JPH03217606A - 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、例えば一気筒当り三本の吸気バルブと二本の
排気バルブを備えた４サイクルエンジンに係り、特にそ
の三本の吸気バルブを開閉駆動する動弁装置に関する。

［従来の技術］ 従来、一気筒当り吸気バルブを三本設け、これら吸気バ
ルブの有効面積を大きくして吸入効率を飛躍的に高めた
４サイクルエンジンが知られている。

このエンジンでは、各吸気バルブのバルブステムの先端
部に、吸気用カム軸上の吸気カムに摺接する円筒状のバ
ルブリフタを設け、上記バルブステムを吸気カムで直接
押圧駆動することが行われている。

そして、これら三個のバルブリフタはシリンダヘッド上
のガイド孔に摺動可能に嵌合されているとともに、各吸
気バルブはそのバルブステムの中心線が吸気用カム軸の
軸線上と交差する位置に配置されており、これらバルブ
リフタとバルブステムとは略同軸状に設けられている。

したがって、三個のバルブリフタは吸気用カム軸の軸方
向に沿って一列に並んで設けられている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記従来のエンジンの吸気ハルブは、そのバ
ルブステムの軸方向に沿う中心線か吸気用カム軸の軸線
と交差する位置に配置されており、三本のバルブステム
の先端部が吸気用カム軸と平行な同一直線上に位置され
ている。

この場合、燃焼室に臨む吸気バルブの傘部は、燃焼室の
周縁に沿って配置されているため、中央の傘部が両側の
傘部に対し燃焼室の径方向外側にオフセットされている
。このため、中央の吸気バルブはボア中心線に対する傾
きが小さくなるとともに、両側の吸気バルブはボア中心
線に対する傾きが大きくなる。

すると、中央の吸気バルブと両側の吸気バルブとでは、
燃焼室に臨む傘部の向きが異なってくるため、この隣り
合う傘部の間において、燃焼室の内面に段差か生じ易く
なるといった問題かある。

本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
バルブのリフト量を確保しつつ、燃焼室の内面形状を滑
らかに形成することができ、熱効率が向上する４サイク
ルエンジンの動弁装置！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］においては、カム軸を備えたシリンダ
ヘッドに、一気筒当り吸気バルブと排気バルブの少なく
ともいずれか一方を三本設け、これら三本のバルブを上
記カム軸の軸方向に並置して、各バルブの傘部を燃焼室
に臨ませるとともに、この傘部に連なるバルブステムの
先端部に、上記カム軸上のカムに摺接するバルブリフタ
を設けた４サイクルエンジンにおいて、 上記三本のバルブのうち、その両側に位置するバルブの
少なくともいずれか一方のバルブリフタを、中央のバル
ブのバルブリフタよりも大径に形成し、この大径なバル
ブリフタに連なるバルブステムの中心線を、上記カム軸
の軸線に対し上記気筒のボア中心側に偏った位置に挿通
配置するとともに、中央のバルブのバルブステムの中心
線を、上記カム軸の軸線と交差する位置に挿通配置した
ことを特徴としている。

また、請求項２においては、三本のバルブのうち、その
中央に位置するバルブのバルブリフタを、両側のバルブ
のバルブリフタよりも大径に形成し、この大径なバルブ
リフタに連なるバルブステムの中心線を、上記カム軸の
軸線に対し上記気筒のボア中心側とは反対側に偏った位
置に挿通配置するとともに、両側のバルブのバルブステ
ムの中心線を、上記カム軸の軸線と交差する位置に挿通
配置したことを特徴としている。

［作用コ 請求項１に記載した構成によれば、三本のバルブのうち
、両側のバルブのボア中心線に対する傾き角が小さくな
って、中央のバルブの傾き角に近づくので、これら三本
のバルブをカム軸の軸方向から見た場合に、そのバルブ
ステムを極力平行に近い状態に配置することができる。

このため、燃焼室に臨む傘部の向きも略等しくなるから
、隣り合う傘部の間において、燃焼室の内面に大きな段
差が生じることもなく、この燃焼室の内面を凹凸の少な
い滑らかな形状に形成することができる。

