JP3714463B2 - 動弁装置を備える内燃機関 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基部が球面支持され、作用部が機関弁に当接するロッカアームと、該ロッカアームの上方に配置されるカム軸とを有する動弁装置を備える内燃機関に関し、詳細には、ロッカアームが組み付けられた後、カム軸が組み付けられる際に、ロッカアームが倒れたり、倒れた状態になっていることを防止するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動弁装置を備える内燃機関として、特開２０００−１６１０２５号公報に開示されたものがある。この内燃機関において、動弁装置は、一端がバルブステムに当接し、他端がシリンダヘッドの取付孔に嵌合されたピボットエンドに球面支持されるロッカアームと、ロッカアームの上方に配置されるカムシャフトとを備え、カムシャフトと一体に回転するカムが、ロッカアームの中央部に回転自在に支持されるローラに摺接して、前記他端を揺動支点としてロッカアームを揺動させて、バルブを開閉作動させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来技術において、シリンダヘッドへのロッカアームおよびカムシャフトの組付けの際には、先ず、一端がシリンダヘッドに摺動自在に保持されたバルブに当接し、他端がシリンダヘッドの取付孔に嵌合されるピボットエンドに支持されて、シリンダヘッドに組み付けられたロッカアームに対して、その上方から、カムがロッカアームのローラに接触するように、カムシャフトがシリンダヘッドに組み付けられる。しかしながら、ロッカアームは、その他端が球面支持されることに起因して、カム軸の軸方向に傾斜しやすい状態にある。そして、ロッカアームが、シリンダヘッドに組み付けられたカムとの当接により矯正される角度よりも大きな角度で傾斜した状態、すなわちロッカアームが倒れた状態で、カムシャフトを組み付けようとすると、ロッカアームが脱落したり、ロッカアームのカムとの当接部よりも硬度が低い材料からなるカムのカム面に前記当接部が接触して、カム面が傷つくことがある。
【０００４】
そのため、カムシャフトの組付け時には、ロッカアームが予め設定された設定位置、すなわちカムがロッカアームに当接しているときと同様にロッカアームが傾斜していない位置を占める状態、またはロッカアームが僅かに傾斜しているものの、カムとの当接により該傾斜が矯正されてロッカアームが前記設定位置を占めることができる状態を確保する必要があって、カムシャフトの組付けには多大な時間を要した。
【０００５】
そこで、そのようなロッカアームを有する動弁装置を備える内燃機関において、カムシャフトの組付け時にロッカアームの倒れを防止する倒れ防止手段を設けてカムシャフトの組付け性を向上させると共に、該倒れ防止手段を、周辺部材に対するロッカアームの配置状況に対応して柔軟に適用できるものにしたいという要望があった。
【０００６】
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ないし請求項３記載の発明は、球面支持されるロッカアームの、カム軸の軸方向への倒れを防止することにより、ロッカアームの上方からのカム軸の組付けを容易にして、動弁装置を備える内燃機関の組立性を向上させると共にロッカアームの矯正可能な状態での傾斜の程度を小さくす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、カム軸を支持する軸受部の剛性を高めることを目的とし、請求項３記載の発明は、さらに、ロッカアームに対してカム軸の軸方向での一方の側に倒れ防止手段を設けるスペースがない場合にもロッカアームが倒れることを防止してカム軸の組付け性を向上させ、さらに内燃機関の軽量化を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、基部が揺動支持部材に球面支持され、作用部が機関弁に当接するロッカアームと、該ロッカアームに摺接するカムを有すると共に該ロッカアームの上方に配置されるカム軸とを有し、該カム軸と一体に回転する前記カムにより揺動される前記ロッカアームが前記機関弁を開閉作動させる動弁装置を備える内燃機関において、前記ロッカアームとの接触により前記カム軸の軸方向への前記ロッカアームの倒れを防止する倒れ防止手段が、前記ロッカアームの、上下方向で前記カムに対向する上端部に対して、前記軸方向で対向して設けられる動弁装置を備える内燃機関である。
【０００８】
これにより、倒れようとするロッカアームにおいて、倒れの中心から最も離れた部位を含むロッカアームの、上下方向でカムに対向する上端部またはその近傍に倒れ防止手段が接触するので、ロッカアームが倒れ防止手段に接触したときのロッカアームの傾斜の程度を小さくすることができる。この結果、次の効果が奏される。すなわち、倒れ防止手段は、ロッカアームの、上下方向でカムに対向する上端部に対して軸方向で対向することにより、倒れの中心から最も離れた部位を含むロッカアームの上端部またはその近傍に倒れ防止手段が接触するので、ロッカアームが倒れ防止手段に接触したときのロッカアームの傾斜の程度を小さくすることができて、カム軸の組付けが一層容易になり、動弁装置を備えた内燃機関の組立性が向上する。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の動弁装置を備える内燃機関において、前記倒れ防止手段が設けられる部材は前記カム軸を回転自在に支持する軸受部であり、前記倒れ防止手段は、前記軸受部の、前記ロッカアームと前記軸方向で対向する側面に一体成形された突出部であるものである。
【００１０】
これにより、軸受孔が形成されることにより剛性が低下する軸受部に突出部が一体形成されるので、軸受部の剛性が高くなる。したがって、この請求項２記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、倒れ防止手段が、カム軸を回転自在に支持する軸受部の、ロッカアームと軸方向で対向する側面に一体成形された突出部であることにより、ロッカアームの倒れを防止する突出部を利用して軸受部の剛性を高めることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、前記倒れ防止手段が、前記軸方向での前記ロッカアームの片側のみに対して対向して設けられ、前記ロッカアームの重心は、前記機関弁と当接する前記ロッカアームが前記揺動支持部材に支持された状態で、前記ロッカアームを前記片側寄りに傾斜させるモーメントを発生させる位置にある動弁装置を備える内燃機関である。
【００１２】
これにより、球面支持されるロッカアームが揺動自在に支持されたとき、その重心位置に起因して発生するモーメントによりロッカアームが倒れようとすると、その倒れようとする側のみに設けられた倒れ防止手段に接触して、その倒れが防止される。したがって、この請求項３記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、倒れ防止手段が、軸方向でのロッカアームの片側のみに対して対向して設けられ、ロッカアームの重心は、機関弁と当接するロッカアームが揺動支持部材に支持された状態で、ロッカアームを前記片側寄りに傾斜させるモーメントを発生させる位置にあることにより、ロッカアームに対して軸方向での一方の側に倒れ防止手段を設けるスペースがない場合にも、球面支持されるロッカアームが揺動自在に支持されたとき、その重心位置に起因して発生するモーメントにより倒れようとすると、その倒れようとする側に設けられた倒れ防止手段に接触して、その倒れが防止されることから、倒れ防止手段をロッカアームの両側に設ける場合に比べて、内燃機関が軽量化されると共に、カム軸が組み付けられる際に、ロッカアームが倒れたり、脱落したりすることがないので、ロッカアームの上方に配置されるカム軸の組付けが容易になるうえ、カムのカム面がロッカアームにより傷つくこともない。その結果、カム軸の組付けに要する時間が減少して、動弁装置を備えた内燃機関の組立性が向上する。
【００１７】
なお、この明細書において、「軸方向」とは、カム軸の回転軸線の方向を意味する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１ないし図９を参照して説明する。
図１〜図８は、第１実施例を示すもので、図１〜図５を参照すると、本発明が適用される内燃機関Ｅは圧縮点火式のＤＯＨＣ型直列４気筒内燃機関である。内燃機関Ｅは、頂面に形成された凹部からなる燃焼室を有するピストン（図示されず）が往復動自在に嵌合する４つのシリンダ１が一列に配列されたシリンダブロック（図示されず）と、シリンダブロックの上端面にヘッドボルトB1（図６も参照）により締結されたシリンダヘッド２と、シリンダヘッド２の上端面に締結されたヘッドカバー３とを備える。
【００１９】
シリンダヘッド２には、シリンダ１毎に、シリンダ１内に開口する吸気口４１a，４２aを有する１対の独立した第１，第２吸気ポート４１，４２およびシリンダ１内に開口する１対の排気口5aを有する排気ポート５が形成され、図３に示されるように、シリンダ軸線L1と同軸に配置されて前記燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁６が挿入される挿入孔８と、圧縮された空気を加熱するグロープラグ７が挿入される挿入孔９とが形成される。
【００２０】
図５を参照すると、第１吸気ポート４１は、シリンダ軸線L1の方向（以下、「シリンダ軸線方向A1」という。）から見てシリンダ１内の接線方向に吸気を流入させて、シリンダ１内にスワールを生成させるストレートポートから構成され、第２吸気ポート４２は第１吸気ポート４１によるスワールとは反対回りのスワールをシリンダ１内に生成させるヘリカルポートから構成される。そして、第１吸気ポート４１に連通する吸気装置の吸気通路には、シリンダ１内に生成されるスワールの強さを、機関運転状態、例えば機関回転速度および機関負荷に応じて制御するために、該吸気通路を開閉する吸気制御弁が設けられる。
【００２１】
図４を参照すると、各シリンダ１において、１対の吸気口４１a，４２aをそれぞれ開閉する１対の機関弁である吸気弁10および１対の排気口5aをそれぞれ開閉する１対の機関弁である排気弁11は、シリンダヘッド２に固定された弁ガイド12にそれぞれ摺動自在に嵌合され、弁ステム10a，11aの先端部のバネ受け13，14とシリンダヘッド２との間に配置された圧縮コイルバネからなる弁バネ15の弾発力により、それぞれ閉弁方向に付勢される。そして、各吸気弁10および各排気弁11は、シリンダヘッド２とヘッドカバー３とにより形成される動弁室16内に収納される動弁装置Ｖにより開閉作動される。
【００２２】
動弁装置Ｖは、シリンダヘッド２に設けられた収容孔20に装着される揺動支持部材としての油圧式ラッシュアジャスタ21，22と、それぞれ中央部に回転自在に支持されるローラ23a，24aを有する吸気ロッカアーム23および排気ロッカアーム24と、ローラ23aに摺接する吸気カム25aを有すると共に吸気ロッカアーム23の上方に配置される吸気カム軸25と、ローラ23aに摺接する排気カム26aを有すると共に排気ロッカアーム24の上方に配置される排気カム軸26とを備える。カム軸25，26の回転軸線の方向、すなわち軸方向A2に対して直交する方向A3（以下、「直交方向」という。）に延びる吸気ロッカアーム23は、その一端部である基部23bがラッシュアジャスタ21の球面を有する支持部21aに球面支持され、その他端部である作用部23cが吸気弁10の弁ステム10aの先端部に当接する。同様に、直交方向A3に延びる排気ロッカアーム24は、その一端部である基部24bがラッシュアジャスタ22の球面を有する支持部22aに球面支持され、その他端部である作用部24cが排気弁11の弁ステム11aの先端部に当接する。ここで、すべての吸気ロッカアーム23および排気ロッカアーム24は、同一の仕様で設計されている。
【００２３】
