパ軸受け３２に冷却水を供給するための通路（排気給水路１０２、排気給水溝１０４、排気排水路１０６、およびカバー側排気給水溝１０８）の通路径（通路断面積）が、吸気側のアッパ軸受け３２に冷却水を供給するための通路（吸気給水路５８、吸気給水溝６０、吸気排水路６２、およびカバー側吸気給水溝６４）の通路径に比して大きく形成されている点に特徴を有している。
【００５３】
排気側は、シリンダヘッド１０からの排気熱の伝達を直接的に受けるため、吸気側に比して高温になり易い。その結果として、ヘッドカバー１００とシリンダヘッド１０との間に用いられるシール剤自体の性能低下や、ヘッドカバー１００とシリンダヘッド１０との材質が異なるために生ずる熱膨脹差に起因する両者の相対的な変位量が大きくなることで、両者間のシール性能の低下が考えられる。
【００５４】
以上説明した本実施形態の構成によれば、ヘッドカバー１００における排気側の部位には、吸気側に比して多量の冷却水が供給される。このため、上記のような問題の発生を未然に回避することができる。また、以上のように、吸気側と排気側とで冷却水の通路径を異ならせる手法は、マグネシウムや樹脂複合材などが用いられる本実施形態のヘッドカバー１００のように、シリンダヘッド１０に比して熱膨張率の高いヘッドカバー１００を用いた場合に、特に効果的である。
【００５５】
尚、上述した実施の形態３においては、吸気給水路５８、吸気給水溝６０、吸気排水路６２、およびカバー側吸気給水溝６４が前記第６の発明における「吸気側液体通路」に、排気給水路１０２、排気給水溝１０４、排気排水路１０６、およびカバー側排気給水溝１０８が前記第６の発明における「排気側液体通路」に、それぞれ相当している。
【００５６】
ところで、上述した実施の形態１乃至３においては、内燃機関を冷却するための冷却水をヘッドカバー３０に導くようにしているが、本発明において、内燃機関に、冷却や潤滑等の他の用途で搭載される液体であってヘッドカバー３０等に供給される液体は、内燃機関の冷却水に限らず、例えば、内燃機関を潤滑するためのオイルであってもよい。ヘッドカバー３０等に供給する液体を、内燃機関に他の用途で搭載されるそのような液体とすることにより、部品点数の増加を伴うことなく、ヘッドカバー３０等の振動および騒音を効率的に抑制することが可能となる。
【００５７】
また、上述した実施の形態１乃至３においては、ヘッドカバー３０等の頂面に冷却水などの液体を供給するための構成を備えるようにしているが、これに限らず、ヘッドカバー３０等の側面にそのような液体を供給するような構成を備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１のカムシャフト支持構造を説明するための図である。
【図２】図１に示すヘッドカバーの斜視図である。
【図３】吸気目視窓カバーおよび排気目視窓カバーの全体形状を示すための図である。
【図４】ヘッドカバーを内燃機関の上方から見下ろした図である。
【図５】本発明の実施の形態２のカムシャフト支持構造における特徴部分を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態３のカムシャフト支持構造における特徴部分を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ シリンダヘッド
１６ 吸気弁
１８ 排気弁
２０ 吸気ロッカーアーム
２４ 排気ロッカーアーム
２６ 吸気カムシャフト
２８ 排気カムシャフト
３０、８０、１００ ヘッドカバー
３２ アッパ軸受け
３４ ロア軸受け
３６、３８ 半円形状部分
４４ 吸気目視窓
４６ 排気目視窓
４８ 連結部
５０、８４ 吸気目視窓カバー
５２ 排気目視窓カバー
５４、５６ 目視窓カバーのフランジ部
５８、８６ 吸気給水路
６０ 吸気給水溝
６２、８８ 吸気排水路
６４ カバー側吸気給水溝
６６、１０２ 排気給水路
６８、１０４ 排気給水溝
７０、１０６ 排気排水路
７２、１０８ カバー側排気給水溝
８２ 補機
９０ 吸気給水管
９２ 補機給水管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダヘッドと、
内燃機関のバルブを駆動するカムを備えるカムシャフトと、
前記カムシャフトを前記シリンダヘッド側から支持するロア軸受けと、
前記カムシャフトを前記ロア軸受けとは反対の側から支持するアッパ軸受けを一体に備えるヘッドカバーと、
前記ヘッドカバーに設けられ、液体を当該ヘッドカバーに供給するための液体通路と、
を備える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】
