JP2004204706A

JP2004204706A - Cylinder head structure for engine

Info

Publication number: JP2004204706A
Application number: JP2002371958A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Matsuura; 弘和松浦
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: JP3722118B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide cylinder head structure of an engine, simplifying structure of a cam journal support member and increasing rigidity of a cylinder head and an oil gallery. <P>SOLUTION: Out of two kinds of bolt bosses 69, 70 tightening the cam journal support members 68, first bolt bosses 69 located on side part sides in a head width direction are disposed integrally with head side walls. Oil gallery walls 77 constituting oil galleries 72 extending in a cylinder row direction are disposed with a space between the oil gallery walls and an upper wall 31 of a lower water jacket to connect second bolt bosses 70 positioned on a center side in a head width direction with spark plug mounting hole walls or injector mounting hole walls. Columnar bosses 78 stand below second bolt bosses 70 to connect the oil gallery walls 77 with the upper wall 30 of the water jacket. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンのシリンダヘッド構造に関し、エンジンの本体上部構造を改良する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両に搭載されるエンジンの本体上部構造を提供するシリンダヘッドの構造として、特許文献１に記載のものは、３つの吸気弁と２つの排気弁とを有する多気筒ＤＯＨＣエンジンにおいて、カムシャフトを回転自在に支持するカムジャーナル支持部材（本明細書においてカムジャーナル支持部材というときは、後述するように、カムシャフトのジャーナル部を協働して支持する、下部のカムホルダ部材と、上部のカムキャップ部材とを併せていうものとする）が、シリンダヘッドとは別部材とされ、シリンダヘッドにボルトで締結されている。これによれば、ヘッドボルトを締結した後にカムキャップ部材を取り付けることができるため、ヘッドボルト位置とカムキャップ部材の位置の干渉を気にすることなくシリンダヘッドの設計が行なえ、シリンダヘッドをコンパクトに設計できる。
【０００３】
また、上記カムジャーナル支持部材は、シリンダヘッドの端部及び各気筒間部に位置するヘッドボルト孔の上方において、シリンダヘッドにボルト締結されている。したがって、シリンダヘッドにおいて、カムジャーナル支持部材の締結部位には、ヘッドボルト締結作業空間が形成されて、カムジャーナル支持部材は、該作業空間を隔てて、シリンダヘッドにボルト締結されている。これによれば、シリンダヘッドをシリンダブロックにヘッドボルトで締結する際に、ヘッドボルトの上方に締結作業空間が確保されるから、シリンダヘッドの締結作業性が改善する。
【０００４】
なお、上記カムジャーナル支持部材には、吸気弁又は排気弁のタペットを摺動自在に保持するタペットホールと、ヘッド幅方向の側部側に位置して気筒列方向に延びるカムジャーナル潤滑用のオイルギャラリとが一体に形成されている。
【０００５】
一方、特許文献２には、２つの吸気弁と２つの排気弁とを有する多気筒ＤＯＨＣエンジンにおいて、吸気カムシャフト側のカムジャーナル支持部材と排気カムシャフト側のカムジャーナル支持部材とが一体に結合されたシリンダヘッド構造が記載されている（詳しくは、カムジャーナル支持部材の下部を構成するカムホルダ部材同士が一体に結合されている）。この一体化されたカムジャーナル支持部材には、特許文献１と同様、タペットホールとオイルギャラリとが一体に形成されているうえ、さらに、各気筒中央部で立設する点火栓取付け孔壁も一体に形成されている。
【０００６】
なお、上記オイルギャラリは、タペットホール内のタペットに組み込まれた油圧作動式の可変動弁機構への油圧供給路であり、ヘッド幅方向の中央側に位置して気筒列方向に延びている。
【０００７】
さらに、特許文献３には、吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの一端部に、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相角を変更する油圧作動式の弁位相可変機構がそれぞれ配設されたエンジンにおいて、該機構に最も近接位置する吸気カムシャフト側のカムジャーナル支持部材及び排気カムシャフト側のカムジャーナル支持部材が一体に結合されたシリンダヘッド構造が記載されている（詳しくは、カムジャーナル支持部材の下部を構成するカムホルダ部材同士が一体に結合されている）。ただし、それ以外のカムジャーナル支持部材の構成は明らかではなく、カムジャーナル支持部材に気筒列方向に延びるオイルギャラリが一体に形成されているかどうかも明らかではない。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−１４６８２２号公報（第２図、第２２図）
【特許文献２】
特開２００２−５４４１３号公報（第３図）
【特許文献３】
特開平１１−１４８４２６号公報（第３図、第４図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のシリンダヘッド構造では、カムジャーナル支持部材には、前述したように、気筒列方向に並ぶタペットホールや、気筒列方向に延びるオイルギャラリが一体に形成されている。また、特許文献２に記載のシリンダヘッド構造では、カムジャーナル支持部材には、前述したように、さらに、点火栓を取り付けるための点火栓取付け孔壁が一体に形成されている。したがって、これらの特許文献１や２に開示の技術では、カムジャーナル支持部材が複雑化・大型化し、該カムジャーナル支持部材を生産するための設備投資ないしコストが増大する。
【００１０】
この問題に対処するためには、タペットホールやオイルギャラリあるいは点火栓取付け孔壁等を、カムジャーナル支持部材ではなく、シリンダヘッドに形成することが考えられる。そうすれば、カムジャーナル支持部材の複雑化・大型化が回避され、その生産のための設備投資ないしコストの増大が抑制される。
【００１１】
しかし、そうすると、シリンダヘッドに形成したオイルギャラリ、ないし該オイルギャラリを構成するオイルギャラリ壁の剛性の低下が懸念される。というのは、該オイルギャラリは気筒列方向に細く長く延びるうえ、シリンダヘッドにはカムジャーナル支持部材が形成されていないので、カムジャーナル支持部材が形成されている場合に比べて、シリンダヘッド自体の剛性が低下しているからである。
【００１２】
特に、前述したように、カムジャーナル支持部材の締結部位がヘッドボルト孔の上方にあるために、シリンダヘッドにヘッドボルト締結作業空間が形成されるような場合には、シリンダヘッドの剛性の低下がより一層懸念される。
【００１３】
そして、カムジャーナル支持部材をシリンダヘッドにボルト締結する際には、該カムジャーナル支持部材の締結部位において、シリンダヘッドに局部的に荷重が作用するため、オイルギャラリが、容易に撓んだり曲がったりして、破損する心配がある。
【００１４】
そこで、本発明では、カムジャーナル支持部材の構造を簡素化し、かつ、シリンダヘッド及びオイルギャラリの剛性を向上したエンジンのシリンダヘッド構造を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
【００１６】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、シリンダヘッドの端部及び各気筒間部に位置するヘッドボルト孔の上方に、該ヘッドとは別部材のカムジャーナル支持部材が、ヘッドボルト締結作業空間を隔ててボルト締結される構成の多気筒ＤＯＨＣエンジンのシリンダヘッド構造であって、上記カムジャーナル支持部材を締結するための２つのボルトボスのうち、ヘッド幅方向の側部側に位置する第１のボルトボスが、ヘッド側壁と一体に設けられていると共に、気筒列方向に延びるオイルギャラリを構成するオイルギャラリ壁が、ヘッド幅方向の中央側に位置する第２のボルトボスと、各気筒中央部に設けられた点火栓又はインジェクタ取付け孔壁とを連結して、かつ下方のウォータジャケット上壁との間に空隙を有して配設されており、かつ、上記第２のボルトボスの下方において、上記オイルギャラリ壁とウォータジャケット上壁とを連結する柱状ボスが立設されていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によると、まず、カムジャーナル部材のみをシリンダヘッド本体とは別部材とすることによって、ヘッドボルト孔上方にヘッドボルト締結作業空間を確保することができ、ヘッドボルト締結作業を容易に行うことができる。さらに、カムジャーナル部材をコンパクトに形成することができるから、組み付け作業性も向上する。また、カムジャーナル部材締結用の２つのボルトボスのうちのヘッド幅方向の側部側に位置するボルトボスを該ヘッド側壁と一体で設けたことによって、側部側のボルトボス部の剛性を向上することができる。その結果、カムジャーナル部材の支持剛性が向上する。そして、中央側のボルトボスと単独で剛性の高い部位である点火栓又はインジェクタ取付け孔壁とを気筒列方向に延びる中空上の柱で形成されるオイルギャラリを相互に連結することで、それぞれの部位同士が格子状に繋がることになる。したがって、シリンダヘッド全体に、剛性の高い部位同士を結ぶ格子構造が形成される。特に、中央側のボルトボスは上下方向の剛性を増し、カムジャーナル支持剛性を向上することができる。また、オイルギャラリ壁とウォータジャケット上壁との間には空隙が形成されている。したがって、中央側のボルトボスの上下方向の剛性が低く、その結果、カムジャーナル支持剛性が低くなっている。そこで、オイルギャラリ壁とウォータジャケット上壁との間を連結する柱状ボスを設けることによって、オイルギャラリ壁の剛性が向上すると共に、中央側のボルトボスの剛性が増し、カムジャーナル支持剛性が向上する。
【００１８】
以上のように、ボルトボスの剛性を増し、カムジャーナル支持剛性を向上したことによって、カムジャーナル部材をシリンダヘッドに締結するときに中央側のボルトボスの下方向に力が加わり、ボルトボスが破損することを防止できる。さらに、ボルトボスの剛性を向上することで、カムジャーナル部材がシリンダヘッドに強固に組み込まれることになるので、カムシャフトの回転が安定するという利点もある。
【００１９】