また、両側のバルブの中心線が、カム軸の軸線に対しボ
ア中心側に偏った位置を通るにも拘らず、このバルブに
連なるバルブリフタは大径に形成してあるので、カムと
の接触面積が不足することもなく、バルブリフト量も充
分に確保することができる。

請求項２に記載した構成によれば、三本のバルブのうち
、中央のバルブのボア中心線に対する傾き角が小さくな
り、その両側に位置するバルブの傾き角に近づくことに
なる。したがって、三本のバルブをカム軸の軸方向から
見た場合に、そのバルブステムを極力平行に近い状態に
配置することができ、上記請求項１の場合と同様に、燃
焼室に臨む傘部の向きが略等しくなって、燃焼室の内面
を凹凸の少ない滑らかな形状に形成することができる。

［実施例］ 以下本発明の第１実施例を、第１図ないし第４図にもと
づいて説明する。

図中符号ｌで示すシリンダヘッドは、ヘッド本体１ａと
、このヘッド本体１ａの上面に被せられたカムケース１
ｂとに二分割されている。ヘッド本体１ａの下面には、
略半球形の凹部２が形成されており、この四部２はシリ
ンダブロック３内の気筒４に対応して設けられている。

そして、四部２は図示しないピストンとの間に燃焼室５
を形作っている。

この四部２には第４図に概略的に示すように、三個の吸
気口８ａ，８ｂ．８ｅと、二個の排気口７ａ．７ｂが開
口されている。これら吸気口６ａ．　６ｂ．　６ｃと・
排気口７ａ．７ｂとは、気筒４のボア中心Ｘ１を通り、
かつ図示しないクランク軸の軸方向に沿う基準線Ａｌを
挾んだ両側に振り分けて配置されており、上記三個の吸
気口６ａ．８ｂ．６ｃは凹部２の周方向に沿って並置さ
れている。

なお、ヘッド本体１ａには、吸気口６ａ．６ｂ．６ｃに
連なる吸気通路８と、排気口７ａ，７ｂに連なる排気通
路９が形成されているとともに、上記四部２のボア中心
Ｘｌ上にはプラグ装着孔１０が形成されている。

このような吸気口６ａ，６ｂ．６ｃは、三本の吸気バル
ブｌ１ａ．１ｌｂ．ｌ１ｃによって個別に開閉されると
ともに、排気口７ａ．７ｂも二本の排気バルブ１２ａ．
ｌ２ｂによって個別に開閉される。吸気バルブ１１８．
１ｌｂ．１１ｃおよび排気バルブ１２ａ．１２ｂは、吸
気口８ａ．６ｂ．Ｂｅおよび排気口７ａ．７ｂに臨む傘
部１３．１４と、この傘部１３．１４に連なるバルブス
テム１５．１Ｂを備えており、このバルブステム１５．
１！３がヘッド本体１ａに支持されている。このバルブ
ステム１５，１Ｂの上端部は、ヘッド本体１ａを貫通し
て、カムケースｌｂ内に導出されている。

吸気バルブｌｌａ，　ｌｌｂ．ｌｌｃおよび排気バルブ
１２ａ．１２ｂのバルブステム１５，１Ｂは、ボア中心
Ｘ１を通り、かつ気筒４の軸方向に延びるボア中心線Ｘ
２に対し略放射状に配置されており、このボア中心線Ｘ
２を挾んで対向し合うバルブステム１５．１Ｂは、カム
ケースｌｂ側に進むに従い互いに離間する方向に傾斜さ
れている。三本の吸気バルブｌｌａ．　ｌｌｂ．ｌｉｅ
は、凹部２の周方向に沿って配置されており、その中央
の吸気バルブｌｌｂが気筒４の径方向外側にオフセット
されている。

そして、両側の吸気バルブ１１ａ．１１ｃのバルブステ
ム１５は、シリンダヘッド１を上記基準線Ａ１の軸方向
から見た場合に互いに重なり合っており、ボア中心線Ｘ
２に対する傾斜角度θ１が等しくなっている。

