JPH0622504U - Ｏｈｃ式内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 オーバーヘッドカムシャフト（ＯＨＣ）式の
内燃機関において、吸気弁用ロッカーアーム４１と、排
気弁用ロッカーアーム４２と、各ロッカーアーム４１、
４２を揺動可能に支持する支軸１４と、各ロッカーアー
ム４１、４２の作動用カム７ａ、７ｂと、各カム７ａ、
７ｂに共通のカムシャフト８とを備える。その支軸１４
の軸心とカムシャフト８の軸心とが平行である。その吸
気弁用ロッカーアーム４１を支持する支軸部分１４ａの
軸心と、排気弁用ロッカーアーム４２を支持する支軸部
分１４ｂの軸心とが相対的に偏心する。 【効果】 吸排気ポートを動弁機構の制約を受けること
なく配置し、且つ、所望形状のロッカーアーム作動用カ
ムを得ることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、オーバーヘッドカムシャフト（ＯＨＣ）式の内燃機関に関する。

【０００２】

【従来の技術】

高速機関にあっては、動弁系質量を小さくして動特性を向上し、また部品点数 を少なくするためＯＨＣ式が採用されている。そのようなＯＨＣ式内燃機関にあ っては、吸気弁用ロッカーアームと、排気弁用ロッカーアームと、各ロッカーア ームを揺動可能に支持する支軸と、各ロッカーアームの作動用カムと、各カムに 共通のカムシャフトとを備え、その支軸の軸心とカムシャフトの軸心とは平行と されている。

【０００３】 また、低出力機関にあっては１気筒に対する吸排気弁の数は１弁ずつで充分で あるが、高出力機関にあっては弁面積を大きくするため１気筒に対する吸排気弁 の数を２弁ずつにし、各吸気弁相互および各排気弁相互をバルブブリッジで連結 し、各バルブブリッジを介し吸気弁用ロッカーアームあるいは排気弁用ロッカー アームに接続していた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

吸気弁用ロッカーアームの揺動中心から吸気弁との連結点までのアーム前端側 長さと、排気弁用ロッカーアームの揺動中心から排気弁との連結点までのアーム 前端側長さとを略等しくしようとすると、シリンダヘッドに形成される吸排気ポ ートの配置が制約されてしまう。特に１気筒に対する吸排気弁の数を２弁ずつに する場合、吸気弁用ロッカーアームの揺動中心から吸気弁用バルブブリッジとの 連結点までのアーム前端側長さと、排気弁用ロッカーアームの揺動中心から排気 弁用バルブブリッジとの連結点までのアーム前端側長さとを略等しくしようとす ると、吸排気ポートの配置の制約が大きくなる。

【０００５】 そこで、吸気弁用ロッカーアームのアーム先端側長さと、排気弁用ロッカーア ームのアーム先端側長さとを異なったものにすることで、吸排気ポートを動弁機 構の制約を受けることなく配置することが望まれる。

【０００６】 しかし、そのように吸気弁用ロッカーアームのアーム先端側長さと排気弁用ロ ッカーアームのアーム先端側長さとを異なったものにすると、従来のＯＨＣ式内 燃機関においては、吸気弁用ロッカーアームの揺動中心と排気弁用ロッカーアー ムの揺動中心とは一致し、かつ、各揺動中心からカムとの接点までのアーム後端 側長さは吸気弁用ロッカーアームと排気弁用ロッカーアームとで略等しいため、 そのアーム先端側長さに対するアーム後端側長さの比が、吸気弁用ロッカーアー ムと排気弁用ロッカーアームとで異なったものになる。

【０００７】 そのように吸気弁用ロッカーアームと排気弁用ロッカーアームとでアーム先端 側長さに対するアーム後端側長さの比が異なると、吸気弁と排気弁の各バルブリ フトは互いに略等しくする必要があることから、その比の相違を吸気弁用ロッカ ーアームの作動用カムの形状と排気弁用ロッカーアームの作動用カムの形状とに より吸収する必要がある。

【０００８】 一方、カムの形状は許容応力や加工上の制約から現実には任意形状にすること ができず、カムを設計する上では各ロッカーアームのアーム先端側長さに対する アーム後端側長さの比を一定範囲にする必要がある。この場合、吸気弁用ロッカ ーアームと排気弁用ロッカーアームとでアーム先端側長さに対するアーム後端側 長さの比が等しければ、シリンダヘッドに対する各ロッカーアームの支軸の配置 を適宜設定することで、その比をカム設計を行なう上で最適な範囲にすることが できる。ところが、吸気弁用ロッカーアームと排気弁用ロッカーアームとでアー ム先端側長さに対するアーム後端側長さの比が異なると、従来の構成では、一方 の比をカム設計を行なう上で最適な範囲にすると、他方の比がカム設計を行なう 上で最適な範囲から外れてしまう場合があり、所望形状のカムを得ることができ ないという問題がある。

