JPH03115710A

JPH03115710A - 多弁付エンジン

Info

Publication number: JPH03115710A
Application number: JP25599489A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Masuda; 益田　俊治; Noriyuki Iwata; 典之岩田; Osamu Sado; 佐渡　修; Kazuhiko Hashimoto; 一彦橋本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1991-05-16
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JP2529413B2

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、吸気弁または排気弁のうちいずれか一方の弁
を三本設けた多吸気弁エンジンに関する。

（従来の技術）従来、この種のエンジンとして、例えば特開昭６２−７
８４５３号公報に開示されるように、シリンダごとに三
本の吸気弁と二本の排気弁とを設けて高い吸・排気効率
を得るようにしたものが知られている。このエンジンで
は、三本の吸気弁を、弁軸端部に向ってシリンダボアー
側に傾斜し且つ弁軸が互いに平行になるように設けると
ともに、二本の排気弁を、弁軸端部に向ってシリンダボ
ア他側に傾斜して設けて吸・排気弁の弁頭部下面を山形
に配置し、これによって燃焼効率の高いペントルーフ形
の燃焼室を形成している。このエンジンでは、吸気弁を
吸気専用のカムシャフトによりロッカーアームを介して
駆動し、排気弁を排気専用のカムシャフトによりロッカ
ーアームを介して駆動している。すなわち、吸・排気弁
に対してシリンダボア中心から遠い側においてシリンダ
列方向に吸気専用及び排気専用のロッカーシャフトを延
設し、このロッカーシャフトにロッカーアームの一端を
枢支し、ロッカーアームの他端を吸・排気弁の弁軸端部
上に配置し、ロッカーアームの上側に配設したカムシャ
フトのカム部をロッカーアームの中途部に上方から接触
させて、カムシャフトの回転に伴ないロッカーアームを
ロッカーシャフト回りに揺動させて吸・排気弁を上下動
させるようにしている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、このような多弁付エンジンにおいて、ロッカ
ーアームに代えてスイングアームを油圧式ラッシュアジ
ャスタで支持して設け、このスイングアームによりバル
ブラッシュのない状態で吸・排気弁を駆動することが考
えられる。すなわち、吸・排気弁の側方に油圧式ラッシ
ュアジャスタを設け、この油圧式ラッシュアジャスタの
支持部にスイングアームの一端を乗せ、スイングアーム
の他端を吸・排気弁の弁軸端部上に配置し、スイングア
ームの上側に配設したカムシャフトのカム部をスイング
アームの中途部に上方から接触させて、カムシャフトの
回転に伴ないスイングアームを油圧ラッシュアジャスタ
の支持部を中心にして揺動させて吸・排気弁を上下動さ
せるものである。

その場合、各シリンダにおいて、シリンダボアー側に三
本も吸気弁を設けるので、スイングアーム、油圧式ラッ
シュアジャスタのレイアウトを工夫しなければエンジン
が大型化してしまい、吸・排気効率の向上、燃焼効率の
向上を図る意義が損なわれる。

また、一般に、油圧式ラッシュアジャスタは、有底円筒
形のケーシングと、該ケーシング内に摺動自在に嵌挿さ
れたインナスリーブとを備え、該インナスリーブの頭部
に、スイングアームを受けるピボットなどの支持部を設
けた構成になっている。そして、ケーシングとインナス
リーブとの間に形成された油圧室に高い油圧をかけてイ
ンナスリーブをケーシングから出る方向に付勢し、スイ
ングアームと上記支持部との間の作用力、つまり支持力
を高く維持することによってスイングアームとカムシャ
フトとの間のクリアランス及びスイングアームと吸・排
気弁との間のクリアランスを零にしている。

このような構造の油圧式ラッシュアジャスタでは、イン
ナスリーブがケーシングに対して往復動を繰り返すので
、上記支持力によりインナスリーブにその往復方向と直
交する方向に横力がかかると、インナスリーブが首振り
振動などの振動を伴ないながら往復動する。その結果、
インナスリーブ摺接面が偏摩耗をきたして油圧室からの
オイル洩れ等の不具合を起こし、油圧式ラッシュアジャ
スタの耐久性、信頼性が損なわれてしまう。

