JPH01301908A - ４サイクルエンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば自動二輪車用水冷式４サイクル単気筒
エンジンに採用される動弁装置に関し、特に１本のカム
軸で吸気弁及び２本の排気弁を開閉駆動するようにした
ＯＨＣエンジンにおいて、カム軸の中央部も軸支するよ
うにした場合の、シリンダヘッドに形成された中央軸受
部の剛性を向上できるようにした構造に関する。

〔従来の技術〕

一般にＯＨＣエンジンの動弁装置は、１本のカム軸を燃
焼室の中央上方を横切るように配置し、該カム軸によっ
てロッカーアームを介して吸気弁と排気弁の両方を開閉
駆動するように構成されている。この場合、排気量が増
加して燃焼室径が大きくなると、それだけカム軸が長く
なり、必要な剛性を確保するため軸径が増大し、重量増
加の問題が生じ易い、そのため、従来、上記カム軸の左
。

右端部だけでなくその中央部も軸支することにより、カ
ム軸の小径化を図った例がある（例えば特開昭５７−１
０２５０６号公報参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上記カム軸の中央部を軸支する場合は、当然シ
リンダヘッドに中央軸受部の下半部を形成する必要があ
るが、単にシリンダヘッドの一部を膨出させてこの下半
部を形成すると、該部分の剛性が不足したり、該部分の
剛性を向上させるための補強壁によってシリンダヘッド
自体の重量が増加し、これにより結局カム軸小径化の効
果が相殺され易い。

そこで本発明は、このような従来の実情に鑑み、シリン
ダヘッドの重量増加を抑制しながらカム軸の中央軸受部
の剛性を大幅に向上できる４サイクルエンジンの動弁装
置を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、少なくともシリンダヘッドの燃焼室付近を液
体で冷却するようにした液冷式４サイクルエンジンの、
吸気弁及び２本の排気弁をロッカーアームを介して１本
のカム軸によって開閉駆動するようにした動弁装置にお
いて、上記カム軸を上記燃焼室の中央上方を横切るよう
に配置するとともに、該カム軸の略中央を中央軸受で軸
支し、上記２本の排気弁の間で、かつ上記中央軸受と対
向する位置に筒状の点火プラグ挿入孔を形成し、上記中
央軸受の下半部を該プラグ挿入孔の、シリンダヘッドに
一体形成されたヘッド側挿入孔周壁に連結したことを特
徴としている。

ここで本発明の適用範囲を水又は油で冷却する液冷式エ
ンジンとしたのは、一般に液冷エンジンの場合は、燃焼
室の天井壁に形成されたプラグ孔に、点火プラグをシリ
ンダヘッドの外側から挿入するための筒状のプラグ挿入
孔が形成されており、この挿入孔の周壁を利用して上記
中央軸受部の剛性向上を図るためである。

〔作用〕

本発明に係る動弁装置によれば、カム軸の中央部を中央
軸受部で軸支したので、カム軸を大径にする必要はなく
、カム軸を軽量化できる。そしてこの中央軸受部の下半
部を排気弁の間に４位置するプラグ挿入孔の周壁に連結
したので、該中央軸受部の剛性を大きく向上できる。し
かもこの剛性向上を、上記中央軸受部の下半部をこれに
近接し、かつ対向するプラグ挿入孔の周壁に連結するだ
けで実現でき、シリンダヘッドに余分の壁面を形成する
必要がないので、シリンダヘッドの軸受部補強用壁部に
よる重量増加の問題が生じることもない。

また、本発明では中央軸受部が多弁で囲まれた中央部に
位置し、これらの弁と干渉することがないので、該カム
軸の高さ位置を低くでき、それだけシリンダヘッド廻り
をコンパクト化できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第４図は本発明の一実施例による４サイク
ルエンジンの動弁装置を説明するための図である。