次に、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、各気筒に対して２つの吸気弁及び２つの排気弁が備えられていると共に、これらの弁のタペットを保持するタペットホールが設けられている構成において、該タペットホールを構成するタペットホール壁が、ヘッド側壁とオイルギャラリ壁とを連結するように配設されていることを特徴とする。
【００２０】
この発明によると、タペットホール壁を、ヘッド側壁とオイルギャラリ壁とを連結して設けることによってオイルギャラリ壁の剛性を向上することができる。さらに、上記のように各気筒に対して２つのタペットホールを有するエンジンの場合、オイルギャラリ壁は特に強固にタペットホール壁と連結することができる。また、タペットホールをヘッド側に一体に設けることで、カムジャーナル部材の構成が簡素化する。そのため、カムジャーナル部材の生産のための設備投資ないしコストが削減できる。また、カムジャーナル部材を小型化することができるので、重量が軽減し、作業性も良くなる。
【００２１】
次に、請求項３に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、第１のボルトボスに近接して気筒列方向に延びるカムジャーナル潤滑用の第２のオイルギャラリが配設され、該オイルギャラリを構成するオイルギャラリ壁が、タペットホール壁と一体に設けられていると共に、カムジャーナル支持部材が、下部を構成するカムホルダ部材と、上部を構成するカムキャップ部材とを含み、上記第２のオイルギャラリから分岐してシリンダヘッドに形成された分岐油路と、上記カムホルダ部材に形成された接続油路とにより、第２のオイルギャラリからカムジャーナルへの潤滑油供給油路が構成されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明によると、第２のオイルギャラリ壁をタペットホール壁と一体に設けることによって該ギャラリ壁の剛性が増す。また、第２のオイルギャラリは該ギャラリから分岐してシリンダヘッドに形成された分岐油路及びカムホルダ部材に形成された接続油路を介してカムジャーナルに潤滑油を供給し、良好に潤滑する。
【００２３】
次に、請求項４に記載の発明は、上記請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、第１のオイルギャラリ及び柱状ボスは、吸気カムシャフト側及び排気カムシャフト側にそれぞれ設けられており、柱状ボスは、ヘッド幅方向の両側部側でウォータジャケット上壁に開口するヘッドボルト孔に近接位置し、上記ウォータジャケット上壁に、上記吸気カムシャフト側及び排気カムシャフト側の両柱状ボス及び両ヘッドボルト孔を連結するリブが設けられていることを特徴とする。
【００２４】
この発明によると、上記吸気カムシャフト側及び排気カムシャフト側の両柱状ボス及び両ヘッドボルト孔を連結するリブを設けたことにより、柱状ボスの剛性、第２のボルトボスの剛性が増す。その結果、カムジャーナル部材の支持剛性が向上し、第１オイルギャラリの特に幅方向の剛性が増す。したがって、カムジャーナル締結作業時に掛かるボルトボスへの負荷によるボルトボスの破損が防止できる。さらに、カムジャーナル支持剛性が向上したことによって、カムシャフトの回転が安定する。
【００２５】
次に、請求項５に記載の発明は、上記請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明において、第１のオイルギャラリ壁に、下方に垂下し、気筒列方向に並ぶ柱状ボス同士を連結する、補強垂下壁が形成されていることを特徴とする。
【００２６】
この発明によると、第１のオイルギャラリに補強垂下壁を設けることにより、該補強垂下壁は柱状ボスを連結し、第１のオイルギャラリの特に上下方向の剛性を高めることができる。また、補強垂下壁は柱状ボスを連結して延びるので柱状ボスの剛性がさらに増し、その結果、カムジャーナル部材締結時に柱状ボスに掛かる上からの力が補強垂下壁に分散されるので、締結作業をさらに安定して行うことができる共に、カムシャフトの回転が安定する。
【００２７】
次に、請求項６に記載の発明は、上記請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明において、タペットは複数に分割され、該タペットに各分割タペットを運転状態に応じて係合離脱させる油圧作動式の可変動弁機構が組み込まれていると共に、第１のオイルギャラリは、上記可変動弁機構への油圧供給路であることを特徴とする。
【００２８】
この発明は、油圧作動式の可変動弁機構を関心事とする。該可変動弁機構について説明すると、タペットは、カムシャフトに設けられた小リフト量の低速カム及び大リフト量の高速カムにそれぞれ対応する低速タペットと高速タペットとに分割され、これらの分割タペットをエンジンの運転状態に応じて係合離脱させることにより、弁動作特性が低速時の小リフト特性と高速時の大リフト特性とに切り換えられる。
【００２９】
この発明によると、可変動弁機構に油圧を供給するために設けられるの第１オイルギャラリが、シリンダヘッドの剛性向上の効果も併せ持つという効果がある。
【００３０】
次に、請求項７に記載の発明は、上記請求項６に記載の発明において、吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの一端部に、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相角を変更する油圧作動式の弁位相可変機構がそれぞれ配設され、該機構に最も近接位置する吸気カムシャフト側のカムジャーナル支持部材及び排気カムシャフト側のカムジャーナル支持部材が一体に結合され、この一体化されたカムジャーナル支持部材に、上記吸気側弁位相可変機構用の油圧制御弁、排気側弁位相可変機構用の油圧制御弁、及び可変動弁機構用の油圧制御弁が組み付けられ、かつ、これらの弁に制御元圧を供給する単一の元圧供給油路と、可変動弁機構用の油圧制御弁から第１のオイルギャラリに向けて延びる制御圧油路とが形成されている一方、上記一体化カムジャーナル支持部材が締結されるシリンダヘッドの端部には、上記制御圧油路を第１のオイルギャラリに連絡する連絡油路と、第２のオイルギャラリに潤滑油を供給する潤滑油供給油路とが形成されていることを特徴とする。
【００３１】
この発明は、可変動弁機構に加えて油圧作動式の弁位相可変機構を関心事とする。該油圧作動式の弁位相可変機構について説明すると、一般に、排気行程から吸気行程に移行するピストン上死点近傍において、吸・排気バルブ共に開いている状態をバルブ開期間のオーバーラップというが、例えばアイドリング時などの低負荷時は、オーバーラップが大きいと、エンジンの回転が不安定になるなどの弊害が生じる。そこで、油圧作動式弁位相可変機構を搭載することによってオーバーラップを狭くして排気通路からの排気の吸い戻しを防止する。一方、加速時などの高負荷時は、オーバーラップを大きくして、吸気充填効率の向上などを図ることができる。
【００３２】
可変動弁機構及び弁位相可変機構は油圧を制御するための油圧制御弁がそれぞれ必要である。この発明によると、これらの油圧制御弁を弁位相可変機構に最も近いカムホルダ部材及びカムキャップ部材が幅方向に一体に形成されたカムジャーナル部材の幅方向に並べて立設する。そして、各油圧制御弁の油圧を供給するため元圧供給油路がカムキャップ幅方向に穿設されている。吸気側弁位相可変機構用の油圧制御弁に備えられた進角・遅角用油路はカムキャップ内の油路を介して吸気カムシャフト内部に設けられている油路に連通し、吸気位相可変機構に通じている。同様に、排気側弁位相可変機構用の油圧制御弁に備えられた進角・遅角用油路もカムキャップ部材内の油路を介して排気カムシャフト内部に連通し、排気位相可変機構に通じている。一方、可変動弁機構は両カムシャフトの中間位置のカムホルダ部材及びカムキャップ部材に立設され、元圧供給油路から油圧が供給される。そして、可変動弁機構用の油圧制御弁から第１のオイルギャラリに向けて伸びる制御圧油路及びシリンダヘッドの上端部に設けられた制御圧油路を第１のオイルギャラリに連絡する連絡油路を介して、可変動弁機構に油圧が供給される。
【００３３】
このように、各油圧制御弁を同一のカムキャップ部材にシリンダヘッド幅方向に並べて設けたことによって、一本の元圧供給油路で各油圧制御弁に元圧を供給することができるので、油路が簡素化される。
【００３４】
一方、シリンダヘッドの弁位相可変機構側の端部には幅方向に延びる潤滑油供給油路が設けられている。該潤滑油供給油路はヘッド側壁に穿設された第２オイルギャラリに連通している。第２のオイルギャラリはジャーナル部の潤滑用の油路であり、第２のオイルギャラリに潤滑油を供給する潤滑油供給油路を共通の油路としたことによって油路の構成が簡素化される。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施の形態に係るエンジン１の本体上部の要部断面図である。図中、「ＩＮ」とあるのは吸気側を示し、「ＥＸ」とあるのは排気側を示す。このエンジン１の本体１ａは、シリンダブロック２、シリンダヘッド３、及びヘッドカバー４によって全体形状が構成されている。このエンジン１はＤＯＨＣエンジンであり、タペット５…５駆動式の動弁装置６を備えている。すなわち、シリンダ２ａ軸線に対して傾斜配置された吸気弁７及び排気弁８は、該弁７，８上方に配置された吸気カムシャフト９及び排気カムシャフト１０によって、タペット５，５を介して開閉駆動される。吸気カムシャフト９及び排気カムシャフト１０は、シリンダブロック２下方に配置したクランクシャフト（図示せず）と連動してα方向に回転する。吸気弁７及び排気弁８の各ステムエンド１１，１１にタペット５，５が当接し、カムシャフト９，１０が回転すると、上記タペット５，５が吸気カム１２及び排気カム１３で押し下げられて、吸気弁７及び排気弁８をリフトして開かせる。タペット５，５は、シリンダヘッド３に形成されたタペットホール１４，１４に、上下に摺動自在に収容されている。ここでタペットホール１４，１４を構成する該ホール１４，１４の周囲の壁部をタペットホール壁３０，３０（例えば図３参照）という。
【００３６】
次に、上記タペット５の構成を図１及び図２を参照して説明する。図２は、図１の矢視アに沿う拡大断面図である。ここでは吸気側を例に取り説明するが、排気側も同様である。まず、カムシャフト９には、１つの弁７に対して、３枚のカム２０，２１，２２が軸方向に並設されている（図２参照）。ここで「吸気カム１２」や「排気カム１３」という呼称は、これら３枚のカム２０，２１，２２の総称とする。これらのカム２０〜２２のうち、両端のカム２０，２２同士はプロフィルが同一に設定され、中央のカム２１はこれらとプロフィルが異なって設定されている。特に両端のカム２０，２２はリフト量が小さく、中央のカム２１はリフト量が大きく設定されている。そして、タペット５は、上記２つの小リフト量のカム２０，２２と当接する当接面２３，２４をそれぞれ有する２つの低速タペット２５，２６と、上記大リフト量のカム２１と当接する当接面２７を有する１つの高速タペット２８とに分割されている。ここで「タペット５」という呼称は、これら３つに分割されたタペット２５，２６，２８の総称とする。
【００３７】
低速タペット２５，２６の外周面及び高速タペット２８の外周面はそれぞれタペットホール壁３０の内周面に摺接し、タペット５の下部に吸気弁７のステムエンド１１が当接している。ステムエンド１１には、シリンダヘッドウォータジャケット上壁３１（図１参照）との間に介装されたバルブスプリング３２を受けるスプリング受け３３や、該スプリング受け３３とステムエンド１１との連結を図るバルブコッタ３４等の部材が備えられている。低速タペット２５，２６は、基本的には、タペットホール壁３０に対接する円柱状の部材であるが、上面がタペット５の円筒中心軸を含んで径方向に切り欠かれて、径のほぼ３分の１の幅の溝部３５が形成されている。これにより、低速タペット２５，２６の上面は、上記溝部３５を挟んで概ね半円形状の二つの領域に分割され、それぞれタペット５の両端に位置して、各小リフト量カム２０，２２と当接する当接面２３，２４を提供する（この２つの低速タペット２５，２６同士の連結体を、便宜上、タペット本体３６と称する）。
