JPH0146691B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンのオーバヘツドカム型動弁
機構におけるカムシヤフトの支持装置に関するも
ので、特に、そのカムシヤフトの上面側を支持す
る複数のカムホルダが、互いに連結されるように
された、カムシヤフトの支持装置に関するもので
ある。

（従来の技術） エンジンのオーバヘツドカム型動弁機構におい
ては、一般に、そのカムシヤフトは、シリンダヘ
ツドの上面に間隔を置いて並設された軸受台によ
つてその下面側が支持され、その軸受台の上面に
それぞれ組み付けられるカムホルダによつて上面
側が支持されるようになつている。そして、その
カムホルダは、ボルトによつて軸受台に取り外し
可能に固着されるようになつている。従来は、そ
のカムホルダは、それぞれが独立したものとされ
ていた。

しかしながら、カムホルダは、シリンダヘツド
にほぼ垂直に組み付けられる板状のものであり、
エンジンの全長の制限からその板厚を大きくする
こともできないので、そのようにカムホルダがそ
れぞれ独立したカムシヤフト支持装置では、各カ
ムホルダ相互の軸心位置が、カムシヤフトの負荷
変動、振れ回り、及びシリンダヘツドの熱変形等
によつてずれやすく、カムシヤフトがスムーズに
回転しにくくなつてしまう。例えば、最近多く見
られるようになつてきている一つの燃焼室に各一
対の吸気弁及び排気弁が設けられた４弁式エンジ
ンのような多くの弁を備えたものにおいて、その
すべての弁を１本のカムシヤフトによつて開閉作
動させようとする場合には、そのカムシヤフトに
加えられる反力が大きなものとなるので、カムシ
ヤフトの振れ回りを抑えるためにはカムホルダ部
あるいはシリンダヘツドの剛性を高めることが求
められるが、上述のようなカムシヤフト支持装置
では、カムホルダ及びシリンダヘツドに高い剛性
を持たせることはできない。

このようなことから、例えば特開昭57−200648
号公報に示されているように、各カムホルダの上
部を、ビームを介して互いに一体に連結するよう
にしたカムシヤフト支持装置が提案されている。
このようにすることによつて、カムホルダの剛性
が高められ、バルブバウンスに対するタフネスを
向上させることができるようになる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、エンジンの動弁機構においては、カ
ムシヤフトのカム面を潤滑する必要がある。その
ような潤滑のためには、カムシヤフトの上方に、
そのカムシヤフトに平行にオイルパイプを設置
し、そのオイルパイプからカム面に向けて潤滑油
を噴出させるようにすれば、効率のよい潤滑油の
供給を行うことができる。そこで、上述のように
カムホルダの上部をビーム等の剛性部材によつて
連結するようにする場合、その剛性部材として、
そのようなオイルパイプを兼用することにより、
カムホルダの剛性を高めるとともに、効率よく潤
滑が行われるようにすることが考えられる。

しかしながら、そのようにすると、カムホルダ
の上部中央に、剛性部材であるオイルパイプが位
置することになる。そのために、カムホルダとシ
リンダヘツドの軸受台とによつて構成されるカム
シヤフト軸受の加工が困難となつてしまう。すな
わち、そのカムシヤフト軸受は、各々が高精度に
仕上げられ、しかも、それぞれが正確に同軸上に
位置するようにしなければならないので、通常
は、各カムホルダを軸受台にそれぞれ組み付けた
状態で、一方の端部からリーマ等の工具を通して
仕上げ加工するが、そのとき、工具の長さが長
く、かつ、カムホルダ間の間隔も大きいので、工
具を案内するために、カムホルダ間に上方から中
間ブツシユを挿入することが必要となつている。
その場合、カムホルダの上部中央にオイルパイプ
が設けられていると、その中間ブツシユの挿入が
不可能となり、カムシヤフト軸受の仕上げ加工が
極めて難しくなつてしまう。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたも
のであつて、その目的は、カムホルダ及びシリン
ダヘツドの剛性が高められ、かつ、カム面の潤滑
が効率よく行われるようにしながら、カムシヤフ
ト軸受の仕上げ加工に支障が及ぼされることのな
いようにすることである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、カム
ホルダの上面に、各カムホルダを互いに連結する
枠状の剛性フレームを、締め付けボルト等によつ
て取り外し可能に固着するとともに、その剛性フ
レームに、カムシヤフトとほぼ平行なオイルパイ
プを一体に設けるようにしている。そのオイルパ
イプには、カムシヤフトのカム面に向けて潤滑油
を噴射し得る給油孔が設けられている。