図において、１は本実施例装置が適用された４サイクル
エンジンを搭載した自動二輪車であり、これの車体フレ
ーム２の前端には、下端で前端３を軸支する前フオーク
４が軸支され、中央下端には、後端で後輪５を軸支する
後アーム６が上下に揺動自在に枢支されており、さらに
後部には大型の燃料タンク７が、その上側にはシート８
がそれぞれ搭載されている。なお、６２〜６４．５８は
それぞれオイルタンク、ラジェータ、エアクリーナ、気
化器である。

そして上記車体フレーム２の前部には水冷式４サイクル
単気筒のエンジンユニット９が搭載されている。このエ
ンジンユニット９は、シリンダ１０、シリンダヘッド１
１．及びヘッドカバー１２をクランクケース１４上に積
層して構成されている。

上記シリンダ１０は水冷ジャケット１０ａを有するシリ
ンダ本体１０ｂ内に円筒状のシリンダライナ１０ｃを圧
入して構成されており、該シリンダライナｌｏｃ内には
ピストン１４が摺動自在に挿入されている。

また、上記シリンダヘッド１１の下面の略中央には上記
ピストン１４の上面とで燃焼室１５を形成する燃焼室凹
部１６が凹設されている。この燃焼室凹部１６の周縁に
沿う略円周上に、３つの吸気弁開口１７〜１９及び２つ
の排気弁開口２０゜２１が形成されている。また、この
燃焼室四部１６の中央にはプラグ孔２２が形成されてお
り、このプラグ孔２２は外方から点火プラグを挿入する
ためのプラグ挿入孔２９によって外方に導出されている
。このプラグ挿入孔２９は周壁で囲まれた筒状をなして
おり、シリンダヘッド１１．ヘッドカバー１２に直ｖＡ
杖に形成されたヘッド側挿入孔２９ａ、カバー側挿入孔
２９ｂで構成されている。

また上記プラグ孔２２には点火プラグ３０が装着されて
いる。

上記３つの吸気弁開口１７〜１９はこのシリンダヘッド
１１に形成された１つの共用吸気通路３１に合流した後
、車両前後方向後側に導出されており、また、２つの排
気弁開口２０．２１はそれぞれ別個の排気通路３２．３
３によって前側に導出されている。そしてこの各排気通
路３２，３３゜吸気通路３１．及び上記燃焼室凹部１６
の周囲にはヘッド側水冷ジャケット１９が形成されてお
り、該ジャケット１９は上記シリンダ側水冷ジャケット
１０ａと連通している。

上記吸気弁開口１７〜１９及び排気弁開口２０゜２１に
は、これを開閉する吸気弁２３〜２５及び排気弁２６．
２７の弁板が配置されている。この各吸、排気弁２３〜
２７の弁ステム２３ａ〜２７ａは吸気、排気通路３１〜
３３の天井壁部を貫通してこのシリンダヘッド１１の上
側に突出している。この場合に弁ステム２４ａは２３ａ
、２５ａに比べてより起立しており、上記プラグ挿入孔
２９は排気弁２６．２７の間に位置し、かつ該両排気弁
２６．２７と平行になっている。また吸気弁ステム２３
ａ〜２５ａの突出端及び排気弁ステム２６ａ、２７ａ突
出端はそれぞれ第１図に示すように、平行な直線Ａ、Ｂ
上に位置している。また各弁ステム２３ａ〜２７ａの上
端に取り付けられたバネストッパ３４とシリンダヘッド
１１に装着されたばね座１１ａとの間には付勢ばね３５
が配設されており、これにより多弁２３〜２７は各弁開
口１７〜２１を閉じるように付勢されている。

そして上記直線Ａ、Ｂ間には、１本のカム軸３６がこれ
らと平行に、かつ上記燃焼室１５の平面視中心ＣよりＤ
２だけ車両後方にずれた位置を横切るように配設されて
いる。このカム軸３６の、車両前方（第１図右方）に見
て左、右両端及び中央はそれぞれ左、右軸受部３７．３
８、及び中央軸受部３９で支持されており、該中央軸受
部３９は上記中心Ｃから右方にＤＩだけ偏位している。