シリンダヘッド２にカムホルダＨを介して回転自在に支持される吸気カム軸25および排気カム軸26は、内燃機関Ｅのクランク軸の回転軸線と平行な回転軸線を有し、駆動機構（図示されず）を介して伝達される該クランク軸の動力により、該クランク軸の１／２の回転数で回転駆動される。そして、吸気カム軸25および排気カム軸26とそれぞれ一体に回転して、ローラ23a，24aにそれぞれ摺接する吸気カム25aおよび排気カム26aは、そのカム面のカムプロフィルに応じて、対応する吸気弁10および排気弁11を所定のタイミングで開閉作動させる。
【００２４】
図２を参照すると、動弁室16内に設けられるカムホルダＨは、シリンダヘッド２に締結されるロアカムホルダ30と、ロアカムホルダ30に締結されるアッパカムホルダ60とからなり、アッパカムホルダ60は、ロアカムホルダ30と共に複数のボルトB2によりシリンダヘッド２に締結される。
【００２５】
以下、図２，図５〜図８を参照して、前記カムホルダＨについてさらに説明する。
図５，図６を参照すると、ロアカムホルダ30は枠構造を有する一体型のカムホルダであり、軸方向A2に延びる縦枠31〜34と、縦枠31〜34と連結されて直交方向A3に延びる横枠35〜38とを備える。縦枠31〜34は、直交方向A3に間隔をおいて配置される１対の外側縦枠31，32と、外側縦枠31，32に対して、各シリンダ軸線L1を含む平面である第１中心面P1寄りの１対の内側縦枠33，34とからなり、それら外側縦枠31，32および内側縦枠33，34は相互に平行である。横枠35〜38は、４つのシリンダ１により構成されるシリンダ列の軸方向A2での両端部に対応する軸方向A2での位置で、各外側および各内側縦枠31〜34の軸方向A2での両端部をそれぞれ連結する１対の端部横枠35，36と、両端部横枠35，36の間で各端部横枠35，36に軸方向A2の間隔をおいて隣接して、外側および内側縦枠31〜34を連結する２つの中間横枠37，38とからなる。
【００２６】
第１中心面P1に対して吸気弁10が位置する側である吸気側の外側縦枠31と内側縦枠33との間には、吸気カム軸25を回転自在に支持する５つの軸受部40〜42が、軸方向A2に間隔をおいて、かつ直交方向A3に互いに平行に延びて外側縦枠31および内側縦枠33に連結されて形成される。同様に、第１中心面P1に対して排気弁11が位置する側である排気側の外側縦枠32と内側縦枠34との間には、排気カム軸26を回転自在に支持する５つの軸受部43〜45が、軸方向A2に間隔をおいて、かつ直交方向A3に互いに平行に延びて外側縦枠32および内側縦枠34に連結されて形成される。
【００２７】
これら吸気側および排気側のそれぞれ５つの軸受部40〜42，43〜45は、両端部横枠35，36にそれぞれ形成される２つの端部軸受部40；43と、両中間横枠37，38にそれぞれ形成される２つの第１中間軸受部41；44と、両第１中間軸受部41；44の軸方向A2での中央に位置する１つの第２中間軸受部42；45とからなる。そして、吸気側および排気側の両端部軸受部40；43は、軸方向A2において、前記シリンダ列の端部に対応する位置に配置され、第１，第２中間軸受部41，42；44，45は、軸方向A2において、隣接するシリンダ１の間に対応する位置に配置される。各軸受部40〜45の外側縦枠31，32および内側縦枠33，34との連結部には、ボルトB2（図２参照）が挿通される挿通孔50を有するボス46〜49が形成され、該挿通孔50に挿通されたボルトB2が、シリンダヘッド２に形成されたネジ孔51（図２参照）に螺合することにより、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に締結される。なお、吸気側および排気側の１つの第１中間軸受部41，44（図５において、上方の第１中間軸受部41，44）には、吸気カム軸25および排気カム軸26にそれぞれ一体形成されて、各カム軸25，26の軸方向A2での移動を規制するためのスラストプレート（図１参照）が入り込む凹部を有する突出部41c，44c（図８も参照）が、外側縦枠31，32および内側縦枠33，34に渡って形成される。
【００２８】
一方、アッパカムホルダ60は、両端部横枠35，36にそれぞれ結合されると共に、端部軸受部40，43に対応する端部軸受部を有する２つの端部カムホルダ（図示されず）と、第１，第２中間軸受部41，42，44，45にそれぞれ結合される６つの中間カムホルダ61とからなる。前記各端部カムホルダおよび各中間カムホルダ61は、挿通孔50に挿通されるボルトB2により、ロアカムホルダ30と共にシリンダヘッド２に締結される。
【００２９】
そして、ロアカムホルダ30の各軸受部40〜45の外側縦枠31，32および内側縦枠33，34の間には、ロアカムホルダ30にアッパカムホルダ60が締結されることで、アッパカムホルダ60の前記端部軸受部および中間カムホルダ61に形成される軸受溝61aとの共同により、各カム軸25，26のジャーナル部を回転自在に支持する軸受孔を形成する軸受溝40a〜45aが形成される。そして、ロアカムホルダ30の各軸受溝40a〜42a，43a〜45aは軸受面を構成する円柱面からなる壁面を有し、同様にアッパカムホルダ60の前記各軸受溝も、軸受面を構成する円柱面からなる壁面を有する。
【００３０】
さらに、軸受部40〜45において、軸方向A2で隣接する軸受部40，41；41，42；43，44；44，45の間には、シリンダ１毎に、２つの吸気ロッカアーム23と２つの吸気カム25aとのそれぞれ一部を収容する収容空間52、および２つの排気ロッカアーム24と２つの排気カム26aとのそれぞれ一部を収容する収容空間53がそれぞれ形成される。そして、図７に示されるように、外側縦枠31，32および内側縦枠33，34の収容空間52，53側の面31a〜34aは、回転する各カム25a，26aの回転軌道に沿う凹面形状とされる。
【００３１】
そして、各収容空間52，53は、直交方向A3に各軸受部40〜45と平行に延びて外側縦枠31，32および内側縦枠33，34に連結される仕切部54，55により２つの小収容空間52a，52b；53a，53bに分割され、各小収容空間52a，52b；53a，53bに１つの吸気ロッカアーム23の一部または１つの排気ロッカアーム24の一部が収容される。それゆえ、各小収容空間52a，52b；53a，53bに収容されるロッカアーム23，24を挟んで軸方向A2で相互に対向する軸受部40〜45および仕切部54，55は、ロッカアーム23，24の軸方向A2での両側に対して間隔をおいて軸方向A2で対向する部材である。
【００３２】
図５，図６に示されるように、各軸受部40〜45および各仕切部54，55には、小収容空間52a，52b；53a，53b側の各側面からロッカアーム23，24に向かって軸方向A2に突出する突出部56が一体成形される。このうち、軸受部40〜45に設けられる突出部56は、吸気カム25aまたは排気カム26aと軸方向A2で対向する対向面（図７には、軸受部40〜45の代表として軸受部41，44の側面41b，44bおよび対向面41b1，44b1が示される）をその一部分として含んでいる前記側面よりも軸方向A2に突出している。さらに、図２，図７，図８に示されるように、軸受部40〜45の各突出部56の全体または各突出部56の大部分が、軸受溝40a〜45aの直交方向A3での形成範囲内に設けられ、したがって軸受部40〜45のシリンダ軸線方向A1での厚みが小さい部分に設けられる。
【００３３】
そして、吸気弁10および排気弁11の閉弁時のロッカアーム23，24の位置が二点鎖線で示され、吸気弁10および排気弁11の最大リフト時のロッカアーム23，24の位置が一点鎖線で示される図７を参照すると、各突出部56は、ロッカアーム23，24の中央部に位置して、ロッカアーム23，24のうちシリンダ軸線方向A1での幅が最大である部分を形成するローラ23a，24aに軸方向A2で対向すると共に、カム軸25，26の回転軸線と直交する平面からなる規制面56aと、該規制面56aの下端に連なり下方のシリンダヘッド２に向かって規制面56aから該規制面56aが設けられる軸受部40〜45または仕切部54，55の前記側面寄りに後退すると共に直交方向A3に平行な傾斜平面からなる案内面56bとを有する。
【００３４】
図８を併せて参照すると、軸受部40〜45および仕切部54，55にそれぞれ設けられてロッカアーム23，24を挟んで対向する１対の突出部56の規制面56aは、小収容空間52a，52bに収容されたロッカアーム23，24が予め設定された設定位置、すなわちシリンダヘッド２に組み付けられたカム軸25，26のカム25a，26aがロッカアーム23，24のローラ23a，24aに当接しているときと同様にロッカアーム23，24が傾斜していない位置（図８には、吸気ロッカアーム23が示されているが、排気ロッカアーム24も同様である。）を占める状態で、基部23b，24bが支持部21a，22aに球面支持され、作用部23c，24cが吸気弁10または排気弁11に当接するようにロッカアーム23，24がシリンダヘッド２に組み付けられて、ロアカムホルダ30が、挿通孔50とネジ孔51とが整合するようにシリンダヘッド２の所定位置に組み付けられたとき、軸方向A2での各ロッカアーム23，24の両側の側面に対して、僅かな所定の間隙Ｇをおいて対向して設けられる。また、その１対の突出部56の案内面56bの軸方向A2での間隔は、その最小値が規制面56aの間の軸方向A2での間隔Ｗと等しく、シリンダヘッド２寄りほど（または下方ほど）大きくなる。また、間隙Ｇは、後述する所定角度により規定される。
【００３５】
各案内面56bは、シリンダヘッド２に組み付けられたロッカアーム23，24の上方からロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に組み付けられるとき、例えば１対の規制面56aの間の間隔Ｗに対して、該間隔Ｗに納まらない程度にロッカアーム23，24が前記設定位置から傾斜するなどしてずれている場合に、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に近づけられることにより、該ロッカアーム23，24が先ず軸方向A2での間隔が１対の規制面56aでの間隔Ｗよりも大きい案内面56bに接触して、そのずれが修正され、該ロッカアーム23，24が規制面56aの間隔Ｗに納まるように案内するものである。
【００３６】
そして、ロアカムホルダ30が、シリンダヘッド２の所定位置に組み付けられた状態では、ロッカアーム23，24が、前記設定位置からロッカアーム23，24が倒れ中心線Ｃ（図４も参照）を中心として傾斜しようとすると、間隙Ｇに対応して所定角度だけ傾斜した後、ロッカアーム23，24は突出部56の規制面56aに接触して、前記所定角度よりも大きく傾斜すること、すなわちロッカアーム23，24の倒れが防止される。なお、前記所定角度は、各カム軸25，26が組み付けられる際に、各カム25a，26aとローラ23a，24aとの接触により、傾斜したロッカアーム23，24が前記設定位置を占めることができるように矯正される角度である。また、ロアカムホルダ30が、前記所定位置に組み付けられ、カム軸25，26が組み付けられる前の状態で、ロッカアーム23，24が傾斜していたとしても、その傾斜は前記所定角度以下になっている。それゆえ、各突出部56は、ロッカアーム23，24との接触により、ロッカアーム23，24の軸方向A2での倒れを防止する倒れ防止手段を構成する。
【００３７】
ここで、倒れ中心線Ｃとは、図４を参照して説明すると、基部23b，24bが支持部21a，22aに球面支持され、作用部23c，24cが吸気弁10または排気弁11に当接するようにロッカアーム23，24がシリンダヘッド２に組み付けられて、ローラ23a，24aにカム25a，26aが接触していない状態において、支持部21a，22aの揺動中心と作用部23c，24cの弁ステム10a，11aとの当接部とを結ぶ直線であって、前記設定位置からロッカアーム23，24が軸方向A2に傾斜するときのロッカアーム23，24の回動の中心線である。したがって、ロッカアーム23，24が、前記設定位置からこの倒れ中心線Ｃの回りに回動することにより、ロッカアーム23，24の軸方向A2での傾斜が生じる。
【００３８】
そして、図７，図８を参照すると、規制面56aは、ロッカアーム23，24の倒れ中心線Ｃを含み軸方向A2に平行な平面Ｓ（図４において、倒れ中心線Ｃと重なって示されている。）よりも上方のカム軸25，26側にあって、該平面Ｓからの距離が最大となるロッカアーム23，24の部位、この実施例ではローラ23a，24aの吸気カム25aまたは排気カム26aとの当接部を含む範囲でロッカアーム23，24に軸方向A2で対向する。
