JP2008025487A - Valve gear and internal combustion engine having the valve gear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動二輪車或いは自動車などにおける内燃機関において、アクセル開度に応じてバルブのリフト量、リフトタイミング及び作用角を可変制御する動弁装置に関するものである。 The present invention relates to a valve operating apparatus that variably controls a lift amount, a lift timing, and a working angle of a valve in accordance with an accelerator opening in an internal combustion engine in a motorcycle or an automobile.
最近の内燃機関において、可変位相とカム切換の組合せが出始め、その後作用角及びリフト量を連続可変する3次元カムを使用する方式の動弁装置が提案されている。例えば直打式円筒タペットの頂部に接触角変化に対する追従機構を設け、3次元カムを軸方向にスライドさせることにより、バルブリフト量を無段階に可変するものがある。 In recent internal combustion engines, a combination of variable phase and cam switching has started, and then a valve operating system using a three-dimensional cam that continuously varies the operating angle and lift amount has been proposed. For example, there is a type in which a follow-up mechanism for contact angle change is provided at the top of a direct hitting cylindrical tappet, and a valve lift amount is varied steplessly by sliding a three-dimensional cam in the axial direction.
この種の動弁装置において気筒あたり4つの吸排気バルブを備え、更にそれらのバルブの作動タイミングを変更する機構を持つものが開発されている。例えば吸気側のカム位相を可変制御し、排気側とのオーバラップ量をエンジン回転数に応じて変化させることで、燃焼効率を向上させるようにしている。 This type of valve operating device has been developed that includes four intake / exhaust valves per cylinder and further has a mechanism for changing the operation timing of these valves. For example, the combustion phase is improved by variably controlling the cam phase on the intake side and changing the overlap amount with the exhaust side according to the engine speed.
例えば特許文献1には3次元カムを用いた動弁装置が開示されている。また、特許文献2にはバルブリフタと立体カムとの間に、アーム部を覆うようにしてタペットガイドを設けたものが開示されている。この例ではタペットガイドがあるので、誤ってバルブリフタを傾斜させてしまうのを防止することができるようになっている。 For example, Patent Document 1 discloses a valve gear using a three-dimensional cam. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707 discloses a tappet guide provided between a valve lifter and a three-dimensional cam so as to cover an arm portion. In this example, since there is a tappet guide, it is possible to prevent the valve lifter from being inclined by mistake.
ところで一般に、直打式カム機構でない場合ロッカーアーム式(スイングアーム式)の動弁機構を採用する。ロッカーアーム式はカム軸とは別軸のロッカーアームにロッカーアームを揺動可能に軸支させ、カムのリフト特性に合わせてロッカーアームが揺動することにより、バルブステムを進退動させるようになっている。 In general, a rocker arm type (swing arm type) valve operating mechanism is employed when the direct hitting cam mechanism is not used. In the rocker arm type, the rocker arm is pivotally supported by a rocker arm that is separate from the camshaft, and the rocker arm swings according to the lift characteristics of the cam, so that the valve stem moves forward and backward. ing.
その際、特にロッカーアームのスリッパ面とカムとの間、或いはロッカーアームのアジャストスクリュとバルブステムとの間のフレッティングコロージョン(微少すり動作による磨耗)や打音発生を防止する必要がある。そのためロッカーアームのスリッパ面又はアジャストスクリュをカム又はバルブステムに常時当接させている。具体的にはロッカーシャフトとロッカーアームとの間にねじりバネを介在させ、ロッカーアームの一部をカム又はバルブステムに対して付勢する。 At that time, it is particularly necessary to prevent fretting corrosion (abrasion caused by a slight rubbing operation) and sound generation between the slipper surface of the rocker arm and the cam or between the rocker arm adjusting screw and the valve stem. Therefore, the slipper surface of the rocker arm or the adjustment screw is always brought into contact with the cam or the valve stem. Specifically, a torsion spring is interposed between the rocker shaft and the rocker arm, and a part of the rocker arm is urged against the cam or the valve stem.
ところが、ロッカーアーム式でない所謂、浮動式バルブリフタを用いる場合、バルブリフタをシリンダヘッドに支持するための軸(ロッカーシャフトに相当するもの)を持っていないため、上述のねじりバネを装着することができない。浮動式バルブリフタにおいてそのままでは、フレッティングコロージョンや打音発生を有効に防止することが困難である。 However, when a so-called floating valve lifter that is not a rocker arm type is used, the above-mentioned torsion spring cannot be mounted because it does not have a shaft (corresponding to a rocker shaft) for supporting the valve lifter on the cylinder head. If the floating valve lifter is used as it is, it is difficult to effectively prevent fretting corrosion and generation of hitting sound.