そしてこの中央軸受部３９は上記中央の吸気弁２４゜プ
ラグ挿入孔２９間に位置し、かつ両者と対向している。

またこのカム軸３６の左軸受部３７からの突出部には駆
動スプロケット４０が取り付けられており、これはカム
チェン４１でクランク軸と連結されている。

また、上記カム軸３６の、軸受部３７．３９間には第１
排気、吸気カム３６ａ、３６ｂが、軸受部３９．３８間
には第２吸気、排気カム３６Ｃ２３６ｄが一体形成され
ており、この第１吸気カム３６ｂは、吸気弁２４．２５
の両者を駆動するためのものであり、該両弁２４，２５
の略中間に位置している。そしてこの各カム３６ａ〜３
６ｄにはそれぞれ第１排気、吸気ロッカーアーム４２゜
４３、第２吸気、排気ロッカーアーム４４．４５の摺動
部４２３〜４５ａが摺接している。この両吸気ロッカー
アーム４３，４４．及び排気ロッカーアーム４２．４５
はそれぞれカム軸３６と平行に配置された吸気、排気ロ
ッカーアーム軸４６゜４７によって揺動自在に支持され
ている。上記第１吸気ロツカーアーム４３の他端側は二
本の作動部４３ｂ、４３ｃに分岐されており、該両件動
部４３ｂ、４３ｅ及び他のロッカーアームの作動部４２
ｂ、４４ｂ、４５ｂには調整ボルト４Ｂが螺装されてお
り、この各調整ボルト４８は上記各弁ステム２３ａ〜２
７ａの上端に当接している。

上記左、右軸受部３７．３８及び中央軸受部３９は、シ
リンダヘッド１１側に形成された下半部とヘッドカバー
１２側に形成された上半部とからなる２分割構造になっ
ている。そして、中央軸受部３９の下半部３９ａの前、
後部分は、それぞれ上記ヘッド側挿入孔２９ａの周壁、
上記共用吸気通路３１の天井壁３１ａと一体に連結され
ている。

また、この連結部にはシリンダヘッド１１倭へラドカバ
ー１２とを締め付は固定する締結ボルト１２ｂが挿着さ
れている。このボルト１２ｂは該ヘッドカバー１２に一
体形成された懸架用フランして車体フレーム２のテンシ
ランパイプ２ａに懸架されている。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例の動弁装置では、クランク軸によりカムチェン
４１を介してカム軸３６が回転駆動されると、各カム３
６ａ〜３６ｄによって各ロッカーアーム４２〜４５が揺
動し、各吸気、排気弁２３〜２７が開閉駆動されること
となる。

このような動作を行う動弁装置では、１気筒当たりの弁
数が、例えば５本というように多い場合はカム軸の全長
が長くなり、カム軸の剛性を確保するためカム軸径が大
きくなって重量増加の問題が生じ易い、これに対して本
実施例では、カム軸３６を左、右軸受部３７．３８だけ
でなく、中央軸受部３９でも支持するようにしたので、
カム軸径を細くでき、重量増加を防止できる。

一方、カム軸を中央部でも支持するようにすると、設計
の如何によっては中央軸受部の剛性確保のために補強壁
が必要となり、そのためシリンダヘッド自体の重量が増
加し易い、これに対して本実施例では、中央軸受部３９
を中央の吸気弁２４とプラグ挿入孔２９との間に配置す
るとともに、該中央軸受部３９の下半部３９ａの前、後
部をそれぞれプラグ挿入孔２９の周壁、共用吸気通路３
１の天井壁３１ａに連結したので、該中央軸受部３９の
剛性を、例えば該下半部をオーバーハング状に形成した
場合に比べて大幅に向上できる。しかもこの剛性向上に
おいて、このエンジンが水冷式であることから上記プラ
グ挿入孔２９が周壁を有する筒状に形成されている点、
及び上述のように中央軸受部３９がこのプラグ挿入孔２
９及び共用吸気通路３１と近接し、かつ対向している点
から、この中央軸受部３９の下半部３９ａを、ヘッド側
挿入孔２９ａの周壁、＠気道路３１の天井壁３１ａに容
易に連結でき、シリンダへンド１１に余分の軸受用壁部
を形成する必要はないから、該シリンダヘッド１１の重
量増加の問題が生じることもない。

