JPH02123207A - 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、−気筒当り三個以上の吸気バルブもしくは排
気バルブを備えた４サイクルエンジンに係り、特にその
吸気バルブおよび排気バルブを開閉駆動する動弁装置に
関する。

［従来技術］ 従来、例えば「特開昭５７−１８３５２７号公報」に見
られるように、−気筒につき吸気バルブを三個以上設け
、吸気バルブの有効面積を大きくするとともに、吸入効
率を高めた多バルブエンジンが知られている。このエン
ジンでは、複数の吸気バルブのうちの一つを気筒のボア
中心付近に配置するとともに、この単一の吸気バルブの
周囲に残りの吸気バルブおよび排気バルブを配置してお
り、これら吸気バルブと排気バルブは、シリンダヘッド
に設けた吸気用カム軸および排気用カム軸により個別に
開閉されるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記公開公報に見られるように吸気バルブの
数を増していくと、当然のことながらバルブ間隔が狭く
なるので、そのボア中心付近の吸気バルブを、周囲の吸
気バルブと共に一本の吸気用カム軸にて開閉した場合に
は、このボア中心付近の吸気バルブのバルブリフタと、
隣り合う他の吸気バルブのバルブリフタとが干渉する虞
れがあリ、吸気バルブのレイアウトやリフト量を決める
上での大きな妨げとなる。

そこで、本発明者等はボア中心付近の吸気バルブを別の
第２の吸気用カム軸にて開閉する、つまり、吸気用カム
軸を二本設けることを考えている。

この場合、シリンダヘッドには排気バルブを開閉する排
気用カム軸と合せて三本のカム軸が並置されることにな
るので、このシリンダヘッドのコンパクト化を考慮する
と、二本の吸気用カム軸を極力近ずけて、その軸間距離
を短くすることが望ましいものとなる。

ところが、吸気バルブの数やレイアウトによっては、二
本のカム軸上の吸気カムが、このカム軸と直交する方向
に対向し合う位置関係に並んでしまう場合があり得る。

すると、上記軸間距離の短縮に伴って、対向し合う吸気
カムの回転軌跡がカム軸の軸方向に重なり合った場合に
は、この吸気用カム軸が回転した際に吸気カムが干渉し
合うことがあり、それ故、吸気用カム軸の軸間距離の短
縮には自ずと限界があった。

本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
二本のカム軸の軸間距離を極力短くして、シリンダヘッ
ドをコンパクト化することができる４サイクルエンジン
の動弁装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ そこで、本発明においては、シリンダヘッドに、複数の
吸気バルブ又は排気バルブのいずれかを開閉する二本の
カム軸を平行に設け、これら二本のカム軸の外周から突
出するカムを、カム軸と直交する方向に対向し合う位置
に配置して、これらカム軸を同方向に等速度で回転させ
るとともに、上記対向し合うカムの先端の回転軌跡がカ
ム軸の軸方向に重なり合う位置に、上記二本のカム軸を
配置したことを特徴としている。

［作用コ この構成によれば、吸気バルブ又は排気バルブを開閉す
る二本のカム軸は、同方向に等速度で回転するので、こ
れらカム軸の外周から突出するカムが、このカム軸と直
交する方向に対向し合う位置関係に並んでいても、この
カムが互いに干渉することはない。このため、カムの回
転軌跡が重なり合う位置まで二本のカム軸・を寄せて、
その軸間距離を短くすることができる。

［実施例コ 以下本発明を、図面に示す一実施例にもとづいて説明す
る。

第４図中符号■はクランクケース、２はシリンダブロッ
ク、３はシリンダヘッド、４はヘッドカバーであり、シ
リンダヘッド３はヘッド本体３ａとカムケース３ｂとに
上下に二分割されている。ヘッド本体３ａの下面には、
シリンダブロック２内の気筒２ａに対応して四部５が形
成されており、この凹部５はピストン６との間で燃焼室
７を形作っている。

そして、四部５には第５図に概略的に示すように、四個
の吸気口８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと二個の排気口９ａ、
９ｂが開口されている。これら吸気口８ａ、８ｂ。

８ｃ、８ｄと排気口９ａ、９ｂとは、気筒２ａのボア中
心Ｘ１を通り、かつクランク軸１ａの軸方向に延びる軸
線Ａ１を挾んで設けられている。吸気口８ａ、８１）。

８ｃ、８ｄのうち、一つの吸気口８ａはボア中心Ｘ１上
に設けられており、残りの他の吸気口８ｂ、８ｃ、８ｄ
は上記軸線Ａ１の一側方において、吸気口８ａの周囲に
配置されている。すなわち、吸気口８ａ、８ｂ、８ｃ。

８ｄは略菱形の対角位置に設けられており、吸気口８ｂ
と８ｄは上記軸線Ａ１と平行な軸線Ａ２上に位置すると
ともに、吸気口８ａと８ｃは軸線Ａ２上の吸気口８ｂ、
８ｄを直交する方向から挾み込むような位置関係に配置
されている。また、排気口９ａ、９ｂは軸線Ａ１の他側
方に位置されており、この軸線Ａ。

