JPH02140409A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、−気筒当り三個以上の吸気バルブを備えた４
サイクルエンジンに係り、特にその吸気バルブを開閉駆
動する動弁装置に関する。

［従来技術］ 従来、吸気バルブの有効面積を大きくして、吸入効率を
高めるために、−気筒につき吸気バルブを三個設け、こ
れら吸気バルブを一本の吸気用カム軸上に設けた三つの
吸気カムで直接開閉駆動するようにした多バルブエンジ
ンが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、三個の吸気バルブを一本のカム軸で直接開閉
駆動すると、シリンダヘッド上の狭い空間部分に隣り合
う吸気バルブのバルブリフタが近接して位置するため、
リフタ径を大きくすることができなかった。このため、
吸気カムを受けるバルブリフタの頂面の大きさに制約が
生じてしまい、バルブリフト量に限界が生じるといった
不具合がある。

本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
バルブリフタの径を大きくしてバルブリフト量を大きく
確保することができ、しかも、カム軸に無理な力が働か
ずに済む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、−気筒当り三個以上の吸気
バルブを有し、これら吸気バルブのうちの三個を夫々バ
ルブリフタを介して一本のカム軸上の吸気カムで直接開
閉駆動する４サイクルエンジンにおいて、 上記三個の吸気バルブのうち、中央の吸気バルブのバル
ブステムを上記カム軸に対し直交させるとともに、この
中央の吸気バルブの両側に位置する二本の吸気バルブの
バルブステムを、カム軸側に向って互いに離間する方向
に傾斜させ、この傾斜した二本のバルブステムを押圧す
る吸気カムのカム面を、これらバルブステムと直交する
方向に傾斜させたことを特徴としている。

［作用］ この構成によれば、両側の吸気バルブのバルブステムを
傾斜させたことにより、バルブステムのカム軸側の配置
間隔が広くなり、この間隔が広がった分、バルブリフタ
の径を大きくすることができる。このため、バルブリフ
タと吸気カムとの接触面積が増すので、リフト量の大き
な吸気カムを受けることができ、バルブリフト量が大き
くなる。

一方、バルブステムを傾斜させると、ノールブリフタと
カム面との接触部がカム軸に対して傾くので、吸気バル
ブの開閉駆動時にはカム軸にスラスト力が作用すること
になる。

しかるに、上記両側の吸気バルブを開閉する吸気カムの
カム面は、傾斜方向が逆向きであるから、このカム面を
通じてカム軸に働くスラスト力の向きも逆となる。した
がって、上記傾斜されたバルブは開閉タイミングが等し
い吸気バルブであることと相まって、カム軸には逆向き
のスラスト力が略同時に働くことになり、このスラスト
力はカム軸上で相殺し合うことになる。

［実施例］ 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５図生得号ｌ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、この四部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４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Ｘ
１を通り、かつクランク軸１ａの軸方向に延びる軸線Ａ
１を挾んで設けられている。吸気口８ａ、８ｂ。

８ｃ、８ｄのうち、一つの吸気口８ａはボア中心Ｘｌ上
に設けられており、残りの他の吸気口８ｂ、８ｃ、ｇｄ
は上記軸線Ａ、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８６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
１１１ｂ、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Ａ１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、１０ｂ、ｌｏｃ、１０ｄに
よって個別に開閉されるとともに、排気口９ａ、９ｂも
二本の排気バルブｌｌａ、ｌｌｂによって個別に開閉さ
れる。吸気バルブｌＯａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄおよ
び排気バルブ１１ａ。

１１ｂ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、ボア中心Ｘｌ上の吸気バルブ１０ａを
除く他の三個の吸気バルブｆｏｂ、ｔｏｅ、ｌｏｄおよ
び排気バルブｌｌａ、ｌｌｂは、ボア中心Ｘ１に対し放
射状に配置されており、これら三個の吸気バルブｌＯｂ
、　１０ｃ、　１０ｄ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１０ｃが気筒２ａの径方
向外側にオフセットされている。このため、シリンダヘ
ッド３を上記軸線Ａ１と直交する方向に断面した場合に
、上記中央の吸気バルブ１０ｃの傾斜角は、第３図に示
すように両側の二つの吸気バルブ１０ｂ、ｌｏｄの傾斜
角よりも小さく設定されており、これら三個の吸気バル
ブ１０ｂ、　ｌＯｃ、　１０ｄのバルブステムＩ２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。

