JP4975357B2 - カム軸により回転駆動される補機を備える内燃機関 - Google Patents

カム軸により回転駆動される補機を備える内燃機関 Download PDF

Info

Publication number
JP4975357B2
JP4975357B2 JP2006114971A JP2006114971A JP4975357B2 JP 4975357 B2 JP4975357 B2 JP 4975357B2 JP 2006114971 A JP2006114971 A JP 2006114971A JP 2006114971 A JP2006114971 A JP 2006114971A JP 4975357 B2 JP4975357 B2 JP 4975357B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
holder
cam
auxiliary machine
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006114971A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007285236A (ja
Inventor
有利 今里
和明 下山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2006114971A priority Critical patent/JP4975357B2/ja
Priority to EP07006407A priority patent/EP1847695B1/en
Priority to US11/729,985 priority patent/US7665435B2/en
Publication of JP2007285236A publication Critical patent/JP2007285236A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4975357B2 publication Critical patent/JP4975357B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • F02B67/04—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F01L2001/0537—Double overhead camshafts [DOHC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、シリンダヘッドに取り付けられて機関弁を開閉する動弁装置のカム軸を回転可能に支持するカムホルダと、カム軸により回転駆動される補機とを備える内燃機関に関し、詳細には、該カムホルダに設けられて補機が取り付けられる補機ホルダの構造に関する。
動弁装置のカム軸により回転駆動される補機を備える内燃機関において、該補機はカム軸を回転可能に支持するシリンダヘッドに設けられた取付座に取り付けられ、カム軸に連結された補機の駆動軸部が、取付座により形成される貫通孔に挿入されるものは知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−８０９６８号公報
カム軸を支持する軸受部が一体成形されたシリンダヘッドに、カム軸により駆動される補機の取付座がさらに設けられると、該軸受部および取付座のためにシリンダヘッドが大型化し、また鋳造されるシリンダヘッドに駄肉が付きやすくなって重量増を招来する。また、取付座がシリンダヘッドに一体成形されると、該取付座がシリンダヘッドにおけるヘッドカバーとの結合面から上方に突出するため、該結合面の精度を確保するために手間がかかって、コストが高くなる。
さらに、補機の動作に起因してカム軸にトルク変動が生じる場合には、動弁装置による機関弁の開弁動作に起因するトルク変動を助長しないようにすることが望ましい。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜５記載の発明は、シリンダヘッドの小型軽量化を図り、かつ補機が取り付けられる補機ホルダを大型化することなくその剛性を向上させることを目的とする。そして、請求項２記載の発明は、さらに、補機ホルダが取り付けられるシリンダヘッドにおけるヘッドカバーとの結合面を高精度にかつ低コストで形成して、結合面の口開きを防止してシール性を維持でき、締結剛性を上げるために締結ボルトの軸力を上げたり、補機ホルダを肉厚化する等の対応を不要とし、軽量でコンパクトな構成を得ることを目的とし、請求項５記載の発明は、さらに、カム軸が補機を駆動することに起因してカム軸に発生するトルク変動の最大値の低減を図ることを目的とする。
請求項１記載の発明は、機関弁(5,6)を開閉する動弁装置(10)のカム軸(11,12)を回転可能に支持するカムホルダ(20)が取り付けられたシリンダヘッド(1)と、前記カム軸(11,12)により回転駆動される補機(60,70)とを備える内燃機関において、前記補機(60,70)は前記カム軸(11,12)に連結される駆動軸部(63,73)を備え、前記カムホルダ(20)には、前記補機(60,70)が取り付けられる取付座(40,50)を有する補機ホルダ(30)が設けられ、前記取付座(40,50)は、前記補機ホルダ(30)に一体成形されて前記カム軸(11,12)および前記駆動軸部(63,73)の少なくとも一方が挿入される貫通孔(41,51)を備え、前記シリンダヘッド(1)は、前記カムホルダ(20)の取付面(S2)と、前記補機ホルダ(30)の取付面(S3)とを有し、前記カムホルダ(20)は、シリンダヘッド(1)の前記カムホルダ取付面(S2)上に取り付けられるロアカムホルダ(21)と、該ロアカムホルダ(21)上