JP2000034908A - 多気筒エンジンの動弁機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロッカー軸を吸・排気カム軸の間に配しつつ
も一体型のシリンダヘッドを採用することができ、ロッ
カーアームをコンパクトに支持してその支持剛性を高め
ることができる多気筒エンジンの動弁機構を提供するこ
と。 【構成】 ロッカーアーム２７，２８を揺動自在に軸支
するロッカー軸２５，２６を吸・排気カム軸１５，１６
の間に配し、吸・排気カム軸１５，１６の回転をロッカ
ーアーム２７，２８を介して吸・排気バルブ３，４の摺
動運動に変換して該吸・排気バルブ３，４を開閉する多
気筒エンジン１の動弁機構において、各気筒について前
記ロッカーアーム２７，２８を支持する別体のホルダー
２９を一体型シリンダヘッド２のヘッドカバー取付面よ
り下方に取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロッカーアーム方
式を採用する多気筒エンジンの動弁機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】４サイクルエンジンにおいては、燃焼室
に開口する吸気ポートと排気ポートが吸気バルブと排気
バルブによってそれぞれ適当なタイミングで開閉されて
所要のガス交換がなされるが、吸・排気バルブを駆動す
る動弁機構の１つとして、吸・排気カム軸の回転をロッ
カーアームを介して吸・排気バルブの摺動運動に変換し
て該吸・排気バルブを開閉するロッカーアーム方式が知
られている。

【０００３】ところで、ロッカーアーム方式を採用する
動弁機構において、ロッカー軸を吸・排気カム軸の間に
配置する構成を採用する場合、従来はシリンダヘッドを
上下に２分割する必要があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
にシリンダヘッドを上下に２分割する構成を採用する
と、部品点数が増大して構造が複雑化するとともに、組
付工数が増大する。

【０００５】一方、スポーツ系の高回転エンジンにおい
てバルブ挟み角が小さく、且つ、吸・排気通路角が大き
くなると、シリンダ中央部にロッカーアームを配置する
ことが困難となる。即ち、多気筒に亘って形成されたロ
ッカー軸孔に共通のロッカー軸を通す構成ではロッカー
軸孔がプラグ孔を貫通してしまい、又、長くて小径のロ
ッカー軸孔をカム軸との間に高い平行度を維持して高精
度に加工することは不可能であった。

【０００６】他方、ロッカー軸をカム軸よりも外側に配
する構成を採用すると、吸・排気通路の形成において不
利を免れなかった。

【０００７】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、ロッカー軸を吸・排気カム軸
の間に配しつつも一体型のシリンダヘッドを採用するこ
とができ、ロッカーアームをコンパクトに支持してその
支持剛性を高めることができる多気筒エンジンの動弁機
構を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、ロッカーアームを揺動自在
に軸支するロッカー軸を吸・排気カム軸の間に配し、吸
・排気カム軸の回転をロッカーアームを介して吸・排気
バルブの摺動運動に変換して該吸・排気バルブを開閉す
る多気筒エンジンの動弁機構において、各気筒について
前記ロッカーアームを支持する別体のホルダーを一体型
シリンダヘッドのヘッドカバー取付面より下方に取り付
けたことを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記各ホルダーにロッカー軸孔とプラグ孔
を形成したことを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記各ホルダーに４つのロッカー軸
を前記吸・排気カム軸と平行に形成したことを特徴とす
る。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、前記各ホルダーを鉄系材料で構
成したことを特徴とする。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記吸・排気カム軸の上半部を共通の一体
型軸受キャップで支持し、該軸受キャップをシリンダヘ
ッドの相対向する吸・排気側ヘッド取付ボス間に架設し
たことを特徴とする。

【００１３】請求項６記載の発明は、請求項１記載の発
明において、吸・排気バルブの軸中心線上に吸・排気カ
ム軸中心を位置せしめたことを特徴とする。

【００１４】請求項７記載の発明は、請求項１記載の発
明において、シリンダヘッドの上部に被着されたヘッド
カバーの内面にオイル受け用リブを形成したことを特徴
とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１６】図１は本発明に係る動弁機構を備える多気
筒エンジン上部（シリンダヘッド部）の横断面図（図２
のＢ−Ｂ線断面図）、図２は図１の矢視Ａ−Ａ線方向の
図、図３は図２のＣ−Ｃ線断面図である。

【００１７】本実施の形態に係る多気筒エンジン１は４
サイクル４バルブエンジンであって、図１に示すよう
に、アルミニウム合金製のシリンダヘッド２には各気筒
についてそれぞれ２つの吸気バルブ３（図１には１つの
み図示）と２つの排気バルブ４（図１には１つのみ図
示）が備えられている。