【００３８】
この低速タペット２５，２６に対し、高速タペット２８は、タペット５の往復運動方向に相対移動自在に設けられている。すなわち、高速タペット２８は、タペット５の径方向に延びる細長い形状で、タペット本体３６の溝部３５に、しっくりと、かつ上下方向に摺動自在に嵌合されている。高速タペット２８は、タペット本体３６との間に介装されたスプリング３７によって、常時、上方に付勢されている。高速タペット２８の上面は、低速タペット２５，２６の二つの当接面２３，２４で挟まれてタペット５の径方向に延び、タペット５の中央に位置して、大リフト量カム２１と当接する当接面２７を提供する。高速タペット２８は、図示しない規制部（例えば段部）により、該高速タペット２８の当接面２７の高さが低速タペット２５，２６の当接面２３，２４の高さを超えて上方に位置することが規制されている。
【００３９】
次に、上記分割タペット２５，２６，２８を運転状態に応じて係合離脱させて弁動作特性を変更する油圧作動式の可変動弁機構４０について説明する。この可変動弁機構４０は、タペット５に内蔵されたロックピン４１，４２を有し、油圧が供給又は排出されることにより、該ロックピン４１，４２が進退移動して、低速タペット２５，２６及び高速タペット２８同士を連結（係合）又は解放（離脱）させる機構である。
【００４０】
すなわち、低速タペット２５，２６及び高速タペット２８に、相互に軸心が一致するように横穴４３，４４，４５が設けられ、該横穴４４，４５に、それぞれロックピン４１，４２が摺動自在に収容されている。低速タペット２６の横穴４５には、油口４６及び油室４７が形成され、該油口４６を介して油室４７に油圧が供給されると、該油圧により、低速タペット２６のロックピン４２が高速タペット２８の横穴４４に突入し、低速タペット２６と高速タペット２８とが係合する。同時に、高速タペット２８のロックピン４１が低速タペット２６のロックピン４２で押されて、もう一方の低速タペット２５の横穴４３に突入し、ここでも低速タペット２５と高速タペット２８とが係合する。このように、タペット５の軸心を挟んで、両側で、低速タペット２５，２６と高速タペット２８との係合部が形成されることにより、２つの低速タペット２５，２６と１つの高速タペット２８とがバランスよく一体化する。
【００４１】
一方、上記油口４６を介して油室４７から油圧が排出されると、リターンスプリング４８の付勢力により、両ロックピン４１，４２は、それぞれ高速タペット２８の横穴４４及び低速タペット２６の横穴４５に後退し、これにより、低速タペット２５，２６と高速タペット２８とが分離し、別体となる。この状態では、高速タペット２８が大リフト量カム２１で押圧されても、その押圧力はスプリング３７に吸収されるのみで、低速タペット２５，２６、つまりタペット本体３６に伝達されない。したがって、タペット５及び弁７の動きは常に低速タペット２５，２６を押圧する小リフト量カム２０，２２によって支配される。
【００４２】
一方、ロックピン４１，４２が低速タペット２５，２６と高速タペット２８とを跨いで位置して、両者２５，２６及び２８を一体に連結している状態では、高速タペット２８が大リフト量カム２１で押圧されたときには、その押圧力はロックピン４１，４２を介して低速タペット２５，２６、つまりタペット本体３６に伝達される。このとき、低速タペット２５，２６を押圧する小リフト量カム２０，２２は、低速タペット２５，２６の当接面２３，２４から浮き上がる。したがって、タペット５及び弁７の動きは、高速タペット２８を押圧する大リフト量カム２１によって支配される。このようにして、この可変動弁機構４０は、油圧の給排により、低速タペット２５，２６が作動する低速時の小リフト特性と、高速タペット２８が作動する高速時の大リフト特性とが切換可能に構成されている。
【００４３】
なお、後述するように、上記油口４６は、タペットホール壁３０に設けられた分岐油路９７（図１参照）を介して、第１のオイルギャラリ７０に連通している。その場合に、図４に示したように、上下動するタペット５の上記油口４６にいつでも油圧を供給できるように、上記油口４６と常に接続し、分岐油路９７が開口する長溝４６ａが、タペットホール壁３０の内周面に上下に延びて形成されている。また、図２に示したように、タペット５の軸心周りの回転を規制する目的で、タペット５の外周面からボール部材４９が突出し、またタペットホール壁３０の内周面に該ボール部材４９が嵌合する縦凹溝５０が形成されている。
【００４４】
次に、本実施の形態におけるエンジンに備えられた油圧作動式の弁位相可変機構５１，５２について説明すると、図３に示したように、吸気カムシャフト９及び排気カムシャフト１０のスプロケット側の端部にそれぞれ設けられた吸気側及び排気側の弁位相可変機構５１，５２は、クランクシャフトに対するこれらのカムシャフト９，１０の回転位相角（すなわちクランクシャフトに対する吸気バルブ７及び排気バルブ８の開閉時期の位相角）をそれぞれ独立して変更する。このとき、該弁位相可変機構５１，５２の内部に設けられた図示しない進角用油圧室及び遅角用油圧室に油圧を供給・排出することで、上記回転位相角は変更される。そして、油圧を制御する吸気側の油圧制御弁５３及び排気側の油圧制御弁５４があり、両位相可変機構５１，５２は、エンジン１の運転状態に応じて、相互に独立して、個別に制御される。
【００４５】
次に、シリンダヘッド３の構成について図１、図３〜図６を参照して説明する。本実施の形態のエンジン１は、１気筒あたり、２つの吸気ポートＰｉｎ，Ｐｉｎ及び吸気弁７，７、並びに２つの排気ポートＰｅｘ，Ｐｅｘ及び排気弁８，８が設けられた、４弁式の、４気筒１６バルブエンジンである。シリンダヘッド３は、ウォータジャケット上壁３１と、該ウォータジャケット上壁３１のほぼ全周縁部から立設されて相互に連続する側壁部６０（排気側の側壁部），６１（吸気側の側壁部），６２（背面側の側壁部）とを有する。
【００４６】
シリンダヘッド３の幅方向の中央部に、複数の（図例では４つの）、点火栓ホール壁６３…６３が、各気筒に対応して、気筒列方向に並んで、立設されている。また、シリンダヘッド３の端部及び各気筒間部に複数の（図例では吸気側及び排気側にそれぞれ４つの）カムシャフト支持壁６４が、シリンダヘッド３幅方向に延びて、気筒列方向に並んで、形成されている。ただし、このシリンダヘッド３は、カムシャフト９，１０のジャーナル部６５（図５参照）の下半分を回転自在に支持するカムホルダ部材６６及び該ジャーナル部６５の上半分を回転自在に支持するカムキャップ部材６７から成るカムジャーナル部材６８が別体とされているので、カムシャフト支持壁６４には、該カムジャーナル部材６８の組付けに使用されるシリンダヘッド３側部側の第１ボルトボス６９及びシリンダヘッド３中央側の第２ボルトボス７０が形成されている。
【００４７】
また、このシリンダヘッド３には、シリンダヘッド３幅方向において、上記点火栓ホール壁６３…６３と側壁部６０，６１との間に位置し、かつ、気筒列方向において、上記カムシャフト支持壁６４…６４間に位置する、複数の（図例では吸気側及び排気側にそれぞれ８つの）、タペットホール１４…１４が、気筒列方向に並んで、形成されている。タペットホール１４…１４は、上記タペット５…５を摺動自在に収容して案内する。さらに、シリンダヘッド３は、タペットホール壁３０…３０と側壁部６０，６１との間に形成された空隙に凹成されたオイル溜まり７１…７１を有し、また、気筒列方向に延びるように穿設された複数のオイルギャラリ７２，７２，７３，７３を備える。
【００４８】
シリンダヘッド３は、ウォータジャケットＷの幅方向両側を貫通してシリンダブロック２に突入するヘッドボルト７４…７４によりシリンダブロック２に組み付けられている（図５参照）。その場合に、ヘッドボルト７４…７４は、気筒の爆発応力を均等に受けてシリンダヘッド３をシリンダブロック２に安定に固定するために、相隣接する気筒の略中間位置に配置されている。なお、このシリンダヘッド３では、上記ヘッドボルト７４…７４の位置と、上記カムジャーナル部材６８…６８の位置とが、上下に重なり合っているので、上記ヘッドボルト７４…７４の締め付け作業の容易のために、上記カムシャフト支持壁６４…６４には空隙７５…７５が設けられている。それゆえ、カムジャーナル部材６８…６８は、上記空隙７５…７５を跨いで、シリンダヘッド３幅方向側部側及び中央側に備えられたボルトボス６９，６９，７０，７０を介してシリンダヘッド３に組み付けられる（図４参照）。また、側部側のボルトボス６９，６９は第２のオイルギャラリ７３，７３に近接して位置するので、第２のオイルギャラリ７３，７３を構成するオイルギャラリ壁７６，７６とヘッド側壁６０，６１とがタペットホール壁３０，３０と一体に設けられている。
【００４９】
図４〜６に示したように、シリンダヘッド３にはシリンダヘッド３幅方向中央側のボルトボス７０，７０の下方において、第１のオイルギャラリ壁７７，７７とウォータジャケット上壁３１を連結する柱状ボス７８，７８が立設されている。また、柱状ボス７８…７８は気筒列方向に複数並んでいる。一方、図５によく表れているように、シリンダヘッド３はウォータジャケット上壁３１に開口するヘッド３幅方向両側のヘッドボルト孔７９，７９を連結するリブ８０を有し、該リブ８０は幅方向両側の柱状ボス７８，７８同士を連結している。
【００５０】
なお、ヘッドカバー４は、シリンダヘッド３の側壁部６０，６１，６２の上端面、及び点火栓ホール壁６３…６３の上端面において、シリンダヘッド３に接し、パッキン８１，８１で組み付けられている（図１、図７参照）。
【００５１】
次に、オイルギャラリ７２，７２，７３，７３について詳しく説明する。シリンダヘッド３には、上記油圧作動式の可変動弁機構４０に油圧を供給するオイルギャラリ（以下、第１オイルギャラリ７２，７２と称する。図例では吸気側及び排気側にそれぞれ１本づつ計２本）と、カムシャフト９，１０のジャーナル部６５，６５を支持するカムジャーナル支持部９０，９０（図５参照）に潤滑油を供給するオイルギャラリ（以下、第２オイルギャラリ７３，７３と称する。同じく吸気側及び排気側にそれぞれ１本づつ計２本）とが備えられている。図３において、シリンダヘッド３の左端の壁部に、シリンダヘッド３の外部の図示しない油圧源に接続される潤滑油供給油路９１が、シリンダヘッド３の幅方向に延びるように穿設されている（図７参照）。この潤滑油供給油路９１は、第２オイルギャラリ７３，７３と連通している。第２オイルギャラリ７３，７３の、図３における右端部は、閉ざされている。一方、第１オイルギャラリ７２，７２は、図３におけるシリンダヘッド３の左端のカムジャーナル部材９２を形成するカムキャップ９３の幅方向に図示しない油圧源に通じる元圧供給油路９４が穿設されており、後述する可変動弁機構４０の油圧制御弁９５を介して第１オイルギャラリ７２，７２に連通している（図８参照）。
【００５２】
図４によく表れているように、第１オイルギャラリ７２，７２を形成する第１オイルギャラリ壁７７，７７には、下方に向けて延びかつ各気筒の柱状ボス７８，７８を連結する補強垂下壁９６，９６が形成されている。タペットホール１４…１４のヘッド３幅方向中央側において、タペットホール壁３０…３０及び幅方向中央側のボルトボス７０，７０と一体に、気筒列方向に穿設されている。また、第１オイルギャラリ７２，７２は、各気筒の中央上方に立設された点火栓ホール壁６３…６３と、シリンダヘッド３の端部及び各気筒間部に設けられたカムシャフト支持壁６４…６４とを連結しながら、気筒列方向に延びている。そして、第１オイルギャラリ７２，７２には、前述した油圧作動式の可変動弁機構４０への分岐油路９７，９７が設けられている。
【００５３】
