JPH0270908A - １頭上カム軸式エンジン - 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１本のカム軸で１気筒当り複数個づつの吸気弁
および排気弁を開閉する１頭上カム軸式エンジンに関す
るものである。

（発明の背景） １気筒につき吸気弁と排気弁をそれぞれ２つづつ持った
４弁式のエンジンが公知である。この場合従来は、シリ
ンダ中心に対して両側に２本のカム軸を平行に配置し、
各カム軸がそれぞれ２個の吸気弁と２個の排気弁とを直
接開閉するいわゆる２頭上カム軸式（ＤＯＨＣ）として
いる。しかしこの場合にはエンジンが大型化するという
問題が生じる。

またカム軸を１本とし、このカム軸によって２個の吸（
排）気弁を直接開閉し、他方の２個の排（吸）気弁をロ
ッカアームを介して開閉するものも提案されている。

しかしこの場合、カム軸が直接開閉する弁にはバルブリ
フタがあるため、ロッカアームを押圧するカムはこのバ
ルブリフタに干渉しないようにバルブリフタから離して
配置しなければならない。

すなわちこのバルブリフタの摺動方向から見てロッカア
ーム押圧用のカムはこのバルブリフタの径に重ならない
ようにしなければならない。このため各カムの間隔が広
がり、カム軸が長くなったり、カム軸の軸受配置上の設
計自由度が減少したリ、ロッカアームの形状が複雑にな
って剛性上不利になったりするという問題があった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、カ
ム軸を短くし、カム軸の軸受配置上の設計自由度が増大
し、ロッカアーム形状を単純化してその剛性の増大にも
適する１頭上カム軸式エンジンを提供することを目的と
する。

（発明の構成） 本発明によればこの目的は、クランク軸に平行な１本の
カム軸と、このカム軸によりバルブリフタを挾んで直接
開閉される吸／排気弁と、このカム軸によりロッカアー
ムを介して開閉される排／吸気弁とを備え、前記バルブ
リフタを押圧するカムのカム軸方向への投影形状に、前
記ロッカアームを押圧するカムが含まれると共に、前記
両カムがバルブリフタの径に重なるようにしたことを特
徴とする１頭上カム軸式エンジンにより達成される。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例である■型６気筒エンジンの
全体概略図、第２図はその左バンクの動弁室を示す平面
図、第３．４．５図は第２図におけるＩＩＩ　−ＩＩＩ
線、ＩＶ　−ＩＶ線およびＶ−Ｖ線断面図、第６図は弁
配置を示すためのシリンダヘッドの底面図である。

第１図でエンジンは略■型を形成する一対のバンク１０
．１０を持ち、各バンク１０は正面視略５角形のシリン
ダブロック１２に取付けられたシリンラダヘッド１４お
よびヘッドカバー１６を有する。両バンク１０．１０の
シリンダ１８．１８は９０°をなし、互いに対をなす各
バンク１０．１０内の気筒のピストン２０．２０は、ク
ランク軸２２の３０”の位相差を持つクランクビン２４
ａ、２４ｂにそれぞれコンロッド２６．２６により連結
されている。この図ではクランク軸２２は反時計方向に
回転する。各バンク１Ｏ１１０には、両バンク１０．１
０の間に形成されるＶ型の谷側に配設された吸気管２８
が接続され、排気管３０．３０は各バンク１０．１０の
外側面に接続されている。３１はオイルパンである。

次にシリンダヘッド１４を説明するが、両バンク１０．
１０のカム軸４０が共に第１図で反時計方向に回転する
ときには、この発明は左側のバンクに適用される。従っ
て以後左側のバンク１０のシリンダヘッド１４を用いて
説明する。左バンクのカム軸４０が反時計方向で、右バ
ンクのカム軸４０が時計方向に回転する場合には、両バ
ンクのカム軸に本発明が適用可能であることは勿論であ
る。

シリンダヘッド１４には３つの気筒に対するシリンダ１
８がクランク軸２２と平行に並設され、各気筒はシリン
ダ中心軸Ａ付近に配設された点火栓３２と、この点火栓
３２を挟みクランク軸２２に並設された２つの排気弁３
４．３４と、これらの排気弁３４．３４を含む平面Ｂ（
第４図）に対してｖ型の谷側に配設された一対の吸気弁
３６．３６とを備える。このため燃焼室３８は第３．６
図に示すようにクランク軸２２方向に長いバスタブ型と
なり、平面Ｂを挟んで吸気弁３６の反対側に大面積のス
キッシュエリヤＣが形成される６前記２つの排気弁３４
．３４を含む平面Ｂはシリンダ中心軸Ａにほぼ平行でか
つ接近し、また２つの吸気弁３６．３６を含む平面Ｄ（
第４図）はシリング中心軸Ａに対してｖ型の谷側へ大き
く傾き、両手面Ｂ、Ｄによりｖ型が形成される。