【００１８】尚、上記シリンダヘッド２は不図示のシリ
ンダブロックの上部に被着されており、シリンダブロッ
クに各気筒毎に形成されたシリンダ内には不図示のピス
トンが上下摺動自在に嵌装されている。そして、ピスト
ンは不図示のコンロッドを介して不図示のクランク軸に
連結されている。

【００１９】又、図１に示すように、シリンダヘッド２
には各気筒について各２つの吸気通路５と排気通路６
（図１にはそれぞれ１つのみ図示）が形成されており、
これらの吸気通路５と排気通路６の燃焼室Ｓに開口する
吸気ポート５ａと排気ポート６ａは前記吸気バルブ３と
排気バルブ４によってそれぞれ適当なタイミングで開閉
されて所要のガス交換がなされる。

【００２０】ここで、吸気バルブ３と排気バルブ４を開
閉駆動するための本発明に係る動弁機構の構成について
説明する。

【００２１】図１に示すように、各吸気バルブ３と各排
気バルブ４は、シリンダヘッド２に圧入されたバルブガ
イド７，８によってそれぞれ摺動自在に挿通保持される
とともに、エアースプリングによって閉じ側に付勢され
ている。即ち、各吸気バルブ３と各排気バルブ４の上端
にそれぞれ取り付けられたバルブリフタ９，１０はシリ
ンダヘッド２に取り付けられたハウジング１１，１２の
凹部１１ａ，１２ａにそれぞれ摺動自在に嵌合してその
内部に圧力室Ｓ１，Ｓ２を形成しており、不図示のコン
プレッサーから通路１１ｂ，１２ｂを経て各圧力室Ｓ
１，Ｓ２に供給された圧縮エアーはエアースプリングを
構成して前述のように吸気バルブ３と排気バルブ４をそ
れぞれ閉じ側に付勢している。

【００２２】ところで、本実施の形態に係る多気筒エン
ジン１においては、図１に示すように吸気バルブ３と排
気バルブ４は横断面においては（幅方向には）上方に向
かって開くように傾斜して放射状に配されており、縦断
面においては（長さ方向には）互いに平行を成して垂直
に配されている。

【００２３】一方、図２に示すように、シリンダヘッド
２の各気筒の吸気バルブ３と排気バルブ４を挟んでこれ
らの長手方向両側には吸・排気側のヘッド取付ボス２
ａ，２ｂがそれぞれ相対向して形成されており、これら
の吸・排気側ヘッド取付ボス２ａ，２ｂの上面には半円
筒状の２連軸受２ａ−１，２ｂ−１がそれぞれ形成され
ている。そして、各２連軸受２ａ−１，２ｂ−１の中央
部には円孔状のボルト挿通孔２ｃがそれぞれ貫設されて
おり、シリンダヘッド２は各ボルト挿通孔２ｃに挿通さ
れたヘッドボルト１３によって不図示のシリンダブロッ
クの上部に取り付けられ、該シリンダヘッド２の上面に
はアルミニウム合金製のヘッドカバー１４が被着されて
いる（図１及び図３参照）。

【００２４】而して、図１に示すように、シリンダヘッ
ド２の吸気側と排気側の各上面には吸気カム軸１５と排
気カム軸１６が前記２連軸受２ａ−１，２ｂ−１によっ
てそれぞれ回転自在に支承されて長手方向（図１の紙面
垂直方向）に互いに平行に配されており、これらの吸気
カム軸１５と排気カム軸１６の上半部はアルミニウム合
金製の一体型軸受キャップ１７によって支持されてい
る。ここで、軸受キャップ１７はシリンダヘッド２の相
対向する吸・排気側のヘッド取付ボス２ａ，２ｂの上面
に４本のボルト１８によって取り付けられており、相対
向する吸・排気側のヘッド取付ボス２ａ，２ｂ間には一
体型の軸受キャップ１７が架設される構成が採用されて
いる。

【００２５】そして、各気筒について吸気カム軸１５の
前記２つの吸気バルブ３に対向する部位には２つの吸気
カム１５ａ（図１には一方のみ図示）が一体に連設され
ており、同様に排気カム軸１６の前記２つの排気バルブ
４に対向する部位には２つの排気カム１６ａ（図１には
一方のみ図示）が一体に連設されている。

【００２６】ここで、図１に示すように、吸気カム軸１
５と排気カム軸１６の各内部にはパイプ材１９，２０と
の間に断面リング状のオイル通路２１，２２がそれぞれ
形成されており、吸気カム１５ａと排気カム１６ａには
各オイル通路２１，２２に連通する油孔１５ｂ，１６ｂ
がそれぞれ形成され、吸気カム軸１５と排気カム軸１６
のジャーナル部には油孔１５ｃ，１６ｃがそれぞれ形成
されている。

【００２７】一方、前記ヘッドカバー１４の吸気側及び
排気側の内面には、図１及び図３に示すように、吸気カ
ム１５ａと排気カム１６ａにそれぞれ形成された前記油
孔１５ｂ，１６ｂから噴射されるオイルを受けるための
リブ２３，２４が取り付けられている。

【００２８】ところで、本発明に係る動弁機構はロッカ
ーアーム式を採用するものであって、図１及び図２に示
すように、ロッカー軸２５，２６を中心として揺動する
計４つのロッカーアーム２７，２８を吸気カム軸１５と
排気カム軸１６の間に配し、吸気カム軸１５と排気カム
軸１６の回転をロッカーアーム２７，２８を介して吸気
バルブ３と排気バルブ４の摺動運動に変換して該吸気バ
ルブ３と排気バルブ４をそれぞれ適当なタイミングで開
閉して所要のガス交換を行うものである。

【００２９】而して、本実施の形態においては、シリン
ダヘッド２の上面（ヘッドカバー１４の取付面）よりも
下方の吸・排気カム軸１５，１６の間の部位に空間を形
成し、この空間に各気筒毎に別体のホルダー２９を大小
３本のボルト３０，３１によって取り付け、このホルダ
ー２９に前記４つのロッカーアーム２７，２８を計４つ
のロッカー軸２５，２６によって揺動可能に支持せしめ
る構成を採用している。

【００３０】ところで、上記ホルダー２９はアルミニウ
ム合金よりも強度及び剛性が高い鉄系材料によって構成
され、図３に示すように、その中央部にはプラグ孔２９
ａが形成され、その両側には各ロッカアーム２７，２８
が嵌合すべき切欠溝２９ｂが形成されている。又、この
ホルダー２９には各ロッカー軸２５，２６を嵌め込むた
めの計４つのロッカー軸孔２９ｃ（図１参照）が吸・排
気カム軸１５，１６と平行（図１の紙面垂直方向）に形
成されている。

【００３１】尚、図３に示すように、ホルダー２９とシ
リンダヘッド２にそれぞれ形成されたプラグ孔２９ａ，
２ｄには点火プラグ３２が挿入され、この点火プラグ３
２はシリンダヘッド２に螺着されてその電極部３２ａは
燃焼室Ｓの中央部に臨んでいる。

【００３２】そして、各ロッカーアーム２７，２８のホ
ルダー２９から側方へ延出する先端部の上面はスリッパ
３３，３４を介して吸・排気カム１５ａ，１６ａに当接
しており、下面は吸・排気バルブ３，４の上端に当接し
ている。ここで、本実施の形態に係る動弁機構において
は、図１に示すように、吸・排気バルブ３，４の軸中心
線上に吸・排気カム軸１５，１６の中心が位置せしめら
れている。

【００３３】次に、本発明に係る動弁機構の作用を説明
する。

【００３４】多気筒エンジン１が始動されて不図示のク
ランク軸が回転駆動されると、該クランク軸の回転が１
／２に減速されて前記吸・排気カム軸１５，１６に伝達
され、これらの吸・排気カム軸１５，１６及び吸・排気
カム１５ａ，１６ａが所定の速度（クランク軸の１／２
の速度）で回転駆動される。

【００３５】而して、上述のように吸・排気カム１５
ａ，１６ａが回転駆動されると、各ロッカーアーム２
７，２８はその先端部に当接する吸・排気カム１５ａ，
１６ａによって適当なタイミングで押し下げられるた
め、吸・排気バルブ３，４をエアースプリングの付勢力
に抗して押し下げてこれらを各々所定時間だけ開いて所
要のガス交換を行わしめる。

【００３６】以上において、本実施の形態では各気筒に
ついてロッカーアーム２７，２８を支持する別体のホル
ダー２９をシリンダヘッド２のヘッドカバー取付面より
下方に取り付けたため、ロッカーアーム２７，２８を揺
動自在に軸支するロッカー軸２５，２６を吸・排気カム
軸１５，１６の間に配置する構成を採用したにも拘ら
ず、シリンダヘッド２を一体型として構成することがで
き、これを従来のように上下に２分割する必要がなく、
構造を単純化して部品点数と組付工数の削減及びコスト
ダウンを図ることができる。

【００３７】又、本実施の形態では、シリンダヘッド２
とは別体に構成される各ホルダー２９を強度及び剛性が
高い鉄系材料で構成するとともに、吸・排気カム軸１
５，１６の上半部を共通の一体型軸受キャップ１７で支
持し、該軸受キャップ１７をシリンダヘッド２の相対向
する吸・排気側ヘッド取付ボス２ａ，２ｂ間に架設した
ため、ロッカーアーム２７，２８の支持系の剛性が高め
られ、ロッカーアーム２７，２８をコンパクトに支持し
てその支持剛性を高めることができる。