に取り付けられるアッパーカムホルダ(22)とからなり、前記ロアカムホルダ(21)は枠構造をなすとともに、該枠構造に前記カム軸(11,12)をその両端と中間部で支持する複数の軸受部(23,24)を備え、前記補機ホルダ(30)は、前記ロアカムホルダ(21)の一端部で、補機ホルダ(30)の前記取付面(S3)より上方に平板状に突出するように一体成形され、前記ロアカムホルダ(21)は、該ロアカムホルダ(21)の前記一端部に、軸方向で前記補機(60,70)寄りの位置にある端部軸受部(23a,24a)よりも補機(60,70)側に向けて、軸方向での延長上に設けた複数の連結部(29f,29h,29k)を有し、該連結部(29f,29h,29k)は、軸方向を横切る方向に相互に離間して設けられるとともに、前記補機ホルダ(30)に一体的に連結され、補機(60,70)の前記駆動軸部(63,73)は、前記取付座(40,50)と前記端部軸受部(23a,24a)との間で、軸継手(62,72)を介して前記カム軸(11,12)に連結される
ことを特徴とする内燃機関である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関において、前記シリンダヘッド(1)は、ヘッドカバー(2)との結合面(S1)を備え、該ヘッドカバー結合面(S1)と前記カムホルダ取付面(S2)と前記補機ホルダ取付面(S3)とは同一平面上にあることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の内燃機関において、前記アッパーカムホルダ(22)に、前記ロアカムホルダ(21)の複数の軸受部(23,24)の形成に与るアッパー軸受部(22a,22b)が設けられていることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の内燃機関において、前記カム軸(11,12)は第１カム軸(11)および第２カム軸(12)から構成され、前記補機(60,70)は、第１補機(60)および第２補機(70)から構成され、前記駆動軸部(63,73)は、前記第１カム軸(11)に連結される第１駆動軸部(63)および前記第２カム軸(12)に連結される第２駆動軸部(73)から構成され、前記取付座(40,50)は、前記第１補機(60)が取り付けられる第１取付座(40)および前記第２補機(70)が取り付けられる第２取付座(50)から構成され、前記貫通孔(41,51)は、前記第１カム軸(11)および前記第１駆動軸部(63)の少なくとも一方が収容される第１貫通孔(41)および前記第２カム軸(12)および前記第２駆動軸部(73)の少なくとも一方が収容される第２貫通孔(51)から構成されることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の内燃機関において、前記補機(60)は燃料ポンプであり、前記カム軸(11)の一回転毎において、前記燃料ポンプ(60)が燃料を吐出する吐出動作の回数は前記動弁装置(10)が前記機関弁(5,6)を開弁する開弁動作の回数と同じであり、前記カム軸(11)および前記駆動軸部(63)は、前記開弁動作により前記カム軸(11)に発生するトルク変動のピークと前記吐出動作により前記カム軸(11)に発生するトルク変動のピークとが位相差を生じるように連結されることを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、補機の取付座が一体成形される補機ホルダは、シリンダヘッドとは別体のカムホルダに設けられるので、シリンダヘッドが小型軽量化される。補機ホルダは、それと複数の連結部を介して一体化されたカムホルダを介してシリンダヘッドに支持されるので、補機ホルダの剛性を高めるために補機ホルダを大型化することなく、その剛性を向上させることができ、補機を安定して支持することができる。さらに、貫通孔は補機ホルダに一体成形される上向き平板状取付座により形成されるので、貫通孔が半割構造などの分割構造の取付座により形成される場合に比べて、貫通孔に対するシール性の確保が容易になる。
請求項２記載の事項によれば、補機ホルダが設けられるにも拘わらず、シリンダヘッドにおけるヘッドカバーとの結合面を一平面上に形成することができるので、結合面を高精度に容易に加工することができ、低コストで結合面でのシール性を確保できる。
請求項３記載の事項によれば、アッパーカムホルダの軸受部でロアカムホルダの軸受部に支持されるカム軸が支持される。
請求項４記載の事項によれば、２つの補機が取り付けられる２つの取付座が１つの補機ホルダに一体成形されるので、両取付座が別個の部材に設けられる場合に比べて、補機ホルダの剛性が向上する。
請求項５記載の事項によれば、燃料ポンプの吐出動作によりカム軸に発生するトルク変動のピークと動弁装置の開弁動作によりカム軸に発生するトルク変動のピークが重なることがないので、カム軸に作用するトルク変動の変動幅（絶対値）の最大値を低減することができる。この結果、カム軸の所要の剛性を確保したうえで、軽量化できる。
以下、本発明の実施形態を図１〜図７を参照して説明する。
図１〜図３を参照すると、本発明が適用された内燃機関は、クランク軸が車幅方向を指向する横置き配置で車両に搭載される圧縮点火式の多気筒４ストローク内燃機関である。直噴型の内燃機関は、燃焼室が設けられたピストン（図示されず）が往復運動可能に嵌合する４つのシリンダが一列に配列されたシリンダブロック（図示されず）と、該シリンダブロックの上端面に結合されるシリンダヘッド１と、シリンダヘッド１の上端面に結合されるヘッドカバー２（図５も参照）とを備える。
なお、実施形態において、上下方向は、シリンダのシリンダ軸線に平行な方向（シリンダ軸線方向）であり、また、軸方向は、後述するカム軸の回転中心線に平行な方向である。
