JPH0893422A - 頭上弁式内燃機関の動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 クランクシャフトと平行な１本のカムシャフ
トによりプッシュロッドを介して揺動されるロッカアー
ムで吸排気ポペット弁が開弁される頭上弁式内燃機関に
おいて、内燃機関を小型化でき、部品点数を低減すると
ともに構造を簡略化した動弁装置の提供。 【構成】 排気、吸気両ポペット弁18、19よりＶバンク
７寄りに位置して、シリンダ配列方向に対し15度〜45度
傾斜している線に平行に軸架された排気、吸気両ロッカ
アームシャフト22、23にそれぞれ排気、吸気両ロッカア
ーム24、25が揺動自在に枢支される。排気、吸気両ロッ
カアームシャフト22、23はその長手方向から見て相互に
交叉するように延長され、カムシャフト21の上方の左右
に位置したタペットガイド30、31にそれぞれ上下に昇降
自在に嵌装された排気、吸気両タペット26、27と排気、
吸気両ロッカアーム24、25のＶバンク側部片24ｂ，25ｂ
とにそれぞれ排気、吸気両プッシュロッド28、29が介装
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クランクシャフトと平
行な１本のカムシャフトによりプッシュロッドを介して
揺動されるロッカアームでもって吸排気ポペット弁が周
期的に開弁される頭上弁式内燃機関において、前記カム
シャフトをシリンダの一側方のできるだけ低い位置に配
置して内燃機関を小型化でき、かつ、部品点数を低減す
るとともに構造を簡略化した動弁装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術および解決しようとする課題】シリンダをＶ
字状に配置したＶ型内燃機関では、シリンダヘッドの大
型化は、即内燃機関の頭部の大型化をもたらし、これを
避けるために、図３に図示の従来の内燃機関では、Ｖ字
状シリンダ01で挟まれたＶバンク02内でクランクシャフ
ト03の上方にカムシャフト04を配置し、シリンダヘッド
05に、クランクシャフト03と平行に吸気ロッカアームシ
ャフト06と排気ロッカアームシャフト07をそれぞれ軸架
し、該吸気ロッカアームシャフト06と排気ロッカアーム
シャフト07にそれぞれ吸気ロッカアーム08と排気ロッカ
アーム09とが揺動自在に枢支され、該両ロッカアーム0
8，09のシリンダ外側端部08ａ，09ａが吸排気ポペット
弁010 ，011 の頂端にそれぞれ当接され、該両ロッカア
ーム08，09のシリンダ中心側端部08ｂ，09ｂとカムシャ
フト04とにプッシュロッド012 ，013 が介装されてい
た。

【０００３】図３に図示の頭上弁式Ｖ型内燃機関では、
プッシュロッド012 の上端に当接する吸気ロッカアーム
08の端部08ｂは、吸気ポペット弁010 の上端に当接する
端部08ａよりもカムシャフト04から離れた箇所に位置
し、またプッシュロッド013 の上端に当接する排気ロッ
カアーム09の端部09ｂは、シリンダ中心線Ｃ−Ｃよりも
カムシャフト04から離れた箇所に位置しているので、プ
ッシュロッド012 ，013がいずれもシリンダ01の頂部燃
焼室014 と干渉しないように、カムシャフト04を上方に
位置させなければならず、従って、Ｖバンク02内の空間
をカムシャフト04が占め、該空間を有効に利用できない
結果、内燃機関の小型化を推進することができなかっ
た。

【０００４】また図４ないし図５に図示するように、排
気ロッカアーム09をプッシュロッド013 でもって直接駆
動させずに、吸気ロッカアームシャフト06にスイングア
ーム015 を枢支し、該スイングアーム015 の一端部015
ａにプッシュロッド013 の上端を当接させ、該スイング
アーム015 の他端部015 ｂと、排気ロッカアーム09の端
部09ｂとにサブプッシュロッド016 を介装させたもので
は、プッシュロッド012 ，013 をシリンダ01の側壁に隣
接してこれと平行に配設することができるので、カムシ
ャフト03をＶバンク02の底部に配置することができ、そ
の結果、Ｖバンク02の空間に吸気チャンバーやその他の
補機を配設して内燃機関の小型化を図ることができる。

