JP2011085146A

JP2011085146A - ４サイクルエンジン

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Publication number: JP2011085146A
Application number: JP2011017869A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Nakahira; 泰之中平
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2023-09-22
Also published as: JP5147956B2

Abstract

【課題】動弁装置およびシリンダヘッドを小型化する一方、エンジン重量の増大とエンジン内の摩擦損失の増大とを抑制する。
【解決手段】４サイクルエンジンは、ボア中心線O1がクランク軸の回転中心よりも下方に位置するようにオフセットされたシリンダ９を有するシリンダブロック６と、動弁室２６を形成する外壁と動弁室２６の底から突出する支持壁２８とを有するシリンダヘッド７と、支持壁２８の突出端と外壁との間を連結して、支持壁２８を補強するための補強板７３と、ロッカーアーム３２，３３の押圧部４９，６２とバルブステム１６ａ，１８ａの先端との間に夫々選択的に取り外し可能に介在し、タペットクリアランスを調整するためのシム５０，６３と、を備える。補強板７３には、第１のロッカーアーム３２および第２のロッカーアーム３３を露出させる開口部８０が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は４サイクルエンジンに関する。

例えば一本のカム軸で吸気バルブおよび排気バルブを開閉する、いわゆるSOHC形の４サイクルエンジンは、カム軸上の吸気カムの動きを吸気バルブに伝える吸気用ロッカーアームと、カム軸上の排気カムの動きを排気バルブに伝える排気用ロッカーアームを備えている。

吸気用ロッカーアームおよび排気用ロッカーアームは、夫々ロッカー軸に揺動可能に支持されている。ロッカー軸は、カム軸を間に挟んで互いに平行に配置されている。このため、吸気用ロッカーアームは、吸気カムからロッカー軸を跨いで吸気バルブのバルブステムに向けて延びているとともに、排気用ロッカーアームは、排気カムからロッカー軸を跨いで排気バルブのバルブステムに向けて延びている。

この種のロッカーアームを有する４サイクルエンジンにおいて、従来、吸気カムと向かい合う吸気用ロッカーアームの一端および排気カムと向かい合う排気用ロッカーアームの一端に夫々ローラを組み込んだものが知られている。ローラは、吸気カムおよび排気カムに転がり接触しており、これにより吸気用ロッカーアームと吸気カムとの接触部分および排気用ロッカーアームと排気カムとの接触部分に生じる摩擦抵抗を小さく抑えている（例えば、特許文献１参照）。

一方、ロッカーアームを有する４サイクルエンジンにおいて、吸気用ロッカーアームと吸気バルブのバルブステムとの間および排気用ロッカーアームと排気バルブのバルブステムとの間に、夫々タペットクリアランス調整用のシムを介在させたものが知られている。このエンジンでは、吸気用および排気用ロッカーアームがロッカー軸の軸方向にスライド可能となっており、このロッカーアームをバルブステムの横にずらすことでシムを取り出せるようになっている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−１９３４２６号公報特開平１１−１６６４４９号公報

特許文献１に開示された４サイクルエンジンでは、ロッカーアームにバルブステムの先端に突き当たるアジャストスクリューが設けられている。このため、アジャストスクリューを回すことでタペットクリアランスの調整を行なうことができ、この調整作業が容易となる。

ところが、特許文献１によると、ロッカーアームにアジャストスクリューやこのスクリューを固定するロックナットが付加されるので、ロッカーアームの構成が複雑化し、コスト高を招く原因となる。それとともに、ロッカーアームが重く大きなものとなり、エンジンの高回転化を妨げる一つの要因となる。

また、特許文献２に開示された４サイクルエンジンでは、ロッカーアームをバルブステムの横にずらすことができるので、カム軸を取り外したり、あるいは吸・排気バルブを最大にリフトさせた状態に保つ特殊工具を用いることなく、シムの交換作業を実施することができる。

この４サイクルエンジンの場合は、ロッカーアームの一端にスリッパーが形成されており、このスリッパーがカム軸上の吸・排気カムに摺動可能に接している。しかしながら、スリッパー式のロッカーアームは、ローラ式のロッカーアームに比べて吸・排気カムとの接触部分に生じる摩擦抵抗が大きく、特にオイル管理を怠るとスリッパーや吸・排気カムが早期のうちに摩耗するといった不具合が生じてくる。

このことから、上記二つの特許文献に開示された４サイクルエンジンは、その吸・排気バルブを駆動する動弁機構の構成に一長一短があり、ロッカーアームと吸・排気カムとの接触部分に生じる摩擦抵抗を小さく抑えつつ、このロッカーアームをスライド可能とした４サイクルエンジンは見当たらないのが現状である。

本発明に係る４サイクルエンジンは、クランク軸を収容するクランクケースと、上記クランクケースの前方に配置され、ボア中心線が上記クランク軸の回転中心よりも下方に位置するようにオフセットされたシリンダを有するシリンダブロックと、上記シリンダブロックの前方に配置され、動弁室を形成する外壁と、上記動弁室の底から突出するとともに上記外壁と向かい合う支持壁を有するシリンダヘッドと、上記シリンダヘッドに支持される吸気バルブおよび排気バルブと、上記外壁と上記支持壁との間に跨って配置され、上記吸気バルブのバルブステムと上記排気バルブのバルブステムとの間に位置するとともに、互いに隣り合う吸気カムおよび排気カムを有するカム軸と、上記外壁と上記支持壁との間に跨って互いに平行に配置された第１のロッカー軸および第２のロッカー軸と、上記第１のロッカー軸に揺動可能に支持され、一端に上記吸気カムに転がり接触するローラを有するとともに、他端に上記吸気バルブのバルブステムの先端と向かい合う押圧部を有する第１のロッカーアームと、上記第２のロッカー軸に揺動可能に支持され、一端に上記排気カムに転がり接触するローラを有するとともに、他端に上記排気バルブのバルブステムの先端と向かい合う押圧部を有する第２のロッカーアームと、上記第１のロッカーアームの押圧部と上記吸気バルブのバルブステムの先端との間および上記第２のロッカーアームの押圧部と上記排気バルブのバルブステムの先端との間に夫々選択的に取り外し可能に介在し、タペットクリアランスを調整するためのシムと、上記支持壁の突出端と上記外壁との間を連結して、上記支持壁を補強するための補強板と、を具備し、上記第１のロッカーアームおよび上記第２のロッカーアームは、夫々上記押圧部が上記シムに接する第１の位置と、上記押圧部が上記シムから離脱する第２の位置との間で上記第１および第２のロッカー軸の軸方向にスライド可能であり、上記補強板は、上記第１のロッカー軸に対応した位置で上記支持壁と上記外壁との間に跨る第１の縁部と、上記第２のロッカー軸に対応した位置で上記支持壁と上記外壁との間に跨る第２の縁部とを有し、上記第１の縁部と上記第２の縁部との間に上記第１のロッカーアームおよび上記第２のロッカーアームを露出させる開口部を形成したことを特徴とするものである。

本発明によれば、カム軸のカムとロッカーアームとの接触部分に生じる摩擦抵抗を軽減できる。これにより、カムの摩耗を抑制できるとともに、摩擦損失を低減してエンジン性能を高めることができる。しかも、タペットクリアランスの調整作業は、適切な厚みのシムを選択してロッカーアームの押圧部とバルブステムとの間に装着することで実行される。このため、ロッカーアームにアジャストスクリューやロックナットを付加する必要はなく、ロッカーアームの小形軽量化が可能となる。

それとともに、補強板の開口部に手の指先を差し入れることで第１および第２のロッカーアームをバルブステムの横にずらすことができるので、シムを交換する際に、シリンダヘッドから補強板およびカム軸を取り外したり、あるいは特殊工具を用いてバルブを最大にリフトさせた状態に保つ必要はない。このため、第１および第２のロッカーアームの上に補強板が位置するにも拘わらず、シムの交換作業を容易に行なうことができ、作業性が良好となる。

本発明の実施の形態に係るスクータ形自動二輪車用のエンジンユニットを一部断面で示す側面図。カム軸、吸気バルブを開閉する第１のロッカーアームおよび排気バルブを開閉する第２のロッカーアームの位置関係を示す４サイクルエンジンの断面図。第１および第２のロッカーアームが夫々第１の位置に保持された状態を示すシリンダヘッドの正面図。カム軸を有するシリンダヘッドの断面図。補強プレートの開口部と第１および第２のロッカーアームの位置関係を示すシリンダヘッドの正面図。補強プレートの正面図。第１および第２のロッカーアームが夫々第１の位置に保持された状態を示すシリンダヘッドの斜視図。第１のロッカーアームを第２の位置にスライドさせた状態を示すシリンダヘッドの正面図。第２のロッカーアームを第２の位置にスライドさせた状態を示すシリンダヘッドの正面図。

以下本発明の実施の形態を図１ないし図９に基づいて説明する。

図１は、例えばスクータ型自動二輪車に用いるスイング式のエンジンユニット１を開示している。このエンジンユニット１は、水冷４サイクル単気筒エンジン２と、スイングアームを兼ねる伝動ケース３とを備えている。

伝動ケース３は、４サイクルエンジン２から自動二輪車の車体（図示せず）の後方に向けて延びている。伝動ケース３は、Ｖベルト式自動変速機４を内蔵しており、この伝動ケース３の後端部にＶベルト式自動変速機４によって駆動される後輪（図示せず）が支持されている。

４サイクルエンジン２は、伝動ケース３と一体化されたクランクケース５、シリンダブロック６およびシリンダヘッド７を有している。クランクケース５は、クランク軸８を収容している。クランク軸８は、自動二輪車の車体の幅方向に沿って水平に配置されており、このクランク軸８の左端部が自動遠心クラッチを介してＶベルト式自動変速機４の入力端に連結されている。

シリンダブロック６は、一つのシリンダ９を有し、このシリンダ９にピストン１０が収容されている。ピストン１０は、コンロッド１１を介してクランク軸８に連結されている。シリンダブロック６は、クランクケース５から自動二輪車の車体の前方に向けて略水平に突出しており、そのシリンダ９のボア中心線O1がクランク軸８の回転中心X1を通る水平線H1に対し前方に進むに従い上向きに僅かに傾斜している。

さらに、シリンダ９は、そのボア中心線O1がクランク軸８の回転中心X1よりも下方に位置するようにオフセットされている。このシリンダ９のオフセット量Sは、ピストン１０が上死点にある時に、コンロッド１１がボア中心線O1に沿って真っ直ぐに延びるような値に設定されている。

このようにシリンダ９をオフセットさせることで、ピストン１０が上死点から下死点に向けて降下する時に、ボア中心線O1に対するコンロッド１１の傾斜が抑えられる。この結果、ピストン１０をシリンダ９の内面に押し付けようとする側圧が軽減され、ピストン１０の摩擦損失を低減することができる。

図２に示すように、シリンダヘッド７は、シリンダ９と向かい合う面に凹部１２を有している。凹部１２は、ピストン１０との間に燃焼室１３を構成している。シリンダヘッド７は、燃焼室１３に開口する一対の吸気ポート１４（一方のみを図示）と、燃焼室１３に開口する単一の排気ポート１５を備えている。吸気ポート１４はボア中心線O1の上方に位置するとともに、排気ポート１５はボア中心線O1の下方に位置している。

吸気ポート１４は、二本の吸気バルブ１６（一方のみを図示）によって開閉される。吸気バルブ１６のバルブステム１６ａは、夫々バルブガイド１７を介してシリンダヘッド７に支持されている。バルブステム１６ａは、互いに平行に配置されているとともに、燃焼室１３から遠ざかるに従いボア中心線O1から離れるように上向きに傾斜している。

排気ポート１５は、一本の排気バルブ１８によって開閉される。排気バルブ１８のバルブステム１８ａは、バルブガイド１９を介してシリンダヘッド７に支持されている。バルブステム１８ａは、燃焼室１３から遠ざかるに従いボア中心線O1から離れるように下向きに傾斜している。

バルブステム１６ａ，１８ａの先端部に夫々スプリングリテーナ２１が取り付けられている。スプリングリテーナ２１は、その中央部に嵌合孔２２を有し、この嵌合孔２２にバルブステム１６ａ，１８ａの先端部が嵌まり込んでいる。スプリングリテーナ２１の外周部とシリンダヘッド７との間にバルブスプリング２３が介在されている。吸気バルブ１６および排気バルブ１８は、バルブスプリング２３によって吸気ポート１４および排気ポート１５を閉じる方向に付勢されている。

図２ないし図４に示すように、シリンダヘッド７は、シリンダブロック６とは反対側に張り出す第１ないし第４の外壁２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄを有している。第１の外壁２５ａと第２の外壁２５ｂは、ボア中心線O1を間に挟んで左右方向に向かい合っている。第３の外壁２５ｃと第４の外壁２５ｄは、第１および第２の外壁２５ａ，２５ｂと隣り合うとともに、ボア中心線O1を間に挟んで上下方向に向かい合っている。

第１ないし第４の外壁２５ａ〜２５ｄは、互いに協働して動弁室２６を構成している。動弁室２６は、４サイクルエンジン２の前方に向けて開放しており、この動弁室２６に吸気バルブ１６のバルブステム１６ａおよび排気バルブ１８のバルブステム１８ａが突出している。動弁室２６の開放端は、取り外し可能なヘッドカバー２７で覆われている。

シリンダヘッド７は、動弁室２６の底から突出する支持壁２８を有している。支持壁２８は、第１の外壁２５ａと第２の外壁２５ｂとの間に介在されているとともに、その一側が第３の外壁２５ｃに連続している。動弁室２６に突出する吸気バルブ１６のバルブステム１６ａおよび排気バルブ１８のバルブステム１８ａは、第１の外壁２５ａと支持壁２８との間に位置している。

動弁室２６は、吸気バルブ１６および排気バルブ１８を開閉駆動する動弁装置３０を収容している。動弁装置３０は、一本のカム軸３１、吸気用の第１のロッカーアーム３２および排気用の第２のロッカーアーム３３を備えている。

図４に示すように、カム軸３１は、その一端が軸受３４を介して第１の外壁２５ａに支持されているとともに、他端が軸受３５を介して支持壁２８に支持されている。カム軸３１は、ボア中心線O1と直交するように車体の幅方向に沿って水平に配置されている。

カム軸３１の他端にカムスプロケット３６が固定されている。このカムスプロケット３６とクランク軸８との間にカムチェーン３７が架け渡されている。これにより、カム軸３１は図２に矢印で示すように反時計回り方向（自動二輪車が前進する時の後輪の回転方向）に正回転するようになっている。

カム軸３１は、吸気カム３８と排気カム３９を備えている。吸気カム３８および排気カム３９は、カム軸３１の軸方向に並んでいる。さらに、カム軸３１は図４に示すような第１および第２のオイル噴出孔４０ａ，４０ｂを有している。

第１のオイル噴出孔４０ａは、吸気カム３８のベース円の外周面に開口するとともに、第２のオイル噴出孔４０ｂは、排気カム３９のベース円の外周面に開口している。第１および第２のオイル噴出孔４０ａ，４０ｂは、潤滑油を動弁装置３０の各部に供給するためのものであり、これらオイル噴出孔４０ａ，４０ｂから加圧された潤滑油が動弁室２６に噴出するようになっている。

図２および図３に示すように、吸気用の第１のロッカーアーム３２は、第１のロッカー軸４１を介してシリンダヘッド７に支持されている。第１のロッカー軸４１は、カム軸３１よりも上方にずれた位置において、このカム軸３１の軸方向に沿って配置されている。第１のロッカー軸４１は、第１の外壁２５ａと支持壁２８との間に跨っている。詳しく述べると、第１のロッカー軸４１の一端は、第１の外壁２５ａから動弁室２６に突出する軸受部４２に嵌め込まれているとともに、第１のロッカー軸４１の他端は、支持壁２８を貫通する軸受孔４３に嵌め込まれている。

第１のロッカーアーム３２は、円筒状のボス部４５、ローラ支持部４６および一対の腕部４７ａ，４７ｂを備えている。ボス部４５は、軸方向に沿う軸受孔４５ａを有し、この軸受孔４５ａを第１のロッカー軸４１が軸方向および周方向に摺動可能に貫通している。

ローラ支持部４６は、二股状に形成されており、ボス部４５の外周面から下向きに突出している。このローラ支持部４６は、ローラ４８を回転自在に支持している。ローラ４８は、第１のロッカーアーム３２の一端に位置するとともに、カム軸３１の吸気カム３８の外周面に転がり接触している。

腕部４７ａ，４７ｂは、ボス部４５の外周面から上向きに突出している。これら腕部４７ａ，４７ｂは、第１のロッカーアーム３２をヘッドカバー２７の方向から見た時に、上方に進むに従い互いに離間する方向にＶ字状に傾斜している。腕部４７ａ，４７ｂの突出端は、吸気バルブ１６のバルブステム１６ａの先端と向かい合っており、この突出端に夫々バルブステム１６ａの先端に向けて張り出す押圧部４９が形成されている。押圧部４９は、ローラ支持部４６に対しボス部４５を間に挟んだ反対側に位置している。

第１のロッカーアーム３２の押圧部４９とバルブステム１６ａの先端との間に円盤状のシム５０が介在されている。シム５０は、タペットクリアランスを調整するためのものである。このシム５０は、スプリングリテーナ２１の嵌合孔２２に取り外し可能に装着されて、第１のロッカーアーム３２の押圧部４９に直に接している。

タペットクリアランスの計測作業は、第１のロッカーアーム３２の押圧部４９とシム５０との間にシックネスゲージを挿入することで行なわれる。この計測結果に基づきシム５０を厚みの異なるものと交換することで、吸気側のタペットクリアランスを規定値に調整することができる。

図３および図７に示すように、第１のロッカーアーム３２のボス部４５にオイル供給孔５２が形成されている。オイル供給孔５２は、カム軸３１のオイル噴出孔４０ａ，４０ｂから噴出する潤滑油をボス部４５と第１のロッカー軸４１との間に導くためのものであり、ボス部４５の軸受孔４５ａに開口している。

本実施形態の場合、オイル供給孔５２は、腕部４７ａ，４７ｂの付け根の間に位置している。このため、オイル噴出孔４０ａ，４０ｂから動弁室２６に噴出した潤滑油は、腕部４７ａ，４７ｂを伝わってオイル供給孔５２に導かれるようになっている。言い換えると、潤滑油は、Ｖ形をなす腕部４７ａ，４７ｂの付け根の部分に集まり、この付け根の部分に蓄えられる。この結果、例えばエンジン始動時あるいは潤滑油の噴出量が少ないアイドリング運転時においても、ボス部４５と第１のロッカー軸４１との間に導かれる潤滑油が不足することはなく、潤滑の信頼性が向上する。

第１のロッカーアーム３２のボス部４５は、第１のロッカー軸４１に軸方向にスライド可能に支持されている。具体的に述べると、第１のロッカーアーム３２は、腕部４７ａ，４７ｂの押圧部４９がバルブステム１６ａの先端部と向かい合う第１の位置（図３に示す）と、腕部４７ａ，４７ｂの押圧部４９がバルブステム１６ａの先端部の横にずれる第２の位置（図８に示す）との間で第１のロッカー軸４１の軸方向にスライド可能となっている。

第１のロッカーアーム３２は、コイルスプリング５３を介して第１の位置に向けて付勢されている。コイルスプリング５３は、第１のロッカー軸４１の上に装着されて、上記支持壁２８とボス部４５との間で圧縮されている。これにより、第１のロッカーアーム３２のボス部４５が第１の外壁２５ａの軸受部４２の端面に押し付けられ、第１のロッカーアーム３２が第１の位置に保持されている。

一方、排気用の第２のロッカーアーム３３は、第２のロッカー軸５５を介してシリンダヘッド７に支持されている。第２のロッカー軸５５は、カム軸３１よりも下方にずれた位置において、このカム軸３１の軸方向に沿って配置されている。このため、第１および第２のロッカー軸４１，５５は、シリンダヘッド７を動弁室２６の開放端の方向から見た時に、カム軸３１を間に挟んで互いに平行に配置されている。

第２のロッカー軸５５は、第１の外壁２５ａと支持壁２８との間に跨っている。詳しく述べると、第２のロッカー軸５５の一端は、第１の外壁２５ａから動弁室２６に突出する軸受部５６に嵌め込まれているとともに、第２のロッカー軸５５の他端は、支持壁２８を貫通する軸受孔５７に嵌め込まれている。

第２のロッカーアーム３３は、円筒状のボス部５８、ローラ支持部５９および単一の腕部６０を備えている。ボス部５８は、軸方向に沿う軸受孔５８ａを有し、この軸受孔５８ａを第２のロッカー軸５５が軸方向および周方向に摺動可能に貫通している。

ローラ支持部５９は、二股状に形成されており、ボス部５８の外周面から上向きに突出している。このローラ支持部５９は、ローラ６１を回転自在に支持している。ローラ６１は、第２のロッカーアーム３３の一端に位置するとともに、カム軸３１の排気カム３９の外周面に転がり接触している。

腕部６０は、ボス部５８の外周面から下向きに突出している。腕部６０の突出端は、排気バルブ１８のバルブステム１８ａの先端と向かい合っており、この突出端にバルブステム１８ａの先端に向けて張り出す押圧部６２が形成されている。押圧部６２は、上記ローラ支持部５９に対しボス部５８を間に挟んだ反対側に位置している。

第２のロッカーアーム３３の押圧部６２とバルブステム１８ａの先端との間に円盤状のシム６３が介在されている。シム６３は、タペットクリアランスを調整するためのものである。このシム６３は、スプリングリテーナ２１の嵌合孔２２に取り外し可能に装着されて、第２のロッカーアーム３３の押圧部６２に直に接している。

タペットクリアランスの計測作業は、上記吸気側と同様に第２のロッカーアーム３３の押圧部６２とシム６３との間にシックネスゲージを挿入することで行なわれる。この計測結果に基づきシム６３を厚みのことなるものと交換することで、排気側のタペットクリアランスを適正値に調整することができる。

第２のロッカーアーム３３のボス部５８にオイル供給孔６５が形成されている。オイル供給孔６５は、カム軸３１のオイル噴出孔４０ａ，４０ｂから噴出する潤滑油をボス部５８と第２のロッカー軸５５との間に導くためのものであり、ボス部５８の軸受孔５８ａに開口している。

第２のロッカーアーム３３のボス部５８は、第２のロッカー軸５５に軸方向にスライド可能に支持されている。具体的に述べると、第２のロッカーアーム３３は、腕部６０の押圧部６２がバルブステム１８ａの先端部と向かい合う第１の位置（図３に示す）と、腕部６０の押圧部６２がバルブステム１８ａの先端部の横にずれる第２の位置（図９に示す）との間で第２のロッカー軸５５の軸方向にスライド可能となっている。

第２のロッカーアーム３３は、コイルスプリング６６を介して第１の位置に向けて付勢されている。コイルスプリング６６は、第２のロッカー軸５５の上に装着されて、上記第１の外壁２５ａの軸受部５６とボス部５８との間で圧縮されている。これにより、第２のロッカーアーム３３のボス部５８が支持壁２８に押し付けられ、第２のロッカーアーム３３が第１の位置に保持されている。

第１のロッカーアーム３２と第２のロッカーアーム３３は、第１および第２のロッカー軸４１，５５の軸方向に沿って互いに逆向きに付勢されている。このことから、図３に示すように、第１および第２のロッカーアーム３２，３３が夫々第１の位置に保持された状態では、第１のロッカーアーム３２のローラ４８が第２のロッカー軸５５の上のコイルスプリング６６と向かい合い、第２のロッカーアーム３３のローラ６１が第１のロッカー軸４１の上のコイルスプリング５３と向かい合っている。

したがって、第１および第２のロッカーアーム３２，３３が第１の位置に保持されている限り、ローラ４８，６１は、第１および第２のロッカー軸４１，５５の軸方向に離れている。特に本実施形態の場合、二つのローラ４８，６１は互いに同軸状に並んでいる。

図３に示すように、第１のロッカーアーム３２のボス部４５の一端は、第１および第２のロッカーアーム３２，３３が夫々第１の位置に保持されている時に、第２のロッカーアーム３３のローラ６１と隣り合っている。このボス部４５の一端に切り欠き６７が形成されている。切り欠き６７は、第１のロッカーアーム３２又は第２のロッカーアーム３３を第１の位置から第２の位置にスライドさせた時に、第２のロッカーアーム３３のローラ６１とボス部４５との干渉を避けるためのものであり、ボス部４５の外周面に開口している。

第２のロッカーアーム３３のボス部５８の一端は、第１および第２のロッカーアーム３２，３３が夫々第１の位置に保持されている時に、第１のロッカーアーム３２のローラ４８と隣り合っている。このボス部５８の一端に切り欠き６８が形成されている。切り欠き６８は、第１のロッカーアーム３２又は第２のロッカーアーム３３を第１の位置から第２の位置にスライドさせた時に、第１のロッカーアーム３２のローラ４８との干渉を避けるためのものであり、ボス部５８の外周面に開口している。

さらに、第１のロッカーアーム３２のローラ支持部４６および第２のロッカーアーム３３のローラ支持部５９は、互いに向かい合う側面を有している。これらローラ支持部４６，５９の側面には、夫々肉厚を減じるように削り取られた逃げ部６９，７０が形成されている。逃げ部６９，７０は、第１のロッカーアーム３２又は第２のロッカーアーム３３を第１の位置から第２の位置にスライドさせた時に、ローラ支持部４６，５９の相互の干渉を避けるためのものであり、互いに向かい合っている。

図２および図５に示すように、シリンダヘッド７に支持壁２８を補強する補強板７３が固定されている。補強板７３は、第１の外壁２５ａの先端面と支持壁２８の突出端面との間に跨っており、第１および第２のロッカーアーム３２，３３とヘッドカバー２７との間に介在されている。

図６に示すように、補強板７３は、第１ないし第４の縁部７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄを有する略四角形の金属板で構成されている。補強板７３の第１の縁部７４ａは、第１のロッカー軸４１に対応する位置で第１の外壁２５ａと支持壁２８との間に跨っている。第２の縁部７４ｂは、第２のロッカー軸５５に対応する位置で第１の外壁２５ａと支持壁２８との間に跨っている。第３の縁部７４ｃは、第１の縁部７４ａの一端と第２の縁部７４ｂの一端との間を結ぶとともに、支持壁２８の突出端面に重ねられている。第４の縁部７４ｄは、第１の縁部７４ａの他端と第２の縁部７４ｂの他端との間を結んでいる。

図２および図５に示すように、補強板７３の第１の縁部７４ａは、第１のロッカーアーム３２の腕部４７ａ，４７ｂを横切っている。腕部４７ａ，４７ｂの突出端は、補強板７３の上方に突出しており、これら腕部４７ａ，４７ｂの押圧部４９とシム５０との接触部分は、補強板７３で覆われることなく動弁室２６の前方に露出している。

同様に、補強板７３の第２の縁部７４ｂは、第２のロッカーアーム３３の腕部６０を横切っている。腕部６０の突出端は、補強板７３の下方に突出しており、この腕部６０の押圧部６２とシム６３との接触部分は、補強板７３で覆われることなく動弁室２６の前方に露出している。

図３および図７に示すように、支持壁２８の突出端面および第１の外壁２５ａの先端面から夫々一対のスタッドボルト７５が突出している。スタッドボルト７５は、補強板７３の四隅に形成した通孔７６を貫通しており、このスタッドボルト７５の先端にナット７７がねじ込まれている。このため、補強板７３は、その四隅においてシリンダヘッド７に固定されており、支持壁２８の突出端を第１の外壁２５ａに連結している。

補強板７３の第３の縁部７４ｃに支持壁２８に沿うように折り返された舌片７８が形成されている。舌片７８は、支持壁２８の軸受孔４３，５７を閉塞して第１および第２のロッカー軸４１，５５の抜け止めをなしている。それととともに、舌片７８は、上記カム軸３１を支持壁２８に支持する軸受３４の端面に引っ掛かって、この軸受３４の抜け止めをなしている。

補強板７３は、四角い開口部８０を有している。開口部８０は、上記第１および第２のロッカーアーム３２，３３を動弁室２６の前方に露出させるためのものであり、上記四つの通孔７６の中心を結ぶ直線Ｌによって囲まれる領域内に位置している。言い換えると、補強板７３の開口部８０は、第１および第２のロッカーアーム３２，３３が第１の位置に保持されている時に、これらロッカーアーム３２，３３のボス部４５，５８およびローラ支持部４６，５９を露出させるに充分な大きさを有している。

さらに、本実施形態の場合、第１および第２のロッカーアーム３２，３３は、夫々補強板７３の開口部８０に向けて突出するリブ状の凸部８１を備えている。凸部８１は、ボス部４５，５８の外周面からローラ支持部４６，５９に至る領域に形成されており、第１および第２のロッカーアーム３２，３３のスライド方向と交差する方向に延びている。

次に、タペットクリアランスを調整する手順について説明する。

まず、シリンダヘッド７からヘッドカバー２７を取り外し、シリンダヘッド７の動弁室２６を開放する。次に、補強板７３の開口部８０に手の指先を挿入し、第１のロッカーアーム３２の凸部８１又は第２のロッカーアーム３３の凸部８１に指先を引っ掛けて、いずれかのロッカーアーム３２又は３３をコイルスプリング５３又は６６の付勢力に抗して第１の位置から第２の位置にスライドさせる。

図８は、吸気側の第１のロッカーアーム３２を第２の位置にスライドさせた状態を開示している。この第２の位置では、腕部４７ａ，４７ｂの突出端に位置する押圧部４９がシム５０の横にずれている。この状態で例えばマグネットドライバを補強板７３の第１の縁部７４ａの上方からスプリングリテーナ２１に向けて導き、このマグネットドライバを利用してスプリングリテーナ２１の嵌合孔２２からシム５０を取り出す。

この後、厚み寸法の異なる新たなシム５０を嵌合孔２２に装着し、第１のロッカーアーム３２を第２の位置から第１の位置にスライドさせる。これにより、第１のロッカーアーム３２の押圧部４９が交換した新たなシム５０に接触し、吸気側のタペットクリアランスの調整作業が完了する。

図９は、排気側の第２のロッカーアーム３３を第２の位置にスライドさせた状態を開示している。この第２の位置では、腕部６０の先端に位置する押圧部６２がシム６３の横にずれている。この状態で吸気側と同様にマグネットドライバを補強板７３の第２の縁部７４ｂの下方からスプリングリテーナ２１に向けて導き、このマグネットドライバを利用してスプリングリテーナ２１の嵌合孔２２からシム６３を取り出す。

この後、厚み寸法の異なる新たなシム６３を嵌合孔２２に装着し、第２のロッカーアーム３３を第２の位置から第１の位置にスライドさせる。これにより、第２のロッカーアーム３３の押圧部６３が交換した新たなシム６３に接触し、排気側のタペットクリアランスの調整作業が完了する。

このような構成の４サイクルエンジン２によれば、吸気側の第１のロッカーアーム３２は、吸気カム３８に転がり接触するローラ４８を有し、排気側の第２のロッカーアーム３３は、排気カム３９に転がり接触するローラ６１を有している。このため、吸・排気カム３８，３９と第１および第２のロッカーアーム３２，３３との接触部分に生じる摩擦抵抗が軽減され、吸・排気カム３８，３９の摩耗を抑制できる。それとともに、第１および第２のロッカーアーム３２，３３の摩擦損失が少なくなり、エンジン性能を高めることができる。

しかも、タペットクリアランスの調整作業は、適切な厚みのシム５０，６３を選択して第１および第２のロッカーアーム３２，３３の押圧部４９，６２とバルブステム１６ａ，１８ａとの間に装着することで実行される。このため、第１および第２のロッカーアーム３２，３３にアジャストスクリューやロックナットを付加する必要はなく、これらロッカーアーム３２，３３の小形軽量化が可能となる。

加えて、上記シム５０，６３の交換作業は、第１および第２のロッカーアーム３２，３３を第１の位置から第２の位置にスライドさせることにより実行される。このため、シム５０，６３を交換する毎にシリンダヘッド７からカム軸３１を取り外したり、あるいは特殊工具を用いて吸・排気バルブ１６，１８を最大にリフトさせた状態に保つ必要はない。このため、シム５０，６３の交換作業を簡単に行なうことができ、作業性が良好となる。

さらに、上記構成によると、支持壁２８を補強する補強板７３に、第１および第２のロッカーアーム３２，３３のボス部４５，５８およびローラ支持部４６，５９を露出させるに充分な大きさの開口部８０を形成してあるので、この開口部８０に手の指先を差し入れることで第１および第２のロッカーアーム３２，３３をスライドさせることができる。

特に本実施形態では、第１および第２のロッカーアーム３２，３３に開口部８０に向けて張り出す凸部８１が形成され、この凸部８１は第１および第２のロッカーアーム３２，３３のスライド方向と交差する方向に延びている。このため、開口部８０に挿入した手の指先を第１および第２のロッカーアーム３２，３３に確実に引っ掛けることができ、これらロッカーアーム３２，３３のスライド操作を容易に行なうことができる。

その上、上記構成の場合、第１および第２のロッカーアーム３２，３３のボス部４５，５８に、夫々相対向するロッカーアーム３２，３３のローラ４８，６１との干渉を避ける切り欠き６７，６８が形成されている。同様に第１および第２のロッカーアーム３２，３３のローラ支持部４６，５９に、夫々相対向するローラ支持部４６，５９との干渉を避けるように削り取られた逃げ部６９，７０が形成されている。

このため、第１および第２のロッカーアーム３２，３３をスライドさせる構成でありながら、これら両者をカム軸３１の軸方向に互いに近づけて配置できるとともに、第１および第２のロッカー軸４１，５５の配置間隔を狭めることができる。

したがって、動弁装置３０がコンパクトとなり、シリンダヘッド７の小型化が可能となる。

なお、上記第１の実施の形態では、一本のカム軸で吸気バルブおよび排気バルブを開閉するようにしたが、本発明はこれに制約されない。例えばシリンダヘッドに吸気用カム軸と排気用カム軸を配置し、これら二本のカム軸で吸気バルブおよび排気バルブを個々に開閉するようにしてもよい。

さらに、吸気バルブおよび排気バルブの数も上記実施の形態に限らず、吸・排気バルブを夫々二本としたり、あるいは一本としてもよい。

＜他の発明＞
他の発明は、ロッカーアームとカムとの接触部分に生じる摩擦抵抗を小さく抑え、しかも、タペットクリアランス調整用のシムの交換作業を容易に行なえる４サイクルエンジンの動弁装置の提供を目的とする。

第１の発明は、シリンダヘッドに支持されたバルブステムを有するバルブと、上記バルブを開閉するカムを有するカム軸と、上記カム軸と平行に配置されたロッカー軸と、上記カムに転がり接触するローラと上記バルブステムの先端と向かい合う押圧部とを有し、上記ロッカー軸に揺動可能に支持されたロッカーアームと、上記ロッカーアームの押圧部と上記バルブステムの先端との間に選択的に取り外し可能に介在され、タペットクリアランスを調整するためのシムと、を具備し、上記ロッカーアームは、上記押圧部が上記シムに接する第１の位置と、上記押圧部が上記シムから離脱する第２の位置との間で上記ロッカー軸の軸方向にスライド可能であるとともに、スプリングを介して上記第１の位置に保持されていることを特徴とする４サイクルエンジンの動弁装置である。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記ロッカーアームは、上記ロッカー軸が貫通するボス部と上記ローラを支持するローラ支持部とを有し、上記ローラ支持部は上記ボス部から上記バルブステムの先端に向けて突出するとともに、上記ロッカーアームの押圧部は上記ローラ支持部に対し上記ボス部を間に挟んだ反対側に位置することを特徴とする。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記ロッカーアームのボス部は、上記ロッカーアームの押圧部が上記第１の位置に保持されている時に、上記スプリングを介して上記シリンダヘッドに押し付けられていることを特徴とする。

第４の発明は、シリンダヘッドと、上記シリンダヘッドに支持され、ボア中心線を間に挟んで向かい合う吸気バルブおよび排気バルブと、上記吸気バルブのバルブステムと上記排気バルブのバルブステムとの間に配置され、互いに隣り合う吸気カムおよび排気カムを有するカム軸と、上記カム軸の軸方向に沿って互いに平行に配置された第１および第２のロッカー軸と、上記第１のロッカー軸に揺動可能に支持され、一端に上記吸気カムに転がり接触するローラを有するとともに、他端に上記吸気バルブのバルブステムの先端と向かい合う押圧部を有する第１のロッカーアームと、上記第２のロッカー軸に揺動可能に支持され、一端に上記排気カムに転がり接触するローラを有するとともに、他端に上記排気バルブのバルブステムの先端と向かい合う押圧部を有する第２のロッカーアームと、上記第１のロッカーアームの押圧部と上記吸気バルブのバルブステムの先端との間および上記第２のロッカーアームの押圧部と上記排気バルブのバルブステムの先端との間に夫々選択的に取り外し可能に介在され、タペットクリアランスを調整するためのシムと、を具備し、上記第１および第２のロッカーアームは、夫々上記押圧部が上記シムに接する第１の位置と、上記押圧部が上記シムから離脱する第２の位置との間で上記第１および第２のロッカー軸の軸方向にスライド可能であるとともに、コイルスプリングを介して上記第１の位置に保持されていることを特徴とする４サイクルエンジンの動弁装置である。

第５の発明は、上記第４の発明において、上記第１のロッカーアームのローラと上記第２のロッカーアームのローラは、上記第１および第２のロッカーアームが上記第１の位置に保持されている時に、上記第１および第２のロッカー軸の軸方向に離れているとともに、上記第１又は第２のロッカーアームを上記第２の位置にスライドさせた時に互いに近接することを特徴とする。

第６の発明は、上記第５の発明において、上記第１のロッカーアームを上記第１の位置に保持するコイルスプリングは、上記第１のロッカー軸上に装着されているとともに、上記第２のロッカーアームを上記第１の位置に保持するコイルスプリングは、上記第２のロッカー軸上に装着され、上記第１のロッカーアームのローラは、上記第１のロッカーアームが上記第１の位置に保持されている時に上記第２のロッカー軸上のコイルスプリングと向かい合い、上記第２のロッカーアームのローラは、上記第２のロッカーアームが上記第１の位置に保持されている時に上記第１のロッカー軸上のコイルスプリングと向かい合うことを特徴とする。

第７の発明は、上記第４の発明において、上記第１のロッカーアームは、上記第１のロッカー軸が摺動可能に貫通するボス部を有するとともに、上記第２のロッカーアームは、上記第２のロッカー軸が摺動可能に貫通するボス部を有し、上記第１のロッカーアームのボス部に、上記第１のロッカーアーム又は上記第２のロッカーアームを上記第２の位置にスライドさせた時に、上記第２のロッカーアームのローラとの干渉を避ける切り欠きを形成するとともに、上記第２のロッカーアームのボス部に、上記第１のロッカーアーム又は上記第２のロッカーアームを上記第２の位置にスライドさせた時に、上記第１のロッカーアームのローラとの干渉を避ける切り欠きを形成したことを特徴とする。

第８の発明は、上記第４の発明において、上記第１のロッカーアームは、上記ローラを支持して上記第２のロッカー軸に向けて突出するローラ支持部を有するとともに、上記第２のロッカーアームは、上記ローラを支持して上記第１のロッカー軸に向けて突出するローラ支持部を有し、上記第１のロッカーアームのローラ支持部に、上記第１のロッカーアーム又は上記第２のロッカーアームを上記第２の位置にスライドさせた時に、上記第２のロッカーアームのローラ支持部との干渉を避ける逃げ部を形成するとともに、上記第２のロッカーアームのローラ支持部に、上記第１のロッカーアーム又は上記第２のロッカーアームを上記第２の位置にスライドさせた時に、上記第１のロッカーアームのローラ支持部との干渉を避ける逃げ部を形成したことを特徴とする。

第９の発明は、動弁室を形成する外壁と、上記動弁室の底から突出するとともに上記外壁と向かい合う支持壁を有するシリンダヘッドと、上記シリンダヘッドに支持され、ボア中心線を間に挟んで向かい合う吸気バルブおよび排気バルブと、上記外壁と上記支持壁との間に跨って配置され、上記吸気バルブのバルブステムと上記排気バルブのバルブステムとの間に位置するとともに、互いに隣り合う吸気カムおよび排気カムを有するカム軸と、上記外壁と上記支持壁との間に跨って互いに平行に配置された第１および第２のロッカー軸と、上記第１のロッカー軸に揺動可能に支持され、一端に上記吸気カムに転がり接触するローラを有するとともに、他端に上記吸気バルブのバルブステムの先端と向かい合う押圧部を有する第１のロッカーアームと、上記第２のロッカー軸に揺動可能に支持され、一端に上記排気カムに転がり接触するローラを有するとともに、他端に上記排気バルブのバルブステムの先端と向かい合う押圧部を有する第２のロッカーアームと、上記第１のロッカーアームの押圧部と上記吸気バルブのバルブステムの先端との間および上記第２のロッカーアームの押圧部と上記排気バルブのバルブステムの先端との間に夫々選択的に取り外し可能に介在され、タペットクリアランスを調整するためのシムと、上記支持壁の突出端と上記外壁との間を連結し、上記支持壁を補強するための補強板と、を具備し、上記第１および第２のロッカーアームは、夫々上記押圧部が上記シムに接する第１の位置と、上記押圧部が上記シムから離脱する第２の位置との間で上記第１および第２のロッカー軸の軸方向にスライド可能であり、上記補強板は、上記第１のロッカー軸に対応した位置で上記支持壁と上記外壁との間に跨る第１の縁部と、上記第２のロッカー軸に対応した位置で上記支持壁と上記外壁との間に跨る第２の縁部とを有し、上記補強板の第１の縁部と第２の縁部との間に上記第１および第２のロッカーアームを露出させる開口部を形成したことを特徴とする４サイクルエンジンの動弁装置である。

第１０の発明は、上記第９の発明において、上記第１および第２のロッカーアームは、夫々上記補強板の開口部に向けて突出する凸部を有し、この凸部は上記第１および第２のロッカーアームのスライド方向と交差する方向に延びていることを特徴とする。

７…シリンダヘッド、１６，１８…バルブ（吸気バルブ、排気バルブ）、１６ａ，１８ａ…バルブステム、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ…第１ないし第４の外壁、２６…動弁室、２８…支持壁、３１…カム軸、３２，３３…ロッカーアーム（第１のロッカーアーム、第２のロッカーアーム）、３８，３９…動弁カム（吸気カム、排気カム）、４１，５５…ロッカー軸（第１のロッカー軸、第２のロッカー軸）、４８，６１…ローラ、４９，６２…押圧部、５０，６３…シム、７３…補強板、７４ａ，７４ｂ…第１および第２の縁部、８０…開口部。

Claims

クランク軸を収容するクランクケースと、
上記クランクケースの前方に配置され、ボア中心線が上記クランク軸の回転中心よりも下方に位置するようにオフセットされたシリンダを有するシリンダブロックと、
上記シリンダブロックの前方に配置され、動弁室を形成する外壁と、上記動弁室の底から突出するとともに上記外壁と向かい合う支持壁を有するシリンダヘッドと、
上記シリンダヘッドに支持される吸気バルブおよび排気バルブと、
上記外壁と上記支持壁との間に跨って配置され、上記吸気バルブのバルブステムと上記排気バルブのバルブステムとの間に位置するとともに、互いに隣り合う吸気カムおよび排気カムを有するカム軸と、
上記外壁と上記支持壁との間に跨って互いに平行に配置された第１のロッカー軸および第２のロッカー軸と、
上記第１のロッカー軸に揺動可能に支持され、一端に上記吸気カムに転がり接触するローラを有するとともに、他端に上記吸気バルブのバルブステムの先端と向かい合う押圧部を有する第１のロッカーアームと、
上記第２のロッカー軸に揺動可能に支持され、一端に上記排気カムに転がり接触するローラを有するとともに、他端に上記排気バルブのバルブステムの先端と向かい合う押圧部を有する第２のロッカーアームと、
上記第１のロッカーアームの押圧部と上記吸気バルブのバルブステムの先端との間および上記第２のロッカーアームの押圧部と上記排気バルブのバルブステムの先端との間に夫々選択的に取り外し可能に介在し、タペットクリアランスを調整するためのシムと、
上記支持壁の突出端と上記外壁との間を連結して、上記支持壁を補強するための補強板と、を具備し、
上記第１のロッカーアームおよび上記第２のロッカーアームは、夫々上記押圧部が上記シムに接する第１の位置と、上記押圧部が上記シムから離脱する第２の位置との間で上記第１および第２のロッカー軸の軸方向にスライド可能であり、
上記補強板は、上記第１のロッカー軸に対応した位置で上記支持壁と上記外壁との間に跨る第１の縁部と、上記第２のロッカー軸に対応した位置で上記支持壁と上記外壁との間に跨る第２の縁部とを有し、上記第１の縁部と上記第２の縁部との間に上記第１のロッカーアームおよび上記第２のロッカーアームを露出させる開口部を形成したことを特徴とする４サイクルエンジン。
請求項１において、上記第１のロッカーアームおよび上記第２のロッカーアームは、夫々上記補強板の開口部に向けて突出する凸部を有し、この凸部は上記第１のロッカーアームおよび第２のロッカーアームのスライド方向と交差する方向に延びていることを特徴とする４サイクルエンジン。