JPH0351884B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は構造が簡単な小型汎用の４サイクルエ
ンジンに関するものである。

（従来技術） 一般に小型汎用４サイクルエンジンでは低コス
トであること、軽量コンパクトであることが要望
される。

斯かる要求を満足するために、本件出願人は従
来から特開昭59−150912号のエンジンを開発し、
既に出願している。

この先行技術はクランク軸の出力軸部の２箇所
にガイド部を形成し、それぞれに連動機構を設け
て吸排気弁を開閉して、カム軸を廃止し、エンジ
ンをコンパクトにするようにしている。

しかしながら、ガイド部をカム面を有するたす
き状の溝形に形成する必要があるので、ガイド部
の加工が困難であるという不都合がある。

またガイド部は連動機構の横方向の案内と、縦
方向の移動との両方の機構を発揮しなければなら
ず、連動機構の慣性質量が大きくなるという不都
合もある。

（発明の目的） 本発明は、カム軸を使用せずに吸気弁及び排気
弁のいずれか一方又は双方を開閉する４サイクル
エンジンにおいて、ガイド部の加工を容易にし、
連動機構の構造を簡単にできる４サイクルエンジ
ンのバルブ駆動装置を提供することを目的として
いる。

（発明の構成） (1) 技術的手段 第１発明は、クランク軸の出力軸部に、出力軸
部を２周して元の位置に戻るガイド部を形成し、
ガイド部に案内される連動機構を介して吸気弁及
び排気弁のいずれか一方又は双方の開閉を制御す
る４サイクルエンジンのバルブ駆動装置におい
て、該連動機構を出力軸部と直行する支軸回りに
揺動する揺動部材から構成し、該揺動部材の揺動
運動により弁にリフト動作を与えるようにしたこ
とを特徴とする４サイクルエンジンのバルブ駆動
装置である。

第２発明は、クランク軸の出力軸部に、出力軸
部を２周して元の位置に戻るガイド部を形成し、
ガイド部に案内される連動機構を介して吸気弁及
び排気弁のいずれか一方又は双方の開閉を制御す
る４サイクルエンジンのバルブ駆動装置におい
て、該連動機構を出力軸部と直交する支軸回りに
揺動する揺動部材から構成し、揺動部材における
支軸の半径方向外方部分にカム面を形成し、カム
面に平タペツトを摺接するように設け、弁にリフ
ト動作を与えるようにしたことを特徴とする４サ
イクルエンジンのバルブ駆動装置である。

第３発明は、クランク軸の出力軸部に、出力軸
部を２周して元の位置に戻るガイド部を形成し、
ガイド部に案内される連動機構を介して吸気弁及
び排気弁のいずれか一方又は双方の開閉を制御す
る４サイクルエンジンのバルブ駆動装置におい
て、該連動機構を出力軸部と直交する支軸回りに
揺動する揺動部材から構成し、揺動部材における
支軸の半径方向外方部分にガイド溝を形成し、こ
のガイド溝に、弁又はロツドの端部を直接に又は
転動体を介して摺接させて弁にリフト動作を与え
るようにしたことを特徴とする４サイクルエンジ
ンのバルブ駆動装置である。

第４発明は、クランク軸の出力軸部に、出力軸
部を２周して元の位置に戻るガイド部を形成し、
ガイド部に案内される連動機構を介して吸気弁及
び排気弁のいずれか一方又は双方の開閉を制御す
る４サイクルエンジンのバルブ駆動装置におい
て、該連動機構を出力軸部と直交する支軸回りに
揺動するベルクランクから構成し、このベルクラ
ンクの揺動動作により弁にリフト動作を与えるよ
うにしたことを特徴とする４サイクルエンジンの
バルブ駆動装置である。

(2) 作用 第１発明では、揺動部材をガイド部で揺動さ
せ、この揺動運動で弁をリフト動作させる。

第２発明では、揺動部材の支軸外方部に形成さ
れたカム面で平タペツトを移動させ、弁にリフト
動作を与える。

第３発明では、ガイド溝に転動体を摺接させて
ロツドを移動させ、弁にリフト動作を与える。

第４発明では、ベルクランクと揺動動作で弁に
リフト動作を与える。

（実施例） (1) 第１実施例 第１図を参照して第１、第２発明を適用したサ
イドバルブ型の小型汎用４サイクルエンジンを説
明する。

第１図中において、１０はエンジンブロツクで
ある。エンジンブロツク１０にはシリンダ１２、
クランクケース１４等が一体に形成されている。
シリンダ１２の上端部にはシリンダヘツド１６が
取付けられており、シリンダ１２の内部にはピス
トン１８が摺動自在に嵌合している。