【００３８】更に、吸・排気バルブ３，４の軸中心線上
に吸・排気カム軸１５，１６の中心を位置せしめたた
め、各ロッカー軸２５，２６に作用する荷重が軽減さ
れ、該ロッカー軸２５，２６の耐久性を高めることがで
きる。

【００３９】又、本実施の形態では、シリンダヘッド２
の上部に被着されたヘッドカバー１４の内面にオイル受
け用のリブ２３，２４を形成したため、吸・排気カム１
５ａ，１６ａに形成された油孔１５ｂ，１６ｂから噴射
されるオイルがリブ２３，２４によって受けられて自重
で落下し、吸・排気カム１５ａ，１６ａとロッカーアー
ム２７，２８との摺動部に供給されて潤滑と冷却に供さ
れるため、吸・排気カム１５ａ，１６ａとロッカーアー
ム２７，２８との摩耗が防がれるとともに、摩擦に伴う
発熱が抑えられる。

【００４０】尚、以上は本発明を吸・排気バルブを各２
つずつ備える４バルブエンジンに適用した場合について
述べたが、本発明は動弁機構にロッカーアーム方式を採
用する他の任意の多気筒エンジンに対しても同様に適用
可能であることは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、ロッカーアームを揺動自在に軸支するロッカー
軸を吸・排気カム軸の間に配し、吸・排気カム軸の間に
配し、吸・排気カム軸の回転をロッカーアームを介して
吸・排気バルブの摺動運動に変換して該吸・排気バルブ
を開閉する多気筒エンジンの動弁機構において、各気筒
について前記ロッカーアームを支持する別体のホルダー
を一体型シリンダヘッドのヘッドカバー取付面より下方
に取り付けたため、ロッカー軸を吸・排気カム軸の間に
配しつつも一体型のシリンダヘッドを採用することがで
き、ロッカーアームをコンパクトに支持してその支持剛
性を高めることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動弁機構を備える多気筒エンジン
上部（シリンダヘッド部）の横断面図（図２のＢ−Ｂ線
断面図）である。

【図２】図１の矢視Ａ−Ａ線方向の図である。

【図３】図２のＣ−Ｃ線断面図である。

【符号の説明】

１ 多気筒エンジン ２ シリンダヘッド ２ａ，２ｂ ヘッド取付ボス ３ 吸気バルブ ４ 排気バルブ １５ 吸気カム軸 １６ 排気カム軸 １７ 一体型カムキャップ ２３，２４ オイル受け用リブ ２５，２６ ロッカー軸 ２７，２８ ロッカーアーム ２９ ホルダー ２９ａ プラグ孔 ２９ｃ ロッカー軸孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G016 AA08 AA12 AA19 BA03 BA06 BA46 BA49 BB14 CA13 CA17 CA19 CA22 CA33 CA36 CA40 CA41 CA43 CA44 CA45 CA52 CA57 CA60 EA02 FA27 GA00 GA01 3G024 AA13 AA16 AA18 BA05 CA15 DA03 DA06 DA10 DA17 EA01 FA00 FA14 GA26 HA02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロッカーアームを揺動自在に軸支するロ
   ッカー軸を吸・排気カム軸の間に配し、吸・排気カム軸
   の回転をロッカーアームを介して吸・排気バルブの摺動
   運動に変換して該吸・排気バルブを開閉する多気筒エン
   ジンの動弁機構において、 各気筒について前記ロッカーアームを支持する別体のホ
   ルダーを一体型シリンダヘッドのヘッドカバー取付面よ
   り下方に取り付けたことを特徴とする多気筒エンジンの
   動弁機構。
2. 【請求項２】 前記各ホルダーにロッカー軸孔とプラグ
   孔を形成したことを特徴とする請求項１記載の多気筒エ
   ンジンの動弁機構。
3. 【請求項３】 前記各ホルダーに４つのロッカー軸を前
   記吸・排気カム軸と平行に形成したことを特徴とする請
   求項１又は２記載の多気筒エンジンの動弁機構。
4. 【請求項４】 前記各ホルダーを鉄系材料で構成したこ
   とを特徴とする請求項１，２又は３記載の多気筒エンジ
   ンの動弁機構。
5. 【請求項５】 前記吸・排気カム軸の上半部を共通の一
   体型軸受キャップで支持し、該軸受キャップをシリンダ
   ヘッドの相対向する吸・排気側ヘッド取付ボス間に架設
   したことを特徴とする請求項１記載の多気筒エンジンの
   動弁機構。
6. 【請求項６】 吸・排気バルブの軸中心線上に吸・排気
   カム軸中心を位置せしめたことを特徴とする請求項１記
   載の多気筒エンジンの動弁機構。
7. 【請求項７】 シリンダヘッドの上部に被着されたヘッ
   ドカバーの内面にオイル受け用リブを形成したことを特
   徴とする請求項１記載の多気筒エンジンの動弁機構。