JP2000054809A - エンジンの動弁装置 - Google Patents
エンジンの動弁装置Info
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- JP2000054809A JP2000054809A JP22281398A JP22281398A JP2000054809A JP 2000054809 A JP2000054809 A JP 2000054809A JP 22281398 A JP22281398 A JP 22281398A JP 22281398 A JP22281398 A JP 22281398A JP 2000054809 A JP2000054809 A JP 2000054809A
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- valve
- valve lift
- section
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 最大加速度を大きくすることなく角度面積を
大きくして出力性能の向上を図ることができるエンジン
の動弁装置を提供する。 【解決手段】 最大弁リフト付近における加速度係数の
絶対値が進角側及び遅角側に隣接する弁リフト域での加
速度係数の絶対値より小さくなるようにし、かつ弁リフ
トが増加する区間（昇り区間）の加速度係数が増加する
昇り加速度増加区間長さ，減少する昇り加速度減少区間
長さをそれぞれθ0upa，θ0upbとするとき、 θ0upa＜θ0upb となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備え
る。
大きくして出力性能の向上を図ることができるエンジン
の動弁装置を提供する。 【解決手段】 最大弁リフト付近における加速度係数の
絶対値が進角側及び遅角側に隣接する弁リフト域での加
速度係数の絶対値より小さくなるようにし、かつ弁リフ
トが増加する区間（昇り区間）の加速度係数が増加する
昇り加速度増加区間長さ，減少する昇り加速度減少区間
長さをそれぞれθ0upa，θ0upbとするとき、 θ0upa＜θ0upb となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、４サイクルエンジ
ンの排気弁，吸気弁を開閉駆動する動弁装置に関する。
ンの排気弁，吸気弁を開閉駆動する動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】４サイクルエンジンの動弁装置は、排気
カムノーズ，吸気カムノーズによりリフタ，ロッカアー
ム等を介して排気弁，吸気弁をクランク軸の回転に同期
して開閉させるためのものである。
カムノーズ，吸気カムノーズによりリフタ，ロッカアー
ム等を介して排気弁，吸気弁をクランク軸の回転に同期
して開閉させるためのものである。
【０００３】従来のカム軸のカムノーズは、例えば図１
１に示すカム軸回転角一弁リフト（揚程）曲線ｙ，単位
角速度でカム軸が回転するとした時の各々カム軸回転角
に対する速度係数曲線ｙ′，及び加速度係数曲線ｙ′′
を有するカムプロフィルを備えたものが一般的である。
１に示すカム軸回転角一弁リフト（揚程）曲線ｙ，単位
角速度でカム軸が回転するとした時の各々カム軸回転角
に対する速度係数曲線ｙ′，及び加速度係数曲線ｙ′′
を有するカムプロフィルを備えたものが一般的である。
【０００４】このカム軸のカムノーズは、ベース円部
と、実際に弁を開閉駆動するリフト部とからなり、ベー
ス円部はカム軸心を中心とする半径Ｒｏの一定の円形を
なすように設定されている。一方リフト部は、弁リトフ
を、カムが直接あるいはロッカアーム等を介して弁を押
し始めるまでのランプ部及び弁の開き始め付近では緩や
かに増加させ、続いて放物線状に増加減少させ、弁の閉
じ終わり付近及び弁が弁座に着座するカム軸回転角以降
のランプ部では再び緩やかに減少させるように、そのカ
ムプロフィルが設定されている。
と、実際に弁を開閉駆動するリフト部とからなり、ベー
ス円部はカム軸心を中心とする半径Ｒｏの一定の円形を
なすように設定されている。一方リフト部は、弁リトフ
を、カムが直接あるいはロッカアーム等を介して弁を押
し始めるまでのランプ部及び弁の開き始め付近では緩や
かに増加させ、続いて放物線状に増加減少させ、弁の閉
じ終わり付近及び弁が弁座に着座するカム軸回転角以降
のランプ部では再び緩やかに減少させるように、そのカ
ムプロフィルが設定されている。
【０００５】このようなカムプロフィルを有することか
ら、上記従来のカム軸の速度係数曲線ｙ′（カム軸が単
位角速度で回転するとしてカム軸回転角度を変数とする
弁リフト曲線を微分してリフト方向の速度を算出したも
の）は、弁リフトの上記放物線的増加域で正側最大値を
示し、最大リフト域で正側から負側に反転し、上記放物
線的減少域で負側最大値を示す。
ら、上記従来のカム軸の速度係数曲線ｙ′（カム軸が単
位角速度で回転するとしてカム軸回転角度を変数とする
弁リフト曲線を微分してリフト方向の速度を算出したも
の）は、弁リフトの上記放物線的増加域で正側最大値を
示し、最大リフト域で正側から負側に反転し、上記放物
線的減少域で負側最大値を示す。
【０００６】また加速度係数曲線ｙ′′（速度係数曲線
ｙ´をさらにカム軸回転角度で微分して得られたもの）
は、弁リフトの放物線的増加開始域，減少終了域近傍で
それぞれ正側の最大値を示し、その間の領域では最大リ
フト域で負側の最大値を示しかつ連続的に緩やかに変化
している。
ｙ´をさらにカム軸回転角度で微分して得られたもの）
は、弁リフトの放物線的増加開始域，減少終了域近傍で
それぞれ正側の最大値を示し、その間の領域では最大リ
フト域で負側の最大値を示しかつ連続的に緩やかに変化
している。
【０００７】ここで、弁リフトは速度の積分量であるた
め、最大リフトを大きくするためには、バルブの速度を
より速く大きくすることが効果的である。さらには、速
度は加速度の積分量であるから、加速度をより大きくす
ることにより、速度はより速く大きくなり、その結果最
大リフトも大きくとれる。その結果、吸入空気量の増大
による出力向上が望める。
め、最大リフトを大きくするためには、バルブの速度を
より速く大きくすることが効果的である。さらには、速
度は加速度の積分量であるから、加速度をより大きくす
ることにより、速度はより速く大きくなり、その結果最
大リフトも大きくとれる。その結果、吸入空気量の増大
による出力向上が望める。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、バルブ系の
慣性力は加速度に比例するため最大加速度を大きくする
と慣性力が増大し、その結果カムシャフト周りの振動が
増大するという問題がある。
慣性力は加速度に比例するため最大加速度を大きくする
と慣性力が増大し、その結果カムシャフト周りの振動が
増大するという問題がある。
【０００９】本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされ
たもので、最大加速度を大きくすることなく角度面積
（弁開口面積と開時間との積等から求められる実質的な
弁開面積）を大きくして出力性能の向上を図ることがで