【０００５】しかしながら、図４ないし図５に図示の内
燃機関では、ロッカアーム08，09の外にスイングアーム
015 やサブプッシュロッド016 を必要として部品点数が
増加し、しかもサブプッシュロッド016 とロッカアーム
09およびスイングアーム015との間隙調整を必要とし、
保守・点検作業が煩雑化する難点があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用効果】本発明
は、このような難点を克服した頭上弁式内燃機関の動弁
装置の改良に係り、クランクシャフトと平行なカムシャ
フトによりプッシュロッドを介して揺動されるロッカア
ームでもって吸排気ポペット弁が周期的に開弁される頭
上弁式内燃機関の動弁装置において、前記カムシャフト
がシリンダの一側方下部に配置され、シリンダ中心線と
クランクシャフト中心線とを通る平面を境にして、カム
シャフト寄りに吸排気ポペット弁のいずれか一方が配設
されるとともに、これと反対側に吸排気ポペット弁の他
方が配設され、シリンダヘッドの頂部から見て前記吸排
気ロッカアームシャフトはクランクシャフトに対し傾斜
し、該２本のロッカアームシャフトにそれぞれ枢支され
た吸気ロッカアームと排気ロッカアームとは、側面視で
交叉するように延長し、該吸排気ロッカアームの各カム
シャフト寄り部片の端部と、該カムシャフトに当接する
タペットとに、前記プッシュロッドが介装され、前記吸
排気ロッカアームの他方の部片の端部は、前記吸排気ポ
ペット弁の頂端にそれぞれ当接することを特徴とするも
のである。

【０００７】本発明は前記したように構成されているた
め、プッシュロッドに当接する吸排気ロッカアームのい
ずれか一方の端部がカムシャフトに最も接近しているの
みならず、プッシュロッドに当接する吸排気ロッカアー
ムの他方の端部もシリンダおよびクランクシャフトの両
中心線を通る平面からカムシャフト寄りに位置している
ため、シリンダ頂部の燃焼室のクランクシャフト側部分
に干渉されることなく、前記プッシュロッドをシリンダ
中心線に近い方向に向け、シリンダ一側方に配置された
カムシャフトをクランクシャフト寄りに接近させ、シリ
ンダヘッドおよびシリンダブロック頂部を小さくして内
燃機関の小型化を図ることができる。

【０００８】さらにまた本発明では、シリンダヘッドの
頂部から見て前記吸排気ロッカアームシャフトをクラン
クシャフトに対し傾斜させたため、吸排気ポートとこれ
と交叉する方向のプッシュロッドとの干渉を避けること
ができ、内燃機関のさらに一層の小型化が可能となる。

【０００９】さらに本発明においては、スイングアーム
や他のプッシュロッドを必要としないため、部品点数の
増加を阻止してコストアップを避けることができるとと
もに、余分の間隙調整を排除して、保守・点検作業を簡
略化することができる。

【００１０】さらに本発明を前記請求項２記載のように
構成することにより、シリンダの燃焼室におけるクラン
クシャフト側部分を避けて、プッシュロッドを配置で
き、シリンダ頂部の燃焼室とプッシュロッドとの干渉を
より確実に回避することができ、内燃機関の小型化を推
進することができる。

【００１１】さらにまた本発明を前記請求項３記載のよ
うに構成することにより、吸排気ポートとこれと交叉す
る方向のプッシュロッドとの干渉を確実に避けることが
できるとともに、吸排気弁の開閉動作を円滑に遂行する
ことができる。

【００１２】しかも本発明を前記請求項４記載のように
構成することにより、Ｖ型内燃機関を小型化することが
できる。

【００１３】そして本発明を前記請求項５記載のように
構成することにより、シリンダ列の中心側の吸排気ロッ
カアームでもって開閉される２シリンダの吸排気ポート
を１本にまとめて吸排気系を小型軽量化することができ
る。