また、シリンダヘッド１のカムケースｌｂには、吸気バ
ルブｌｌａ．　ｌｌｂ．　ｌｉｅを開閉駆動する吸気用
カム軸１８と、排気バルブ１２ａ．ｌ２ｂを開閉する排
気用カム軸ｌ９が設けられている。これらカム軸１８．
１９は上記基準線Ａ１の軸方向に沿って互いに平行に設
けられており、上記カムケースｌｂの上面に図示しない
カムキャップを介して回転自在に支持されている。そし
て、これらカム軸１８．１９の端部には夫々タイミング
スプロケット２０が取付けられており、このタイミング
スブロケット２０は図示しないタイミングチェーンを介
してクランク軸に連動されている。

吸気用カム軸ｌ８は上記吸気バルブ１１ａ．１ｌｂ．ｌ
ｌｃのバルブステム１５の延長線上に位置しており、こ
の吸気用カム軸ｌ８の外周には、各気筒４毎に三個の吸
気カム２ｌが形成されている。吸気カム２ｌはバルブス
テムｌ５に対応した位置に設けられており、このバルブ
ステムｌ５の先端部には夫々バルブリフタ２２ａ，　２
２ｂ．２２ｃが設けられている。バルブリフタ２２ａ．
２２ｂ，２２ｃは吸気カム２１側の端部が閉塞された中
空円筒状をなしており、その閉塞された端面２３が吸気
カム２１のカム面２Ｌａに摺接している。そして、この
バルブリフタ２２ａ．２２ｂ，２２ｃはカムケースｌｂ
に設けたガイド孔２４内に軸方向に摺動可能に嵌合され
ている。

ところで、上記三本の吸気バルブｌｌａ，　ｌｌｂ，ｌ
ｌｃのうち、両側の吸気バルブ１１ａ．ｌ１ｃのバルブ
ステムｌ５は、その中心線Ｙ１が吸気用カム軸１８の軸
線Ｚ１に対し、上紀気筒４のボア中心線Ｘ２側に偏った
位置を通るように配置されている。これに対し、中央の
吸気バルブｌｌｂのバルブステム１５は、その中心線Ｙ
２が吸気用カム軸１８の軸線Ｚ１と交差する位置を通る
ように配置されており、これら中心線Ｙ１とＹ２は、第
１図に示すように吸気用カム軸１８から遥かに外れた上
方で交差されている。

このため、隣り合う三本のバルブステム１５の先端部お
よびバルブリフタ２２ａ，２２ｂ．２２ｃは、第３図に
示すように吸気用カム軸Ｉ８の軸方向に沿って一直線上
に並ぶことなく、互いにずれて配置されており、これら
バルブリフタ２２ａ，　２２ｂ，　２２ｃが一直線上に
並ぶ場合に比べて、バルブリフタ２２ａ，　２２ｂ．２
２ｃの間隔Ｌが狭められている。

そして、上記両側に位置する吸気バルブ１１ａ，ｌｉｅ
のバルブリフタ２２ａ，２２ｃは、第２図および第３図
に示すように、中央の吸気バルブｌｌｂのバルブリフタ
２２ｂよりも大径に形成されている。このため、吸気カ
ム２１とバルブリフタ２２ａ．２２ｃとの接触面積が増
大し、上記バルブステムｌ５の中心線Ｙ２がボア中心線
Ｘ２側に偏ったことによる吸気カム２１とバルブリフタ
２２ａ，　２２ｃとのずれ分を吸収している。

また、排気用カム軸１９は排気バルブ１２ａ．ｌ２ｂの
バルブステムｌ６の延長線上に位置されており、その外
周に設けた二つの排気カム２６が、他のバルブリフタ２
７を介して上記バルブステム１Ｂの先端部に接している
。

なお、図中符号２８は、吸気バルブＩ．ｌａ．１ｌｂ．
１１ｃおよび排気バルブ１２ａ，１２ｂを閉じ方向に付
勢するバルブスプリングであり、このバルブスプリング
２８の付勢力によりバルブリフタ２２ａ，２２ｂ．２２
ｃ，２７が吸気カム２１および排気カム２６に押し付け
られている。

