JP4651579B2 - 多気筒内燃機関 - Google Patents

Description

この発明は、多気筒内燃機関におけるバルブを開閉させるロッカーアームを回動自在に支持するロッカーシャフトと、このロッカーシャフトが支持されるカムキャリアを有する多気筒内燃機関に関するものである。

従来、多気筒内燃機関におけるバルブの開閉は、各気筒に対応するバルブの数のカムを有するカムシャフトを回転させ、各カムのカムノーズがロッカーシャフトに支持されたロッカーアームを押圧し、更にロッカーアームが押圧するバルブステムが上下移動することにより行われている。このようなバルブ開閉機構を備えた多気筒内燃機関に関する発明には、特許文献１及び特許文献２に記載されたようなものがある。

この特許文献１には、「吸気側カム軸及び排気側カム軸を、下側のロアカムホルダと上側のアッパーカムホルダとで挟持し、この状態でロアカムホルダが第１の締結部材でシリンダヘッドに締結される。アッパーカムホルダとロアカムホルダとは、第１の締結部材よりも小径の第２の締結部材により、第１の締結部材よりも内側でそれぞれ締結されている。」旨記載されている。

これによれば、「シリンダヘッドの小型化が可能であり、又、第１の締結部材がロッカーシャフトの回り止めを兼ねる。」旨記載されている。

また、特許文献２には、「ロッカーアームホルダにスパークプラグ挿入用口を形成し、ロッカーシャフトを分割し、各々のロッカーシャフトを、シャフト軸方向に重なり合うように配設し、ロッカーシャフトの端部をロッカーホルダに支持する。」旨記載されている。

これによれば、「シリンダヘッド上の狭いスペースを有効利用できる。」旨記載されている。
特開２０００−１７０５０６号公報。 特許２５３７２０５号公報。

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、ロッカーシャフトは、各々のロアカムホルダ（カムキャリア）及びロッカーアームを貫通してシリンダヘッドに組付けられる。そのため、心出しに手間がかかり、又、組付けが複雑である。

また、ロアカムホルダ（カムキャリア）に形成されてロッカーシャフトを支持するロッカーシャフト支持部の位置の精度を確保するために、シリンダヘッド毎に独立して設けられたロアカムホルダ（カムキャリア）をシリンダヘッドに組付けた後に、通し加工をする必要がある。従って、そのような通し加工をするための加工設備が大規模になる虞がある。また、精度を確保するために、穴加工ツールの剛性を確保する必要があるため、ツールの小径化が困難である。そのため、ロッカーシャフトを軽量化及び小型化するのが困難であり、これに伴ってロッカーアームの軽量化及び小型化も困難である。

また、特許文献２に記載された発明では、ロッカーシャフトは、複数設けられたホルダ（カムキャリア）において、その互いに隣接するホルダ（カムキャリア）同士の間で、ロッカーシャフトを支持する構造である。そのため、シリンダヘッドにホルダ（カムキャリア）を組み付ける際、ロッカーシャフトにロッカーアームを通しながら順々に組み立てる必要があり、組み付けが複雑である。

さらに、ロッカーシャフトは、プラグ挿通部の穴と重なり合わないようにするために、ロッカーシャフトを支持する支持部をホルダ（カムキャリア）毎に加工する必要があり、位置の精度を確保するのが困難である。

そこで、この発明は、ロッカーシャフトの心出しに手間がかからず、シリンダヘッドへの組付けが容易であり、ロッカーシャフトを軽量化及び小型化することができ、更には、カムキャリアのロッカーシャフト支持部の加工設備が小規模で済み、ロッカーシャフトを支持する位置の精度の確保が容易であるカムキャリアを備えた多気筒内燃機関を提供することを課題とする。

かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ロッカーアームを押圧する複数のカムが形成されたカム軸と、該カム軸を１カ所で支持するカム軸受部と該カム軸受部から前記カム軸方向両側に突出するロッカーシャフト支持部とが一体形成され、シリンダヘッドに着脱可能に取り付けられた複数のカムキャリアと、該カムキャリア毎に独立して支持され、該カムキャリアの前記ロッカーシャフト支持部に挿嵌され、前記カム軸受部の両側に延びて前記カム軸と平行になるロッカーシャフトと、前記カムキャリアの前記カム軸受部の両側で前記ロッカーシャフトに回動自在に支持される前記ロッカーアームとを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記ロッカーシャフト支持部は、前記カム軸受部の両側に前記カム軸と同方向に延設され、ロッカーアームを支持するための切り込み部が形成され、前記ロッカーシャフト支持部には前記切り込み部を横断して貫通する貫通孔が形成され、該貫通孔に前記ロッカーシャフトが挿入されたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記カムキャリアが、各気筒毎の略真上に取付けられ、該カムキャリアの前記カム軸受部の両側に支持された前記複数のロッカーアームが全て１気筒に対応するものであることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記カムキャリアが、隣接する気筒同士の間に取付けられ、該カムキャリアの前記カム軸受部を境として、前記カム軸受部の一方側に支持された前記ロッカーアームは、隣接する一方の気筒用のものとされ、前記カム軸受部の他方側に支持された前記ロッカーアームは、隣接する他方の気筒用のものとされたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記カムキャリアに取付けられ、前記ロッカーシャフトが前記カムキャリアから抜けるのを防止する抜け止め部材を備えたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の構成に加え、前記抜け止め部材が、前記カムキャリアに形成された点火プラグ挿通部の穴に挿嵌されるカラーであって、該カラーの一部が係合する切欠き部が前記ロッカーシャフトに形成され、該ロッカーシャフトの抜け止めがされるようにしたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の構成に加え、前記抜け止め部材が、前記カムキャリアに形成されたシリンダヘッドとの締結部材用穴に挿嵌されるカラーであって、該カラーの一部が係合する切欠き部が前記ロッカーシャフトに形成され、該ロッカーシャフトの抜け止めがされるようにしたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の構成に加え、前記カラーの線膨張係数が、前記カムキャリアの線膨張係数と異なることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項６又は７に記載の構成に加え、前記カムキャリア、前記ロッカーシャフト、及び、前記ロッカーアームが、前記シリンダヘッドから供給されるオイル通路を有し、前記ロッカーシャフトの内部が中空で成形されると共に、両端部が閉じられ、かつ、前記切欠き部が前記抜け止め部材で閉塞されることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の構成に加え、前記オイル通路が、第１乃至第３のオイル通路から成り、前記カムキャリアに第１のオイル通路を設け、前記ロッカーシャフトに第２のオイル通路を設け、前記ロッカーアームに第３のオイル通路を設け、前記第３のオイル通路のオイル吐出口が、前記ロッカーアームと前記カムとの接触面に指向しており、前記ロッカーシャフトが回動することなく前記カムキャリアに支持され、前記カムが前記ロッカーアームを押圧した状態で、前記第２のオイル通路と前記第３のオイル通路との連通面積が拡大または縮小するように変動することを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０の何れかに記載の構成に加え、前記カム軸として吸気側カム軸および排気側カム軸を有し、これら２本のカム軸をそれぞれ１カ所ずつで支持する２個のカム軸受部を有し、且つ、これら２個のカム軸受部および前記ロッカーシャフト支持部が一体形成されたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ロッカーアームを押圧する複数のカムが形成されたカム軸と、カム軸を１カ所で支持するカム軸受部とカム軸受部からカム軸方向両側に突出するロッカーシャフト支持部とが一体形成され、シリンダヘッドに着脱可能に取り付けられた複数のカムキャリアと、カムキャリア毎に独立して支持され、カムキャリアのロッカーシャフト支持部に挿嵌され、カム軸受部の両側に延びて前記カム軸と平行になるロッカーシャフトと、カムキャリアのカム軸受部の両側でロッカーシャフトに回動自在に支持されるロッカーアームとを備えた。

従って、カムキャリアが複数有り、各々のカムキャリアのロッカーシャフト支持部毎に独立してロッカーシャフトを挿嵌する構造であるので、複数設けられるロッカーシャフトの全てがシャフト軸方向で軸心が揃うように心出しする必要はなく、組付けが容易である。また、ロッカーシャフトが、カムキャリア毎に分割され、短いので、ロッカーシャフトを軽量化及び小径化することができ、又、カムキャリアの加工設備が小規模で済む。さらに、ロッカーシャフト支持部のロッカーシャフトを支持する穴の位置の精度の確保が容易である。

請求項２に記載の発明によれば、ロッカーシャフト支持部は、カム軸受部の両側にカム軸と同方向に延設され、ロッカーアームを支持するための切り込み部が形成され、ロッカーシャフト支持部には切り込み部を横断して貫通する貫通孔が形成され、貫通孔に前記ロッカーシャフトが挿入された。これにより、ロッカーアームが、両側から切り込み部１５ｈにより挟持されるので、ロッカーアームの支持剛性を確保でき、ロッカーアームの正確な動作を確保できるので、高回転化、信頼性向上に寄与できる。

請求項３に記載の発明によれば、カムキャリアが、各気筒毎の略真上に取付けられ、カムキャリアのカム軸受部の両側に支持された複数のロッカーアームが全て１気筒に対応する。そのため、気筒間にカムキャリアを設ける場合には、カム軸の両端側に位置するロッカーアームを支持するためにカムキャリアを別途設ける必要があるが、それに比較して、そのようなカムキャリアを設けないで済む分、部品点数および種類が少なくて済む。

請求項４に記載の発明によれば、カムキャリアが、隣接する気筒同士の間に取付けられ、カムキャリアのカム軸受部を境として、カム軸受部の一方側に支持されたロッカーアームは、隣接する一方の気筒用のものとされ、カム軸受部の他方側に支持されたロッカーアームは、隣接する他方の気筒用のものとされた。そのため、各気筒の上に点火プラグが配設される多気筒内燃機関の場合に、カムキャリアが、点火プラグの配設の妨げとならないように構成することができる。従って、カムキャリアを、多気筒内燃機関に対して配設する設計自由度を増すことができる。

請求項５に記載の発明によれば、ロッカーシャフトがカムキャリアから抜けるのを防止すべく、カムキャリアに抜け止め部材が取付けられた。そのため、ロッカーシャフトが抜け止め部材によってカムキャリアに固定される。従って、ロッカーアームが揺動しているときに外れることを防止できる。

請求項６に記載の発明によれば、抜け止め部材が、カムキャリアに形成された点火プラグ挿通部の穴に挿嵌されるカラーであって、カラーの一部が係合する切欠き部がロッカーシャフトに形成され、ロッカーシャフトの抜け止めがされるようにした。従って、点火プラグ挿通部の穴のカラーを利用することにより、少ないスペースで、ロッカーシャフトがカムキャリアから抜けるのを防止することができる。

請求項７に記載の発明によれば、抜け止め部材が、カムキャリアに形成されたシリンダヘッドとの締結部材用穴に挿嵌されるカラーであって、カラーの一部が係合する切欠き部がロッカーシャフトに形成され、ロッカーシャフトの抜け止めがされるようにした。従って、シリンダヘッドとの締結部材用穴に挿嵌されるカラーを利用することにより、少ないスペースで、ロッカーシャフトがカムキャリアから抜けるのを防止することができる。

