JPH0347450A - ４サイクルエンジン - 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−気筒につき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
そのシリンダヘッドの構造に関する。

［従来の技術］ 従来、例えば「特開昭５８−１１３５１２号公報」には
、−気筒につき吸気バルブを三本設け、このエンジンで
は、三本の吸気バルブを吸気カム軸の軸方向に並設し、
これら吸気バルブのバルブステムの上端を、吸気カム軸
と略平行な同一直線上に位置させるとともに、夫々のバ
ルブステムの上端をロッカアームを介して吸気用カム軸
に連動させている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、三本の吸気バルブはバルブスプリングによっ
て閉方向に付勢されているので、吸気カム軸のロッカア
ームとの接触部分は、吸気カム軸をシリンダヘッドから
押し上げようとする方向の力を受けることになる。この
場合、上記のように一気筒当たりの吸気バルブの数を増
やしていくと、バルブスプリングが多くなった分だけ、
吸気カム軸が受ける力も倍加するので、この吸気カム軸
が気筒に対応した部分でシリンダヘッドから浮き上がる
虞があり得る。

このため、−気筒につき三本の吸気バルブを設けるに当
たっては、隣り合う吸気バルブの間で吸気カム軸を支持
することが望ましいものとなる。

その具体的な平文てとしては、シリンダヘッドに、複数
の吸気バルブのバルブステムの間に位置して、吸気カム
軸を受ける軸受部を設け、この軸受部にカムキャップを
被せて、これら軸受部とカムキャップとの間で吸気カム
軸を回転自在に支持する構成が考えられる。

しかしながら、バルブステムの外周にはバルブスプリン
グが装着されているので、上記のようにバルブステムの
間に軸受部を設けると、この軸受部とバルブスプリング
とが干渉し合う虞がある。

このため、軸受部の厚みに相当する分だけ、吸気バルブ
の配置間隔を広げなくてはならず、この吸気バルブの配
置に無理が生じるのは勿論のこと、バルブの配置間隔の
増大に伴ってシリンダヘッドのカム軸方向の長さが増大
するといった不具合がある。

特に複数の気筒を並設してなる多気筒エンジンでは、吸
気バルブが隣り合う気筒側に張り出すので、その分、気
筒間隔を広げねばならず、エンジンがカム軸方向に長く
なるといった問題がある。

本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
隣り合う複数のバルブの配置間隔を広げる必要もなく、
カム軸の軸方向の寸法を短縮できるとともに、大径なバ
ルブスプリングも使用できる４サイクルエンジンの提供
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ そこで、本発明においては、カム軸を備えたシリンダヘ
ッドに、−気筒当たり吸気バルブまたは排気バルブの少
なくともいずれか一方を複数本設け、これら複数のバル
ブを上記カム軸の軸方向に並設して、夫々バルブスプリ
ングを介して閉方向に付勢するとともに、上記カム軸上
には、上記複数のバルブを夫々ロッカアームを介して開
閉駆動するカムを設けた４サイクルエンジンにおいて、
上記シリンダヘッドに、上記複数のバルブの間に位置し
てカム軸を受ける軸受部を設け、この軸受部にカムキャ
ップを被せて、これら軸受部とカムキャップとの間でカ
ム軸を回転自在に支持するとともに、この軸受部の上記
カム軸との接触面を外れた側面部分に、上記隣り合う複
数のバルブのバルブスプリングを避ける逃げ部を設けた
ことを特徴としている。

［作用］ この構成によれば、隣り合う複数のバルブの間にカム軸
の軸受部が介在されるにも拘らず、これらバルブのバル
ブスプリングと軸受部とが互いに干渉し合うこともなく
、複数のバルブの配置間隔を極力狭めることができる。

このため、バルブが気筒の径方向外側に大きく張り出す
こともなく、エンジンのカム軸方向の寸法を短く抑える
ことができる。

また、バルブスプリングと軸受部との干渉が避けられる
ので、その分、バルブスプリングとしてコイル素線径の
太いものを使用することができる。

したがって、バルブの閉止を確実に行えるとともに、高
速回転域でもバルブサージングを抑えることができ、安
定した作動が得られる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を、４サイクル多気筒エンジンに
適用した図面にもとづいて説明する。