このような構成によれば、三本の吸気バルブ１１ａ，ｌ
ｌｂ．ｌｌｃのうち、両側に位置する吸気バルブ１１ａ
．１１ｃの中心線Ｙ１を、吸気用カム軸１８の軸線Ｚ，
に対し気筒４のボア中心線Ｘ２側に偏った位置を通るよ
うに配買するとともに、中央の吸気バルブｆｌｂの中心
線Ｙ２を、吸気用カム軸１８の軸線Ｚ１と交差する位置
を通るように配置したので、上記ボア中心線Ｘ２に対す
る両側の吸気バルブ１１ａ，ｌｉｅの傾斜角度θ１を、
中央の吸気バルブｔｔｂの傾斜角度θノに極力近づける
ことかできる。

このため、三本の吸気バルブｌ１ａ．１ｌｂ，ｌｌｃを
吸気用カム軸１８の軸方向から見た場合に、夫々のバル
ブステムｌ５が略平行となり、燃焼室５に臨む傘部ｌ３
の向きを揃えることができる。このことから、隣り合う
傘部１３の間において、燃焼室５の内面に大きな段差が
生じることもなく、上記吸気バルブ１１ａ．ｌｌｂ，ｌ
ｌｃと排気バルブ１２ａ．ｌ２ｂを放射状に配置したこ
とと相まって、燃焼室５の形状を、燃焼効率の点で理想
的形状といわれる滑らかな半球形に形成することができ
る。

その上、両側の吸気バルブＩＩ．ａ，Ｉｌｃの中心線Ｙ
１が、吸気用カム軸１８の軸線Ｚ１に対しボア中心線Ｘ
２側にずれているにも拘らず、これら吸気バルブ１１ａ
．１１ｃのバルブリフタ２２ａ．　２２ｃは大径に形成
されているので、バルブリフタ２２ａ，２２ｃと吸気カ
ム２ｌとの接触面積が不足することもない。

このため、吸気バルブ１１．ａ，ｌｌｃのリフト量を充
分に確保することができ、吸入効率を高めることがてき
る。

なお、本発明は上記第１実施例に特定されるものではな
く、第５図ないし第７図に本発明の第２実施例を示す。

この実施例において、三本の吸気バルブ１１ａ，１ｌｂ
．ｌｌｃのうち、両側の吸気バルブｌｌａ．１１ｃのバ
ルブステム１５は、その中心線Ｙ，が吸気用カム軸１８
の軸線Ｚ１と交差する位置を通るように配置されている
。これに対し、中央の吸気バルブｌｌｂのバルブステム
１５は、その中心線Ｙ２が吸気用カム軸１８の軸線Ｚ１
に対し、上記気筒４のボア中心線Ｘ２とは反対側に偏っ
た位置を通るように配置されており、これら中心線Ｙ１
とＹ２は、第５図に示すように吸気用カム軸Ｉ８から遥
かに外れた上方で交差されている。

このため、隣り合う三本のバルブステム１５の先端部お
よびバルブリフタ２２ａ．２２ｂ，２２ｅは、吸気用カ
ム軸Ｉ８の軸方向に沿って一直線上に並ぶことなく、互
いにずれて配置されている。

そして、上記中央に位置する吸気バルブｆｌｂのバルブ
リフタ２２ｂは、第６図および第７図に示すように、両
側の吸気バルブｌｌａ，ｌｌｃのバルブリフタ２２ａ．
２２ｃよりも大径に形成されている。このため、吸気カ
ム２１とバルブリフタ２２ｂとの接触面積が増大し、上
記バルブステムｌ５の中心線Ｙ２がボア中心線Ｘ２とは
反対側に偏ったことによる吸気カム２１とバルブリフタ
２２ｂとのずれ分を吸収している。

このような構成の第２実施例によると、三本の吸気バル
ブｌｌａ．１ｌｂ．ｌ１ｅのうち、中央に位置する吸気
バルブｌｌｂの中心線Ｙ２を、吸気用カム軸ｌ８の軸線
Ｚ０に対し気筒４のボア中心Ｘエとは反対側に偏った位
置を通るように配置するとともに、両側の吸気バルブｌ
１ａ．１１ｃの中心線Ｙ２を、吸気用カム軸１８の軸線
Ｚｌと交差する位置を通るように配置したので、ボア中
心線Ｘ２に対する中央の吸気バルブｌｌｂの傾斜角度θ
２を、両側の吸気バルブｌｌａ．ｌ１ｃの傾斜角度θｌ
に極力近づけることができる。

このため、三本の吸気バルブ１１ａ．１ｌｂ．１１ｃを
吸気用カム軸１８の軸方向から見た場合に、夫々のバル
ブステムｌ５が略平行となり、燃焼室５に臨む傘部】３
の向きを揃えることができる。

なお、上記実施例では、一気筒当り吸気バルブを三本、
排気バルブを二本設けたが、本発明はこれに限らず、例
えば一気筒当り吸気バルブおよび排気バルブを夫々三本
づつ設けても良い。

また、バルブステムの中心軸はカム軸の軸線と正確に交
差していなくとも良く、僅かにずれていたとしても何等
差支えない。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、三本のバルブをカム軸の
軸方向から見た場合に、夫々のバルブステムが略平行に
配置されるので、燃焼室に臨む傘部の向きを揃えること
ができる。このため、隣り合う傘部の間において、燃焼
室の内面に大きな段差が生じることもなく、燃焼室の内
面を凹凸の少ない滑かな形状に形成することができる。

その上、いずれかのバルブの中心線が、カム軸の軸線に
対しずれているにも拘らず、これらバルブのバルブリフ
タは大径に形成されているので、バルブリフタとカムと
の接触面積が不足することもなく、バルブリフト量も充
分に確保できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示し、第１
図はシリンダヘッドの断面図、第２図は吸気バルブの並
置状態を示す側面図、第３図は吸気カムとバルブリフタ
の位置関係を示す平面図、第４図は燃焼室の概略構成図
、第５図ないし第７図は本発明の第２実施例を示し、第
５図はシリンダヘッドの断面図、第６図は吸気バルブの
並置状態を示す側面図、第７図は吸気カムとバルブリフ
タの位置関係を示す平面図である。 ■・・・シリンダヘッド、４・・・気筒、５・・・燃焼
室、１１ａ．１ｌｂ，ｌｌｃ　＝−吸気バルブ、１２ａ
．１２ｂ　−・・排気バルブ、１３．１４・・・傘部、
１５．１８・・・バルブステム、１８．１９・・・カム
軸（吸気用カム軸、排気用カム軸）、２１．２６−・・
カム（吸気カム、排気カム）　、２２ａ．２２ｂ．２２
ｃ．２７・・・バルブリフタ。 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 第 ５ 図 第 ６ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）カム軸を備えたシリンダヘッドに、一気筒当り吸
   気バルブと排気バルブの少なくともいずれか一方を三本
   設け、これら三本のバルブを上記カム軸の軸方向に並置
   して、各バルブの傘部を燃焼室に臨ませるとともに、こ
   の傘部に連なるバルブステムの先端部に、上記カム軸上
   のカムに摺接するバルブリフタを設けた４サイクルエン
   ジンにおいて、 上記三本のバルブのうち、その両側に位置するバルブの
   少なくともいずれか一方のバルブリフタを、中央のバル
   ブのバルブリフタよりも大径に形成し、この大径なバル
   ブリフタに連なるバルブステムの中心線を、上記カム軸
   の軸線に対し上記気筒のボア中心側に偏った位置に挿通
   配置するとともに、中央のバルブのバルブステムの中心
   線を、上記カム軸の軸線と交差する位置に挿通配置した
   ことを特徴とする４サイクルエンジンの動弁装置。
2. （２）カム軸を備えたシリンダヘッドに、一気筒当り吸
   気バルブと排気バルブの少なくともいずれか一方を三本
   設け、これら三本のバルブを上記カム軸の軸方向に並置
   して、各バルブの傘部を燃焼室に臨ませるとともに、こ
   の傘部に連なるバルブステムの先端部に、上記カム軸上
   のカムに摺接するバルブリフタを設けた４サイクルエン
   ジンにおいて、 上記三本のバルブのうち、その中央に位置するバルブの
   バルブリフタを、両側のバルブのバルブリフタよりも大
   径に形成し、この大径なバルブリフタに連なるバルブス
   テムの中心線を、上記カム軸の軸線に対し上記気筒のボ
   ア中心とは反対側に偏った位置に挿通配置するとともに
   、両側のバルブのバルブステムの中心線を、上記カム軸
   の軸線と交差する位置に挿通配置したことを特徴とする
   ４サイクルエンジンの動弁装置。