JPH0326810A - Ｏｈｃ型動弁機構装置 - 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、シリンダヘッドに設けられて吸排気弁を開閉
駆動させる動弁ａ横装置に係り、特に、吸排気弁の開弁
面積を大きくできて高出力が得られると共に、吸・ｕｔ
気弁を高速で開閉駆動できる動弁機楕装置に関する． ［従来の技術コ 一般に、四サイクルエンジン等においては、吸・排気弁
を開閉駆動させるための動弁ａ椙装置がシリンダヘッド
上部に収付けられている．この動弁機構装置にあっては
、低コストで高出力を得るべく、１本のカムシャフトに
より少なくとも３個以上の吸・排気弁を開閉駆動させる
ようにしたものが特開昭６１−１６０５０７号，特開昭
５６−１６７８０５号公報等において知られている．す
なわち、この形式の動弁機構装置は、従来、第８図及び
第１０図に示すように構成されていた．第８図に示す動
弁機構装置ａは、シリンダヘッドｂの上部ほぼ中央にカ
ムシャフトＣが回動自在に軸支されていると共に、その
カムシャフトＣを挟むように１対のロッカシャフトｄ，
ｅが配置され、さらに、そのロッカシャフトｄ，ｅには
それぞれ口ツカアームｆ．ｇが揺動自在に支持されてい
る．ロッカアームｆ．ｇは、その一端部がそれぞれカム
シャフトＣに形成されたカムｈ，ｉに、他端部がそれぞ
れ吸気弁ｊ及び排気弁ｋに当接されており、そのため、
カムシャフトＣの回転により吸気弁ｊ及び排気弁ｋを開
閉駆動させることができる． また、第１０図に示す動弁機横装置Ｔｒｉは、シリンダ
ヘッドｂ上部に、カムシャフｌ−　ｎが排気弁ｋ側にオ
フセット配置されて回動自在に軸支されていると共に、
そのカムシャフトｎと近接してｌ本のロッカシャフト０
が配置され、さらに、そのロッカシャフト０には互いに
長さの異なる１対のロッカアームρ，ｑが揺動自在に支
持されている．短寸のロッカアームｑは、その一端部が
カムシャ７トｎに形成されたカムｒに、曲＠部が排気弁
ｋにそれぞれ当接されており、長寸のロツカアームＰは
、その一端部がカムＳに、池端部が吸気弁ｊに当接され
でいる．そのため、上述と同様に、カムシャフトｎの回
転により吸・排気弁Ｊ，ｋを駆動させることができる． ［発明が解決しようとする課ＩＪ］ ところが、上述の動弁機楕装ｌａにあっては４カムシャ
フトＣがシリンダヘッドｂのほぼ上部中央に配置されて
いる．そのため、点火栓ｔとカムシャフトＣとの干渉を
Ｍ＜ｉるべく、点火栓１、をシリンダヘッドｂに傾斜し
て収り付けざるを得す、しかも、その点火栓ｔの配置ス
ペースを確保すべく、吸・排気弁Ｊ，ｋの間隔を大きく
とらざるを得なかった．したがって、第９図に示すよう
に吸・排気弁ｊ，ｋの弁径Ｄを大きくとれないことにな
り、吸・排気弁Ｊ，ｋの開弁面積が小さく、高出力のヱ
ンジンを得ることができない問題を生じていた．また、
点火栓ｔが傾斜して取付けられることから、燃焼が良好
に行われない問題かぁー）だ。

一方、動弁機構装置ｍにあっては、そのオフセット量を
大きくとることにより、第１０図に２点鎖線で示すよう
に点火栓ｔをシリンダヘッドｂに垂直に取付けることが
できる．しかしながら、この場合には、カムＳの弁駆動
力を長いロンカアムＰを介して伝達し、カムシャフトｎ
から遠いＩｆ！ＩＩの吸気弁ｊを開閉駆動することにな
る。そのため、そのロッカアームｐに十分な剛性を与え
るよう設計すると、ロッカアームｐの慣性質量が大きく
なり、吸気弁ｊを高速で開閉駆動させることができない
問題か生じていた。したがって、結局、この勧弁機楕装
Ｍ．ｍによっても、高出力化が阻害されることになり、
問題はより深刻であった．本発明は以上の事情に鑑みて