【００３９】
また、第１吸気ポート４１の吸気口４１aが第２吸気ポート４２の吸気口４２aよりも第１中心面P1寄りに位置し（図５参照）、直交方向A3でオフセットする吸気口４１a，４２aを開閉する吸気弁10に当接するロッカアーム23，24（図１参照）が同一仕様であることから、図５，図６に示されるように、吸気口４１aを開閉する吸気弁10に当接する吸気ロッカアーム23，24の倒れを防止する突出部56は、吸気口４２aを開閉する吸気弁10に当接する吸気ロッカアーム23の倒れを防止する突出部56よりも第１中心面P1寄りに位置する。一方、排気口5aが軸方向A2で一直線上に整列している排気側の突出部56は、全て、軸方向A2で一直線上に整列して位置する。
【００４０】
図５，図６を参照すると、各中間横枠37，38は、１対の内側縦枠33，34の間に、第１中間軸受部41，44のボス47，49と連なり端部横枠35，36側が凹部57aとなる湾曲壁からなる連結部57を有する。そして、図１，図５に示されるように、シリンダヘッド２にロアカムホルダ30およびアッパカムホルダ60が締結された状態で、両内側縦枠33，34の間には、燃料噴射弁６の取付部70が、シリンダヘッド２に一体成形されてシリンダ軸線方向A1に突出して位置する。燃料噴射弁６が挿入される挿入孔８（図３参照）が設けられる取付部70は、それぞれ端部横枠35，36と連結部57との間に位置して、その連結部57寄りの端部が連結部57の凹部57aに収容される（図１参照）２つの端部取付ボス71と、両連結部57の間に位置する１つの中央取付ボス72とからなる。各端部取付ボス71には１つの燃料噴射弁６が、また中央取付ボス72には２つの燃料噴射弁６が、クランプ73（図２〜図４参照）により固定される。具体的には、クランプ73は、その一端部73aが各取付ボス71，42の上面に固定された円筒状の支点部74（図２参照）に載置されて、その中央部73bをボルトB3により締め付けることで、その他端部の二股形状を有する押圧部73cが燃料噴射弁６を押圧することにより、燃料噴射弁６をシリンダヘッド２に固定する。そして、４つの燃料噴射弁６は、前記シリンダ列の軸方向A2での中央点を通る第２中心面P2（図５参照）に対して対称に配置される。
【００４１】
そして、図３，図５に示されるように、吸気側の内側縦枠33の第１中心面P1寄りの側面には、各取付ボス71，72の燃料噴射弁６の挿入孔８が形成される柱状部71a，72aと、ヘッドカバー３に形成された燃料噴射弁６の挿入筒3aとの干渉を回避するための湾曲した凹部33bが形成される。
【００４２】
また、図６に示されるように、連結部57の下面には、吸気口４１aを開閉する吸気弁10のバネ受け13を収容すること可能な凹部57bが設けられ、さらに該凹部57bの付近を除いて肉抜き部57cが設けられる。これにより、シリンダヘッド２のコンパクト化がなされる一方で、肉抜き部57cが凹部57b付近を除いて設けられることにより、連結部57の所要の剛性の確保と軽量化がなされる。
【００４３】
次に、ロアカムホルダ30に形成される油路について説明する。図６を参照すると、排気側の外側縦枠32と一方の端部横枠35との連結部のボス48に近接して、シリンダヘッド２に形成された油路に、シリンダヘッド２とロアカムホルダ30との合わせ面において接続される溝からなる油路80が形成され、該油路80はロアカムホルダ30を上方に延びる油路81を介して、排気側の外側縦枠32に形成された孔からなる油路82および端部横枠35に結合されるアッパカムホルダ60である前記端部カムホルダに形成された連絡油路に連通する。この連絡油路は、端部横枠35と該端部カムホルダとの合わせ面で接続される油路83（図５参照）を介して、吸気側の外側縦枠31に形成された孔からなる油路84に連通する。
【００４４】
そして、図５に示されるように、吸気カム軸25を支持する軸受部40〜42の軸受面には、挿通孔50とボルトB2との径方向での間隙により形成される油路を介して油路84に連通する油路85（図２も参照）が開口し、排気カム軸26を支持する軸受部43〜45の軸受面には、端部横枠35の軸受部43を除いて、挿通孔50とボルトB2との径方向での間隙により形成される油路を介して油路82に連通する油路86（図２も参照）が開口して、それら油路85，86を通じて軸受部40〜45の軸受面に潤滑油が供給される。なお、端部横枠35の軸受部43の軸受面には、前記連絡油路からの潤滑油が油溝からなる油路87を経て供給される。
【００４５】
図３，図６を参照すると、吸気側の外側縦枠31の油路84に連通する油路88が形成されるボス89が、各仕切部54の外側縦枠31との連結部に形成される。それら油路88は、シリンダヘッド２の該ボス89との合わせ面にて、吸気側のラッシュアジャスタ21に連通する油路90とそれぞれ接続される。そして、ボス89は、該ボス89に形成される挿通孔91に挿通されてシリンダヘッド２に螺合するボルトB4（図３参照）により締め付けられることにより、両油路88，90が接続される合わせ面でのシール圧を高めて、潤滑油の漏れを防止している。一方、排気側の外側縦枠32の油路82に連通する油路92が、各端部軸受部40，43のボス48に隣接して１つずつ、そして各中間軸受部41，42，44，45のボス48に隣接して２つずつ、それぞれ形成され、それら油路92は、シリンダヘッド２の該ボス48との合わせ面にて、排気側のラッシュアジャスタ22に連通する油路93（図１参照）とそれぞれ接続される。そして、これら油路92，93を通じて各ラッシュアジャスタ22に潤滑油が供給される。
【００４６】
また、図２，図６に示されるように、各軸受部40〜45のシリンダヘッド２側の面である下面には、各軸受部40〜45とシリンダヘッド２との間に、ヘッドボルトB1の頭部を収容する凹部40e〜45eが設けられる。これにより、シリンダ軸線方向A1で、軸受部40〜45とヘッドボルトB1とを重なるように配置することができるので、シリンダヘッド２の軸方向A2での幅を小さくすることができる。
【００４７】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
各カム軸25，26をシリンダヘッド２に組み付けるにあたり、先ず、各ロッカアーム23，24は、基部23b，24bがラッシュアジャスタ21，22の支持部21a，22aに球面支持され、作用部23c，24cが吸気弁10の弁ステム10aまたは排気弁11の弁ステム11aの先端部に当接するように、シリンダヘッド２に組み付けられる。その後、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２の上方からシリンダヘッド２の上面で、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２の前記所定位置に組み付けられる。ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に組み付けられる際に、ロッカアーム23，24は、例えばロッカアーム23，24が前記所定角度よりも大きく傾斜していたり、ロアカムホルダ30が組み付けられる前に、ロアカムホルダ30が前記所定位置から軸方向A2にずれているなど、１対の規制面56aの間の軸方向A2での間隔Ｗに納まらない程度にロッカアーム23，24およびロアカムホルダ30が軸方向A2にずれている場合でも、案内面56bの最大間隔の範囲内で、ロアカムホルダ30を下方に移動させる際にロッカアーム23，24が案内面56bに接触しつつ案内され、規制面56aの間に入り込む。そして、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２の前記所定位置に組み付けられたとき、各ロッカアーム23，24は、小収容空間52a，52b，53a，53b内で１対の規制面56aの間に位置する。
【００４８】
ついで、ロッカアーム23，24およびロアカムホルダ30の上方から、カム軸25，26が、各カム25a，26aが対応するロッカアーム23，24のローラ23a，24aに当接し、各カム軸25，26のジャーナル部が対応する軸受部40〜45の軸受溝40a〜45aに嵌合するように、位置決めされ、さらに軸受部40〜45に前記端部カムホルダおよび中間カムホルダ61がボルトB2により、ロアカムホルダ30と共にシリンダヘッド２に締結されて、カム軸25，26がシリンダヘッド２に組み付けられる。
【００４９】
そして、シリンダヘッド２に組み付けられたロッカアーム23，24の上方からカム軸25，26が組み付けられる際、基部23b，24bがラッシュアジャスタ21，22に球面支持されて揺動自在に支持される各ロッカアーム23，24の軸方向A2での両側に対して、１対の突出部56が対向して設けられることにより、球面支持されるロッカアーム23，24は、軸方向A2でいずれの方向に倒れようとする場合にも、いずれかの突出部56に接触して、その倒れが防止されることから、カム軸25，26が組み付けられる際に、ロッカアーム23，24が倒れたり、脱落したりすることがないので、シリンダヘッド２に組み付けられたロッカアーム23，24の上方に配置されるカム軸25，26の組付けが容易になるうえ、カム25a，26aのカム面がロッカアーム23，24により傷つくこともない。その結果、カム軸25，26の組付けに要する時間が減少して、動弁装置Ｖを備えた内燃機関Ｅの組立性が向上する。
【００５０】
各突出部56が、カム25a，26aおよびロッカアーム23，24に対して軸方向A2で対向する部材である軸受部40〜45および仕切部54，55に設けられ、しかもロッカアーム23，24の軸方向A2での側面に向かって、前記部材のカム25a，26aとの対向面よりも突出することにより、カム25a，26aおよびロッカアーム23，24に対して対向する部材を利用して、ロッカアーム23，24が軸受部40〜45および仕切部54，55から軸方向A2で比較的離れている場合にも、ロッカアーム23，24に近接した位置まで突出部56を突出させるという簡単な構造でロッカアーム23，24の倒れを防止することができる。
【００５１】
倒れ中心線Ｃを中心として倒れようとするロッカアーム23，24において、突出部56は、倒れ中心線Ｃを含み軸方向A2に平行な平面Ｓよりもカム軸25，26側にあって平面Ｓからの距離が最大となるロッカアーム23，24のローラ23a，24aの上下方向でカム25a，26aに対向する上端部に対して、軸方向A2で対向することにより、倒れ中心線Ｃを含む平面Ｓから最も離れた部位またはその近傍に突出部56が接触するので、ロッカアーム23，24が突出部56に接触したときのロッカアーム23，24の傾斜の程度、すなわち各カム軸25，26が組み付けられる際に、各カム25a，26aとローラ23a，24aとの接触により、傾斜したロッカアーム23，24が前記設定位置を占めることができる矯正可能な傾斜の程度を小さくすることができて、カム軸25，26の組付けが一層容易になり、動弁装置Ｖを備えた内燃機関Ｅの組立性が向上する。
【００５２】
突出部56が、カム軸25，26を回転自在に支持する軸受部40〜45の軸受溝40a〜45aの、平面視で軸方向A2と直交する方向での形成範囲内で軸受部40〜45に一体成形されることにより、前記軸受孔を形成する軸受溝40a〜45aが形成されることで厚みが小さくなって剛性が低下する軸受部における前記側面に突出部56が設けられるので、軸受部40〜45の剛性が高くなる。その結果、ロッカアーム23，24の倒れを防止する突出部56を利用して軸受部40〜45の剛性を高めることができる。
【００５３】
また、連結部57の凹部57aに、燃料噴射弁６が取り付けられる取付ボス71，72の端部が収容されることにより、ロアカムホルダ30の軸方向A2の長さを短縮することができて、ロアカムホルダ30が軸方向A2にコンパクトになる。さらに、両内側縦枠33，34の間に、吸気側および排気側の第２中間軸受部42，45を連結する連結部がないことにより、両連結部57の間に２つの燃料噴射弁６が取り付けられる共通の取付ボス72が配置されることにより、シリンダ毎に取付ボスが設けられるものに比べて、シリンダヘッド２が軸方向A2にコンパクトになる。
【００５４】
