JPS59201905A - 多気筒エンジンの動弁系 - 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】 本発明は、軽量でかつコンパクトな設計と騒音低減との
両立をはかった多気筒エンジンの動弁系に関するもので
ある。

従来の動弁系構造おいては、第１図に示すように、ロッ
カシャフト１は通常ロッカアーム２を支持している部分
がロッカサポート３により支持されている部分に対して
両端支持梁となるように、ロッカサポート３により支持
されている。すなわち、ロッカシャフト１をシリンダヘ
ッド４に支持するロッカサポート３が、各ロッカアーム
２の両側に位置するように、配設されている。このよう
な両端支持梁による支持構造においては、ロッカアーム
２を支持するロッカシャフト１の剛性が高く、ロッカア
ーム２によって駆動されるバルブのバルブシートへの着
座は第３図のバルブリフト曲線Ａ（従来のカムリフトを
用いた場合で動弁系のたわみなしの場合の曲線）の定速
度部Ｓで行なわれ、バルブはあらかじめ定められた定速
度でバルブシー１〜に衝突するため、その衝突音は比較
的小さい。

しかし、第１図に示すような両端支持梁構造でロッカシ
ャフト１を支持すると、ロッカ４ノボ−１〜３の数が多
くなり、エンジンが大型化し、かつ重量も大となる。近
年、自動車用エンジンは燃費の改善、コストの低減のた
めに、コンパクト化、軽量化が推進されているが、前記
の動弁系をコンパクト化し、軽量化するためには、第２
図に示すように、ロッカサポート１３の数を少なくし、
両端部にあるロッカアーム１２を片持梁の形式のロッカ
シャフト１１に支持させることが有効である。

しかしながら、第２図のように、ロッカシャフト１１の
両端を片持梁としてロッカアーム１２を支持させると、
その片持支持されたロッカアーム１２によって駆動され
るバルブだけ、他の中央に位置する両端支持梁構造のロ
ッカアーム１２によって駆動されるバルブに比べて、ロ
ッカシャフト１１の曲げ変形によるたわみが大きくなり
、バルブのバルブシートへの着座時に大きな異音を発′
生ずる場合があった。

この大ぎな異音の発生原因を究明するとつぎの通りであ
る。ロッカアーム１２は、カムおよびバルブから上方に
持ち上げられる方向の荷重を受けるので、ロッカシャフ
ト１１は上方にたわもうとするが、片持梁形式となって
いるロッカシャツ［・両端部では、両端支持梁形式とな
っているロッカシャフト中央部に化べて、ロッカシャフ
ト１１の中心が剛性の低下分だけ一ヒ方に移動すること
となり、このたわんだ分だけ、片持梁形式で支持されて
いるロッカアーム１２により駆動されるバルブは、他の
バルブに比べて早くバルブシー１〜に着座する。カムは
、バルブのバルブシートへの着座部分Ｓが定速度になる
にうに設定されているが、片持梁形式で支持されている
ロッカアーム１２により駆動されるバルブは、第３図曲
線Ｂ（従来のノコムリフトを用いた場合で、動弁系のた
わみが大の場合〉に示すように、早くバルブシートに着
座づるため、前記カムの定速度部分Ｓを外れた部分、ず
なわち前記定速度より勾配が急なくしたがって速度の早
い）バルブリフト曲線部分でバルブシートに着座する。

（バルブリフトを時間で微分したもの、すなわちバルブ
リフト曲線の勾配がバルブ速度を示しており、勾配が急
な程定速度が早い）。したがって、バルブのバルブシー
１へへの衝突音が高くなっていた。

本発明は、上記のような、ロッカシャフトの片持梁形式
によるロッカアーム支持構造を導入して動弁系のコンパ
クト化、軽量化をはかる際に生じるバルブ異音の問題を
除去することを目的とするものであり、片持梁形式のロ
ッカシャフトにより支持されたロッカアームにより駆動
されるバルブのバルブシートへの衝突速度を、両端支持
梁形式のロッカシャフトにより支持されたロッカアーム
により駆動されるバルブのバルブシートへの衝突速度、
すなわち定速度領域にある速度並みに低減することを目
的と覆るものである。