【００１４】

【実施例】以下、図１ないし図２に図示された本発明の
一実施例について説明する。

【００１５】頭上弁式Ｖ型４気筒内燃機関１は、図示さ
れない乗用車に車巾方向へクランク軸８が指向した状態
で搭載され、該頭上弁式Ｖ型４気筒内燃機関１には、シ
リンダブロック２における２列のシリンダ５群上にそれ
ぞれ２個のシリンダヘッド３が着脱自在に結合され、該
シリンダヘッド３にヘッドカバー４が着脱自在に装着さ
れ、シリンダブロック２の底部はクランクケースを兼
ね、該クランクケースの下端に図示されないオイルパン
が着脱自在に装着されている。

【００１６】また前記シリンダブロック２には片側に２
個のシリンダ５が配列されるとともに、該２列のシリン
ダ５が相互に90°の角度をなしてＶ字状に配置され、該
２列のシリンダ５の間にＶバンク７が形成され、該シリ
ンダ５にピストン６が摺動自在に嵌装されている。

【００１７】さらにＶ字状のシリンダ５の中心線が交叉
する位置にクランク軸８が配設され、該クランク軸８は
シリンダブロック２と図示されないクランク軸ホルダと
に挟まれて回転自在に枢支され、クランク軸８のクラン
クピン９とピストン６とはコネクティングロッド10で連
結されており、ピストン６の昇降に応じてクランク軸８
は回転駆動されるようになっている。

【００１８】さらにまた各シリンダヘッド３には、シリ
ンダ５の頂部の燃焼室11の２個の排気開口12と２個の吸
気開口13とが形成され、排気開口12の開口位置は、シリ
ンダ５の中心線と交叉しシリンダ５の配列中心側がＶバ
ンク７から離れた個所に位置しシリンダ５の配列外側が
Ｖバンク７寄りに位置する方向に指向した線Ｘ−Ｘ（シ
リンダ配列方向Ｙ−Ｙに対し15°〜45°傾斜している）
を境にＶバンク７寄りに配置されるとともに、吸気開口
13の開口位置は、前記線Ｘ−Ｘを境にＶバンク７から離
れた位置に配置され、しかも２個の排気開口12はそれぞ
れ線Ｘ−Ｘと平行に配置され、２個の吸気開口13も同様
に配置されている。

【００１９】しかもシリンダヘッド３のＶバンク７寄り
側面に排気管16の一端が取付けられ、該排気管16に接続
する排気ポート14は２個のシリンダ５に向って分岐さ
れ、さらに２個の排気開口12に向って分岐されて、該排
気開口12に連通され、またシリンダヘッド３のクランク
軸両側面に吸気管17の一端が取付けられ、該吸気管17に
接続する吸気ポート15は各シリンダ５における２個の吸
気開口13に向って分岐されて、該吸気開口13に連通さ
れ、さらに排気管16は他方のシリンダ列の排気管16と合
流されるとともに図示されない吸気チャンバーに接続さ
れている。

【００２０】また前記各排気開口12および吸気開口13に
は、それぞれ排気ポペット弁18および吸気ポペット弁19
が設けられ、該排気ポペット弁18および吸気ポペット弁
19からＶバンク７寄りに動弁装置20が配設されている。

【００２１】さらに前記動弁装置20では、Ｖバンク７内
で、クランク軸８の直上に位置して、クランク軸８と平
行にカムシャフト21がシリンダブロック２に回転自在に
枢支され、クランク軸８とカムシャフト21とは図示され
ない伝動機構を介して連結されており、クランク軸８が
回転すると、カムシャフト21はその半分の回転速度で回
転駆動されるようになっている。

【００２２】さらにまた各シリンダヘッド３には、各排
気ポペット弁18、吸気ポペット弁19よりＶバンク７寄り
に位置してＸ−Ｘ線と平行に排気ロッカアームシャフト
22、吸気ロッカアームシャフト23が軸架され、該排気ロ
ッカアームシャフト22、吸気ロッカアームシャフト23に
それぞれ排気ロッカアーム24、吸気ロッカアーム25が揺
動自在に枢支され、該排気ロッカアーム24、吸気ロッカ
アーム25は排気ロッカアームシャフト22、吸気ロッカア
ームシャフト23の長手方向から見て相互に交叉するよう
に延長されており、排気ロッカアーム24、吸気ロッカア
ーム25のＶバンク７より離れた側部片24ａ，25ａは、排
気ポペット弁18、吸気ポペット弁19の頂端に当接するよ
うになっている。

