JPH0121323B2 - - Google Patents

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JPH0121323B2
JPH0121323B2 JP58024442A JP2444283A JPH0121323B2 JP H0121323 B2 JPH0121323 B2 JP H0121323B2 JP 58024442 A JP58024442 A JP 58024442A JP 2444283 A JP2444283 A JP 2444283A JP H0121323 B2 JPH0121323 B2 JP H0121323B2
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JP
Japan
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crankshaft
valve
guide part
interlocking mechanism
cam surface
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JP58024442A
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JPS59150912A (ja
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Tetsuzo Fujikawa
Makizo Hirata
Shinichi Tanba
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/06—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like the cams, or the like, rotating at a higher speed than that corresponding to the valve cycle, e.g. operating fourstroke engine valves directly from crankshaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/32—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for rotating lift valves, e.g. to diminish wear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/22—Side valves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本願発明は吸気弁及び排気弁を有する４サイク
ルエンジンに関する。
従来の４サイクルエンジンでは、クランク軸と
は別にカム軸を設け、ギヤやスプロケツト等の減
速機構によりカム軸の回転速度をクランク軸の1/
２に減速し、カム軸上に設けたカムにより吸気弁
や排気弁にリフト動作を与えている。このような
カム軸を用いた従来方式では次のような不具合が
ある。(イ)カム軸を備えなければならず、コストが
高くつく。(ロ)減速用のギヤやスプロケツトの加工
に時間がかかる。(ハ)機械騒音が大きい。(ニ)クラン
ク室が大きくなり、コンパクト化が困難である。
(ホ)吸気弁と排気弁とが近接するので、ガス交換が
不完全になるおそれが多い。(ヘ)吸気弁と排気弁が
近接するので、熱歪が大きい。
本発明は上記不具合を解消することを目的とし
ており、クランク軸の外周に、クランク軸を２周
して元の位置に戻るたすき状のガイド部を形成
し、吸気弁及び排気弁又はいずれか一方の弁とガ
イド部とを連動連結する連動機構を備えたことを
発明の主要部としている。第１発明は、連動機構
を、上記ガイド部にガイドされる摺動子により構
成し、摺動子の連動により弁にリフト動作を与え
るようにしたものであり、第２発明は、ガイド部
にカム面を形成し、連動機構を、上記ガイド部に
ガイドされカム面のカム作用によりクランク軸と
概ね直角方向に往復運動する摺動子により構成
し、摺動子の往復運動により弁にリフト動作を与
えるようにしたものであり、第３発明は、ガイド
部にカム面を形成し、連動機構を、ガイド部及び
カム面の作用により弁軸心回りに揺動すると共に
クランク軸と概ね直角方向に往復運動する摺動子
により構成し、摺動子の上記揺動及び往復運動に
