JPH03156106A - 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］ 本発明はエンジンの動弁装置に係り、例えば燃焼室毎に
吸排気弁を合計で５個備えたエンジンの動弁装置に関す
る。

［従来の技術］ エンジンの高出力化に伴ない、吸気充填効率を増大させ
るために燃焼室毎に吸排気弁を５個備えたエンジンが種
々提案されている。

このように燃焼室毎に吸排気弁を５個備える場合におい
て、頭部に被せられる所謂パケットタイプ形式の吸排気
弁の内の３個を、共通の頭上カムシャフトにより直接駆
動するようにすると、パケットの外直径が大きいことか
ら頭上カムシャフトの長手方向に占められる範囲が大き
くなる結果、３個の弁を配設することができな（なる。

そこで、共通の頭上カムシャフトにより３個の弁を直接
駆動するためには、パケットを使用することなく、カム
シャフトの長手方向の占有寸法が小さい所謂スイングア
ームな介して３個の弁を駆動する提案が必然的になされ
ることになる。

特開昭６２−７８４５３号公報の「内燃機関の吸排気装
置Ｊは、上述した燃焼室毎に吸排気弁を５個分備えてい
るエンジンに関する提案の一つであり、本提案によれば
、吸気バルブを少なくとも３つ設け、各吸気バルブを互
いに平行になる同一角度状態で配設可能とすることによ
り、内燃機関の加工時の機械工作性を向上する一方、共
通の頭上カムシャフトによりスイングアーム（共通の軸
で回動自在に支持される）を介して３個の弁を直接駆動
するように構成されている。

一方、特開昭５１−３０９０８号公報の「ディーゼルエ
ンジンのロッカーアーム装置においては、ロッカーアー
ムが弁の頭部に当接する部位にローラを軸支した提案が
なされている。

［本発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の特開昭６２−７８４５３号公報の
提案になる内燃機関においては、共通の頭上カムシャフ
トにより夫々独立して駆動される３＠のスイングアーム
の内、両側に設けられるスイングアームと、間に設けら
れるスイングアームは、吸気バルブを互いに平行になる
同一角度状態で配設する関係上、全長が異なることにな
り、間に設けられるスイングアームの全長は両側に設け
られるスイングアームの全長よりも長くなる。この結果
、間に設けられるスイングアームの剛性が両側に設けら
れるスイングアームよりも劣り、かつ追従性も劣る結果
、エンジンの高出力化を阻害する問題点があった。

方、特開昭５１−３０９−０８号公報の提案においては
、ローラの略全体がロッカーアームに内蔵されて軸支さ
れる構成であることから、ローラの外直径には限界があ
り、特にカムシャフトと弁頭部の間の限られた寸法範囲
において介在されるスイングアームにローラを設ける場
合にはローラの外直径を小さくしなけらばならない。こ
のようにローラの外直径を小さくすると、接触面積が小
さ（なるので弁頭部に当接する面圧が大きくなり限界値
を越える問題点がある。

したがって、本発明のエンジンの動弁装置は上記の問題
点に鑑みてなされたものであり、その目的は、カムシャ
フトにより夫々独立して駆動されるローラに代えて円弧
外周面を形成した回動部材を設けたスイングアームを限
られた寸法範囲において配設することにより、エンジン
の小型化を図るとともに、弁のコジリ（倒れる方向の力
）の発生を防止してエンジンの高出力化を図ることにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に
係わるエンジンの動弁装置は、以下の構成を備える。即
ち、カムシャフトに対して追動するように軸体で回動支
持されたスイングアームを介して駆動される弁を燃焼室
毎に備えたエンジンの動弁装置であって、前記スイング
アームは、前記カムシャフトに対して摺接される前記ス
イングアームの摺接部と、回動自在で脱落防止されるよ
うに軸支穴部の内周円弧の半分以上が軸体で支持される
とともに円弧外形部を形成した回動部材と、該回動部材
を回動停止位置に付勢する付勢手段とを具備し、前記回
動部材の前記円弧外形部を前記弁の頭部に対して回動自
在に当接するように構成される。

［作用］ 以上のように構成されるエンジンの動弁装置によれば、
スイングアームに回動自在に軸支されるとともに円弧外
形面を有した回動部材が、弁の頭部に対する面圧が限界
値を越えないようにする一方、弁のコシ９発生を防止し
てエンジンの高出力化を図り、かつエンジンの小型化を
図るように働く。