請求項８に記載の発明によれば、カラーの線膨張係数が、カムキャリアの線膨張係数と異なる。すなわち、カラーの線膨張係数が、カムキャリアの線膨張係数よりも大きいか、または小さい。そのため、冷間または温間で、カラーは、カムキャリアから脱着でき、常温で、カラーがカムキャリアから抜けることがない。従って、カムキャリアの運搬性および組付け性を向上させることができ、又、ボルトなどの抜け止めに比べてガタの少ない抜け止め状態を実現できる。

請求項９に記載の発明によれば、カムキャリア、ロッカーシャフト、及び、ロッカーアームが、シリンダヘッドから供給されるオイル通路を有し、ロッカーシャフトの内部が中空で成形されると共に、両端部を閉じられ、かつ、切欠き部が抜け止め部材で閉塞される。そのため、ロッカーシャフト内を通過するオイルが、切欠き部から漏れることを抑制することができる。この構造により、ロッカーシャフト内部の中空部を大きくとることができるので、ロッカーシャフトを軽量にできる。

請求項１０に記載の発明によれば、カムキャリアに第１のオイル通路を設け、ロッカーシャフトに第２のオイル通路を設け、ロッカーアームに第３のオイル通路を設け、第３のオイル通路のオイル吐出口が、ロッカーアームとカムとの接触面に指向しており、ロッカーシャフトが回動することなくカムキャリアに支持され、カムがロッカーアームを押圧した状態で、第２のオイル通路と第３のオイル通路との連通面積が拡大または縮小するように変動する。この時にガタの少ない抜け止めによりロッカーシャフトが回転を規制されているので、連通面積の変化を正確に設定することができる。これにより、正確かつ間欠的にオイルを吐出させることができるので、オイル量を抑制することができる。従って、吐出オイルによる攪拌ロスを低減させるとともに、オイルポンプ容量を減らして、オイルポンプの駆動ロス馬力を低減することができる。

［発明の実施の形態１］
以下、この発明の実施の形態１について説明する。

図１乃至図６は、この発明の実施の形態１を示す。

まず構成を説明すると、多気筒内燃機関１０は、図１に示すように、シリンダヘッド９が図示省略のシリンダブロックに配置され、このシリンダヘッド９上に、複数のカムキャリア１５が設けられている。

カムキャリア１５は、図１に示すように、互いに平行になるように配設された吸気側カム軸１１と排気側カム軸１２とを回動自在に支持し、図３に示すように、これらのカム軸１１，１２を支持するためのカム軸受穴１５ｃ，１５ｄを形成されたカム軸受部１５ｍを有している。図１で示すように、吸気側カム軸１１には、複数のカム１３ａ〜１３ｈが形成されており、排気側カム軸１２には、複数のカム１４ａ〜１４ｈが形成されている。それらの複数のカム１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈは、その各々がロッカーアーム２１，２２を押圧することができるようになっている。

このカムキャリア１５は、図３に示すように、上ホルダ１５ａと下ホルダ１５ｂとからなり、カム軸１１，１２を上下から挟めるように、上ホルダ１５ａには、上側凹部１５ｘ，１５ｙが形成され、下側ホルダ１５ｂには、下側凹部１５ｖ，１５ｗが形成されている。この各凹部１５ｘ，１５ｙ，１５ｖ，１５ｗは、上側凹部１５ｘと下側凹部１５ｖとを組合わせると、吸気側カム軸受穴１５ｃが形成され、上側凹部１５ｙと下側凹部１５ｗとを組合わせると、排気側カム軸受穴１５ｄが形成される。このようにして形成された吸気側カム軸受穴１５ｃ内に、吸気側カム軸１１が回動自在に嵌合され、排気側カム軸受穴１５ｄ内に、排気側カム軸１２が回動自在に嵌合される。このようにして、カム軸１１，１２は、図３で示すように、カム軸受穴１５ｃ，１５ｄを有したカム軸受部１５ｍにより支持される。

また、カムキャリア１５の下ホルダ１５ｂには、図３に示すように、吸気側カム軸受部１５ｃと排気側カム軸受部１５ｄとの間のロッカーシャフト支持部１５ｎに、吸気側ロッカーシャフト貫通孔１５ｅと、排気側ロッカーシャフト貫通孔１５ｆとが形成されている。

ロッカーシャフト２３，２４は、図１、図２及び図４で示すように、ロッカーシャフト支持部１５ｎにより支持されている。カム軸受部１５ｍの両側には、カム軸１１，１２（図１参照）と同方向にロッカーシャフト支持部１５ｎが延設され、このようなカムキャリア１５にロッカーシャフト支持部１５ｎを貫通する貫通孔としてのロッカーシャフト貫通孔１５ｅ，１５ｆが形成され、このロッカーシャフト貫通孔１５ｅ，１５ｆにロッカーシャフト２３，２４が挿入されている。

さらに、カムキャリア１５の下ホルダ１５ｂには、図２及び図４で示すように、吸気側ロッカーシャフト貫通孔１５ｅと排気側ロッカーシャフト貫通孔１５ｆとの間であって、それらのシャフト受部１５ｅ，１５ｆの軸方向とは垂直な方向に、点火プラグ挿通部の穴１５ｇが形成されている。そして、カムキャリア１５に形成された点火プラグ挿通部の穴１５ｇには、図１で示すように、円筒形状のカラー１６が嵌合され、このカラー１６を通ってシリンダヘッド９の方に、点火プラグ１７が配置されている。