より弁に回動動作を与えると共にリフト動作を与
えるようにしたものであり、第４発明は、クラン
ク軸の外周にカム面を形成し、連動機構を、ガイ
ド部及びカム面の作用によりクランク軸の２回転
中に１回揺動するベルクランクにより構成し、ベ
ルクランクの揺動により弁にリフト動作を与える
ようにしたものであり、第５発明は、連動機構
を、弁との連結部分を中心としてクランク軸方向
に揺動する揺動プツシユロツドにより構成すると
共に、プツシユロツドの他端部分をガイド部に係
合し、プツシユロツドの軸方向の揺動により弁に
リフト動作を与えるようにしたものである。以下
図面に関連して本発明を説明する。
第１〜第４図は第１、第２、第３発明を適用し
た４サイクルエンジンであり、第１図において、
１はクランクケースカバー、２はクランクケース
一体式のシリンダブロツク、３はピストン、４は
クランク軸であり、シリンダブロツク２の第１図
の左右両側部分に吸気弁５と排気弁６がそれぞれ
配置されている。両弁５，６は下方へ延びる弁棒
５ａ，６ａをそれぞれ備え、シリンダブロツク２
に回動自在かつ上下方向摺動自在に支持され、弁
ばね８，９により閉弁方向、即ち下方へ付勢され
ている。
クランク軸４のクランクケースカバー１内にお
ける第１図左右両側部分には、吸気弁用と排気弁
用のガイド溝１０，１１がそれぞれ形成され、各
ガイド溝１０，１１は摺動子１２，１３を介して
弁５，６にそれぞれ連動連結している。
吸気弁用のガイド溝１０は、クランク軸４を２
周して元の位置に戻るたすき状（第４図）に形成
されている。またガイド溝１０の底面はカム面に
形成されており、クランク軸４の半径方向外方へ
張り出す山部１０ａ（第１図）が１箇所設けられ
ている。
吸気弁用摺動子１２は第２図に示すように上下
方向に長いロツド状に形成されると共に、シリン
ダブロツク２の支持壁部２ａに回動自在かつ上下
方向移動自在に支持されている。摺動子１２の下
端部にはクランク軸４の略上端縁部分まで延びる
横向アーム部１２ａが形成されており、アーム部
１２ａは摺動子１２の垂直軸心回りに摺動子１２
と一体に揺動自在となつている。アーム部１２ａ
の先端部にはボール１７が回転自在に支承されて
おり、ボール１７はガイド溝１０に係合してい
る。
排気弁用摺動子１３及びガイド溝１１は吸気弁
用摺動子１２及びガイド溝１０と同様な構造をし
ている。但し各ガイド溝１０，１１の山部１０
ａ，１１ａは、吸気弁５と排気弁６の各開弁時期
に対応するクランク角位置にそれぞれ形成されて
いる。
作用について説明する。クランク軸４が回転す
ると、例えば吸気弁用のボール１７がガイド溝１
０にガイドされ、クランク軸４が２回転する間に
ボール１７はガイド溝１０の全長にわたつて摺接
し、その間に山部１０ａにより吸気弁５に１回の
リフト動作が与えられる。またアーム部１２ａは
クランク軸４が２回転する間に第１図の位置から
左右へ１度ずつ揺動し、吸気弁５に回動動作を与
える。
排気弁６についても吸気弁の場合と同様に、ク
ランク軸４が２回転する間の排気時期に、山部１
１ａにより１回のリフト動作が与えられる。
第５、第６図は第４発明を示しており、ベルク
ランク２１により連動機構を構成している。ベル
クランク２１はクランク軸４と平行な支軸２２に
軸方向移動自在かつ軸回り揺動自在に嵌合してい
る。ベルクランク２１の下向きアーム部２１ａ
（第６図）はその下端部が回転ボール１７を介し
てガイド溝１０，１１にそれぞれ係合している。
各ベルクランク２１の横向アーム部２１ｂの先端
部は、各弁棒５ａ，６ａの下端縁にそれぞれ下側
から当接している。
各ガイド溝１０，１１は前記第４図の場合と同
様に、クランク軸４を２周して元の位置に戻るた
すき状になつている。またガイド溝１０，１１の
底面はカム面になつており、吸気時期と排気時期
に対応するクランク角位置にそれぞれ山部１０
ａ，１１ａが形成されている。
なお第５図において第１図に対応する部分には
第１図と同じ番号を付している。
第５図の装置ではクランク軸４が２回転する間
に、各ベルクランク２１は各山部１０ａ，１１ａ
のカム作用によりそれぞれ吸気時期と排気時期に
支軸２２回りに揺動し、吸気弁５と排気弁６にリ
フト動作を与える。
第７図、第８図は第４発明の別の実施例を示し
ており、連動機構はベルクランク軸３１と摺動子
３２により構成されている。ベルクランク３１は
クランク軸４と平行な支軸３３に軸方向移動自在
かつ軸回り揺動自在に嵌合している。摺動子３２
はベルクランク３１に固着されると共に、ガイド
溝１０に係合している。
ガイド溝１０はクランク軸４を２周して元の位