【０００９】 本考案は上記従来技術の問題を解決することのできるＯＨＣ式内燃機関を提供 することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案の特徴とするところは、吸気弁用ロッカーアームと、排気弁用ロッカー アームと、各ロッカーアームを揺動可能に支持する支軸と、各ロッカーアームの 作動用カムと、各カムに共通のカムシャフトとを備え、その支軸の軸心とカムシ ャフトの軸心とが平行であるＯＨＣ式内燃機関において、その吸気弁用ロッカー アームを支持する支軸部分の軸心と、排気弁用ロッカーアームを支持する支軸部 分の軸心とが相対的に偏心している点にある。

【００１１】

【作用】

本考案の構成によれば、吸気弁用ロッカーアームを支持する支軸部分の軸心と 、排気弁用ロッカーアームを支持する支軸部分の軸心との相対的な偏心量を適宜 設定することで、吸気弁用ロッカーアームと排気弁用ロッカーアームの各アーム 先端側長さに対するアーム後端側長さの比を、両ロッカーアーム作動用カムの設 計を行なう上で最適な範囲にし、所望形状のカムを得ることができる。

【００１２】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

【００１３】 図１〜図５に示すＯＨＣ式直列多気筒ディーゼルエンジンＥは、複数の気筒が 形成されたシリンダブロック１と、このシリンダブロック１の上部に各気筒毎に 独立して取り付けられたシリンダヘッド２と、各シリンダヘッド２それぞれの上 部に取り付けられたロッカーアームハウジング５と、各ロッカーアームハウジン グ５の上部に取り付けられたボンネット６と、各シリンダヘッド２の一側方に配 置される吸気マニホールド１５と、各シリンダヘッド２の他側方に配置される排 気マニホールド２５とを備え、各気筒毎に一対の吸気弁４５ａ、４５ｂと一対の 排気弁４６ａ、４６ｂとが設けられている。

【００１４】 各ロッカーアームハウジング５の内部に支軸１４が取り付けられ、各支軸１４ により、吸気弁用ロッカーアーム４１と、排気弁用ロッカーアーム４２と、ユニ ットインジェクタ用ロッカーアーム４３とが揺動可能に支持されている。その吸 気弁用ロッカーアーム４１は、一端が一対の吸気弁４５ａ、４５ｂを連結するバ ルブブリッジ４６に自在継手５０を介し連結され、他端がカム７ａにローラ５１ を介し当接する。その排気弁用ロッカーアーム４２は、一端が一対の排気弁４６ ａ、４６ｂを連結するバルブブリッジ４７に自在継手５２を介し連結され、他端 がカム７ｂにローラ５３を介し当接する。そのユニットインジェクタ用ロッカー アーム４３は、一端がユニットインジェクタ３に自在継手５４を介し連結され、 他端がカム７ｃにローラ５４を介し当接する。各カム７ａ、７ｂ、７ｃは共通の カムシャフト８を有し、そのカムシャフト８は単一のカムシャフトハウジング９ により支持されると共にエンジンＥにより駆動される。

【００１５】 各ロッカーアーム４１、４２、４３を支持する支軸１４は、ロッカーアームハ ウジング５と一体の取り付け座６０により支持され、その支軸１４と取り付け座 ６０を貫通する２本のボルト６１、６２がシリンダヘッド２にねじ込まれること で、支軸１４は固定されている。この支軸１４は、吸気弁用ロッカーアーム４１ を支持する部分１４ａの径が、排気弁用ロッカーアーム４２とユニットインジェ クタ用ロッカーアーム４３とを支持する部分１４ｂの径よりも小さくされ、その 小径部分１４ａの軸心Ｏ１と大径部分１４ｂの軸心Ｏ２とは、図１に示すように 、距離ｅだけ相対的に偏心すると共に、カムシャフト８の軸心Ｏ３に平行である 。

