JPH0450404Y2 - - 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
軸が配設され且つバルブタイミングの可変機構が
備えら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ツプ現象等が一層
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け
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各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挾持する軸受を設
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。

さらに、頭上カム軸式エンジンにおいては、カ
ム軸に保持されたバケツトボツクスを用いたバル
ブタイミングの可変機構が設けられることがあ
る。このバルブタイミング可変機構は、カム軸に
回動自在に保持されたバケツトボツクスに、カム
とバルブとの間に介設されるタペツトを摺動自在
に保持されたもので、該バケツトボツクスを回動
させることにより、カムとタペツトの当接位置を
変化させて、バルブの開閉タイミングを変化させ
ることができるようにしたものであるが、このタ
イミング可変機構の場合、上記バケツトボツクス
がカム軸における気筒間に設けられた主ジヤーナ
ル部に保持されるのが通例であり、そのため、該
主ジヤーナル部に設けられる軸受の個数が減少し
て、カム軸の支持剛性が低下し、また、軸受によ
る支持部とは別に上記バケツトボツクスの支持部
を設けると、カム軸ないしエンジンの全長が著し
く長くなることになる。

（考案の目的） 本考案は、頭上カム軸式エンジン、特にバケツ
トボツクスを用いたバルブタイミングの可変機構
が備えられたカム軸の支持構造に関する上記のよ
うな実情に対処するもので、エンジンの全長を長
くすることなく、且つ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。

（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
の上方に配置され、且つ１気筒について２個のカ
ムが隣接配置されたカム軸を有するエンジンにお
いて、少なくとも両端の主ジヤーナル部でカム軸
２方向から完全に挾持する完全軸受を設けると共
に、気筒間に位置する主ジヤーナル部の少なくと
も１箇所に、タペツトを摺動自在に保持するタペ
ツト嵌挿孔を有し且つ当該主ジヤーナル部に回動
自在に保持されて該タペツトとカムとの当接位置
を変化させることによりバルブタイミングを可変
とするバケツトボツクスを備え、且つ上記隣接カ
ム間に、該カム軸を駆動伝達面側の反対側のみか
ら支持する部分軸受を設けたことを特徴とする。
この部分軸受は、上記のようにカム軸のカム駆動
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
てバルブタイミング可変機構のバケツトボツクス
が支持されるために主ジヤーナル部を支持する完
全軸受の個数が少なくなつても、該完全軸受を多
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挾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、スペースの余裕があるカム軸の上方に
位置するので、各気筒における隣接する２個のカ
ムの間に、これらのカム間の寸法を増大させるこ
となく設けることができ、従つて該部分軸受を設
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。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

この実施例は４気筒エンジンに関するもので、
第１、第２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。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。

一方、シリンダヘツド１の上部両側部には吸気
カム軸８及び排気カム軸９が平行に配設されてい
る。これらのカム軸８，９には、夫々１気筒につ
いて第１、第２吸気カム１０₁，１０₂及び第１、
第２排気カム１１₁，１１₂が設けられていると共
に、これらのカム１０₁，１０₂，１１₁，１１₂と
上記各バルブ４₁，４₂，５₁，５₂のステム上端と
がタペツト１２₁…１２₁，１２₂…１２₂を介して
夫々当接され、これにより吸気カム軸８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９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８，９の一方の端部に
はタイミングプーリ１３が固着され、該プーリ１
３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８，９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。

然して、上記吸気カム軸８及び排気カム軸９
は、両端部と第２、第３気筒間とにおいて軸受１
４…１４により回転自在に支承されているが、こ
れらの軸受１４…１４の軸受孔は、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１ｃに形成された半円状の下半部１４ａ…１４
ａと、これらの端壁１ｂ及び仕切壁１ｃの上端部
にボルト（図示せず）を用いて固着された軸受キ
ヤツプ１６…１６に形成された同じく半円状の上
半部１４ｂ…１４ｂとで構成され、この下半部１
４ａ…１４ａと上半部１４ｂ…１４ｂとの間にカ
ム軸８，９における主ジヤーナル部のうちの両端
部と第２、第３気筒間に位置する主ジヤーナル部
１７₂…１７₂が全周囲から完全に挾持されてい
る。

また、上記のような主ジヤーナル部１７₂…１
７₂を完全に挾持する軸受（完全軸受）１４…１
４とは別に、カム軸８，９は各気筒の第１、第２
吸気カム１０₁，１０₂間及び第１、第２排気カム
１１₁，１１₂間においても軸受１８…１８により
支持されるようになつている。この軸受１８…１
８は、シリンダヘツド１に固着された軸受キヤツ
プ２０…２０のみで構成された部分軸受であつ
て、該軸受キヤツプ２０…２０に形成された半円
状の軸受凹部２０ａ…２０ａがカム軸８，９にお
ける第１、第２吸気カム１０₁，１０₂間及び第
１、第２排気カム１１₁，１１₂間に設けられた補
助ジヤーナル部２１…２１の上半部に上方から嵌
合されている。

一方、この実施例においては、４つの気筒の各
第１、第２吸気バルブ４₁，４₂及び第１、第２排
気バルブ５₁，５₂のうちの第１吸気バルブ４₁及
び第１排気バルブ５₁の開閉タイミングがエンジ
ンの運転状態に応じて可変とされている。つま
り、吸気カム軸８における第１、第２気筒間及び
第３、第４気筒間の主ジヤーナル部１７₁，１７₁
（第３、第４気筒間については図示せず）及び排
気カム軸９における第１、第２気筒間及び第３、
第４気筒間の主ジヤーナル部１７₁、１７₁には、
合計４個のバケツトボツクス３０…３０が当該カ
ム軸８又は９の回りに回動自在に保持されている
と共に、これらのバケツトボツクス３０には２個
のタペツト嵌挿孔３０ａ，３０ａが設けられ、こ
れらの４組８個の嵌挿孔３０ａ…３０ａに夫々隣
接する第１、第２気筒における第１吸気バルブ４
_１，４₁のタペツト１２₁，１２₁、第３、第４気筒
における第１吸気バルブ４₁，４₁のタペツト１２
_１，１２₁、第１、第２気筒における第１排気バル
ブ５₁，５₁のタペツト１２₁，１２₁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１２₁，１２₁が摺動自在に嵌挿されている。
個々で、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１２₂…１２₂は
シリンダヘツド１の嵌挿孔１ａ…１ａに嵌挿され
ている。また、各バケツトボツクス３０は、これ
に結合されたバケツトキヤツプ３１と共にカム軸
８，９の当該主ジヤーナル部１７₁を挾持するこ
とにより該カム軸８，９に回動自在に保持されて
いると共に、吸気カム軸８上における２個のバケ
ツトボツクス３０，３０に結合された２個のバケ
ツトキヤツプ３１，３１及び排気カム軸９上にお
ける２個のバケツトボツクス３０，３０に結合さ
れた２個のバケツトキヤツプ３１，３１は夫々連
結部３１ａを介して連結され、これにより吸気カ
ム軸８及び排気カム９軸上における各２個のバケ
ツトボツクス３０，３０は夫々一体的に回動する
ようになつている。そして、第２図に示すよう
に、吸気カム軸８上における第１、第２気筒間の
バケツトボツクス３０の下面に形成されたギヤ３
０ｂにシリンダヘツド１に横方向に配設された駆
動軸３２のギヤ３２ａが噛合され，且つ該駆動軸
３２を回転させるモータ３３が備えられており、
また図示しないが、排気カム軸９上における第
３、第４気筒間のバケツトボツクス３０について
も同様に駆動軸３２とモータ３３とが備えられて
いる。これにより、モータ３３，３３の回転によ
り駆動軸３２，３２を介して吸気カム軸８上の２
個のバケツトボツクス３０，３０及び排気カム軸
９上の２個のバケツトボツクス３０，３０が夫々
吸気カム軸８及び排気カム軸９の回りに回動され
ると共に、これに伴つて各気筒の第１吸気バルブ
４₁…４₁及び第１排気バルブ５₁…５₁のタペツト
１２₁…１２₁も同様に吸気カム軸８及び排気カム
軸９の回りに回動され、これらのカム軸８，９の
所定回転角度位置に対する各カム１０₁…１０₁，
１１₁，…１１₁とタペツト１２₁…１２₁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。

上記の構成によれば、吸気カム軸８及び排気カ
ム軸９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、該スプリング７…７の
反力がカム軸８，９の各カム１０₁，１０₂，１１
_１，１１₂に上向きに作用することになる。この反
力はカム軸８，９の両端部及び第２、第３気筒間
を支承する完全軸受１４…１４に受け止められる
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１４…１４だけではカム軸８，９が
隣接軸受１４，１４の中間部で上方に撓む可能性
がある。しかし、カム軸８，９は上記軸受１４…
１４にる支承部（主ジヤーナル部１７₂…１７₂）
の間における各気筒の第１、第２吸気カム１０₁，
１０₂間及び第１、第２排気カム１１₁、１１₂の
補助ジヤーナル部２１…２１で部分軸受１８…１
８により上側、即ちカム駆動伝達面側の反対側か
ら支持され、これらの部分軸受１８…１８によつ
ても上記の反力が受け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８，９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
８，９の撓みが抑制され、カム軸の撓みによる
吸、排気バルブ４₁，４₂，５₁，５₂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。

然して上記部分軸受１８…１８は、カム軸８，
９の補助ジヤーナル部２１…２１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
挾持する完全軸受１４…１４に比較して摺動抵抗
が小さく、従つてカム軸８，９の撓みを防止する
ために部分軸受１８…１８を設けることによつて
該カム軸８，９の駆動トルクが著しく増大するこ
とがない。また、これらの部分軸受１８…１８は
スペースに余裕があるカム軸８，９の上方に配設
されているから、該軸受１８…１８を設けるため
にカム軸８，９の下方に位置するタペツト１２₁，
１２₂間の寸法を広くする必要がなく、従つてカ
ム軸８，９の全長ないしエンジンの全長が長くな
ることがない。

そして、特に、上記のように吸、排気カム軸
８，９における第１、第２気筒間及び第３、第４
気筒間の主ジヤーナル部１７₁…１７₁にはバケツ
トボツクス３０…３０が取付けられて、軸受によ
り支持されていないから、上記部分軸受１８…１
８によつてカム軸８，９を支持する必要性が高い
のである。

（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且つ該カム軸にバルブ
タイミング可変機構を構成するバケツトボツクス
が保持された頭上カム軸式エンジンにおいて、上
記カム軸を２方向から完全に挾持する完全軸受を
少なくとも両端部に設けると共に、該カム軸をカ
ム駆動伝達面側の反対側のみ支持する部分軸受を
各気筒の２個の隣接するカム間に設けるようにし
たから、吸、排気バルブの開弁時にカム軸に作用
するバルブスプリングの反力が上記完全軸受及び
部分軸受によつて受け止められることになつて、
該反力によるカム軸の撓みが抑制されることにな
る。これにより、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。特に、本考案によれば、上記の
ようにカム軸にバケツトボツクスが保持されるに
も拘わらず、該カム軸ないしエンジンの長寸化を
招くことなく、またカム軸の摺動抵抗の増大等を
伴うことなく、上記反力を受け止める軸受を多く
することができる。

【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縦断側面図、第２図は第１
図−線で切断した縦断正面図である。 ８，９……カム軸、１０₁，１０₂，１１₁，１
１₂……カム、１２₁，１２₂……タペツト、１４
……完全軸受、１７₁，１７₂……主ジヤーナル
部、１８……部分軸受、３０……バケツトボツク
ス、３０ａ……タペツト嵌挿孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １気筒について２個のカムが隣接配置されたカ
   ム軸の支持構造であつて、少なくとも両端の主ジ
   ヤーナル部がカム軸を２方向から完全に挟持する
   完全軸受が設けられていると共に、気筒間に位置
   する主ジヤーナル部の少なくとも１箇所に、タペ
   ツトを摺動自在に保持するタペツト嵌挿孔を有し
   且つ当該主ジヤーナル部に回動自在に保持されて
   該タペツトとカムとの当接位置を変化させること
   によりバルブタイミングを可変とするバケツトボ
   ツクスが備えられ、且つ上記隣接カム間に、該カ
   ム軸を駆動伝達面側の反対側のみから支持する部
   分軸受が設けられていることを特徴とするエンジ
   ンのカム軸支持構造。