なお、従来例において、特に特許文献2等に記載のものにあってはタペットガイドを外す際の方向が、バルブリフタを取り外す方向と同一になっている。このとき誤ってバルブリフタを持ち上げてしまい、その結果バルブリフタ内のボールを脱落させてしまう可能性があった。
In the conventional example, particularly in the one described in
本発明はかかる実情に鑑み、特にバルブリフタとカム又はバルブステムとの間のフレッティングコロージョンや打音の発生を有効に防止する動弁装置及びこれを備えた内燃機関を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention has an object to provide a valve operating device that effectively prevents the occurrence of fretting corrosion and hammering between a valve lifter and a cam or valve stem, and an internal combustion engine equipped with the same. .
本発明の動弁装置は、カム軸方向にスライド可能な立体カムを持ち、1つのカムで複数のバルブを進退させるバルブリフタを備えた動弁装置において、前記バルブリフタはバルブステムを押圧可能なアーム部と、このアーム部に対して回転可能なローラータペットとを備え、前記アーム部は前記バルブステムとのクリアランスを調整し得るアジャストスクリュを先端部に締結して、このアジャストスクリュと前記バルブステムとを略同一線上に配置すると共に、前記バルブステムとの間で互いの距離を広げる方向の付勢力を有する付勢部材と当接する受圧部を備えたことを特徴とする。 The valve operating apparatus of the present invention has a three-dimensional cam slidable in the cam shaft direction and includes a valve lifter that moves a plurality of valves back and forth with one cam. The valve lifter is an arm portion that can press the valve stem. And a roller tappet that is rotatable with respect to the arm portion, and the arm portion fastens an adjustment screw capable of adjusting a clearance with the valve stem at a tip portion, and the adjustment screw and the valve stem are connected to each other. The pressure receiving portion is disposed on substantially the same line, and has a pressure receiving portion that comes into contact with an urging member having an urging force in a direction of increasing the distance from the valve stem.
また、本発明の動弁装置において、前記付勢部材は、前記バルブステムの軸方向に付勢力を有して前記バルブステムと同心状に配設され、少なくとも前記バルブステムと前記アジャストスクリュとの一部を包むように配設されることを特徴とする。 In the valve operating apparatus of the present invention, the urging member has an urging force in the axial direction of the valve stem and is disposed concentrically with the valve stem, and includes at least the valve stem and the adjustment screw. It is arranged to wrap a part.
また、本発明の動弁装置において、前記付勢部材は、一方の端部を前記バルブステム上部に設けられるバルブコッタに当接させると共に、他方の端部を前記バルブリフタの前記アーム部側に当接させることを特徴とする。 Further, in the valve operating apparatus according to the present invention, the biasing member has one end abutted on a valve cotter provided on the valve stem upper part, and the other end abutted on the arm part side of the valve lifter. It is characterized by making it.
また、本発明の動弁装置において、前記ローラータペットは、カムロブと接触する部分を平坦とした円筒状部を設け、この円筒状部と前記カムロブとの間で線接触させるようにしたことを特徴とする。 Further, in the valve gear of the present invention, the roller tappet is provided with a cylindrical portion having a flat portion in contact with the cam lobe, and makes a line contact between the cylindrical portion and the cam lobe. And
また、本発明の動弁装置において、前記円筒状部は、前記カムロブのベースサークル面に対して線接触することを特徴とする。 In the valve gear of the present invention, the cylindrical portion is in line contact with a base circle surface of the cam lobe.
また、本発明の動弁装置において、前記バルブリフタは、前記アーム部と前記ローラータペットとの間にニードルベアリングを介在させたことを特徴とする。 In the valve operating apparatus according to the present invention, the valve lifter is characterized in that a needle bearing is interposed between the arm portion and the roller tappet.
また、本発明の内燃機関は、吸気バルブ及び排気バルブにより吸排気を制御するようにした内燃機関であって、吸気側又は排気側に上記いずれかの動弁装置を備えたことを特徴とする。 The internal combustion engine of the present invention is an internal combustion engine in which intake and exhaust are controlled by an intake valve and an exhaust valve, and is provided with any of the above valve operating devices on the intake side or the exhaust side. .
本発明によれば、この種のエンジンにおいてアクセル開度に応じてバルブリフト量及び作用角を無段階可変制御する。この場合、簡素な構成で簡単な操作により複数気筒の同調を図ることができる。 According to the present invention, in this type of engine, the valve lift amount and the operating angle are variably controlled in accordance with the accelerator opening. In this case, a plurality of cylinders can be synchronized by a simple operation with a simple configuration.