この目的を達成するために、本発明の多気筒エンジンの
動弁系においては、片持梁形式のロッカシャフトで支持
したロッカアームを駆動するカムのバルブ着座部分く定
速度部分）のカムリフトが、前記片持梁形式で支持した
ロッカアーム以外のロッカアーム（すなわち両端支持梁
形式のロッカシャフトで支持したロッカアーム）を駆動
するカムのバルブ着座時に対応する部分（定速度部分）
のカムリフト、づ−なわち従来のカムリフトより大とな
るように、前記片持梁形式で支持したロッカアームを駆
動するカムのカムプロフィルが設定されている。

このように構成された動弁系においては、片持梁形式で
支持されたロッカシャフトの１コツ力ア一ム支持部の中
心がロッカシャフトのたわみによって上方に移動しても
、片持梁支持のロッカアームを駆動するカムが、前記カ
ムリフ１−を人に覆るようなカムプロフィルを有するこ
とにより、ロッカシャフトのたわみを補正する方向にロ
ッカアームを駆動するので、バルブのバルブシートへの
着座を従来よりも遅らせることができる。したがって、
従来カムリフト曲線の定速度領域を外れた速度の早い部
分で行なわれていたバルブのバルブシートへの着座が、
定速度領域またはそれに近い速度領域で行なわれるにう
になり、バルブのバルブシートへの衝突速度が従来に比
べて低減される。

したがって、両端のバルブのバルブシート着座時の衝突
音は、両端支持梁形式のロッカシャフトによりロッカア
ームを支持した場合並みに低減され、異音の発生は防止
される。

以下に、本発明の多気筒エンジンの動弁系の望ましい実
施例を図面を参照して説明する。

第２図は、本発明の一実施例に係る多気筒エンジンの動
弁系を示している。図に示すように、ロッカシャフト１
１はその両端部のロッカアーム１２ａを片持梁形式で支
持している。すなわち、両端のロッカアーム１２ａに対
しては、ロッカサボ−１〜１３はロッカアーム１２ａの
片側のみに配設されており、両端のロッカアーム１２ａ
は両端のロッカサポート１３から外方に向かって延びる
ロッカシャフト１１に片持梁の形式で支持されている。

その他のロッカアーム１２ｂは、すなわち中央に位置す
るロッカアーム１２ｂはロッカシャフト１１に両端支持
梁の形式で支持されている。なお、ロッカアーム１２の
うちＩＥＸは第１気筒目の排気バルブ駆動用のロッカア
ームを、１１Ｎは第１気筒目の吸気バルブ駆動用のロッ
カアームを、２１’、Ｎは第２気筒目の排気バルブ駆動
用のロッカアームを、２ＥＸは第２気筒目の排気バルブ
駆動用のロッカアームを、３ＥＸは第３気筒目のｕ１気
バルブ駆動用のロッカアームを、３１Ｎは第３気筒目の
吸気バルブ駆動用のロッカアームを、４ＩＮは第４気筒
目の吸気バルブ駆動用のロッカアームを、４ＥＸは第４
気筒目の排気バルブ駆動用の１］ツカアームを示してい
る。また、１／Ｉはシリンダヘッドを示している。

第４図は、両端のロッカアーム１．２ａ部におけるロッ
カアーム１２とカム１５、バルブ１６との関係を示して
いる。図に示すにうに、オーバーへッドバルブ型エンジ
ンにおいて、カム１５はバルブリフタ１７を駆動し、バ
ルブリフタ１７とロッカアーム１２の一端との間°には
ブツシュロッド１８が介装されている。ロッカアーム１
２の他端はバルブ１６のバルブステム部の上端に摺接し
ている。ロッカアーム１２は・長手方向中央でロッカシ
ャフト１１により支持されており、ロッカシャツ１−１
１まわりに揺動可能となっている。またロッカシャフト
１１は両端のロッカアーム１２ａ支持部において片持梁
となっている。

第５図は本発明に係るカム１５のカムプロフィルを示し
ている。図において、カム１５のカムプロフィルは、片
持梁形式のロッカシャフト１１で支持したロッカアーム
を駆動するカム１５のバルブ着圧時に対応する部分のカ
ムリフトＹ２が、両端支持梁形式のロッカシャ７１〜で
支持したロッカアーム１２ｂを駆動するカム（第５図で
２点鎖線でカムプロフィルが示しであるカム）のバルブ
着座時に対応するカムリフｌ−Ｙ・１より大となるよう
に、設定されている。上記Ｙ２およびＹｌの関係は、後
で述べる第６図に示されでいる。

つぎに、上記実施例に係る多気筒エンジンの動弁系にお
ける作用について説明する。

第４図において、ロッカアーム１２ａは、カム１５のカ
ムノーズ部がバルブリフタ１７を上りに持ち上げ始めた
とぎに、ブツシュＩ］ツド１８を介して上方への力を受
【プ、ロッカシャフト１１まわりに揺動してバルブ１６
を押し下げる。

バルブ１６の開きの動作は、バルブスプリング１９に抗
して行なわれるため、ロッカアーム１２ａはバルブ１６
とカム１５との両方から上ｌうへの力を受ける。片持梁
形式でロッカアーム１２ａを支持しているロッカシャツ
１〜１１の中心は、両端支持梁形式でロッカアーム１’
２ｂを支持しているロッカシャフト１１の中心に比べで
、片持梁によるロッカシャフト１１の剛性の低−Ｆ分だ
け上方に移動する。

しかし、本発明実施例においてはカムリフトＹ２が従来
のカムリフトＹ１と異なるので、そのバルブリフト曲線
は第６図に示すようになる。

すなわち、第６図において、Ｃは本発明実施例のカムリ
フトを有するカムを用いた場合の動弁系たわみなしの場
合のカムリフト曲線を示し、Ｄは本発明実施例のカムリ
フトを有するカムを用いた場合の動弁系たわみ大の場合
（第２図のロッカアーム１２ａの場合）のカムリフト曲
線を示している。図に示１′Ｊ：うに、本実施例ではカ
ムの着座部分のカムリフトＹ２を高くし、Ｙ２〉Ｙｌと
したので、動弁系のたわみの大きい第２図のロッカアー
ム１２ａの場合でも、バルブリフト曲線りに示づように
、カムの定速度部分Ｓで着座づるようになる。（着座点
は曲線Ｃ１ＤのバルブリフトＯ，づ−なわち横軸との交
点であり、曲線りの横軸との交点が定速度部分Ｓにある
。）したがって、片持梁形式のロッカシャフト１１の場
合のバルブ駆動においても、バルブの衝突音は他の気筒
並の衝突音並み（第３図の曲線Ａの場合のバルブの衝突
音並み）になる。

りなわら、従来のカムリフトＹ１を有づるカムを用いた
場合のバルブのバルブシートへの衝突速度（着座速度）
は第３図の０１であったものが、本考案実施例のカムリ
フトＹ２を有するカムを用いた場合のバルブ１６のバル
ブシート２０への衝突連行は第６図の０２となり、θ２
くθ１で衝突速度が従来に比し小となり、衝突前が他気
筒並みに小となる。

なお、前記カム１５のカムプロノイルの補正はたかだか
数１００ミクロンのオーダの補正で済み、バルブ１６の
開閉量を本質的に左右Ｊるｂのでないので、エンジンの
他の部分の設Ｊ１変更を必要とするものでなく、またエ
ンジンの吸、排気性能を変化させるものでもない。