（作用） このように構成することにより、各カムホルダ
は、剛性フレーム及びオイルパイプによつて互い
に連結されるので、カムシヤフトの軸線方向に対
しても剛性の高いものとなる。また、その剛性フ
レームをカムホルダに組み付けることによつて、
オイルパイプがカムシヤフトの上方に配設され
る。したがつて、カム面の潤滑が効率よく行われ
るようになる。

カムシヤフト軸受の仕上げ加工時には、その剛
性フレームに代えて、オイルパイプを備えていな
いダミーフレームを、カムホルダとともにシリン
ダヘツドに組み付ける。すると、カムホルダ間の
上部は開放されたものとなるので、その間に中間
ブツシユを挿入することができるようになり、従
来と同様の手法によつてその加工を行うことが可
能となる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

図中、第１図は本発明によるカムシヤフト支持
装置の一実施例を示す要部の斜視図であり、第２
図及び第３図はそれぞれそのカムシヤフト支持装
置の縦断面図及び垂直横断面図である。また、第
４図及び第５図は、それぞれそのカムシヤフト支
持装置を備えたエンジンの動弁機構の縦断正面図
及び要部平面図である。

第４，５図から明らかなように、シリンダヘツ
ド１には、吸気ポート２と排気ポート３とが設け
られている。これらのポート２，３は、それぞれ
２個の吸気弁口４，４及び排気弁口５，５に分岐
して、１個の燃焼室６に開口している。そして、
これらの吸気弁口４，４及び排気弁口５，５は、
それぞれ一対の吸気弁７，７及び排気弁８，８に
よつて開閉されるようになつている。

シリンダヘツド１の上面には、動弁機構９が設
けられている。この動弁機構９は、クランクシヤ
フト（図示せず）に連動して回転される１本のカ
ムシヤフト１０により、各一対の吸気弁７，７及
び排気弁８，８を開閉させるようにしたもので、
そのカムシヤフト１０には、各弁７，７及び８，
８に対応する吸気カム１０ｉ，１０ｉ及び排気カ
ム１０ｅ，１０ｅが設けられている。

吸気カム１０ｉと吸気弁７のバルブステム７ａ
端部との間には、ほぼ水平方向にカムフオロア１
１が設けられている。このカムフオロア１１は、
その基端が、シリンダヘツド１に設けられたオイ
ルタペツト１２の球状支持部１２ａにより揺動自
在に支持されたもので、吸気カム１０ｉの回転に
よつて上下方向に揺動し、吸気弁７のバルブステ
ム７ａをバルブスプリング１３に抗して下方に押
圧することにより、吸気弁７を開くようになつて
いる。

また、排気カム１０ｅには、上下方向に設けら
れたカムフオロア１４の中間部が当接するように
なつている。このカムフオロア１４の下端は、シ
リンダヘツド１に設けられたオイルタペツト１５
の球状支持部１５ａにより揺動自在に支持されて
いる。そして、そのカムフオロア１４の上端に
は、プツシユロツド１６の一端が連結されてお
り、このプツシユロツド１６の他端には、ベルク
ランク状のロツカアーム１７が連結されている。
このロツカアーム１７は、その中間部が、カムシ
ヤフト１０と平行なロツカシヤフト１８により揺
動自在に支持されており、その揺動によつて、排
気弁８のバルブステム８ａをバルブスプリング１
９に抗して下方に押圧し、排気弁８を開くように
なつている。

シリンダヘツド１の上面には、複数の軸受台２
０，２０，…が、所定の間隔を置いて並設されて
いる。そして、その軸受台２０，２０，…の上面
に、それぞれカムホルダ２１，２１，…が組み付
けられ、これら軸受台２０とカムホルダ２１とに
よつて、カムシヤフト１０が回転自在に支持され
るようになつている。

第１〜４図に示されているように、各カムホル
ダ２１，２１，…は、その両側部に設けられた側
壁２２，２２によつて、互いに一体に連結されて
いる。また、そのカムホルダ２１，２１，…の上
面には、剛性フレーム２３が組み付けられるよう
になつている。この剛性フレーム２３は、各カム
ホルダ２１，２１，…の上面に密着される横フレ
ーム２３ａ，２３ａ，…と、その横フレーム２３
ａ，２３ａ，…を一体に連結する両側の縦フレー
ム２３ｂ，２３ｂとからなる枠状のもので、締め
付けボルト２４，２４，…によつて、カムホルダ
２１とともにシリンダヘツド１の軸受台２０に締
め付け固着されるようになつている。こうして、
各カムホルダ２１，２１，…は、その上面におい
ても剛性フレーム２３によつて互いに連結される
ようになつている。そして、このように組み付け
られたとき、各カムホルダ２１，２１，…と軸受
台２０，２０，…とによつて、カムシヤフト１０
のジヤーナル部を支持するカムシヤフト軸受２
５，２５，…が形成されるようになつている。

剛性フレーム２３の中央部には、オイルパイプ
２６が一体に設けられている。このオイルパイプ
２６は、十分な剛性を有するもので、縦フレーム
２３ｂ，２３ｂとともにカムホルダ２１，２１，
…を連結する剛性メンバとして機能するようにさ
れている。

また、このオイルパイプ２６は、カムシヤフト
１０が組み付けられたとき、そのカムシヤフト１
０のほぼ直上においてそれとほぼ平行に位置する
ようにされている。そして、第２図に示されてい
るように、そのオイルパイプ２６の下面には、内
部のオイル通路２６ａに連通する多数の給油孔２
７，２７，…が形成されている。この給油孔２
７，２７，…は、カムシヤフト１０の吸気カム１
０ｉ及び排気カム１０ｅの各カム面に向けて開口
するようにされている。更に、そのオイルパイプ
２６の端部には、端部のカムホルダ２１内に形成
された油孔２８に接続される給油孔２９が設けら
れており、それによつて、オイルパイプ２６のオ
イル通路２６ａとカムシヤフト軸受２５の内面と
が連通するようにされている。第３図に示されて
いるように、オイルパイプ２６内のオイル通路２
６ａは、オイルパイプ２６の端部に形成されたオ
イル導入孔３０及び端部のカムホルダ２１内に形
成された油孔３１を介して、シリンダヘツド１内
のオイルギヤラリ３２に接続されるようになつて
いる。

次に、このように構成された動弁機構９の作用
について説明する。

エンジンの運転時には、カムシヤフト１０がク
ランクシヤフトによつて回転駆動される。そし
て、吸気行程の開始時には、吸気カム１０ｉのカ
ム頭部がカムフオロア１１に摺接し、そのカムフ
オロア１１がオイルタペツト１２の球状支持部１
２ａを支点として下方に揺動するので、吸気弁７
がバルブスプリング１３に抗して開かれる。吸気
行程の終了時には、吸気カム１０ｉのカム頭部が
カムフオロア１１を通り過ぎるので、吸気弁７は
バルブスプリング１３のばね力によつて閉じられ
る。また、排気行程の開始時には、排気カム１０
ｅのカム頭部がカムフオロア１４に摺接し、その
カムフオロア１４がオイルタペツト１５の球状支
持部１５ａを支点としてプツシユロツド１６を押
圧する方向に揺動する。それによつてロツカアー
ム１７が第４図で反時計方向に揺動し、排気弁８
がバルブスプリング１９に抗して開く。排気行程
の終了時には、排気カム１０ｅのカム頭部がカム
フオロア１４を通り過ぎるので、排気弁８はバル
ブスプリング１９のばね力によつて閉じられる。

この間において、カムシヤフト１０には、カム
シヤフト軸受２５，２５間に位置する各一対の吸
気カム１０ｉ，１０ｉ及び排気カム１０ｅ，１０
ｅに、それぞれバルブスプリング１３，１９の反
力が加えられる。また、オイルタペツト１２，１
５の突き上げによる応力も加えられる。このよう
な力は、カムホルダ２１を前後方向、すなわちカ
ムシヤフト１０の軸線方向に倒そうとする力とな
る。また、その力やシリンダヘツド１の熱変形等
によつて、各カムホルダ２１，２１，…の相互の
軸心位置をずらせる応力が作用する。しかしなが
ら、各カムホルダ２１，２１，…は、その上部が
剛性フレーム２３によつて互いに連結され、更に
その両側部においても側壁２２，２２によつて一
体に連結されているので、その剛性は極めて高い
ものとなつている。しかも、このように剛性の高
いカムホルダ２１が組み付けられることによつ
て、軸受台２０、すなわちシリンダヘツド１の剛
性も向上し、熱変形に対する影響も最小限に抑制
されるようになる。したがつて、カムホルダ２１
が板厚の薄いものであつても、カムシヤフト１０
は確実に支持される。

そして、エンジンの運転時には、図示されてい
ないオイルポンプによつて潤滑油がシリンダヘツ
ド１のオイルギヤラリ３２に圧送され、その潤滑
油が、端部のカムホルダ２１内に形成された油孔
３１及びオイルパイプ２６の端部に形成されたオ
イル導入孔３０を通して、オイルパイプ２６内の
オイル通路２６ａに導入される。この潤滑油は、
オイルパイプ２６の下面に形成された給油孔２
７，２７，…からカムシヤフト１０のカム面に向
けて噴出するとともに、端部の給油孔２９からカ
ムホルダ２１内の油孔２８を通して端部のカムシ
ヤフト軸受２５の内面に導かれる。こうして、カ
ムシヤフト１０のカム面が、上方から降り注ぐ潤
滑油によつて潤滑されるようになるとともに、カ
ムシヤフト軸受２５の潤滑が行われるようにな
る。

カムシヤフト軸受２５の仕上げ加工をするとき
には、上述のような剛性フレーム２３に代えて、
第６図に示されているように、オイルパイプ２６
を備えていないダミーフレーム３３を、カムホル
ダ２１上に組み付ける。そして、これらを締め付
けボルト２４によつてシリンダヘツド１の軸受台
２０に締め付けて、実際の組み付け状態と同様の
状態とする。このようにすると、各カムホルダ２
１，２１，…間は上方が開放されたものとなる。
そこで、上方から中間ブツシユ３４を挿入して、
カムシヤフト軸受２５，２５，…間に位置させ、
工具３５を案内しながら、端部のものから順にカ
ムシヤフト軸受２５の仕上げ加工を施す。

このようにして、すべてのカムシヤフト軸受２
５の仕上げ加工が完了すると、締め付けボルト２
４を外して、ダミーフレーム３３及びカムホルダ
２１を取り外す。そして、軸受台２０上にカムシ
ヤフト１０を組み付け、カムホルダ２１及び剛性
フレーム２３を順に組み付けた後、再び締め付け
ボルト２４によつてこれらを締め付けて固着す
る。こうして、カムシヤフト１０が強固に支持さ
れるようになる。

なお、上記実施例のように、各カムホルダ２
１，２１，…を、その両側部の側壁２２，２２に
よつて互いに一体に連結するようにすれば、カム
ホルダ２１の剛性が極めて高いものとなるばかり
でなく、各カムホルダ２１，２１，…が一部品と
なるので、その部品管理や組み付け作業等が容易
となるが、剛性フレーム２３によつて互いに連結
するだけでも、カムホルダ２１の剛性は十分高く
なるので、軽量化が求められるときなどには、そ
の側壁２２，２２はなくすことができる。

また、上記実施例においては、１本のカムシヤ
フト１０によつて各一対の吸気弁７，７及び排気
弁８，８を作動させる動弁機構９としているが、
本発明は、これに限らず、各種のオーバヘツドカ
ム型動弁機構に適用することができるものである
ことは明らかであろう。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、カムホルダの上面に固着される剛性フレーム
によつて、各カムホルダを互いに連結するように
しているので、カムホルダ及びシリンダヘツドの
剛性が高められ、カムシヤフトを強固に支持する
ことができるようになる。したがつて、カムシヤ
フトのバルブバウンスタフネスやオイルタペツト
の突き上げに対するタフネスが向上し、良好な動
弁特性を保持することが可能となる。

また、その剛性フレームに、オイルパイプを一
体に設けるようにしているので、そのオイルパイ
プが剛性メンバとなり、各カムホルダがより強固
に連結されるようになるとともに、そのオイルパ
イプがカムシヤフトの上方に位置することにな
り、カム面への潤滑油の供給が効率よくなされる
ようになる。

そして、その剛性フレームがカムホルダに取り
外し可能に固着されるようにしているので、カム
シヤフト軸受の仕上げ加工時には、その剛性フレ
ームを取り外して、オイルパイプがその加工の支
障となることのないようにすることができる。し
たがつて、その加工性が損なわれることもなくな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるカムシヤフト支持装置
の一実施例を示す要部の斜視図、第２図は、その
カムシヤフト支持装置の縦断面図、第３図は、第
２図の−線によるそのカムシヤフト支持装置
の垂直横断面図、第４図は、そのカムシヤフト支
持装置を備えたエンジンの動弁機構の一例を示す
縦断正面図、第５図は、その動弁機構の要部の平
面図、第６図は、そのカムシヤフト支持装置にお
いてカムシヤフト軸受を仕上げ加工するときの状
態を示す斜視図である。 １……シリンダヘツド、９……動弁機構、１０
……カムシヤフト、１０ｅ……排気カム、１０ｉ
……吸気カム、２０……軸受台、２１……カムホ
ルダ、２２……側壁、２３……剛性フレーム、２
３ａ……横フレーム、２３ｂ……縦フレーム、２
４……締め付けボルト、２５……カムシヤフト軸
受、２６……オイルパイプ、２６ａ……オイル通
路、２７……給油孔、３３……ダミーフレーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダヘツド１の上面に間隔を置いて並設
   された複数の軸受台２０，２０，…と、その軸受
   台２０，２０，…の上面にそれぞれ組み付けられ
   るカムホルダ２１，２１，…とによつて、カムシ
   ヤフト１０を回転自在に支持するようにした、エ
   ンジンの動弁機構におけるカムシヤフト支持装置
   であつて； 前記カムホルダ２１，２１，…の上面に、その
   各カムホルダ２１，２１，…を互いに連結する枠
   状の剛性フレーム２３が、取り外し可能に固着さ
   れ、 その剛性フレーム２３に、前記カムシヤフト１
   ０にほぼ平行で、そのカムシヤフト１０のカム面
   に向けて潤滑油を噴射し得るオイルパイプ２６
   が、一体に設けられている、 エンジンの動弁機構におけるカムシヤフト支持
   装置。 ２ 前記各カムホルダ２１，２１，…が、その両
   側部において、側壁２２，２２により互いに一体
   に連結されている、 特許請求の範囲第１項記載のカムシヤフト支持装
   置。