JPH0320483Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はエンジンのカム軸支持構造、特にシリ
ンダヘツドにおける吸、排気バルブの上方にカム
軸が配設された頭上カム軸式エンジンのカム軸支
持構造に関する。

（従来技術） 吸、排気バルブの上方に配置したカム軸により
該吸、排気バルブを直接駆動するようにした頭上
カム軸式エンジンにおいては、開弁時にバルブを
閉方向に付勢するバルブスプリングの反力が上記
カム軸に直接作用して該カム軸をカム駆動伝達面
側の反対側に撓ませるという問題がある。特にこ
のカム軸の撓みは、エンジンの高速化に伴つて生
じ易くなるバルブのジヤンプ現象、即ちバルブス
テムの上端（又はタペツト）がカム面から離反す
る現象やバウンス現象、即ちバルブが着座後に弁
座から飛びはねる現象等を防止するためにバルブ
スプリングを強くした時に著しくなり、またこの
カム軸の撓みのために上記ジヤンプ現象等が一層
生じ易くなる。

この問題に対しては、カム軸を支承する軸受の
個数を多くすればよいが、特に頭上カム軸式エン
ジンの場合にはシリンダヘツドに多数の軸受を設
けるスペースの余裕がなく、軸受を多くしようと
するとエンジンの全長が長くなつてしまう。ま
た、軸受を多くすると、カム軸の摺動抵抗ないし
駆動トルクが増大し、カム軸の駆動によるエンジ
ン出力の損失が大きくなる。

ところで、特開昭57−2409号公報によれば、１
気筒について吸、排気バルブが各２個設けられ且
つ各吸気バルブ及び排気バルブを夫々駆動する２
本のカム軸が備えられた４バルブ２頭上カム軸式
エンジンにおいて、これらのカム軸の軸受を該軸
における一対のカム間に設けるようにしたカム軸
の支持構造に関する発明が開示されている。この
発明は、この種のエンジンにおいては、隣接気筒
間に配設されるシリンダヘツドボルトがカム軸の
下方に位置するため、カム軸の軸受を隣接気筒間
に設けようとすると該軸をシリンダヘツドボルト
の外側に配置せざるを得ず、これに伴つてエンジ
ンの幅が広くなるという問題に対処するものであ
る。しかし、この発明のように、カム軸における
一対のカム間に該軸を完全に挟持する軸受を設け
ようとすると、このような軸受は潤滑用の油溝と
その両側のシール部とが必要で幅を余り狭くする
ことができないため、一対のカム間の寸法が必然
的に長くなり、特にカム軸の撓みを防止するため
に、一対のカム間と隣接気筒間の両者に軸受を設
けようとすると、カム軸の寸法、ひいてはエンジ
ンの全長が著しく長くなる。

（考案の目的） 本考案は、頭上カム軸式エンジンのカム軸支持
構造における上記のような実情に対処するもの
で、カム軸に対する摺動抵抗や駆動トルクを著し
く増大させることなく、バルブスプリングの反力
による該カム軸の撓みを効果的に抑制し、もつて
バルブのジヤンプ現象やバウンス現象、これに伴
う吸、排気性能の悪化やエンジン出力の低下等を
防止することを目的とすると共に、特にこれをエ
ンジンの全長を長くすることなく実現することを
目的とする。

（考案の構成） 本考案に係るエンジンのカム軸支持構造は上記
目的達成のため次のように構成したことを特徴と
する。

即ち、シリンダヘツドにおける吸、排気バルブ
の上方にカム軸が配設された頭上カム軸式エンジ
ンにおいて、１本のカム軸に対して該軸を２方向
から完全に挟持する少なくとも２個の完全軸受
と、該軸をカム駆動伝達面側の反対側からのみ支
持する部分軸受とを設け、且つ上記完全軸受にお
けるカム軸をカム駆動伝達面側の反対側から支持
する軸受キヤツプと上記部分軸受とを連結一体化
する。そして、この連結部に、完全軸受に供給さ
れる潤滑油を部分軸受側に導くオイル通路を設け
る。このような構成によると、上記部分軸受は、
カム軸のカム駆動伝達面の反対側に位置するか
ら、カム軸にカム駆動伝達面側から作用するバル
ブスプリングの反力を上記完全軸受と同様に受け
止めることができ、従つて完全軸受を多数個設け
た場合と同様にカム軸の撓みが効果的に抑制され
ることになる。その場合に、この部分軸受はカム
軸を完全に挟持するものではないから摺動抵抗が
小さく、従つてカム軸の駆動トルクないしエンジ
ン出力の損失が著しく増大することがないと共
に、完全軸受キヤツプと一体化されて剛性が高く
なつているため肉厚を薄くすることが可能とな
り、該部分軸受を設けることによつてエンジンの
全長が長くなることがない。そして、この部分軸
受は、カム軸から直接潤滑油を供給することがで
きず、また各気筒における隣接する一対のカム間
等のスペース的に厳しい部位に設けられることが
多いにも拘らず、該部分軸受の剛性を高めるため
の連結部を利用して設けられたオイル通路によ
り、所要の潤滑が行われることになる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