一方、第２オイルギャラリ７３，７３を形成する第２オイルギャラリ壁７６，７６も、同じくタペットホール１４…１４のヘッド３幅方向側壁側において、タペットホール壁３０…３０と一体に、気筒列方向に穿設されている。また、第２オイルギャラリ壁７６，７６は、各タペットホール壁３０…３０のシリンダヘッド側壁部６０，６１とを連結しながら、気筒列方向に延びている。そして、図５によく表れているように、第２オイルギャラリ７３，７３は、上記カムシャフト支持壁６４…６４の位置で、上方に分岐し、開口する、潤滑用の分岐油路９８，９８が形成されている。この分岐油路９８，９８は、カムシャフト支持壁６４，６４に組み付けられるカムジャーナル支持部材６８，８６に穿設された接続油路９９，９９に接続し、該接続油路９９，９９を介して、第２オイルギャラリ７３，７３から、カムジャーナル支持部９０，９０に、潤滑油が供給される。なお、上記オイル溜まり７１，７１は、第２オイルギャラリ７３，７３の上方に形成されている（図１参照）。
【００５４】
次に、図３におけるシリンダヘッド３左端部周辺について図７、図８を用いて説明すると、シリンダヘッド３に締結されたカムジャーナル部材６８…６８のうち、図３の左端部のカムジャーナル部材９２だけ吸・排気側が一体になってボルト１００…１００でシリンダヘッド３に締結されている。このとき、カムキャップ部材９３とカムホルダ部材は別部材である。該カムジャーナル部材９２には油圧作動式の可変動弁機構４０のための１つの油圧制御弁９５及び吸・排気側の油圧作動式位相可変機構５１，５２に供給する油圧を制御するための２つの油圧制御弁５３，５４が配設されている。３つの油圧制御弁９５，５３，５４ののうち中央が可変動弁機構４０用の油圧制御弁９５で、幅方向両側に弁位相可変機構用の油圧制御弁５３，５４が並んでいる。図８は該カムジャーナル部材９２の背面図である。これによると、上記の３つの油圧制御弁９５，５３，５４に油圧を供給する元圧供給油路９４がカムキャップ部材９３幅方向に穿設されている。そして、可変動弁機構４０用の油圧制御弁９５からカムキャップ部材９３及びカムホルダ部材１０１に設けられて、第１オイルギャラリ７２，７２に向かって延びる油路とカムホルダ部材１０１の底面に形成された溝とで形成される制御圧油路１０２及び上端部に設けられた制御圧油路１０２を第１オイルギャラリ７２，７２に連絡する連絡油路１０３，１０３を介して、可変動弁機構４０に油圧が供給される一方、吸気側弁位相可変機構５１用の油圧制御弁５３は、元圧供給油路９４から油圧が供給され、カムキャップ部材９３内に形成された図示しない油路を介して、カムシャフト９内の図示しない油路に連通し、吸気側弁位相可変機構５１に油路を通じている。排気側弁位相可変機構５２の油圧制御弁５４も同様に、元圧供給油路９４から油圧が供給されて、カムキャップ部材９３及びカムシャフト９内の油路を介して排気側弁位相可変機構５２に油圧を供給する。
【００５５】
なお、左端部のカムホルダ部材１０１及びカムキャップ部材９３をシリンダヘッド３に締結する際、締結ボルト１００…１００４本のうち２本のボルト孔１１０，１１０のシリンダヘッド３とカムホルダ部材１０１との間のチューブラピン１１１，１１１及びカムホルダ部材１０１とカムキャップ部材９３との間チューブラピン１１２，１１２が備えられて上下の部材連結している。
【００５６】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００５７】
まず、カムジャーナル部材６８，６８のみをシリンダヘッド１ａ本体とは別部材とすることによって、ヘッドボルト孔７９，７９上方にヘッドボルト７４，７４締結作業空間を確保することができ、ヘッドボルト７４，７４締結作業を容易に行うことができる。さらにカムジャーナル部材６８，６８をコンパクトに形成することができるから、組み付け作業性も向上する。また、カムジャーナル部材６８，６８締結用の２つのボルトボス６９，７０のうちのヘッド幅方向の側部側に位置する第１のボルトボス６９を該ヘッド側壁６０，６１と一体で設けたことによって、第１のボルトボス６９の剛性を向上することができる。その結果、カムジャーナル部材６８，６８の支持剛性が向上する。
【００５８】
また、中央側の第２のボルトボス７０と単独で剛性の高い部位である点火栓又はインジェクタ取付け孔壁とを気筒列方向に延びる中空上の柱で形成される第１オイルギャラリ７２，７２を相互に連結することで、それぞれの部位同士が格子状に繋がることになる。したがって、シリンダヘッド３全体に、剛性の高い部位同士を結ぶ格子構造が形成される。特に、第２のボルトボス７０は上下方向の剛性を増し、カムジャーナル支持剛性を向上することができる。また、第１オイルギャラリ壁７７とウォータジャケット上壁３１との間には空隙が形成されている。したがって、第２のボルトボス７０の上下方向の剛性が低く、その結果、カムジャーナル支持剛性が低くなっている。そこで、オイルギャラリ壁７７とウォータジャケット上壁３１との間を連結する柱状ボス７８を設けることによって、オイルギャラリ壁７７の剛性が向上すると共に、第２のボルトボス７０の剛性が増し、カムジャーナル支持剛性が向上する。
【００５９】
以上のように、ボルトボス６９，７０の剛性を増し、カムジャーナル支持剛性を向上したことによって、カムジャーナル部材６８，６８をシリンダヘッド３に締結するときに第２のボルトボス７０の下方向に力が加わり、ボルトボス６９，７０が破損することを防止できる。さらに、ボルトボス６９，７０の剛性を向上することで、カムジャーナル部材６８，６８がシリンダヘッド３に強固に組み込まれることになるので、カムシャフト９，１０の回転が安定するという利点もある。
【００６０】
また、、タペットホール壁３０…３０を、ヘッド側壁６０，６１と第２オイルギャラリ壁７６，７６とを連結して設けることによってオイルギャラリ壁７６，７６の剛性を向上することができる。さらに、本実施の形態におけるエンジン１のように各気筒に対して２つのタペットホール１４，１４を有するエンジン１の場合、オイルギャラリ壁７６…７６は特に強固にタペットホール壁３０…３０と連結することができる。また、タペットホール１４…１４をシリンダヘッド３側に一体で設けることで、カムジャーナル部材の構成が簡素化する。そのため、カムジャーナル部材の生産のための設備投資ないしコストが削減できる。また、カムジャーナル部材を小型化することができるので、重量が軽減し、作業性も良くなる。
【００６１】
第２のオイルギャラリ壁７６，７６をタペットホール壁３０…３０と一体に設けることによって該ギャラリ壁７６，７６の剛性が増す。また、第２オイルギャラリ７３，７３は該ギャラリ７３，７３から分岐してシリンダヘッド３に形成された分岐油路９８及びカムホルダ部材６６に形成された接続油路９９，９９を介してカムジャーナル９０，９０に潤滑油を供給し、良好に潤滑する。
【００６２】
また、上記吸気カムシャフト９側及び排気カムシャフト１０側の両柱状ボス７８，７８び両ヘッドボルト孔７９，７９を連結するリブ８０を設けたことにより、柱状ボス７８，７８の剛性、第２のボルトボス７０，７０の剛性が増す。その結果、カムジャーナル部材６８，６８の支持剛性が向上し、第１オイルギャラリ７２，７２の特に幅方向の剛性が増す。したがって、カムジャーナル締結作業時に掛かるボルトボス６９，７０への負荷によるボルトボス６９，７０の破損が防止できる。さらに、カムジャーナル支持剛性が向上したことによって、カムシャフト９，１０の回転が安定する。
【００６３】
一方、本実施の形態に係るエンジン１は、可変動弁機構４０及び弁位相可変機構５１，５２の油圧を制御するための油圧制御弁９５，５３，５４がそれぞれ必要である。これらの油圧制御弁９５，５３，５４を弁位相可変機構５１，５２に最も近いカムホルダ部材１０１及びカムキャップ部材９３が幅方向一体に形成されたカムジャーナル部材９２に幅方向に並べて立設する。そして、各油圧制御弁９５，５３，５４の油圧を供給するため元圧供給油路９４がヘッド幅方向に穿設されている。吸気側弁位相可変機構５１用の油圧制御弁５３に備えられた図示しない進角・遅角用油路はカムキャップ部材９３内の油路を介して吸気カムシャフト９内部に設けられている油路に連通し、吸気位相可変機構５１に通じている。同様に、排気側弁位相可変機構５２用の油圧制御弁５４に備えられた図示しない進角・遅角用油路もカムキャップ９３内の油路を介して排気カムシャフト９内部に連通し、排気位相可変機構５２に通じている。一方、可変動弁機構４０は両カムシャフト９，１０の中間位置のカムホルダ部材１０１及びカムキャップ部材９３に立設され、油圧制御弁９５には元圧供給油路９４から油圧が供給される。そして、可変動弁機構４０用の油圧制御弁９５から第１オイルギャラリ７２，７２に向けて伸びる制御圧油路１０２及びシリンダヘッド３の上端部に設けられた制御圧油路１０２を第１オイルギャラリ７２，７２に連絡する連絡油路１０３，１０３を介して、可変動弁機構４０に油圧が供給される。
【００６４】
このように、各油圧制御弁９５，５３，５４を同一のカムキャップ部材９３にシリンダヘッド３幅方向に並べて設けたことによって、一本の元圧供給油路で各油圧制御弁に元圧を供給することができるので、油路が簡素化される。
【００６５】
一方、シリンダヘッド３の弁位相可変機構５１，５２側の端部には幅方向に延びる潤滑油供給油路９１が設けられている。該潤滑油供給油路９１はヘッド側壁６０，６１に穿設された第２オイルギャラリ７３，７３に連通している。第２オイルギャラリ７３，７３はジャーナル部６５，６５の潤滑用の油路であり、第２オイルギャラリ７３，７３に潤滑油を供給する潤滑油供給油路９１を共通の油路としたことによって油路の構成が簡素化される。
【００６６】
なお、上記実施形態における点火栓ホール及び同ホール壁６３…６３に代えて、燃焼室に直接燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）を組み付けるためのインジェクタホール及び同ホール壁であってもよい（例えば自己着火式のディーゼルエンジン等の場合）。
【００６７】
【発明の効果】
以上、最善の実施形態を挙げて詳しく説明したように、本発明によれば、タペット駆動式の動弁装置を備えたエンジンのシリンダヘッド構造において、カムジャーナル部材の構造を簡素化し、かつ、シリンダヘッド及びオイルギャラリの剛性を向上したエンジンのシリンダヘッド構造を提供することができる。本発明は、自動車等の車両に搭載されるエンジン一般に用いて好適であり、エンジンに関する技術分野において幅広い産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るエンジンのシリンダヘッドの要部断面図である。
【図２】油圧作動式可変動弁機構を内蔵したタペットの気筒列方向に沿う拡大縦断面図であって、図１の矢視アに沿うものである。
【図３】シリンダヘッドの平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線による要部断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線による要部断面図である。
【図７】図３のＤ−Ｄ線による縦断面図にカムジャーナル部材等を組付けた図である。
【図８】図７のカムジャーナル部材周辺の背面図である。
【符号の説明】
１エンジン
３シリンダヘッド
５タペット
７吸気弁
８排気弁
９吸気カムシャフト
１０排気カムシャフト
１４タペットホール
３０タペットホール壁
３１ウォータジャケット上壁
４０可変動弁機構
５１，５２弁位相可変機構
５３，５４油圧制御弁（弁位相可変機構用）
６０，６１，６２ヘッド側壁
６６カムホルダ部材
６７カムキャップ部材
６８カムジャーナル支持部材
６９第１のボルトボス（側部側）
７０第２のボルトボス（中央側）
７２第１オイルギャラリ
７３第２オイルギャラリ
７５ヘッドボルト締結作業空間
７８柱状ボス
７９ヘッドボルト孔
８０リブ
９１潤滑油供給油路
９２一体化カムジャーナル支持部材
９４元圧供給油路
９５油圧制御弁（可変動弁機構用）
９６補強垂下壁
９８分岐油路
９９接続油路
１０２制御圧油路
１０３連絡油路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cylinder head structure of an engine, and belongs to a technical field of improving an upper structure of a main body of an engine.