前記シリンダ１２の側部には吸気弁２０が設け
られており、また吸気弁２０と隣接して紙面の垂
直方向には排気弁（図示せず）が同様に設けられ
ている。なお２２は着脱自在なサイドカバーであ
る。

クランクケース１４にはクランク軸２４が回転
自在に収容されており、クランクケース１４の底
部にはオイルパン１５ａになつている。クランク
軸２４は出力軸部２５ａ、クランクウエブ２５
ｂ、クランクピン２５ｃからなる一体鍛造品であ
り、クランクピン２５ｃとピストン１８の間はコ
ンロツド２６で連結されている。出力軸部２５ａ
の両端部はメタル軸受２８を介してクランクケー
ス１４に軸支されている。なお３０はオイルシー
ルである。

出力軸部２５ａの図中の左側部分にはガイド溝
３２（ガイド部）が１箇所に形成されており、ガ
イド溝３２には詳しくは後述する連動機構３４
ａ，３４ｂが連動している。

ガイド溝３２は断面形状が略角溝形をなし、第
２図に示すように、出力軸部２５ａを２周して元
の位置に戻るたすき状に形成されている。また第
３図に示すように、ガイド溝３２は出力軸部２５
ａと同心に形成されている。

連動機構３４ａ，３４ｂは第３図に示すよう
に、出力軸部２５ａを挟んで対向するように設け
られており、連動機構３４ａは吸気弁２０用であ
り、連動機構３４ｂは排気弁用である。

連動機構３４ａは支軸３６、揺動部材３８等か
ら構成されている。支軸３６は出力軸部２５ａの
上方を出力軸部２５ａと直交する方向に配置され
ており、支軸３６はクランクケース１４に固定さ
れている。

支軸３６には揺動部材３８が回動自在に軸支さ
れている。揺動部材３８はボス部３９ａ、アーム
部３９ｂ、カム部３９ｃ（第１図参照）からなる
一体鋳造品で、アーム部３９ｂはボス部３９ａの
下方から出力軸部２５ａの側方に迄伸びている。
カム部３９ｃはボス部３９ａの半径方向外方に形
成されており、カム部３９ｃのカム面３９ｄは平
タペツト４０ａに圧接している。平タペツト４０
ａは支持壁部４２を上下方向に摺動自在に貫通し
ている。

アーム部３９ｂの下端部にはフオロワー３９ｅ
（受働体）が軸支されており、フオロワー３９ｅ
はガイド溝３２に嵌合して出力軸部２５ａの回転
にともなつて揺動部材３８を支軸３６回りに揺動
運動を与える機能を有する。フオロワー３９ｅの
軸部３９ｆはアーム部３９ｂの下端部に回動自在
に嵌合している。

フオロワー３９ｅの形状は第１図に示すよう
に、両端部に向かつて滑かに細くなつた略紡錘形
をなし、フオロワー３９ｅの長さＬ１はガイド溝
３２の交叉部３３ａの（第２図）の長さＬ２より
長く設定されている。

したがつて通常の正方向回転時は勿論、始動時
等に逆回転方向にクランク軸２４が回された場合
でもフオロワー３９ｅが交叉部３３ａで所定の経
路をたどらず、誤動作する恐れはない。

また排気弁用の連動機構３４ｂも同様に構成さ
れており、連動機構３４ｂのカム面３９ｂは排気
弁用の平タペツト４０ｂに圧接し、排気弁の開弁
時期に対応した位相のカムプロフイールに形成さ
れている。なお第３図中で４４はスペーサーであ
る。

次に作用を説明する。クランク軸２４が回転す
ると、例えば吸気弁２０用の連動機構３４ａのフ
オロワー３９ｅがガイド溝３２にガイドされ、ク
ランク軸２４が２回転する間にフオロワー３９ｅ
はガイド溝３２の全周にわたつて摺接し、揺動部
材３８全体を支軸３６回りに回動させる。

以上のように揺動部材３８が回動すると、第４
図に示すように、カム部３９ｃは支軸３６回りに
回動し、例えば実線で示す状態から破線で示す状
態の間で移動する。このときカム部３９ｃのカム
面３９ｄに圧接している平タペツト４０ａはリフ
ト量Ｒの範囲で昇降し、吸気弁２０にリフト動作
を与えて開閉動作させる。