前記液体通路は、前記アッパ軸受けに近接して配置されている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】
前記ヘッドカバーの上に配置された補機を更に備え、
前記液体通路には、前記補機の内部に通された通路が連結されていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【請求項４】
前記ヘッドカバーは、前記シリンダヘッドの上に組み付けられた状態でロッカーアームの目視を可能とし、およびまたは、前記カムシャフトが前記アッパ軸受けに保持された状態で前記カムの目視を可能とする目視窓を備え、
前記ヘッドカバーは、前記カムシャフトの軸方向に並んだ複数のアッパ軸受けを備え、
前記アッパ軸受けは、前記カムシャフトのジャーナル部を保持する半円形状部分を有し、
前記ヘッドカバーは、前記複数のアッパ軸受けのうち少なくとも一部のアッパ軸受けを、隣接するアッパ軸受けとの間で、少なくとも前記半円形状部分の最も凸となる部分同士で、連結する連結部を備え、
前記液体通路は、前記連結部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【請求項５】
前記ヘッドカバーは、マグネシウム、マグネシウム合金、または樹脂複合材で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【請求項６】
前記液体通路は、前記ヘッドカバーの吸気側を通る吸気側液体通路と、前記ヘッドカバーの排気側を通る排気側液体通路とを備え、
前記排気側液体通路は、前記吸気側液体通路に比して通路断面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【請求項１】
内燃機関のシリンダヘッドと、
内燃機関のバルブを駆動するカムを備えるカムシャフトと、
前記カムシャフトを前記シリンダヘッド側から支持するロア軸受けと、
前記カムシャフトを前記ロア軸受けとは反対の側から支持するアッパ軸受けを一体に備えるヘッドカバーと、
前記ヘッドカバーに設けられ、液体を当該ヘッドカバーに供給するための液体通路と、
を備える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】
前記液体通路は、前記アッパ軸受けに近接して配置されている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】
前記ヘッドカバーの上に配置された補機を更に備え、
前記液体通路には、前記補機の内部に通された通路が連結されていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【請求項４】
前記ヘッドカバーは、前記シリンダヘッドの上に組み付けられた状態でロッカーアームの目視を可能とし、およびまたは、前記カムシャフトが前記アッパ軸受けに保持された状態で前記カムの目視を可能とする目視窓を備え、
前記ヘッドカバーは、前記カムシャフトの軸方向に並んだ複数のアッパ軸受けを備え、
前記アッパ軸受けは、前記カムシャフトのジャーナル部を保持する半円形状部分を有し、
前記ヘッドカバーは、前記複数のアッパ軸受けのうち少なくとも一部のアッパ軸受けを、隣接するアッパ軸受けとの間で、少なくとも前記半円形状部分の最も凸となる部分同士で、連結する連結部を備え、
前記液体通路は、前記連結部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【請求項５】
前記ヘッドカバーは、マグネシウム、マグネシウム合金、または樹脂複合材で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【請求項６】
前記液体通路は、前記ヘッドカバーの吸気側を通る吸気側液体通路と、前記ヘッドカバーの排気側を通る排気側液体通路とを備え、
前記排気側液体通路は、前記吸気側液体通路に比して通路断面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−５７４０６（Ｐ２００８−５７４０６Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３４４４５（Ｐ２００６−２３４４４５）
【出願日】平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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