第４図中符合ｌはシリンダブロック、２はシリンダヘッ
ドであり、シリンダヘッド２の上面２ａはヘッドカバー
３によって覆われている。シリンダヘッド２とヘッドカ
バー３との間には動弁室４が形成されている。この動弁
室４には吸気用カム軸５と排気用カム軸６が互いに平行
をなして収容されている。

吸気用カム軸５と排気用カム軸Ｂの一端には、夫々スプ
ロケット７が固定されており、これらスブロケット７の
間にはタイミングチェーン８が掛は渡されている。また
、排気用カム軸６の他端にはタイミングプーリ９が固定
されており、このタイミングプーリ９はタイミングベル
ト１０を介してクランク軸（図示せず）と連動されてい
る。したがって、本実施例の場合、吸気用カム軸５は排
気用カム軸６からの動力伝達によって回転駆動される。

シリンダブロックｌ内には、複数の気筒１１がクランク
軸の軸方向に沿って並置されている。このシリンダブロ
ック１に重ね合わされるシリンダヘッド２の台面には、
ベントルーフ形の燃焼室１２を形作る凹部１３が形成さ
れている。凹部１３は気筒１１に対応して設けられてお
り、夫々の凹部１３には第６図に示すように、三個の吸
気口１４ａ、１４ｂ、１４ｅと、二個の排気口１５ａ、
１５ｂが開口されている。これら吸気口１４ａ、１４ｂ
、１４ｃと排気口１５ａ、１５ｂとは、気筒１１のボア
中心Ｘｌを通り、かつカム軸５．６の軸方向に延びる基
準線Ａ１を挾んだ位置に設けられており、上記ボア中心
Ｘ０上にはプラグ装着孔１６が開口されている。

なお、シリンダへラド２には、吸気口１４ａ、　１４ｂ
。

１４ｃに連なる吸気通路１７と、排気口１５ａ、　１５
ｂに連なる排気通路１８が形成されている。

シリンダヘッド２の吸気口１４ａ、１４ｂ、１４ｃは三
本の吸気バルブ１９ａ、１９ｂ、１９ｅによって個別に
開閉されるとともに、排気口１５ａ、１５ｂも二本の排
気バルブ２０ａ、　２０ｂによって個別に開閉される。

これら吸気バルブ１９ａ、１９ｂ、１９ｃおよび排気バ
ルブ２０ａ、２０ｂのバルブステム２１，２２は、バル
ブガイド２３を介してシリンダヘッド２に支持されてお
り、バルブステム２１，２２の上端部は、第４図に示す
ようにシリンダへラド２を貫通して動弁室４に導入され
ている。

そして、これら吸気バルブ１９ａ、１９ｂ、１９ｃおよ
び排気バルブ２０ａ、　２０ｂは、そのバルブステム２
１，２２が吸気用カム軸５および排気用カム軸６と直交
する方向に沿って互いに平行に導出されて、これらカム
軸５，６の軸方向に並設されている。三本の吸気バルブ
１９ａ、１９ｂ、１９ｃのうち、中央に位置する吸気バ
ルブ１９ｂは、両側の吸気バルブ１９ａ、１９ｅに対し
気筒１１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１９ｂのボア中心線Ｘ２に
対する傾斜角α１は、第４図に示すように両側の吸気バ
ルブ１９ａ、１９ｃの傾斜角α２よりも小さく設定され
ており、これら三本の吸気バルブ１９ａ、　１９ｂ、　
１９ｃのバルブステム２１の上端部は、上記基準線Ａ１
と平行をなす同一直線上に位置されている。

また、バルブステム２１，２２が貫通するシリンダヘッ
ド２の上面２ａには、凸状の受は座２４が形成されてい
る。この受は座２４上に設置したリング形のスプリング
シート２５と、バルブステム２１．２２の上端のリテー
ナ２Ｂとの間には、バルブスプリング２７が介装されて
いる。バルブスプリング２７は吸気バルブ１９ａ、１９
ｂ、１９ｃおよび排気バルブ２０ａ、　２０ｂを閉じ方
向に付勢しており、本実施例の場合は、各バルブ１９ａ
、　１９ｂ、　１９ｃ、　２０ａ、　２０ｂのリフト量
が比較的大きいことから、上記バルブスプリング２７と
してはコイル素線径の太いものを使用している。

