車の心臓部「オーバーヘッドカムシャフト」を解説
車を知りたい
先生、「オーバーヘッドカムシャフト」ってどういう意味ですか？自動車のエンジンに関する用語ですよね？
自動車研究家
はい、そうです。「オーバーヘッドカムシャフト」、略してOHCは、カムシャフトをシリンダーヘッドに配置したエンジンのことを指します。カムシャフトはエンジンのバルブを開閉する重要な部品です。
車を知りたい
カムシャフトがシリンダーヘッドにあると、何かメリットがあるんですか？
自動車研究家
いい質問ですね。OHCは、カムシャフトがシリンダーブロックにあるOHVエンジンに比べて、バルブを動かすための部品が軽くなるので、エンジンを高回転にできるというメリットがあります。そのため、スポーティーな車によく使われています。
オーバーヘッドカムシャフトとは。
「オーバーヘッドカムシャフト」とは、エンジンのシリンダーヘッドにカムシャフトを配置した方式のことです。カムシャフト1本で吸気バルブと排気バルブの両方を駆動するSOHCと、吸気と排気をそれぞれ専用のカムシャフトで駆動するDOHCがあります。OHCに対し、カムシャフトをシリンダーブロックに配置し、プッシュロッドとロッカーアームを介してバルブを開閉するOHV方式や、現在では使われていませんが、サイドバルブ方式も存在します。OHVと比較して、OHCはバルブ開閉機構の軽量化が可能となるため、高速回転エンジンに適しています。また、吸排気バルブを独立して制御できるDOHCは、可変バルブタイミング機構や可変バルブリフト機構との相性が良いという利点もあります。
オーバーヘッドカムシャフト(OHC)とは？
エンジンは、ガソリンを爆発させて生まれるエネルギーでピストンを動かし、その力をタイヤに伝えて車を走らせます。その中で、ピストンの動きと吸排気のタイミングを制御するのが「バルブ」です。
オーバーヘッドカムシャフト(OHC)は、このバルブを動かすための重要な部品です。カムシャフトには、回転運動でバルブを押し下げるための突起「カム」が設けられており、エンジンの回転と連動してカムが上下運動することでバルブを開閉させています。
OHCの種類：SOHCとDOHC
エンジンは車の心臓部と例えられますが、その心臓を動かす重要な部品の一つに「カムシャフト」があります。カムシャフトは、エンジンの吸気と排気をコントロールするバルブの開閉タイミングを司る、いわば「呼吸」を管理する役割を担っています。
OHC（オーバーヘッドカムシャフト）は、このカムシャフトをエンジンのシリンダーヘッドに配置した方式です。これにより、バルブをより正確に、かつ高速に駆動することが可能となり、エンジン性能の向上に貢献しています。
OHCには、大きく分けて「SOHC」と「DOHC」の2種類があります。
SOHC（シングルオーバーヘッドカムシャフト）は、1つのシリンダーヘッドに対して1本のカムシャフトを配置する方式です。構造がシンプルでコストを抑えられるというメリットがあり、コンパクトカーなどによく採用されています。
一方、DOHC（ダブルオーバーヘッドカムシャフト）は、1つのシリンダーヘッドに対して2本のカムシャフトを配置する方式です。SOHCに比べて複雑な構造となりますが、吸気バルブと排気バルブを別々のカムシャフトで制御できるため、より精密なバルブ制御が可能となります。高出力、高回転が求められるスポーツカーや高級車に多く採用されています。
DOHCはさらに、吸気側と排気側の両方にバルブタイミングを変化させる機構「VVT（Variable Valve Timing）」を搭載したものが主流となっています。VVTにより、低回転域から高回転域まで、あらゆる回転数で最適なバルブタイミングを実現し、燃費性能の向上と排出ガスの低減にも貢献しています。
OHCとOHVの違い
自動車のエンジンにおいて、バルブ制御の方式は大きく分けてOHC（オーバーヘッドカムシャフト）とOHV（オーバーヘッドバルブ）の2種類が存在します。どちらもエンジンの性能を左右する重要な要素であり、それぞれに特徴があります。
OHCはカムシャフトをエンジンのシリンダーヘッドに配置し、カムシャフトからロッカーアームなどを介してバルブを直接駆動する方式です。一方、OHVはカムシャフトをシリンダーヘッドではなくシリンダーブロックに配置し、プッシュロッドとロッカーアームを介してバルブを間接的に駆動する方式です。OHCは構造がシンプルで高回転化に適している一方、OHVは低回転域でのトルクが大きく、静粛性に優れているという特徴があります。そのため、スポーツカーなど高回転域での性能が求められる車種にはOHCが、大型トラックやバスなど低回転域でのトルクが重視される車種にはOHVが採用される傾向があります。
OHCのメリット・デメリット
OHCは、従来のSOHCに比べて多くのメリットを持つ反面、いくつかのデメリットも存在します。ここでは、メリット・デメリットをそれぞれ詳しく見ていきましょう。
メリットとしてまず挙げられるのは、エンジンの高出力化です。SOHCに比べ、バルブをより精密に、そして大きく開閉できるため、より多くの混合気を燃焼室に送り込むことが可能になります。また、高回転化にも有利です。バルブを素早く開閉することで、高回転時でも安定した吸排気を実現します。さらに、燃費向上にも貢献します。バルブタイミングの自由度が高いため、燃焼効率を最適化し、燃費の向上に繋げることが可能となります。
一方で、デメリットも存在します。OHCはSOHCに比べ、構造が複雑になるため、部品点数が多くなり、製造コストが高くなる傾向にあります。また、その複雑さゆえに、エンジンルーム内のスペースを圧迫してしまうという側面も持ち合わせています。そして、構造が複雑な分、メンテナンスがSOHCに比べて煩雑になりがちです。
自動車の進化を支えるOHC技術
自動車のエンジンは、ガソリンを燃焼させて発生するエネルギーを回転運動に変換し、車を走らせる動力源です。その中で、オーバーヘッドカムシャフト（OHC）は、エンジンの吸排気バルブを開閉する重要な役割を担っています。
OHCは、カムシャフトをシリンダーヘッドの上部に配置する方式で、従来のサイドバルブ方式に比べて、高出力化、燃費向上、低重心化など多くのメリットをもたらしました。この技術革新により、自動車はよりパワフルに、そして環境にも配慮したものへと進化を遂げてきました。
OHCは、現代の自動車にとって欠かせない技術と言えるでしょう。