きるエンジンの動弁装置を提供することを課題としてい
る。
たもので、最大加速度を大きくすることなく角度面積
（弁開口面積と開時間との積等から求められる実質的な
弁開面積）を大きくして出力性能の向上を図ることがで
きるエンジンの動弁装置を提供することを課題としてい
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、最大
弁リフト付近における加速度係数の絶対値が進角側及び
遅角側に隣接する弁リフト域での加速度係数の絶対値よ
り小さくなるようにするか、又は最大弁リフト付近での
曲率半径が進角側及び遅角側に隣接する弁リフト域での
曲率半径より大きくなるように、かつ弁リフトが増加す
る区間（昇り区間）の加速度係数が増加する昇り加速度
増加区間長さ，減少する昇り加速度減少区間長さをそれ
ぞれθ0upa，θ0upbとするとき、 θ0upa＜θ0upb となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えた
ことを特徴としている。
弁リフト付近における加速度係数の絶対値が進角側及び
遅角側に隣接する弁リフト域での加速度係数の絶対値よ
り小さくなるようにするか、又は最大弁リフト付近での
曲率半径が進角側及び遅角側に隣接する弁リフト域での
曲率半径より大きくなるように、かつ弁リフトが増加す
る区間（昇り区間）の加速度係数が増加する昇り加速度
増加区間長さ，減少する昇り加速度減少区間長さをそれ
ぞれθ0upa，θ0upbとするとき、 θ0upa＜θ0upb となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えた
ことを特徴としている。
【００１１】請求項２の発明は、最大弁リフト付近にお
ける加速度係数の絶対値が進角側及び遅角側に隣接する
弁リフト域での加速度係数の絶対値より小さくなるよう
にするか、又は最大弁リフト付近での曲率半径が進角側
及び遅角側に隣接する弁リフト域での曲率半径より大き
くなるように、かつ弁リフトが減少する区間（下り区
間）の加速度係数が増加する下り加速度増加区間長さ，
減少する下り加速度減少区間長さをそれぞれθ0dna，θ
0dnbとするとき、 θ0dna＞θ0dnb となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えた
ことを特徴としている。
ける加速度係数の絶対値が進角側及び遅角側に隣接する
弁リフト域での加速度係数の絶対値より小さくなるよう
にするか、又は最大弁リフト付近での曲率半径が進角側
及び遅角側に隣接する弁リフト域での曲率半径より大き
くなるように、かつ弁リフトが減少する区間（下り区
間）の加速度係数が増加する下り加速度増加区間長さ，
減少する下り加速度減少区間長さをそれぞれθ0dna，θ
0dnbとするとき、 θ0dna＞θ0dnb となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えた
ことを特徴としている。
【００１２】請求項３の発明は、最大弁リフト付近にお
ける加速度係数の絶対値が進角側及び遅角側に隣接する
弁リフト域での加速度係数の絶対値より小さくなるよう
にするか、又は最大弁リフト付近での曲率半径が進角側
及び遅角側に隣接する弁リフト域での曲率半径より大き
くなるように、かつ弁リフトが増加する区間（昇り区
間）の加速度係数が増加する昇り加速度増加区間長さ，
減少する昇り加速度減少区間長さそれぞれθ0upa，θ0u
pbとするとき、 θ0upa＜θ0upb となるように、さらに弁リフトが減少する区間（下り区
間）の加速度係数が増加する下り加速度増加区間長さ，
減少する下り加速度減少区間長さをそれぞれθ0dna，θ
0dnbとするとき、 θ0dna＞θ0dnb となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えた
ことを特徴としている。
ける加速度係数の絶対値が進角側及び遅角側に隣接する
弁リフト域での加速度係数の絶対値より小さくなるよう
にするか、又は最大弁リフト付近での曲率半径が進角側
及び遅角側に隣接する弁リフト域での曲率半径より大き
くなるように、かつ弁リフトが増加する区間（昇り区
間）の加速度係数が増加する昇り加速度増加区間長さ，
減少する昇り加速度減少区間長さそれぞれθ0upa，θ0u
pbとするとき、 θ0upa＜θ0upb となるように、さらに弁リフトが減少する区間（下り区
間）の加速度係数が増加する下り加速度増加区間長さ，
減少する下り加速度減少区間長さをそれぞれθ0dna，θ
0dnbとするとき、 θ0dna＞θ0dnb となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えた
ことを特徴としている。
【００１３】
【発明の作用効果】請求項１の発明によれば、最大弁リ
フト付近における加速度係数の絶対が進角側及び遅角側
に隣接する弁リフト域での加速度係数の絶対値より小さ
くなるようにするか、又は最大弁リフト付近での曲率半
径が進角側及び遅角側に隣接する弁リフト域での曲率半
径より大きくなるようにしたので、最大弁リフト付近に
おいてカムノーズとリフタあるいはロッカアームとの間
に作用する荷重が小さくならず、エンジン回転を上昇さ
せていく時の両者の追従性の低下を防止でき、エンジン
の限界回転数を高めて高速化を図ることができる。
フト付近における加速度係数の絶対が進角側及び遅角側
に隣接する弁リフト域での加速度係数の絶対値より小さ
くなるようにするか、又は最大弁リフト付近での曲率半
径が進角側及び遅角側に隣接する弁リフト域での曲率半
径より大きくなるようにしたので、最大弁リフト付近に
おいてカムノーズとリフタあるいはロッカアームとの間
に作用する荷重が小さくならず、エンジン回転を上昇さ
せていく時の両者の追従性の低下を防止でき、エンジン
の限界回転数を高めて高速化を図ることができる。
【００１４】また、最大弁リフト付近での曲率半径を進
角側及び遅角側に隣接する弁リフト域での曲率半径より
大きくしたので、最大弁リフト付近での曲率半径の減少
を防止でき、カム面の応力増加を防止できる。即ち、カ
ム面の応力は曲率半径の平方根に反比例するので、カム
ノーズとリフタあるいはロッカアームとの間に作用する
荷重が小さくならないか却って大きくなっても、カム面
の応力の増加を防止で、動弁装置の耐久性の低下を防止
できる。
角側及び遅角側に隣接する弁リフト域での曲率半径より
大きくしたので、最大弁リフト付近での曲率半径の減少
を防止でき、カム面の応力増加を防止できる。即ち、カ
ム面の応力は曲率半径の平方根に反比例するので、カム
ノーズとリフタあるいはロッカアームとの間に作用する
荷重が小さくならないか却って大きくなっても、カム面
の応力の増加を防止で、動弁装置の耐久性の低下を防止
できる。
【００１５】また昇り区間における加速度係数が増加す
る区間長さ（昇り加速度増加区間長さ）をθ0upa，減少
する区間長さ（昇り加速度減少区間長さ）をθ0upbとす
るとき、θ0upa＜θ0upbとしたので、θ0upa＝θ0upbと
した従来のものに比べて、最大加速度により速く達する
ことができ、速度の積分量であるリフトをより速く増大
させることができ、その結果、最大加速度を大きくする
ことなく、弁の実質的な開面積を示す角度面積を大きく