排気弁用の連動機構３４ｂは吸気弁２０用の連
動機構３４ａと出力軸部２５ａを挟んで対向した
位置に配置されているので、同一のガイド溝３２
に摺接していても吸気弁２０と略180°の位相差で
排気弁を開閉動作させる。更に連動機構３４ｂの
カム面３９ｇは、排気弁の開弁時期に対応した位
相のカムプロフイールに形成されているので、排
気弁の開弁時期は適当に制御される。

またメタル軸受２８、ガイド溝３２、フオロワ
ー３９ｅ等の潤滑は所謂はねかけ式で行なう。

以上の連動機構３４ａ，３４ｂは１箇所のガイ
ド溝３２によつて連動動作し、吸気弁２０及び排
気弁を開閉するので、吸気弁２０用と排気弁用に
２箇所にガイド部を設ける必要がなくなり、クラ
ンク軸２４のクランクケース１４内における軸方
向の長さＬ３（第１図）が短縮される。

したがつてクランクケース１４がコンパクトに
なり、エンジンの外形が小型化される。

またガイド溝３２は出力軸部２５ａと同心に形
成すればよいので、ガイド溝３２の加工が容易で
ある。

更に吸気弁２０と排気弁を吸気弁２０の軸方向
と直交した向きに隣接して配置することが容易に
なり、吸気弁２０と排気弁をシリンダ１２の側部
に隣接して配置する所謂Ｌ型配列が容易になる。

そしてカム面３９ｄ，３９ｇを平タペツト４０
ａ，４０ｂの底面周辺部に圧接するようにした場
合には、カム面３９ｄ，３９ｇの摺接により平タ
ペツト４０ａ、４０ｂに回動運動を与えて吸気弁
２０、排気弁を回動させ、両弁の密着面をバルブ
シートに擦り合せることも可能である。

(2) 第２実施例 第５図、第６図を参照して第３発明のバルブ駆
動装置を説明する。なお第５図において、第１図
の同一符号を付した部分は同一あるいは相当部分
を示す。

揺動部材３８のボス部３９ａの上方には略扇形
のカム部５０が一体に設けられている。カム部５
０の上面には断面形状が略半円形のガイド溝５１
ａが形成されている。ガイド溝５１ａは第６図に
示すように、所定のクランク軸角度で吸気弁２０
にリフト動作を与えるように山部５１ｂが形成さ
れている。

ガイド溝５１ａには回転ボール５２が係合して
おり、回転ボール５２はロツド５４の下端部に回
転自在に嵌合している。ロツド５４は支持壁部４
２に上下方向に摺動自在に嵌合し、ロツド５４の
上端面は吸気弁２０の弁棒に当接して吸気弁２０
を開閉制御するようになつている。

また排気弁についても吸気弁２０と同様に、排
気弁を開閉制御する構造である。

以上の第２実施例の作用を説明する。出力軸部
２５ａが２回転すると、揺動部材３８のフオロワ
ー３９ｅがガイド溝３２にガイドされて支軸３６
回りに１回揺動する。カム部５０も同様に支軸３
６回りに揺動する。このカム部５０の揺動運動に
よつてガイド溝５１ａに係合している回転ボール
５２はガイド溝５１ａを摺接し、ガイド溝５１ａ
に沿つて昇降する。回転ボール５２が山部５１ｂ
に沿つて上昇するとロツド５４にリフト動作が与
えられ、例えば吸気弁２０が所定のクランク軸角
度で開弁する。

ロツド５４のリフト量は、山部５１ｂの高さを
変更することによつて任意に調整自在である。ま
た、ロツド５４のリフト量のクランク軸角度に対
する変化、すなわちリフト曲線はガイド溝５１ａ
の形状を調整することによつて任意に変更可能で
ある。

(3) 第３実施例 第７図を参照して第４発明を適用したバルブ駆
動装置を説明する。なお第７図において、第５図
の同一符号を符した部分は同一あるいは相当部分
を示す。

支軸３６にはベルクランク６０が回動自在に取
付けられている。ベルクランク６０はボス部６１
ａ、アーム部６１ｂ、押上部６１ｃを一体に形成
した鋳造品である。アーム部６１ｂはボス部６１
ａの下部から出力軸部２５ａの側方に迄伸びてい
る。アーム部６１ｂの下端部にはフオロワー３９
ｅが軸部３９ｆで回動自在に軸支されている。押
上部６１ｃはボス部６１ａの側部から図中の左方
に伸びている。押上部６１ｃの上面６１ｄは略半
円状に突出しており、押上部６１ｃにはロツド５
４の下端面が圧接している。