第７図は本発明の動弁系によったとぎの異名の抑制の試
験結果を示している。第７図（イ）はカム１５のカムプ
ロフィルを補正する前の音圧波形を示しており、（ロ）
はカム１５のカムプロフィルをカムリフトＹ２が従来の
カムリットＹ１　ニ対しＹ２　＝Ｙ１　＋Ｑ、　　１ｍ
ｍの関係にあるように設定した場合の音圧波形、りなわ
も本発明の場合の音圧波形を示している。図中、カムプ
ロフィル補正後では、両端のカム１５、づなわら第４気
筒目の排気バルブと第１気筒目のＪＪＩ気バルブの着座
時の音圧波形は他のバルブの着座時の音圧波形に比べて
大きいが、カムプロフィル補正後、′？ｌなわち、本発
明のカムによるとぎは、両端のバルブの着座時の音圧波
形は他のバルブのＲＲ’　Ｉｌ、′ｉの音圧波形と同程
度に抑えられている。

以上説明したように、本発明の多気筒エンジンの動弁系
は、ロッカアームの少なくとも一つがロッカシャフトに
片持梁となるように支持された多気筒エンジンの動弁系
において、前記片持ちのに１ツカアームを駆動りるカム
のカムプロフィルを、動弁系のたわみを補正するように
着座部のリフトＹ２を他のリフトＹ１より人に設定した
ものから成るので、従来動弁系のたわみにより弁がカム
リフトの定速度部分を外れた着座速度の速い部分で着座
していたのに対し、本発明によるとぎは、バルブのバル
ブシー１〜への衝突速度を小にでき、バルブ着座時の異
音を低く抑えることができるという効果が得られる。

したがって、片持梁形式のロッカシャフトによって両端
のロッカアームを支持することにより、動弁系およびエ
ンジンのコンパクト化、軽量化をはかることができ、こ
のエンジンの＝１ンパク１〜化、軽量化と、異音の低減
とを両立さけることができるという効果が得られる。。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエンジン動弁系の側面図、第２図は本発
明の場合も含む両端のロッカアームを片持梁形式のロッ
カシャフトで支持したエンジン動弁系の側面図、 第３図はカムのカムプロフィルを補正づる前のカムリフ
１〜を有するカムを用いた場合のバルブリフト特性図、 第４図は第２図の動弁系の断面図、 第５図は本発明に係る動弁系のカムの力ｌ＼プロフィル
を示す正面図、 第６図は本発明のカムリフトを有づるノノムを用いた場
合のバルブリフト特性図、 第７図（イ）、（口〉はそれぞれカムプロフ、ｒル補正
前および補正後のバルブ着座音の音圧波形図、 である。 １１・・・・・・・・・［］ツツカシャツ−１２・・・
・・・・・・ロッカアーム １５・・・・・・・・・カム １６・・・・・・・・・バルブ ２０・・・・・・・・・バルブシート Ａ・・・・・・従来のカムリフトを用いた場合の動弁系
たわみなしのバルブリフト曲線 Ｂ・・・・・・従来のカムリフトを用いた場合の動弁系
たわみ大（片持梁支持のどぎ） のバルブリフト曲線 Ｃ・・・・・・本発明のカムリフトを用いた場合の動弁
系たわみなしのパル１１フ１〜曲線Ｄ・・・・・・本発
明のカムリフトを用いた揚台の動弁系のたわみ人（片持
梁支持のと き）のバルブリフト曲線 Ｙｌ・・・・・・従来のバルブ着座部（定速度部分）の
カムリフト Ｙ２・・・・・・本発明のバルブ着座部の（定速度部分
）のカムリフト θ１・・・・・・従来のバルブの着座速度θ２・・・・
・・本発明のバルブの着座速度第３図 第５図 第６図 カム角

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　複数個のロッカアームのうち少なくとも一つの
   ロッカアームをロッカシャフトに片持梁形式で支持した
   多気筒エンジンの動弁系において、前記片持梁形式で支
   持したロッカアームを駆動するカムのカムプロフィルを
   、該カムのバルブ着座部分のカムリフ１〜が前記片持梁
   形式で支持したロッカアーム以外のロッカアームを駆動
   するカムのバルブ着座部分のカムリフトより大となるよ
   うに設定したことを特徴とする多気筒エンジンの動弁系
   。