【００２３】またカムシャフト21の上方の左右に位置し
て排気タペット26、吸気タペット27がそれぞれ上下に昇
降自在にタペットガイド30、31に嵌装され、該排気タペ
ット26、吸気タペット27と排気ロッカアーム24、吸気ロ
ッカアーム25のＶバンク側部片24ｂ，25ｂとにそれぞれ
排気プッシュロッド28、吸気プッシュロッド29が介装さ
れており、カムシャフト21が回転駆動されると、排気タ
ペット26、吸気タペット27がタペットガイド30、31内で
上下に昇降され、この上下運動は排気プッシュロッド2
8、吸気プッシュロッド29を介して排気ロッカアーム2
4、吸気ロッカアーム25に伝達され、排気ロッカアーム2
4、吸気ロッカアーム25の揺動運動でもって、排気ポペ
ット弁18、吸気ポペット弁19が間欠的に開放されるよう
になっている。

【００２４】さらにシリンダヘッド３には、各燃焼室11
毎に点火栓32が付設され、Ｖバンク７内の空間33は頂板
34でもって密閉され、該頂板34の下面に仕切板35が一体
に嵌着され、頂板34および仕切板35で密閉されたブリー
ザ室36と図示されない開口を介して空間33に連通される
とともに、図示されない接続管を介して前記吸気チャン
バーまたは吸着剤を内蔵したキャニスタ（図示されず）
に連通され、前記空間33はクランク室37に連通されてお
り、クランク室37内に発生したブローバイガスは、空間
33、ブリーザ室36および前記接続管を介して前記吸気チ
ャンバーに導かれ、吸気とともに燃焼室11に送られるよ
うになっている。

【００２５】図１ないし図２に図示の実施例は前記した
ように構成されているので、頭上弁式Ｖ型４気筒内燃機
関１がクランキングされた状態では、図示されないエア
クリーナにて濾過された空気は、気化器（図示されず）
にて燃料と混合された後、図示されない吸気チャンバー
および排気管16を介して排気ポート14に流入し、動弁装
置20により所要のタイミングで、開弁された排気ポペッ
ト弁18を介して燃焼室11に供給され、排気ポペット弁18
の閉弁後、燃焼室11内の混合気は所要のタイミングで点
火栓32から発生した火花により着火される。

【００２６】そして着火燃焼された燃焼ガスによりピス
トン６が押下げられ、クランク軸８が回転を始め、図示
されない変速装置や伝動装置を介して乗用車の車幅にそ
の動力が伝達され、乗用車は走行することができる。

【００２７】またＶバンク７より離れた方の吸気ロッカ
アーム25では、図２に図示されるように、そのＶバンク
側部片25ｂは、Ｖバンク７に向って長く延長し、かつ２
個の吸気開口13の配列方向Ｘ−Ｘと平行な吸気ロッカア
ームシャフト23に対し直角方向に指向せず、外方へ彎曲
し、該Ｖバンク側部片25ｂの先端が、シリンダ５の中心
線を通りシリンダ配列方向Ｙ−Ｙに対し直交するＺ−Ｚ
線とシリンダ５とが交叉するカムシャフト21寄りの交点
Ａよりシリンダ配列方向Ｙ−Ｙに沿う外方へ位置してい
るため、カムシャフト21をＶバンク７の底部に設置して
も、シリンダ５がカムシャフト21に最も張出している点
Ａに邪魔されずに吸気プッシュロッド29を配置すること
ができ、その結果、Ｖバンク７内にブリーザ室36を設置
することができるとともに、その上方の排気管16を低く
することができ、しかもその他の補機を配置することが
でき、頭上弁式Ｖ型４気筒内燃機関１の小型化を図るこ
とが可能となる。

【００２８】さらに各シリンダ５における２個の排気開
口12がＸ−Ｘ方向に配列されているため、各シリンダ５
における排気ポート14は１本にまとめられるとともに、
Ｙ−Ｙ方向に配列されたシリンダ５の排気ポート14はさ
らに１本にまとめられ、その結果、各シリンダ列毎に１
本の排気管16で足り、吸気系がＶバンク７内でコンパク
トに形成される。

【００２９】さらにまたＶバンク７寄りの排気ロッカア
ーム24のＶバンク側部片24ｂも、吸気ロッカアーム25と
同様に外方へ彎曲しているため、１本にまとめられた排
気ポート14と干渉することなく排気プッシュロッド28を
配置することができる。

【００３０】しかもスイングアームやサブプッシュロッ
ドを必要としないため、部品点数が少なくコストアップ
が避けられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る頭上弁式Ｖ型４気筒内燃機関の縦
断正面図である。

【図２】図１のII−II矢視図である。

【図３】従来の頭上弁式Ｖ型４気筒内燃機関の縦断正面
図である。

【図４】従来の他の頭上弁式Ｖ型４気筒内燃機関の縦断
正面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ矢視図である。

【符号の説明】

１…頭上弁式Ｖ型４気筒内燃機関、２…シリンダブロッ
ク、３…シリンダヘッド、４…ヘッドカバー、５…シリ
ンダ、６…ピストン、７…Ｖバンク、８…クランク軸、
９…クランクピン、10…コネクティングロッド、11…燃
焼室、12…排気開口、13…吸気開口、14…排気ポート、
15…吸気ポート、16…排気管、17…吸気管、18…排気ポ
ペット弁、19…吸気ポペット弁、20…動弁装置、21…カ
ムシャフト、22…排気ロッカアームシャフト、23…吸気
ロッカアームシャフト、24…排気ロッカアーム、25…吸
気ロッカアーム、26…排気タペット、27…吸気タペッ
ト、28…排気プッシュロッド、29…吸気プッシュロッ
ド、30，31…タペットガイド、32…点火栓、33…空間、
34…頂板、35…仕切板、36…ブリーザ室、37…クランク
室。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクシャフトと平行なカムシャフト
   によりプッシュロッドを介して揺動されるロッカアーム
   でもって吸排気ポペット弁が周期的に開弁される頭上弁
   式内燃機関の動弁装置において、 前記カムシャフトがシリンダの一側方下部に配置され、
   シリンダ中心線とクランクシャフト中心線とを通る平面
   を境にして、カムシャフト寄りに吸排気ポペット弁のい
   ずれか一方が配設されるとともに、これと反対側に吸排
   気ポペット弁の他方が配設され、シリンダヘッドの頂部
   から見て前記吸排気ロッカアームシャフトはクランクシ
   ャフトに対し傾斜し、該２本のロッカアームシャフトに
   それぞれ枢支された吸気ロッカアームと排気ロッカアー
   ムとは、側面視で交叉するように延長し、該吸排気ロッ
   カアームの各カムシャフト寄り部片の端部と、該カムシ
   ャフトに当接するタペットとに、前記プッシュロッドが
   介装され、前記吸排気ロッカアームの他方の部片の端部
   は、前記吸排気ポペット弁の頂端にそれぞれ当接するこ
   とを特徴とする頭上弁式内燃機関の動弁装置。
2. 【請求項２】 吸気ロッカアームのカムシャフト寄り部
   片および排気ロッカアームのカムシャフト寄り部片は、
   前記シリンダのクランクシャフト端側に彎曲されたこと
   を特徴とする前記請求項１記載の頭上弁式内燃機関の動
   弁装置。
3. 【請求項３】 前記吸排気ロッカアームシャフトは、シ
   リンダヘッドの頂部から見て15°〜45°の範囲内に傾斜
   したことを特徴とする前記請求項１記載の頭上弁式内燃
   機関の動弁装置。
4. 【請求項４】 シリンダがＶ字状に配置され、該Ｖ字状
   シリンダで挟まれたＶバンク内に前記カムシャフトが配
   設されたことを特徴とする前記請求項１または請求項２
   記載の頭上弁式Ｖ型内燃機関の動弁装置。
5. 【請求項５】 シリンダが少なくともクランクシャフト
   の中心線方向に２シリンダ配列され、該シリンダ列の中
   心側に吸排気ロッカアームのいずれか一方のカムシャフ
   ト寄り部片が配置されるとともに、該シリンダ列の外側
   に吸排気ロッカアームの他方のカムシャフト寄り部片が
   配置されたことを特徴とする前記請求項１または請求項
   ４記載の頭上弁式内燃機関の動弁装置。