なされたものであり、その目的とするとことは、吸・排
気弁の開弁面積を大きくできて高出力が得られると共に
、吸・排気弁を高速で開閉駆動できる動弁機横装置を提
供するものである． ［課題を解決するための千段］ 本発明は、Ｅ記目的を達或するために、点火栓と干渉し
ないよう吸排気弁のいずれか一方の弁開にオフセットさ
れてシリンダへｙド上部に軸支されたカムシャフトと、
そのカムシャフトにより揺動されて上記一方の弁を開閉
する第１ロツカアームと、上記カムシャフトにより中間
口ツカアームを介して揺動され、上記吸排気弁の他方の
弁を開閉する第２ロッカアームとを備えたものである．
［作　用］ 吸・排気弁を開閉駆動するためのカムシャフトは吸気弁
側あるいは排気弁側にオフセットされ、シリンダヘッド
Ｌ部中央には配置されないため、点火栓をシリンタヘン
ドに乗直に取付けることかでき、吸・排気弁間隔を小さ
くした弁配置を得ることができ、もって、大きな吸・排
気弁の弁経つまり大きな開弁面槓が得られる． また、カムシャフトから違い卿１の吸気弁あるいは排気
弁は、弁駆動力が中間ロツカアームと第２口ッカアーム
とを介して伝達されて開閉駆動されるが、中間口ツカア
ーム及び第２０ツカアームは共に小型且つ軽量構造でも
十分に大きな剛性を有するため、中間ロッカアーム及び
第２ｎツカアーｌいの慣性質量が小さく、上記弁を高速
で開閉駆動できる。

［実施例］ 以下に本発明の一実施例を添ｆ＝ｔ図面に従って説明す
る． 第ｌ図乃至第３図には四ｊＰ式エンジンのシリンダヘッ
ド１が示されている．このシリンダヘッドＩを構成する
ヘッド本咋２の下面は、図示しないシリンダブロヅク内
周面及びピストン項面と共に列配置された複数の燃焼室
３を区画形成している．ヘッド本体２には燃焼室３毎に
、それぞれ２個ずつの吸気−ボート４．４と排気ボート
５．５とが形成されている．吸気ボート４．４は互いに
燃焼室３の配列方向に沿って平行に、且つヘッド本体２
の一側面と燃焼室３とを連通ずるように形成され、排気
ボート５．５は互いに燃焼室３の配列方向に沿って平行
に、かつヘッド本体２の他測面と燃焼室３とを連通ずる
ように形成されている，また、ヘッド本体２には、燃焼
室３毎に、それぞれ２個ずつの吸気弁６．６と排気弁７
．７とが互いに燃焼室３の配列方向に対してＶ字形に配
置されて設けられている．吸気弁６及び排気弁７は、そ
れぞれ上方に弁軸８，８が延出形戒されており、その弁
軸８．８の中間部がそれぞれプッシュ９．９によってヘ
ッド本体２に往復動自在に案内されている．そして、こ
の弁軸８．８の上端部にはバルブスプリングシ一トｔｏ
，ｔｏが嵌合固定されており、このバルプスプリングシ
一ト１０．１０下面と、ヘッド本体２上面とのｊａｆｆ
にはバルプスグリング１１．１１が介装されている． したがって、吸気弁６及び排気弁７は、それぞれバルブ
スプリング１１により上方に付勢されており、これより
吸気ボート４及び排気ボート５の燃焼室３開口部を閉塞
した状態が確保されている．また、ヘッド本＃２には第
３図に示すように、その上面から燃焼室３に連通ずる点
火栓挿入孔１２が、燃焼室３の中心線に沿って形成され
ており、その点火栓挿入孔１２に点火栓１３が挿入され
てヘッド本体２に垂直に螺着されている．ところで、こ
のようなシリンダヘッド１においては、さらに、ヘッド
本体２上部に吸気弁６及び排気弁７を開閉駆動するため
の動弁ＷＭ装置１４が備えられている． すなわち、第１図乃至第３図に示すように、吸気弁６の
弁軸８上部には、１本のカムシャフト１５が燃焼室３の
配列方向に沿って配置されている．このカムシャフト１
５は、上記点火栓１３の取付位置と干渉しないように配