シリンダヘッド１には、シリンダ毎に、シリンダ軸線方向で前記ピストンとシリンダヘッド１との間に形成される燃焼空間に開口する１対の吸気口３ａを有する吸気ポート３と、燃焼空間に開口する１対の排気口４ａを有する排気ポート４とが形成され、燃焼空間に臨んで前記燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁９（図２参照）が装着される。さらに、シリンダヘッド１には、シリンダ毎に、１対の吸気口３ａをそれぞれ開閉する１対の吸気弁５および１対の排気口４ａをそれぞれ開閉する１対の排気弁６が、シリンダ軸線方向に摺動可能に支持され、圧縮コイルバネからなる弁バネ７により閉弁方向に常時付勢されている。
吸気弁５および排気弁６を開閉動作させる動弁装置10は、シリンダヘッド１に着脱可能に取り付けられるカムホルダ20に回転可能に支持されるカム軸を構成する第１カム軸としての吸気カム軸11および第２カム軸としての排気カム軸12と、吸気および排気カム軸11，12にそれぞれ設けられる動弁カムとしての吸気カム13および排気カム14と、シリンダヘッド１にピボット15を介して支持されて吸気カム13および排気カム14によりそれぞれ駆動されて揺動する吸気ロッカアーム16および排気ロッカアーム17とを備える。
互いに平行に配置される両カム軸11，12は、軸方向でのシリンダヘッド１の端部に配置されて伝動室カバーとしてのチェーンカバー19により側方から覆われる伝動機構18を介して伝達されるクランク軸の動力により回転駆動される。伝動機構18は、クランク軸の動力を吸気カム軸11に伝達する第１伝動機構18ａと、吸気カム軸11と排気カム軸12との間で動力の伝達を行う第２伝動機構18ｂとからなる。第１伝動機構18ａは、クランク軸に設けられる駆動スプロケットと吸気カム軸11の端部に設けられるカムスプロケット18a1とに巻き掛けられるタイミングチェーン18a2とから構成される。第２伝動機構18ｂは、カムスプロケット18a1に隣接して吸気カム軸11に設けられる駆動ギヤ18b1と、排気カム軸12に設けられて駆動ギヤ18b1と噛合する被動ギヤ18b2とから構成される。そして、吸気カム軸11が第１伝動機構18ａを介してクランク軸の１／２の回転速度で回転駆動され、排気カム軸12が第２伝動機構18ｂを介して吸気カム軸11と等速で回転駆動されることで、吸気カム13および排気カム14が吸気および排気ロッカアーム16，17を介して吸気弁５および排気弁６をクランク軸に同期して開閉動作させる。
内燃機関に備えられる動弁装置10およびカムホルダ20は、シリンダヘッド１とヘッドカバー２とにより形成される動弁室Ｒ内に配置される。そのために、シリンダヘッド１には、ネジ孔１ａに螺合するボルトにより締結されるヘッドカバー２が環状のシール部材８（図５も参照）を介して結合される結合面Ｓ１と、カムホルダ20の取付面Ｓ２および後述する補機ホルダ30の取付面Ｓ３とが、同一平面上に位置するように形成されている。結合面Ｓ１および取付面Ｓ３は、チェーンカバー19に結合面Ｓ１と同一平面上に形成されてヘッドカバー２がシール部材８を介して取り付けられる結合面Ｓ４と共に、動弁室Ｒを密封するシール面である。
図４を併せて参照すると、両カム軸11，12をそれぞれ回転可能に支持する複数の吸気側軸受部23および排気側軸受部24を備えるカムホルダ20は、シリンダヘッド１の取付面Ｓ２に取り付けられるロアカムホルダ21と、ロアカムホルダ21に着脱可能に取り付けられるアッパーカムホルダ22とから構成される。ロアカムホルダ21は、複数の軸受部23，24、この実施形態ではすべての軸受部23，24のロア軸受部21ａ，21ｂが一体成形された枠構造を有する一体型のカムホルダであり、アッパーカムホルダ22は、各ロア軸受部21ａ，21ｂに別々に着脱可能なカムキャップからなる複数のアッパー軸受部22ａ，22ｂの集合体である。なお、軸方向に間隔をおいて配置された軸受部23，24において、端部に位置する軸受部23，24のアッパー軸受部22ａ，22ｂは一体成形により一体化されている。そして、各アッパー軸受部22ａ，22ｂおよび各ロア軸受部21ａ，21ｂの挿通孔22ｃ，21ｃに挿入されてシリンダヘッド１にねじ込まれるボルトにより、アッパー軸受部22ａ，22ｂがロア軸受部21ａ，21ｂに締結されると共にロアカムホルダ21がシリンダヘッド１に締結されて、カムホルダ20がシリンダヘッド１に取り付けられる。
ロアカムホルダ21は、平面視で軸方向に直交する方向（以下、「直交方向」という。）での両カム軸11，12の間に配置される中央枠部21ｆと、直交方向で吸気カム軸11を挟んで中央枠部21ｆと対向して配置される吸気側枠部21ｈと、直交方向で排気カム軸12を挟んで中央枠部21ｆと対向して配置される排気側枠部21ｋと備える。これら枠部21ｆ，21ｈ，21ｋは、軸方向に沿って延びる軸方向枠部である。なお、中央枠部21ｆには、ヘッドカバー２がシール部材８を介して結合される。
そして、各吸気側軸受部23は、直交方向での両端部で中央枠部21ｆおよび吸気側枠部21ｈに連結され、各排側軸受部24は、直交方向での両端部で中央枠部21ｆおよび排気側枠部21ｋに連結される。また、中央枠部21ｆには、シリンダ毎に、シリンダ軸線と交差する位置にシリンダ軸線とほぼ平行にシリンダヘッド１に取り付けられる燃料噴射弁９が挿入される挿入孔21ｎが設けられる。
図２，図５を参照すると、軸方向でのシリンダヘッド１またはロアカムホルダ21の端部には、内燃機関に備えられて各カム軸11，12により回転駆動される補機を構成する第１補機としての高圧燃料ポンプ60および第２補機としてのバキュームポンプ70が配置される。