でき、吸気量を増大して出力性能を向上することができ
る。
る区間長さ（昇り加速度増加区間長さ）をθ0upa，減少
する区間長さ（昇り加速度減少区間長さ）をθ0upbとす
るとき、θ0upa＜θ0upbとしたので、θ0upa＝θ0upbと
した従来のものに比べて、最大加速度により速く達する
ことができ、速度の積分量であるリフトをより速く増大
させることができ、その結果、最大加速度を大きくする
ことなく、弁の実質的な開面積を示す角度面積を大きく
でき、吸気量を増大して出力性能を向上することができ
る。
【００１６】また、排気弁用カムノーズに上記関係θ0u
pa＜θ0upbを適用した場合、排気弁の開き始めの角度面
積を大きくできることから、排出開始初期の温度, 圧力
の高い排気を早期に排出することができる。そのため、
排気弁閉直前に排気の逆流が起こったとしても、排気の
圧力及び密度が低くなっていることから逆流する排気の
量を少なくでき、排気再循環量を減少でき、出力性能を
向上することができる。
pa＜θ0upbを適用した場合、排気弁の開き始めの角度面
積を大きくできることから、排出開始初期の温度, 圧力
の高い排気を早期に排出することができる。そのため、
排気弁閉直前に排気の逆流が起こったとしても、排気の
圧力及び密度が低くなっていることから逆流する排気の
量を少なくでき、排気再循環量を減少でき、出力性能を
向上することができる。
【００１７】請求項２の発明によれば、下り区間におけ
る加速度係数が増加する区間長さをθ0dna、減少する区
間長さをθ0dnbとするとき、θ0dna＞θ0dnbとしたの
で、従来のθ0dna＝θ0dnbとしたものに比べて、より遅
く最大加速度に達することから加速度の積分量である速
度もより遅くまで大きな値をとることができ、速度の積
分量であるリフトもより遅くまで大きな値をとることが
でき、その結果、最大加速度を大きくすることなく、角
度面積を大きくして出力性能を向上することができる。
る加速度係数が増加する区間長さをθ0dna、減少する区
間長さをθ0dnbとするとき、θ0dna＞θ0dnbとしたの
で、従来のθ0dna＝θ0dnbとしたものに比べて、より遅
く最大加速度に達することから加速度の積分量である速
度もより遅くまで大きな値をとることができ、速度の積
分量であるリフトもより遅くまで大きな値をとることが
でき、その結果、最大加速度を大きくすることなく、角
度面積を大きくして出力性能を向上することができる。
【００１８】請求項３の発明によれば、θ0upa＜θ0upb
かつθ0dna＞θ0dnbとなるように、つまり昇り区間では
より早く最大加速度となるように、かつ下り区間ではよ
り遅く最大加速度となるようにカムプロフィルを設定し
たので、特に、吸気弁，排気弁が両方とも開いているオ
ーバーラップを大きく設定したエンジンの場合、該オー
バーラップ期間における吸気量を増加できる。
かつθ0dna＞θ0dnbとなるように、つまり昇り区間では
より早く最大加速度となるように、かつ下り区間ではよ
り遅く最大加速度となるようにカムプロフィルを設定し
たので、特に、吸気弁，排気弁が両方とも開いているオ
ーバーラップを大きく設定したエンジンの場合、該オー
バーラップ期間における吸気量を増加できる。
【００１９】即ち、吸気弁用カムノーズにθ0upa＜θ0u
pbを適用した場合、吸気弁側においては上記オーバーラ
ップ期間における弁の開き始めの角度面積を大きくで
き、一方、排気弁用カムノーズにθ0dna＞θ0dnbを適用
した場合、排気弁側においてはオーバーラップ期間にお
ける弁の閉じ終わりにおける角度面積を大きくできる。
そのため、排気の圧力波が排気管出口又は排気管途中で
負圧に反転して排気弁を通って燃焼室内に戻る際に、排
気弁側の角度面積が大きいことから該負圧がより確実に
燃焼室に伝達され、また吸気弁側の角度面積が大きいこ
とから上記負圧によりより多量の空気が吸引され、その
結果、オーバーラップ期間における吸気量が増加し、出
力性能が向上する。
pbを適用した場合、吸気弁側においては上記オーバーラ
ップ期間における弁の開き始めの角度面積を大きくで
き、一方、排気弁用カムノーズにθ0dna＞θ0dnbを適用
した場合、排気弁側においてはオーバーラップ期間にお
ける弁の閉じ終わりにおける角度面積を大きくできる。
そのため、排気の圧力波が排気管出口又は排気管途中で
負圧に反転して排気弁を通って燃焼室内に戻る際に、排
気弁側の角度面積が大きいことから該負圧がより確実に
燃焼室に伝達され、また吸気弁側の角度面積が大きいこ
とから上記負圧によりより多量の空気が吸引され、その
結果、オーバーラップ期間における吸気量が増加し、出
力性能が向上する。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１〜図１０は本発明の一実
施形態のエンジンの動弁装置を説明するための図であ
る。図１はＳＯＨＣタイプの動弁装置の断面側面図、図
２はＤＯＨＣタイプの動弁装置の断面側面図、図３はカ
ムノーズのプロフィルを示す模式図、図４はカムノーズ
のプロフィルを曲率半径で示す図、図５はカム軸回転角
度と加速度係数及び弁リトフとの関係を、図８はカム軸
回転角度とカムノーズ・リフタ間荷重との関係を、図９
はカム軸回転角度をカム面の応力との関係を、それぞれ
説明するための特性図、図６は昇り区間における加速度
係数の変化を、図７は下り区間における加速度係数の変
化を、それぞれ説明するための特性図、図１０はクラン
ク角と弁リフトとの関係を説明するための特性図であ
る。
図面に基づいて説明する。図１〜図１０は本発明の一実
施形態のエンジンの動弁装置を説明するための図であ
る。図１はＳＯＨＣタイプの動弁装置の断面側面図、図
２はＤＯＨＣタイプの動弁装置の断面側面図、図３はカ
ムノーズのプロフィルを示す模式図、図４はカムノーズ
のプロフィルを曲率半径で示す図、図５はカム軸回転角
度と加速度係数及び弁リトフとの関係を、図８はカム軸
回転角度とカムノーズ・リフタ間荷重との関係を、図９
はカム軸回転角度をカム面の応力との関係を、それぞれ
説明するための特性図、図６は昇り区間における加速度
係数の変化を、図７は下り区間における加速度係数の変
化を、それぞれ説明するための特性図、図１０はクラン
ク角と弁リフトとの関係を説明するための特性図であ
る。
【００２１】図１において、１はＳＯＨＣタイプの動弁
装置を備えた水冷式４サイクル複数気筒エンジンであ
り、これはそれぞれアルミ合金製のクランクケース（図
示せず）上にシリンダボディ１０，シリンダヘッド１
１，ヘッドカバー２０を積層結合し、上記シリンダボデ
ィ１０内に圧入されたシリンダライナ１０ｃのシリンダ
ボア内にピストン１４を摺動自在に挿入配置し、該ピス
トン１４をコンロッドで上記クランクケース内のクラン
ク軸に連接した概略構造のものである。
装置を備えた水冷式４サイクル複数気筒エンジンであ
り、これはそれぞれアルミ合金製のクランクケース（図
示せず）上にシリンダボディ１０，シリンダヘッド１
１，ヘッドカバー２０を積層結合し、上記シリンダボデ
ィ１０内に圧入されたシリンダライナ１０ｃのシリンダ
ボア内にピストン１４を摺動自在に挿入配置し、該ピス
トン１４をコンロッドで上記クランクケース内のクラン
ク軸に連接した概略構造のものである。