各外側縦枠31，32には、ラッシュアジャスタ21，22に潤滑油を供給するための油路82，84が形成されるため、その剛性が大きくなるので、ロアカムホルダ30の剛性が高められる。しかも、４つの縦枠31〜34のうち外側にある縦枠31，32に油路82，84が設けられることで、ロアカムホルダ30の剛性が一層高められる。
【００５５】
さらに、突出部56には、規制面56aから該規制面56aが設けられる軸受部40〜45または仕切部54，55の前記側面寄りに後退すると共に直交方向A3に平行な傾斜平面からなる案内面56bが設けられ、ロッカアーム23，24を挟んで対向する１対の突出部56の案内面56bの軸方向A2での間隔は、その最小値が規制面56aの間の間隔Ｗと等しく、シリンダヘッド２寄りほど大きく設定されることにより、シリンダヘッド２に組み付けられたロッカアーム23，24の上方からロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に組み付けられる際に、ロッカアーム23，24が、１対の規制面56aの間の間隔Ｗに納まらない程度にロッカアーム23，24およびロアカムホルダ30が軸方向A2にずれている場合でも、案内面56bの最大間隔の範囲内で、ロアカムホルダ30をシリンダヘッド２寄りに移動させる際にロッカアーム23，24が案内面56bに接触しつつ案内されて、ロッカアーム23，24が規制面56aの間に入り込む。その結果、ロアカムホルダ30がボルトによりシリンダヘッド２に締結される際には、全てのロッカアーム23，24が１対の突出部56の規制面56aの間に位置することになって、シリンダヘッド２に組み付けられ、ロアカムホルダ30の所定位置に配置されるロッカアーム23，24に対して、その上方からのロアカムホルダ30のシリンダヘッド２への組付け性が向上する。
【００５６】
ロアカムホルダ30には、軸方向A2での隣接する軸受部40，41；41，42；43，44；44，45の間に、該軸受部40〜45と平行に延びて外側縦枠31，32および内側縦枠33に連結される仕切部54，55が設けられるので、これら仕切部54，55によりロアカムホルダ30の剛性が高められる。
【００５７】
外側縦枠31，32および内側縦枠33，34の収容空間52，53側の面31a〜34aは、回転するカム25a，26aの回転軌道に沿うように凹面形状にされることにより、それら縦枠31〜34とカム25a，26aとの干渉を回避したうえで、両縦枠31〜34の直交方向A3での間隔を小さくすることができるので、直交方向A3でのロアカムホルダ30の幅、ひいてはシリンダヘッド２の幅を小さくすることができる
次に、本発明の第２実施例を説明する。この第２実施例は、１対の突出部56がロッカアーム23，24の軸方向A2で両側に配置される第１実施例に対して、図９の吸気側の突出部56の一部に示されるように、突出部56が、各ロッカアーム23，24の軸方向A2での片側のみに対向して設けられるものである。なお、第１実施例の部材と同一の部材または対応する部材については、同一の符号を使用して説明する。
【００５８】
ここで、ロッカアーム23，24の重心は、吸気弁10と当接するロッカアーム23および排気弁11と当接するロッカアーム24がそれぞれラッシュアジャスタ21，22に揺動自在に支持された状態で、該ロッカアーム23，24がカム25a，26aに接触していないときに、倒れ中心線Ｃ回りに、ロッカアーム23，24を前記片側寄りに傾斜させるモーメントを発生させる位置、例えば前記倒れ中心線Ｃに対して、所定距離だけ突出部56が設けられる側にオフセットした位置になるように設定される。そして、各ロッカアーム23，24がシリンダヘッド２に組み付けられた状態では、カム軸25，26が組み付けられた時点で、カム25a，26aがロッカアーム23，24に接触することにより、ロッカアーム23，24は前記設定位置を占める。
【００５９】
さらに、第２実施例では、ロアカムホルダ30は、ロッカアーム23，24がシリンダヘッド２に組み付けられる前に、シリンダヘッド２に位置決めピンなどを使用して位置決めされ仮固定されている。そして、各ロッカアーム23，24は、突出部56が各軸受部40〜45および各仕切部54，55に軸方向A2での方側のみに設けられることにより、第１実施例に比べて大きな空間となっているために、ロッカアーム23，24を挿入しやすくなっている各小収容空間52a，52b；53a，53bを通じて、ロアカムホルダ30の上方から、各ロッカアーム23，24は、基部23b，24bがラッシュアジャスタ21，22の支持部21a，22aに球面支持され、作用部23c，24cが吸気弁10の弁ステム10aまたは排気弁11の弁ステム11aの先端部に当接するように、シリンダヘッド２に組み付けられる。このとき、ロッカアーム23，24は、その重心位置に起因して発生するモーメントにより、倒れ中心線Ｃを中心として傾斜するが、前記所定角度の範囲内でロッカアーム23，24が突出部56の規制面56aに接触して、ロッカアーム23，24が倒れが防止される。この状態が、図９において破線で示されている。このとき、全てのロッカアーム23，24が同一仕様であれば、吸気側と排気側とで、軸受部40〜45および仕切部54，55に設けられる突出部56の位置は、軸方向A2で反対側になるが、異なる仕様のロッカアーム23，24を使用することにより、軸方向A2で同一の側に突出部56を設けることもできる。
【００６０】
第２実施例の他の構成は、第１実施例と基本的に同様であり、その後、ロッカアーム23，24およびロアカムホルダ30の上方からカム軸25，26が、第１実施例と同様にしてシリンダヘッド２に組み付けられる。
【００６１】
したがって、この第２実施例によれば、次の作用および効果が奏される。すなわち、突出部56が、軸方向A2でのロッカアーム23，24の片側のみに対して対向して設けられ、ロッカアーム23，24の重心は、吸気弁10または排気弁11と当接するロッカアーム23，24がラッシュアジャスタ21，22に支持された状態で、ロッカアーム23，24を片側寄りに傾斜させるモーメントを発生させる位置にあることにより、ロッカアーム23，24に対して軸方向A2での一方の側に突出部56を設けるスペースがない場合にも、球面支持されるロッカアーム23，24は、シリンダヘッド２に組み付けられたとき、その重心位置に起因して発生するモーメントにより倒れようとすると、その倒れようとする側に設けられた突出部56に接触して、その倒れが防止されることから、突出部56をロッカアーム23，24の両側に設ける場合に比べて、内燃機関Ｅが軽量化されると共に、カム軸25，26が組み付けられる際に、ロッカアーム23，24が倒れたり、脱落したりすることがないので、ロッカアーム23，24の上方に配置されるカム軸25，26の組付けが容易になるうえ、カム25a，26aのカム面がロッカアーム23，24により傷つくこともない。その結果、カム軸25，26の組付けに要する時間が減少して、動弁装置Ｖを備えた内燃機関Ｅの組立性が向上する。
【００６２】
なお、各ロッカアーム23，24がシリンダヘッド２に組み付けられる際に、突出部56が組み付けようとする各ロッカアーム23，24の斜め下方に位置するようにシリンダヘッド２を傾斜させることにより、各ロッカアーム23，24が突出部56に一層安定的に接触するので、ロッカアーム23，24の倒れを一層確実に防止することができる。
【００６３】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
前記第１実施例において、各ロッカアーム23，24の軸方向A2での両側にそれぞれ対向して設けられた１対の突出部56のうち、各ロッカアーム23，24の一方側に対向する突出部56を、他方側に対向する突出部56よりも各ロッカアーム23，24に近接して設け、しかも各ロッカアーム23，24の重心は、第２実施例と同様に、各ロッカアーム23，24がラッシュアジャスタ21，22に球面支持された状態で、各ロッカアーム23，24を前記一方側に傾斜させるモーメントを発生させる位置にあるようにすることもできる。
【００６４】
これにより、各ロッカアーム23，24が前記一方側の突出部56に接触した状態での傾斜を極力小さくすることができるうえに、各ロッカアーム23，24の組付けスペースを広くすることができるので、倒れ防止を図りながら各ロッカアーム23，24のシリンダヘッド２への組付け性を向上させることができ、しかも各ロッカアーム23，24の傾斜も小さいことから、カム軸25，26の組付け性が一層良好になる。
【００６５】
前記各実施例では、カム25a，26aの軸方向A2での幅は、図８，図９に示されるようにロッカアーム23，24の軸方向A2での幅よりも小さく設定されて、図７に示されるように、吸気カム25a，26aの回転軌道が、軸方向A2から見て突出部56と重なるようにされたが、カム25a，26aの回転軌道が、軸方向A2で見て突出部56と重ならない場合には、吸気カム25a，26aの軸方向A2での幅を、ロッカアーム23，24のそれよりも大きく設定することもできる。
【００６６】
前記各実施例では、各シリンダ１は、１対の吸気弁10および１対の排気弁11を有するものであったが、吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方は、各シリンダ１に１つであってもよい。さらに、軸受部40〜45は、前記各実施例では、軸方向A2で、前記シリンダ列の端部および隣接するシリンダ１の間に対応する位置に設けられたが、軸方向A2で、各シリンダ１の中心位置に対応する位置に設けられてもよい。
【００６７】
前記各実施例では、内燃機関は、圧縮点火式のものであったが、火花点火式の内燃機関であってもよい。また、ロッカアーム23，24を球面支持する揺動支持部材は、油圧式のラッシュアジャスタ21，22であったが、調整ネジを利用した機械的なラッシュアジャスタまたは、調整機能を有しない支持部材であってもよい。
【００６８】
ロアカムホルダ30は、一体型のものであったが、アッパカムホルダ60と同様に分割型のロアカムホルダ30であってもよい。さらに、突出部56は、シリンダヘッド２に一体形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である内燃機関において、ロッカアームおよびロアカムホルダが組み付けられたシリンダヘッドの要部上平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１の内燃機関のロアカムホルダの上平面図である。
【図６】図１の内燃機関のロアカムホルダの下平面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】本発明の第２実施例の内燃機関を示すもので、第１実施例の図８に相当する図である。
【符号の説明】
１…シリンダ、２…シリンダヘッド、３…ヘッドカバー、４１，４２…吸気ポート、５…排気ポート、６…燃料噴射弁、７…グロープラグ、８，９…挿入孔、10…吸気弁、11…排気弁、12…弁ガイド、13，14…バネ受け、15…弁バネ、16…弁バネ、
20…収容孔、21，22…ラッシュアジャスタ、23，24…ロッカアーム、23b，24b…基部、23c，24c…作用部、25，26…カム軸、
30…ロアカムホルダ、31〜34…縦枠、35〜38…横枠、40〜45…軸受部、46〜49…ボス、50…挿通孔、51…ネジ孔、52，53…収容空間、54，55…仕切部、56…突出部、57…連結部、
60…アッパカムホルダ、61…中間カムホルダ、
70…取付部、71，72…取付ボス、73…クランプ、74…支点部、
80〜88…油路、89…ボス、90…油路、91…挿通孔、92，93…油路、
Ｅ…内燃機関、B1〜B4…ボルト、L1…軸線、A1〜A3…方向、Ｖ…動弁装置、Ｈ…カムホルダ、P1，P2…中心面、Ｇ…間隙、Ｗ…間隔、Ｃ…倒れ中心線、Ｓ…平面。
【発明の属する技術分野】