特にバルブステムとアジャストスクリュとを同一直線上に配設し、それらの外方にスプリングを設け、このスプリングを圧縮した状態でその両端をバルブステム側とバルブリフタ側とに当接させる。これによりバルブリフタを常時バルブ閉じ方向へ付勢し、ローラータペットをカムロブに常時当接させることができる。これによりフレッティングコロージョンや打音の発生を有効に防止することができる。 In particular, the valve stem and the adjusting screw are arranged on the same straight line, a spring is provided on the outside thereof, and both ends of the spring are brought into contact with the valve stem side and the valve lifter side in a compressed state. As a result, the valve lifter can always be urged in the valve closing direction, and the roller tappet can always be brought into contact with the cam lobe. Thereby, generation | occurrence | production of fretting corrosion and a hitting sound can be prevented effectively.
また、ローラータペットのカムロブ摺接面は湾曲形状を呈し、摺接面にはローラータペットの周方向に連続する頂点(稜線)を有するが、本発明ではこの稜線部分に平坦面を持たせ、概略円筒状部を形成するようなローラータペット形状とする。これによりバルブリフタの傾斜によるフレッティングコロージョンを更に低減することができる。 Further, the cam lobe slidable contact surface of the roller tappet has a curved shape, and the slidable contact surface has an apex (ridge line) continuous in the circumferential direction of the roller tappet. The shape is a roller tappet that forms a cylindrical portion. As a result, fretting corrosion due to the inclination of the valve lifter can be further reduced.
以下、図面に基づき、本発明による動弁装置及びこれを備えた内燃機関の好適な実施の形態を説明する。
(第1の実施形態)
本発明による動弁装置は、自動二輪車或いは四輪自動車に搭載される各種のガソリンエンジンに対して有効に適用可能であり、この実施形態では例えば図1に示すように自動二輪車のエンジンの例とする。
Hereinafter, preferred embodiments of a valve gear according to the present invention and an internal combustion engine including the same will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The valve gear according to the present invention can be effectively applied to various gasoline engines mounted on a motorcycle or a four-wheeled vehicle. In this embodiment, for example, as shown in FIG. To do.
ここで先ず、本実施形態に係る自動二輪車100の全体構成を説明する。図1において鋼製或いはアルミニウム合金材でなる車体フレーム101の前部には、ステアリングヘッドパイプ102によって左右に回動可能に支持された左右2本のフロントフォーク103が設けられる。フロントフォーク103の上端にはハンドルバー104が固定され、ハンドルバー104の両端にグリップ105を有する。フロントフォーク103の下部には前輪106が回転可能に支持されると共に、前輪106上部を覆うようにフロントフェンダ107が固定される。前輪106は、前輪106と一体回転するブレーキディスク108を有している。
First, the overall configuration of the
車体フレーム101の後部にはスイングアーム109が揺動可能に設けられると共に、車体フレーム101とスイングアーム109の間にリヤショックアブソーバ110が装架される。スイングアーム109の後端には後輪111が回転可能に支持され、後輪111はチェーン112が巻回されたドリブンスプロケット113を介して、回転駆動されるようになっている。
A
車体フレーム101に搭載されたエンジンユニット1(実線部)には、エアクリーナ114に結合する吸気管115から混合気が供給されると共に、燃焼後の排気ガスが排気管116を通って排気される。エアクリーナ114は容量確保のためにエンジンユニット1の後方、かつ燃料タンク117及びシート118の下方にある大きなスペース内に設置される。そのため吸気管115はエンジンユニット1の後部側に結合させ、排気管116はエンジンユニット1の前部側に結合される。また、エンジンユニット1の上方には、燃料タンク117が搭載され、燃料タンク117の後方にシート118及びシートカウル119が連設される。
The engine unit 1 (solid line portion) mounted on the
