JPH11166449A

JPH11166449A - ４サイクルエンジン

Info

Publication number: JPH11166449A
Application number: JP9331902A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Watanabe; 芳男渡辺
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】多気筒に構成され、しかもバルブとともに動
作する部分が軽量な４バルブ・ＳＯＨＣ型式の４サイク
ルエンジンを提供する。【解決手段】２気筒以上の４バルブ・ＳＯＨＣエンジ
ンにおいて、a)点火プラグ５０を、電極５１が燃焼室５
内の上部中央に突出するとともに芯体がカム軸１１と二
つの排気バルブ４２との間を通るように配置し、b)排気
バルブ４２用のロッカーアーム２２・２３を、点火プラ
グ５０の両側に一つずつ配置してそれぞれを排気バルブ
４２用の各カム１３・１４に接触させる一方、吸気バル
ブ４１用のロッカーアーム２１を、排気バルブ４２用の
上記カム１３・１４の間に形成された吸気バルブ４１用
のカム１２に接触させ、c)ロッカーアーム２１・２２・
２３とバルブ４１・４２との間に、バルブクリアランス
の調整のためにシム４７を装着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】請求項に係る発明は、自動二
輪車用等として好適な４バルブ・ＳＯＨＣ型式の多気筒
４サイクルエンジンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】１気筒あたり四つのバルブを有する４バ
ルブ型式の４サイクルエンジンは、各バルブの慣性重量
が小さいうえ、バルブによる総開口面積を大きくして吸
排気効率を高くすることが可能であるため、近年、高出
力のエンジンとして自動二輪車等に搭載されることが多
くなっている。４バルブ型式とする際には、動弁機構と
燃焼室形状とを同時に高速回転向きにしやすいＤＯＨＣ
型式（ダブルオーバーヘッドカムシャフト。バルブを駆
動するためのカム軸がシリンダーヘッド上に２本あるも
の）の採用されることが多いが、コスト的に有利なＳＯ
ＨＣ型式（カム軸がシリンダーヘッド上に１本のみある
もの）が採用されることも多い。

【０００３】図８は、従来の４バルブ・ＳＯＨＣ型式の
４サイクルエンジンについて、バルブと動弁機構１０’
の概要を示す斜視図であり、特公平８−３３１４４号公
報に記載のものである。シリンダーヘッド（図示せず）
の上に１本のカム軸１１’があり、それに設けられたカ
ム１２’・１３’などによって、両側に二つずつある吸
気バルブ４１’と排気バルブ４２’とを駆動する。それ
ら合計四つのバルブ４１’・４２’は、図のように左右
（つまり吸気側および排気側）から斜めに配置されて下
端部で燃焼室（図示せず）の上部を覆い、吸気・排気の
各ポート（図示せず）の開閉を行う。そして点火プラグ
５０’は、上端部をカム軸１１’の端部側に（つまり図
の紙面の手前に）向け、左右にある吸気バルブ４１’と
排気バルブ４２’との間に芯体（絶縁碍子や端子が軸状
に延びた部分）５２’を通しながら、下端部の電極が燃
焼室の上部中央に位置するよう取り付けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図８のような４サイク
ルエンジンは、４バルブ・ＳＯＨＣ型式のものであるだ
けに、前記のとおり高出力を発揮する低コストのものと
して構成されやすい。しかし、その図のような４サイク
ルエンジンには、なおもつぎのような課題が存在する。
すなわち、イ ) 図８のエンジンは単気筒のものであろうが、点火プ
ラグ５０’を図示のように配置する場合には、多気筒の
エンジン、すなわち気筒数が２以上の４サイクルエンジ
ンを構成することが容易でない。図のエンジンを多気筒
にするなら、点火プラグ５０’の下方にあるシリンダー
（図示せず）と隣接して図示紙面の手前側または奥の側
に新たなシリンダーを設けることになるが、いずれの側
に設けるとしても点火プラグ５０’等を適切には配置で
きないからである。図示紙面の手前側にシリンダーを追
加する場合には、その新たなシリンダー上の動弁機構に
よって、現在図示されている点火プラグ５０’の取り付
けスペースが確保できなくなる。一方、紙面の奥の側に
シリンダーを追加する場合には、その新たなシリンダー
の上に点火プラグを設け難い。図示の点火プラグ５０’
と同様に上端部を図示紙面の手前に向ける場合には、図
示の動弁機構があるためにその新たな点火プラグの取り
付けスペースがとれず、また反対に上端部を紙面の奥の
方に向けるなら、その側にあるはずの、クランク軸・カ
ム軸間の動力伝達機構（伝動チェーンやギヤ類。図示せ
ず）との関係でその点火プラグの配置場所が確保され難
いのである。いかに４バルブ・ＳＯＨＣ型式のエンジン
であっても、気筒数を２以上にできないなら、回転の滑
らかな高出力エンジンにするのは難しい。

【０００５】ロ) 動弁機構１０’の動作部分のうちに、
なおも削減可能な質量が付随している。すなわち、各バ
ルブ４１’・４２’の上端に接するロッカーアーム２
１’・２２’の先端にバルブクリアランスの調整のため
アジャストスクリュー４７’が設けられており、好まし
くない。アジャストスクリュー４７’は、バルブクリア
ランスの調整に関与しない部分（上方に突出した部分）
を含むうえ緩み止めのためのナット４８’も付属してい
るため、相当の質量を有するからである。この点により
ロッカーアーム２１’・２２’の先端の質量が大きい
と、バルブ４１’・４２’の質量が大きい場合と同様、
メカニカルロスや騒音の点で不利を招くことになる。

【０００６】請求項の発明は、上記の点に鑑みてなした
もので、多気筒に構成されて回転が滑らかであり、しか
もバルブとともに動作する部分の質量が小さい４バルブ
・ＳＯＨＣ型式の４サイクルエンジンを提供せんとする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の４サイ
クルエンジンは、シリンダーヘッド上にある１本のカム
軸によって、その両側にある、気筒あたり各二つの吸気
・排気バルブを駆動する多気筒の４サイクルエンジン
（つまり２気筒以上の４バルブ・ＳＯＨＣエンジン）に
おいて、 a) 点火プラグを、電極が燃焼室内の上部中央に突出す
るとともに芯体（すなわち絶縁碍子や端子の部分）がカ
ム軸と二つの排気バルブとの間を通るように配置し、 b) 排気バルブ用のロッカーアームを、点火プラグの両
側に一つずつ（つまり１気筒あたり合計二つ）配置して
それぞれを排気バルブ用の各カム（カム軸上に二つ形成
されたカム部分のそれぞれ）に接触させる一方、吸気バ
ルブ用のロッカーアームを、排気バルブ用の上記カムの
間に形成された吸気バルブ用のカムに接触させ、 c) ロッカーアームとバルブとの間に、バルブクリアラ
ンスの調整のためにシムを装着した− ことを特徴とする。

【０００８】請求項１のこの４サイクルエンジンは、い
わゆる４バルブのＳＯＨＣエンジンであり、前述したよ
うに、吸気・排気のバルブが気筒あたり二つずつあって
各バルブの慣性重量が小さいうえ吸排気効率を高くする
ことが可能であるため、効率的に高出力を発揮すること
ができる。ＳＯＨＣすなわちカム軸が１本のみの型式で
あるから、ＤＯＨＣ型式のものに比べてコスト的に有利
であるというメリットもある。

【０００９】とくにこの４サイクルエンジンでは、多気
筒化、すなわち気筒数を二つ以上にすることが容易であ
り、またその場合に点火プラグの取り付け・取り外し等
を困難にすることもない。点火プラグの芯体を、図８の
ように吸気バルブと排気バルブとの間に通すのではなく
上記a)のとおりカム軸と二つの排気バルブとの間を通る
ように配置するからである。多気筒のエンジンに設けら
れる二つの排気バルブの間というのは、気筒間の配列方
向とは直角（またはほぼ直角）の方向に位置する部分で
あるため、そこに点火プラグを設ける以上は、多気筒化
によっても点火プラグの配置がスペース的に困難になる
ことはないのである。なお、点火プラグの先端の電極を
燃焼室内の上部中央に突出させるため、点火プラグの数
を複数にしなくても火炎の伝播性にすぐれ、ノッキング
が生じにくい。

【００１０】点火プラグの取付け位置を定めるにあたっ
ては、上記a)のようにカム軸や排気バルブに当たらない
ようにするだけでなく、その点火プラグと吸気バルブ・
排気バルブ用の各ロッカーアーム等との位置的関係にも
配慮する必要がある。その点、この４サイクルエンジン
では上記b)のように各ロッカーアームを配置して、点火
プラグ等との位置関係を適切にし相互の動作の円滑性を
確保している。すなわちまず、二つの排気バルブとカム
軸との間に点火プラグを設けるよう、排気バルブ用のロ
ッカーアームは点火プラグの両側に離して一つずつ配置
する。排気バルブ用のそのロッカーアームを駆動するた
めのカムもカム軸上において同様に離して二つ形成す
る。そのため、点火プラグは、それらロッカーアームと
カムとの間に適切に配置される。一方、カム軸をはさん
で反対側にある吸気バルブ用のロッカーアームについて
は、それを駆動するためのカムを、上記のとおり離して
配置した排気バルブ用の二つのカムの間に形成する。こ
れにより、吸気バルブ用のカムと排気バルブ用のカムと
がカム軸上にうまく区分されて形成されるとともに、各
バルブ用のロッカーアームも吸気側・排気側に離れた位
置で円滑に動作することになる。

【００１１】また、この４サイクルエンジンでは、上記
c)のように装着するシムによってバルブクリアランスの
調整を行う。つまり、厚さの異なる何種類かのシムのう
ちから適切な厚さのシムを選んでロッカーアーム・バル
ブ間に装着することにより、バルブクリアランスを適切
にするのである。シムは、その厚みのすべてがバルブク
リアランスの調整に関与するものであって無駄な部分を
含まないうえ、ナットを付属させる必要もないため、図
８に示したアジャストスクリュー４７’に比べてその質
量は格段に小さい。バルブの質量やロッカーアームの先
端の質量がこれによって小さくなるため、バルブスプリ
ングを軟らかいものにすることによりメカニカルロスを
減らし、また騒音を低減させることができる。

【００１２】なお、点火プラグの芯体をカム軸と二つの
吸気バルブとの間を通るように配置することも可能であ
る。その場合、上記a)・b)における「排気バルブ」を
「吸気バルブ」と読み替え、「吸気バルブ」を「排気バ
ルブ」と読み替えることによって、同様の機能を有する
４サイクルエンジンを構成することができる。

【００１３】請求項２の４サイクルエンジンは、さら
に、 d) 排気バルブ用の各ロッカーアームは、排気バルブ用
の上記カムに接するアーム部分と排気バルブに接するア
ーム部分とを一平面内におさめて形成し、 e) 吸気バルブ用のロッカーアームは、吸気バルブ用の
上記カムに接する１本の（共用の）アーム部分と、それ
より両側に分岐して二つの吸気バルブに接するように延
びた２本のアーム部分とを一体化して形成した− ことを特徴とする。

【００１４】この４サイクルエンジンでは、各ロッカー
アームについて、構成を簡単にし軽量にすることができ
る。つまり、まず排気バルブ用のロッカーアームは上記
d)のとおり平面的な形状とするため、明らかに構成容易
であり軽量でもある。また吸気バルブ用のロッカーアー
ムは、上記e)のとおり、カムに接する１本のアーム部分
と、それより両側に分岐して二つの吸気バルブに接する
ように延びた２本のアーム部分とを一体化したものであ
る。前記b)により排気バルブ用の二つのカムの間には吸
気バルブ用のカムを一つにまとめて形成できるため、吸
気バルブ用のロッカーアームにおいてそのカムに接する
アーム部分をも１本にするのである。二つの吸気バルブ
用のロッカーアームを一つの部品にしたわけであるか
ら、部品数が少なく、その分だけ構成が簡単である。し
かも、吸気バルブに接する側の２本のアーム部分を、上
記のカムに接する１本のアーム部分から両側に分岐させ
るため、そのロッカーアームが特別複雑な形状でなく無
用に大きくもないといえる。当該１本のアーム部分に対
するバルブ側の２本のアーム部分を、一方の側のみに形
成するのではなく両側に形成するため、支持用のロッカ
ーシャフトに沿う方向の寸法を、吸気バルブの間隔の程
度に抑えることができるからである。いずれのロッカー
アームも、軽量であれば運動特性にすぐれるため、高速
域でのエンジンの性能を向上させることができる。な
お、前記のa)において点火プラグの芯体を吸気バルブ側
に配置した場合には、上記d)・e)における「排気バル
ブ」は「吸気バルブ」と読み替え、「吸気バルブ」は
「排気バルブ」と読み替えることによって、同様の機能
を有する４サイクルエンジンを構成することが可能であ
る。

【００１５】請求項３の４サイクルエンジンは、以上の
ほか、 f) 吸気バルブ用・排気バルブ用の各ロッカーアーム
を、その支持用のロッカーシャフトに沿ってスライド可
能なように配置したことを特徴とする。

【００１６】この４サイクルエンジンでは、バルブクリ
アランスの調整、すなわちロッカーアームとバルブとの
間に装着した前記c)のシムを交換する作業を、容易に行
うことができる。上記f)の構成に基づいて、各ロッカー
アームをスライドさせ各バルブから離れた位置にまで移
動することによって、当該シムが容易に交換される状態
になるからである。シムの交換は、ロッカーアームやロ
ッカーシャフトをシリンダヘッドから取り外したうえで
行うことももちろん可能だが、そのように部品を取り外
す（そして再び取り付ける）のは手間がかかるため、請
求項３のこのエンジンによる利点は大きい。なお、ロッ
カーアームをロッカーシャフトに沿ってスライド可能に
配置するためには、両者を隙間ばめによって嵌め合わせ
るとともに、ロッカーシャフト上でのロッカーアームの
位置を、止めネジやスプリングなどの手段によって移動
可能に固定するとよい。

【００１７】請求項４の４サイクルエンジンは、さら
に、 g) シリンダーヘッドとシリンダーヘッドカバーとの間
に、パイプによって形成したプラグホールを密に組み付
けたことを特徴とする。

【００１８】この４サイクルエンジンにおいては、シリ
ンダーヘッドカバーの製造が容易である。４サイクルエ
ンジンにおけるシリンダーヘッドの上部には、カム軸や
ロッカーアーム、吸気・排気用のバルブ等からなる動弁
機構があり、それらを覆う目的でシリンダーヘッドカバ
ーが一般に取り付けられる。しかしながら、同じくシリ
ンダーヘッドに取り付けられる点火プラグは、その先端
の電極を下側の燃焼室に突出させる一方、外部からの着
脱が可能でなければならない。したがって、点火プラグ
がシリンダーヘッドの上部に取り付けられる場合、シリ
ンダーヘッドカバーは、動弁機構を密に覆いながらも点
火プラグだけは内部に閉じ込めない形をとる必要があ
り、そのために筒状のプラグホールを一部に形成し、同
ホールによって動弁機構と点火プラグとを仕切ることに
なる。この４サイクルエンジンにおいては、そのような
プラグホールを含めてシリンダーヘッドカバーの製造が
容易なのである。

【００１９】このエンジンでシリンダーヘッドカバーの
製造が容易であるのは、上記g)のように、プラグホール
を、同カバーの他の部分と分けてパイプにより形成する
からである。その場合、同カバー（プラグホールを除い
た部分）の形状がごく簡単になるうえ、パイプによって
同ホールを形成するのも容易で、両者を密に組み付ける
のも難しくないため、同ホールを含むシリンダーヘッド
カバーの製造が極めて容易になるのである。このエンジ
ンでは、前記a)のようにカム軸と排気バルブとの間を通
るように点火プラグを配置することから同ホールがシリ
ンダーの軸線に対して斜めになるため、同ホールをもし
シリンダーヘッドカバーと一体に鋳造成形するとすれ
ば、金型や中子の構成が極めて複雑になりその製造は容
易でないはずである。その点を考慮すると、請求項４の
エンジンによるメリットは大きい。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１〜図７に発明の実施について
一形態を示す。図１は、自動二輪車用の４バルブ・ＳＯ
ＨＣ型式の２気筒４サイクルエンジンについて、シリン
ダーヘッド３や動弁機構１０等を示す縦断面図である。
図２は、そのエンジンの動弁機構１０を示す平面図であ
って図１におけるII−II断面図である。図３は、同じエ
ンジンについてロッカーアーム２１・２２・２３等を下
から見た図面であり、図１におけるIII−III矢視図であ
る。図４は、図１におけるIV−IV矢視図（バルブ４１・
４２や点火プラグ５０等を除いて示すもの）である。図
３と図４とは、図３の下部が図４の上部に重なり合う関
係となる向きに描いてある。そのように重ね合わせた図
３・図４中の部品等を図３および図４中のＶ−Ｖにおい
て見た断面図が図５、また、図３および図４中のVI−VI
において見た断面図が図６である。そして図７は、図１
のエンジンにおいてカム軸１１に作用するトルクをクラ
ンク軸の回転角度の関係で表したグラフである。なお、
図１・図２・図５・図６には、この２気筒のエンジンの
うちの第１気筒について示している。他方の第２気筒に
ついては、第１気筒中の同じ部分と同一の符号（ただし
末尾に「Ａ」を追加する）を付けて図３および図４に示
し、以下では説明を省略する。

【００２１】図１に基づいてこのエンジンの概略構成を
説明するとつぎのとおりである。まず、内部にピストン
２を有するシリンダー１の上部にシリンダーヘッド３が
取り付けられていて、同ヘッド３内には、吸気ポート４
・燃焼室５・排気ポート６が形成されている。同ヘッド
３には吸気バルブ４１と排気バルブ４２とが１気筒あた
り二つずつ取り付けられており、やはり二つずつある吸
気ポート４および排気ポート６の各入口はそれらによっ
て開閉される。各バルブ４１・４２の上部は、取付け穴
４５・４６を通ってそれぞれシリンダーヘッド３の上に
突出し、コイルばね４３・４４によって各ポート４・６
を閉じる向き（上向き）の力を受けている。シリンダー
ヘッド３にはさらに点火プラグ５０が取り付けられてお
り、その先端の電極５１が燃焼室５内の上部中央に突出
している。

【００２２】シリンダーヘッド３の上部には、上記した
バルブ４１・４２を駆動するための動弁機構１０が配置
されている。図１によってその概略を述べると、まず、
２気筒の双方の真上を通るようにカム軸１１が架け渡さ
れ（図４を参照）、また、カム軸１１と平行に設けられ
たロッカーシャフト２４・２５を介してロッカーアーム
２１・２２・２３が取り付けられている。ロッカーシャ
フト２４・２５を支える部品としてカムブラケット３１
がシリンダーヘッド３上にかぶせられ、カム軸１１は、
そのカムブラケット３１とシリンダーヘッド３との間に
形成された軸受部によって回転自在に支持されている。
ロッカーシャフト２４を介して揺動自在に取り付けられ
たロッカーアーム２１は、カム１２により揺動させられ
ると、コイルばね４３の力に抗して吸気バルブ４１を押
し下げる（つまり開く）。一方、ロッカーシャフト２５
を介して揺動自在に配置されたロッカーアーム２２・２
３は、カム１３・１４によって揺動させられ、コイルば
ね４４の力に抗して排気バルブ４２を押し下げて開く。
そしてこれら動弁機構１０は、シリンダーヘッド３の上
部にかぶせられたシリンダーヘッドカバー８により覆わ
れている。

【００２３】このエンジンは、気筒数を複数にするとと
もに出力特性を向上させるように構成したものである
が、それに関連してつぎのような構成を採用している。

【００２４】1) 上記のとおり電極５１を燃焼室５の上
部中央に突出させた点火プラグ５０について、図１や図
４・図６に示すように、その芯体５２およびそれを囲う
プラグホール５５を、カム軸１１と二つの排気バルブ４
２との間を通る方向に配置した。つまり、図４のように
排気バルブ４２用の取付け穴４６の間に点火プラグ５０
用の取付け穴５３を設けるとともに、図６のようにその
プラグ５０の芯体５２等を傾けてカム軸１１との接触を
避けている。２気筒を有するこのエンジンの第１気筒で
は、図４のように左側には第２気筒があり右側にはカム
軸１１への動力伝達機構（図示しないクランク軸の駆動
力をカム軸１１に伝える傘歯車１７等）があるため、図
８の例とは違ってカム軸１１の端部の方にプラグ５０の
芯体５２を向けることはできない。しかし、排気バルブ
４２の方向は気筒間の配列方向と直角の方向であり、し
かも一般の自動二輪車用エンジンにおいては前方にあた
るため、この1)のとおりの向きに芯体５２等を傾けるこ
とによって、気筒数にかかわらず点火プラグ５０を配置
できる。点火プラグ５０の近傍には邪魔になる他の部材
がないこともあり、そのメンテナンスは円滑に行える。

【００２５】2) 点火プラグ５０を二つの排気バルブ４
２の間に配置することとの関係で、ロッカーアーム２１
・２２・２３を図２のように構成し配置した。まず、排
気用のロッカーアーム２２・２３としては、点火プラグ
５０の両側に離して直線的な（図２のように、上から見
ていわばＩの字状の）ものを一つずつ配置している。そ
して吸気用ロッカーアーム２１については、カム軸１１
に接する側のアーム部分を排気用のロッカーアーム２２
・２３の間に延ばすとともに他方のアーム部分を二つの
吸気バルブ４１の上に延ばした、いわばＹの字状の形状
（図３参照）のもの（一体で二つの吸気バルブ４１を駆
動できるもの）を一つ配置している。そしてカム軸１１
には、ロッカーアーム２２・２３のアーム部分と接する
カム１３・１４と、それらの間でロッカーアーム２１の
アーム部分と接するカム１２とを形成する。このような
構成により、点火プラグ５０の両側でカム１３・１４に
接するように排気用ロッカーアーム２２・２３を設ける
とともに、それらの間でカム１２に接するように吸気用
ロッカーアーム２１を設けて、各ロッカーアーム２１・
２２・２３やバルブ４１・４２を円滑に機能させること
ができる。

【００２６】3) バルブクリアランスの調整のため、図
５のとおり、各ロッカーアーム２１・２２・２３の先端
部（カム１２・１３・１４と接触する側とは反対側の先
端部）と吸気・排気の各バルブ４１・４２の上端部との
間に、シム４７を装着した。厚さの異なる複数種類のシ
ム４７を準備しておき、その中から適切な厚さのものを
選んで、各バルブ４１・４２の上端部に設けた凹部内に
交換可能に取り付けることによってバルブクリアランス
を調整するのである。同様の調整のために図８の例で使
用しているアジャストスクリュー４７’に比べると、シ
ム４７はかなり小さく、またナット４８’等を付属させ
る必要もないため極めて軽量である。したがってエンジ
ンが高速回転するのに適している。

【００２７】4) 図３等に示す各ロッカーアーム２１・
２２・２３を、その支持用のロッカーシャフト２４・２
５に対して隙間ばめすることにより軸長方向にもスライ
ド可能なように取り付け、かつ、それらの位置ぎめのた
めに、各ロッカーシャフト２４・２５上でロッカーアー
ム２１・２２・２３とカムブラケット３１との間にコイ
ルスプリング２６・２７・２８を圧縮して装着した。つ
まり、シャフト２４上でスライド可能なロッカーアーム
２１は、図３のようにスプリング２６によりカムブラケ
ット３１の一部に押し付けることにより運転のための正
規の位置に保ち、シャフト２５上でスライド可能なロッ
カーアーム２２・２３については、それぞれスプリング
２７・２８によりカムブラケット３１の中央支持部３６
に押し付けることにより運転のための正規の位置に保
つ。このように各ロッカーアーム２１・２２・２３を配
置したのは、上記したバルブクリアランスの調整を簡単
化するためである。つまり、このような構成をとったこ
とにより、シム４７（図５）の交換は、各ロッカーアー
ム２１・２２・２３を、それぞれスプリング２６・２７
・２８に抗しロッカーシャフト２４・２５に沿って各バ
ルブ４１・４２から離れた位置にまでスライドさせるこ
とにより行うことができ、ロッカーアーム２１・２２・
２３を取り外して上方へ移動する必要はなくなる。

【００２８】5) 図６のように点火プラグ５０の芯体５
２を囲うプラグホール５５は、円筒形状のアルミ製パイ
プによって形成し、シリンダーヘッド３とシリンダーヘ
ッドカバー８との間に密に組み付けている。シリンダー
ヘッドカバー８は、動作部分であり潤滑油を使用する部
分でもある動弁機構１０を外部と隔絶すべく覆うもので
あり、プラグホール５５は、保守・交換等を要する点火
プラグ５０を外部に露出させるとともにそのプラグ５０
と動弁機構１０との間を仕切るものである。シリンダー
ヘッドカバー８とプラグホール５５とを一体に成形でき
れば部品数が削減できて好ましいが、このエンジンで
は、点火プラグ５０を上記のようにシリンダー軸線から
傾けて配置する関係で、鋳造により両者を一体に成形す
るのは型構成上きわめて難しい。そこで、上記のとおり
プラグホール５５をパイプによってシリンダーヘッドカ
バー８とは別に形成し、製造を容易にしたのである。そ
うして形成したプラグホール５５を、図６のようにシリ
ンダーヘッドカバー８と連結し、さらに、シリンダーヘ
ッド３にシリンダーヘッドカバー８をかぶせるときにプ
ラグホール５５とシリンダーヘッド３との間の接続をも
行うこととした。プラグホール５５とシリンダーヘッド
カバー８との間、およびプラグホール５５とシリンダー
ヘッド３との間には、図のようにそれぞれシール部材５
６・５７を装着しているので、動弁機構１０に使用する
潤滑油がプラグホール５５内に入ることはない。

【００２９】6) ２気筒を有するこのエンジンにおい
て、気筒間でのクランク軸（図示せず）の位相差を３６
０°とすることにより、カムの駆動トルクの変動を小さ
くしている。クランク軸の位相差が３６０°ということ
は、気筒間の爆発時期の差がクランク軸の回転角度差に
して３６０°になること、したがって、ピストン２が２
気筒ともに同一位相で上下動することをさす。こうした
エンジンにおいてカムの駆動トルクの変動が小さくなる
理由は、図７を用いてつぎのように説明できる。すなわ
ち、図７は、カム軸１１（図１）を回転させるのに必要
な負荷トルク（縦軸）がクランク軸の回転角度（横軸）
につれてどのように変化するかを示す図である。吸気・
排気の各行程では、図１等に示した動弁機構１０のカム
１２・１３・１４の形状とバルブ４１・４２のスプリン
グ４３・４４との関係で、図７のとおり正の負荷トルク
（クランク軸の出力によってカム軸１１を駆動するとき
のトルク）と負の負荷トルク（動弁機構１０の側からカ
ム軸１１が回されるときのトルク）とが続けて作用す
る。４サイクルエンジンの特徴として、同じ気筒での排
気から吸気までの間には約１８０°の位相差がある。ク
ランク軸の位相差を３６０°にしたこのエンジンではさ
らに、第１気筒（図中の「Ｎｏ．１」）での吸気と第２
気筒（図中の「Ｎｏ．２」）での吸気との間に３６０°
の位相差があり、第１気筒での排気と第２気筒での排気
との間にも３６０°の位相差がある。そのため、２気筒
のＳＯＨＣ・４サイクルエンジンであって気筒間のクラ
ンク軸の位相差を３６０°にしたこのエンジンでは、図
のとおり正の負荷トルクと負の負荷トルクとが同時にカ
ム軸１１に作用する時間が多く（１８０°ごとにあ
る）、しかも両者はトルクの絶対値が大きい角度範囲で
同時に作用する。同時に同じカム軸１１に作用する正・
負の負荷トルクはその軸上で相殺し合うため、カム軸１
１に生じるトルクの変動が小さくなることになる。

【００３０】7) 図１・図４等のように、点火プラグ５
０の芯体５２等をカム軸１１と二つの排気バルブ４２と
の間に設けた（上記1)）こととの関係で、図６のよう
に、ロッカーシャフト２５の一部に切欠き部（細くした
部分）２５ａを形成するとともに、その切欠き部２５ａ
の付近をカムブラケット３１における中央の支持部３６
によって支えることとした。まず、ロッカーシャフト２
５の一部に切欠き部２５ａを形成したのは、図１・図４
・図６等から分かるように、カム軸１１と排気バルブ４
２との間のできるだけ中間に近い位置にロッカーシャフ
ト２５を配置しながら、二つのバルブ４１・４２とカム
軸１１との間に点火プラグ５０を設けることは、スペー
ス的に困難だからである。つまり、バルブ４１・４２と
の接触を避けるべく点火プラグ５０のプラグホール５５
をやや上方に配置すると、そのプラグホール５５がロッ
カーシャフト２５に極めて接近するため、一部に切欠き
部２５ａを形成しない限りそのロッカーシャフト２５と
プラグホール５５とが接触してしまうのである。ロッカ
ーシャフト２５をカム軸１１の近くへ移動するなら切欠
き部２５ａを不要にできる可能性もあるが、その場合に
はロッカーアーム２２・２３の腕の長さがアンバランス
になりがちである。また、カム軸１１の位置をシリンダ
ー１の中心線の真上から吸気側へ大きく移動するとすれ
ば、排気側のロッカーアーム２５の腕が全体に長くな
り、やはり運動特性が低下する。つぎに、カムブラケッ
ト３１に中央支持部３６を設けてロッカーシャフト２５
の切欠き部２５ａ付近を支持させるのは、切欠き部２５
ａを形成したことによってそのロッカーシャフト２５の
強度が低下しているからである。しかもその付近には、
二つのロッカーアーム２２・２３によって、他の部分よ
りも大きな力がロッカーシャフト２５に作用する。そこ
で図３のように、カムブラケット３１を矩形枠状に形成
したうえ中央付近に支持部３６を設け、その支持部３６
内のボス穴にロッカーシャフト２５を通すことにより当
該シャフト２５を支えることとしたのである。その支持
部３６は、二つのロッカーアーム２２・２３の間にあっ
て点火プラグ５０のプラグホール５５に近いため図のよ
うに切欠き部３６ａを含んでいて、ロッカーシャフト２
５（の切欠き部２５ａ）を露出させるものであるが、そ
の切欠き部３６ａが支持部３６の全長（軸長方向の全
長）には及ばないため、十分な強さでロッカーシャフト
２５を保持し、そのたわみと応力とを低減する。

【００３１】以上、発明の実施について一形態を紹介し
たが、発明がこの例に限られるものでないことはもちろ
んである。たとえば、上に示したエンジンは２気筒であ
ったが、前記1)や2)にしたがって点火プラグ５０等の配
置を適切に定める以上、３気筒以上のエンジンを構成す
ることも可能である。

【００３２】

【発明の効果】請求項１に記載した４サイクルエンジン
にはつぎのような効果がある。すなわち、イ ) いわゆる４バルブのＳＯＨＣエンジンであって、各
バルブの慣性重量が小さいうえ吸排気効率を高くできる
ことから、高効率・高出力化が可能である。またＤＯＨ
Ｃ型式のものに比べて軽量でコスト的に有利である。

【００３３】ロ) 点火プラグの芯体をカム軸と二つの排
気バルブとの間を通るように配置するため、多気筒化、
すなわち気筒数を二つ以上にすることが容易である。４
バルブ・ＳＯＨＣエンジンを多気筒化できると、そのエ
ンジンを高出力にし、かつ回転を滑らかにすることがで
きる。なお、多気筒化した場合にも、このエンジンでは
点火プラグの取り付け・取り外し等が困難になることは
なく、各バルブ用のロッカーアームの動作の円滑性も確
保される。

【００３４】ハ) アジャストスクリューなどよりも軽量
なシムによってバルブクリアランスの調整を行うため、
メカニカルロスが少なく、また騒音を低減させることが
できる。

【００３５】また請求項２の４サイクルエンジンでは、ニ ) 各ロッカーアームを簡単かつ軽量なものに構成する
ことができる。排気バルブ用のロッカーアームを平面的
な形状にするうえ、吸気バルブ用のロッカーアームにつ
いても、ロッカーシャフトに沿う方向の寸法を極力短く
した一体物にするからである。ロッカーアームが軽量で
あれば、エンジンとしては高速域での性能が高くなる。

【００３６】請求項３の４サイクルエンジンでは、ホ ) 各ロッカーアームをロッカーシャフトに沿ってスラ
イド可能に配置するため、上記ハ)のシムの交換、すなわ
ちバルブクリアランスの調整作業を容易に行うことがで
きる。

【００３７】請求項４の４サイクルエンジンでは、ヘ ) パイプによってプラグホールを形成するため、鋳造
等によるシリンダーヘッドカバーの製造が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施について一形態を示す図であり、自
動二輪車用の４バルブ・ＳＯＨＣ型式の２気筒４サイク
ルエンジンについて、シリンダーヘッド３付近の要部を
示す縦断面図である。

【図２】図１におけるII−II断面図であって、上記エン
ジンの動弁機構１０を示す平面図である。

【図３】図１におけるIII−III矢視図であって、上記エ
ンジンについてロッカーアーム２１・２２・２３等を下
から見た図面である。なお、図３における下部が図４内
の上部に重なり合う関係にある。

【図４】図１におけるIV−IV矢視図であって、バルブ４
１・４２や点火プラグ５０等を除いてシリンダー３等を
示す平面図である。なお、図３における下部が図４内の
上部に重なり合う関係にある。

【図５】上記のように重ね合わせた図３・図４中の部品
等を、図３および図４におけるＶ−Ｖにおいて見た断面
図である。

【図６】上記のように重ね合わせた図３・図４中の部品
等を、図３および図４におけるVI−VIにおいて見た断面
図である。

【図７】図１のエンジンについて、カム軸１１に作用す
るトルクを縦軸にとり、クランク軸の回転角度を横軸に
とって両者の関係を表したグラフである。

【図８】従来の４バルブ・ＳＯＨＣ型式の４サイクルエ
ンジンについて動弁機構１０’等の概要を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】３シリンダーヘッド８シリンダーヘッドカバー１０動弁機構１１カム軸１２・１３・１４カム２１・２２・２３ロッカーアーム２４・２５ロッカーシャフト４１吸気バルブ４２排気バルブ４７シム５０点火プラグ５１電極５２芯体５５プラグホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｂ 23/08 Ｆ０２Ｂ 23/08 Ｓ 75/18 75/18 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダーヘッド上にある１本のカム軸
によって、その両側にある、気筒あたり各二つの吸気・
排気バルブを駆動する多気筒の４サイクルエンジンにお
いて、点火プラグを、電極が燃焼室内の上部中央に突出すると
ともに芯体がカム軸と二つの排気バルブとの間を通るよ
うに配置し、排気バルブ用のロッカーアームを、点火プラグの両側に
一つずつ配置してそれぞれを排気バルブ用の各カムに接
触させる一方、吸気バルブ用のロッカーアームを、排気
バルブ用の上記カムの間に形成された吸気バルブ用のカ
ムに接触させ、ロッカーアームとバルブとの間に、バル
ブクリアランスの調整のためにシムを装着したことを特
徴とする４サイクルエンジン。
【請求項２】排気バルブ用の各ロッカーアームは、排
気バルブ用の上記カムに接するアーム部分と排気バルブ
に接するアーム部分とを一平面内におさめて形成し、吸気バルブ用のロッカーアームは、吸気バルブ用の上記
カムに接する１本のアーム部分と、それより両側に分岐
して二つの吸気バルブに接するように延びた２本のアー
ム部分とを一体化して形成したことを特徴とする請求項
１に記載の４サイクルエンジン。
【請求項３】吸気バルブ用・排気バルブ用の各ロッカ
ーアームを、その支持用のロッカーシャフトに沿ってス
ライド可能なように配置したことを特徴とする請求項１
または２に記載の４サイクルエンジン。
【請求項４】シリンダーヘッドとシリンダーヘッドカ
バーとの間に、パイプによって形成したプラグホールを
密に組み付けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の４サイクルエンジン。