【００２２】また上記シリンダヘッド１１のシリンダボ
ディ側合面には燃焼室Ｅを形成する燃焼凹部１１ａが凹
設されており、該燃焼凹部１１ａには３つの吸気弁開口
１８と２つの排気弁開口１５が燃焼室Ｅの外周に沿うよ
う配置されて開口しており、該各吸気弁開口１８，排気
弁開口１５は吸気ポート３１，排気ポート３２によりシ
リンダヘッド１１の後壁，前壁に導出されている。な
お、１０ａはシリンダボディ１０に形成された水冷ジャ
ケット、３０ｂは点火プラグの電極である。
ディ側合面には燃焼室Ｅを形成する燃焼凹部１１ａが凹
設されており、該燃焼凹部１１ａには３つの吸気弁開口
１８と２つの排気弁開口１５が燃焼室Ｅの外周に沿うよ
う配置されて開口しており、該各吸気弁開口１８，排気
弁開口１５は吸気ポート３１，排気ポート３２によりシ
リンダヘッド１１の後壁，前壁に導出されている。な
お、１０ａはシリンダボディ１０に形成された水冷ジャ
ケット、３０ｂは点火プラグの電極である。
【００２３】上記各吸気弁開口１８，各排気弁開口１５
は、動弁装置４０により進退駆動される吸気弁２５，排
気弁２６の弁頭２５ａ，２６ａにより開閉される。該各
吸気弁２５，排気弁２６は、その弁軸２５ｂ，２６ｂが
シリンダヘッド１１とヘッドカバー２０で形成されるカ
ム室２４内に突出するようにかつ軸方向に進退自在に配
設されており、突出端に装着されたリテーナ３４とシリ
ンダヘッド１１のばね座との間に介在された弁ばね３５
により閉方向に付勢されている。
は、動弁装置４０により進退駆動される吸気弁２５，排
気弁２６の弁頭２５ａ，２６ａにより開閉される。該各
吸気弁２５，排気弁２６は、その弁軸２５ｂ，２６ｂが
シリンダヘッド１１とヘッドカバー２０で形成されるカ
ム室２４内に突出するようにかつ軸方向に進退自在に配
設されており、突出端に装着されたリテーナ３４とシリ
ンダヘッド１１のばね座との間に介在された弁ばね３５
により閉方向に付勢されている。
【００２４】上記動弁装置４０は、燃焼室Ｅの略中心の
上方を通るようにクランク軸方向に配置された１本のカ
ム軸３６と、該カム軸３６の両側でかつ上方に配置され
た吸気ロッカ軸４６及び排気ロッカ軸４７と、該各ロッ
カ軸４６，４７により揺動自在に支持された１気筒当た
り３本の吸気ロッカアーム４３，２本の排気ロッカアー
ム４２とを備えている。
上方を通るようにクランク軸方向に配置された１本のカ
ム軸３６と、該カム軸３６の両側でかつ上方に配置され
た吸気ロッカ軸４６及び排気ロッカ軸４７と、該各ロッ
カ軸４６，４７により揺動自在に支持された１気筒当た
り３本の吸気ロッカアーム４３，２本の排気ロッカアー
ム４２とを備えている。
【００２５】上記カム軸３６は各気筒毎に３つの吸気カ
ムノーズ３６ａと２つの排気カムノーズ３６ｂを有し、
燃焼室略中央部分及び両端部分がシリンダヘッド１１に
形成されたカム軸受及びこれに装着された軸受キャップ
により回転自在に支持されている。
ムノーズ３６ａと２つの排気カムノーズ３６ｂを有し、
燃焼室略中央部分及び両端部分がシリンダヘッド１１に
形成されたカム軸受及びこれに装着された軸受キャップ
により回転自在に支持されている。
【００２６】また上記吸気ロッカ軸４６，排気ロッカ軸
４７はヘッドカバー２０の内面に下方に突設されたボス
部２０ａ，２０ａにより固定支持されている。そして上
記吸気ロッカアーム４３，排気ロッカアーム４２の内側
端部には上記カムノーズ３６ａ，３６ｂに摺接する摺動
面４３ａ，４２ａが形成され、外側端部には上記吸気弁
２５，排気弁２６の弁軸２５ｂ，２６ｂの上端面に当接
するアジャストボルト４８，４９が軸方向位置を調整可
能に螺挿されている。なお４８ａ，４９ａはロックナッ
トであり、５０はヘッドカバー１２に着脱可能に装着さ
れた弁隙間調整用キャップである。
４７はヘッドカバー２０の内面に下方に突設されたボス
部２０ａ，２０ａにより固定支持されている。そして上
記吸気ロッカアーム４３，排気ロッカアーム４２の内側
端部には上記カムノーズ３６ａ，３６ｂに摺接する摺動
面４３ａ，４２ａが形成され、外側端部には上記吸気弁
２５，排気弁２６の弁軸２５ｂ，２６ｂの上端面に当接
するアジャストボルト４８，４９が軸方向位置を調整可
能に螺挿されている。なお４８ａ，４９ａはロックナッ
トであり、５０はヘッドカバー１２に着脱可能に装着さ
れた弁隙間調整用キャップである。
【００２７】図２において、１は直動式のＤＯＨＣタイ
プの動弁装置６０を備えた水冷式４サイクルエンジンで
あり、図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。この
動弁装置６０は、吸気弁２５，排気弁２６をそれぞれ独
立の吸気カム軸６１，排気カム軸６２のカムノーズ３６
ａ，３６ｂによりリフタ６３ａ，６３ｂを介して開閉駆
動するようになっている。
プの動弁装置６０を備えた水冷式４サイクルエンジンで
あり、図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。この
動弁装置６０は、吸気弁２５，排気弁２６をそれぞれ独
立の吸気カム軸６１，排気カム軸６２のカムノーズ３６
ａ，３６ｂによりリフタ６３ａ，６３ｂを介して開閉駆
動するようになっている。
【００２８】上記図１，図２の各カム軸３６，６１，６
２の吸気カムノーズ３６ａ，排気カムノーズ３６ｂは本
実施形態の特徴をなすカムプロフィルを有しており、こ
のカムプロフィルについて詳述する。なお、以下の説明
は、主として図２に示す直動式の動弁装置における吸気
カムノーズ３６ａの場合を説明しているが、排気カムノ
ーズ３６ｂについても同様である。また図１の動弁装置
における吸気カムノーズ３６ａ，排気カムノーズ３６ｂ
についても同様である。
２の吸気カムノーズ３６ａ，排気カムノーズ３６ｂは本
実施形態の特徴をなすカムプロフィルを有しており、こ
のカムプロフィルについて詳述する。なお、以下の説明
は、主として図２に示す直動式の動弁装置における吸気
カムノーズ３６ａの場合を説明しているが、排気カムノ
ーズ３６ｂについても同様である。また図１の動弁装置
における吸気カムノーズ３６ａ，排気カムノーズ３６ｂ
についても同様である。
【００２９】図３，図４は反時計回りに回転する上記吸
気カムノーズ３６ａ，排気カムノーズ３６ｂのカムプロ
フィルを説明するための図であり、同一タイミングにお
ける状態を示す。図中、ＴＤＣinは排気・吸入行程にお
ける上死点、ＢＤＣinは吸入・圧縮行程における下死
点、ＴＤＣexは圧縮・爆発行程における上死点、ＢＤＣ
exは爆発・排気行程における下死点を示す。またθin,
θexはそれぞれ上記ＴＤＣin, ｌ燃焼サイクル前のＴＤ
Ｃin´を基準としたカム軸回転角度、γin, γexはそれ
ぞれ上記ＴＤＣin，ＴＤＣin´からカムノーズとリフタ
との接触点Ｂin，Ｂexまでのカム軸回転角度、Ｂinｏ，
Ｂexｏは最大リフト時の接触点、Ｐinは上記接触点Ｂin
からリフタ６３ａの摺接面に垂直の直線上に位置する曲
率中心、Ｒinは上記接触点Ｂin部分の曲率半径を示す。
気カムノーズ３６ａ，排気カムノーズ３６ｂのカムプロ
フィルを説明するための図であり、同一タイミングにお
ける状態を示す。図中、ＴＤＣinは排気・吸入行程にお
ける上死点、ＢＤＣinは吸入・圧縮行程における下死
点、ＴＤＣexは圧縮・爆発行程における上死点、ＢＤＣ