カラー１６は、カムキャリア１５に取付けられ、ロッカーシャフト２３，２４がカムキャリア１５から抜けるのを防止する抜け止め機能を有する部材である。また、ロッカーシャフト２３，２４には、カラー１６の一部が係合する切欠き部２３ａ，２４ａが形成されており、ロッカーシャフト２３，２４の抜け止めがされるようになっている。

また、カラー１６の線膨張係数は、カムキャリア１５の線膨張係数と異なり、大きいか又は小さい。これは、冷間または温間で、カラー１６をカムキャリア１５から脱着でき、常温で、カラー１６がカムキャリア１５から抜けることがないようにするためである。このようにすると、カムキャリア１５の運搬性および組付け性を向上させることができ、又、ボルトなどの抜け止めに比べてガタの少ない抜け止め状態を実現できる。

カムキャリア１５には、図２及び図４で示すように、切り込み部１５ｈが形成されており、この切り込み部１５ｈには、吸気側ロッカーアーム２１と排気側ロッカーアーム２２とが挿入される。各ロッカーアーム２１，２２には、図２及び図４で示すように、シャフト挿通穴２１ａ，２２ａが形成されている。

カムキャリア１５の切り込み部１５ｈに吸気側ロッカーアーム２１が嵌合された状態で、吸気側ロッカーシャフト２３が、吸気側ロッカーシャフト貫通孔１５ｅ及びシャフト挿通穴２１ａに挿嵌される。また、同様に、カムキャリア１５の切り込み部１５ｈに排気側ロッカーアーム２２が嵌合された状態で、排気側ロッカーシャフト２４が、排気側ロッカーシャフト貫通孔１５ｆ及びシャフト挿通穴２２ａに挿嵌される。そして、ロッカーシャフト２３，２４は、各カムキャリア１５毎に独立して支持され、そのカムキャリア１５のロッカーシャフト支持部１５ｎを貫通してカム軸受部１５ｍの両側に延びてカム軸１１，１２と平行になっている。また、ロッカーアーム２１，２２は、カムキャリア１５のカム軸受部１５ｍの両側においてロッカーシャフト２３，２４に回動自在に支持される。

吸気側カム軸１１と排気側カム軸１２とが回転すると、吸気側カム１３ａ〜１３ｈと排気側カム１４ａ〜１４ｈの各々が、吸気側ロッカーアーム２１と排気側ロッカーアーム２２の各々を押圧し、又は、その押圧を解除する。

カムキャリア１５は、各気筒毎の略真上に取付けられ、カムキャリア１５のカム軸受部１５ｍの両側に支持された複数のロッカーアーム２１，２２が全て１気筒に対応するように構成されている。即ち、１気筒に対応する全てのバルブフェイス３２（図３参照）が、１つのカムキャリア１５の２つのロッカーシャフト２３，２４に支持された４つのロッカーアーム２１，２２の移動により、開閉を行うことができるようになっている。

上ホルダ１５ａには、ボルト穴１５ｊが形成され、下ホルダ１５ｂには、ボルト穴１５ｋが形成されている（図２及び図４参照）。上ホルダ１５ａと下ホルダ１５ｂとが合わせられると、その上から、それらの上ホルダ１５ａのボルト穴１５ｊと下ホルダ１５ｂのボルト穴１５ｋに、ボルト２５が図２のように締結され、上ホルダ１５ａと下ホルダ１５ｂとが締結される。また、下ホルダ１５ｂのボルト穴１５ｔに、ボルト２６が締結されて、カムキャリア１５をシリンダヘッド９に固定するようになっている。

また、カムキャリア１５には、図２及び図３で示すように、オイル通路１５ｐが形成され、吸気側ロッカーシャフト２３と排気側ロッカーシャフト２４には、それぞれオイル通路２３ｐ，２４ｐが形成され、又、ロッカーアーム２１，２２には、オイル通路２１ｐ，２２ｐが形成されている。

カムキャリア１５、ロッカーシャフト２３，２４、及び、ロッカーアーム２１，２２は、シリンダヘッド９から供給されるオイル通路１５ｐ，２３ｐ，２４ｐ，２１ｐ，２２ｐを有している。また、ロッカーシャフト２３，２４の内部が中空で成形され、ロッカーシャフト２３，２４が、両端部を閉じられている。また、ロッカーシャフト２３，２４は、切欠き部２３ａ，２４ａ（図４参照）が、抜け止め部材であるカラー１６で閉塞される。

また、カムキャリア１５に第１のオイル通路１５ｐが設けられ、ロッカーシャフト２３，２４に第２のオイル通路２３ｐ，２４ｐ，２３ｐ−１，２３ｐ−２，２４ｐ−１，２４ｐ−２が設けられ、ロッカーアーム２１，２２に第３のオイル通路２１ｐ，２２ｐが設けられる。第３のオイル通路２１ｐ，２２ｐのオイル吐出口２１ｑ，２２ｑは、ロッカーアーム２１，２２とカム１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈとの接触面に指向しており、ロッカーシャフト２３，２４が回動することなくカムキャリア１５に支持されている。

ロッカーシャフト２３，２４における第２のオイル通路は、ロッカーシャフト２３，２４の軸方向に形成されたオイル通路２３ｐ，２４ｐと、このオイル通路２３ｐ，２４ｐから軸方向と垂直に形成されて第１のオイル通路１５ｐからオイルが流入するオイル通路２３ｐ−１，２４ｐ−１と、オイル通路２３ｐ，２４ｐから軸方向と垂直に形成されて第３のオイル通路２１ｐ，２２ｐへとオイルを通過させるオイル通路２３ｐ−２，２４ｐ−２とからなる。