[0002]
[Prior art]
As a structure of a cylinder head that provides an upper body structure of an engine mounted on a vehicle such as an automobile, a cylinder head described in Patent Document 1 discloses a cam in a multi-cylinder DOHC engine having three intake valves and two exhaust valves. A cam journal support member that rotatably supports a shaft (in the specification, a cam journal support member, as will be described later, a lower cam holder member that cooperatively supports a journal portion of a camshaft; The cam cap member is also referred to as a separate member from the cylinder head, and is fastened to the cylinder head with bolts. According to this, since the cam cap member can be attached after fastening the head bolt, the cylinder head can be designed without worrying about the interference between the position of the head bolt and the position of the cam cap member, and the cylinder head can be made compact. Can be designed.
[0003]
The cam journal support member is bolted to the cylinder head above the head bolt hole located at the end of the cylinder head and between the cylinders. Therefore, in the cylinder head, a head bolt fastening work space is formed at the fastening portion of the cam journal support member, and the cam journal support member is bolted to the cylinder head via the work space. According to this, when the cylinder head is fastened to the cylinder block by the head bolt, a fastening work space is secured above the head bolt, so that the workability of fastening the cylinder head is improved.
[0004]
The cam journal support member includes a tappet hole for slidably holding a tappet of an intake valve or an exhaust valve, and an oil for lubricating a cam journal located in the side of the head width direction and extending in the cylinder row direction. The gallery is integrally formed.
[0005]
On the other hand, in Patent Document 2, in a multi-cylinder DOHC engine having two intake valves and two exhaust valves, a cam journal support member on the intake camshaft side and a cam journal support member on the exhaust camshaft side are integrally joined. (Specifically, the cam holder members constituting the lower portion of the cam journal support member are integrally joined together). A tappet hole and an oil gallery are formed integrally with this integrated cam journal support member, as in Patent Document 1, and an ignition plug mounting hole wall that stands upright at the center of each cylinder is also integrated. Is formed.
[0006]
The oil gallery is a hydraulic supply path to a hydraulically operated variable valve mechanism incorporated in the tappet in the tappet hole, and is located at the center side in the head width direction and extends in the cylinder row direction.
[0007]
Further, Patent Document 3 discloses an engine in which a hydraulically operated variable valve phase mechanism that changes a rotation phase angle of a camshaft with respect to a crankshaft is provided at one end of an intake camshaft and an exhaust camshaft, respectively. A cylinder head structure in which a cam journal support member on the intake camshaft side and a cam journal support member on the exhaust camshaft closest to the mechanism are integrally connected is described. The constituent cam holder members are integrally joined.) However, other configurations of the cam journal support member are not clear, and it is not clear whether the cam journal support member is integrally formed with an oil gallery extending in the cylinder row direction.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-6-146822 (FIGS. 2 and 22)
[Patent Document 2]
JP-A-2002-54413 (FIG. 3)
[Patent Document 3]
JP-A-11-148426 (FIGS. 3 and 4)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the cylinder head structure described in Patent Document 1, as described above, tappet holes arranged in the cylinder row direction and an oil gallery extending in the cylinder row direction are integrally formed on the cam journal support member. Further, in the cylinder head structure described in Patent Literature 2, the cam journal support member is further integrally formed with an ignition plug mounting hole wall for mounting an ignition plug, as described above. Therefore, according to the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, the cam journal support member becomes complicated and large, and the capital investment or cost for producing the cam journal support member increases.
[0010]
In order to cope with this problem, it is conceivable to form the tappet hole, the oil gallery, the wall of the ignition plug mounting hole, and the like in the cylinder head instead of the cam journal support member. Then, the cam journal support member is prevented from becoming complicated and large, and an increase in capital investment or cost for production thereof is suppressed.
[0011]
However, there is a concern that the oil gallery formed in the cylinder head or the rigidity of the oil gallery wall constituting the oil gallery may be reduced. This is because the oil gallery extends thin and long in the cylinder row direction, and the cylinder head has no cam journal support member. This is because the rigidity is reduced.
[0012]
In particular, as described above, the rigidity of the cylinder head is reduced when the head bolt fastening work space is formed in the cylinder head because the fastening portion of the cam journal support member is above the head bolt hole. There is even more concern.
[0013]
When the cam journal support member is bolted to the cylinder head, a load acts locally on the cylinder head at the fastening portion of the cam journal support member, so that the oil gallery easily bends or bends. There is a fear that it will be damaged.
[0014]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a cylinder head structure of an engine in which the structure of a cam journal support member is simplified and the rigidity of a cylinder head and an oil gallery is improved.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that it is configured as follows.
[0016]
First, according to the invention described in claim 1 of the present application, a cam journal supporting member, which is a member separate from the head, is provided above a head bolt hole located at the end of the cylinder head and between the cylinders. A cylinder head structure of a multi-cylinder DOHC engine configured to be bolted across a space, wherein a first bolt boss located on a side in a head width direction of two bolt bosses for fastening the cam journal support member is provided. Are provided integrally with the head side wall, and an oil gallery wall constituting an oil gallery extending in the cylinder row direction has a second bolt boss located at the center side in the head width direction and a central portion of each cylinder. The spark plug or the injector mounting hole wall provided is connected to the lower water jacket upper wall, and a gap is provided between the ignition plug and the lower wall of the water jacket upper wall, and In below the second bolt boss, columnar boss connecting the said oil gallery wall and water jacket on the wall, characterized in that it is erected.
[0017]
According to the present invention, first, by using only the cam journal member as a separate member from the cylinder head main body, a head bolt fastening work space can be secured above the head bolt hole, and the head bolt fastening work can be easily performed. Can be. Further, since the cam journal member can be formed compactly, assembling workability is also improved. In addition, the rigidity of the bolt boss portion on the side portion can be improved by providing the bolt boss located on the side portion side in the head width direction of the two bolt bosses for fastening the cam journal member integrally with the head side wall. it can. As a result, the support rigidity of the cam journal member is improved. By connecting the oil gallery formed by a hollow pillar extending in the cylinder row direction to the center bolt boss and the wall of the ignition plug or injector mounting hole, which is independently a highly rigid part, the respective parts are connected to each other. They will be connected in a grid. Therefore, a lattice structure that connects parts having high rigidity is formed in the entire cylinder head. In particular, the bolt boss on the center side increases the rigidity in the vertical direction, and can improve the cam journal supporting rigidity. A gap is formed between the oil gallery wall and the upper wall of the water jacket. Therefore, the rigidity of the center bolt boss in the vertical direction is low, and as a result, the cam journal supporting rigidity is low. Therefore, by providing a columnar boss connecting the oil gallery wall and the upper wall of the water jacket, the rigidity of the oil gallery wall is improved, the rigidity of the bolt boss on the center side is increased, and the cam journal supporting rigidity is improved.
[0018]
As described above, by increasing the rigidity of the bolt boss and improving the cam journal supporting rigidity, when the cam journal member is fastened to the cylinder head, a downward force is applied to the bolt boss on the center side, and the bolt boss is damaged. Can be prevented. Further, by improving the rigidity of the bolt boss, the cam journal member is firmly incorporated into the cylinder head, and thus there is an advantage that the rotation of the cam shaft is stabilized.
[0019]
Next, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, two intake valves and two exhaust valves are provided for each cylinder, and the tappets of these valves are held. In a configuration in which a tappet hole is provided, a tappet hole wall constituting the tappet hole is provided so as to connect the head side wall and the oil gallery wall.
[0020]
According to the present invention, the rigidity of the oil gallery wall can be improved by providing the tappet hole wall by connecting the head side wall and the oil gallery wall. Further, in the case of an engine having two tappet holes for each cylinder as described above, the oil gallery wall can be particularly strongly connected to the tappet hole wall. In addition, by providing the tappet hole integrally on the head side, the configuration of the cam journal member is simplified. Therefore, capital investment or cost for producing the cam journal member can be reduced. Further, since the cam journal member can be reduced in size, the weight is reduced and the workability is improved.
[0021]
Next, according to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a second oil gallery for lubricating a cam journal extending in the cylinder row direction in proximity to the first bolt boss is provided, The oil gallery wall constituting the oil gallery is provided integrally with the tappet hole wall, and the cam journal supporting member includes a cam holder member constituting a lower portion, and a cam cap member constituting an upper portion, The lubricating oil supply oil passage from the second oil gallery to the cam journal is constituted by the branch oil passage branched from the second oil gallery and formed in the cylinder head and the connection oil passage formed in the cam holder member. It is characterized by having.
[0022]
According to the present invention, the rigidity of the gallery wall is increased by providing the second oil gallery wall integrally with the tappet hole wall. Further, the second oil gallery branches from the gallery and supplies lubricating oil to the cam journal via a branch oil passage formed in the cylinder head and a connection oil passage formed in the cam holder member, thereby providing good lubrication.
[0023]
Next, according to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the first oil gallery and the columnar boss are respectively provided on the intake camshaft side and the exhaust camshaft side. The columnar bosses are located adjacent to the head bolt holes that open to the upper wall of the water jacket on both sides in the head width direction, and the upper wall of the water jacket is provided on the side of the intake camshaft and the side of the exhaust camshaft. It is characterized in that a rib for connecting both columnar bosses and both head bolt holes is provided.
[0024]
According to the present invention, the rigidity of the columnar boss and the rigidity of the second bolt boss are increased by providing the ribs connecting the columnar bosses and the head bolt holes on the intake camshaft side and the exhaust camshaft side. As a result, the support rigidity of the cam journal member is improved, and the rigidity of the first oil gallery particularly in the width direction is increased. Therefore, it is possible to prevent the bolt boss from being damaged due to the load on the bolt boss applied during the cam journal fastening operation. Further, since the cam journal support rigidity is improved, the rotation of the cam shaft is stabilized.
[0025]
Next, according to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the columnar bosses hanging down on the first oil gallery wall and lined up in the cylinder row direction. And a reinforcing hanging wall is formed.
[0026]
According to this invention, by providing the reinforcing hanging wall in the first oil gallery, the reinforcing hanging wall connects the columnar bosses, and the rigidity of the first oil gallery, particularly in the vertical direction, can be increased. Further, since the reinforcing hanging wall extends by connecting the columnar bosses, the rigidity of the columnar bosses is further increased, and as a result, the force applied to the columnar bosses when the cam journal member is fastened is dispersed to the reinforcing hanging walls, so that the fastening work is performed. Can be performed more stably, and the rotation of the camshaft is stabilized.
[0027]
Next, according to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the tappet is divided into a plurality, and each of the divided tappets is engaged with the tappet in accordance with an operation state. A detachable hydraulically operated variable valve mechanism is incorporated, and the first oil gallery is a hydraulic supply path to the variable valve mechanism.
[0028]
The present invention is concerned with a hydraulically operated variable valve mechanism. Describing the variable valve mechanism, the tappet is divided into a low-speed tappet and a high-speed tappet corresponding to a low-speed cam with a small lift and a high-speed cam with a large lift provided on the camshaft, respectively. By engaging and disengaging in accordance with the operating state of the engine, the valve operation characteristic is switched between a small lift characteristic at low speed and a large lift characteristic at high speed.
[0029]
According to the present invention, there is an effect that the first oil gallery provided for supplying the hydraulic pressure to the variable valve mechanism also has the effect of improving the rigidity of the cylinder head.