設されたものであって、第３図に示すように、その両端
部が軸受１６に、燃焼室３に対して垂直となる箇所が軸
受１７にそれぞれ回動自在に支持されている。また、不
図示のクランクシャフトに連結されて回動され得るよう
になっている．カムシャフトｌ５には、各燃焼室３毎に
２個ずつの吸気カム１８．１８と排気カム１９．１９と
が形成されており、上述のカムシャフト１５の回動によ
り吸・排気弁６．７を開閉させるための弁駆動力を発生
し得るようになっている。啜気カム１８．１８は、上記
軸受１７の両側において、それぞれ対応する吸気弁６の
弁軸８真上に形戒されている。また、排気カム１９．１
９は、それぞれ吸気カム１８．１８の外開に形成されて
いる． 第１゛図乃至第３図に示すように、カムシャフトｌ３の
下方には一対の第１及び第２のロッカシャフト２０．２
１が、互いに同一高さに且つカムシャフト１５と平行に
配設されている．このうちカムシャフト１５に近い側の
第ｌロッカシャフト２０には、第２図及び第４図に示す
ように燃焼室３１Ｇに、第１ロッカアームとしての２個
の吸気口ツカアーム２２．２２が揺動自在に支持されて
いる・この吸気ロツカアーム２２．２２は、吸気力ム１
８からの弁駆動力を吸気弁６に伝達するためのものであ
る．そのため、吸気ロッカアーム２２は、第１ロツカシ
ャフト２０に回動自在に軸支され得る支持部２３が略円
簡状に形成され、その支持部２３の周面から径方向にア
ーム部２４が突設されている．そして、そのアーム部２
４の先端に形成された凹部２５内にはタベットクリアラ
ンスをゼロにするための油圧タペット２６が取り叶けら
れ、アーム部２４の略上部中央にはチップカムフォロワ
−２７が取付けられて構成されている．ここに、アーム
部２４は、互いに対応する吸気カム１８及び吸気弁６間
に延出されており、チップカムフォロワ−２７及び油圧
タベット２６がそれぞれ啜気カム１８周面及び吸気弁６
の弁軸８上端面に当接されている．なお、チップカムフ
ォロワ−２７はチル系焼結合金により形成されており、
そのチップカムフォロワ−２７をアルミニウム合金で鋳
込むことにより、支持部２３及びアーム部２４が一体形
成されている。

また、第１０ッカシャフト２ｏの吸気ロッカアム２２．
２２の外測には，第１図及び第４図に示すように中間口
ヅカアームとしての２ｇの第１排気＋７ンカア〜ム２８
．２８が揺動自在に支持されている．この第１排気口ツ
カアーム２８は排気カム１９からの弁駆動力を後出の第
２排気ロッカアーム３５に伝達するためのものである．
そのため、第１排気口ツカアーム２８は、第１０ッカジ
ャフト２０に回動白在に軸支され得る支持部２９が略円
筒状に形成され、その支持部２９周面から、互いに逆方
向に且つ支持部２つ径方向に２藺のγ−ム部３０，３１
が突設され、これら支持部２９及びアーム部３０、３１
の下方に捕強部３２が形成されている．そして、アーノ
・．部３０及び３ｌの１二部先端にはそれぞれチップカ
ムフィロワ−３３及びチップコンタクト３４が取付けら
れて構成されている．ここに、チップカムフォロワ−３
３は排気カム１９の周面に当接されており、第１排気ロ
ッカアーム２８は、上述と同様に、チル系焼結合金製の
チップカムフィロワ−３３及びチップコンタクト３４を
アルミニウム合金で鋳込むことにより形戒されている。

他方、カムシャフト１５に遠い開の第２ロツカシャフト
２１には、第２ｖ′２ツカアームとしての２個の第２排
気ｉコッ力アーム３５、３５が揺動自在に支持されてい
る。第２　ｍ気ロツカアーム３５は、第１排気口ツカア
ーム２８に伝達された排気カムｌ９の弁駆動力を，，対
応ｒる排気弁７に伝達ずるためのものである，そのため
、第２１Ｊ［気ロヅカアーム３５は、第２ロッカシャフ
１〜２ｌに回動自在に軸支され得る支持部３６が略円筒
状に形成され、その支持部３６の一端部四周面から径方
向に７′−ム部３７が突設され、その曲端部測／．？７
而からアム部３７と逆方向に且つ所定壕傾斜ｉ〜でアー
ム部３８が突設され、これら支持部３６及びアーム部３
７．３８の上方には補強部３つが形成されている。そし
て、アーム部３７の下部先端にチップコンタクトフォロ
ワ−４０が取付けられ、アーム部３８の先端に形成され
た凹部４１内には油圧タベヅ１〜４２か取付けられて横
成されている。ここに、アーム部３８は、チップコンタ
クトフォロワ−４０かチップコンタクト３４に当！妾し
たとき、油圧タペット４２の下端か丁度排気弁７の弁軸
８上端面に当接するよう支持部３６から突設されており
、チップコンタク１・フォロワ−４０及び油圧タペツｌ
−　４　２がそれぞれチップコンタクｌ−３４及び排気
ｆＰ７の弁軸８上端面に当接した伏！ぶか確保されてい
る。なお、チッフ゛コンタク１・フ４ロワ４０はハ〜ド
ナブルｇ１鉄により形成されており、そのチップコンタ
ク１・フィロワ−４０をアルミニウム合金て゛・鋳込ん
で支持部３６．７−ム部３７３８及び袖強部３９が一体
形成されている．なお、図中符号４３はバルブシート、
４４はカム力バーである． 次に上述の四弁式ヱンジンのシリンダへ・ソドｌにおけ
る動弁機横装置１４の作動について説明する． 今、１対の吸気弁６，６及び排気弁７，７がバルブスプ
リング１ｌにより付勢されて、吸気ボート４及び４ＪＦ
気ボー１へ５の燃ＪＡ室３　ｔｉｔ１口部を閉塞してい
る状態で、上記クランクシャフトと連動してカムシャフ
１・１５を回転させ、１対の吸気カム１．８．１８及び
排気カム１９．１９を回甑さぜる。

このとき、チップカムフォロワ−２７か吸気カム１８の
周而に接動され、吸気ロツカアーム２２か吸気カム１８
の外形形状に応じて吸気弁６　｝Ｉ！ｌ］に揺動すると
、吸気弁６の弁軸８がバルブスプリングｌ１に抗して押
圧され、吸気弁６か開成駆動さｔＬることになる． また、チップカムフロワ−３３か４Ｊｒ気カムＩ　Ｆ｛
の周面に擾動され、第１排気１フッカアームか１，ＩＰ
気力ムｌ９の外形形状に応じて第１図中時計方向に揺動
すると、チップコンタク１−フィロワ−４０がチッグコ
ンタクト３４に接動しつつ１方に押圧されて、第２排気
ロッカアーム３５か反時計方向に回転されることになる
．すると、排気弁７の弁軸８がバルブスプリング１１に
抗して押圧され、排気弁７がＩ′ＦＦｌ或駆動されるこ
とになる．そして、チップカムフ；ケロワー２７及び３
３がそれぞれ吸気カムＩ８及び４ノ１気カム１つの基礎
円部に接動することになると、吸・排気弁６．７は、再
びその開成状態が確保されることになる，したがって、
本実施例によれば、カムシャフト１５が吸気弁６の弁軸
８上部で回動自在に支持されているため、このカムシャ
フト１５は、何ら点火栓ｌ３の取付位置と干渉せず、点
火栓１３の着脱性が阻害されることがない．つまり、燃
焼室３の中心線に沿って点火栓挿入孔１２を形或でき、
点火栓１３をヘッド本体２に垂直に取付けることができ
る。もって、第５図に示すような理想的な吸・排気弁・
６，７配置を得ることができ、大きな開弁面積が得られ
ることから、経済性を確保しつつ、２頭上カムシャフト
方式と同等の高出力性能を得ることができる．また、点
火栓ｌ３をヘッド本体２に垂直に取１寸けることができ
ることがら、良好な燃焼を得ることができる． また、排気カム１９からの弁駆動力が第１排気ロッカア
ーム２８及び第２排気ロッカアーム３５によって排気弁
７に伝達されることによって、カムシャフト１５から遠