これらの排気弁３４、吸気弁３６を開閉する動弁装置は
、シリンダヘッド１４とヘッドカバー１６との間に形成
される動弁室に収容される。

４０はクランク軸２２に平行な１本のカム軸であり、そ
の中心は吸気弁３６．３６を含む平面り上にあって、吸
気弁３６．３６のバルブリフタ４２．４２を直接押圧し
て吸気弁３６．３６を同位相で開閉する。４４は側平面
Ｂ、Ｄ間に位置しカム軸４０と平行なロッカ軸である。

前記ヘッドカバー１６とシリンダヘッド１４との割面は
、シリンダヘッド１４とシリンダブロック１２との割面
と平行であり、これらカム軸４０とロッカ軸４４とはへ
ラドカバ−１６とシリンダヘッド１４との割面上に位置
する。カム軸４０とロッカ軸４４は両端がシリンダヘッ
ド１４とへラドカバー１６との割面間に保持される一方
、各気筒の中央上方においてシリンダヘッド１４とキャ
ップ４６との間に保持されている。このキャップ４６は
、カム軸４０を挟む一対のボルト４８．４８と、ロッカ
軸４４を貫通するボルト５０とによりシリンダヘッド１
４に固定される。ロッカ軸４４にはキャップ４６を挟ん
で一対のロッカアーム５２．５２が保持され、これらロ
ッカアーム５２の一端はカム軸４０の吸気側カム４０ａ
、４０ａの外側に位置する排気側カム４０ｂ、４０ｂに
摺接し、他端は排気弁３４．３４の上端に当接する。な
お排気側カム４０ｂは、カム軸４０方向への吸気側カム
４０ａの投影形状内に入るようにそのカム形状が決めら
れる。例えば両カム４０ａ、４０ｂを同位相に設置した
場合にはカム軸４０を第４図で反時計方向に回転させる
と共に、カム軸４０の中心とロッカアーム５２の摺接点
とを含む面Ｅが平面りに対してなす角度θを約１２０°
に設定する。また両カム４０ａ、４０ｂは第２図に示す
ように互いに近接し、これらはバルブリフタ４２の径に
重なるように位置している。

５４は点火栓３２の着脱孔であり、金属製パイプの下端
をシリンダヘッド１４に圧入し、上端をヘッドカバー１
６に保持したものであり、ヘッドカバー１６に形成した
開口にプラグキャップ５６を差込むことによりプラグコ
ードが点火栓３２に接続される。なお着脱孔５４の上端
外周には０リングが装着され、このＯリングがヘッドカ
バー１６側の嵌合孔の内周面に密着して動弁室の液密性
が確保されている。５８は電磁式燃料噴射弁であり、吸
気弁３６に連続する吸気通路６０内の、各吸気弁３６．
３６への分岐部付近を指向してガソリン燃料を噴射する
。前記ロッカ軸４４には、ロッカアーム５２の軸方向へ
の移動を規制するために金属または樹脂製のクリップ６
２が装着されている。すなわちこのクリップ６２はロッ
カ軸４４の両端と各気筒間に位置する。

このように動弁機構が予備組立てされたシリンダヘッド
１４は、複数のヘッドボルト６４．６６によってシリン
ダブロック１２に固定される。これらヘッドボルト６４
．６６は六角孔付きボルトであって、シリンダヘッド１
４の両端と各気筒間とに位置する。ヘッドボルト６４は
シリンダヘッド１４の排気弁３４側の外側に突設された
フランジ部１４ａを貫通してシリンダヘッド１４に螺着
される。ヘッドボルト６６はカム軸４０とロッカ軸４４
の間の下方に位置する。この実施例では、このボルト６
６はその着脱時にロッカ軸４４に干渉するので、ロッカ
軸４４に第２．５図に示す切欠部４４ａを形成しである
。従ってクリップ６２を取外せばボルト６６はアレンキ
ードライバを用いて着脱できる。

なお右バンクについては、そのカム軸４０を時計方向に
回転させれば本発明がそのまま適用できるのは前記した
通りであるが、反時計方向に回転するときには本発明を
この右のバンクに適用せず従来構造のものにすることが
できる。

この実施例は排気弁３４．３４間に点火栓３２を位置さ
せたので、排気弁３４．３４が互いに離れることになり
シリンダヘッド１４の冷却性が良くなる。また排気弁３
４付近の熱がスキッシュエリヤＣに均等に伝わり、ここ
に挟まれる混合気を適度に温めてその燃焼速度を増大し
、異常燃焼によるノッキングの発生を抑制することがで
きる。

第７図は他の実施例の弁配置を示す図であり、点火栓３
２を挟んで吸気弁３６Ａ、３６Ａを配置したものである
。この実施例によれば、吸気弁３６Ａ、３６Ａが互いに
離れるので燃焼室内での吸気同志の干渉による吸気効率
の低下が発生しにくくなり、また吸気弁３６Ａの径を排
気弁３４Ａよりも無理なく大きく設定でき、シリンダ１
８の円形の空間を有効利用できる。

第８図はさらに他の実施例のシリンダヘッドの平面図で
ある。この実施例は前記実施例におけるカム４０ａ、４
０ｂを１つにしたカム軸１４０を用いたものである。す
なわちこの場合のカム１４０ａは排・吸気弁３４．３６
に共通であり、このカム１４０ａはバルブリフタ４２を
押圧すると共にロッカアーム５２も押圧する。ここに第
４図に示した場合と同様にθ＝１２０°になるように設
定することにより、吸気弁３６を排気弁３４に対して１
２０°の位相遅れをもって開閉させることができ、理想
的な開閉タイミングを得ることが可能である。なおこの
第８図においては第２図と同一部分に同一符合を付した
ので、その説明は繰り返さない。

この実施例によればカム１４０ａは吸・排気弁に対し共
通なので、カム軸１４０の加工工数が減少し、またカム
軸は一層短かくでき軸受配置自由度を増大させ得る効果
がある。

以上の各実施例は各２個づつの吸・排気弁を備える４弁
式エンジンに本発明を適用したものであるが、本発明は
これに限られるものではなく、２個の吸気弁と１個の排
気弁を有する３弁式エンジンや２弁式あるいは５弁式等
のエンジンにも適用可能であり、本発明はこれらを包含
する。

また本発明は■型エンジンだけでなく、直列多気筒エン
ジンにも適用でき、これを包含する。

（発明の効果） 本発明は以上のように、バルブリフタを押圧するカムの
カム軸方向への投影形状に、ロッカアームを押圧するカ
ムが含まれるようにし、両カムがバルブリフタの径に重
なるようにしたものであるから、両カムを接近させたり
、場合によっては共通１個のカムとすることが可能であ
り、カム軸の短縮化やカム軸の軸受配置の自由度が増大
する。

また特にロッカアーム用カムの配置上の制約が少なくな
るので、ロッカアームの形状を単純化してその剛性上有
利な形状にすることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である■型６気筒エンジンの
全体概略図、第２図はその左バンクの動弁室を示す平面
図、第３．４．５図は第２図におけるＩＩＩ　−ＩＩＩ
線、ＩＶ　−ＩＶ線およびＶ−Ｖ線ｌｒ面図、第６図は
弁配置を示すためのシリンダヘッドの底面図である。第
７図は他の実施例の弁配置を示す図、第８図はさらに他
の実施例のシリンダヘッドの平面図である。 １４・・・シリンダヘッド、 １６・・・ヘッドカバー ３２・・・点火栓、３４．３４Ａ・・・排気弁、３６．
３６Ａ・・・吸気弁、 ４０．１４０・・・カム軸、 ４０ａ、４０ｂ、１４０　ａ−カム、 ４２・・・バルブリフタ、 ４４・・・ロッカ軸、 ５２・・・ロッカアーム。 特許出願人　ヤマハ発動機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クランク軸に平行な１本のカム軸と、このカム軸により
   バルブリフタを挾んで直接開閉される吸／排気弁と、こ
   のカム軸によりロッカアームを介して開閉される排／吸
   気弁とを備え、前記バルブリフタを押圧するカムのカム
   軸方向への投影形状に、前記ロッカアームを押圧するカ
   ムが含まれると共に、前記両カムがバルブリフタの径に
   重なるようにしたことを特徴とする１頭上カム軸式エン
   ジン。