尚、本実施例はバルブタイミングの可変機構が
備えられた４バルブ２頭上カム軸式エンジンに関
するものである。

第１〜３図に示すように、シリンダヘツド１に
１気筒について２つの吸気ポート２₁，２₂と２つ
の排気ポート３₁，３₂とが設けられ、夫々第１、
第２吸気バルブ４₁，４₂及び第１、第２排気バル
ブ５₁，５₂を介して燃焼室６に連通されていると
共に、これらのバルブ４₁，４₂，５₁，５₂はバル
ブスプリング７……７により常時上方（閉方向）
に付勢されている。また、上記シリンダヘツド１
は、複数のヘツドボルト８……８によつてシリン
ダブロツク９に固着されていると共に、該シリン
ダヘツド１における各燃焼室６……６の上部中央
には点火プラグ１０……１０が夫々配設されてい
る。

一方、シリンダヘツド１の上部両側部には吸気
カム軸１１及び排気カム軸１２が平行に配設され
ている。これらのカム軸１１，１２には、夫々１
気筒について第１、第２吸気カム１３₁，１３₂及
び第１、第２排気カム１４₁，１４₂が設けられて
いると共に、これらのカム１３₁，１３₂，１４₁，
１４₂と上記各バルブ４₁，４₂，５₁，５₂のステム
上端とがタペツト１５₁……１５₁，１５₂……１
５₂を介して夫々当接され、これにより吸気カム
軸１１の回転により各気筒の第１、第２吸気バル
ブ４₁，４₂が所定のタイミングで開動され、また
排気カム軸１２の回転により各気筒の第１、第２
排気バルブ５₁，５₂が所定のタイミングで開動さ
れるようになつている。ここで、両カム軸１１，
１２の一方の端部にはタイミングプーリ１６が固
着され、該プーリ１６とクランクシヤフトに固着
されたプーリとの間に巻掛けられたタイミングベ
ルト（図示せず）を介してこれらのカム軸１１，
１２がクランクシヤフトに同期して回転駆動され
るようになつている。

尚、この実施例においては、吸気カム軸１１に
おける第１、第２気筒間及び第３、第４気筒間の
ジヤーナル部１７，１７（第３、第４気筒間につ
いては図示せず。以下同様）及び排気カム軸１２
における第１、第２気筒間及び第３、第４気筒間
のジヤーナル部１７……１７には、バケツトボツ
クス１８……１８と該バケツトボツクス１８……
１８に結合されたバケツトキヤツプ１９……１９
とで当該カム軸１１，１２のジヤーナル部１７…
…１７を挟持して該カム軸１１又は１２の回りに
回動自在に保持された回動部材２０……２０が備
えられていると共に、各回動部材２０……２０に
おけるバケツトボツクス１８には２個のタペツト
嵌挿孔１８ａ，１８ａが設けられ、これらの４組
８個の嵌挿孔１８ａ……１８ａに夫々隣接する第
１、第２気筒における第１吸気バルブ４₁，４₁の
タペツト１５₁，１５₁、第３、第４気筒における
第１吸気バルブ４₁，４₁のタペツト１５₁，１５
_１、第１、第２気筒における第１排気バルブ５₁，
５₁のタペツト１５₁，１５₁及び第３、第４気筒
における第１排気バルブ５₁，５₁のタペツト１５
_１，１５₁が摺動自在に嵌挿されている。そして、
第３図に示すように、吸気カム軸１１上における
第１、第２気筒間の回動部材２０におけるバケツ
トボツクス１８の下面に形成されたギヤ１８ｂに
シリンダヘツド１に横方向に配設された駆動軸２
１のギヤ２１ａが噛合されていると共に、該駆動
軸２１を回転させるモータ２２が備えられ、且つ
該回動部材２０のバケツトキヤツプ１９と、同じ
く吸気カム軸１１上における第３、第４気筒間に
備えられた回動部材２０のバケツトキヤツプ１９
とが連結部１９ａを介して連結されていることに
より、上記モータ２２の回転に伴つてこれらの回
動部材２０，２０が一体的に吸気カム軸１１回り
に回動されるようになつている。また、同様にし
て排気カム軸１２上における第１、第２気筒間の
回動部材２０及び第３、第４気筒間の回動部材２
０も排気カム軸１２の回りに回動されるようにな
つている。これにより、各気筒の第１吸気バルブ
４₁……４₁及び第１排気バルブ５₁……５₁のタペ
ツト１５₁……１５₁が吸気カム軸１１及び排気カ
ム軸１２の周りに回動され、これらのカム軸１
１，１２の所定回転角度位置に対する各カム１３
_１……１３₁，１４₁……１４₁とタペツト１５₁……
１５₁との当接位置が移動されることにより、上
記第１吸気バルブ４₁……４₁及び第１排気バルブ
５₁……５₁の開閉タイミングがエンジンの運転状
態に応じて変化されるようになつている。ここ
で、各気筒の第２吸気バルブ４₂……４₂及び第２
排気バルブ５₂……５₂のタペツト１５₂……１５₂
はシリンダヘツド１に設けられた嵌挿孔１ａ……
１ａに嵌挿されている。

然して、上記吸気カム軸１１及び排気カム軸１
２は、両端部と第２、第３気筒間において軸受２
３……２３により回転自在に支承されているが、
これらの軸受２３……２３は、夫々シリンダヘツ
ド１の端壁１ｂ及び第２、第３気筒間の仕切壁１
ｃに半円状の凹部を形成すると共に、これらの端
壁１ｂ及び仕切壁１ｃの上端面に同じく半円状の
凹部を有する軸受キヤツプ２４……２４をボルト
２５……２５を用いて固着した構成とされ、これ
らの軸受２３……２３により、カム軸１１，１２
における両端部及び第２、第３気筒間部に設けら
れた主ジヤーナル部２６……２６が全周囲から完
全に挟持されている。

また、上記のような主ジヤーナル部２６……２
６を完全に挟持する軸受（完全軸受）２３……２
３とは別に、カム軸１１，１２は、各気筒の第
１、第２吸気カム１３₁，１３₂間及び第１、第２
排気カム１４₁，１４₂間においても軸受２７……
２７により支持されるようになつている。この軸
受２７……２７はボルト２８……２８によりシリ
ンダヘツド１に固着された軸受キヤツプ２９……
２９のみで構成された部分軸受であつて、該軸受
キヤツプ２９……２９に形成された半円状の軸受
凹部２９ａ……２９ａがカム軸１１，１２におけ
る第１、第２吸気カム１３₁，１３₂間及び第１、
第２排気カム１４₁，１４₂間に設けられた補助ジ
ヤーナル部３０……３０の上半部に上方、即ちカ
ム駆動伝達面の反対側から嵌合されている。

そして、第１図に示すように、上記排気カム軸
１２の第１気筒側の端部における完全軸受２３₁
を構成している軸受キヤツプ２４と第１気筒の第
１、第２排気カム１４₁，１４₂間における部分軸
受２７₁を構成している軸受キヤツプ２９、及び
図示しないが該排気カム軸１２の第４気筒側の端
部における完全軸受を構成している軸受キヤツプ
と第４気筒の第１、第２排気カム間における部分
軸受を構成している軸受キヤツプとは、夫々連結
部３１，３１によつて連結一体化されて、単一の
キヤツプ部材３２₁，３２₁とされており、また排
気カム軸１２の第２、第３気筒間における完全軸
受２３₂を構成している軸受キヤツプ２４と、そ
の両側に位置する第２気筒の第１、第２排気カム
１４₁，１４₂間における部分軸受２７₂の軸受キ
ヤツプ２９及び第３気筒の第１、第２排気カム１
４₁，１４₂間における部分軸受２７₃の軸受キヤ
ツプ２９も連結部３１……３１によつて連結一体
化されて単一のキヤツプ部材３２₂とされている。
更に、図示しないが、吸気カム軸１１の各軸受に
おいても同様に構成されている。

ここで、第４〜７図に示すように各キヤツプ部
材３２₁（図示のキヤツプ部材は吸気カム軸１１の
第１気筒側端部のものであるが、他のキヤツプ部
材についても同様）には、一端が完全軸受２３の
軸受キヤツプ２４における半円状凹部２４ａの内
周面に開口する第１通路３３と、該第１通路３３
の他端に一端が連通し且つ一方の連結部３１内を
通つて他端が部分軸受２７の軸受キヤツプ２９に
おけるボルト挿通孔３４に開口する第２通路３５
と、一端が該ボルト挿通孔３４に開口し且つ他端
が部分軸受２７の軸受キヤツプ２９における半円
状凹部２９ａの内周面に開口する第３通路３６と
でなるオイル通路が形成されている。そして、第
６図に示すように上記第１通路３３の一端がカム
軸１１，１２の主ジヤーナル部２６に形成された
周溝３７及び該周溝３７が通じる半径方向の孔３
８を介して該軸１１，１２の軸心部を軸方向に穿
設されたオイル供給路３９に連通されていると共
に、第７図に示すように上記第３通路３６の他端
部は部分軸受２７の軸受キヤツプ２９における半
円状凹部２９ａの内周面に形成された三日月状の
オイル溝４０に連通されている。尚、この実施例
においては、各部分軸受２７……２７の下方にシ
リンダヘツド１から薄肉の壁体１ｄが立設されて
いるが、これは上記部分軸受２７の軸受キヤツプ
２９と共に、軸受を構成するものではなく、該軸
受キヤツプ２９をシリンダヘツドに組付けた状態
で軸受凹部２９ａを加工する場合に、刃物の下方
への逃げを防止するためのものである。

上記の構成によれば、吸気カム軸１１及び排気
カム軸１２の回転により吸気バルブ４₁，４₂及び
排気バルブ５₁，５₂をバルブスプリング７……７
に抗して下方に開動させる時にカム軸１１，１２
の各カム１３₁，１３₂，１４₁，１４₂に上向きに
作用する上記バルブスプリング７……７の反力
は、カム軸１１，１２の両端部及び第２、第３気
筒間を支承する完全軸受２３……２３に受止めら
れるが、特にバルブスプリング７……７が強い場
合にはこれらの軸受２３……２３だけではカム軸
１１，１２が上記完全軸受２３，２３の中間部で
上方に撓む可能性がある。しかし、カム軸１１，
１２は各気筒における第１、第２吸気カム１３₁，
１３₂間及び第１、第２排気カム１４₁，１４₂間
の補助ジヤーナル部３０……３０において部分軸
受２７……２７により上側、即ちカム駆動伝達面
の反対側から支持され、これらの部分軸受２７…
…２７によつても上記の反力が受止められるよう
になつている。つまり、バルブスプリング７……
７の反力に対しては、カム軸１１，１２は両端部
と第２、第３気筒間に加えて、各気筒における一
対のカム間においても支持され、これにより上記
反力によるカム軸１１，１２の撓みが抑制され、
カム軸１１，１２の撓みによる吸、排気バルブ４
_１，４₂，５₁，５₂のジヤンプ現象やバウンス現象
が防止されることになる。その場合に、上記部分
軸受２７……２７は、カム軸１１，１２の補助ジ
ヤーナル部３０……３０を上側からのみ支持する
ものであるから、上下両方向から完全に挟持する
完全軸受２３……２３に比較して摺動抵抗が小さ
く、従つてカム軸１１，１２の撓みを防止するた
めに部分軸受２７……２７を設けることによつて
該カム軸１１，１２の駆動トルクが著しく増大す
ることがない。

また、部分軸受２７……２７はスペースに余裕
があるカム軸１１，１２の上方に位置する軸受キ
ヤツプ２９……２９だけで構成されているので、
この部分軸受２７……２７を設けることにより各
気筒の第１、第２カム間の寸法を長くする必要が
ないのであるが、更に各部分軸受２７を構成して
いる軸受キヤツプ２９は、連結部３１，３１によ
つて隣接する完全軸受２３の軸受キヤツプ２４に
連結一体化されて、夫々単一のキヤツプ部材３２
_１，３２₂を構成しているから、該部分軸受２７の
軸受キヤツプ２９は完全軸受２３の軸受キヤツプ
２４から分離されている場合より剛性が高くなつ
ており、そのため該部分軸受２７（軸受キヤツプ
２９）の肉厚を薄くすることが可能となる。これ
により、該部分軸受２７……２７が設けられるカ
ム軸１１，１２の第１、第２吸気カム１３₁，１
３₂間及び第１、第２排気カム１４₁，１４₂間の
寸法を一層狭くすることができ、カム軸１１，１
２の全長ないしエンジンの全長を長くすることな
く、該カム軸１１，１２について夫々複数（この
実施例では４個）の部分軸受２７……２７を設け
ることが可能となる。