図６を併せて参照すると、燃料噴射弁９に供給される高圧の燃料が蓄圧される燃料蓄圧容器としてのコモンレールに燃料を圧送する容積型の高圧燃料ポンプ60は、ポンプハウジング61と、吸気カム軸11に軸継手62を介して同軸に連結される駆動軸63と、駆動軸63に設けられるポンプカム64により駆動されるプランジャ65ａおよび該プランジャ65ａを往復運動可能に収容するバレル65ｂからなる１以上、この実施形態では２つのポンプ部65と、を備える。両ポンプ部65は９０°の位相差で配置され、ポンプカム64は１８０°の位相差をもつ２つのカム山64ａから構成される。また、吸気カム軸11と等速で回転する軸継手62および駆動軸63は、第１駆動軸部として、高圧燃料ポンプ60の駆動軸部を構成する。
吸気カム軸11の１回転毎において、高圧燃料ポンプ60が燃料を吸入する吸入動作および燃料を吐出する吐出動作の回数は、それぞれ吸気カム軸11の１回転毎に動弁装置10が吸気弁５（図３参照）を開弁する開弁動作（または動弁装置10が吸気弁５を閉弁する閉弁動作）の回数と同じ回数であり、ここでは４回である。
そして、吸気カム軸11および駆動軸63は、図７に示されるように、開弁動作により吸気カム軸11に発生する動弁トルク変動の正のピークと吐出動作により吸気カム軸11に発生するポンプトルク変動の正のピークとが位相差を生じるように、かつ動弁装置10の閉弁動作により吸気カム軸11に発生する動弁トルク変動の負のピークと高圧燃料ポンプ60の吸入動作により吸気カム軸11に発生するポンプトルク変動の負のピークとが位相差を生じるよう連結される。これにより、動弁トルク変動およびポンプトルク変動の正のピーク同士および負のピーク同士が重なる場合に比べて変動幅（絶対値）が低減する。
さらに、動弁トルク変動の正のピークとポンプトルク変動の負のピークとが重なるように、そして動弁トルク変動の負のピークとポンプトルク変動の正のピークとが重なるように、すなわち動弁トルク変動とポンプトルク変動とが相殺するように吸気カム軸11と駆動軸63とを連結することにより、吸気カム軸11に発生するトルク変動の変動幅を大幅に低減できる。
吸気カム軸１１の１回転３６０°で動弁トルクピークおよびポンプトルクピークをそれぞれ４山ずつ生じる本実施形態においては、吸気カム13のいずれかとポンプカム64の位相が一致している状態を０°として、吸気カム13とポンプカム64の位相差を４５°（＝（３６０°／４）×５０％）に設定する。なお、この状態から±２２．５°（＝４５°×５０％）の範囲であってもピークの重なりを回避することによる効果を得ることができる。
図２，図５を参照すると、回転型ポンプからなるバキュームポンプ70は、ポンプハウジング71と、排気カム軸12に軸継手72を介して同軸に連結される駆動軸73とを備える。排気カム軸12と等速で回転する軸継手72および駆動軸73は、第２駆動軸部として、バキュームポンプ70の駆動軸部を構成する。
図１，図２，図４，図５を参照すると、高圧燃料ポンプ60およびバキュームポンプ70は、軸方向でのシリンダヘッド１の端部またはロアカムホルダ21の端部に配置される補機ホルダ30に取り付けられる。
内燃機関に備えられる補機ホルダ30は、端部の軸受部23ａ，24ａよりも軸方向で両ポンプ60，70寄りの位置で、ロアカムホルダ21の端部に一体成形されて連結されている。それゆえ、ロアカムホルダ21および補機ホルダ30は、一体成形された単一のホルダ部材である。そして、ロアカムホルダ21に設けられる補機ホルダ30は、シリンダヘッド１に固定されるロアカムホルダ21を介してシリンダヘッド１に取り付けられる。
補機ホルダ30は、結合面Ｓ１と同一平面上の取付面Ｓ３に面接触する取付面Ｓ５を有する取付部31と、取付部31から上方に隆起して取付座を構成する複数の取付座である第１，第２取付座40，50と、ヘッドカバー２がシール部材８を介して結合される結合面Ｓ６とが一体成形された部材である。
取付面Ｓ１から上方に平板状に突出する補機ホルダ30は、各枠部21ｆ，21ｈ，21ｋの軸方向での延長上に設けられる複数の連結部29ｆ，29ｈ，29ｋでロアカムホルダ21と連結される。各連結部29ｆ，29ｈ，29ｋの上下方向での幅は、上下方向での各枠部21ｆ，21ｈ，21ｋの幅よりも大きくされ、ロアカムホルダ21の最大幅の部分であるロア軸受部21ａ，21ｂとほぼ同じ幅を有し、剛性が高められている。
第１取付座40は、吸気カム軸11の回転中心線Ｌ１を中心として軸方向に貫通する第１貫通孔としての貫通孔41を形成すると共に、貫通孔41を挟んで配置される締結部を構成する１対のボス部42を有する。高圧燃料ポンプ60は、貫通孔41にポンプハウジング61の円筒状の嵌合部61ａが嵌合された状態で、高圧燃料ポンプ60を取付座40に結合するボルトが各ボス部42にねじ込まれることで、取付座40に取り付けられる。
第２取付座50は、排気カム軸12の回転中心線Ｌ２を中心とする軸方向に貫通する第２貫通孔としての貫通孔51を形成すると共に、貫通孔51の周囲に配置される締結部を構成する１対のボス部52を有する。バキュームポンプ70は、貫通孔51にポンプハウジング71の円筒状の嵌合部71ａが嵌合された状態で、バキュームポンプ70を取付座50に結合するボルト53が各ボス部52にねじ込まれ、さらにシリンダヘッド１に設けられた締結部であるボス部１ｂにボルト53がねじ込まれることで、取付座50に取り付けられる。
両取付面Ｓ３，Ｓ５には接着性を有する液体パッキンが塗布されて、両取付面Ｓ３，Ｓ５でシリンダヘッド１と補機ホルダ30とが密封される。一方、結合面Ｓ６は、直交方向での両端部で結合面Ｓ１に連なると共に、該端部から上方に傾斜しつつ延びている傾斜面Ｓ6a，Ｓ6bと、両貫通孔41，51よりも上方で両取付座40，50の天井部で結合面Ｓ１に平行に延びている頂面Ｓ6cとから構成される。そして、補機ホルダ30には、ヘッドカバー２を結合するためのボルトがねじ込まれるネジ孔30ａが設けられる。それゆえ、補機ホルダ30は、シリンダヘッド１およびヘッドカバー２と協働して動弁室Ｒ（図３参照）を形成し、該動弁室Ｒの室壁を構成する。そして、シリンダヘッド１および補機ホルダ30によりヘッドカバー２がシール部材８を介して結合される結合面Ｓ１，Ｓ６が形成される。