［実施例］ 以下に添付図面を参照して、本発明に関わるエンジンの
動弁装置の実施例について説明する。

第１図はエンジンの動弁装置の実施例に係る要部断面の
正面図であり、第２図は第１図の平面図であり、要部の
みを概略的に示している。

両図において、エンジン１０は内部おいて上下動するピ
ストン３８を備えた燃焼室３６を紙面表裏方向に所定数
具備しており、各燃焼室３６毎に吸排気弁を合計５個設
けて吸気充填効率並びに排気効率を高めるようにしてい
る。ここで、これ以降説明する吸気弁と排気弁は吸気弁
が３個であり、排気弁が２個設けられる場合に限定して
述べるが、吸気弁が２個で排気弁が３個、あるいは吸排
気弁を夫々３個設けた６弁としても良い。

第１図において、燃焼室３６内に矢印へ方向の混合気を
送り込むための流路を構成した第１吸気ボート２４の燃
焼室３６に対する開口端の開閉を行なう第１吸気弁１２
は、案内軸１３により挿通支持状態にされて矢印Ｅ方向
に移動可能に案内される一方、座金１８を図示のように
各弁当９２個夫々設けて圧縮バネである弁スプリング２
０を座金１８の間に設けて第１吸気弁１２が閉状態にな
るように常時付勢されている。これら座金１８の内、弁
の上端に設けられる座金１８は、各弁の上端近くに形成
された溝部１２ａにセットされているコツター１９の外
周傾斜部により抜は防止されて保持されている。

そして、この座金１８の中心部位に当る弁頭部にはセラ
ミック材等の高耐摩耗性を有する材料からなる頭部キャ
ップ２２が挿入されており、この頭部キャップ２２が後
述のスイングアームと当接されて、矢印Ｅ方向に移動さ
れる結果、第１吸気弁１２の弁部１２ａが第１吸気ボー
ト２４の開口端に位置するようにして、燃焼室３６内に
混合気を送り込めない状態にする一方、矢印Ｅ方向に移
動されて開状態にされて燃焼室３６内に混合気を送り込
む状態にするようにしている。

次に第１図とさらに第２図を参照して、破線図示の第２
吸気ボート２４には破線図示の第２吸気弁１４が、さら
に第２吸気弁１４を間にして両側に位置される、もう一
方の第１吸気ボート２４には第１吸気弁１２が夫々案内
軸１３により挿通支持状態にされて設けられており、夫
々の弁部１４ａ、１２ａにより吸気ボートの開口端を上
述の第１吸気弁１２と同様に作用して適宜開閉するよう
にしている。したがって、吸気弁は合計で３個設けられ
ている。

一方、２個分を形成している排気ボート２８には排気弁
１６が上述の第１吸気弁１２と略同様に設けられており
、カムシャフト３２に追動されて適宜開閉されて矢印Ｂ
方向に燃焼後の排気ガスを送り出す状態とそうでない状
態とにされている。

また、点火プラグ３０は燃焼室３６の略中央部位に電極
３０ａが位置されるように図示のように傾けて設けられ
ており、混合気への着火を効率的に行なえるようにして
いる。

次に、共通のカムシャフト３２のカム面３２ａに対して
追動される３個のスイングアームは、両側に設けられる
上述の第１吸気弁１２の頭部に夫々当接される２個の第
１スイングアーム１と、第２吸気弁１４の頭部に当接さ
れる１個の第２スイングアーム２の合計３個のスイング
アームがスイングシャフト３４により揺動自在に軸支さ
れている。このように支持されている２個の第１スイン
グアームｌと第２スイングアーム２は前述の２個の第１
吸気弁１２と第２吸気弁１４の頭部キャップ２２と共通
のカムシャフト３２のカム面３２ａの間に夫々介在され
ている。