以上の第３実施例の作用を説明する。出力軸部
２５ａが２回転すると、揺動部材３８のフオロワ
ー３９ｅがガイド溝３２ガイドされ、アーム部６
１ｂが支軸３６回りに１回揺動する。押上部６１
ｃも同様に支軸３６回りに揺動する。この押上部
６１ｃの揺動運動によつてロツド５４が所定のク
ランク軸角度で１回だけ上昇し、例えば吸気弁２
０にリフト動作を与える。

ベルクランク６０の形状、構造は比較的簡単で
いるので、ベルクランク６０の加工が容易で、製
造原価が低廉である。

またロツド５４にはスラスト力が働かず、ロツ
ド５４の昇降がなめらかである。

(4) 第４実施例 第８図、第９図を参照して第４実施例を説明す
る。この実施例は、第２実施例の変形例であり、
第８図において、第５図と同一符号を付した部分
は同一あるいは相当部分を示す。

支軸７０は出力軸部２５ａの下方に設けられて
おり、支軸７０は出力軸部２５ａと直交する方向
に配置されている。支軸７０には揺動部材７２が
回動自在に嵌合している。

揺動部材７２はボス部７３ａ、アーム部７３
ｂ、カム部７３ｃからなる一体の鋳造品であり、
アーム部７３ｂはボス部７３ａの上部から上方に
向かつて伸びている。アーム部７３ｂの途中には
フオロワー３９ｅが軸部３９ｆで回動自在に軸支
されている。アーム部７３ｂの上端部にはカム部
７３ｃが設けられており、カム部７３ｃの上面に
はガイド溝７３ｄが形成されている。ガイド溝７
３ｄには回転ボール５２が係合しており、ガイド
溝７３ｄの山部７３ｅでロツド５４にリフト動作
を与えるようになつている。

この実施例では支軸７０とロツド５４の距離が
第５図の場合よりも長くなり、ガイド溝７３ｄの
揺動半径が長くなる。

したがつてガイド溝７３ｄの長さを比較的長く
取ることができ、ガイド溝７３ｄの形状が滑かに
なり、ガイド溝７３ｄの加工が容易になる。

（発明の効果） 以上説明したように第１発明の４サイクルエン
ジンのバル駆動装置は、クランク軸の出力軸部
に、出力軸部を２周して元の位置に戻るガイド部
を形成し、ガイド部に案内される連動機構を介し
て吸気弁及び排気弁のいずれか一方又は双方の開
閉を制御する４サイクルエンジンのバルブ駆動装
置において、該連動機構を出力軸部と直交する支
軸回りに揺動する揺動部材から構成し、該揺動部
材の揺動運動により弁をリフト動作させるように
したので、次の効果を奏する。

ガイド溝３２はフオロワー３９ｅを支軸３６回
りに揺動するのみで、出力軸部２５ａの半径方向
には移動させる必要がなく、ガイド溝３２と出力
軸部２５ａは同心でよいので、ガイド溝３２の加
工が容易である。

また揺動部材３８を支軸３６回りに揺動させる
構造であるので、支軸３６回りの慣性力を減少さ
せ、高回転時の揺動部材３８の追従性を向上させ
ることができる。

特に第２発明の４サイクルエンジンのバルブ駆
動装置は、該連動機構を出力軸部と直交する支軸
回りに揺動部材から構成し、揺動部材における支
軸の半径方向外方部分にカム面を形成し、カム面
に平タペツトを摺接するように設け、弁にリフト
動作を与えるようにしたので、次と効果を奏す
る。

カム面３９ｄ，３９ｇと平タペツト４０ａ，４
０ｂの圧接部における面圧を低減することがで
き、耐久性を向上させ得る。

カム面３９ｄ，３９ｇの形状は通常のカム面の
形状と略同じであるので、加工が容易である。

特に第３発明の４サイクルエンジンのバルブ駆
動装置は、該連動機構を出力軸部と直交する支軸
回りに揺動する揺動部材から構成し、揺動部材に
おける支軸の半径方向外方部分にガイド溝を形成
し、このガイド溝に、弁と揺動部材の間に移動自
在に設けられたロツドの回転ボールを摺接させて
弁にリフト動作を与えるようにしたので、次の効
果を奏する。