また、両貫通孔41，51の全体は、シリンダヘッド１の結合面Ｓ１および取付面Ｓ３よりも上方に位置する。そして、嵌合部61ａ内を軸方向に延びている駆動軸63はそれぞれ貫通孔41内に挿入されて収容されており、該駆動軸63と吸気カム軸11とは、動弁室Ｒ内において、軸方向で端部軸受部23ａと取付座40との間で軸継手62を介して連結される。同様に、嵌合部71ａ内を軸方向に延びている駆動軸73は貫通孔51内に挿入されて収容されており、該駆動軸73と排気カム軸12とは、貫通孔51内で軸継手72を介して連結される。
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
内燃機関の補機である高圧燃料ポンプ60およびバキュームポンプ70はそれぞれカム軸11，12に連結される駆動軸63，73を備え、シリンダヘッド１に取り付けられるカムホルダ20には高圧燃料ポンプ60およびバキュームポンプ70が取り付けられる取付座40，50を有する補機ホルダ30が設けられ、取付座40，50は、補機ホルダ30に一体成形されて駆動軸63，73が挿入される貫通孔41，51を形成することにより、取付座40，50が一体成形される補機ホルダ30は、シリンダヘッド１とは別体のカムホルダ20に設けられるので、シリンダヘッド１が小型軽量化される。また、補機ホルダ30は、カムホルダ20を介してシリンダヘッド１に支持されるので、補機ホルダ30の剛性を高めるために補機ホルダ30を大型化することなく、その剛性を向上させることができ、高圧燃料ポンプ60およびバキュームポンプ70を安定して支持することができる。さらに、貫通孔41，51は補機ホルダ30に一体成形される取付座40，50により形成されるので、貫通孔が半割構造などの分割構造の取付座により形成される場合に比べて、貫通孔41，51に対するシール性の確保が容易になる。
２つの取付座40，50が１つの補機ホルダ30に一体成形されるので、両取付座40，50が別個の部材に設けられる場合に比べて、補機ホルダ30の剛性が向上する。
補機ホルダ30は、シリンダヘッド１におけるヘッドカバー２との結合面Ｓ１と同一平面上の取付面Ｓ３に取り付けられることにより、補機ホルダ30が設けられるにも拘わらず、シリンダヘッド１におけるヘッドカバー２との結合面Ｓ１を一平面上に形成することができるので、結合面Ｓ１を高精度に容易に加工することができ、低コストで結合面Ｓ１でのシール性を確保できる。さらに、取付面Ｓ３のほかに、カムホルダ20が取り付けられる取付面Ｓ２も結合面Ｓ１と同一平面上に位置するので、シリンダヘッド１における結合面Ｓ１の加工が一層容易になる。
補機ホルダ30は、カム軸11，12の複数の軸受部23，24が一体成形された一体型のロアカムホルダ21に一体成形されていることにより、補機ホルダ30の剛性が向上して、補機ホルダ30の小型軽量化ができる。
吸気カム軸11の一回転毎において、高圧燃料ポンプ60が燃料を吐出する吐出動作の回数は動弁装置10が機関弁を開弁する開弁動作の回数と同じであり、吸気カム軸11および駆動軸63は、開弁動作により吸気カム軸11に発生するトルク変動のピークと吐出動作により吸気カム軸11に発生するトルク変動のピークとが位相差を生じるように連結されることにより、高圧燃料ポンプ60の吐出動作により吸気カム軸11に発生するトルク変動のピークと動弁装置10の開弁動作により吸気カム軸11に発生するトルク変動のピークが重なることがないので、吸気カム軸11に作用するトルク変動の変動幅の最大値を低減することができる。この結果、吸気カム軸11の所要の剛性を確保したうえで、軽量化できる。
シリンダヘッド１および補機ホルダ30によりヘッドカバー２がシール部材８を介して結合される結合面Ｓ１，Ｓ６が形成されるので、シリンダヘッド１におけるヘッドカバー２との結合面の外側に補機ホルダが設けられる場合に比べて、補機ホルダ30が設けられたシリンダヘッド１が軸方向で小型化される。
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
高圧燃料ポンプはコモンレールを介することなく燃料噴射弁に直接燃料を圧送してもよい。
内燃機関の補機は、高圧燃料ポンプおよびバキュームポンプのいずれか１つであってもよく、それらポンプ以外の補機であってもよい。高圧燃料ポンプは排気カム軸に同軸に連結されて回転駆動されてもよい。
各貫通孔41，51内には、カム軸11，12または軸継手63，73が挿入されて収容されてもよい。
動弁装置は、１つのカム軸により吸気弁および排気弁を開閉するＳＯＨＣ型のものであってもよい。
内燃機関は、火花点火式内燃機関であってもよく、また鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機等の船舶推進装置など、車両以外の機械に使用されるものであってもよい。
本発明が適用された内燃機関のシリンダヘッドの斜視図である。 図１の内燃機関において、シリンダヘッドにロアカムホルダおよび高圧燃料ポンプおよびバキュームポンプが取り付けられたときの平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図２のＩＶ矢視でのロアカムホルダの図である。 図１のＶ矢視図である。 図２の高圧燃料ポンプの模式図である。 図１の内燃機関において、カム軸の回転角度と、カム軸に発生する動弁トルクおよびポンプトルクとの関係を示すグラフである。
符号の説明
１…シリンダヘッド、２…ヘッドカバー、８…シール部材、９…燃料噴射弁、10…動弁装置、11，12…カム軸、20…カムホルダ、21…ロアカムホルダ、30…補機ホルダ、40，50…取付座、41，51…貫通孔、60…高圧燃料ポンプ、63…駆動軸、70…バキュームポンプ、73…駆動軸、Ｒ…動弁室、Ｓ１，Ｓ４，Ｓ６…結合面、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５…取付面。