そして、上記受は座２４のスプリングシート２５との当
接面２４ａは、カッタによって切削加工が施されるが、
本実施例においては、受は座２４自体がスプリングシー
ト２５よりも小径に形成され、第５図に示すように隣り
合う受は座２４との間に隙間２８が設けられている。し
たがって、この隙間２８の存在により、受は座２４の当
接面２４ａに加工を施す際に、隣り合う受は座２４をカ
ッタで誤って削ってしまうこともない。

その上、吸気バルブ１９ａ、　１９ｂ、　１９ｃ側の受
は座２４にあっては、中央の吸気バルブ１９ｂと両側の
吸気バルブ１９ａ、１９ｃとで傾斜角が異なるので、第
１図および第３図中想像線で示すように、受は座２４の
当接面２４ａの傾斜角度も異なっている。このため、受
は座２４が凹状であると、その当接面２４ａへの加工が
実質的に困難となるが、上記のように受は座２４が凸状
であれば、当接面２４ａがシリンダヘッド２の上面２ａ
から突出している分、この当接面２４ａへの加工を容易
に行うことができ、作業性が向上することになる。

なお、シリンダヘッド２およびヘッドカバー３には上記
プラグ装着孔１６に連なるプラグ導入孔２９が形成され
ており、このプラグ導入孔２９は各気筒１１の吸気バル
ブ１９ａ、１９ｂ、１９ｃと排気バルブ２０ａ。

２０ｂとの間に位置されている。

また、このシリンダヘッド２はヘッドボルト４３を介し
てシリンダブロックｌに連結されている。

ヘッドボルト４３は第５図に示すように、吸気用カム軸
５側と排気用カム軸６側に一列づつ並置されており、こ
れら両カム軸５．８よりも内側に位置されている。

ところで、上記吸気用カム軸５は、−気筒につき三個の
吸気カム３０を備えているとともに、排気用カム軸６は
一気筒につき二個の排気カム３１を備えている。そして
、これら吸気カム３０および排気カム３１は、夫々ロッ
カアーム３２を介して吸気バルブ１９ａ、１９ｂ、Ｉ９
ｃおよび排気バルブ２０ａ、２０ｂのバルブステム２１
．２２に接している。ロッカアーム３２は、その一端部
が油圧式のラッシュアジャスタ３３に支持されており、
このラッシュアジャスタ３３によってロッカアーム３２
とバルブステム２１，２２との間のタペットクリアラン
スが自動的にゼロラッシュに調整されている。

そして、吸気用カム軸５および排気用カム軸Ｂは、その
両端部ばかりでなく、吸気バルブ１９ａ。

１９ｂ、　１９ｃおよび排気バルブ２・Ｏａ、　２０ｂ
の間においても、シリンダヘッドに支持されている。こ
の支持構造について説明を加えると、シリンダヘッド２
の上面２ａには、各カム軸５．６の両端のジャーナル部
５ａ、６ａを受ける両端軸受部３５と、隣り合う吸気カ
ム３０の間のジャーナル部５ｂならびに排気カム３１の
間のジャーナル部６ｂを受ける中間軸受部３６が突設さ
れている。中間軸受部３Ｂは隣り合う吸気バルブ１９ａ
、１９ｂ、１９ｃおよび排気バルブ２０ａ、２０ｂの間
において、両カム軸５．６と直交する方向に延びており
、その一端がシリンダヘッド２の外周壁３４に連なって
いるとともに、他端が上記プラグ導入孔２９を形作る内
周壁２９ａに連なっている。そして、この中間軸受部３
Ｂおよび両端軸受部３５の上面には、各ジャーナル部５
ａ、５ｂ、８ａ、８ｂが回転自在に嵌合する凹部３７が
形成されている。