ここで、エンジンユニット1におけるシリンダヘッド2乃至シリンダヘッドカバー2aの所定部位には、後述するアクセルモータ44が装着される。アクセルモータ44は、例えばシリンダヘッドカバー2aの側部に突設されるが、燃料タンク117やその他エンジン周辺の部品もしくは部材と相互に干渉しないように配置される。
Here, an
更に図1において、120はヘッドランプ、121はスピードメータ、タコメータ或いは各種インジケータランプ等を含むメータユニット、122はステー123を介してハンドルバー104に支持されるバックミラーである。また、車体フレーム101の下部にはメインスタンド124が揺動自在に取付けられ、後輪111を接地させたり地面から浮かせたりできる。車体フレーム101は、前部に設けたヘッドパイプ102から後斜め下方へ向けて延設され、エンジンユニット1の下方を包むように湾曲した後、スイングアーム109の軸支部であるピボット109aを形成してタンクレール101a及びシートレール101bに連結している。
Further, in FIG. 1, 120 is a head lamp, 121 is a meter unit including a speedometer, tachometer, or various indicator lamps, and 122 is a rearview mirror supported by the
この車体フレーム101には、フロントフェンダ107との干渉を避けるべく車体フレームと平行にラジエータ125が設けられると共に、このラジエータ125から車体フレーム101に沿って冷却水ホース126が配設され、排気管116と干渉することなくエンジンユニット1に連通している。
The
次に、図2はこの実施形態における動弁装置を示す平面図、図3は図2のA−A線に沿う断面図、図4は図3のB−B線に沿う断面図である。内燃機関であるエンジンユニット1のシリンダ内でピストンが上下に往復動すると共に、ピストンの上部に配置されたシリンダヘッド2内に動弁装置が収容される。本実施形態で説明するエンジンユニット1は例えば並列2気筒(車幅方向)エンジンであって、各気筒において吸気側(IN)及び排気側(EX)にそれぞれ2つのバルブを有する。
Next, FIG. 2 is a plan view showing the valve gear in this embodiment, FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB in FIG. A piston reciprocates up and down in a cylinder of an engine unit 1 that is an internal combustion engine, and a valve operating device is housed in a
本実施形態の動弁装置は、吸気側においてカム/カムシャフトユニット10と、カム/カムシャフトユニット10の下側に配置されるバルブリフタユニット(もしくはタペットユニット)20と、吸気制御するバルブユニット30とを含む。また、排気側においてカム/カムシャフトユニット10EXと、カム/カムシャフトユニット10EXの下側に配置されるタペットユニット20EXと、排気制御するバルブユニット30EXとを含む。
The valve gear of the present embodiment includes a cam /
更に、アクセル開度に応じてカム/カムシャフトユニット10,10EXのカム13,13EXを変位させるアクセルシャフトユニット40を含むが、この実施形態では吸気側のカム/カムシャフトユニット10と排気側のカム/カムシャフトユニット10EXとの間に配置され、吸気側及び排気側で共用される。また、2気筒に対して単一のアクセルシャフトが使用される。
Further, an accelerator shaft unit 40 for displacing the
吸気側のカム/カムシャフトユニット10において、図2に示すようにシリンダヘッド2内でベアリング12,12′を介して回転自在に支持されるカムシャフト11を備え、この例ではカムシャフト11は2気筒にまたがって延設される。カムシャフト11の一端にはスプロケット15が固着し、排気側のカムシャフト11Exの一端にも同様なスプロケット15Exが固着しており、図5に示したようにこれらのスプロケット15,15Exとクランクシャフト(図示せず)の一端に固着するドライブスプロケット3との間には、カムチェーン4が巻回装架される。なお、図5に示されるようにチェーンガイド5、チェーンテンショナ6及びテンショナアジャスタ7等を含み、これらによりカムチェーン4が適正走行するようになっている。
The intake-side cam /
カムシャフト11にはその軸方向にカム13がスライド可能に装着される。この例ではカムシャフト11とカム13との間にキー14が介在し、カム13とカムシャフト11の相対回転が規制されると共に、カム13がカムシャフト11に沿って直線運動(リニアモーション)するようになっている。なお、カムシャフト11は概して中空構造を有し、その中空内部が潤滑油路となってカム13の内径部等に注油することができる。
A
ここで、カム13は「3次元カム」として構成され、長手方向(カムシャフト11の軸方向)に傾斜するカム面13aを有し、バルブリフト量を連続的に変化させる形状とされる。この場合、カム高さと同時にカム作用角及びリフトタイミングも変化し、即ちバルブリフト量が大きくなるのに従ってカム作用角も大きくなり、更にはバルブのリフトタイミングも変化させ得るように設定される。
Here, the
なお、排気側のカム/カムシャフトユニット10EXは、図4或いは図5に示すように吸気側のカム/カムシャフトユニット10と基本構成が同様であるが、カム13EXの具体的な諸元についてはカム13と異なる。
Incidentally, the cam /