Claims (5)

  1. 機関弁(5,6)を開閉する動弁装置(10)のカム軸(11,12)を回転可能に支持するカムホルダ(20)が取り付けられたシリンダヘッド(1)と、前記カム軸(11,12)により回転駆動される補機(60,70)とを備える内燃機関において、
    前記補機(60,70)は前記カム軸(11,12)に連結される駆動軸部(63,73)を備え、前記カムホルダ(20)には、前記補機(60,70)が取り付けられる取付座(40,50)を有する補機ホルダ(30)が設けられ、前記取付座(40,50)は、前記補機ホルダ(30)に一体成形されて前記カム軸(11,12)および前記駆動軸部(63,73)の少なくとも一方が挿入される貫通孔(41,51)を備え、 前記シリンダヘッド(1)は、前記カムホルダ(20)の取付面(S2)と、前記補機ホルダ(30)の取付面(S3)とを有し、
    前記カムホルダ(20)は、シリンダヘッド(1)の前記カムホルダ取付面(S2)上に取り付けられるロアカムホルダ(21)と、該ロアカムホルダ(21)上に取り付けられるアッパーカムホルダ(22)とからなり、前記ロアカムホルダ(21)は枠構造をなすとともに、該枠構造に前記カム軸(11,12)をその両端と中間部で支持する複数の軸受部(23,24)を備え、
    前記補機ホルダ(30)は、前記ロアカムホルダ(21)の一端部で、補機ホルダ(30)の前記取付面(S3)より上方に平板状に突出するように一体成形され、
    前記ロアカムホルダ(21)は、該ロアカムホルダ(21)の前記一端部に、軸方向で前記補機(60,70)寄りの位置にある端部軸受部(23a,24a)よりも補機(60,70)側に向けて、軸方向での延長上に設けた複数の連結部(29f,29h,29k)を有し、該連結部(29f,29h,29k)は、軸方向を横切る方向に相互に離間して設けられるとともに、前記補機ホルダ(30)に一体的に連結され、
    補機(60,70)の前記駆動軸部(63,73)は、前記取付座(40,50)と前記端部軸受部(23a,24a)との間で、軸継手(62,72)を介して前記カム軸(11,12)に連結される
    ことを特徴とする内燃機関。
  2. 前記シリンダヘッド(1)は、ヘッドカバー(2)との結合面(S1)を備え、該ヘッドカバー結合面(S1)と前記カムホルダ取付面(S2)と前記補機ホルダ取付面(S3)とは同一平面上にあることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
  3. 前記アッパーカムホルダ(22)に、前記ロアカムホルダ(21)の複数の軸受部(23,24)の形成に与るアッパー軸受部(22a,22b)が設けら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。
  4. 前記カム軸(11,12)は第１カム軸(11)および第２カム軸(12)から構成され、前記補機(60,70)は、第１補機(60)および第２補機(70)から構成され、前記駆動軸部(63,73)は、前記第１カム軸(11)に連結される第１駆動軸部(63)および前記第２カム軸(12)に連結される第２駆動軸部(73)から構成され、前記取付座(40,50)は、前記第１補機(60)が取り付けられる第１取付座(40)および前記第２補機(70)が取り付けられる第２取付座(50)から構成され、前記貫通孔(41,51)は、前記第１カム軸(11)および前記第１駆動軸部(63)の少なくとも一方が収容される第１貫通孔(41)および前記第２カム軸(12)および前記第２駆動軸部(73)の少なくとも一方が収容される第２貫通孔(51)から構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の内燃機関。
  5. 前記補機(60)は燃料ポンプであり、前記カム軸(11)の一回転毎において、前記燃料ポンプ(60)が燃料を吐出する吐出動作の回数は前記動弁装置(10)が前記機関弁(5,6)を開弁する開弁動作の回数と同じであり、前記カム軸(11)および前記駆動軸部(63)は、前記開弁動作により前記カム軸(11)に発生するトルク変動のピークと前記吐出動作により前記カム軸(11)に発生するトルク変動のピークとが位相差を生じるように連結されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の内燃機関。
JP2006114971A 2006-04-18 2006-04-18 カム軸により回転駆動される補機を備える内燃機関 Expired - Fee Related JP4975357B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006114971A JP4975357B2 (ja) 2006-04-18 2006-04-18 カム軸により回転駆動される補機を備える内燃機関
EP07006407A EP1847695B1 (en) 2006-04-18 2007-03-28 Internal combustion engine provided with camshaft-driven accessory
US11/729,985 US7665435B2 (en) 2006-04-18 2007-03-30 Internal combustion engine provided with camshaft-driven accessory