尚、カム軸１１，１２の主ジヤーナル部２６…
…２６及び補助ジヤーナル部３０……３０を潤滑
するためのオイルは、第４〜７図に示すように上
記カム軸１１，１２の軸心部を軸方向に穿設され
たオイル供給路３９から該カム軸１１，１２の半
径方向の孔３８を経て該カム軸１１，１２の周面
に設けられた周溝３７に至り、一旦ここで主ジヤ
ーナル部２６を潤滑した後、完全軸受２３の軸受
キヤツプ２４内に穿設された第１通路３３、連結
部３１内に穿設された第２通路３５、部分軸受２
７の軸受キヤツプ２９に設けられたボルト挿通孔
３４におけるボルト２８の周囲、及び同じく軸受
キヤツプ２９内に穿設された第３通路３６を経
て、該軸受キヤツプ２９の半円状凹部２７ａの内
周面に形成された三日月状のオイル溝４０に至
り、補助ジヤーナル部３０を潤滑する。その場合
に、下半部が開放されている補助ジヤーナル部３
０の潤滑は、主ジヤーナル部２６を潤滑した後に
行われ、しかも上記オイル溝４０が三日月状にさ
れて両端部４０′，４０′（第７図参照）が閉鎖さ
れているので、潤滑オイルの漏出による油圧低下
を防止することができる。

（考案の効果） 以上のように本考案によれば、吸、排気バルブ
の上方にカム軸が配設された頭上カム軸式エンジ
ンにおいて、上記カム軸を２方向から完全に挟持
する少なくとも２個の完全軸受と、該カム軸をカ
ム駆動伝達面の反対側からのみ支持する部分軸受
とを設けたから、カム軸の駆動トルクを増大させ
ることなく、バルブスプリングの反力による該カ
ム軸の撓みを防止することができる。特に本考案
においては、上記完全軸受の軸受キヤツプと部分
軸受とを連結部を介して連結一体化するようにし
たから、該完全軸受及び部分軸受の剛性が高くな
つて、上記反力によるカム軸の撓みが一層効果的
に抑制され、もつてカム軸の撓みによる吸、排気
バルブのジヤンプ現象やバウンス現象、これらに
起因する吸、排気性能の悪化やエンジン出力の低
下等が防止される。また、部分軸受の剛性が高め
られたことによつて、該部分軸受の肉厚を薄くす
ることが可能となるため、カム軸の全長ないしエ
ンジンの全長を長くすることなく。上記反力を受
止める部分軸受を多数設けることができると共
に、該部分軸受が各気筒における隣接する一対の
カム間等のスペース的に厳しい部位に設けられる
場合にも、該部分軸受に対する所要の潤滑を行う
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
シリンダヘツドの要部平面図、第２図はシリンダ
ヘツドの要部縦断側面図、第３図は第１図−
線で切断した縦断正面図である。また、第４図は
完全軸受の軸受キヤツプと部分軸受の軸受キヤツ
プとの連結状態を示す平面図、第５，６，７図は
夫々第４図−線、−線、−線で切断
した断面図である。 １１，１２……カム軸、２３……完全軸受、２
７……部分軸受、３１……連結部、３３，３５，
３６……オイル通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. カム軸を支持する軸受として、１本のカム軸に
   対して該軸を２方向から完全に挟持する少なくと
   も２個の完全軸受と、該軸をカム駆動伝達面側の
   反対側のみから支持する部分軸受とを設けると共
   に、上記完全軸受におけるカム軸をカム駆動伝達
   面側の反対側から支持する軸受キヤツプと上記部
   分軸受とを連結一体化し、且つ該連結部に完全軸
   受に供給される潤滑油を部分軸受側に導くオイル
   通路を設けたことを特徴とするエンジンのカム軸
   支持構造。