の軸方向に沿って並置されている。

このように配置された吸気口８ａ、　８ｂ、　８ｃ、　
８ｄは、四本の吸気バルブ１０ａ、　ｌＯｂ、ｌＯｃ、
　ｌｅｄによって個別に開閉されるとともに、排気口９
ａ、９ｂも二本の排気バルブ１１ａ、１１ｂによって個
別に開閉される。吸気バルブｌＯａ、ＬＯｂ、ｌＯｃ、
１０ｄおよび排気バルブ１１ａ。

ｔｔｂのバルブステム１２は、ヘッド本体３ａに支持さ
れており、その先端部がカムケース３ｂの内部に導出さ
れている。そして、本実施例の場合、ボア中心Ｘｌ上の
吸気口８ａを開閉する吸気バルブ１０ａを除く他の吸気
バルブ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄおよび排気バルブ１１ａ
、１１ｂは、ボア中心Ｘ１に対し放射状に配置されてお
り、そのバルブステム１２がカムケース３ｂ側に進むに
従って上記軸線Ａ１から離間する方向に傾斜されている
。この際、ボア中心Ｘｌ上の吸気バルブｌＯａを除く他
の吸気バルブｌＯｂ、１０ｃ、ｌｏｄは、気筒２ａの周
方向に沿って並設されて、その中央の吸気バルブｆｏｅ
が気筒２ａの径方向外側にオフセットされているため、
この中央の吸気バルブ１０ｃの傾斜角は第１図に示すよ
うに、両側の吸気バルブｌＯｂ、ｌＯｄの傾斜角よりも
小さく設定されている。このため、これら三本の吸気バ
ルブｌＯｂ。

１０ｃ、１０ｄのバルブステム１２の先端部は、上記軸
線Ａ１と平行をなす同一直線上に位置されている。

また、ボア中心Ｘｌ上に位置する吸気バルブ１０ａのバ
ルブステム１２は、略気筒２ａの軸方向に沿って起立し
た姿勢で配置されており、このような各バルブ１０ａ、
ｌＯｂ、ｌＯｃ、ｌＯｄ、１１ａ、ｌｌｂの配置によっ
て、上記凹部５の内面は滑らかな半球状に形成されてい
る。

なお、四部５には第５図に示すように、ボア中心Ｘ、の
吸気口８ａの両側に位置して一対の点火プラグ１３が装
むされている。

ところで、シリンダヘッド３のカムケース３ｂには、吸
気バルブｌｏａ、　１０ｂ、　１０ｃ、　１０ｄを開閉
駆動する二本の吸気用カム軸１５ａ、１５ｂと、排気バ
ルブｌｌａ。

１１ｂを開閉駆動する一本の排気用カム軸１６が設けら
れている。これら三本のカム軸１５ａ、１５ｂ、１Ｂは
クランク軸１ａの軸方向に沿って互いに平行をなしてお
り、カムケース３ｂの上面に突設した複数の軸受部１７
と、この軸受部１７にボルト締めしたカムキャップ１８
との間で回転自在に軸支されている。一方の吸気用カム
軸１５ａは、ボア中心Ｘｌ上に位置する吸気バルブ１０
ａを除く他の吸気バルブｌＯｂ、ｌｏｅ。

１０ｄを開閉駆動するものであり、これら吸気バルブ１
０ｂ、ｌＯｃ、ｌＯｄのバルブステム１２の延長線上、
つまり上記軸線Ａ１の一側方に位置している。そして、
この吸気用カム軸１５ａの外周には吸気バルブ１０ｂ、
　ｌＯｃ、　１０ｄに対応して円弧状をなす三個の吸気
カム１９ｂ、　１９ｃ、　１９ｄが突設されており、こ
れら吸気カム１９ｂ、１９ｃ、１９ｄはバルブリフタ２
０を介して吸気バルブｌＯｂ、　１０ｃ、　ｌＯｄのバ
ルブステム１２に摺接している。

他方の吸気用カム軸１５ｂは、ボア中心Ｘｌ上に位置す
る単一の吸気バルブｌｏａを独立して開閉するためのも
ので、この吸気バルブｌｅａのバルブステム１２の延長
線上に位置している。このため、他方の吸気用カム軸１
５ｂは一方の吸気用カム軸１５ａよりもボア中心Ｘ、方
向ずれており、その外周に突設した円弧状の吸気カム２
１がバルブリフタ２２を介して吸気バルブｌＯａのバル
ブステム１２に摺接している。

また、排気用カム軸１Ｂは排気バルブ１１ａ、ｌｌｂの
バルブステム１２の延長線上、つまり上記軸線Ａｌの他
側方に位置しており、その外周に突設した二つの円弧状
をなす排気カム２３が排気バルブｌｌａ。

ｔｉｂのバルブステム１２にバルブリフタ２４を介して
摺接している。したがって、第１図に示すように、カム
ケース３ｂを平面的に見ると、一方の吸気用カム軸１５
ａと排気用カム軸１Ｂとの間に他方の吸気用カム軸１５
ｂが配置されており、二本の吸気用カム軸１５ａ、　１
５ｂが互いに隣接されている。