また、本実施例では、５本の弁を、中央軸受部３９の左
側３本と、右側２本とに分けて配置するとともに、この
中央軸受部３９を燃焼室１５の平面から見たときの中心
Ｃに対して、弁数が少なくスペースに比較的余裕のある
右側にＤｌだけ偏心させたので、余裕スペースを有効利
用でき、それだけ動弁装置、ひいてはシリンダヘッド１
１８１りをコンパクト化できる。また、本実施例ではカ
ム軸３Ｇが５本の弁の間を遺り、中央軸受３９がこれら
と干渉することはないから、カム軸３６を低く配置でき
、この点からもシリンダへラド１１廻りをコンパクト化
できる。

また、本実施例では、カム軸３６を燃焼室中心Ｃに対し
て後側にＤ２だけ偏心させるととともに、この偏心によ
ってスペース的に有利となった前側にプラグ挿入孔２９
を燃焼室中心Ｃに向けて形成し、さらに排気ロッカーア
ーム軸４７に点火プラグ挿入時の干渉を防止する切欠部
４７ａを形成したので、構造を複雑化させることなく点
火プラグ３０の垂直性を大幅に向上できる。ちなみに、
従来はこの垂直性を向上させるために、ロッカーアーム
軸を２分割したり、該軸に貫通孔を形成したりしており
、部品点数の増加、構造の複雑化等の問題が生じていた
。

また、本実施例では、ロッカーアーム軸４７の切欠部４
７ａ面がカバー側挿入孔２９ｂの内周壁の一部を構成し
ており、これによりスペースの有効利用が図れ、かつ軽
量化が図れる。

さらにまた、本実施例では、シリンダヘッド１１とへラ
ドカバー１２との締結ボルト１２ｂの挿着部付近を車体
フレーム２に懸架するようにしたので、それだけ強度を
向上できる。

なお、上記実施例では自動二輪車用エンジンについて説
明したが、本発明はこれ以外のエンジンにも勿論適用で
きる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る液冷式４サイクルエンジンの
動弁装置によれば、２本の排気弁の間で、かつカム軸の
中央軸受と対向する位置にプラグ挿入孔を形成、中央軸
受部の下半部をプラグ挿入孔の周壁と連結したので、シ
リンダヘッドの重量増加を防止しながら、中央軸受部の
剛性を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例による動弁装置
を説明するための図であり、第１図はそのヘッドカバー
を外した状態の平面図、第２図＋ａ＋は第１図のｎ、−
ｎ、＆Ｉ断面側面図、第２図（ｈｌは懸架状態を示す断
面図、第３図はシリンダヘッドの底面図、第４図は本実
施例装置が適用された自動二輪車の左側面図である。 図において、９はエンジンユニット、１５は燃焼室、２
３〜２５は吸気弁、２６．２７は排気弁、２９はプラグ
挿入孔、３６はカム軸、３９は中央軸受部、３９ａは下
半部である。 特許出願人　　ヤマハ発動機株式会社 第２図（ｖＣ０２） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくともシリンダヘッドの燃焼室付近を液体に
   よって冷却するようにした液冷式４サイクルエンジンの
   、吸気弁及び２本の排気弁をロッカーアームを介して１
   本のカム軸によって開閉駆動するようにした動弁装置に
   おいて、上記カム軸を上記燃焼室の略中央上方を横切る
   ように配置するとともに、該カム軸の略中央を中央軸受
   で軸支し、上記２本の排気弁の間で、かつ上記中央軸受
   と対向する位置に筒状の点火プラグ挿入孔を形成し、上
   記中央軸受の下半部を上記点火プラグ挿入孔の、シリン
   ダヘッドに一体形成されたヘッド側挿入孔周壁に連結し
   たことを特徴とする４サイクルエンジンの動弁装置。