[0030]
Next, according to a seventh aspect of the present invention, in the above-mentioned sixth aspect, a hydraulically operated type in which the rotational phase angle of the camshaft with respect to the crankshaft is provided at one end of the intake camshaft and the exhaust camshaft. A variable valve phase mechanism is provided, and a cam journal support member on the intake camshaft side and a cam journal support member on the exhaust camshaft side closest to the mechanism are integrally connected, and the integrated cam journal support is provided. A hydraulic control valve for the intake-side valve phase variable mechanism, a hydraulic control valve for the exhaust-side valve phase variable mechanism, and a hydraulic control valve for the variable valve mechanism are assembled to the members, and these valves are controlled by a control source. While a single primary pressure supply oil path for supplying pressure and a control pressure oil path extending from the hydraulic control valve for the variable valve mechanism toward the first oil gallery are formed, At the end of the cylinder head to which the integrated cam journal support member is fastened, a communication oil path that connects the control pressure oil path to the first oil gallery, and a lubrication oil that supplies lubricating oil to the second oil gallery. An oil supply oil passage is formed.
[0031]
The present invention is concerned with a hydraulically operated variable valve phase mechanism in addition to a variable valve mechanism. When the hydraulically actuated variable valve phase mechanism is described, generally, a state in which both the intake and exhaust valves are open near the top dead center of the piston that shifts from the exhaust stroke to the intake stroke is referred to as an overlap of the valve open period. At low load such as idling, if the overlap is large, adverse effects such as unstable rotation of the engine occur. Therefore, by mounting a hydraulically actuated valve phase variable mechanism, the overlap is narrowed to prevent the exhaust gas from being sucked back from the exhaust passage. On the other hand, at the time of high load such as during acceleration, the overlap can be increased to improve the intake charging efficiency.
[0032]
The variable valve mechanism and the variable valve phase mechanism each require a hydraulic control valve for controlling hydraulic pressure. According to the present invention, these hydraulic control valves are erected in the width direction of the cam journal member in which the cam holder member and the cam cap member closest to the valve phase variable mechanism are integrally formed in the width direction. An original pressure supply oil passage is provided in the width direction of the cam cap to supply the hydraulic pressure of each hydraulic control valve. The advance / retard oil passage provided in the hydraulic control valve for the intake-side variable valve phase mechanism communicates with the oil passage provided inside the intake camshaft via the oil passage in the cam cap, and the intake phase It leads to a variable mechanism. Similarly, the advance / retard oil passage provided in the hydraulic control valve for the exhaust-side variable valve phase mechanism also communicates with the inside of the exhaust camshaft via the oil passage in the cam cap member, and is connected to the variable exhaust phase mechanism. I understand. On the other hand, the variable valve mechanism is erected on a cam holder member and a cam cap member at an intermediate position between the two camshafts, and hydraulic pressure is supplied from an original pressure supply oil passage. A communication oil for connecting a control pressure oil passage extending from the hydraulic control valve for the variable valve mechanism toward the first oil gallery and a control pressure oil passage provided at an upper end portion of the cylinder head to the first oil gallery. The hydraulic pressure is supplied to the variable valve mechanism via the path.
[0033]
As described above, since the respective hydraulic control valves are arranged in the same cam cap member in the cylinder head width direction, the source pressure can be supplied to each hydraulic control valve through one source pressure supply oil passage. The oil passage is simplified.
[0034]
On the other hand, a lubricating oil supply oil passage extending in the width direction is provided at the end of the cylinder head on the variable valve phase mechanism side. The lubricating oil supply oil passage communicates with a second oil gallery formed in the side wall of the head. The second oil gallery is an oil passage for lubricating the journal portion, and the structure of the oil passage is simplified by using a common oil passage for supplying the lubricating oil to the second oil gallery. You.
[0035]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of an upper portion of a main body of an engine 1 according to the present embodiment. In the figure, “IN” indicates the intake side, and “EX” indicates the exhaust side. The main body 1a of the engine 1 has an overall shape including a cylinder block 2, a cylinder head 3, and a head cover 4. The engine 1 is a DOHC engine and includes a tappet 5. That is, the intake valve 7 and the exhaust valve 8 that are arranged obliquely with respect to the axis of the cylinder 2a are opened and closed via tappets 5, 5 by the intake camshaft 9 and the exhaust camshaft 10 that are arranged above the valves 7,8. Driven. The intake camshaft 9 and the exhaust camshaft 10 rotate in the α direction in conjunction with a crankshaft (not shown) disposed below the cylinder block 2. When the tappets 5, 5 abut against the stem ends 11, 11 of the intake valve 7 and the exhaust valve 8, and the camshafts 9, 10 rotate, the tappets 5, 5 are pushed down by the intake cam 12 and the exhaust cam 13, and The intake valve 7 and the exhaust valve 8 are lifted and opened. The tappets 5, 5 are housed in tappet holes 14, 14 formed in the cylinder head 3 so as to be slidable up and down. Here, the walls around the holes 14, 14 constituting the tappet holes 14, 14 are referred to as tappet hole walls 30, 30 (for example, see FIG. 3).
[0036]
Next, the configuration of the tappet 5 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view along the arrow A in FIG. Here, the intake side will be described as an example, but the same applies to the exhaust side. First, the camshaft 9 is provided with three cams 20, 21, 22 in the axial direction for one valve 7 (see FIG. 2). Here, the terms "intake cam 12" and "exhaust cam 13" are generic terms for these three cams 20, 21, 22. Among these cams 20 to 22, the profiles of the cams 20 and 22 at both ends are set to be the same, and the profile of the center cam 21 is set to be different from these. Particularly, the cams 20 and 22 at both ends are set to have a small lift amount, and the center cam 21 is set to have a large lift amount. The tappet 5 has two low-speed tappets 25 and 26 having contact surfaces 23 and 24 respectively contacting the two small lift cams 20 and 22, and a contact contact with the large lift cam 21. One high-speed tappet 28 having a surface 27 is divided. Here, the term "tappet 5" is a generic term for these three tappets 25, 26, and 28.
[0037]
The outer peripheral surfaces of the low-speed tappets 25 and 26 and the outer peripheral surface of the high-speed tappet 28 are in sliding contact with the inner peripheral surface of the tappet hole wall 30, respectively, and the stem end 11 of the intake valve 7 is in contact with the lower part of the tappet 5. The stem end 11 has a spring receiver 33 for receiving a valve spring 32 interposed between the upper wall 31 of the cylinder head water jacket (see FIG. 1) and a valve cotter for connecting the spring receiver 33 to the stem end 11. 34 and other members. The low-speed tappets 25 and 26 are basically columnar members that are in contact with the tappet hole wall 30. However, the upper surface is cut out in the radial direction including the cylindrical central axis of the tappet 5, and has a diameter of approximately 3 mm. A groove 35 having a width of one-half is formed. As a result, the upper surfaces of the low-speed tappets 25 and 26 are divided into two substantially semicircular regions with the groove 35 interposed therebetween, and are respectively located at both ends of the tappet 5 and correspond to the small lift amount cams 20 and 22. The contact surfaces 23 and 24 that contact each other are provided (the connection body between the two low-speed tappets 25 and 26 is referred to as a tappet body 36 for convenience).
[0038]
The high-speed tappet 28 is provided movably relative to the low-speed tappets 25 and 26 in the reciprocating direction of the tappet 5. That is, the high-speed tappet 28 has an elongated shape extending in the radial direction of the tappet 5 and is fitted in the groove 35 of the tappet body 36 slidably and vertically slidably. The high-speed tappet 28 is constantly urged upward by a spring 37 interposed between the high-speed tappet 28 and the tappet body 36. The upper surface of the high-speed tappet 28 extends in the radial direction of the tappet 5 sandwiched between the two contact surfaces 23 and 24 of the low-speed tappets 25 and 26, and is located at the center of the tappet 5 and contacts the large lift cam 21. An abutment surface 27 is provided. The high-speed tappet 28 is positioned above the height of the contact surfaces 27 of the low-speed tappets 25 and 26 by a regulating portion (for example, a step portion) (not shown). Is regulated.
[0039]
Next, a description will be given of a hydraulically operated variable valve mechanism 40 that changes the valve operating characteristics by engaging and disengaging the split tappets 25, 26, and 28 according to the operation state. The variable valve mechanism 40 has lock pins 41, 42 built in the tappet 5, and when the hydraulic pressure is supplied or discharged, the lock pins 41, 42 move forward and backward, and the low-speed tappets 25, 26. And a mechanism for connecting (engaging) or releasing (disengaging) the high-speed tappets 28 from each other.
[0040]
That is, the low-speed tappets 25, 26 and the high-speed tappet 28 are provided with horizontal holes 43, 44, 45 so that their axes coincide with each other, and the lock pins 41, 42 are slidable in the horizontal holes 44, 45, respectively. Is contained. An oil port 46 and an oil chamber 47 are formed in the side hole 45 of the low-speed tappet 26. When oil pressure is supplied to the oil chamber 47 through the oil port 46, the lock pin 42 of the low-speed tappet 26 is actuated by the oil pressure. The low-speed tappet 26 and the high-speed tappet 28 engage with the lateral hole 44 of the high-speed tappet 28 and engage. At the same time, the lock pin 41 of the high-speed tappet 28 is pushed by the lock pin 42 of the low-speed tappet 26 and enters the side hole 43 of the other low-speed tappet 25, where the low-speed tappet 25 and the high-speed tappet 28 are engaged again. In this manner, the engagement portions between the low-speed tappets 25 and 26 and the high-speed tappet 28 are formed on both sides of the axis of the tappet 5 so that the two low-speed tappets 25 and 26 and one high-speed tappet 28 are formed. And well integrated.
[0041]
On the other hand, when the oil pressure is discharged from the oil chamber 47 through the oil port 46, the lock pins 41 and 42 are moved by the urging force of the return spring 48 so that the side holes 44 of the high-speed tappet 28 and the side holes 45 of the low-speed tappet 26 respectively. As a result, the low-speed tappets 25 and 26 and the high-speed tappet 28 are separated and separated. In this state, even if the high-speed tappet 28 is pressed by the large lift cam 21, the pressing force is only absorbed by the spring 37 and is not transmitted to the low-speed tappets 25 and 26, that is, the tappet body 36. Therefore, the movements of the tappet 5 and the valve 7 are always controlled by the small lift cams 20 and 22 which press the low speed tappets 25 and 26.
[0042]
On the other hand, when the lock pins 41 and 42 are located across the low-speed tappets 25 and 26 and the high-speed tappet 28 and the two 25, 26 and 28 are integrally connected, the high-speed tappet 28 When pressed, the pressing force is transmitted to the low-speed tappets 25 and 26, that is, the tappet body 36 via the lock pins 41 and 42. At this time, the small lift cams 20 and 22 that press the low-speed tappets 25 and 26 rise from the contact surfaces 23 and 24 of the low-speed tappets 25 and 26. Therefore, the movement of the tappet 5 and the valve 7 is governed by the large lift cam 21 pressing the high-speed tappet 28. In this manner, the variable valve mechanism 40 switches between a small lift characteristic at low speed when the low-speed tappets 25 and 26 operate and a large lift characteristic at high speed when the high-speed tappet 28 operates by supply and discharge of hydraulic pressure. It is configured to be possible.