なお、図中符号２５はバルブスプリングを示す。

これら三本のカム軸１５ａ、　１５ｂ、　１６のうち、
両側に位置する一方の吸気用カム軸１５ａと排気用カム
軸１Ｇは、互いに噛み合うタイミングギヤ２Ｂ、２７に
よって連動されており、この排気用カム軸１６側のタイ
ミングギヤ２６が一対のミドルギヤ２８，２９を介して
クランク軸ｌａ上のクランクギヤ３０と噛み合っている
。また、排気用カム軸１６と他方の吸気用カム軸１５ｂ
も、互いに噛み合う他のタイミングギヤ３１．３２を介
して連動されている。このため、二本の吸気用カム軸１
５ａ、１５ｂはいずれも排気用カム軸１Ｂからの動力伝
達により、互いに同方向に等速度で回転駆動される。こ
の場合、一方の吸気用カム軸１５ａの吸気カム１９ｂ、
１９ｃ、１９ｄと他方の吸気用カム軸１５ｂの吸気カム
２１は、四個の吸気バルブ１０ａ。

１０ｂ、１０ｃ、ｌＯｄを同じタイミングで開閉するた
め、第１図に示すように同方向に延出しており、そのう
ちボア中心Ｘ、上の吸気バルブｌＯａを開閉する吸気カ
ム２１と、吸気バルブｌＯｃを開閉する吸気カム１９ｃ
は、両カム軸１５ａ、　１５ｂと直交する方向に対向し
合う位置関係に設けられている。そして、上記二本の吸
気用カム軸＋５ａ、１５ｂは、第１図に示すように上記
対向し合う二つの吸気カム１９ｃ、２１の先端の回転軌
跡Ｒ，，Ｒ２が吸気用カム軸１５ａ、１５ｂの軸方向に
互いに重なり合う位置に配置されている。

このような構成によれば、四個の吸気バルブ１０ａ、ｌ
Ｏｂ、ｌＯｃ、１０ｄを同じタイミングで開閉する二本
の吸気用カム軸１５．ａ、１５ｂは、同方向に等速度で
回転されるので、これら両カム軸＋５ａ、ｌＢｂ上の吸
気カム１９ｃと２１がカム軸１５ａ、　１５ｂと直交す
る方向に対向し合う位置関係に並んでも、吸気カム１９
ｃと２１が干渉し合うことはなく、これら吸気カム１９
ｃ、２１の先端の回転軌跡Ｒ１とＲ２が重なり合う位置
まで、上記二本の吸気用カム軸１５ａ、１５ｂを近づけ
ることができる。したがって、吸気用カム軸＋５ａ、１
５ｂの軸間距離を極力短くすることができ、その分、シ
リンダヘッド３がコンパクトとなって、エンジンを小形
軽量化することができる。

なお、上記実施例では、四個の吸気バルブを同じタイミ
ングで開閉するようにしたが、これら吸気バルブのうち
、いくつかの吸気バルブの開閉タイミングを異ならせて
も良く、この場合であっても、吸気カムの向きはそれ程
差異がないので、対向し合う吸気カムが干渉することは
ない。

それとともに、この対向し合うカムは、必ずしもカム軸
の軸方向と直交する方向に完全に対向させる必要はなく
、その一部が対向していれば良い。

また、上記実施例では吸気バルブを開閉する吸気用カム
軸を二本としたが、本発明はこれに限らず、例えば排気
バルブの数が多いエンジンでは、この排気バルブを開閉
する排気用カム軸を二本としても良い。

さらに、カム軸の駆動手段もギヤに限らず、チェーンあ
るいは歯付きベルトであっても良い。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、カムの先端の回転軌跡が
重なり合う位置まで、二本のカム軸を近づけることがで
きるので、カム軸の軸間距離を極力短くすることができ
、その分、シリンダヘッドがコンパクトとなって、エン
ジンの小形軽量化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は第２図中１−
Ｉ線に沿う断面図、第２図はシリンダヘッドの平面図、
第３図は第２図中■−■線に沿う断面図、第４図はカム
軸の駆動経路を一部断面した側面図、第５図は吸気バル
ブと排気バルブの配置状態を示す概略図である。 ３・・・シリンダヘッド、１０ａ、ｊｏｂ、ｌｏｃ、１
０ｄ　＝・・吸気バルブ、１１ａ、ｌｌｂ・・・排気バ
ルブ、１５ａ、　１５ｂ・・・吸気用カム軸、１９ｂ、
１９ｃ、１９ｄ、２１−吸気カム。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　シリンダヘッドに、複数の吸気バルブ又は排気バルブ
   のいずれかを開閉する二本のカム軸を平行に設け、これ
   らカム軸の外周から突出するカムを、カム軸と直交する
   方向に対向し合う位置に配置して、これら二本のカム軸
   を同方向に等速度で回転させるとともに、上記対向し合
   うカムの先端の回転軌跡がカム軸の軸方向に重なり合う
   位置に、上記二本のカム軸を配置したことを特徴とする
   ４サイクルエンジンの動弁装置。