JP2003222004A - エンジンの楕円カム - Google Patents
エンジンの楕円カムInfo
- Publication number
- JP2003222004A JP2003222004A JP2002061200A JP2002061200A JP2003222004A JP 2003222004 A JP2003222004 A JP 2003222004A JP 2002061200 A JP2002061200 A JP 2002061200A JP 2002061200 A JP2002061200 A JP 2002061200A JP 2003222004 A JP2003222004 A JP 2003222004A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- cam
- engine
- crankshaft
- elliptical cam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】バルブの開閉動作を、カム軸一回転に対して、
二回駆動する。 【解決手段】クランク軸の回転数に対して四分の一の減
速比にて、連動して回転するカム軸に、カム軸外周にカ
ム面１４ａを配置し、カム軸中心に対してカム面１４ａ
の二分の一回転方向にカム面１４ｂを配置する。
二回駆動する。 【解決手段】クランク軸の回転数に対して四分の一の減
速比にて、連動して回転するカム軸に、カム軸外周にカ
ム面１４ａを配置し、カム軸中心に対してカム面１４ａ
の二分の一回転方向にカム面１４ｂを配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、４サイクルエンジンに
おいて、クランク軸の回転数に対し四分の一の減速比に
て前記クランクシャフトの回転に連動して回転される楕
円カムにより、直接、或いはプッスロッド、及び又はロ
ッカーアームを介してバルブを開閉動作させるエンジン
のバルブ駆動機構に関する。
おいて、クランク軸の回転数に対し四分の一の減速比に
て前記クランクシャフトの回転に連動して回転される楕
円カムにより、直接、或いはプッスロッド、及び又はロ
ッカーアームを介してバルブを開閉動作させるエンジン
のバルブ駆動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】４サイクルエンジンは、クランク軸が、
二回転する間に、吸入、圧縮、爆発、排気の４行程を行
い、それを繰り返すことで運転されるが、吸入及び排気
の際には、吸排気用の各バルブを開閉動作させる必要が
ある。前記バルブの開閉動作手段にはカムが有効に利用
されていて、クランク軸の近くに配置されたカムによ
り、プッシュロッド、ロッカーアーム等を介して間接的
に押し開かせるロッカーアーム方式、カム軸をシリンダ
ーヘッドに配置し、ロッカーアームを介して或いは介さ
ないでバルブを押し開くオーバーヘッドカム（ＯＨＣ）
方式、吸排気夫々のバルブに対して独立したカム軸を設
け、カム面で直接バルブを押し開くダブルオーバーヘッ
ドカム（ＤＯＨＣ）方式が知られている。自動車用のガ
ソリンエンジンでは、高速回転の要求に応えるべくＯＨ
Ｃ，或いはＤＯＨＣ方式が、圧倒的に多い。又、ディー
ゼルエンジンにあってもＯＨＣ方式の採用が進んでお
り、高速回転を必要としない産業機械用や大型船舶用と
しては、依然としてロッカーアーム方式が主流で、いず
れの方式も現役として活躍している。
二回転する間に、吸入、圧縮、爆発、排気の４行程を行
い、それを繰り返すことで運転されるが、吸入及び排気
の際には、吸排気用の各バルブを開閉動作させる必要が
ある。前記バルブの開閉動作手段にはカムが有効に利用
されていて、クランク軸の近くに配置されたカムによ
り、プッシュロッド、ロッカーアーム等を介して間接的
に押し開かせるロッカーアーム方式、カム軸をシリンダ
ーヘッドに配置し、ロッカーアームを介して或いは介さ
ないでバルブを押し開くオーバーヘッドカム（ＯＨＣ）
方式、吸排気夫々のバルブに対して独立したカム軸を設
け、カム面で直接バルブを押し開くダブルオーバーヘッ
ドカム（ＤＯＨＣ）方式が知られている。自動車用のガ
ソリンエンジンでは、高速回転の要求に応えるべくＯＨ
Ｃ，或いはＤＯＨＣ方式が、圧倒的に多い。又、ディー
ゼルエンジンにあってもＯＨＣ方式の採用が進んでお
り、高速回転を必要としない産業機械用や大型船舶用と
しては、依然としてロッカーアーム方式が主流で、いず
れの方式も現役として活躍している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】バルブはカム面で押し