[0043]
As described later, the oil port 46 communicates with the first oil gallery 70 via a branch oil passage 97 (see FIG. 1) provided in the tappet hole wall 30. In this case, as shown in FIG. 4, a long groove 46a that is always connected to the oil port 46 and that opens the branch oil path 97 is provided so that oil pressure can be supplied to the oil port 46 of the tappet 5 that moves up and down at any time. , Formed on the inner peripheral surface of the tappet hole wall 30 so as to extend vertically. As shown in FIG. 2, for the purpose of restricting the rotation of the tappet 5 around the axis, a ball member 49 protrudes from the outer peripheral surface of the tappet 5, and the ball member 49 protrudes from the inner peripheral surface of the tappet hole wall 30. The vertical concave groove 50 into which is fitted is formed.
[0044]
Next, the hydraulically operated variable valve phase mechanisms 51 and 52 provided in the engine according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the ends of the intake camshaft 9 and the exhaust camshaft 10 on the sprocket side. The variable intake / exhaust-side valve phase mechanisms 51 and 52 provided in the respective sections are used to determine the rotational phase angles of the camshafts 9 and 10 with respect to the crankshaft (ie, the opening / closing timing of the intake valve 7 and the exhaust valve 8 with respect to the crankshaft). Are independently changed. At this time, the rotation phase angle is changed by supplying and discharging hydraulic pressure to an advance hydraulic pressure chamber and a retard hydraulic pressure chamber (not shown) provided inside the variable valve phase mechanisms 51 and 52. There are a hydraulic pressure control valve 53 on the intake side and a hydraulic pressure control valve 54 on the exhaust side for controlling the hydraulic pressure. The two phase variable mechanisms 51 and 52 are individually and independently of each other according to the operating state of the engine 1. Controlled.
[0045]
Next, the configuration of the cylinder head 3 will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 6. The engine 1 of the present embodiment is a four-valve type provided with two intake ports Pin, Pin and intake valves 7, 7 and two exhaust ports Pex, Pex, and exhaust valves 8, 8 per cylinder. This is a 4-cylinder 16-valve engine. The cylinder head 3 includes a water jacket upper wall 31 and side walls 60 (exhaust side wall) and 61 (intake side wall) which are erected from substantially the entire periphery of the water jacket upper wall 31 and are continuous with each other. ), 62 (back side wall).
[0046]
At the center in the width direction of the cylinder head 3, a plurality (four in the illustrated example) of spark plug hole walls 63... 63 are erected and arranged in the cylinder row direction corresponding to each cylinder. A plurality of camshaft support walls 64 (four in the illustrated example on each of the intake side and the exhaust side) extend in the width direction of the cylinder head 3 and extend in the cylinder row direction. It is formed side by side. However, the cylinder head 3 includes a cam holder member 66 that rotatably supports the lower half of the journal portion 65 (see FIG. 5) of the camshafts 9 and 10, and a cam cap that rotatably supports the upper half of the journal portion 65. Since the cam journal member 68 composed of the member 67 is provided separately, the first bolt boss 69 and the cylinder on the side of the cylinder head 3 used for assembling the cam journal member 68 are provided on the camshaft support wall 64. A second bolt boss 70 at the center of the head 3 is formed.
[0047]
The cylinder head 3 is located between the spark plug hole walls 63... 63 and the side wall portions 60 and 61 in the width direction of the cylinder head 3 and the camshaft support wall 64 in the cylinder row direction. .. 64 (eight on each of the intake side and the exhaust side in the illustrated example) are formed between the tappet holes 14... In the cylinder row direction. The tappet holes 14... Slidably receive and guide the tappets 5. Further, the cylinder head 3 has oil reservoirs 71... 71 formed in the gaps formed between the tappet hole walls 30... 30 and the side walls 60 and 61, and extends in the cylinder row direction. A plurality of perforated oil galleries 72, 72, 73, 73 are provided.
[0048]
The cylinder head 3 is assembled to the cylinder block 2 by head bolts 74... 74 which penetrate the water jacket W on both sides in the width direction and project into the cylinder block 2 (see FIG. 5). In this case, the head bolts 74... 74 are arranged at substantially middle positions between adjacent cylinders in order to uniformly receive the explosive stress of the cylinders and stably fix the cylinder head 3 to the cylinder block 2. In this cylinder head 3, the positions of the head bolts 74... 74 and the positions of the cam journal members 68. Further, gaps 75... 75 are provided in the camshaft support walls 64. Therefore, the cam journal members 68... 68 are connected to the cylinder head 3 via the bolt bosses 69, 69, 70, 70 provided on the side and the center side in the width direction of the cylinder head 3 across the gaps 75. Assembled (see FIG. 4). Further, since the side bolt bosses 69, 69 are located close to the second oil gallery 73, 73, the oil gallery walls 76, 76 and the head side walls 60, 61 constituting the second oil gallery 73, 73 are formed. Are provided integrally with the tappet hole walls 30, 30.
[0049]
As shown in FIGS. 4 to 6, the cylinder head 3 has a columnar shape connecting the first oil gallery walls 77, 77 and the water jacket upper wall 31 below the bolt bosses 70, 70 on the center side in the width direction of the cylinder head 3. Bosses 78, 78 are provided upright. A plurality of columnar bosses 78 are arranged in the cylinder row direction. On the other hand, as is well shown in FIG. 5, the cylinder head 3 has ribs 80 connecting the head bolt holes 79, 79 on both sides in the width direction of the head 3 opened to the upper wall 31 of the water jacket. The columnar bosses 78 on both sides in the direction are connected to each other.
[0050]
The head cover 4 is in contact with the cylinder head 3 at the upper end surfaces of the side wall portions 60, 61, 62 of the cylinder head 3 and the upper end surfaces of the ignition plug hole walls 63. 1 and 7).
[0051]
Next, the oil galleries 72, 72, 73, 73 will be described in detail. The cylinder head 3 has an oil gallery (hereinafter referred to as first oil gallery 72, 72) for supplying oil pressure to the hydraulically operated variable valve mechanism 40. In the illustrated example, one oil gallery is provided on each of the intake side and the exhaust side. Oil gallery (hereinafter referred to as second oil gallery 73, 73) for supplying lubricating oil to cam journal support portions 90, 90 (see FIG. 5) for supporting journal portions 65, 65 of camshafts 9, 10. Similarly, two are provided, one each for the intake side and the exhaust side. 3, a lubricating oil supply oil passage 91 connected to a hydraulic source (not shown) outside the cylinder head 3 is formed in the left end wall of the cylinder head 3 so as to extend in the width direction of the cylinder head 3. (See FIG. 7). The lubricating oil supply oil passage 91 communicates with the second oil gallery 73, 73. The right ends of the second oil galleries 73, 73 in FIG. 3 are closed. On the other hand, in the first oil gallery 72, an original pressure supply oil passage 94 communicating with a hydraulic source (not shown) is formed in the width direction of the cam cap 93 forming the cam journal member 92 at the left end of the cylinder head 3 in FIG. It communicates with the first oil gallery 72 via a hydraulic control valve 95 of the variable valve mechanism 40 described later (see FIG. 8).
[0052]
4, the first oil gallery walls 77, 77 forming the first oil gallery 72, 72 have reinforcing drooping extending downward and connecting the columnar bosses 78, 78 of each cylinder. Walls 96, 96 are formed. At the center of the tappet holes 14 in the width direction of the head 3, the tappet hole walls 30 and 30 and the bolt bosses 70 at the center in the width direction are integrally formed in the cylinder row direction. The first oil gallery 72 includes ignition plug hole walls 63 erected above the center of each cylinder and a camshaft support wall 64 provided at the end of the cylinder head 3 and between the cylinders. .. 64 are extended in the cylinder row direction. The first oil galleries 72, 72 are provided with branch oil passages 97, 97 to the hydraulically operated variable valve mechanism 40 described above.
[0053]
On the other hand, the second oil gallery walls 76, 76 forming the second oil galleries 73, 73 are also integrally formed with the tappet hole walls 30,. Has been drilled. The second oil gallery walls 76 extend in the cylinder row direction while connecting the cylinder head side walls 60 and 61 of the tappet hole walls 30. As shown in FIG. 5, the second oil galleries 73, 73 branch upward and open at the positions of the camshaft support walls 64,. Is formed. The branch oil passages 98, 98 are connected to connection oil passages 99, 99 formed in cam journal support members 68, 86 assembled to the cam shaft support walls 64, 64, and are connected through the connection oil passages 99, 99. Thus, lubricating oil is supplied from the second oil gallery 73, 73 to the cam journal support portions 90, 90. The oil reservoirs 71, 71 are formed above the second oil gallery 73, 73 (see FIG. 1).
[0054]
Next, the vicinity of the left end of the cylinder head 3 in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 7 and 8. Of the cam journal members 68... 68 fastened to the cylinder head 3, the cam journal member 92 at the left end in FIG. Only the suction and exhaust sides are integrally fastened to the cylinder head 3 with bolts 100. At this time, the cam cap member 93 and the cam holder member are separate members. The cam journal member 92 has one hydraulic control valve 95 for the hydraulically operated variable valve mechanism 40 and two hydraulic control valves 95 for controlling the hydraulic pressure supplied to the intake and exhaust side hydraulically operated phase variable mechanisms 51 and 52. Two hydraulic control valves 53 and 54 are provided. The center of the three hydraulic control valves 95, 53, 54 is the hydraulic control valve 95 for the variable valve mechanism 40, and the hydraulic control valves 53, 54 for the variable valve phase mechanism are arranged on both sides in the width direction. FIG. 8 is a rear view of the cam journal member 92. According to this, a source pressure supply oil passage 94 that supplies oil pressure to the three hydraulic control valves 95, 53, 54 is formed in the width direction of the cam cap member 93. An oil passage extending from the hydraulic control valve 95 for the variable valve mechanism 40 to the cam cap member 93 and the cam holder member 101 and extending toward the first oil gallery 72, 72 is formed on the bottom surface of the cam holder member 101. The control pressure oil passage 102 formed by the groove and the control pressure oil passage 102 provided at the upper end portion are connected to the first oil gallery 72, 72 via communication oil passages 103, 103 to the variable valve mechanism 40. On the other hand, the hydraulic pressure control valve 53 for the intake-side variable valve phase mechanism 51 is supplied with hydraulic pressure from an original pressure supply oil path 94 and is supplied via an oil path (not shown) formed in the cam cap member 93. , And communicates with an oil passage (not shown) in the camshaft 9, and passes through the oil passage to the variable intake-side valve phase mechanism 51. Similarly, the hydraulic pressure control valve 54 of the exhaust side valve phase variable mechanism 52 is supplied with oil pressure from the original pressure supply oil path 94, and passes through the cam cap member 93 and the oil path in the camshaft 9. 52 is supplied with hydraulic pressure.
[0055]
When the cam holder member 101 and the cam cap member 93 at the left end are fastened to the cylinder head 3, two of the fastening bolts 100... 1004 between two bolt holes 110, 110 between the cylinder head 3 and the cam holder member 101. Tubular pins 111, 111 and tubular pins 112, 112 are provided between the cam holder member 101 and the cam cap member 93, and are connected to upper and lower members.
[0056]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
[0057]
First, by using only the cam journal members 68, 68 as members separate from the cylinder head 1a main body, head bolts 74, 74 fastening work space can be secured above the head bolt holes 79, 79. 74 fastening work can be easily performed. Further, since the cam journal members 68, 68 can be formed compactly, the assembling workability is also improved. Also, by providing the first bolt boss 69 located on the side in the head width direction of the two bolt bosses 69, 70 for fastening the cam journal members 68, 68 integrally with the head side walls 60, 61, The rigidity of the first bolt boss 69 can be improved. As a result, the support rigidity of the cam journal members 68, 68 is improved.