exは爆発・排気行程における下死点を示す。またθin,
θexはそれぞれ上記ＴＤＣin, ｌ燃焼サイクル前のＴＤ
Ｃin´を基準としたカム軸回転角度、γin, γexはそれ
ぞれ上記ＴＤＣin，ＴＤＣin´からカムノーズとリフタ
との接触点Ｂin，Ｂexまでのカム軸回転角度、Ｂinｏ，
Ｂexｏは最大リフト時の接触点、Ｐinは上記接触点Ｂin
からリフタ６３ａの摺接面に垂直の直線上に位置する曲
率中心、Ｒinは上記接触点Ｂin部分の曲率半径を示す。
【００３０】なお、図３において、排気カムノーズをβ
角だけ戻した時の排気カムノーズとリフタとの相対位置
を、排気カムノーズを固定してリフタを移動させて図示
しており、この時のリフタが６３ｂ´であり、θex´は
この時のｌ燃焼サイクル前のＴＤＣin´を基準としたカ
ム軸回転角、Ｂex´はカムノーズとリフタとの接触点、
γex´はｌ燃焼サイクル前のＴＤＣin´を基準としたカ
ムノーズとリフタとの接触点Ｂex´までのカム軸回転角
度、Ｐex´は上記接触点Ｂex´からリフタ６３ｂ´の摺
接面に垂直の直線上に位置する曲率中心、Ｒex´は上記
接触点Ｂex´部分の曲率半径を示す。
角だけ戻した時の排気カムノーズとリフタとの相対位置
を、排気カムノーズを固定してリフタを移動させて図示
しており、この時のリフタが６３ｂ´であり、θex´は
この時のｌ燃焼サイクル前のＴＤＣin´を基準としたカ
ム軸回転角、Ｂex´はカムノーズとリフタとの接触点、
γex´はｌ燃焼サイクル前のＴＤＣin´を基準としたカ
ムノーズとリフタとの接触点Ｂex´までのカム軸回転角
度、Ｐex´は上記接触点Ｂex´からリフタ６３ｂ´の摺
接面に垂直の直線上に位置する曲率中心、Ｒex´は上記
接触点Ｂex´部分の曲率半径を示す。
【００３１】図３において、カムプロフィルに固定する
仮想のＴＤＣinラインは、このラインがリフタ６３ａの
軸線に一致したときピストンが排気・吸入行程の上死点
に位置し、カムプロフィルに固定する仮想のＴＤＣexラ
インはこのラインが排気リフタ６３ｂの軸線に一致した
ときピストンが圧縮・爆発行程の上死点に位置するもの
である。そして図示の状態は、吸気カムノーズ３６ａは
ＴＤＣinラインが排気・吸入行程の上死点位置から矢印
方向（カム軸回転方向）にθinだけ回転し、かつ排気カ
ムノーズ３６ｂはｌ燃焼サイクル前のＴＤＣin´を基準
としてθex（＝θin＋３６０°）だけ回転していること
を示している。
仮想のＴＤＣinラインは、このラインがリフタ６３ａの
軸線に一致したときピストンが排気・吸入行程の上死点
に位置し、カムプロフィルに固定する仮想のＴＤＣexラ
インはこのラインが排気リフタ６３ｂの軸線に一致した
ときピストンが圧縮・爆発行程の上死点に位置するもの
である。そして図示の状態は、吸気カムノーズ３６ａは
ＴＤＣinラインが排気・吸入行程の上死点位置から矢印
方向（カム軸回転方向）にθinだけ回転し、かつ排気カ
ムノーズ３６ｂはｌ燃焼サイクル前のＴＤＣin´を基準
としてθex（＝θin＋３６０°）だけ回転していること
を示している。
【００３２】上記吸気カムノーズ３６ａは、弁リフト作
用を行わないベース円部７０ａと、ランプ部と実際に弁
をリフトさせる部分からなるリフト部７０ｂとからな
り、排気カムノーズ３６ｂは同様にベース円部７１ａと
リフト部７１ｂとからなる。上記ベース円部７０ａ，７
１ａはカム軸心Ｃを中心とする半径Ｒｏの円弧からな
り、リフト部７０ｂ，７１ｂの曲率半径は上記カム軸回
転角度θin，θex（あるいはγin，γex）に応じて図４
に示すように設定されている。
用を行わないベース円部７０ａと、ランプ部と実際に弁
をリフトさせる部分からなるリフト部７０ｂとからな
り、排気カムノーズ３６ｂは同様にベース円部７１ａと
リフト部７１ｂとからなる。上記ベース円部７０ａ，７
１ａはカム軸心Ｃを中心とする半径Ｒｏの円弧からな
り、リフト部７０ｂ，７１ｂの曲率半径は上記カム軸回
転角度θin，θex（あるいはγin，γex）に応じて図４
に示すように設定されている。
【００３３】図４において実線，破線はそれぞれ排気カ
ムノーズ３６ｂ，吸気カムノーズ３６ａの曲率半径をカ
ム軸回転角θ及びクランク軸回転角Ｑをパラメータとし
て表したものである。図から判るように、ベース円部７
０ａ，７１ａ部分は半径Ｒｏ一定であり弁のリフト作用
は生じない。
ムノーズ３６ｂ，吸気カムノーズ３６ａの曲率半径をカ
ム軸回転角θ及びクランク軸回転角Ｑをパラメータとし
て表したものである。図から判るように、ベース円部７
０ａ，７１ａ部分は半径Ｒｏ一定であり弁のリフト作用
は生じない。
【００３４】一方、リフト部７０ｂ，７１ｂの曲率半径
については、弁の開き始め付近ａ及び閉じ終わり付近ｂ
で最大値に設定されており、そのためリフト量は弁の開
き始め付近，又は閉じ終わり付近では緩やかに増加し、
又は減少する。また上記開き始め付近と閉じ終わり付近
との間の部分ｃでは、曲率半径はベース円部７０ａ，７
１ａの半径Ｒｏより小さい値に設定されており、弁リフ
ト量は放物線状に増加することとなる。
については、弁の開き始め付近ａ及び閉じ終わり付近ｂ
で最大値に設定されており、そのためリフト量は弁の開
き始め付近，又は閉じ終わり付近では緩やかに増加し、
又は減少する。また上記開き始め付近と閉じ終わり付近
との間の部分ｃでは、曲率半径はベース円部７０ａ，７
１ａの半径Ｒｏより小さい値に設定されており、弁リフ
ト量は放物線状に増加することとなる。
【００３５】そして、従来のカムプロフィルの場合、上
記開き始めと閉じ終わりの間の部分ｃにおける曲率半径
は一定あるいは図４で下方に凸に設定されていたのに対
し、本実施形態では最大リフトに対応する部分ｄの曲率
半径Ｒexｏ，Ｒinｏをその進角側及び遅角側に隣接する
部分の曲率半径Ｒexｏ´，Ｒinｏ´よりΔＲだけ大きく
設定している。即ち、従来のカム軸の最大リフト部分の
カムプロフィルが尖っていたのに対し、本実施形態の最
大リフト部分のカムプロフィルは従来のものよりベース
円部の半径に近くなっている。
記開き始めと閉じ終わりの間の部分ｃにおける曲率半径
は一定あるいは図４で下方に凸に設定されていたのに対
し、本実施形態では最大リフトに対応する部分ｄの曲率
半径Ｒexｏ，Ｒinｏをその進角側及び遅角側に隣接する
部分の曲率半径Ｒexｏ´，Ｒinｏ´よりΔＲだけ大きく
設定している。即ち、従来のカム軸の最大リフト部分の
カムプロフィルが尖っていたのに対し、本実施形態の最
大リフト部分のカムプロフィルは従来のものよりベース
円部の半径に近くなっている。
【００３６】ここで上記θinとγinとの間にはカムの形
状から求まる一定の関係、即ち γin＝ｆ1(θin) がある。またＲinはγinの関数でもあり、θinの関数で
もある。即ち、 Ｒin＝ｆ2(γin) ＝ｆ2(ｆ1(θin))＝g1( θin) の関係がある。なお、g1( θin) は図４に示す曲率半径
を示すデータを意味する。従って、図４に示すＲin＝g1
( θin) のデータが与えられれば、Ｒin＝ｆ2(γin) ，
及びγin＝ｆ1(θin) が求まり、従ってカムノーズの形
状が定まる。すなわち、カム軸中心Ｃと接触点Ｂinとの
間の距離をＺin、カム軸中心Ｃから降ろしたリフタへの
法線におけるカム軸中心Ｃとリフタ間の距離をｙinとす