したがって、カムシャフト３２の矢印Ｃ方向の回転に伴
って変化するカム面３２ａの外形変化により第１、第２
スイングアームｌ、２は夫々独立して矢印り方向に揺動
することにより、第１吸気弁１２と第２吸気弁１４とを
矢印り方向に駆動する。このように配設される吸気弁の
内の両側に設けられる第１吸気弁１２の駆動方向に沿う
第１軸線ＣＬ、と、間に設けられる第２排気弁１４の第
２軸線ＣＬ　２とは図示のようにカムシャフト３２の回
動中心軸近傍において略交差するように互いにオフセッ
ト角度θを設けて傾けて配設されている。このように第
１吸気弁１２と第２吸気弁１４とを傾けて設けることに
より、第１スイングアームｌと第２スイングアーム２の
全長を略等しくすることができる結果、スイングアーム
の剛性及び応答性を略等しく設定できるようになり、ひ
いてはエンジン出力向上に寄与するものである。

次に、第３図は第１図の第１、第２スインングアームの
正面図、第４図は第３図の底面図を夫々表したものであ
る。両図において、上述の第１スイングアーム１と第２
スイングアーム２とは略同様に構成されるものであるの
で、第１スイングアーム１のみの構成を述べて第２スイ
ングアーム２の構成は割愛すると、第１スイングアーム
１はカム面３２ａに対して当接されるセラミック材料等
の高耐摩耗性を有する材料からなる摺接面４を上部に形
成している。

この摺接面４の下方部位には図示の略半割の形状のセラ
ミック材料等の高耐摩耗性を有する材料からなるセグメ
ントローラ３を、矢印Ｆ方向に回動自在に案内するロー
ラ案内部８が形成されている。またローラ軸５はセグメ
ントローラ３の穴部３ａの内周円弧部の半分以上を支持
するために図示の位置に挿入後に抜は防止されて設けら
れるものである。ローラ案内部８の右上端には規制部８
ａが形成されており、セグメントローラ３の端部３ｂが
この規制部８ａに対して図示のように当接することによ
り回動規制するようにしている。

また、ローラ案内部８の左上端部位に下端が開口してい
る穴部ｌｂ内には圧縮コイルスプリング等からなるコイ
ルバネ７が圧縮状態にされて設けられており、セグメン
トローラ３の端部３ｂが規制部８ａに常時当接する状態
にしている。

以上の構成により、セグメントローラ３を図示の状態に
組み立てる手順は、先ずコイルバネ７を穴部ｌｂ内にセ
ットする、次にセグメントローラ３をローラ案内部８に
挿入し、最後にローラ軸を挿入して、セグメントローラ
３の脱落防止をする一方、セグメントローラ３を回動自
在の付勢状態にする。

ここで、上述のスイングアームシャフト３４の軸線長手
方向には油圧通路３４ａが穿設されており、この油圧通
路３４ａから分岐通路３４ｂがスイングアーム軸支部１
ａの内周面に向かって穿設されている。この分岐通路３
４ｂはスイングアーム内に穿設されている油通路９にそ
の一端が開口しており、スイングアームが最大揺動位置
にされた時に、分岐通路３４ｂと油通路９とが一致され
ることにより、油圧通路３４ａからの油圧が矢印方向に
セグメントローラ３の端部３ｂ近傍に作用するようにし
て、セグメントローラ３への強制潤滑を行なうようにし
ている。

以上のように構成することにより、図示のように第１ス
イングアーム１の高さＬ分に近い外直径を有するセグメ
ントローラ３はローラ軸５により回動自在にされて第１
スイングアーム１で軸支され、セグメントローラ３が頭
部キャップ２２に対して当接しており、前述の矢印り方
向の揺動により上死点Ｘと下死点Ｙを結ぶ軌跡に沿いセ
グメントローラ３が二点鎖線の図示の位置に揺動される
ようにして、第１軸線ＣＬ、に沿って移動される第１吸
気弁１２の頭部キャップ２２の当接面に当接される際に
、セグメントローラ３がコイルバネ７の付勢力に打ち勝
って図中の矢印Ｆ方向に自由に回動してコジリを無くす
ようにしている。この際に、油通路９からの油圧が端部
３ｂに作用するようになる。

また、第２スイングアーム２に設けられたセグメントロ
ーラ３も第２軸線ＣＬ、に沿って移動される第２吸気弁
１４の頭部キャップ２２の当接面に当接される際に、セ
グメントローラ３が回動してコジリを無くすようにして
いる。

第５図は第４図のＺ−Ｚ矢視断面図であり、カムシャフ
ト３２のカム面３２ａに対して摺接面４が摺接されると
ともに、頭部キャップ２２に対してセグメントローラ３
が当接される様子を表している。図示のようにスイング
アームの高さＬに略相当する外直径部分を有しているセ
グメントローラ３が頭部キャップ２２に当接している様
子が分かる。また、摺接面４は図示のように摺接部位が
幅広になるよう形成されている。

以上の構成により、許容範囲に納まる最大外直径部分を
有するセグメントローラ３の外周面と頭部キャップ２２
の当接面との面圧を小さくし、かつカム面３２ａとの摺
接面４を十分に確保するようにできる。

次に、第６図は第１、第２スインングアームの別の実施
例に係る縦断面図である。本図において、第１、第２ス
インングアームの基本構成は上述の第３図乃至第５図に
基づいて説明済みなので、相違部分に限定して述べると
、上述のスイングアームの穴部１ｂは油通路９に連通し
た油圧室６として形成されており、この油圧室６内に油
圧を作用させるようにして、コイルバネ７の付勢作用を
セグメントローラ３に対して行なうものである。このよ
うに構成することで、より簡単にスイングアームを形成
できる。

また、第７図は第１、第２スインングアームのさらに別
の実施例に係る一部破断の正面図であり、第１、第２ス
インングアームの基本構成は上述の第３図乃至第５図に
基づいて説明済みなので、同じく相違部分に限定して述
べると、セグメントローラ３がコイルバネ７により付勢
される面上にはスリーブ３ｃが、一体または別体にされ
て設けられており、このスリーブ３Ｃ内にコイルバネ７
が一部入り込むように保持してコイルバネ７のヨジレを
防止している。

以上説明したようにエンジンの動弁装置を構成すること
により、エンジンの高出力化を図るとともに、特にエン
ジンのヘッドカバ一部の小型軽量を図ることができる。

尚、実施例においては５弁のエンジンの動弁装置に限定
して述べたが、２弁、３弁、４弁、あるいは５弁以上の
エンジンの動弁装置ににおいでも本発明は適用可能であ
ることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明のエンジンの動弁装置によ
れば、カムシャフトにより夫々独立して駆動されるスイ
ングアームに回動部材を限られた寸法範囲において配設
することによりエンジンの小型化を図るとともに、弁の
コジレ発生を防止してエンジンの高出力化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンジンの動弁装置の実施例に係る要部断面の
正面図、 第２図は第１図の要部のみを概略的に示した平面図、 第３図は第１図の第１、第２スインングアームの正面図
、 第４図は第３図の平面図、 第５図は第４図のＺ−Ｚ矢視断面図、 第６図は第１、第２スインングアームの別の実施例に係
る縦断面図、 第７図は第１、第２スインングアームのさらに別の実施
例に係る一部破断正面図である。 図中、１・・・第１スイングアーム、２・・・第２スイ
ングアーム、３・・・セグメントローラ、４・・・摺接
面、５・・・ローラ軸、６・・・油圧室、７・・・コイ
ルバネ、８・・・ローラ案内部、９・・・油通路、１０
・・・エンジン、１２・・・第１吸気弁、１３・・・案
内軸、１４・・・第２吸気弁、１６・・・排気弁、１８
・・・座金、１９・・・コツター　２０・・・弁スプリ
ング、２２・・・頭部キャップ、２４・・・第１吸気ボ
ート、２６・・・第２吸気ボート、２８・・・排気ボー
ト、３０・・・点火プラグ、３２・・・カムシャフト、
３２ａ・・・カム面、３４・・・スイングアームシャフ
ト・３６・・・燃焼室、３８・・・ピストン、θ・・・
オフセット角度、Ｌ・・・高さである。 第４図 １２．１４ 第５図 第 １ 図 ４２− 第６図 ） 第 ７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 カムシャフトに対して追動するように軸体で回動支持さ
   れたスイングアームを介して駆動される弁を燃焼室に備
   えたエンジンの動弁装置であつて、 前記スイングアームは、 前記カムシャフトに対して摺接される前記スイングアー
   ムの摺接部と、 回動自在で脱落防止されるように軸支穴部の内周円弧の
   半分以上が軸体で支持されるとともに円弧外形部を形成
   した回動部材と、 該回動部材を回動停止位置に付勢する付勢手段とを具備
   し、 前記回動部材の前記円弧外形部を前記弁の頭部に対して
   回動自在に当接することを特徴とするエンジンの動弁装
   置。