い曲の４１Ｆ気弁７がσａ閉駆動されるため、第１及び
第２排気口ッカアーム２８．３５の慣性質量を小さくで
き、排気弁１９を高速で開閉駆動できる．加えて、これ
ら口ッカアーム２８．３５のてこ比からカムシャフト１
５に加わるバルプスプリング１ｌ反力も低減でき、カム
シャフトｌ５の撓みも低減することができる．また、第
１排気ロッカアーム２８と第２排気口ッカアーム３５と
の接触箇所では、転がりをＯＦなったすベリ接動が生じ
るが、そのすべり速度は極めて小さく、排気弁７の開閉
駆動を円滑に行うことができる・．そして、第１及び第
２排気口ッカアーム２８．３５の接触箇所であるチップ
カムフォロワ−３３、．チッグコンタク．１〜３４及び
チップコンタクトフォロワ−４０は硬質材料で形成され
ているため、それらが摩耗せず耐久性に優れる．また、
第２排気口ツカアーム３５は、第４図に示すように点火
栓１３を囲むように形成されているため、この点からも
、点火栓ｌ３の着脱性を劣化させることはない． なお、上記実施例においては、カムシャフト１５を、吸
気弁６の弁軸８上に配置したが、排気弁７　ｆｕｌｌに
配置して吸気弁６を２個のロッカーアームを介して開閉
してもよい。

また、チップカムフォロワ−２７．３３，チップコンタ
クト３４及びチップコンタク１〜フォロワー４０はｅｊ
造により、吸気ロッカアーム２２、第１排気口ッカアー
ム２８及び第２排気ロッカアームに一体的に取付けたが
、第６図に示すように、取付部材４５により着脱自在に
取付けたものであってもよい． また、チップカムフォロワ−２７．３３、チ・ｙプコン
タク１・３４及びチップコンタクトフォロワ−４０に代
えて、第７図に示すように、ローラ４６を使用してもよ
い．なお、第７図において４７は固定軸、４８はローラ
ベアリングである．［発明の効果］ 従って本発明によれば次の如く優れた効果を発揮する． （１）カムシャフトと点火栓とが干渉することなく、点
火栓がシリンダヘッドに垂直に収ト１けられるため、可
及的に吸・排気弁の開弁面積を大きくできて高出力のエ
ンジンを得ることができると共に、良好な燃焼を得て高
性能のエンジンを得ることができる． （２）カムシャフトから遠い側の吸気弁あるいは排気弁
は中間ロッカアームを介して第２０ツカアームによって
開閉駆動されるため、小さな慣性質量のｍ構で開閉駆動
でき、上記弁を高速で開閉駆動できる．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の一実施例が適用されたシリンダヘッド
を示す断面図、第２図はそのシリンダヘッドを示す他の
断面図、第３図はそのシリンダヘッドのカム力バーを外
した状態を示す平面図、第４図は本発明の一実施例の平
面図、第５図は一実施例が適用されたシリンダヘッドの
吸・排気弁の弁配置状態を示す図、第６図はー実施例の
変形例を示す部分分解斜視図、第７図は一実施例の他の
変形例を示す部分分解斜視図、第８図は従来の−例が適
用されたエンジンの概略断面図、第９図はその従来例に
よる吸・排気弁の弁配置状態を示す図、第１０図は従来
の池例が適／ｆｌされたヱンジンの概略断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、点火栓と干渉しないよう吸排気弁のいずれか一方の
   弁側にオフセットされてシリンダヘッド上部に軸支され
   たカムシャフトと、そのカムシャフトにより揺動されて
   上記一方の弁を開閉する第１ロッカアームと、上記カム
   シャフトにより中間ロッカアームを介して揺動され、上
   記吸排気弁の他方の弁を開閉する第２ロッカアームとを
   備えた動弁機構装置。