本発明はこのような点に告口してなされたちのであり、
その目的とするところは、１シリンダに三本の吸気弁ま
たは排気弁を設け、これをスイングアーム及び油圧式ラ
ッシュアジャスタを用いて駆動する場合に、 ■　エンジンをコンパクトにしながらベントルーフ形の
燃焼室を形成し、その形状をこのタイプのもので最良の
形にすること。

■　油圧式ラッシュアジャスタに横力を作用させないよ
うにすること。

にある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明では、三本の弁の弁頭
部で同一平面を形成して燃焼室形状を整えるとともに、
中央の弁のスイングアームのみをシリンダボア中心寄り
で受け、その油圧式ラッシュアジャスタを支持力に沿う
よう傾斜配置し、且つこの油圧式ラッシュアジャスタと
干渉することがないように点火プラグを配置し、その着
火点についてはシリンダボア中心に位置づけるようにし
ている。

具体的に、本発明が講じた解決手段は、シリンダごとに
、吸気専用のカムシャフトによりスイングアームを介し
て駆動される吸気弁と、排気専用のカムシャフトにより
スイングアームを介して駆動される排気弁とを備え、吸
気弁または排気弁のうちいずれか一方の弁を三本設けて
第−弁とし、他方の弁を第二弁とした多弁付エンジンを
前提とする。そして、これに対し、上記三本の第−弁を
、弁軸端部に向ってシリンダボアー側に傾斜し且つ弁軸
が互いに平行になるよう設け、上記第二弁を、弁軸端部
に向ってシリンダボア他側に傾斜して設ける。また、第
−弁の中央の弁のスイングアームを受ける支持部を有す
る油圧式ラッンユアジャスタをシリンダボア中心に近い
側において支持力に沿う方向に設け、第−弁の両側の弁
のスイングアームを受ける支持部を有する油圧式ラッシ
ュアジャスタをシリンダボア中心から遠い側に設ける。

さらに、点火プラグを、着火点が燃焼室のシリンダボア
中心に位置するように第二弁と平行に設ける構成とした
ものである。

（作用）上記の構成により、本発明では、第−弁を弁軸端部に向
ってシリンダボアー側に傾斜して設け、第二弁を弁軸端
部に向ってシリンダボア他側に傾斜［、て設けたので、
吸・排気弁の弁頭部下面が山形に配置されてベントルー
フ形の燃焼室が形成される。その場合、第−弁を弁軸か
互いに平行になるよう設けたので、燃焼室形状が整えら
れてクエンチエリアの形成が回避される。

また、第−弁のスイングアームをシリンダボア中心に近
い側で支持し、両側の弁のスイングアームをシリンダボ
ア中心から遠い側で支持したので、エンジンがコンパク
トにまとめられる。

さらに、上記中央の弁の油圧式ラッシュアジャスタを支
持力に沿う方向に設けたので、油圧式ラッシュアジャス
タのインナスリーブに横力がかからず、その耐久性、信
頼性が向上する。

その場合、この油圧式ラッシュアジャスタの傾斜配置に
より点火プラグのプラグホールが油圧ラッシュアジャス
タを逃げて第二弁と平行になるよう傾斜配置されるが、
着火点がシリンダボア中心に位置するので、シリンダボ
ア半径方向の火炎伝播距離が均一になり、ベントルーフ
形燃焼室の特質である燃焼効率の向上が充分に達成され
る。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第４図は本発明の実施例に係る吸気三井、排気
二弁を備えた直列４気筒多吸気弁エンジンを示す。これ
らの図は１つのシリンダのみを代表して示すが他のシリ
ンダも同一の構成である。

これらの図において、１はシリンダブロック、２はシリ
ンダブロック１の上に配設されたシリンダヘッド、３は
このシリンダヘッド２の上に配設されたカムハウジング
である。

上記シリンダブロック１にはシリンダ５が形成され、こ
のシリンダ５にはピストン６が摺動自在に嵌挿されてい
る。また、シリンダヘッド２には二つの傾斜壁７ａ、７
ｂを有するベントルーフ形の燃焼室７が形成されている
。

