JPH0347410A - ４サイクルエンジンの動弁機構 - 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） この発明は、一つのシリンダ当りに、少なくとも三本の
吸気バルブと、二本の排気バルブとを備えた４サイクル
エンジンの動弁機構に関する。

（従来の技術） ４サイクルエンジンの動弁機構には１例えば、特開昭５
７−１７６３１１号公報で示されるものがある。

これによれば、燃焼室（３）に臨む点火プラグがシリン
ダ（ａ）のほぼ軸心上に位置しており、エンジンの出力
向上のため、同上シリンダ（ａｌＯ軸心周りで、シリン
ダヘッド（ｂｌに三本の吸気バルブ（５）と、二本の排
気バルブ（６）とが設けられ、これら各バルブ（５１（
６１のそれぞれ下端側に形成した弁体が燃焼室（３）に
臨み、かつ、上記点火プラグの周方向に並設されている
。

また、上記シリンダヘッド（ｂ）の上部には、吸気カム
軸（９）と排気カム軸（１０）とが設けられ、上記吸気
バルブ（５）の上端がリフター（７）を介して吸気カム
軸（９）にカム係合し、排気バルブ（６）の上端もリフ
ター（８）を介して排気カム軸（１０）にカム係合させ
られている。また、この場合、吸気カム軸（９）の軸方
向からみて、各吸気バルブ（５）の軸心同士の交点に吸
気カム軸（９）の軸心が一致している。

そして、回転する各カム軸＜９１　（１０）により、吸
、排気行程において、各パルプ＋５）　＋６）が適宜、
開閉弁動作をするようになっている。

また、上記公報に関する具体的な従来技術を第１１図と
第１２図とを参照して、より詳しく説明する。

第１１図において、吸気カム軸（９）の軸心（Ｃ）を通
り、かつ、両側のリフター（７）の軸心（７ａ）に直交
する仮想平面が第１平面Ａとされている。また、同上吸
気カム軸（９）の軸心（Ｃ１を通り、かつ、中間のリフ
ター（７′）の軸心（７ａ’）に直交する仮想平面が第
２平面Ｂとされている。

そして、第１２図は、両側のリフター（７）に関しては
上記第１平面Ａに、中間のリフター（７′）に関しては
上記第２平面Ｂに、それぞれ投影したものを示している
。

そして、上記吸気バルブ　（５）（５’　）の弁体は点
火プラグの周方向に並設されており、このために、吸気
カム軸（９）の軸方向からみて、三本の吸気バルブ　１
５Ｈ５’　）のうち、中間の吸気バルブ（５′）がシリ
ンダ（ａ）の軸心に対して傾く傾き角α（第１１図中図
示）は、両側の吸気バルブ（５）のそれの傾き角β（同
上第１１図中図示）よりも小さくなされている。

更に、第１１図によると、吸気カム軸（９）の軸方向か
らみて、この吸気カム軸（９）の軸心（Ｃ）は、各吸気
バルブ　（５Ｈ５’　）の軸心　（５ａｌ　（５ａ’　
）同士の交点（ｄ）よりも上方に位置し、かつ、各リフ
ター　（７）（７’　）の軸心　（７ａ）　（７ａ’　
）同士の交点（ｅ）と同じところに位置している。また
、上記交点（ｃ）　（ｅ）は、各吸気バルブ（５）（５
’　）の軸心（５ａ）（５ａ’　ｌ同士の交角の二等分
線（ｆ）上に位置しており、このため、各吸気バルブ　
（５１（５’　）の軸心から吸気カム軸（９）の軸心（
Ｃ１に至る距離β。は互いに同じ寸法となっている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記したいずれの従来構成によっても、吸気
カム軸（９）の軸心（ｃ）は、各吸気バルブ＋５）１５
’）の軸心　ｆ５ａ）　ｆ５ａ’　ｌ同士の交点（ｄｌ
上、もしくは、この交点（ｄｌ　よりも上方に位置して
おり、このため、吸気カム軸（９）が各吸気バルブ　ｆ
５Ｎ５’　）よりも大きく上方に、離れることとなって
いる。よって、その分、シリンダヘッド（ｂ）が嵩高に
なるという不都合がある。