置に戻るようなたすき状に形成されている。ガイ
ド溝１０の隣りには、ガイド溝１０とは別にカム
面３６が形成されている。
ベルクランク３１の横向アーム部３１ｂ（第８
図）は軸方向の幅が広く形成されており、ベルク
ランク３１の軸方向の移動に関係なく常に弁５の
下端縁に当接している。ベルクランク軸３１の下
向アーム部３１ａは軸方向の幅が横向アーム部３
１ｂよりも狭く形成されており、ベルクランク３
１が第７図のようにカム面３６側へ移動している
間だけ、カム面３６に当接する。即ちクランク軸
４が２回転する間において、概ね１回転分に相当
する間だけ下向アーム部３１ａとカム面３６が当
接する。
なお排気弁については図示していないが、吸気
弁５の場合と同様なベルクランク３１や摺動子３
２によりリフト動作が与えられるようになつてい
る。
第７、第８図の装置では、摺動子３２とガイド
溝１０の係合による摺動子３２及びベルクランク
３１の軸方向の往復動作と、下向アーム部３１ａ
とカム面３６との当接によるベルクランク３１の
支軸３３回りの揺動動作により、クランク軸４が
２回転する間に弁５を１回押し上げるようになつ
ている。即ちクランク軸４が２回転する間、摺動
子３２がガイド溝１０の第７図右半部分に当接す
る概ね１回転分の間だけ下向アーム部３１ａがカ
ム面３６に係合し、カム作用により弁５を１回押
し上げる。
排気弁についても吸気弁５と同様に、クランク
軸４が２回転する間に１回押し上げられる。
第９〜第１２図は第５発明を示しており、連動
機構はプツシユロツド４１により構成されてい
る。各プツシユロツド４１はその上端部がボール
ジヨイント４２を介して各弁５，６の下端部にそ
れぞれ枢着連結されている。各プツシユロツド４
１の下端部はクランク軸４の長さ方向に揺動自在
である。プツシユロツド４１の下端部には第１０
図に示すように、第９図の矢印Ｘ方向に見て円弧
形の摺接部４３が形成されており、この摺接部４
３がガイド溝１０，１１にそれぞれ係合してい
る。摺接部４３の下側部分は第１２図に示すよう
に第１０，１１図の断面形状に沿う円弧形に形成
されている。
ガイド溝１０，１１は第４図の場合と同様に、
クランク軸４を２周して元の位置に戻るたすき状
に形成されている。吸気弁用ガイド溝１０は第９
図の左側部分１０ｂがクランク軸４の半径方向外
方へ少し張り出しており、排気弁用のガイド溝１
１は第９図の右側部分１１ｂがクランク軸４の半
径方向外方へ少し張り出している。
プツシユロツド１４の途中部分は第１０図に示
すように１対のガイド杆４４間に挿入されてお
り、ロツド４１がクランク軸４と直角方向に揺動
しないようにガイド杆４４によつて規制してい
る。
第９〜第１２図の装置では、プツシユロツド４
１のクランク軸方向の揺動により、各弁５，６に
それぞれリフト動作を与える。即ちクランク軸４
が２回転する間に各ロツド４１はクランク軸方向
へ１往復揺動し、吸気弁側のロツド４１について
は下端摺接部４３がガイド溝左側部分１０ｂに摺
接するときに、吸気弁５を押し上げる。一方排気
弁６については第９図の状態のように、下端摺接
部４３がガイド溝右側部分１１ｂに摺接するとき
に、排気弁６を押し上げる。
第９図において第１図と同じ部分には第１図と
同じ番号を付している。
なお第１、第２、第３、第４、第５発明におい
て、ガイド部としてガイド溝の代りに、表面凸状
のガイドレールを形成してもよい。
以上説明したように本願発明によると、 (1) カム軸を廃止することができるので、大幅な
コストの低減が達成でき、またエンジンがコン
パクトになる。
(2) カム軸減速用のギヤやスプロケツトの加工が
必要なくなるので、加工に時間がかからなくな
る。
(3) 機械騒音を低減することができる。
(4) 吸気弁と排気弁とが燃焼室をはさむ配置構
造、いわゆるクロスフロー型配置構造を簡単に
実施することができるので、両弁を近接配置し
なくてよく、ガス充填効率が向上し、またシリ
ンダの熱歪も小さくなる。
(5) 第１図の摺動子１２，１３では、弁５，６に
適当な回動運動を与えることができるので、バ
ルブローテータを廃止することができる。
(6) 第４発明では連動機構としてベルクランク軸
を利用しているので、吸気弁と排気弁とを必ず
しもクランク軸の直上に配置する必要はなくな
り、両弁の配置位置の自由度が大きくなり、製
造及び組立が容易になる。
なお本発明においては、各図に示すように吸気
弁及び排気弁をガイド部及び連動機構により動作
するようにしてもよいが、いずれか一方の弁のみ
をガイド部及び連動機構により動作するようにし
てもよい。またベルクランク軸を用いる場合に
