JP4799449B2 - 内燃機関のカムシャフト軸受構造 - Google Patents
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Description
したがって、カムシャフトの端部を軸受が支持していなので、シリンダヘッドおよびシリンダヘッドカバーの側壁が外側に膨出していない。
特許文献1の4バルブ方式の内燃機関において、仮に最外端のカムロブとさらに隣りのカムロブを最外側の軸受より外側にして片持ち支持することにすると、この片持ち支持された2つのカムロブが同時に同じ方向に2本のバルブにより荷重を受けることになるので、益々カムシャフトの端部の振れの可能性が高くなる。
よって、カムシャフトの剛性を高めるために高価な材料を用いたり、高価な処理を施したりする必要がなく、内燃機関のコンパクト化をコストアップや重量増を伴うことなく実現できる。
本実施の形態の内燃機関1は、自動二輪車に搭載される前後V型4気筒内燃機関である。
クランクシャフト2を左右水平方向に指向させる横置き配置で自動二輪車に搭載される内燃機関1は、OHC型の水冷式で、2気筒ずつ前後に傾いたフロントバンクBfとリヤバンクBrがV字に構成され、その互いのバンク角は90度弱である。
同様に、後シリンダブロック3rには後シリンダヘッド4rが後方斜め上に重ねられて締結ボルトにより締結され、後シリンダヘッド4rの上を後シリンダヘッドカバー5rが覆っている。
フロントバンクBfの方が、リヤバンクBrより左右シリンダ間の距離が大きく、よって車体幅方向(左右方向)の幅長もいくらか大きい。
また、燃焼室10の天井面前半に左右一対の排気開口を有して左右一対の排気ポート12,12が前方に向けて延出し集合して排気管に連結する。
吸気バルブ21は、バルブステムの上端に嵌着されたアッパリテーナ25と前シリンダヘッド4fの中底上面に当接されたスプリングシート26との間に介装されたバルブスプリング27により閉弁方向(上方向)に付勢されている。
前シリンダヘッド4fの右端には、前後に長尺矩形のチェーン室41が形成されている。
以上3つの軸受壁42,42,43の上面には半円弧状のカムシャフト軸支部が形成され、カムシャフト軸支部の前後の上端面は前記周壁の合せ面40と同一面にある。
排気カムロブ53は、吸気カムロブ52に比較してかなり幅狭である。
そのため、カムシャフト51の左端部には軸受はなく、その軸受のために前シリンダヘッド4fの周壁を外側に膨出させるようなことはなく、内燃機関1のコンパクト化が図れる。
ドリブンスプロケット54には、クランクシャフト2に嵌着されたドライブスプロケット(図示せず)との間にカムチェーンが架渡され、クランクシャフト2に連動してクランクシャフト2の半分の回転速度でカムシャフト51は回転する。
前シリンダヘッド4fにおけるロッカアームシャフト軸受部材60,60が取り付けられる取付ボス部56は、その取付座面56aが前シリンダヘッドカバー5fとの合せ面40よりも燃焼室10に近づいた低い位置にある(図2参照)。
この軸受壁60b,60bに同軸に形成された軸受孔に、ロッカアームシャフト62がその両端を嵌入させて架設される。
ロッカアームシャフト62は、側面視(図2参照)でシリンダ軸線Lに対して、カムシャフト51とは反対側にオフセットしている。
このロッカアームシャフト軸受部材60の軸受壁60b,60b間に架設されるロッカアームシャフト62にロッカアーム63が揺動自在に軸支される。
図3に示すように、プラグ差込孔15の左側のロッカアーム63は、軸支部から屈曲して斜め右方に延出し、プラグ差込孔15の右側のロッカアーム63は、軸支部から屈曲して斜め左方に延出して左右の排気バルブ31,31のバルブステムの上方にそれぞれ至っている。
したがって、カムシャフト51の排気カムロブ46,46の回転が左右のロッカアーム63,63を揺動し、このロッカアーム63,63の揺動が左右の排気バルブ31,31を駆動する。
膨出部60c,60cの上端面は、前シリンダヘッド4fの前シリンダヘッドカバー5fとの合せ面40と同一面をなす。
前シリンダヘッド4f側の2次空気通路81cは、排気ポート12に向かって延び、排気ポート12に開口している。
該締付ボス部47は、その締付座面が合せ面40より低く、バルブスプリング27,37を下方で受けるスプリングシート26,36と略同じ高さ位置にある(図6参照)。
なお、前シリンダブロック3fと前シリンダヘッド4fとの間にはガスケット8が介装される。
締付ボルト48は、シリンダボア3bに近い周囲4か所を締結するので、シリンダボアからのガスの吹き抜けは確実に防止される。
なお、前シリンダヘッド4fと前シリンダヘッドカバー5fとの間にはガスケット9が介装される。
上壁71の前半部には、左右の円筒部72,72の間の中央に、矩形の枠壁77の内部が下方に膨出して底壁78とする下流側2次空気弁室80bが左右に隣接して一対形成されている。
また、図3の前シリンダヘッド4fの上面図において2点鎖線で示すように、下流側2次空気弁室80bは、左右シリンダ間で、左右のロッカアーム63,63の間に位置する。
したがって、下流側2次空気弁室80bは、2次空気通路81a,81b,81cを介して排気ポートと連通する。
左右一対ある下流側2次空気弁室80b,80bに対して左右の支持板91,91で仕切られた上流側2次空気弁室80aは共通の空間をなしている。
支持板91には、リード弁板93により開閉される弁孔91aが穿設されている。
また、前シリンダヘッドカバー5fにおける下流側弁室80bの底壁78の隅に開口して下方に延出する2次空気通路81aを逆流してくる高温の排気ガスに2次空気用リード弁90が直接曝されないように遮熱板88が設けられている。
よって内燃機関1のシリンダ軸線方向の長さを抑えて内燃機関1のコンパクト化を図ることができる。
2次空気弁室80a,80bは、ロッカアーム63が低くなったロッカアームシャフト62より前側に設けられ、ロッカアーム63の湾曲した前側延出部に沿って前に行くほど低くなるように傾いて設けられているので、益々低く抑えて配置され、内燃機関1のコンパクト化をさらに図ることができる。
すなわち、ロッカアームシャフト軸受部材60を別体とすることで、ロッカアームシャフト62の軸孔形成のための加工孔等を前シリンダヘッド4fに穿孔する必要がなく、内燃機関1のコンパクト化を図りつつ、前シリンダヘッド4fの加工工数を削減し、組付性の向上を図ることができる。
フロントバンクBfの各部材に相当する部材の符号には添え字rを付けて示すこととする。
カムシャフト51rの吸気カムロブ52r,52rの回転で直接吸気バルブ21r,21rのバルブリフタ23r,23rが駆動される。
そのため、カムシャフト51rの左端部には軸受はなく、その軸受のために前シリンダヘッド4rの周壁を外側に膨出させるようなことはなく、内燃機関のコンパクト化が図られている。
他方、カムシャフト51rの右端は、右側のカムシャフトホルダ45rに軸支されてチェーン室41rに突出してドリブンスプロケット54rが取り付けられている。
カムシャフト51rの排気カムロブ46r,46rの回転が左右のロッカアーム63r,63rを揺動し、このロッカアーム63r,63rの揺動が左右の排気バルブ31r,31rを駆動する。
下流側弁室80brの底壁78rには、2次空気通路81arが形成され、2次空気通路81arは、排気ポート12rまで連通している。
また、左側の枠壁77rの左後角部の取付ボス部77arは、後シリンダヘッド4rの左後隅の締付ボス部47rの上方にあってスペースを有効に利用しており、後シリンダヘッドカバー5rの左後角部を側方に膨出させる必要がなく、内燃機関1のコンパクト化を図っている。
リヤバンクBrは、その後方に例えば燃料タンクやエアクリーナなどの車体系構造部材が配置されるので、2次空気弁室80brが左右に分かれ、さらに左右のシリンダの外側に形成されることで、中央部に車体系構造部材のためのスペースを大きく確保することができる。
なお、本実施の形態では、V型4気筒内燃機関を対象にしたが、本願発明は、直列多気筒の内燃機関に適用でき、さらに一部の請求項の発明については単気筒の内燃機関にも適用できるものである。
1…内燃機関、2…クランクシャフト、3f,3r…シリンダブロック、4f,4r…シリンダヘッド、5f,5r…シリンダヘッドカバー、
10,10r…燃焼室、11,11r…吸気ポート、12,12r…排気ポート、15,15r…プラグ差込孔、16,16r…点火プラグ、
20…動弁装置、21…吸気バルブ、31…排気バルブ、40…合せ面、42,43…軸受壁、44,44r,45,45r…カムシャフトホルダ、47,47r…締付ボス部、48,48r…締付ボルト、51,51r…カムシャフト、52,52r…吸気カムロブ、53,53r…排気カムロブ、56…取付ボス部、60,60r…ロッカアームシャフト軸受部材、62,…ロッカアームシャフト、63,63r…ロッカアーム、
77…枠壁、78,78…底壁、80a…上流側2次空気弁室、80b,80br…下流側2次空気弁室、81a,81ar,81b,81c…2次空気通路、85…弁カバー、90…2次空気用リード弁。
Claims (4)
- 内燃機関(1)のシリンダヘッド(4f,4r)に支持される吸気バルブ(21)と排気バルブ(31)を各々吸気用カムロブ(52)と排気用カムロブ(53)が駆動するカムシャフト(51)が、シリンダヘッド(4f,4r)に回転自在に軸受支持される内燃機関のカムシャフト軸受構造において、
前記吸気バルブ(21)または前記排気バルブ(31)の一方のバルブが前記カムシャフト(51)の一方のカムロブ(52)により直接駆動され、他方のバルブが前記カムシャフト(51)の他方のカムロブ(53)によりロッカアーム(63)を介して駆動され、
最外側の軸受(44)の外側に前記カムシャフト(51)の1組の吸気用カムロブ(52)と排気用カムロブ(53)が片持ち状態で支持され、
前記一方のバルブを直接駆動するカムロブ(52)のバルブ押圧方向と前記他方のバルブをロッカアーム(63)を介して駆動するカムロブ(53)のロッカアーム押圧方向とが、互いに鈍角をなすことを特徴とする内燃機関のカムシャフト軸受構造。 - 前記シリンダヘッド(4f,4r)を締め付けてシリンダブロック(3f,3r)に固定する締付ボルト(48)が、その締付け方向に視て前記カムシャフト(51)の最外側の軸受(44)より外側に突出した前記カムシャフト(51)の端部と重なる位置にあることを特徴とする請求項1記載の内燃機関のカムシャフト軸受構造。
- 前記吸気用カムロブ(52)が直接前記吸気バルブ(21)を駆動し、
前記排気用カムロブ(53)が前記ロッカアーム(63)を介して前記排気バルブ(31)を駆動し、
前記吸気用カムロブ(52)が軸受に隣り合って配置されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の内燃機関のカムシャフト軸受構造。 - 前記カムシャフト(51)が、前記吸気バルブ(21)のバルブステムの軸方向においてバルブステムエンド側の方向に配置され、
前記ロッカアーム(63)を揺動自在に軸支するロッカアームシャフト(62)は、同ロッカアームシャフト(62)の中心軸線がシリンダ軸線(L)またはその近傍を通るように配置されることを特徴とする請求項1記載の内燃機関のカムシャフト軸受構造。
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