る時、曲率半径Ｒin（γin）が決まれば、幾何学的なカ
ムプロフィルを決めるＺin（γin）及び、一定のカム軸
回転角速度で吸気カムを回転した時のカム軸回転角に対
する弁リフト量を決めるｙin（θin）が定まる。このカ
ム軸中心Ｃとリフタ間の距離ｙinが本願に言う吸気カム
ノーズにおける弁リフト曲線である。なお、排気カムノ
ーズについても同様である。
状から求まる一定の関係、即ち γin＝ｆ1(θin) がある。またＲinはγinの関数でもあり、θinの関数で
もある。即ち、 Ｒin＝ｆ2(γin) ＝ｆ2(ｆ1(θin))＝g1( θin) の関係がある。なお、g1( θin) は図４に示す曲率半径
を示すデータを意味する。従って、図４に示すＲin＝g1
( θin) のデータが与えられれば、Ｒin＝ｆ2(γin) ，
及びγin＝ｆ1(θin) が求まり、従ってカムノーズの形
状が定まる。すなわち、カム軸中心Ｃと接触点Ｂinとの
間の距離をＺin、カム軸中心Ｃから降ろしたリフタへの
法線におけるカム軸中心Ｃとリフタ間の距離をｙinとす
る時、曲率半径Ｒin（γin）が決まれば、幾何学的なカ
ムプロフィルを決めるＺin（γin）及び、一定のカム軸
回転角速度で吸気カムを回転した時のカム軸回転角に対
する弁リフト量を決めるｙin（θin）が定まる。このカ
ム軸中心Ｃとリフタ間の距離ｙinが本願に言う吸気カム
ノーズにおける弁リフト曲線である。なお、排気カムノ
ーズについても同様である。
【００３７】図５は、カム軸回転角（θ）の変化に対す
る、弁リフト曲線ｙ（mm) 及び加速度係数曲線ｙ´´＝
ｄ2 ｆ（θ）／ｄθ2 (mm/rad2) の変化を示している。
本第１実施形態のカム軸は以下の条件〜を満足する
ようにそのカムノーズのプロフィルが設定されている。
即ち、 弁リフトｙが最大値を示す付近（最大弁リフト域）
における加速度係数の絶対値αが、進角側及び遅角側に
隣接する弁リフト域での加速度係数の絶対値α′よりΔ
αだけ小さくなるように、 弁リフトｙが減少するカム軸回転角度区間（下り区
間）における加速度係数の最大値αdnが弁リフトｙが増
加する昇り区間における加速度係数の最大値αupより小
さくなるように、 下り区間における正加速度区間長さθ0dn が昇り区
間における正加速度区間長さθ0up より大きくなるよう
に、カムプロフィルが設定されている。
る、弁リフト曲線ｙ（mm) 及び加速度係数曲線ｙ´´＝
ｄ2 ｆ（θ）／ｄθ2 (mm/rad2) の変化を示している。
本第１実施形態のカム軸は以下の条件〜を満足する
ようにそのカムノーズのプロフィルが設定されている。
即ち、 弁リフトｙが最大値を示す付近（最大弁リフト域）
における加速度係数の絶対値αが、進角側及び遅角側に
隣接する弁リフト域での加速度係数の絶対値α′よりΔ
αだけ小さくなるように、 弁リフトｙが減少するカム軸回転角度区間（下り区
間）における加速度係数の最大値αdnが弁リフトｙが増
加する昇り区間における加速度係数の最大値αupより小
さくなるように、 下り区間における正加速度区間長さθ0dn が昇り区
間における正加速度区間長さθ0up より大きくなるよう
に、カムプロフィルが設定されている。
【００３８】さらにまた上記正加速度区間長さθ0dn,θ
0up はより詳細には、図６，７に示すように設定されて
いる。即ち、図６の特性線Ａに示すように、上記昇り区
間の正加速度区間長さθ0up は、加速度係数が増加する
区間長さ（昇り加速度増加区間長さ）をθ0upaとし、減
少する区間長さ（昇り加速度減少区間長さ）をθ0upbと
するとき、θ0upa＜θ0upbに設定されている。なお、破
線の特性線Ｂは従来の上記θ0upaとθ0upbとをほぼ同じ
に設定した場合を示している。
0up はより詳細には、図６，７に示すように設定されて
いる。即ち、図６の特性線Ａに示すように、上記昇り区
間の正加速度区間長さθ0up は、加速度係数が増加する
区間長さ（昇り加速度増加区間長さ）をθ0upaとし、減
少する区間長さ（昇り加速度減少区間長さ）をθ0upbと
するとき、θ0upa＜θ0upbに設定されている。なお、破
線の特性線Ｂは従来の上記θ0upaとθ0upbとをほぼ同じ
に設定した場合を示している。
【００３９】また、図７の特性線Ｃに示すように、上記
下り区間の正加速度区間長さθ0dnは、加速度係数が増
加する区間長さ（下り加速度増加区間長さ）をθ0dnaと
し、減少する区間長さ（下り加速度減少区間長さ）をθ
0dnbとするとき、θ0dna＞θ0dnbに設定されている。な
お、破線の特性線Ｄは従来の上記θ0dnaとθ0dnbとをほ
ぼ同じに設定した場合を示している。
下り区間の正加速度区間長さθ0dnは、加速度係数が増
加する区間長さ（下り加速度増加区間長さ）をθ0dnaと
し、減少する区間長さ（下り加速度減少区間長さ）をθ
0dnbとするとき、θ0dna＞θ0dnbに設定されている。な
お、破線の特性線Ｄは従来の上記θ0dnaとθ0dnbとをほ
ぼ同じに設定した場合を示している。
【００４０】図８はカムノーズとリフタとの間に作用す
る荷重をカム軸回転角度をパラメータとして表したもの
である。カムノーズとリフタとの間に作用する荷重は、
弁ばねの発生する荷重と、慣性力〔弁, リフタ, 弁ばね
の一部からなる慣性マスに加速度を乗算したもの。最大
リフト付近では加速度係数が負であり、慣性力は負とな
る。また、加速度は図５の加速度係数ｙ´´（mm/rad2)
に、実際のカム軸回転角速度( 例えばωrad/sec)を２乗
したものを掛けたものすなわちｙ´´×ω2(mm/sec2)と
なる。〕との和で表される。本実施形態カムプロフィル
の場合、図５から判るように、最大リフト付近での負の
加速度係数が小さくなっていることから、最大リフト付
近でのカムノーズとリフタとの間の荷重Ｆは、従来の荷
重Ｆ´に比較してΔＦだけ増加する。その結果、リフタ
のカムノーズへの追従性が向上し、より高速回転まで安
定して作動し、限界回転数を高めることができる。
る荷重をカム軸回転角度をパラメータとして表したもの
である。カムノーズとリフタとの間に作用する荷重は、
弁ばねの発生する荷重と、慣性力〔弁, リフタ, 弁ばね
の一部からなる慣性マスに加速度を乗算したもの。最大
リフト付近では加速度係数が負であり、慣性力は負とな
る。また、加速度は図５の加速度係数ｙ´´（mm/rad2)
に、実際のカム軸回転角速度( 例えばωrad/sec)を２乗
したものを掛けたものすなわちｙ´´×ω2(mm/sec2)と
なる。〕との和で表される。本実施形態カムプロフィル
の場合、図５から判るように、最大リフト付近での負の
加速度係数が小さくなっていることから、最大リフト付
近でのカムノーズとリフタとの間の荷重Ｆは、従来の荷
重Ｆ´に比較してΔＦだけ増加する。その結果、リフタ
のカムノーズへの追従性が向上し、より高速回転まで安
定して作動し、限界回転数を高めることができる。
【００４１】図９はカムノーズのカム面に作用する応力
をカム軸回転角度をパラメータとして表したものであ
る。カム面の応力はＨertzの応力式から判る通り、カム
ノーズとリフタとの間に作用する荷重に比例するととも
に、カムの曲率半径の平方根に反比例する。本実施形態
のカムプロフィルでは、上述のように最大リフト付近の
曲率半径が大きく設定されており、そのためカム面応力