カム１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈがロッカーアーム２１，２２を押圧しない状態では、ロッカーアーム２１，２２は回動するので、オイル通路２３ｐ−２，２４ｐ−２と第３のオイル通路２１ｐ，２２ｐとの連通部が縮小し（図５（ａ）参照）、カム１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈがロッカーアーム２１，２２を押圧した状態では、オイル通路２３ｐ−２，２４ｐ−２と第３のオイル通路２１ｐ，２２ｐとの連通部が拡大するようになっている（図５（ｂ）参照）。

このとき、カム１３，１４がロッカーアーム２１，２２を押圧するか否かに関わらず、ロッカーシャフト２３，２４は回動しないので、オイル通路２３ｐ−１，２４ｐ−１と第１のオイル通路１５ｐとは、常に連通した状態となっている。

カムキャリア１５の下方には、シリンダヘッド９が設けられ、シリンダヘッド９の内部には、図３で示すように、バルブ機構３１が設けられている。バルブ機構３１は、バルブフェイス３２を有するバルブステム３３の上端が、アッパーリテーナ３４で固定され、このアッパーリテーナ３４にバルブスプリング３５の上端が固定されている。

バルブスプリング３５は、アッパーリテーナ３４とスプリングシート３６との間に配設され、カム１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈがロッカーアーム２１，２２を押圧するとバルブステム３３がロッカーアーム２１，２２に押圧されて下降し、バルブスプリング３５が収縮する。また、これとは反対にカム１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈがロッカーアーム２１，２２の押圧を解除すると、収縮していたバルブスプリング３５が延伸し、ロッカーアーム２１，２２が上昇し、又、バルブステム３３が上昇する。このようにバルブステム３３が上昇又は下降することにより、バルブフェイス３２が上下動する。

次に、この発明の実施の形態に係る多気筒内燃機関１０の作用を述べる。

カム軸１１，１２が回転すると、複数のカム１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈが回転し、カム１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈがロッカーアーム２１，２２を押圧すると、バルブステム３３が下降して図示しないシリンダ内で、バルブフェイス３２が下降することにより、吸気側では空気が吸気がされ、排気側では燃焼ガスが排気される。

また、カム１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈがロッカーアーム２１，２２を押圧しない状態のとき、バルブステム３３が上昇して図示しないシリンダ内で、バルブフェイス３２が上昇することにより、吸気側では空気が吸気されず、排気側では燃焼ガスが排気されないようになる。

このようにカム軸１１，１２が回転している間に、カムキャリア１５内の第１のオイル通路１５ｐから潤滑油が流入し、この潤滑油がロッカーシャフト２３，２４内の第２のオイル通路２３ｐ，２４ｐ内を流通し、潤滑油が、更にロッカーアーム２１，２２内の第３のオイル通路２１ｐ，２２ｐ内を通過してオイル吐出口２１ｑ，２２ｑから吐出される。吐出された潤滑油は、カム１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈとロッカーアーム２１，２２との接触面へと吹きかけられる。

このような多気筒内燃機関１０によれば、ロッカーアーム２１，２２を押圧する複数のカム１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈが形成されたカム軸１１，１２と、カム軸１１，１２を支持するカム軸受部１５ｍおよびロッカーシャフト２３，２４を支持するロッカーシャフト支持部１５ｎとが一体形成された複数のカムキャリア１５と、カムキャリア１５毎に独立して支持され、カムキャリア１５のロッカーシャフト支持部１５ｎに挿嵌され、カム軸受部１５ｍの両側に延びてカム軸１１，１２と平行になるロッカーシャフト２３，２４と、カムキャリア１５のカム軸受部１５ｍの両側においてロッカーシャフト２３，２４に回動自在に支持されるロッカーアーム２１，２２とを備えている。

従って、カムキャリア１５が複数有り、各々のカムキャリア１５のロッカーシャフト支持部１５ｎ毎に独立してロッカーシャフト２３，２４が貫通する構造であるので、複数設けられるロッカーシャフト２３，２４の全てが、シャフト軸方向で軸心が揃うように心出しする必要はなく、組付けが容易である。また、ロッカーシャフト２３，２４が、カムキャリア１５毎に分割され、短いので、ロッカーシャフト２３，２４を軽量化及び小型化（小径化、長さの短縮化）することができる。さらに、カムキャリア１５の加工設備が小規模で済む。また、カム軸受部１５ｍに対するロッカーシャフト２３，２４を支持する穴の位置の精度の確保が容易であり、動弁系挙動の改善による信頼性の向上を実現できる。また、ロッカーシャフト２３，２４のカムキャリア１５への取付工程を小規模化することができる。

さらに、ロッカーシャフト支持部１５ｎは、カム軸受部１５ｍの両側にカム軸１１，１２と同方向に延設され、ロッカーアーム２１，２２を支持するための切り込み部１５ｈが形成され、ロッカーシャフト支持部１５ｎには切り込み部１５ｈを横断して貫通する貫通孔１５ｅ，１５ｆが形成され、貫通孔１５ｅ，１５ｆにロッカーシャフト２３，２４が挿入された。これにより、ロッカーアーム２１，２２が、シャフト挿通穴２１ａ，２２ａ近傍の両側から切り込み部１５ｈにより挟持されるので、ロッカーアーム２１，２２の支持剛性を確保でき、ロッカーアーム２１，２２の正確な動作を確保できるので、高回転化、信頼性向上に寄与できる。

また、カムキャリア１５が、各気筒毎の略真上に取付けられ、カムキャリア１５のカム軸受部１５ｍの両側に支持された複数のロッカーアーム２１，２２が全て１気筒に対応する。そのため、気筒間にカムキャリア１５を設ける場合には、カム軸１１，１２の両端側に位置するロッカーアーム２１，２２を支持するためにカムキャリア１５を別途設ける必要があるが、それに比較して、そのようなカムキャリア１５を設けないで済む分、部品点数および種類が少なくて済む。

さらに、ロッカーシャフト２３，２４がカムキャリア１５から抜けるのを防止すべく、カムキャリア１５にカラー１６が取付けられた。そのため、ロッカーシャフト２３，２４がカラー１６によってカムキャリア１５に固定される。従って、ロッカーアーム２１，２２が揺動しているときに外れることを防止できる。

また、カラー１６が、カムキャリア１５に形成された点火プラグ挿通部の穴１５ｇに挿嵌されるカラー１６であって、カラー１６の一部が係合する切欠き部２３ａ，２４ａがロッカーシャフト２３，２４に形成され、ロッカーシャフト２３，２４の抜け止めがされるようにした。従って、点火プラグ挿通部の穴１５ｇのカラー１６を利用して、少ないスペースで、ロッカーシャフト２３，２４がカムキャリア１５から抜けるのを防止することができる。

また、カムキャリア１５、ロッカーシャフト２３，２４、及び、ロッカーアーム２１，２２が、シリンダヘッド９から供給されるオイル通路１５ｐ、２３ｐ、２４ｐ、２１ｐ、２２ｐを有し、ロッカーシャフト２３，２４の内部が中空で成形されると共に、ロッカーシャフト２３，２４は、両端部を閉じられ、かつ、切欠き部２３ａ，２４ａがカラー１６で閉塞される。そのため、ロッカーシャフト２３，２４内を通過するオイルが、切欠き部２３ａ，２４ａから漏れることを抑制することができる。この構造により、ロッカーシャフト２３，２４内部の中空部を大きくすることができるので、ロッカーシャフト２３，２４を軽量にできる。

さらに、カムキャリア１５に第１のオイル通路１５ｐを設け、ロッカーシャフト２３，２４に第２のオイル通路２３ｐ，２４ｐを設け、ロッカーアーム２１，２２に第３のオイル通路２１ｐ，２２ｐを設け、第３のオイル通路２１ｐ，２２ｐのオイル吐出口２１ｑ，２２ｑが、ロッカーアーム２１，２２とカム１３，１４との接触面に指向しており、ロッカーシャフト２３，２４が回動することなくカムキャリア１５に支持され、カム１３，１４がロッカーアーム２１，２２を押圧した状態で、第２のオイル通路２３ｐ，２４ｐと第３のオイル通路２１ｐ，２２ｐとの連通面積が拡大又は縮小するように変動する。この時にガタの少ない抜け止めによりロッカーシャフト２３，２４が回転を規制されているので、連通面積の変化を正確に設定することができる。これにより、正確かつ間欠的にオイルを吐出させることができるので、オイル量を抑制することができる。従って、吐出オイルによる攪拌ロスを低減させるとともに、オイルポンプ容量を減らして、オイルポンプの駆動ロス馬力を低減することができる。

なお、この発明の実施の形態１における多気筒内燃機関１０によると、ロッカーシャフト２３，２４は、ロッカーシャフト支持部１５ｎをも貫通していたが、ロッカーシャフト２３，２４を支持することができるのであれば上記実施の形態に限定されない。すなわち、ロッカーシャフト２３，２４の一端がロッカーシャフト支持部１５ｎを貫通し、他端がロッカーシャフト支持部１５ｎを貫通していない構成とすることも可能であり、必ずしも、ロッカーシャフト支持部１５ｎの両端で、ロッカーシャフト２３，２４の両端部が両方とも貫通している必要がない。

また、この発明の実施の形態１における多気筒内燃機関１０によると、ロッカーシャフト２３，２４は、カム軸受部１５ｍの両側に延びてカム軸１１，１２と平行になるように設けられていたが、上記実施の形態に限定されない。すなわち、ロッカーシャフト２３，２４が、カム軸受部１５ｍの片側のみに延びる構成とすることも可能である。例えば、カムキャリア１５を、平面視により、カム軸受部１５ｍの片側のみで構成することも可能である。例として、この発明の実施の形態３に示した図１１及び図１２のカムキャリア２１５が挙げられる。
［発明の実施の形態２］

以下、この発明の実施の形態２について説明する。

図６，図７は、この発明の実施の形態２を示す。図６及び図７において、この発明の実施の形態１と同一の部材については、同一符号を付して、以下説明を省略する。

この発明の実施の形態２におけるカムキャリア１１５が、この発明の実施の形態１におけるカムキャリア１５と異なるのは、図７で示すように、カム軸受部１１５ｍの外側で、ロッカーシャフト支持部１１５ｎに、カム軸１１，１２と平行にロッカーシャフト貫通孔１１５ｅ，１１５ｆが形成されている点と、図６で示すように、ロッカーアーム２１，２２が点火プラグ挿通部の穴１１５ｇ側で回動して上下移動するように設けられている点である。

図６で示すように、カムキャリア１１５は、カム軸受穴１１５ｃ，１１５ｄを有するカム軸受部１１５ｍと、カム軸受部１１５ｍの両側に延設されたロッカーシャフト支持部１１５ｎとを有し、ロッカーシャフト支持部１１５ｎには、ロッカーシャフト１１，１２を挿入するシャフト貫通孔１１５ｅ，１１５ｆが形成されている。