また、上記各従来構成によれば、各リフター（７Ｈ７’
　）の軸心（７ａｌ　（？ａ’　）が吸気カム軸（９）
の軸心（ｃ）を通過するようになっているため、各吸気
バルブ　（５１（５’　ｌのリフト量は互いに同じにな
り、つまり、各吸気バルブ　＋５１１５’　　）により
開閉される各吸気ボートを、混合気が均一に通って燃焼
室（３）に供給されるようになっている。

しかし、上記吸気ボートのうち両側の吸気ポートは、中
間の吸気ボートに比べ、排気パルプ（６）に開閉される
排気ポートに近いため、特に、混合気が吸気ボートを高
速で通過する高負荷高回転時には、上記両側の吸気ポー
トから流入した混合気が、そのまま排気ポートに吹き抜
け（以下、これを単に吹き抜けという）易くなる傾向が
あり、これは、燃焼室（３）に流入した混合気を有効に
燃焼させる上で、満足のゆくものではない。

（発明の目的） この発明は、上記のような事情に注目してなされたもの
で、シリンダヘッドの嵩を低くし、かつ、特に、高負荷
、高回転時における混合気の吹き抜けを低減することを
主目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するためのこの発明の特徴とするところ
は、吸気カム軸の軸方向からみて、各吸気バルブの軸心
同士の交点よりも、吸気カム軸の軸心なシリンダ側に位
置させ、かつ、各リフタ−のうち中間の吸気バルブに対
応するリフターの軸心から吸気カム軸の軸心に至る距離
を、両側の吸気バルブに対応するりツク−のそれよりも
短くした点にある。

（作　用） 上記構成による作用は次の如くである。

吸気カム軸２１の軸方向からみて（第３図）、各吸気バ
ルブ１５．１５’の軸心１５ａ、１５ａ′同士の交点Ｃ
よりも、同上吸気カム軸２１の軸心２１ａをシリンダ３
側に位置させたため、従来、上記吸気カム軸２１の軸心
２１ａが上記交点Ｃよりもシリンダ３から離れる方向に
位置していたことに比べて、シリンダブロック４の高さ
を低くすることができる。

また、各吸気バルブ１５．１５’のうち、中間の吸気バ
ルブ１５’に対応する中間のリフター１８′の軸心１８
ａ’から吸気カム軸２１の軸心２１ａに至る距離βを、
両側の吸気バルブ１５に対応する両側のリフター１８の
軸心１８ａから同上吸気カム軸２１の軸心２１ａに至る
距離りよりも短（したため、中間のリフター１８′は両
側のリフター１８に比べてその頂面な吸気カム軸２１の
係合面として、より有効に利用でき、よって、中間のリ
フター１８’のリフト量を両側のリフター１８のリフト
量よりも大きくすることができる。

この結果、上記中間の吸気バルブ１５′によって開閉さ
れる中間の分岐ボート１４′は、両側の吸気バルブ１５
によって開閉される両側の分岐ボート１４に比べ、より
大きな割合で開かれて、中間の分岐ボート１４’から、
より多くの混合気が燃焼室８に吸入される一方、その分
１両側の分岐ポート１４から燃焼室８に吸入される混合
気の量は少なくなる。よって、特に、高負荷高回転時に
おける混合気の吹き抜けが抑制される。

また、上記したように、中間の分岐ポート１４′から、
より多くの混合気が燃焼室８に吸入され、つまり、この
混合気はシリンダ３のほぼ軸心３ａ近くにある程度集中
することになる。このため、このシリンダ３のほぼ軸心
３ａ上に位置している点火プラグ７により、混合気は効
果的に着火されることとなる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面により説明する。

（第１実施例） 第１図から第４図は、第１実施例を示している。

第１図と第２図において、ｌは自動車に搭載された４サ
イクルエンジンで１図中矢印Ｆ「は自動車の前方を示し
ている。

３は上記エンジンｌのシリンダで、このシリンダ３を並
設してシリンダブロック４が構成され、このシリンダブ
ロック４上にシリンダヘッド５が取り付けられている。

上記シリンダブロック４にはピストン６が上下摺動自在
に嵌入され、このピストン６は連接棒によりクランクシ
ャフトに連結されている。そして、上記シリンダブロッ
ク４、シリンダヘッド５、およびピストン６で囲まれた
空間が燃焼室８となっており、この燃焼室８に臨む点火
プラグ７は上記シリンダ３の軸心３ａ上に位置している
。