開かれるが、カム軸１回転でバルブ開閉動作１回するこ
とによりカム軸受の負担、回転抵抗、カム面とバルブと
の滑り摩擦抵抗等のエネルギーロスが発生し、このエネ
ルギロスによって出力低下を招き、燃料消費量にも影響
するし、高速回転においては、カム形状にバルブが、追
従できず、バルブタイミングが正確に実行されなくな
る。
開かれるが、カム軸１回転でバルブ開閉動作１回するこ
とによりカム軸受の負担、回転抵抗、カム面とバルブと
の滑り摩擦抵抗等のエネルギーロスが発生し、このエネ
ルギロスによって出力低下を招き、燃料消費量にも影響
するし、高速回転においては、カム形状にバルブが、追
従できず、バルブタイミングが正確に実行されなくな
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、エネルギーロ
スの低減と、バルブ動作の確実性を追及した楕円カム機
構の提供にあり、その機構は、クランク軸の回転数に対
して四分の一の減速比にて前記クランク軸の回転に連動
して回転される楕円カムにより、バルブを直接開閉動作
するエンジンの楕円カム駆動機構にあって、クランク軸
の回転数に対して四分の一の減速比にて前記クランク軸
の回転数に連動して回転される楕円カムにより、ロッカ
ーアームを介してバルブを開閉動作するエンジンの楕円
カム駆動機構にあって、或はクランク軸の回転数に対し
て四分の一の減速比にて前記クランク軸の回転に連動し
て回転される楕円カムにより、プッシュロッド及びロッ
カーアームを介してバルブを開閉動作するエンジンの楕
円カム駆動機構にあってロッカーアームの端部をバルブ
開動作方向に押しつけ動作する楕円カム面を形成したこ
とにある。
スの低減と、バルブ動作の確実性を追及した楕円カム機
構の提供にあり、その機構は、クランク軸の回転数に対
して四分の一の減速比にて前記クランク軸の回転に連動
して回転される楕円カムにより、バルブを直接開閉動作
するエンジンの楕円カム駆動機構にあって、クランク軸
の回転数に対して四分の一の減速比にて前記クランク軸
の回転数に連動して回転される楕円カムにより、ロッカ
ーアームを介してバルブを開閉動作するエンジンの楕円
カム駆動機構にあって、或はクランク軸の回転数に対し
て四分の一の減速比にて前記クランク軸の回転に連動し
て回転される楕円カムにより、プッシュロッド及びロッ
カーアームを介してバルブを開閉動作するエンジンの楕
円カム駆動機構にあってロッカーアームの端部をバルブ
開動作方向に押しつけ動作する楕円カム面を形成したこ
とにある。
【０００５】
【作用】請求項１〜３の構成によれば、楕円カムの回転
に伴ない、カム面でプッシュロッド、ロッカーアーム、
バルブステムの何れかがバルブを開作動する方向に移動
するよう押しつけられるが、接触面の滑り速度が、二分
の一に減速され、摩擦抵抗が軽減され、カム軸の軸受に
対する負担が、軽減されるため信頼性に富む。請求項の
構成を、実施対象となるエンジンに最適な状態となるよ
う選択してバルブの追従性を高めれば、そのエンジンの
性能をより向上させることができる。
に伴ない、カム面でプッシュロッド、ロッカーアーム、
バルブステムの何れかがバルブを開作動する方向に移動
するよう押しつけられるが、接触面の滑り速度が、二分
の一に減速され、摩擦抵抗が軽減され、カム軸の軸受に
対する負担が、軽減されるため信頼性に富む。請求項の
構成を、実施対象となるエンジンに最適な状態となるよ
う選択してバルブの追従性を高めれば、そのエンジンの
性能をより向上させることができる。
【０００６】
【実施例】本発明に係る楕円カム機構の実施例を図面に
基づいて説明する。先ず、楕円カムによりバルブを直接
開閉作動させるＤＯＨＣ方式の実施した一例から説明す
ると、図１において１はシリンダーブロック２に形成上
下解放のシリンダであり、このシリンダ１内にはピスト
ン３が往復運動自在に組み込まれ、屋根型凹部を有した
シリンダヘッド４で前記シリンダの上端面を閉塞するこ
とにより、ピストン３が上死点位置にて、そのピストン
３の上面とシリンダヘッド４との間に燃焼室５が形成さ
れる。前記シリンダヘッド４には、燃焼室５に対して開
口した吸気ポート６及び排気ポート７が形成され、それ
ら吸気及び排気ポート６，７の開口部にはバルブシート
６ａ，７ａが周設されている。又、シリンダヘッド４に
は、吸気バルブ８と排気バルブ９とを、夫々ステム８
ａ，９ａを各吸排気ポート６，７の開口面に対して直交
するよう組み込むと共に、ステム８ａ，９ａの延長上に
夫々楕円カム軸１０，１１を配置し、それら各楕円カム
軸１０，１１に設けられた楕円カム１２，１３によっ
て、前記各バルブ８，９を進退運動せいめ、それらバル
ブ８，９における傘部８ｂ，９ｂを夫々バルブシート６
ａ，７ａに密着させ、或はバルブシート６ａ，７ａから
離反させることによって各６，７が開閉動作可能となっ
ている。
基づいて説明する。先ず、楕円カムによりバルブを直接
開閉作動させるＤＯＨＣ方式の実施した一例から説明す
ると、図１において１はシリンダーブロック２に形成上
下解放のシリンダであり、このシリンダ１内にはピスト
ン３が往復運動自在に組み込まれ、屋根型凹部を有した
シリンダヘッド４で前記シリンダの上端面を閉塞するこ
とにより、ピストン３が上死点位置にて、そのピストン
３の上面とシリンダヘッド４との間に燃焼室５が形成さ
れる。前記シリンダヘッド４には、燃焼室５に対して開
口した吸気ポート６及び排気ポート７が形成され、それ
ら吸気及び排気ポート６，７の開口部にはバルブシート
６ａ，７ａが周設されている。又、シリンダヘッド４に
は、吸気バルブ８と排気バルブ９とを、夫々ステム８
ａ，９ａを各吸排気ポート６，７の開口面に対して直交
するよう組み込むと共に、ステム８ａ，９ａの延長上に
夫々楕円カム軸１０，１１を配置し、それら各楕円カム
軸１０，１１に設けられた楕円カム１２，１３によっ
て、前記各バルブ８，９を進退運動せいめ、それらバル
ブ８，９における傘部８ｂ，９ｂを夫々バルブシート６
ａ，７ａに密着させ、或はバルブシート６ａ，７ａから
離反させることによって各６，７が開閉動作可能となっ
ている。
【０００７】尚、吸気側楕円カム１２と排気側楕円カム
１３の各駆動機構における基本構造は共通するので、以
下吸気側楕円カムのみについて説明する。図２におい
て、楕円カム１２は、楕円カム軸１０と一体回転可能に
設けられたカム面１４ａが、バルブ８を開口させ、クラ
ンク軸が２回転動作すると、楕円カム軸１０が二分の一
回転動作してカム面１４ｂが、バルブ８を開口させる。
１３の各駆動機構における基本構造は共通するので、以
下吸気側楕円カムのみについて説明する。図２におい
て、楕円カム１２は、楕円カム軸１０と一体回転可能に
設けられたカム面１４ａが、バルブ８を開口させ、クラ
ンク軸が２回転動作すると、楕円カム軸１０が二分の一
回転動作してカム面１４ｂが、バルブ８を開口させる。
【０００８】このように構成された楕円カム駆動機構で
は、楕円カム軸１０の回転に伴って、カム面１４ａ，１
４ｂ押されて、ステム８ａの軸方向に進退運動するの
で、吸気バルブ８は、吸気ポート６の開閉を行なう（図
３のａ，ｂ）。そしてこの楕円カム機構は、カム軸の回
転を二分の一にすることで、エネルギロスの要因が減
り、カム面とバルブとの滑り摩擦抵抗の低下する。排気
バルブも同様であることはいうまでもない。
は、楕円カム軸１０の回転に伴って、カム面１４ａ，１
４ｂ押されて、ステム８ａの軸方向に進退運動するの
で、吸気バルブ８は、吸気ポート６の開閉を行なう（図
３のａ，ｂ）。そしてこの楕円カム機構は、カム軸の回
転を二分の一にすることで、エネルギロスの要因が減
り、カム面とバルブとの滑り摩擦抵抗の低下する。排気
バルブも同様であることはいうまでもない。
【０００９】これらの実施例において、カム面の形状、
数、大きさ、形態等は、本発明の前記目的の達成された
範囲内において適宜変更して差し支えない。前記実施例
は、ＤＯＨＣエンジンについて説明したが、図４に例示
するように、一本の楕円カム軸に設けられた楕円カム１
２，１３により両バルブ８，９を直接駆動可能なサイド
バルブ式エンジンや、図５に例示するように、シリンダ
の上方に楕円カム１２，１３を配置し、その楕円カム１
２，１３と各バルブ８，９との間にロッカーアーム１
６、１６を介在させたＯＨＣエンジン、或は図６に例示
するように、クランク軸の側方に楕円カム１２，１３を
配置し、その楕円カム１２，１３によりプッシュロッド
１７及びロッカーアーム１６を介してバルブ８，９を開
閉動作させるプッシュロッド式エンジンにも採用でき
る。
数、大きさ、形態等は、本発明の前記目的の達成された
範囲内において適宜変更して差し支えない。前記実施例
は、ＤＯＨＣエンジンについて説明したが、図４に例示
するように、一本の楕円カム軸に設けられた楕円カム１
２，１３により両バルブ８，９を直接駆動可能なサイド
バルブ式エンジンや、図５に例示するように、シリンダ
の上方に楕円カム１２，１３を配置し、その楕円カム１
２，１３と各バルブ８，９との間にロッカーアーム１
６、１６を介在させたＯＨＣエンジン、或は図６に例示
するように、クランク軸の側方に楕円カム１２，１３を
配置し、その楕円カム１２，１３によりプッシュロッド
１７及びロッカーアーム１６を介してバルブ８，９を開
閉動作させるプッシュロッド式エンジンにも採用でき
る。
【００１０】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、バルブの開
閉動作をクランク軸回転数の四分の一回転（従来は二分
の一）で楕円カムが動作するので、駆動機構からエネル
ギロスの要因であるカム面とバルブとの滑り摩擦抵抗、
カム軸の回転抵抗等の減少が可能となり、バルブは確実
に楕円カムに追従する。更に高速回転が可能になり、用
途にあった構造を選択すれことで、バルブ駆動の改善
や、信頼性を高めることができる。既成のエンジンにお
けるシリンダヘッドの一部設計変更（減速比、楕円カム
軸）により対応でき、そのまま流用できる部分が多くす
ることが可能である。
閉動作をクランク軸回転数の四分の一回転（従来は二分
の一）で楕円カムが動作するので、駆動機構からエネル
ギロスの要因であるカム面とバルブとの滑り摩擦抵抗、
カム軸の回転抵抗等の減少が可能となり、バルブは確実
に楕円カムに追従する。更に高速回転が可能になり、用
途にあった構造を選択すれことで、バルブ駆動の改善
や、信頼性を高めることができる。既成のエンジンにお
けるシリンダヘッドの一部設計変更（減速比、楕円カム
軸）により対応でき、そのまま流用できる部分が多くす
ることが可能である。
【図１】本発明に係る楕円カム機構を備えたエンジンの
部分説明図である。
部分説明図である。
【図２】楕円カムとバルブとの関係を示す説明図であ
る。
る。
【図３】（ａ）、（ｂ）は楕円カム動作の説明図であ
る。
る。
【図４】サイドバルブ（ＳＶ）式エンジンに実施した説
明図である。
明図である。
【図５】オーバーヘッドカム（ＯＨＣ）式エンジンに実
施した説明図である。
施した説明図である。
【図６】オーバーヘッドバルブ（ＯＨＶ）式エンジンに
実施した説明図である。
実施した説明図である。
１…シリンダ、２…シリンダブロック、３…ピストン、
４…シリンダヘッド、５…燃焼室、６…吸気ポート、７
…排気ポート、８…吸気バルブ、８ａ…ステム、８ｂ…
傘部、９…排気バルブ、９ｂ…傘部、１０、１１…楕円
カム軸、１２，１３…楕円カム、１４ａ，１４ｂ…カム
面、１５…ばね、１６…ロッカーアーム、１７…プッシ
ュロッド。
４…シリンダヘッド、５…燃焼室、６…吸気ポート、７
…排気ポート、８…吸気バルブ、８ａ…ステム、８ｂ…
傘部、９…排気バルブ、９ｂ…傘部、１０、１１…楕円
カム軸、１２，１３…楕円カム、１４ａ，１４ｂ…カム
面、１５…ばね、１６…ロッカーアーム、１７…プッシ
ュロッド。
Claims (3)
- 【請求項１】クランク軸の回転数に対して四分の一の減
速比にて前記クランク軸の回転数に連動して回転される
楕円カムにより、バルブを直接開閉動作するエンジンの
バルブ駆動機構にあって、バルブの開作動方向に押しつ
け動作する楕円カム面とを形成したエンジンの楕円カム
によるバルブ駆動機構。 - 【請求項２】クランク軸の回転数に対して四分の一の減
速比にて前記クランク軸の回転数に連動して回転される
楕円カムにより、ロッカーアームを介してバルブを開閉
動作するエンジンのバルブ駆動機構にあって、ロッカー
アームの端部をバルブの開作動方向に押しつけ動作する
楕円カム面とを形成したエンジンの楕円カムによるバル
ブ駆動機構。 - 【請求項３】クランク軸の回転数に対して四分の一の減
速比にて前記クランク軸の回転数に連動して回転される
楕円カムにより、プッシュロッド及びロッカーアームを
介してバルブを開閉動作するエンジンのバルブ駆動機構
にあって、ロッカーアームの端部をバルブの開作動方向
に押しつけ動作する楕円カム面とを形成したエンジンの
楕円カムによるバルブ駆動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002061200A JP2003222004A (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | エンジンの楕円カム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002061200A JP2003222004A (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | エンジンの楕円カム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003222004A true JP2003222004A (ja) | 2003-08-08 |
Family
ID=27751186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002061200A Pending JP2003222004A (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | エンジンの楕円カム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003222004A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100959172B1 (ko) * | 2007-07-27 | 2010-05-24 | 주식회사 에너진물산 | 양면캠이 구비된 공압식 엔진 |
-
2002
- 2002-01-29 JP JP2002061200A patent/JP2003222004A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100959172B1 (ko) * | 2007-07-27 | 2010-05-24 | 주식회사 에너진물산 | 양면캠이 구비된 공압식 엔진 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8375904B2 (en) | Early intake valve closing and variable valve timing assembly and method | |
| US5785017A (en) | Variable valve timing mechanism | |
| JPH0339167B2 (ja) | ||
| US6382151B2 (en) | Ring gear variable valve train device | |
| EP1167705B1 (en) | Low friction variable valve actuation device | |
| JP5398548B2 (ja) | 往復動ピストン燃焼エンジンの動弁機構 | |
| US20090145410A1 (en) | Breathing for an internal combustion engine | |
| US5427065A (en) | Valve operating mechanism for 4-cycle engine | |
| EP2792860B1 (en) | Variable valve timing apparatus and internal combustion engine incorporating the same | |
| US10927714B2 (en) | Valve train with switchable engine braking | |
| JP2003222004A (ja) | エンジンの楕円カム | |
| CA2451944A1 (en) | Internal combustion engine | |
| RU2529982C2 (ru) | Устройство привода клапана двигателя | |
| JPH10159513A (ja) | エンジンのバルブ駆動機構 | |
| JP2006220121A (ja) | 内燃機関のシリンダヘッド | |
| JP7418915B2 (ja) | 内燃機関 | |
| JPH094423A (ja) | エンジンのバルブ駆動機構 | |
| KR200158174Y1 (ko) | 4밸브 시스템 | |
| EP1426570A2 (en) | Low friction variable valve actuation device | |
| JP4112143B2 (ja) | ４サイクルエンジン | |
| KR20210124189A (ko) | 엔진의 밸브 제어 장치 | |
| JP2007154706A (ja) | 可変動弁機構 | |
| KR101454933B1 (ko) | 가변 밸브 리프트 장치 | |
| KR19980045826A (ko) | 오버헤드 캠 샤프트식 로커아암 | |
| JPH0454043B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20040910 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070306 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070703 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |