JP2024067071A - 内燃機関のシリンダヘッド構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】シリンダヘッド1におけるオイルフィルタ装着孔61をシリンダヘッド1の上面に対して傾斜した方向に形成し、オイル通路のレイアウトの自由度を高める。【解決手段】シリンダヘッド1は、吸気側および排気側の双方に油圧ラッシュアジャスタを備える。カムキャリア2によって覆われるシリンダヘッド1上面中央部にオイル貯留部46を有し、排気側ラッシュアジャスタ用オイルギャラリ42に至る排気側オイル通路51を有する。排気側オイル通路51の入口側部分は、大径なオイルフィルタ装着孔61として形成され、円筒形のオイルフィルタが装填される。オイル貯留部46の側面46aはオイルフィルタ装着孔61の中心軸線に直交する平面からなり、オイルフィルタ装着孔61の機械加工を容易にしている。【選択図】図3
Description
この発明は、油圧ラッシュアジャスタ等のためにシリンダヘッドのオイルフィルタ装着孔にオイルフィルタが装填される内燃機関のシリンダヘッド構造に関する。
例えば内燃機関の吸気弁や排気弁の動弁機構において、バルブクリアランスを0に自動調整するために、油圧ラッシュアジャスタが知られている。この油圧ラッシュアジャスタのような油圧機器を備えたシリンダヘッドにあっては、油圧機器にオイルを供給するために、シリンダヘッドの内部にオイル通路が設けられている。そして、油圧機器への異物混入を防止するために、オイル通路の一部に径を拡大したオイルフィルタ装着孔を形成し、このオイルフィルタ装着孔にオイルフィルタを装填した構成が多く採用されている。
特許文献1は、シリンダヘッドの上面に垂直にオイルフィルタ装着孔を形成し、円筒状のオイルフィルタを装填した構成を開示している。
特許文献1に開示されているように、円筒状のオイルフィルタを収容するためのオイルフィルタ装着孔は、一般にドリル等の機械加工によって形成されるため、加工の都合上、多くの場合、シリンダヘッドの上面に垂直に設けられる。そのため、シリンダヘッドにおけるオイル通路の設計の自由度が少なく、オイル通路のレイアウトが制約される。仮にシリンダヘッド上面に、当該上面に対し傾斜した姿勢でオイルフィルタ装着孔を加工しようとすると、加工工具がシリンダヘッド上面に斜めに当たるので、加工工具の曲がりを生じ、加工精度が低くなる。
この発明は、
シリンダヘッドと、
このシリンダヘッドの上面においてこの上面に対して傾斜した方向に設けられたオイルフィルタ装着孔と、
このオイルフィルタ装着孔に装填されたオイルフィルタと、
を備えた内燃機関のシリンダヘッド構造であって、
上記フィルタ装着孔の入口が面するように、シリンダヘッド上面に、上記入口よりも拡大した凹部が設けられており、
この凹部は、シリンダヘッド上面に取り付けられた蓋部材によって覆われている。
シリンダヘッドと、
このシリンダヘッドの上面においてこの上面に対して傾斜した方向に設けられたオイルフィルタ装着孔と、
このオイルフィルタ装着孔に装填されたオイルフィルタと、
を備えた内燃機関のシリンダヘッド構造であって、
上記フィルタ装着孔の入口が面するように、シリンダヘッド上面に、上記入口よりも拡大した凹部が設けられており、
この凹部は、シリンダヘッド上面に取り付けられた蓋部材によって覆われている。
この発明では、凹部の中に傾斜方向のオイルフィルタ装着孔が加工されるので、シリンダヘッド上面に対する角度に制約されずに加工工具の片当たりを抑制することが容易となる。このようにシリンダヘッド上面に対し傾斜した方向にオイルフィルタ装着孔を形成することで、オイル通路の設計の自由度が向上する。
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、この発明に係る内燃機関のシリンダヘッド1をカムキャリア2とともに示した正面図である。シリンダヘッド1は、金属材料例えばアルミニウム合金を用いて一体に鋳造されたものであり、シリンダブロック3の上面に取り付けられている。実施例の内燃機関は、直列3気筒の火花点火式内燃機関いわゆるガソリン機関であって、車両の前部にいわゆる横置き姿勢で搭載される。車両搭載状態では、シリンダ中心軸線は、概ね垂直となっており、従って、図1は概ね車両搭載状態での姿勢に対応している。
また、実施例の内燃機関は、燃焼室中央部に点火プラグと燃料噴射弁とを備えたペントルーフ型燃焼室を有しており、各気筒に対し、一対の吸気弁と一対の排気弁とを備えている。
シリンダヘッド1は、吸気弁用の吸気カムシャフト5と、排気弁用の排気カムシャフト6と、を備えている。カムキャリア2は、シリンダヘッド1の上面開口を覆うカバー状に構成されており、シリンダヘッド1の上面に液体ガスケット等の適当なシール部材を介して接合され、かつ固定されている。カムキャリア2は、下面へ向かう略半円形をなす吸気側カムシャフト軸受部11および排気側カムシャフト軸受部12を有し、これらのカムシャフト軸受部11,12に対向して取り付けられるカムブラケット13,14との間で、吸気カムシャフト5および排気カムシャフト6をそれぞれ回転可能に支持している。
図1に示すように、シリンダ中心軸線に沿った高さ位置として、排気カムシャフト6に比較して吸気カムシャフト5の方が相対的に低い位置に配置されている。これに対応して、各々のカムシャフト5,6の上方を覆うカムキャリア2の上縁部分の高さ位置も、吸気カムシャフト5側の方が排気カムシャフト6側よりも低くなるように構成されている。一実施例の内燃機関は、吸気カムシャフト5側が車両前方となり排気カムシャフト6側が車両後方となるような向きで車両前部のエンジンルーム内に搭載される。従って、前端部が低い位置となるように傾斜した車両のエンジンフード(仮想線Lで示す)との間のクリアランスが、吸気カムシャフト5側と排気カムシャフト6側との双方で適切なものとなる。
図2は、図1に示したシリンダヘッド1およびカムキャリア2を吸気弁および排気弁の中心を通る断面に沿って切断した断面図である。前述したようにペントルーフ型の燃焼室31を有し、吸気ポート32および排気ポート33が接続されている。図2では、動弁機構は図示省略されているが、当業者には周知のように、ステムガイド取付孔34,35にそれぞれ円筒状のステムガイドが取り付けられ、ポペットバルブ型の吸気側および排気弁がバルブスプリングとともに組み付けられるようになっている。
図5は、図2に示されていない動弁機構の概略を示した説明図であり、油圧ラッシュアジャスタ36に一端が支持されたロッカアーム101が吸気カムシャフト5のカム作用によって揺動し、吸気弁103を開閉する。同様に、油圧ラッシュアジャスタ37に一端が支持されたロッカアーム102が排気カムシャフト6のカム作用によって揺動し、排気弁104を開閉する。105は燃料噴射弁を、106は点火プラグを、それぞれ示している。油圧ラッシュアジャスタ自体は公知の構成であるので、その詳細な説明は省略するが、略円筒形をなし、内部のスプリングによってバルブクリアランスを0とするように伸長するとともに、バルブリフト時の反力を内部に充満するオイルによって支承する構成となっている。なお、図5は、機構の説明図であり、各部の厳密な配置を示したものではない。
図2において、線M1は吸気弁のバルブステムの中心線を示し、線M2は排気弁のバルブステムの中心線を示す。図2に示すように、吸気弁中心線M1は吸気カムシャフト5の中心O1よりもシリンダヘッド1の幅方向(図2の左右方向)で内側を通過する。他方、排気弁中心線M2は排気カムシャフト6の中心O2よりもシリンダヘッド1の幅方向で外側を通過する。
吸気弁および排気弁の各々に対し、油圧ラッシュアジャスタ36,37が設けられている。これらの油圧ラッシュアジャスタ36,37は、シリンダヘッド1に設けられた円筒形のラッシュアジャスタ装着孔38,39に装填されて油圧供給を受ける。
吸気側の油圧ラッシュアジャスタ36は、吸気弁中心線M1よりもシリンダヘッド1の幅方向外側に位置し、図示例では、吸気カムシャフト5の概ね直下の位置に配置されている。排気側の油圧ラッシュアジャスタ37は、排気弁中心線M2よりもシリンダヘッド1の幅方向内側に位置し、図示例では、吸気側油圧ラッシュアジャスタ36よりも相対的に高い位置に設けられている。
直列3気筒のシリンダヘッド1全体では、6個の吸気側油圧ラッシュアジャスタ36と6個の排気側油圧ラッシュアジャスタ37とを備えている。ラッシュアジャスタ装着孔38,39は、それぞれ、気筒列方向に延びたラッシュアジャスタ用オイルギャラリ41,42に連通している。ラッシュアジャスタ用オイルギャラリ41,42は、例えば、気筒列方向に沿ってドリル加工されたものであり、図1に描かれているラッシュアジャスタ用オイルギャラリ41,42の端部はプラグによって閉塞されている。
次に、本発明の要部の構成について、図3を参照して説明する。図3は、シリンダヘッド1の前端部付近における断面図である。この図3には、ラッシュアジャスタ用オイルギャラリ41,42にオイルを供給するためのオイル通路のレイアウトが示されている。ラッシュアジャスタ用オイルギャラリ41,42と同様に、これらのオイル通路は、直線的なドリル加工の組み合わせによって構成され、不要な開口端部がプラグによって閉塞されている。なお、図示したオイル通路の一部は図3とは異なる断面にあり、これらの部分は図3において破線で示されている。
