JPH02119605A - ４サイクルエンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一気筒当り四個以上の吸気バルブを備えた４
サイクルエンジンに係り、特にその吸気バルブを開閉駆
動する動弁装置に関する。

［従来技術］ 従来、例えば「特開昭５７−１８３５２７号公報」に見
られるように、−気筒につき吸気バルブを四個以上設け
、吸気バルブの有効面積を大きくするとともに、吸入効
率を高めた多バルブエンジンが知られている。このエン
ジンでは、四個の吸気バルブのうちの一つを気筒のボア
中心付近に配置するとともに、この単一の吸気バルブの
周囲に残りの吸気バルブと排気バルブを配置しており、
これら吸気バルブと排気バルブは、シリンダヘットに設
けた吸気用カム軸および排気用カム軸により個別に開閉
されるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、吸気バルブを四個以上設けると、当然のこと
ながらバルブ間隔が狭くなるので、上記先行技術のよう
にボア中心付近の吸気バルブも、その周囲の吸気バルブ
と共に一本の吸気用カム軸で開閉した場合には、このボ
ア中心付近の吸気バルブのバルブリフタと、隣り合う他
の吸気バルブのバルブリフタとが干渉する虞れがあり、
吸気バルブのレイアウトやリフト量を決める上での大き
な妨げとなる。

そこで、本発明等はボア中心付近の吸気バルブを別の第
２の吸気用カム軸で開閉する、つまり吸気用カム軸を二
本設けることを考えている。この場合、上記第２の吸気
用カム軸で残りの他の吸気バルブのうちのいくつかを開
閉しようとすると、他の吸気バルブはボア中心から外れ
ているので、本来、ボア中心付近に位置するはずの第２
の吸気用カム軸がボア中心から離間する方向にずれてし
まい、上記能の吸気バルブを開閉する当初の吸気用カム
軸との間隔が狭くなる。したがって、当初の吸気用カム
軸もボア中心から離間する方向にずらさねばならなくな
り、その分、吸気用カム軸が気筒の径方向外側に張り出
して、シリンダヘッドが大形化する不具合がある。

本発明はこのようなＩｊｔ情にもとづいてなされたもの
で、吸気バルブをレイアウトする上で大きな制約を受け
ることなく、ボア中心付近の吸気バルブを開閉すること
ができ、しかも、シリンダヘッドをコンパクト化するこ
とができる４サイクルエンジンの動弁装置の提供を目的
とする。

［課題を解決するための手段］ そこで、請求項１の動弁装置は、一気筒当り四個以上の
吸気バルブを白°し、これら吸気バルブのうちの一つを
気筒のボア中心付近に設けるとともに、残りの他の吸気
バルブを上記ボア中心付近の吸気バルブの周囲に配置し
、これら吸気バルブをシリンダヘッドに設けたカム軸に
て開閉する４サイクルエンジンを前提とし、 上記カム軸を、ボア中心を外れた他の吸気バルブを開閉
する第１のカム軸と、この第１のカム軸よりもボア中心
方向に変位した位置に設けられ、上記ボア中心付近の単
一の吸気バルブを開閉する第２のカム軸とで構成したこ
とを特徴としている。

また、請求項２では、カム軸回りの構造を簡略化するこ
とを目的として、上記第２のカム軸を、吸気バルブとは
ボア中心を挾んだ反対側の排気バルブを開閉する排気用
カム軸とし、この排気用カム軸上にボア中心付近の吸気
バルブをロッカカームを介して開閉駆動する吸気カムを
設けたことを特徴としている。

［作用］ 請求項１記載の構成によれば、ボア中心付近の単一の吸
気バルブは、その周囲に位置する他の吸気バルブとは独
立して開閉されるから、このボア中心付近の吸気バルブ
と、その周囲に位置する他の吸気バルブの動弁機構が干
渉し合うこともなく、これら複数の吸気バルブのレイア
ウトや傾きを自由に設定することができる。

しかも、第２のカム軸はボア中心付近に位置され、限ら
れたボアの範囲内で第１のカム軸との間の距離を充分に
確保できるから、この第１のカム軸が気筒の径方向外側
に大きく張り出すこともなく、その分、シリンダヘッド
がコンパクトとなる。

また、請求項２に記載したように、第２のカム軸を排気
用カム軸とすれば、この排気用カム軸は第１のカム軸に
対しボア中心を挾んた反対側に位置されるから、第１の
カム軸との間隔は充分なもノドなり、吸気バルブのレイ
アウトや傾きを決める上での自由度が増す。それととも
に、シリンダヘッド上に設けるカム軸の本数も、吸気側
と排気側合わせて二本で済み、その分、カム軸の駆動経
路を簡略化できるとともに、部品点数も削減することが
できる。

［実施例］ 以下本発明の第１実施例を、第１図ないし第８図にもと
づいて説明する。

第８図中符号ｌはクランクケース、２はシリンダブロッ
ク、３はシリンダヘッド、４はへラドカバーであり、シ
リンダヘッド３はヘッド本体３ａとカムケース３ｂとに
上下に二分割されている。ヘツド本体３ａの下面には、
シリンダブロック２内の気Ｑ２ａに対応して四部５が形
成されており、この四部５はピストン６との間で燃焼室
７を形作っている。

そして、凹部５には第７図に概略的に示すように、四個
の吸気口８ａ、８ｂ、８ｅ、８ｄと二個の排気口９ａ、
９ｂが開口されている。これら吸気口８ａ、８ｂ。

８ｃ、８ｄと排気口９ａ、９ｂとは、気ｄトのボア中ノ
Ｌ、−Ｘ１を通り、かつクランク軸１ａの軸方向に延び
る軸線Ａ１を挾んで設けられている。吸気口８ａ、８ｂ
。

８ｃ、８ｄのうち、一つの吸気口８ａはボア中心Ｘ１上
に設けられており、残りの他の吸気口８ｂ、８ｃ、ａｄ
は上記軸線Ａ１の一側方において、吸気口８ａの周囲に
配置されている。すなわち、吸気口８ａ、８ｂ。

８ｃ、８ｄは略菱形の対角位置に設けられており、吸気
口８ｂと８ｄは上記軸線Ａ１と平行な軸線Ａ２上に位置
するとともに、吸気口８ａ、８ｃは軸線Ａ２上の吸気口
８ｂ、８ｄを直交する方向から挾み込むように位置され
ている。また、排気口９ａ、９ｂは軸線Ａ１の他側方に
位置されており、軸線Ａ１の軸方向に沿って並置されて
いる。

このように配置された吸気口８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは
、四本の吸気バルブｌｏａ、　ｆｏｂ、　１０ｅ、　１
０ｄによって個別に開閉されるとともに、排気口９ａ、
９ｂも二本の排気バルブｌｌａ、ｌｌｂによって個別に
開閉される。吸気バルブｌｏａ、１０ｂ、ｌＯｃ、ｌＯ
ｄおよび排気バルブ１１ａ。

１１ｂのバルブステム１２は、ヘッド本体３ａに支持さ
れており、その先端部がカムケース３ｂの内部に導出さ
れている。そして、本実施例の場合、ボア中心Ｘｌ上の
吸気口８ａを開閉する吸気バルブｔＯａを除く他の吸気
バルブｌＯｂ、　ｔｏｅ、　１０ｄおよび排気バルブｌ
ｌａ、ｌｌｂは、ボア中心ｘ１に対し放射状に配置され
ており、そのバルブステム１２がカムケース３ｂ側に進
むに従って上記軸線Ａ、から離間する方向に傾斜されて
いる。この場合、ボア中心Ｘ１上の吸気バルブ１０ａを
除く他の吸気バルブ１０ｂ、　ｌｏｃ。

１０ｄは気筒２ａの周方向に沿って並設されて、その中
央の吸気バルブｌＯｃが気筒２ａの径方向外側にオフセ
ットされているため、この中央の吸気バルブ１０ｃの傾
斜角は第１図に示すように、両側の吸気バルブｌＯｂ、
１０ｄの傾斜角よりも小さく設定されている。このため
、これら三本の吸気バルブ１０ｂ。

１０ｃ、　ＩＯｄのバルブステム１２の先端部は、上記
軸線Ａ、と平行をなす同一直線上に位置されている。

また、ボア中心Ｘｌ上に位置する吸気バルブａ １０ａのバルブステム１２は、略気綻の軸方向に沿って
起立した姿勢で配置されており、このような各バルブｌ
ｏａ、ｆｏｂ、ＩＯｃ、ｌｏｄ、ｌｌａ、Ｉｌｂの配置
によって、上記四部５の内面は滑らかな半球状に形成さ
れている。

ボア中心上の吸気口８ａを除く他の吸気口８ｂ、８ｅ。

８ｄと排気口９ａ、９ｂは、互いに逆向きに導出されて
そ、の上流端がヘッド本体３ａの側面に開口されており
、これら吸気口８ｂ、８ｃ、８ｄの開口端には吸気管１
５が接続されている。これに対し、ボア中心Ｘ１上の吸
気口８ａは第４図および第６図に示すように、−旦上方
に導出された後、ヘッド本体３ａの内部で側方に向って
曲げられており、その上流端がヘッド本体３ａの他の側
面に開口されている。また、ボア中心Ｘ１の吸気口８ａ
の両側には、第５図に示すように一対の点火プラグ２７
ａ、２７ｂが装着されている。これら点火プラグ２７ａ
、２７ｂは上記軸線Ａｌ上もしくはその近傍に位置され
ており、一方の点火プラグ２７ａはヘッド本体３ａの側
ｈ゛に導出されているとともに、他方の点火プラグ２７
Ｌ＋はシリンダヘッド３およびヘッドカバー４を貫通す
るプラグ孔２８内に位置されている。

なお、ヘッド本体３ａの側面には、ウォータジャケット
１３に連なる冷却水の流入口１４が形成されている。

ところで、シリンダヘッド３のカムケース３ｂには、吸
気バルブ１０ａ、ｌＯｂ、ｌＯｃ、ｌＯｄを開閉する第
１および第２の吸気用カム軸ｌｅａ、　１６ｂと、排気
バルブｌｌａ、ｌｌｂを開閉する排気用カム軸１７が設
けられている。これら三本のカム軸１６ａ、１６ｂ、１
７はクランク軸１ａとｊｌＺ行をなしており、カムケー
ス３ｂの上面に突設した複数の軸受部１８と、この軸受
部１８にボルト締めしたカムキャップ１９との間で回転
自在に軸支されている。この軸受部１８とカムキャップ
１９との会商部分には、第１図に示すように各カム軸ｌ
ｅａ、１６ｂ、１７を受ける軸受孔２０が開口されてい
る。

この軸受孔２０は軸受部１８にカムキャップ１９をボル
ト締めした状態で、カムケース３ｂの側方から孔開は加
工用の工具（図示せず）を挿通することで開口されるた
め、カムケース３ｂの周壁の上縁部も上記工具によって
半円形に削り取られており、この削り跡である四部２１
は各カム軸１６ａ、　１６ｂ、　１７の軸線上に位置し
ている。この場合、三本のカム軸ｌｅａ。

＋６ｂ、　＋７の軸受孔２０をカムケース３ｂに対し全
て同じ方向から開けると、四部２１がカムケース３ｂの
周壁に三つ並んでしまい、凹部２１の間の肉厚が極端に
薄くなったり、凹部２１が互いに重なり合ってカムケー
ス３ｂの周壁に大きな開口が開く虞れがある。

このため、本実施例の場合、三本のカム軸ｌｅａ。

１［ｉｂ、１７のうち、中央に位置する第２の吸気用カ
ム軸ｔａｂの軸受孔２０は、他のカム軸１６ａ、１７の
軸受孔２０とは反対側から加工を施し、第２図に示すよ
うにカムケース３ｂの周壁上の凹部２１を各カム軸ｌｅ
ａ。

１６ｂ、１７の軸方向両側に分散させている。

また、第１および第２の吸気用カム軸ｌｅａ、　１６ｂ
はカムケース３ｂ上で互いに隣接しているため、これら
両カム軸１６ａ、　ｌ［ｉｂを支持するカムキャップ１
９の一部は、第２図に示すように一体化されている。

このようにカムキャップＩ９を一体化して両吸気用カム
軸ｌｅａ、　ｌ［ｉｂの間に跨がらせれば、カムキャッ
プ１９のカムケース３ｂへの固定部を共通化することが
でき、その分、第１および第２の吸気用カム軸１１３ａ
、　ｌＧｂの軸間距離を短縮することができる。

これら三本のカム軸ｌｅａ、　ｌ［ｉｂ、　１７のうち
、両側に位置する第１の吸気用カム軸１［ｉａと排気用
カム軸１７は、互いに噛み合うタイミングギヤ２２．２
３によって連動されており、本実施例の場合は、この排
気用カム軸１７側のタイミングギヤ２３が一対のミドル
ギヤ２４を介してクランク軸ｌａ上のクランクギヤ２５
と噛み合っている。また、この排気用カム軸１７と第２
の吸気用カム軸１８ｂも、互いに噛み合う他のタイミン
グギヤ２６を介して連動されている。このため、二本の
吸気用カム軸Ｉ　Ｂａ、　１Ｉ３ｂは、いずれも排気用
カム軸１７からの動力伝達によって回転駆動されるもの
であり、この排気用カム軸１７とは逆方向に等速度で回
転駆動される。

排気用カム軸１７は排気バルブｌｌａ、ｌｌｂのバルブ
ステム１２の延長線上に位置しており、その外周に排気
バルブ１１ａ、ｌｌｂに対応して二つの排気カム３゜を
備えている。この排気カム３０には排気バルブ１１ａ、
ｌｌｂのバルブステム１２がバルブリフタ３１を介して
摺接されており、このため、排気バルブｌｌａ。

１１ｂは排気用カム軸１７によって直接開閉駆動される
。

一方、上記第１の吸気用カム軸１［ｉａは、ボア中心Ｘ
ｌ上、に位置する吸気バルブｌｏａを除く他の吸気バル
ブｌＯｂ、　ｌＯｅ、　１０ｄを開閉駆動するものであ
り、これら吸気バルブｌＯｂ、　１０ｃ、　ｌＯｄのバ
ルブステム１２の延長線上に位置している。そして、こ
の第１の吸気用カム軸ｌｅａは吸気バルブＩＯｂ、ｌＯ
ｃ、１０ｄに対応して二個の吸気カム３２を備えており
、これら吸気カム３２はバルブリフタ３３を介して吸気
バルブｆｏｂ、　ｌＯｃ、　ｌｏｄのバルブステム１２
に摺接されている。

また、第２の吸気用カム軸１６ｂは、ボア中心Ｘｌ上に
位置する吸気バルブｌｏａを独立して開閉するためのも
ので、この吸気バルブ１０ａのバルブステム１２の延長
線上、つまり、ボア中心Ｘ１上に位置している。このた
め、第２の吸気用カム軸１６ｂは第１の吸気用カム軸ｌ
ｅａよりもボア中心Ｘ１方向にずれており、その外周に
吸気バルブ１０ａを開閉する単一の吸気カム３４を備え
ている。

この吸気カム３４はバルブリフタ３５を介して吸気バル
ブＩＯａのバルブステム１２に摺接されている。したが
って、四本の吸気バルブｌｏａ、　ＩＯｂ、　ｌＯｃ、
　ｌｏｄは、排気バルブＩｌａ、　Ｉｌｂと同様にロッ
カアームを介することなく二本の吸気用カム軸１６ａ、
ｌＧｂによって直接開閉駆動される。

なお、図中ｎ号３５はバルブスプリングを示す。

このような本発明の第１実施例によれば、ボア中心Ｘｌ
上の吸気バルブｌＯａを除く他の吸気バルブｆｏｂ、ｌ
Ｏｃ、ｌｏｄを、第１の吸気用カム軸ｌｅａによって開
閉するとともに、上記ボア中心Ｘ、上の吸気バルブｌＯ
ａを、第１の吸気用カム軸ｌｅａとは別の第２の吸気用
カム軸１６ｂにより独立して開閉したので、ボア中心Ｘ
１上の吸気バルブＩＯａのバルブリフタ３５と、その周
囲に配置した他の吸気バルブ１０ｂ、１０ｃ、ｌＯｄの
バルブリフタ３３とが干渉し合う虞れもなく、これら四
本の吸気バルブｌＯａ、１０ｂ。

１０ｃ、１０ｄのレイアウトや傾斜角を自由に設定する
ことができる。

しかも、第２の吸気用カム軸１６ｂは、ボア中心Ｘｌ上
の一つの吸気バルブ１０ａのみを開閉するものであるか
ら、このボア中心Ｘ１上に位置させることができ、第１
の吸気用カム軸１８ａとの間の軸間距離を充分に保つこ
とができる。このため、第１の吸気用カム軸１６ａが気
筒２ａの径方向外側に大きく張り出さずに済むことにな
り、シリンダヘッド３がコンパクトとなって、エンジン
全体を小形軽量化することができる。

なお、本発明は上述した第１実施例に制約されるもので
はなく、第９図および第１０図に本発明の第２実施例を
示す。

この第２実施例においては、排気用カム軸１７上にボア
中心Ｘ１上の吸気バルブｌＯａを開閉する吸気カム４１
が設けられており、この排気用カム軸１７が第２のカム
軸を兼用している。そして、吸気カム４１は排気カム３
０の間に位置されており、ロッカアーム４２を介してボ
ア中心Ｘ、上の吸気バルブ１０ａを開閉駆動するように
なっている。

すなわち、カムケース３ｂの上面にはロッカアーム４２
を支持するロッカ軸４３が配置されており、このロッカ
軸４３はカムケース３ｂの上面に突設した一対の支持突
部４４の間に架設されている。そして、ロッカアーム４
２の外周にロッカアーム４２のボス部４５が軸支されて
おり、このロッカアーム４２の一端が吸気カム４１に摺
接しているとともに、他端が吸気バルブｌＯａのバルブ
ステム１２に当接されている。

このような構成の第２実施例によれば、ボア中心Ｘ１上
の吸気バルブｌＯａは、排気用カム軸１７上に設けた吸
気カム４１によって開閉駆動されるので、この吸気バル
ブｌｏａを開閉するロッカアーム４２と、他の吸気バル
ブ１０ｂ、　ｌｏｃ、　ｌＯｄのバルブリフタ３３とが
干渉し合う虞れもなく、上述した第１実施例と同様の効
果が得られる。

加えて、排気用カム軸１７が吸気バルブｌＯａを開閉す
る第２のカム軸としての機能を兼用するがら、吸気用カ
ム軸１６が一本で済み、カム軸１６．１７の本数を少な
くできる。このため、カム軸１６．１７への動力伝達経
路を簡略化できるので、構造簡単で部品点数も少なくな
り、コストの低減や組み立て作業性の向上に寄与すると
いった利点がある。

また、上記実施例では吸気バルブを四個としたか、場合
によっては五個としても良いとともに、気筒数も一つに
限らず、多気筒としても良い。

さらに、上記実施例では、ボア中心の吸気バルブを除く
他の吸気バルブを、バルブリフタを用いて直接開閉駆動
するようにしたが、共通のロッカアームを介して開閉駆
動しても良いことは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述した請求項１の構成によれば、ボア中心付近の
吸気バルブと、その周囲の吸気バルブの動弁機構とが干
渉し合う虞れもなく、これら吸気バルブのレイアウトや
傾斜角を自由に設定することができる。しかも、第２の
カム軸は、ボア中心上の一つの吸気バルブのみを開閉す
るものであるから、このボア中心上に位置させることが
でき、第１のカム軸との間の軸間距離を充分に保つこと
ができる。このため、第１のカム軸が気筒の径方向外側
に大きく張り出さずに済み、その分、シリンダヘッドが
コンパクトとなって、エンジン全体を小形軽量化するこ
とができる。

また、請求項２の構成によれば、排気用カム軸がボア中
心上の吸気カムを開閉する第２のカム軸として機能する
から、吸気用のカム軸が一本で済み、カム軸の本数を少
なくできる。このため、カム軸の駆動経路が簡略化され
るから、構造簡単で部品点数も少なくなり、コストの低
減や組み立て作業性の向上に寄与する利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は第２図中１−１線に沿う断面図、第２図はシリンダ
ヘッドの平面図、第３図は第２図中■−■線に沿う断面
図、第４図は第６図中ＩＶ−ｍＶ線に沿う断面図、第５
図は第６図中ｖ−Ｖ線に沿う断面図、第６図はカムケー
スを取外した状態の平面図、第７図は吸気バルブと排気
バルブの配置状態を示す概略図、第８図はカム軸の駆動
経路を一部断面した側面図、第９図および第１０図は本
発明の第２実施例を示し、第９図はシリンダヘッドの断
面図、第１０図はシリンダヘッドの平面図である。 ２　ａ−・・気筒、３・・・シリンダヘッド、ｌＯａ、
　ｌＯｂ、　ｌｏｃ。 １０ｄ・・・吸気バルブ、１６ａ・・・第１のカム軸（
第１の吸気用カム軸）　、１８ｂ、１７・・・第２のカ
ム軸（第２の吸気用カム軸、排気用カム軸）、４１・・
・吸気カム、４２・・・ロッカアーム。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 第８図 第１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一気筒当り四個以上の吸気バルブを有し、これら
   吸気バルブのうちの一つを気筒のボア中心付近に設ける
   とともに、残りの他の吸気バルブを上記ボア中心付近の
   吸気バルブの周囲に配置し、これら吸気バルブをシリン
   ダヘッドに設けたカム軸にて開閉する４サイクルエンジ
   ンにおいて、上記シリンダヘッドのカム軸は、ボア中心
   を外れた他の吸気バルブを開閉する第１のカム軸と、こ
   の第１のカム軸よりもボア中心方向に変位した位置に設
   けられ、上記ボア中心付近の単一の吸気バルブを開閉す
   る第２のカム軸とからなることを特徴とする４サイクル
   エンジンの動弁装置。
2. （２）上記第２のカム軸は、吸気バルブとはボア中心を
   挾んだ反対側の排気バルブを開閉する排気用カム軸であ
   り、この排気用カム軸上に上記ボア中心付近の吸気バル
   ブをロッカカームを介して開閉駆動する吸気カムを設け
   たことを特徴とする請求項１記載の４サイクルエンジン
   の動弁装置。