【００１６】 その吸気弁用ロッカーアーム４１の揺動中心となる小径部分１４ａの軸心Ｏ１ から吸気弁用バルブブリッジ４６との連結点までのアーム前端側長さＦ１と、そ の排気弁用ロッカーアーム４２の揺動中心となる大径部分１４ｂの軸心Ｏ２から 排気弁用バルブブリッジ４７との連結点までのアーム前端側長さＦ２とは異なっ たものとされ、また、その小径部分１４ａの軸心Ｏ１から吸気弁用ロッカーアー ム作動用カム７ａとの接点までのアーム後端側長さＢ１と、大径部分１４ｂの軸 心Ｏ２から吸気弁用ロッカーアーム作動用カム７ｂとの接点までのアーム後端側 長さＢ２とは異なったものとされている。その吸気弁用ロッカーアーム４１のア ーム先端側長さに対するアーム後端側長さの比Ｆ１／Ｂ１と、排気弁用ロッカー アーム４２のアーム先端側長さに対するアーム後端側長さの比Ｆ２／Ｂ２とを、 吸排気弁用ロッカーアーム作動用カム７ａ、７ｂを設計する上で最適となる範囲 に設定できるように、偏心量ｅが設定されている。

【００１７】 なお、カムシャフトハウジング９は吸気マニホールド１５と排気マニホールド ２５の間に配置され、シリンダブロック１の上部と各シリンダヘッド２の一側部 とロッカーアームハウジング５の一側部とにボルトによって連結されているので 、各シリンダヘッド２を着脱する妨げにならない。そのカムシャフトハウジング ９の下部に、各気筒に対応して空気通路１８が形成され、その空気通路１８の一 端は各シリンダヘッド２に形成された吸気ポート１９に連通し、他端は吸気マニ ホールド１５の各枝管１５ａの開口に連通する。その吸気マニホールド１５はイ ンタークーラー１６、エアダクト１７を介し排気ターボ過給器（図示省略）のコ ンプレッサーに接続される。前記排気マニホールド２５の各枝管２５ａはシリン ダヘッド２に接続され、各枝管２５ａの開口はシリンダヘッド２に形成された排 気ポート２２に連通し、また、排気マニホールド２５は排気ターボ過給器のター ビンに接続される。これにより、吸気マニホールド１５と吸気ポート１９とを接 続する空気通路１８を、カムシャフトハウジング９の下部スペースを利用して形 成することができ、吸排気マニホールド１５、１６と吸排気ポート１９、２２と を接続する空気通路を形成するためのスペースを容易に確保できるので、構造を 簡単化することができる。なお、カムシャフトハウジング９を構成する壁部材の 一部９ａと吸気マニホールド１５を構成する壁部材の一部１５ｂとが共通化され 、吸気マニホールド１５をカムシャフトハウジング９に可及的に近接させて小型 化を図っている。

【００１８】 上記エンジンＥにあっては、ＯＨＣ式であるのでシリンダブロック内のカムの 動きをタペットやプッシュロッドを介しロッカーアームに伝達する機構に比べ動 弁系質量が小さくなって動特性が良好になり、高速化が可能であり、また、１気 筒に吸排気弁４５ａ、４５ｂ、４６ａ、４６ｂを２弁ずつ設けているので高出力 化が可能である。

【００１９】 上記構成によれば、吸気弁用ロッカーアーム４１と排気弁用ロッカーアーム４ ２とで、アーム先端側長さに対するアーム後端側長さの比が互いに異なっても、 各比を各ロッカーアーム作動用カム７ａ、７ｂを設計する上で最適となる範囲に 設定できるので、吸排気ポート１９、２２を動弁機構の制約を受けることなく配 置し、且つ、所望形状のロッカーアーム作動用カム７ａ、７ｂを得ることができ る。

【００２０】 なお、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、例えば本考案をガスエ ンジンやガソリンエンジンに適用してもよい。

【００２１】

【考案の効果】

本考案のＯＨＣ式内燃機関によれば、吸排気ポートを動弁機構の制約を受ける ことなく配置し、且つ、所望形状のロッカーアーム作動用カムを得ることができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例のＯＨＣ式多気筒内燃機関の要
部の平面図

【図２】図１のＩＩ‐ＩＩ線断面図

【図３】図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面図

【図４】図１のＶＩ‐ＶＩ線断面図

【図５】図１のＶ‐Ｖ線断面図

【符号の説明】

７ａ、７ｃ カム ８ カムシャフト １４ 支軸 ４１ 吸気弁用ロッカーアーム ４２ 排気弁用ロッカーアーム

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気弁用ロッカーアームと、排気弁用ロ
   ッカーアームと、各ロッカーアームを揺動可能に支持す
   る支軸と、各ロッカーアームの作動用カムと、各カムに
   共通のカムシャフトとを備え、その支軸の軸心とカムシ
   ャフトの軸心とが平行であるＯＨＣ式内燃機関におい
   て、その吸気弁用ロッカーアームを支持する支軸部分の
   軸心と、排気弁用ロッカーアームを支持する支軸部分の
   軸心とが相対的に偏心していることを特徴とするＯＨＣ
   式内燃機関。