[0058]
Further, the first oil gallery 72, which is formed by a hollow column extending in the cylinder row direction, connects the second bolt boss 70 on the center side and the wall of the mounting hole for the ignition plug or the injector, which is independently a highly rigid part, to each other. , The respective portions are connected in a lattice shape. Therefore, a lattice structure connecting high rigid portions is formed in the entire cylinder head 3. In particular, the second bolt boss 70 can increase the rigidity in the vertical direction and improve the cam journal supporting rigidity. An air gap is formed between the first oil gallery wall 77 and the water jacket upper wall 31. Therefore, the vertical rigidity of the second bolt boss 70 is low, and as a result, the cam journal supporting rigidity is low. Therefore, by providing a columnar boss 78 that connects between the oil gallery wall 77 and the water jacket upper wall 31, the rigidity of the oil gallery wall 77 is improved, and the rigidity of the second bolt boss 70 is increased. The rigidity is improved.
[0059]
As described above, the rigidity of the bolt bosses 69, 70 is increased, and the cam journal supporting rigidity is improved, so that when the cam journal members 68, 68 are fastened to the cylinder head 3, a downward force is applied to the second bolt boss 70. In addition, it is possible to prevent the bolt bosses 69, 70 from being damaged. Further, by improving the rigidity of the bolt bosses 69, 70, the cam journal members 68, 68 are firmly incorporated into the cylinder head 3, so that there is an advantage that the rotation of the cam shafts 9, 10 is stabilized.
[0060]
Further, the rigidity of the oil gallery walls 76 can be improved by providing the tappet hole walls 30 by connecting the head side walls 60, 61 and the second oil gallery walls 76, 76. Further, in the case of the engine 1 having two tappet holes 14 for each cylinder, like the engine 1 in the present embodiment, the oil gallery walls 76 are particularly strongly connected to the tappet hole walls 30. be able to. In addition, since the tappet holes 14 are integrally provided on the cylinder head 3 side, the configuration of the cam journal member is simplified. Therefore, capital investment or cost for producing the cam journal member can be reduced. Further, since the cam journal member can be reduced in size, the weight is reduced and the workability is improved.
[0061]
The rigidity of the gallery walls 76, 76 is increased by providing the second oil gallery walls 76, 76 integrally with the tappet hole walls 30,. Further, the second oil gallery 73, 73 branches off from the gallery 73, 73, and via a branch oil passage 98 formed in the cylinder head 3 and a connection oil passage 99, 99 formed in the cam holder member 66, the cam journal 90. , 90 for lubrication.
[0062]
Further, by providing the ribs 80 for connecting the columnar bosses 78, 78 and the head bolt holes 79, 79 on the intake camshaft 9 side and the exhaust camshaft 10 side, the rigidity of the columnar bosses 78, 78, The rigidity of the bolt bosses 70, 70 is increased. As a result, the support rigidity of the cam journal members 68, 68 is improved, and the rigidity of the first oil galleries 72, 72 particularly in the width direction is increased. Therefore, it is possible to prevent the bolt bosses 69, 70 from being damaged by a load applied to the bolt bosses 69, 70 during the cam journal fastening operation. Further, the rotation of the camshafts 9 and 10 is stabilized by the improvement of the cam journal support rigidity.
[0063]
On the other hand, engine 1 according to the present embodiment requires hydraulic control valves 95, 53, and 54 for controlling the hydraulic pressures of variable valve mechanism 40 and variable valve phase mechanisms 51 and 52, respectively. These hydraulic control valves 95, 53, 54 are erected in the width direction on a cam journal member 92 in which the cam holder member 101 and the cam cap member 93 closest to the valve phase changing mechanisms 51, 52 are integrally formed in the width direction. An original pressure supply oil passage 94 is formed in the head width direction to supply the hydraulic pressure of each of the hydraulic control valves 95, 53, 54. An oil passage (not shown) provided for the hydraulic control valve 53 for the variable intake-side valve phase mechanism 51 is provided inside the intake camshaft 9 via an oil passage in the cam cap member 93. It communicates with the road and communicates with the intake phase variable mechanism 51. Similarly, an advancing / retarding oil passage (not shown) provided in the hydraulic control valve 54 for the exhaust side valve phase variable mechanism 52 also communicates with the inside of the exhaust camshaft 9 via an oil passage in the cam cap 93. It communicates with the exhaust phase variable mechanism 52. On the other hand, the variable valve mechanism 40 is erected on the cam holder member 101 and the cam cap member 93 at an intermediate position between the camshafts 9 and 10, and hydraulic pressure is supplied to the hydraulic control valve 95 from a source pressure supply oil passage 94. The control oil passage 102 extending from the hydraulic control valve 95 for the variable valve mechanism 40 toward the first oil gallery 72, 72 and the control oil passage 102 provided at the upper end of the cylinder head 3 are connected to the first oil passage. Hydraulic pressure is supplied to the variable valve mechanism 40 through communication oil passages 103, 103 communicating with the galleries 72, 72.
[0064]
As described above, by providing the respective hydraulic control valves 95, 53, and 54 in the same cam cap member 93 in the width direction of the cylinder head 3, the original pressure is supplied to each hydraulic control valve through one original pressure supply oil passage. Since oil can be supplied, the oil passage is simplified.
[0065]
On the other hand, a lubricating oil supply oil passage 91 extending in the width direction is provided at the end of the cylinder head 3 on the side of the variable valve phase mechanisms 51 and 52. The lubricating oil supply oil passage 91 communicates with second oil galleries 73, 73 formed in the head side walls 60, 61. The second oil gallery 73, 73 is a lubricating oil passage for the journal portions 65, 65. The lubricating oil supply oil passage 91 for supplying lubricating oil to the second oil gallery 73, 73 is a common oil passage. The configuration of the oil passage is simplified.
[0066]
Note that, instead of the spark plug hole and the hole walls 63... 63 in the above embodiment, an injector hole and a hole wall for assembling an injector (fuel injection valve) for directly injecting fuel into the combustion chamber may be used ( For example, in the case of a self-ignition type diesel engine).
[0067]
【The invention's effect】
As described above in detail with reference to the best embodiment, according to the present invention, in a cylinder head structure of an engine equipped with a tappet driven valve train, the structure of a cam journal member is simplified, and An engine cylinder head structure with improved rigidity of the head and the oil gallery can be provided. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for general use in engines mounted on vehicles such as automobiles, and has wide industrial applicability in the technical field related to engines.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a cylinder head of an engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged vertical cross-sectional view of a tappet incorporating a hydraulically operated variable valve mechanism in a cylinder row direction, taken along arrow A in FIG.
FIG. 3 is a plan view of a cylinder head.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view taken along line AA of FIG. 3;
FIG. 5 is a sectional view of a main part taken along line BB of FIG. 4;
FIG. 6 is a cross-sectional view of a principal part taken along line CC in FIG. 5;
FIG. 7 is a view in which a cam journal member and the like are attached to a longitudinal sectional view taken along line DD of FIG. 3;
FIG. 8 is a rear view around the cam journal member of FIG. 7;
[Explanation of symbols]
1 engine
3 Cylinder head
5 Tappet
7 Intake valve
8 Exhaust valve
9 Intake camshaft
10 Exhaust camshaft
14 Tappet Hall
30 Tappet Hall Wall
31 Water jacket upper wall
40 Variable valve mechanism
51,52 Variable valve phase mechanism
53, 54 Hydraulic control valve (for variable valve phase mechanism)
60,61,62 Head side wall
66 Cam holder member
67 Cam cap member
68 Cam journal support member
69 1st bolt boss (side side)
70 Second bolt boss (center side)
72 1st Oil Gallery
73 Second Oil Gallery
75 Head bolt fastening work space
78 Pillar boss
79 Head bolt hole
80 ribs
91 Lubricating oil supply oil passage
92 Integrated cam journal support member
94 Main pressure supply oil passage
95 Hydraulic control valve (for variable valve mechanism)
96 Reinforced hanging wall
98 branch oilway
99 Connecting oil passage
102 Control pressure oil passage
103 Connecting Oilway

Claims

A multi-cylinder DOHC having a configuration in which a cam journal support member, which is a member separate from the head, is bolted across a head bolt fastening work space above an end of the cylinder head and a head bolt hole located between the cylinders. In a cylinder head structure of an engine, a first bolt boss located on a side portion in a head width direction is provided integrally with a head side wall among two bolt bosses for fastening the cam journal support member. At the same time, an oil gallery wall forming an oil gallery extending in the cylinder row direction connects the second bolt boss located at the center side in the head width direction to an ignition plug or injector mounting hole wall provided at the center of each cylinder. And a gap is provided between the lower water jacket upper wall and the lower water jacket upper wall, and below the second bolt boss. A cylinder head structure for an engine, wherein a columnar boss for connecting the said oil gallery wall and water jacket on the wall is erected.

In a configuration in which two intake valves and two exhaust valves are provided for each cylinder and a tappet hole that holds tappets of these valves is provided, a tappet hole wall that forms the tappet hole includes: The engine cylinder head structure according to claim 1, wherein the cylinder side structure is arranged so as to connect the head side wall and the oil gallery wall.

A second oil gallery for cam journal lubrication extending in the cylinder row direction is provided near the first bolt boss, and an oil gallery wall constituting the oil gallery is provided integrally with the tappet hole wall. A cam journal supporting member including a cam holder member forming a lower portion and a cam cap member forming an upper portion, a branch oil passage branched from the second oil gallery and formed in a cylinder head, and the cam holder member 3. The cylinder head structure for an engine according to claim 2, wherein the connection oil passage formed in the second oil gallery forms a lubrication oil supply oil passage from the second oil gallery to the cam journal.

The first oil gallery and the columnar boss are provided on the intake camshaft side and the exhaust camshaft side, respectively, and the columnar boss is close to a head bolt hole opening in the upper wall of the water jacket on both sides in the head width direction. 4. The water jacket upper wall is provided with ribs for connecting both columnar bosses and both head bolt holes on the intake camshaft side and the exhaust camshaft side. The cylinder head structure of the engine according to any one of the above.

5. The first oil gallery wall is formed with a reinforcing hanging wall which hangs downward and connects columnar bosses arranged in the cylinder row direction. Engine cylinder head structure.

The tappet is divided into a plurality of parts, and the tappet incorporates a hydraulically operated variable valve mechanism for engaging and disengaging each of the divided tappets according to an operation state, and the first oil gallery includes the variable valve mechanism. The cylinder head structure for an engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the cylinder head structure is a hydraulic pressure supply path to the engine.

At one end of each of the intake camshaft and the exhaust camshaft, a hydraulically operated valve phase variable mechanism that changes the rotation phase angle of the camshaft with respect to the crankshaft is disposed, and the intake camshaft side closest to the mechanism is disposed. The cam journal support member and the cam journal support member on the exhaust camshaft side are integrally connected, and the integrated cam journal support member is provided with a hydraulic control valve for the intake-side valve phase variable mechanism and an exhaust-side valve phase variable mechanism. And a hydraulic pressure control valve for the variable valve actuation mechanism, and a single hydraulic pressure supply oil passage for supplying the control pressure to these valves. A control pressure oil passage extending from the valve toward the first oil gallery; and an end of a cylinder head to which the integrated cam journal support member is fastened. And a lubricating oil supply passage for supplying lubricating oil to the second oil gallery and a connecting oil passage for connecting the control pressure oil passage to a first oil gallery. 7. The cylinder head structure of the engine according to 6.