シリンダヘッド1の幅方向の略中央部、換言すればシリンダ軸方向に見たときに吸気カムシャフト5と排気カムシャフト6との間となる位置に、上下方向に延びたオイル元圧通路45が形成されている。このオイル元圧通路45の下端部は、シリンダブロック3の図示しないメインオイルギャラリに連通する。従って、オイルポンプで加圧されたオイルがこのオイル元圧通路45に供給される。
オイル元圧通路45の上端は、シリンダヘッド1の上部に形成されたオイル貯留部46の下面に開口している。オイル貯留部46は、吸気カムシャフト5と排気カムシャフト6との間となる位置において、カムキャリア2との接合面にバスタブ状の凹部として形成されおり、カムキャリア2下面によって覆われることで閉空間として形成されている。オイル貯留部46の周囲におけるシリンダヘッド1とカムキャリア2との間の接合面47は、上述した液体ガスケット等の適当なシール部材によってシールされている。このオイル貯留部46が請求項における「凹部」に相当する。
オイル貯留部46の排気カムシャフト6側の側面46aは図3に示すように傾斜面として形成されており、この側面46aの中央部に、排気側オイル通路51の一端が開口している。排気側オイル通路51は、接合面47(換言すればシリンダヘッド1上面)に対し例えば40~50°程度傾いた直線状に形成されており、先端が排気側のラッシュアジャスタ用オイルギャラリ42に連通している。つまり、排気側のラッシュアジャスタ装着孔39には、オイル貯留部46から排気側オイル通路51およびラッシュアジャスタ用オイルギャラリ42を介してオイルが供給される。
排気側オイル通路51の入口側部分つまりオイル貯留部46寄りの部分は、下流側部分(ラッシュアジャスタ用オイルギャラリ42寄りの部分)よりも大径に形成されており、円筒形のオイルフィルタ装着孔61として構成されている。このオイルフィルタ装着孔61は、排気側オイル通路51の一部として下流側部分と直線状に整列している。従って、オイルフィルタ装着孔61の中心軸線は、シリンダヘッド1上面に対し例えば40~50°程度傾いている。オイルフィルタ装着孔61の入口61aは、オイル貯留部46に面しており、オイル貯留部46の側面46aのほぼ中央に開口している。一実施例では、オイル貯留部46の側面46aは、オイルフィルタ装着孔61の中心軸線に対し直交した平面をなしている。
一方、カムキャリア2には、オイル貯留部46から吸気側のラッシュアジャスタ用オイルギャラリ41に至るオイル通路の一部として、カムキャリア2の内部を通過するように、複数の直線区間を接続してなるカムキャリア内部通路52が形成されている。そして、カムキャリア内部通路52の出口部と接続するように、シリンダヘッド1内部に、吸気側オイル通路53が形成されている。従って、吸気側のラッシュアジャスタ用オイルギャラリ41に対しては、オイル貯留部46からカムキャリア内部通路52および吸気側オイル通路53を介してオイルが供給される。
図4は、オイルフィルタ装着孔61付近の拡大図であり、この図4に示すように、オイルフィルタ装着孔61には、異物を除去するためのオイルフィルタ62が装填されている。オイルフィルタ62は、金属ないし硬質合成樹脂からなるスケルトン状の有底円筒形のフレームによって金網等のメッシュ部材が支持された一般的な構成のものであり、オイルフィルタ装着孔61の入口61a側から軸方向に挿入することでオイルフィルタ装着孔61内に取り付けられている。
このように、上記実施例の構成では、オイルフィルタ装着孔61が排気側オイル通路51とともにシリンダヘッド1の上面に対し傾斜した構成となっている。そのため、例えばオイルフィルタ装着孔61を排気側オイル通路51から屈曲させてシリンダヘッド1の上面に垂直に形成する場合に比較して、オイル通路のレイアウトが単純となる。換言すれば、オイルフィルタ装着孔61をシリンダヘッド1の上面に垂直に形成する場合のようにオイル通路のレイアウトが制約を受けることがない。
そして、オイルフィルタ装着孔61の入口61aが面するように凹部(オイル貯留部46)が設けられており、これによってオイルフィルタ装着孔61は側面46aに対して垂直に形成されるので、ドリル等の加工工具を用いた機械加工が容易である。また、凹部(オイル貯留部46)を設けることで、加工工具が入るスペースも確保されることとなり、加工が容易となる。
なお、オイルフィルタ装着孔61の中心軸線に沿ってドリル等で直線的に機械加工を行う場合には、オイルフィルタ装着孔61の径に等しい仮想の円筒面を中心軸線に沿って延長したときにオイル貯留部46の反対側の縁部46b(図4参照)と干渉することがないように、凹部つまりオイル貯留部46の大きさを設定することが望ましい。図示例では、上記の仮想円筒面が縁部46bと干渉しないように設定されており、従って、オイルフィルタ装着孔61の加工時には、凹部(オイル貯留部46)を斜めに横切るような直線的な加工が可能である。
また、上記実施例では、オイルフィルタ装着孔61の機械加工に有益な凹部が最終的にオイル貯留部46として利用される。そのため、凹部がいわゆるデッドスペースとして残ることがなく、シリンダヘッド1の小型化を損なうことがない。そして、カムキャリア2が蓋部材として利用されるため、別の蓋部材は不要である。
さらに、図4のようにオイル貯留部46に一端が面するオイルフィルタ62が傾斜状態に配置されているので、オイルフィルタ62の内部空間に溜まった金属粉のような異物の一部が、オイルフィルタ62の中からオイル貯留部46側にこぼれ落ちやすくなる。そのため、オイルフィルタ62の完全な目詰まりが生じにくい。なお、前述したように車両搭載状態での内燃機関の傾きは比較的小さく、従って、車両搭載状態におけるオイルフィルタ装着孔61の重力方向に対する傾斜は、図3,図4に示したものと同様である。
以上、この発明の一実施例を説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、オイルフィルタ装着孔61の形成位置や傾斜角は種々の態様が可能である。また、カムキャリアとしては上記実施例のようなカバー状の構成に限られず、少なくとも1つのカムシャフト軸受部を有するものであればよい。シリンダヘッド1とカムキャリアとの間にカムシャフトが回転自在に支持される構成であってもよい。
なお、オイルフィルタ装着孔61の中心軸線と側面46aとの間の角度は、上記実施例のように互いに直交していることが好ましいが、必ずしもこれに限らず、シリンダヘッド1上面とオイルフィルタ装着孔61の中心軸線とがなす傾斜角度よりも直角に近い角度であれば、機械加工の上で有利となる。
1…シリンダヘッド
2…カムキャリア
5,6…カムシャフト
36,37…油圧ラッシュアジャスタ
41,42…ラッシュアジャスタ用オイルギャラリ
45…オイル元圧通路
46…オイル貯留部
51…排気側オイル通路
61…オイルフィルタ装着孔
62…オイルフィルタ
2…カムキャリア
5,6…カムシャフト
36,37…油圧ラッシュアジャスタ
41,42…ラッシュアジャスタ用オイルギャラリ
45…オイル元圧通路
46…オイル貯留部
51…排気側オイル通路
61…オイルフィルタ装着孔
62…オイルフィルタ
Claims (6)
- シリンダヘッドと、
このシリンダヘッドの上面においてこの上面に対して傾斜した方向に設けられたオイルフィルタ装着孔と、
このオイルフィルタ装着孔に装填されたオイルフィルタと、
を備えた内燃機関のシリンダヘッド構造であって、
上記フィルタ装着孔の入口が面するように、シリンダヘッド上面に、上記入口よりも拡大した凹部が設けられており、
この凹部は、シリンダヘッド上面に取り付けられた蓋部材によって覆われている、
内燃機関のシリンダヘッド構造。 - 上記凹部は、オイル貯留部を構成している、
請求項1に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。 - 上記入口が開口する上記凹部の壁面は、上記オイルフィルタ装着孔の中心軸線に対し直交した平面をなしている、
請求項1に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。 - 上記オイルフィルタは円筒形をなしている、
請求項1に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。 - 上記オイルフィルタ装着孔は、シリンダヘッドに配置された油圧ラッシュアジャスタに至るオイル通路に設けられている、
請求項1に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。 - 上記蓋部材は、シリンダヘッドの上部に固定されてカムシャフトを支持するカムキャリアであり、
オイル貯留部となる上記凹部は、上記カムキャリアの下面によって覆われている、
請求項2に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
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JP2022176876A JP2024067071A (ja) | 2022-11-04 | 2022-11-04 | 内燃機関のシリンダヘッド構造 |
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Publication Number | Publication Date |
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