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006114971A JP4975357B2 (ja) 2006-04-18 2006-04-18 カム軸により回転駆動される補機を備える内燃機関

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007285236A JP2007285236A (ja) 2007-11-01
JP4975357B2 true JP4975357B2 (ja) 2012-07-11

Family

ID=38123973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006114971A Expired - Fee Related JP4975357B2 (ja) 2006-04-18 2006-04-18 カム軸により回転駆動される補機を備える内燃機関

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7665435B2 (ja)
EP (1) EP1847695B1 (ja)
JP (1) JP4975357B2 (ja)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7975381B2 (en) * 2008-09-10 2011-07-12 Ford Global Technologies Valve operating camshaft system for internal combustion engine
JP5378091B2 (ja) * 2008-11-27 2013-12-25 本田技研工業株式会社 内燃機関の動弁系回転軸の固定構造
US8091533B2 (en) * 2009-03-19 2012-01-10 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including centrally located fuel rail
US8534251B2 (en) * 2010-05-17 2013-09-17 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly with camshaft housing
US8449271B2 (en) * 2010-05-17 2013-05-28 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including camshaft with integrated pump
KR101219860B1 (ko) * 2010-09-29 2013-01-08 현대자동차주식회사 가솔린 직접 분사 엔진용 고압 연료펌프의 설치구조
FR2966876A1 (fr) * 2010-11-02 2012-05-04 Peugeot Citroen Automobiles Sa Agencement de pompe dans un moteur thermique, en particulier un moteur thermique de vehicule automobile
JP5335880B2 (ja) * 2011-11-25 2013-11-06 本田技研工業株式会社 内燃機関のブローバイ通路構造
CN102661211A (zh) * 2012-05-12 2012-09-12 中国兵器工业集团第七0研究所 一种新型集成气门室罩
JP6146648B2 (ja) * 2013-01-10 2017-06-14 スズキ株式会社 エンジンのシリンダヘッド
JP6070231B2 (ja) * 2013-02-01 2017-02-01 スズキ株式会社 バキュームポンプの取付構造
JP2015090149A (ja) * 2013-11-07 2015-05-11 ヤマハ発動機株式会社 エンジンおよびそれを備えた鞍乗型車両
JP6241390B2 (ja) * 2014-07-31 2017-12-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
CN104279071B (zh) * 2014-09-22 2017-07-07 广西玉柴机器股份有限公司 柴油机的减重气缸体
KR101611085B1 (ko) 2014-10-16 2016-04-11 현대자동차주식회사 차량용 캠캐리어 모듈
US9810176B2 (en) * 2014-12-19 2017-11-07 Ford Global Technologies, Llc Unitary composite cam cover and carrier and assembly method
US9593642B2 (en) * 2014-12-19 2017-03-14 Ford Global Technologies, Llc Composite cam carrier
US10309339B2 (en) * 2015-05-25 2019-06-04 Nissan Motor Co., Ltd. Internal combustion engine
JP2017044188A (ja) * 2015-08-28 2017-03-02 いすゞ自動車株式会社 エンジンの上部構造体
JP6631176B2 (ja) * 2015-11-09 2020-01-15 いすゞ自動車株式会社 内燃機関のシリンダヘッド構造及び内燃機関
US9822671B2 (en) * 2016-03-02 2017-11-21 Ford Global Technologies, Llc Composite hybrid cam carrier
JP6939485B2 (ja) * 2017-12-04 2021-09-22 トヨタ自動車株式会社 シリンダヘッド
CN109356741B (zh) * 2018-11-27 2020-01-03 义乌吉利发动机有限公司 一种汽车发动机的气缸盖
CN112324584B (zh) * 2020-11-30 2021-12-07 安徽江淮汽车集团股份有限公司 发动机凸轮轴罩盖及发动机