一方、上記シリンダヘッド５の上面側はヘッドカバー９
で覆われており、上記シリンダヘッド５の上面側と、ヘ
ッドカバー９との間にカム室１０が形成されている。

上記シリンダヘッド５の後部には吸気ポートＩ２が形成
されている。この吸気ボート１２は同上シリンダヘッド
５の後面に開口する主ボー１−１３と、この主ポート１
３から分岐して燃焼室８の後部側に通じる三本の分岐ポ
ート１４．１４’とで構成されている。

上記燃焼室８に向って開く各分岐ボート１４゜１４’を
それぞれ開閉する三本の吸気バルブ１５．１５’がシリ
ンダヘッド５に上下摺動自在に設けられる。即ち、この
吸気バルブ１５．１５’は、その下端に上記各分岐ポー
ト１４．１４’の下端を開閉する弁体１７．１７’を有
している。

上記各吸気バルブ１５．１５’の上端にはリフター１８
，１８’が連結され、このリフター１８．１８’は前記
カム室１０に収納され、各吸気バルブ１５．１５’の軸
心１５ａ、１５ａ’　と同軸上で上下摺動自在とされて
いる。また、各分岐ボート１４．１４’を閉じるように
上記吸気バルブ１５．１５’を上方に向って付勢するば
ね１９が設けられている。

上記カム室ＩＯ内には、左右水平方向に延びる吸気カム
軸２１が設けられる。この吸気カム軸２１はカム室１０
内に設けられたカム軸受２２に支承され、その軸心２１
ａ周りに回転自在とされている。そして、吸気カム軸２
１に軸方向等間隔に形成された三つのカムノーズ２３．
２３’が、それぞれ対応するリフター１８，１８’に直
動式にカム係合している。

上記燃焼室８に対し開口する各分岐ポート１４．１４’
や、これを開閉する各弁体１７．１７′は燃焼室８内面
の後部側に集められ、かつ、これらはシリンダ３の軸心
３ａのほぼ周方向に沿って並設され、換言すれば、点火
プラグ７の周りに並設されている。

ところで、説明の便宜上、上記三つの分岐ボー１−１４
．１４’のうち中間部のものには１４′のように符号に
「′」を付してあり、これは分岐ポート１４′、弁体１
７’　　リフター１８′、および、カムノーズ２３′に
ついても同様である。

特に、第１図において示すように、吸気カム軸２１の軸
方向からみて、吸気バルブ１５．１５’のうち、中間の
吸気バルブ１５′がシリンダ３の軸心３ａに対して傾く
傾き角αは、両側の吸気バルブ１５．１５のそれの傾き
角βよりも小さくなされている。

また、特に、第２図において、両側の各カムノーズ２３
の中心２３ａと、これにカム係合するリフター１８．１
８の中心は、両側の各吸気バルブ１５の軸心１５ａより
も、それぞれ車幅方向の内側に偏位している。このため
、シリンダブロック４にシリンダヘッド５をねじ止めす
るためのボルトのピッチは、各カムノーズ２３の中心２
３ａが上記のように偏位した分だけ短くできる。

第１図と第２図において、上記シリンダヘッド５の前部
には燃焼室８の前部側に通じる二本の排気ポート２６が
形成され、また、同上シリンダヘッド５には上記各排気
ポート２６をそれぞれ開閉する二本の排気バルブ２７が
上下摺動自在に設けられている。この排気バルブ２７の
構成は前記吸気バルブ１５．１５’と同様であり、弁体
２８やリフター２９を有し、排気ポート２６を閉じるよ
うばね３０により付勢されている。

また、前記カム室ｌＯ内には吸気カム軸２１と平行に延
びる排気カム軸３２が設けられ、この排気カム軸３２も
吸気カム軸２１と同様にカム軸受３３で支承され、この
排気カム軸３２に形成された二つのカムノーズ３４がそ
れぞれ対応するリフター２９にカム係合している。