吸気側のバルブリフタユニット20において、図4に示すように外周面が略球状面(なお、その具体的形状については後述する)とされたローラータペット21を備え、その外周面がカム13に接触する。ローラータペット21内にはアーム22が配置される。ローラータペット21の内周面は球状面とされており、この内周面とアーム22中央の大径部との間にボール24が介在する。従って、ボール24を介してローラータペット21が回転可能に支持されると共に、アーム22が揺動可能である。アーム22がローラータペット21に対して傾いたときにも、ローラータペット21を正常回転可能とする調芯機能を発揮する。
As shown in FIG. 4, the intake-side
アーム22を覆うようにタペットガイド23が配置される。タペットガイド23は、正面方向(図3)から見ると逆凹形状部分を有し、図4に示すようにその両端開口からアーム22の両端部が突出する。タペットガイド23は、取付ボルト25によってシリンダヘッド2に固定される。
A
また、タペットガイド23にはガイド孔23a(図3参照)が形成されており、このガイド孔23aの内側にローラータペット21が配置される。ガイド孔23aはバルブステムの軸方向に沿って形成され、これによりローラータペット21がバルブステムの軸方向にのみ移動可能となる。ローラータペット21がカム13のカム面13aに押圧されることにより、バルブを進退させるバルブリフタとして機能する。アーム22の両端部には、後述するバルブユニットのタペットシムに当接する押圧部が設けられる。なお、この押圧部は図4に示されるように、アジャストスクリュ26の先端(下端)によって構成される。
Further, a
排気側のタペットユニット20EXは、図6にも示されるように吸気側のタペットユニット20と基本構成が同様である。
The exhaust-
吸気側のバルブユニット30において、図3及び図4に示されるようにバルブステム31aがバルブガイド32によってガイドされる2つの吸気バルブ31を備える。吸気バルブ31がリフトすることにより、吸気ポート33を介してエアクリーナ114(図1)から導かれる空気と吸気ポート33の下流側に配置されるインジェクタ(図示せず)から噴霧される燃料との混合気が各気筒の燃焼室に導入される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
各バルブステム31aの端部にはコッタ34を介してバルブリテーナ35が設けられ、バルブリテーナ35にはバルブシート36との間に装着されたバルブスプリング37の弾性力が作用する。更にバルブステム31aの上端が、前述したアーム22の押圧部により押圧される。
A
なお、排気側のバルブユニット30EXは、図3に示されるように吸気側のバルブユニット30と基本構成が同様である。
The exhaust-
次ぎにアクセルシャフトユニット40において、図2或いは図3に示すようにカムシャフト11及び11EX間に平行に配置されたアクセルシャフト41と、アクセルシャフト41に支持されると共にカム13,13EXに連結するアクセルフォーク42とを備える。
Next, in the accelerator shaft unit 40, as shown in FIG. 2 or 3, an
ここで、本実施形態では2気筒のうち一方の基準となる側の気筒に配設される基準側アクセルフォーク42Aと、他方の調整される側の気筒に配設される調整側アクセルフォーク42Bを有し、調整側アクセルフォーク42Bを調整可能とする。
Here, in the present embodiment, a reference-
アクセルシャフト41は軸方向にスライド可能に支持され、一端側で送りネジ41aを介してドリブンギヤ43(べベルギヤ)と螺合する。ドリブンギヤ43はシリンダヘッド2に回転自在に支持され、図7のようにアクセルモータ44(図1参照)の出力軸に固着するドライブギヤ45(べベルギヤ)と噛合する。従って、アクセルモータ44の作動でアクセルシャフト41が軸方向に所望量スライド移動させることができる。
The
2つのアクセルフォーク42は、アクセルシャフト41と直交方向にカムシャフト11,11EX側へ延出し、それら両側に二股状の先端部を有する。また、カム13,13EXの端部には、ベアリング46,46EXを介して回転自在にされたフォークガイド47,47EXを備える。アクセルフォーク42の二股状の各先端は、フォークガイド47,47EXの係合溝に係合する。これによりアクセルシャフト41がその軸方向にスライドするのに連動もしくは同期して、カム13,13EXがカムシャフト11,11EXに沿ってそれぞれスライドする。
The two
上記の場合、基準側アクセルフォーク42Aは、アクセルシャフト41の所定位置に固定して設けられる一方、調整側アクセルフォーク42Bはアクセルシャフト41に対してスライド可能に設けられる。この場合、調整側アクセルフォーク42Bを位置調整する調整機構を備える。この調整機構により調整側アクセルフォーク42Bをアクセルシャフト41に沿った所定位置に位置規制し得るようになっている。
In the above case, the reference
上記調整機構の具体的構成では、図2に示されるように調整側アクセルフォーク42Bの両側でアクセルシャフト41に螺合する一対のアジャストナット48及び固定用ナット49を有する。アジャストナット48によってアクセルフォーク42Bを位置決めして、固定用ナット49によって固定することでアクセルフォーク42A及びアクセルフォーク42B間の相対位置を調整することができる。
As shown in FIG. 2, the specific configuration of the adjusting mechanism includes a pair of adjusting nuts 48 and fixing
アクセルモータ44の配設側と反対側の吸気側において、図3に示したようにシリンダヘッドカバー2aを利用してカムスライド量検出センサ50が搭載される。この例ではセンサとしてロータリエンコーダを用い、その回転軸50aにセンサレバー51が取り付けられる。詳細構造については省略するが、センサレバー51の先端はフォークガイド47の係合溝と摺接係合するようになっている。そして、吸気側のカム13のスライドによりセンサレバー51が揺動し、ロータリエンコーダによってその揺動角を検出し、この検出データに基づいてカムスライド量を把握するようにしている。
On the intake side opposite to the side where the
ここで、上記構成の動弁装置においてアクセルグリップ(もしくはアクセルペダル)を操作すると、アクセルモータ44が作動し、アクセルモータ44の出力軸の回転によってドリブンギヤ43を介してアクセルシャフト41がスライドする。各気筒において、カム13,13EXはアクセルフォーク42を介してアクセルシャフト41の動きに連動してカムシャフト11,11EXに沿ってスライドする。この実施形態では吸気側に加えて排気側においてもアクセル開度に応じてバルブリフト量及び作用角を無段階可変制御する。
Here, when the accelerator grip (or the accelerator pedal) is operated in the valve gear having the above-described configuration, the
このように吸排気量をアイドル回転域から全開域までコントロールし、エンジン回転数(又は車両速度)に最も適した吸排気を行うことができる。例えばエンジン低速時にはローラータペット21はカム13,13EXのカム面13a,13aEXに対してカム高さの比較的低い部位に当接する。この状態で加速、即ちアクセルを開くと、アクセルモータ44の作動によりドリブンギヤ43が回転して、アクセルシャフト41は図2の矢印X方向にスライドする。カム13,13EXはアクセルフォーク42を介してアクセルシャフト41の動きに連動してカムシャフト11,11EXに沿って同様に矢印X方向にスライドする。カム13,13EXのスライドによりローラータペット21,21EXは次第にカム高さの比較的高い部位に当接し、バルブリフト量が増大する。一方、減速時にはアクセルを戻すことで、上記とは逆の動作でバルブリフト量を減少させる。
In this way, the intake / exhaust amount is controlled from the idle rotation range to the fully open range, and intake / exhaust that is most suitable for the engine speed (or vehicle speed) can be performed. For example, when the engine low
前述したようにバルブリフタユニット20は、バルブステム31aを押圧可能なアーム22と、アーム22に対して回転可能なローラータペット21とを備え、図8(a)に示されるようにアーム22はバルブステム31aとのクリアランスを調整可能なアジャストスクリュ26A,26Bを先端部に締結する。
As described above, the
この場合、一方のアジャストスクリュ26Aは、アーム22の上側でナット27Aによって固定され、他方のアジャストスクリュ26Bは、アーム22の下側でナット27Bによって固定される。図4から分るようにカム13のカムロブの高速側に配置されるナット27Bは、アーム22の下側から螺着しカム13側へ突出しないようにしている。
In this case, one
本発明において特にアジャストスクリュ26A,26Bとバルブステム31aとを略同一線上に配置すると共に、バルブステム31aとの間で互いの距離を広げる方向の付勢力を有する付勢部材と当接する受圧部を備える。
In the present invention, particularly, the adjusting
具体的構成において、各アジャストスクリュ26A,26Bに対して、付勢部材として図8(a)に示されるようにスプリング(コイルスプリング)28を有する。各スプリング28は、バルブステム31aの軸方向に付勢力を有し、バルブステム31aと同心状に配設される。そして、少なくともバルブステム31aとアジャストスクリュ26との一部を包むように配設される。
In a specific configuration, each
スプリング28は、一方の端部をバルブステム31a上部に設けられるコッタ34に当接させると共に、他方の端部をアーム22側に当接させる。この場合、アジャストスクリュ26A側においてスプリング28の上端はアーム22の下面に当接し、アジャストスクリュ26B側ではスプリング28の上端はナット27Bの下面に当接する。
The
本発明において更にローラータペット21は図8に示されるように、カム13のカムロブと接触する部分を平坦とした円筒状部21aを設け、この円筒状部21aとカムロブとの間で線接触させるようになっている。
In the present invention, as shown in FIG. 8, the
例えば、図8(a)に示されるようにローラータペット21の中心からカム13のカムロブの低速側に適度に偏倚した曲率中心Oとし、この曲率中心Oに対する円弧(半径r)と円筒状部21aの直線部分とでローラータペット21の外周面が形成される。なお、これら円弧及び円筒状部21aは滑らかに接続する。そして、円筒状部21aは、カム13のベースサークル面に対して線接触するようにしている。
For example, as shown in FIG. 8A, the center of curvature O is appropriately deviated from the center of the
なお、図8に示した例のようにローラータペット21の端部(軸方向)に円筒状部21aを設ける場合の他、中央部に設けることもできる。例えば、図6のようにローラータペット21の中央部に円筒状部21aEXを設け、その両側に円弧部分を設ける。
In addition, when providing the