はσとなり、従来のカム面応力σ′よりΔσだけ応力が
低下する。
をカム軸回転角度をパラメータとして表したものであ
る。カム面の応力はＨertzの応力式から判る通り、カム
ノーズとリフタとの間に作用する荷重に比例するととも
に、カムの曲率半径の平方根に反比例する。本実施形態
のカムプロフィルでは、上述のように最大リフト付近の
曲率半径が大きく設定されており、そのためカム面応力
はσとなり、従来のカム面応力σ′よりΔσだけ応力が
低下する。
【００４２】慣性力はカム軸回転速度の２乗に比例する
ので、低速，中速回転域では、弁バネ荷重に対して慣性
力が相対的に小さくなり、カムプロフィル全体で見た場
合に最大リフト部分の応力が最大値を示すのが一般的で
ある。従って、低速，中速回転が常用される自動車用エ
ンジンの場合、最大リフト域部分の応力が高いことが動
弁装置全体の耐久性を低下させることとなる。本実施形
態では、上述のように最大リフト付近のカム面応力を従
来のものよりΔσだけ低下させ、また下り区間における
カム面応力を低下させたので、カム軸，ひいては動弁装
置全体の耐久性を向上できる。
ので、低速，中速回転域では、弁バネ荷重に対して慣性
力が相対的に小さくなり、カムプロフィル全体で見た場
合に最大リフト部分の応力が最大値を示すのが一般的で
ある。従って、低速，中速回転が常用される自動車用エ
ンジンの場合、最大リフト域部分の応力が高いことが動
弁装置全体の耐久性を低下させることとなる。本実施形
態では、上述のように最大リフト付近のカム面応力を従
来のものよりΔσだけ低下させ、また下り区間における
カム面応力を低下させたので、カム軸，ひいては動弁装
置全体の耐久性を向上できる。
【００４３】また本実施形態では、昇り区間における加
速度係数が増加する区間長さθ0upa＜減少する区間長さ
をθ0upbとしたので、上記特性線Ｂに示す従来のものと
比べて、最大加速度により速く達することができ、速度
の積分量であるリフトをより速く増大させることがで
き、その結果、最大加速度を大きくすることなく、弁の
実質的な開面積を示す角度面積を大きくでき、吸気量を
増大して出力性能を向上することができる。
速度係数が増加する区間長さθ0upa＜減少する区間長さ
をθ0upbとしたので、上記特性線Ｂに示す従来のものと
比べて、最大加速度により速く達することができ、速度
の積分量であるリフトをより速く増大させることがで
き、その結果、最大加速度を大きくすることなく、弁の
実質的な開面積を示す角度面積を大きくでき、吸気量を
増大して出力性能を向上することができる。
【００４４】また、下り区間における加速度係数が増加
する区間長さθ0dna＞減少する区間長さθ0dnbとしたの
で、上記特性線Ｄに示すものと比べて、より遅く最大加
速度に達することから加速度の積分量である速度もより
遅くまで大きな値をとることができ、速度の積分量であ
るリフトもより遅くまで大きな値をとることができ、そ
の結果、最大加速度を大きくすることなく、角度面積を
大きくして出力性能を向上することができる。
する区間長さθ0dna＞減少する区間長さθ0dnbとしたの
で、上記特性線Ｄに示すものと比べて、より遅く最大加
速度に達することから加速度の積分量である速度もより
遅くまで大きな値をとることができ、速度の積分量であ
るリフトもより遅くまで大きな値をとることができ、そ
の結果、最大加速度を大きくすることなく、角度面積を
大きくして出力性能を向上することができる。
【００４５】ここで本実施形態におけるカムプロフィル
は、吸気弁２５，排気弁２６用カムノーズの何れか一方
又は両方に適用可能であり、またこれらのカムノーズに
おいてθ0upa＜θ0upb，θ0dna＞θ0dnbの一方又は両方
の適用が可能であるが、図１０に示すように、上記吸気
弁２５，排気弁２６が両方とも開いているオーバーラッ
プ期間を大きく設定したエンジンの場合、少なくとも、
排気弁用カムノーズの下り区間においてθ0dna＞θ0dnb
を適用し、吸気弁用カムノーズにおいてθ0upa＜θ0upb
を適用することにより、該オーバーラップ期間における
吸気量を増加できる。
は、吸気弁２５，排気弁２６用カムノーズの何れか一方
又は両方に適用可能であり、またこれらのカムノーズに
おいてθ0upa＜θ0upb，θ0dna＞θ0dnbの一方又は両方
の適用が可能であるが、図１０に示すように、上記吸気
弁２５，排気弁２６が両方とも開いているオーバーラッ
プ期間を大きく設定したエンジンの場合、少なくとも、
排気弁用カムノーズの下り区間においてθ0dna＞θ0dnb
を適用し、吸気弁用カムノーズにおいてθ0upa＜θ0upb
を適用することにより、該オーバーラップ期間における
吸気量を増加できる。
【００４６】即ち、吸気弁用カムノーズにθ0upa＜θ0u
pbを適用した場合、吸気弁側においてはオーバーラップ
期間における弁の開き始めの角度面積を大きくでき、一
方、排気弁用カムノーズにθ0dna＞θ0dnbを適用した場
合、排気弁側においてはオーバーラップ期間における弁
の閉じ終わりにおける角度面積を大きくできる。そのた
め、排気の圧力波が排気管出口又は排気管途中で負圧に
反転して排気弁を通って燃焼室内に戻る際に、排気弁側
の角度面積が大きいことから該負圧がより確実に燃焼室
に伝播され、また吸気弁側の角度面積が大きいことから
上記負圧によりより多量の空気が吸引され、その結果、
オーバーラップ期間における吸気量が増加し、出力性能
が向上する。
pbを適用した場合、吸気弁側においてはオーバーラップ
期間における弁の開き始めの角度面積を大きくでき、一
方、排気弁用カムノーズにθ0dna＞θ0dnbを適用した場
合、排気弁側においてはオーバーラップ期間における弁
の閉じ終わりにおける角度面積を大きくできる。そのた
め、排気の圧力波が排気管出口又は排気管途中で負圧に
反転して排気弁を通って燃焼室内に戻る際に、排気弁側
の角度面積が大きいことから該負圧がより確実に燃焼室
に伝播され、また吸気弁側の角度面積が大きいことから
上記負圧によりより多量の空気が吸引され、その結果、
オーバーラップ期間における吸気量が増加し、出力性能
が向上する。
【００４７】また、排気弁用カムノーズにθ0upa＜θ0u
pbを適用した場合、排気弁の開き始めの角度面積を大き
くできることから、排出開始初期の温度, 圧力の高い排
気を早期に排出することができるため、排気弁閉直前に
排気の逆流が起こったとしても、排気の圧力及び密度が
低くなっていることから逆流する排気の量を少なくで
き、排気再循環量を減少でき、性能を向上することがで
きる。なお、この排気逆流防止作用は、上述のオーバー
ラップの有無とは無関係に得られる。
pbを適用した場合、排気弁の開き始めの角度面積を大き
くできることから、排出開始初期の温度, 圧力の高い排
気を早期に排出することができるため、排気弁閉直前に
排気の逆流が起こったとしても、排気の圧力及び密度が
低くなっていることから逆流する排気の量を少なくで
き、排気再循環量を減少でき、性能を向上することがで
きる。なお、この排気逆流防止作用は、上述のオーバー
ラップの有無とは無関係に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態カム軸が適用されたＳＯＨＣ
型エンジンの動弁装置部分の断面側面図である。
型エンジンの動弁装置部分の断面側面図である。
【図２】上記実施形態カム軸が適用されたＤＯＨＣ型エ
ンジンの動弁装置部分の断面側面図である。
ンジンの動弁装置部分の断面側面図である。
【図３】上記実施形態カム軸のカムノーズを模式的に示
す図である。
す図である。
【図４】上記実施形態カム軸のカムプロフィルを曲率半
径で表す特性図である。
径で表す特性図である。
【図５】上記実施形態カム軸のカムプロフィルのカム軸
回転角度と加速度係数との関係を示す特性図である。
回転角度と加速度係数との関係を示す特性図である。
【図６】上記実施形態カノ軸の昇り区間におけるカム軸
回転角度と加速度係数との関係を拡大して示す特性図で
ある。
回転角度と加速度係数との関係を拡大して示す特性図で
ある。
【図７】上記実施形態カノ軸の下り区間におけるカム軸
回転角度と加速度係数との関係を拡大して示す特性図で
ある。
回転角度と加速度係数との関係を拡大して示す特性図で
ある。
【図８】上記実施形態装置のカム軸回転角度とカムノー
ズ・リフタ間荷重特性図である。
ズ・リフタ間荷重特性図である。
【図９】上記実施形態装置のカム軸回転角度・カム面応
力特性図である。
力特性図である。
【図１０】クランク角と弁リフトとの関係を説明するた
めの特性図である。
めの特性図である。
【図１１】従来のカムプロフィルにおける弁揚程曲線，
速度係数曲線，加速度係数曲線を示す特性図である。
速度係数曲線，加速度係数曲線を示す特性図である。
１ エンジン ３６，６１，６２ カム軸 ４０，６０ 動弁装置 ｙ 弁リフト ｙ´´ 加速度係数 θ0up 昇り区間の正加速度区間長さ θ0upa 昇り区間の加速度係数増加区間長さ θ0upb 昇り区間の加速度係数減少区間長さ θ0dn 下り区間の正加速度区間長さ θ0dna 下り区間の加速度係数増加区間長さ θ0dnb 下り区間の加速度係数減少区間長さ α 最大弁リフト付近における加速度係数の絶対値 α′ 隣接する弁リフト域での加速度係数の絶対値
Claims (3)
- 【請求項１】 最大弁リフト付近における加速度係数の
絶対値が進角側及び遅角側に隣接する弁リフト域での加
速度係数の絶対値より小さくなるようにするか、又は最
大弁リフト付近での曲率半径が進角側及び遅角側に隣接
する弁リフト域での曲率半径より大きくなるように、か
つ弁リフトが増加する区間（昇り区間）の加速度係数が
増加する昇り加速度増加区間長さ，減少する昇り加速度
減少区間長さをそれぞれθ0upa，θ0upbとするとき、 θ0upa＜θ0upb となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えた
ことを特徴とするエンジンの動弁装置。 - 【請求項２】 最大弁リフト付近における加速度係数の
絶対値が進角側及び遅角側に隣接する弁リフト域での加
速度係数の絶対値より小さくなるようにするか、又は最
大弁リフト付近での曲率半径が進角側及び遅角側に隣接
する弁リフト域での曲率半径より大きくなるように、か
つ弁リフトが減少する区間（下り区間）の加速度係数が
増加する下り加速度増加区間長さ，減少する下り加速度
減少区間長さをそれぞれθ0dna，θ0dnbとするとき、 θ0dna＞θ0dnb となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えた
ことを特徴とするエンジンの動弁装置。 - 【請求項３】 最大弁リフト付近における加速度係数の
絶対値が進角側及び遅角側に隣接する弁リフト域での加
速度係数の絶対値より小さくなるようにするか、又は最
大弁リフト付近での曲率半径が進角側及び遅角側に隣接
する弁リフト域での曲率半径より大きくなるように、か
つ弁リフトが増加する区間（昇り区間）の加速度係数が
増加する昇り加速度増加区間長さ，減少する昇り加速度
減少区間長さそれぞれθ0upa，θ0upbとするとき、 θ0upa＜θ0upb となるように、さらに弁リフトが減少する区間（下り区
間）の加速度係数が増加する下り加速度増加区間長さ，
減少する下り加速度減少区間長さをそれぞれθ0dna，θ
0dnbとするとき、 θ0dna＞θ0dnb となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えた
ことを特徴とするエンジンの動弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22281398A JP2000054809A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | エンジンの動弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22281398A JP2000054809A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | エンジンの動弁装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000054809A true JP2000054809A (ja) | 2000-02-22 |
Family
ID=16788318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22281398A Pending JP2000054809A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | エンジンの動弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000054809A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006518022A (ja) * | 2003-02-14 | 2006-08-03 | ジェセル、インコーポレイテッド | 動弁機構及びカム・ローブ |
| JP2010169005A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の可変動弁装置 |
-
1998
- 1998-08-06 JP JP22281398A patent/JP2000054809A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006518022A (ja) * | 2003-02-14 | 2006-08-03 | ジェセル、インコーポレイテッド | 動弁機構及びカム・ローブ |
| JP2010169005A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の可変動弁装置 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050519 |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070713 |
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Effective date: 20071016 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |