JPS5996407A - トーチ点火式多気筒内燃機関における動弁装置 - 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】 本発明はトーチ点火式内燃機関の動弁装置に関するもの
である。

従来シリンダヘッドに、ピストンの上面に対面する主燃
焼室と、点火プラグを備えた副燃焼室と、主燃焼室と副
燃焼室とを連通ずるトーチノズルを設け、副燃焼室より
トーチノズルを介して主燃焼室内に噴出するトーチフレ
ームにより主燃焼室内の混合気を燃焼させるようにした
トーチ点火式内燃機関において、主燃焼室に２つの吸気
弁と１つの排気弁とを設けたものが提案された。かかる
機関は有害成分の発生低減と燃費の改善に加えて高出力
が得られる利点があるが、１気筒当りの弁数が多くなる
ばかりでなく、２つの主吸気弁が同時に作動されること
から動弁カム軸にかかる負荷が大きくなり該カム軸の剛
性アップを図らなければならず、全体としてコスト高に
なり、また重量増　５− を招く不都合があった。

互換性が得られるようにし、さらに動弁カム軸を従来の
ものに比べて剛性アンプしなくても該カム軸が撓むよう
な惧れかないようにして前記不都合を解消できるように
することを目的とするものである。

本第１発明によれば、主燃焼室に２つの主吸気弁、１つ
の排気弁、さらに１つの副吸気弁を設けたトーチ点火式
内燃機関において、主燃焼室のルーフ面の一側に２つの
主吸気弁を並設し、その他側に１つの排気弁を設けると
ともにトーチノズルの主燃焼室側開口端を開口し、また
副燃焼室には副吸気弁を設け、前記吸気弁と排気弁との
間の略中央に１本のカム軸を配設し、また主吸気弁とカ
ム軸間、および排気弁とカム軸間にそれぞれ前記　６− カム軸と平行な第１．第２０ツカアーム軸を配設し、第
１０ンカアーム軸には、前記２つの主吸気弁の上端とカ
ム軸上の動弁カムとを連接する吸気用ロッカアームを揺
動可能に軸支し、また第２０ンカアーム軸には、排気弁
および副吸気弁の上端とカム軸上の動弁カムとを連接す
る排気および副を同一に形成し、それらの互換性が得ら
れるようにしている。

また本第２発明によれば、カム軸には２つの主吸気弁用
動弁カムの間に、１つの排気弁用動弁カムと１つの副吸
気弁用動弁カムを配置し、主吸気弁用動弁カムの両列側
を軸受を介して回転自在に支承するようにしている。

以下、第１〜６図により本発明を４気筒内燃機関に実施
した場合の実施例について説明する。

クロスフロー形トーチ点火式４気筒内燃機関の機関本体
Ｅはシリンダブロック１と、この上にガスケット３を介
して重合結着されるシリンダヘッド２とを備え、シリン
ダブロック１に並列して穿設される４つのシリンダ４に
は、それぞれピストン５が摺動自在に嵌合される。また
シリンダヘッド２には、各ピストン５の上面に対面する
主燃焼室６が形成され、これらの主燃焼室６の各ルーフ
面７は第１図に示すように相対向する面積の異なる傾斜
面を有して屋根状に形成されている。前記各ルーフ面７
の一側には、略同−直径の２つの主吸気弁口８ａ、ｆ３
ｈが並列して開口され、これらの主吸気弁口８ａ、８ｈ
にはシリンダヘッド２に形成される主吸気ボー）９ａ、
９Ａがそれぞれ連通され、これらの主吸気ポー）９ａ、
！ｌはシリンダヘッド２内で一本に集合され、吸気マニ
ホールドＩｎを介して燃料供給装置、たとえば主気化器
１０に連通される。この主気化器１０は比較的希薄な空
燃比の混合気を生成するように調整される。

前記主吸気弁口８ａ、ｆ３ｂは何れもシリンダヘッド２
に摺動自在に設けられる主吸気弁１１ａ。

１１ｂによって開閉されるようになっており、それらの
開弁時に主気化器１０によって生成された比較的希薄な
空燃比の混合気が主燃焼室６にそれぞれ吸入される。

また前記各ルーフ面７の他側にはそれぞれ排気弁口１２
が一側に片寄って、すなわち一方の主吸気弁口８ｈに相
対向して開口され、この排気弁口１２がシリンダヘッド
２に形成した排気ポート１３に連通されて℃・る。各排
気弁口１２はシリンダヘッド２に設けられる排気弁１４
によってそれぞれ開閉されるようになっている。

シリンダヘッド２には前記主燃焼室６上におい　９− て、それぞれ副燃焼室１７が形成され、これらの副燃焼
室１７はその上面に各副吸気弁口１８が開口さ４、各副
吸気弁口１８はシリンダヘッド２に形成される副吸気ポ
ート１９に連通され、各副吸気ポート１９はシリンダヘ
ッド２の吸気側の側面に開口されて前記吸気マニホール
ドＩｎを介して副燃料供給装置、たとえば副気化器２ｏ
に連通されている。副気化器２０は比較的濃厚な空燃比
の混合気に調整される。

シリンダヘッド２には、各副吸気弁口１８を開閉する副
吸気弁２２がそれぞれ上下に摺動自在に支持されており
、この副吸気弁２２の開弁時に副気化器２０によって生
成された比較的濃厚な混合気が副吸気ポート１９を通っ
てそれぞれ副燃焼室１７内に吸入される。

副燃焼室１７の下方には、それぞれその−側に偏して点
火プラグＰ装着用のプラグ取付孔１５が１０− 形成される。前記プラグ取付孔１５はシリンダヘッド２
の排気側の側面に開口され、その側面よりそれぞれ点火
プラグＰが螺着されるようになっており、該点火プラグ
Ｐの電極はそれぞれ副燃焼室１７に臨んでいる。

シリンダヘッド２の主燃焼室６とこれに対応する副燃焼
室１７とを離隔する隔壁２４には２本のトーチノズル２
６．２７が穿設され、これらのトーチノズル２６．２７
の上端はそれぞれ副燃焼室１７に連通され、またその下
端は主燃焼室６に連通される。而して２本のトーチノズ
ル２６　、２７の主燃焼室６側開ロ端は、それらのルー
フ面７の他方の傾斜面において排気弁口１２に並夕１ル
て位置しており、かつ前記一方の主吸気弁１１２に対向
した位置にあって主燃焼室６の点火源を形成している。

２本のトーチノズル２６．２７の途中からはそれまりも
小径の２本の副ノズル２８．２９がそれぞれ分岐されて
おり、それらの副ノズル２８．２９の下端はピストン５
とシリンダヘッド２の下面とで形成されるスキンシュ・
エリアＳに開口している。

前記２つの主吸気弁１１ａ、１１Ａと排気弁１４および
副吸気弁２２間の略中央には、１本の動弁カム軸３０が
シリンダヘッド２の長手方向に沿って配置され、該シリ
ンダヘッド２上に複数個の軸受３１を介して回転自在に
支承されている。このカム軸３０は通常のようにクラン
ク軸に連動して回転駆動される。

第５図に明瞭に示すように前記カム軸３０には１気筒当
り、主吸気用の２つの動弁カム３２．３３が軸方向に間
隔をあげて一体に設けられ、さらにそれらの間に排気用
の１つの動弁カム３４と副吸気用の動弁カム３５が一体
に設けられている。そして前記主吸気用の２つの動弁カ
ム３２．３３の外側に近接して前記軸受３１が配設さね
１、カム軸３０は１気筒当り前記一対の軸受３１によっ
て回転自在に支承されている。