さて、本発明のバルブリフタにおいて、ローラータペット21とアーム22とこれら両部材間に介在される複数のボールとを有している。ローラータペット21はカム13のカムロブに沿って回転しながら、リフト特性に従い進退動し、バルブリフタが一体となって進退動するとき、アーム22の両端がそれぞれバルブステム31aを押し下げる。アーム22の両端部にはバルブステム31aとのバルブクリアランスを調整し得るアジャストスクリュ26が設けられている。また、アジャストスクリュ26にはアジャストスクリュをアーム22に対して相対的に固定するための固定用のナット27がそれぞれ締結される。
Now, the valve lifter of the present invention has a
バルブリフタは、シリンダヘッド2に設けられたタペットガイド23のガイド孔(溝)23aに沿って進退動するが、ガイド孔23aはバルブリフタの進退動方向以外の方向へは動きを規制する形状となっている(進退動方向と平行なガイド溝が、アーム22の両側に並設される)。従来のロッカーアームが揺動するのとは異なり、本発明のバルブリフタは直線的な往復動(進退動)をする。このためバルブリフタの一部をカム13又はバルブステム31aの一方に常時付勢するためには、その付勢方向をバルブリフタの進退動方向と一致させる必要がある。
The valve lifter moves forward and backward along the guide hole (groove) 23a of the
このため本発明のバルブステム31aとアジャストスクリュ26とを同一直線上に配設し、それらの外方にスプリング28を設け、このスプリング28を圧縮した状態でその両端をバルブステム31a側とバルブリフタ側とに当接させる。これによりバルブリフタを常時バルブ閉じ方向へ付勢し、ローラータペット21をカムロブに常時当接させることができる。この結果、フレッティングコロージョンの問題を解消し、耐久性の向上等を有効に実現することが可能になる。なお、このスプリングは排気側においても同様に採用することができる。
For this reason, the
この場合、バルブステム31aの上部とアジャストスクリュ26の下部とを包むようにして、バルブステム31aと同心状にスプリング28が配設される。これにより省スペースを図ることができると共に、アーム22の先端部にスプリング28の付勢力を作用させるようにしたことで小さい弾力の付勢力で済む等の利点がある。
In this case, the
また、コッタ34の上端面をスプリング28の座面(受圧部)として有効に利用することができる。この場合、コッタ34はスプリング28の弾力よりも大きなバネ定数のバルブスプリング37によって常時バルブ閉じ方向に付勢され、安定した付勢力が得られる。
Further, the upper end surface of the
更にローラータペット21の形状を上述したように円筒状部21a(21aEX)とし、このようにしてもフレッティングコロージョンと打音の発生を有効に低減させることができる。即ち、バルブリフタは通常、ローラータペット21のカムロブ摺接面が湾曲形状を呈し、摺接面にはローラータペット21の周方向に連続する頂点(稜線)を有するが、本発明ではこの稜線部分に平坦面を持たせ、概略円筒状部を形成するようなローラータペット形状とする。特に、図8(a)に示すように、この場合は円筒状部21aがカム13のベースサークル面に対して線接触するようにしている。
Furthermore, the shape of the
この種のバルブリフタではバルブリフタの無リフト状態となるときには、スプリング28の反発力のみでローラータペット21がカム13に押圧され、このままでは最もフレッティングコロージョンが発生し易い。従って、無リフト状態となるカム13のベースサークル面に対して線接触するように円筒状部21aを形成するのが効果的であり、即ち円筒状部21aの中心線はカムシャフト11の軸線と平行に設定される。この場合上述のスプリング28と併せて用いることで、その効果をより一層高めることができる。
In this type of valve lifter, when the valve lifter is not lifted, the
一方、図8(b)に示すように、ローラータペット21は、ベースサークル面ではなく、バルブリフト時のカムロブ摺接面に摺接する部分に円筒状部21aを形成することもできる。バルブリフタは浮動式で、通常はアーム22がカムシャフト11と平行になっており、2本のバルブステム31aを進退させる構成である。このような構成のため、バルブリフタの進退動に差が生じ、バルブリフタが傾倒しアーム22がカムシャフト11と平行でなくなることがある。従来のローラータペットと立体カムのカムロブとは、1点で接触するものだったが、かかる点接触ではローラータペットとカムロブとの接触点での面圧が高くなり、これによりフレッティングコロージョンが発生する原因となっていた。そこで、この稜線部分に平坦面を持たせ、概略円筒状部を形成するようなローラータペット形状とする。これによりバルブリフタの傾斜によるフレッティングコロージョンを更に低減することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 8B, the
(第2の実施形態)
次に、本発明による動弁装置の第2の実施形態を説明する。この実施形態における基本構成は実質的に、前述した第1の実施形態の場合と同様であり、同一または対応する部材には同一符号を用いるものとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the valve gear according to the present invention will be described. The basic configuration in this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment described above, and the same reference numerals are used for the same or corresponding members.