は、１つのガイド部に吸気用と排気用の２つのベ
ルクランクをガイドさせるようにすることも可能
である。
【図面の簡単な説明】
第１図は第１、第２、第３発明を適用した４サ
イクルエンジンの縦断側面図、第２図は第１図の
―断面図、第３図は第２図の―断面図、
第４図はガイド部の展開図、第５図は第４発明を
適用した４サイクルエンジンの縦断側面図、第６
図は第５図の―断面図、第７図は第４発明の
別の実施例を示す縦断側面図、第８図は第７図の
―断面図、第９図は第５発明を適用した４サ
イクルエンジンの縦断側面図、第１０図は第９図
のＸ矢視拡大部分図、第１１図は第１０図のXI―
XI断面図、第１２図は第１０図のXII―XII断面図で
ある。４……クランク軸、５……吸気弁、６……
排気弁、１０，１１……ガイド溝（ガイド部）、
１２……摺動子、２１，３１……ベルクランク、
４１……プツシユロツド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ クランク軸の外周に、クランク軸を２周して
    元の位置に戻るたすき状のガイド部を形成し、吸
    気弁及び排気弁又はいずれか一方の弁とガイド部
    とを連動連結する連動機構を備え、連動機構を、
    上記ガイド部にガイドされる摺動子により構成
    し、摺動子の運動により弁にリフト動作を与える
    ようにしたことを特徴とする４サイクルエンジ
    ン。 ２ クランク軸の外周に、クランク軸を２周して
    元の位置に戻るたすき状のガイド部を形成し、吸
    気弁及び排気弁又はいずれか一方の弁とガイド部
    とを連動連結する連動機構を備え、ガイド部にカ
    ム面を形成し、連動機構を、上記ガイド部にガイ
    ドされカム面のカム作用によりクランク軸と概ね
    直角方向に往復運動する部位を有する摺動子によ
    り構成し、摺動子の運動により弁にリフト動作を
    与えるようにしたことを特徴とする４サイクルエ
    ンジン。 ３ クランク軸の外周に、クランク軸を２周して
    元の位置に戻るたすき状のガイド部を形成し、吸
    気弁及び排気弁又はいずれか一方の弁とガイド部
    とを連動連結する連動機構を備え、ガイド部にカ
    ム面を形成し、連動機構を、ガイド部及びカム面
    の作用により弁軸心回りに揺動すると共にクラン
    ク軸と概ね直角方向に往復運動する摺動子により
    構成し、摺動子の上記揺動及び往復運動により弁
    に回動動作を与えると共にリフト動作を与えるよ
    うにしたことを特徴とする４サイクルエンジン。 ４ クランク軸の外周に、クランク軸を２周して
    元の位置に戻るたすき状のガイド部を形成し、吸
    気弁及び排気弁又はいずれか一方の弁とガイド部
    とを連動連結する連動機構を備え、クランク軸の
    外周にカム面を形成し、連動機構を、ガイド部及
    びカム面の作用によりクランク軸の２回転中に１
    回揺動するベルクランクにより構成し、ベルクラ
    ンクの揺動により弁にリフト動作を与えるように
    したことを特徴とする４サイクルエンジン。 ５ クランク軸の外周に、クランク軸を２周して
    元の位置に戻るたすき状のガイド部を形成し、吸
    気弁及び排気弁又はいずれか一方の弁とガイド部
    とを連動連結する連動機構を備え、連動機構を、
    弁との連結部分を中心としてクランク軸方向に揺
    動する揺動プツシユロツドにより構成すると共
    に、プツシユロツドの他端部分をガイド部に係合
    し、プツシユロツドの軸方向の揺動により弁にリ
    フト動作を与えるようにしたことを特徴とする４
    サイクルエンジン。
JP58024442A 1983-02-15 1983-02-15 ４サイクルエンジン Granted JPS59150912A (ja)

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US07/048,874 US4748945A (en) 1983-02-15 1987-05-12 Valve gear for use in a four-cycle engine

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JPS59150912A JPS59150912A (ja) 1984-08-29
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