両端軸受部３５および中間軸受部３Ｂの上面には、夫々
カムキャップ３８が被せられている。カムキャップ３８
は上記凹部３７との間でジャーナル部５ａ、５ｂ。

６ａ、６ｂを回転自在に支持する他の四部３９を備えて
いる。そして、本実施例のカムキャップ３８は、上記ヘ
ッドカバー３と一体化されており、このヘッドカバー３
はカムキャップ３８の位置でボルト４０を介して上記軸
受部３５．３８に締め付は固定されている。ボルト４０
はジャーナル部５ａ、５ｂ、６ａ、Ｂｂを挾んだ両側に
位置しており、これらボルト４０のうち、吸気カム軸５
側のボルト４０の一部はヘッドカバー３の中央部を押え
るため、プラグ導入孔２９側に偏っている。このため、
中間軸受部３Ｂの内周壁２９ａとの連続部には、肉厚な
ボス部４１が形成されており、このボス部４１に上記ボ
ルト４０がねじ込まれている。

なお、このボス部４１は第１図に示すように、吸気バル
ブ１９ａ、１９ｂ側に張り出して設けられている。

このため、本実施例ではこのボス部４１と吸気バルブ１
９ａ、１９ｂのバルブスプリング２７との干渉を避ける
ために、第３図に示すように上記プラグ装着孔１Ｂの中
心線Ｘ３がボア中心線Ｘ２に対して、ボス部４１から遠
ざかる方向に傾斜されており、これに伴いプラグ導入孔
２９もボア中心線Ｘ２に対し偏心して設けられている。

また、上記吸気バルブ１９ａ、１９ｂ、１９ｃおよび排
気バルブ２０ａ、　２０ｂの間に位置する中間軸受部３
６には、第１図ないし第３図に示すように、バルブスプ
リング２７に隣接する側面部分に、このバルブスプリン
グ２７との干渉を避ける逃げ部４５が形成されている。

本実施例の逃げ部４５は、中間軸受部３６をカム軸５．
６の軸方向に貫通する孔であり、この逃げ部４５内に隣
り合うバルブスプリング２７の外周部が入り込んでいる
。この中間軸受部３Ｂのうち、ボス部４１に連なる中間
軸受部８６を除く他の中間軸受部３８の逃げ部４５は、
ジャーナル部５ｂ、８ｂが嵌合する凹部３７や中間軸受
部３Ｂのカムキャップ３８との台面に開口することなく
、この中間軸受部３Ｂの側面にのみ開口されており、逃
げ部４５の上面は一定の肉厚を有した壁部４６によって
閉じられている。そして、こり壁部４Ｂに上記ヘッドカ
バー３を固定するボルト４Ｇがねじ込まれており、この
ボルト４０の先端は逃・げ部４Ｂの上面に臨んでいる。

なお、ヘッドカバー３の上面には、上記ボルト４０を通
すための挿通孔４Ｂが開口されている。

このような構成によれば、−気筒につき三本の吸気バル
ブ１９ａ、　１９ｂ、　１９ｃと二本の排気バルブ２０
ａ。

２０ｂを設けるに当たり、これら吸気バルブ１９ａ。

１９ｂ、　１９ｃおよび排気バルブ２０ａ、２０ｂの間
に、カムキャップ３８との間で吸気用カム軸５および排
気用カム軸６を支持する中間軸受部３Ｂを設けたので、
これら両カム軸５．８をバルブスプリング２７からの押
し上げ力が加わる位置で支持することができる。

このため、カム軸５．８の浮き上りや曲げを防止するこ
とができる。

そして、上記構成においては、中間軸受部３６のバルブ
スプリング２７に隣接する側面部分に、このバルブスプ
リング２７の外周部が入り込む逃げ部４５を設けたので
、これらバルブスプリング２７と中間軸受部３６とが互
いに干渉し合うことはなく、吸気バルブ１９ａ、１９ｂ
、１９ｃおよび排気バルブ２０ａ、２０の間でカム軸５
．８を支持したにも拘らず、これら吸気バルブ１９ａ、
　１９ｂ、　１９ｃおよび排気バルブ２０ａ、２０ｂの
配置間隔を狭めることができる。

したがって、吸気バルブ１９ａ、１９ｂ、１９ｅや排気
バルブ２０ａ、　２０ｂが気筒１１の径方向外側に大き
く張り出すこともなく、その分、シリンダヘッド２のカ
ム軸５，６方向の寸法を短く抑えて、エンジンをコンパ
クト化することができる。

２り また、中間軸受部３ＢとバルブスプリングＶとの干渉が
避けられるので、このバルブスプリングＷとしてコイル
素線径の太いものを使用することができる。このため、
吸気バルブ１９ａ、　１９ｂ、　１９ｃや排気バルブ２
０ａ、２０ｂの閉止を確実に行えるとともに、高速回転
域でもバルブサージングを抑えることができ、上記カム
軸５．６の浮き上がりを防止できることと合わせて、吸
気バルブ１９ａ、１９ｂ、１９ｃや排気バルブ２０ａ、
　２０ｂの開閉作動を確実に行える。

なお、本発明に係る逃げ部は、カム軸の軸方向に貫通す
る孔に限らず、例えば単なる凹みであっても良く、バル
ブスプリングとの干渉を避けることができれば、このバ
ルブスプリングが逃げ部内に完全に入り込んでいなくて
も良い。

さらに、カムキャップもヘッドカバーと一体化する必要
はなく、シリンダヘッド上の複数の軸受部に個別にボル
ト締めしても良い。

また、上記実施例では、−気筒につき吸気バルブを三本
、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−気筒につき吸気バルブを二本、排気バルブを一
本としても良く、要は吸気バルブまたは排気バルブの少
なくとも一方のバルブが複数本存在すれば良い。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、バルブスプリングと軸受
部との干渉を防止できるので、隣り合う複数のバルブの
間でカム軸を支持したにも拘らず、これらバルブの配置
間隔を狭めることができる。

したがって、バルブが気筒の径方向外側に大きく張り出
すこともなく、その分、シリンダヘッドのカム軸方向の
寸法を短（抑えて、エンジンをコンパクト化することが
できる。

その上、バルブスプリングとしてコイル素線径の太いも
のを使用できるので、バルブの閉止を確実に行えるとと
もに、高速回転域でもバルブサージングを抑えることが
でき、バルブの開閉作動を確実に行える利点もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は第５図中１−
１線の部分で断面したシリンダヘッドの断面図、第２図
は第１図中■−■線に沿う断面図、第３図は第５図中■
−■線の部分で断面したシリンダヘッドの断面図、第４
図は第５図中ＩＶ−ＩＶ線の部分で断面したシリンダヘ
ッドの断面図、第５図はシリンダヘッドの平面図、第６
図は撚焼室の概略構成図、第７図はヘッドカバーの平面
図でる。 ２・・・シリンダヘッド、５，６・・・カム軸（吸気用
カム軸、排気用カム軸）、１１−・・気筒、１９ａ、１
９ｂ、　Ｌ９ｃ・・・吸気バルブ、２０ａ、２０ｂ・・
・排気バルブ、２７・・・バルブスプリング、３２・・
・ロッカアーム、３６・・・軸受部（中間軸受部） ３８・・・カムキャップ、 ４５・・・逃げ部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 カム軸を備えたシリンダヘッドに、一気筒当たり吸気バ
   ルブまたは排気バルブの少なくともいずれか一方を複数
   本設け、これら複数のバルブを上記カム軸の軸方向に並
   設して、夫々バルブスプリングを介して閉方向に付勢す
   るとともに、上記カム軸上には、上記複数のバルブを夫
   々ロッカアームを介して開閉駆動するカムを設けた４サ
   イクルエンジンにおいて、 上記シリンダヘッドに、上記複数のバルブの間に位置し
   てカム軸を受ける軸受部を設け、この軸受部にカムキャ
   ップを被せて、これら軸受部とカムキャップとの間でカ
   ム軸を回転自在に支持するとともに、この軸受部の上記
   カム軸との接触面を外れた側面部分に、上記隣り合う複
   数のバルブのバルブスプリングを避ける逃げ部を設けた
   ことを特徴とする４サイクルエンジン。