第2の実施形態では特にバルブリフタは、バルブステムを押圧可能なアーム部とこのアーム部に対して回転可能なローラータペットとを備え、アーム部とローラータペットとの間にニードルベアリングを介在させる。 In the second embodiment, in particular, the valve lifter includes an arm portion that can press the valve stem and a roller tappet that can rotate relative to the arm portion, and a needle bearing is interposed between the arm portion and the roller tappet.
具体的には図6に示されるようにローラータペット21とアーム22との間にニードルベアリング29を介在させる。なお、便宜的に図6では排気側にて図示しているが、吸気側いずれであってもよい。ここで、バルブリフタが傾斜するとカム13のカムロブに接近する側のアーム22の先端とバルブステムとの距離が広がる。このためカム13に押されてバルブリフタが押し下げられたとき、そのままでは先端部とバルブステムとの間で大きな打音が発生する。この実施形態のよういニードルベアリング29を用いることでバルブリフタの傾斜を防止することができるので、打音も低減することができる。
Specifically, as shown in FIG. 6, a
更にまた、バルブリフタのローラータペット21とアーム22との間のボール24に替えて、ニードルベアリング29を使用することで、フレッティングコロージョンを更に一層低減することができる。ニードルベアリング29を採用することで、ローラータペット21に対するアーム22の相対的な傾斜が生じなくなり、ローラータペット21の稜線とカムロブとの間のフレッティングコロージョンを減少することができる。
Furthermore, fretting corrosion can be further reduced by using a
以上、本発明を種々の実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば上記実施形態で説明した具体的な数値例等は、必ずしもこれに限定されず、必要に応じて変更可能である。また、各実施形態において、2気筒エンジンの場合の例を説明したが、本発明は3気筒以上の多気筒エンジンに対しても有効に適用可能である。
As mentioned above, although this invention was demonstrated with various embodiment, this invention is not limited only to these embodiment, A change etc. are possible within the scope of the present invention.
For example, the specific numerical examples described in the above embodiment are not necessarily limited to this, and can be changed as necessary. In each embodiment, an example of a two-cylinder engine has been described. However, the present invention can be effectively applied to a multi-cylinder engine having three or more cylinders.
1 エンジンユニット
2 シリンダヘッド
3 ドライブスプロケット
4 カムチェーン
5 チェーンガイド
6 チェーンテンショナ
7 テンショナアジャスタ
11 カムシャフト
13 カム
15 スプロケット
21 ローラータペット
22 アーム
23 タペットガイド
29 スプリング
31 吸気バルブ
32 バルブガイド
35 バルブリテーナ
37 バルブスプリング
41 アクセルシャフト
42 アクセルフォーク
44 アクセルモータ
1
Claims (7)
前記バルブリフタはバルブステムを押圧可能なアーム部と、このアーム部に対して回転可能なローラータペットとを備え、
前記アーム部は前記バルブステムとのクリアランスを調整し得るアジャストスクリュを先端部に締結して、このアジャストスクリュと前記バルブステムとを略同一線上に配置すると共に、前記バルブステムとの間で互いの距離を広げる方向の付勢力を有する付勢部材と当接する受圧部を備えたことを特徴とする動弁装置。 In a valve operating apparatus having a three-dimensional cam that can slide in the cam shaft direction and a valve lifter that moves a plurality of valves back and forth with one cam,
The valve lifter includes an arm portion that can press the valve stem, and a roller tappet that can rotate with respect to the arm portion.
The arm portion is fastened with an adjusting screw capable of adjusting a clearance with the valve stem at a tip portion, and the adjusting screw and the valve stem are arranged on substantially the same line, and the arm portion is mutually connected with the valve stem. A valve operating apparatus comprising a pressure receiving portion that comes into contact with an urging member having an urging force in a direction to increase the distance.
吸気側又は排気側に請求項1〜6のいずれか1項に記載の動弁装置を備えたことを特徴とする内燃機関。 An internal combustion engine configured to control intake and exhaust by an intake valve and an exhaust valve,
An internal combustion engine comprising the valve gear according to any one of claims 1 to 6 on an intake side or an exhaust side.
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