本発明は、基部が球面支持され、作用部が機関弁に当接するロッカアームと、該ロッカアームの上方に配置されるカム軸とを有する動弁装置を備える内燃機関に関し、詳細には、ロッカアームが組み付けられた後、カム軸が組み付けられる際に、ロッカアームが倒れたり、倒れた状態になっていることを防止するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動弁装置を備える内燃機関として、特開２０００−１６１０２５号公報に開示されたものがある。この内燃機関において、動弁装置は、一端がバルブステムに当接し、他端がシリンダヘッドの取付孔に嵌合されたピボットエンドに球面支持されるロッカアームと、ロッカアームの上方に配置されるカムシャフトとを備え、カムシャフトと一体に回転するカムが、ロッカアームの中央部に回転自在に支持されるローラに摺接して、前記他端を揺動支点としてロッカアームを揺動させて、バルブを開閉作動させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来技術において、シリンダヘッドへのロッカアームおよびカムシャフトの組付けの際には、先ず、一端がシリンダヘッドに摺動自在に保持されたバルブに当接し、他端がシリンダヘッドの取付孔に嵌合されるピボットエンドに支持されて、シリンダヘッドに組み付けられたロッカアームに対して、その上方から、カムがロッカアームのローラに接触するように、カムシャフトがシリンダヘッドに組み付けられる。しかしながら、ロッカアームは、その他端が球面支持されることに起因して、カム軸の軸方向に傾斜しやすい状態にある。そして、ロッカアームが、シリンダヘッドに組み付けられたカムとの当接により矯正される角度よりも大きな角度で傾斜した状態、すなわちロッカアームが倒れた状態で、カムシャフトを組み付けようとすると、ロッカアームが脱落したり、ロッカアームのカムとの当接部よりも硬度が低い材料からなるカムのカム面に前記当接部が接触して、カム面が傷つくことがある。
【０００４】
そのため、カムシャフトの組付け時には、ロッカアームが予め設定された設定位置、すなわちカムがロッカアームに当接しているときと同様にロッカアームが傾斜していない位置を占める状態、またはロッカアームが僅かに傾斜しているものの、カムとの当接により該傾斜が矯正されてロッカアームが前記設定位置を占めることができる状態を確保する必要があって、カムシャフトの組付けには多大な時間を要した。
【０００５】
そこで、そのようなロッカアームを有する動弁装置を備える内燃機関において、カムシャフトの組付け時にロッカアームの倒れを防止する倒れ防止手段を設けてカムシャフトの組付け性を向上させると共に、該倒れ防止手段を、周辺部材に対するロッカアームの配置状況に対応して柔軟に適用できるものにしたいという要望があった。
【０００６】
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ないし請求項３記載の発明は、球面支持されるロッカアームの、カム軸の軸方向への倒れを防止することにより、ロッカアームの上方からのカム軸の組付けを容易にして、動弁装置を備える内燃機関の組立性を向上させると共にロッカアームの矯正可能な状態での傾斜の程度を小さくす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、カム軸を支持する軸受部の剛性を高めることを目的とし、請求項３記載の発明は、さらに、ロッカアームに対してカム軸の軸方向での一方の側に倒れ防止手段を設けるスペースがない場合にもロッカアームが倒れることを防止してカム軸の組付け性を向上させ、さらに内燃機関の軽量化を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、基部が揺動支持部材に球面支持され、作用部が機関弁に当接するロッカアームと、該ロッカアームに摺接するカムを有すると共に該ロッカアームの上方に配置されるカム軸とを有し、該カム軸と一体に回転する前記カムにより揺動される前記ロッカアームが前記機関弁を開閉作動させる動弁装置を備える内燃機関において、前記ロッカアームとの接触により前記カム軸の軸方向への前記ロッカアームの倒れを防止する倒れ防止手段が、前記ロッカアームの、上下方向で前記カムに対向する上端部に対して、前記軸方向で対向して設けられる動弁装置を備える内燃機関である。
【０００８】
これにより、倒れようとするロッカアームにおいて、倒れの中心から最も離れた部位を含むロッカアームの、上下方向でカムに対向する上端部またはその近傍に倒れ防止手段が接触するので、ロッカアームが倒れ防止手段に接触したときのロッカアームの傾斜の程度を小さくすることができる。この結果、次の効果が奏される。すなわち、倒れ防止手段は、ロッカアームの、上下方向でカムに対向する上端部に対して軸方向で対向することにより、倒れの中心から最も離れた部位を含むロッカアームの上端部またはその近傍に倒れ防止手段が接触するので、ロッカアームが倒れ防止手段に接触したときのロッカアームの傾斜の程度を小さくすることができて、カム軸の組付けが一層容易になり、動弁装置を備えた内燃機関の組立性が向上する。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の動弁装置を備える内燃機関において、前記倒れ防止手段が設けられる部材は前記カム軸を回転自在に支持する軸受部であり、前記倒れ防止手段は、前記軸受部の、前記ロッカアームと前記軸方向で対向する側面に一体成形された突出部であるものである。
【００１０】
これにより、軸受孔が形成されることにより剛性が低下する軸受部に突出部が一体形成されるので、軸受部の剛性が高くなる。したがって、この請求項２記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、倒れ防止手段が、カム軸を回転自在に支持する軸受部の、ロッカアームと軸方向で対向する側面に一体成形された突出部であることにより、ロッカアームの倒れを防止する突出部を利用して軸受部の剛性を高めることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、前記倒れ防止手段が、前記軸方向での前記ロッカアームの片側のみに対して対向して設けられ、前記ロッカアームの重心は、前記機関弁と当接する前記ロッカアームが前記揺動支持部材に支持された状態で、前記ロッカアームを前記片側寄りに傾斜させるモーメントを発生させる位置にある動弁装置を備える内燃機関である。
【００１２】
これにより、球面支持されるロッカアームが揺動自在に支持されたとき、その重心位置に起因して発生するモーメントによりロッカアームが倒れようとすると、その倒れようとする側のみに設けられた倒れ防止手段に接触して、その倒れが防止される。したがって、この請求項３記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、倒れ防止手段が、軸方向でのロッカアームの片側のみに対して対向して設けられ、ロッカアームの重心は、機関弁と当接するロッカアームが揺動支持部材に支持された状態で、ロッカアームを前記片側寄りに傾斜させるモーメントを発生させる位置にあることにより、ロッカアームに対して軸方向での一方の側に倒れ防止手段を設けるスペースがない場合にも、球面支持されるロッカアームが揺動自在に支持されたとき、その重心位置に起因して発生するモーメントにより倒れようとすると、その倒れようとする側に設けられた倒れ防止手段に接触して、その倒れが防止されることから、倒れ防止手段をロッカアームの両側に設ける場合に比べて、内燃機関が軽量化されると共に、カム軸が組み付けられる際に、ロッカアームが倒れたり、脱落したりすることがないので、ロッカアームの上方に配置されるカム軸の組付けが容易になるうえ、カムのカム面がロッカアームにより傷つくこともない。その結果、カム軸の組付けに要する時間が減少して、動弁装置を備えた内燃機関の組立性が向上する。
【００１７】
なお、この明細書において、「軸方向」とは、カム軸の回転軸線の方向を意味する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１ないし図９を参照して説明する。
図１〜図８は、第１実施例を示すもので、図１〜図５を参照すると、本発明が適用される内燃機関Ｅは圧縮点火式のＤＯＨＣ型直列４気筒内燃機関である。内燃機関Ｅは、頂面に形成された凹部からなる燃焼室を有するピストン（図示されず）が往復動自在に嵌合する４つのシリンダ１が一列に配列されたシリンダブロック（図示されず）と、シリンダブロックの上端面にヘッドボルトB1（図６も参照）により締結されたシリンダヘッド２と、シリンダヘッド２の上端面に締結されたヘッドカバー３とを備える。
【００１９】
シリンダヘッド２には、シリンダ１毎に、シリンダ１内に開口する吸気口４１a，４２aを有する１対の独立した第１，第２吸気ポート４１，４２およびシリンダ１内に開口する１対の排気口5aを有する排気ポート５が形成され、図３に示されるように、シリンダ軸線L1と同軸に配置されて前記燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁６が挿入される挿入孔８と、圧縮された空気を加熱するグロープラグ７が挿入される挿入孔９とが形成される。
【００２０】
図５を参照すると、第１吸気ポート４１は、シリンダ軸線L1の方向（以下、「シリンダ軸線方向A1」という。）から見てシリンダ１内の接線方向に吸気を流入させて、シリンダ１内にスワールを生成させるストレートポートから構成され、第２吸気ポート４２は第１吸気ポート４１によるスワールとは反対回りのスワールをシリンダ１内に生成させるヘリカルポートから構成される。そして、第１吸気ポート４１に連通する吸気装置の吸気通路には、シリンダ１内に生成されるスワールの強さを、機関運転状態、例えば機関回転速度および機関負荷に応じて制御するために、該吸気通路を開閉する吸気制御弁が設けられる。
【００２１】
図４を参照すると、各シリンダ１において、１対の吸気口４１a，４２aをそれぞれ開閉する１対の機関弁である吸気弁10および１対の排気口5aをそれぞれ開閉する１対の機関弁である排気弁11は、シリンダヘッド２に固定された弁ガイド12にそれぞれ摺動自在に嵌合され、弁ステム10a，11aの先端部のバネ受け13，14とシリンダヘッド２との間に配置された圧縮コイルバネからなる弁バネ15の弾発力により、それぞれ閉弁方向に付勢される。そして、各吸気弁10および各排気弁11は、シリンダヘッド２とヘッドカバー３とにより形成される動弁室16内に収納される動弁装置Ｖにより開閉作動される。
【００２２】
動弁装置Ｖは、シリンダヘッド２に設けられた収容孔20に装着される揺動支持部材としての油圧式ラッシュアジャスタ21，22と、それぞれ中央部に回転自在に支持されるローラ23a，24aを有する吸気ロッカアーム23および排気ロッカアーム24と、ローラ23aに摺接する吸気カム25aを有すると共に吸気ロッカアーム23の上方に配置される吸気カム軸25と、ローラ23aに摺接する排気カム26aを有すると共に排気ロッカアーム24の上方に配置される排気カム軸26とを備える。カム軸25，26の回転軸線の方向、すなわち軸方向A2に対して直交する方向A3（以下、「直交方向」という。）に延びる吸気ロッカアーム23は、その一端部である基部23bがラッシュアジャスタ21の球面を有する支持部21aに球面支持され、その他端部である作用部23cが吸気弁10の弁ステム10aの先端部に当接する。同様に、直交方向A3に延びる排気ロッカアーム24は、その一端部である基部24bがラッシュアジャスタ22の球面を有する支持部22aに球面支持され、その他端部である作用部24cが排気弁11の弁ステム11aの先端部に当接する。ここで、すべての吸気ロッカアーム23および排気ロッカアーム24は、同一の仕様で設計されている。
【００２３】
シリンダヘッド２にカムホルダＨを介して回転自在に支持される吸気カム軸25および排気カム軸26は、内燃機関Ｅのクランク軸の回転軸線と平行な回転軸線を有し、駆動機構（図示されず）を介して伝達される該クランク軸の動力により、該クランク軸の１／２の回転数で回転駆動される。そして、吸気カム軸25および排気カム軸26とそれぞれ一体に回転して、ローラ23a，24aにそれぞれ摺接する吸気カム25aおよび排気カム26aは、そのカム面のカムプロフィルに応じて、対応する吸気弁10および排気弁11を所定のタイミングで開閉作動させる。
【００２４】
図２を参照すると、動弁室16内に設けられるカムホルダＨは、シリンダヘッド２に締結されるロアカムホルダ30と、ロアカムホルダ30に締結されるアッパカムホルダ60とからなり、アッパカムホルダ60は、ロアカムホルダ30と共に複数のボルトB2によりシリンダヘッド２に締結される。
【００２５】
以下、図２，図５〜図８を参照して、前記カムホルダＨについてさらに説明する。
