(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒に共通の吸・排気カム軸を互いに平行に配すると共に、吸・排気バルブのバルブ毎に設けられるロッカーアームの内端部を揺動自在に軸支するロッカー軸を前記吸・排気カム軸の間でかつ下方に配し、前記内端部から外側方へ延在する前記ロッカーアームの先端部の上面に吸・排気カムを当接させて、前記吸・排気カム軸の回転を前記ロッカーアームを介して前記吸・排気バルブの摺動運動に変換して該吸・排気バルブを開閉する多気筒エンジンの動弁機構において、
前記吸・排気カム軸を一体型シリンダヘッドのヘッドカバー取付面と同一平面上に支承すると共に、
各気筒について前記ロッカーアームを支持する別体のホルダーを前記ヘッドカバー取付面より下方に取り付け、
前記ホルダーは、
前記ロッカーアームの内端部が嵌合すべき切欠溝と、
前記ホルダーに嵌め込まれ、前記切欠溝に保持されたそれぞれの前記ロッカーアームを軸支するロッカー軸と、
を有する、
ことを特徴とする多気筒エンジンの動弁機構。
【請求項２】
多気筒に共通の吸・排気カム軸を互いに平行に配すると共に、吸・排気バルブのバルブ毎に設けられるロッカーアームの内端部を揺動自在に軸支するロッカー軸を前記吸・排気カム軸の間でかつ下方に配し、前記内端部から外側方へ延在する前記ロッカーアームの先端部の上面に吸・排気カムを当接させて、前記吸・排気カム軸の回転を前記ロッカーアームを介して前記吸・排気バルブの摺動運動に変換して該吸・排気バルブを開閉する多気筒エンジンの動弁機構において、
前記吸・排気カム軸を一体型シリンダヘッドのヘッドカバー取付面と同一平面上に支承すると共に、
各気筒について前記ロッカーアームを支持する別体のホルダーを前記ヘッドカバー取付面より下方に取り付け、
前記ホルダーは、
前記ホルダーが取り付けられる取付面の側に形成され、前記ロッカーアームの内端部が嵌合すべき複数の切欠溝と、
前記ホルダーにそれぞれ嵌め込まれ、前記各切欠溝に保持されたそれぞれの前記ロッカーアームを軸支する複数のロッカー軸と、
を有する、
ことを特徴とする多気筒エンジンの動弁機構。
【請求項３】
多気筒に共通の吸・排気カム軸を互いに平行に配すると共に、吸・排気バルブのバルブ毎に設けられるロッカーアームの内端部を揺動自在に軸支するロッカー軸を前記吸・排気カム軸の間でかつ下方に配し、前記内端部から外側方へ延在する前記ロッカーアームの先端部の上面に吸・排気カムを当接させて、前記吸・排気カム軸の回転を前記ロッカーアームを介して前記吸・排気バルブの摺動運動に変換して該吸・排気バルブを開閉する多気筒エンジンの動弁機構において、
前記吸・排気カム軸を一体型シリンダヘッドのヘッドカバー取付面と同一平面上に支承すると共に、
各気筒について前記ロッカーアームを支持する別体のホルダーを前記ヘッドカバー取付面より下方に取り付け、
前記ホルダーは、
中央部を貫通して円筒状に一体形成されたプラグ孔と、
前記プラグ孔に対して前記吸・排気カム軸の軸方向の両側で、前記ホルダーが取り付けられる取付面の側に形成され、前記ロッカーアームの内端部が嵌合すべき複数の切欠溝と、
前記ホルダーにそれぞれ嵌め込まれ、前記各切欠溝に保持されたそれぞれの前記ロッカーアームを軸支する、前記吸・排気カム軸と平行に形成された４つのロッカー軸と、
前記中央部に対して前記切欠溝よりも外側に設けられた締結孔と、
を有する、
ことを特徴とする多気筒エンジンの動弁機構。
【請求項４】
前記各ホルダーを鉄系材料で構成したことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の多気筒エンジンの動弁機構。
【請求項５】
前記吸・排気カム軸の上半部を共通の一体型軸受キャップで支持し、該軸受キャップをシリンダヘッドの相対向する吸・排気側ヘッド取付ボス間に架設したことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の多気筒エンジンの動弁機構。
【請求項６】
吸・排気バルブの軸中心線上に吸・排気カム軸中心を位置せしめたことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の多気筒エンジンの動弁機構。
【請求項７】
シリンダヘッドの上部に被着されたヘッドカバーの内面にオイル受け用リブを形成したことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の多気筒エンジンの動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロッカーアーム方式を採用する多気筒エンジンの動弁機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
４サイクルエンジンにおいては、燃焼室に開口する吸気ポートと排気ポートが吸気バルブと排気バルブによってそれぞれ適当なタイミングで開閉されて所要のガス交換がなされるが、吸・排気バルブを駆動する動弁機構の１つとして、吸・排気カム軸の回転をロッカーアームを介して吸・排気バルブの摺動運動に変換して該吸・排気バルブを開閉するロッカーアーム方式が知られている。
【０００３】
ところで、ロッカーアーム方式を採用する動弁機構において、ロッカー軸を吸・排気カム軸の間でかつ下方に配置する構成を採用する場合、従来はシリンダヘッドを上下に２分割する必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のようにシリンダヘッドを上下に２分割する構成を採用すると、部品点数が増大して構造が複雑化するとともに、組付工数が増大する。
【０００５】
一方、スポーツ系の高回転エンジンにおいてバルブ挟み角が小さく、且つ、吸・排気通路角が大きくなると、シリンダ中央部にロッカーアームを配置することが困難となる。即ち、多気筒に亘って形成されたロッカー軸孔に共通のロッカー軸を通す構成ではロッカー軸孔がプラグ孔を貫通してしまい、又、長くて小径のロッカー軸孔をカム軸との間に高い平行度を維持して高精度に加工することは不可能であった。
【０００６】
他方、ロッカー軸をカム軸よりも外側に配する構成を採用すると、吸・排気通路の形成において不利を免れなかった。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ロッカー軸を吸・排気カム軸の間でかつ下方に配しつつも一体型のシリンダヘッドを採用することができ、ロッカーアームをコンパクトに支持してその支持剛性を高めることができる多気筒エンジンの動弁機構を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、多気筒に共通の吸・排気カム軸を互いに平行に配すると共に、吸・排気バルブのバルブ毎に設けられるロッカーアームの内端部を揺動自在に軸支するロッカー軸を前記吸・排気カム軸の間でかつ下方に配し、前記内端部から外側方へ延在する前記ロッカーアームの先端部の上面に吸・排気カムを当接させて、前記吸・排気カム軸の回転を前記ロッカーアームを介して前記吸・排気バルブの摺動運動に変換して該吸・排気バルブを開閉する多気筒エンジンの動弁機構において、前記吸・排気カム軸を一体型シリンダヘッドのヘッドカバー取付面と同一平面上に支承すると共に、各気筒について前記ロッカーアームを支持する別体のホルダーを前記ヘッドカバー取付面より下方に取り付け、前記ホルダーは、前記ロッカーアームの内端部が嵌合すべき切欠溝と、前記ホルダーに嵌め込まれ、前記切欠溝に保持されたそれぞれの前記ロッカーアームを軸支するロッカー軸と、を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、多気筒に共通の吸・排気カム軸を互いに平行に配すると共に、吸・排気バルブのバルブ毎に設けられるロッカーアームの内端部を揺動自在に軸支するロッカー軸を前記吸・排気カム軸の間でかつ下方に配し、前記内端部から外側方へ延在する前記ロッカーアームの先端部の上面に吸・排気カムを当接させて、前記吸・排気カム軸の回転を前記ロッカーアームを介して前記吸・排気バルブの摺動運動に変換して該吸・排気バルブを開閉する多気筒エンジンの動弁機構において、前記吸・排気カム軸を一体型シリンダヘッドのヘッドカバー取付面と同一平面上に支承すると共に、各気筒について前記ロッカーアームを支持する別体のホルダーを前記ヘッドカバー取付面より下方に取り付け、前記ホルダーは、前記ホルダーが取り付けられる取付面の側に形成され、前記ロッカーアームの内端部が嵌合すべき複数の切欠溝と、前記ホルダーにそれぞれ嵌め込まれ、前記各切欠溝に保持されたそれぞれの前記ロッカーアームを軸支する複数のロッカー軸と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、多気筒に共通の吸・排気カム軸を互いに平行に配すると共に、吸・排気バルブのバルブ毎に設けられるロッカーアームの内端部を揺動自在に軸支するロッカー軸を前記吸・排気カム軸の間でかつ下方に配し、前記内端部から外側方へ延在する前記ロッカーアームの先端部の上面に吸・排気カムを当接させて、前記吸・排気カム軸の回転を前記ロッカーアームを介して前記吸・排気バルブの摺動運動に変換して該吸・排気バルブを開閉する多気筒エンジンの動弁機構において、前記吸・排気カム軸を一体型シリンダヘッドのヘッドカバー取付面と同一平面上に支承すると共に、各気筒について前記ロッカーアームを支持する別体のホルダーを前記ヘッドカバー取付面より下方に取り付け、前記ホルダーは、中央部を貫通して円筒状に一体形成されたプラグ孔と、前記プラグ孔に対して前記吸・排気カム軸の軸方向の両側で、前記ホルダーが取り付けられる取付面の側に形成され、前記ロッカーアームの内端部が嵌合すべき複数の切欠溝と、前記ホルダーにそれぞれ嵌め込まれ、前記各切欠溝に保持されたそれぞれの前記ロッカーアームを軸支する、前記吸・排気カム軸と平行に形成された４つのロッカー軸と、前記中央部に対して前記切欠溝よりも外側に設けられた締結孔と、を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れかに記載の発明において、前記各ホルダーを鉄系材料で構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし３の何れかに記載の発明において、前記吸・排気カム軸の上半部を共通の一体型軸受キャップで支持し、該軸受キャップをシリンダヘッドの相対向する吸・排気側ヘッド取付ボス間に架設したことを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし３の何れかに記載の発明において、吸・排気バルブの軸中心線上に吸・排気カム軸中心を位置せしめたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし３の何れかに記載の発明において、シリンダヘッドの上部に被着されたヘッドカバーの内面にオイル受け用リブを形成したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る動弁機構を備える多気筒エンジン上部（シリンダヘッド部）の横断面図（図２のＢ−Ｂ線断面図）、図２は図１の矢視Ａ−Ａ線方向の図、図３は図２のＣ−Ｃ線断面図である。
【００１７】
本実施の形態に係る多気筒エンジン１は４サイクル４バルブエンジンであって、図１に示すように、アルミニウム合金製のシリンダヘッド２には各気筒についてそれぞれ２つの吸気バルブ３（図１には１つのみ図示）と２つの排気バルブ４（図１には１つのみ図示）が備えられている。
【００１８】
尚、上記シリンダヘッド２は不図示のシリンダブロックの上部に被着されており、シリンダブロックに各気筒毎に形成されたシリンダ内には不図示のピストンが上下摺動自在に嵌装されている。そして、ピストンは不図示のコンロッドを介して不図示のクランク軸に連結されている。
【００１９】
又、図１に示すように、シリンダヘッド２には各気筒について各２つの吸気通路５と排気通路６（図１にはそれぞれ１つのみ図示）が形成されており、これらの吸気通路５と排気通路６の燃焼室Ｓに開口する吸気ポート５ａと排気ポート６ａは前記吸気バルブ３と排気バルブ４によってそれぞれ適当なタイミングで開閉されて所要のガス交換がなされる。
【００２０】
ここで、吸気バルブ３と排気バルブ４を開閉駆動するための本発明に係る動弁機構の構成について説明する。
【００２１】
図１に示すように、各吸気バルブ３と各排気バルブ４は、シリンダヘッド２に圧入されたバルブガイド７，８によってそれぞれ摺動自在に挿通保持されるとともに、エアースプリングによって閉じ側に付勢されている。即ち、各吸気バルブ３と各排気バルブ４の上端にそれぞれ取り付けられたバルブリフタ９，１０はシリンダヘッド２に取り付けられたハウジング１１，１２の凹部１１ａ，１２ａにそれぞれ摺動自在に嵌合してその内部に圧力室Ｓ１，Ｓ２を形成しており、不図示のコンプレッサーから通路１１ｂ，１２ｂを経て各圧力室Ｓ１，Ｓ２に供給された圧縮エアーはエアースプリングを構成して前述のように吸気バルブ３と排気バルブ４をそれぞれ閉じ側に付勢している。
【００２２】
ところで、本実施の形態に係る多気筒エンジン１においては、図１に示すように吸気バルブ３と排気バルブ４は横断面においては（幅方向には）上方に向かって開くように傾斜して放射状に配されており、縦断面においては（長さ方向には）互いに平行を成して垂直に配されている。
【００２３】
一方、図２に示すように、シリンダヘッド２の各気筒の吸気バルブ３と排気バルブ４を挟んでこれらの長手方向両側には吸・排気側のヘッド取付ボス２ａ，２ｂがそれぞれ相対向して形成されており、これらの吸・排気側ヘッド取付ボス２ａ，２ｂの上面には半円筒状の２連軸受２ａ−１，２ｂ−１がそれぞれ形成されている。そして、各２連軸受２ａ−１，２ｂ−１の中央部には円孔状のボルト挿通孔２ｃがそれぞれ貫設されており、シリンダヘッド２は各ボルト挿通孔２ｃに挿通されたヘッドボルト１３によって不図示のシリンダブロックの上部に取り付けられ、該シリンダヘッド２の上面にはアルミニウム合金製のヘッドカバー１４が被着されている（図１及び図３参照）。
【００２４】
而して、図１に示すように、シリンダヘッド２の吸気側と排気側の各上面には吸気カム軸１５と排気カム軸１６が前記２連軸受２ａ−１，２ｂ−１によってそれぞれ回転自在に支承されて長手方向（図１の紙面垂直方向）に互いに平行に配されており、これらの吸気カム軸１５と排気カム軸１６の上半部はアルミニウム合金製の一体型軸受キャップ１７によって支持されている。ここで、軸受キャップ１７はシリンダヘッド２の相対向する吸・排気側のヘッド取付ボス２ａ，２ｂの上面に４本のボルト１８によって取り付けられており、相対向する吸・排気側のヘッド取付ボス２ａ，２ｂ間には一体型の軸受キャップ１７が架設される構成が採用されている。
【００２５】
そして、各気筒について吸気カム軸１５の前記２つの吸気バルブ３に対向する部位には２つの吸気カム１５ａ（図１には一方のみ図示）が一体に連設されており、同様に排気カム軸１６の前記２つの排気バルブ４に対向する部位には２つの排気カム１６ａ（図１には一方のみ図示）が一体に連設されている。
【００２６】
ここで、図１に示すように、吸気カム軸１５と排気カム軸１６の各内部にはパイプ材１９，２０との間に断面リング状のオイル通路２１，２２がそれぞれ形成されており、吸気カム１５ａと排気カム１６ａには各オイル通路２１，２２に連通する油孔１５ｂ，１６ｂがそれぞれ形成され、吸気カム軸１５と排気カム軸１６のジャーナル部には油孔１５ｃ，１６ｃがそれぞれ形成されている。
【００２７】
一方、前記ヘッドカバー１４の吸気側及び排気側の内面には、図１及び図３に示すように、吸気カム１５ａと排気カム１６ａにそれぞれ形成された前記油孔１５ｂ，１６ｂから噴射されるオイルを受けるためのリブ２３，２４が取り付けられている。
【００２８】
ところで、本発明に係る動弁機構はロッカーアーム式を採用するものであって、図１及び図２に示すように、ロッカー軸２５，２６を中心として揺動する計４つのロッカーアーム２７，２８を吸気カム軸１５と排気カム軸１６の間に配し、吸気カム軸１５と排気カム軸１６の回転をロッカーアーム２７，２８を介して吸気バルブ３と排気バルブ４の摺動運動に変換して該吸気バルブ３と排気バルブ４をそれぞれ適当なタイミングで開閉して所要のガス交換を行うものである。
【００２９】
而して、本実施の形態においては、シリンダヘッド２の上面（ヘッドカバー１４の取付面）よりも下方の吸・排気カム軸１５，１６の間の部位に空間を形成し、この空間に各気筒毎に別体のホルダー２９を大小３本のボルト３０，３１によって取り付け、このホルダー２９に前記４つのロッカーアーム２７，２８を計４つのロッカー軸２５，２６によって揺動可能に支持せしめる構成を採用している。
【００３０】
ところで、上記ホルダー２９はアルミニウム合金よりも強度及び剛性が高い鉄系材料によって構成され、図３に示すように、その中央部にはプラグ孔２９ａが形成され、その両側には各ロッカアーム２７，２８が嵌合すべき切欠溝２９ｂが形成されている。又、このホルダー２９には各ロッカー軸２５，２６を嵌め込むための計４つのロッカー軸孔２９ｃ（図１参照）が吸・排気カム軸１５，１６と平行（図１の紙面垂直方向）に形成されている。
【００３１】
尚、図３に示すように、ホルダー２９とシリンダヘッド２にそれぞれ形成されたプラグ孔２９ａ，２ｄには点火プラグ３２が挿入され、この点火プラグ３２はシリンダヘッド２に螺着されてその電極部３２ａは燃焼室Ｓの中央部に臨んでいる。
【００３２】
そして、各ロッカーアーム２７，２８のホルダー２９から側方へ延出する先端部の上面はスリッパ３３，３４を介して吸・排気カム１５ａ，１６ａに当接しており、下面は吸・排気バルブ３，４の上端に当接している。ここで、本実施の形態に係る動弁機構においては、図１に示すように、吸・排気バルブ３，４の軸中心線上に吸・排気カム軸１５，１６の中心が位置せしめられている。
【００３３】
次に、本発明に係る動弁機構の作用を説明する。
【００３４】
多気筒エンジン１が始動されて不図示のクランク軸が回転駆動されると、該クランク軸の回転が１／２に減速されて前記吸・排気カム軸１５，１６に伝達され、これらの吸・排気カム軸１５，１６及び吸・排気カム１５ａ，１６ａが所定の速度（クランク軸の１／２の速度）で回転駆動される。
【００３５】
而して、上述のように吸・排気カム１５ａ，１６ａが回転駆動されると、各ロッカーアーム２７，２８はその先端部に当接する吸・排気カム１５ａ，１６ａによって適当なタイミングで押し下げられるため、吸・排気バルブ３，４をエアースプリングの付勢力に抗して押し下げてこれらを各々所定時間だけ開いて所要のガス交換を行わしめる。
【００３６】
以上において、本実施の形態では各気筒についてロッカーアーム２７，２８を支持する別体のホルダー２９をシリンダヘッド２のヘッドカバー取付面より下方に取り付けたため、ロッカーアーム２７，２８を揺動自在に軸支するロッカー軸２５，２６を吸・排気カム軸１５，１６の間に配置する構成を採用したにも拘らず、シリンダヘッド２を一体型として構成することができ、これを従来のように上下に２分割する必要がなく、構造を単純化して部品点数と組付工数の削減及びコストダウンを図ることができる。
【００３７】
又、本実施の形態では、シリンダヘッド２とは別体に構成される各ホルダー２９を強度及び剛性が高い鉄系材料で構成するとともに、吸・排気カム軸１５，１６の上半部を共通の一体型軸受キャップ１７で支持し、該軸受キャップ１７をシリンダヘッド２の相対向する吸・排気側ヘッド取付ボス２ａ，２ｂ間に架設したため、ロッカーアーム２７，２８の支持系の剛性が高められ、ロッカーアーム２７，２８をコンパクトに支持してその支持剛性を高めることができる。
【００３８】
更に、吸・排気バルブ３，４の軸中心線上に吸・排気カム軸１５，１６の中心を位置せしめたため、各ロッカー軸２５，２６に作用する荷重が軽減され、該ロッカー軸２５，２６の耐久性を高めることができる。
【００３９】
又、本実施の形態では、シリンダヘッド２の上部に被着されたヘッドカバー１４の内面にオイル受け用のリブ２３，２４を形成したため、吸・排気カム１５ａ，１６ａに形成された油孔１５ｂ，１６ｂから噴射されるオイルがリブ２３，２４によって受けられて自重で落下し、吸・排気カム１５ａ，１６ａとロッカーアーム２７，２８との摺動部に供給されて潤滑と冷却に供されるため、吸・排気カム１５ａ，１６ａとロッカーアーム２７，２８との摩耗が防がれるとともに、摩擦に伴う発熱が抑えられる。
【００４０】
尚、以上は本発明を吸・排気バルブを各２つずつ備える４バルブエンジンに適用した場合について述べたが、本発明は動弁機構にロッカーアーム方式を採用する他の任意の多気筒エンジンに対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、ロッカーアームを揺動自在に軸支するロッカー軸を吸・排気カム軸の間に配し、吸・排気カム軸の間に配し、吸・排気カム軸の回転をロッカーアームを介して吸・排気バルブの摺動運動に変換して該吸・排気バルブを開閉する多気筒エンジンの動弁機構において、各気筒について前記ロッカーアームを支持する別体のホルダーを一体型シリンダヘッドのヘッドカバー取付面より下方に取り付けたため、ロッカー軸を吸・排気カム軸の間に配しつつも一体型のシリンダヘッドを採用することができ、ロッカーアームをコンパクトに支持してその支持剛性を高め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】
【図１】本発明に係る動弁機構を備える多気筒エンジン上部（シリンダヘッド部）の横断面図（図２のＢ−Ｂ線断面図）である。
【図２】図１の矢視Ａ−Ａ線方向の図である。
【図３】図２のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１          多気筒エンジン
２          シリンダヘッド
２ａ，２ｂ  ヘッド取付ボス
３          吸気バルブ
４          排気バルブ
１５        吸気カム軸
１６        排気カム軸
１７        一体型カムキャップ
２３，２４  オイル受け用リブ
２５，２６  ロッカー軸
２７，２８  ロッカーアーム
２９        ホルダー
２９ａ      プラグ孔
２９ｃ      ロッカー軸孔
【図１】
0004063960.tif 000002
【図２】
0004063960.tif 000003
【図３】
0004063960.tif 000004