上記シリンダヘッド２のシリンダボア左側部にはシリン
ダ５に新気を導く三本の独立吸気ポート１１、．１２．
１３が設けられている。この独立吸気ボート１２〜１３
は、一端が上記燃焼室７の左側の傾斜壁７ａに開口し、
他端がシリンダヘッド左側壁に開口するよう設けられて
いる。両側の独立吸気ボート１１．１３の燃焼室側開口
はエンジン前後方向（第４図の上下方向）に並んでおり
、中央の独立吸気ボート１２よりもシリンダボア中心に
近い位置に設けられている。これら三本の独立吸気ボー
ト１１〜１３はシリンダヘッド左側壁側で１本の吸気ポ
ート１０に集合されている。

また、シリンダヘッド２のシリンダボア右側部にはシリ
ンダ５の排気を外方に導く二本の独立排気ボート２１．
２２が設けられている。この独立排気ポート２１．２２
は、一端が上記燃焼室７の右側の傾斜壁７ｂに開口し、
他端がシリンダヘッド右側壁に開口するように設けられ
ている。この二本の独立排気ボート２１．２２の燃焼室
側開口はエンジン前後方向に並んでいる。また、二本の
排気ボート２１．２２はシリンダヘッド右側壁側で１本
の排気ポート２０に集合されている。

上記シリンダヘッド２には、独立吸気ポート１１〜１３
の燃焼室側開口をそれぞれ開閉する第−弁としての三本
の吸気弁３１．３２．３３が設けられている。各吸気弁
３１〜３３は、上記開口に配置される傘形の弁頭部と、
この弁頭部から上方に延設された弁軸とをそれぞれ有し
ており、弁軸においてシリンダヘッド２に摺動自在に嵌
挿されていて、上下動可能になっている。これら吸気弁
３１〜３３の弁軸端部には円盤状のスプリングシーｈ５
１．，５２．５３がそれぞれ取付けられ、このスプリン
グシート５１〜５３とシリンダヘッド２との間にバルブ
スプリング６１，６２．６３がそれぞれ縮装されていて
、そのバネ力により各吸気弁３１〜３３を上方に、つま
り閉弁方向に付勢している。

これら三本の吸気弁３１〜３３は、弁軸端部に向ってシ
リンダボア左側に傾斜し、且つ弁軸が互いに平行になる
よう設けられている。

また、シリンダヘッド２には、独立排気ポート２１、．
２２の燃焼室側開口をそれぞれ開閉する第二弁としての
二本の排気弁４１．４２が設けられている。これら排気
弁４１．４２も上記吸気弁３１〜３３と同様の構成で上
下動可能に設けられ、スプリングシート５４．５５及び
バルブスプリング６４．６５が設けられて閉弁方向に付
勢されている。

これら二本の排気弁４１．４２は、弁軸端部に向ってシ
リンダボア右側に傾斜し、且つ弁軸が互いに平行になる
よう設けられている。

次に、上記板・排気弁３１〜３３，４１．４２の駆動機
構について説明する。カムハウジング３の左側及び右側
には、エンジン前後方向に延びる吸気専用及び排気専用
のカムシャフト９１．９２がそれぞれ配設されている。

これら二本のカムシャフト９１．９２は、エンジン出力
軸（図示省略）により駆動され、吸気専用カムシャフト
９１は第１図で時計方向に、排気専用カムシャフト９２
は同図で反時計方向にそれぞれ回転する。また、吸気専
用カムシャフト９１には各吸気弁３１〜３３に対応して
三つの吸気カム９３が一体形成され、排気専用カムシャ
フト９２には各排気弁４１，４２に対応して二つの排気
カム９４が一体形成されている。