図５，図６を参照すると、ロアカムホルダ30は枠構造を有する一体型のカムホルダであり、軸方向A2に延びる縦枠31〜34と、縦枠31〜34と連結されて直交方向A3に延びる横枠35〜38とを備える。縦枠31〜34は、直交方向A3に間隔をおいて配置される１対の外側縦枠31，32と、外側縦枠31，32に対して、各シリンダ軸線L1を含む平面である第１中心面P1寄りの１対の内側縦枠33，34とからなり、それら外側縦枠31，32および内側縦枠33，34は相互に平行である。横枠35〜38は、４つのシリンダ１により構成されるシリンダ列の軸方向A2での両端部に対応する軸方向A2での位置で、各外側および各内側縦枠31〜34の軸方向A2での両端部をそれぞれ連結する１対の端部横枠35，36と、両端部横枠35，36の間で各端部横枠35，36に軸方向A2の間隔をおいて隣接して、外側および内側縦枠31〜34を連結する２つの中間横枠37，38とからなる。
【００２６】
第１中心面P1に対して吸気弁10が位置する側である吸気側の外側縦枠31と内側縦枠33との間には、吸気カム軸25を回転自在に支持する５つの軸受部40〜42が、軸方向A2に間隔をおいて、かつ直交方向A3に互いに平行に延びて外側縦枠31および内側縦枠33に連結されて形成される。同様に、第１中心面P1に対して排気弁11が位置する側である排気側の外側縦枠32と内側縦枠34との間には、排気カム軸26を回転自在に支持する５つの軸受部43〜45が、軸方向A2に間隔をおいて、かつ直交方向A3に互いに平行に延びて外側縦枠32および内側縦枠34に連結されて形成される。
【００２７】
これら吸気側および排気側のそれぞれ５つの軸受部40〜42，43〜45は、両端部横枠35，36にそれぞれ形成される２つの端部軸受部40；43と、両中間横枠37，38にそれぞれ形成される２つの第１中間軸受部41；44と、両第１中間軸受部41；44の軸方向A2での中央に位置する１つの第２中間軸受部42；45とからなる。そして、吸気側および排気側の両端部軸受部40；43は、軸方向A2において、前記シリンダ列の端部に対応する位置に配置され、第１，第２中間軸受部41，42；44，45は、軸方向A2において、隣接するシリンダ１の間に対応する位置に配置される。各軸受部40〜45の外側縦枠31，32および内側縦枠33，34との連結部には、ボルトB2（図２参照）が挿通される挿通孔50を有するボス46〜49が形成され、該挿通孔50に挿通されたボルトB2が、シリンダヘッド２に形成されたネジ孔51（図２参照）に螺合することにより、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に締結される。なお、吸気側および排気側の１つの第１中間軸受部41，44（図５において、上方の第１中間軸受部41，44）には、吸気カム軸25および排気カム軸26にそれぞれ一体形成されて、各カム軸25，26の軸方向A2での移動を規制するためのスラストプレート（図１参照）が入り込む凹部を有する突出部41c，44c（図８も参照）が、外側縦枠31，32および内側縦枠33，34に渡って形成される。
【００２８】
一方、アッパカムホルダ60は、両端部横枠35，36にそれぞれ結合されると共に、端部軸受部40，43に対応する端部軸受部を有する２つの端部カムホルダ（図示されず）と、第１，第２中間軸受部41，42，44，45にそれぞれ結合される６つの中間カムホルダ61とからなる。前記各端部カムホルダおよび各中間カムホルダ61は、挿通孔50に挿通されるボルトB2により、ロアカムホルダ30と共にシリンダヘッド２に締結される。
【００２９】
そして、ロアカムホルダ30の各軸受部40〜45の外側縦枠31，32および内側縦枠33，34の間には、ロアカムホルダ30にアッパカムホルダ60が締結されることで、アッパカムホルダ60の前記端部軸受部および中間カムホルダ61に形成される軸受溝61aとの共同により、各カム軸25，26のジャーナル部を回転自在に支持する軸受孔を形成する軸受溝40a〜45aが形成される。そして、ロアカムホルダ30の各軸受溝40a〜42a，43a〜45aは軸受面を構成する円柱面からなる壁面を有し、同様にアッパカムホルダ60の前記各軸受溝も、軸受面を構成する円柱面からなる壁面を有する。
【００３０】
さらに、軸受部40〜45において、軸方向A2で隣接する軸受部40，41；41，42；43，44；44，45の間には、シリンダ１毎に、２つの吸気ロッカアーム23と２つの吸気カム25aとのそれぞれ一部を収容する収容空間52、および２つの排気ロッカアーム24と２つの排気カム26aとのそれぞれ一部を収容する収容空間53がそれぞれ形成される。そして、図７に示されるように、外側縦枠31，32および内側縦枠33，34の収容空間52，53側の面31a〜34aは、回転する各カム25a，26aの回転軌道に沿う凹面形状とされる。
【００３１】
そして、各収容空間52，53は、直交方向A3に各軸受部40〜45と平行に延びて外側縦枠31，32および内側縦枠33，34に連結される仕切部54，55により２つの小収容空間52a，52b；53a，53bに分割され、各小収容空間52a，52b；53a，53bに１つの吸気ロッカアーム23の一部または１つの排気ロッカアーム24の一部が収容される。それゆえ、各小収容空間52a，52b；53a，53bに収容されるロッカアーム23，24を挟んで軸方向A2で相互に対向する軸受部40〜45および仕切部54，55は、ロッカアーム23，24の軸方向A2での両側に対して間隔をおいて軸方向A2で対向する部材である。
【００３２】
図５，図６に示されるように、各軸受部40〜45および各仕切部54，55には、小収容空間52a，52b；53a，53b側の各側面からロッカアーム23，24に向かって軸方向A2に突出する突出部56が一体成形される。このうち、軸受部40〜45に設けられる突出部56は、吸気カム25aまたは排気カム26aと軸方向A2で対向する対向面（図７には、軸受部40〜45の代表として軸受部41，44の側面41b，44bおよび対向面41b1，44b1が示される）をその一部分として含んでいる前記側面よりも軸方向A2に突出している。さらに、図２，図７，図８に示されるように、軸受部40〜45の各突出部56の全体または各突出部56の大部分が、軸受溝40a〜45aの直交方向A3での形成範囲内に設けられ、したがって軸受部40〜45のシリンダ軸線方向A1での厚みが小さい部分に設けられる。
【００３３】
そして、吸気弁10および排気弁11の閉弁時のロッカアーム23，24の位置が二点鎖線で示され、吸気弁10および排気弁11の最大リフト時のロッカアーム23，24の位置が一点鎖線で示される図７を参照すると、各突出部56は、ロッカアーム23，24の中央部に位置して、ロッカアーム23，24のうちシリンダ軸線方向A1での幅が最大である部分を形成するローラ23a，24aに軸方向A2で対向すると共に、カム軸25，26の回転軸線と直交する平面からなる規制面56aと、該規制面56aの下端に連なり下方のシリンダヘッド２に向かって規制面56aから該規制面56aが設けられる軸受部40〜45または仕切部54，55の前記側面寄りに後退すると共に直交方向A3に平行な傾斜平面からなる案内面56bとを有する。
【００３４】
図８を併せて参照すると、軸受部40〜45および仕切部54，55にそれぞれ設けられてロッカアーム23，24を挟んで対向する１対の突出部56の規制面56aは、小収容空間52a，52bに収容されたロッカアーム23，24が予め設定された設定位置、すなわちシリンダヘッド２に組み付けられたカム軸25，26のカム25a，26aがロッカアーム23，24のローラ23a，24aに当接しているときと同様にロッカアーム23，24が傾斜していない位置（図８には、吸気ロッカアーム23が示されているが、排気ロッカアーム24も同様である。）を占める状態で、基部23b，24bが支持部21a，22aに球面支持され、作用部23c，24cが吸気弁10または排気弁11に当接するようにロッカアーム23，24がシリンダヘッド２に組み付けられて、ロアカムホルダ30が、挿通孔50とネジ孔51とが整合するようにシリンダヘッド２の所定位置に組み付けられたとき、軸方向A2での各ロッカアーム23，24の両側の側面に対して、僅かな所定の間隙Ｇをおいて対向して設けられる。また、その１対の突出部56の案内面56bの軸方向A2での間隔は、その最小値が規制面56aの間の軸方向A2での間隔Ｗと等しく、シリンダヘッド２寄りほど（または下方ほど）大きくなる。また、間隙Ｇは、後述する所定角度により規定される。
【００３５】
各案内面56bは、シリンダヘッド２に組み付けられたロッカアーム23，24の上方からロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に組み付けられるとき、例えば１対の規制面56aの間の間隔Ｗに対して、該間隔Ｗに納まらない程度にロッカアーム23，24が前記設定位置から傾斜するなどしてずれている場合に、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に近づけられることにより、該ロッカアーム23，24が先ず軸方向A2での間隔が１対の規制面56aでの間隔Ｗよりも大きい案内面56bに接触して、そのずれが修正され、該ロッカアーム23，24が規制面56aの間隔Ｗに納まるように案内するものである。
【００３６】
そして、ロアカムホルダ30が、シリンダヘッド２の所定位置に組み付けられた状態では、ロッカアーム23，24が、前記設定位置からロッカアーム23，24が倒れ中心線Ｃ（図４も参照）を中心として傾斜しようとすると、間隙Ｇに対応して所定角度だけ傾斜した後、ロッカアーム23，24は突出部56の規制面56aに接触して、前記所定角度よりも大きく傾斜すること、すなわちロッカアーム23，24の倒れが防止される。なお、前記所定角度は、各カム軸25，26が組み付けられる際に、各カム25a，26aとローラ23a，24aとの接触により、傾斜したロッカアーム23，24が前記設定位置を占めることができるように矯正される角度である。また、ロアカムホルダ30が、前記所定位置に組み付けられ、カム軸25，26が組み付けられる前の状態で、ロッカアーム23，24が傾斜していたとしても、その傾斜は前記所定角度以下になっている。それゆえ、各突出部56は、ロッカアーム23，24との接触により、ロッカアーム23，24の軸方向A2での倒れを防止する倒れ防止手段を構成する。
【００３７】
ここで、倒れ中心線Ｃとは、図４を参照して説明すると、基部23b，24bが支持部21a，22aに球面支持され、作用部23c，24cが吸気弁10または排気弁11に当接するようにロッカアーム23，24がシリンダヘッド２に組み付けられて、ローラ23a，24aにカム25a，26aが接触していない状態において、支持部21a，22aの揺動中心と作用部23c，24cの弁ステム10a，11aとの当接部とを結ぶ直線であって、前記設定位置からロッカアーム23，24が軸方向A2に傾斜するときのロッカアーム23，24の回動の中心線である。したがって、ロッカアーム23，24が、前記設定位置からこの倒れ中心線Ｃの回りに回動することにより、ロッカアーム23，24の軸方向A2での傾斜が生じる。
【００３８】
そして、図７，図８を参照すると、規制面56aは、ロッカアーム23，24の倒れ中心線Ｃを含み軸方向A2に平行な平面Ｓ（図４において、倒れ中心線Ｃと重なって示されている。）よりも上方のカム軸25，26側にあって、該平面Ｓからの距離が最大となるロッカアーム23，24の部位、この実施例ではローラ23a，24aの吸気カム25aまたは排気カム26aとの当接部を含む範囲でロッカアーム23，24に軸方向A2で対向する。
【００３９】
また、第１吸気ポート４１の吸気口４１aが第２吸気ポート４２の吸気口４２aよりも第１中心面P1寄りに位置し（図５参照）、直交方向A3でオフセットする吸気口４１a，４２aを開閉する吸気弁10に当接するロッカアーム23，24（図１参照）が同一仕様であることから、図５，図６に示されるように、吸気口４１aを開閉する吸気弁10に当接する吸気ロッカアーム23，24の倒れを防止する突出部56は、吸気口４２aを開閉する吸気弁10に当接する吸気ロッカアーム23の倒れを防止する突出部56よりも第１中心面P1寄りに位置する。一方、排気口5aが軸方向A2で一直線上に整列している排気側の突出部56は、全て、軸方向A2で一直線上に整列して位置する。