なお、シリンダヘッド３の凹部５には、第４図に示すよ
うにボア中心Ｘ１の吸気口８ａの両側に位置して点火プ
ラグ１３が装着されている。

シリンダヘッド３のカムケース３ｂには、吸気バルブ１
０ａ、　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
、Ｉｌｂを開閉駆動する一本の排気用カム軸１Ｂが設け
られている。

これら三本のカム軸１５ａ、　１５ｂ、　１８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Ｉ７を含むカムケース３ｂ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。

二本の吸気用カム軸１５ａ、　１５ｂのうちの一方のカ
ム軸１５ａは、ボア中心Ｘｌ上に位置する吸気バルブ１
０ａを除く他の三個の吸気バルブ１．ｏｂ、　ｌＯｃ、
　ｌＯｄを開閉駆動するものであり、これら吸気バルブ
１０ｂ、ｌＯｃ、ｌＯｄのバルブステム１２の延長線上
に位置している。この吸気用カム軸１５ａの外周には吸
気バルブＬＯｂ、　１０ｃ、　ｌＯｄに対応して円弧状
をなす三個の吸気カム１９ｂ、　１９ｃ、　１９ｄが設
けられており、これう吸気カム１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ
はバルブリフタ２０を介して吸気バルブｆｏｂ、　１０
ｃ、　１０ｄのバルブステム１２に接している。そして
、これら吸気カム１９ｂ、　１９ｃ、　１９ｄの間に上
記カムキャップ１８が配置されている。

ところで、この吸気用カム軸１５ａにて開閉される三個
の吸気バルブＩＯｂ、　ｌｏｃ、　ｌｏｄのうち、中央
に位置する吸気バルブ１０ｃのバルブステム１２は、シ
リンダヘッド３を上記軸線Ａ１に沿って断面した場合に
、吸気用カム軸１５ａと直交した姿勢で配置されており
、このバルブステム１２の端部のバルブリフタ２０は、
その吸気カム１９ｃのカム面２１ｃと接する頂面２２が
吸気用カム軸１５ａと平行をなしている。このため、吸
気カム１９ｃのカム面２１ｃも吸気用カム軸１５ａと平
行に形成されている。

これに対し、上記吸気バルブ１０ｃの両側に位置する二
つの吸気バルブ１０ｂ、ＩＯｄのバルブステム１２は、
第１図に示すように吸気用カム軸１５ａ側に向って互い
に離間する方向に傾斜されており、これらバルブステム
１２の端部のバルブリフタ２０は、その吸気カム１９ｂ
、１９ｄのカム面２１ｂ、２１ｄと接する頂面２２が吸
気用カム軸１５ａに対し傾斜している。この場合、吸気
カム１９ｂ、１９ｄのカム面２１ｂ、２Ｌｄも上記バル
ブリフタ２０の頂面２２の傾斜に伴って、バルブステム
１２の軸線と直交する方向に傾斜された傾斜面をなして
おり、これら二つのカム面２１ｂ、２１．ｄの傾斜方向
は、同一の吸気用カム軸１５ａ上において互いに逆向き
となっている。そして、両側の二つの吸気バルブｌＯｂ
、ｌ０ｃｌの傾斜に伴い、三個の吸気バルブｌＯｂ、　
ｆｏｅ、　ｌＯｄのバルブステム１２の配置間隔は、吸
気用カム軸１５ａ側の端部において広くなっている。

他方の吸気用カム軸１５ｂは、ボア中心Ｘ１上に位置す
る単一の吸気バルブ１０ａを開閉駆動するためのもので
、この吸気バルブｌＯａ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１５ｂ
は一方の吸気用カム軸１５ａよりもボア中心Ｘ１方向に
ずれており、その外周に設けた円弧状の吸気カム１９ａ
がバルブリフタ２３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Ｉ６は排気バルブｌｌａ、　Ｉｌｂ
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、その外周に設けた二つの円弧状
をなす排気カム２４が排気バルブｌｌａ、ｌｌｂのバル
ブステム１２にバルブリフタ２５を介して接している。

この際、排気バルブｌｌａ、Ｉｌｂは第４図に概略的に
示すように、ボア中心Ｘ１に対し放射状に配置されてい
るため、そのバルブステム１２が排気用カム軸１６側に
向って互いに離間する方向に傾斜されており、これらバ
ルブステム１２の端部のバルブリフタ２５は、その排気
カム２４のカム面２４ａと接する頂面２Ｂが排気用カム
軸１６に対し傾斜している。したがって、排気カム２４
のカム面２４ａも上記バルブリフタ２５の頂面２Ｂの傾
斜に伴って、バルブステム１２の軸線と直交する方向に
傾斜された傾斜面をなしており、これら二つのカムｉＩ
［ｉ２４の傾斜方向は排気用カム軸１６上において互い
に逆向きとなっている。

なお、図中符号２７はバルブスプリングを示す。

上記三本のカム軸１５ａ、１５ｂ、１Ｂ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１６
は、互いに噛み合うタイミングギヤ３０，３１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３１が一対のミドルギヤ３２，３３を介してクラン
ク軸ｌａ上のクランクギヤ３４と噛み合っている。また
、排気用カム軸１Ｂ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３５．３８を介して連
動されている。このため、二本の吸気用カム軸１５ａ、
１５ｂはいずれも排気用カム軸１Ｂからの動力伝達によ
り、互いに等速度で回転駆動されるようになっており、
本実施例の場合、少なくともボア中心Ｘｌ上の吸気バル
ブ１０ａを除く他の三個の吸気バルブｆｏｂ、　ｌＯｃ
、　ｌｏｄは同じタイミングで開閉駆動される。

一方、三本のカム軸１５ａ、Ｉ５ｂ、１６を軸支する軸
受部１７とカムキャップ１８との台面部分には、第３図
に示すように各カム軸１５ａ、　１５ｂ、　１６を受け
る軸受孔４０が開口されている。この軸受孔４０は軸受
部１７にカムキャップ１８をボルト締めした状態で、カ
ムケース３ｂの側方から孔開は加工用の工具（図示せず
）を挿通することで開口されるために、カムケース３ｂ
の周壁の上縁部も上記工具によって半円形に削り取られ
ており、この削り跡である凹部４１は各カム軸１５ａ、
１５ｂ、１６の一端側に位置している。そして、三本の
カム軸１５ａ、１５ｂ、１Ｂのうち、中央に位置する吸
気用カム軸１５ｂの軸受孔４０は、他のカム軸１５ａ。

１６の軸受孔４０とは反対側から加工が施されている。

このため、第２図に示すようにカムケース３ｂの周壁上
の凹部４１は、各カム軸１５ａ、　１５ｂ、　１Ｂの軸
方向両側に分散されており、これら凹部４１に隣接して
上記カム軸１５ａ、　１５ｂ、　１Ｂと一体に回転する
タイミングギヤ３０．３１および３５が位置されている
。

また、一方の吸気用カム軸１５ａと排気用カム軸ｌＢ上
の軸受孔４０のうち、最も凹部４■側に位置する軸受孔
４０は、第１図に示すように大径に形成されており、こ
の軸受孔４０の内部にはスラスト力を受けるボールベア
リング４２が嵌合されている。ボールベアリング４２の
アウタレース４２ａは軸受孔４０の内面に嵌合されてい
るとともに、インナレース４２ｂは各カム軸１５ａ、１
Ｂの外周面に嵌合されており、このインナレース４２ｂ
はタイミングギヤ３工との間に介在されたスペーサ４３
と、カム軸１５ａ、１６の外周に設けたフランジ部４４
との間で挾み込まれている。

このような構成によれば、一方の吸気用カム軸１５ａで
直接開閉駆動される三個の吸気バルブ１０ｂ。

１０ｃ、１０ｄのうち、両側の二つの吸気バルブ１０ｂ
。

１０ｄのバルブステム１２を吸気用カム軸１５ａ側に向
って互いに離間する方向に傾斜させたので、隣接する三
本のバルブステム１２の配置間隔が吸気用カム軸１５ａ
側の端部において広くなり、この間隔が広がった分だけ
、バルブリフタ２０の頂面２２の径を大きくすることが
できる。したがって、吸気カム１９ｂ、　１９ｃ、　１
９ｄのリフト量を大きくして、バルブリフト量を増大さ
せることができ、吸入効率が向上する。

また、バルブステム１２の傾斜に伴い、そのバルブリフ
タ２０を押圧する吸気カム１９ｂ、１９ｄのカム面２１
ｂ、２１ｄをバルブステム１２の軸線と直交する方向に
傾斜させると、バルブリフタ２０とカム面２１ｂ。

２１ｄとの接触部が吸気用カム軸１５ａに対して傾くの
で、吸気バルブ１９ｂ、　１９ｃ、　１９ｄの開閉駆動
時、吸気用カム軸１５Ｈにはカム面２１ｂ、２１ｄを通
じてスラスト力が加わろうとする。

しかるに、上記二つのカム面２１ｂ、２１ｄの傾斜方向
は互いに逆向きであるから、このカム面２１ｂ。

２１ｄを通じて吸気用カム軸１５ａに働くスラスト力の
向きも逆となる。このため、スラスト力は上記傾斜され
た二つの吸気バルブ１０ｂ、１０ｄの開閉タイミングが
同一であることも手伝って、吸気用カム軸１５ａ上にお
いて相殺し合うことになり、この吸気用カム軸１５ａお
よびその軸受部分に無理な力が加わらずに済む。

なお、このような効果は、互いに離間する方向に傾斜し
た排気バルブｌｌａ、ｌＬｂを開閉する排気用カム軸ｌ
Ｏ側でも言えることは勿論である。

また、バルブステムＩ２の配置間隔が広くなれば、吸気
用カム軸１５ａ上の吸気カム１９ｂ、　１９ｃ、　１９
ｄの間隔も広がるので、これら吸気カム１９ｂ、　１９
ｃ、　１９ｃｌの間にカムキャップＩ８を無理なく配置
することができる利点もある。

さらに、本実施例では、ボールベアリング４２を嵌合す
るため大径に形成した軸受孔４０を、孔加工時に削り取
られる凹部４１側に最も近い位置に設けたので、この大
径な軸受孔４０の加工を容易に行なうことができる。

なお、上記実施例では、三個の吸気バルブの開閉タイミ
ングを同一としたが、これら吸気バルブのうちのいくつ
かの開閉タイミングを異ならせても良く、この場合であ
っても開閉タイミングのずれはそれ程大きくないため、
クランク軸に働くスラスト力を相殺することができる。

また、本発明を実施するに当たっては、カム軸の駆動手
段はギヤに限らず、例えばチェーンあるいは歯付きベル
トを用いても良い。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、両側の吸気バルブを傾斜
させたことにより、互いに隣接する三本のバルブステム
の配置間隔が広がるので、その分、バルブリフタの径を
大き（することができ、バルブリフト量を充分に大きく
確保することができる。

また、二つの吸気カムのカム面がカム軸に対し傾斜して
いるにも拘らず、これらカム面を通じてカム軸に働くス
ラスト力の向きが逆となり、しかも、この逆向きの力が
略同時に働くから、カム軸上でスラスト力が相殺し合う
ことになり、このカム軸や軸受部に無理な力が加わらず
に済むといった利点がある。

【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−
１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図は吸気
バルブと排気バルブの配置状態を示す概略図、第５図は
カム軸の駆動経路を一部断面した側面図である。 ２　ａ−・・気筒、ｌＯａ、ｌＯｂ、１０ｃ、１０ｄ　
−・・吸気バルブ、１２・・・バルブステム、１５ａ・
・・吸気用カム軸、１９ｂ、　１９ｃ、　１９ｄ・・・
吸気カム、２０・・・バルブリフタ、２１ｂ、２１ｄ・
・・カム面。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ２ａ−−−ａｓｈ　　　　１０ｂ、＋Ｏｃ、１０ｄ−−
−ｏＮＬ□、ルツ１２１５ａ−−−ｏ及ｆ＋甲ａｔ、ｋ
　　　　１９ｂ、１９Ｃ，１９ｄ−−−ｐ、Ｑｉ６ｂ２
０−一−へル１リフタ　　　２１ｂ、２１ｄ−−−，７
，−面＼’ｂ−ス′ｆム 第１図 Ａ２　　　Ａｌ ｔ　　　　／ 第４図 第５ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一気筒当り三個以上の吸気バルブを有し、これら吸気バ
   ルブのうちの三個を夫々バルブリフタを介して一本のカ
   ム軸上の吸気カムで直接開閉駆動する４サイクルエンジ
   ンにおいて、 上記三個の吸気バルブのうち、中央の吸気バルブのバル
   ブステムを上記カム軸に対し直交させるとともに、この
   中央の吸気バルブの両側に位置する二本の吸気バルブの
   バルブステムを、カム軸側に向って互いに離間する方向
   に傾斜させ、この傾斜した二本のバルブステムを押圧す
   る吸気カムのカム面を、これらバルブステムと直交する
   方向に傾斜させたことを特徴とする４サイクルエンジン
   の動弁装置。