上記吸気弁３１〜３３は、吸気専用カムシャフト９１に
よりスイングアーム８１，８２．８３を介して駆動され
る。すなわち、シリンダヘッド２には、公知の油圧式ラ
ッシュアジャスタ７１，７２７３が設けられている。こ
の油圧式ラッシュアジャスタ７１〜７３には支持部が設
けられている。そして、上記スイングアーム８１〜８３
は、一端が上記油圧式ラッシュアジャスタ７１〜７３の
支持部に乗り、他端が吸気弁３１〜３３の弁軸端部上に
乗るようにそれぞれ設けられている。また、スイングア
ーム８１〜８３の中途部にはエンジン前後方向に回転軸
を有するローラが設けられ、このローラが吸気カム９３
にそれぞれ接触している。従って、吸気専用カムシャフ
ト９１が回転すると、吸気カム９３のリフト量に応じて
上記ローラが上下動を行い、これによってスイングアー
ム８１〜８３が油圧式ラッシュアジャスタ側の端部を中
心として上下に揺動する。そのためにスイングアーム８
１〜８３め弁軸端部側の端部がアーム比に応じて上下に
揺動し、この端部の上下動に応じて吸気弁３１〜３３が
開閉するようになっている。

また、排気弁４１．４２も、排気専用カムシャフト９２
によりスイングアーム８４，８５を介して駆動される。

この駆動機構は上記吸気弁３１〜３３の場合と同様にス
イングアーム８４．８５を支持する油圧式ラッシュアジ
ャスタ７４．７５を備えた構成となっており、排気専用
カムシャフト９２が回転すると、排気カム９４のリフト
量に応じてスイングアーム８４，８５のローラが上下動
を行い、これによってスイングアーム８４，８５が油圧
式ラッシュアジャスタ側の端部を中心として上下に揺動
し、スイングアーム８４，８５の弁軸端部側の端部がア
ーム比に応じて上下に揺動し、この端部の上下動に応じ
て排気弁４１．４２が開閉する。

ここで、上記油圧式ラッシュアジャスタ７１〜７３の構
造を第５図により説明する。同図において、１１１は有
底円筒形のケーシング、１１２はケーシング内に摺動自
在に嵌挿されたインナスリーブであって、このケーシン
グ１１をインナスリーブ１１２との間に油圧室１１４が
形成されている。また、インナスリーブ１１２の上端に
は、スイングアーム８１〜８３の端部を受ける支持部と
してのピボット１１３が設けられている。上記ケーシン
グ１１１及びインナスリーブ１１２には、一端が上記油
圧室１１４に連通し他端がケーシング外壁に設けられた
オイル導入口１］６に連通ずるオイル通路１１５が設け
られている。このオイル通路１１５の油圧室側端部には
、油圧室１１４の油圧を高圧に維持するためのチエツク
弁１１８が設けられている。また、インナスリーブ１１
２には、一端が上記オイル通路１１５に連通し他端かピ
ボット１１３の中央に開口してオイルをリリーフするオ
イル吐出通路１１７が設けられている。

この油圧式ラッシュアジャスタ７１〜７３の作動を説明
すると、動弁系にラッシュが存在してピボッｌ−１１３
がスイングアーム８１〜８３から受ける支持力が低い場
合、油圧室１１４の油圧が低いのでチエツク弁１１８が
開く。そのためにオイルがオイル導入口１１６からオイ
ル通路１１５を介して油圧室１１４に供給され、油圧室
１１４の容積膨張によってインナスリーブ１１２がケー
シング］１１から出る。このことにより、スイングアー
ム８１〜８３と吸気専用カムシャフト９１との間のクリ
アランス及びスイングアーム８１〜８３と吸気弁３１〜
３３との間のクリアランスが零になる。そうなるとピボ
ット１１３がスイングアーム８１〜８３から受ける支持
力が高くなり、油圧室］１４の油圧が高くなるのでチエ
ツク弁１１８が閉じる。このことにより、インナスリー
ブ１１２のケーシングに対する位置が固定されてピボッ
）　１１３でスイングアーム８１〜８３が受は止められ
ることになる。

次に、上記油圧式ラッシュアジャスタ７１〜７５の配置
について説明する。まず、吸気側の場合、中央の吸気弁
３２の油圧式ラッシュアジャスタ７２は、吸気弁３１〜
３３に対してシリンダボア中心に近い側に設けられてい
る。この油圧式ラッシュアジャスタ７２は、ピボット１
１３に向って左側に所定角度傾斜して設けられている。

