JPH03117603A - 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、吸気専用のカムシャフトと排気専用のカムシ
ャフトとを設けたエンジンの動弁装置に関する。

（従来の技術） 従来、多弁付エンジンとして、例えば特開昭６２−７８
４５３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。

（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カムシャ
フトを駆動する場合、カムシャフトとエンジン出力軸と
の間に、タイミングベルトやタイミングチェーン等の伝
達部材を巻き掛けて設け、エンジン出力軸の出力トルク
を伝達部材を介してカムシャフトに伝えてこれを駆動す
ることが行われる。

しかし、吸気専用と排気専用の二本のカムシャフトを備
えたエンジンにおいて、この二本のカムシャフトを共に
エンジン出力軸により伝達部材を介して駆動するように
した場合、二本のカムシャフトに、エンジン出力軸に取
り付けた駆動側プーリまたはスプロケットに対して二倍
程度の直径を有する従動側プーリまたはスプロケットを
取り付けることになるので、エンジンが大形化してしま
う。

そこで、二本のカムシャフトのうち、一方のカムシャフ
トをエンジン出力軸により伝達部材を介して駆動すると
ともに、両カムシャフトに、互いに噛合するギヤをそれ
ぞれ設けて、他方のカムシャフトを一方のカムシャフト
によってギヤを介して駆動するようにして従動側ブーり
またはスプロケットを一つにし、エンジンをコンパクト
化することが考えられる。

ところで、吸気弁または排気弁のうち少なくとも一方の
弁を複数本設けた多弁付エンジンでは、第７図に示すよ
うに、弁の開閉に応じて一つのカムシャフトにかかるト
ルク変動が大きくなる。そのため、上述したように一方
のカムシャフトを他方のカムシャフトによってギヤを介
して駆動する場合、ギヤにはバックラッシがあるので、
このトルク変動のために被駆動側のカムシャフトに回転
変動が生じる上、トルク変動によってギヤの寿命が短く
なる。その場合、ギヤの強度を高めるべく歯幅を長くす
ればエンジンのコンパクト化を阻害することになってし
まう。

本発明はこのような点に着目してなされたものであり、
その目的とするところは、吸気専用と排気専用の二本の
カムシャフトを備えた多弁付エンジンにおいて、カムシ
ャフトを安定して駆動し且つギヤの信頼性を高めながら
、伝達部材およびギヤを併用して二本のカムシャフトを
駆動してエンジンのコンパクト化を図ることにある。

（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、トルク変動の大
きいカムシャフトをエンジン出力軸により伝達部材を介
して駆動し、トルク変動の小さいカムシャフトを上記カ
ムシャフトによってギヤを介して駆動するようにしてい
る。

具体的に、本発明の講じた解決手段は、吸気弁を駆動す
る吸気専用のカムシャフトと、排気弁を駆動する排気専
用のカムシャフトとを備え、吸気弁または排気弁のうち
少なくとも一方の弁を複数本設けたエンジンの動弁装置
を前提とする。そして、これに対し、駆動する弁の数が
多い方のカムシャフトと、エンジン出力軸との間に伝達
部材を巻き掛けて設け、上記二本のカムシャフトに、互
いに噛合するギヤをそれぞれ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、駆動する弁の数が多い
方のカムシャフトがエンジン出力軸により伝達部材を介
して駆動される。また、駆動する弁の数が少ない方のカ
ムシャフトが上記カムシャフトによりギヤを介して駆動
される。そのため、従動側ブーりまたはスプロケットが
一つになってエンジンがコンパクトになる。

その場合、駆動する弁の数が多くてトルク変動が大きい
方のカムシャフトが、ギヤ駆動でなくエンジン出力軸に
より伝達部材を介して駆動されるので、カムシャフトの
回転が安定する。

また、ギヤを介して駆動されるのは駆動する弁の数が少
なくてトルク変動が小さい方のカムシャフトなので、ギ
ヤのバックラッシ等によるカムシャフトの回転変動を許
容範囲内に抑えることが容易になる。しかもトルク変動
が小さいので、歯幅を長くするなどの強化対策を施すこ
とな（ギヤの信頼性を向上できてエンジンのコンパクト
化を助長できる。

（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５図は本発明の実施例に係る吸気三弁、排気
二弁を備えたＶ型６気筒エンジンを示す。

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１１．１２．１
３が設けられている。この独立吸気ポート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。両側の独立吸気ポート１１．１３の燃焼室側開口は
エンジン前後方向（第５図の上下方向）に並んでおり、
中央の独立吸気ポート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ポート
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ポート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ポート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ト５１，５２゜５３
がそれぞれ取付けられ、このスプリングシート５１〜５
３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２１．２
２の燃焼室側開口をそれぞれ開閉する二本の排気弁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、上記吸・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９
２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か一体形成され、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７１，７２．７３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８１〜８
３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９
３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
８１〜８３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６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１１６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に連通し他端がピ
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ト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１
１４の容積膨張によってインナスリーブ１１２がケーシ
ング１１１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３１〜３
３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１１４の油圧が高くなるのでチエツ
ク弁１１８が閉じる。このこと１°；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
ット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に連通するオイル供給通路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に連通するオイル供給
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４１．４
２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。

次に、上記カムシャフト９１．９２をエンジン出力軸に
よって駆動するための構造を第１図によって説明する。

同図において、１３１はシリンダヘッド２およびカムキ
ャリア部材３の前側に設けられたギヤケースである。上
記吸気専用カムシャフト９１は、その前端が上記ギヤケ
ース１３１を貫通して前方にまで延設されている。そし
て、該吸気専用カムシャフト９１の前端にはタイミング
プーリ１５１が取り付けられている。一方、エンジン出
力軸にもタイミングプーリ（図示省略）が取り付けられ
ている。この二つのタイミングプーリには伝達部材とし
てのタイミングベルト１５２が巻き掛けて設けられ、エ
ンジン出力軸によりタイミングベルト１５２を介して吸
気専用カムシャフト９１を所定のタイミングでもって駆
動するようにしている。上記ギヤケース１３１には、タ
イミングプーリ１５１を覆うギヤカバー１３２が取り付
けられている。

また、ギヤケース１３１の内部において、吸気専用カム
シャフト９１には第１ギヤ１４１が、排気専用カムシャ
フト９２には第２ギヤ１４２が、互いに噛合するように
それぞれ取り付けられ、吸気専用カムシャフト９１によ
り第１ギヤ１４１および第２ギヤ１４２を介して排気専
用カムシャフト９２を所定のタイミングでもって駆動す
るようにしている。上記排気専用カムシャフト９２にお
いて、第２ギヤ１４２の前側にはフリクションギヤ１４
３が取り付けられ、その前側には円錐形の押え部材１４
４が取り付けられ、この押え部材１４４の前側にはナツ
ト１４５が取り付けられており、このナツト１４５の締
め付は力により押え部材１４４にカムシャフト軸方向の
力を蓄え、この力によってフリクションギヤ１４３を第
２ギヤ１４２に押圧するようにしている。この第２ギヤ
１４２とフリクションギヤ１４３との間に適宜生じる回
転方向への位相のずれによって第１ギヤ１４１とｍ２ギ
ヤ１４２との間に存在するバックラッシによる第２ギヤ
１４２の回転変動を低減するようにしている。

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。

したがって、上記実施例においては、吸気専用カムシャ
フト９１をエンジン出力軸によりタイミングベルト１５
２を介して駆動し、排気専用カムシャフト９２を吸気専
用カムシャフト９１によりギヤ１４１，１４２を介して
駆動したので、従動側のタイミングプーリ１５１が一つ
になってエンジンがコンパクトになる。

その場合、駆動する弁の数が多くてトルク変動が大きい
吸気専用カムシャフト９１が、ギヤ駆動でなくエンジン
出力軸によりタイミングベルト１５２を介して駆動され
るので、カムシャフト９１の回転が安定する。

また、ギヤ１４１，１４２を介して駆動されるのは駆動
する弁の数が少なくてトルク変動が小さい排気専用カム
シャフト９２なので、ギヤ１４１゜１４２のバックラッ
シ等によるカムシャフト９２の回転変動を許容範囲内に
抑えることが容易になる。しかもトルク変動が小さいの
で、歯幅を長くするなどの強化対策を施すことなくギヤ
１４１゜１４２の信頼性を向上できてエンジンのコンパ
クト化を促進できる。

尚、上記実施例では、吸気弁を三本設け、排気弁を二本
設けたが、排気弁の数を多くしても良い。

要するに吸気弁または排気弁のうち少なくとも一方の弁
を複数本設けたエンジンであれば本発明を適用できる。

また、駆動する弁の数が少ない方のカムシャフト９２を
タイミングベルト１５２によるベルト伝動機構で駆動し
たが、タイミングチェーンによるチェーン伝動機構で駆
動しても良い。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの動弁装置によ
れば、吸気弁を駆動する吸気専用のカムシャフトと、排
気弁を駆動する排気専用のカムシャフトとを備え、吸気
弁または排気弁のうち少なくとも一方の弁を複数本設け
、駆動する弁の数が多い方のカムシャフトと、エンジン
出力軸との間に伝達部材を巻き掛けて設け、上記二本の
カムシャフトに、互いに噛合するギヤをそれぞれ設けた
ので、従動側プーリまたはスプロケットが一つになって
エンジンをコンパクト化できるとともに、駆動する弁の
数が多くてトルク変動が大きい方のカムシャフトの回転
を安定化でき、且つギヤを強化することなくその信頼性
を向上できる。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の実施例を示し、第１図はエンジン前部に
おける横断面図、第２図は第５図の■−■線断面図、第
３図は第５図の■−■線断面図、第４図は第５図のＩＶ
−ＩＶ線断面図、第５図はシリンダ周りの平面透視図、
第６図は油圧式ラッシュアジャスタの拡大縦断側面図、
第７図はカムシャフトにかかるトルク変動を示す説明図
である。 ３１゜ ３２．３３・・・吸気弁 ４１．４２・・・排気弁 ９１・・・吸気専用力ムシャフ ９２・・・排気専用力ムシャフ １４１・・・第１ギヤ １４２・・・第２ギヤ １５１・・・タイミングプーリ １５２・・・タイミングベルト ト ト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気弁を駆動する吸気専用のカムシャフトと、排
   気弁を駆動する排気専用のカムシャフトとを備え、吸気
   弁または排気弁のうち少なくとも一方の弁を複数本設け
   たエンジンの動弁装置において、 駆動する弁の数が多い方のカムシャフトと、エンジン出
   力軸との間に伝達部材を巻き掛けて設け、 上記二本のカムシャフトに、互いに噛合するギヤをそれ
   ぞれ設けたことを特徴とするエンジンの動弁装置。