また２つの主吸気弁１１α、１１ｂとカム軸３０間のシ
リンダヘッド２上には、第１０ツカアーム軸３６が前記
カム軸３０と平行に複数個の軸受３８を介して支持され
、また排気弁１４および副吸気弁２２とカム軸３０間の
シリンダヘッド２上には、第２０ツカアーム軸３７が、
カム軸３０と平行に複数個の軸受３９を介して支持され
ている。第１０ツカアーム軸３６には１気筒当り２つの
主吸気用ロッカアーム４０Ｃ，４（ｌが圧縮ばね４１を
挟んで揺動自在に軸支されており、これらのロッカアー
ム４０α、４０ｈの外端はそれぞれアジャスタ４２を介
して主吸気弁１１α、１１ｈの上端に当接され、またそ
の内端のスリッパ面４３は、−１３＝ 前記カム軸３０上の主吸気用動弁カム３２．３３上にそ
れぞれ当、接されている。また前記第２０ツカアーム軸
３７には１気筒当り排気用の１つのロッカアーム４４お
よび副吸気用の１つのロッカアーム４５が圧縮ばね４６
を挟んで揺動自在に軸支され、排気用ロッカアーム４４
の外端および副吸気用ロッカアーム４５の外端はそれぞ
れアジャスタ４７．４８を介して排気弁１４および副吸
気弁２２の上端に当接され、またそれらの内端のスリッ
パ面４９．５０は、前記主吸気用ロッカアーム４０α、
４０ｈの内側において、前記カム軸３０上の排気用動弁
カム３４および副吸気用動弁カム３５上に当接されてい
る。カム軸３０が回転されれば、主吸気用ロッカアーム
４０α、４０ｂは第１０ツカアーム軸３６回りに、また
排気用ロッカアーム４４および副吸気用ロッカアーム４
５は第２０ツカアーム軸３７回りにそれぞれ揺動し、主
１４− 吸気弁１１σ、１１ｂ、排気弁１４および副吸気弁２２
は弁ばね５１．５２および５３と協働して所定のバルブ
タイミングを以て開閉される。

ところで本実施例では２つの主吸気弁の一方１ｉに対応
するロッカアーム４０ｂと排気弁１４に対応するロッカ
アーム４４とを同一に形成し、それらの互換性が得られ
るように構成される。そのため主吸気弁１１ａ、１１！
＋１排気弁１４、副吸気弁２２、カム軸３０および第１
．第２０ンカアーム軸３６．３７は、たとえば次のよう
な関係に配置される。すなわち第６図に示ずように主吸
気弁口８α、Ｂｈは排気弁口１２より若干小径で、主吸
気弁１１ａ、１１ｈの軸線ｌ、−１，がシリンダ軸線Ｌ
−Ｌに対してなす傾斜角θ、は、排気弁１４の軸線１２
−１２がシリンダ軸線Ｌ−Ｌに対してなす傾斜角θ２よ
りも若干大きくなっている。またカム軸３０を主吸気弁
１１ｆ２．１１ｂと排気弁１４および副吸気弁２２の中
央に配置する必要からカム軸３０の中心はシリンダ軸線
Ｌ−Ｌに対して偏心量ｅだけ主吸気弁ｉ　ｉ　ａ、　、
　ｉ　ｉ　ｈ側にオフセットされる。この場合θ、〉θ
２が大きくなれば当然に偏心量Ｃも大きくなる。前記第
１および第２０ツカアーム軸３６．３７も前記カム軸３
０のオフセラ［ともないシリンダ軸線Ｌ−Ｌに対して主
吸気弁１１ａ、ＩＩ側にオフセットされ、第１０ツカア
ーム軸３６の中心からロソカアーＬ４０（１，４０ｂの
動弁カム３２，３３との接触点までの距離ｄ、と、第２
０ツカアーム軸３７の中心からロッカアーム４４の動弁
カム３４との接触点までの距離ｄ２とが等しく、すなわ
ちｄ　、　−ｄ２であり、さらに第１０ツカアーム軸３
６の中心からロッカアーム４０ａ、４０Ａの主吸気弁１
１α。

１１ｚとの接触点までの距離ｄ、ｌと、第２０ツカアー
ム軸３７の中心からロッカアーム４４の排気弁１４の接
触点までの距離ｄ２／とが等しく、すなわちｄ、１−ｄ
２１になるように、前記第１．第２０ツカアーム軸３６
．３７の位置が定められる。

さらに前記関係に加えて第４図に示すように同一形状の
嘔気側ロッカアーム４０（Ｌ、４０ｂの一方と排気側ロ
ッカアーム４４のそれぞれのカム配置はカム軸３０の軸
方向において限られた軸受３１゜３１間内で必要なスリ
ッパ面積およびカム間隙を確保しながら前記互換性をも
たせるために決定される。特に軸受３１，３１間に４個
の動弁カム３２〜３５の配置にはその自由度が少ないが
それらを前記実施例のように配置することにより前記ス
リッパ面およびカム間隙の確保が可能になる。

以上のようにカム軸３０、主吸気弁１１ａ。

１１ｈ１排気弁１４および第１．第２０ツカアーム軸３
６．３７を定め、さらに動弁カム３２，３３゜３４．３
５の配置を定めることにより、一方の主吸気用ロッカア
ーム４０ｂと排気用ロッカアーム１７− ４４とを同一に形成することができ、それらの互換性が
得られ、さらに２つの主吸気弁１１ａ。

１１ｂも同一に形成できそれらの互換性も得られる。

機関が運転されると、その吸入行程において、主燃焼室
６内には主気化器１０によって生成された比較的希薄な
混合気がそれぞれ吸入され、また副燃焼室１γ内にはそ
れぞれ副気化器２０によって生成される比較的濃厚な混
合気が吸入される。

そして機関の圧縮行程の終了近くで点火プラグＰが点火
すると、副燃焼室１７内の濃厚混合気が燃焼するととも
にトーチノズル２６．２７より主燃焼室６内に噴出する
トーチフレームにより該室６内の希薄混合気が燃焼して
成層燃焼が行われる。

第７，８図には、本発明の第２実施例が示される。この
第２実施例では主燃焼室６と副燃焼室１７とを１本のト
ーチノズル２６′により連通し、さら１８− に該トーチノズル２６′と主燃焼室６とを１本の副ノズ
ル２８′により連通し、さらにシリンダヘッド２の中央
側の２つの主燃焼室６の、排気弁１４はそれぞれ外寄り
の主吸気弁１１ａに相対向させ、またトーチノズル２６
′の主燃焼室６側開ロ端を内寄りの主吸気弁１１ｈに相
対向させ、かつ点火プラグＰを中央寄りに互いに近接配
置させ、さらに主吸気ポー）９ａ、９ｈの形状において
若干相違しているが、その他の構成において第１実施例
のものと同じであり、作用効果上も変るところがない。

以上の実施例により明らかなように本第１発明によれば
、主燃焼室に２つの主吸気弁と１つの排気弁とを有する
、トーチ点火式内燃機関において、主吸気弁と排気弁と
の間の略中央に１本のカム軸を配設し、また主吸気弁と
カム軸間、および排気弁とカム軸間にそれぞれカム軸と
略平行な第１゜第２０ツカアーム軸を配設し、第１０ツ
カアーム軸には２一つの主吸気弁の上端とカム軸上の動
弁カムとを連接する吸気用ロッカアームを揺動可能に軸
支し、第２０ツカアーム軸には排気弁および副吸気弁の
上端とカム軸上の動弁カムとを連接する排気用および副
吸気用ロッカアームを揺動可能に軸支し、２つの主吸気
用ロッカアームの何れか一方と排気用ロッカアームとを
同一に形成し、それらの互換性が得られるようにしたの
で、ロッカアームの部品点数を少なくして動弁機構の大
幅なコストダウンを図ることができる。

また本第２発明によれば、１気筒当りカム軸には、２つ
の主吸気用動弁カムの間に、１つの排気弁用動弁カムと
１つの副吸気用動弁カムを配置し、前記主吸気弁用動弁
カムの円外側を軸受を介して回転自在に支承したので、
２つの主吸気弁の略同時作動によってカム軸に大きな荷
重がかかつてもその荷重はそれらの外側の軸受によって
受けることができ、該カム軸が撓曲するようなことがな
く、主吸気弁、副吸気弁および排気弁の常に的確な弁タ
イミングを保障し、また従来のこの種機関に比べてカム
軸を小径に形成することができ機関の軽量化に寄与する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明装置の第１実施例を示すもので、第
１図は本発明装置を備えた内燃機関の第３図Ｉ−Ｉ線に
？８５縦断面図、第２図は前記機関の第３図■−■線に
？ｉ＝？５縦断面図、第３図は第１図■−■線に沿うシ
リンダヘッドの底面図、第４図は第１図ＴＶ−ＴＶ線に
溢う動弁機構部の平面図、第５図は、第４図ｖ−Ｖ線縦
断面図、第６図は動弁部の概略線図、第７，８図は本発
明の第２実施例を示すもので、第７図は第３図と同じシ
リンダヘッドの底面図、第８図は第４図と同じ動弁機構
−２１− の平面図である。 Ｐ・・・点火プラグ、 ２・・・シリンダヘッド、５・・・ピストン、Ｉｌｚ。 １１１５・・・主吸気弁、１４・・・排気弁、２２・・
・副吸気弁、２６　、２６’・・・トーチノズル、２７
・・・トーチノズル、３０・・・カム軸、３１・・・軸
受、３２．３３・・・主吸気用動弁カム、３４・・・排
気用動弁カム、３５・・・副吸気用動弁カム、３６．３
７・・・第１．第２０ツカアーム軸 特許出願人　本田技研工業株式会社 ２２− 手続補正書は式） １．事件の表示 昭和５７年　特　願第２０５８３０号 ２、発明の名称 トーチ点火式内燃機関の動弁装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　　（５３２）本田技研工業株式会社４、代　　
　理　　　人　　〒ｌｄ 住　所　　東京都港区新橋四丁目４番５号　第１ニジム
ラビル５補正命令の日付 別　　紙　　の　　通　　リ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 σ）　シリンダへ、ラドに、ピストンの上面に対面する
   主燃焼室と、点火プラグを設けた副燃焼室と、前記主燃
   焼室と副燃焼室とを連通ずるトーチノズルを設け、副燃
   焼室よりトーチノズルを介して主燃焼室内に噴出される
   トーチフレームにより該主燃焼室内の混合気を燃焼させ
   るようにした、トーチ点火式内燃機関において、前記主
   燃焼室のルーフ面の一側に２つの主吸気弁を並設し、そ
   の他側に１つの排気弁を設けるとともに前記トーチノズ
   ルの主燃焼室側開口端を開口し、また前記副燃焼室には
   副吸気弁を設け、前記主吸気弁と排気弁との間の略中央
   に１本のカム軸を配設し、また主吸気弁とカム軸間、お
   よび排気弁とカム軸間にそれぞれ前記カム軸と略平行な
   第１．第２０ツカアーム軸を配設し、第１０ンカアーム
   軸には、前記２つの主吸気弁の上端とカム軸上の動弁カ
   ムとを連接する吸気用ロッカアームを揺動可能に軸支し
   、また第２０ツカアーム軸には、排気弁および副吸気弁
   の上端とカム軸上の動弁カムとを連接する排得られるよ
   うにした、トーチ点火式内燃機関の動弁装置。 ■　シリンダヘッドに、ピストンの上面に対面す　　。 る主燃焼室と、点火プラグを設けた副燃焼室と、前記主
   燃焼室と副燃焼室とを連通ずるトーチノズルとを設け、
   副燃焼室よりトーチノズルを介して主燃焼室内に噴出さ
   れるトーチフレームにより該主燃焼室内の混合気を燃焼
   させるようにした、ト−チ点火式内燃機関において、前
   記主燃焼室のルーフ面の一側に２つΩ主吸気弁を並設し
   、その他側に１つの排気弁を設けるとともに前記トーチ
   ノズルの主燃焼室側開口端を開口し、また前記副燃焼室
   には副吸気弁を設け、前記主吸気弁と排気弁との間の略
   中央に１本のカム軸を配設し、また主吸気弁とカム軸間
   、および排気弁とカム軸間にそれぞれ前記カム軸と略平
   行な第１．第２０ツカアーム軸を配設し、第１０ツカア
   ーム軸には、前記２つの主吸気弁の上端とカム軸上の動
   弁カムとを連接する吸気用ロッカアームを揺動可能に軸
   支し、また第２０ツカアーム軸には、排気弁および副吸
   気弁の上端とカム軸上の動弁カムとを連接する排得られ
   るようにし、さらに前記カム軸には前記２つの主吸気弁
   用動弁カムの間に、前記１つの排気弁用動弁カムと１つ
   の副吸気弁用動弁カムを配置し、前記主吸気弁用動弁カ
   ムの両列側を軸受を介して回転自在に支承してなる、ト
   ーチ点火式内燃機関の動弁装置。