JPH03156108A - 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］ 本発明はエンジンの動弁装置に係り、例えば燃焼室毎に
吸排気弁を合計で５個備えたエンジンの動弁装置に関す
る。

［従来の技術］ エンジンの高出力化に伴ない、吸気充填効率を増大させ
るために燃焼室毎に吸排気弁を５個備えたエンジンが種
々提案されている。

このように燃焼室毎に吸排気弁を５個備える場合におい
て、頭部に被せられる所謂パケットタイプ形式の吸排気
弁の内の３個を、共通の頭上カムシャフトにより直接駆
動するようにすると、パケットの外直径が大きいことか
ら頭上カムシャフトの長手方向に占められる範囲が大き
くなる結果、３個の弁を配設することができなくなる。

そこで、共通の頭上カムシャフトにより３個の弁を直接
駆動するためには、パケットを使用することなく、カム
シャフトの長手方向の占有寸法が小さい所謂スイングア
ームな介して３個の弁を駆動する提案が必然的になされ
ることになる。

特開昭６２−７８４５３号公報のｒ内燃機関の吸排気装
置Ｊは、上述した燃焼室毎に吸排気弁を５個分備えてい
るエンジンに関する提案の一つであり、本提案によれば
、吸気バルブを少な（とも３つ設け、各吸気バルブを互
いに平行になる同一角度状態で配設可能とすることによ
り、内燃機関の加工時の機械工作性を向上する一方、共
通の頭上カムシャフトによりスイングアーム（共通の軸
で回動自在に支持される）を介して３個の弁を直接駆動
するように構成されている。

一方、特開昭５１−３０９０８号公報のＶディーゼルエ
ンジンのロッカーアーム装置においては、ロッカーアー
ムが弁の頭部に当接する部位にローラを軸支した提案が
なされている。

［本発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の特開昭６２−７８４５３号公報の
提案になる内燃機関においては、共通の頭上カムシャフ
トにより夫々独立して駆動される３個のスイングアーム
の内、両側に設けられるスイングアームと、間に設けら
れるスイングアームは、吸気バルブを互いに平行になる
同一角度状態で配設する関係上、全長が異なることにな
り、間に設けられるスイングアームの全長は両側に設け
られるスイングアームの全長よりも長くなる。この結果
、間に設けられるスイングアームの剛性が両側に設けら
れるスイングアームよりも劣り、かつ追従性も劣る結果
、エンジンの高出力化を阻害する問題点があった。

一方、特開昭５１−３０９０８号公報の提案においては
、ローラの略全体がロッカーアームに内蔵されて軸支さ
れる構成であることから、ローラの外直径には限界があ
り、特にカムシャフトと弁頭部の間の限られた寸法範囲
において介在されるスイングアームにローラを設ける場
合にはローラの外直径を小さくしなけらばならない。こ
のようにローラの外直径を小さくすると、接触面積が小
さくなるので弁頭部に当接する面圧が太き（なり限界値
を越える問題点がある。

したがって１本発明のエンジンの動弁装置は上記の問題
点に鑑みてなされたものであり、その目的は、カムシャ
フトにより夫々独立して駆動されるローラを設けたスイ
ングアームな限られた寸法範囲において配設することに
より小型化を図るとともに、弁のコジリ（弁の倒れる力
）発生を防止してエンジンの高出力化を図ることにある
。

［課題を解決するための手段］ 上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に
係わるエンジンの動弁装置は、以下の構成を備える。即
ち、カムシャフトに対して追動するように軸体で回動支
持されたスイングアームを介して駆動される弁を燃焼室
毎に備えたエンジンの動弁装置であって、前記カムシャ
フトに対して摺接される前記スイングアームの摺接部の
略中央部位で上端が開口するとともに前記弁の頭部に対
向する位置で下端が開口した空間部と、該空間部にする
潜入状態で回動自在に軸支される所定の外直径を有する
ローラとを備えて構成される。

［作用Ｊ 以上のように構成されるエンジンの動弁装置によれば、
スイングアームに形成された空間部において軸支される
一方、面圧が限界値を越えない十分な外直径を有したロ
ーラを弁頭部に対して回動されなから当接することによ
り、弁のコジリ９本発明止しエンジンの高出力化を図る
ように働（。

［実施例］ 以下に添付図面を参照して、本発明に関わるエンジンの
動弁装置の実施例について説明する。

第１図はエンジンの動弁装置の実施例に係る要部断面の
正面図であり、第２図は第１図の平面図であり、要部の
みを概略的に示している。

両図において、エンジン１０は内部おいて上下動するピ
ストン３８を備えた燃焼室３６を紙面表裏方向に所定数
具備しており、各燃焼室３６毎に吸排気弁を合計５個設
けて吸気充填効率並びに排気効率を高めるようにしてい
る。ここで、これ以降説明する吸気弁と排気弁は吸気弁
が３個であり、排気弁が２個設けられる場合に限定して
述べるが、吸気弁が２個で排気弁が３個、あるいは吸排
気弁を夫々３個設けた６弁としても良い。

第１図において、燃焼室３６内に矢印入方向の混合気を
送り込むための流路を構成した第１吸気ボート２４の燃
焼室３６に対する開口端の開閉を行なう第１吸気弁１２
は、案内軸１３により挿通支持状態にされて矢印Ｅ方向
に移動可能に案内される一方、座金１８を図示のように
各弁当９２個夫々設けて圧縮バネである弁スプリング２
０を座金１８の間に設けて第１吸気弁１２が閉状態にな
るように常時付勢されている。これら座金１８の内、弁
の上端に設けられる座金１８は、多弁の上端近くに形成
された溝部１２ａにセットされているコツター１９の外
周傾斜部により抜は防止されて保持されている。

そして、この座金１８の中心部位に当る弁頭部にはセラ
ミック材等の高耐摩耗性を有する材料からなる頭部キャ
ップ２２が挿入されており、この頭部キャップ２２が後
述のスイングアームと当接されて、矢印Ｅ方向に移動さ
れる結果、第１吸気弁１２の弁部１２ａが第１吸気ボー
ト２４の開口端に位置するようにして、燃焼室３６内に
混合気を送り込めない状態にする一方、矢印Ｅ方向に移
動されて開状態にされて燃焼室３６内に混合気を送り込
む状態にするようにしている。

次に第１図とさらに第２図を参照して、破線図示の第２
吸気ボート２４には破線図示の第２吸気弁１４が、さら
に第２吸気弁１４を間にして両側に位置される、もう一
方の第１吸気ボート２４には第１吸気弁１２が夫々案内
軸１３により挿通支持状態にされて設けられており、夫
々の弁部１４ａ、１２ａにより吸気ボートの開口端を上
述の第１吸気弁１２と同様に作用して適宜開閉するよう
にしている。したがって、吸気弁は合計で３個設けられ
ている。

一方、２個分を形成している排気ボート２８には排気弁
１６が上述の第１吸気弁１２と略同様に設けられており
、カムシャフト３２に追動されて適宜開閉されて矢印Ｂ
方向に燃焼後の排気ガスを送り出す状態とそうでない状
態とにされている。

また、点火プラグ３０は燃焼室３６の略中央部位に電極
３０ａが位置されるように図示のように傾けて設けられ
ており、混合気への着火を効率的に行なえるようにして
いる。

次に、共通のカムシャフト３２のカム面３２ａに対して
追動される３個のスイングアームは、両側に設けられる
上述の第１吸気弁１２の頭部に夫々当接される２個の第
１スイングアーム１と、第２吸気弁１４の頭部に当接さ
れる１個の第２スイングアーム２の合計３個のスイング
アームがスイングシャフト３４により揺動自在に軸支さ
れている。このように支持されている２個の第１スイン
グアーム１と第２スイングアーム２は前述の２個の第１
吸気弁１２と第２吸気弁１４の頭部キャップ２２と共通
のカムシャフト３２のカム面３２ａの間に夫々介在され
ている。

したがって、カムシャフト３２の矢印Ｃ方向の回転に伴
って変化するカム面３２ａの外形変化により第１、第２
スイングアームｌ、２は夫々独立して矢印り方向に揺動
することにより、第１吸気弁１２と第２吸気弁１４とを
矢印り方向に駆動する。このように配設される吸気弁の
内の両側に設けられる第１吸気弁１２の駆動方向に沿う
第１軸線ＣＬ、と、間に設けられる第２排気弁１４の第
２軸線ＣＬ、とけ図示のようにカムシャフト３２の回動
中心軸近傍において略交差するように互いにオフセット
角度θを設けて傾けて配設されている。このように第１
吸気弁１２と第２吸気弁１４とを傾けて設けることによ
り、第１スイングアーム１と第２スイングアーム２の全
長を略等しくすることができる結果、スイングアームの
剛性及び応答性を略等しく設定できるようになり、ひい
てはエンジン出力向上に寄与するものである。

次に、第３図は第１図の第１、第２スインングアームの
正面図、第４図は第３図の平面図を夫々表したものであ
る。両図において、上述の第１スイングアーム１と第２
スイングアーム２とは略同様に構成されるものであるの
で、第１スイングアームｌのみの構成を述べて第２スイ
ングアーム２の構成は割愛すると、第１スイングアーム
１はカム面３２ａに対して当接されるセラミック材料等
の高耐摩耗性を有する材料からなる摺接面４を上部に形
成している。この摺接面４の略中央部位には、上端が摺
接面４の面上において開口する一方、下端が上述の頭部
キャップ２２に対向するように開口されている空間部８
が形成されている。

図示のように第１スイングアームｌの高さＬ分に近い外
直径を有するローラ３はローラ軸５により回動自在にさ
れて第１スイングアーム１の中間部８において軸支され
ている。このローラ３は頭部キャップ２２に対して当接
しており、前述の矢印りの揺動により上死点Ｘと下死点
Ｙを結ぶ軌跡に沿いローラ３が二点鎖線の図示の位置に
揺動されるようにして、第１軸線ＣＬ、に沿って移動さ
れる第１吸気弁１２の頭部キャップ２２の当接面に当接
される際に、ローラ３が図中の矢印Ｆ方向に自由に回動
してコジリを無くすようにしている。

また、第２スイングアーム２に設けられたローラ３も第
２軸線ＣＬ２に沿って移動される第２吸気弁１４の頭部
キャップ２２の当接面に当接される際に、ローラ３が回
動してコジリを無くすようにしている。ここで、上述の
空間部８は上下のみ開口して形成される場合のみ説明し
たが、空間部８を二叉状に形成しても良く、この場合に
はローラ３の装着作業がより簡単になる。

第５図は第４図のＺ−Ｚ矢視断面図であり、カムシャフ
ト３２のカム面３２ａに対して摺接面４が摺接されると
ともに、頭部キャップ２２に対してローラ３が当接され
る様子を表している。

図示のようにスイングアームの高さＬに略相当する外直
径なローラ３が有していることが分かる。

また、ローラ軸５は中空部５ａを有する軸体として構成
されて慣性質量を削減するとともに、中空部５ａ内を潤
滑油の通路としても使用できるようにしている。また、
摺接面４は図示のように摺接部位が幅広になるよう形成
されている。

以上の構成により、許容範囲に納まる最大外直径を有す
るローラ３の外周面と頭部キャップ２２の当接面との面
圧を小さ（し、かつカム面３２ａとの摺接面４を十分に
確保するようにできる。

次に、第６図は第１、第２スインングアームの別の実施
例に係る正面図、第７図は第６図の平面図、第８図は第
７図のＷ−Ｗ矢視断面図である。

第６図乃至第８図において、第１、第２スインングアー
ムの基本構成は上述の第３図乃至第５図に基づいて説明
済みなので、相違部分に限定して述べると、第１スイン
グアーム１の空間部８は図示のように二叉状に分岐され
ており、外直径が大きく設定されたローラ３を収容可能
にする一方、ローラ軸Ｓにより回動自在に軸支できるよ
うにしている。このように回動自在に軸支されるローラ
３の頭部キャップ２２に当接する面の面積は更に大きく
設定できるので、より面圧の低下を図ることができる。

しかしながら、このようにローラ３を設けると、カム面
３２ａにローラ３が位置的に干渉してしまうので、カム
面３２ａの中央部には溝部３２ｂが形成されることにな
る。（第８図）以上説明した別の実施例に係るスイング
アームは頭部キャップ２２とローラ３との面圧はさらに
低く設定できるようになる。

以上説明したように、エンジンの動弁装置を構成するこ
とによりエンジンの高出力化を鴎るとともに、特にエン
ジンのヘッドカバ一部の小型軽量を図ることができる。

尚、上述のエンジンの動弁装置は５弁を燃焼室毎に設け
た例に限定して述べたが、４弁、３弁、２弁の何れの場
合にも本発明は実施可能であることは言うまでもなく、
さらには６弁以上にも適用可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明のエンジンの動弁装置によ
れば、カムシャフトにより夫々独立して駆動されるロー
ラを設けたスイングアームな限られた寸法範囲において
配設することにより小型化を図るとともに、コジリ発生
を防止してエンジンの高出力化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンジンの動弁装置の実施例に係る要部断面の
正面図、 第２図は第１図の要部のみを概略的に示した平面図、 第３図は第１図の第１、第２スインングアームの正面図
、 第４図は第３図の平面図、 第５図は第４図のＺ−Ｚ矢視断面図、 第６図は第１、第２スインングアームの別の実施例に係
る正面図、 第７図は第６図の平面図、 第８図は第７図のＷ−Ｗ矢視断面図である。 角度、 Ｌ・・・高さである。 図中、ｌ・・・第１スイングアーム、２・・・第２スイ
ングアーム、３・・・ローラ、４・・・摺接面、５・・
・ローラ軸、６・・・当接面、８・・・空間部、１０・
・・エンジン、１２・・・第１吸気弁、１３・・・案内
軸、１４・・・第２吸気弁、１６・・・排気弁、１８・
・・座金２１９・・・コツター、２０・・・弁スプリン
グ、 ２２・・・頭部キャップ、２４・・・第１吸気ボート、
２６・・・第２吸気ボート、２８・・・排気ボート、３
０・・・点火プラグ、３２・・・カムシャフト、３２ａ
・・・カム面、３４・・・スイングアームシャフト、３
６・・・燃焼室、３８・・・ピストン、θ・・・オフセ
ット第３図 第 図 第４図 ５３− ３２ａ 第７図 １２．１４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 カムシャフトに対して追動するように軸体で回動支持さ
   れたスイングアームを介して駆動される弁を燃焼室に備
   えたエンジンの動弁装置であつて、 前記カムシャフトに対して摺接される前記スイングアー
   ムの摺接部の略中央部位で上端が開口するとともに前記
   弁の頭部に対向する位置で下端が開口した空間部と、 該空間部にする潜入状態で回動自在に軸支される所定の
   外直径を有するローラとを備えたことを特徴とするエン
   ジンの動弁装置。