上記吸気カム軸２１や排気カム軸３２は、それぞれ前記
クランクシャフトに連動連結されており、エンジンｌの
作動時における、吸、排気行程では、このクランクシャ
フトに連動することによって、適宜吸気バルブ１５．１
５’や排気バルブ２７が開閉弁動作させられる。

第３図において、吸気カム軸２１の軸心２１ａを通り、
かつ、両側のリフター１８の軸心１８ａに直交する仮想
平面が第１平面Ａとされている。

また、同上吸気カム軸２１の軸心２１ａを通り、かつ、
中間のリフター１８’の軸心１８ａ　　に直交する仮想
平面が第２平面Ｂとされている。

そして、第４図は、両側の吸気バルブ１５やリフター１
８に関しては、上記第１平面Ａに、中間の吸気バルブ１
５やリフター１８′に関しては上記第２平面Ｂに、それ
ぞれ投影したものを示している。

上記第３図と第４図において、吸気カム軸２１の軸方向
からみて、各吸気バルブ１５．１５’の軸心１５ａ、１
５ａ’同士の交点Ｃよりも、同上吸気カム軸２１の軸心
２１ａをシリンダ３側たる下方に位置させである。

また、同上吸気カム軸２１の軸心２１ａは、両ｔａｃ＋
と中間の吸気バルブ１５．１５’の軸心１５ａ、１５ａ
’同士による交角の二等分線りと、中間のリフター１８
′の軸心１８ａ　　との間に位置している。つまり、各
リフター１８．１８’のうち、中間のリフター１８′の
軸心１８ａ′から吸気カム軸２１の軸心２１ａに至る距
離βが、両側ニア）リフター１８の軸心１８ａがら同上
吸気カム軸２１の軸心２１ａに至る距離りよりも短くさ
れている。

なあ、以上は図示の例によるが、吸気バルブ１５．１５
’は四本であってもよく、この場合には、中間の吸気バ
ルブ１５’は二本となる６また、上記リフター１８．１
８’同士の径寸法や、カムノーズ２３．２３’同士の形
状は同一にする必要はなく、中間のリフター１８′の径
寸法やカムノーズ２３′の高さを両側のものに比べて大
きくしてもよい、そして、このようにしたときには、中
間の分岐ポート１４′を通し、より多くの混合気が燃焼
室８に供給される。このため、高負荷高回転時の着火性
が一層向上する。

以下の第５図から第１０図は、第２から第４実施例を示
しているが、これらの基本構成や作用は上記第１実施例
と同様である。よって、共通の構成については、図面に
符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説
明する。

（第２実施例） 第５図と第６図は、第２実施例を示している。

これによれば、吸気バルブ１５．１５’の軸心１５ａ、
１５ａ’　と、リフター１８．１８’の軸心１８ａ、１
８ａ’が同軸となっている。また、吸気カム軸２１の軸
心２１ａは、中間のリフター１８′の軸心１８ａ　　よ
りもシリンダ３の外側方たる後方に位置している。

（第３実施例） 第７図と第８図は、第３実施例を示している。

これによれば、吸気バルブ１５．１５’の軸心１５ａ、
１５ａ　　と、リフター１８．１８’の軸心１８ａ、１
８ａ’が同軸となっている。また、吸気カム軸２１の軸
心２１ａは、中間のリフター１８′の軸心１８ａ’上に
位置している。

（第４実施例） 第９図と第１０図は、第４実施例を示している。

これによれば、吸気カム軸２１の軸心２１ａは、中間の
リフター１８′の軸心１８ａ’上に位置している。また
、同上吸気カム軸２１の軸心２１ａは、中間と両側の吸
気バルブ１５．１５’の軸心１５ａ、１５ａ’同士の交
角の二等分線り上に位置している。更に、各リフター１
８．１８’の軸心１８ａ、１８ａ’の交点Ｅは上記交点
Ｃの前方近傍に位置している。

（発明の効果） この発明によれば、吸気カム軸の軸方向からみて、各吸
気バルブの軸心同士の交点よりも、同上吸気カム軸の軸
心をシリンダ側に位置させたため、従来、上記吸気カム
軸の軸心が上記交点よりもシリンダから離れる方向に位
置していたことに比べて、シリンダブロックの高さを低
くすることができる。