その他の作用及び効果に関しては、この発明の実施の形態１におけるカムキャリア１５と、ほぼ同様である。但し、ロッカーアーム２１，２２が回動するロッカーシャフト２３，２４が、この発明の実施の形態１では、内側であったのに対し、この発明の実施の形態２では、外側になっている。
［発明の実施の形態３］

以下、この発明の実施の形態３について説明する。

図８乃至図１３は、この発明の実施の形態３を示す。図８乃至図１３において、この発明の実施の形態１と同一の部材については、同一符号を付して、以下説明を省略する。

この発明の実施の形態３における多気筒内燃機関２００が、この発明の実施の形態１における多気筒内燃機関１０と異なるのは、以下の点である。

すなわち、まず、多気筒内燃機関２００では、図８で示すように、カムキャリア２１５が、隣接する気筒同士の間に取付けられ、カムキャリア２１５のカム軸受穴２１５ｃ，２１５ｄ（図８では図示せず、図１０で図示されている。）を有するカム軸受部２１５ｍを境として、カム軸受部２１５ｍの一方側に支持されたロッカーアーム２１，２２は、カムキャリア２１５のロッカーシャフト支持部２１５ｎに形成された切り込み部２１５ｈに挟持され、隣接する一方の気筒用のものとされ、カム軸受部２１５ｍの他方側に支持されたロッカーアーム２１，２２は、カムキャリア２１５のロッカーシャフト支持部２１５ｎに形成された切り込み部２１５ｈに挟持され、隣接する他方の気筒用のものとされている点が異なる。

また、多気筒内燃機関２００では、図１１で示すように、抜け止め部材としてのカラー２１６が、カムキャリア２１５に形成されたシリンダヘッド９との締結部材用穴２１５ｓに挿嵌されている。また、ロッカーシャフト２２３，２２４には、カラー２１６の一部が係合する切欠き部２２３ａ，２２４ａが形成され、ロッカーシャフト２２３，２２４の抜け止めがされるようになっている。

なお、図８で示すように、シリンダヘッド９における左右の端には、シリンダヘッド９の左右の端に設けられた気筒のロッカーアーム２１，２２を支持するために、カムキャリア２２０ａ（図１２（ｂ），図１３（ｂ）参照）とカムキャリア２２０ｂ（図１２（ａ），図１３（ａ）参照）が設けられている。このカムキャリア２２０ａ，２２０ｂは、図１２，図１３で示すように、カムキャリア２１５の一部と同一の形状で形成されているが、カムキャリア２１５の他の部分を欠いた形状をしている。このように形成されているのは、図８のような４気筒の各気筒に４つづつバルブ機構３１を設けた場合には、シリンダヘッド９上の両端のロッカーアーム２１，２２が、４個余ることになり、これを支えることができれば、済むからである。また、カムキャリア２２０ａにおいて、ロッカーシャフト３２３，３２４が、ロッカーシャフト２３，２４に比較して長さが小さい。また、カムキャリア２２０ｂにおいて、ロッカーシャフト４２３，４２４が、ロッカーシャフト２３，２４に比較して長さが小さく、又、カラー２１６を挿嵌する締結部材用穴２１５ｓが形成されている。また、ロッカーシャフト４２３，４２４には、切欠き部４２３ａ，４２４ａが形成されている。

このような多気筒内燃機関２００によれば、カムキャリア２１５が、隣接する気筒同士の間に取付けられ、カムキャリア２１５のカム軸受部２１５ｍを境として、カム軸受部２１５ｍの一方側に支持されたロッカーアーム２１，２２は、隣接する一方の気筒用のものとされ、カム軸受部２１５ｍの他方側に支持されたロッカーアーム２１，２２は、隣接する他方の気筒用のものとされた。そのため、各気筒の上に点火プラグ１７が配設される多気筒内燃機関２００の場合であっても、カムキャリア２１５が、点火プラグ２１７を配設する妨げとならないように構成することができる。従って、カムキャリア２１５を、多気筒内燃機関２００に対して配設する設計自由度を増すことができる。

カラー２１６が、カムキャリア２１５に形成されたシリンダヘッド９との締結部材用穴２１５ｓに挿嵌され、カラー２１６の一部が係合する切欠き部２２３ａ，２２４ａがロッカーシャフト２２３，２２４に形成され、ロッカーシャフト２２３，２２４の抜け止めがされるようにした。従って、シリンダヘッド９との締結部材用穴２１５ｓに挿嵌されるカラー２１６を利用することにより、少ないスペースで、ロッカーシャフト２２３，２２４がカムキャリア２１５から抜けるのを防止することができる。

この発明の実施の形態１に係る多気筒内燃機関の平面図である。 同実施の形態に係るカムキャリアの構成を示す平面図である。 同実施の形態に係るカムキャリアの構成を示す正面図である。 同実施の形態に係るカムキャリアの構成を示し、（ａ）は、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、（ｂ）は、図３のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 同実施の形態に係るオイル通路の構成を示す図２のＡ−Ａ線に沿うカムキャリアの断面図であり、（ａ）は、第２のオイル通路と第３のオイル通路とが連通している状態を示す断面図であり、（ｂ）は、第２のオイル通路と第３のオイル通路とが連通していない状態を示す断面図である。 この発明の実施の形態２に係るカムキャリアの構成を示す平面図である。 同実施の形態に係るカムキャリアの構成を示す正面図である。 この発明の実施の形態３に係る多気筒内燃機関の平面図である。 同実施の形態に係るカムキャリアの構成を示す平面図である。 同実施の形態に係るカムキャリアの構成を示す正面図である。 同実施の形態に係るカムキャリアの構成を示す図１０のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 同実施の形態に係るシリンダヘッドの両端に設けられるカムキャリアの構成を示し、（ａ）は、カム軸受部がないものの平面図であり、（ｂ）は、カム軸受部があるものの平面図である。 同実施の形態に係るシリンダヘッドの両端に設けられるカムキャリアの構成を示し、（ａ）は、カム軸受部がないものの断面図であり、（ｂ）は、カム軸受部があるものの断面図である。

符号の説明

9 シリンダヘッド
10 多気筒内燃機関
11 吸気側カム軸
12 排気側カム軸
13a〜13h 吸気側カム
14a〜14h 排気側カム
15 カムキャリア
15m カム軸受部
15c 吸気側カム軸受穴
15d 排気側カム軸受穴
15e 吸気側ロッカーシャフト貫通孔（貫通孔）
15f 排気側ロッカーシャフト貫通孔（貫通孔）
15g 点火プラグ挿通部の穴（抜け止め部材）
15h 切り込み部
15p 第１のオイル通路
16 カラー
17 点火プラグ
21 吸気側ロッカーアーム
22 排気側ロッカーアーム
21a シャフト挿通穴（貫通孔）
22a シャフト挿通穴（貫通孔）
21p,22p 第３のオイル通路
21q,22q オイル吐出口
23 吸気側ロッカーシャフト
24 排気側ロッカーシャフト
23a,24a 切り欠き部
23p,24p,23p-1,23p-2,24p-1,24p-2・・・第２のオイル通路
215s 締結部材用穴（抜け止め部材）

Claims (11)

1. ロッカーアームを押圧する複数のカムが形成されたカム軸と、
   該カム軸を１カ所で支持するカム軸受部と該カム軸受部から前記カム軸方向両側に突出するロッカーシャフト支持部とが一体形成され、シリンダヘッドに着脱可能に取り付けられた複数のカムキャリアと、
   該カムキャリア毎に独立して支持され、該カムキャリアの前記ロッカーシャフト支持部に挿嵌され、前記カム軸受部の両側に延びて前記カム軸と平行になるロッカーシャフトと、
   前記カムキャリアの前記カム軸受部の両側で前記ロッカーシャフトに回動自在に支持される前記ロッカーアームとを備えたことを特徴とする多気筒内燃機関。
2. 前記ロッカーシャフト支持部は、前記カム軸受部の両側に前記カム軸と同方向に延設され、ロッカーアームを支持するための切り込み部が形成され、前記ロッカーシャフト支持部には前記切り込み部を横断して貫通する貫通孔が形成され、該貫通孔に前記ロッカーシャフトが挿入されたことを特徴とする請求項１に記載の多気筒内燃機関。
3. 前記カムキャリアが、各気筒毎の略真上に取付けられ、該カムキャリアの前記カム軸受部の両側に支持された前記複数のロッカーアームが全て１気筒に対応するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の多気筒内燃機関。
4. 前記カムキャリアが、隣接する気筒同士の間に取付けられ、該カムキャリアの前記カム軸受部を境として、前記カム軸受部の一方側に支持された前記ロッカーアームは、隣接する一方の気筒用のものとされ、前記カム軸受部の他方側に支持された前記ロッカーアームは、隣接する他方の気筒用のものとされたことを特徴とする請求項１又は２に記載の多気筒内燃機関。
5. 前記カムキャリアに取付けられ、前記ロッカーシャフトが前記カムキャリアから抜けるのを防止する抜け止め部材を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の多気筒内燃機関。
6. 前記抜け止め部材が、前記カムキャリアに形成された点火プラグ挿通部の穴に挿嵌されるカラーであって、該カラーの一部が係合する切欠き部が前記ロッカーシャフトに形成され、該ロッカーシャフトの抜け止めがされるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の多気筒内燃機関。
7. 前記抜け止め部材が、前記カムキャリアに形成されたシリンダヘッドとの締結部材用穴に挿嵌されるカラーであって、該カラーの一部が係合する切欠き部が前記ロッカーシャフトに形成され、該ロッカーシャフトの抜け止めがされるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の多気筒内燃機関。
8. 前記カラーの線膨張係数が、前記カムキャリアの線膨張係数と異なることを特徴とする請求項６又は７に記載の多気筒内燃機関。
9. 前記カムキャリア、前記ロッカーシャフト、及び、前記ロッカーアームが、前記シリンダヘッドから供給されるオイル通路を有し、前記ロッカーシャフトの内部が中空で成形されると共に、両端部が閉じられ、かつ、前記切欠き部が前記抜け止め部材で閉塞されることを特徴とする請求項６又は７に記載の多気筒内燃機関。
10. 前記オイル通路が、第１乃至第３のオイル通路から成り、前記カムキャリアに第１のオイル通路を設け、前記ロッカーシャフトに第２のオイル通路を設け、前記ロッカーアームに第３のオイル通路を設け、前記第３のオイル通路のオイル吐出口が、前記ロッカーアームと前記カムとの接触面に指向しており、前記ロッカーシャフトが回動することなく前記カムキャリアに支持され、前記カムが前記ロッカーアームを押圧した状態で、前記第２のオイル通路と前記第３のオイル通路との連通面積が拡大または縮小するように変動することを特徴とする請求項９に記載の多気筒内燃機関。
11. 前記カム軸として吸気側カム軸および排気側カム軸を有し、
    これら２本のカム軸をそれぞれ１カ所ずつで支持する２個のカム軸受部を有し、且つ、
    これら２個のカム軸受部および前記ロッカーシャフト支持部が一体形成されたことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一つに記載の多気筒内燃機関。

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