ロツド５４のリフト量は山部５１ｂの高さを変
更することによつて任意に調整自在であり、大き
いリフト量を容易に得ることができる。

またロツド５４のリフト量のクランク軸角度に
対する変化、すなわちリフト曲線はガイド溝５１
ａの形状を調整することができ、任意のリフト曲
線を容易に設定できる。ロツドを直接に押し上げ
る事ができるので平タぺツトをなくすることがで
きる。

特に第４発明の４サイクルエンジンのバルブ駆
動装置は、該連動機構を出力軸部と直交する支軸
回りに揺動するベルクランクから構成し、このベ
ルクランク揺動動作により弁にリフト動作を与え
るようにしたので、次の効果を奏する。

ベルクランク６０の形状、構造は比較的簡単で
あるので、ベルクランク６０の加工が容易で、製
造原価を低減することができる。

またロツド５４にはスラスト力が働かず、ロツ
ド５４の昇降を円滑化することができる。

（別の実施例） (1) 本発明は以上の各実施例に限定されず、例え
ばオーバーヘツドバルブ型のエンジンにも適用
できる。

(2) 受動体の形状はフオロワー３９ｅ、回転ボー
ル５２に限らず、ガイド溝３２に摺接し得る形
状の部材であればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した第１実施例の４サイ
クルエンジンの縦断面図、第２図はガイド溝を示
す正面図、第３図は第１図の−断面部分図、
第４図は第３図の矢視図、、第５図は第３発明
を適用したバルブ駆動装置の要部縦断面図、第６
図は第５図の矢視図、第７図は第４発明を適用
したバルブ駆動装置の正面図、第８図は第２実施
例の変形例を示す要部縦断面図、第９図は第８図
の矢視図である。１０……エンジンブロツク、
１２……シリンダ、１４……クランクケース、２
０……吸気弁、２４……クランク軸、２５ａ……
出力軸部、３２……ガイド溝、３４ａ，３４ｂ…
…連動機構、３６……支軸、３８……揺動部材、
５０……カム部、５１ａ……ガイド溝、５２……
回転ボール、５４……ロツド、６０……ベルクラ
ンク、７０……支軸、７３ｄ……ガイド溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クランク軸の出力軸部に、出力軸部を２周し
   て元の位置に戻るガイド部を形成し、ガイド部に
   案内される連動機構を介して吸気弁及び排気弁の
   いずれか一方又は双方の開閉を制御する４サイク
   ルエンジンのバルブ駆動装置において、該連動機
   構を出力軸部と直交する支軸回りに揺動する揺動
   部材から構成し、該揺動部材の揺動運動により弁
   にリフト動作を与えるようにしたことを特徴とす
   る４サイクルエンジンのバルブ駆動装置。 ２ クランク軸の出力軸部に、出力軸部を２周し
   て元の位置に戻るガイド部を形成し、ガイド部に
   案内される連動機構を介して吸気弁及び排気弁の
   いずれか一方又は双方の開閉を制御する４サイク
   ルエンジンのバルブ駆動装置において、該連動機
   構を出力軸部と直交する支軸回りに揺動する揺動
   部材から構成し、揺動部材における支軸の半径方
   向外方部分にカム面を形成し、カム面に平タペツ
   トを摺接するように設け、弁にリフト動作を与え
   るようにしたことを特徴とする４サイクルエンジ
   ンのバルブ駆動装置。 ３ クランク軸の出力軸部に、出力軸部を２周し
   て元の位置に戻るガイド部を形成し、ガイド部に
   案内される連動機構を介して吸気弁及び排気弁の
   いずれか一方又は双方の開閉を制御する４サイク
   ルエンジンのバルブ駆動装置において、該連動機
   構を出力軸部の直交する支軸回りに揺動する揺動
   部材から構成し、揺動部材における支軸の半径方
   向外方部分にガイド溝を形成し、このガイド溝に
   弁又はロツドの端部を直接に又は転動体を介して
   摺接させて弁にリフト動作を与えるようにしたこ
   とを特徴とする４サイクルエンジンのバルブ駆動
   装置。 ４ クランク軸の出力軸部に、出力軸部を２周し
   て元の位置に戻るガイド部を形成し、ガイド部に
   案内される連動機構を介して吸気弁及び排気弁の
   いずれか一方又は双方の開閉を制御する４サイク
   ルエンジンのバルブ駆動装置において、該連動機
   構を出力軸部と直交する支軸回りに揺動するベル
   クランクから構成し、このベルクランクの揺動動
   作により弁にリフト動作を与えるようにしたこと
   を特徴とする４サイクルエンジンのバルブ駆動装
   置。