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4466409A (en) * 1981-07-11 1984-08-21 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Secondary air introducing apparatus for internal combustion engine
JPS60201056A (ja) * 1984-03-27 1985-10-11 Isuzu Motors Ltd 直接噴射式デイ−ゼル機関
JPS63192908A (ja) * 1987-02-05 1988-08-10 Mazda Motor Corp エンジンの動弁装置
JPS63160302U (ja) * 1987-04-07 1988-10-20
JP2539260B2 (ja) * 1988-12-03 1996-10-02 マツダ株式会社 Ｄｏｈｃエンジンのカム軸スラスト規制構造
JPH03107511A (ja) * 1989-09-21 1991-05-07 Yamaha Motor Co Ltd バルブタイミング遅角装置
JPH0422702A (ja) * 1990-05-16 1992-01-27 Mazda Motor Corp エンジンのカムシヤフト支持構造
EP0583583B1 (en) * 1992-07-16 1996-09-04 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Internal combustion engine for vehicle
JPH07102929A (ja) * 1993-10-08 1995-04-18 Daihatsu Motor Co Ltd Ｄｏｈｃ型内燃機関におけるカム軸用軸受け部の潤滑装置
JPH08270410A (ja) * 1995-03-31 1996-10-15 Suzuki Motor Corp 内燃機関の補機駆動装置
DE19624240C5 (de) * 1996-06-18 2011-07-28 Daimler AG, 70327 Brennkraftmaschine
JPH10331709A (ja) * 1997-05-29 1998-12-15 Suzuki Motor Corp 内燃機関のシリンダヘッド構造
JPH11324846A (ja) * 1998-05-11 1999-11-26 Yamaha Motor Co Ltd 内燃機関
JP3920470B2 (ja) * 1998-09-07 2007-05-30 ヤマハ発動機株式会社 筒内噴射式エンジン
JP2002054521A (ja) * 2000-08-11 2002-02-20 Honda Motor Co Ltd エンジンの燃料ポンプ取付構造
JP2002309961A (ja) * 2001-04-12 2002-10-23 Toyota Motor Corp 内燃機関の補機駆動装置
JP3714465B2 (ja) * 2001-12-26 2005-11-09 本田技研工業株式会社 内燃機関の一体型カムホルダ
JP3769227B2 (ja) * 2001-12-12 2006-04-19 本田技研工業株式会社 エンジンの動弁装置
US6953015B2 (en) * 2002-07-23 2005-10-11 Honda Giken Hogyo Kabushiki Kaisha Engine
JP4176407B2 (ja) * 2002-07-23 2008-11-05 本田技研工業株式会社 エンジン
JP4063682B2 (ja) * 2003-01-17 2008-03-19 本田技研工業株式会社 多気筒内燃機関
JP3846436B2 (ja) * 2003-03-10 2006-11-15 マツダ株式会社 直噴ディーゼルエンジンのシリンダヘッド部構造
JP4219227B2 (ja) * 2003-07-14 2009-02-04 本田技研工業株式会社 カムホルダを備える内燃機関

Also Published As

Publication number Publication date
US20070240671A1 (en) 2007-10-18
EP1847695A2 (en) 2007-10-24
EP1847695A3 (en) 2010-08-11
JP2007285236A (ja) 2007-11-01
US7665435B2 (en) 2010-02-23
EP1847695B1 (en) 2011-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4975357B2 (ja) カム軸により回転駆動される補機を備える内燃機関
RU2397349C2 (ru) Головка цилиндров
CN103133073B (zh) 内燃机的凸轮轴支承结构
RU2391527C2 (ru) Головка цилиндров
CN111373124A (zh) 发动机的可变气门正时系统
EP2059657B1 (en) Assembled camshaft and internal combustion engine provided with assembled camshaft
US10626831B2 (en) Running gear structure of internal combustion engine
CN102695852B (zh) 内燃机的可变气门装置
CN101205832B (zh) V型发动机
CN101294503A (zh) V型发动机
WO2009118992A1 (ja) エンジンのバランサ装置
JP2004150413A (ja) 汎用エンジン
US6953015B2 (en) Engine
JP2008019842A (ja) 内燃機関の燃料ポンプ支持構造及びその支持構造に使用されるポンプ支持ブラケット
JP6729005B2 (ja) エンジンのチェーンカバー構造
US8613265B2 (en) Detent structure for rocker shaft
JP4628466B2 (ja) 気筒休止多気筒内燃機関の補機配置構造
JP4052964B2 (ja) ロッカーアーム軸の回り止め装置
JP6711147B2 (ja) エンジンのチェーンカバー構造
JP2013113158A (ja) 内燃機関のヘッドカバー構造
JP4792423B2 (ja) 空冷式ｖ型エンジン
JP7073749B2 (ja) ウォーターポンプの固定構造
JP5806583B2 (ja) オーバヘッドカムエンジン
JP6686417B2 (ja) エンジン
JP3887210B2 (ja) エンジンの動弁装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081127

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20090501

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101105

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101117

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110531

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110713

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111115

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120410

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120411

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150420

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees