JPH02238105A - 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、例えば自動二輪車用４サイクル単気筒エンジ
ンに採用される動弁装置に関し、特に１本のカム軸で吸
気弁及び排気弁を開閉駆動するようにしたＯＨＣエンジ
ンにおいて、カム軸の中央部も軸支するようにした場合
の、シリンダヘッドに形成された中央軸受部の剛性を向
上できるようにした構造に関する． 〔従来の技術〕 一般にＯＨＣエンジンの動弁装置は、１本のカム軸を燃
焼室の中央上方を横切るように配置し、該カム軸によっ
てロッカーアームを介して吸気弁と排気弁の両方を開閉
駆動するように構成されている．この場合、排気量が増
加して、燃焼室径が大きくなるとそれだけカム軸が長く
なり、必要な剛性を確保するため軸径が増大し、重量増
加の問題が生じ易い．そのため、従来、上記カム軸の左
，右端部だけでなくその中央部も軸支することにより、
カム軸の小径化を図った例がある（例えば特開昭５７−
１０２５０６号公報参照）．〔発明が解決しようとする
問題点〕 ところで上記カム軸の中央部を軸支する場合は、当然シ
リンダヘッドに中央軸受部の下半部を形成する必要があ
るが、単にシリンダヘッドの一部を膨出させてこの軸受
部を形成すると、該部分の剛性が不足したり、該部分の
剛性を向上させるための補強壁によってシリンダヘッド
自体の重量が増加し、これにより結局カム軸小径化の効
果が相殺され易い． そこで本発明は、このような従来の実情に鑑み、シリン
ダヘッドの重量増加を抑制しながらカム軸の中央軸受部
の剛性を大幅に向上できる４サイクルエンジンの動弁装
置を提供することを目的としている． 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、吸気弁及び排気弁をロッカーアームを介して
一本のカム軸によって開閉駆動するようにした４サイク
ルエンジンの動弁装置において、排気弁及び３本の唆気
弁を略円周上に配置し、上記カム軸を上記燃焼室の中央
上方を横切るように配置するとともに、該カム軸の略中
央部を軸支する中央軸受部を中央の上記吸気弁と対向す
る位置に配置し、該中央軸受部の下半部と、上記中央の
吸気弁開口に連通ずる吸気通路を構成する壁部とを連結
したことを特徴としている． 〔作用〕 本発明に係る動弁装置によれば、カム軸の中央部を中央
軸受部で軸支したので、カム軸を大径にする必要はなく
、カム軸を軽量化できる．そしてこの中央軸受部を中央
の吸気弁と対向させるとともに、該中央軸受部の下半部
を上記中央吸気弁用吸気通路の壁部に連結したので、該
中央軸受部の剛性を大きく向上できる．そしてこの場合
、上記中央軸受部の下半部を中央吸気弁と対向させたの
で、該下半部と吸気通路の壁部とが近接し、かつ対向す
ることとなり、両者を容易に連結でき、その結果、シリ
ンダヘッドに余分の壁面をほとんど形成する必要がない
ので、シリンダヘッドの重量増加を抑制できる． また、本発明では中央軸受部が各弁で囲まれた中央部に
位置し、これらの弁と干渉することがないので、該カム
軸の高さ位置を低くでき、それだけシリンダヘッド廻り
をコンパクト化できる．〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図について説明する．第１図な
いし第４図は本発明の第１実施例による４サイクルエン
ジンの動弁装置を説明するための図である． 図において、１は本実施例装置が適用された４サイクル
エンジンを搭載した自動二輪車であり、これの車体フレ
ーム２の前端には、下端で前輸３を軸支する前フォーク
４が軸支され、中央下端には、後端で後輸５を軸支する
後アーム６が上下に播動自在に枢支されており、さらに
後部には大型の燃量タンク７が、その上側にはシ一ト８
がそれぞれ搭載されている．なお、６２〜６４．５８は
それぞれオイルタンク．ラジエー夕，エアクリーナ，気
化．器である． そして上記車体フレーム２の前部には水冷式４サイクル
単気簡のエンジンユニット９が搭載されている．このエ
ンジンユニット９は、シリンダ１０．シリンダヘッド１
１，及びヘンドカバー１２をクランクケース１４上に積
層して構成されてい上記シリンダ１０は水冷ジャケット
１０ａを有するシリンダ本体１０ｂ内に円筒状のシリン
ダライナ１０ｃを圧大してなり、該シリンダライナｌＯ
Ｃ内にはピストン１４が摺動自在に配置されている． また、上記シリンダヘッド１１の合面の略中央には上記
ピストン１４の上面とで燃焼室Ｅを形成する燃焼室凹部
１６が凹設されている．この燃焼室凹部１６の周縁に沿
う略円周上に、３つの吸気弁開口１７〜１９及び２つの
排気弁開口２０，２１が形成されている．また、この燃
焼室凹部１６の中央にはプラグ孔２２が形成されており
、このプラグ孔２２はプラグ挿入孔２９によって外方に
導出されている．このプラグ挿入孔２９は周壁で囲まれ
た筒状をなしており、シリンダヘソド１ｌヘッド力バー
１２に直線状に形成されたヘッド側挿入孔２９ａ．カバ
ー側挿入孔２９ｂで構成されている．また上記プラグ孔
２２には点火プラグ３０が装着されている． 上記３つの吸気弁開口１７〜１９はこのシリンダヘッド
１１に形成された１つ共用吸気通路３１に合流した後、
車両前後方向後側に導出されており、また、２つの排気
弁開口２０．２１はそれぞれ別個の排気通路３２．３３
によって前側に導出されている．そしてこの各排気通路
３２，３３，共用吸気通路３１．及び上記燃焼室凹部１
６の周囲にはヘッド側水冷ジャケットｌ５が形成されて
おり、該ジャケットｌ５は上記シリンダ側水冷ジャケッ
ト１０ａと連通している． 上記吸気弁開口１７〜ｌ９及び排気弁開口２０．２１に
は、これを開閉する吸気弁２３〜２５及び排気弁２６．
２７の弁板が配置されている．この各吸．排気弁２３〜
２７の弁ステム２３ａ〜２７ａは吸気，排気通路３１〜
３３の天井壁部を貫通してこのシリンダへッド１１の上
側に突出している．この場合に弁ステム２４ａは２３ａ
，２５ａに比べてより起立しており、上記プラグ挿入孔
２９は排気弁２６．２７間に位置し、かつ該両排気弁２
６．２７と平行になっている．また吸気弁ステム２３ａ
〜２５ａの突出端及び俳気弁ステム２６ａ，２７ａ突出
端はそれぞれ第１図に示すように、平行な直線Ａ，　　
Ｂ上に位！している．さらに各弁ステム２３ａ〜２７ａ
の上端に取り付けられたバネストツパ３４とシリンダヘ
ンド１１に装着されたばね座１１ａとの間には付勢ばね
３５が配設されており、これにより各弁２３〜２７は各
弁開口１７〜２１を閉じるように付勢されている．そし
て上記直′ＩＩＡＡ，Ｂ間には、１本のカム軸３６がこ
れらと平行に、かつ上記燃焼室Ｅの平面視中心ＣよりＤ
２だけ後方にずれた位置を横切るように配設されている
．このカム軸３６の、車両後方（第１図左方）から見て
左，右両端及び中央はそれぞれ左，右軸受部３７．３８
、及び中央軸受部３９で支持されており、該中央軸受部
３９は上記中心Ｃから右方にＯｌだけ偏位している．そ
してこの中央軸受部３９は上記中央の吸気弁２４，プラ
グ挿入孔２９間に位置し、両者と対向している．またこ
のカム軸３６の左軸受部３７からの突出部には駆動スプ
ロケット４０が取り付けられており、これはカムチェン
４ｌでクランク軸と連結されている． また、上記カム軸３６の、軸受部３７．３９間には第１
排気，吸気カム３６ａ，３６ｂが、軸受部３９．３８間
には第２吸気，排気カム３６Ｃ．３６ｄが一体形成され
ている．そしてこの各カム３６３〜３６ｄにはそれぞれ
第１排気．吸気ロッカーアーム４２，４３、第２吸気，
Ｉ気ロッカーアーム４４．４５の摺動部４２３〜４５ａ
が摺接している．この両吸気口７カーアーム４３．４４
．及び排気ロッカーアーム４２．４５はそれぞれカム軸
３６と平行に配！された吸気．排気ロッカーアーム軸４
６．４７によって揺動自在に支持されている．上記第１
＠気ロッカーアーム４３の他端側は２本の作動部４３ｂ
，４３ｃに分岐されており、該両作動部４３ｂ，４３ｃ
及び他のロッカーアームの作動部４２ｂ，４４ｂ，４５
ｂには！ｌｌｉ整ボルト４８が螺装されており、この各
調整ボルト４８は上記各弁ステム２３ａ〜２７ａの上端
に当接している． 上記左．右軸受部３７．３８及び中央軸受部３９は、シ
リンダヘフド１１側に形成された下半部とヘソドカバー
１２側に形成された上半部とからなる２分割構造になっ
ている．そして、中央軸受部３９の下半部３９ａの前．
後部分は、それぞれ上記ヘッド側挿入孔２９ａの周壁，
上記共用吸気通路３１の天井壁３１ａと一体に連結され
ている．また、この連結部にはシリンダヘンド１１とヘ
ッド力バー１２とを締め付け固定する締結ボルト１２ｂ
が挿着されている．このボルト１２ｂは該ヘソドカバ−
１２に一体形成された懸架用フランジ部１２ａ内に位！
しており、このフランジ部１２ａは一対の懸架ブラケッ
ト６１．６１及びボル｝６１ａ，６ｌｂを介して車体フ
レーム２のテンシッンバイブ２ａに懸架されている． 次に本実施例の作用効果について説明する．本実施例の
勤弁＊Ｘでは、クランク軸によりカムチェン４１を介し
てカム軸３６が回転駆動されると、各カム３６２〜３６
ｄによって各ロッカーアーム４２〜４５が播動し、各吸
気．排気弁２３〜２７が開閉駆動されることとなる． このような動作を行う動弁装宜では、１気筒当たりの弁
数が多い場合はカム軸の全長が長くなり、カム軸の剛性
を確保するためカム軸径が大きくなって重量増加の問題
が生じ易い．これに対して本実施例では、カム軸３６を
左，右軸受部３７．３８だけでなく、中央軸受部３９で
も支持するようにしたので、カム軸径を細くでき、重量
増加を防止できる． 一方、カム軸を中心部でも支持するようにすると、設計
の如何によっては中央軸受部の剛性確保のために補強壁
が必要となり、そのためシリンダヘッド自体の重量が増
加し易い．これに対して本実施例では、中央軸受部３９
を中央の吸気弁２４とプラグ挿入孔２９との間に配置す
るとともに、該中央軸受部３９の下半部３９ａの前．後
部をそれぞれヘッド側挿入孔２９ａの周壁．共用吸気通
路３１の天井壁３１ａに連結したので、該中央軸受部３
９の剛性を、例えば該下半部をオーバーハング状に形成
した場合に比べて大幅に向上できる．そしてこの剛性向
上において、上述のように中央軸受部３９はプラグ挿入
孔２９及び共用吸気通路３１と近接し、かつ対向してい
るので、この中央軸受部３９の下半部３９ａを、ヘッド
側挿入孔２９ａの周壁．吸気通路３１の天井壁３１ａに
容易に連結することができ、シリンダヘッド１１に余分
の軸受用壁部を形成する必要はないから、該シリンダヘ
ソド１１の重量増加の問題が生じることもない． また、本実施例では、５本の弁を、中央軸受部３９の左
側３本と、右側２本とに分けて配置するとともに、この
中央軸受部３９を燃焼室１５の平面から見たときの中心
Ｃに対して、弁数が少なくスペースに比較的余裕のある
右側にＤ１だけ偏心させたので、余裕スペースを有効利
用でき、それだけ動弁装置を、ひいてはシリンダヘッド
１１廻りをコンパクト化できる．また、本実施例ではカ
ム軸３６が５本の弁の間を通り、中央軸受部３９がこれ
らと干渉することはないから、カム軸３６を低く配置で
き、この点からもシリンダヘフド１１廻りをコンパクト
化できる． また、本実施例では、カム軸３６を燃焼室中心Ｃに対し
て後側にＤ２だけ偏心させるとともに、この偏心によっ
てスペース的に有利となった前側にプラグ挿入孔２９を
燃焼室中心Ｃに向けて形成し、さらに排気ロッカーアー
ム軸４７に点火プラグ挿入時の干渉を防止する切欠部４
７ａを形成したので、構造を複雑化させることなく点火
ブラグ３０の垂直性を大幅に向上できる．ちなみに、従
来はこの垂直性を向上させるために、ロッカーアーム軸
を２分割したり、咳軸に貫通孔を形成したりしており、
部品点数の増加，構造の複雑化等の問題が生じていた． また、本実施例では、ロッカーアーム軸４７の切欠部４
７ａ面がカバー側挿入孔２９ｂの内周壁の一部を構成し
ており、これによりスペースの有効利用が図れ、かつ軽
量化が図れる． さらにまた、本実施例では、シリンダヘッドｌ１とへッ
ドカバー１２との締結ボル｝１２ｂの挿着部付近を車体
フレーム２に懸架するようにしたので、それだけ強度を
向上できる． なお、上記第１実施例では、中央軸受部３９と対向する
ようにプラグ挿入孔２９を配置したが、この挿入孔２９
は必ずしも中央に設ける必要はない．第５図ないし第８
図は本発明の第２実施例を示し、本実施例は点火プラグ
を左．右側部に２本配設した例である． 図中第ｌ図ないし第３図と同一符号は同一又は相当部分
を示す． 右側の点火プラグ３０ａはシリンダヘッド１１に形成さ
れたプラグ挿入孔２９ｃに直接挿入されており、左側の
点火プラグ３０ｂは、シリンダヘッド１１内に挿入され
たガイド筒４９内に挿入されている．このガイド筒４９
はシリンダヘソドｌ１の外壁に捻じ込まれており、その
先端部は水冷ジャケット１０ａを通って内側壁に当接し
ており、該当接部にはオーリングが介挿されている．ま
た、図示していないが、本実施例では、中央軸受部３９
の下半部３９ａの前側部分は、排気通路３２．３３の天
井壁に、後側は上記第１実施例と同様に吸気通路３１の
天井壁３１ａに連結されている． 第９図ないし第１１図は本発明の第３実施例を示し、こ
れは複数気筒エンジンに適用した例であり、図中、第１
図ないし第４図と同一符合は同一又は相当部分を示す． ５５は本実施例構造が適用された水冷式４サイクル４気
筒エンジンであり、該エンジン５５は、シリンダボディ
５０上にシリンダへッド５１を搭載し、該シリンダへッ
ド５１の上部開口をヘンドカバー５２で覆った構成とな
っている．上記シリンダボディ５０にはそれぞれピスト
ン１４が上下動自在に挿入された４つの気筒が形成され
、上記シリンダヘッド５１には上記ピストン毎に燃焼室
Ｅが形成されている．そしてこのシリンダヘッド５１は
、各燃焼室Ｅ間に２本づつ配設されたヘッドボルト５３
によって上記シリン，ダボデイ５０に締結されており、
また該ヘッドボルト５３の外側に形成されたオイル戻し
穴５１ａによってシリンダボディ５０に連通されている
． また、カム軸３６は上記各燃焼室Ｅの中心Ｃより後方に
０２だけずれた位置を横切るように配置されている．図
示していないが、このカム軸３６の左，右端部は左，右
軸受で軸支されており、さらに各燃焼室Ｅの中心部分は
中央軸受部３９で軸支されている．この中央軸受部３９
は、中央の吸気弁２４とプラグ挿入孔２９間に位置し、
両者と対向しており、かつ上記燃焼室１５の中心Ｃから
右方に０１だけ偏位している． 上記中央軸受部３９は、シリンダヘフド５１側に形成さ
れた下半部３９ａと、軸受キャンプ５４に形成された上
半部５４ａとで構成された２分割構造になっている．そ
して上記下半部３９ａの前側部分はプラグ挿入孔２９の
下半部を構成するヘッド側挿入孔２９ａの周壁に、後側
部分は共用吸気通路３１の天井壁３１ａにそれぞれ一体
形成されている． また上記軸受キャップ５４は、締結ボルト１２ｂによっ
てシリンダへフド５１に締結されている．またこの軸受
キャップ５４の前．後部によってロッカーアーム軸４７
．４６を軸支しており、さらに前側のロッカーアーム軸
４７より前側に上記プラグ挿入孔２９の上半部を構成す
るカバー側挿入孔２９ｂが形成されている．さらにこの
カバー側挿入孔２９ｂの上端にはヘソドカバー５２の開
口５２ａが位置している．なお、２９ｃはヘンドカバ−
５２内の潤滑油の外方漏出を防止するためのオイルシー
ルである． 本実施例においても、上記第１実施例と同様に、中央軸
受部３９の下半部３９ａをヘッド側挿入孔２９ａの周壁
．共用吸気通路３１の天井壁３１ａに連結したので、重
量増加を招くことなく、中央軸受部３９の剛性を向上で
きる． 〔発明の効果〕 以上のように本発明に係る４サイクルエンジンの動弁装
置によれば、３本の吸気弁を略円周上に、カム軸を燃焼
室の中央上方を横切るようにそれぞれ配置し、中央軸受
部を中央の吸気弁に対向するように配置するとともに、
該軸受の下半部を中央吸気弁用吸気通路の壁部と連結し
たので、シリンダヘッドの重量増加を防止しながら、中
央軸受部の剛性を向上できる効果がある．

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例による動弁装
置を説明するための図であり、第１図はそのヘッドカバ
ーを外した状態の平面図、第２図ｉａｌは第１図のＩｌ
ａ−■ａ線断面側面図、第２図（ｂｌは懸架状態を示す
断面図、第３図はシリンダヘッドの底面図、第４図は本
実施例装置が適用された自動二輪車の左側面図、第５図
ないし第８図は本発明の第２実施例を説明するための図
であり、第５図はその平面図、第６図は第５図のＶｌ−
Ｖｌ線断面正面図、第７図は第５図の■一■線断面側面
図、第８図はシリンダヘッドの底面図、第９図ないし第
１１図は本発明の第３実施例を説明するための図であり
、第９図はヘッド力バーを取り外した状態の平面図、第
１０図．第１１図．第１２図はそれぞれ第−８図（７）
Ｘ−Ｘ＆１断面図、ｘｔ−ｘｌｖＡ断面図、ＸＩＩ　−
Ｘｌｌ　ＭＡ断面図である．図において、９はエンジン
ユニット、１５は燃焼室、２３〜２５は吸気弁、２６．
２７は排気弁、３１は吸気弁用吸気通路、３１ａは天井
壁、３６はカム軸、３９は中央軸受部、３９ａは下半部
、４２〜４５はロッカーアームである．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気弁及び排気弁をロッカーアームを介して１本
   のカム軸によって開閉駆動するようにした４サイクルエ
   ンジンの動弁装置において、上記排気弁及び３本の吸気
   弁を略円周上に配置し、上記カム軸を上記燃焼室の略中
   央上方を横切るように配置するとともに、該カム軸の略
   中央部を軸支する中央軸受部を中央の上記吸気弁と対向
   するように配置し、該中央軸受部の下半部と、上記中央
   の吸気弁用開口に連通する吸気通路の壁部とを連結した
   ことを特徴とする４サイクルエンジンの動弁装置。