また、各吸気バルブのうち、中間の吸気バルブに対応す
る中間のリフターの軸心から吸気カム軸の軸心に至る距
離を、両側の吸気バルブに対応する両側のリフターの軸
心から同上吸気カム軸の軸心に至る距離よりも短くした
ため、中間のリフターは両側のリフターに比べてその頂
面を吸気カム軸の係合面として、より有効に利用でき、
よって、中間のリフターのリフト量を両側のリフターの
リフト量よりも大きくすることができる。

この結果、中間の吸気バルブに対応する中間の分岐ポー
トは、両側の吸気バルブに対応する両側の分岐ポートに
比べ、より大きな割合で開かれて、中間の分岐ポートか
らより多くの混合気が燃焼室に吸入される一方、その分
、両側の分岐ポートから燃焼室に吸入される混合気の量
は少なくなる。よって、特に、高負荷高回転時における
混合気の吹き抜けが抑制される。

また、上記したように、中間の分岐ポートから、より多
くの混合気が燃焼室に吸入され、つまり、この混合気は
シリンダのほぼ軸心近くにある程度集中することになる
。このため、このシリンダのほぼ軸心上に位置している
点火プラグにより、混合気は効果的に着火されることと
なる。

そして、上記したように吹き抜けが防止されると共に、
混合気が効果的に着火されることから、前記したように
、シリンダブロックの嵩を低くし、つまり、エンジンを
コンパクトにしたものでありながら、エンジン性能の向
上が達成される。

（以下余白）

【図面の簡単な説明】

第１図から第１０図はこの発明の実施例を示し、第１図
から第４図は第１実施例で、第１図は側面断面図、第２
図は部分平面図、第３図は第１図の部分拡大図、第′４
図は第２図の部分拡大図、第５図と第６図は第２実施例
、第７図と第８図は第３実施例、第９図と第１Ｏ図は第
４実施例を示し、第５図、第７図、および第９図はそれ
ぞれ第３図に相当する図、第６図、第８図、および第１
０図はそれぞれ第４図に相当する図、第１１図と第１２
図は従来例を示し、゛第１１図は第３図に相当する図、
第１２図は第４図に相当する図である。 ｌ・・エンジン、３・・シリンダ、３ａ・・軸心、５・
・シリンダヘッド、７・・点火プラグ、８・・燃焼室、
１４．１４’　　・・分岐ボート、１５．１５’−−吸
気バルブ、１５ａ、１５ａ・軸心、１８．１８’　　・
・リフター、２１吸気カム軸、２１ａ・・軸心、２７・
・排気パルプ、α・・傾き角、β・・傾き角、Ｃ−・交
点、・距離、 ・距離。 第４図 第６図 ２１ａ 第 図 第 図 第８図 第１０図 第 図 第 図 第１２図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、燃焼室に臨む点火プラグをシリンダのほぼ軸心上に
   位置させ、同上シリンダの軸心周りでシリンダヘッドに
   少なくとも三本の吸気バルブと、少なくとも二本の排気
   バルブとを設け、これら各バルブのそれぞれ一端側に形
   成した弁体を燃焼室に臨ませると共に上記点火プラグの
   周りに並設し、上記シリンダヘッドに設けた吸気カム軸
   を同上シリンダヘッドに設け、この吸気カム軸に上記各
   吸気バルブの他端側をリフターを介してカム係合させ、
   上記吸気カム軸の軸方向からみて、上記吸気バルブのう
   ち、中間の吸気バルブがシリンダの軸心に対して傾く傾
   き角を両側の吸気バルブのそれよりも小さくした４サイ
   クルエンジンの動弁機構において、上記吸気カム軸の軸
   方向からみて、各吸気バルブの軸心同士の交点よりも、
   吸気カム軸の軸心をシリンダ側に位置させ、かつ、各リ
   フターのうち中間の吸気バルブに対応するリフターの軸
   心から吸気カム軸の軸心に至る距離を、両側の吸気バル
   ブに対応するリフターのそれよりも短くした４サイクル
   エンジンの動弁機構。