CN104929724B - 带减压机构的内燃机 - Google Patents

Abstract

提供带减压机构的内燃机，其能够实现紧凑化，并且能够使凸轮轴的旋转保持顺畅。在带减压机构的内燃机(10)中，在凸轮轴(24)中铸入有金属的芯杆(52)，与凸轮轴(24)一体地树脂成型有从动齿轮(23)等。减压机构(20)具备：一对支撑突起(41、42)，其设置在从动齿轮(23)；减压器(45)，其一对突出部(71、72)被支撑在一对支撑突起(41、42)之间；和施力弹簧(47)，其配置在一对突出部(71、72)之间。此外，在凸轮轴(24)的两侧设置有引导凹部(54)和平衡凹部(55)，芯杆(52)从各凹部(54、55)露出。

Description

带减压机构的内燃机

技术领域

本发明涉及适当地确保内燃机起动的带减压机构的内燃机。

背景技术

已知一种带减压机构的内燃机，例如在凸轮轴的齿轮形成有一对支撑突起，减压器和施力弹簧被支撑轴支撑，所述支撑轴被插入到一对支撑突起的各插入孔中。

减压器在被支撑轴支撑成旋转自如的状态下配置在一对支撑突起之间。此外，在凸轮轴的周面，在与减压器对置的一侧形成有引导凹部。通过沿着该引导凹部而移动减压器的动作部，从而减压器被适当地移动。

施力弹簧在被支撑轴支撑的状态下配置在一对支撑突起的外侧。利用施力弹簧的弹簧力对减压器的动作部朝向动作位置施力，并保持在与凸轮相邻的状态。

动作部在与凸轮相邻的状态下保持在从凸轮突出微小突出量的状态，利用动作部使推杆稍微抬起。因此，保持在将排气门稍微打开的状态，能够适当地进行内燃机的起动操作。

另一方面，在内燃机到达规定的旋转时，减压器由于离心力而移动到从凸轮离开的离开位置。由于动作部配置在从凸轮离开的离开位置，因此能够避免通过动作部将推杆抬起。

因此，能够将排气门及进气门准确地进行开闭，能够适当地进行内燃机的驱动(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-235516号公报

但是，专利文献1的减压机构配置成施力弹簧延长至一对支撑突起的外侧的状态。因此，很难将减压机构做得紧凑，从该角度而言尚有改进的余地。

此外，在专利文献1的减压机构中，为了使减压器适当地移动，在凸轮轴(周面)的单侧形成有引导凹部。由于在周面的单侧形成引导凹部，因而很难使凸轮轴的旋转保持顺畅，从该角度而言尚有改进的余地。

发明内容

本发明的课题在于，提供一种带减压机构的内燃机，其能够实现紧凑化，并且能够使凸轮轴的旋转保持顺畅。

本发明的第一方面为一种带减压机构的内燃机，在凸轮轴的中心部铸入有金属的芯杆，与所述凸轮轴一体地树脂成型有齿轮部和凸轮部，并且具备确保内燃机起动的减压机构，其特征在于，所述带减压机构的内燃机具备：一对支撑突起，其设置于上述齿轮部，形成有插入孔；支撑轴，其被插入于该一对支撑突起的插入孔中；减压器，其具有一对突出部，所述一对突出部被该支撑轴支撑成转动自如、并且配置在上述一对支撑突起间，所述减压器能够相对于上述凸轮部而相邻和离开；和施力弹簧，其配置在上述一对突出部之间、并且被上述支撑轴支撑，用于对该减压器向与上述凸轮部相邻的方向施力，上述凸轮轴具备：凹状的引导凹部，其在上述齿轮部与上述凸轮部之间设置在与上述减压器对置的一侧，上述减压器在该引导凹部上滑动；和凹状的平衡凹部，其设置在该引导凹部的相反侧，上述金属的芯杆从上述引导凹部和上述平衡凹部露出。

本发明的第二方面的特征在于，树脂成型有上述一对支撑突起，并且利用金属材料形成上述减压器，上述减压器的上述突出部比上述支撑突起向外方伸出。

在本发明的第一方面中，将减压器具备的一对突出部配置在一对支撑突起之间，在一对突出部之间配置有施力弹簧。这里，在一对突出部之间形成有以往未使用的空间。因此，能够利用该空间来配置施力弹簧。

由此，无需在一对支撑突起的外侧配置施力弹簧，能够实现减压机构的紧凑化。

此外，在凸轮轴的齿轮部与凸轮部之间，在与减压器对置的一侧形成有引导凹部，在引导凹部的相反侧形成有平衡凹部。这样，通过在凸轮轴的两侧形成引导凹部和平衡凹部，从而能够将凸轮轴的齿轮部和凸轮部之间的重心位置保持在凸轮轴的中心。

由此，能够在内燃机驱动时使凸轮轴的旋转保持顺畅。

这里，在凸轮轴的中心部铸入有金属的芯杆。由此，即使在凸轮轴的两侧形成引导凹部和平衡凹部，也能够确保凸轮轴的刚性和强度。

并且，使金属的芯杆从引导凹部露出。因此，在使减压器与凸轮部相邻和离开时能够利用露出于引导凹部的金属的芯杆使减压器滑动。由此，能够防止由于减压器滑动而使凸轮轴磨损，能够提高减压机构的耐久性。

并且，通过在凸轮轴的两侧形成引导凹部和平衡凹部，从而能够实现凸轮轴的轻量化。

在本发明的第二方面中，树脂成型一对支撑突起，并且利用金属材料形成减压器。并且，使减压器的突出部比支撑突起向外方伸出。

这里，在突出部的周缘形成有凸状的突起。因此，通过使突出部比支撑突起向外方伸出，从而能够将突出部的突起配置在比支撑突起靠外方的位置。

由此，能够防止突出部的角部与支撑突起接触而使支撑突起磨损。

附图说明

图1是示出本发明的具备减压机构的内燃机的剖视图。

图2是示出图1中的减压机构具备的内燃机的概念的立体图。

图3是示出图2中的减压机构的立体图。

图4是示出图3中的减压机构的分解立体图。

图5是图4中的箭头5方向的视图。

图6是沿图4中的6-6线的剖视图。

图7是图3中的7部分的放大图。

图8是沿图3中的8-8线的剖视图。

图9是示出图4中的减压器的立体图。

图10是图3中的箭头10方向的视图。

图11(a)和图11(b)是说明成型本发明的凸轮轴、从动齿轮、排气凸轮和进气凸轮的示例的图。

标号说明

10：内燃机(带减压机构的内燃机)；20：减压机构；23：从动齿轮(齿轮部)；24：凸轮轴；25：排气凸轮(凸轮部)；41、42：一对支撑突起；44：支撑轴；45：减压器；47：施力弹簧；52：芯杆；54：引导凹部；55：平衡凹部；57：插入孔；71、72：一对突出部。

具体实施方式

下面，根据附图对用于实施本发明的最佳方式进行说明。

[实施例]

对实施例的带减压机构的内燃机10进行说明。另外，为了容易理解结构，下面，将带减压机构的内燃机10作为“内燃机10”来进行说明。

作为一个示例，图1、图2所示的内燃机10是发电机用的发动机，其具备卷簧起动器(手动用的起动装置)。

如图1、图2所示，内燃机10具备：气缸体11，其形成有气缸12；气缸盖14，其设置在气缸体11的顶部；连杆16，其将活塞13和曲柄轴连结起来；气门传动机构18，其与曲柄轴连结；和减压机构20，其与气门传动机构18连结。

气门传动机构18具备：从动齿轮23，其与曲柄轴的驱动齿轮啮合；凸轮轴24，其支撑从动齿轮23；排气凸轮25和进气凸轮26，它们设置在凸轮轴24；排气挺杆28，其与排气凸轮25的凸轮面25a接触；和进气挺杆29，其与进气凸轮26的凸轮面26a接触。

并且，气门传动机构18具备：排气摇臂32，排气挺杆28经排气推杆31而与该排气摇臂32连结；进气摇臂34，进气挺杆29经进气推杆33而与该进气摇臂34连结；排气门35，其与排气摇臂32连结；和进气门36，其与进气摇臂34连结。

根据气门传动机构18，通过利用曲柄轴来使驱动齿轮旋转，从而凸轮轴24与从动齿轮23一体地旋转。由于凸轮轴24旋转，从而排气凸轮25和进气凸轮26进行旋转。

由于排气凸轮25旋转，从而利用排气凸轮25的凸轮面25a使排气挺杆28以挺杆轴37为支点而沿着上下方向摆动。排气挺杆28的摆动经排气推杆31而被传递至排气摇臂32。

由于排气摇臂32动作，从而排气门35动作，通过与排气门弹簧41协同动作而使排气口38开闭。

此外，由于进气凸轮26旋转，从而利用进气凸轮26的凸轮面26a使进气挺杆29以挺杆轴37为支点而沿着上下方向摆动。进气挺杆29的摆动经进气推杆33而被传递至进气摇臂34。

由于进气摇臂34动作，从而进气门36动作，通过与进气门弹簧44协同动作而使进气口39开闭。

如图3所示，在从动齿轮23设置有减压机构20，减压机构20被保持在与凸轮轴24和排气凸轮25接触的状态。

减压机构20具备：一对支撑突起41、42，它们空开规定间隔L1地设置在从动齿轮23的壁部23a；支撑轴44，其被一对支撑突起41、42支撑；减压器45，其被支撑轴44支撑成转动自如；和施力弹簧47，其对减压器45施力。

另外，在从动齿轮23的壁部23a形成有开口部49。

如图4所示，凸轮轴24的中心部铸入(嵌件成型)有金属的芯杆52。芯杆52被树脂制的轴外部51覆盖。金属的芯杆52形成为截面为圆形。

在利用轴外部51覆盖芯杆52时，从动齿轮23、排气凸轮25和进气凸轮26通过树脂而与轴外部51一体成型。即，凸轮轴24与从动齿轮23、排气凸轮25和进气凸轮26一体成型。

如图5、图6所示，在凸轮轴24中，在从动齿轮23与排气凸轮25之间，在相对于轴线53的两侧的部位分别大致对称(对称)地具备引导凹部54和平衡凹部55。

引导凹部54在与减压器45(参照图3)对置的一侧形成为凹状，芯杆52的一个侧部52a露出于外部。减压器45沿着露出的一个侧部52a而滑动。

平衡凹部55在引导凹部54的相反侧形成为凹状，芯杆52的另一侧部52b露出于外部。

下面，将芯杆52的一个侧部52a称为“引导侧部52a”，将另一侧部52b称为“平衡侧部52b”。

这样，由于在凸轮轴24的两侧具备引导凹部54和平衡凹部55，因此，凸轮轴24中从动齿轮23与排气凸轮25之间的重心位置被保持在凸轮轴24的中心(即，轴线53上)。

由此，能够在内燃机10驱动时使凸轮轴24的旋转保持顺畅。

并且，由于在凸轮轴24的两侧具备引导凹部54和平衡凹部55，因此能够实现凸轮轴24的轻量化。

另外，凸轮轴24被收纳在曲轴箱的内部，并被浸泡在曲轴箱内的润滑油中。因此，通过在凸轮轴24的两侧形成引导凹部54和平衡凹部55，从而能够在引导凹部54和平衡凹部55中对润滑油适当地进行搅拌/溅起飞沫。

这里，在凸轮轴24的中心部铸入有金属的芯杆52。由此，即使在凸轮轴24的两侧形成引导凹部54和平衡凹部55，也能够通过金属的芯杆52来确保凸轮轴24的刚性/强度。

如图7、图8所示，在从动齿轮23中的排气凸轮25侧的壁部23a、并且在凸轮轴24的上方，沿着左右方向空开规定间隔L1地与从动齿轮23一体地树脂成型有一对支撑突起41、42。

一对支撑突起41、42朝向排气凸轮25侧突出。在一对支撑突起41、42分别在同轴上形成有插入孔57，支撑轴44被插入到各插入孔57中。

下面，在图8中，在一对支撑突起41、42中，将纸面左侧的支撑突起称为“一个支撑突起41”，将纸面右侧的支撑突起称为“另一个支撑突起42”。

支撑轴44具有：水平轴61，其通过被插入到一对支撑突起41、42的插入孔57中而被保持水平；和铅垂轴62，其从水平轴61的基端61a朝向下方铅垂地延伸。利用水平轴61和铅垂轴62使支撑轴44形成为大致L字状。

水平轴61的末端61b贯通另一个支撑突起42的插入孔57并向从另一个支撑突起42离开的方向突出。此外，水平轴61的基端61a贯通一个支撑突起41的插入孔57并向从一个支撑突起41离开的方向突出。由此，水平轴61被一对支撑突起41、42支撑成水平的状态。

铅垂轴62从水平轴61的基端61a朝向下方弯折，铅垂轴62的上端62a配置在一对支撑突起41、42的附近。由此，通过铅垂轴62的上端62a与一对支撑突起41、42发生干涉，从而利用铅垂轴62的上端62a来阻止水平轴61从一个支撑突起41侧朝向另一个支撑突起42侧如箭头A所示地脱出。

此外，铅垂轴62的下端62b与卡定部64的卡合槽65嵌合。卡合槽65朝向凸轮轴24开口。在水平轴61被插入到一对支撑突起41、42的插入孔57中的状态下，铅垂轴62的下端62b从凸轮轴24侧与卡合槽65嵌合。

在该状态下，利用卡定部64来阻止铅垂轴62的下端62b向从凸轮轴24侧离开的方向移动。由此，利用铅垂轴62的下端62b来阻止水平轴61从另一个支撑突起42侧朝向一个支撑突起41侧如箭头B所示地脱出。

由此，无需将水平轴61的末端61b压扁或弯折来防止水平轴61向箭头B方向脱出，能够节省装配减压机构20时的工夫。

这样，通过阻止水平轴61向箭头A方向和箭头B方向脱出，从而水平轴61的基端61a和末端61b被保持在分别被一对支撑突起41、42支撑的状态。

减压器45被该水平轴61支撑成转动自如。

如图9、图10所示，将金属制的板材弯折而形成减压器45。该减压器45具有：基部67，其形成为大致矩形；重物68，其设置在基部67的上端；一对突出部71、72，其设置在基部67的两侧端；臂73，其从一对突出部71、72的一方延伸；和动作部74，其设置在臂73的末端。

一对突出部71、72中的一个突出部71从基部67的一侧端沿着一个支撑突起41的内壁41a配置。此外，一对突出部71、72中的另一个突出部72从基部67的另一侧端沿着另一个支撑突起42的内壁42a配置。

在一对突出部71、72分别形成有支撑孔76。

由于一对突出部71、72的支撑孔76与水平轴61嵌合，因此基部67和一对突出部71、72被配置在一对支撑突起41、42之间的空间78中。在该状态下，在从动齿轮23的开口部49(参照图7)配置有重物68。

此外，臂73从一个突出部71朝向排气凸轮25延伸，在臂73的末端设置有动作部74。

在一对突出部71、72配置在一对支撑突起41、42之间的空间78中的状态下，一个突出部71与一个支撑突起41的内壁41a相邻。并且，一个突出部71的周缘71a从一个支撑突起41朝向排气凸轮25侧伸出L2。

同样地，另一个突出部72与另一个支撑突起42的内壁42a相邻。并且，另一个突出部72的周缘72a从另一个支撑突起42朝向排气凸轮25侧伸出L2。

使一对突出部71、72比各支撑突起41、42向外方伸出的原因如下：

即，在一个突出部71的周缘71a形成有凸状的角部71b。同样，在另一个突出部72的周缘72a形成有凸状的角部72b。

因此，角部71b与一个内壁41a抵接，可以考虑到一个内壁41a被角部71b磨损。同样，角部72b与另一个内壁42a抵接，可以考虑到另一个内壁42a被角部72b磨损。

因此，使一个突出部71的周缘71a比一个支撑突起41向外方伸出，并使另一个突出部72的周缘72a比另一个支撑突起42向外方伸出。因此，能够阻止一个突出部71的角部71b与一个支撑突起41接触。由此，能够防止由于角部71b而使一个支撑突起41的内壁41a磨损。

同样地，能够阻止另一个突出部72的角部72b与另一个支撑突起42接触。由此，能够防止由于角部72b而使另一个支撑突起42的内壁42a磨损。

回到图7，减压器45以水平轴61为轴而沿箭头C方向摆动，从而动作部74在动作位置P1与离开位置P2之间移动。

动作位置P1是动作部74与排气凸轮25的侧壁25b(还参照图10)接触(抵接)、动作部74与排气凸轮25的基面25c相邻的位置。动作部74在与芯杆52的一个侧部52a接触的状态下形成为从排气凸轮25的基面25c突出微小突出量(还参照图8)。

因此，动作部74配置在动作位置P1，从而利用动作部74使排气挺杆28(还参照图2)上升微小突出量。

离开位置P2是动作部74从排气凸轮25的侧壁25b离开的位置。因此，动作部74配置在离开位置P2，从而动作部74从排气挺杆28(还参照图2)离开。

在一对突出部71、72之间配置有施力弹簧47。施力弹簧47卷成螺旋状，螺旋部与水平轴61嵌合，从而施力弹簧47被水平轴61支撑。在该状态下，施力弹簧47的一端47a与从动齿轮23的壁部23a抵接而按压壁部23a，施力弹簧47的另一端47b与重物68抵接而按压重物68。

因此，利用施力弹簧47的弹簧力使臂73以水平轴61为轴而朝向动作位置P1被施力。利用施力弹簧47的弹簧力使动作部74与排气凸轮25的侧壁25b接触并保持在与排气凸轮25的基面25c相邻的状态。

这里，水平轴61的基端61a和末端61b被一对支撑突起41、42分别支撑两端。因此，施力弹簧47被稳定地支撑于被一对支撑突起41、42支撑两端的水平轴61。

由此，能够适当地对臂73施加施力弹簧47的弹簧力，能够使减压器45良好地动作。

此外，施力弹簧47的螺旋部配置在一对突出部71、72之间，从而能够利用一对突出部71、72来阻止施力弹簧47从水平轴61脱出。

由此，无需在施力弹簧47(螺旋部)的端部设置卡圈等来防止施力弹簧47脱出，能够减少部件数量而节省装配作业的工夫。

如图2、图7所示，在内燃机10起动时凸轮轴24以规定转速以下旋转时，利用动作部74使排气挺杆28上升微小突出量，利用排气推杆31使排气摇臂32动作。

利用排气摇臂32使排气门35动作，排气口38(参照图1)被稍微打开。能够减少内燃机10的气缸压缩力，能够适当地进行内燃机10的起动操作。

另一方面，通过内燃机10起动而使凸轮轴24的转速超过规定转速，从而重物68由于离心力而克服施力弹簧47的弹簧力如箭头D所示地移动。因此，动作部74从动作位置P1朝向离开位置P2而移动。

动作部74移动到离开位置P2，从而动作部74从排气凸轮25的侧壁25b、即排气挺杆28离开。由此，避免通过动作部74使排气挺杆28上升，能够与内燃机10的通常运转相应地准确地开闭排气门35。

如图7、图8所示，金属的芯杆52的一个侧部52a从引导凹部54露出。动作部74和臂73的末端与引导侧部52a接触。因此，在减压器45在动作位置P1与离开位置P2之间移动时，动作部74和臂73的末端能够在与引导凹部52a接触的状态下向箭头C方向滑动。

由此，能够防止由于减压器45的滑动而使凸轮轴24磨损，能够提高减压机构20的耐久性。

此外，在一对突出部71、72之间、即一对支撑突起41、42之间配置有施力弹簧47。在一对突出部71、72之间形成有以往未使用的空间78。因此，利用该空间78来配置施力弹簧47。

由此，无需将施力弹簧47配置在一对支撑突起41、42的外侧，能够实现减压机构20的紧凑化。

减压机构20设置在曲轴箱内。因此，通过实现减压机构20的紧凑化，从而能够增加曲轴箱内的空间，能够有效地利用曲轴箱内的空间。

下面，根据图11(a)和图11(b)来对成型凸轮轴24、从动齿轮23、排气凸轮25和进气凸轮26的示例进行说明。

如图11(a)所示，在将成型模具81的固定模具82和可动模具83合模的状态下在模腔84内配置金属的芯杆52。

这里，为了容易理解树脂成型，将模腔84中的相当于从动齿轮23(参照图5)的部位作为模腔84a、将相当于排气凸轮25和进气凸轮26(参照图5)的部位作为模腔84b来进行说明。

此外，通过滚花加工使金属的芯杆52的表面52c形成为凹凸状。表面52c是在从动齿轮23与排气凸轮25之间的部位中避开引导凹部54和平衡凹部55(参照图5)的面。

在该状态下，从模腔84a侧朝向模腔84b侧如箭头E所示地射出熔融树脂，并将熔融树脂填充到模腔84中。

另外，在凸轮轴24的两侧设置有引导凹部54和平衡凹部55(参照图5)。因此，模腔84相对于熔融树脂的射出方向(即，箭头E方向)而形成为大致对称(对称)。由此，熔融树脂大致对称地被填充在模腔84的相对于射出方向的两侧。

如图11(b)所示，通过大致对称地将熔融树脂填充到模腔84的两侧，从而能够使模腔的两侧的熔融树脂均匀地凝固。由此，能够提高凸轮轴24的成型性。

通过熔融树脂凝固，从而成型凸轮轴24、从动齿轮23、排气凸轮25和进气凸轮26。

这里，金属的芯杆52的表面52c(参照图11(a))通过滚花加工而形成为凹凸状。因此，在滚花加工而成的表面52c的凹部中填充有树脂，能够提高凝固的树脂(即，轴外部51的一部分)51a与表面52c的密接力。

由此，能够在凸轮轴24的两侧设置引导凹部54和平衡凹部55。

另外，本发明的带减压机构的内燃机不限于上述的实施例，可以适当地变更、改进等。

例如，在上述实施例中，例示了发电机用的内燃机10，但不限于此，还可以将本发明的减压机构20应用于管理机、除雪机等其它装置中使用的内燃机10。

此外，在上述实施例中，对利用减压机构20的动作部74使排气挺杆28动作的示例进行了说明，但不限于此，也可以在气缸12的上方设置凸轮轴24、并利用动作部74使排气摇臂32直接动作。

并且，在上述实施例中，对将减压机构20应用于排气凸轮25(即排气门35)的示例进行了说明，但不限于此，也可以使减压机构20应用于排气凸轮25和进气凸轮26这两方。

此外，在上述实施例中所示的内燃机10、减压机构、从动齿轮、凸轮轴、排气凸轮、一对支撑突起、支撑轴、减压器、施力弹簧、芯杆、引导凹部、平衡凹部、插入孔和一对突出部等的形状及结构不限于例举的内容，可以适当地变更。

本发明适合应用于与铸入有金属的芯杆的凸轮轴一体地树脂成型有齿轮部和凸轮部并具备适当地确保起动性的减压机构的内燃机。

Claims (2)

1.一种带减压机构的内燃机，在凸轮轴的中心部铸入有金属的芯杆，与上述凸轮轴一体地树脂成型有齿轮部和凸轮部，并且具备确保内燃机起动的减压机构，其特征在于，

上述带减压机构的内燃机具备：

一对支撑突起，它们设置于上述齿轮部，形成有插入孔；

支撑轴，其被插入于该一对支撑突起的插入孔中；

减压器，其具有一对突出部，上述一对突出部被该支撑轴支撑成转动自如、并且配置在上述一对支撑突起间，上述减压器能够相对于上述凸轮部相邻和离开；和

施力弹簧，其配置在上述一对突出部之间、并且被上述支撑轴支撑，用于对该减压器向与上述凸轮部相邻的方向施力，

上述凸轮轴具备：

凹状的引导凹部，其在上述齿轮部与上述凸轮部之间设置在与上述减压器对置的一侧，上述减压器在该引导凹部上滑动；和

凹状的平衡凹部，其设置在该引导凹部的相反侧，

上述金属的芯杆从上述引导凹部和上述平衡凹部露出，

上述金属的芯杆的表面通过滚花加工而形成为凹凸状。

2.根据权利要求1所述的带减压机构的内燃机，其特征在于，

树脂成型有上述一对支撑突起，并且利用金属材料形成上述减压器，

上述减压器的上述突出部比上述支撑突起向外方伸出。