すなわち、油圧式ラッシュアジャスタ７２は、その中心
軸がスイングアーム８２から受ける支持力に一致するよ
うに設けられている。また、両側の吸気弁３１゜３３の
油圧式ラッシュアジャスタ７１．７３は、吸気弁３１〜
３３に対してシリンダボア中心から遠い側に設けられて
いる。つまり、吸気側の油圧式ラッシュアジャスタ７１
〜７３は、エンジン前後方向において吸気弁３１〜３３
を跨いで千鳥状に配置されている。シリンダヘッド２に
は、中央の吸気弁３２の油圧ラッシュアジャスタ７２の
オイル導入口１１６に連通ずるオイル供給通路１２１と
、両側の吸気弁３１．３３の油圧式ラッシュアジャスタ
７１．７３のオイル導入口１１６に連通ずるオイル供給
通路１２２とが設けられている。

また、排気側の場合、二本の排気弁４１．．４２の油圧
式ラッシュアジャスタ７４．７５は、共に排気弁４１．
４２に対してシリンダボア中心から遠い側に設けられて
いる。そして、シリンダヘッド２には、二つの油圧式ラ
ッシュアジャスタ７４゜７５のオイル導入口１１６に連
通ずるオイル供給通路１２３が設けられている。

さらに、燃焼室７上方のシリンダヘッド２及びカムハウ
ジング３には、プラグホール１０１が貫通して設けられ
、このプラグホール内には点火プラグ１０２が、その着
火点１０２ａを燃焼室７に望ませて取付けられている。

このプラグホール１０１及び点火プラグ１０２は、着火
点１０２ａが燃焼室７のシリンダボア中心に位置するよ
うに排気弁４１．４２の弁軸と平行に設けられている。

また、吸気ポート上側のシリンダヘッド２には、新気に
燃料を噴射供給するインジェクタ１０３が設けられてい
る。

尚、吸気弁用の三つのスイングアーム８１〜８３は同一
の部材であり、部品の共通化が図られている。その場合
、エンジンに組付けた状態で三つのスイングアーム８１
〜８３のローラの中心を一致させることが考えられるが
、敢えてそうせずにスイングアーム８１〜８３が大形化
することを回避している。

したかって、上記実施例においては、吸気弁３１〜３３
を弁軸端部に向ってシリンダボア左側に傾斜して設け、
排気弁４１．４２を弁軸端部に向ってシリンダボア右側
に傾斜して設けたので、吸・排気弁の弁頭部下面が山形
に配置されて燃焼効率の良いベントルーフ形の燃焼室７
を形成することができる。

その場合、吸気弁３１〜３３を弁軸が互いに平行になる
よう設けるとともに、排気弁４１．４２を弁軸が互いに
平行になるよう設けたので、燃焼室７の傾斜壁７ａ、７
ｂか共に不連続部分のない一平面で構成される。このよ
うに燃焼室形状か整えられるので、クエンチエリアが形
成されることがなく、ＨＣの生成等が抑制されてエミッ
ション性能を向上させることができる。

また、吸気弁３１〜３３の油圧式ラッシュアジャスタ７
１〜７３を千鳥配置したので、■　吸気弁３１〜３３よ
りもシリンダボア中心に近い側のスペースを利用して中
央の吸気弁３２のスイングアーム８２及び油圧式ラッシ
ュアジャスタ７２が配置できること。

■　吸気弁３１〜３３よりもシリンダボア中心から遠い
側のスペースにおいて、両側の吸気弁３１、、．３３の
スイングアーム８１，８３及び油圧式ラッシュアジャス
タ７１．７３のエンジン前後方向の距離を小さく設定で
きること。

などの理由からエンジンをコンパクトにまとめることが
できる。

さらに、中央の吸気弁３２の油圧式ラッシュアジャスタ
７２を支持力に沿う方向に傾斜して設けたので、油圧式
ラッシュアジャスタ７２のインナスリーブ１１２に横力
がかからない。そのため、インナスリーブ１１２が首振
り振動などの振動を伴なうことなくスムーズに往復動す
ることになり、インナスリーブ摺接面の偏摩耗等を回避
できて油圧式ラッシュアジャスタ７２の耐久性、信頼性
を向上させることができる。

その場合、この油圧式ラッシュアジャスタ７２の傾斜配
置に拘らずエンジンのコンパクト性ヲ維持するために、
プラグホール１０１を、油圧式ラッシュアジャスタ７２
を逃げるべく排気弁４１゜４２と平行になるよう傾斜配
置した。しかし、点火プラグ１０２の着火点１０２ａを
燃焼室７のシリンダボア中心に位置させたので、シリン
ダボア半径方向の火炎伝播距離が均一になり、ペントル
ーフ形燃焼室７の特質である燃焼効率の向上を充分に達
成できる。

尚、上記実施例では、吸気弁を第−弁として三本設ける
とともに排気弁を第二弁としたが、排気弁を第−弁とし
て三本設けるとともに吸気弁を第二弁としても良い。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の多弁付エンジンによれば
、シリンダごとに、吸気専用のカムシャフトによりスイ
ングアームを介して駆動される吸気弁と、排気専用のカ
ムシャフトによりスイングアームを介して駆動される排
気弁とを備え、吸気弁または排気弁のうちいずれか一方
の弁を三本設けて第−弁とし、他方の弁を第二弁とし、
上記三本の第−弁を、弁軸端部に向ってシリンダボアー
側に傾斜し且つ弁軸が互いに平行になるよう設け、上記
第二弁を、弁軸端部に向ってシリンダボア他側に傾斜し
て設け、第−弁の中央の弁のスイングアームを受ける支
持部を有する油圧式ラッンユアジャスタをシリンダボア
中心に近い側において支持力に沿う方向に設け、第−弁
の両側の弁のスイングアームを受ける支持部を有する油
圧式ラッシュアジャスタをシリンダボア中心から遠い側
に設け、点火プラグを、着火点が燃焼室のシリンダボア
中心に位置するように第二弁と平行に設けたので、クエ
ンチエリアのないベントルーフ形燃焼室が形成できると
ともに、第−弁中央の弁のスイングアームを支持する油
圧式ラッシュアジャスタの耐久性、信頼性を向上でき、
且つ着火点のシリンダボア中心配置によりベントルーフ
形燃焼室形成による燃焼効率の向上を図ることかできる
ものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は第４図のＩＩ線
断面図、第２図は第４図の■−■線断面図、第３図は第
４図の■−■線断面図、第４図はシリンダ周りの平面透
視図、第５図は油圧式ラッンユアジャスタの拡大縦断側
面図である。３］。１８１゜７・・・燃焼室３２．３３・・・吸気弁（第−弁）７２．７３・・・油圧式ラッシュアジャスタ８２．８３
・・・スイングアーム９１・・・カムシャフト１０１・・・プラグホール１０２・・・点火プラグ１、０２　ａ・・・着火点１１３・・・ピボット（支持部）第３図筒５囚

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シリンダごとに、吸気専用のカムシャフトにより
スイングアームを介して駆動される吸気弁と、排気専用
のカムシャフトによりスイングアームを介して駆動され
る排気弁とを備え、吸気弁または排気弁のうちいずれか
一方の弁を三本設けて第一弁とし、他方の弁を第二弁と
した多弁付エンジンにおいて、上記三本の第一弁を、弁軸端部に向ってシリンダボアー
側に傾斜し且つ弁軸が互いに平行になるよう設け、上記第二弁を、弁軸端部に向ってシリンダボア他側に傾
斜して設け、第一弁の中央の弁のスイングアームを受ける支持部を有
する油圧式ラッシュアジャスタをシリンダボア中心に近
い側において支持力に沿う方向に設け、第一弁の両側の弁のスイングアームを受ける支持部を有
する油圧式ラッシュアジャスタをシリンダボア中心から
遠い側に設け、点火プラグを、着火点が燃焼室のシリンダボア中心に位
置するように第二弁と平行に設けたことを特徴とする多
弁付エンジン。