【００４０】
図５，図６を参照すると、各中間横枠37，38は、１対の内側縦枠33，34の間に、第１中間軸受部41，44のボス47，49と連なり端部横枠35，36側が凹部57aとなる湾曲壁からなる連結部57を有する。そして、図１，図５に示されるように、シリンダヘッド２にロアカムホルダ30およびアッパカムホルダ60が締結された状態で、両内側縦枠33，34の間には、燃料噴射弁６の取付部70が、シリンダヘッド２に一体成形されてシリンダ軸線方向A1に突出して位置する。燃料噴射弁６が挿入される挿入孔８（図３参照）が設けられる取付部70は、それぞれ端部横枠35，36と連結部57との間に位置して、その連結部57寄りの端部が連結部57の凹部57aに収容される（図１参照）２つの端部取付ボス71と、両連結部57の間に位置する１つの中央取付ボス72とからなる。各端部取付ボス71には１つの燃料噴射弁６が、また中央取付ボス72には２つの燃料噴射弁６が、クランプ73（図２〜図４参照）により固定される。具体的には、クランプ73は、その一端部73aが各取付ボス71，42の上面に固定された円筒状の支点部74（図２参照）に載置されて、その中央部73bをボルトB3により締め付けることで、その他端部の二股形状を有する押圧部73cが燃料噴射弁６を押圧することにより、燃料噴射弁６をシリンダヘッド２に固定する。そして、４つの燃料噴射弁６は、前記シリンダ列の軸方向A2での中央点を通る第２中心面P2（図５参照）に対して対称に配置される。
【００４１】
そして、図３，図５に示されるように、吸気側の内側縦枠33の第１中心面P1寄りの側面には、各取付ボス71，72の燃料噴射弁６の挿入孔８が形成される柱状部71a，72aと、ヘッドカバー３に形成された燃料噴射弁６の挿入筒3aとの干渉を回避するための湾曲した凹部33bが形成される。
【００４２】
また、図６に示されるように、連結部57の下面には、吸気口４１aを開閉する吸気弁10のバネ受け13を収容すること可能な凹部57bが設けられ、さらに該凹部57bの付近を除いて肉抜き部57cが設けられる。これにより、シリンダヘッド２のコンパクト化がなされる一方で、肉抜き部57cが凹部57b付近を除いて設けられることにより、連結部57の所要の剛性の確保と軽量化がなされる。
【００４３】
次に、ロアカムホルダ30に形成される油路について説明する。図６を参照すると、排気側の外側縦枠32と一方の端部横枠35との連結部のボス48に近接して、シリンダヘッド２に形成された油路に、シリンダヘッド２とロアカムホルダ30との合わせ面において接続される溝からなる油路80が形成され、該油路80はロアカムホルダ30を上方に延びる油路81を介して、排気側の外側縦枠32に形成された孔からなる油路82および端部横枠35に結合されるアッパカムホルダ60である前記端部カムホルダに形成された連絡油路に連通する。この連絡油路は、端部横枠35と該端部カムホルダとの合わせ面で接続される油路83（図５参照）を介して、吸気側の外側縦枠31に形成された孔からなる油路84に連通する。
【００４４】
そして、図５に示されるように、吸気カム軸25を支持する軸受部40〜42の軸受面には、挿通孔50とボルトB2との径方向での間隙により形成される油路を介して油路84に連通する油路85（図２も参照）が開口し、排気カム軸26を支持する軸受部43〜45の軸受面には、端部横枠35の軸受部43を除いて、挿通孔50とボルトB2との径方向での間隙により形成される油路を介して油路82に連通する油路86（図２も参照）が開口して、それら油路85，86を通じて軸受部40〜45の軸受面に潤滑油が供給される。なお、端部横枠35の軸受部43の軸受面には、前記連絡油路からの潤滑油が油溝からなる油路87を経て供給される。
【００４５】
図３，図６を参照すると、吸気側の外側縦枠31の油路84に連通する油路88が形成されるボス89が、各仕切部54の外側縦枠31との連結部に形成される。それら油路88は、シリンダヘッド２の該ボス89との合わせ面にて、吸気側のラッシュアジャスタ21に連通する油路90とそれぞれ接続される。そして、ボス89は、該ボス89に形成される挿通孔91に挿通されてシリンダヘッド２に螺合するボルトB4（図３参照）により締め付けられることにより、両油路88，90が接続される合わせ面でのシール圧を高めて、潤滑油の漏れを防止している。一方、排気側の外側縦枠32の油路82に連通する油路92が、各端部軸受部40，43のボス48に隣接して１つずつ、そして各中間軸受部41，42，44，45のボス48に隣接して２つずつ、それぞれ形成され、それら油路92は、シリンダヘッド２の該ボス48との合わせ面にて、排気側のラッシュアジャスタ22に連通する油路93（図１参照）とそれぞれ接続される。そして、これら油路92，93を通じて各ラッシュアジャスタ22に潤滑油が供給される。
【００４６】
また、図２，図６に示されるように、各軸受部40〜45のシリンダヘッド２側の面である下面には、各軸受部40〜45とシリンダヘッド２との間に、ヘッドボルトB1の頭部を収容する凹部40e〜45eが設けられる。これにより、シリンダ軸線方向A1で、軸受部40〜45とヘッドボルトB1とを重なるように配置することができるので、シリンダヘッド２の軸方向A2での幅を小さくすることができる。
【００４７】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
各カム軸25，26をシリンダヘッド２に組み付けるにあたり、先ず、各ロッカアーム23，24は、基部23b，24bがラッシュアジャスタ21，22の支持部21a，22aに球面支持され、作用部23c，24cが吸気弁10の弁ステム10aまたは排気弁11の弁ステム11aの先端部に当接するように、シリンダヘッド２に組み付けられる。その後、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２の上方からシリンダヘッド２の上面で、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２の前記所定位置に組み付けられる。ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に組み付けられる際に、ロッカアーム23，24は、例えばロッカアーム23，24が前記所定角度よりも大きく傾斜していたり、ロアカムホルダ30が組み付けられる前に、ロアカムホルダ30が前記所定位置から軸方向A2にずれているなど、１対の規制面56aの間の軸方向A2での間隔Ｗに納まらない程度にロッカアーム23，24およびロアカムホルダ30が軸方向A2にずれている場合でも、案内面56bの最大間隔の範囲内で、ロアカムホルダ30を下方に移動させる際にロッカアーム23，24が案内面56bに接触しつつ案内され、規制面56aの間に入り込む。そして、ロアカムホルダ30がシリンダヘッド２の前記所定位置に組み付けられたとき、各ロッカアーム23，24は、小収容空間52a，52b，53a，53b内で１対の規制面56aの間に位置する。
【００４８】
ついで、ロッカアーム23，24およびロアカムホルダ30の上方から、カム軸25，26が、各カム25a，26aが対応するロッカアーム23，24のローラ23a，24aに当接し、各カム軸25，26のジャーナル部が対応する軸受部40〜45の軸受溝40a〜45aに嵌合するように、位置決めされ、さらに軸受部40〜45に前記端部カムホルダおよび中間カムホルダ61がボルトB2により、ロアカムホルダ30と共にシリンダヘッド２に締結されて、カム軸25，26がシリンダヘッド２に組み付けられる。
【００４９】
そして、シリンダヘッド２に組み付けられたロッカアーム23，24の上方からカム軸25，26が組み付けられる際、基部23b，24bがラッシュアジャスタ21，22に球面支持されて揺動自在に支持される各ロッカアーム23，24の軸方向A2での両側に対して、１対の突出部56が対向して設けられることにより、球面支持されるロッカアーム23，24は、軸方向A2でいずれの方向に倒れようとする場合にも、いずれかの突出部56に接触して、その倒れが防止されることから、カム軸25，26が組み付けられる際に、ロッカアーム23，24が倒れたり、脱落したりすることがないので、シリンダヘッド２に組み付けられたロッカアーム23，24の上方に配置されるカム軸25，26の組付けが容易になるうえ、カム25a，26aのカム面がロッカアーム23，24により傷つくこともない。その結果、カム軸25，26の組付けに要する時間が減少して、動弁装置Ｖを備えた内燃機関Ｅの組立性が向上する。
【００５０】
各突出部56が、カム25a，26aおよびロッカアーム23，24に対して軸方向A2で対向する部材である軸受部40〜45および仕切部54，55に設けられ、しかもロッカアーム23，24の軸方向A2での側面に向かって、前記部材のカム25a，26aとの対向面よりも突出することにより、カム25a，26aおよびロッカアーム23，24に対して対向する部材を利用して、ロッカアーム23，24が軸受部40〜45および仕切部54，55から軸方向A2で比較的離れている場合にも、ロッカアーム23，24に近接した位置まで突出部56を突出させるという簡単な構造でロッカアーム23，24の倒れを防止することができる。
【００５１】
倒れ中心線Ｃを中心として倒れようとするロッカアーム23，24において、突出部56は、倒れ中心線Ｃを含み軸方向A2に平行な平面Ｓよりもカム軸25，26側にあって平面Ｓからの距離が最大となるロッカアーム23，24のローラ23a，24aの上下方向でカム25a，26aに対向する上端部に対して、軸方向A2で対向することにより、倒れ中心線Ｃを含む平面Ｓから最も離れた部位またはその近傍に突出部56が接触するので、ロッカアーム23，24が突出部56に接触したときのロッカアーム23，24の傾斜の程度、すなわち各カム軸25，26が組み付けられる際に、各カム25a，26aとローラ23a，24aとの接触により、傾斜したロッカアーム23，24が前記設定位置を占めることができる矯正可能な傾斜の程度を小さくすることができて、カム軸25，26の組付けが一層容易になり、動弁装置Ｖを備えた内燃機関Ｅの組立性が向上する。
【００５２】
突出部56が、カム軸25，26を回転自在に支持する軸受部40〜45の軸受溝40a〜45aの、平面視で軸方向A2と直交する方向での形成範囲内で軸受部40〜45に一体成形されることにより、前記軸受孔を形成する軸受溝40a〜45aが形成されることで厚みが小さくなって剛性が低下する軸受部における前記側面に突出部56が設けられるので、軸受部40〜45の剛性が高くなる。その結果、ロッカアーム23，24の倒れを防止する突出部56を利用して軸受部40〜45の剛性を高めることができる。
【００５３】
また、連結部57の凹部57aに、燃料噴射弁６が取り付けられる取付ボス71，72の端部が収容されることにより、ロアカムホルダ30の軸方向A2の長さを短縮することができて、ロアカムホルダ30が軸方向A2にコンパクトになる。さらに、両内側縦枠33，34の間に、吸気側および排気側の第２中間軸受部42，45を連結する連結部がないことにより、両連結部57の間に２つの燃料噴射弁６が取り付けられる共通の取付ボス72が配置されることにより、シリンダ毎に取付ボスが設けられるものに比べて、シリンダヘッド２が軸方向A2にコンパクトになる。
【００５４】
各外側縦枠31，32には、ラッシュアジャスタ21，22に潤滑油を供給するための油路82，84が形成されるため、その剛性が大きくなるので、ロアカムホルダ30の剛性が高められる。しかも、４つの縦枠31〜34のうち外側にある縦枠31，32に油路82，84が設けられることで、ロアカムホルダ30の剛性が一層高められる。
【００５５】
さらに、突出部56には、規制面56aから該規制面56aが設けられる軸受部40〜45または仕切部54，55の前記側面寄りに後退すると共に直交方向A3に平行な傾斜平面からなる案内面56bが設けられ、ロッカアーム23，24を挟んで対向する１対の突出部56の案内面56bの軸方向A2での間隔は、その最小値が規制面56aの間の間隔Ｗと等しく、シリンダヘッド２寄りほど大きく設定されることにより、シリンダヘッド２に組み付けられたロッカアーム23，24の上方からロアカムホルダ30がシリンダヘッド２に組み付けられる際に、ロッカアーム23，24が、１対の規制面56aの間の間隔Ｗに納まらない程度にロッカアーム23，24およびロアカムホルダ30が軸方向A2にずれている場合でも、案内面56bの最大間隔の範囲内で、ロアカムホルダ30をシリンダヘッド２寄りに移動させる際にロッカアーム23，24が案内面56bに接触しつつ案内されて、ロッカアーム23，24が規制面56aの間に入り込む。その結果、ロアカムホルダ30がボルトによりシリンダヘッド２に締結される際には、全てのロッカアーム23，24が１対の突出部56の規制面56aの間に位置することになって、シリンダヘッド２に組み付けられ、ロアカムホルダ30の所定位置に配置されるロッカアーム23，24に対して、その上方からのロアカムホルダ30のシリンダヘッド２への組付け性が向上する。
【００５６】
ロアカムホルダ30には、軸方向A2での隣接する軸受部40，41；41，42；43，44；44，45の間に、該軸受部40〜45と平行に延びて外側縦枠31，32および内側縦枠33に連結される仕切部54，55が設けられるので、これら仕切部54，55によりロアカムホルダ30の剛性が高められる。
【００５７】
外側縦枠31，32および内側縦枠33，34の収容空間52，53側の面31a〜34aは、回転するカム25a，26aの回転軌道に沿うように凹面形状にされることにより、それら縦枠31〜34とカム25a，26aとの干渉を回避したうえで、両縦枠31〜34の直交方向A3での間隔を小さくすることができるので、直交方向A3でのロアカムホルダ30の幅、ひいてはシリンダヘッド２の幅を小さくすることができる
次に、本発明の第２実施例を説明する。この第２実施例は、１対の突出部56がロッカアーム23，24の軸方向A2で両側に配置される第１実施例に対して、図９の吸気側の突出部56の一部に示されるように、突出部56が、各ロッカアーム23，24の軸方向A2での片側のみに対向して設けられるものである。なお、第１実施例の部材と同一の部材または対応する部材については、同一の符号を使用して説明する。
【００５８】
ここで、ロッカアーム23，24の重心は、吸気弁10と当接するロッカアーム23および排気弁11と当接するロッカアーム24がそれぞれラッシュアジャスタ21，22に揺動自在に支持された状態で、該ロッカアーム23，24がカム25a，26aに接触していないときに、倒れ中心線Ｃ回りに、ロッカアーム23，24を前記片側寄りに傾斜させるモーメントを発生させる位置、例えば前記倒れ中心線Ｃに対して、所定距離だけ突出部56が設けられる側にオフセットした位置になるように設定される。そして、各ロッカアーム23，24がシリンダヘッド２に組み付けられた状態では、カム軸25，26が組み付けられた時点で、カム25a，26aがロッカアーム23，24に接触することにより、ロッカアーム23，24は前記設定位置を占める。
【００５９】
さらに、第２実施例では、ロアカムホルダ30は、ロッカアーム23，24がシリンダヘッド２に組み付けられる前に、シリンダヘッド２に位置決めピンなどを使用して位置決めされ仮固定されている。そして、各ロッカアーム23，24は、突出部56が各軸受部40〜45および各仕切部54，55に軸方向A2での方側のみに設けられることにより、第１実施例に比べて大きな空間となっているために、ロッカアーム23，24を挿入しやすくなっている各小収容空間52a，52b；53a，53bを通じて、ロアカムホルダ30の上方から、各ロッカアーム23，24は、基部23b，24bがラッシュアジャスタ21，22の支持部21a，22aに球面支持され、作用部23c，24cが吸気弁10の弁ステム10aまたは排気弁11の弁ステム11aの先端部に当接するように、シリンダヘッド２に組み付けられる。このとき、ロッカアーム23，24は、その重心位置に起因して発生するモーメントにより、倒れ中心線Ｃを中心として傾斜するが、前記所定角度の範囲内でロッカアーム23，24が突出部56の規制面56aに接触して、ロッカアーム23，24が倒れが防止される。この状態が、図９において破線で示されている。このとき、全てのロッカアーム23，24が同一仕様であれば、吸気側と排気側とで、軸受部40〜45および仕切部54，55に設けられる突出部56の位置は、軸方向A2で反対側になるが、異なる仕様のロッカアーム23，24を使用することにより、軸方向A2で同一の側に突出部56を設けることもできる。
【００６０】
第２実施例の他の構成は、第１実施例と基本的に同様であり、その後、ロッカアーム23，24およびロアカムホルダ30の上方からカム軸25，26が、第１実施例と同様にしてシリンダヘッド２に組み付けられる。
【００６１】
したがって、この第２実施例によれば、次の作用および効果が奏される。すなわち、突出部56が、軸方向A2でのロッカアーム23，24の片側のみに対して対向して設けられ、ロッカアーム23，24の重心は、吸気弁10または排気弁11と当接するロッカアーム23，24がラッシュアジャスタ21，22に支持された状態で、ロッカアーム23，24を片側寄りに傾斜させるモーメントを発生させる位置にあることにより、ロッカアーム23，24に対して軸方向A2での一方の側に突出部56を設けるスペースがない場合にも、球面支持されるロッカアーム23，24は、シリンダヘッド２に組み付けられたとき、その重心位置に起因して発生するモーメントにより倒れようとすると、その倒れようとする側に設けられた突出部56に接触して、その倒れが防止されることから、突出部56をロッカアーム23，24の両側に設ける場合に比べて、内燃機関Ｅが軽量化されると共に、カム軸25，26が組み付けられる際に、ロッカアーム23，24が倒れたり、脱落したりすることがないので、ロッカアーム23，24の上方に配置されるカム軸25，26の組付けが容易になるうえ、カム25a，26aのカム面がロッカアーム23，24により傷つくこともない。その結果、カム軸25，26の組付けに要する時間が減少して、動弁装置Ｖを備えた内燃機関Ｅの組立性が向上する。
【００６２】
なお、各ロッカアーム23，24がシリンダヘッド２に組み付けられる際に、突出部56が組み付けようとする各ロッカアーム23，24の斜め下方に位置するようにシリンダヘッド２を傾斜させることにより、各ロッカアーム23，24が突出部56に一層安定的に接触するので、ロッカアーム23，24の倒れを一層確実に防止することができる。
【００６３】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
前記第１実施例において、各ロッカアーム23，24の軸方向A2での両側にそれぞれ対向して設けられた１対の突出部56のうち、各ロッカアーム23，24の一方側に対向する突出部56を、他方側に対向する突出部56よりも各ロッカアーム23，24に近接して設け、しかも各ロッカアーム23，24の重心は、第２実施例と同様に、各ロッカアーム23，24がラッシュアジャスタ21，22に球面支持された状態で、各ロッカアーム23，24を前記一方側に傾斜させるモーメントを発生させる位置にあるようにすることもできる。
【００６４】
これにより、各ロッカアーム23，24が前記一方側の突出部56に接触した状態での傾斜を極力小さくすることができるうえに、各ロッカアーム23，24の組付けスペースを広くすることができるので、倒れ防止を図りながら各ロッカアーム23，24のシリンダヘッド２への組付け性を向上させることができ、しかも各ロッカアーム23，24の傾斜も小さいことから、カム軸25，26の組付け性が一層良好になる。
【００６５】
前記各実施例では、カム25a，26aの軸方向A2での幅は、図８，図９に示されるようにロッカアーム23，24の軸方向A2での幅よりも小さく設定されて、図７に示されるように、吸気カム25a，26aの回転軌道が、軸方向A2から見て突出部56と重なるようにされたが、カム25a，26aの回転軌道が、軸方向A2で見て突出部56と重ならない場合には、吸気カム25a，26aの軸方向A2での幅を、ロッカアーム23，24のそれよりも大きく設定することもできる。
【００６６】
前記各実施例では、各シリンダ１は、１対の吸気弁10および１対の排気弁11を有するものであったが、吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方は、各シリンダ１に１つであってもよい。さらに、軸受部40〜45は、前記各実施例では、軸方向A2で、前記シリンダ列の端部および隣接するシリンダ１の間に対応する位置に設けられたが、軸方向A2で、各シリンダ１の中心位置に対応する位置に設けられてもよい。
【００６７】
前記各実施例では、内燃機関は、圧縮点火式のものであったが、火花点火式の内燃機関であってもよい。また、ロッカアーム23，24を球面支持する揺動支持部材は、油圧式のラッシュアジャスタ21，22であったが、調整ネジを利用した機械的なラッシュアジャスタまたは、調整機能を有しない支持部材であってもよい。
【００６８】
ロアカムホルダ30は、一体型のものであったが、アッパカムホルダ60と同様に分割型のロアカムホルダ30であってもよい。さらに、突出部56は、シリンダヘッド２に一体形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である内燃機関において、ロッカアームおよびロアカムホルダが組み付けられたシリンダヘッドの要部上平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１の内燃機関のロアカムホルダの上平面図である。
【図６】図１の内燃機関のロアカムホルダの下平面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】本発明の第２実施例の内燃機関を示すもので、第１実施例の図８に相当する図である。
【符号の説明】
１…シリンダ、２…シリンダヘッド、３…ヘッドカバー、４１，４２…吸気ポート、５…排気ポート、６…燃料噴射弁、７…グロープラグ、８，９…挿入孔、10…吸気弁、11…排気弁、12…弁ガイド、13，14…バネ受け、15…弁バネ、16…弁バネ、
20…収容孔、21，22…ラッシュアジャスタ、23，24…ロッカアーム、23b，24b…基部、23c，24c…作用部、25，26…カム軸、
30…ロアカムホルダ、31〜34…縦枠、35〜38…横枠、40〜45…軸受部、46〜49…ボス、50…挿通孔、51…ネジ孔、52，53…収容空間、54，55…仕切部、56…突出部、57…連結部、
60…アッパカムホルダ、61…中間カムホルダ、
70…取付部、71，72…取付ボス、73…クランプ、74…支点部、
80〜88…油路、89…ボス、90…油路、91…挿通孔、92，93…油路、
Ｅ…内燃機関、B1〜B4…ボルト、L1…軸線、A1〜A3…方向、Ｖ…動弁装置、Ｈ…カムホルダ、P1，P2…中心面、Ｇ…間隙、Ｗ…間隔、Ｃ…倒れ中心線、Ｓ…平面。
Claims (3)
- 基部が揺動支持部材に球面支持され、作用部が機関弁に当接するロッカアームと、該ロッカアームに摺接するカムを有すると共に該ロッカアームの上方に配置されるカム軸とを有し、該カム軸と一体に回転する前記カムにより揺動される前記ロッカアームが前記機関弁を開閉作動させる動弁装置を備える内燃機関において、
前記ロッカアームとの接触により前記カム軸の軸方向への前記ロッカアームの倒れを防止する倒れ防止手段が、前記ロッカアームの、上下方向で前記カムに対向する上端部に対して、前記軸方向で対向して設けられることを特徴とする動弁装置を備える内燃機関。 - 前記倒れ防止手段が設けられる部材は前記カム軸を回転自在に支持する軸受部であり、前記倒れ防止手段は、前記軸受部の、前記ロッカアームと前記軸方向で対向する側面に一体成形された突出部であることを特徴とする請求項１記載の動弁装置を備える内燃機関。
- 前記倒れ防止手段が、前記軸方向での前記ロッカアームの片側のみに対して対向して設けられ、前記ロッカアームの重心は、前記機関弁と当接する前記ロッカアームが前記揺動支持部材に支持された状態で、前記ロッカアームを前記片側寄りに傾斜させるモーメントを発生させる位置にあることを特徴とする請求項１または請求項２記載の動弁装置を備える内燃機関。
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